JP4319174B2 - 電子機器の冷却構造及び複写機 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器から発生する熱を冷却させる冷却構造に関し、特にこのような冷却構造を備えた複写機に関するものである。

近年、複写機や情報処理装置などの精密機器においては、様々な電子機器を搭載する一方、装置全体の小型化が常に求められている。例えば、複写機においては、従来からの複写の機能だけでなく、取り込んだ画像データを蓄積可能な画像蓄積装置を搭載されたものが提案されている。また、搭載される電子機器の多くは稼動に伴い発熱し、稼動中にあっては常に効率良く冷却する必要がある。このため、発熱する機器にあっては冷却ファンなどによって強制冷却を行っている。当然、各々発熱する機器毎に冷却ファンを設置すれば効果的な冷却を行うことが可能となるが、冷却ファンを増設することで装置が大型化してしまい、また装置から発生する振動、騒音も増大してしまう。また、装置の中に組み込まれる機器の中には、例えばハードディスクドライブなどのように極端に振動に弱い機器もあり、このような機器については防振対策を考慮した上で、装置スペースの縮小、冷却効率の向上を図る必要があった。

上述の問題を改善するものとして、例えば、基板に隣接する側に開口部を備え、情報機器を構成する主要なコンポーネンツを固定する固定具をダクト状に形成し、繋ぎ部材で連結した内部冷却構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような内部冷却構造によれば、ダクト状の固定具によって、空気が効率良く流通し、ファンの小型化が図れるとされている。さらに、各コンポーネンツに対し上流側から順に無駄なく作用し、万遍なく冷却されて、冷却効率の向上を図ることができるとともに、基板の冷却効率も向上させることが可能になるとされている。

また、ハードディスクドライブ本体と基板から構成される磁気ディスク装置において、ハードディスクドライブ本体と基板の電子部品との空間に熱伝導性部材を挿入密着させる、あるいはハードディスクドライブ本体とハードディスクドライブを実装する電子装置筐体面間に熱伝導性部材を挿入密着させる磁気ディスク装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような磁気ディスク装置によれば、電子部品の発熱が熱伝導性部材を介して放熱部であるハードディスクドライブにスムーズに伝えられ、またハードディスクドライブの発熱は熱伝導性部材を介して放熱部である筐体にスムーズに伝えられ、電子部品及びハードディスクドライブの温度上昇を抑制できるとされている。

また、筐体構造の中央部に配置された筐体板金の第３主面側に基本回路基板が搭載され、第３主面と反対側の第４主面側に周辺機器の少なくとも一部が配置された情報機器装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。このような情報機器装置によれば、筐体板金によって、周辺機器が基本回路基板が配置されている筐体板金の面と反対側の面に配置されるので、周辺機器の熱の影響を基本回路基板が受けることがなく、本体外側との距離が短くなり外気に放熱しやすくなり、冷却効率が向上するとされている。
特開２００１−１９５１５４号公報 特開平９−１１５２７９号公報 特開２００３−２０８２３８号公報

しかしながら、特許文献１においては、固定具で形成された流路の内、下流側に設けられたコンポーネンツでは、それより上流のすべての他のコンポーネンツを冷却した冷却風であるため、冷却風の温度が上昇し、放熱効率が低下してしまう。あるいは、加熱に転じてしまう恐れがあった。また、上記のような流路を形成するために、事実上各コンポーネンツの配置位置は決定されてしまい、機能的な配置をすることができなくなってしまう問題があった。また、基板の冷却は固定具を設けた一面からのみとなってしまい、また、固定具を設けた部分以外は直接冷却されない問題があった。

また、特許文献２においては、ハードディスクドライブの発熱が大きくなってしまうと基板の電子部品はむしろ加熱されてしまう問題があった。また、電子装置筐体に熱伝導部材を介して接続してしまうことで、外部からの振動がハードディスクドライブに直接伝達されてしまい、ハードディスクドライブが損傷してしまう問題があった。

