JP7495465B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内に発熱する電気部品を有する電子機器に関する。

電子機器はＣＰＵなどの発熱体を備えており、その発熱の程度によっては放熱手段を設ける必要がある。放熱手段としてはファンが挙げられるが、ノート型ＰＣなどの薄型情報機器ではファンの厚みにも制限があって十分な放熱作用が得られないため、ベーパーチャンバのような放熱板が用いられる。ベーパーチャンバは、例えば特許文献１に開示されている。

また、近年、タッチパネル式の液晶ディスプレイを有し、物理的なキーボードを持たないＰＣやスマートフォン等の電子機器が急速に普及している。この種の電子機器のディスプレイは、使用時には大きい方が望ましい反面、非使用時には小型化できることが望まれている。そこで、例えば有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等のフレキシブルディスプレイを用いることで、筐体間を折り畳み可能に構成した電子機器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０２２－０７８６０１号公報 特開２０２１－０１５５２２号公報

特許文献２に記載の電子機器では、基本的に一方の筐体にマザーボードが設けられ他方の筐体にメインバッテリが設けられている。ベーパーチャンバはマザーボードを有する筐体内に設けられてＣＰＵの熱を放熱させる。ベーパーチャンバの面積はできるだけ広いことが望ましいが、マザーボード以外の要素、例えばサブバッテリなどのレイアウトの関係上制限を受けることがある。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、ベーパーチャンバなどの放熱体の放熱能力を一層向上させることのできる電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の第１態様に係る電子機器は、筐体内に設けられた発熱する電気部品と、前記筐体内に設けられて前記電気部品に熱接続されて放熱する板状の放熱体と、互いに離間した位置で前記放熱体から突出して延在する複数のヒートパイプと、を有する。

本発明の第２態様に係る電子機器は、筐体内に設けられた発熱する電気部品と、前記筐体内に設けられて前記電気部品に熱接続されて放熱する板状の放熱体と、を有し、前記筐体の縁部は熱伝導材料で構成され、前記放熱体の縁は前記縁部に熱接続されている。

本発明の上記態様によれば、放熱体の放熱能力を一層向上させることができる。

図１は、一実施形態に係る電子機器を閉じて０度姿勢とした状態を示す斜視図である。 図２は、電子機器を開いて１８０度姿勢とした状態を模式的に示す平面図である。 図３は、電子機器の内部構造を模式的に示す平面図である。 図４は、電子機器の分解斜視図である。 図５は、第１筐体の内部構造を模式的に示す平面図である。 図６は、１８０度姿勢時のヒンジ装置およびその周辺の断面側面図である。 図７は、０度姿勢時のヒンジ装置およびその周辺の断面側面図である。 図８は、サーマルモジュールの背面を示す平面図である。 図９は、サーマルモジュールの表面を示す平面図である。 図１０は、フレーム部材とサーマルモジュールとが熱接続されている部分の模式断面側面図である。

以下に、本発明にかかる電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を閉じて０度姿勢とした状態を示す斜視図である。図２は、図１に示す電子機器１０を開いて１８０度姿勢とした状態を模式的に示す平面図である。図３は、図２に示す電子機器１０の内部構造を模式的に示す平面図である。図３では、カバー部材１８Ａ、１８Ｂおよびサーマルモジュール３０を取り外した状態としている。図４は、電子機器１０の分解斜視図である。図５は、第１筐体１２Ａの内部構造を模式的に示す平面図である。図５では、カバー部材１８Ａは取り外し、サーマルモジュール３０は取り付けた状態としている。図６は、１８０度姿勢時のヒンジ装置１４およびその周辺の断面側面図である。図７は、０度姿勢時のヒンジ装置１４およびその周辺の断面側面図である。

図１～図４に示すように、電子機器１０は、第１筐体１２Ａと、第２筐体１２Ｂと、ヒンジ装置１４と、ディスプレイ１６とを備える。ディスプレイ１６は、筐体１２Ａ，１２Ｂ間に亘って延在している。本実施形態では、本のように折り畳み可能なタブレット型ＰＣ或いはノート型ＰＣとして用いられる電子機器１０を例示する。電子機器１０は、スマートフォン又は携帯用ゲーム機等であってもよい。

各筐体１２Ａ，１２Ｂは、互いに隣接して配置されている。第１筐体１２Ａは、フレーム部材１７Ａと、カバー部材１８Ａとを備える。フレーム部材１７Ａは、第２筐体１２Ｂと隣接する第１端部１２Ａａ以外の３辺に立壁を形成した矩形の枠状部材である。カバー部材１８Ａは、フレーム部材１７Ａの裏面開口を閉じるプレート状部材である（図６も参照）。同様に、第２筐体１２Ｂは、第１筐体１２Ａと隣接する第２端部１２Ｂａ以外の３辺に立壁を形成したフレーム部材１７Ｂと、フレーム部材１７Ｂの裏面開口を閉じるカバー部材１８Ｂとを備える。フレーム部材１７Ａ，１７Ｂの表面開口は、ディスプレイ１６で閉じられる。

各部材１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂは、例えばステンレスやマグネシウム、アルミニウム等の金属部材、或いは炭素繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂板等で構成される。つまり、部材１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂは熱伝導材料であり適度な伝熱性を有する。

ヒンジ装置１４は、筐体１２Ａ，１２Ｂを０度姿勢と１８０度姿勢との間で相対的に回動可能に連結している。ヒンジ装置１４は、図１に示す０度姿勢で形成される端部１２Ａａ，１２Ｂａ間の隙間を隠す背表紙としても機能する。

