JP5644255B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置に関する。

電子装置に設けられた発熱部品を冷却するためのヒートシンクやファンが知られている。特許文献１、２には、このような発熱部品を冷却するための技術が開示されている。

特開２００２−２９９８７２号公報 特開２００５−２５９７９４号公報

このような電子装置内には、各部品を接続するケーブルが設けられている。ケーブルは、電子装置内においてヒートシンクやファンを迂回して配線される。このため、ケーブルの配線作業性が悪化する恐れがある。

本発明は、ケーブルの配線作業性が向上した電子装置を提供することを目的とする。

本明細書に開示の電子装置は、発熱部品と、前記発熱部品の熱が伝わるヒートシンクと、前記ヒートシンクを冷却するファンと、前記ヒートシンクを支持する第１支持部、前記ファンを支持する第２支持部、を有した支持台と、前記支持台が固定された支持板と、前記支持台と前記支持板との間を通過したケーブルと、を備えている。

ケーブルの配線作業性が向上した電子装置を提供できる。

図１Ａ〜１Ｃは、電子装置の説明図である。 図２は、電子装置の内部の説明図である。 図３は、電子装置の内部の説明図である。 図４は、ヒートシンク、ファンの説明図である。 図５は、支持台の説明図である。 図６は、分解状態の説明図である。 図７は、分解状態の説明図である。 図８は、ケーブルの配線状態を示した断面図である。 図９は、ダクト部材の説明図である。 図１０は、ダクト部材の説明図である。 図１１は、ダクト部材の説明図である。 図１２は、図１０のＡ−Ａ断面図である。

図１Ａ〜１Ｃは、電子装置１の説明図である。図１Ａ、１Ｂは、電子装置１の外観を示している。電子装置１は、枠体２、枠体２に保持されたディスプレイユニット３、枠体２の背面側に設けられた背面板４、背面板４を支持する支持台５、を有している。電子装置１は、ディスプレイユニット３に画像を表示可能な表示装置である。

図１Ｃは、背面板４を取外した状態の電子装置１の背面側を示している。背面板４内には、板金４ａが配置されている。板金４ａは金属製である。板金４ａの上部には、複数の通気孔４ａｈが設けられている。通気孔４ａｈは、電子装置１内に設けられている発熱部品を冷却するファンが送風する空気を排出する。尚、図１Ｃにおいては、５は省略してある。

図２、３は、電子装置１の内部の説明図である。図２、３は、板金４ａを取外した状態の電子装置１の背面側を示している。電子装置１内には、メイン基板６が収納されている。メイン基板６には、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを冷却するためのヒートシンク１０、ヒートシンク１０を冷却するためのファン２０、メモリＭ等が実装されている。ヒートシンク１０は、他のヒートシンクに相当する。ファン２０は、他のファンに相当する。また、電子装置１内には、メイン基板６が固定されている支持板７が設けられている。また、支持板７には不図示のハードディスクドライブが固定される。支持板７は、ディスプレイユニット３の背面側全体を覆うようにしてディスプレイユニット３に固定されている。電子装置１は、テレビ受像機としての機能を有すると共に、ネットワーク網にアクセス可能な情報処理装置としても機能する。

また、ヒートシンク１０、ファン２０に隣接してヒートシンク１０ａ、ファン２０ａが設けられている。ファン２０ａは、ヒートシンク１０ａを冷却する。ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａは、支持台３０を介して支持板７に固定されている。支持台３０については詳しくは後述する。また、ヒートシンク１０、１０ａには、ヒートパイプＰが熱的に接続されている。ヒートパイプＰの一端には発熱部品Ｈが熱的に接続されている。ヒートパイプＰは、ヒートシンク１０の底面側に接続しながらヒートシンク１０を通過し、ヒートシンク１０ａを貫通している。尚、ヒートパイプＰは、ヒートシンク１０ａを貫通していなくてもよく、例えばヒートシンク１０ａの上部側に接続されていてもよい。発熱部品Ｈは、メイン基板６に実装されている。発熱部品Ｈは、半導体チップであり、発熱部品Ｈに電力が供給されることにより発熱する電子部品である。発熱部品Ｈは、例えば、グラフィックチップであるが、電力が供給されることにより発熱する電子部品であればこれに限定されない。発熱部品Ｈは、メイン基板６に固定されたカバー９により覆われている。図面においては、カバー９を一部切り欠いて発熱部品Ｈを示している。ヒートパイプＰは、ヒートシンク１０、１０ａの双方に接続しているので、発熱部品Ｈの冷却効率が向上している。発熱部品Ｈの熱は、ヒートパイプＰを介して、ヒートシンク１０、１０ａに伝わる。

