JP4783326B2

JP4783326B2 - 電子機器

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Publication number: JP4783326B2
Application number: JP2007104071A
Authority: JP
Inventors: 功奥津
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2007-04-11
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2027-04-11
Also published as: US20080253083A1; US7697288B2; JP2008263028A

Description

本発明は、冷却ファンを備える電子機器に関する。

ポータブルコンピュータのような電子機器は、ＣＰＵやノース・ブリッジ（登録商標）のような発熱体を搭載している。このような発熱体の冷却を促進するため、電子機器は種々の冷却ユニットを備えている。

特許文献１には、発熱体、受熱部、フィン、およびファンを備えたファン装置が開示されている。このファン装置は、受熱部に熱接続されたプレートと、このプレートに固定されるとともにプレートとの間に風路を形成するカバーとを有する。フィンおよびファンは、このカバーとプレートとの間の風路に設けられる。発熱体の発する熱は、受熱部を介してプレートに伝わり、プレートを介してフィンに運ばれる。ファンがフィンを冷却することで、発熱体の冷却が促進される。
特開２００１−４４３４８号公報

上記ファン装置のような冷却ユニットにおいて受熱部と発熱体との間の伝熱性を高めるためには、板ばねのような押圧部材をプリント回路板に取り付け、受熱部を発熱体に向けて押圧することが考えられる。これにより受熱部と発熱体との間の伝熱性を向上させ、冷却ユニットの冷却性能を高めることができる。

しかしそのような押圧部材を設けると、その押圧部材を固定するためのスペースおよび固定部材が必要となるため、電子機器の小型化を図る上で有利ではない。

本発明の目的は、小型化を図ることができる電子機器を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る電子機器は、筐体と、上記筐体に収容され、発熱体が実装された回路基板と、ファンケース部を備え、上記筐体内に固定された冷却ファンと、上記発熱体に熱的に接続された受熱部材と、上記ファンケース部と一体に設けられ、上記冷却ファンが上記筐体内に固定された状態で上記受熱部材を上記発熱体に向けて押さえ、上記受熱部材を介して上記発熱体に熱的に接続された金属板部と、上記冷却ファンの排気口から外れた位置に開口部が設けられた複数のフィン片が並べられ、上記冷却ファンに冷却される放熱フィンと、上記発熱体からの熱を上記放熱フィンに伝え、上記開口部が設けられた領域に取り付けられた熱伝導部材と、を具備する。

この構成によれば、電子機器の小型化を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を、ポータブルコンピュータに適用した図面に基づいて説明する。
図１ないし図９は、本発明の一つの実施形態に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１を開示している。図１に示すように、ポータブルコンピュータ１は、本体２と、表示ユニット３とを備えている。

本体２は、箱状に形成された筐体４を有する。筐体４は、上壁４ａ、周壁４ｂ、および下壁４ｃを有する。筐体４は、上壁４ａを含む筐体カバー５と、下壁４ｃを含む筐体ベース６とを備えている。筐体カバー５は、筐体ベース６に対して上方から組み合わされ、筐体ベース６に着脱自在に支持されている。上壁４ａは、キーボード７を支持している。周壁４ｂには、例えば複数の排気孔４ｄが開口している。

表示ユニット３は、ディスプレイハウジング８と、このディスプレイハウジング８に収容された液晶表示モジュール９とを備えている。液晶表示モジュール９は、表示画面９ａを有する。表示画面９ａは、ディスプレイハウジング８の前面の開口部８ａを通じてディスプレイハウジング８の外部に露出している。

表示ユニット３は、筐体４の後端部に一対のヒンジ部１０ａ，１０ｂを介して支持されている。そのため、表示ユニット３は、上壁４ａを上方から覆うように倒される閉じ位置と、上壁４ａを露出させるように起立する開き位置との間で回動可能である。

図２および図３に示すように、筐体４は、回路基板１２、発熱体１３、および冷却ユニット１４を収容している。発熱体１３は、回路基板１２に実装されている。発熱体１３の一例は、ＣＰＵ、グラフィックチップ、ノースブリッジ、またはメモリなどである。ただし発熱体は、上記の例に限らず、回路基板１２に実装され、放熱が望まれる種々の部品が該当する。

図３に示すように、冷却ユニット１４は、第１のユニット１４ａと、第２のユニット１４ｂとを備える。第１のユニット１４ａは、受熱部材２１、熱伝導部材２２、放熱フィン２３、および保持部材２４を含む。第２のユニット１４ｂは、押さえ部材２５、および冷却ファン２６を含む。

