JP4824624B2

JP4824624B2 - 熱移動部材、熱移動機構及び情報処理装置

Info

Publication number: JP4824624B2
Application number: JP2007128796A
Authority: JP
Inventors: 速人渡辺; 聡小田中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2007-05-15
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: JP2008288233A; US7660114B2; US20080285229A1

Description

本発明は、熱移動部材、熱移動機構及び情報処理装置に係り、更に詳しくは、発熱部品からの熱を放熱面に移動する熱移動部材、発熱部品からの熱を放熱面に移動する熱移動機構、及び前記熱移動機構を備える情報処理装置に関する。

従来、自動販売機や券売機などに組み込まれる機器用コントローラなどの情報処理装置では、基板に実装された電気部品の冷却方法として、例えば冷却ファンなどを用いて電気部品に強制的に冷却空気を供給する強制空冷方式や、電気部品が収容される筐体に開口部を設け、熱せられた空気の上昇気流によって電気部品からの熱を筐体外部へ排熱させる自然空冷方式の冷却方法がよく用いられている。

しかしながら、強制冷却方式では、筐体内に冷却ファンを設ける必要があり、装置の大型化を招くとともに、冷却ファン駆動時の騒音により、製品の静音性を確保することが困難となる。また、自然空冷方式では、情報処理装置を屋外などの環境管理がなされていない場所に設置した場合には、設置環境によって気流が筐体内部からの上昇気流に相反する状態になり、効率的に排熱がされなくなる場合や、開口部から異物が混入するなど、機器の品質に悪影響を与える場合がある。

そこで、第３の冷却方式として、基板の一方の面を筐体の内壁面に近接して配置したうえで、その面上に高発熱部品を実装し、他方の面にそれ以外の部品を実装することにより、高発熱部品からの発熱を、筐体をヒートシンクとして外部に放熱する冷却方法が提案されている。しかしながら、基板は筐体の内壁面からある程度離間して配置する必要があるため、この冷却方法では冷却効率の更なる向上は困難である。また、基板を筐体の内壁面に平行となるように配置しなければならないため、例えば筐体に複数の基板が配置される場合などには、レイアウトの自由度の狭小化や装置の大型化を招くという不都合もある。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、基板に実装された電子部品からの熱を効率よく移動することが可能な熱移動部材を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、基板に実装された電気部品からの熱を効率よく移動することが可能な熱移動機構を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、装置の大型化を招くことなく、装置を効率よく冷却することが可能な情報処理装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、放熱面に対して所定の角度で配置された基板に実装された発熱部品からの熱を、前記放熱面に移動させる熱移動部材であって、相互に対向する１組の把持部を有するＵ字状の弾性部材によって前記発熱部品に対して押圧され、２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、該２つの平面の一平面上に前記弾性部材の一方の把持部が挿入される開口が設けられ、該一平面側が前記放熱面に接続され、他平面側が前記発熱部品に接触する熱移動部材である。

これによれば、基板に実装された発熱部品からの熱を、基板に対して所定の角度をなす放熱面に効率よく移動させることが可能となる。

また、本発明は第２の観点からすると、上下方向に相互に係合する上部カバー及び下部カバーを含む筐体と、前記下部カバーの上面から所定距離隔てた位置にほぼ水平に支持されたマザーボードと、前記マザーボード上に実装されたスロットと、前記スロットを介して前記マザーボードに垂直の方向に着脱可能に保持されると共に、発熱部品が実装された基板と、２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、一平面側が前記上部カバーに接触し、他平面側が前記基板の一側に実装されている前記発熱部品に接触する第１熱移動部材と、２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、一平面側が前記上部カバーに接触し、他平面側が前記基板の他側に実装されている前記発熱部品に接触する第２熱移動部材と、前記第１熱移動部材と前記第２熱移動部材とを介して、前記基板を挟持する押圧部材と、を備える熱移動機構である。

また、本発明は第３の観点からすると、発熱部品が実装された基板を有する情報処理装置であって、前記基板を収容する筐体と；前記基板に実装された前記発熱部品からの熱を、前記筐体の内壁面に移動させる本発明の熱移動機構と；を備える情報処理装置である。