さらに、特許文献３においては、基本回路基板のＣＰＵなど各電子部品の冷却効率は向上するものの、これと筐体板金によって隔離された周辺機器は密集してしまい、かえって冷却効率は低下してしまう問題があった。また、その一つであるハードディスクドライブについては密集してしまうことで、他の機器や外方からの振動が伝達されてしまい、ハードディスクドライブが損傷してしまう問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、最小限の大きさ、設置個数の冷却ファンによって効率的にかつ均一に冷却可能で、また装置スペースを最小限とすることができる電子機器の冷却構造及びこのような冷却構造を備えた複写機を提供するものである。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明は、基板及び周辺機器が搭載され、前記基板及び前記周辺機器を冷却ファンで冷却する電子機器の冷却構造であって、前記基板及び前記周辺機器は、冷却ファンから送風される冷却風の流路となる隙間を有して、支持板に支持されることを特徴としている。

この発明に係る電子機器の冷却構造によれば、基板及び周辺機器が支持板に所定の隙間を有して支持されることで、冷却ファンの冷却風が基板及び周辺機器の表面だけでなく、その反対側の支持板との間の隙間にも送風される。このため、基板及び周辺機器の各々の全体を冷却することができ、冷却ファンによる冷却を効率的に行うことができる。

また、上述の発明において、前記基板は前記支持板の一面側に支持され、前記周辺機器の少なくとも一部は前記支持板の他面側に支持され、前記冷却ファンの送風方向は、前記支持板の面方向と略平行となるように設定されていることを特徴としている。

この発明に係る電子機器の冷却構造によれば、支持板の両面に基板及び周辺機器を支持することで、設置面積を縮小させることができる。また、支持板の両面に支持することで互いが熱的に影響を受けるのを避けるだけでなく、支持板の面方向と略平行に送風することで支持板の両面を同時に並列して冷却することが可能となるので、最小限の大きさ、設置個数の冷却ファンで効率的に冷却することができる。

さらに、上述の発明において、前記周辺機器の少なくとも１つがハードディスクドライブであり、該ハードディスクドライブと前記支持板との間には、熱伝導可能で変形可能な防振部材が挿入されていることを特徴としている。

この発明に係る電子機器の冷却構造によれば、ハードディスクドライブには変形可能な防振部材が挿入されているので、支持板からハードディスクドライブに悪影響を及ぼす振動が伝達されるのを防止することができる。さらに、ハードディスクドライブから発せられる熱は、自身の外筐において冷却風によって冷却されるだけでなく、熱伝導可能な防振部材に伝達され放熱される、あるいは防振部材から支持板に伝達されて放熱されるので、効率的に冷却させることができる。

さらに、上述の発明において、前記基板の電子部品の少なくとも一部には、放熱フィンが前記冷却ファンの前記送風方向と略平行となるように接続されていることを特徴としている。

この発明に係る電子機器の冷却構造によれば、基板の電子部品の各々に放熱フィンが設けられることで、冷却ファンの冷却風による冷却をさらに効率的なものとすることができる。

また、上述の発明におけるいずれかの電子機器の冷却構造が、機械本体に搭載されたことを特徴とする複写機を提案している。

この発明に係る複写機によれば、省スペースで効率的に冷却することができる電子機器の冷却構造が搭載されているので、複写機の小型化を図ることができるとともに、冷却ファンを最小限とすることができるので、振動、騒音を抑えることができる。

本発明によれば、支持板の両面に隙間を有して、基板及び周辺機器を支持し、冷却ファンにて冷却させることで、効率的に冷却することができ、それ故に冷却ファンの大きさ、設置個数を最小限とし、装置全体の省スペース化を図ることができる。また、冷却ファンの大きさ、設置個数の最小限とすることで、消費電力を抑え、振動、騒音を抑えることができる。さらに、周辺機器の１つにハードディスクドライブを設ける際は、防振部材を設けることで、防振と放熱の両方を効果的に行うことができる。そして、このような冷却構造を備えた複写機においては、小型化を図ることができ、また振動、騒音を抑え、消費電力を抑えた低コストな複写機を提供することができる。

