JP3602771B2 - 携帯型電子機器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に携帯型電子機器に関し、特に、ノート型パーソナルコンピュータ(ノートパソコン)、ラップトップコンピュータ等の携帯型電子機器の発熱電子部品を冷却する冷却構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、業務の効率化のためにノートパソコンが広く普及するに従ってその機能も多機能化が要求され、それに伴って内蔵されるプリント配線板は高集積化され、発熱量の大きな電子部品が高密度に実装されている。
【0003】
その上、集積回路の高クロック化により消費電力が増加し、それに伴って発熱量も増加している。このため、このような発熱電子部品を効果的に冷却する必要が生じてきている。
【0004】
特に、ノート型、ラップトップ型の携帯型情報処理装置では、発熱部品が本体部に集中して内蔵されており、携帯型情報処理装置を机等の上に設置すると、本体底面部から熱が逃げ難くなるため、本体部底面の温度が上昇してしまう。
【0005】
最近の携帯型情報処理装置のように、CPUの動作周波数が高速化すると、発熱量が増大するため、これを効果的に放熱するために冷却ファンによる強制空冷が有効である。
【0006】
複数の放熱フィンをヒートシンクと一体的に形成し、内部に冷却ファンを内蔵したファン付ヒートシンクをCPUに面接触させ、冷却ファンによりCPUを強制空冷している従来技術が知られている。
【0007】
この従来の発熱部品の冷却構造によると、CPUが搭載されたプリント配線板の裏面に取付金具を配置し、ファン付ヒートシンクと取付金具の間にプリント配線板を挟み込む形で、ファン付ヒートシンクを取付金具へねじ留め固定していた。
【0008】
更に、複数のねじ留め面へそれぞれコイルばねを挟み込み、このコイルばねの付勢力によりファン付ヒートシンクをプリント配線板方向へ押圧することで、ファン付ヒートシンクとCPUとの密着度を確保していた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
CPUで発生した熱はその大部分がヒートシンクを介して放出されることになるため、CPUの発熱量の増加に伴ってヒートシンクも巨大化させる必要があり、装置の大型化が避けられない。しかし、携帯型情報処理装置は小型軽量化こそが最大の課題であるため、ヒートシンクの巨大化は望ましくない。
【0010】
よって、本発明の目的は、発熱部品からの熱を効率良く放熱することのできる携帯型電子機器を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
装置内部に実装されたCPU等の発熱部品より発生した熱の放出は、ファン付ヒートシンクのファンからの送風による強制空冷のみならず、ヒートシンク本体から他の構成部品への熱伝導及び大気への自然放出も期待できるものである。
【0012】
本発明によると、携帯型電子機器であって、ケーシングと、該ケーシング内に収容された金属製メインフレームと、前記ケーシング内に前記メインフレームと概略平行に収容されたプリント配線板と、前記プリント配線板に搭載された発熱部品と、前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具とを具備したことを特徴とする携帯型電子機器が提供される。
【0013】
このように、本発明の携帯型電子機器では、冷却装置がメインフレームに直接接続されている。これにより発熱部品の熱が冷却装置を介してメインフレームに熱伝導され、メインフレームから放熱される。
【0014】
メインフレームは熱容量が大きく表面積も広いため、放熱部材として最適である。よって、本発明によると携帯型電子機器の発熱部品の熱を効率良く放熱することができる。
【0015】
本発明の他の側面によると、発熱部品を有する電子機器の冷却構造であって、金属製メインフレームと、前記メインフレームと概略平行に取り付けられ、前記発熱部品を搭載したプリント配線板と、前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具とを具備したことを特徴とする電子機器の冷却構造が提供される。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1は携帯型電子機器の一例としてのノートパソコン10の外観を示す。ノートパソコン10は、中央演算処理装置(CPU)を始めとする回路部品が組み込まれた本体12と、この本体12に揺動可能に取り付けられた液晶ディスプレイ装置14とから構成される。
【0017】
本体12はケーシング13と、キーボード16と、ポインティングデバイス18を含んでいる。ノートパソコン10の本体12に組み込まれたソフトウェアを実行するに当たっては、使用者は、キーボード16やポインティングデバイス18を操作し、必要な指令や情報を入力する。ソフトウェアの処理結果は、液晶ディスプレイ装置14に表示される。