これによれば、情報処理装置は、本発明の熱移動機構を備えている。したがって、基板に実装された発熱部品からの熱を効率よく放熱することができ、結果的に筐体の内部を効率よく冷却することが可能となる。また、筐体の内壁面と基板との位置関係を必ずしも平行とする必要がないため、レイアウトの自由度が増し、装置の小型化を図ることが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る情報処理装置１００の斜視図であり、図２は情報処理装置１００の展開斜視図である。情報処理装置１００は、一例として、自動販売機や券売機等に内蔵される情報処理装置である。図１及び図２を総合するとわかるように、この情報処理装置１００は、上下方向に相互に係合する上部カバー１１及び下部カバー１２と、複数の外部入力端子などが形成され、上部カバー１１及び下部カバー１２の−Ｘ側端部に固定された前面パネル１４と、上部カバー１１及び下部カバー１２の＋Ｘ側端部に固定された背面パネル１５とを含んで構成される筐体１０を備えている。

前記上部カバー１１は、例えばアルマイト加工されたアルミ板を板金加工することによって形成されている。この上部カバー１１は、図２に示されるように平面視略正方形の天板部１１ａと、天板部１１ａ下面の＋Ｘ側及び−Ｘ側の外縁に沿って形成された、長手方向をＹ軸方向とする１組の係止部１１ｂと、天板部１１ａ下面の＋Ｙ側及び−Ｙ側の外縁に沿って形成された、長手方向をＸ軸方向とする１組の側壁部１１ｃとを有している。また、天板部１１ａの中央部近傍には、上部カバー１１の内側に突出する長方形状の凸部１１ｄが、Ｘ軸方向に隣接して形成されている。

前記下部カバー１２は、上部カバー１１と同様に、例えばアルマイト加工されたアルミ板を板金加工することによって形成され、平面視略正方形の底板部１２ａと、底板部１２ａ上面の＋Ｘ側及び−Ｘ側の外縁に沿って形成された、長手方向をＹ軸方向とする１組の係止部１２ｂと、底板部１２ａ上面の＋Ｙ側及び−Ｙ側の外縁に沿って形成された、長手方向をＸ軸方向とする１組の側壁部１２ｃとを有している。

前記前面パネル１４は、一例としてアルマイト加工されたアルミ板を板金加工することによって形成された、長手方向をＹ軸方向とする長方形板状の部材である。図１に示されるように、この前面パネル１４の外面には、情報処理装置１００と外部機器とを電気的に接続するための、例えば、電源用コネクタ、ＵＳＢ端子、マウス端子、シリアルコネクタ、及びＬＡＮ（local area network）アダプタ等を含んで構成されるインターフェイス１４Ａが形成されている。

前記背面パネル１５は、一例としてアルマイト加工されたアルミ板を板金加工することによって形成された、長手方向をＹ軸方向とする長方形板状の部材である。

上述のように構成された、上部カバー１１、下部カバー１２、前面パネル１４、及び背面パネル１５は、図２を参酌するとわかるように、前面パネル１４及び背面パネル１５が、それぞれの下端部が下部カバー１２の係止部１２ｂに係止された状態で、下部カバー１２に対して例えば不図示の螺子等により固定され、上部カバー１１が、前面パネル１４及び背面パネル１５の上端部それぞれに係止部１１ｂが係止した状態で、前面パネル１４及び背面パネル１５に対して例えば不図示の螺子等で固定されることで一体化され、これによって上部カバー１１、下部カバー１２、前面パネル１４、及び背面パネル１５を含んで構成される筐体１０の内部空間が形成されている。

上述した筐体１０の内部空間には、図２に示されるように、一例としてＣＰＵやチップセット等の電気部品、及びメモリ２４が装着されたスロット２３などが実装された基板２１と、メモリ２４に装着された熱移動機構３０などが収容されている。

前記基板２１は、例えば一般のパーソナルコンピュータ等に用いられる、ＡＴＸ規格に準拠した汎用型のマザーボードに用いられる基板である。この基板２１は、下部カバー１２の上面に設けられた不図示の支持部材により、下部カバー１２の上面から所定距離隔てた位置にほぼ水平に支持されている。

前記メモリ２４は、長方形の基板と、該基板の表裏面に配置された情報を記憶することが可能な複数の電気部品とを含んで構成されている。

前記スロット２３は、前記基板２１上に長手方向をＹ軸方向として配置され、前記メモリ２４を着脱可能に保持する。メモリ２４は、スロット２３に装着されることで、基板２１の表裏面に配置された電気部品等と電気的に接続される。

