JP2000227820A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子装置内に収容される発熱素子を所定の温度
に冷却するとともに筐体表面温度の冷却に係る消費電力
を抑えるのに適した構造を提供する。 【解決手段】発熱素子を搭載した配線基板６，キーボー
ド１４，発熱素子の放熱部材などを収容した筐体１００
内に、筐体の内壁面もしくはキーボード背面に、放熱部
材を介して放熱板を配置し、この放熱板にファンの冷却
風を当てるように設置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筐体内に発熱素子
を搭載した配線基板，キーボード，ファンなどを収容し
た電子装置の冷却構造に係り、発熱素子を所定の温度に
保つようにした冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術は、特開平8−286783 号公報
に見られ、発熱素子を搭載した第１の筐体内底部に放熱
板を設置し、発熱素子から筐体底部の放熱板及びキーボ
ード底面に熱伝導して筐体表面で熱を広げて放熱してい
る。特願平7−11288号出願（参照）では、筐体内にファ
ンを収容し、発熱素子を冷却する例が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】携帯型パーソナルコン
ピュータなどに代表される電子装置では、性能の向上に
よる素子の高発熱化とともに、筐体サイズの薄型化，軽
量化の傾向がある。

【０００４】上記特開平8−286783 号公報の例では、筐
体表面が放熱面であるため、放熱面積が筐体サイズに限
定されてしまう。すなわち、ファンを用いない自然冷却
を行うとき、放熱量の上限が一意的に決まってしまい、
放熱量の限界以上で素子を動作させることが不可能とな
る。従って、素子の高性能化に伴い、発熱素子の冷却が
困難となり（筐体表面温度が上昇し操作者に不快感を与
えてしまうため）、電子装置の高性能化が妨げられる。
一方、特願平7−11288号出願の例では、筐体サイズの薄
型化のためファンを横置きに収容している。

【０００５】しかし、素子の高性能化に伴い、発熱量が
大きくなる場合、発熱素子に効果的に冷却風を供給する
ためファンを発熱素子近傍に配置しなければならず、筐
体内の部品レイアウトに大きな制約ができるという問題
があった。たとえば、発熱素子が、筐体の端部から離れ
た位置に実装された場合、ファンを発熱素子近傍に設置
すると筐体内部の温度上昇した空気が発熱素子に供給さ
れることになる。すなわち、温度上昇していない新鮮な
外気の供給によって発熱素子を冷却することについては
考慮されていなかった。

【０００６】本発明の目的は、電子装置の処理性能向上
に伴う装置の発熱量増大に対して、温度上昇していない
新鮮な外気の供給によって発熱素子の温度を所定の温度
に冷却するとともに筐体表面の温度上昇を抑える薄型筐
体に適した構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】発熱素子を搭載した配線
基板，キーボード，発熱素子の放熱部材などを収容した
筐体内に、筐体の内壁面もしくはキーボード背面に、放
熱部材を介して発熱素子と熱的に接続された放熱板を設
置するとともに、筐体端部近傍にファンを配置し、この
放熱板にファンの冷却風を当てるように設置した。

【０００８】即ち、電子装置筐体内の発熱部材で発生し
た熱は、発熱部材に接続された放熱部材を介して筐体内
壁面ならびにキーボード背面に設置された放熱板に伝熱
され、放熱板で放熱板の面方向に拡散された後、外気に
放熱される。この時、この放熱板にファンの冷却風を当
て、放熱板を冷却する。放熱板が筐体壁面に設置される
ので、広い面積を活用し高い放熱性能を得るとともに、
発熱素子の配線基板上での位置に関わらず発熱素子と放
熱板が接続できる。

【０００９】一方、放熱板自身がファンで冷却されるた
め、放熱板の温度、すなわち、放熱板が接している筐体
表面温度の上昇が抑制される。この時、ファンは、筐体
内端部近傍に設置されるため筐体周囲の新鮮な外気を放
熱板に供給することができる。発熱素子の熱は、放熱板
を介してファン近傍まで輸送されるので、ファンを発熱
素子近傍に設置しなくても（発熱素子，ファンの位置関
係に関わらず）、新鮮な外気によって発熱素子の熱を放
熱できることになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１，図２に示
す。図１は、本実施例の電子装置の斜視図で、キーボー
ド１４下面に複数の素子を搭載したメイン配線基板１２
が設置される。メイン配線基板１２上には、ＣＰＵ（中
央演算処理ユニット）等の特に発熱量の大きい素子（以
下、ＣＰＵと記載）を搭載したサブ配線基板６が搭載さ
れる。また、ファン１６が、筐体１００内部の背面近傍
の底面に設置されている。ここで、ファン１６は、メイ
ン配線基板１２に設けられた切り欠き部１７にファン吸
気面が来るように配置される。

