電子機器
【課題】本発明は、筐体の薄型化に対応しつつ、冷却を要する発熱体を筐体の内部に無理なく収容することができる電子機器の提供を目的とする。
【解決手段】電子機器は、底壁4aを有する筐体4 と；筐体の内部に収容され、底壁と向かい合うとともに、回路部品21が実装された第１の回路基板20と；この第１の回路基板を避けた位置において筐体の内部に収容され、第１の回路基板に電気的に接続された回路モジュール25と；を備えている。回路モジュールは、動作中に発熱するＭＰＵ27が実装された第２の回路基板26と、ＭＰＵに熱的に接続されたヒートシンク52と、を有している。第２の回路基板は、筐体の内部において第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、発熱体は、第２の回路基板の第１の回路基板側の面に位置されている。
【解決手段】電子機器は、底壁4aを有する筐体4 と；筐体の内部に収容され、底壁と向かい合うとともに、回路部品21が実装された第１の回路基板20と；この第１の回路基板を避けた位置において筐体の内部に収容され、第１の回路基板に電気的に接続された回路モジュール25と；を備えている。回路モジュールは、動作中に発熱するＭＰＵ27が実装された第２の回路基板26と、ＭＰＵに熱的に接続されたヒートシンク52と、を有している。第２の回路基板は、筐体の内部において第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、発熱体は、第２の回路基板の第１の回路基板側の面に位置されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブルコンピュータのような電子機器に係り、特にその筐体の内部に回路モジュールを収容するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ブック形のポータブルコンピュータや移動体情報機器に代表される携帯形の電子機器は、文字、音声および画像のような多用のマルチメディア情報を処理するため、ＭＰＵ：microprocessing unitの処理速度の高速化や多機能化が推し進められている。この種のＭＰＵは、システム基板と称するメインの回路基板に実装されており、この回路基板上には、ＭＰＵの他に半導体パッケージのような多数の回路部品が高密度に実装されている。
【０００３】ところで、上記回路基板上のＭＰＵは、高集積化や高性能化に伴って消費電力が増加の一途を辿り、動作中の発熱量もこれに比例して急速に増大する傾向にある。そのため、発熱量の大きなＭＰＵをポータブルコンピュータの筐体に収容するに当っては、この筐体の内部でのＭＰＵの放熱性を高める必要があり、それ故、電動式のファンユニットやヒートシンクのような専用の冷却装置が必要不可欠な存在となりつつある。
【０００４】従来のＭＰＵの冷却方式として、ファンユニットを有するヒートシンクをＭＰＵの上面に設置したものが知られている。このヒートシンクは、ＭＰＵの上面に重ねられるベースを有し、このベースの上面にファンユニットが配置されている。ファンユニットは、ファンを支持する偏平なファンケーシングを備えている。ファンケーシングは、ベースの上面に重ね合わされる底壁と、この底壁と向かい合う吸込口と、この吸込口に連なる排出口とを有している。そして、このファンケーシングは、ヒートシンクの薄型化を達成するため、ファンの回転軸線をＭＰＵと直交させた横置きの姿勢でベースに支持されている。
【０００５】このため、ファンユニットが駆動されると、ファンケーシングの吸込口から吸引された空気が底壁に向けて導かれるとともに、この空気は底壁に沿うように流れた後、排出口を通じて排出される。この結果、ヒートシンクが空気を媒体とする強制対流により冷却され、これによりＭＰＵの放熱が促進されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷却方式によると、ＭＰＵの上面にヒートシンクが重ねて配置されているため、このＭＰＵとヒートシンクとを含めたモジュールの厚み寸法が大きくなる。このため、筐体の薄型化を達成するためには、ＭＰＵが実装された回路基板を筐体の底壁に沿わせて配置し、底壁からＭＰＵまでの寸法を極力小さく抑える必要がある。
【０００７】ところが、この回路基板には、ＭＰＵばかりでなくその他の多数の回路部品が実装され、しかも、これら回路部品は回路基板の両面に実装されているため、回路基板と筐体の底壁との間に回路部品を収めるスペースを確保しなくてはならない。
【０００８】このため、上記回路部品を収めるスペースの分だけ回路基板が筐体の底壁から離れてしまい、ＭＰＵおよびヒートシンクが底壁の上方に大きくずれて位置される。したがって、メインの回路基板上にＭＰＵが実装された従来の構成では、筐体の厚み寸法を大きくせざるを得なくなり、近年の筐体の薄型化に対応することができなくなる。
【０００９】本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、筐体の薄型化に対応しつつ、冷却を要する発熱体を筐体の内部に無理なく収容することができる電子機器を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の電子機器は、底壁を有する筐体と；この筐体の内部に収容され、上記底壁と向かい合うとともに、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記回路基板に電気的に接続された回路モジュールと；を備えている。そして、上記回路モジュールは、動作中に発熱する発熱体が実装されたモジュール基板と、上記発熱体に熱的に接続されたヒートシンクと、を有し、上記モジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、上記発熱体は、モジュール基板の回路基板側の面に位置されていることを特徴としている。
【００１１】このような構成によると、発熱体は、回路基板とは別のモジュール基板に実装されているので、この発熱体をモジュール基板と回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができ、発熱体を回路基板と略同一の高さに位置させることができる。そのため、回路基板の上方又は下方にヒートシンクを含む発熱体が大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１２】上記目的を達成するため、請求項７に係る本発明の電子機器は、筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、動作中に発熱する発熱体を含む回路モジュールと；上記筐体の内部に収容され、上記発熱体の放熱を促進させるための冷却装置と；を具備している。そして、上記回路モジュールは、上記発熱体が実装されたモジュール基板を有し、このモジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されていることを特徴としている。
【００１３】このような構成によると、発熱体は、回路基板とは別のモジュール基板に実装されているので、この発熱体をモジュール基板と回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができる。そのため、回路基板の上方又は下方に回路モジュールが大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１４】上記目的を達成するため、請求項８に係る本発明の電子機器は、筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された第１の回路基板と；この第１の回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置された第２の回路基板と；この第２の回路基板の第１の回路基板側の面に実装され、動作中に発熱する発熱体と；この発熱体の第２の回路基板とは反対側の面に熱的に接続されたヒートシンクと；を備えていることを特徴としている。
【００１５】このような構成によると、発熱体は、第１の回路基板と区分けされた第２の回路基板に実装されているので、この発熱体を第１の回路基板と第２の回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができ、発熱体を第１の回路基板と略同一の高さに位置させることができる。そのため、第１の回路基板の上方又は下方にヒートシンクを含む発熱体が大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下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もとづいて説明する。図１は、電子機器としてのブック形のポータブルコンピュータ１を開示している。このポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えている。