図１、図２はこの発明に係る実施形態を示していて、図１は複写機に搭載された画像蓄積装置（電子機器）の冷却構造の側面図、図２は平面図を示す。

図１、図２に示すように、画像蓄積装置１（電子機器）は複写機２の機械本体３に搭載されている。このような画像蓄積装置１の冷却構造１ａは、ＣＰＵ４やＡＳＩＣ５などの電子部品が搭載された基板６と、取り込まれた画像データを蓄積するハードディスクドライブ７と、基板６、ハードディスクドライブ７及びその他必要とされる周辺機器（不図示）を支持する支持板８と、冷却風Ａを送風する冷却ファン９とを備えている。

図１に示すように、基板６は、支持板８と相対する面６ａと反対側を表面６ｂとし、ビス１０によって支持板８の一面８ａ側に隙間１１を有して固定されている。基板６の表面６ｂには、ＣＰＵ４やＡＳＩＣ５などの電子部品が設けられ、各々の電子部品には放熱フィン１２が冷却ファン９の送風方向と略平行となるように設けられている。このような基板６は、例えばガラスエポキシなどで形成されている。また、ハードディスクドライブ７は基板７ａを備え、支持板８と相対する側に基板７ａの実装面７ｂが露出していて、ビス１０によって支持板８の他面８ｂ側に隙間１３を有して固定されている。また、隙間１３には、ハードディスクドライブ７の基板７ａの実装面７ｂと支持板８の他面８ｂとに密着するように防振部材１４が挿入されている。防振部材１４は、変形可能な振動を吸収することが可能な材質で、例えばゴムシートであり、熱伝導率が高い材質の方が好ましい。また、基板６にはコネクタ１５が設けられ、接続ケーブル１６によって、基板６とハードディスクドライブ７とは電気的に接続されている。さらに、支持板８には、この他にも、画像蓄積装置１に必要な周辺機器（不図示）が隙間を有してビスによって固定されている。これら基板６の隙間１１、ハードディスクドライブ７の隙間１３及びその他周辺機器（不図示）の隙間は、冷却ファン９の冷却風Ａが送風可能な幅を有していて、より詳しくは１ｃｍ程度である。そして、これら基板６やハードディスクドライブ７などの周辺機器が固定された支持板８は、複写機２の機械本体３にビス１７によって固定されている。支持板８は、基板６及びハードディスクドライブ７を含む周辺機器を支持する程度の強度を有するとともに熱伝導率の高い材質が好ましく、例えば鉄板などである。また、冷却ファン９は、支持板８と独立して複写機２の機械本体３に固定され、支持板８の一面８ａ側及び他面８ｂ側の両方に送風可能で、送風方向が支持板８と略平行となるように設定されている。

次に、画像蓄積装置１の冷却構造１ａの作用について説明する。画像蓄積装置１を稼動させ、基板６とハードディスクドライブ７とによって、複写機２で取り込まれた画像データを蓄積させる。稼動に伴って基板６の電子部品であるＣＰＵ４及びＡＳＩＣ５、ハードディスクドライブ７は発熱し、冷却ファン９によって冷却風Ａが支持板８の両側に略平行に送風される。支持板８の一面８ａ側に分岐した冷却風Ａは、さらに基板６の表面６ｂ側とその反対側の裏面６ａ側とに分岐して、基板６の全面において基板６を冷却することができる。さらに基板６の表面６ｂ側に分岐した冷却風Ａは、ＣＰＵ４やＡＳＩＣ５などの電子部品に設けられた放熱フィン１２を通過して、基板６に設けられた電子部品を直接効果的に冷却することができる。

