CN101373393A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
电子设备(1)设置有外壳(4),包含在外壳(4)中并包括第一表面(12a)和在与第一表面(12a)相反一侧形成的第二表面(12b)的印刷电路板(12),安装在第一表面(12a)上的第一发热元件(13),安装在第二表面(12b)上的第二发热元件(14),用于冷却第一发热元件(13)的第一冷却风扇(21),以及用于冷却第二发热元件(14)的第二冷却风扇(31)。第二冷却风扇(31)的厚度(H2)等于或小于第一冷却风扇(21)的厚度(H1)。第二冷却风扇(31)被安装成以致在平行于电路板(12)的第一表面(12a)的方向上与第一冷却风扇(21)重叠以及位于第一冷却风扇(21)的厚度(H1)的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有冷却结构的电子设备。
背景技术
诸如便携式计算机的电子设备上安装有发热元件如CPU,以及设置有用于冷却发热元件的冷却结构。
第3-113893号日本实用新型申请公开公报描述了一种安装在板的正面以及反面的用于冷却发热元件的冷却结构。这种冷却结构设置有多个包含散热器和风扇的冷却单元,该冷却单元独立地贴附于发热元件。因此,能够加速在板的正面和反面上的发热元件的冷却。
第3637304号日本专利的说明书描述了一种具有吸热器,辅助吸热器和冷却风扇的冷却装置。吸热器与电路板上的发热元件接触。辅助吸热器吸收来自主吸热器的热量。冷却风扇用于冷却辅助吸热器。冷却风扇的一种情形包含从与吸热器所处一侧相对的一侧电路板凸出的端面部分。电路板的一部分位于端面部分和吸热器的发热元件接触面之间。
对更薄的电子设备的需求在不断增加。另一方面,安装在电子设备内的组件释放的热量逐年增加。预计将来的电子设备每一个都安装有多个需要冷却的发热元件。由于这样的电子设备可能装备有用于冷却发热元件的大尺寸的冷却结构或多个冷却结构,因此这不能容易地满足对于进一步变薄的需求。
如第3-113893号日本实用新型申请公开公报所述的,如果冷却单元独立地贴附到安装在板的正面和反面的发热元件,则难以减小电子设备的厚度。而第3637304号日本专利的说明书中描述的冷却装置设置有适合于安装在电路板上的发热元件,这一点也不有助于使安装有多个发热元件得电子设备变薄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚度能够被减小的电子设备。
根据本发明的一个方面的电子设备包括外壳,被包含在外壳中、包括第一表面和与第一表面相反一侧形成的第二表面的印刷电路板,安装在电路板的第一表面上的第一发热元件,安装在电路板的第二表面上的第二发热元件,用于冷却第一发热元件的第一冷却风扇,以及用于冷却第二发热元件的第二冷却风扇。第二冷却风扇的厚度等于或小于第一冷却风扇的厚度。第二冷却风扇被安装成以致在平行于电路板第一表面的方向上与第一冷却风扇相重叠并使其位于第一冷却风扇的厚度范围内。
根据本发明,能够减小电子设备的厚度。
本发明的其他目的和优点将在下面的说明中阐明,并且部分内容在说明书中是显而易见的,或可通过实施本发明获悉。本发明的目的及优点可通过下文具体指出的手段和组合来实现和获得。
附图说明
结合在说明书中并构成说明书一部分的附图用于说明本发明的具体实施例,并与上述总体说明和下述实施例的详细说明一起对本发明的原理进行说明。
图1是根据本发明的第一实施例的便携式计算机的示范性立体图;
图2是图1所示的便携式计算机的内部的示范性立体图;
图3是沿图2的F3-F3线截取的便携式计算机的示范性剖面图;
图4是根据本发明的第二实施例的便携式计算机的示范性剖面图;
图5是根据本发明的变型的便携式计算机的示范性剖面图;
图6是根据本发明的另一变型的便携式计算机的示范性剖面图;以及
图7是根据本发明的第三实施例的便携式计算机内部的示范性剖面图。
具体实施方式
