JP4783845B2

JP4783845B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4783845B2
Application number: JP2009172399A
Authority: JP
Inventors: 和行松村
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: US20110019359A1; US8218311B2; JP2011029338A; US20120212902A1; US8792235B2

Description

この発明は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵの周辺回路を搭載した半導体チップ（ＬＳＩ、Large Scale Integration）が複数セット（組）になったチップセット（Chipset）、画像処理を担当するＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの発熱電子部品を冷却する冷却構造を備えた電子機器に関する。

電子機器、例えば、ＰＯＳ（Point of Ｓales）端末として用いられる電子機器では、その機器本体内に制御用のＣＰＵを備えるが、このＣＰＵは、消費電力および発熱量が増加する傾向にある。

そこで、従来においては、ＣＰＵを冷却ファンによって冷却するようにしている。

しかしながら、冷却ファンを用いた場合には、耐久性が悪く、騒音も大きくなるという問題があった。

そこで、近年においては、ＣＰＵで発生する熱をヒートパイプを用いて熱輸送することにより冷却するものが開発されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、このヒートパイプを用いる電子機器には、その機器本体内に前面側から出入される引出部を設け、この引出部にＣＰＵを搭載し、ＣＰＵを保守点検する場合等には、引出部を機器本体から引き出してＣＰＵを外部に位置させ、その作業性を向上できるようにしている。

ところで、ヒートパイプはその一端部側を受熱ブロックを介してＣＰＵに固定し、他端部側に放熱ブロックを設け、引出部が機器本体内に挿入されることにより、放熱ブロックを機器本体の背面側を構成する例えばアルミニューム合金製の受熱プレート（受熱面部）に圧接させている。これにより、ＣＰＵで発生した熱をヒートパイプの一端部側から他端部側に向かって熱輸送し、さらにこの熱を放熱ブロック及び受熱プレートを介して外部へと放熱してＣＰＵを冷却している。

しかしながら、上記した受熱ブロック、ヒートパイプ、放熱ブロック、及び受熱プレートなどは、加工上のバラツキ（例えば、２ｍｍ程度）があるため、組立時に引出部を機器本体内に挿入して放熱ブロックを機器本体の受熱プレートに圧接させようとしても接触圧にバラツキが生じていた。

このため、放熱ブロックを機器本体の受熱プレートに適切な圧力で圧接させることができず、十分な冷却効果を得ることができないという問題があった。

本発明は、上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、部品の加工上のバラツキを吸収して放熱ブロックを機器本体の受熱面部に適切な圧力で圧接させて十分な冷却効果を得ることができるようにした電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、機器本体と、この機器本体に出入自在に挿入される引出部と、この引出部に設けられた発熱電子部品と、この発熱電子部品に重ね合わされた受熱ブロック、及びこの受熱ブロックに一端部側が固定されたパイプ部、さらにこのパイプ部の他端部側に固定され前記引出部の挿入端部側に位置する放熱ブロックを有して構成されるヒートパイプと、このヒートパイプの受熱ブロックを移動自在に支持する支持手段と、前記機器本体の一部を構成し、前記引出部が前記機器本体内に挿入されるのに基づいて前記ヒートパイプの放熱ブロックを圧接させる受熱面部とを具備し、前記ヒートパイプの放熱ブロックが前記機器本体の受熱面部に圧接されるのに基づいて前記受熱ブロックを移動させ、この移動後、前記引出部及び前記放熱ブロックを前記機器本体に固定保持することを特徴とする。

本発によれば、部品の加工上のバラツキを吸収してヒートパイプの放熱ブロックを機器本体の放熱面部に適切な圧力で圧接させることができ、十分な冷却効果を得ることができる。

本発明の一実施の形態である電子機器を示す斜視図。図１の電子機器を一部分解して示す斜視図。図１の機器本体の内部構成を示す図。図３の機器本体内に挿入される引出部を示す斜視図。図４中Ａ−Ａ線に沿って示す断面図。図４中Ｂ−Ｂ線に沿って示す断面図。図４中Ｃ−Ｃ線に沿って示す断面図。図３の機器本体のボトムカバーの受熱プレートにヒートポンプの放熱ブロックが圧接された状態を拡大して示す斜視図。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、例えば、ＰＯＳ端末として用いられる電子機器を示す斜視図で、図２はその分解斜視図、図３はその内部構成図である。

