冷却装置、電子機器及びヒートシンク
【課題】効率良く塵や埃をケース内から排出でき、ホコリ詰まりを防止することができるようにする。
【解決手段】冷却装置１５は、ケースと、ケース内に収納されるファン２２と、ヒートシンク２３とを備えている。ケースは、空気を吸気する下側吸気口２８及び上側吸気口３１と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を排気口に導く通風路を形成する側壁２６ｂと、を有している。ヒートシンク２３は、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィン３６を有している。更に、ヒートシンク２３には、ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口４０が形成されている。
【解決手段】冷却装置１５は、ケースと、ケース内に収納されるファン２２と、ヒートシンク２３とを備えている。ケースは、空気を吸気する下側吸気口２８及び上側吸気口３１と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を排気口に導く通風路を形成する側壁２６ｂと、を有している。ヒートシンク２３は、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィン３６を有している。更に、ヒートシンク２３には、ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口４０が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置内に侵入した埃や塵によって放熱フィンの埃詰まりを防止する冷却装置及び、この冷却装置を備えた電子機器、並びに冷却装置に用いられるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ等の電子機器には、ＩＣ（Integrated Circuit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱する部品（以下、「発熱部品」という。）の冷却にヒートシンクとファンから構成される冷却装置が用いられている。そして、ヒートシンクは、複数の放熱フィンを所定の間隔を開けて積層して構成されている。
【０００３】
しかしながら、冷却装置のケース内には、空気と共に塵や埃が吸入されていた。そして、この吸入された塵や埃がヒートシンクを構成する放熱フィンの間に塵や埃が付着し、いわゆるホコリ詰まりが生じていた。また、ヒートシンクにホコリ詰まりが生じると、装置全体の冷却能力が低下する、という問題を有していた。
【０００４】
このヒートシンクへのホコリ詰まりを抑制するために、従来では、例えば冷却装置の吸気口に埃や塵が侵入することを防止するパッチングメッシュ等からなるホコリ侵入防止材を設けていた。また、特許文献１では、放熱フィンに傾斜を設けると共に、ファンやヒートシンクを収納するケースに塵埃排気口を形成し、この塵埃排気口から塵や埃を排出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２１２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のホコリ侵入防止材を設ける技術では、装置を組み立てる際にホコリ侵入防止材を吸気口に設ける工程が必要であった。そのため、部品点数が増加するだけでなく、装置を組み立てる際の工程数が増える、という問題を有していた。
【０００７】
また、特許文献１に記載された技術では、塵や埃を排出する塵埃排気口をケースに設けている。そのため、装置を組み立てる際に、放熱フィンに傾斜を設けるだけでなく、塵埃排気口をケースに形成する工程が必要であり、装置の組み立てが煩雑なものとなっていた。
【０００８】
更に、放熱フィンに設けた傾斜を塵や埃が流れる際に、放熱フィンに塵や埃が付着するおそれがあるだけでなく、ケース内を流れる空気の流速や圧力を考慮せずに、塵埃排気口を設ける箇所を設定していた。そのため、効率良く塵や埃を排出することができず、排出されずに残った塵や埃が放熱フィンに付着し、装置の冷却能力が低下する、という問題も有していた。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、簡単な構成で効率良く塵や埃をケース内から排出でき、ホコリ詰まりを防止することができる冷却装置、電子機器及びヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の冷却装置は、空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、ケース内に収納されたファンを備えている。更に、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクを備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の電子機器は、基板に搭載された発熱部と、発熱部を冷却する冷却装置と、を備え、備えている。そして、冷却装置は、空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、ケース内に収納されたファンと、を備えている。更に、冷却装置は、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクを備えている。そして、発熱部からの熱を吸収する受熱部と、受熱部が吸収した熱をヒートシンクに伝達させる伝熱部と、を有する。
【００１２】
また、本発明のヒートシンクは、ファンを内蔵し、且つ空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有する冷却装置の排気口に配置されるヒートシンクである。そして、ヒートシンクは、複数の放熱フィンと、冷却装置のケース内を流れる空気の流速に対応した位置に形成された塵埃排出口と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冷却装置、電子機器及びヒートシンクによれば、通風路から導かれた空気が排気口から吹き付けられるヒートシンクに塵埃排気口を設けている。更に、この塵埃排気口を設ける位置は、ケース内を流れる空気の流速に対応した位置であるため、効率良く埃や塵を排出することができる。これにより、ケースや放熱フィンに塵や埃が付着して、冷却能力が低下することを防ぐことができ、ＣＰＵやＩＣ等の発熱部材の温度上昇を抑制することができる。
【００１４】
また、ホコリ侵入防止材を設けたりケースに孔を開けたりする必要がなく、極めて簡単な構成で塵や埃を排出することができる。その結果、装置を組み立てる際の工程を簡略化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンを示す斜視図である。
【図２】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンにかかる本体部を示す上面図である。
【図４】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンにかかる本体部を示す側面図である。
【図５】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンの要部を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかる上ケースを外した状態を示す正面図である。
【図８】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【図９】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかる放熱フィンを示す正面図である。
【図１０】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例におけるケース内の圧力分布を示す分布図である。
【図１１】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例におけるケース内を流れる空気の速度を示す流速分布図である。
【図１２】本発明の冷却装置の第２の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電子機器及び冷却装置の実施の形態例について、図１〜図１２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態例