受熱部材２１の一例は、銅合金で形成された受熱板である。受熱部材２１は、発熱体１３に対向するとともに、発熱体１３に熱的に接続される。図６に示すように、受熱部材２１と発熱体１３との間には、例えば伝熱材３１が設けられている。伝熱材３１の一例は、グリスまたは伝熱シートである。伝熱材３１を設けると、受熱部材２１と発熱体１３との間の熱接続性が高まる。

熱伝導部材２２の一例は、ヒートパイプである。図３に示すように、熱伝導部材２２は、受熱部材２１と放熱フィン２３との間に亘って設けられている。熱伝導部材２２は、受熱部材２１に熱的に接続された受熱端部２２ａと、放熱フィン２３に熱的に接続された放熱端部２２ｂとを有する。図６に示すように、受熱端部２２ａは、受熱部材２１と押さえ部材２５との間に配置されるとともに、受熱部材２１に例えば蝋付け固定されている。熱伝導部材２２は、発熱体１３の発する熱の一部を放熱フィン２３に伝える。

図８に示すように、放熱フィン２３は、板状に形成された複数のフィン片３２を有する。なお図８では説明のため、熱伝導部材２２を二点鎖線で示している。フィン片３２は、いわゆる仕切り板である。複数のフィン片３２は、互いに板面を向かい合わせるとともに、板面の間に隙間を空けて並べて配置されている。図７に示すように、放熱フィン２３は、冷却ファン２６に対向する上流部３５と、筐体４の排気孔４ｄに対向する下流部３６とを有する。

図７に示すように、放熱フィン２３は、例えば冷却ファン２６の吐出方向に直交する方向に沿って冷却ファン２６よりも厚く形成されている。なお放熱フィン２３の厚さとは、図７中の上下方向の幅である。

複数のフィン片３２は、それぞれ同じ隅部に、該フィン片３２の一部を切り取る切欠き部４１が形成されている。本実施形態に係るフィン片３２は、それぞれ上流部３５の上方隅部に切欠き部４１を有する。複数のフィン片３２の切欠き部４１が協働して、放熱フィン２３の上流部３５の上方隅部には切欠き部４１により切り取られた領域である凹部４２が形成されている。凹部４２は、例えば冷却ファン２６に対向する放熱フィン２３の端部において、冷却ファン２６の側方を外れて設けられている。

図８に示すように、各フィン片３２の上下端は、隣り合うフィン片３２を向いて略直角に折り曲げられ、隣のフィン片３２に接している。詳しくは、複数のフィン片３２の下端が折り曲げられ、放熱フィン２３の底壁４４を形成している。

さらに、フィン片３２の下流部３６の上端が折り曲げられ、放熱フィン２３の第１の天井壁４５を形成している。フィン片３２の上流部３５の上端が折り曲げられ、放熱フィン２３の第２の天井壁４６を形成している。図７および図８に示すように、放熱フィン２３は、上下方向および長手方向には閉じられている。

一方、放熱フィン２３は、冷却ファン２６の吐出方向（すなわち上流部３５と下流部３６とを結ぶ方向）には開放されている。詳しくは、第１の天井壁４５と第２の天井壁４６との間には、複数のフィン片３２の間に開口する第１の開口部５１が形成されている。同様に、第２の天井壁４６と底壁４４との間には第２の開口部５２が形成されている。第２の開口部５２は、冷却ファン２６に対向している。第１の天井壁４５と底壁４４との間には第３の開口部５３が形成されている。

凹部４２は、第２の天井壁４６と第１の開口部５１とによって規定されている。凹部４２は、例えば放熱フィン２３の長手方向の全長に亘って設けられている。凹部４２の寸法は、種々選択的に設定できるが、その一例は熱伝導部材２２の断面寸法と略同じである。

図７に示すように、熱伝導部材２２は、凹部４２に配置される。詳しくは、熱伝導部材２２は、第２の天井壁４６に載置されるとともに第２の天井壁４６に固定される。熱伝導部材２２の固定方法の一例は、半田付けであるが他の方法であってもよい。図８に示すように、第２の天井壁４６に配置された熱伝導部材２２は、冷却ファン２６の側方を外れて開口する第１の開口部５１を覆う。

なお第１の開口部５１の開口縁と熱伝導部材２２との間の隙間を半田などで密封すると、ポータブルコンピュータ１の冷却性能が向上する。この半田による密封は、例えばヒートパイプのような角がＲ形状を有する熱伝導部材２２を用いる場合に適している。

図６に示すように、冷却ファン２６は、ファンケース５５と、このファンケース５５に回転可能に収容されたインペラ５６とを有する。ファンケース５５は、ケースベース６１とケースカバー６２とを有する。ケースベース６１は、底壁６１ａと、この底壁６１ａの周縁から起立する周壁６１ｂとを有し、一方が開口した椀状に形成されている。ケースカバー６２は、ケースベース６１に組み合わされ、ケースベース６１の開口部６１ｃを塞ぐ。これにより、ケースカバー６２とケースベース６１との間には、インペラ５６が回転する内部空間Ｓが形成されている。ケースベース６１の一例は、合成樹脂で形成される。ケースカバー６２の一例は、金属で形成され、ケースベース６１に比べて高い熱伝導性を有する。

