JP5542479B2 - ヒートシンクおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ヒートシンクのほこり等を除去する技術に関する。

パーソナル・コンピュータ等の電子機器内には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱体が組み込まれており、発熱体が過度に発熱するとＣＰＵの性能を十分に発揮することができないため、冷却が必要となる。ここで、発熱体を冷却する手法として、例えば、発熱体の熱を受ける受熱部と、放熱フィンとをヒートパイプで熱的に接続して放熱フィン側に熱を伝え、放熱フィンを冷却ファンで強制空冷する技術がある。

具体的には、複数枚の放熱フィンが並べて配置され、発熱部品の熱が電子部品材およびヒートパイプを介して伝導されるヒートシンクおよびヒートシンクに送風を行う冷却ファン等が利用される。

しかし、ヒートシンクへのほこり等のよごれの付着を完全に防止することはできない為、時間の経過に伴いほこり等が付着し放熱効率が低下する等の問題を生ずる。

その対策として、ヒートシンクのフィン部に溜まるほこり等のよごれを除去し易くするためのドアが用意される場合がある。

また、関連技術として、ヒートシンクのほこりの除去が容易な電子機器を提供するものがある。その構成は、ポータブルコンピュータは、本体部筐体と、本体部筐体内に実装されるＣＰＵと、ＣＰＵに熱的接続されたヒートパイプと、ヒートパイプに熱的接続された第１のヒートシンクと、ファンユニットと、第２のヒートシンクとを有する。第１のヒートシンクは、所定の間隔で整列した複数のフィンと、このフィンを支持して通風孔を備えた箱状の支持部材とを有する。第２のヒートシンクは、フィン間に挿入されるフィン間挿入部を有する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２３４３４６号公報

しかしながら、ヒートシンクのフィン部に溜まるほこり等の汚れは、フィンの間隔が狭いこと、フィンにこびりつくこと等から、ほこり等の汚れ除去用のドアが付いていても、取り除き難かった。また、上述の関連技術では、フィンを構成する部品は分割されていなく、トンネル状になっていてブラシが入りにくく掃除に手間がかかりフィンの隙間からほこり等の汚れを取り除くのに困難を伴っていた。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、ヒートシンクのフィン部に溜まるほこり等の汚れを除去し易いヒートシンクおよび電子機器を提供することを目的とする。

本発明のヒートシンクは、筐体に固定される第１の部材と筐体から取り外し可能な第２の部材とからなり、第２の部材は筐体から取り外されていない場合は第１の部材と筐体からの取り外し方向と平行な面で接し、第１の部材および第２の部材には筐体からの取り外し方向と平行に複数のフィンが設けられ、フィンの一端側は少なくとも１つの他のフィンと相互に接続され、かつ、該フィンの他端側は開放され、第２の部材が筐体から取り外されていない場合は第１の部材および第２の部材のそれぞれの複数のフィンが交互に重なり、フィンの一端側は筐体からの取り外し方向と平行になっており、フィンの他端側は交互に重なる相手方部材のフィンに接しない面に向かって湾曲していることを特徴とする。
また、本発明の電子機器は、本発明におけるヒートシンクを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ヒートシンクのフィン部に溜まるほこり等の汚れを除去し易くなる。

本発明の第一の実施の形態に係るノート型パーソナル・コンピュータの斜視図である。 本発明の第一の実施の形態に係る冷却ユニットの一例について説明する図である。 図２のａ−ａ断面図である。 図２のａ−ａ断面図である。 本発明の第一の実施の形態に係る第１のヒートシンクから第２のヒートシンクが外された状態を説明する図である。 本発明の第二の実施の形態を説明する図である。

以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示す本実施の形態における電子機器としてのノート型パーソナル・コンピュータ１は、本体部や表示部など既知の構成からなる。
本実施の形態におけるノート型パーソナル・コンピュータ１の概略を説明すると、本体部は、偏平な略箱状の本体部筐体１１を有し、その上面側にキーボード、ポインティングデバイス等の操作部が設けられる。なお、本体部筐体１１の下面側の一部は欠けており、その部分を埋めるカバー１２が設けられる。そして、このカバー１２に後述する第２のヒートシンク３２が一体として形成されている。
また、本体部には、上記の操作部および表示デバイス等を制御する発熱体としてのＣＰＵ１３（図２参照）を組み込んだ図示しないプリント回路板が設けられ、ＣＰＵ１３等を冷却するための冷却ユニット２（図２参照）が備えられている。なお、冷却ユニット２が冷却する対象としての発熱体はＣＰＵ１３に限られない。
また、ＬＣＤ等の表示デバイスの表示画面を備える表示部を有している。