１−１．電子機器の構成
１−２．冷却装置の動作
２．第２の実施の形態例
【００１７】
１．第１の実施の形態例
１−１．電子機器の構成
まず、図１〜図４を参照して本発明の電子機器の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）について説明する。
図１は、本例の電子機器を示す斜視図、図２は、本例の電子機器を示す分解斜視図である。図３は、本例の電子機器の本体部を示す上面図、図４は、本例の電子機器の本体部を示す側面図である。
【００１８】
［電子機器］
図１に示すように、本例の電子機器１は、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型パソコン」という。）である。このノート型パソコン１は、扁平な直方体をなす本体部２と、同じく偏平な直方体をなす表示部３等を備えて構成されている。本体部２及び表示部３は、それぞれに所定の大きさを有する空間部が設けられていると共に、互いに重なり合って積層可能に構成されている。即ち、本体部２の上に表示部３が積層され、その本体部２と表示部３がヒンジ機構４によって回動可能に連結されている。
【００１９】
表示部３の内面である本体部２の上面と対向する面には、周囲にわずかな縁取りを残して開口部５が設けられている。表示部３の開口部５には、その内部に収納された表示装置である液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、表面電界ディスプレイ等の平面表示パネル６が臨まれている。
【００２０】
平面表示パネル６の内側には、図示しないが、平面表示パネル６の背面側に光を当てるバックライトや、平面表示パネル６の画面を制御する制御装置が搭載された配線基板等が必要に応じて収納されている。そして、各種の情報や画像等が平面表示パネル６に表示可能に構成されている。
【００２１】
図２に示すように、本体部２は、一面が開口され、且つ扁平な容器状に形成された筐体８と、筐体８の開口を閉じる入力板９とから構成されている。入力板９は、本体部２と表示部３を重ね合わせた際に表示部３の開口部５及び平面表示パネル６に対向する。
【００２２】
入力板９には、多数のキーからなるキー式入力部１１と、タッチ式入力部１２が設けられている。タッチ式入力部１２は、タッチタッチパネル式入力手段等によって入力操作を行う。これらのキー式入力部１１及びタッチ式入力部１２から制御信号が入力され、所定の情報処理等が行われる。
【００２３】
また、本体部２の内部には、不図示のディスクドライブと、このディスクドライブ装置やその他の装置、機器等を制御する制御装置が搭載された配線基板１３と、冷却装置１５等が収納されている。配線基板１３には、発熱部品１９であるＩＣやＣＰＵが搭載されている（図５参照）。
【００２４】
筐体８は、略四角形状に形成された主面部８ａと、この主面部８ａを囲む４つの側面部８ｂ，８ｂ，８ｂ，８ｂとを有している。図３に示すように、主面部８ａの短手方向の一側には、凹部８ｃが設けられている。そして、この凹部８ｃには、ディスクドライブ装置や制御装置等に電力を供給する図示しないバッテリー電源が配置される。また、この凹部８ｃの左右の両側部には、ヒンジ機構４を構成する本体部側ヒンジ部４ａ，４ａが配置される。
【００２５】
ヒンジ機構４は、一対の本体部側ヒンジ部４ａ，４ａと、一対の表示部側ヒンジ部４ｂ，４ｂと、ヒンジ軸４ｃとの組み合わせから構成されている。一対の表示部側ヒンジ部４ｂ，４ｂは、表示部３の後方の両側部において、筐体８に配置した一対の本体部側ヒンジ部４ａ，４ａと対応する位置に配置されている。そして、図４に示すように、ヒンジ軸４ｃは、本体部側ヒンジ部４ａと表示部側ヒンジ部４ｂとを貫通している。
【００２６】
このヒンジ機構４によって本体部２と表示部３が回動可能に連結され、本体部２に対して表示部３が上下方向へ回動可能とされたノート型パソコン１が構成されている。なお、表示部３は本体部２に対して、任意の角度位置でその傾斜した姿勢を保持できるように構成されている。
【００２７】
図２に戻って示すように、筐体８の主面部８ａには、配線基板１３や冷却装置１５を固定する固定部１６が形成されている。そして、配線基板１３や冷却装置１５は、固定ねじ等の固定方法によって筐体８の主面部８ａに固定される。また、図４に示すように、主面部８ａの長手方向の一端側に位置する側面部８ｂには、筐体側排気口１７が形成されている。
【００２８】
［冷却装置］
次に、図５〜図７を参照して本例の冷却装置の構成について説明する。
図５は、本例のノート型パソコン１の要部を示す斜視図、図６は、本例の冷却装置１５を示す分解斜視図である。
【００２９】
図５及び図６に示すように、冷却装置１５は、中空のケース２１と、ファン２２と、ヒートシンク２３と、２つの受熱部材２４ａ，２４ｂと、伝熱部材２５とから構成されている。そして、図５に示すように、冷却装置１５は、固定部材２０を介して配線基板１３に固定されている。
【００３０】
また、冷却装置１５は、受熱部材２４ａ，２４ｂが配線基板に搭載されたＩＣやＣＰＵ等の発熱部品１９に接触するように配置されている。なお、この固定部材２０は、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅で形成されており、放熱手段としての役割も有している。
【００３１】
ケース２１は、容器状の下ケース２６と、この下ケース２６に重なり合う上ケース２７とから構成されている。このケース２１は、薄い略直方体状に形成されている。そして、このケース２１内には、ファン２２が収納される。
【００３２】
下ケース２６は、平板状の載置面部２６ａと、この載置面部２６ａの一部を除いた周囲を囲む側壁２６ｂとを有している。載置面部２６ａには、ファン２２が搭載される。このファン２２は、軸方向から空気を吸気し、接線方向から空気を排出するシロッコファンである。また、載置面部２６ａには、ファン２２が搭載される箇所を囲むようにして３つの下側吸気口２８が形成されている。そして、この下側吸気口２８から空気が吸気される。
【００３３】
側壁２６ｂは、載置面部２６ａから略垂直に連続して形成されている。この側壁２６ｂには、複数の係止部２９が設けられている。係止部２９は、側壁２６ｂから垂直方向の上方に向けて突出する突起である。
【００３４】
上ケース２７は、略平板状に形成されており、下ケース２６の載置面部２６ａと対向するようにして下ケース２６に重なり合う。また、図５に示すように、上ケース２７は、平面部２７ａと、側壁２７ｂとを有している。側壁２７ｂは、平面部２７ａの周縁の一部から略垂直に形成されている。
【００３５】
この上ケース２７の平面部２７ａには、円形の上側吸気口３１が形成されている。上側吸気口３１は、上ケース２７を下ケース２６に被せた際に下ケース２６に搭載されたファン２２の上方に位置している。また、平面部２７ａの周縁部には、複数の係止受部３２が形成されている。この係止受部３２は、上ケース２７を下ケース２６に重ね合わせた際に、下ケース２６の係止部２９と係止する。また、下ケース２６と上ケース２７を重ね合わせることにより、空気を排出する排気口３３が形成される。
【００３６】
図７は、本例の冷却装置１５を、上ケース２７を外した状態を示す正面図である。
この図７に示すように、下ケース２６の側壁２６ｂと上ケース２７の側壁２７ｂによって通風路３４が形成される。この通風路３４は、下側吸気口２８及び上側吸気口３１で吸気した空気を排気口３３に導く。また、図３に示すように、冷却装置１５は、排気口３３がノート型パソコン１の筐体８に設けた筐体側排気口１７の位置と対向するように配置される。
【００３７】
なお、本例では、ファン２２は、反時計回りに回転する。そのため、下側吸気口２８及び上側吸気口３１によって吸気された空気は、ファン２２の回転方向と同様に、側壁２６ｂ，２７ｂに沿って反時計回りに導かれる。このとき、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て左側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側が通風路３４を流れる空気の下流側となる。
【００３８】
また、ファン２２が時計回りに回転する場合では、空気は側壁２６ｂ，２７ｂに沿って時計回りに流れる。そのため、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側が流れる空気の下流側となる。
【００３９】
ヒートシンク２３は、ケース２１の排気口３３を覆うように配置される。このヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６から構成されている。このヒートシンク２３には、伝熱部材２５が取り付けられている。