図７に示すように、冷却ファン２６は、吸気口２６ａと排気口２６ｂとを有する。吸気口２６ａは、筐体４内に開口している。排気口２６ｂは、放熱フィン２３の第２の開口部５２に対向している。冷却ファン２６は、吸気口２６ａを通じて筐体４内の空気を吸い込むとともに、吸い込んだ空気を排気口２６ｂから放熱フィン２３に向けて吐出する。これにより冷却ファン２６は、放熱フィン２３を冷却する。

図３および図６に示すように、筐体４には冷却ファン２６が固定される第１および第２の固定部６４，６５が設けられている。第１の固定部６４は、例えば回路基板１２の一部に対向する領域に設けられている。例えば第２の固定部６５は、回路基板１２を外れた領域に設けられている。なお第１および第２の固定部６４，６５は、それぞれ回路基板１２に対向する領域に設けられてもよく、回路基板１２を外れる領域に設けられてもよい。

本実施形態に係る固定部６４，６５の数は例えば二つであるが、その数は限定されない。第１および第２の固定部６４，６５は、例えば筐体４の内壁面に設けられるボスである。第１および第２の固定部６４，６５は、雌ねじが形成されたねじ穴６６が開口している。

図５に示すように、第１および第２の固定部６４，６５は、冷却ファン２６の両側に位置するように設けられる。第１および第２の固定部６４，６５は、発熱体１３から冷却ファン２６に向く方向に交差する方向に沿って互いに離間して設けられる。

ケースカバー６２は、第１の固定部６４に対向する領域に突出する張出部６７を有する。図３に示すように、張出部６７には、第１の固定部６４に対向する第１のねじ挿通孔６８が開口している。第２の固定部６５に対向するケースカバー６２の領域には、第２のねじ挿通孔６９が開口している。

図３および図６に示すように、押さえ部材２５は、発熱体１３とは反対側から受熱部材２１および熱伝導部材２２に対向している。押さえ部材２５は、受熱部材２１および熱伝導部材２２を覆う大きさを有している。押さえ部材２５は、ファンケース５５と一体に設けられている。詳しくは、押さえ部材２５は、ケースカバー６２と一体に設けられ、ケースカバー６２に支持されている。換言すれば、押さえ部材２５がケースカバー６２から受熱部材２１に対向する領域に向いて延びているといえる。

押さえ部材２５およびケースカバー６２は、例えば板部材７１で一体に形成されている。板部材７１の一例は、例えばアルミニウム合金、鋼、またはマグネシウム合金のような金属で形成されている。例えばアルミニウム合金は、熱伝導性および軽量性に優れるため板部材７１の材質として適している。

図６に示すように、押さえ部材２５と熱伝導部材２２との間にはスペーサ７２が配置されている。スペーサ７２の一例は、例えばゴムやスポンジのような弾性部材である。スペーサ７２が弾性を有すると、発熱体１３が傾きを有するときに、受熱部材２１および熱伝導部材２２が発熱体１３の傾きに追従して傾くことができ、受熱部材２１と発熱体１３との密着性が高まり、受熱部材２１と発熱体１３との熱接続性が高まる。

本実施形態に係るスペーサ７２は、弾性および熱伝導性を有する伝熱シートである。スペーサ７２が熱伝導性を有すると、押さえ部材２５が受熱部材２１に熱的に接続される。

図６に示すように、押さえ部材２５とケースカバー６２との間には、板部材７１が折り曲げられた折曲部７３が設けられている。折曲部７３は、第１の屈曲７３ａと、第２の屈曲７３ｂとを含む。第１の屈曲７３ａは、ケースカバー６２の周縁に隣接して設けられ、板部材７１が発熱体１３から離れる方向に向いて折れ曲る。第２の屈曲７３ｂは、押さえ部材２５の周縁に隣接して設けられ、押さえ部材２５が発熱体１３と略平行に延びるように折れ曲る。

押さえ部材２５とケースカバー６２との間に折曲部７３が設けられると、押さえ部材２５の配置高さに影響されずに冷却ファン２６の配置高さを設定することができる。図６に示すように、冷却ファン２６は、例えば回路基板１２の基板面に平行な方向に沿って、回路基板１２と並んで配置される。図２に示すように、折曲部７３の第１および第２の屈曲７３ａ，７３ｂには、それぞれ凹部７３ｃが設けられている。第１および第２の屈曲７３ａ，７３ｂに凹部７３ｃが設けられると、板部材７１の剛性が高まり、押さえ部材２５の反り返りが抑制される。