電子機器は機器本体１を備え、この機器本体１の上面部にはタッチパネル付ディスプレー２が設けられている。

機器本体１は、図２に示すようにその前面側が前面カバー５によって開閉され、後部側が後部カバー６によって開閉されるようになっている。

また、機器本体１内には図３に示すようにその前面側から引出部８が出入自在に挿入されている。

図４は引出部８を示す斜視図で、図５は図４中Ａ−Ａ線に沿って示す断面図、図６は図４中Ｂ−Ｂ線に沿って示す断面図、図７は図４中Ｃ−Ｃ線に沿って示す断面図である。

引出部８の上面部にはマザーボード９が設けられ、このマザーボード９上には発熱電子部品としてのＣＰＵ１２が搭載されている。ＣＰＵ１２の上面部にはヒートパイプ１５のアルミニューム合金製の受熱ブロック１３が重ね合わされ、ＣＰＵ１２から発生する熱が受熱ブロック１３によって受熱されるようになっている。

受熱ブロック１３の上面部側には２本のパイプ部１７ａ，１７ｂの一端部側が固定的に接続され、他端部側は引出部８の挿入方向に沿って延出されている。このパイプ部１７ａ，１７ｂの延出側の先端部は略９０度折曲され、この折曲部にはアルミニューム合金製の放熱ブロック１６が接続されている。この放熱ブロック１６は、図３乃至図５に示すように、引出部８の挿入側の端部から挿入方向に突出された状態となっている。

ところで、上記したヒートパイプ１５の受熱ブロック１３は、図４及び図５に矢印で示すように、支持機構１１によって前後方向、即ち、引出部８の出入方向に沿ってスライド自在に支持されている。

支持機構１１は受熱ブロック１３の前面部と後面部との間に隙間Ｓを存して対向する規制壁１１ａ、１１ｂを有し、隙間Ｓ分だけ受熱ブロック１３をその前後方向にスライド移動できるようになっている。

また、支持機構１１には受熱ブロック１３をＣＰＵ１２に向かって弾性的に押圧保持するバネ材１４が設けられている。

さらに、支持機構１１には図６に示すように受熱ブロック１３の移動方向に沿う両側面部の上半分側を弾性的に押圧保持する保持部としての第１の弾性保持バネ１８が設けられ、また、図７に示すように、受熱ブロック１３の両側面部の下半分側を弾性的に押圧保持する保持手段としての第２の弾性保持バネ１９が設けられている。

受熱ブロック１３はその前後方向の力を受けることにより、第１の弾性保持バネ１８および第２の弾性保持バネ１９の保持力に抗して上記した隙間Ｓ分だけ前後方向にスライド移動できるようになっている。

なお、第１の弾性保持バネ１８の上端部には爪部１８ａが形成され、この爪部１８ａは受熱ブロック１３の上面角部に係止されている。これにより、ＣＰＵ１２が上方へ飛び出すことが規制されるようになっている。

一方、上記した引出部８の挿入方向に位置する機器本体１の背面側は図２、図３、図８に示すように、アルミニューム合金製の受熱プレート（受熱面部）２１ａによって構成されている。この受熱プレート２１ａは、機器本体１の内底部を構成するボトムカバー２１に一体的に形成されている。

従って、引出部８が機器本体１内に挿入されると、引出部８とともにその挿入方向にＣＰＵ１２、受熱ブロック１３、パイプ部１７ａ，１７ｂ、放熱ブロック１６が一体的に移動し、引出部８の挿入側の端部から突出する放熱ブロック１６が機器本体１の背面側の受熱プレート２１ａに圧接されるようになっている。

ＣＰＵ１２で発生した熱は受熱ブロック１３、パイプ部１７ａ，１７ｂを介してその一端部側から他端部側へ熱輸送されたのち、放熱ブロック１６とこの放熱ブロック１６が圧接するボトムカバー２１の受熱プレート２１ａを介して外部へと放出され、ＣＰＵ１２が冷却されるようになっている。