【００４０】
伝熱部材２５は、パイプの中に液体又は気体を封入したヒートパイプである。この伝熱部材２５の一方の端部は、上述したようにヒートシンク２３に接続されており、他方の端部は、第１の受熱部材２４ａに接続されている。また、伝熱部材２５の中途部には、第２の受熱部材２４ｂが取り付けられている。
【００４１】
そして、伝熱部材２５は、２つの受熱部材２４ａ，２４ｂで吸収した熱をヒートシンク２３に伝熱している。この伝熱部材２５の材質としては、熱伝導性に優れた材料がよく、例えば銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４２】
なお、本例では、伝熱部材２５として２本のヒートパイプを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、伝熱部材２５を構成するヒートパイプの数は、要求される冷却能力に応じて適宜設定されるものである。
【００４３】
２つの受熱部材２４ａ，２４ｂは、熱伝導性に優れた銅やアルミニウム等の材質で形成されている。第１の受熱部材２４ａには、固定部材２０に固定ねじを介して接続される固定片３０が設けられている。
【００４４】
そして、図５に示すように、第１の受熱部材２４ａは、配線基板１３を間に挟んで固定部材２０と固定ねじ等の固定方法によって固定される。このとき、第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂの一面は、配線基板１３の裏面に搭載された不図示のＣＰＵ等の発熱部品に接触する。なお、第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂと発熱部品との間に熱伝導性に優れたグリスやジェルシート等を介在させてもよい。
【００４５】
［ヒートシンク］
次に、図８及び図９を参照して、ヒートシンク２３の詳細な構成について説明する。
図８は、ヒートシンク２３を示す斜視図、図９は、放熱フィン３６を示す平面図である。
【００４６】
図８に示すように、ヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６を所定の間隔を開けて略平行に積層し、全体として略直方体状に形成されている。放熱フィン３６は、薄い板材で形成されている。図９に示すように、放熱フィン３６は、略台形状に形成されており、短手方向の上辺と下辺には、折曲部３７が設けられている。この上辺と下辺に形成された折曲部３７は、同じ方向に略垂直に折り曲げられている。
【００４７】
放熱フィン３６の材質としては、熱伝導性に優れたものが好ましく、例えば、銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４８】
そして、図７に示すように、ヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６の主面をケース２１の排気口３３から排出される空気の流れに沿う向きとなるように配置される。これにより、複数の放熱フィン３６の間から空気が排気される。また、複数の放熱フィン３６を折曲部３７で連接することで、ヒートシンク２３の上面及び下面が閉塞した面となる（図８参照）。
【００４９】
また、ヒートシンク２３の長手方向の一側に配置された複数の放熱フィン３６は、塵や埃を排出する塵埃排出用放熱フィン３６Ａとしての役割を有している。この塵埃排出用放熱フィン３６Ａにおけるファン２２から吸気された空気が吹き付けられる側には、切り欠き３８が形成されている。これにより、塵埃排出用放熱フィン３６Ａは、略コの字状に構成される。なお、切り欠き３８の大きさは、ヒートシンク２３に求める冷却能力と排出する塵や埃の量や大きさによって適宜設定されるものである。
【００５０】
そして、塵埃排出用放熱フィン３６Ａに形成された切り欠き３８によって、塵埃排出口４０が形成される。なお、切り欠き３８を形成することで、他の放熱フィン３６よりも埃や塵が通り易くなるため、ヒートシンク２３全体として、塵や埃がたまり難くなる。よって、この塵埃排出口４０が、ファン２２によって空気と共に吸気された塵や埃が通る道となる。また、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て左側に設けられている。更に、この塵埃排出口４０の大きさ、すなわち塵埃排出用放熱フィン３６Ａに形成する切り欠き３８の大きさや切り欠き３８を形成する放熱フィン３６の枚数は、ヒートシンク２３に求める冷却能力に応じて適宜設定される。
【００５１】
なお、ファン２２が時計回りに回転する場合では、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に設けられる。すなわち、塵埃排出口４０は、ケース２１内を流れる空気の流速に対応した位置に設けられる。具体的には、塵埃排出口４０は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂにおける通風路３４を沿って流れる空気の下流側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂに沿って形成される。または、複数の放熱フィン３６のうち、その間を通る空気の流速が最も速い箇所に配置された放熱フィン３６から隣り合う放熱フィン３６を所定の枚数切り欠くことで形成される。
【００５２】
そして、このような構成を有するヒートシンク２３は、溶接や接着等の固定方法によって伝熱部材２５の一方の端部に固定される。また、図４に示すように、冷却装置１５をノート型パソコン１の筐体８に搭載した際に、ヒートシンク２３は、筐体側排気口１７と対向する。
【００５３】
１−２．冷却装置の動作
次に、図５〜図１１を参照して上述した構成を有する冷却装置１５の動作について説明する。
図１０は、空気が流れる際のケース２１内の圧力を示す圧力分布図であり、図１１は、ケース２１内を流れる空気の速度を示す流速分布図である。図１０では、色が濃い箇所は、圧力が高く、色が薄い箇所は、圧力が低いことを表している。また、図１１では、色が濃い箇所は、流速が速く、色が薄い箇所は、流速が遅いことを表している。
【００５４】
冷却装置１５は、電子機器であるノート型パソコン１が駆動すると、ファン２２が回転する。なお、ファン２２の回転は、発熱部品１９の温度をフィードバックすることで、制御される。通常、発熱部品１９の温度が上昇するとファン２２の回転数が上がり、発熱部品１９の温度が下がるとファン２２の回転数は下がる。
【００５５】
まず、発熱部品１９に生じた熱は、発熱部品１９に接触している第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂに伝熱（吸収）される。第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂに吸収された熱は、伝熱部材２５を介してヒートシンク２３に伝熱される。
【００５６】
また、ファン２２が回転すると、ケース２１の下側吸気口２８及び上側吸気口３１から空気がケース２１内に吸い込まれる。図７に示すように、ファン２２が反時計回りに回転しているため、吸い込まれた空気は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂで形成された通風路３４に沿って反時計回りに流れる。そして、通風路３４を流れた空気は、排気口３３から排気されて、ヒートシンク２３に吹き出される。
【００５７】
ヒートシンク２３に吹き付けられた空気は、複数の放熱フィン３６の間を通り、冷却装置１５の外側に排気される。そして、ヒートシンク２３に空気が吹き付けられることで、ヒートシンク２３に伝熱された熱が放熱され、発熱部品１９の放熱を行うことができる。ヒートシンク２３による冷却能力を効率良く発揮するためには、放熱フィン３６の間隔を可能な限り狭く設定することが好ましい。
【００５８】
なお、下側吸気口２８及び上側吸気口３１からは、空気だけでなく、塵や埃もケース内２１に吸入される。このケース２１に吸入された塵や埃は、ファン２２が回転することに生じる遠心力によって、ファン２２の半径方向の外側、すなわちケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂに流される。そして、塵や埃は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂに沿って空気と共に通風路３４を通り、排気口３３から排出される。
【００５９】
