JPWO2011024319A1 - 電子機器 - Google Patents

Abstract

本件は、電子機器に関し、基板に重なるように配置された電子部品を効果的に冷却する構造を提供するため、筐体側面に形成された吸気口２３との間に隙き間を空けてその吸気口２３に隣接した位置に配置されたＨＤＤ２６等の電子部品と重なって広がるとともに吸気口２３に近接した位置を含んで広がる基板が、ＨＤＤ２６と重なる位置からそのＨＤＤ２６よりも吸気口２３側に外れた位置まで広がって形成された、吸気口２３から吸入された空気を流入させる第１の通気口を有する。

Description

本件は、例えばノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートＰＣ」と略記する）等の電子機器に関する。

ノートＰＣ等の電子機器は、小型化等の要請から、多数の電子部品が筐体内にほとんど隙き間もない程に密に収納されている。ここで、ノートＰＣには、通常、ハードディスクドライブ（以下、「ＨＤＤ」と略記する）が内蔵されている。このＨＤＤは、円盤状のハードディスクをモータで回転させながらそのハードディスク上に情報を磁気的に記録し、あるいはハードディスク上に磁気的に記録された情報を読み出す電子部品である。ＨＤＤはモータを内蔵していることからそのモータが発熱し、これを冷却することが求められる。ノートＰＣの筐体には、ＨＤＤ以外にもＣＰＵチップ等の発熱電子部品が存在し発熱部品冷却のためのファンが内蔵されている。このファンによる空気流を利用すればＨＤＤも冷却することができる。しかしながら、筐体内には多数の電子部品が密に収納されており、ＨＤＤに直ぐ隣接して面積の広いプリント配線基板（メインボード）が配置されているようなレイアウトの場合、ＨＤＤに沿って流れる十分な空気流を確保するだけの隙き間を確保するのが困難である。

ここで、プリント配線基板に貫通孔を設けプリント配線基板を通り抜ける気流を作る構造が提案されている。しかしながら密に実装されている筐体内でＨＤＤ等の電子部品を効率的に冷却する構造は、示されていない。

再公表特許ＷＯ０２／００９１１３号公報 特開２００８−２５１０６７号公報 特開２００５−１６６７７７号公報

本件開示の電子機器の課題は、基板に隣接して配置された電子部品を効果的に冷却する構造を提供することにある。

本件開示の電子機器は、筐体と、電子部品と、基板とを有する。

ここで、筐体は、互いに対向する第１面および第２面と、それら第１面および第２面の周縁に沿って一周し第１面および第２面とともに内部空間を区画する側面とを有する筐体である。

また、上記電子部品は、筐体内の、側面を構成する第１側面部分との間に隙き間を空けてその第１側面部分に隣接する位置に配置された電子部品である。

また、基板は、上記第１面との間に上記電子部品を挟んだ深さにおいてその第１面に沿って、上記第１側面部分に接触又は近接した位置を含んで広がっている。

ここで、上記筐体は、上記第１側面部分であって基板よりも上記第１面寄りの部分に形成された吸気口と、その吸気口から流入し上記電子部品に沿って流れた空気を排出する排気口とを有する。