现在将参照附图描述被应用于便携式计算机的本发明的实施例。图1到图3显示根据本发明的第一实施例的作为电子设备的便携式计算机1。图1显示便携式计算机1的轮廓。如图1所示,便携式计算机1具有主体2和显示单元3。主体2包含盒形外壳4。
外壳4具有顶壁4a,外周壁4b,和底壁4c。顶壁4a支撑键盘5。外壳4具有包含顶壁4a的外壳盖6和包含底壁4c的外壳基座7。外壳盖6从上面安装至外壳基座7,借此在盖6和基座7之间限定出存放空间。
如图1所示,显示单元3设置有显示器壳体8和包含在壳体8中的显示装置9。显示装置9包含显示屏9a。屏9a通过在壳体8正面的开口8a而向显示壳体8之外暴露。
显示单元3通过一对绞链部分10a和10b而得到外壳4的后端部分的支撑。这样,显示单元3可于在其被放下以从上覆盖顶壁4a的闭合位置和其被立起以露出顶壁4a的开启位置之间回转。
图2和图3显示了外壳4的内部。如图2所示,外壳4包含电路板12。如图3所示,电路板12包含第一表面12a和与第一表面12a相反一侧上形成的第二表面12b。第一表面12a是正面,例如与顶壁4a相对,而第二表面12b是反面,例如与底壁4c相对。这些表面不限于此方案,例如,也或者可能是被安排成使第一表面12a和第二表面12b分别是反面和正面。
如图2所示,第一发热元件13安装在电路板12的第一表面12a上。第二发热元件14安装在电路板12的第二表面12b上。第一发热元件13和第二发热元件14是分别安装在例如电路板12上的发热组件,其在激活使用时发热。发热组件的具体实例包含CPU,图形芯片,北桥(商标),存储器等。然而,第一和第二元件13和14不局限于上述例子,也可能是另外的各种需要放热的组件。
在本实施例中,例如,第一发热元件13的释热率(即热输出)要高于第二发热元件14。换句话说,第一发热元件13的能量消耗大于第二发热元件14。此外,发热元件13和14在垂直于电路板12的表面12a和12b的方向(例如,纵向)上彼此偏离。
如图2所示,便携式计算机1具有分别用于第一和第二发热元件13和14的远程换热器(RHE)型冷却单元。
具体地说,用于冷却第一发热元件13的第一冷却单元15包含第一冷却风扇21,第一散热器22,第一热传输部件23和第一热吸收片24。第一热吸收片24从电路板12之上面向第一发热元件13,借由诸如热传输薄片或油脂的热导部件与第一发热元件13热连接。
如图2所示,第一和第二排气孔25a和25b在外壳4的外周壁4b开口。第一散热器22安装成沿第一排气孔25a延伸。第一热传输部件23是例如热导管,其延伸以面向电路板12的第一表面12a。第一热传输部件23在第一散热器22和第一热吸收片24间延伸。这样第一散热器22通过第一热传输部件23和第一热吸收片24与第一发热元件13热连接,使得它能够吸收来自发热元件13的热量。
如图2和3所示,第一冷却风扇21设置成与第一散热器22相对。它用于冷却第一发热元件13。第一冷却风扇21包含风扇外壳41和包含在风扇外壳41中并被驱动而旋转的扇叶片42。外壳4形成至少一部分风扇外壳41。
第一冷却风扇21设置成平行于电路板12的表面12a和12b延伸。风扇21形成为具有例如扁平形状,其被安装成使其纵轴平行于电路板12的表面12a和12b。
这样,与电路板12的表面12a和12b平行的第一冷却风扇21的宽度W1大于垂直于表面12a和12b的厚度H1。风扇21被安置成使扇叶片42的转轴与电路板12的表面12a和12b成直角延伸。
电路板12设置有例如沿第一冷却风扇21的轮廓的第一截断部分26。第一冷却风扇21被限制在第一截断部分26内并且如图3所示,沿平行于电路板12的表面12a和12b的方向同电路板12安排在一起。具体地说,第一冷却风扇21包含上表面21a以及下表面21b,它们分别与顶壁4a以及底壁4c相对。一部分电路板12位于上表面21a以及下表面21b之间。例如,上表面21a是风扇外壳41最宽的平面。第一冷却风扇21安置成使上表面21a平行于电路板12的表面12a和12b延伸。
第一冷却风扇21设置有通向外壳4的吸入口27和面向第一散热器22的排放口28。风扇21通过吸入口27从外壳4引入空气并通过排放口28向第一散热器22放出所引入的空气。通过这样,第一冷却风扇21冷却散热器22。