【００１１】図２に断面図を示す。本実施例の電子装置
は、ＣＰＵ１を搭載したサブ配線基板６，サブ配線基板
６及び複数の素子（図示せず）を搭載しているメイン配
線基板１２，キーボード１４などを収容した筐体１００
からなる。筐体１００の底面部には、放熱板１１が敷設
されている。放熱板１１は、できるだけ大きい面積であ
ることが望ましく、必要に応じて筐体底面とほぼ同面積
で、さらに筐体背面まで設置されてもよい。また、筐体
１００自体をＭｇ合金などの高熱伝導性材料で成形する
ことによって、放熱板１１を筐体１００と兼用してもよ
い。

【００１２】ＣＰＵ１は、サブ配線基板６上に実装さ
れ、柔軟熱伝導部材（たとえばＳｉゴムに酸化アルミな
どのフィラーを混入したもの）２を介して放熱板１１に
取り付けた金属ブロック１３と熱的に接続される。サブ
配線基板６はコネクタ１５を介してメイン配線基板１２
に取り付けられる。ＣＰＵ１の実装されたサブ配線基板
６背面は、柔軟熱伝導部材３を介してキーボード１４の
ベース板５に接続される。キーボードベース板５は、金
属製で放熱板としても作用する。

【００１３】また、ファン１６が、筐体１００内部の端
部近傍の底面に設置されている。ファン１６は、放熱板
１６１がファンケースと一体で形成されており、放熱板
161が筐体底面に設置された放熱板１１と高熱伝導性の
シート，グリースなどを介して熱的に接触している。ま
た、ファン１６は、ファンの回転軸が筐体底面に対して
概略垂直になるように設置される。したがって、筐体の
厚さ（高さ）以上の口径を持つファンが搭載できるた
め、高い冷却性能を得ることができる。

【００１４】また、ファン１６は、メイン配線基板１２
に設けられた切り欠き部１７にファン吸気面が来るよう
に配置される。このような配置とすることにより、ファ
ン吸気面と排気部が、配線基板によって隔離される。す
なわち、メイン配線基板１２とキーボードベース板５と
の間に形成される空間（ファン吸気面側）、及び、メイ
ン配線基板１２と筐体底面との間に形成される空間（フ
ァン排気部側）とに分離され、ファンからの排気が再び
吸気側に回り込むことがない。

【００１５】メイン配線基板１２とキーボードベース板
５との間に形成される空間には、筐体外部の空気流入口
１０１が筐体側面に設けられ、空気が図中の矢印の方向
に概略流れる。なお、ファン１６は、放熱板１６１を設
けないで、放熱板１１との間に空間を設けて設置しても
よい。

【００１６】ＣＰＵ１で発生した熱は、柔軟熱伝導部材
２，３を介して筐体壁面ならびにキーボード背面に設置
された放熱板１１，５に伝熱され、放熱板１１，５で放
熱板の面方向に拡散された後、外気に放熱される。この
時、この放熱板１１にファン１６の冷却風を当て、放熱
板を冷却する。放熱板１１，５が筐体１００壁面に設置
されるので、広い面積を活用し高い放熱性能を得るとと
もに、ＣＰＵ１を搭載したサブ配線基板６のメイン配線
基板１２上での位置に関わらずＣＰＵと放熱板が接続で
きる。一方、放熱板１１自身がファン６で冷却されるた
め、放熱板１１の温度、すなわち、放熱板１１が接して
いる筐体１００表面温度の上昇が抑制される。

【００１７】この時、ファン１６は、筐体内端部近傍に
設置されるため筐体周囲の新鮮な外気を放熱板に供給す
ることができる。ファン１６の配置位置がＣＰＵ１の近
傍でなく、筐体内端部近傍であっても、放熱板１１によ
って、筐体端部まで熱が拡散されるため、ファン１６に
よる効果的な冷却ができる。

【００１８】なお、放熱板１１の熱拡散効果を増大する
ため、ヒートパイプなどの熱輸送部材を放熱板１１と一
体形成するとさらに効果的である。本実施例によれば、
筐体表面、特にＣＰＵ１が面している底面側の表面の温
度上昇を抑制するとともに、ＣＰＵ１を効果的に冷却す
ることができる。

【００１９】図３に他の実施例を示す。本実施例は、図
２に示した実施例と類似の構造の電子装置で、キーボー
ド１４のベース板５にファン１６を設置しベース板５を
ファンで冷却する例である。本実施例が適用される場合
としては、特に発熱量の大きいＣＰＵが配線基板とキー
ボードとの間に設置される場合や、オペレータが触れる
機会の多いキーボードの表面温度を特に低く抑えたい場
合などに適する。図３では、後者の例を示した。