また、上記基板は、上記電子部品と重なる位置からその電子部品よりも上記第１側面部分側に外れた位置まで広がって形成された第１の通気口を有する。

本件開示の電子機器によれば、基板に隣接して配置された電子部品を効果的に冷却することができる。

本件の電子機器の一実施形態であるコンバーチブル型のノートＰＣの開状態における外観斜視図である。 比較例としてのノートＰＣの本体ユニットの外観斜視図である。 図２に上面を示す比較例のノートＰＣの本体ユニットの底面側斜視図である。 図３に示す内容物のうちのメインボードとそのメインボードに固定された各種部品を示す斜視図である。 比較例のノートＰＣの本体ユニットの底面図である。 図５に示す矢印Ａ−Ａに沿う断面を示す断面図である。 図６に示す円Ｒの部分の拡大断面図である。 図１に外観を示すノートＰＣの本体ユニットの、それぞれ上面および底面を示す斜視図である。 図１に外観を示すノートＰＣの本体ユニットの、それぞれ上面および底面を示す斜視図である。 図１の、ＨＤＤおよびファンの部分を示す拡大斜視図である。 本体ユニットの内容物のうちのメインボードとそのメインボードに固定された各種部品を示す図である。 本実施形態のノートＰＣの本体ユニットの底面図である。 図１２に示す矢印Ａ−Ａに沿う断面を示す断面図である。 図１３に示す円Ｒの部分の拡大断面図である。 図１４，図１５の断面における空気の流れを示した模式図である。 ＨＤＤの底面を示した図である。 本体ユニット筐体内部の、ＨＤＤが配置される領域を示した図である。 変形例における、それぞれ図１４および図１５に対応する図である。 変形例における、それぞれ図１４および図１５に対応する図である。

以下、本件の実施形態について説明する。

図１は、本件の電子機器の一実施形態であるコンバーチブル型のノートＰＣの開状態における外観斜視図である。

図１に示すように、このノートＰＣ１０は、本体ユニット２０と表示ユニット３０とを有する。表示ユニット３０には、その一面に表示画面３１が広がっている。表示ユニット３０は、本体ユニット２０に対し、矢印Ｘ−Ｘ方向に開閉自在であるとともに開状態において矢印Ｙ−Ｙ方向に回転自在に支持されている。すなわち、この表示ユニット３０は、矢印Ｘ−Ｘ方向と、矢印Ｙ−Ｙ方向との２軸の回転軸を持っている。したがって、図１に示す開状態から表示画面３１を本体ユニット２０側に向けたまま表示ユニット３０を矢印Ｘ−Ｘ方向に折り畳んで閉状態とすることもできる。また、図１に示す開状態から表示ユニット３０を矢印Ｙ−Ｙ方向に１８０°回転させてから矢印Ｘ−Ｘ方向に折り畳むことにより、表示画面３１を上向きにした状態で表示ユニット３０を本体ユニット２０上に折り畳むこともできる。表示画面３１を上向きにした状態で表示ユニット３０を本体ユニット２０上に折り畳むと、このノートＰＣをいわゆるスレート型ＰＣとして用いることができる。

このノートＰＣ１０の本体ユニット２０は、上面側筐体部材２０１と底面側筐体部材２０２とにより、上面と、底面と、それら上面および底面の周縁に沿って一周し上面および底面とともに内部空間を区画する側面とからなる筐体２００を有する。本体ユニット２０の筐体２００内には、ＣＰＵが搭載されたプリント配線基板やプログラム等が記憶されたＨＤＤを内蔵しており、ＣＰＵでプログラムが実行されることにより各種演算処理が行なわれる。また、本体ユニット２０はその上面にキーボード２１やタッチパッド２２などを有する。さらに、本体ユニット２０の前端面には、本体ユニット２０の筐体２００内に空気を取り込む吸気口２３が形成され、また本体ユニット２０の左側面には、本体ユニット２０の筐体２００内の空気を外に排出する排気口２４が形成されている。本体ユニット２０は、ここで説明した要素以外にも各種コネクタ等の様々な構成要素を有するが、説明は省略する。

