携帯型パソコンの冷却構造
【目的】 冷却能力に優れ、かつパソコン本体とディスプレイ部との着脱性に優れる携帯型パソコンの冷却構造を提供する。
【構成】 パソコン本体１４の内部に発熱源となる演算処理装置１８が設置されるとともに、パソコン本体１４に回動機構２２を介して開閉自在なディスプレイ部１９が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、回動機構２２がパソコン本体１４とディスプレイ部１９との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構２２に演算処理装置１８が熱授受可能に連結されている。さらに、ヒートパイプ２１の一端部が回動機構２２に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプ２１の他端部がディスプレイ部１９のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられている。
【構成】 パソコン本体１４の内部に発熱源となる演算処理装置１８が設置されるとともに、パソコン本体１４に回動機構２２を介して開閉自在なディスプレイ部１９が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、回動機構２２がパソコン本体１４とディスプレイ部１９との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構２２に演算処理装置１８が熱授受可能に連結されている。さらに、ヒートパイプ２１の一端部が回動機構２２に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプ２１の他端部がディスプレイ部１９のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、携帯型パソコンに備えられた演算処理装置を、作動流体の潜熱として熱輸送するヒートパイプを利用して冷却する携帯型パソコンの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】昨今、ノートブックタイプやサブノートブックタイプのいわゆる携帯型パソコンの普及が著しい。この種のパソコンでは、携帯性を主要目的としているから、小型化・軽量化が強く望まれており、したがって当然、パソコンの内部空間において冷却素子が占有し得るスペースも極めて限定されている。また一方で、多機能化や速度処理の向上に伴って演算処理装置の出力増加が年々進められている。そこで従来では、熱輸送力に優れるヒートパイプが冷却素子として着目されている。
【０００３】図４に、従来の携帯型パソコンの冷却装置の一例を示してある。この図において、パソコン本体１はプラスチックパネルあるいは金属パネル等からなる比較的厚みの薄い中空矩形容器からなり、ＪＩＳ（日本工業規格）でのＡ４サイズ程度の大きさを成している。このパソコン本体１の上面には、キーボード部２およびディスプレイ部３が備えられている。これらのキーボード部２とディスプレイ部３とは、それぞれパソコン本体１側に形成された回動軸４を中心として所定の範囲内で自在に回動するよう構成され、いわゆる開閉部材となっている。すなわち、キーボード部２およびディスプレイ部３をパソコン本体１からそれぞれ上方に起き上がらせたり、あるいはその状態からパソコン本体１側に倒したりできる構成になっている。
【０００４】ディスプレイ部３は、片面側に液晶画面５０を備えた略平板状の中空容器からなり、その内面には電磁シールド板としてのアルミ薄板５が装着されている。また、キーボード部２の裏面側（パソコン本体１側）にも、上記と同様のアルミ薄板５が装着されている。このアルミ薄板５は、通常、ノートブック型のパソコンに標準装備されている。パソコン本体１の二分割された内部空間のうち、前方側の空間（図４の（Ａ）においてキーボード部２側）には、着脱式のハードディスクドライブ６、フロッピーディスクドライブ、バッテリー（共に図示せず）等が収納されている。ここで、前述したキーボード部２のパソコン本体１に対する起立・傾倒動作（開閉動作）は、ここに示したハードディスクドライブ６やバッテリー等の交換の際などに行われる。
【０００５】他方、パソコン本体１の後方側の空間の底部には、第一ヒートパイプ７の一端部がアルミブロック８に挿着された状態で配設されている。また、このアルミブロック８は、適宜の手段によってパソコン本体１に固着されている。そして、そのアルミブロック８上面部にはＣＰＵ９が取り付けられており、さらにそのＣＰＵ９の上方には、複数枚のプリント基板１０が設置されている。
【０００６】前記各第一ヒートパイプ７の他端部は、アルミブロック８側に配設された端部に対して図４の（Ｂ）での上下方向に向けてほぼ直角に折曲げられ、さらにディスプレイ部３側の回動軸４の中心軸線と同一軸線上に延ばされている。また、その端部は、第二ヒートパイプ１２の二重管構造の端部に回動可能に嵌合している。したがって、第一ヒートパイプ７と第二ヒートパイプ１２との接続部１３が、回動軸４の中心軸線と同一軸線上に形成されている。また第二ヒートパイプ１２の他端部は、ディスプレイ部側３のアルミ薄板５の裏面に熱授受可能に密着した状態で配設されている。すなわち、ディスプレイ部３の内部空間に第二ヒートパイプ１２の端部が配設されている。