以下、電子機器１０について、筐体１２Ａ，１２Ｂの並び方向をＸ方向、これと直交する端部１２Ａａ，１２Ｂａに沿う方向をＹ方向、筐体１２Ａ，１２Ｂの厚み方向をＺ方向、と呼んで説明する。Ｙ方向については一方（図３の下側）をＹ１側とし、その反対側をＹ２側とする。Ｚ方向に関しては、ディスプレイ１６が設けられる側を表面とし、カバー部材１８Ａ，１８Ｂが設けられる側を背面とする。また、第１筐体１２Ａとその構成要素に限りＸ方向について端部１２Ａａの方向をＸ１側とし、その反対側をＸ２側とする。

さらに、筐体１２Ａ，１２Ｂ間の角度姿勢について、互いに面方向で重なるように積層された状態を０度姿勢（図１参照）と呼び、互いに面方向と垂直する方向（Ｘ方向）に並んだ状態を１８０度姿勢（図２、図３参照）と呼んで説明する。０度と１８０度の間の姿勢は適宜角度を刻んで呼ぶことができ、例えば筐体１２Ａ，１２Ｂの互いの面方向が直交した状態が９０度姿勢となる。これらの角度は説明の便宜上のものであり、実際の製品では角度数字の示す正確な角度位置から多少ずれた角度位置となることも当然生じ得る。

図３に示すように、第１筐体１２Ａは、マザーボード２０、通信モジュール２２、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）２４、バッテリ装置２６を搭載している。Ｙ方向に関して図３における中央よりややＹ２側にはＸ方向に延在するステー２８が設けられている。ステー２８は第１筐体１２Ａの一部であり、または該第１筐体１２Ａに固定された部品である。また、第１筐体１２Ａにはサーマルモジュール３０（図４参照）が設けられている。サーマルモジュール３０については後述する。

ステー２８はカバー部材１８Ａの固定に用いられる。マザーボード２０、通信モジュール２２、ＳＳＤ２４はステー２８よりＹ１側に搭載されている。マザーボード２０の一部およびＳＳＤ２４はステー２８に隣接している。通信モジュール２２はマザーボード２０よりＹ１側に搭載されている。バッテリ装置２６はステー２８よりＹ２側に搭載されている。バッテリ装置２６はステー２８に隣接している。

マザーボード２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０ａ等の電子部品が実装されている。ＣＰＵ２０ａは、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う処理装置である。ＣＰＵ２０ａは、電子機器１０に搭載された電子部品の中で最大級の発熱体である。通信モジュール２２は、例えば第２筐体１２Ｂに搭載されたアンテナを介して送受信される無線通信の情報処理を行う。通信モジュール２２は、例えばワイヤレスＷＡＮや第５世代移動通信システムに対応する。ＳＳＤ２４は、半導体メモリを用いた記憶装置である。第１筐体１２Ａは、マザーボード２０以外にも各種電子部品が搭載される。通信モジュール２２及びＳＳＤ２４は、ＣＰＵ２０ａに次ぐ発熱量の発熱体である。

バッテリ装置２６は電子機器１０のサブ電源となる二次電池である。バッテリ装置２６は３つのセル２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、制御部２６ｄとを有している。セル２６ａ，２６ｂはＸ２側に設けられ、セル２６ｃおよび制御部２６ｄはＸ１側に設けられている。セル２６ａおよび制御部２６ｄはステー２８に隣接している。セル２６ａとセル２６ｂとはＹ方向に並列している。セル２６ｃと制御部２６ｄとはＹ方向に並列している。セル２６ａ，２６ｂとセル２６ｃおよび制御部２６ｄとの間には溝部２６ｅが形成されている。セル２６ａ，２６ｂ，２６ｃは第１筐体１２Ａ内でＺ方向に十分厚く形成されており大容量化が図られているが、カバー部材１８Ａとの隙間は狭くなっている。ただし、溝部２６ｅについてはカバー部材１８Ａとの間に適度な間隔がある。制御部２６ｄには電力の入出力を行う電極部２６ｄａが設けられている。

第２筐体１２Ｂは、バッテリ装置３２、ディスプレイボード３４、及びサブカード３６を搭載している。バッテリ装置３２は、電子機器１０のメイン電源となる二次電池であり、上記のバッテリ装置２６より大型となっており第２筐体１２Ｂ内の大部分を占める。ディスプレイボード３４は、ディスプレイ１６の制御基板である。サブカード３６は、例えば電源ボタンやＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）規格に準拠した外部コネクタ等を実装した基板である。第２筐体１２Ｂは、バッテリ装置３２等以外にも各種電子部品が搭載される。

バッテリ装置３２、ディスプレイボード３４、及びサブカード３６は、それぞれ端部１２Ａａ，１２Ｂａを跨ぐフレキシブル基板３８，４０、４２を用いてマザーボード２０と接続されている。以下、フレキシブル基板３８，４０、４２については特に区別する必要がない場合には、代表的にフレキシブル基板３８とも呼ぶ。

バッテリ装置３２、ディスプレイボード３４、及びサブカード３６の発熱量は、ＣＰＵ２０ａ等に比べて小さい。このため、電子機器１０は、第１筐体１２Ａ内での発熱量が第２筐体１２Ｂ内の発熱量に比べて大きい。そこで、電子機器１０は、左右の筐体１２Ａ，１２Ｂ間での熱移動を促進し、各筐体１２Ａ，１２Ｂの熱を均等化するための構成として、熱伝導部材７８Ａ，７８Ｂ（図４参照）、およびグラファイトシート８６，８８，９０（図４参照）を備えている。グラファイトシート８６，８８，９０は、順にフレキシブル基板３８，４０、４２の一部に積層され貼り合わされている。これらの熱伝導部材７８Ａ，７８Ｂおよびグラファイトシート８６，８８，９０については後述する。