次に、図２を参照して冷却ユニット２の一例について説明する。なお、冷却ユニット２の構成は水冷に限らず種々のものが用いられて良い。図２は、ノート型パーソナル・コンピュータ１を本体部の下面側から見た斜視図である。

冷却ユニット２は、受熱部２１と、ヒートパイプ２２と、ヒートシンク３（第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２から構成される）と、ファンユニット４とから構成されている。

受熱部２１は、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い扁平の部材である。受熱部２１は、例えば、グリス等の熱伝導部材を介してＣＰＵ１３と熱的に接続している。受熱部２１は、ＣＰＵ１３が発した熱を受けてヒートパイプ２２に伝える役割を有している。

ヒートパイプ２２は、棒状の形状を有しており、受熱部２１が受けたＣＰＵ１３の熱を一方の端部から他方の端部へ伝える役割を有している。ヒートパイプ２２は水が封入された中空管になっていおり、一方の端部で受けた熱により水が水蒸気となり、他方の端部までこの熱を運び、他方の端部側が冷却されることで再び水となり一方の端部まで循環することで熱を運ぶ仕組みである。

ヒートシンク３（第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２から構成される）は、後述するように複数のフィン（図５参照）を有し、熱拡散の面積を確保することで、ヒートパイプ２２から受けた熱を外部に放出する。ヒートシンク３の第１のヒートシンク３１側にはヒートパイプ２２が貫通している。ヒートシンク３は、例えば、銅やアルミニウムなどの熱伝導率が高い部材から構成されていてよい。ヒートシンク３の形状の詳細については後述する。なお、図２は、本体部筐体１１の上面側を無いものとした内部構成の外観図を示すものであるが、ヒートシンク３については、その他の構成部分との位置関係等を把握しやすくするために単純化して示している。すなわち、本来第１のヒートシンク３１は本体部筐体１１と一体に形成されているものであるが図２ではそのようには示されていない。

ファンユニット４は、吸気孔及び排気孔を有するケーシングと、このケーシングの中に実装されているファンとから構成されている。ファンユニット４は、ファンが回転することで、吸気孔から吸い込んだ空気を排気孔から排気する。ヒートシンク３（第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２から構成される）のフィンとファンユニット４の排気孔とはおよそ対向する位置に設けられ、ファンユニット４から排気された空気（排気風）は、ヒートシンク３に向けて吹き付けられて、ヒートシンク３の熱拡散を促すとともに、排気風は、カバー１２あるいは本体部筐体１１の側面等に設けられた排気孔から外部に放出される。なお、図２のａ−ａ断面図である図３にその概略模式図（本体部筐体１１、カバー１２、ヒートシンク３、ファンユニット４のみ）を示す。

次に、本実施の形態におけるノート型パーソナル・コンピュータ１のヒートシンク３（第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２から構成される）について詳細に説明する。

まず、図２のａ−ａ断面図である図４（本体部筐体１１、カバー１２、ヒートシンク３、ファンユニット４のみでそれ以外の構成要素は図示せず）を参照すると、図４の右側の通常状態ではヒートシンク３は、第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とが重なって構成されている。図４の左側は通常状態のｂ−ｂ断面図であり、第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とのぞれぞれの複数のフィンが交互に重なっている。

次に、図５を参照して、上記の図４の通常状態から、本体部筐体１１と一体に形成されている第１のヒートシンク３１から、カバー１２と一体に形成されている第２のヒートシンク３２が外された状態を説明する。なお、第１のヒートシンク３１は必ずしも本体部筐体１１と一体に形成されているもののみならず、何らかの接合機構により接合されていてもよく、同様に第２のヒートシンク３２も必ずしもカバー１２と一体に形成されているもののみならず、何らかの接合機構により接合されていてもよい。

