JP2006301815A - 情報処理装置および情報処理装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 基板実装の設計自由度を損なわずに、情報処理装置の筐体内から確実に熱い空気を外部に排出するCPUなどの発熱部の冷却機構を備えた情報処理装置を提供する。
【解決手段】 筐体と、該筐体内で熱を発生するCPUなどの発熱部と、該発熱部を冷却する冷却ユニットと、該冷却ユニットの一部に空気流を供給するファンなどの空気流供給部材と、該空気流供給部材に供給する空気の流れを規制するダクトなどの空気流規制部材とを備え、前記空気流規制部材と前記空気流供給部材と前記冷却ユニットの一部は直列に配置され、前記筐体の一の面には前記空気流規制部材に空気を吸気する吸気部を設け、前記筐体の一の面の対面には、前記冷却ユニットの一部からの空気を排出する排出部を設けている。
【選択図】 図2
【解決手段】 筐体と、該筐体内で熱を発生するCPUなどの発熱部と、該発熱部を冷却する冷却ユニットと、該冷却ユニットの一部に空気流を供給するファンなどの空気流供給部材と、該空気流供給部材に供給する空気の流れを規制するダクトなどの空気流規制部材とを備え、前記空気流規制部材と前記空気流供給部材と前記冷却ユニットの一部は直列に配置され、前記筐体の一の面には前記空気流規制部材に空気を吸気する吸気部を設け、前記筐体の一の面の対面には、前記冷却ユニットの一部からの空気を排出する排出部を設けている。
【選択図】 図2
Description
本発明は、CPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)などの発熱部に対する冷却機構を備えた情報処理装置に関する。
現在、インターネットの普及やCPUなどの性能の向上に伴い、パーソナルコンピュータや専用のコンピュータを使用して画像処理や動画処理といったCPUに負荷がかかる処理を行うことが多くなった。CPUの性能は日に日に進化しているとはいえ、CPUに負荷をかける処理を続けて行う場合、CPUが発熱して高温状態になってしまい、CPUの性能が落ちてしまうという問題がある。
このような問題を解決する一手段として特開2003−108269公報では、ライザーボードおよびライザーブラケットから構成される領域分離部材によりパーソナルコンピュータ本体を高温領域と低温領域とに分離し、高温空間にはCPU冷却ファン、追加のファン、低温空間には電源装置ファンを適用して電子部品の冷却を行っている。
特開2003−108269公報
このような問題を解決する一手段として特開2003−108269公報では、ライザーボードおよびライザーブラケットから構成される領域分離部材によりパーソナルコンピュータ本体を高温領域と低温領域とに分離し、高温空間にはCPU冷却ファン、追加のファン、低温空間には電源装置ファンを適用して電子部品の冷却を行っている。
しかしながら、特開2003−108269公報では、SMT基板に電子部品を実装する際のレイアウトに制約ができてしまい、基板実装設計の自由度が損なわれてしまう。また、CPU冷却ファンによって分散される熱い空気がいかにしてコンピュータ外部に排出されるのかわからない。
以上の問題点に対して、本発明は、基板実装の設計自由度を損なわずに、情報処理装置の筐体内から確実に熱い空気を外部に排出するCPUなどの発熱部の冷却機構を備えた情報処理装置を提供する。
以上の問題点に対して、本発明は、基板実装の設計自由度を損なわずに、情報処理装置の筐体内から確実に熱い空気を外部に排出するCPUなどの発熱部の冷却機構を備えた情報処理装置を提供する。
筐体と、該筐体内で熱を発生するCPUなどの発熱部と、該発熱部を冷却する冷却ユニットと、該冷却ユニットの一部に空気流を供給するファンなどの空気流供給部材と、該空気流供給部材に供給する空気の流れを規制するダクトなどの空気流規制部材とを備え、前記空気流規制部材と前記空気流供給部材と前記冷却ユニットの一部は直列に配置され、前記筐体の一の面には前記空気流規制部材に空気を吸気する吸気部を設け、前記筐体の一の面の対面には、前記冷却ユニットの一部からの空気を排出する排出部を設けている。
基板実装の設計自由度を損なわずに、発熱部を冷却するとともに情報処理装置の筐体内から確実に熱い空気を外部に排出することができる。
図1は、本発明を実施するための一実施形態である情報処理装置1の外観図である。
この情報処理装置1は、筐体の一部を構成する上部カバー2、筐体内を冷却するためのファンを取り付けるためのファン取り付け部3を有している。