ヒートパイプＰは、熱伝導性の高い材質からなる円管状の密閉容器である。ヒートパイプＰ内には、揮発性の液体を作動流体として封入されている。ヒートパイプＰの一端に接続された発熱部品Ｈが発熱すると、作動流体が蒸発して潜熱を吸収する。ヒートパイプＰがヒートシンク１０、１０ａにより冷却されると、ヒートパイプＰ内の蒸発した作動流体が凝縮して潜熱を放出する。このサイクルにより、発熱部品Ｈの熱を移動させる。

尚、ヒートパイプＰ、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａは、発熱部品Ｈを冷却するために設けられており、例えばこのようなヒートパイプＰを必要としない電子装置においては、これら部品を設けなくてもよい。

ディスプレイユニット３の背面側にはコネクタ３ｃが設けられている。メイン基板６に隣接してメイン基板６よりも小型のサブ基板６ａが設けられている。サブ基板６ａは、支持板７に固定されている。サブ基板６ａはコネクタ６ｃを有している。ディスプレイユニット３とサブ基板６ａとは、ケーブルＣにより電気的に接続されている。ケーブルＣは、複数の細いケーブルが平板状に束ねられたものである。ケーブルＣは、例えば、フレキシブルフラットケーブルや、同軸ケーブルなどであってもよい。ケーブルＣは、コネクタ３ｃとコネクタ６ｃとに接続されている。ケーブルＣは、支持台３０と支持板７との間を通過するように配線されている。

図４は、ヒートシンク１０、１０ａ、ファン２０、２０ａの説明図である。図４においては、支持台３０等の一部部品を省略してある。ヒートシンク１０、１０ａは、それぞれ複数のフィンが並列に連結されたものである。ヒートシンク１０、１０ａは、銅やアルミニウム合金等の熱伝導性のよい金属で形成されている。ヒートシンク１０は、ダイキャスト１８によりメイン基板６に固定されている。ダイキャスト１８は金属製である。ヒートシンク１０は、メイン基板６に実装されている不図示のＣＰＵを覆うようにして、ダイキャスト１８によりメイン基板６に固定されている。ヒートシンク１０ａには、ヒートパイプＰが貫通している。ヒートパイプＰは剛性を有した金属性であるため、ヒートシンク１０ａを支持する部材が無かったとしても、ヒートシンク１０ａは浮いた状態で保持される。

ファン２０、２０ａは、それぞれ空気を内部に導入するための導入口２２、２２ａが設けられている。図４では、ファン２０、２０ａの片面側にのみ導入口２２、２２ａが示されているが、他方の面にも導入口が形成されている。また、ファン２０、２０ａには、空気を排出する排出口２６、２６ａが形成されている。排出口２６、２６ａは、それぞれヒートシンク１０、１０ａに対向している。ファン２０は、ファン２０の厚み方向から空気を導入し、ファン２０の水平方向に空気を排出する。ファン２０ａについても同様である。

図５は、支持台３０の説明図である。支持台３０は、金属製である。支持台３０は、一枚の板状部材をプレス加工することにより形成されている。支持台３０は、第１支持部（以下、支持部と称する）３１、第２支持部（以下、支持部と称する）３２を有している。支持部３１は、ヒートシンク１０ａを支持する。支持部３２は、ファン２０ａを支持する。支持部３１には、２つのゴムＲが設けられている。ゴムＲは、耐熱性を有している。ヒートシンク１０ａはゴムＲ上に配置される。

上述したように支持台３０は支持板７に固定される。また、支持部３１、３２は、高低差を有している。即ち、支持板７からの支持部３２の高さは、支持板７からの支持部３１の高さよりも高い。支持部３１、３２は、３３で連続している。支持部３２には、案内部３７が形成されている、案内部３７は、ファン２０ａから排出された空気をヒートシンク１０ａに案内するためである。具体的には、ファン２０ａから排出された空気の流路面積が小さくなるように、案内部３７が案内している。

また、支持部３２には、ファン２０ａに導入される空気が通過するための通気孔３４が設けられている。通気孔３４は、支持部３２上の窪んだ箇所に形成されている。支持部３２の基端部には、水平方向に突出した２つの固定部３８が設けられている。固定部３８には、固定用の孔ＳＨが形成されている。同様に、支持部３１の先端部にも２つの固定用の孔ＳＨが形成されている。尚、支持部３２には、ファン２０ａの使用によって必要となるナット３９が設けられている。ナット３９は、ファン２０ａを支持部３２に固定するためのものである。

図６、図７は、分解状態の説明図である。図６は、支持板７からメイン基板６、サブ基板６ａ、支持台３０を分解した状態を示している。支持板７に沿うようにケーブルＣが配線されている。ケーブルＣの真上に支持台３０が固定される。支持板７に固定されたナットＮと、ナットＮに嵌合するネジＳとにより、支持台３０は支持板７に固定される。ナットＮは、支持板７とは別体である。図７は、支持板７にメイン基板６、サブ基板６ａのみを固定した状態を示している。図８は、ケーブルＣの配線状態を示した断面図である。