【０００７】したがって、パソコンの使用に伴ってＣＰＵ９で熱が発生すると、その熱はアルミブロック８を介して各第一ヒートパイプ７の一端部に伝達されて、ヒートパイプ動作が自動的に開始される。すなわち、ＣＰＵ９の熱によって作動流体が蒸発して蒸気となり、これがコンテナの他端部に向けて流動する。前述のように各第一ヒートパイプ７の先端部は、第二ヒートパイプ１２によって外周を覆われているから、ＣＰＵ９の熱が第一ヒートパイプ７から第二ヒートパイプ１２に伝達される。すると、第二ヒートパイプ１２が動作を開始する。なお、放熱して液化した各第一ヒートパイプ７の作動流体は、重力によって蒸発部側まで還流する。
【０００８】他方、第二ヒートパイプ１２内で生じた作動流体の蒸気は、アルミ薄板１３側に配設された端部に向けて流動し、そこで熱を奪われて凝縮する。このように、パソコン本体１の内部に生じた熱が、第一ヒートパイプ７および第二ヒートパイプ１２を経由してディスプレイ部３の内部に放出され、その結果、ＣＰＵ９が冷却される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、この種のパソコンでは、多機能化や処理速度の向上等に伴ってＣＰＵ出力の増大化が年々進められているから、当然、冷却能力の向上も強く要望されている。
【００１０】しかしながら、上記従来の冷却装置では、ディスプレイ部３の内部に設けられたアルミ薄板１３が第二ヒートパイプ１２の直接のヒートシンクとして利用されているが、アルミ薄板１３から放出された熱をディスプレイ部３の外部に放出するには、ディスプレイ部３を構成するケース自体やその内部の空気を媒介することになるため、熱抵抗が大きくならざるを得ない。そのため、上記の冷却装置では、特にパソコンが長時間連続して使用される場合などに、ＣＰＵ９を充分に冷却し得ないおそれがあった。
【００１１】ところで、パソコンの機能をグレードアップさせる手段の一例として、ディスプレイ部３の交換が知られている。その際には、当然、ディスプレイ部３とパソコン本体１とが互いに分離される。前述のとおり、上記の冷却装置では、第一ヒートパイプ７の端部が、第二ヒートパイプ１２の二重管構造の端部に嵌合され、それらの接続部１３は回動軸４の中心軸線と同一軸線上に形成されている。したがって、例えばパソコン本体１からディスプレイ部３を取り外す場合には、まず、アルミブロック８をパソコン本体１から取り外した後に、第一ヒートパイプ７の端部をアルミブロック８から抜き取り、つぎに互いに嵌合された第一ヒートパイプ７の端部を第二ヒートパイプ１２から取り外して両者を分離させることになる。このように、上記の冷却装置ではディスプレイ部３とパソコン本体１との着脱の際に面倒な作業を余儀なくされ、着脱性に劣る問題があった。
【００１２】この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、冷却能力に優れ、かつパソコン本体とディスプレイ部との着脱性が良好な携帯型パソコンの冷却構造を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を達成するために、パソコン本体の内部に発熱源となる演算処理装置が設置されるとともに、前記パソコン本体に回動機構を介して開閉自在なディスプレイ部が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、前記回動機構が前記パソコン本体と前記ディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に前記演算処理装置が熱授受可能に連結され、さらに、ヒートパイプの一端部が前記回動機構に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプの他端部が前記ディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】この発明においても、ディスプレイ部は回動機構によりパソコン本体に対して開閉自在となっているが、特にこの発明では、回動機構がパソコン本体もしくはディスプレイ部の少なくとも一方と着脱自在であるから、パソコン本体とディスプレイ部とを容易に分離できる。その場合、回動機構がパソコン本体に対して着脱自在であれば、ディスプレイ部のヒートパイプは回動機構に連結したままとすることができ、着脱性が阻害されない。
【００１５】また一方、パソコン本体の使用に伴って演算処理装置から熱が発生すると、その熱は回動機構を介してヒートパイプの一端部に伝達される。したがって、ヒートパイプのうち回動機構側に配設された端部がディスプレイ部側に配設された端部に対して高温となり、演算処理装置を熱源としたヒートパイプ動作が開始される。
【００１６】すなわち、作動流体蒸気がヒートパイプのコンテナ内を回動機構側の端部からディスプレイ部側の端部に向けて流動し、そこで熱を奪われて凝縮する。このようにヒートパイプの凝縮部となる端部が、ディスプレイ部のうちの外面に露出した部材に一体に取り付けられているから、ヒートパイプから放出される熱が、ディスプレイ部の外部雰囲気に効率よく放出される。したがって、演算処理装置が効率よく冷却される。なお、液化した作動流体は、ヒートパイプのうち蒸発部となる回動機構側の端部に還流し、演算処理装置の熱によって再度加熱される。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を実施例を参照して説明する。図１ないし図３は、この発明の冷却構造に係るノートブック（サブノートブック）型パソコンを示す概略図である。図１においてパソコン本体１４は、例えばプラスチックパネルあるいはマグネシウム合金等の金属パネルによって形成された比較的厚みの薄い矩形容器からなり、ＪＩＳでのＡ５〜Ａ４サイズ程度の大きさを成している。