次に、上記した電子機器の組立動作について説明する。

まず、図２に示す状態から機器本体１内へ引出部８を挿入する。この挿入により、図３、図８に示すように引出部８の挿入端部側に位置する放熱ブロック１６が機器本体１のボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに圧接すると、その反力がパイプ部１７ａ、１７ｂを介して受熱ブロック１３に伝達され、受熱ブロック１３は第１及び第２の保持バネ１８，１９の保持力に抗して反挿入方向にスライド移動される。この受熱ブロック１３のスライド移動により、受熱ブロック１３、パイプ部１７ａ、１７ｂ、放熱ブロック１６、及び受熱プレート２１ａなどの加工上のバラツキが吸収され、ヒートパイプ１５の放熱ブロック１６がボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに適切な圧力で圧接されることになる。

なお、ヒートパイプ１５の受熱ブロック１３を単に固定的に設けた場合には、受熱ブロック１３、パイプ部１７ａ、１７ｂ、放熱ブロック１６、及び受熱プレート２１ａなどの加工上のバラツキの影響を受けてボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに対するヒートパイプ１５の放熱ブロック１６の圧接力にバラツキが生じ、良好な冷却効果が得られなくなる虞がある。

このように引出部８を機器本体１内に挿入してヒートパイプ１５の放熱ブロック１６をボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに圧接させたのちは、引出部８の前面側をネジ（図示しない）によって機器本体１に固定するとともに、固定部材としての固定金具２２によって放熱ブロック１６を機器本体１の背面側に固定する。こののち、前面カバー５を機器本体１に取り付けてその開口部を閉塞するとともに、後部カバー６を機器本体１に取り付けて組み立てを終える。

なお、ＣＰＵ１２の保守点検などを行なう場合には、前面カバー５を取り外したのち、引出部８のネジを外して引出部８を引き出し、ＣＰＵ１２を外部に位置させてその作業を行なう。

上記したように、この実施の形態によれば、ヒートパイプ１５の放熱ブロック１６を引出部８の出入方向に沿って移動自在に支持し、引出部８が機器本体１内に挿入されてヒートパイプ１５の放熱ブロック１６が機器本体１のボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに圧接されるのに基づいて放熱ブロック１６を引出部８の反挿入方向にスライド移動させるため、受熱ブロック１３、パイプ部１７ａ、１７ｂ、放熱ブロック１６、及び受熱プレート２１ａなどの加工上のバラツキを吸収できる。

従って、放熱ブロック１６をボトムカバー２１の受熱プレート２１ａに対し適切な圧力で圧接することができ、ＣＰＵ１２を良好に冷却することができる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

１…機器本体、８…引出部、１１…支持手段、１１ａ，１１ｂ…規制壁、１２…ＣＰＵ（発熱電子部品）、１３…受熱ブロック、１４…バネ材、１６…放熱ブロック、１５…ヒートパイプ、１７ａ，１７ｂ…パイプ部、１８…第１の弾性保持バネ（保持部）、１９…第２の弾性保持バネ（保持部）、２１ａ…受熱プレート（受熱面部）、２２…固定金具（固定部材）。

実開平０５−５２５６０号公報

Claims

機器本体と、
この機器本体に出入自在に挿入される引出部と、
この引出部に設けられた発熱電子部品と、
この発熱電子部品に重ね合わされる受熱ブロック、及びこの受熱ブロックに一端部側が固定されるパイプ部、さらにこのパイプ部の他端部側に固定され前記引出部の挿入端部側に位置する放熱ブロックを有して構成されるヒートパイプと、
このヒートパイプの受熱ブロックを移動自在に支持する支持手段と、
前記機器本体の一部を構成し、前記引出部が前記機器本体内に挿入されるのに基づいて前記ヒートパイプの放熱ブロックを圧接させる受熱面部と
を具備し、
前記ヒートパイプの放熱ブロックが前記機器本体の受熱面部に圧接されるのに基づいて前記受熱ブロックを移動させ、
この移動後、前記引出部及び前記放熱ブロックを前記機器本体に固定保持することを特徴とする電子機器。
前記支持手段は前記受熱ブロックを前記引出部の挿入方向に沿って移動自在に支持し、前記受熱ブロックの移動量を所定量に規制する規制壁を有したことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記支持手段に設けられ、前記受熱ブロックの移動方向に沿う両側面部を弾性的に押圧保持する保持部を有したことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記支持手段に設けられ、前記受熱ブロックを前記発熱電子部品に弾性的に押圧保持するバネ材を有したことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記発熱電子部品は、制御用のＣＰＵであることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記機器本体の受熱面部はアルミニューム合金製の受熱プレートによって構成されたことを特徴とする請求項１記載の電子機器。