図１及び図７に示す０度姿勢において、筐体１２Ａ，１２Ｂは、二つ折りに折り畳まれた状態となる。ディスプレイ１６は、有機ＥＬで形成されたペーパー状のフレキシブルディスプレイである。０度姿勢時、ディスプレイ１６は、図２に示す第１筐体１２Ａ側の領域Ｒ１と第２筐体１２Ｂ側の領域Ｒ２とが対向するように配置され、領域Ｒ１，Ｒ２間の境界領域である折曲領域Ｒ３が円弧状に折り曲げられた状態となる。図２及び図６に示す１８０度姿勢において、筐体１２Ａ，１２Ｂは、互いに左右に並んで配置される。この際、ディスプレイ１６は、領域Ｒ１，Ｒ２及び折曲領域Ｒ３がＸＹ平面上に並んで配置され、全体として１枚の平板形状を成す。

ディスプレイ１６は、領域Ｒ１が第１筐体１２Ａに対して相対的に固定され、領域Ｒ２が第２筐体１２Ｂに対して相対的に固定される。具体的には、図６に示すように、領域Ｒ１の裏面１６ａが第１プレート４４Ａを介して第１筐体１２Ａと固定され、領域Ｒ２の裏面１６ａが第２プレート４４Ｂを介して第２筐体１２Ｂと固定される。

図６に示すように、プレート４４Ａ，４４Ｂは、ヒンジ装置１４を間に挟むように左右に配置され、それぞれの表面４４Ａａ，４４Ｂａでディスプレイ１６を支持する。ディスプレイ１６の裏面１６ａは、領域Ｒ１が第１プレート４４Ａの表面４４Ａａに粘着固定され、領域Ｒ２が第２プレート４４Ｂの表面４４Ｂａに粘着固定される。プレート４４Ａ，４４Ｂは、例えば炭素繊維にエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂を含侵させた炭素繊維強化樹脂板と、この炭素繊維強化樹脂板の裏面の外周を囲むマグネシウム合金製の金属フレームとを有する構成である。

ディスプレイ１６の折曲領域Ｒ３は、筐体１２Ａ，１２Ｂに対して相対移動可能である。１８０度姿勢時、折曲領域Ｒ３の裏面１６ａは、ヒンジ装置１４で支持される（図６参照）。０度姿勢時、折曲領域Ｒ３は、円弧状に折り曲げられ、裏面１６ａの一部がヒンジ装置１４で支持され、大部分はヒンジ装置１４から離間する（図７参照）。

図６、図７に示すように、本実施形態のヒンジ装置１４は、ヒンジ本体４６と、第１サポートプレート４８Ａと、第２サポートプレート４８Ｂとを有する。

ヒンジ本体４６は、筐体１２Ａ，１２Ｂの端部１２Ａａ，１２Ｂａを跨ぐ位置に設けられ、端部１２Ａａ，１２Ｂａに沿ってＹ方向で略全長に亘って延在している。ヒンジ本体４６は、アルミニウム等の金属材料で形成されたブロック状部品である。ヒンジ本体４６には、１８０度姿勢でＸ方向に並ぶ２本のヒンジ軸が支持されている。

図１及び図６に示すように、ヒンジ本体４６の外面には、背表紙部品４９が取り付けられている。背表紙部品４９は、ヒンジ本体４６の外面形状に合わせた略Ｕ字状のプレートである。背表紙部品４９は、例えばアルミニウム合金やステンレス等の熱伝導材料で形成されている。背表紙部品４９は、外面品質を高めるための化粧カバーである。フレキシブル基板３８，４０，４２は、端部１２Ａａ，１２Ｂａを跨ぐ位置では、ヒンジ本体４６と背表紙部品４９との間を通過している。

図６に示す１８０度姿勢時、ヒンジ本体４６は、筐体１２Ａ，１２Ｂ内に収納され、互いに近接した端部１２Ａａ，１２ＢａをＸ方向に跨ぐ。図７に示す０度姿勢時、ヒンジ本体４６は、大きく離間した端部１２Ａａ，１２Ｂａ間に形成される隙間を塞ぐように配置される。この際、背表紙部品４９が最外面に配置されることで、折り畳まれた電子機器１０の外観意匠の低下を防止している（図１参照）。

すなわち背表紙部品４９は、１８０度以外（例えば０度姿勢又は９０度姿勢）の角度姿勢において、筐体１２Ａ，１２Ｂ間に形成される隙間を覆う（図１及び図７参照）。これにより背表紙部品４９は、この隙間から筐体１２Ａ，１２Ｂの内部部品が外観に露呈することを防止する。背表紙部品４９は、１８０度姿勢時には互いに近接した端部１２Ａａ，１２ＢａをＸ方向に跨ぐように配置され、筐体１２Ａ，１２Ｂ内に収納される（図６参照）。

