JP5776493B2 - 電子機器 - Google Patents
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[形態]電子機器であって、
前記電子機器の主要な発熱体である第1の電子部品と、
前記第1の電子部品より動作保証温度が低い第2の電子部品と、
上面と、下面と、前記上面から前記下面に貫通するスリットと、有する基板であって、前記第1の電子部品と前記第2の電子部品は前記上面に配置され、前記スリットは前記第1の電子部品から見て前記上面に沿った第1の方向に配置され、前記第2の電子部品は、前記スリットから見て前記第1の方向に配置されている、基板と、
内部に形成され、前記基板が配置される収容空間と、前記収容空間と外部とを連通する第1の通気口と、前記収容空間と外部とを連通する第2の通気口と、前記収容空間と外部とを連通する第3の通気口と、を有する筐体であって、前記第1の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より下方に配置され、前記第2の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より上方、かつ、前記第1の電子部品から見て前記スリットが配置された前記第1の方向とは異なる第2の方向に配置され、前記第3の通気口は前記基板より上方、かつ、前記スリットから見て前記第2の電子部品より前記第1の方向に配置されている、筐体と、
を備える、電子機器。
電子機器であって、
前記電子機器の主要な発熱体である第1の電子部品と、
上面と、下面と、前記上面から前記下面に貫通するスリットと、有する基板であって、前記第1の電子部品は前記上面に配置され、前記スリットは前記第1の電子部品から見て前記上面に沿った第1の方向に配置されている、基板と、
内部に形成され、前記基板が配置される収容空間と、前記収容空間と外部とを連通する第1の通気口と、前記収容空間と外部とを連通する第2の通気口と、を有する筐体であって、前記第1の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より下方に配置され、前記第2の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より上方、かつ、前記第1の電子部品から見て前記スリットが配置された前記第1の方向とは異なる第2の方向に配置されている、筐体と、
を備える、電子機器。
前記第2の方向は、前記第1の方向の反対方向である、電子機器。
前記基板の上面に配置され、前記第1の電子部品より動作保証温度が低い第2の電子部品を備え、
前記第2の電子部品は、前記スリットから見て前記第1の方向に配置されている、電子機器。
前記筐体は、さらに、前記収容空間と外部とを連通する第3の通気口を有し、
前記第3の通気口は、前記基板より上方であり、かつ、前記スリットから見て前記第2の電子部品より前記第1の方向に配置されている、電子機器。
前記第1の電子部品の発熱量は、前記第2の電子部品の発熱量より多く、
前記スリットと前記第1の電子部品との距離は、前記スリットと前記第2の電子部品との距離より長い、電子機器。
前記基板は、表面または内部に1層以上の導電層を有し、
前記1層以上の導電層のうちの少なくとも1層において、前記スリットから前記第2の電子部品までの領域には、導電材料が配置されていない、電子機器。
前記第1の電子部品の上面に位置する上面対応部と、前記上面対応部から前記第1の電子部品よりも前記第2の通気口側に向かって延びた延在部とを有するヒートシンクを備える、電子機器。
前記スリットの短手方向の幅は、2mm以上、かつ、10mm以下である、電子機器。
前記スリットの前記第1の方向と交差する方向の長さは、前記第2の電子部品の前記第1の方向と交差する方向の長さの2分の1以上である、電子機器。
A−1:記憶装置1000の構成:
図1は、本発明の一実施例としての電子機器である記憶装置1000の分解斜視図である。図2は、記憶装置1000を底面側(Z軸の負方向側)から見た図である。図3は、1000を側面側(X軸の負方向側)から見た図である。後述するように、記憶装置1000は、図1におけるZ軸の正方向を上向きにして(Z軸の負方向を下向きにして)設置されることが想定されている。したがって、記憶装置1000が想定通りに設置された状態で、図1におけるX軸およびY軸は水平方向と平行であり、Z軸方向は鉛直方向と平行である。以下では、Z軸の正方向を上方とも呼び、Z軸の負方向を下方とも呼ぶ。また、Y軸の正方向を前方、Y軸の負方向を後方とも呼び、X軸の正方向を左側方、X軸の負方向を右側方とも呼ぶ。また、Z軸の正方向を向いた面を上面とも呼び、Z軸の負方向を向いた面を下面とも呼ぶ。また、Y軸の正方向を向いた面を前面、Y軸の負方向を向いた面を後面とも呼び、X軸の正方向を向いた面を左側面、X軸の負方向を向いた面を右側面とも呼ぶ。