押さえ部材２５の周縁部には、部分的に絞り部７４が設けられている。絞り部７４は、押さえ部材２５の周縁が折り曲げられ、周縁部の強度を向上させている。この絞り部７４は、ケースカバー６２および押さえ部材２５を外れた折曲部７３の両周縁７３ｄ，７３ｅにも連続して設けられており、折曲部７３の強度を向上させている。

図３に示すように、押さえ部材２５のなかで冷却ファン２６とは反対の周縁部には、第１の係合部８１が設けられている。押さえ部材２５のなかで放熱フィン２３とは反対側の周縁部には、第２の係合部８２が設けられている。第１および第２の係合部８１，８２は、それぞれ押さえ部材２５の周縁が切り欠かれた切欠き部８３を有する。

保持部材２４は、受熱部材２１を取り囲む枠状に形成されている。保持部材２４は、例えば固定部材８５を介して受熱部材２１に固定され、受熱部材２１を保持している。保持部材２４および固定部材８５の一例は、例えばアルミニウム合金のような金属で形成されている。なお保持部材２４は、受熱部材２１とともに銅合金で形成してもよい。ただし例えばアルミニウム合金のような比重の小さい材料で保持部材２４を形成すると銅合金で形成する場合に比べて軽量化に有利である。

図２に示すように、保持部材２４は、第３および第４の係合部８６，８７を有する。第３および第４の係合部８６，８７の一例は、押さえ部材２５を向いて延びるとともに、押さえ部材２５の第１および第２の係合部８１，８２の切欠き部８３に係合するフックである。第３および第４の係合部８６，８７が第１および第２の係合部８１，８２に係合すると、第１のユニット１４ａが第２のユニット１４ｂに保持され、第１および第２のユニット１４ａ，１４ｂが互いに一体になる。これにより、第１および第２のユニット１４ａ，１４ｂは、一つのユニットとして取り扱いが可能となる。

図９に示すように、押さえ部材２５は、受熱部材２１に対向する第１の面２５ａと、第１の面２５ａの裏側に形成される第２の面２５ｂとを有する。例えばフック状に形成された第３および第４の係合部８６，８７の先端は、押さえ部材２５の第２の面２５ｂとの間に隙間を空けて、第２の面２５ｂに対向している。係合部８６，８７と第２の面２５ｂとの間の隙間は遊びとして機能し、受熱部材２１、熱伝導部材２２、および保持部材２４が押さえ部材２５に対して傾くことを許容する。すなわ、発熱体１３が傾きを有するときに、受熱部材２１および熱伝導部材２２が発熱体１３の傾きに追従して傾くことができる。

図５に示すように、回路基板１２は、冷却ファン２６を避けるように切り欠かれている。換言すると、回路基板１２の切り欠かれた領域に冷却ファン２６を収容することで、回路基板１２と冷却ファン２６とを水平方向に並べて配置することができる。回路基板１２は、例えばねじのような固定部材により筐体４に固定されている。回路基板１２の一部は、筐体４に設けられた第１の固定部６４に対向している。図６に示すように、第１の固定部６４に対向する回路基板１２の領域には、ねじ挿通孔８９が開口している。

図３に示すように、ポータブルコンピュータ１は、冷却ファン２６を第１および第２の固定部６４，６５に固定する第１および第２の固定部材９１，９２を備える。第１および第２の固定部材９１，９２の一例は、ねじである。第１の固定部材９１は、冷却ファン２６の第１のねじ挿通孔６８および回路基板１２のねじ挿通孔８９に挿通されるとともに、第１の固定部６４に係合する。すなわち第１の固定部材９１は、回路基板１２を冷却ファン２６と共に固定する。なお必要に応じて、冷却ファン２６の張出部６７と回路基板１２と間には、高さ調整用のスタッド９４などが設けられる。第２の固定部材９２は、冷却ファン２６の第２のねじ挿通孔６９に挿通されるとともに、第２の固定部６５に係合する。

ファンケース５５と一体に設けられた押さえ部材２５は、冷却ファン２６が筐体４内に固定されるに伴い受熱部材２１を発熱体１３に向けて押圧する。すなわち、冷却ファン２６の固定位置は、冷却ファン２６を筐体４内に固定すると押さえ部材２５が冷却ファン２６に対してわずかに弾性変形するように設定されている。

すなわち、第１および第２の固定部材９１，９２により冷却ファン２６を筐体４内に固定することで、押さえ部材２５およびケースカバー６２を含む板部材７１を板ばねとして機能させ、受熱部材２１に対して発熱体１３に向く押圧力を加える。この押圧力の一例は、例えば約０．２Ｋｇｆである。ただし押圧力の大きさは上記例に限らず、例えば受熱部材２１が発熱体１３から離れない程度の荷重でもよい。さらに押さえ部材２５は、この押さえ部材２５と受熱部材２１との間に配置された熱伝導部材２２の受熱端部２２ａを発熱体１３に向けて押圧する。