【００１７】コンピュータ本体２は、箱状の筐体４を有している。この筐体４は、マグネシウム合金のような熱伝導性を有する金属材料にて構成されている。筐体４は、底壁４ａと、この底壁４ａと向かい合う上壁４ｂと、これら底壁４ａと上壁４ｂとを結ぶ前壁４ｃ、左右の側壁４ｄおよび後壁４ｅとを有している。そして、この筐体４は、厚み寸法が２０mm程度に定められており、従来一般的なポータブルコンピュータに比べて薄型化が強化されている。
【００１８】筐体４の上壁４ｂは、パームレスト６とキーボード装着口７とを有している。パームレスト６は、上壁４ｂの前半部において筐体４の幅方向に沿って延びている。キーボード装着口７は、筐体４の内部に向けて凹むような凹所にて構成され、このキーボード装着口７にキーボード８が取り付けられている。
【００１９】図１に示すように、筐体４の上壁４ｂは、上向きに突出する一対のディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂを有している。ディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂは、上壁４ｂの後端部において、筐体４の幅方向に互いに離間して配置されている。
【００２０】ディスプレイユニット３は、偏平な箱状のディスプレイハウジング１１と、このディスプレイハウジング１１に収容された液晶表示装置１２とを備えている。ディスプレイハウジング１１は、表示用開口部１３が形成された前面を有している。液晶表示装置１２は、文字や画像等が表示される表示画面１２ａを有し、この表示画面１２ａは、表示用開口部１３を通じてディスプレイハウジング１１の外方に露出されている。
【００２１】ディスプレイハウジング１１は、一対の脚部１４ａ，１４ｂを有している。脚部１４ａ，１４ｂは、ディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂに導かれているとともに、ヒンジ装置１５（図２に示す）を介して筐体４に回動可能に支持されている。このため、ディスプレイユニット３は、パームレスト６やキーボード８を上方から覆うように倒される閉じ位置と、パームレスト６、キーボード８および表示画面１２ａを露出させる開き位置とに亘って選択的に回動し得るようになっている。
【００２２】図１および図２に示すように、筐体４の内部には、システム基板を構成する第１の回路基板２０が収容されている。第１の回路基板２０は、パームレスト６およびキーボード８の下方において、筐体４の底壁４ａと平行に配置されている。第１の回路基板２０は、底壁４ａと向かい合う裏面２０ａと、上壁４ｂおよびキーボード装着口７と向かい合う表面２０ｂとを有している。この第１の回路基板２０の裏面２０ａおよび表面２０ｂには、夫々半導体パッケージのような多数の回路部品２１が実装されている。
【００２３】そのため、第１の回路基板２０と筐体４の底壁４ａおよびキーボード装着口７との間には、回路部品２１を収めるスペース２２ａ，２２ｂが確保されており、この第１の回路基板２０は、筐体４の厚み方向の中間部に位置されている。
【００２４】また、第１の回路基板２０は、その右側縁部と後縁部とで規定される角部に、図１に示すような切り欠き２３を有している。切り欠き２３は、キーボード８の右端部の下方に位置され、筐体４の右側の側壁４ｄに隣接されている。
【００２５】図３に示すように、筐体４の内部には、回路モジュール２５が収容されている。回路モジュール２５は、モジュール基板としての第２の回路基板２６と、この第２の回路基板２６に実装された発熱体としてのＭＰＵ：microprocessing unit２７とを備えている。
【００２６】第２の回路基板２６は、第１の回路基板２０の切り欠き２３に対応した位置に設置されている。この第２の回路基板２６は、筐体４の底壁４ａの内面に沿うように配置されており、上記筐体４の内部において、第１の回路基板２０よりも低い位置に配置されている。このため、第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とは、筐体４の厚み方向に互いにずれており、これら第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とをずらすことにより、上記筐体４の内部には、その厚み方向に広がる収容スペース２４が形成されている。
【００２７】第２の回路基板２６は、裏面２６ａと表面２６ｂとを有している。第２の回路基板２６の裏面２６ａは、筐体４の底壁４ａに対し僅かなクリアランスを存して向かい合っている。第２の回路基板２６の表面２６ｂは、図４に示すようなＭＰＵ実装領域２８を有している。このＭＰＵ実装領域２８は、筐体４の内部に臨んでいる。
【００２８】ＭＰＵ実装領域２８には、四つの通孔２９が形成されている。通孔２９は、四角形の角部の位置関係を保って配置されており、これら通孔２９で囲まれた部分に第１のコネクタ３０が配置されている。第１のコネクタ３０は、第２の回路基板２６の表面２６ｂに多数の半田ボールを介してフリップチップ接続されている。
【００２９】このＭＰＵ実装領域２８には、ＭＰＵホルダ３２が配置されている。ＭＰＵホルダ３２は、金属製のフレーム３３と、このフレーム３３に固定された四つのボス部３４とを有している。フレーム３３は、平坦な板状をなしており、上記第２の回路基板２６の表面２６ｂに重ね合わされている。ボス部３４は、上記通孔２９に対応する位置に配置されているとともに、夫々ＭＰＵ実装領域２８の上方に向けて突出されている。
【００３０】図３および図４に示すように、上記発熱するＭＰＵ２７は、上記ＭＰＵホルダ３２を介して第２の回路基板２６のＭＰＵ実装領域２８に実装されている。ＭＰＵ２７は、マルチチップ・モジュール（以下ＭＣＭと称する）３６と、このＭＣＭ３６を収容するケース３７とを備えている。
【００３１】ＭＣＭ３６は、多層構造の配線基板３８と、この配線基板３８の表面に実装されたBGA 形の半導体パッケージ３９と、配線基板３８の表面および裏面に実装された複数のQFP 形の半導体パッケージ４０と、配線基板３８の裏面に実装された第２のコネクタ４１とを備えている。
【００３２】BGA 形の半導体パッケージ３９は、ベース基板４３とＩＣチップ４４とを有している。ベース基板４３は、配線基板３８の表面に実装されている。ＩＣチップ４４は、ベース基板４３に多数の半田ボールを介してフリップチップ接続されている。このＩＣチップ４４は、文字、音声、画像のような多用なマルチメディア情報を処理するため、動作中の消費電力が大きくなっており、それに伴いＩＣチップ４４の発熱量も冷却を必要とする程に大きなものとなっている。
【００３３】上記ケース３７は、アルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。このケース３７は、ケース本体４５と、このケース本体４５に嵌合された裏蓋４６とを備え、全体として偏平な四角形の箱形をなしている。
【００３４】ケース本体４５は、配線基板３８の表面および半導体パッケージ３９，４０を覆っている。このケース本体４５の四つの角部には、凹部４７が形成されている。凹部４７は、ＭＰＵホルダ３２のボス部３４に対応するもので、夫々挿通孔４８を有している。そして、凹部４７の底は、配線基板３８の表面に隣接されている。裏蓋４６は、その外周縁部がケース本体４５に取り外し可能に引っ掛かっており、配線基板３８の裏面やそこに実装された半導体パッケージ４０を覆っている。この裏蓋４６は、ケース本体４５の凹部４７と協働して上記配線基板３８を挟んでおり、このことにより、配線基板３８とケース３７とが一体化されている。
【００３５】配線基板３８の第２のコネクタ４１は、裏蓋４６を貫通してケース３７の外方に露出されている。第２のコネクタ４１は、第１のコネクタ３０に嵌合されており、この嵌合により、ＭＰＵ２７と第２の回路基板２６とが電気的に接続されている。
【００３６】ケース３７の裏蓋４６は、ＭＰＵホルダ３２に重ねられている。このＭＰＵホルダ３２のボス部３４は、裏蓋４６を貫通してケース３７内に挿入されており、これらボス部３４の先端が配線基板３８の裏面に接している。そのため、ＭＰＵ２７は、第２の回路基板２６の表面２６ｂに沿うように横置きの姿勢で配置され、上記第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とをずらすことによって筐体４内に生じた収容スペース２４に収められている。そして、図３に示すように、ＭＰＵ２７は、筐体４内において、第１の回路基板２０に隣接されているとともに、この第１の回路基板２０と略同一高さに位置されている。
