電子機器

【課題】基板の実装効率をより高めることが可能な電子機器を得る。
【解決手段】筐体２ａの内側Ｉｓに収容された基板７と、基板７上に実装された素子８と、素子８上に配置された受熱部品９と、素子８上に配置され、受熱部品９から受け取った熱を放熱部１０ｂへ移送するヒートパイプ１０と、受熱部品９およびヒートパイプ１０のうち少なくとも一方を素子８に向けて押し付ける押付部材１１と、が設けられ、押付部材１１の取付部１１ｃが、筐体２ａに取り付けられた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に実装された素子で生じた熱を、当該素子上に配置された受熱部品や、ヒートパイプ、さらには放熱部品等を介して周囲に放出する構造が知られている。この構造で、受熱部品およびヒートパイプのうち少なくとも一方は、素子上に配置された押付部材によって、素子上に押し付けられている。また、押付部材は、基板に取り付けられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０８０５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、押付部材が基板に取り付けられる領域には、部品や配線パターンを配置することができない。すなわち、その領域の分、基板の実装効率が低くなってしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、基板の実装効率をより高めることが可能な電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電子機器にあっては、筐体内に収容された基板と、前記基板上に実装された発熱体と、前記発熱体で生じた熱を放熱する放熱機構と、前記放熱機構の一部を前記発熱体に向けて押し付ける押付部材と、を備え、前記押付部材の少なくとも一部が、前記基板外の構造体に取り付けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、押付部材の少なくとも一部が基板外の構造体に取り付けられるため、押付部材が基板に取り付けられる領域を減らすあるいは無くすことができる分、基板の実装効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかる電子機器を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態にかかる電子機器の筐体内部の平面図である。
【図３】図３は、電子機器の筐体内部の側面図（図２のビューＶａ、一部断面図）である。
【図４】図４は、補強部材の平面図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態にかかる電子機器の筐体内部の平面図である。
【図６】図６は、電子機器の筐体内部の側面図（図５のビューＶａ、一部断面図）である。
【図７】図７は、本発明の第３実施形態にかかる電子機器の筐体内部の側面図（一部断面図）である。
【図８】図８は、筐体の内面を示す平面図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施形態にかかる電子機器の筐体内部の側面図（一部断面図）である。
【図１０】図１０は、補強部材および基板支持部の平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５実施形態にかかる電子機器の筐体内部の側面図（一部断面図）である。
【図１２】図１２は、補強部材の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
まずは、図１〜４を参照して、本発明の第１実施形態にかかる電子機器について説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態にかかる電子機器１は、所謂ノート型のパーソナルコンピュータとして構成されており、矩形状の扁平な第一の本体部２と、矩形状の扁平な第二の本体部３と、を備えている。これら第一の本体部２および第二の本体部３は、ヒンジ機構４によって、回動軸Ａｘ回りに、少なくとも折り畳み状態（図示せず）と展開状態（図１）との間で相対回動可能に接続されている。
【００１２】