次に、ポータブルコンピュータ１の機能について説明する。
押さえ部材２５が受熱部材２１を発熱体１３に向けて押し付け、受熱部材２１は発熱体１３に強固に熱的に接続されている。これにより、発熱体１３の発する熱の多くは受熱部材２１に受熱される。受熱部材２１に伝わった熱の一部は、熱伝導部材２２を介して放熱フィン２３から放熱される。

さらに受熱部材２１に伝わった熱の一部は、金属製の押さえ部材２５にも伝わり、押さえ部材２５を介してケースカバー６２へと伝わる。ケースカバー６２は、インペラ５６が回転する冷却ファン２６の内部空間Ｓに露出されている。ケースカバー６２に伝わった熱は、冷却ファン２６の駆動に伴いインペラ５６周囲の風速の速い領域で空気に熱伝達するため、効率よく放熱される。

このような構成のポータブルコンピュータ１によれば、小型化を図ることができる。すなわち、押さえ部材２５がファンケース５５に一体に設けられ、冷却ファン２６を筐体４内に固定するに伴い押さえ部材２５が受熱部材２１を押圧すると、冷却ファン２６を固定する固定部材９１，９２によって押さえ部材２５を併せて固定することができる。つまり、受熱部材２１の押圧用のばね構造を別途設ける必要がなくなる。したがって受熱部材２１を押さえる板ばねを固定するスペースおよびその板ばねの固定部材を設ける必要がなくなるので、小型化を図ったポータブルコンピュータ１を得ることができる。

冷却ファン２６が筐体４に固定されると、上記ばね構造を取り付けるための領域を回路基板１２に確保する必要がなくなる。すなわち回路基板１２に上記ばね構造用のボスや穴を設ける必要がなくなる。これにより回路基板１２の実装制限が緩和され、回路基板１２の小型化を図ることができる。

押さえ部材２５および冷却ファン２６のケースカバー６２が板部材７１で一体に形成されると、特別な接合等を必要とすることなく、押さえ部材２５を容易にファンケース５５と一体に設けることができる。さらに、第１および第２の固定部材９１，９２によって締結されるケースカバー６２と一体に押さえ部材２５が設けられていると、第１および第２の固定部材９１，９２によって押さえ部材２５に安定して押圧力を作用させることができる。

押さえ部材２５が金属で形成されるとともに受熱部材２１に熱的に接続されていると、放熱経路が増えて、発熱体１３の熱の一部は板部材７１を通じて放熱される。換言すれば、押さえ部材２５は放熱部材の一つである。すなわち本実施形態においては、放熱部材である押さえ部材２５によって受熱部材２１が押圧されているといえる。

冷却ファン２６が固定される固定部６４，６５が発熱体１３から冷却ファン２６を向く方向に対して交差する方向に沿って互いに離間して設けられていると、発熱体１３の中心と冷却ファン２６の中心とを通る線（以下、中心延長線）が２つの固定部６４，６５の間を通る。この中心延長線が２つの固定部６４，６５の間を通ると、押さえ部材２５に対する支持が安定し、受熱部材２１に対してバランス良く荷重を掛けることができる。

なお冷却ファン２６が固定される固定部を三つ以上設ける場合は、冷却ファン２６の中心に対して最外両端に位置する固定部の間に上記中心延長戦が通れば、上記と同様の効果を得ることができる。
回路基板１２の一部が冷却ファン２６と共締めされると、筐体４内に必要な固定箇所をさらに少なくすることができる。また、熱伝導部材２２が押さえ部材２５により押圧されると、熱伝導部材２２の押圧用のばね構造を別途設ける必要がなくなる。

近年、ポータブルコンピュータ１はさらに薄型化が望まれている。放熱フィン２３に凹部４２を設けるとともに、熱伝導部材２２を凹部４２に取り付けると、放熱フィン２３と熱伝導部材２２とを合わせた実装高さを小さくすることができる。すなわち放熱フィン２３と熱伝導部材２２と小さくまとめて配置することができるので、ポータブルコンピュータ１の薄型化を図ることができる。凹部４２が放熱フィン２３の隅部に設けられていると、凹部４２に対して熱伝導部材２２を取り付けやすい。

さらに近年では、ポータブルコンピュータの小型化に対応すべく薄型の冷却ファン２６が多く用いられるようになっている。一方、発熱体１３の発熱量は増加する傾向にあり、放熱性能を高めるために放熱フィン２３のフィン面積を大きくすることが考えられている。大きなフィン面積を確保するために放熱フィン２３の厚さを冷却ファン２６よりも大きくすると、複数のフィン片の間に形成される隙間が冷却ファン２６の側方を外れた領域にも開口することになる。