図３は、前記熱移動機構３０を、前記スロット２３及びメモリ２４とともに示す展開斜視図である。図３に示されるように、熱移動機構３０は、１組の熱移動部材３１Ａ,３１Ｂと、２つのクリップ３２を含んで構成されている。

前記熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれは、断面Ｌ字状の部材であり、Ｘ軸に直交し長手方向をＹ軸方向とする長方形の接触部３１ｂと、接触部３１ｂの上端部からＸ軸方向に延設された台形状の接続部３１ａの２部分からなり、接続部３１ａには、長手方向をＹ軸方向とする２つの開口３１ｃがＹ軸方向に所定間隔隔てて形成されている。

前記クリップ３２は、相互に対向する1組の把持部を有するＵ字状の弾性部材である。

図３と、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂの断面を示す図４を総合するとわかるように、情報処理装置１００では、これら１組の熱移動部材３１Ａ,３１Ｂは、それぞれの接触部３１ｂの一側の面が、熱電伝導率が比較的高い弾性部材５０を介して、メモリ２４の＋Ｘ側の面及び−Ｘ側の面に接触するように配置され、それぞれの接触部３１ｂの他側の面が、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれに設けられた開口３１ｃを介して装着されたクリップ３２の把持部によって、メモリ２４に対して押圧されることで、メモリ２４に装着されている。

また、図４に示されるように、メモリ２４に固定された熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれの接続部３１ａの上面は、上部カバー１１に設けられた凸部１１ｄの下面に隙間なく密着した状態で、不図示の螺子等によって固定されている。

以上説明したように、本実施形態に係る情報処理装置１００では、筐体１０の内部空間に配置されたメモリ２４に熱移動機構３０が装着されている。したがって、メモリ２４の表裏面に配置された電気部品からの熱を、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂを介して、メモリ２４の基板に直交する筐体１０の内壁面に効率よく移動することができる。また、これにより熱移動部材３１Ａ,３１Ｂと上部カバー１１とをヒートシンクとして、メモリ２４の電気部品からの熱が筐体１０の外部に放熱されるため、筐体１０の内部空間を効率よく冷却することが可能となる。

また、メモリ２４の近傍に、比較的発熱量の大きい、例えばＣＰＵなどの電子部品が配置されたとしても、該メモリ２４に伝達される熱は効率的に移動され、筐体１０の外部に放熱されるため、情報処理装置１００に生じる熱的な悪影響を低減することが可能となる。

また、本実施形態では、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれの接触部３１ｂは、弾性部材５０を介してメモリ２４に接触されている。これにより、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂとメモリ２４との密着度合いが向上し、メモリ２４からの熱を上部カバー１１へ効率よく移動することが可能となる。

また、本実施形態では、クリップ３２によって、メモリ２４が熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれの接触部３１ｂを介して挟持されている。これにより、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれの接触部３１ｂがメモリ２４に押圧され、メモリ２４と熱移動部材３１Ａ,３１Ｂとの接触熱抵抗が低減される。したがって、メモリ２４からの熱を上部カバー１１へ効率よく移動することが可能となる。

また、熱移動機構３０は、メモリ２４からの熱を、上部カバー１１の天板部１１ａに効率よく移動することができるため、基板２１上でメモリ２４を自由にレイアウトすることが可能となる。また、例えば、基板２１に複数のメモリ２４をレイアウトする場合には、メモリ２４相互間の熱干渉を考慮する必要がなくなるため、レイアウトの自由度が増し、装置の小型化を図ることが可能となる。

また、上部カバー１１には、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂの接続部３１ａが接続される凸部１１ｄが形成されている。これにより、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂと、上部カバー１１の密着性が向上し、メモリ２４からの熱を上部カバー１１へ効率よく移動することが可能となる。

なお、本実施形態では、熱移動機構３０がメモリ２４に装着さている場合について説明したが、これは一例であって、本発明は、メモリ２４に限らず、基板と該基板に実装される電気部品などを含むユニットに対しても好適である。

また、これらの基板は、筐体１０の内壁面と必ずしも直交している必要はなく傾斜していてもよい。この場合には、熱移動部材３１Ａ,３１Ｂそれぞれの、接続部３１ａと接触部３１ｂとの角度を、基板の傾斜に合わせて調整すればよい。