【００３７】また、図４や図７に示すように、ケース３７のケース本体４５は、発熱するＩＣチップ４４に対応する位置に開口部４９を有している。開口部４９は、ＩＣチップ４４よりも大きな開口形状を有し、この開口部４９を通じてＩＣチップ４４がケース３７の外方に露出されている。
【００３８】図５ないし図８に示すように、上記回路モジュール２５は、ＩＣチップ４４の放熱を促進させるための冷却装置５１を備えている。この冷却装置５１は、ヒートシンク５２、ヒートパイプ５３および電動式のファンユニット５４とで構成されている。
【００３９】ヒートシンク５２は、平坦な長方形板状の放熱パネル５５を有している。この放熱パネル５５は、上記筐体４の幅方向に沿って延びている。放熱パネル５５は、第１の基盤５６と、この第１の基盤５６に重ね合わされた第２の基盤５７とを備えている。第１の基盤５６は、アルミニウム合金をダイカスト成形することで構成され、平坦な下面５６ａおよび上面５６ｂを有している。
【００４０】図８は、放熱パネル５５を第１の基盤５６の下面５６ａの方向から見た状態を示している。この図８に最も良く示されるように、第１の基盤５６は、受熱部６０と、ファン取り付け部６１とを有している。これら受熱部６０とファン取り付け部６１とは、第１の基盤５６の下面５６ａにおいて、放熱パネル５５の長手方向に互いに並べて配置されている。
【００４１】受熱部６０は、ＭＰＵ２７のケース３７が重ね合わされる平坦な受熱面６２を有している。この受熱面６２には、下向きに僅かに突出する座部６３が形成されている。この座部６３は、ケース本体４５の開口部４９と向かい合う平坦な座面６３ａを有している。座部６３の周囲には、受熱面６２から下向きに突出する四つのボス部６４が配置されている。ボス部６４は、ＭＰＵ２７のケース３７の凹部４７に対応するもので、夫々凹部４７の挿通孔４８に連なるねじ挿通孔６５を有している。ねじ挿通孔６５は、第１の基盤５６の上面５６ｂに開口されている。
【００４２】上記ファン取り付け部６１は、平滑なガイド面６７を有している。ガイド面６７は、受熱部６０の受熱面６２に連なっている。そのため、受熱部６０とファン取り付け部６１とは、同一平面上に位置されている。
【００４３】第２の基盤５７は、固有の熱膨張率α2 を有する銅板にて構成されている。この第２の基盤５７の熱膨張率α2 は、第１の基盤５６の熱膨張率α1 よりも大きく定められている。第２の基盤５７は、第１の基盤６６の上面に隙間なく重ね合わされており、これら第１および第２の基盤５６，５７の接触部分の熱抵抗が小さく抑えられている。
【００４４】第２の基盤５７は、第１の基盤５６の上面５６ｂにおいて、上記受熱部６０からファン取り付け部６１に跨って配置されている。この第２の基盤５７は、第１の基盤５６の周囲に張り出す複数の支持部６８を一体に有している。これら支持部６８は、第１の基盤５６の受熱部６０およびファン取り付け部６１に夫々対応した位置に配置されている。
【００４５】図３に示すように、上記放熱パネル５５の受熱部６０は、ＭＰＵ２７の上方からケース３７に重ね合わされており、この受熱部６０のボス部６４の先端がケース３７の凹部４７の底を貫通して配線基板３８の表面に接している。受熱部６０の二つのボス部６４のねじ挿通孔６５には、夫々放熱パネル５５の上方からねじ７０が挿入されている。ねじ７０は、凹部４７の挿通孔４８、配線基板３８を貫通してＭＰＵホルダ３２のボス部３４および第２の回路基板２６の通孔２９にねじ込まれている。
【００４６】また、図８に示すように、第２の回路基板２６の残りの通孔２９には、この第２の回路基板２６の下方から他のねじ７１が挿通されている。ねじ７１は、配線基板３８、凹部４７の挿通孔４８を貫通して受熱部６０の残りのボス部６４のねじ挿通孔６５にねじ込まれている。
【００４７】そのため、図３や図６に示すように、ヒートシンク５２と第２の回路基板２６とは、ＭＰＵ２７を挟み込んだ状態で互いに結合されている。この結合により、ＭＰＵ２７が第２の回路基板２６の表面２６ｂに押し付けられ、第１のコネクタ３０と第２のコネクタ４１との嵌合が維持されている。それとともに、放熱パネル５５の受熱部６０がＭＰＵ２７に固定され、受熱部６０の座面６３ａが発熱するＩＣチップ４４と僅かな隙間を介して向かい合っている。そして、この座面６３ａとＩＣチップ４４との間には、熱伝導性を有するグリス７２が介在されており、このグリス７２を介して座面６３ａとＩＣチップ４４とが熱的に接続されている。
【００４８】図３に示すように、ヒートシンク５２の放熱パネル５５をＭＰＵ２７のケース３７に結合した状態では、そのファン取り付け部６１がＭＰＵ２７や第２の回路基板２６の側方に突出されている。そして、このファン取り付け部６１は、放熱パネル５５の周囲に張り出す一対のブラケット部７４ａ，７４ｂを有している。ブラケット部７４ａ，７４ｂは、図９に示すように、筐体４の底壁４ａと向かい合うとともに、この底壁４ａから上向きに延びる複数の取り付け座７５にねじ７６を介して固定されている。
【００４９】そのため、ヒートシンク５２は、上記筐体４の内部の収容スペース２４において、この筐体４の底壁４ａと平行に配置されている。この結果、ファン取り付け部６１のガイド面６７は、筐体４の右側の側壁４ｄに隣接した位置において、底壁４ａと向かい合っている。
【００５０】図６ないし図８に示すように、上記ヒートパイプ５３は、放熱パネル５５の長軸方向の一辺に沿って延びる第１のパイプ部７８ａと、放熱パネル５５の短軸方向の一辺に沿って延びる第２のパイプ部７８ｂとを有している。これら第１および第２のパイプ部７８ａ，７８ｂは、上記第２の基盤５７の支持部６８にかしめて固定されている。第１のパイプ部７８ａの一端および第２のパイプ部７８ｂは、受熱部６０の近傍に位置されているとともに、第１のパイプ部７８ａの他端は、ファン取り付け部６１の近傍に位置されている。
【００５１】したがって、ヒートパイプ５３は、第２の基盤５７を介して受熱部６０およびファン取り付け部６１に夫々熱的に接続されているとともに、ヒートシンク５２の放熱パネル５５を取り囲んだ状態で受熱部６０とファン取り付け部６１とに跨って配置されている。
【００５２】上記ファンユニット５４は、ファン取り付け部６１のガイド面６７に支持されている。ファンユニット５４は、ファンケーシング８０と、このファンケーシング８０に支持されたファン８１とを備えている。
【００５３】ファンケーシング８０は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。ファンケーシング８０は、四つの角部を有する偏平な四角形の枠状をなしている。このファンケーシング８０の厚み寸法は、上記ＭＰＵ２７のケース３７の厚み寸法と略同等に定められている。そして、ファンケーシング８０は、その四つの角部がねじ８２を介してファン取り付け部６１のガイド面６７に固定されている。そのため、ファンケーシング８０は、見かけ上、ヒートシンク５２の放熱パネル５５に吊り下げた姿勢で保持されている。
【００５４】ファンケーシング８０は、吸込口８４と排出口８５とを有している。吸込口８４は、ファン取り付け部６１のガイド面６７と向かい合っている。排出口８５は、吸込口８４に隣接されているとともに、この吸込口８４に連なっている。
【００５５】吸込口８４の内周縁部には、径方向内側に向けて延びる複数のステー８６が形成されており、これらステー８６の先端部に円盤状のモータ支持部８７が形成されている。モータ支持部８７は、偏平なＤＣブラシレスモータ８９（図３に示す）を支持している。モータ８９は、ファンケーシング８０の厚み方向に延びる回転軸９０を有している。このモータ８９は、図示しないリード線を介して第２の回路基板２６に電気的に接続されている。そして、モータ８９は、ＭＰＵ２７の温度が予め決められた値に達した時に駆動されるようになっている。
【００５６】上記ファン８１は、モータ８９の回転軸９０に支持されている。ファン８１は、吸込口８４と向かい合っており、このファン８１の径方向外側に上記排出口８５が位置されている。
【００５７】ファンユニット５４は、吸込口８４を通る回転軸線Ｏ1 を有している。回転軸線Ｏ1 は、回転軸９０の軸方向に延びている。そして、ファンユニット５４は、上記回転軸線Ｏ1 を放熱パネル５５のガイド面６７と直交させた横置きの姿勢でファン取り付け部６１に固定されている。そのため、ファンユニット５４は、放熱パネル５５に沿うように配置されており、そのファンケーシング８０の吸込口８４が筐体４の底壁４ａと僅かな隙間を存して向かい合っている。
【００５８】ファンケーシング８０の排出口８５は、上記ＭＰＵ２７とは反対側に向けて開口されている。この排出口８５は、筐体４の右側の側壁４ｄと向かい合っており、この側壁４ｄには、排出口８５に連なる排気口９２が形成されている。