ここで、一般的な埃や塵の詰まり方を検討する。まず、排気口３３から排出された塵や埃は、ヒートシンク２３を形成する複数の放熱フィン３６に吹き付けられる。そして、複数の放熱フィン３６のどこか一箇所に一旦埃や塵が詰まると、その場所を基点として、塵や埃が詰まり始める。そして、最終的には、塵や埃がヒートシンク２３を構成する複数の放熱フィン３６の全面を覆ってしまい、ヒートシンク２３の冷却能力が著しく低下する。
【００６０】
また、図１０に示すケース２１内の圧力分布を見ると、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側、すなわち側壁２６ｂ，２７ｂにおける空気の下流側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側の領域Ｐが最も圧力が低いことがわかる。そして、この領域Ｐでの圧力の変化が他の箇所よりも大きくなっていることがわかる。そのため、図１１に示すように、この圧力が低い領域Ｐに空気が強く吹き込まれるため、領域Ｐを流れる空気の流速が他の箇所よりも速くなる。
【００６１】
よって、ケース２１内に吸入され、側壁２６ｂ，２７ｂに沿って空気と共に通風路３４を流れた塵や埃は、領域Ｐから集中して排出されることが推測できる。そして、この領域Ｐの近傍に配置されたヒートシンク２３の放熱フィン３６がホコリ詰まりの基点となることが推測できる。ここで、ヒートシンク２３における排気口３３からケース２１内を見て右側である領域Ｐに対応する箇所に配置した塵埃排出用放熱フィン３６Ａに切り欠き３８を形成し、塵埃排出口４０を設けている。そして、切り欠き３８を設けることで、他の放熱フィンよりも塵や埃を排出し易くし、たまり難くしている。
【００６２】
すなわち、排気口３３から排気される空気のうち最も流速が速くなる箇所に対応して、ヒートシンク２３に塵埃排出口４０を設けている。これにより、最も多くの塵や埃が排出されて、ホコリ詰まりの基点となり易い箇所に塵埃排出口４０を設けることで、塵や埃が詰まる発生基点を絶つと共に効率良く塵や埃を排出することができる。その結果、ホコリ詰まりを効果的に防ぐことができる。また、放熱フィン３６の一部を切り欠くことで、ヒートシンク２３としての冷却能力を維持させることもできる。
【００６３】
なお、塵埃排出口４０を構成する塵埃排出用放熱フィン３６Ａの切り欠き３８に塵や埃が引っ掛かっても、図８に示す塵埃排出用放熱フィン３６Ａの隣りに配置された放熱フィン３６ｂの平面部が防護壁となる。すなわち、放熱フィン３６ｂの平面部が防護壁となることで、塵埃排出用放熱フィン３６Ａに引っ掛かった塵や埃が、他の放熱フィン３６側に侵入することを防ぐことができ、ホコリ詰まりの拡大を防止することができる。
【００６４】
２．第２の実施の形態例
次に、図１２を参照して本発明のヒートシンクの第２の実施の形態例について説明する。
図１２は、第２の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【００６５】
この第２の実施の形態例にかかるヒートシンク５０が、第１の実施の形態例に係るヒートシンク２３と異なるところは、塵埃排出口の構成である。そのため、ここでは、塵埃排出口について説明し、第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６６】
図１２に示すように、ヒートシンク５０における長手方向の一側には、塵埃排出口５１が設けられている。この塵埃排出口５１は、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に配置された放熱フィン３６を除いて構成されている。
【００６７】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するヒートシンク５０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６８】
なお、第２の実施の形態例にかかるヒートシンク５０によれば、塵埃排出口５１から放熱フィン３６を除いているため、第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３よりもホコリ詰まりを低減することができる。
【００６９】
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態例では、電子機器としてノート型パソコンに適用した例について説明したが、これに限定されるものではない。電子機器としては、例えば、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、電子辞書、ＤＶＤプレーヤ、カーナビゲーションその他各種の電子機器に適用できるものである。
【００７０】
また、排気口から排気される空気のうち流速がもっと速くなる箇所に配置された放熱フィンの間隔を他の箇所に配置された放熱フィンの間隔よりも広げることで、塵埃排出口を形成してもよい。この塵埃排出口を構成する放熱フィンの間隔は、塵や埃の大きさよりも大きく設定される。
【００７１】
更に、上述した実施の形態例では、塵埃排出口をヒートシンクに一箇所だけ設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。塵埃排出口は、ケース内を流れる空気の流速に応じてヒートシンクに２箇所以上設けてもよい。塵埃排出口を設ける箇所は、例えば、排気口から排気される流速が最も速い箇所と、その次に速くなる箇所に設けてもよく、あるいはケースの左右の側壁に沿って形成してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…ノート型パソコン（電子機器）、 ２…本体部、 ３…表示部、 １３…配線基板、 １５…冷却装置、 １７…筐体側排気口、 １９…発熱部品、 ２０…固定部材、 ２１…ケース、 ２２…ファン、 ２３，５０…ヒートシンク、 ２４ａ…第１の受熱部材、 ２４ｂ…第２の受熱部材、 ２５…伝熱部材、 ２６ｂ，２７ｂ…側壁、 ２８…下側吸気口（吸気口）、 ３１…上側吸気口（吸気口）、 ３３…排気口、 ３４…通風路、 ３６，３６ｂ…放熱フィン、 ３６Ａ…塵埃排出用放熱フィン、 ４０，５１…塵埃排出口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置内に侵入した埃や塵によって放熱フィンの埃詰まりを防止する冷却装置及び、この冷却装置を備えた電子機器、並びに冷却装置に用いられるヒートシンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ等の電子機器には、ＩＣ（Integrated Circuit）やＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱する部品（以下、「発熱部品」という。）の冷却にヒートシンクとファンから構成される冷却装置が用いられている。そして、ヒートシンクは、複数の放熱フィンを所定の間隔を開けて積層して構成されている。
【０００３】
しかしながら、冷却装置のケース内には、空気と共に塵や埃が吸入されていた。そして、この吸入された塵や埃がヒートシンクを構成する放熱フィンの間に塵や埃が付着し、いわゆるホコリ詰まりが生じていた。また、ヒートシンクにホコリ詰まりが生じると、装置全体の冷却能力が低下する、という問題を有していた。
【０００４】
このヒートシンクへのホコリ詰まりを抑制するために、従来では、例えば冷却装置の吸気口に埃や塵が侵入することを防止するパッチングメッシュ等からなるホコリ侵入防止材を設けていた。また、特許文献１では、放熱フィンに傾斜を設けると共に、ファンやヒートシンクを収納するケースに塵埃排気口を形成し、この塵埃排気口から塵や埃を排出する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３２１２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のホコリ侵入防止材を設ける技術では、装置を組み立てる際にホコリ侵入防止材を吸気口に設ける工程が必要であった。そのため、部品点数が増加するだけでなく、装置を組み立てる際の工程数が増える、という問題を有していた。
【０００７】
また、特許文献１に記載された技術では、塵や埃を排出する塵埃排気口をケースに設けている。そのため、装置を組み立てる際に、放熱フィンに傾斜を設けるだけでなく、塵埃排気口をケースに形成する工程が必要であり、装置の組み立てが煩雑なものとなっていた。
【０００８】