同样地,用于冷却第二发热元件14的第二冷却单元16包含第二冷却风扇31,第二散热器32,第二热传输部件33,以及第二热吸收片34。第二热吸收片34从电路板12之下面向第二发热元件14,并借由热导部件与第二发热元件14热连接。
第二散热器32安装为沿第二排气孔25b延伸。第二热传输部件33是例如热导管,其延伸以面向电路板12的第二表面12a。第二热传输部件33在第二散热器32以及第二热吸收片34间延伸。这样,第二散热器32通过第二热传输部件33以及第二热吸收片34与第二发热元件14热连接,使其能够吸收来自发热元件14的热量。
如图2和图3所示,第二冷却风扇31设置成与第二散热器32相对。它被用于冷却第二发热元件14。第二冷却风扇31包含风扇外壳41和包含在风扇外壳41中并被驱动而旋转的扇叶片42。至少一部分风扇外壳41由外壳4形成。
第二冷却风扇31设置成沿平行于电路板12的表面12a和12b延伸。风扇31形成为具有例如扁平形状并被安装成其纵轴平行于电路板12的表面12a和12b。
因此,与电路板12的表面12a和12b平行的第二冷却风扇31的宽度W2大于垂直于表面12a和12b的厚度H2。风扇31设置成使扇叶片42的转轴与电路板12的表面12a和12b成直角延伸。
电路板12设置有例如沿第二冷却风扇31的轮廓的第二截断部分36。第二冷却风扇31被限制在第二截断部分36内,并且如图3所示,沿平行于电路板12的表面12a和12b的方向同电路板12安排在一起。具体地说,第二冷却风扇31包含上表面31a和下表面31b,它们分别与顶壁4a和底壁4c相对。电路板12的一部分位于上表面31a和下表面31b之间。例如,上表面31a是风扇外壳41最宽的平面。第二冷却风扇31设置成使上表面31a平行于电路板12的表面12a和12b延伸。
第二冷却风扇31具有通向外壳4的吸入口27和面向第二散热器32的排放口28。风扇31通过吸入口27从外壳4引入空气并通过排放口28向第二散热器32放出所引入的空气。通过这样,第二冷却风扇31冷却散热器32。
第二冷却风扇31具有等于或小于第一冷却风扇21的厚度。根据本实施方式,如图3所示,例如,第二冷却风扇31的厚度H2小于第一冷却风扇21的厚度H1。说明书中描述的厚度是第二冷却风扇的包含横向宽度、轴向宽度以及纵深的其他宽度中的最小宽度。例如,它是沿扇叶片42转轴的轴向的宽度。在第一到接着的第三实施方式的描述中,厚度是垂直于电路板12的表面12a和12b的宽度。
第二冷却风扇31被设置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向(例如,横向)上与第一冷却风扇21相重叠。如图3所示,第二冷却风扇31被安装成位于第一冷却风扇21的厚度H1的范围(即,厚度范围)内。因此,平行于电路板12的表面12a和12b看去,第二冷却风扇31的投影面至少就厚度方向而论被限制在第一冷却风扇21的内部。
更具体地说,第二冷却风扇31的上表面31a和电路板12的第一表面12a间的距离A2要短于第一冷却风扇21的上表面21a和第一表面12a间的距离A1。第二冷却风扇31的下表面31b和电路板12的第二表面12b间的距离A4要短于第一冷却风扇21的下表面21b和第二表面12b间的距离A3。
换句话说,冷却风扇的尺寸和安装高度位置设定成使得,作为冷却风扇的上表面和电路板12的第一表面12a之间的距离、以及冷却风扇的下表面和电路板12的第二表面12b之间的距离而言,用于冷却需要最大能量消耗的发热元件的冷却风扇(本实施方式中的第一冷却风扇21)的上述距离是所有冷却风扇中最大的。
此外,第二散热器32具有等于或小于第一散热器22的厚度。根据本实施方式,如图3所示,例如,第二散热器32的厚度H4小于第一散热器22的厚度H3。第二散热器32被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上与第一散热器22相重叠。