図５の右側の上部が本体部筐体１１と一体に形成されている第１のヒートシンク３１であり、図５の右側の下部がカバー１２と一体に形成されている第２のヒートシンク３２である。カバー１２と一体に形成されている第２のヒートシンク３２は、本体部筐体１１と一体に形成されている第１のヒートシンク３１からユーザが取り外し可能な構成である。
図５の左側は上記の第２のヒートシンク３２が外された状態のｂ−ｂ断面図であり、第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とのぞれぞれの複数のフィンが交互に重なっていた状態から、互いに離接している。
このように第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とも剣山のように複数のフィンが配置されている剣山構造、すなわち第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２には本体部筐体１１からの取り外し方向と平行に複数のフィンが設けられ、フィンの一端は少なくとも１つの他のフィンと相互に接続され、かつ、当該フィンの他端は開放されている構造であるので掃除のためのブラシ等が入り易く、カバー１２を取り外した際は、それぞれの掃除が容易となる。従来は第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とが一体のため、トンネル状（図４の左側の状態を参照）になっていて掃除しにくかった。

また、図５および図４を参照すると、第１のヒートシンク３１と第２のヒートシンク３２とも複数のフィンが先端に案内用の曲げを持つ形状であり、本体部筐体１１と一体に形成されている第１のヒートシンク３１にカバー１２と一体に形成されている第２のヒートシンク３２を取り付ける際の干渉を和らげることができる。

上記の本実施の形態によれば、従来、一体であったフィンを構成する部品を分割し、かつ、大きい開口を設けることでフィンの隙間からほこり等の汚れを取り易くすることができる。

また、複数のフィン（剣山構造）を有していても１つのヒートシンクでは発熱体からの熱を蓄積する体積（熱容量）が不十分な場合であっても、複数のフィン（剣山構造）を有する２つのヒートシンクを合わせることで発熱体からの熱を蓄積する体積（熱容量）を十分に拡大することが可能である。

また、電子機器・装置の安定性の向上や、熱損の防止が図られ、さらに、メンテナンスの必要性をユーザにアピールすることもできる。

以下、本発明の第二の実施の形態について図６を参照して説明する。基本的な構成は上記の第一の実施の形態と同様であるので重複する説明は省略する。

本実施の形態では、第１のヒートシンク３１および第２のヒートシンク３２の複数のフィンは、ファンユニット４から排気された空気（排気風）に対して斜めに実装されている。

図６は、本実施の形態におけるノート型パーソナル・コンピュータ１の第１のヒートシンク３１が一体に形成されている本体部筐体１１がないものとした状態の上面図である。

図６に示すように第１のヒートシンク３１の複数のフィンは、第２のヒートシンク３２の複数のフィンの外側に位置し、従って、ファンユニット４から排気された空気（排気風）は内側に位置する第２のヒートシンク３２の複数のフィンに当たり易く、カバーと一体化して取り外し可能な第２のヒートシンク３２の複数のフィンにほこり等の汚れも付き易い構造となっている。また、本体部筐体１１と一体に形成されている第１のヒートシンク３１、すなわち取り外し不可能で相対的に掃除がし難いと想定される本体側の掃除の頻度が減るメリットがある。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。また、本発明は、ヒートシンクが必要なすべての装置・機器に適用可能である。

１ ノート型パーソナル・コンピュータ
１１ 本体部筐体
１２ カバー
１３ ＣＰＵ
２ 冷却ユニット
２１ 受熱部
２２ ヒートパイプ
３ ヒートシンク
３１ 第１のヒートシンク
３２ 第２のヒートシンク
４ ファンユニット

Claims (3)

1. 筐体に固定される第１の部材と前記筐体から取り外し可能な第２の部材とからなり、
   前記第２の部材は前記筐体から取り外されていない場合は前記第１の部材と前記筐体からの取り外し方向と平行な面で接し、
   前記第１の部材および前記第２の部材には前記筐体からの取り外し方向と平行に複数のフィンが設けられ、
   前記フィンの一端側は少なくとも１つの他のフィンと相互に接続され、かつ、該フィンの他端側は開放され、
   前記第２の部材が前記筐体から取り外されていない場合は前記第１の部材および前記第２の部材のそれぞれの前記複数のフィンが交互に重なり、
   前記フィンの一端側は前記筐体からの取り外し方向と平行になっており、前記フィンの他端側は交互に重なる相手方部材のフィンに接しない面に向かって湾曲していることを特徴とするヒートシンク。
2. ファンからの風を受ける前記交互に重なっているそれぞれの複数のフィンが、前記第２の部材に設けられた複数のフィンが前記第１の部材に設けられた複数のフィンよりも前記ファンからの風を受けるような角度に、前記ファンからの風の風向に対して斜めに配置されることを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
3. 請求項１又は２に記載のヒートシンクを備えることを特徴とする電子機器。

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