更に、放熱フィンに設けた傾斜を塵や埃が流れる際に、放熱フィンに塵や埃が付着するおそれがあるだけでなく、ケース内を流れる空気の流速や圧力を考慮せずに、塵埃排気口を設ける箇所を設定していた。そのため、効率良く塵や埃を排出することができず、排出されずに残った塵や埃が放熱フィンに付着し、装置の冷却能力が低下する、という問題も有していた。
【０００９】
本発明の目的は、上記の問題点を考慮し、簡単な構成で効率良く塵や埃をケース内から排出でき、ホコリ詰まりを防止することができる冷却装置、電子機器及びヒートシンクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の冷却装置は、空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、ケース内に収納されたファンを備えている。更に、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクを備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明の電子機器は、基板に搭載された発熱部と、発熱部を冷却する冷却装置と、を備え、備えている。そして、冷却装置は、空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、且つ空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、ケース内に収納されたファンと、を備えている。更に、冷却装置は、ケースの排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクを備えている。そして、発熱部からの熱を吸収する受熱部と、受熱部が吸収した熱をヒートシンクに伝達させる伝熱部と、を有する。
【００１２】
また、本発明のヒートシンクは、ファンを内蔵し、且つ空気を吸気する吸気口と、吸気した空気を排出する排気口と、空気を吸気口から排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有する冷却装置の排気口に配置されるヒートシンクである。そして、ヒートシンクは、複数の放熱フィンと、冷却装置のケース内を流れる空気の流速に対応した位置に形成された塵埃排出口と、を備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冷却装置、電子機器及びヒートシンクによれば、通風路から導かれた空気が排気口から吹き付けられるヒートシンクに塵埃排気口を設けている。更に、この塵埃排気口を設ける位置は、ケース内を流れる空気の流速に対応した位置であるため、効率良く埃や塵を排出することができる。これにより、ケースや放熱フィンに塵や埃が付着して、冷却能力が低下することを防ぐことができ、ＣＰＵやＩＣ等の発熱部材の温度上昇を抑制することができる。
【００１４】
また、ホコリ侵入防止材を設けたりケースに孔を開けたりする必要がなく、極めて簡単な構成で塵や埃を排出することができる。その結果、装置を組み立てる際の工程を簡略化することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンを示す斜視図である。
【図２】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンにかかる本体部を示す上面図である。
【図４】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンにかかる本体部を示す側面図である。
【図５】本発明の電子機器の第１の実施の形態例として適用したノート型パソコンの要部を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかる上ケースを外した状態を示す正面図である。
【図８】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【図９】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例にかかる放熱フィンを示す正面図である。
【図１０】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例におけるケース内の圧力分布を示す分布図である。
【図１１】本発明の冷却装置の第１の実施の形態例におけるケース内を流れる空気の速度を示す流速分布図である。
【図１２】本発明の冷却装置の第２の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の電子機器及び冷却装置の実施の形態例について、図１〜図１２を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態例
１−１．電子機器の構成
１−２．冷却装置の動作
２．第２の実施の形態例
【００１７】
１．第１の実施の形態例
１−１．電子機器の構成
まず、図１〜図４を参照して本発明の電子機器の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）について説明する。
図１は、本例の電子機器を示す斜視図、図２は、本例の電子機器を示す分解斜視図である。図３は、本例の電子機器の本体部を示す上面図、図４は、本例の電子機器の本体部を示す側面図である。
【００１８】
［電子機器］
図１に示すように、本例の電子機器１は、ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノート型パソコン」という。）である。このノート型パソコン１は、扁平な直方体をなす本体部２と、同じく偏平な直方体をなす表示部３等を備えて構成されている。本体部２及び表示部３は、それぞれに所定の大きさを有する空間部が設けられていると共に、互いに重なり合って積層可能に構成されている。即ち、本体部２の上に表示部３が積層され、その本体部２と表示部３がヒンジ機構４によって回動可能に連結されている。
【００１９】
表示部３の内面である本体部２の上面と対向する面には、周囲にわずかな縁取りを残して開口部５が設けられている。表示部３の開口部５には、その内部に収納された表示装置である液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、表面電界ディスプレイ等の平面表示パネル６が臨まれている。
【００２０】
平面表示パネル６の内側には、図示しないが、平面表示パネル６の背面側に光を当てるバックライトや、平面表示パネル６の画面を制御する制御装置が搭載された配線基板等が必要に応じて収納されている。そして、各種の情報や画像等が平面表示パネル６に表示可能に構成されている。
【００２１】
図２に示すように、本体部２は、一面が開口され、且つ扁平な容器状に形成された筐体８と、筐体８の開口を閉じる入力板９とから構成されている。入力板９は、本体部２と表示部３を重ね合わせた際に表示部３の開口部５及び平面表示パネル６に対向する。
【００２２】
入力板９には、多数のキーからなるキー式入力部１１と、タッチ式入力部１２が設けられている。タッチ式入力部１２は、タッチタッチパネル式入力手段等によって入力操作を行う。これらのキー式入力部１１及びタッチ式入力部１２から制御信号が入力され、所定の情報処理等が行われる。
【００２３】
また、本体部２の内部には、不図示のディスクドライブと、このディスクドライブ装置やその他の装置、機器等を制御する制御装置が搭載された配線基板１３と、冷却装置１５等が収納されている。配線基板１３には、発熱部品１９であるＩＣやＣＰＵが搭載されている（図５参照）。
【００２４】
筐体８は、略四角形状に形成された主面部８ａと、この主面部８ａを囲む４つの側面部８ｂ，８ｂ，８ｂ，８ｂとを有している。図３に示すように、主面部８ａの短手方向の一側には、凹部８ｃが設けられている。そして、この凹部８ｃには、ディスクドライブ装置や制御装置等に電力を供給する図示しないバッテリー電源が配置される。また、この凹部８ｃの左右の両側部には、ヒンジ機構４を構成する本体部側ヒンジ部４ａ，４ａが配置される。
【００２５】
ヒンジ機構４は、一対の本体部側ヒンジ部４ａ，４ａと、一対の表示部側ヒンジ部４ｂ，４ｂと、ヒンジ軸４ｃとの組み合わせから構成されている。一対の表示部側ヒンジ部４ｂ，４ｂは、表示部３の後方の両側部において、筐体８に配置した一対の本体部側ヒンジ部４ａ，４ａと対応する位置に配置されている。そして、図４に示すように、ヒンジ軸４ｃは、本体部側ヒンジ部４ａと表示部側ヒンジ部４ｂとを貫通している。
【００２６】