また、メモリ２４からの発熱量が多い場合には熱移動部材３１Ａ,３１Ｂを大型化してもよく、熱移動機構３０と冷却ファンなどの冷却機構とを併用することも勿論可能である。

また、情報処理装置１００に収容される電気部品は、上記実施形態で説明したものに限られるものではない。

また、上記実施形態では情報処理装置１００を、水平に設置した場合について説明したが、これに限らず、情報処理装置１００を縦置きに設置して使用することも勿論可能である。

以上説明したように、本発明の熱移動部材は、電子部品から生じる熱を冷却面に移動するのに適している。また、本発明の熱移動機構は、電子部品から生じる熱を冷却面に移動するのに適している。また、本発明の情報処理装置は、外部機器に組み込みが可能なコントローラに適している。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置１００を示す斜視図である。情報処理装置１００の展開斜視図である。熱移動機構３０を示す展開斜視図である。熱移動機構３０の断面を示す図である。

符号の説明

１０…筐体、１１…上部カバー、１１ａ…天板部、１１ｂ…係止部、１１ｃ…側壁部、１１ｄ…凸部、１２…下部カバー、１２ａ…底板部、１２ｂ…係止部、１２ｃ…側壁部、１４…前面パネル、１４Ａ…インターフェイス、１５…背面パネル、２１…基板、２３…スロット、２４…メモリ、３０…熱移動機構、３１Ａ,３１Ｂ…熱移動部材、３１ａ…接続部、３１ｂ…接触部、３１ｃ…開口、３２…クリップ、５０…弾性部材。

Claims

放熱面に対して所定の角度で配置された基板に実装された発熱部品からの熱を、前記放熱面に移動させる熱移動部材であって、
相互に対向する１組の把持部を有するＵ字状の弾性部材によって前記発熱部品に対して押圧され、
２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、該２つの平面の一平面上に前記弾性部材の一方の把持部が挿入される開口が設けられ、該一平面側が前記放熱面に接続され、他平面側が前記発熱部品に接触する熱移動部材。
上下方向に相互に係合する上部カバー及び下部カバーを含む筐体と、
前記下部カバーの上面から所定距離隔てた位置にほぼ水平に支持されたマザーボードと、
前記マザーボード上に実装されたスロットと、
前記スロットを介して前記マザーボードに垂直の方向に着脱可能に保持されると共に、発熱部品が実装された基板と、
２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、一平面側が前記上部カバーに接触し、他平面側が前記基板の一側に実装されている前記発熱部品に接触する第１熱移動部材と、
２つの平面が断面Ｌ字状に形成され、一平面側が前記上部カバーに接触し、他平面側が前記基板の他側に実装されている前記発熱部品に接触する第２熱移動部材と、
前記第１熱移動部材と前記第２熱移動部材とを介して、前記基板を挟持する押圧部材と、を備える熱移動機構。
前記第１熱移動部材と前記第２熱移動部材は、前記上部カバーの内壁面に対する前記基板の傾斜に応じて、２つの平面のなす角度が調整されていることを特徴とする請求項２に記載の熱移動機構。
前記押圧部材は、相互に対向する１組の把持部を有するＵ字状の弾性部材であって、
前記第１熱移動部材及び前記第２熱移動部材は、それぞれ少なくとも１つの開口が設けられ、
前記弾性部材の各把持部は、前記第１熱移動部材の前記開口及び前記第２熱移動部材の前記開口にそれぞれ挿入され、前記基板を挟持することを特徴とする請求項２又は３に記載の熱移動機構。
前記少なくとも１つの開口は、２つの開口であり、
該２つの開口は、前記第１熱移動部材及び前記第２熱移動部材の前記上部カバー側の平面に、それぞれ設けられていることを特徴とする請求項４に記載の熱移動機構。
前記第１熱移動部材及び前記第２熱移動部材の前記他平面側は、弾性部材を介して前記発熱部品に接触していることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の熱移動機構。
発熱部品が実装された基板を有する情報処理装置であって、
前記基板を収容する筐体と；
前記基板に実装された前記発熱部品からの熱を、前記筐体の内壁面に移動させる請求項２〜６のいずれか一項に記載の熱移動機構と；を備える情報処理装置。
前記筐体の面のうち、前記熱移動機構の第１熱移動部材及び第２熱移動部材が接続される部分は、前記筐体の内側方向に突出した平面であることを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。