情報処理装置1の前面カバー4には、多数の吸気孔を有する第1の吸気部10と第2の吸気部8が設けられている。なお、これらの吸気部の裏面には、異物を筐体内に吸い込まないにフィルターが設けられている。情報処理装置1はさらに、5インチのリムーバブルバッテリーユニット5、USB(Universal Serial Bus)端子6、7、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ9、5インチの光ディスクドライブ11、12、電源スイッチ13が設けられている。
図2は、図1の情報処理装置1から上部カバー2および前面カバー4を取り外したもので、筐体内部を説明するための図である。図2中、図1と同じ符号をつけたものは図1と同様のものであるので、これらについては説明を省略する。
この情報処理装置1(100)は、3.5インチのハードディスクドライブ15、16を備えている。また、CPUやメモリなどを搭載したマザーボード17が筐体の側面に沿って設置されている。また、汎用のATX仕様の電源ユニット23を有しており、この電源ユニットにも不図示のファンを有する。さらに、マザーボードの拡張スロットに拡張カードを差す場合の拡張カード押さえ22を有する。なお、ファン取り付け部3には、サイズ80mmのファン、たとえば、日本電産製:製品コードD08A(不図示)が取り付けられることとなる。
図1において説明した第2の吸気部8から取り込まれる空気は、第2の格子14を介して装置内部に吸気される。そして、装置内部の各電気機器・電子機器で温められてファン取り付け部3のファンおよび電源ユニット23が有するファンから排気される。これにより、主として各種ドライブ9、11、12、15、16やバッテリユニット5、マザーボード17に搭載された電子機器、電源ユニット23で発生する熱を外部に放出することができる。なお、CPUで発生した熱の一部もこのファン取り付け部3のファンおよび電源ユニット23で外部に放出されることになる。
情報処理装置1は、さらに図1において説明した第1の吸気部10で吸気し、第1の格子15を通過した空気を通す空気流を規制する部材としてのダクト18、空気流を冷却ユニットに供給する部材としてのCPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21を備えている。ダクト18は板金により作られており、中は空洞となっている。CPU冷却用のファン20は、サイズが92mmのファン、例えば、三洋電機製:製品コード9A0912F402を用いる。なお、CPU冷却ユニット固定部21は、情報処理装置1の筐体背面に、あるいは筐体背面の近傍に設置されており、筐体背面にはCPU冷却ユニット固定部21が設置される箇所にあわせてCPU冷却ユニット固定部21を通過した空気を外部に放出するための複数の孔があいている。
この情報処理装置1は、筐体の一部を構成する上部カバー2、筐体内を冷却するためのファンを取り付けるためのファン取り付け部3を有している。
情報処理装置1の前面カバー4には、多数の吸気孔を有する第1の吸気部10と第2の吸気部8が設けられている。なお、これらの吸気部の裏面には、異物を筐体内に吸い込まないにフィルターが設けられている。情報処理装置1はさらに、5インチのリムーバブルバッテリーユニット5、USB(Universal Serial Bus)端子6、7、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ9、5インチの光ディスクドライブ11、12、電源スイッチ13が設けられている。
図2は、図1の情報処理装置1から上部カバー2および前面カバー4を取り外したもので、筐体内部を説明するための図である。図2中、図1と同じ符号をつけたものは図1と同様のものであるので、これらについては説明を省略する。
この情報処理装置1(100)は、3.5インチのハードディスクドライブ15、16を備えている。また、CPUやメモリなどを搭載したマザーボード17が筐体の側面に沿って設置されている。また、汎用のATX仕様の電源ユニット23を有しており、この電源ユニットにも不図示のファンを有する。さらに、マザーボードの拡張スロットに拡張カードを差す場合の拡張カード押さえ22を有する。なお、ファン取り付け部3には、サイズ80mmのファン、たとえば、日本電産製:製品コードD08A(不図示)が取り付けられることとなる。
図1において説明した第2の吸気部8から取り込まれる空気は、第2の格子14を介して装置内部に吸気される。そして、装置内部の各電気機器・電子機器で温められてファン取り付け部3のファンおよび電源ユニット23が有するファンから排気される。これにより、主として各種ドライブ9、11、12、15、16やバッテリユニット5、マザーボード17に搭載された電子機器、電源ユニット23で発生する熱を外部に放出することができる。なお、CPUで発生した熱の一部もこのファン取り付け部3のファンおよび電源ユニット23で外部に放出されることになる。