このヒンジ機構４によって本体部２と表示部３が回動可能に連結され、本体部２に対して表示部３が上下方向へ回動可能とされたノート型パソコン１が構成されている。なお、表示部３は本体部２に対して、任意の角度位置でその傾斜した姿勢を保持できるように構成されている。
【００２７】
図２に戻って示すように、筐体８の主面部８ａには、配線基板１３や冷却装置１５を固定する固定部１６が形成されている。そして、配線基板１３や冷却装置１５は、固定ねじ等の固定方法によって筐体８の主面部８ａに固定される。また、図４に示すように、主面部８ａの長手方向の一端側に位置する側面部８ｂには、筐体側排気口１７が形成されている。
【００２８】
［冷却装置］
次に、図５〜図７を参照して本例の冷却装置の構成について説明する。
図５は、本例のノート型パソコン１の要部を示す斜視図、図６は、本例の冷却装置１５を示す分解斜視図である。
【００２９】
図５及び図６に示すように、冷却装置１５は、中空のケース２１と、ファン２２と、ヒートシンク２３と、２つの受熱部材２４ａ，２４ｂと、伝熱部材２５とから構成されている。そして、図５に示すように、冷却装置１５は、固定部材２０を介して配線基板１３に固定されている。
【００３０】
また、冷却装置１５は、受熱部材２４ａ，２４ｂが配線基板に搭載されたＩＣやＣＰＵ等の発熱部品１９に接触するように配置されている。なお、この固定部材２０は、熱伝導性に優れたアルミニウムや銅で形成されており、放熱手段としての役割も有している。
【００３１】
ケース２１は、容器状の下ケース２６と、この下ケース２６に重なり合う上ケース２７とから構成されている。このケース２１は、薄い略直方体状に形成されている。そして、このケース２１内には、ファン２２が収納される。
【００３２】
下ケース２６は、平板状の載置面部２６ａと、この載置面部２６ａの一部を除いた周囲を囲む側壁２６ｂとを有している。載置面部２６ａには、ファン２２が搭載される。このファン２２は、軸方向から空気を吸気し、接線方向から空気を排出するシロッコファンである。また、載置面部２６ａには、ファン２２が搭載される箇所を囲むようにして３つの下側吸気口２８が形成されている。そして、この下側吸気口２８から空気が吸気される。
【００３３】
側壁２６ｂは、載置面部２６ａから略垂直に連続して形成されている。この側壁２６ｂには、複数の係止部２９が設けられている。係止部２９は、側壁２６ｂから垂直方向の上方に向けて突出する突起である。
【００３４】
上ケース２７は、略平板状に形成されており、下ケース２６の載置面部２６ａと対向するようにして下ケース２６に重なり合う。また、図５に示すように、上ケース２７は、平面部２７ａと、側壁２７ｂとを有している。側壁２７ｂは、平面部２７ａの周縁の一部から略垂直に形成されている。
【００３５】
この上ケース２７の平面部２７ａには、円形の上側吸気口３１が形成されている。上側吸気口３１は、上ケース２７を下ケース２６に被せた際に下ケース２６に搭載されたファン２２の上方に位置している。また、平面部２７ａの周縁部には、複数の係止受部３２が形成されている。この係止受部３２は、上ケース２７を下ケース２６に重ね合わせた際に、下ケース２６の係止部２９と係止する。また、下ケース２６と上ケース２７を重ね合わせることにより、空気を排出する排気口３３が形成される。
【００３６】
図７は、本例の冷却装置１５を、上ケース２７を外した状態を示す正面図である。
この図７に示すように、下ケース２６の側壁２６ｂと上ケース２７の側壁２７ｂによって通風路３４が形成される。この通風路３４は、下側吸気口２８及び上側吸気口３１で吸気した空気を排気口３３に導く。また、図３に示すように、冷却装置１５は、排気口３３がノート型パソコン１の筐体８に設けた筐体側排気口１７の位置と対向するように配置される。
【００３７】
なお、本例では、ファン２２は、反時計回りに回転する。そのため、下側吸気口２８及び上側吸気口３１によって吸気された空気は、ファン２２の回転方向と同様に、側壁２６ｂ，２７ｂに沿って反時計回りに導かれる。このとき、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て左側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側が通風路３４を流れる空気の下流側となる。
【００３８】
また、ファン２２が時計回りに回転する場合では、空気は側壁２６ｂ，２７ｂに沿って時計回りに流れる。そのため、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側が流れる空気の下流側となる。
【００３９】
ヒートシンク２３は、ケース２１の排気口３３を覆うように配置される。このヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６から構成されている。このヒートシンク２３には、伝熱部材２５が取り付けられている。
【００４０】
伝熱部材２５は、パイプの中に液体又は気体を封入したヒートパイプである。この伝熱部材２５の一方の端部は、上述したようにヒートシンク２３に接続されており、他方の端部は、第１の受熱部材２４ａに接続されている。また、伝熱部材２５の中途部には、第２の受熱部材２４ｂが取り付けられている。
【００４１】
そして、伝熱部材２５は、２つの受熱部材２４ａ，２４ｂで吸収した熱をヒートシンク２３に伝熱している。この伝熱部材２５の材質としては、熱伝導性に優れた材料がよく、例えば銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４２】
なお、本例では、伝熱部材２５として２本のヒートパイプを用いた例を説明したが、これに限定されるものではなく、伝熱部材２５を構成するヒートパイプの数は、要求される冷却能力に応じて適宜設定されるものである。
【００４３】
２つの受熱部材２４ａ，２４ｂは、熱伝導性に優れた銅やアルミニウム等の材質で形成されている。第１の受熱部材２４ａには、固定部材２０に固定ねじを介して接続される固定片３０が設けられている。
【００４４】
そして、図５に示すように、第１の受熱部材２４ａは、配線基板１３を間に挟んで固定部材２０と固定ねじ等の固定方法によって固定される。このとき、第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂの一面は、配線基板１３の裏面に搭載された不図示のＣＰＵ等の発熱部品に接触する。なお、第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂと発熱部品との間に熱伝導性に優れたグリスやジェルシート等を介在させてもよい。
【００４５】
［ヒートシンク］
次に、図８及び図９を参照して、ヒートシンク２３の詳細な構成について説明する。
図８は、ヒートシンク２３を示す斜視図、図９は、放熱フィン３６を示す平面図である。
【００４６】
図８に示すように、ヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６を所定の間隔を開けて略平行に積層し、全体として略直方体状に形成されている。放熱フィン３６は、薄い板材で形成されている。図９に示すように、放熱フィン３６は、略台形状に形成されており、短手方向の上辺と下辺には、折曲部３７が設けられている。この上辺と下辺に形成された折曲部３７は、同じ方向に略垂直に折り曲げられている。
【００４７】
放熱フィン３６の材質としては、熱伝導性に優れたものが好ましく、例えば、銅やアルミニウム等を用いることができる。
【００４８】
そして、図７に示すように、ヒートシンク２３は、複数の放熱フィン３６の主面をケース２１の排気口３３から排出される空気の流れに沿う向きとなるように配置される。これにより、複数の放熱フィン３６の間から空気が排気される。また、複数の放熱フィン３６を折曲部３７で連接することで、ヒートシンク２３の上面及び下面が閉塞した面となる（図８参照）。
【００４９】
また、ヒートシンク２３の長手方向の一側に配置された複数の放熱フィン３６は、塵や埃を排出する塵埃排出用放熱フィン３６Ａとしての役割を有している。この塵埃排出用放熱フィン３６Ａにおけるファン２２から吸気された空気が吹き付けられる側には、切り欠き３８が形成されている。これにより、塵埃排出用放熱フィン３６Ａは、略コの字状に構成される。なお、切り欠き３８の大きさは、ヒートシンク２３に求める冷却能力と排出する塵や埃の量や大きさによって適宜設定されるものである。
【００５０】