【００１８】パソコン本体１４の上面部には、キーボード部１５が嵌め込みなどの手段によって取り付けられている。また、このキーボード部１５は、パソコン本体１４側に設けた回動軸を中心にパソコン本体１４に対して起立・傾倒するように構成することもできる。キーボード部１５の裏面側、すなわちパソコン本体１４の内部空間側の面には、電磁シールド板１６が適宜の手段で取り付けられている。この電磁シールド板１６は例えばアルミ薄板からなるものであって、通常、ノートブック型のパソコンには標準装備されているものであるが、ここでは後述する取り付けベース部３０を兼用している。
【００１９】そして、電磁シールド板１６の裏面部には、メインボード（プリント基板）１７の上面部に取り付けられたＣＰＵ１８が熱授受可能に密接している。なお、パソコン本体１４の内部空間でのその他のスペースには、着脱式のハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、バッテリー、増設メモリ等（それぞれ図示せず）が設けられている。
【００２０】前記電磁シールド板１６の一側縁部は、図２R>２での右側のパソコン本体１４の壁板と同一面に揃えてほぼ直角下方に折り曲げられ、ここに取り付けベース部３０が形成されている。なお、その部分のパソコン本体１４の壁板は予め一部を切り欠いた形状となっている。また、電磁シールド板１６の取り付けベース部３０には、その幅方向に所定の間隔をあけて複数の貫通孔が形成されており、特にパソコン本体１４の内側面には、各貫通孔の位置に対応して金属製のナット２０が溶接等の手段で取り付けられている。
【００２１】さらに、この取り付けベース部３０のうちパソコン本体１４の外側を向く面には、パイプ保持具２２が取り付けられている。このパイプ保持具２２は、例えば略矩形平板状のアルミブロックからなり、ヒートパイプ２１のコンテナの断面形状に倣った略円形の挟持部と、その下側に繋がる導通用のスリット部とが、その幅方向に亘って形成されている。その挟持部にヒートパイプ２１の中間部が挿入されて、回動自在に挟持されている。なお、パイプ保持具２２のうちヒートパイプ２１が摺動する挟持部には、湿潤アルマイト加工が施されている。またはこれに替えて、適当なサーマルジョイントを塗布してもよい。
【００２２】そして、図３での右側の面からパイプ保持具２２にボルト２４を貫通させてナット２０と締結することによって、パイプ保持具２２と電磁シールド板１６とが強固に取り付けられ、かつヒートパイプ２１の直管状部分の外周部を回転可能に挟持するようになっている。なお、ヒートパイプ２１としては、例えば外径が４ｍｍ程度で、かつ硬質クロムメッキされた銅製のコンテナに純水を作動流体として封入したものを採用できる。
【００２３】ディスプレイ部１９は、液晶パネルからなる画面２３を片面に備えた略平板形状のものであり、特に画面２３の縁部に沿って外壁面が窪んだ形状となっている。そして、ヒートパイプ２１の先端部（上端部）側が、その窪み部分に倣うように嵌め込まれて配設され、また適宜の手段によってディスプレイ部１９に一体に固着されている。すなわち、ディスプレイ部１９の外面側にヒートパイプ２１が露出した状態で、両者がユニット化されている。なお、ヒートパイプ２１は、ディスプレイ部１９の内壁面に直接沿わせて装着してもよい。また、ヒートパイプ２１のうちパイプ保持具２２側の端部は、ディスプレイ部１９の下縁部に設けられた２個の係止部を貫通している。
【００２４】したがって、ヒートパイプ２１のパイプ保持具２２に挟持された部分を回動軸としてディスプレイ部１９をキーボード部１５の上に覆い被せるように傾倒させたり、その状態から起立させたりできるようになっている。なお、上記のように電磁シールド板１６およびパイプ保持具２２がアルミから形成され、またボルト２４とナット２０も金属製であるから、パイプ保持具２２とＣＰＵ１８とが熱授受可能となっており、パイプ保持具２２とヒートパイプ２１とが熱授受可能になっている。
【００２５】ここで、ヒートパイプ２１は、両端が閉じられた金属パイプ等の容器の内部に、真空脱気した状態で水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として封入したものであり、温度差が生じることにより動作し、高温部で蒸発した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送を行う。そして、その見掛上の熱伝導率は、銅やアルミ等の金属と比較して数十倍ないし数百倍程度優れている。
【００２６】したがって、上記のように構成されたノートブック型パソコンにおいてパソコン本体１４からディスプレイ部２０を取り外す場合、ドライバなどの工具を用いて各ボルト２４を緩めかつパイプ保持具２２からを抜き取ればよい。すなわち、ディスプレイ部１９とヒートパイプ２１とパイプ保持具２２とはいわゆるユニット化されており、これに対して電磁シールド板１６はパソコン本体１４に一体となっているから、パイプ保持具２２と電磁シールド板１６とを分離させることによって、パソコン本体１４からディスプレイ部１９が取り外される。また当然、パイプ保持具２２を介して各ボルト２４と各ナット２０とを締結すれば、パソコン本体１４にディスプレイ部１９を取り付けることができる。