第一の本体部２の筐体２ａの内部には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、その他の電子部品が実装された基板７（図２参照）や、ハードディスク、冷却送風機構１２（図２参照）等が収容されている。また、第一の本体部２の表面２ｂには、入力操作部としてのキーボード５が配置されている。一方、第二の本体部３の表面３ｂには、表示部としてのディスプレイ（例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等）６が配置されている。折り畳み状態では、第一の本体部２の筐体２ａの表面２ｂと、第二の本体部３の筐体３ａの表面３ｂとが相互に対向するとともに、キーボード５およびディスプレイ６が相互に対向する。一方、展開状態では、図１に示すように、表面２ｂ，３ｂ、ならびにキーボード５およびディスプレイ６の双方が露出する。この展開状態で、ユーザが使用可能となる。なお、キーボード５ならびにディスプレイ６も電子部品に相当する。
【００１３】
図２，３に示すように、筐体２ａの内部（内側Ｉｓ）には、基板７が収容されている。基板７は、図２の平面視で、相互に対向する短辺（ただし図２では一方のみ図示）７ｃと相互に対向する長辺７ｄとを有する長方形状に形成されている。基板７の表面７ａまたは裏面７ｂ上には、複数の電子部品（ただし素子８のみ図示）が実装されている。これら電子部品のうち、例えばチップセットやＣＰＵ（Central Processing Unit）、マルチコアＣＰＵ等、集積度が高く、発熱量が比較的大きい発熱体としての素子８上には、受熱部品９およびヒートパイプ１０が配置されている。これら受熱部品９およびヒートパイプ１０は、金属材料等からなる板状の部材を所定形状に折り曲げて形成した押付部材１１によって、素子８側に押し付けられている。なお、基板７の表面７ａあるいは裏面７ｂ上に形成される配線パターンの図示は、省略する。
【００１４】
素子８は平面視で正方形状に形成されている。受熱部品９は、平面視では素子８とほぼ同じ大きさの正方形となる平板状あるいは直方体状に形成されており、熱伝導率の比較的高い材料（例えば、銀、銅、金、アルミニウム、真鍮、鉄、あるいはそれらを含む合金等）で形成されている。なお、素子８と受熱部品９との間には、グリスや受熱シート等が設けられてもよい。
【００１５】
ヒートパイプ１０の受熱部１０ａの断面は、基板７の表面７ａに垂直な部品積層方向にわずかに潰されている。本実施形態では、押付部材１１が受熱部１０ａを素子８に向けて押し付け、これにより、当該受熱部１０ａとともに受熱部品９が素子８へ向けて押し付けられている。
【００１６】
ヒートパイプ１０内には、加熱によって蒸発しかつ冷却によって凝縮する冷媒が収容されている。ヒートパイプ１０内の受熱部品９側（すなわち受熱部１０ａ内）にある冷媒は、受熱部品９によって加熱されると蒸発して気体となり、ヒートパイプ１０内を放熱部品１３へ向けて流れる。また、ヒートパイプ１０内の放熱部品１３側（すなわち放熱部１０ｂ内）にある冷媒は、放熱部品１３によって冷却されると凝縮して液体となる。液体になった冷媒は、毛細管現象によってヒートパイプ１０内を受熱部品９側へ戻る。このように、冷媒が、蒸発と凝縮とを繰り返しながら、ヒートパイプ１０内で受熱部品９と放熱部品１３との間を往復することによって、素子８の熱が、受熱部品９およびヒートパイプ１０を介して放熱部品１３へ伝達され、放熱部品１３から放出される。
【００１７】
押付部材１１は、図２に示すように、その中心に位置する押圧部１１ｂから平面視で三方にＹ字状に伸びるアーム部１１ａを有している。また、押付部材１１は、図３に示すように、側面視ではＭ字状に形成されており、各アーム部１１ａの脚部の先端部分が屈曲されて、筐体２ａの底壁２ｃに沿う取付部１１ｃが形成されている。取付部１１ｃには、円形孔、長穴孔、切欠等の貫通部（図示せず）が形成されている。そして、ねじ１４等の取付具が、この貫通部を貫通して、筐体２ａの底壁２ｃ上に立設された被取付部としてのボス部２ｆに取り付けられている。すなわち、本実施形態では、押付部材１１は筐体２ａに取り付けられている。なお、ボス部２ｆには、雌ねじ孔が形成されている。本実施形態では、筐体２ａが、基板外の構造体に相当する。基板外とは、基板７および基板７に取り付けられた部品や部材等（例えば電子部品やスタッド等）以外であることを意味する。
【００１８】
押付部材１１は、図２，３に示す状態にアセンブリされると、弾性変形する。このときの押付部材１１の弾性力が、押付力として、受熱部品９およびヒートパイプ１０のうち少なくとも一方（この例ではヒートパイプ１０の受熱部１０ａ）に図３の上方から下方に向けて作用する。この押付力によって、少なくとも受熱部品９が素子８に押し付けられる。すなわち、押付部材１１は、板ばねとして機能するものであり、弾性を有する板状の材料（例えば、ばね鋼、ステンレス鋼等）で形成するのが好適である。また、押付部材１１は、熱伝導率の高い材料で形成するのがさらに好適である。