【0018】
図2を参照すると、ケーシング13の分解斜視図が示されている。ケーシング13はアッパーカバー20と、ロアカバー22とから構成される。ケーシング13内にはアルミニウム等の金属から形成されたメインフレーム24が収容されている。
【0019】
図3を参照すると、本発明実施形態に係る冷却構造の分解斜視図が示されている。図4は冷却構造の斜視図を示している。
【0020】
プリント配線板26上には発熱部品としてのCPU28が搭載されている。CPU28は、例えばペンティアムIII(マイクロソフト社の登録商標)マイクロプロセッサ・ユニットから構成される。
【0021】
メインフレーム24は、例えばかしめ等により固定された4本の金属製ロッド30を有している。各ロッド30にはねじ穴32が設けられている。プリント配線板26は各ロッド30が挿入される4個の穴34を有している。
【0022】
符号36は冷却装置としてのヒートシンクであり、ヒートシンク36の本体38は例えばアルミニウムのダイカストにより製造される。図5(A)はヒートシンク36の表面側斜視図であり、図(B)は裏面側斜視図をそれぞれ示している。
【0023】
ヒートシンク36は本体38と一体的に形成された複数の放熱フィン40と、4個の取付ブラケット46を有している。各取付ブラケット46には穴48が形成されている。
【0024】
本体38は開口42を有しており、この開口42内に例えば合成樹脂から形成されたファン44が回転可能に取り付けられている。
【0025】
図6はヒートシンクの取付構造概略図であり、図7はその詳細図を示している。図7の詳細図は図6と天地が逆転して示されている。ヒートシンク36をメインフレーム24に固定したロッド30上に搭載し、ねじ50によりヒートシンク36のブラケット46を各ロッド30に締結する。
【0026】
メインフレーム24とプリント配線板26の間には板ばね52が介装されており、ねじ50を各ロッド30のねじ穴32に締め付けると、この板ばね52がプリント配線板26垂直方向の付勢力を発熱部品28に与え、発熱部品28をヒートシンク36に押し付ける。
【0027】
ヒートシンク36と発熱部品28の間には良熱伝導性のゴム54が介装されており、発熱部品28とヒートシンク36との間の面接触の密着度を確保している。
【0028】
プリント配線板26上に搭載された発熱部品28からの熱はヒートシンク36に熱伝導される。ファン44が回転すると、ヒートシンク36の開口42を通して空気が吸引され、この吸引された空気は放熱フィン40を介して排出される。これにより、発熱部品28の熱はヒートシンク36のファン44により強制冷却される。
【0029】
本実施形態のヒートシンクの取付構造によると、ヒートシンク36はメインフレーム26に固定されたロッド30に直接取り付けられている。このため、ヒートシンク36の熱はロッド30を介してメインフレーム24に熱伝導され、メインフレーム24から空気中に放熱される。
【0030】
このように本実施形態の冷却構造によると、ファン44による強制空冷に加えて、ヒートシンク36の熱をメインフレーム24に直接熱伝導できるため、冷却性能の向上を図ることができる。
【0031】
上述した実施形態では、ロッド30をメインフレーム24に固定しているが、本発明の固定手段はロッド30とねじ50の組合せに限定されるものではなく、例えば複数のボルトをメインフレーム24に固定し、これらのボルトにヒートシンク36のブラケット46をナットを使用して固定するようにしてもよい。
【0032】
以上説明した実施形態では、本発明をノートパソコンに応用した例について示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、携帯電話やカーナビゲーションシステム等に広く応用できるものである。
【0033】
本発明は以下の付記を含むものである。
【0034】
(付記1) 携帯型電子機器であって、
ケーシングと、
該ケーシング内に収容された金属製メインフレームと、
前記ケーシング内に前記メインフレームと概略平行に収容されたプリント配線板と、
前記プリント配線板に搭載された発熱部品と、
前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具と、
を具備したことを特徴とする携帯型電子機器。
【0035】
(付記2) 前記メインフレームと前記プリント配線板との間に介装され、前記発熱部品を前記冷却装置に押し付けて面接触させる付勢手段を更に具備した付記1記載の携帯型電子機器。
【0036】
(付記3) 前記金属製固定具は前記メインフレームに固定された複数のロッドと、前記冷却装置を前記各ロッドに固定する複数のねじとを含んでいる付記1記載の携帯型電子機器。
【0037】
(付記4) 前記金属製固定具は前記メインフレームに固定された複数のボルトと、前記冷却装置を前記各ボルトに固定する複数のナットとを含んでいる付記1記載の携帯型電子機器。
【0038】
(付記5) 前記付勢手段は板ばねから構成される付記1記載の携帯型電子機器。
【0039】