【００２７】つぎに、ＣＰＵ１８の冷却についてその作用を説明すると、上記したノートブック型パソコンにおいても使用に伴ってＣＰＵ１８から熱が生じる。なお、その際にはディスプレイ部１９は、通常、パソコン本体１４から起立した状態になっている。ＣＰＵ１８から放出された熱は、電磁シールド板１６に伝達され、さらにナット２０およびボルト２４と共にパイプ保持具２２に伝達される。そして、その熱は、さらにパイプ保持具２２からヒートパイプ２１の一端部に伝達される。この時点でヒートパイプ２１の両端部において温度差が生じ、自動的にその動作が開始される。
【００２８】すなわち、コンテナ内部のうちパイプ保持具２２に挟持された箇所において液相の作動流体が加熱されて蒸発し、その蒸気はヒートパイプ２１のうちディスプレイ部１９に配設された端部に向けて流動する。上記の通り、ディスプレイ部１９が起立状態にあるから、ヒートパイプ２１としては凝縮部に対して蒸発部が下方に位置したボトムヒートモードで動作する。前記作動流体蒸気は、ヒートパイプ２１のディスプレイ部１９に配設された端部において外気に熱を奪われて凝縮する。
【００２９】上記のように、この端部はディスプレイ部１９の外壁面に沿わされているから、ヒートパイプ２１から放出される熱の大半はそのまま外気中に放散され、またその他の熱はディスプレイ部１９の外壁面に伝えられる。そして、このヒートシンクとして作用する外壁面が比較的広い面積であることや外気と直接接していることなどから、ディスプレイ部１９の内部に熱が籠らず、したがって、ＣＰＵ１８が効率よく冷却される。なお、放熱して液化した作動流体は、ヒートパイプ２１のうち重力によってパイプ保持具２２側に配設された端部に向けて速やかに還流し、電磁シールド板１６や保持具を介して伝達されるＣＰＵ１８の熱により再度加熱される。
【００３０】このように、ヒートパイプ２１の凝縮部側がディスプレイ部１９の外部に露出しているので、作動流体の循環が活発に行われるばかりか、放出熱がディスプレイ部１９内に籠りにくくなり、その結果、ＣＰＵ１８を効率よく冷却することができる。また、常設される電磁シールド板１６の一部を取り付けベース部３０として加工したので、小型・軽量化に則した構成とすることができる。
【００３１】また、パイプ保持具２２と取り付けベース部３０との着脱がボルト２４とナット２０とを締結することにより行うことができ、特に、ボルト２４の頭部側がパソコン本体１４の外側に向けられているから、ディスプレイ部１９とパソコン本体１４との取り付け・取り外しを容易に行うことができる。またこれによって、パソコン機能のグレードアップが容易になる。
【００３２】なお、上記の実施例では、電磁シールド板１６と取り付けベース部３０とを兼用した構成としたが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要はパソコンが通常使用し得る状態で、パイプ保持具２２とＣＰＵ１８とが熱授受可能となっていればよく、したがって、例えば取り付けベース部３０はアルミブロックなどからなる電磁シールド板１６と別構成ものでもよく、あるいはＣＰＵ１８のケースにパイプ保持具２２を直接取り付ける構成であってもよい。また、上記実施例では、パイプ保持具２２をパソコン本体１４側と着脱させる構成としたが、特許請求の範囲に示す通り、このパイプ保持具２２をパソコン本体１４側に固着して、ディスプレイ部１９と取り付け・取り外しする構成としてもよい。さらに、ヒートパイプ２１自体を回動軸としたが、これに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発明によれば、回動機構がパソコン本体とディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に演算処理装置が熱授受可能に連結されている。また、回動機構にはヒートパイプの一端部が熱授受可能に配設され、その他端部がディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられているから、従来の冷却構造と比べて演算処理装置に対する冷却能力を向上させることができる。しかも、パソコン本体とディスプレイ部との着脱性が良好になり、ひいてはパソコン自体の機能グレードアップを容易に行うことができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るノートブック型パソコンを一部切り欠いて示す概略図である。
【図２】パソコン本体と電磁シールド板とパイプ保持具との配置関係を示す斜視図である。
【図３】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】従来技術を示す概略図である。
【符号の説明】
１４…パソコン本体、 １８…ＣＰＵ、 １９…ディスプレイ部、 ２１…ヒートパイプ、 ２２…パイプ保持具。