例えば、ヒンジ本体４６が図３に示すようにＹ方向に延在した構成ではなく、１又は複数の小型のピース部品等で構成されている場合、背表紙部品４９は、ヒンジ装置１４とは別に各筐体１２Ａ，１２Ｂに支持されてもよい。つまり背表紙部品４９は、必ずしもヒンジ装置１４の構成要素でなくてもよく、要は１８０度以外の角度姿勢で端部１２Ａａ，１２Ｂａ間の隙間を覆うことができれば、その構成や取付態様は限定されない。但し、本実施形態では、背表紙部品４９がヒンジ装置１４の構成部品であることで、背表紙部品４９を筐体１２Ａ，１２Ｂに取り付けるための個別の構成や機構が不要であり、構成の簡素化が図られている。

次に、サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、アルミニウム等の金属材料で形成されたプレートであり、左右対称形状である。サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、筐体１２Ａ，１２Ｂの表側に設けられ、端部１２Ａａ，１２Ｂａに沿ってＹ方向で略全長に亘って延在している。

第１サポートプレート４８Ａは、第１プレート４４Ａとヒンジ本体４６との間に配置される。第１サポートプレート４８Ａは、第１プレート４４Ａ側の縁部が所定のブラケットに対して回転軸を介して相対回転可能に連結されている。第１サポートプレート４８Ａは、ヒンジ本体４６側の縁部がヒンジ本体４６に対して相対移動可能である。第２サポートプレート４８Ｂの構成及び取付構造等は、第１サポートプレート４８Ａと左右対称であるため、詳細な説明を省略する。

サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、筐体１２Ａ，１２Ｂの回動動作に応じて揺動する。１８０度姿勢時、サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、その表面でディスプレイ１６の折曲領域Ｒ３の裏面１６ａを支持する。１８０度以外の角度姿勢では、サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、ディスプレイ１６との間に隙間を設けた状態、又はディスプレイ１６を変形させない程度の僅かな力でディスプレイ１６に接触する（図７参照）。サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、１８０度以外の角度姿勢でもディスプレイ１６の折曲領域Ｒ３を支持し、その形状を矯正する構成としてもよい。このように、サポートプレート４８Ａ，４８Ｂは、１８０度姿勢時にはディスプレイ１６の折曲領域Ｒ３を平面で安定して支持する一方、折曲領域Ｒ３の折曲動作を阻害することはない。

フレーム部材１７Ａにおける端部１２Ａａに沿う連結縁部（第１縁部）５０Ａについて説明する。連結縁部５０Ａは、１８０度姿勢（図６参照）において、フレーム部材１７Ｂにおける端部１２Ｂａに沿う連結縁部５０ＢとＸ方向についてほぼ対称で隣接する。また、連結縁部５０Ａと連結縁部５０Ｂとは、０度姿勢（図７参照）においてＺ方向についてほぼ対称で対向する。連結縁部５０Ａと連結縁部５０Ｂとは略対称形状であることから、連結縁部５０Ａのみ説明する。

連結縁部５０Ａはフレーム部材１７Ａの一部であり、上記の通り適度な伝熱性を有している。連結縁部５０Ａは、背面形成部５０Ａａ、中段部５０Ａｂ、低段部５０Ａｃを有する。背面形成部５０Ａａは、カバー部材１８Ａの端部と第１筐体１２Ａの端部１２Ａａまでの領域において該第１筐体１２Ａの背面を形成する部分である。背面形成部５０ＡａにおけるＸ１側の内面には低い段差部５０Ａｄが形成されている。

中段部５０Ａｂは背面形成部５０ＡａからＸ２側に延在している部分である。中段部５０Ａｂにはカバー部材１８Ａが粘着テープ５２によって固定される。背面形成部５０Ａａと中段部５０Ａｂとの間には段差があり、背面形成部５０Ａａとカバー部材１８Ａとはほぼ同一面を形成するようになっている。

低段部５０Ａｃは中段部５０Ａｂから表面側にややシフトしてさらにＸ２側に延在している部分である。低段部５０Ａｃには後述するようにサーマルモジュール３０の一部が固定される。図６における中段部５０Ａｂの表面側、かつ低段部５０ＡｃのＸ１側には空間５４が形成される。空間５４にはフレキシブル基板３８の一部が逆Ｓ字を描くように収納されている。また、第２筐体１２Ｂにおける対称位置にも同様の空間があり、フレキシブル基板３８の一部がＳ字を描くように収納されている。これにより電子機器１０が０度姿勢から１８０度姿勢まで変形するのに対応してフレキシブル基板３８が無理なく追従するようになっている。

次に、サーマルモジュール３０について説明する。図８は、サーマルモジュール３０の背面を示す平面図である。図９は、サーマルモジュール３０の表面を示す平面図である。

図８、図９に示すように、サーマルモジュール３０は、ベーパーチャンバ（放熱体）５６、グラファイトシート（熱伝導シート）５８および２本のヒートパイプ６０，６２を有する。サーマルモジュール３０は、発熱する電気部品であるＣＰＵ２０ａ、通信モジュール２２、ＳＳＤ２４から受熱して広い範囲に拡散して放熱する放熱体である。

ベーパーチャンバ５６は、板状の熱輸送デバイスである。ベーパーチャンバ５６は、２枚の薄い金属プレートの間に密閉空間を形成し、この密閉空間に作動流体を封入したものである。金属プレートは、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成されている。密閉空間は、封入された作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。密閉空間内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ウィックは、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等の多孔質体で形成される。ベーパーチャンバ５６は薄型であるが、グラファイトシート５８よりは厚い。