このような放熱フィン２３を用いると、冷却ファン２６から吐出された空気の一部が放熱フィン２３のなかで逆流し、冷却ファン２６の側方を外れた開口を通じて冷却ファン２６の上方または下方へと抜けるおそれがある。放熱フィン２３を一度通過した空気は温められており、温められた空気が筐体４内に戻ると放熱性能が低下する。

一方、本実施形態に係る放熱フィン２３は、上流部３５の隅部が切り欠かれて凹部４２を形成されており、この凹部４２に熱伝導部材２２が取り付けられ第１の開口部５１を覆っている。また第２の開口部５２は、冷却ファン２６の厚さと略同じ大きさである。すなわち熱伝導部材２２が冷却ファン２６の側方を外れた第１の開口部５１の蓋をすることで、冷却ファン２６から吐出された空気は第１または第２の開口部５１，５２を通じて筐体４内に戻ることなく、第３の開口部５３から筐体４の外に排気される。

次に、第１の参考例に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１０１を、図１０を参照して説明する。なお上記実施形態に係るポータブルコンピュータ１と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ポータブルコンピュータ１０１の冷却ユニット１０２は、受熱部材２１、保持部材２４、押さえ部材２５、および冷却ファン２６を有する。この第１の参考例では熱伝導部材２２および放熱フィン２３は設けられていない。受熱部材２１は、ヒートシンクとして機能する。

発熱体１３の発する熱の多くは、受熱部材２１に伝わる。受熱部材２１に伝わった熱の一部は、受熱部材２１がヒートシンクとして機能することで筐体４内に放熱される。さらに受熱部材２１に伝わった熱の一部は、押さえ部材２５に伝わり、押さえ部材２５を介してケースカバー６２へと伝わる。ケースカバー６２に伝わった熱は、冷却ファン２６の駆動に伴いインペラ５６周囲の風速の速い領域で空気に熱伝達するため、効率よく放熱される。

このような構成のポータブルコンピュータ１０１によれば、上記実施形態と同様の理由で、小型化を図ることができる。

次に、第２の参考例に係る電子機器としてのポータブルコンピュータ１１１を、図１１および図１２を参照して説明する。なお上記実施形態に係るポータブルコンピュータ１と同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。ポータブルコンピュータ１１１の冷却ユニット１１２は、受熱部材２１および冷却ファン２６を有する。冷却ファン２６は、ケースベース６１とケースカバー６２とを有する。

図１２に示すように、受熱部材２１は、発熱体１３に対向するとともに、発熱体１３に熱的に接続される。受熱部材２１は、ファンケース５５と一体に設けられている。詳しくは、受熱部材２１は、ケースカバー６２と一体に設けられ、ケースカバー６２に支持されている。換言すれば、受熱部材２１がケースカバー６２から発熱体１３に対向する領域に向いて延びているといえる。

受熱部材２１およびケースカバー６２は、例えば板部材７１で一体に形成されている。板部材７１の一例は、例えばアルミニウム合金、鋼、またはマグネシウム合金のような金属材料で形成されている。

図１２に示すように、受熱部材２１と発熱体１３との間には伝熱材３１が配置されている。伝熱材３１を設けると、受熱部材２１と発熱体１３との間の熱接続性が高まる。伝熱材３１の一例は、伝熱シートまたはグリスである。伝熱材３１が弾性を有すると、発熱体１３が傾きを有しても、受熱部材２１が発熱体１３の傾きに影響されにくく、発熱体１３と受熱部材２１との間の熱接続性が高まる。

ファンケース５５と一体に設けられた受熱部材２１は、冷却ファン２６が筐体４内に固定されるに伴い発熱体１３に向けて押圧される。すなわち、冷却ファン２６の固定位置は、冷却ファン２６を筐体４内に固定すると受熱部材２１がわずかに弾性変形するように設定されている。

すなわち、第１および第２の固定部材９１，９２により冷却ファン２６を筐体４内に固定することで、受熱部材２１およびケースカバー６２を含む板部材７１を板ばねとして機能させ、受熱部材２１に対して発熱体１３に向く押圧力を加える。
第１および第２の固定部６４，６５は、発熱体１３から冷却ファン２６に向く方向に交差する方向に沿って互いに離間して設けられている。

発熱体１３の発する熱の一部は、受熱部材２１を伝わり、受熱部材２１がヒートシンクとして機能することで発熱体１３の放熱が促進される。さらに受熱部材２１に伝わった熱の一部は、ケースカバー６２へと伝わり、冷却ファン２６の駆動に伴いインペラ５６周囲の風速の速い領域で空気に熱伝達して効率よく放熱される。