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、携帯型パソコンに備えられた演算処理装置を、作動流体の潜熱として熱輸送するヒートパイプを利用して冷却する携帯型パソコンの冷却構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】昨今、ノートブックタイプやサブノートブックタイプのいわゆる携帯型パソコンの普及が著しい。この種のパソコンでは、携帯性を主要目的としているから、小型化・軽量化が強く望まれており、したがって当然、パソコンの内部空間において冷却素子が占有し得るスペースも極めて限定されている。また一方で、多機能化や速度処理の向上に伴って演算処理装置の出力増加が年々進められている。そこで従来では、熱輸送力に優れるヒートパイプが冷却素子として着目されている。
【０００３】図４に、従来の携帯型パソコンの冷却装置の一例を示してある。この図において、パソコン本体１はプラスチックパネルあるいは金属パネル等からなる比較的厚みの薄い中空矩形容器からなり、ＪＩＳ（日本工業規格）でのＡ４サイズ程度の大きさを成している。このパソコン本体１の上面には、キーボード部２およびディスプレイ部３が備えられている。これらのキーボード部２とディスプレイ部３とは、それぞれパソコン本体１側に形成された回動軸４を中心として所定の範囲内で自在に回動するよう構成され、いわゆる開閉部材となっている。すなわち、キーボード部２およびディスプレイ部３をパソコン本体１からそれぞれ上方に起き上がらせたり、あるいはその状態からパソコン本体１側に倒したりできる構成になっている。
【０００４】ディスプレイ部３は、片面側に液晶画面５０を備えた略平板状の中空容器からなり、その内面には電磁シールド板としてのアルミ薄板５が装着されている。また、キーボード部２の裏面側（パソコン本体１側）にも、上記と同様のアルミ薄板５が装着されている。このアルミ薄板５は、通常、ノートブック型のパソコンに標準装備されている。パソコン本体１の二分割された内部空間のうち、前方側の空間（図４の（Ａ）においてキーボード部２側）には、着脱式のハードディスクドライブ６、フロッピーディスクドライブ、バッテリー（共に図示せず）等が収納されている。ここで、前述したキーボード部２のパソコン本体１に対する起立・傾倒動作（開閉動作）は、ここに示したハードディスクドライブ６やバッテリー等の交換の際などに行われる。
【０００５】他方、パソコン本体１の後方側の空間の底部には、第一ヒートパイプ７の一端部がアルミブロック８に挿着された状態で配設されている。また、このアルミブロック８は、適宜の手段によってパソコン本体１に固着されている。そして、そのアルミブロック８上面部にはＣＰＵ９が取り付けられており、さらにそのＣＰＵ９の上方には、複数枚のプリント基板１０が設置されている。
【０００６】前記各第一ヒートパイプ７の他端部は、アルミブロック８側に配設された端部に対して図４の（Ｂ）での上下方向に向けてほぼ直角に折曲げられ、さらにディスプレイ部３側の回動軸４の中心軸線と同一軸線上に延ばされている。また、その端部は、第二ヒートパイプ１２の二重管構造の端部に回動可能に嵌合している。したがって、第一ヒートパイプ７と第二ヒートパイプ１２との接続部１３が、回動軸４の中心軸線と同一軸線上に形成されている。また第二ヒートパイプ１２の他端部は、ディスプレイ部側３のアルミ薄板５の裏面に熱授受可能に密着した状態で配設されている。すなわち、ディスプレイ部３の内部空間に第二ヒートパイプ１２の端部が配設されている。
【０００７】したがって、パソコンの使用に伴ってＣＰＵ９で熱が発生すると、その熱はアルミブロック８を介して各第一ヒートパイプ７の一端部に伝達されて、ヒートパイプ動作が自動的に開始される。すなわち、ＣＰＵ９の熱によって作動流体が蒸発して蒸気となり、これがコンテナの他端部に向けて流動する。前述のように各第一ヒートパイプ７の先端部は、第二ヒートパイプ１２によって外周を覆われているから、ＣＰＵ９の熱が第一ヒートパイプ７から第二ヒートパイプ１２に伝達される。すると、第二ヒートパイプ１２が動作を開始する。なお、放熱して液化した各第一ヒートパイプ７の作動流体は、重力によって蒸発部側まで還流する。
【０００８】他方、第二ヒートパイプ１２内で生じた作動流体の蒸気は、アルミ薄板１３側に配設された端部に向けて流動し、そこで熱を奪われて凝縮する。このように、パソコン本体１の内部に生じた熱が、第一ヒートパイプ７および第二ヒートパイプ１２を経由してディスプレイ部３の内部に放出され、その結果、ＣＰＵ９が冷却される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、この種のパソコンでは、多機能化や処理速度の向上等に伴ってＣＰＵ出力の増大化が年々進められているから、当然、冷却能力の向上も強く要望されている。
【００１０】しかしながら、上記従来の冷却装置では、ディスプレイ部３の内部に設けられたアルミ薄板１３が第二ヒートパイプ１２の直接のヒートシンクとして利用されているが、アルミ薄板１３から放出された熱をディスプレイ部３の外部に放出するには、ディスプレイ部３を構成するケース自体やその内部の空気を媒介することになるため、熱抵抗が大きくならざるを得ない。そのため、上記の冷却装置では、特にパソコンが長時間連続して使用される場合などに、ＣＰＵ９を充分に冷却し得ないおそれがあった。