そして、塵埃排出用放熱フィン３６Ａに形成された切り欠き３８によって、塵埃排出口４０が形成される。なお、切り欠き３８を形成することで、他の放熱フィン３６よりも埃や塵が通り易くなるため、ヒートシンク２３全体として、塵や埃がたまり難くなる。よって、この塵埃排出口４０が、ファン２２によって空気と共に吸気された塵や埃が通る道となる。また、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て左側に設けられている。更に、この塵埃排出口４０の大きさ、すなわち塵埃排出用放熱フィン３６Ａに形成する切り欠き３８の大きさや切り欠き３８を形成する放熱フィン３６の枚数は、ヒートシンク２３に求める冷却能力に応じて適宜設定される。
【００５１】
なお、ファン２２が時計回りに回転する場合では、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に設けられる。すなわち、塵埃排出口４０は、ケース２１内を流れる空気の流速に対応した位置に設けられる。具体的には、塵埃排出口４０は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂにおける通風路３４を沿って流れる空気の下流側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂに沿って形成される。または、複数の放熱フィン３６のうち、その間を通る空気の流速が最も速い箇所に配置された放熱フィン３６から隣り合う放熱フィン３６を所定の枚数切り欠くことで形成される。
【００５２】
そして、このような構成を有するヒートシンク２３は、溶接や接着等の固定方法によって伝熱部材２５の一方の端部に固定される。また、図４に示すように、冷却装置１５をノート型パソコン１の筐体８に搭載した際に、ヒートシンク２３は、筐体側排気口１７と対向する。
【００５３】
１−２．冷却装置の動作
次に、図５〜図１１を参照して上述した構成を有する冷却装置１５の動作について説明する。
図１０は、空気が流れる際のケース２１内の圧力を示す圧力分布図であり、図１１は、ケース２１内を流れる空気の速度を示す流速分布図である。図１０では、色が濃い箇所は、圧力が高く、色が薄い箇所は、圧力が低いことを表している。また、図１１では、色が濃い箇所は、流速が速く、色が薄い箇所は、流速が遅いことを表している。
【００５４】
冷却装置１５は、電子機器であるノート型パソコン１が駆動すると、ファン２２が回転する。なお、ファン２２の回転は、発熱部品１９の温度をフィードバックすることで、制御される。通常、発熱部品１９の温度が上昇するとファン２２の回転数が上がり、発熱部品１９の温度が下がるとファン２２の回転数は下がる。
【００５５】
まず、発熱部品１９に生じた熱は、発熱部品１９に接触している第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂに伝熱（吸収）される。第１の受熱部材２４ａ及び第２の受熱部材２４ｂに吸収された熱は、伝熱部材２５を介してヒートシンク２３に伝熱される。
【００５６】
また、ファン２２が回転すると、ケース２１の下側吸気口２８及び上側吸気口３１から空気がケース２１内に吸い込まれる。図７に示すように、ファン２２が反時計回りに回転しているため、吸い込まれた空気は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂで形成された通風路３４に沿って反時計回りに流れる。そして、通風路３４を流れた空気は、排気口３３から排気されて、ヒートシンク２３に吹き出される。
【００５７】
ヒートシンク２３に吹き付けられた空気は、複数の放熱フィン３６の間を通り、冷却装置１５の外側に排気される。そして、ヒートシンク２３に空気が吹き付けられることで、ヒートシンク２３に伝熱された熱が放熱され、発熱部品１９の放熱を行うことができる。ヒートシンク２３による冷却能力を効率良く発揮するためには、放熱フィン３６の間隔を可能な限り狭く設定することが好ましい。
【００５８】
なお、下側吸気口２８及び上側吸気口３１からは、空気だけでなく、塵や埃もケース内２１に吸入される。このケース２１に吸入された塵や埃は、ファン２２が回転することに生じる遠心力によって、ファン２２の半径方向の外側、すなわちケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂに流される。そして、塵や埃は、ケース２１の側壁２６ｂ，２７ｂに沿って空気と共に通風路３４を通り、排気口３３から排出される。
【００５９】
ここで、一般的な埃や塵の詰まり方を検討する。まず、排気口３３から排出された塵や埃は、ヒートシンク２３を形成する複数の放熱フィン３６に吹き付けられる。そして、複数の放熱フィン３６のどこか一箇所に一旦埃や塵が詰まると、その場所を基点として、塵や埃が詰まり始める。そして、最終的には、塵や埃がヒートシンク２３を構成する複数の放熱フィン３６の全面を覆ってしまい、ヒートシンク２３の冷却能力が著しく低下する。
【００６０】
また、図１０に示すケース２１内の圧力分布を見ると、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側、すなわち側壁２６ｂ，２７ｂにおける空気の下流側に位置する側壁２６ｂ，２７ｂ側の領域Ｐが最も圧力が低いことがわかる。そして、この領域Ｐでの圧力の変化が他の箇所よりも大きくなっていることがわかる。そのため、図１１に示すように、この圧力が低い領域Ｐに空気が強く吹き込まれるため、領域Ｐを流れる空気の流速が他の箇所よりも速くなる。
【００６１】
よって、ケース２１内に吸入され、側壁２６ｂ，２７ｂに沿って空気と共に通風路３４を流れた塵や埃は、領域Ｐから集中して排出されることが推測できる。そして、この領域Ｐの近傍に配置されたヒートシンク２３の放熱フィン３６がホコリ詰まりの基点となることが推測できる。ここで、ヒートシンク２３における排気口３３からケース２１内を見て右側である領域Ｐに対応する箇所に配置した塵埃排出用放熱フィン３６Ａに切り欠き３８を形成し、塵埃排出口４０を設けている。そして、切り欠き３８を設けることで、他の放熱フィンよりも塵や埃を排出し易くし、たまり難くしている。
【００６２】
すなわち、排気口３３から排気される空気のうち最も流速が速くなる箇所に対応して、ヒートシンク２３に塵埃排出口４０を設けている。これにより、最も多くの塵や埃が排出されて、ホコリ詰まりの基点となり易い箇所に塵埃排出口４０を設けることで、塵や埃が詰まる発生基点を絶つと共に効率良く塵や埃を排出することができる。その結果、ホコリ詰まりを効果的に防ぐことができる。また、放熱フィン３６の一部を切り欠くことで、ヒートシンク２３としての冷却能力を維持させることもできる。
【００６３】
なお、塵埃排出口４０を構成する塵埃排出用放熱フィン３６Ａの切り欠き３８に塵や埃が引っ掛かっても、図８に示す塵埃排出用放熱フィン３６Ａの隣りに配置された放熱フィン３６ｂの平面部が防護壁となる。すなわち、放熱フィン３６ｂの平面部が防護壁となることで、塵埃排出用放熱フィン３６Ａに引っ掛かった塵や埃が、他の放熱フィン３６側に侵入することを防ぐことができ、ホコリ詰まりの拡大を防止することができる。
【００６４】
２．第２の実施の形態例
次に、図１２を参照して本発明のヒートシンクの第２の実施の形態例について説明する。
図１２は、第２の実施の形態例にかかるヒートシンクを示す斜視図である。
【００６５】
この第２の実施の形態例にかかるヒートシンク５０が、第１の実施の形態例に係るヒートシンク２３と異なるところは、塵埃排出口の構成である。そのため、ここでは、塵埃排出口について説明し、第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００６６】
図１２に示すように、ヒートシンク５０における長手方向の一側には、塵埃排出口５１が設けられている。この塵埃排出口５１は、塵埃排出口４０は、ケース２１の排気口３３からケース２１内を見て右側に配置された放熱フィン３６を除いて構成されている。
【００６７】
その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するヒートシンク５０によっても、上述した第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００６８】
なお、第２の実施の形態例にかかるヒートシンク５０によれば、塵埃排出口５１から放熱フィン３６を除いているため、第１の実施の形態例にかかるヒートシンク２３よりもホコリ詰まりを低減することができる。
【００６９】
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態例では、電子機器としてノート型パソコンに適用した例について説明したが、これに限定されるものではない。電子機器としては、例えば、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、電子辞書、ＤＶＤプレーヤ、カーナビゲーションその他各種の電子機器に適用できるものである。