情報処理装置1は、さらに図1において説明した第1の吸気部10で吸気し、第1の格子15を通過した空気を通す空気流を規制する部材としてのダクト18、空気流を冷却ユニットに供給する部材としてのCPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21を備えている。ダクト18は板金により作られており、中は空洞となっている。CPU冷却用のファン20は、サイズが92mmのファン、例えば、三洋電機製:製品コード9A0912F402を用いる。なお、CPU冷却ユニット固定部21は、情報処理装置1の筐体背面に、あるいは筐体背面の近傍に設置されており、筐体背面にはCPU冷却ユニット固定部21が設置される箇所にあわせてCPU冷却ユニット固定部21を通過した空気を外部に放出するための複数の孔があいている。
次に図3を用いて、CPU冷却ユニットについて説明を行う。図3は、本実施の形態のCPU冷却ユニットを示す。図3においてアルミ製のフィン24は、サイズが95mm×50mmで1枚の厚みが0.3mmのアルミ板を47枚使用している。フィン24は、CPU冷却用ファン20により冷却されることになる。4本のヒートパイプ25は、銅製であり、内部に水が入っている。これがアルミ製の受熱部26およびフィン24内に貫通している。受熱部26は、不図示のCPUから熱を受ける部分である。受熱部26で受けた熱は、ヒートパイプ25を温め、ヒートパイプ内の水を蒸発させる。ヒートパイプ25内の水蒸気は、フィン24で冷やされ、再び受熱部26に戻る。また、ヒートパイプ25を伝わる熱もフィン24に伝わる。このようにして、CPUで発生した熱をうまく放熱している。
図4は、ダクト18の端部を示している。ダクト18において側の端部下側には、切欠き部18Aを有している。この切欠き部18Aを設けたことにより、ダクト18の情報処理装置1への組み付けが容易となる。すなわち、まず、CPU冷却用のファン20およびCPU冷却ユニット固定部21を装置1に設置する。その後に、ダクト18を第1の格子19側を支点として回動すれば、切欠き部18Aがあるので、CPU冷却用のファン20あるいはCPU冷却ユニット固定部21に引っかかることなく、ダクト18を図2に示すような所定の位置に設置することができる。
図4は、ダクト18の端部を示している。ダクト18において側の端部下側には、切欠き部18Aを有している。この切欠き部18Aを設けたことにより、ダクト18の情報処理装置1への組み付けが容易となる。すなわち、まず、CPU冷却用のファン20およびCPU冷却ユニット固定部21を装置1に設置する。その後に、ダクト18を第1の格子19側を支点として回動すれば、切欠き部18Aがあるので、CPU冷却用のファン20あるいはCPU冷却ユニット固定部21に引っかかることなく、ダクト18を図2に示すような所定の位置に設置することができる。
図5は、CPU冷却ユニット固定部21の外観図である。このCPU冷却ユニット固定部はABS樹脂により作られている。CPU冷却ユニット固定部21は、内部にCPU冷却ユニットのフィン24が装着される。また、CPU冷却ファン20を取り付けるための爪21Bを4箇所に設けている。これらの爪21BにCPU冷却ファン20を引っ掛けることにより、CPU冷却ファン20は、CPU冷却ユニット固定部21に装着される。CPU冷却ユニット固定部21はさらに、受け部21Aを有している。これは、上記ダクト18の切欠き部18Aから情報処理装置1内部であってダクト18以外から温かい空気がダクト18あるいはCPU冷却ファン20に混入するのを防ぐため、切欠き部18Aの蓋の役割を果たしている。
すなわち、第1の吸気部10から吸気された空気は第1の格子19を介してダクト18を通り、CPU冷却用のファン20およびCPU冷却ユニット固定部21(この部分で間接的にCPUの熱を奪うこととなる)に入り、筐体背面から排出される。このように、ダクト18、CPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21を直列に配置したので、障害となる空気抵抗も発生せずに、ダクト18内の空気はファン20に向かって、スムーズに移動し、効率的にCPUの冷却が可能となる。
すなわち、第1の吸気部10から吸気された空気は第1の格子19を介してダクト18を通り、CPU冷却用のファン20およびCPU冷却ユニット固定部21(この部分で間接的にCPUの熱を奪うこととなる)に入り、筐体背面から排出される。このように、ダクト18、CPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21を直列に配置したので、障害となる空気抵抗も発生せずに、ダクト18内の空気はファン20に向かって、スムーズに移動し、効率的にCPUの冷却が可能となる。