【００２０】本実施例では、ファン１６が、キーボード
１４のベース板５に設置される以外、図２とほとんど同
様の構成である。筐体内部が、配線基板によって、メイ
ン配線基板１２とキーボードベース板５との間に形成さ
れる空間(ファン排気部側)、及び、メイン配線基板１２
と筐体底面との間に形成される空間(ファン吸気面側)と
に分離され、メイン配線基板１２と筐体底面放熱板１１
との間に形成される空間に筐体外部の空気流入口１０１
が設けられる。

【００２１】空気は、図中の矢印の方向に概略流れ、キ
ーボードベース板５を冷却し、キーボード表面の温度上
昇を抑える。図３では、キーボード表面の温度上昇を抑
える例であるが、同様な構造でパームレスト２０（図１
中で図示）の温度上昇抑制にも適用できる。すなわち、
パームレスト２０の内壁面にキーボードベース板５に相
当する放熱板を設置し、図３と同様の構成とすればよ
い。

【００２２】なお、図４に示すように、ファン吸気側の
流動抵抗を低減するために、空気流入口１０１を筐体底
面のファン１６の吸気面真下に設けてもよい。空気流入
口を筐体側面に設ける場合と比較して、筐体底面のファ
ン１６の吸気面真下に設けることにより、開口面積を大
きくすることができるとともに、流入口からの空気が筐
体内部で曲がることなくファンに吸気されるため、ファ
ン吸気側の流動抵抗が低減される。

【００２３】図５に他の実施例を示す。本実施例は、図
２に示した実施例と類似の構造の電子装置で、キーボー
ド（もしくはパームレスト）及び筐体底面の表面温度の
上昇を抑制する場合に適する。図２の実施例とは、ファ
ンの吸排気の方向が異なる。すなわち、筐体内部が、配
線基板によって、メイン配線基板１２とキーボードベー
ス板５との間に形成される空間（ファン吸気面側）、及
び、メイン配線基板１２と筐体底面との間に形成される
空間（ファン排気部側）とに分離され、メイン配線基板
１２と筐体底面放熱板１１との間に形成される空間に筐
体外部への空気排気口１０２が設けられる。

【００２４】空気は、図中の矢印の方向に概略流れ、メ
イン配線基板１２とキーボードベース板５との間に形成
される空間の温度上昇した空気を排気しキーボードベー
ス板５を冷却(キーボード表面の温度上昇を抑える)す
る。これと同時に、筐体底部に設置された放熱板１１と
熱的に接続されているファン１６に設けた放熱板１６１
が冷却される。すなわち、筐体底部放熱板１１に伝熱さ
れた熱が放熱板１６１を介して除去されるので、筐体底
面の表面温度の上昇も抑制される。

【００２５】本実施例では、メイン配線基板１２とキー
ボードベース板５との間に形成される空間の温度上昇し
た空気を放熱板１６１に吹き付けるようにしているが、
メイン配線基板１２とキーボードベース板５との間に形
成される空間に筐体外気の空気流入口を設け、新鮮な空
気を放熱板１６１に吹き付けるようにしてもよい。この
場合、排気された空気が再び筐体内へ吸入されないよう
に、空気流入口と空気排気口１０２とを異なる筐体面
（たとえば、側面と背面）に設ける。この構造により、
より効果的に放熱板１６１が冷却され、筐体底面の表面
温度の上昇もさらに抑制される。

【００２６】図１から図５までの実施例では、ＣＰＵ１
がサブ配線基板６上に搭載された例を示したが、サブ配
線基板を用いず直接メイン配線基板１２上に搭載される
場合も同様の構成とすることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、発熱素子を効果的に冷
却するとともに、筐体表面の温度上昇を抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である電子装置の斜視図。

【図２】図１の断面図。

【図３】本発明の第２実施例である電子装置の断面図。

【図４】本発明の第３実施例である電子装置の断面図。

【図５】本発明の第４実施例である電子装置の断面図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、５…キーボードベース板、６，１２…配線
基板、１１…放熱板、１６…ファン、１００…筐体、１
０１…吸気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】配線基板上に搭載され電子回路を構成する
   発熱素子，キーボード，ファン，発熱素子と熱的に接続
   された放熱部材，放熱部材と熱的に接続された放熱板な
   どを収容した筐体からなる電子装置であって、前記放熱
   板を筐体内壁面またはキーボード背面に設置、もしくは
   前記放熱板を筐体内壁面と一体で成形し、ファンの吹き
   出し空気を該放熱板に供給されるように構成したことを
   特徴とする電子装置。