このように、ケーブルＣは、支持台３０と支持板７との間を通過するように配線されている。これにより、ケーブルＣを、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａを迂回させて配線しなくてもよい。従って、ケーブルＣの配線作業が容易となる。また、ケーブルＣの長さも短くてすむため低コスト化される。また、ヒートシンク１０ａは高温化することが予想されるが、ヒートシンク１０ａとケーブルＣとの間に支持部３１が介在することにより、ヒートシンク１０ａの熱がケーブルＣに影響を与えることを抑制できる。

また、図５に示したように、支持部３２には通気孔３４が設けられており、支持板７からの支持部３２の高さは、支持板７からの支持部３１の高さよりも高い。従って、できる限りファン２０ａが支持板７から離されてある。ここで、ファン２０ａが支持板７に近すぎると、支持板７と支持台３０との間を流れる空気の流路面積が小さくなりすぎて、空気が流れる際に生じる音が大きくなり騒音が発生する恐れがある。しかしながら、支持板７からできる限り離れた位置でファン２０ａを支持しているため、騒音の発生を抑制している。

図８に示すように、ヒートシンク１０ａは、ファン２０ａよりも厚い。また、電子装置１全体の厚さの増大を抑制する必要がある。ファン２０ａは、電子装置１全体の厚みに影響を与えない範囲で、支持板７からできる限り離れるように配置されている。これにより、電子装置１全体の厚みが増大することを抑制しつつ、騒音の発生を抑制している。

上述したように支持台３０の支持部３２に通気孔３４が設けられているので、ファン２０ａには、ファン２０ａの上下から空気が導入される。これにより、ヒートシンク１０ａの冷却効率が向上する。

上述したようにヒートシンク１０ａにはヒートパイプＰが接続されている。支持部３１がヒートシンク１０ａを支持することにより、ヒートパイプＰに負荷がかかることを抑制している。また、ゴムＲによりヒートシンク１０ａを支持することにより、ヒートシンク１０ａの破損を防止している。

支持部３１には、支持板７側に突出した規制部３５が形成され、支持部３２には、支持板７側に突出した規制部３６が形成されている。規制部３５、３６は、それぞれケーブルＣの位置がずれることを抑制する機能を有している。これにより、ケーブルＣを支持台３０の真下の位置に留めておくことができる。よって、例えば、支持板７に支持台３０を固定した後でケーブルＣの位置がずれて他のケーブルや周囲の電子部品などと接触すること恐れを防止できる。

図６、７に示したように、支持台３０を支持板７に固定するためのナットＮは、支持板７とは別体である。また、支持板７は、略筒状である。例えば、プレス加工により支持板７の一部を切り欠いて立ち上がらせて、この立ち上がられた部分に支持台３０を直接固定することが考えられる。しかしながら、このような場合、立ち上げらされた部分の端部にケーブルＣが接触すると、ケーブルＣに傷がつく恐れがある。しかしながら、略筒状のナットＮを介して支持板７と支持台３０とを固定することにより、ケーブルＣがナットＮに接触してケーブルＣが傷つくことが防止されている。尚、ナットＮもケーブルＣの位置がずれることを抑制している。

支持部３１によりヒートシンク１０ａが支持され、支持部３１と一体に形成された支持部３２によりファン２０ａが支持されている。このため、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａの高さ位置の関係を略一定に維持することができる。

ダクト部材５０について説明する。
図９〜１１は、ダクト部材５０の説明図である。図９は、板金４ａの正面側を示している。板金４ａの正面側の上部にはダクト部材５０が固定される。図１０は、ヒートシンク１０、１０ａ、ファン２０、２０ａ、ダクト部材５０について示している。図１１は、ダクト部材５０のみを示している。

ダクト部材５０は、例えば合成樹脂製であるがこれに限定されない。ダクト部材５０は、第１ダクト部（以下、ダクト部と称する）５１、第２ダクト部（以下、ダクト部と称する）５５を有している。ダクト部５１は、ファン２０から排出されヒートシンク１０を通過した空気を電子装置１の外部へ案内する。ダクト部５５は、ファン２０ａから排出されたヒートシンク１０ａを通過した空気を電子装置１の外部へ案内する。図１１に示すように、ダクト部５１は、側壁５２、５３、低壁５４により画定される。ダクト部５５は、側壁５６、５７、低壁５８により画定される。側壁５２、５３、５６、５７は、ファン２０、２０ａの送風方向と平行に延在している。

図１２は、図１０のＡ−Ａ断面図である。ファン２０ａにより電子装置１の外部から内部に流れる空気の方向をＤ１として示している。板金４ａには、電子装置１の外部の空気がファン２０ａに吸引されるように孔が設けられている。また、電子装置１内においてファン２０ａにより吸引される空気の流れをＤ２として示している。ファン２０ａから排出されてヒートシンク１０ａを通過して電子装置１の外部へと排出される空気の流れをＤ３として示している。