また表示ユニット３０には、上述した表示画面３１のほか、電源スイッチ３２や複数のファンクションボタン等を有する。

ここで、本実施形態の説明を一旦離れ、比較例としてのノートＰＣについて説明する。

図２は、比較例としてのノートＰＣの本体ユニットの外観斜視図である。

この比較例としてのノートＰＣの本体ユニット２０Ａも、その上面にキーボード２１Ａやタッチパッド２２Ａを有し、また、前端面に吸気口２３Ａを有する。

図３は、図２に上面を示す比較例のノートＰＣの本体ユニットの底面側斜視図である。この図３では、底面側筐体部材の一部を取り去って、内容物を示している。

この図３には、図２にも示す吸気口２３Ａのほか筐体側面（図２における図示されていない左側面）に形成された排気口２４Ａが示されている。

また、吸気口２３Ａの近傍には、ＨＤＤ２６Ａが配置されている。また排気口２４Ａの近傍には、放熱フィン２８Ａが配置され、さらに排気口２４Ａとの間に放熱フィン２８Ａを挟んだ位置にファン２７Ａが配置されている。このファン２７Ａは、上下両面から空気を吸い込み、放熱フィン２８Ａ側の側面から空気を吹き出すタイプのファンである。放熱フィン２８Ａは、図示しないＣＰＵＬＳＩに接触している。このＣＰＵＬＳＩは、ＣＰＵが搭載されプログラムを実行する演算機能を有するＬＳＩであって、動作に伴い大量の熱を発生させる。その発生した熱は放熱フィン２８Ａに伝達される。放熱フィン２８Ａに伝達された熱はファン２７Ａにより送り出された空気が放熱フィン２８Ａの隙き間を通る際に放熱フィン２８Ａから空気に伝熱される。この伝熱により温められた空気は排気口２４Ａから本体ユニット２０Ａの筐体の外部に排出される。また、ファン２７Ａは、放熱フィン２８Ａに伝熱された熱を奪うだけでなく、吸気口２３Ａからファン２７Ａに至る空気流路上にある部品の空冷も担っている。特にＨＤＤ２６Ａは、ＣＰＵＬＳＩほどではないが、モータが搭載されていることからモータの回転により発熱を伴う。また、このモータの存在により一般的に他の電子部品よりも短寿命である。そこで、これを冷却することにより長寿命化が期待でき、できる限り冷却することが望ましい。

図４は、図３に示す内容物のうちのメインボードとそのメインボードに固定された各種部品を示す斜視図である。

この図４に示すように、ＨＤＤ２６Ａ，ファン２７Ａ，および放熱フィン２８Ａは全てプリント配線基板であるメインボード２５Ａ上に搭載されている。

図５は、比較例のノートＰＣの本体ユニットの底面図である。また、図６は、図５に示す矢印Ａ−Ａに沿う断面を示す断面図、図７は、図６に示す円Ｒの部分の拡大断面図である。

図６，図７に示すように、ＨＤＤ２６Ａは、本体ユニット２０Ａの筐体の、一周する側面の一部である前端面に形成された吸気口２３Ａに隣接する位置に配置されている。またこのＨＤＤ２６Ａは、筐体の厚み方向については、底面側筐体部材２０２Ａによって形成される筐体の内壁底面に隣接した位置に配置されている。また、メインボード２５Ａは、筐体底面との間にＨＤＤ２６Ａを挟んだ深さ位置においてその筐体底面に沿って広がっている。また、吸気口２３Ａは、筐体前端面であって、メインボード２５Ａよりも底面側に形成されている。

ここで説明している比較例ではこのような構造を有し、ファン２７Ａの回転により吸気口２３Ａから吸い込まれた空気は、図６，図７に示す断面方向では、ＨＤＤ２６Ａとメインボード２５Ａとの間の狭い空間をＨＤＤ２６Ａの全幅に亘って通過する必要があり、かなり大きな抵抗を伴う。したがって、吸気口２３Ａから吸い込まれた空気のほとんどは、ＨＤＤ２３Ａを迂回してＨＤＤ２３Ａの脇を通って流れることになる。したがって、この比較例の場合、ＨＤＤ２６Ａは吸気口２３Ａに隣接した位置に配置されているものの、空冷の効率はかなり低いと考えられる。