情報処理装置1は、次の工程を経て製造される。まず、本実施形態で使用される格子14、19などを備えた筐体を用意する。筐体にCPUなどを搭載したマザーボード17や電源ユニット23、電源スイッチ13、USB端子6、7、80mmの冷却ファンなどの基幹部品を設置する工程を行う。次にリムーバブルバッテリーユニット5、各種ドライブ9、11、12、15、16を搭載する工程を行う。CPU冷却ユニット固定部21にCPU冷却ユニット24、25、26とCPU冷却用のファン20を取り付け、これを筐体内に設置する工程を行う。この際、CPUと受熱部26を接触させネジ止め固定する。次にダクト18を上述のとおりに設置する工程を行う。最後に上部カバー2をかぶせて情報処理装置1が完成する。
なお、ダクト18のかわりに図6に示すような構造のダクトを使用してもよい。図6はダクト180、181を上から見た平面図である。(A)は、吸気口を大きくし、途中からその後直線状になるように形成したものであり、(B)は、吸気口を大きくし、徐々に開口を狭めていったものである。このようにすることによって、吸気する空気の量を増加させ、より冷却効果をあげることができる。
また、第2の吸気部8から吸気する空気は、主として各種ドライブ9、11、12、15、16やバッテリユニット5、マザーボード17に搭載された電子機器、電源ユニット23で発生する熱を外部に放出することができ、第1の吸気部から吸気する空気は、CPUの冷却専用とすることができる。このため、発熱量の比較的小さい電子機器・電気機器については、ファン取り付け部3に設置されるファンおよび電源ユニットに設置されるファンにより、冷却が可能となるとともに他の電子機器と比較して発熱量が大きいCPUを効率的に、集中的に冷却することが可能となる。
なお、ダクト18のかわりに図6に示すような構造のダクトを使用してもよい。図6はダクト180、181を上から見た平面図である。(A)は、吸気口を大きくし、途中からその後直線状になるように形成したものであり、(B)は、吸気口を大きくし、徐々に開口を狭めていったものである。このようにすることによって、吸気する空気の量を増加させ、より冷却効果をあげることができる。
また、第2の吸気部8から吸気する空気は、主として各種ドライブ9、11、12、15、16やバッテリユニット5、マザーボード17に搭載された電子機器、電源ユニット23で発生する熱を外部に放出することができ、第1の吸気部から吸気する空気は、CPUの冷却専用とすることができる。このため、発熱量の比較的小さい電子機器・電気機器については、ファン取り付け部3に設置されるファンおよび電源ユニットに設置されるファンにより、冷却が可能となるとともに他の電子機器と比較して発熱量が大きいCPUを効率的に、集中的に冷却することが可能となる。
さらに、CPU冷却ユニット24、25、26とマザーボード17は別体として構成されるので、マザーボード内の電子機器の実装をCPUとの関係において比較的自由に行うことができる。なお、ヒートパイプ25内には水などの液体と使用するので、気体が冷やされて液体になったときに適切に受熱部26に戻す必要があることから、フィン24は、CPUより高い位置に配置する必要がある。したがって、ダクト18、CPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21は、装置1の上部に配置する構成とした。このようすれば、CPUが筐体の上部に設置されない限り、CPUの冷却を効率的に行うことが出来る。なお、CPUを筐体の下部に配置するようであれば、ダクト18、CPU冷却用のファン20、CPU冷却ユニット固定部21は、下方に配置することができる。
なお、本実施形態では、ダクト18を通じた空気はCPUを冷却するために使用されている。しかしながら、CPUのみならず、他に高い熱を発生する機器(例えば、チップセットなど)がある場合には、その機器の冷却にも使用してもよい。この場合、受熱部26をこの機器にも接するように分割すればよい。または、CPUと他の発熱体の両方に受熱部26が接するようにしてもよい。さらに、CPUがそれほど熱くならない場合には、他の発熱体のみを冷却するものであってもよい。
なお、本実施の形態では、装置1の前面から吸気し、背面から排気を行っているがこれに限られず、装置の一方の側面から吸気し、他方の側面から排気するようにしてもよい。要は、空気の流れを阻害しないように規制し、それにより空気がスムーズに吸排気できるようにすればよい。
なお、本実施の形態では、ダクト18は板金にて製造しているが、これに限られず、例えば、ABS樹脂などであってもよい。なお、ダクト18のかわりに円筒状のパイプなどでもよい。要は、空気の流れを阻害しないように規制し、それにより空気がスムーズに吸排気できるものであればよい。
なお、本実施の形態では、CPU冷却ファン20は92mmのものを使用し、装置1全体を冷却する冷却ファンは80mmのものを使用しているが、これに限られないことはいうまでもない。