ファン２０ａから排出された空気が通過する空間は、ダクト部５５、側壁５６、５７、板金４ａにより画定される。同様に、ファン２０から排出された空気が通過する空間は、側壁５２、５３、低壁５４、板金４ａにより画定される。ファン２０、２０ａから排出された空気は、それぞれダクト部５１、５５に案内されて、図１Ｃに示した通気孔４ａｈから電子装置１の外部へと排出される。

このように、ダクト部５１、５５は、単一のダクト部材５０により一体化されている。ここで、例えば、本電子装置１に発熱部品Ｈを搭載しない場合には、ヒートパイプＰ、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａを搭載する必要が無くなる。しかしながら、そのような場合であっても、ダクト部材５０をそのまま流用することができる。例えば、発熱部品Ｈ、ヒートパイプＰ、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａを搭載した電子装置と、発熱部品Ｈ、ヒートパイプＰ、ヒートシンク１０ａ、ファン２０ａを搭載しない電子装置との双方に、同一のダクト部材５０を採用することができる。これにより、部品が共通化され製造コストの低下を図ることができる。

尚、ダクト部５１、５５は、側壁５３、５６により仕切られている。これにより、ダクト部５１、５５の一方側を流れる空気が他方側に流入することが防止される。これにより、ヒートシンク１０、１０ａから熱を受けた空気は、電子装置１内から効率的に排出される。

以上本発明の好ましい一実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例では、電子装置として表示装置を一例に説明した。しかしながら、電子装置はこれ以外の機器でもよく、例えば、デスクトップ型コンピュータ、カーナビゲーション等の据置型の情報処理装置であってもよいし、ノート型コンピュータや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ポータブルナビゲーション等の携帯型の情報処理装置であってもよい。

実施例では、支持台３０は、ヒートパイプＰが接続されたヒートシンク１０ａを支持するがこれに限定されず、例えば、ヒートパイプが設けられていないヒートシンクを支持してもよい。この場合、例えば、ヒートシンクの上面と発熱部品とが接続されるものであってもよく、発熱部品の熱がヒートシンクに伝わる構造であればよい。

１ 電子装置
３ ディスプレイユニット
３ｃ、６ｃ コネクタ
７ 支持板
１０ 他のヒートシンク
１０ａ ヒートシンク
２０ 他のファン
２０ａ ファン
３０ 支持台
３１ 第１支持部
３２ 第２支持部
３４ 通気孔
３５、３６ 規制部
３７ 案内部
５０ ダクト部材
５１ 第１ダクト部
５５ 第２ダクト部
Ｃ ケーブル
Ｈ 発熱部品
Ｐ ヒートパイプ
Ｒ ゴム

Claims (10)

1. 発熱部品と、
   前記発熱部品の熱が伝わるヒートシンクと、
   前記ヒートシンクを冷却するファンと、
   前記ヒートシンクを支持する第１支持部、前記ファンを支持する第２支持部、を有した支持台と、
   前記支持台が固定された支持板と、
   前記ヒートシンク及びファンとは逆側に位置して前記支持台と前記支持板との間を通過したケーブルと、を備えた電子装置。
2. 前記第２支持部は、前記ファンが吸引する空気が通過する通気孔を有し、
   前記支持板からの前記第２支持部の高さは、前記支持板からの前記第１支持部の高さよりも高い、請求項１の電子装置。
3. 前記第１支持部は、前記ヒートシンクを支持するゴムを有している、請求項１又は２の電子装置。
4. 前記支持台は、前記支持板に向けて突出し前記ケーブルの位置ずれを規制する規制部を有している、請求項１乃至３の何れかの電子装置。
5. 前記支持台は、前記ファンの送風を前記ヒートシンクへ案内する案内部を有している、請求項１乃至４の何れかの電子装置。
6. 前記支持板と別体であり前記支持板に固定され前記支持台を支持する支持部材を備えている、請求項１乃至５の何れかの電子装置。
7. 前記ファンとは異なる他のファンと、
   前記ファン及び前記他のファンからの空気を案内するダクト部材と、を備えた請求項１乃至６の何れかの電子装置。
8. 前記ダクト部材は、前記他のファンからの空気を案内する第１ダクト部、前記第１ダクト部と仕切られ前記ファンからの空気を案内する第２ダクト部、を有している、請求項７の電子装置。
9. 前記他のファンにより冷却され前記ヒートシンクとは異なる他のヒートシンクを備えている、請求項７又は８の電子装置。
10. 前記ヒートシンクは、前記発熱部品に接続されたヒートパイプに接続していることを特徴とする請求項１乃至９の何れかの電子装置。

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