【００５９】図３および図５に示すように、上記回路モジュール２５の第２の回路基板２６は、第１の回路基板２０の下方に入り込むように延長された接続部９４を有している。接続部９４は、上記放熱パネル５５のブラケット部７４とはファンユニット５４およびＭＰＵ２７を挟んだ反対側に位置されており、放熱パネル５５の筐体４への固定箇所から充分に遠ざけられている。そして、接続部９４は、第１の回路基板２０の裏面２０ａと向かい合うとともに、一対のスタッキングコネクタ９５を介して第１の回路基板２０に電気的に接続されている。
【００６０】このような構成のポータブルコンピュータ１において、ＭＰＵ２７のＩＣチップ４４が発熱すると、このＩＣチップ４４の熱は、グリス７２を介して放熱パネル５５の座部６３に伝えられる。この熱は、座部６３から受熱部６０に伝達されるとともに、この受熱部６０からファン取り付け部６１に熱伝導により拡散される。
【００６１】また、この放熱パネル５５には、受熱部６０とファン取り付け部６１とに跨るヒートパイプ５３が熱的に接続されているので、ＩＣチップ４４から受熱部６０に伝えられた熱の一部は、第２の基盤５７の支持部６８を介してヒートパイプ５３に伝えられる。そのため、受熱部６０の熱は、ヒートパイプ５３を介してファン取り付け部６１に積極的に移される。
【００６２】ＭＰＵ２７の温度が予め規定された値を上回ると、ＤＣブラシレスモータ８９を介してファン８１が回転駆動される。このファン８１の回転により、筐体４内の空気がファンケーシング８０の吸込口８４に吸い込まれ、この空気はファンケーシング８０内を排出口８５に向けて流れる。これにより、ファンケーシング８０および放熱パネル５５が空気を媒体とする強制対流により直接冷却されるとともに、この放熱パネル５５のファン取り付け部６１に伝えられた熱が空気流に乗じて外部に放出され、ＭＰＵ２７の放熱が促進される。そして、ファンケーシング８０の排出口８５に導かれた空気は、排気口９２を介して筐体４の外方に放出される。
【００６３】ところで、上記構成のポータブルコンピュータ１によると、ＭＰＵ２７と第２の回路基板２６とは一つの回路モジュール２５としてユニット化され、この第２の回路基板２６は、システム基板としての第１の回路基板２０とは切り離された別の部品となっている。そして、第２の回路基板２６は、そのＭＰＵ２７とは反対側の裏面２６ａを筐体４の底壁４ａの内面に沿わせた姿勢で配置され、上記第１の回路基板２０に対し筐体４の厚み方向にずれているので、これら回路基板２０，２６をずらすことによって筐体４の内部に生じた収容スペース２４に上記ＭＰＵ２７およびこのＭＰＵ２７のケース３７に重ね合わされたヒートシンク５２を無理なく収めることができる。
【００６４】このため、筐体４の内部にＭＰＵ２７を収容するに当って、このＭＰＵ２７を第１の回路基板２０と略同一高さ位置に収めることが可能となり、この第１の回路基板２０の上方又は下方に冷却装置５１やＭＰＵ２７の設置スペースを確保する必要はない。したがって、回路部品２１の存在により、第１の回路基板２０を筐体４の底壁４ａに沿わせて配置することが困難な場合でも、ＭＰＵ２７および冷却装置５１が第１の回路基板２０の上方又は下方に大きく張り出すことはなく、その分、筐体４の薄型化を推し進めることができる。
【００６５】なお、上記実施の形態では、第２の回路基板を筐体の底壁の内面に沿わせて配置したが、この第２の回路基板を筐体の上壁の内面あるいはキーボード装着口の底に沿わせて配置し、冷却装置のヒートシンクを筐体の底壁に沿わせて配置しても良い。
【００６６】また、上記実施の形態のファンユニットは、その回転軸線をファン取り付け部のガイド面と直交させた横置きの姿勢で配置したが、筐体の厚み寸法に余裕があれば、このファンユニットをガイド面に対し傾けて配置しても良い。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、回路基板をずらすことによって筐体の内部に生じたスペースに発熱体やヒートシンクを収めることができるので、これら発熱体およびヒートシンクのような冷却装置が回路基板の上方又は下方に大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】ポータブルコンピュータの側面図。
【図３】第１の回路基板、回路モジュールおよび冷却装置との位置関係を示すポータブルコンピュータの断面図。
【図４】ＭＰＵを第２の回路基板から取り外した状態を示す斜視図。
【図５】回路モジュールおよび冷却装置を筐体に収容した状態を示す平面図。
【図６】回路モジュールに冷却装置を取り付けた状態を示す斜視図。
【図７】回路モジュールから冷却装置を取り外した状態を示す斜視図。
【図８】回路モジュールから冷却装置を取り外した状態を示す斜視図。
【図９】図５の９Ｆ−９Ｆ線に沿う断面図。
【符号の説明】
４…筐体
４ａ…底壁
２０…第１の回路基板（回路基板）
２１…回路部品
２５…回路モジュール
２６…第２の回路基板（モジュール基板）
２７…発熱体（ＭＰＵ）
５１…冷却装置
５２…ヒートシンク
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブルコンピュータのような電子機器に係り、特にその筐体の内部に回路モジュールを収容するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ブック形のポータブルコンピュータや移動体情報機器に代表される携帯形の電子機器は、文字、音声および画像のような多用のマルチメディア情報を処理するため、ＭＰＵ：microprocessing unitの処理速度の高速化や多機能化が推し進められている。この種のＭＰＵは、システム基板と称するメインの回路基板に実装されており、この回路基板上には、ＭＰＵの他に半導体パッケージのような多数の回路部品が高密度に実装されている。
【０００３】ところで、上記回路基板上のＭＰＵは、高集積化や高性能化に伴って消費電力が増加の一途を辿り、動作中の発熱量もこれに比例して急速に増大する傾向にある。そのため、発熱量の大きなＭＰＵをポータブルコンピュータの筐体に収容するに当っては、この筐体の内部でのＭＰＵの放熱性を高める必要があり、それ故、電動式のファンユニットやヒートシンクのような専用の冷却装置が必要不可欠な存在となりつつある。
【０００４】従来のＭＰＵの冷却方式として、ファンユニットを有するヒートシンクをＭＰＵの上面に設置したものが知られている。このヒートシンクは、ＭＰＵの上面に重ねられるベースを有し、このベースの上面にファンユニットが配置されている。ファンユニットは、ファンを支持する偏平なファンケーシングを備えている。ファンケーシングは、ベースの上面に重ね合わされる底壁と、この底壁と向かい合う吸込口と、この吸込口に連なる排出口とを有している。そして、このファンケーシングは、ヒートシンクの薄型化を達成するため、ファンの回転軸線をＭＰＵと直交させた横置きの姿勢でベースに支持されている。
【０００５】このため、ファンユニットが駆動されると、ファンケーシングの吸込口から吸引された空気が底壁に向けて導かれるとともに、この空気は底壁に沿うように流れた後、排出口を通じて排出される。この結果、ヒートシンクが空気を媒体とする強制対流により冷却され、これによりＭＰＵの放熱が促進されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の冷却方式によると、ＭＰＵの上面にヒートシンクが重ねて配置されているため、このＭＰＵとヒートシンクとを含めたモジュールの厚み寸法が大きくなる。このため、筐体の薄型化を達成するためには、ＭＰＵが実装された回路基板を筐体の底壁に沿わせて配置し、底壁からＭＰＵまでの寸法を極力小さく抑える必要がある。
【０００７】ところが、この回路基板には、ＭＰＵばかりでなくその他の多数の回路部品が実装され、しかも、これら回路部品は回路基板の両面に実装されているため、回路基板と筐体の底壁との間に回路部品を収めるスペースを確保しなくてはならない。
【０００８】このため、上記回路部品を収めるスペースの分だけ回路基板が筐体の底壁から離れてしまい、ＭＰＵおよびヒートシンクが底壁の上方に大きくずれて位置される。したがって、メインの回路基板上にＭＰＵが実装された従来の構成では、筐体の厚み寸法を大きくせざるを得なくなり、近年の筐体の薄型化に対応することができなくなる。