【００１１】ところで、パソコンの機能をグレードアップさせる手段の一例として、ディスプレイ部３の交換が知られている。その際には、当然、ディスプレイ部３とパソコン本体１とが互いに分離される。前述のとおり、上記の冷却装置では、第一ヒートパイプ７の端部が、第二ヒートパイプ１２の二重管構造の端部に嵌合され、それらの接続部１３は回動軸４の中心軸線と同一軸線上に形成されている。したがって、例えばパソコン本体１からディスプレイ部３を取り外す場合には、まず、アルミブロック８をパソコン本体１から取り外した後に、第一ヒートパイプ７の端部をアルミブロック８から抜き取り、つぎに互いに嵌合された第一ヒートパイプ７の端部を第二ヒートパイプ１２から取り外して両者を分離させることになる。このように、上記の冷却装置ではディスプレイ部３とパソコン本体１との着脱の際に面倒な作業を余儀なくされ、着脱性に劣る問題があった。
【００１２】この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、冷却能力に優れ、かつパソコン本体とディスプレイ部との着脱性が良好な携帯型パソコンの冷却構造を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を達成するために、パソコン本体の内部に発熱源となる演算処理装置が設置されるとともに、前記パソコン本体に回動機構を介して開閉自在なディスプレイ部が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、前記回動機構が前記パソコン本体と前記ディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に前記演算処理装置が熱授受可能に連結され、さらに、ヒートパイプの一端部が前記回動機構に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプの他端部が前記ディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】この発明においても、ディスプレイ部は回動機構によりパソコン本体に対して開閉自在となっているが、特にこの発明では、回動機構がパソコン本体もしくはディスプレイ部の少なくとも一方と着脱自在であるから、パソコン本体とディスプレイ部とを容易に分離できる。その場合、回動機構がパソコン本体に対して着脱自在であれば、ディスプレイ部のヒートパイプは回動機構に連結したままとすることができ、着脱性が阻害されない。
【００１５】また一方、パソコン本体の使用に伴って演算処理装置から熱が発生すると、その熱は回動機構を介してヒートパイプの一端部に伝達される。したがって、ヒートパイプのうち回動機構側に配設された端部がディスプレイ部側に配設された端部に対して高温となり、演算処理装置を熱源としたヒートパイプ動作が開始される。
【００１６】すなわち、作動流体蒸気がヒートパイプのコンテナ内を回動機構側の端部からディスプレイ部側の端部に向けて流動し、そこで熱を奪われて凝縮する。このようにヒートパイプの凝縮部となる端部が、ディスプレイ部のうちの外面に露出した部材に一体に取り付けられているから、ヒートパイプから放出される熱が、ディスプレイ部の外部雰囲気に効率よく放出される。したがって、演算処理装置が効率よく冷却される。なお、液化した作動流体は、ヒートパイプのうち蒸発部となる回動機構側の端部に還流し、演算処理装置の熱によって再度加熱される。
【００１７】
【実施例】以下、この発明を実施例を参照して説明する。図１ないし図３は、この発明の冷却構造に係るノートブック（サブノートブック）型パソコンを示す概略図である。図１においてパソコン本体１４は、例えばプラスチックパネルあるいはマグネシウム合金等の金属パネルによって形成された比較的厚みの薄い矩形容器からなり、ＪＩＳでのＡ５〜Ａ４サイズ程度の大きさを成している。
【００１８】パソコン本体１４の上面部には、キーボード部１５が嵌め込みなどの手段によって取り付けられている。また、このキーボード部１５は、パソコン本体１４側に設けた回動軸を中心にパソコン本体１４に対して起立・傾倒するように構成することもできる。キーボード部１５の裏面側、すなわちパソコン本体１４の内部空間側の面には、電磁シールド板１６が適宜の手段で取り付けられている。この電磁シールド板１６は例えばアルミ薄板からなるものであって、通常、ノートブック型のパソコンには標準装備されているものであるが、ここでは後述する取り付けベース部３０を兼用している。
【００１９】そして、電磁シールド板１６の裏面部には、メインボード（プリント基板）１７の上面部に取り付けられたＣＰＵ１８が熱授受可能に密接している。なお、パソコン本体１４の内部空間でのその他のスペースには、着脱式のハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、バッテリー、増設メモリ等（それぞれ図示せず）が設けられている。
【００２０】前記電磁シールド板１６の一側縁部は、図２R>２での右側のパソコン本体１４の壁板と同一面に揃えてほぼ直角下方に折り曲げられ、ここに取り付けベース部３０が形成されている。なお、その部分のパソコン本体１４の壁板は予め一部を切り欠いた形状となっている。また、電磁シールド板１６の取り付けベース部３０には、その幅方向に所定の間隔をあけて複数の貫通孔が形成されており、特にパソコン本体１４の内側面には、各貫通孔の位置に対応して金属製のナット２０が溶接等の手段で取り付けられている。