このような構成のポータブルコンピュータ１１１によれば、小型化を図ることができる。すなわち、受熱部材２１がファンケース５５に一体に設けられ、冷却ファン２６を筐体４内に固定するに伴い受熱部材２１が発熱体１３に向いて押圧されると、冷却ファン２６を固定する固定部材９１，９２によって受熱部材２１を併せて押圧することができる。つまり、受熱部材２１の押圧用のばね構造を別途設ける必要がなくなり、小型化を図ったポータブルコンピュータ１１１を得ることができる。

冷却ファン２６が筐体４に固定されると、上記ばね構造を取り付けるための領域を回路基板１２に確保する必要がなくなるので、回路基板１２の実装制限が緩和される。受熱部材２１およびケースカバー６２が板部材７１で一体に形成されると、受熱部材２１を容易にファンケース５５と一体に設けることができる。

なお図１１中に二点差線で示すように、ポータブルコンピュータ１１１は、熱伝導部材２２と放熱フィン２３とを備えてもよい。また本発明でいう「ファンケースと一体に設けられ」とは、ファンケース５５と一体に成形されていることに加え、ファンケース５５と別体に成形された部材がファンケース５５に取り付け、ファンケース５５と一体に取り扱われるものも含む。例えば図１１中の一点鎖線Ａで囲む受熱部材２１の中央部は、受熱部材２１の他の部分およびファンケース５５とは別に銅合金で形成されてもよい。別に成形された部材をファンケースに支持させた場合も本発明でいう「ファンケースと一体に設けられ」に含まれる。

次に、上記実施形態及び第２の参考例に係る放熱フィンの変形例を、図１３ないし図１６を参照して説明する。以下に説明する各種放熱フィン２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、上記実施形態及び第２の参考例に係るポータブルコンピュータ１，１１１おいて適宜採用することができる。

図１３に示す放熱フィン２３ａは、上流部３５の下方隅部が切り欠かれている。詳しくは、複数のフィン片３２の上端が折り曲げられ、放熱フィン２３ａの天井壁１２１を形成している。

フィン片３２の下流部３６の下端が折り曲げられ、放熱フィン２３ａの第１の底壁１２２を形成している。フィン片３２の上流部３５の下端が折り曲げられ、放熱フィン２３ａの第２の底壁１２３を形成している。放熱フィン２３ａは、上下方向および左右方向には閉じられている。

放熱フィン２３ａの上流部３５の下方隅部には、各フィン片３２の切り欠かれた領域により凹部４２が形成されている。熱伝導部材２２は、凹部４２に配置され、第１の開口部５１を覆う。

このような構成の放熱フィン２３ａによれば、放熱フィン２３ａと熱伝導部材２２とを合わせた実装高さが抑えることができる。さらに冷却ファン２６から吐出された空気は第１の開口部５１から筐体４内に戻らないので放熱性能が向上する。

図１４および図１５に、下流部３６に凹部４２が形成された放熱フィン２３ｂ，２３ｃを示す。なお放熱フィン２３，２３ａと同じ機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。

これらのような放熱フィン２３ｂ，２３ｃによれば、放熱フィン２３ｂ，２３ｃと熱伝導部材２２とを合わせた実装高さを抑えることができる。

なお放熱フィン２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃの凹部４２の大きさの一例は、熱伝導部材２２の断面寸法と略同じであるが、凹部４２の大きさはこれに限らない。例えば図１６に示すように、凹部４２に取り付けた熱伝導部材２２の一部が放熱フィン２３ｄから飛び出ても、放熱フィン２３ｄと熱伝導部材２２とを合わせた実装高さを抑えることができるといえる。

実装高さを抑えることができる凹部４２の一例として、例えば熱伝導部材２２の中心が凹部４２内に位置するように凹部４２が設けられていると放熱フィン２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと熱伝導部材２２とを合わせた実装高さを特に抑えることができるといえる。