【０００９】本発明は、このような事情にもとづいてなされたもので、筐体の薄型化に対応しつつ、冷却を要する発熱体を筐体の内部に無理なく収容することができる電子機器を得ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の電子機器は、底壁を有する筐体と；この筐体の内部に収容され、上記底壁と向かい合うとともに、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記回路基板に電気的に接続された回路モジュールと；を備えている。そして、上記回路モジュールは、動作中に発熱する発熱体が実装されたモジュール基板と、上記発熱体に熱的に接続されたヒートシンクと、を有し、上記モジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、上記発熱体は、モジュール基板の回路基板側の面に位置されていることを特徴としている。
【００１１】このような構成によると、発熱体は、回路基板とは別のモジュール基板に実装されているので、この発熱体をモジュール基板と回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができ、発熱体を回路基板と略同一の高さに位置させることができる。そのため、回路基板の上方又は下方にヒートシンクを含む発熱体が大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１２】上記目的を達成するため、請求項７に係る本発明の電子機器は、筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、動作中に発熱する発熱体を含む回路モジュールと；上記筐体の内部に収容され、上記発熱体の放熱を促進させるための冷却装置と；を具備している。そして、上記回路モジュールは、上記発熱体が実装されたモジュール基板を有し、このモジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されていることを特徴としている。
【００１３】このような構成によると、発熱体は、回路基板とは別のモジュール基板に実装されているので、この発熱体をモジュール基板と回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができる。そのため、回路基板の上方又は下方に回路モジュールが大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１４】上記目的を達成するため、請求項８に係る本発明の電子機器は、筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された第１の回路基板と；この第１の回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置された第２の回路基板と；この第２の回路基板の第１の回路基板側の面に実装され、動作中に発熱する発熱体と；この発熱体の第２の回路基板とは反対側の面に熱的に接続されたヒートシンクと；を備えていることを特徴としている。
【００１５】このような構成によると、発熱体は、第１の回路基板と区分けされた第２の回路基板に実装されているので、この発熱体を第１の回路基板と第２の回路基板とをずらすことによって筐体内に生じた収容スペースに収めることができ、発熱体を第１の回路基板と略同一の高さに位置させることができる。そのため、第１の回路基板の上方又は下方にヒートシンクを含む発熱体が大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下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もとづいて説明する。図１は、電子機器としてのブック形のポータブルコンピュータ１を開示している。このポータブルコンピュータ１は、コンピュータ本体２と、このコンピュータ本体２に支持されたディスプレイユニット３とを備えている。
【００１７】コンピュータ本体２は、箱状の筐体４を有している。この筐体４は、マグネシウム合金のような熱伝導性を有する金属材料にて構成されている。筐体４は、底壁４ａと、この底壁４ａと向かい合う上壁４ｂと、これら底壁４ａと上壁４ｂとを結ぶ前壁４ｃ、左右の側壁４ｄおよび後壁４ｅとを有している。そして、この筐体４は、厚み寸法が２０mm程度に定められており、従来一般的なポータブルコンピュータに比べて薄型化が強化されている。
【００１８】筐体４の上壁４ｂは、パームレスト６とキーボード装着口７とを有している。パームレスト６は、上壁４ｂの前半部において筐体４の幅方向に沿って延びている。キーボード装着口７は、筐体４の内部に向けて凹むような凹所にて構成され、このキーボード装着口７にキーボード８が取り付けられている。
【００１９】図１に示すように、筐体４の上壁４ｂは、上向きに突出する一対のディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂを有している。ディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂは、上壁４ｂの後端部において、筐体４の幅方向に互いに離間して配置されている。
【００２０】ディスプレイユニット３は、偏平な箱状のディスプレイハウジング１１と、このディスプレイハウジング１１に収容された液晶表示装置１２とを備えている。ディスプレイハウジング１１は、表示用開口部１３が形成された前面を有している。液晶表示装置１２は、文字や画像等が表示される表示画面１２ａを有し、この表示画面１２ａは、表示用開口部１３を通じてディスプレイハウジング１１の外方に露出されている。
【００２１】ディスプレイハウジング１１は、一対の脚部１４ａ，１４ｂを有している。脚部１４ａ，１４ｂは、ディスプレイ支持部１０ａ，１０ｂに導かれているとともに、ヒンジ装置１５（図２に示す）を介して筐体４に回動可能に支持されている。このため、ディスプレイユニット３は、パームレスト６やキーボード８を上方から覆うように倒される閉じ位置と、パームレスト６、キーボード８および表示画面１２ａを露出させる開き位置とに亘って選択的に回動し得るようになっている。
【００２２】図１および図２に示すように、筐体４の内部には、システム基板を構成する第１の回路基板２０が収容されている。第１の回路基板２０は、パームレスト６およびキーボード８の下方において、筐体４の底壁４ａと平行に配置されている。第１の回路基板２０は、底壁４ａと向かい合う裏面２０ａと、上壁４ｂおよびキーボード装着口７と向かい合う表面２０ｂとを有している。この第１の回路基板２０の裏面２０ａおよび表面２０ｂには、夫々半導体パッケージのような多数の回路部品２１が実装されている。
【００２３】そのため、第１の回路基板２０と筐体４の底壁４ａおよびキーボード装着口７との間には、回路部品２１を収めるスペース２２ａ，２２ｂが確保されており、この第１の回路基板２０は、筐体４の厚み方向の中間部に位置されている。
【００２４】また、第１の回路基板２０は、その右側縁部と後縁部とで規定される角部に、図１に示すような切り欠き２３を有している。切り欠き２３は、キーボード８の右端部の下方に位置され、筐体４の右側の側壁４ｄに隣接されている。
【００２５】図３に示すように、筐体４の内部には、回路モジュール２５が収容されている。回路モジュール２５は、モジュール基板としての第２の回路基板２６と、この第２の回路基板２６に実装された発熱体としてのＭＰＵ：microprocessing unit２７とを備えている。
【００２６】第２の回路基板２６は、第１の回路基板２０の切り欠き２３に対応した位置に設置されている。この第２の回路基板２６は、筐体４の底壁４ａの内面に沿うように配置されており、上記筐体４の内部において、第１の回路基板２０よりも低い位置に配置されている。このため、第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とは、筐体４の厚み方向に互いにずれており、これら第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とをずらすことにより、上記筐体４の内部には、その厚み方向に広がる収容スペース２４が形成されている。
【００２７】第２の回路基板２６は、裏面２６ａと表面２６ｂとを有している。第２の回路基板２６の裏面２６ａは、筐体４の底壁４ａに対し僅かなクリアランスを存して向かい合っている。第２の回路基板２６の表面２６ｂは、図４に示すようなＭＰＵ実装領域２８を有している。このＭＰＵ実装領域２８は、筐体４の内部に臨んでいる。
【００２８】ＭＰＵ実装領域２８には、四つの通孔２９が形成されている。通孔２９は、四角形の角部の位置関係を保って配置されており、これら通孔２９で囲まれた部分に第１のコネクタ３０が配置されている。第１のコネクタ３０は、第２の回路基板２６の表面２６ｂに多数の半田ボールを介してフリップチップ接続されている。