ベーパーチャンバ５６は、第１筐体１２Ａ内でマザーボード２０、通信モジュール２２、ＳＳＤ２４を含むステー２８よりＹ１側の領域の大部分を覆っている（図５参照）。ベーパーチャンバ５６は略矩形であるが、Ｘ１側でかつＹ２側の端には切欠部５６ａが形成され、Ｙ２側の略中央には切欠部５６ｂが形成され、Ｘ１側でかつＹ１側の端には切欠部５６ｃが形成され、さらにレイアウト上でいくつかの突起部が形成されている。切欠部５６ａはＸ方向にやや幅広の台形である。切欠部５６ｂはＸ方向の幅の狭い矩形である。切欠部５６ａ，５６ｂはベーパーチャンバ５６とグラファイトシート５８との間の隙間６４に開口している。ベーパーチャンバ５６の表面（図９参照）には、３点で固定されて僅かに変位可能な弾性プレート５６ｄおよび３つの受熱板５６ｅ，５６ｆ，５６ｇが設けられている。

受熱板５６ｅは弾性プレート５６ｄに固定されており、該弾性プレート５６ｄの作用によりＣＰＵ２０ａに対して弾性的に押し付けられて確実に当接する。受熱板５６ｅはベーパーチャンバ５６の略中央にある。受熱板５６ｆはベーパーチャンバ５６におけるＹ１側の端部近傍に固定されており、通信モジュール２２に当接する。受熱板５６ｇはベーパーチャンバ５６におけるＹ２側でかつＸ２側の端部近傍に固定されており、ＳＳＤ２４に当接する。受熱板５６ｅ～５６ｇには伝熱グリスを塗ってもよい。受熱板５６ｅ～５６ｇは省略してもよい。

図９における符号５６ｈは補助的に貼られたグラファイトシートである。このグラファイトシート５６ｈはグラファイトシート５８と同材質である。ベーパーチャンバ５６の背面（図８参照）には複数の薄いスポンジ５６ｉが分散して設けられている。ベーパーチャンバ５６におけるＸ２側でかつＹ２側の端部近傍にはネジ固定部６６が設けられている。サーマルモジュール３０はこれ以外にも複数のネジ固定部６６を備えており、該ネジ固定部６６を用いて第１筐体１２Ａにネジ固定される。サーマルモジュール３０は第１筐体１２Ａに対して着脱可能となっている。

グラファイトシート５８は、炭素の同素体であるグラファイト（黒鉛）をシート状に加工したものであり、高い熱伝導率を有する。グラファイトシート５８は、例えば１０μｍ～１ｍｍ程度の厚みを有し、薄く柔軟なシートである。グラファイトシート５８は、例えばアルミニウム箔や銅箔等の金属シートで置き換えてもよい。後述するグラファイトシート８０Ａ，８０Ｂ，８６，８８，９０についても同様である。

グラファイトシート５８は、第１筐体１２Ａ内のステー２８よりＹ２側の領域でバッテリ装置２６の大部分を覆っている（図５参照）。グラファイトシート５８は隙間６４を介してベーパーチャンバ５６とＹ方向に並列配置されている。グラファイトシート５８とベーパーチャンバ５６はＸ方向の幅がほぼ等しい。グラファイトシート５８の面積はベーパーチャンバ５６の略半分程度となっている。グラファイトシート５８は略矩形であるが、Ｘ１側でかつＹ２側の端には切欠部５８ａが形成され、Ｘ２側でかつＹ１側の端には突起部５８ｂが形成されている。突起部５８ｂはベーパーチャンバ５６と固定されている。

ヒートパイプ６０は、パイプ型の熱輸送デバイスである。ヒートパイプ６０は、金属パイプを薄く扁平に潰して断面楕円形状に形成したものであり、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体が封入されている。金属パイプは、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成されている。密閉空間は、封入された作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。密閉空間内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ウィックは、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等の多孔質体で形成される。ヒートパイプ６２は、長さや経路が異なる以外、基本的な構成は上記したヒートパイプ６０と同一である。

ヒートパイプ６０は、サーマルモジュール３０におけるＸ１側端部で隙間６４を介してベーパーチャンバ５６およびグラファイトシート５８の全長に亘りＹ方向に沿って設けられている。ヒートパイプ６０は長く、第１筐体１２ＡのＹ方向寸法よりやや短い程度である。ヒートパイプ６０はベーパーチャンバ５６の表面に対して溶接などにより固定され、グラファイトシート５８の表面に対して伝熱性の粘着テープなどにより固定されており、それぞれ熱接続されている。

ヒートパイプ６０は、Ｙ１側でベーパーチャンバ５６から切欠部５６ｃに突出し、その先端にはネジ固定部６６が設けられている。ヒートパイプ６０は、Ｙ２側でグラファイトシート５８から切欠部５８ａに突出し、その先端にはネジ固定部６６が設けられている。ヒートパイプ６０における隙間６４の部分で背面側（図８参照）には薄いスペーサ６８が設けられている。

ヒートパイプ６２は、サーマルモジュール３０におけるＸ方向の略中央で隙間６４を介してベーパーチャンバ５６およびグラファイトシート５８に亘りＹ方向に沿って設けられている。つまり、ヒートパイプ６０とヒートパイプ６２とは平行でかつ適度に離間している。ヒートパイプ６２は、ヒートパイプ６０の半分程度の長さである。ヒートパイプ６２はベーパーチャンバ５６の表面に対して溶接などにより固定され、グラファイトシート５８の表面に対して伝熱性の粘着テープなどにより固定されており、それぞれ熱接続されている。