筐体100(上部材100aと下部材100b)は、例えば、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)で形成されている。筐体100は、他の材料、具体的には、ポリカーボネート、ポリスチレンなどの他の熱可塑性樹脂、鉄などの金属で形成されても良い。
次に図1に加えて、図4を参照しながら、基板200の構成について説明する。図4は、基板200の構成を説明する図である。図4(a)は、基板200を上面側から見た(Z軸の正方向から見た)図を示している。図4(b)は、基板200の図4(a)に示すB−B断面をY軸の正方向から見た図を示している。基板200は、樹脂(例えば、ガラス布を基材としたエポキシ樹脂)で形成された複数の絶縁層201と、複数の導電層と、を備えている。ここで、複数の導電層には、基板200の表面に配置された表面導電層202、203と、基板200の内部に配置された内部導電層204、205とが含まれる。内部導電層204、205は、例えば、電源電圧およびグランドが、それぞれ供給される電源供給層であり、表面導電層202、203は、基板200に実装される様々な電子部品間の配線パターンが形成された層である。これらの導電層202〜205は、例えば、銅箔などの導電材料を含んでいる。絶縁層201は、複数の導電層の層間に配置されて、導電層間を絶縁している。
次に、図5を参照して、記憶装置1000の冷却の仕組みについて説明する。記憶装置1000は、熱伝達、放射、対流によって冷却される。例えば、主制御回路210の近傍は高温となり、第1の通気口121の近傍は、外気に近いために低温となるので、熱伝達によって、主制御回路210の熱の一部は、第1の通気口121から外部に放出される。また、記憶装置1000で発生した熱は、筐体100を介して放射によっても外部に放出される。本実施例の記憶装置1000では、さらに、対流を効率良く利用して冷却を行っている。その仕組みを以下に説明する。
logQ=0.715×logV+1.00...(1)
したがって、直線G1より上側の強制冷却領域は、
筐体容積Vと、最大消費電力Qが、以下の式(2)の関係を満たす領域であると言える。
logQ>0.715×logV+1.00...(2)
B−1:
上記実施例の構造は、上記実施例に示した記憶装置1000の筐体サイズや消費電力である電子機器に限らず、様々なサイズおよび消費電力を有する電子機器に採用することができる。なお、実施例に示した対流を利用した冷却構造は、特に、筐体容積Vに対して、電子機器の最大消費電力Qが比較的大きい場合に、対流が大きくなるので、効果的な冷却性能が得られ易いと考えられる。具体的には、上記実施例の記憶装置1000のように、筐体容積Vと最大消費電力Qとの関係が、図6に示すグラフの直線G1の近傍、または、直線G1より上側の強制冷却領域にある場合に、より効果的であると考えられる。例えば、筐体サイズが、幅200mm×高さ35mm×奥行き180mm(筐体容積約1.2リットル)で、最大消費電力が約10Wである電子機器(グラフの直線G1の近傍に位置する関係であると言える)に、実施例と同様の冷却構造を採用したところ、効果的な冷却性能が得られた。
上記実施例では、冷却ファンなどを用いていないが、冷却ファンを用いる電子機器にも上記実施例にて説明した構造を採用することができる。こうすれば、冷却ファンによって生成される空気流に加えて、上述した対流が発生するので、より効率良く電子機器を冷却することができる。例えば、上記実施例における記憶装置1000の第2の通気口151の内側に冷却ファンを設けても良い。
図7は、変形例について説明する第1の図である。図7(a)は、ヒートシンク600の外観を示している。図7(b)は、変形例における記憶装置の断面を示している。図7(b)は、実施例における図5に示す断面と同じ位置の断面を示している。なお、本変形例における記憶装置は、ヒートシンク600が追加されている点を除いて、実施例における記憶装置1000と同一の構成を備えるので、同一の構成については図5と同一の符号を付して、その説明を省略する。
図8は、変形例について説明する第2の図である。図8(a)に示すように、筐体100の上壁110の下面には、対流ガイド板115が配置されても良い。この対流ガイド板115は、スリット290の真上(Z軸の正方向)に位置している。対流ガイド板115は、図8(a)示す三角形の断面形状(Y軸方向から見た形状)がY軸方向に沿って延びた三角柱形状を有する部材である。対流ガイド板115は、上壁110の下面のY軸方向の全長に亘って延びていても良いし、上壁110の下面のY軸方向の一部の長さであっても良い。対流ガイド板115は、スリット290のY軸方向の長さ以上の長さを有していることが好ましい。