【００２９】このＭＰＵ実装領域２８には、ＭＰＵホルダ３２が配置されている。ＭＰＵホルダ３２は、金属製のフレーム３３と、このフレーム３３に固定された四つのボス部３４とを有している。フレーム３３は、平坦な板状をなしており、上記第２の回路基板２６の表面２６ｂに重ね合わされている。ボス部３４は、上記通孔２９に対応する位置に配置されているとともに、夫々ＭＰＵ実装領域２８の上方に向けて突出されている。
【００３０】図３および図４に示すように、上記発熱するＭＰＵ２７は、上記ＭＰＵホルダ３２を介して第２の回路基板２６のＭＰＵ実装領域２８に実装されている。ＭＰＵ２７は、マルチチップ・モジュール（以下ＭＣＭと称する）３６と、このＭＣＭ３６を収容するケース３７とを備えている。
【００３１】ＭＣＭ３６は、多層構造の配線基板３８と、この配線基板３８の表面に実装されたBGA 形の半導体パッケージ３９と、配線基板３８の表面および裏面に実装された複数のQFP 形の半導体パッケージ４０と、配線基板３８の裏面に実装された第２のコネクタ４１とを備えている。
【００３２】BGA 形の半導体パッケージ３９は、ベース基板４３とＩＣチップ４４とを有している。ベース基板４３は、配線基板３８の表面に実装されている。ＩＣチップ４４は、ベース基板４３に多数の半田ボールを介してフリップチップ接続されている。このＩＣチップ４４は、文字、音声、画像のような多用なマルチメディア情報を処理するため、動作中の消費電力が大きくなっており、それに伴いＩＣチップ４４の発熱量も冷却を必要とする程に大きなものとなっている。
【００３３】上記ケース３７は、アルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。このケース３７は、ケース本体４５と、このケース本体４５に嵌合された裏蓋４６とを備え、全体として偏平な四角形の箱形をなしている。
【００３４】ケース本体４５は、配線基板３８の表面および半導体パッケージ３９，４０を覆っている。このケース本体４５の四つの角部には、凹部４７が形成されている。凹部４７は、ＭＰＵホルダ３２のボス部３４に対応するもので、夫々挿通孔４８を有している。そして、凹部４７の底は、配線基板３８の表面に隣接されている。裏蓋４６は、その外周縁部がケース本体４５に取り外し可能に引っ掛かっており、配線基板３８の裏面やそこに実装された半導体パッケージ４０を覆っている。この裏蓋４６は、ケース本体４５の凹部４７と協働して上記配線基板３８を挟んでおり、このことにより、配線基板３８とケース３７とが一体化されている。
【００３５】配線基板３８の第２のコネクタ４１は、裏蓋４６を貫通してケース３７の外方に露出されている。第２のコネクタ４１は、第１のコネクタ３０に嵌合されており、この嵌合により、ＭＰＵ２７と第２の回路基板２６とが電気的に接続されている。
【００３６】ケース３７の裏蓋４６は、ＭＰＵホルダ３２に重ねられている。このＭＰＵホルダ３２のボス部３４は、裏蓋４６を貫通してケース３７内に挿入されており、これらボス部３４の先端が配線基板３８の裏面に接している。そのため、ＭＰＵ２７は、第２の回路基板２６の表面２６ｂに沿うように横置きの姿勢で配置され、上記第１の回路基板２０と第２の回路基板２６とをずらすことによって筐体４内に生じた収容スペース２４に収められている。そして、図３に示すように、ＭＰＵ２７は、筐体４内において、第１の回路基板２０に隣接されているとともに、この第１の回路基板２０と略同一高さに位置されている。
【００３７】また、図４や図７に示すように、ケース３７のケース本体４５は、発熱するＩＣチップ４４に対応する位置に開口部４９を有している。開口部４９は、ＩＣチップ４４よりも大きな開口形状を有し、この開口部４９を通じてＩＣチップ４４がケース３７の外方に露出されている。
【００３８】図５ないし図８に示すように、上記回路モジュール２５は、ＩＣチップ４４の放熱を促進させるための冷却装置５１を備えている。この冷却装置５１は、ヒートシンク５２、ヒートパイプ５３および電動式のファンユニット５４とで構成されている。
【００３９】ヒートシンク５２は、平坦な長方形板状の放熱パネル５５を有している。この放熱パネル５５は、上記筐体４の幅方向に沿って延びている。放熱パネル５５は、第１の基盤５６と、この第１の基盤５６に重ね合わされた第２の基盤５７とを備えている。第１の基盤５６は、アルミニウム合金をダイカスト成形することで構成され、平坦な下面５６ａおよび上面５６ｂを有している。
【００４０】図８は、放熱パネル５５を第１の基盤５６の下面５６ａの方向から見た状態を示している。この図８に最も良く示されるように、第１の基盤５６は、受熱部６０と、ファン取り付け部６１とを有している。これら受熱部６０とファン取り付け部６１とは、第１の基盤５６の下面５６ａにおいて、放熱パネル５５の長手方向に互いに並べて配置されている。
【００４１】受熱部６０は、ＭＰＵ２７のケース３７が重ね合わされる平坦な受熱面６２を有している。この受熱面６２には、下向きに僅かに突出する座部６３が形成されている。この座部６３は、ケース本体４５の開口部４９と向かい合う平坦な座面６３ａを有している。座部６３の周囲には、受熱面６２から下向きに突出する四つのボス部６４が配置されている。ボス部６４は、ＭＰＵ２７のケース３７の凹部４７に対応するもので、夫々凹部４７の挿通孔４８に連なるねじ挿通孔６５を有している。ねじ挿通孔６５は、第１の基盤５６の上面５６ｂに開口されている。
【００４２】上記ファン取り付け部６１は、平滑なガイド面６７を有している。ガイド面６７は、受熱部６０の受熱面６２に連なっている。そのため、受熱部６０とファン取り付け部６１とは、同一平面上に位置されている。
【００４３】第２の基盤５７は、固有の熱膨張率α2 を有する銅板にて構成されている。この第２の基盤５７の熱膨張率α2 は、第１の基盤５６の熱膨張率α1 よりも大きく定められている。第２の基盤５７は、第１の基盤６６の上面に隙間なく重ね合わされており、これら第１および第２の基盤５６，５７の接触部分の熱抵抗が小さく抑えられている。
【００４４】第２の基盤５７は、第１の基盤５６の上面５６ｂにおいて、上記受熱部６０からファン取り付け部６１に跨って配置されている。この第２の基盤５７は、第１の基盤５６の周囲に張り出す複数の支持部６８を一体に有している。これら支持部６８は、第１の基盤５６の受熱部６０およびファン取り付け部６１に夫々対応した位置に配置されている。
【００４５】図３に示すように、上記放熱パネル５５の受熱部６０は、ＭＰＵ２７の上方からケース３７に重ね合わされており、この受熱部６０のボス部６４の先端がケース３７の凹部４７の底を貫通して配線基板３８の表面に接している。受熱部６０の二つのボス部６４のねじ挿通孔６５には、夫々放熱パネル５５の上方からねじ７０が挿入されている。ねじ７０は、凹部４７の挿通孔４８、配線基板３８を貫通してＭＰＵホルダ３２のボス部３４および第２の回路基板２６の通孔２９にねじ込まれている。
【００４６】また、図８に示すように、第２の回路基板２６の残りの通孔２９には、この第２の回路基板２６の下方から他のねじ７１が挿通されている。ねじ７１は、配線基板３８、凹部４７の挿通孔４８を貫通して受熱部６０の残りのボス部６４のねじ挿通孔６５にねじ込まれている。
【００４７】そのため、図３や図６に示すように、ヒートシンク５２と第２の回路基板２６とは、ＭＰＵ２７を挟み込んだ状態で互いに結合されている。この結合により、ＭＰＵ２７が第２の回路基板２６の表面２６ｂに押し付けられ、第１のコネクタ３０と第２のコネクタ４１との嵌合が維持されている。それとともに、放熱パネル５５の受熱部６０がＭＰＵ２７に固定され、受熱部６０の座面６３ａが発熱するＩＣチップ４４と僅かな隙間を介して向かい合っている。そして、この座面６３ａとＩＣチップ４４との間には、熱伝導性を有するグリス７２が介在されており、このグリス７２を介して座面６３ａとＩＣチップ４４とが熱的に接続されている。
【００４８】図３に示すように、ヒートシンク５２の放熱パネル５５をＭＰＵ２７のケース３７に結合した状態では、そのファン取り付け部６１がＭＰＵ２７や第２の回路基板２６の側方に突出されている。そして、このファン取り付け部６１は、放熱パネル５５の周囲に張り出す一対のブラケット部７４ａ，７４ｂを有している。ブラケット部７４ａ，７４ｂは、図９に示すように、筐体４の底壁４ａと向かい合うとともに、この底壁４ａから上向きに延びる複数の取り付け座７５にねじ７６を介して固定されている。
【００４９】そのため、ヒートシンク５２は、上記筐体４の内部の収容スペース２４において、この筐体４の底壁４ａと平行に配置されている。この結果、ファン取り付け部６１のガイド面６７は、筐体４の右側の側壁４ｄに隣接した位置において、底壁４ａと向かい合っている。