ヒートパイプ６２は、Ｙ１側でベーパーチャンバ５６の切欠部５６ｂに嵌り込んでおり、さらにその先端側の比較的短い部分がベーパーチャンバ５６と固定されている。ヒートパイプ６２とベーパーチャンバ５６とは切欠部５６ｂを横断する金具７０により補助的に固定されている。ヒートパイプ６２のＹ１方向の延長上には弾性プレート５６ｄおよび受熱板５６ｅがあるが、これらと重なる位置までは延在していない。つまり、ヒートパイプ６２は平面視でＣＰＵ２０ａと重ならないように配置されており、該ＣＰＵ２０ａの箇所で第１筐体１２ＡのＺ方向の厚みを薄くすることができる。ヒートパイプ６２はＹ２側でグラファイトシート５８から突出し、その先端にはネジ固定部６６が設けられている。

サーマルモジュール３０では、ベーパーチャンバ５６から突出して延在する２本のヒートパイプ６０，６２を有することから、それぞれ独立的にベーパーチャンバ５６から熱輸送をすることができ、少なくともベーパーチャンバ５６から突出する部分だけは面積が増加して放熱能力を一層向上させることができる。また、ヒートパイプ６０，６２は互いに離間した位置に設けられていることからベーパーチャンバ５６における熱の偏りを一層抑制し、該ベーパーチャンバ５６の放熱性能を向上させることができる。

さらに、ベーパーチャンバ５６の縁は低段部５０Ａｃに熱接続されていることから、連結縁部５０Ａも放熱作用を奏することになり放熱能力を一層向上させることができる。特に、ベーパーチャンバ５６の縁ではヒートパイプ５６を介して低段部５０Ａｃに熱接続されることから、Ｙ方向に関して熱の偏りがなく、一層効果的に熱伝達がなされる。

なお、本実施の形態のサーマルモジュール３０では２本のヒートパイプ６０，６２を有しているが、設計条件によっては互いに離間させた３本以上を設けてもよい。設計条件によりヒートパイプ６０とイートパイプ６２とは非平行であってもよい。

また、２本のヒートパイプ６０，６２にはベーパーチャンバ５６よりグラファイトシート５８が熱接続されていることから、ベーパーチャンバ５６からグラファイトシート５８に効果的に熱輸送をすることができ放熱効果が高まる。グラファイトシート５８はベーパーチャンバ５６より薄いことからバッテリ装置２６とカバー部材１８Ａとの狭い空間に配置可能である。２本のヒートパイプ６０，６２はグラファイトシート５８に対してＹ方向の全長に亘って固定されていることから、グラファイトシート５８は少なくともこの範囲で弛み、折れ、皺などが生じることなく第１筐体１２Ａに組み付けやすい。また、グラファイトシート５８は突起部５６ｂでベーパーチャンバ５６に固定されていることから、Ｘ２側端部についても弛み、折れ、皺などが生じにくい。グラファイトシート５８には２本のヒートパイプ６０，６２が接続されていると好適であるが、複数のうち少なくとも１本が接続されていれば相応の熱輸送効果が得られる。

ベーパーチャンバ５６とグラファイトシート５８との隙間６４にはステー２８が露呈され粘着テープなどによってカバー部材１８Ａと固定される。隙間６４におけるベーパーチャンバ５６の切欠部５６ａの部分は、バッテリ装置２６の電極部２６ｄａが露呈される。したがって、リペアやメンテナンス時において第１筐体１２Ａからサーマルモジュール３０を取り外す際、取り外しに先だって電極部２６ｄａを操作してバッテリ装置２６とその他の構成要素との間を電気的に遮断し、工具などによる短絡を防止することができる。

ヒートパイプ６２は、セル２６ａ，２６ｂとセル２６ｃおよび制御部２６ｄとの間の溝部２６ｅに延在するように設けられている。溝部２６ｅはカバー部材１８Ａとの間に適度な間隔があるためヒートパイプ６２はカバー部材１８Ａと干渉することがない。また、セル２６ａ～２６ｃの箇所についてはカバー部材１８Ａとの隙間がグラファイトシート５８の厚みより大きければ足り、充電容量の向上が図られる。ヒートパイプ６２は溝部２６ｅに嵌められることにより正確に位置決めされ、サーマルモジュール３０の組み付けが容易となる。

図１０は、フレーム部材１７Ａとサーマルモジュール３０とが熱接続されている部分の模式断面側面図である。図５、図１０に示すように、ヒートパイプ６０は、連結縁部５０Ａに沿って設けられており、該連結縁部５０Ａの低段部５０Ａｃに熱接続されている。具体的には、ヒートパイプ６０は全長に亘って表面が伝熱性ラバー７２およびグラファイトシート７３（図４参照）を介して低段部５０Ａｃの背面に当接している。グラファイトシート７３はヒートパイプ６０に対応した細長い形状である。ヒートパイプ６０、伝熱性ラバー７２およびグラファイトシート７３の各間は伝熱性テープなどによって固定してもよい。条件により伝熱性ラバー７２およびグラファイトシート７３は省略してもよい。

ヒートパイプ６０は両端がネジ固定部６６で固定されるとともに、略中央部にはスペーサ６８が設けられていることから低段部５０Ａｃに対して浮くことなく確実に当接する。一般的なヒートパイプは一端から他端へと熱輸送するのに用いられるが、ヒートパイプ６０は全長に亘ってベーパーチャンバ５６およびグラファイトシート５８からフレーム部材１７Ａに熱伝達する。なお、本実施例ではヒートパイプ６０が第１筐体１２Ａにおけるフレーム部材１８Ａの４つの縁のうち連結縁部５０Ａにのみ当接しているが、ヒートパイプ６０をＬ字状またはコ字状として２つまたは３つの縁に当接させてもよい。