如图3所示,第二散热器32被安装成位于第一散热器22的厚度H3的范围(即,厚度范围)内。这样,平行于电路板12的表面12a和12b看过去,第二散热器32的投影面至少就厚度方向而论被限制在第一散热器22的内部。
更具体地说,第二散热器32的上表面32a和电路板12的第一表面12a间的距离B2短于第一散热器22的上表面22a和第一表面12a间的距离B1。第二散热器32的下表面32b和电路板12的第二表面12b间的距离B4短于第一散热器22的下表面22b和第二表面12b间的距离B3。
换句话说,散热器的尺寸和安装高度位置设定成使得,作为散热器的上表面和电路板12的第一表面12a之间的距离、以及散热器的下表面和电路板12的第二表面12b之间的距离而言,用于冷却需要最大能量消耗的发热元件的散热器(在本实施方式中的第一散热器22)的上述距离是所有散热器中最大的。
附带地,每一个距离A1,A2,A3,A4,B1,B2,B3和B4是沿垂直于电路板12的第一和第二表面12a和12b方向上的长度。
根据这种方案,即使在需要冷却的发热元件被独立安装在电路板的正面和反面的情况下,也能够减小电子设备的厚度。
因此,如果预计安装多个冷却风扇以冷却多个独立安装在电路板正面和反面的发热元件,通常认为冷却风扇应彼此独立地安装并安装在外壳内不同高度区域内。
根据用这样的方式设计的电子设备,外壳的厚度受到那些独立安装在最高和最低位置的冷却风扇的影响。
另一方面,如本实施方式中,如果冷却风扇31被在另外一个冷却风扇21的厚度范围内,包含冷却风扇21以及31的外壳4的厚度能够根据冷却风扇21的厚度而减小。因此,能够减小电子设备的厚度。
第一和第二冷却风扇21和31分别对应于独立地安装在电路板12的正面和反面12a和12b的第一和第二元件13和14。根据本实施方式,电路板12具有截断部分26和36,第一和第二冷却风扇21和31分别位于截断部分26和36中。通过这样,那些原本独立地安排在电路板12上面或下面的冷却风扇21和31被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上彼此重叠。由于第一和第二冷却风扇21和31被设置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上彼此重叠,因而能够设计出一种冷却风扇31被安装在另外一个冷却风扇21的厚度H1的范围内的结构。
同样地,如果散热器32被安装在另外一个散热器22的厚度范围内,包含散热器22和32的外壳4的厚度能够根据散热器22的厚度而减小。因此,能够减小电子设备的厚度。
在本实施方式中,第一发热元件13的能量消耗大于第二发热元件14。换句话说,冷却风扇21和31的尺寸和安装高度位置被设定成使得,作为冷却风扇的上表面和电路板12第一表面12a之间的距离、以及冷却风扇的下表面和电路板12第二表面12b之间的距离而言,对应于发热元件13的第一冷却风扇21的上述距离是所有冷却风扇中最大的。
根据用这样的方式设计的电子设备,较小的冷却风扇31冷却能量消耗较小的发热元件14,而较大的冷却风扇21冷却能量消耗较大的发热元件13。这样,每个发热元件的能量消耗与每个冷却风扇的冷却性能相符,从而提高了电子设备的冷却效率。如果第一和第二元件13和14沿垂直于电路板12的表面12a和12b的方向彼此偏离,它们的安装位置具有很大的自由度。
现在将参照图4描述根据本发明的第二实施方式的作为电子设备的便携式计算机1。相同的标号用于指定那些具有与根据第一实施例等便携式计算机相同或类似的功能的结构,并省去了对那些结构的说明。第二实施方式与第一实施方式的不同仅仅在于第二冷却风扇31和第二散热器32的尺寸。因此,第二实施方式的便携式计算机1具有与第一实施方式相同的基本构造。
便携式计算机1具有第一和第二发热元件13和14和第一和第二冷却单元15和16。如图4所示,第二冷却风扇31被安装成位于第一冷却风扇21的厚度H1的范围(即,厚度范围)内。在本实施方式中,例如,第二冷却风扇31的厚度H2等于第一冷却风扇21的厚度H1。更具体地说,第二冷却风扇31的上表面31a和电路板12的第一表面12a间的距离A2等于第一冷却风扇21的上表面21a和第一表面12a间的距离A1。第二冷却风扇31的下表面31b和电路板12的第二表面12b间的距离A4等于第一冷却风扇21的下表面21b和第二表面12b间的距离A3。