【００５０】図６ないし図８に示すように、上記ヒートパイプ５３は、放熱パネル５５の長軸方向の一辺に沿って延びる第１のパイプ部７８ａと、放熱パネル５５の短軸方向の一辺に沿って延びる第２のパイプ部７８ｂとを有している。これら第１および第２のパイプ部７８ａ，７８ｂは、上記第２の基盤５７の支持部６８にかしめて固定されている。第１のパイプ部７８ａの一端および第２のパイプ部７８ｂは、受熱部６０の近傍に位置されているとともに、第１のパイプ部７８ａの他端は、ファン取り付け部６１の近傍に位置されている。
【００５１】したがって、ヒートパイプ５３は、第２の基盤５７を介して受熱部６０およびファン取り付け部６１に夫々熱的に接続されているとともに、ヒートシンク５２の放熱パネル５５を取り囲んだ状態で受熱部６０とファン取り付け部６１とに跨って配置されている。
【００５２】上記ファンユニット５４は、ファン取り付け部６１のガイド面６７に支持されている。ファンユニット５４は、ファンケーシング８０と、このファンケーシング８０に支持されたファン８１とを備えている。
【００５３】ファンケーシング８０は、例えばアルミニウム合金のような熱伝導性に優れた金属材料にて構成されている。ファンケーシング８０は、四つの角部を有する偏平な四角形の枠状をなしている。このファンケーシング８０の厚み寸法は、上記ＭＰＵ２７のケース３７の厚み寸法と略同等に定められている。そして、ファンケーシング８０は、その四つの角部がねじ８２を介してファン取り付け部６１のガイド面６７に固定されている。そのため、ファンケーシング８０は、見かけ上、ヒートシンク５２の放熱パネル５５に吊り下げた姿勢で保持されている。
【００５４】ファンケーシング８０は、吸込口８４と排出口８５とを有している。吸込口８４は、ファン取り付け部６１のガイド面６７と向かい合っている。排出口８５は、吸込口８４に隣接されているとともに、この吸込口８４に連なっている。
【００５５】吸込口８４の内周縁部には、径方向内側に向けて延びる複数のステー８６が形成されており、これらステー８６の先端部に円盤状のモータ支持部８７が形成されている。モータ支持部８７は、偏平なＤＣブラシレスモータ８９（図３に示す）を支持している。モータ８９は、ファンケーシング８０の厚み方向に延びる回転軸９０を有している。このモータ８９は、図示しないリード線を介して第２の回路基板２６に電気的に接続されている。そして、モータ８９は、ＭＰＵ２７の温度が予め決められた値に達した時に駆動されるようになっている。
【００５６】上記ファン８１は、モータ８９の回転軸９０に支持されている。ファン８１は、吸込口８４と向かい合っており、このファン８１の径方向外側に上記排出口８５が位置されている。
【００５７】ファンユニット５４は、吸込口８４を通る回転軸線Ｏ1 を有している。回転軸線Ｏ1 は、回転軸９０の軸方向に延びている。そして、ファンユニット５４は、上記回転軸線Ｏ1 を放熱パネル５５のガイド面６７と直交させた横置きの姿勢でファン取り付け部６１に固定されている。そのため、ファンユニット５４は、放熱パネル５５に沿うように配置されており、そのファンケーシング８０の吸込口８４が筐体４の底壁４ａと僅かな隙間を存して向かい合っている。
【００５８】ファンケーシング８０の排出口８５は、上記ＭＰＵ２７とは反対側に向けて開口されている。この排出口８５は、筐体４の右側の側壁４ｄと向かい合っており、この側壁４ｄには、排出口８５に連なる排気口９２が形成されている。
【００５９】図３および図５に示すように、上記回路モジュール２５の第２の回路基板２６は、第１の回路基板２０の下方に入り込むように延長された接続部９４を有している。接続部９４は、上記放熱パネル５５のブラケット部７４とはファンユニット５４およびＭＰＵ２７を挟んだ反対側に位置されており、放熱パネル５５の筐体４への固定箇所から充分に遠ざけられている。そして、接続部９４は、第１の回路基板２０の裏面２０ａと向かい合うとともに、一対のスタッキングコネクタ９５を介して第１の回路基板２０に電気的に接続されている。
【００６０】このような構成のポータブルコンピュータ１において、ＭＰＵ２７のＩＣチップ４４が発熱すると、このＩＣチップ４４の熱は、グリス７２を介して放熱パネル５５の座部６３に伝えられる。この熱は、座部６３から受熱部６０に伝達されるとともに、この受熱部６０からファン取り付け部６１に熱伝導により拡散される。
【００６１】また、この放熱パネル５５には、受熱部６０とファン取り付け部６１とに跨るヒートパイプ５３が熱的に接続されているので、ＩＣチップ４４から受熱部６０に伝えられた熱の一部は、第２の基盤５７の支持部６８を介してヒートパイプ５３に伝えられる。そのため、受熱部６０の熱は、ヒートパイプ５３を介してファン取り付け部６１に積極的に移される。
【００６２】ＭＰＵ２７の温度が予め規定された値を上回ると、ＤＣブラシレスモータ８９を介してファン８１が回転駆動される。このファン８１の回転により、筐体４内の空気がファンケーシング８０の吸込口８４に吸い込まれ、この空気はファンケーシング８０内を排出口８５に向けて流れる。これにより、ファンケーシング８０および放熱パネル５５が空気を媒体とする強制対流により直接冷却されるとともに、この放熱パネル５５のファン取り付け部６１に伝えられた熱が空気流に乗じて外部に放出され、ＭＰＵ２７の放熱が促進される。そして、ファンケーシング８０の排出口８５に導かれた空気は、排気口９２を介して筐体４の外方に放出される。
【００６３】ところで、上記構成のポータブルコンピュータ１によると、ＭＰＵ２７と第２の回路基板２６とは一つの回路モジュール２５としてユニット化され、この第２の回路基板２６は、システム基板としての第１の回路基板２０とは切り離された別の部品となっている。そして、第２の回路基板２６は、そのＭＰＵ２７とは反対側の裏面２６ａを筐体４の底壁４ａの内面に沿わせた姿勢で配置され、上記第１の回路基板２０に対し筐体４の厚み方向にずれているので、これら回路基板２０，２６をずらすことによって筐体４の内部に生じた収容スペース２４に上記ＭＰＵ２７およびこのＭＰＵ２７のケース３７に重ね合わされたヒートシンク５２を無理なく収めることができる。
【００６４】このため、筐体４の内部にＭＰＵ２７を収容するに当って、このＭＰＵ２７を第１の回路基板２０と略同一高さ位置に収めることが可能となり、この第１の回路基板２０の上方又は下方に冷却装置５１やＭＰＵ２７の設置スペースを確保する必要はない。したがって、回路部品２１の存在により、第１の回路基板２０を筐体４の底壁４ａに沿わせて配置することが困難な場合でも、ＭＰＵ２７および冷却装置５１が第１の回路基板２０の上方又は下方に大きく張り出すことはなく、その分、筐体４の薄型化を推し進めることができる。
【００６５】なお、上記実施の形態では、第２の回路基板を筐体の底壁の内面に沿わせて配置したが、この第２の回路基板を筐体の上壁の内面あるいはキーボード装着口の底に沿わせて配置し、冷却装置のヒートシンクを筐体の底壁に沿わせて配置しても良い。
【００６６】また、上記実施の形態のファンユニットは、その回転軸線をファン取り付け部のガイド面と直交させた横置きの姿勢で配置したが、筐体の厚み寸法に余裕があれば、このファンユニットをガイド面に対し傾けて配置しても良い。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、回路基板をずらすことによって筐体の内部に生じたスペースに発熱体やヒートシンクを収めることができるので、これら発熱体およびヒートシンクのような冷却装置が回路基板の上方又は下方に大きく張り出すことはなく、その分、筐体の薄型化が可能となるといった利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るポータブルコンピュータの斜視図。
【図２】ポータブルコンピュータの側面図。
【図３】第１の回路基板、回路モジュールおよび冷却装置との位置関係を示すポータブルコンピュータの断面図。
【図４】ＭＰＵを第２の回路基板から取り外した状態を示す斜視図。
【図５】回路モジュールおよび冷却装置を筐体に収容した状態を示す平面図。
【図６】回路モジュールに冷却装置を取り付けた状態を示す斜視図。
【図７】回路モジュールから冷却装置を取り外した状態を示す斜視図。
【図８】回路モジュールから冷却装置を取り外した状態を示す斜視図。
【図９】図５の９Ｆ−９Ｆ線に沿う断面図。
【符号の説明】
４…筐体
４ａ…底壁
２０…第１の回路基板（回路基板）
２１…回路部品
２５…回路モジュール
２６…第２の回路基板（モジュール基板）
２７…発熱体（ＭＰＵ）
５１…冷却装置