【００２１】さらに、この取り付けベース部３０のうちパソコン本体１４の外側を向く面には、パイプ保持具２２が取り付けられている。このパイプ保持具２２は、例えば略矩形平板状のアルミブロックからなり、ヒートパイプ２１のコンテナの断面形状に倣った略円形の挟持部と、その下側に繋がる導通用のスリット部とが、その幅方向に亘って形成されている。その挟持部にヒートパイプ２１の中間部が挿入されて、回動自在に挟持されている。なお、パイプ保持具２２のうちヒートパイプ２１が摺動する挟持部には、湿潤アルマイト加工が施されている。またはこれに替えて、適当なサーマルジョイントを塗布してもよい。
【００２２】そして、図３での右側の面からパイプ保持具２２にボルト２４を貫通させてナット２０と締結することによって、パイプ保持具２２と電磁シールド板１６とが強固に取り付けられ、かつヒートパイプ２１の直管状部分の外周部を回転可能に挟持するようになっている。なお、ヒートパイプ２１としては、例えば外径が４ｍｍ程度で、かつ硬質クロムメッキされた銅製のコンテナに純水を作動流体として封入したものを採用できる。
【００２３】ディスプレイ部１９は、液晶パネルからなる画面２３を片面に備えた略平板形状のものであり、特に画面２３の縁部に沿って外壁面が窪んだ形状となっている。そして、ヒートパイプ２１の先端部（上端部）側が、その窪み部分に倣うように嵌め込まれて配設され、また適宜の手段によってディスプレイ部１９に一体に固着されている。すなわち、ディスプレイ部１９の外面側にヒートパイプ２１が露出した状態で、両者がユニット化されている。なお、ヒートパイプ２１は、ディスプレイ部１９の内壁面に直接沿わせて装着してもよい。また、ヒートパイプ２１のうちパイプ保持具２２側の端部は、ディスプレイ部１９の下縁部に設けられた２個の係止部を貫通している。
【００２４】したがって、ヒートパイプ２１のパイプ保持具２２に挟持された部分を回動軸としてディスプレイ部１９をキーボード部１５の上に覆い被せるように傾倒させたり、その状態から起立させたりできるようになっている。なお、上記のように電磁シールド板１６およびパイプ保持具２２がアルミから形成され、またボルト２４とナット２０も金属製であるから、パイプ保持具２２とＣＰＵ１８とが熱授受可能となっており、パイプ保持具２２とヒートパイプ２１とが熱授受可能になっている。
【００２５】ここで、ヒートパイプ２１は、両端が閉じられた金属パイプ等の容器の内部に、真空脱気した状態で水やアルコールなどの凝縮性の流体を作動流体として封入したものであり、温度差が生じることにより動作し、高温部で蒸発した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送を行う。そして、その見掛上の熱伝導率は、銅やアルミ等の金属と比較して数十倍ないし数百倍程度優れている。
【００２６】したがって、上記のように構成されたノートブック型パソコンにおいてパソコン本体１４からディスプレイ部２０を取り外す場合、ドライバなどの工具を用いて各ボルト２４を緩めかつパイプ保持具２２からを抜き取ればよい。すなわち、ディスプレイ部１９とヒートパイプ２１とパイプ保持具２２とはいわゆるユニット化されており、これに対して電磁シールド板１６はパソコン本体１４に一体となっているから、パイプ保持具２２と電磁シールド板１６とを分離させることによって、パソコン本体１４からディスプレイ部１９が取り外される。また当然、パイプ保持具２２を介して各ボルト２４と各ナット２０とを締結すれば、パソコン本体１４にディスプレイ部１９を取り付けることができる。
【００２７】つぎに、ＣＰＵ１８の冷却についてその作用を説明すると、上記したノートブック型パソコンにおいても使用に伴ってＣＰＵ１８から熱が生じる。なお、その際にはディスプレイ部１９は、通常、パソコン本体１４から起立した状態になっている。ＣＰＵ１８から放出された熱は、電磁シールド板１６に伝達され、さらにナット２０およびボルト２４と共にパイプ保持具２２に伝達される。そして、その熱は、さらにパイプ保持具２２からヒートパイプ２１の一端部に伝達される。この時点でヒートパイプ２１の両端部において温度差が生じ、自動的にその動作が開始される。
【００２８】すなわち、コンテナ内部のうちパイプ保持具２２に挟持された箇所において液相の作動流体が加熱されて蒸発し、その蒸気はヒートパイプ２１のうちディスプレイ部１９に配設された端部に向けて流動する。上記の通り、ディスプレイ部１９が起立状態にあるから、ヒートパイプ２１としては凝縮部に対して蒸発部が下方に位置したボトムヒートモードで動作する。前記作動流体蒸気は、ヒートパイプ２１のディスプレイ部１９に配設された端部において外気に熱を奪われて凝縮する。
【００２９】上記のように、この端部はディスプレイ部１９の外壁面に沿わされているから、ヒートパイプ２１から放出される熱の大半はそのまま外気中に放散され、またその他の熱はディスプレイ部１９の外壁面に伝えられる。そして、このヒートシンクとして作用する外壁面が比較的広い面積であることや外気と直接接していることなどから、ディスプレイ部１９の内部に熱が籠らず、したがって、ＣＰＵ１８が効率よく冷却される。なお、放熱して液化した作動流体は、ヒートパイプ２１のうち重力によってパイプ保持具２２側に配設された端部に向けて速やかに還流し、電磁シールド板１６や保持具を介して伝達されるＣＰＵ１８の熱により再度加熱される。
【００３０】このように、ヒートパイプ２１の凝縮部側がディスプレイ部１９の外部に露出しているので、作動流体の循環が活発に行われるばかりか、放出熱がディスプレイ部１９内に籠りにくくなり、その結果、ＣＰＵ１８を効率よく冷却することができる。また、常設される電磁シールド板１６の一部を取り付けベース部３０として加工したので、小型・軽量化に則した構成とすることができる。