以上の比較例の説明を踏まえ、本実施形態のノートＰＣの説明に戻る。

図８および図９は、図１に外観を示すノートＰＣの本体ユニットの、それぞれ上面および底面を示す斜視図である。図９では、底面側筐体部材２０２の一部を取り去って本体ユニット２０の内容物を図示している。また図１０は、図９の、ＨＤＤおよびファンの部分を示す拡大斜視図である。さらに図１１は、本体ユニットの内容物のうちのプリント配線基板であるメインボードとそのメインボードに固定された各種部品を示す図である。図１０および図１１では、ＨＤＤ２６はメインボード２５から取り外し、ＨＤＤ２６の配置位置を想像線（二点鎖線）で示してある。

図８には、図１と同じく、本体ユニット２０の上面にキーボード２１およびタッチパッド２２が配置されており、前端面には吸気口２３が設けられている。

また図９には、図８にも示す吸気口２３のほか、本体ユニットの筐体側面に形成された排気口２４（図１を合わせて参照）が示されている。

また、吸気口２３の近傍にはＨＤＤ２６が配置されている。また排気口２４ａの近傍には、放熱フィン２８が配置され、さらに、排気口２４との間に放熱フィン２８を挟んだ位置にファン２７が配置されている。このファン２７は、吸気口２３との位置関係で説明すると、その吸気口２３が形成された前端面との間にＨＤＤ２６を置いた位置に配置されている。これらＨＤＤ２６、ファン２７、および放熱フィン２８は、図１０に示すように、メインボード２５上に搭載されている。このファン２７は、上下両面から空気を吸い込み放熱フィン２８側の側面から空気を吹き出すタイプのファンである。さらにメインボード２５上の、メインボード２５と放熱フィン２８とに挟まれた位置には、ＣＰＵＬＳＩ（図示せず）が搭載されている。このＣＰＵＬＳＩはＣＰＵが搭載されプログラムを実行する演算機能を有するＬＳＩであって、動作に伴い大量の熱を発生させる。その発生した熱は放熱フィン２８に伝達される。放熱フィン２８に伝達された熱はファン２７により送り出された空気が放熱フィン２８の隙き間を通る際に放熱フィン２８から空気に伝熱される。この伝熱により温められた空気は排気口２４から本体ユニット２０の筐体の外部に輩出される。また、ファン２７は、放熱フィン２８に伝熱された熱を奪うだけでなく、吸気口２３からファン２７に至る空気流路上にあるＨＤＤ２６等の部品の空冷も担っている。

図１０および図１１に示すように、メインボード２５のＨＤＤ２６と重なる部分には、第１の通気口２５１が形成されている。

図１２は、本実施形態のノートＰＣの本体ユニットの底面図である。また、図１３は、図１２に示す矢印Ａ−Ａに沿う断面を示す断面図、図１４は、図１３に示す円Ｒの部分の拡大断面図である。また図１５は、図１４，図１５の断面における空気の流れを示した模式図である。

図１３，図１４に示すように、ＨＤＤ２６は、本体ユニット２０の筐体の、一周する側面の一部である前端面に形成された吸気口２３との間に少し隙き間を空けて、その吸気口２３に隣接する位置に配置されている。またこのＨＤＤ２６は、筐体の厚み方向については、底面側筐体部材２０２によって形成される筐体の底面に隣接した位置に配置されている。また、メインボード２５は、筐体底面との間にＨＤＤ２６を挟んだ深さ位置においてその筐体底面に沿って、吸気口２３が形成された前端面に近接あるいは接触した位置を含んで広がっている。また、吸気口２３は、筐体前端面であって、メインボード２５よりも底面側に形成されている。

ここで、図１３，図１４に示すように、メインボード２５には、図１０，図１１にも示す第１の通気口２５１が示されている。この第１の通気口２５１は、ＨＤＤ２６と重なる位置からそのＨＤＤ２６よりも筐体前端面側、すなわち吸気口２３側に外れた位置まで広がって形成されている。また、ＨＤＤ２６との間にその第１の通気口２５１を挟んだ上面側には、ＰＣカードが装填されるＰＣカードコネクタ２９が配置されている。