第2の通気口151、および、第3の通気口131が形成される位置は、上記実施例に限られない。例えば、第2の通気口151は、基板200より上方であって、かつ、主制御回路210の右端(X軸の負方向の端)より右側壁150側(X軸の負方向側)の任意の位置に配置され得る。例えば、第2の通気口151は、上壁110および前壁140および後壁160のうちの少なくとも一部における右側壁150に近い部分や、上壁110と右側壁150との角部分に配置されても良い。また、第3の通気口131は、基板200より上方であって、かつ、ハードディスクドライブ220の左端(X軸の正方向の端)より左側壁130(X軸の正方向側)の任意の位置に配置され得る。例えば、第3の通気口131は、上壁110および前壁140および後壁160のうちの少なくとも一部における左側壁130に近い部分や、上壁110と左側壁130との角部分に配置されても良い。なお、第2の通気口151、および、第3の通気口131は、熱せられた空気を効率良く排出するために、収容空間SS(上方空間SSU)のなるべく高い位置と連通することが好ましく、収容空間SSの最も高い位置と連通するように構成されることが好ましい。
主制御回路210、ハードディスクドライブ220は、他の電子部品であっても良く、電子機器の主要な発熱体である電子部品であることが好ましい。ここで、主要な発熱体である電子部品が1つであって良く、例えば、上記実施例において、ハードディスクドライブ220が発熱量が少ない半導体メモリである場合等には、第3の通気口131は省略され得る。
上記実施例における記憶装置1000は、電子機器の一例であり、これに限られない。一般的には、主要な発熱体である電子部品が配置された基板と、当該基板を収容する筐体を含む様々な電子機器、例えば、HDDレコーダ、ルータ、スイッチ、NASに本発明は採用され得る。
Claims (7)
- 電子機器であって、
前記電子機器の主要な発熱体である第1の電子部品と、
前記第1の電子部品より動作保証温度が低い第2の電子部品と、
上面と、下面と、前記上面から前記下面に貫通するスリットと、有する基板であって、前記第1の電子部品と前記第2の電子部品は前記上面に配置され、前記スリットは前記第1の電子部品から見て前記上面に沿った第1の方向に配置され、前記第2の電子部品は、前記スリットから見て前記第1の方向に配置されている、基板と、
内部に形成され、前記基板が配置される収容空間と、前記収容空間と外部とを連通する第1の通気口と、前記収容空間と外部とを連通する第2の通気口と、前記収容空間と外部とを連通する第3の通気口と、を有する筐体であって、前記第1の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より下方に配置され、前記第2の通気口は前記収容空間に配置された前記基板より上方、かつ、前記第1の電子部品から見て前記スリットが配置された前記第1の方向とは異なる第2の方向に配置され、前記第3の通気口は前記基板より上方、かつ、前記スリットから見て前記第2の電子部品より前記第1の方向に配置されている、筐体と、
を備える、電子機器。 - 請求項1に記載の電子機器であって、
前記第2の方向は、前記第1の方向の反対方向である、電子機器。 - 請求項1または2に記載の電子機器であって、
前記第1の電子部品の発熱量は、前記第2の電子部品の発熱量より多く、
前記スリットと前記第1の電子部品との距離は、前記スリットと前記第2の電子部品との距離より長い、電子機器。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子機器であって、
前記基板は、表面または内部に1層以上の導電層を有し、
前記1層以上の導電層のうちの少なくとも1層において、前記スリットから前記第2の電子部品までの領域には、導電材料が配置されていない、電子機器。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子機器であって、さらに、
前記第1の電子部品の上面に位置する上面対応部と、前記上面対応部から前記第1の電子部品よりも前記第2の通気口側に向かって延びた延在部とを有するヒートシンクを備える、電子機器。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の電子機器であって、
前記スリットの短手方向の幅は、2mm以上、かつ、10mm以下である、電子機器。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の電子機器であって、
前記スリットの前記第1の方向と交差する方向の長さは、前記第2の電子部品の前記第1の方向と交差する方向の長さの2分の1以上である、電子機器。
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