以上、一つの実施形態に係るポータブルコンピュータ１について説明したが、本発明はもちろんこれに限定されるものではない。

冷却ファン２６は筐体４に固定されるものに限るものではなく、例えば回路基板１２に固定されてもよい。第１の固定部６４は共締めでなくてもよい。冷却ファン２６は、放熱フィン２３に対向する領域に吸気口２６ａを有するいわゆる側面吸気タイプでもよい。
以下、いくつかの参考例の電子機器を付記する。
一つの参考例に係る電子機器は、筐体と、上記筐体に収容された回路基板と、上記回路基板に実装された発熱体と、上記筐体内に固定されるとともに、ファンケースを備えた冷却ファンと、上記発熱体に対向するとともに上記発熱体に熱的に接続された受熱部材と、上記発熱体とは反対側から上記受熱部材に対向する押さえ部材と、を具備し、上記押さえ部材は、上記ファンケースと一体に設けられ、上記冷却ファンが上記筐体内に固定されるに伴い上記受熱部材を上記発熱体に向けて押圧する。
この参考例では、板部材７１は必ずしも金属で形成される必要はない。スペーサ７２は熱伝導性を有する必要はない。受熱部材２１が設けられている場合は、板部材７１は放熱用部材として機能を持たず、少なくとも受熱部材２１を押圧する機能を有すればよい。
上記電子機器の一例では、上記冷却ファンに冷却される放熱フィンと、上記受熱部材と上記放熱フィンとの間に亘って設けられ、上記発熱体の発する熱の一部を上記放熱フィンに伝える熱伝導部材と、を備え、上記熱伝導部材の一端部は、上記受熱部材と上記押さえ部材との間に配置され、上記押さえ部材により上記発熱体に向けて押圧される。上記放熱フィンは、互いに並んで配置される複数のフィン片を有し、この複数のフィン片は、それぞれ同じ隅部に切欠き部が形成され、上記熱伝導部材は、上記切欠き部によって切り取られた領域に配置される。上記放熱フィンは、上記冷却ファンの吐出方向に直交する方向に沿って上記冷却ファンよりも厚く形成され、上記切欠き部によって切り取られた領域は、上記冷却ファンに対向する上記放熱フィンの端部において上記冷却ファンの側方を外れて設けられており、上記熱伝導部材は、上記冷却ファンの側方を外れて開口する上記複数のフィン片の間の開口を覆う。

本発明の一つの実施形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。本発明の一つの実施形態の冷却ユニットの斜視図。図２中に示された冷却ユニットを一部分解して示す斜視図。図２中に示された冷却ファンと押さえ部材の底面図。図２中に示された冷却ユニットの平面図。図５中に示されたＦ６−Ｆ６線に沿う冷却ユニットの断面図。図２中に示された冷却ファンと放熱フィンの断面図。図７中に示されたＦ８−Ｆ８線に沿う放熱フィンの側面図。図５中に示されたＦ９−Ｆ９線に沿う冷却ユニットの断面図。第１の参考例に係る冷却ユニットの断面図。第２の参考例に係る冷却ユニットの斜視図。図１１中に示された冷却ユニットの断面図。本発明の実施形態及び第２の参考例に係る放熱フィンの第１の変形例の断面図。本発明の実施形態及び第２の参考例に係る放熱フィンの第２の変形例の断面図。本発明の実施形態及び第２の参考例に係る放熱フィンの第３の変形例の断面図。本発明の実施形態及び第２の参考例に係る放熱フィンの第４の変形例の断面図。

符号の説明

１，１０１，１１１…ポータブルコンピュータ、４…筐体、１２…回路基板、１３…発熱体、２１…受熱部材、２２…熱伝導部材、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ…放熱フィン、２４…保持部材、２５…押さえ部材、２５ａ…第１の面、２５ｂ…第２の面、２６…冷却ファン、３２…フィン片、４１…切欠き部、５１…開口部、５５…ファンケース、６１…ケースベース、６２…ケースカバー、６４，６５…固定部、７１…板部材、９１，９２…固定部材。

Claims

筐体と、
上記筐体に収容され、発熱体が実装された回路基板と、
ファンケース部を備え、上記筐体内に固定された冷却ファンと、
上記発熱体に熱的に接続された受熱部材と、
上記ファンケース部と一体に設けられ、上記冷却ファンが上記筐体内に固定された状態で上記受熱部材を上記発熱体に向けて押さえ、上記受熱部材を介して上記発熱体に熱的に接続された金属板部と、
上記冷却ファンの排気口から外れた位置に開口部が設けられた複数のフィン片が並べられ、上記冷却ファンに冷却される放熱フィンと、
上記発熱体からの熱を上記放熱フィンに伝え、上記開口部が設けられた領域に取り付けられた熱伝導部材と、
を具備したことを特徴とする電子機器
請求項１に記載の電子機器において、
上記受熱部材を保持した保持部材を備え、
上記金属板部は、上記受熱部材に面した第１の面と、上記第１の面とは反対側に位置された第２の面とを有し、
上記保持部材は、上記金属板部を向いて延びたフックを有し、このフックの先端は、上記金属板部の第２の面との間に隙間を空けて上記第２の面に面したことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器において、
上記筐体に設けられた複数の固定部と、
上記冷却ファンを上記固定部に固定した固定部材と、を備え、
上記回路基板は、少なくとも一つの上記固定部に面するとともに、上記固定部材によって上記冷却ファンと共に上記固定部に固定されたことを特徴とする電子機器。