５２…ヒートシンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】 底壁を有する筐体と；この筐体の内部に収容され、上記底壁と向かい合うとともに、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記回路基板に電気的に接続された回路モジュールと；を具備し、上記回路モジュールは、動作中に発熱する発熱体が実装されたモジュール基板と、上記発熱体に熱的に接続されたヒートシンクと、を有し、上記モジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、上記発熱体は、上記モジュール基板の回路基板側の面に位置されていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】 請求項１の記載において、上記モジュール基板は、上記発熱体が実装された表面と、この表面の反対側に位置された裏面と、を有し、この裏面を上記底壁に沿わせた姿勢で筐体の内部に収容されていることを特徴とする電子機器。
【請求項３】 請求項２の記載において、上記ヒートシンクは、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に並べて配置されたファン取り付け部と、を有し、このファン取り付け部は、上記発熱体およびモジュール基板を外れた位置に突出されて上記筐体の底壁と向かい合うとともに、このファン取り付け部に送風用のファンユニットが取り付けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項４】 請求項３の記載において、上記ファンユニットは、ファンを回転自在に支持する偏平なファンケーシングを有し、このファンケーシングは、ファンの回転軸線を上記ヒートシンクと直交させた横置きの姿勢で上記ファン取り付け部と底壁との間に収められていることを特徴とする電子機器。
【請求項５】 請求項３の記載において、上記ヒートシンクは、受熱部に伝えられた発熱体の熱をファン取り付け部に移送するヒートパイプを有していることを特徴とする電子機器。
【請求項６】 請求項４の記載において、上記発熱体は、配線基板と、この配線基板に実装され、動作中に発熱するＩＣチップと、上記配線基板を収容するとともに、上記ＩＣチップを外方に露出させる通孔を有する偏平なケースと、を備え、このケースは、上記通孔を放熱板に向けた姿勢で受熱部に支持され、この通孔から露出されたＩＣチップが受熱部に熱的に接続されているとともに、上記ケースの厚み寸法は、上記ファンケーシングの厚み寸法と略同等に定められていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】 筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、動作中に発熱する発熱体を含む回路モジュールと；上記筐体の内部に収容され、上記発熱体の放熱を促進させるための冷却装置と；を具備し、上記回路モジュールは、上記発熱体が実装されたモジュール基板を有し、このモジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする電子機器
【請求項８】 筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された第１の回路基板と；この第１の回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置された第２の回路基板と；この第２の回路基板の第１の回路基板側の面に実装され、動作中に発熱する発熱体と；この発熱体の第２の回路基板とは反対側の面に熱的に接続されたヒートシンクと；を備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項１】 底壁を有する筐体と；この筐体の内部に収容され、上記底壁と向かい合うとともに、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記回路基板に電気的に接続された回路モジュールと；を具備し、上記回路モジュールは、動作中に発熱する発熱体が実装されたモジュール基板と、上記発熱体に熱的に接続されたヒートシンクと、を有し、上記モジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されているとともに、上記発熱体は、上記モジュール基板の回路基板側の面に位置されていることを特徴とする電子機器。
【請求項２】 請求項１の記載において、上記モジュール基板は、上記発熱体が実装された表面と、この表面の反対側に位置された裏面と、を有し、この裏面を上記底壁に沿わせた姿勢で筐体の内部に収容されていることを特徴とする電子機器。
【請求項３】 請求項２の記載において、上記ヒートシンクは、上記発熱体の熱を受ける受熱部と、この受熱部に並べて配置されたファン取り付け部と、を有し、このファン取り付け部は、上記発熱体およびモジュール基板を外れた位置に突出されて上記筐体の底壁と向かい合うとともに、このファン取り付け部に送風用のファンユニットが取り付けられていることを特徴とする電子機器。
【請求項４】 請求項３の記載において、上記ファンユニットは、ファンを回転自在に支持する偏平なファンケーシングを有し、このファンケーシングは、ファンの回転軸線を上記ヒートシンクと直交させた横置きの姿勢で上記ファン取り付け部と底壁との間に収められていることを特徴とする電子機器。
【請求項５】 請求項３の記載において、上記ヒートシンクは、受熱部に伝えられた発熱体の熱をファン取り付け部に移送するヒートパイプを有していることを特徴とする電子機器。
【請求項６】 請求項４の記載において、上記発熱体は、配線基板と、この配線基板に実装され、動作中に発熱するＩＣチップと、上記配線基板を収容するとともに、上記ＩＣチップを外方に露出させる通孔を有する偏平なケースと、を備え、このケースは、上記通孔を放熱板に向けた姿勢で受熱部に支持され、この通孔から露出されたＩＣチップが受熱部に熱的に接続されているとともに、上記ケースの厚み寸法は、上記ファンケーシングの厚み寸法と略同等に定められていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】 筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された回路基板と；この回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、動作中に発熱する発熱体を含む回路モジュールと；上記筐体の内部に収容され、上記発熱体の放熱を促進させるための冷却装置と；を具備し、上記回路モジュールは、上記発熱体が実装されたモジュール基板を有し、このモジュール基板は、上記筐体の内部において上記回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置されていることを特徴とする電子機器
【請求項８】 筐体と；この筐体の内部に収容され、回路部品が実装された第１の回路基板と；この第１の回路基板を避けた位置において上記筐体の内部に収容され、上記第１の回路基板に対し筐体の厚み方向にずれた位置に配置された第２の回路基板と；この第２の回路基板の第１の回路基板側の面に実装され、動作中に発熱する発熱体と；この発熱体の第２の回路基板とは反対側の面に熱的に接続されたヒートシンクと；を備えていることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図７】
【図９】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図８】
【図２】
【図７】
【図９】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図８】
【公開番号】特開２０００−１３０６５（Ｐ２０００−１３０６５Ａ）
【公開日】平成１２年１月１４日（２０００．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−１７８７８５
【出願日】平成１０年６月２５日（１９９８．６．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００２２１０５２）東芝コンピュータエンジニアリング株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年１月１４日（２０００．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年６月２５日（１９９８．６．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００２２１０５２）東芝コンピュータエンジニアリング株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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