また、基本的にサーマルモジュール３０とカバー部材１８Ａとの間は、上記のスポンジ５６ｉなどによって隙間７４が形成されており、両者間の熱伝達はない。仮にカバー部材１８Ａはサーマルモジュール３０と熱接続されるとその部分がホットスポットとなりユーザに違和感を与えてしまうためである。

図４、図６に示すように、電子機器１０は、第１筐体１２Ａ内に設けられた第１熱伝導部材７８Ａと、第２筐体１２Ｂ内に設けられた第２熱伝導部材７８Ｂとを有する。第１熱伝導部材７８Ａは、第１グラファイトシート８０Ａと、第１クッション部材８２Ａとを有する。第２熱伝導部材７８Ｂは、第２グラファイトシート８０Ｂと、第２クッション部材８２Ｂとを有する。熱伝導部材７８Ａ，７８Ｂは、略左右対称に配置されている。グラファイトシート８０Ａ，８０Ｂは、銅シート又はアルミニウムシート等の熱伝導材料で形成されたシート状部材で置き換えてもよい。

図４に示すように、グラファイトシート８０Ａ，８０Ｂは、Ｙ方向に延在する第１シート８０Ａａ，８０Ｂａと、該第１シート８０Ａａ，８０Ｂａと直交するようにＸ方向に突出する３つの第２シート８０Ａｂ，８０Ｂｂとを有する。第１シート８０Ａａは端部１２Ａａに沿い、第１シート８０Ｂａは端部１２Ｂａに沿っている。第２シート８０Ａｂと第２シート８０Ｂｂとは反対方向に突出している。

クッション部材８２Ａ，８２Ｂは、ゴムやスポンジ等のように、柔軟性及びある程度の反発力を有する材料で形成される。本実施形態のクッション部材８２Ａ，８２Ｂは、スポンジである。クッション部材８２Ａ，８２Ｂは、グラファイトシート８０Ａ，８０ＢよりもＺ方向の厚みが大きく、例えば１～２ｍｍ程度である。クッション部材８２Ａ、８２Ｂは、第１シート８０Ａａ，８０Ｂａと第２シート８０Ａｂ、８０Ｂｂの３つの交差点にそれぞれ配置されている。これにより熱伝導部材７８Ａ、７８Ｂは、クッション部材８２Ａ、８２Ｂが配置された各位置にグラファイトシート８０Ａ，８０Ｂが盛り上がった土手状の膨出部８４が形成されている。

第１グラファイトシート８０Ａは連結縁部５０Ａの背面形成部５０Ａａおよび中段部５０Ａｂの表面側に貼り付けられている。第１クッション部材８２Ａおよびこれに対応した膨出部８４は段差部５０Ａｄに配置されている。第２グラファイトシート８０Ｂおよび第２クッション部材８２Ｂは連結縁部５０Ｂにおいて、第１グラファイトシート８０Ａおよび第１クッション部材８２Ａと略対称となる位置に設けられている。

図６に示すように、クッション部材８２Ａ，８２Ｂは、１８０姿勢度時にグラファイトシート８０Ａ、８０Ｂを背表紙部品４９に対して押し付ける。従って、膨出部８４がある部分では、熱伝導部材７８Ａ，７８Ｂが背表紙部品４９に接触する。これにより、第１フレーム部材１７Ａは第１グラファイトシート８０Ａ，背表紙部品４９および第２グラファイトシート８０Ｂを介して第２フレーム部材１７Ｂと熱接続されることになり、第１筐体１２Ａと第２筐体１２Ｂとの間で熱輸送がなされる。膨出部８４は背表紙部品４９の肩部に当接し、電子機器１０が０度から１８０度に亘って変形する際に背表紙部品４９に対する摺動距離は短く、該背表紙部品４９の表面を変質させることがない。図７に示すように、グラファイトシート８０Ａ，８０Ｂは、０度姿勢時には背表紙部品４９から離間しユーザから視認されないようになっている。

次に、グラファイトシート（熱伝導シート）８６，８８，９０について説明する。上記のようにグラファイトシート８６，８８，９０は、順にフレキシブル基板３８，４０，４２における少なくとも第１筐体１２Ａから第２筐体１２Ｂに亘る箇所において積層され、伝熱性の粘着テープなどによって貼り付けられている。以下、代表的に互いに貼り付けられたグラファイトシート８６とフレキシブル基板３８とについて説明する。グラファイトシート８６は例えば上記のグラファイトシート５８と同素材である。グラファイトシート８６は帯状であって、フレキシブル基板３８とＸ方向の幅が等しい。

図６に示すように、グラファイトシート８６とフレキシブル基板３８と第１筐体１２Ａから第２筐体１２Ｂに亘る箇所において積層されていることから同じ配策経路となっている。したがって、第１筐体１２Ａの空間５４および第２筐体１２Ｂにおける対応する空間でＳ字および逆Ｓ字を描くように収納されている。また、グラファイトシート８６とフレキシブル基板３８とは、背表紙部品４９とヒンジ装置１４との間の経路に配置されていることから、背面側は背表紙部品４９で覆われて視認されない。また、表面側はディスプレイ１６で覆われる。