またメインボード２５の、ファン２７と重なる部分には第２の通気口２５２が形成されている。

このため、吸気口２３から吸い込まれた空気は、第１の通気口２５１を通過してＨＤＤ２６とＰＣカードコネクタ２９との間に流れ込み、ＨＤＤ２６とＰＣカードコネクタ２９との間を通った後、一部の空気は、矢印Ａ方向に進んで第２の通気口２５２からファン２７に吸い込まれ、他の一部の空気は矢印Ｂ方向に進んで底面側からファン２７に吸い込まれる。ファン２７に吸い込まれた空気は、前述の通り、放熱フィン２８（例えば図１０参照）側の側面から吹き出され、放熱フィン２８の間を通る間に放熱フィン２８の熱を吸収して排気口２４から外部に排気される。このように、この実施形態の場合、ＨＤＤ２６に沿って空気が円滑に流れ、ＨＤＤ２６が効果的に空冷される。

図１６はＨＤＤの底面を示した図、図１７は、本体ユニット筐体内部の、ＨＤＤが配置される領域を示した図である。

図１６に示すＨＤＤ２６の底面は、図１７に示すＨＤＤ配置領域に配置されたときにメインボード２５側を向く面である。このＨＤＤ２６の底面には、ＨＤＤ用の回路基板２６１が広がっており、そのほぼ中央部の回路基板２６１に設けられた開口と重なる位置に、モータ２６２が配置されている。このモータ２６２は、このＨＤＤ２６に内蔵されている記憶媒体であるハードディスク（図示せず）を回転させるモータである。このＨＤＤ２６では、このモータ２６２の発熱が大きく、また、このモータ２６２の寿命がＨＤＤ２６の寿命に大きくかかわっており、したがってこのモータ２６２をできるだけ冷却して長寿命化を図ることが好ましい。さらにこの図１６には、ＨＤＤの一側面にコネクタ２６３が示されている。このコネクタ２６３は、図１７に示すＨＤＤ配置領域に配置されたときに、そのＨＤＤ配置領域の一辺に設けられたコネクタ９５と結合する。このＨＤＤ２６は、その四隅のネジ止め部分２６４でネジ止めされる。

図１７に示すＨＤＤ配置領域にはメインボード２５が広がっており、そのメインボード２５には第１の通気口２５１が形成されている。この第１の通気口２５１の、吸気口２３寄りの一部分は、図１３，図１４に示した通り、この上に重ねられるＨＤＤ２６と重なった領域から外れて、さらに吸気口２３に寄った位置まで広がっている。ここで、空気流路の点のみを考慮すれば第１の通気口２５１はできる限り広いことが好ましいが、メインボード上の配線スペースなどを考慮すると、むやみに拡げることはできない。ただし、ＨＤＤ２６の発熱の原因はモータ２６２の回転にあり、このため第１の通気口２５１はこのモータ２６２と重なる領域にまでは広げられている。

ここで、ＨＤＤ２６の底面には図１６に示すように回路基板２６１が広がっている。ＨＤＤ２６は、四隅のネジ止め部分２６４（図１６参照）のみメインボード２５に接触し、回路基板２６１はメインボードとは接触しない。それでもさらに、メインボード２５の、ＨＤＤ２６と重なる領域に絶縁シートが敷かれることがある。絶縁シートが敷かれると、メインボード２５上の配線とＨＤＤ２６の底面の回路基板２６１上の配線との間が一層確実に絶縁される。このような絶縁シートがメインボード２５上に敷かれるときは、その絶縁シートについてもメインボード２５に設けられた第１の通気口２５１に応じた、例えば第１の通気口２５１と同じ形状の通気口が設けられる。

次にメインボードに形成された第１の通気口の変形例を説明する。

図１８および図１９は、変形例における、それぞれ図１４および図１５に対応する図である。

上述の実施形態の場合、メインボード２５に形成された第１の通気口２５１は、吸気口２３側についてはＨＤＤ２６と重なった領域よりもさらに吸気口２３側にまで広がっているが、吸気口２３から離れた側（ファン２７側）についてはＨＤＤ２６と重なった領域までしか広がっていない。