此外,如图4所示,第二散热器32被安装成位于第一散热器22的厚度H3的范围(即,厚度范围)内。在本实施方式中,例如,第二散热器32的厚度H4等于第一散热器22的厚度H3。更具体地说,第二散热器32的上表面32a和电路板12的第一表面12a间的距离B2等于第一散热器22的上表面22a和第一表面12a间的距离B1。第二散热器32的下表面32b和电路板12的第二表面12b间的距离B4等于第一散热器22的下表面22b和第二表面12b间的距离B3。
根据用这样的方式设计的便携式计算机1,如同第一实施方式,能够减小电子设备的厚度。例如,如果第一和第二元件13和14能量消耗基本上相等,本实施方式的构造格外有效。此外,即便发热元件13和14能量消耗不同,电子设备的冷却性能也具有有效的富余(allowance)而不需要使外壳4比第一实施方式更厚。
现在将参照图5和图6描述对第一和第二实施方式的变型。
图5显示第一变型。在如图5所示的第一变型中,第二冷却风扇31的厚度H2小于第一冷却风扇21的厚度H1,如同第一实施方式。第二冷却风扇31被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上与第一冷却风扇21相重叠。第二冷却风扇31被安装成位于第一冷却风扇21的厚度范围H1的范围内。
如图5所示的第一变型中,第二散热器32的厚度H4等于第一散热器22的厚度H3,如同第二实施方式。第二散热器32被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上与第一散热器22相重叠。第二散热器32被安装成位于第一散热器22的厚度H3的范围内。
图6显示第二变型。在如图6所示的第二变型中,第二冷却风扇31的厚度H2等于第一冷却风扇21的厚度H1,如同第二实施方式。第二冷却风扇31被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上与第一冷却风扇21相重叠。第二冷却风扇31被安装成位于第一冷却风扇21的厚度范围H1的范围内。
在图6所示的第二变型中,第二散热器32的厚度H4小于第一散热器22的厚度H3,如同第一实施方式。第二散热器32被安置成在平行于电路板12的表面12a和12b的方向上与第一散热器22相重叠。第二散热器32被安装成位于第一散热器22的厚度H3的范围内。
第一和第二变型中,除特别说明外,其他结构与第一实施方式相同。
现在将参照图7描述根据本发明的第三实施方式的作为电子设备的便携式计算机1。相同的标号用来指定那些具有与根据第一实施方式的便携式计算机相同或类似功能的结构,并且对那些结构的说明从略。第三实施方式与第二实施方式的不同在于第一和第二发热元件13和14安装位置。从而,第三实施方式的便携式计算机1具有与第一实施方式相同的基本构造。
便携式计算机1具有第一和第二发热元件13和14和第一和第二冷却单元15和16。如图7所示,根据本实施方式第一和第二元件13和14在垂直于电路板12的表面12a和12b的方向(例如,纵向)上彼此至少部分重叠。
在本实施方式中,第二冷却风扇31具有等于或小于第一冷却风扇21的厚度。具体地说,根据本实施方式的第一和第二冷却风扇21和31可以相关,使得第二冷却风扇31的厚度H2小于第一冷却风扇21的厚度H1,如同第一实施方式,或者厚度H1和h2可以相等,如同第二实施方式。
更具体地说,第二冷却风扇31的上表面31a和电路板12的第一表面12a间的距离A2等于或小于第一冷却风扇21的上表面21a以及第一表面12a间的距离A1。第二冷却风扇31的下表面31b和电路板12的第二表面12b间的距离A4等于或小于第一冷却风扇21的下表面21b以及第二表面12b间的距离A3。
同样地,在本实施方式中,散热器22与32相关联,使得第二散热器32的厚度等于或小于第一散热器22。这样,第二散热器32的厚度H4可以小于第一散热器22的厚度H3,如同第一实施方式,或厚度H3和H4可以相等,如同第二实施方式。