【００１９】
ヒートパイプ１０の放熱部１０ｂには、多数のフィン１３ａを有する放熱部品１３が設けられている。ヒートパイプ１０によって受熱部１０ａから放熱部１０ｂへ運ばれた熱は、当該放熱部１０ｂや放熱部品１３からその周囲の空気中へ放出される。
【００２０】
放熱部１０ｂおよび放熱部品１３は、筐体２ａの側壁２ｄに形成された開口２ｅに臨む位置に配置されている。そして、放熱部１０ｂに対して開口２ｅの反対側には、冷却送風機構１２が設けられている。冷却送風機構１２は、ファン１２ａを回転させることにより、筐体２ａの内側Ｉｓから吸気口１２ｂを介して取り入れた空気を、排気口１２ｃから吹き出させる。排気口１２ｃから吹き出した空気は、放熱部１０ｂおよび放熱部品１３に当たってこれら放熱部１０ｂおよび放熱部品１３を冷却し、開口２ｅから筐体２ａの外側Ｏｓに排出される。すなわち、この空気流により、放熱部１０ｂおよび放熱部品１３からの排熱が促進されている。本実施形態では、受熱部品９、ヒートパイプ１０、および放熱部品１３によって、放熱機構２０が形成されている。押付部材１１は、放熱機構２０の一部を、素子８に向けて押し付けている。
【００２１】
また、本実施形態では、基板７の裏面７ｂ側に隣接して、補強部材１５が配置されている。補強部材１５は、図４に示すように、矩形環状に形成されるフレーム部１５ａを有している。このフレーム部１５ａは、素子８の矩形状の周縁に沿って配置される。また、補強部材１５は、フレーム部１５ａからボス部２ｆに向けて伸びるアーム部１５ｂを有している。各アーム部１５ｂの先端部１５ｃには、貫通孔１５ｄが形成されている。この貫通孔１５ｄに押付部材１１用の取付具としてのねじ１４が挿通される。すなわち、補強部材１５は、ねじ１４によって、押付部材１１とともにボス部２ｆに取り付けられている。
【００２２】
ここで、本実施形態では、図２，３に示すように、押付部材１１の複数の取付部１１ｃの全てが、基板７ではなく、基板外の構造体としての筐体２ａのボス部２ｆに取り付けられている。仮に、押付部材１１の取付部１１ｃが基板７に取り付けられる場合、基板７の表面７ａまたは裏面７ｂ上にその取付部１１ｃに対応する被取付部が確保される分は、電子部品や配線パターンをレイアウトすることができない。すなわち、この場合、基板７上における電子部品や配線パターンの実装効率が低くなってしまう。この点、本実施形態では、取付部１１ｃを基板外の構造体としての筐体２ａに取り付けたため、基板７の表面７ａまたは裏面７ｂにおいて電子部品や配線パターンの実装効率を低くせずに済む。特に、小型の電子機器１にあっては、基板７における電子部品や配線パターンの実装効率の向上がより一層求められるため、本実施形態の構成が有効である。
【００２３】
また、本実施形態では、図２に示すように、押付部材１１は、基板７を、当該基板７の長辺７ｄと交叉する方向に跨いでいる。よって、短辺７ｃと交叉する方向に跨ぐ場合に比べて、押付部材１１をより短くより小型に形成することができるとともに、架橋区間の長さがより短くなる分、より大きな押付力を得やすくなる。
【００２４】
また、本実施形態では、基板７の素子８が実装される面としての表面７ａの反対側（裏面７ｂ側）に補強部材１５が配置され、当該補強部材１５が、押付部材１１とともに、筐体２ａに取り付けられている。よって、補強部材１５によって、押付部材１１から作用する押圧力による荷重を受けることができる分、筐体２ａや基板７に作用する荷重を減らして、筐体２ａや基板７等に曲げ変形等が生じるのを抑制することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
次に、図５，６を参照して、本発明の第２実施形態にかかる電子機器について説明する。
【００２６】