【００７０】
また、排気口から排気される空気のうち流速がもっと速くなる箇所に配置された放熱フィンの間隔を他の箇所に配置された放熱フィンの間隔よりも広げることで、塵埃排出口を形成してもよい。この塵埃排出口を構成する放熱フィンの間隔は、塵や埃の大きさよりも大きく設定される。
【００７１】
更に、上述した実施の形態例では、塵埃排出口をヒートシンクに一箇所だけ設けた例を説明したが、これに限定されるものではない。塵埃排出口は、ケース内を流れる空気の流速に応じてヒートシンクに２箇所以上設けてもよい。塵埃排出口を設ける箇所は、例えば、排気口から排気される流速が最も速い箇所と、その次に速くなる箇所に設けてもよく、あるいはケースの左右の側壁に沿って形成してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…ノート型パソコン（電子機器）、 ２…本体部、 ３…表示部、 １３…配線基板、 １５…冷却装置、 １７…筐体側排気口、 １９…発熱部品、 ２０…固定部材、 ２１…ケース、 ２２…ファン、 ２３，５０…ヒートシンク、 ２４ａ…第１の受熱部材、 ２４ｂ…第２の受熱部材、 ２５…伝熱部材、 ２６ｂ，２７ｂ…側壁、 ２８…下側吸気口（吸気口）、 ３１…上側吸気口（吸気口）、 ３３…排気口、 ３４…通風路、 ３６，３６ｂ…放熱フィン、 ３６Ａ…塵埃排出用放熱フィン、 ４０，５１…塵埃排出口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、且つ前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、
前記ケース内に収納されたファンと、
前記ケースの前記排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つ前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクと、
を備えた冷却装置。
【請求項２】
前記塵埃排出口を設ける位置は、前記ファンの回転方向によって設定される
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記塵埃排出口は、前記側壁における前記空気を導く際に下流側に位置する側壁に沿って形成される
請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち、その間を通る空気の流速が最も速い箇所に配置された放熱フィンから隣り合う放熱フィンにかけて所定の大きさで形成されている
請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンを切り欠くことで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンを除くことで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記複数の放熱フィンは、所定の間隔を開けて配置されており、
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンの間隔を他の放熱フィンの間隔よりも広げることで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項８】
基板に搭載された発熱部と、
前記発熱部を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、且つ前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、
前記ケース内に収納されたファンと、
前記ケースの前記排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つ前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクと、
前記発熱部からの熱を吸収する受熱部と、
前記受熱部が吸収した熱を前記ヒートシンクに伝達させる伝熱部と、を有する
電子機器。
【請求項９】
ファンを内蔵し、且つ空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有する冷却装置の前記排気口に配置されるヒートシンクであって、
複数の放熱フィンと、
前記冷却装置の前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に形成された塵埃排出口と、
を備えたヒートシンク。
【請求項１】
空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、且つ前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、
前記ケース内に収納されたファンと、
前記ケースの前記排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つ前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクと、
を備えた冷却装置。
【請求項２】
前記塵埃排出口を設ける位置は、前記ファンの回転方向によって設定される
請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記塵埃排出口は、前記側壁における前記空気を導く際に下流側に位置する側壁に沿って形成される
請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち、その間を通る空気の流速が最も速い箇所に配置された放熱フィンから隣り合う放熱フィンにかけて所定の大きさで形成されている
請求項１〜３のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項５】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンを切り欠くことで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項６】
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンを除くことで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項７】
前記複数の放熱フィンは、所定の間隔を開けて配置されており、
前記塵埃排出口は、前記複数の放熱フィンのうち対応する位置に配置された放熱フィンの間隔を他の放熱フィンの間隔よりも広げることで形成される
請求項１〜４のいずれかに記載の冷却装置。
【請求項８】
基板に搭載された発熱部と、
前記発熱部を冷却する冷却装置と、を備え、
前記冷却装置は、
空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、且つ前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有するケースと、
前記ケース内に収納されたファンと、
前記ケースの前記排気口に配置されると共に、複数の放熱フィンを有し、且つ前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に塵埃排出口が形成されたヒートシンクと、
前記発熱部からの熱を吸収する受熱部と、
前記受熱部が吸収した熱を前記ヒートシンクに伝達させる伝熱部と、を有する
電子機器。
【請求項９】
ファンを内蔵し、且つ空気を吸気する吸気口と、吸気した前記空気を排出する排気口と、前記空気を前記吸気口から前記排気口に導く通風路を形成する側壁と、を有する冷却装置の前記排気口に配置されるヒートシンクであって、
複数の放熱フィンと、
前記冷却装置の前記ケース内を流れる空気の流速に対応した位置に形成された塵埃排出口と、
を備えたヒートシンク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３３８４９（Ｐ２０１１−２３３８４９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０５８３５（Ｐ２０１０−１０５８３５）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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