これに対し、図１８，図１９に示す変形例の場合、第１の通気口２５１は、ＨＤＤ２６と重なる位置よりも吸気口２３側に外れた位置まで広がるとともにさらに、ＨＤＤ２６よりも吸気口２３から離れた側（ファン２７側）に外れた位置まで広がった広がり領域２５１ａを有する。このように、空気の流れに沿う方向についてＨＤＤ２６の上流側と下流側との双方についてＨＤＤ２６から外れた位置まで広がる開口を形成すると、空気の流れが一層円滑になり、ＨＤＤ２６が一層効果的に空冷される。

尚、ここでは、ＨＤＤを本件にいう電子部品の例として説明したが、ＨＤＤに限られず、空気の流路上にあってメインボードと重なるように配置される電子部品であれば本件を適用することができる。

また、本件ではノートＰＣを例に挙げて説明したが、本件は、ノートＰＣに限らず空冷を行なう必要のある電子機器に広く適用することができる。

１０ ノートＰＣ
２０，２０Ａ 本体ユニット
２１，２１Ａ キーボード
２２，２２Ａ タッチパッド
２３，２３Ａ 吸気口
２４，２４Ａ，２４ａ 排気口
２５，２５Ａ メインボード
２６，２６Ａ ＨＤＤ
２７，２７Ａ ファン
２８，２８Ａ 放熱フィン
２９ カードコネクタ
３０ 表示ユニット
３１ 表示画面
３２ 電源スイッチ
９５，２６３ コネクタ
２００ 筐体
２０１ 上面側筐体部材
２０２ 底面側筐体部材
２５１，２５２ 通気口
２５１ａ 広がり領域
２６１ 回路基板
２６２ モータ

Claims (6)

1. 互いに対向する第１面および第２面と、該第１面および第２面の周縁に沿って一周し該第１面および第２面とともに内部空間を区画する側面とを有する筐体と、
   前記筐体内の、前記側面を構成する第１側面部分との間に隙き間を空けて該第１側面部分に隣接した位置に配置された電子部品と、
   前記第１面との間に前記電子部品を挟んだ深さにおいて該第１面に沿って、前記第１側面部分に接触又は近接した位置を含んで広がる基板とを有し、
   前記筐体が、前記第１側面部分であって前記基板よりも前記第１面寄りの部分に形成された吸気口と、該吸気口から流入し前記電子部品に沿って流れた空気を排出する排気口とを有し、
   前記基板が、前記電子部品と重なる位置から該電子部品よりも前記第１側面部分側に外れた位置まで広がって形成された第１の通気口を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の通気口が、前記電子部品と重なる位置から該電子部品よりも前記第１側面部分側に外れた位置まで広がり、さらに、該電子部品よりも該第１側面部分から離れた側に外れた位置まで広がる通気口であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記基板の、前記第１側面部分との間に前記電子部品を置いた位置であって前記第１面側を向いた面に搭載されたファンを有し、
   前記基板がさらに、前記ファンと重なる位置に形成された、該基板の前記第２面側を向いた面に沿って流れる空気を該ファンに流入させる第２の通気口を有することを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
4. 前記電子部品が、内蔵されたハードディスクを回転駆動するモータを有し該ハードディスクを回転駆動しながら該ハードディスクをアクセスするハードディスクドライブであることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の電子機器。
5. 前記第１の通気口が、前記ハードディスクドライブの前記モータと重なる位置を含んで広がる通気口であることを特徴とする請求項４記載の電子機器。
6. 前記筐体、前記電子部品、および前記基板を有し演算処理を実行する本体ユニットと、表示画面を有し該本体ユニットに開閉自在に連結された表示ユニットとを有することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項記載の電子機器。

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