グラファイトシート８６およびフレキシブル基板３８は、第１筐体１２Ａ内の空間５４から連結縁部５０Ａの低段部５０Ａｃとディスプレイ１６との隙間をＸ２方向へ延在する。この隙間を抜けたフレキシブル基板３８はマザーボード２０に接続される。一方、グラファイトシート８６は、Ｕ字状の折返し部８６ａを形成し、一端部８６ｂが低段部５０Ａｃの背面に至りヒートパイプ６０によって伝熱性ラバー７２を介して低段部５０Ａｃとの間で積層・挟持されて熱接続される。つまり、グラファイトシート８６の一端部８６ｂは、サーマルモジュール３０および連結縁部５０Ａに対して熱接続されている。なお、この実施例ではグラファイトシート８６の一端部８６ｂは、ヒートパイプ６０と低段部５０Ａｃとにより挟持されることにより熱接続されているが、熱接続の状態が保たれればこの三者の積層順は問われず、例えばグラファイトシート８６の経路を変更するなどして積層順を変えてもよい。

また、グラファイトシート８６はフレキシブル基板３８とともに第２筐体１２Ｂ内において、第１筐体１２Ａ内と略対称に配置されており、グラファイトシート８６の他端部８６ｃはフレーム部材１７Ｂやその一部である連結縁部５０Ｂなどに対して熱接続されている。したがって、ＣＰＵ２０ａなどの発熱体の熱はサーマルモジュール３０からその端部であるヒートパイプ６０に伝わり、さらに該ヒートパイプ６０と低段部５０Ａｃとによって積層・挟持された一端部８６ｂに伝えられてグラファイトシート８６により第１筐体１２Ａから第２筐体１２Ｂへと熱輸送がなされる。

また、上記のとおり、ヒートパイプ６０の熱は低段部５０Ａｃから連結縁部５０Ａ、第１熱伝導部材７８Ａ、背表紙部品４９、第２熱伝導部材７８Ｂ、および連結縁部５０Ｂへと熱輸送される。これらの作用により、電子機器１０では第１筐体１２Ａと第２筐体１２Ｂとの間の温度バランスを調整することができる。第１筐体１２Ａでは温度上昇が適度に抑制されるためファンなどの他の冷却手段を省略することができる。ファンなどの機械的動作要素を省略することでコスト低減、騒音低減および薄型化を図ることができる。

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０ 電子機器
１２Ａ 第１筐体
１２Ｂ 第２筐体
１４ ヒンジ装置
１７Ａ，１７Ｂ フレーム部材
１８Ａ，１８Ｂ カバー部材
２０ マザーボード
２０ａ ＣＰＵ（電気部品）
２６，３２ バッテリ装置
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ セル
２６ｄａ 電極部
２６ｅ 溝部
２８ ステー
３０ サーマルモジュール
３８，４０，４２ フレキシブル基板
４９ 背表紙部品
５０Ａ 連結縁部（縁部）
５０Ａａ 背面形成部
５０Ａｂ 中段部
５０Ａｃ 低段部
５６ ベーパーチャンバ（放熱体）
５８ グラファイトシート（熱伝導シート）
６０，６２ ヒートパイプ
６４ 隙間
８６，８８，９０ グラファイトシート
８６ａ 折返し部
８６ｂ 一端部

Claims (9)

1. 電子機器であって、
   筐体内に設けられた発熱する電気部品と、
   前記筐体内に設けられて前記電気部品の平面視全面に熱接続され、平面視で前記電気部品より面積が大きい板状の放熱体と、
   互いに離間した位置で前記放熱体から突出して延在する複数のヒートパイプと、
   を有する
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   複数の前記ヒートパイプのうち少なくとも２つは前記放熱体から同方向に突出して、前記放熱体より薄い共通の熱伝導シートにそれぞれ接続されている
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記筐体の縁部は熱伝導材料で構成され、
   複数の前記ヒートパイプのうち１つは前記筐体の前記縁部および前記放熱体の縁に沿って設けられており、両者を熱接続している
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記筐体内には複数のセルからなるバッテリが設けられており、
   複数の前記ヒートパイプのうち１つは複数の前記セルの間に形成された溝部に延在している
   ことを特徴とする電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器において、
   複数の前記ヒートパイプは前記放熱体より薄い熱伝導シートが熱接続されており、
   前記熱伝導シートと前記放熱体とは、前記バッテリの電極部を露呈させるように隙間が設けられている
   ことを特徴とする電子機器。
6. 請求項１に記載の電子機器において、
   複数の前記ヒートパイプは前記放熱体より薄い熱伝導シートが熱接続されており、
   前記熱伝導シートと前記放熱体との間には、ステーを露呈させるように隙間が設けられており、
   前記ステーには前記筐体を覆うカバー部材が固定される
   ことを特徴とする電子機器。
7. 請求項１に記載の電子機器において、
   複数の前記ヒートパイプは、平面視で前記電気部品と重ならないように配置されている
   ことを特徴とする電子機器。
8. 請求項２または５に記載の電子機器において、
   前記熱伝導シートは、グラファイトシート又は金属シートである
   ことを特徴とする電子機器。
9. 電子機器であって、
   筐体内に設けられた発熱する電気部品と、
   前記筐体内に設けられて前記電気部品の平面視全面に熱接続され、平面視で前記電気部品より面積が大きい板状の放熱体と、
   前記放熱体の縁に沿って設けられた直線状のヒートパイプと、
   を有し、
   前記筐体の縁部は熱伝導材料で構成され、
   前記ヒートパイプは前記筐体の前記縁部と前記放熱体の縁と熱接続している
   ことを特徴とする電子機器。

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