また、支持板８の他面８ｂ側に分岐した冷却風Ａは、ハードディスクドライブ７の防振部材１４と接していない部分の全体を直接冷却することができるとともに、ハードディスクドライブ７から防振部材１４に伝達した熱も放熱させることができる。さらに、防振部材１４から支持板８に伝達した熱も支持板８の両面を通過する冷却風Ａで放熱させることができる。ここで、画像蓄積装置１の内部では様々な振動が発生し、また、外部から振動が与えられるが、ハードディスクドライブ７は、支持板８を介して固定されているとともに、支持板８との間に防振部材１４を介しているので、振動の影響を最小限とすることができる。

また、冷却ファン９を稼動させると冷却ファン９から振動が発生するが、冷却ファン９と支持板８に固定される基板６、ハードディスクドライブ７及びその他の周辺機器とは独立して複写機２の機械本体３に固定されているので、冷却ファン９で発生する振動の影響を受けることがなく、それ故に、冷却ファン９と、基板６、ハードディスクドライブ７及びその他の周辺機器との離隔を最小限とすることができ、冷却効率を高め、かつ装置スペースを縮小させることができる。

以上、画像蓄積装置１の冷却構造１ａについて説明したが、発熱する基板６及びハードディスクドライブ７などの周辺機器を支持板８に隙間を有して固定することによって、効率的に冷却することができる。また、支持板８の両面に基板６やハードディスクドライブ７などの周辺機器を設けることで、装置の設置面積を縮小させることができ、装置スペースの縮小化が図れるとともに冷却ファン９の冷却範囲を狭めることができる。このため、冷却ファン９の大きさ及び設置個数を最小限とすることができ、振動、騒音を抑え、消費電力を抑えることができるとともに、さらに装置スペースの縮小化を図ることができる。また、ハードディスクドライブ７と支持板８との間には、防振部材１４を挿入することによって効率的に放熱させることができるともに、振動が伝達されてハードディスクドライブ７が損傷するのを防止することができる。
また、このような画像蓄積装置１の冷却構造１ａを搭載した複写機２においては、装置の縮小化を図ることができるとともに、冷却ファン９の大きさ、設置個数を最小限としているので、振動、騒音を最小限とし、消費電力を抑えた装置を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

なお、本実施形態では複写機２に搭載した画像蓄積装置１について説明したがこれに限ることはない。少なくとも、効率的な冷却を必要とする基板及び周辺機器を備えた電子機器の全てに適用されるものである。また、基板６の電子部品の各々には放熱フィン１２が設けられるものとしたが、少なくとも一部に設けられていれば良い。

この発明の実施形態の画像蓄積装置の冷却構造の側面図である。 この発明の実施形態の画像蓄積装置の冷却構造の正面図である。

符号の説明

１ 画像蓄積装置（電子機器）
１ａ 冷却構造
２ 複写機
３ 機械本体
４ ＣＰＵ（電子部品）
５ ＡＳＩＣ（電子部品）
６ 基板
７ ハードディスクドライブ（周辺機器）
８ 支持板
９ 冷却ファン
１１、１３ 隙間
１２ 放熱フィン
１４ 防振部材
Ａ 冷却風

Claims (4)

1. 基板及び周辺機器が搭載され、前記基板及び前記周辺機器を冷却ファンで冷却する電子機器の冷却構造であって、
   前記基板及び前記周辺機器は、冷却ファンから送風される冷却風の流路となる隙間を有して、支持板に支持され、
   前記周辺機器の少なくとも１つがハードディスクドライブであり、該ハードディスクドライブと前記支持板との間には、熱伝導可能で変形可能な防振部材が挿入されている
   ことを特徴とする電子機器の冷却構造。
2. 請求項１に記載の電子機器の冷却構造において、
   前記基板は前記支持板の一面側に支持され、前記周辺機器の少なくとも一部は前記支持板の他面側に支持され、前記冷却ファンの送風方向は、前記支持板の面方向と平行となるように設定されていることを特徴とする電子機器の冷却構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子機器の冷却構造において、前記基板の電子部品の少なくとも一部には、放熱フィンが前記冷却ファンの前記送風方向と平行となるように接続されていることを特徴とする電子機器の冷却構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器の冷却構造が、機械本体に搭載されたことを特徴とする複写機。

Images