更具体地说,第二散热器32的上表面32a和电路板12的第一表面12a间的距离B2等于或短于第一散热器22的上表面22a和第一表面12a间的距离B1。第二散热器32的下表面32b和电路板12的第二表面12b间的距离B4等于或短于第一散热器22的下表面22b和第二表面12b间的距离B3。
根据用这样的方式设计的便携式计算机1,如同第一和第二实施方式,能够减小电子设备的厚度。此外,如果第一和第二元件13和14被安装成它们沿垂直于电路板12的表面12a和12b的方向上至少彼此部分重叠,则能够缩小电路板12的安装区域。因此,能够减小电子设备的尺寸和厚度。
虽然根据第一到第三本发明实施方式描述了便携式计算机1,但本发明不限于这些实施方式。根据个别的实施方式的组件可以被按需要组合。
根据第一到第三实施方式的电子设备被描述为安装有两个冷却风扇。然而,在安装有例如三个或更多冷却风扇的电子设备中,冷却风扇的尺寸和安装高度位置被设定成使得,作为冷却风扇的上表面和电路板12第一表面12a之间的距离、以及冷却风扇的下表面和电路板12第二表面12b之间的距离而言,对应于需要最大的能量消耗的发热元件的第一冷却风扇的上述距离在所有冷却风扇中是最大的。在这种情况下,两个相对小的冷却风扇被限制在相对大的冷却风扇的厚度范围内。
其他的优点和改进对本领域技术人员来说是容易想到的。因此,本发明就较宽的方面而言,并不局限于这里显示和描述的具体细节和典型实施例。因此,在不脱离所附的权利要求及其等同概念所定义的总的发明构思的宗旨和范围的情况下,可进行各种变型。
Claims (5)
1.一种电子设备,其特征在于,包括:
外壳(4);
印刷电路板(12),其被包含在所述外壳(4)中并包括第一表面(12a)和在与所述第一表面(12a)相反一侧形成的第二表面(12b);
第一发热元件(13),其安装在所述电路板(12)的所述第一表面(12a)上;
第二发热元件(14),其安装在所述电路板(12)的所述第二表面(12b)上;
第一冷却风扇(21),其用于冷却所述第一发热元件(13),以及
第二冷却风扇(31),其用于冷却所述第二发热元件(14),
所述第二冷却风扇(31)的厚度(H2)等于或小于所述第一冷却风扇(21)的厚度(H1),所述第二冷却风扇(31)安装成在平行于所述电路板(12)的所述第一表面(12a)的方向上与所述第一冷却风扇(21)相重叠并位于所述第一冷却风扇(21)的厚度(H1)的范围内。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,进一步包括:
第一散热器(22),其与所述第一发热元件(13)热连接并由所述第一冷却风扇(21)冷却,以及
第二散热器(32),其与所述第二发热元件(14)热连接并由所述第二冷却风扇(31)冷却,以及其中
所述第二散热器(32)的厚度(H4)等于或小于所述第一散热器(22)的厚度(H3),所述第二散热器(32)安装成在平行于所述电路板(12)的所述第一表面(12a)的方向上与所述第一散热器(22)相重叠并位于所述第一散热器(22)的厚度(H3)的范围内。
3.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一发热元件(13)的能量消耗比所述第二发热元件(14)大。
4.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一发热元件(13)和所述第二发热元件(14)在垂直于所述电路板(12)的所述第一表面(12a)的方向上至少彼此部分重叠。
5.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一发热元件(13)和所述第二发热元件(14)在垂直于所述电路板(12)的所述第一表面(12a)的方向上彼此偏离。
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Open date: 20090225 |