(付記6) 前記冷却装置はファンと複数の放熱フィンを有するヒートシンクから構成される付記1記載の携帯型電子機器。
【0040】
(付記7) 前記発熱部品と前記冷却装置との間に介装された良熱伝導性部材を更に具備した付記1記載の携帯型電子機器。
【0041】
(付記8) 発熱部品を有する電子機器の冷却構造であって、
金属製メインフレームと、
前記メインフレームと概略平行に取り付けられ、前記発熱部品を搭載したプリント配線板と、
前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、
前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具と、
を具備したことを特徴とする電子機器の冷却構造。
【0042】
(付記9) 前記メインフレームと前記プリント配線板との間に介装され、前記発熱部品を前記冷却装置に押し付けて面接触させるばねを更に具備した付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0043】
(付記10) 前記金属製固定具は前記メインフレームに固定された複数のロッドと、前記冷却装置を前記各ロッドに固定する複数のねじとを含んでいる付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0044】
(付記11) 前記金属製固定具は前記メインフレームに固定された複数のボルトと、前記冷却装置を前記各ボルトに固定する複数のナットとを含んでいる付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0045】
(付記12) 前記ばねは板ばねから構成される付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0046】
(付記13) 前記冷却装置はファンと複数の放熱フィンを有するヒートシンクから構成される付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0047】
(付記14) 前記発熱部品と前記冷却装置との間に介装された良熱伝導性部材を更に具備した付記8記載の電子機器の冷却構造。
【0048】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように、ファンによる強制空冷に加えて金属製メインフレームの伝熱を利用して放熱するようにしたので、携帯型電子機器を効率良く冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるノートパソコンの斜視図である。
【図2】ケーシング分解斜視図である。
【図3】本発明の実施形態分解斜視図である。
【図4】実施形態斜視図である。
【図5】図5(A)はヒートシンクの表面側斜視図であり、図5(B)はヒートシンクの裏面側斜視図である。
【図6】本発明実施形態によるヒートシンクの取付構造の概略を示す断面図である。
【図7】本発明実施形態のヒートシンクの取付構造の詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
13 ケーシング
20 アッパーカバー
22 ロアカバー
24 メインフレーム
26 プリント配線板
28 発熱部品(CPU)
30 ロッド
36 ヒートシンク
40 放熱フィン
44 ファン
52 板ばね
54 良熱伝導性ゴム

Claims (4)

  1. 携帯型電子機器であって、
    ケーシングと、
    該ケーシング内に収容された金属製メインフレームと、
    前記ケーシング内に前記メインフレームと概略平行に収容されたプリント配線板と、
    前記プリント配線板に搭載された発熱部品と、
    前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、
    前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具と、
    を具備したことを特徴とする携帯型電子機器。
  2. 前記メインフレームと前記プリント配線板との間に介装され、前記発熱部品を前記冷却装置に押し付けて面接触させる付勢手段を更に具備した請求項1記載の携帯型電子機器。
  3. 発熱部品を有する電子機器の冷却構造であって、
    金属製メインフレームと、
    前記メインフレームと概略平行に取り付けられ、前記発熱部品を搭載したプリント配線板と、
    前記発熱部品に接触して該発熱部品を冷却する冷却装置と、
    前記冷却装置を前記メインフレームに固定する金属製固定具と、
    を具備したことを特徴とする電子機器の冷却構造。
  4. 前記メインフレームと前記プリント配線板との間に介装され、前記発熱部品を前記冷却装置に押し付けて面接触させるばねを更に具備した請求項3記載の電子機器の冷却構造。
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