【００３１】また、パイプ保持具２２と取り付けベース部３０との着脱がボルト２４とナット２０とを締結することにより行うことができ、特に、ボルト２４の頭部側がパソコン本体１４の外側に向けられているから、ディスプレイ部１９とパソコン本体１４との取り付け・取り外しを容易に行うことができる。またこれによって、パソコン機能のグレードアップが容易になる。
【００３２】なお、上記の実施例では、電磁シールド板１６と取り付けベース部３０とを兼用した構成としたが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要はパソコンが通常使用し得る状態で、パイプ保持具２２とＣＰＵ１８とが熱授受可能となっていればよく、したがって、例えば取り付けベース部３０はアルミブロックなどからなる電磁シールド板１６と別構成ものでもよく、あるいはＣＰＵ１８のケースにパイプ保持具２２を直接取り付ける構成であってもよい。また、上記実施例では、パイプ保持具２２をパソコン本体１４側と着脱させる構成としたが、特許請求の範囲に示す通り、このパイプ保持具２２をパソコン本体１４側に固着して、ディスプレイ部１９と取り付け・取り外しする構成としてもよい。さらに、ヒートパイプ２１自体を回動軸としたが、これに限定されるものではない。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発明によれば、回動機構がパソコン本体とディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に演算処理装置が熱授受可能に連結されている。また、回動機構にはヒートパイプの一端部が熱授受可能に配設され、その他端部がディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられているから、従来の冷却構造と比べて演算処理装置に対する冷却能力を向上させることができる。しかも、パソコン本体とディスプレイ部との着脱性が良好になり、ひいてはパソコン自体の機能グレードアップを容易に行うことができるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るノートブック型パソコンを一部切り欠いて示す概略図である。
【図２】パソコン本体と電磁シールド板とパイプ保持具との配置関係を示す斜視図である。
【図３】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】従来技術を示す概略図である。
【符号の説明】
１４…パソコン本体、 １８…ＣＰＵ、 １９…ディスプレイ部、 ２１…ヒートパイプ、 ２２…パイプ保持具。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 パソコン本体の内部に発熱源となる演算処理装置が設置されるとともに、前記パソコン本体に回動機構を介して開閉自在なディスプレイ部が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、前記回動機構が前記パソコン本体と前記ディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に前記演算処理装置が熱授受可能に連結され、さらに、ヒートパイプの一端部が前記回動機構に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプの他端部が前記ディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられていることを特徴とする携帯型パソコンの冷却構造。
【請求項１】 パソコン本体の内部に発熱源となる演算処理装置が設置されるとともに、前記パソコン本体に回動機構を介して開閉自在なディスプレイ部が備えられた構成の携帯型パソコンの冷却構造において、前記回動機構が前記パソコン本体と前記ディスプレイ部との少なくとも一方に着脱自在に取り付けられ、かつその回動機構に前記演算処理装置が熱授受可能に連結され、さらに、ヒートパイプの一端部が前記回動機構に熱授受可能に配設されるとともに、そのヒートパイプの他端部が前記ディスプレイ部のうち外面に露出した部材に一体に取り付けられていることを特徴とする携帯型パソコンの冷却構造。
【図３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図１】
【図２】
【図４】
【公開番号】特開平９−１６２８９
【公開日】平成９年（１９９７）１月１７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−１８８６９４
【出願日】平成７年（１９９５）６月３０日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【公開日】平成９年（１９９７）１月１７日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）６月３０日
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
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