なお、本実施の形態では、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ9、リームバブルバッテリー5、光ディスクドライブ11、12、ハードディスクドライブ15、16を備えているが、これらは任意のものであって、これらの全てを備えていなければならないものではない。
なお、本実施形態では、ダクト18を通じた空気はCPUを冷却するために使用されている。しかしながら、CPUのみならず、他に高い熱を発生する機器(例えば、チップセットなど)がある場合には、その機器の冷却にも使用してもよい。この場合、受熱部26をこの機器にも接するように分割すればよい。または、CPUと他の発熱体の両方に受熱部26が接するようにしてもよい。さらに、CPUがそれほど熱くならない場合には、他の発熱体のみを冷却するものであってもよい。
なお、本実施の形態では、装置1の前面から吸気し、背面から排気を行っているがこれに限られず、装置の一方の側面から吸気し、他方の側面から排気するようにしてもよい。要は、空気の流れを阻害しないように規制し、それにより空気がスムーズに吸排気できるようにすればよい。
なお、本実施の形態では、ダクト18は板金にて製造しているが、これに限られず、例えば、ABS樹脂などであってもよい。なお、ダクト18のかわりに円筒状のパイプなどでもよい。要は、空気の流れを阻害しないように規制し、それにより空気がスムーズに吸排気できるものであればよい。
なお、本実施の形態では、CPU冷却ファン20は92mmのものを使用し、装置1全体を冷却する冷却ファンは80mmのものを使用しているが、これに限られないことはいうまでもない。
なお、本実施の形態では、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ9、リームバブルバッテリー5、光ディスクドライブ11、12、ハードディスクドライブ15、16を備えているが、これらは任意のものであって、これらの全てを備えていなければならないものではない。
1 情報処理装置、2 上部カバー、3 ファン取り付け部、4 前面カバー、5 リムーバブルバッテリーユニット、6、7 USB端子、8 第2の吸気部、9 フロッピー(登録商標)ディスク、10 第1の吸気部、11、12 光ディスクドライブ、13 電源スイッチ、14 第2の格子、15、16 ハードディスクドライブ、17 マザーボード、18、180、181 ダクト、18A 切欠き部、19 第1の格子、20 CPU冷却ファン、21 CPU冷却ユニット固定部、21A 受け部、21B 爪、22 拡張カードおさえ、23 電源ユニット、24 フィン、25 ヒートパイプ、26 受熱部
Claims (6)
- 筐体と、該筐体内で熱を発生する発熱部と、該発熱部を冷却する冷却ユニットと、該冷却ユニットの一部に空気流を供給する空気流供給部材と、該空気流供給部材に供給する空気の流れを規制する空気流規制部材とを備えた情報処理装置であって、
前記空気流規制部材と前記空気流供給部材と前記冷却ユニットの一部は直列に配置され、
前記筐体の一の面には前記空気流規制部材に空気を吸気する吸気部を設け、
前記筐体の一の面の対面には、前記冷却ユニットの一部からの空気を排出する排出部を設けた情報処理装置。 - 前記筐体に前記吸気部とは異なる第2の吸気部と、前記排出部とは異なる第2の排出部を有し、前記発熱部および前記発熱部以外で発生した熱を筐体外部へ排出する請求項1記載の情報処理装置。
- 前記空気流規制部材は切欠き部を設け、組み付けの際、前記空気流供給部材または前記冷却ユニットと前記空気流規制部材の底面が接触しないようにした請求項1または2記載の情報処理装置。
- 前記冷却ユニットの一部を固定する冷却ユニット固定部を設け、該冷却ユニット固定部は、前記切欠き部に対する蓋となる受け部を備えた請求項3記載の情報処理装置。
- 前記空気流供給部材は、前記吸気部側を前記空気流供給部材側よりも大きくした請求項1乃至4のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 筐体に発熱部を設置する工程と、
該発熱部を冷却する冷却ユニットの一部と該冷却ユニットの一部に空気流を供給する空気流供給部材とを、受け部を有する冷却ユニット固定部に設置する工程と、
前記冷却ユニットの他の一部と前記発熱部を接触させる工程と、
前記空気流供給部材に供給する空気の流れを規制する、前記冷却ユニット固定部と接する側に所定の切欠き部を有する空気流規制部材を、前記切欠き部を有する側とは反対側を支点に回動させることにより設置する工程と、
前記冷却ユニット固定部の受け部により前記空気流規制部材の切欠き部に蓋をする工程とを含む情報処理装置の製造方法。
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