図５，６に示すように、本実施形態では、押付部材１１Ａの複数の取付部１１ｃのうち一つ（図５の上側の取付部１１ｃ）を、筐体２ａではなく、基板７Ａに取り付けた。基板７Ａの表面７ａ上にスタッド１６が取り付けられ、このスタッド１６に、ねじ１４等の取付具を用いて、取付部１１ｃが取り付けられている。なお、スタッド１６は、基板７Ａならびに補強部材１５を貫通した雄ねじ部にナット１７を取り付けるなどすることで、基板７Ａに固定することができる。このような構成にあっても、他の取付部１１ｃについては、筐体２ａに取り付けることができ、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、本実施形態では、図５，６に示すように、素子８は、基板７Ａの相互に対向する辺７ｄ１，７ｄ２のうち、辺７ｄ１に寄せて（近付けて）配置されており、押付部材１１Ａが、素子８を、辺７ｄ１，７ｄ２に交叉する方向に跨ぐ状態で設置され、押付部材１１Ａの複数の取付部１１ｃのうち、辺７ｄ１側の（すなわち、辺７ｄ２より辺７ｄ１に近い）取付部１１ｃが筐体２ａのボス部２ｆに取り付けられ、辺７ｄ２側の（すなわち、辺７ｄ１より辺７ｄ２に近い）取付部１１ｃが基板７Ａのスタッド１６に取り付けられた。仮に、辺７ｄ２側の取付部１１ｃが基板７Ａの外で筐体２ａに取り付けられる構成とした場合、押付部材１１Ａのアーム部１１ａが長くなってしまい、押付部材１１Ａによる押付力を確保しにくくなる場合がある。この点、本実施形態によれば、素子８より遠い辺７ｄ２側の取付部１１ｃが基板７Ａに取り付けられるため、アーム部１１ａをより短くすることができる。すなわち、アーム部１１ａが長くなって押付力を確保しにくくなる事態を回避しやすくなる。
【００２８】
＜第３実施形態＞
次に、図７，８を参照して、本発明の第３実施形態にかかる電子機器について説明する。
【００２９】
図７，８に示すように、本実施形態では、筐体２ａの底壁２ｃの内面上に、構造体補強部（筐体補強部）としてのリブ２ｇが形成されている。このリブ２ｇは、複数の被取付部としてのボス部２ｆ間を接続する略一定の幅および高さの縦壁として設けられている。リブ２ｇは、中心部２ｉから各ボス部２ｆに向けて直線状に伸びて相互にＹ字状に接続された三つの分枝部２ｈを有している。中心部２ｉは、基板７の表面７ａと垂直な平面視で、押付部材１１の押圧部１１ｂと重なっている。各ボス部２ｆには、雌ねじ孔２ｊが形成されている。
【００３０】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、構造体補強部としてのリブ２ｇで筐体２ａを補強することができるため、押付部材１１の弾性力によって筐体２ａの底壁２ｃや基板７が変形するのを抑制することができる。また、構造体補強部を、複数の被取付部を、ボス部２ｆ間を接続するリブとして、比較的簡素な構成として得ることができる。
【００３１】
＜第４実施形態＞
次に、図９，１０を参照して、本発明の第４実施形態にかかる電子機器について説明する。
【００３２】
図９，１０に示すように、本実施形態では、筐体２ａの底壁２ｃの内面上に、被取付部としてのボス部２ｆとは別の位置で基板７を支持する基板支持部としての突起２ｋａ，２ｋｂが形成されている。このうち、突起２ｋａは、リブ２ｇと一体化されており、補強部材１５を支持している。すなわち、突起２ｋａは、基板７を間接的に支持している。また、突起２ｋｂは、リブ２ｇとは独立して筐体２ａの底壁２ｃの内面上に立設されており、補強部材１５を支持している。すなわち、突起２ｋｂも、基板７を間接的に支持している。なお、本実施形態では、突起２ｋａが第二の基板支持部に相当する。
【００３３】
本実施形態によれば、上記第１実施形態や第３実施形態と同様の効果が得られるのに加えて、基板支持部としての突起２ｋａ，２ｋｂが基板７を支持するため、押付部材１１の弾性力によって筐体２ａの底壁２ｃや基板７が変形するのを抑制することができる。さらに、本実施形態では、突起２ｋａが構造体補強部としてのリブ２ｇと一体化されているため、リブ２ｇの剛性がより一層高まって、構造体補強部としてのリブ２ｇによる筐体２ａの底壁２ｃや基板７の変形を抑制する効果をより一層高めることができる。
【００３４】
＜第５実施形態＞
次に、図１１，１２を参照して、本発明の第５実施形態にかかる電子機器について説明する。
【００３５】
図１１，１２に示すように、本実施形態では、基板７をその裏面７ｂ側から支持する補強部材１５Ｄに、基板７側に突出する突出部としてのリブ１５ｅが形成されている。リブ１５ｅを設けたことで、補強部材１５Ｄの剛性を高めることができ、筐体２ａの底壁２ｃや基板７の変形を抑制する効果をより一層高めることができる。
【００３６】
さらに、本実施形態によれば、突出部としてのリブ１５ｅが無く、補強部材が全体的に基板７の裏面７ｂと接触する場合に比べて、基板７の裏面７ｂと補強部材１５Ｄとの接触面積を小さくすることができる。これにより、基板７の裏面７ｂの露出面積を大きくすることができ、電子部品や配線パターンの実装効率をより一層高めることができる。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、本発明をパーソナルコンピュータとして実施した場合について例示したが、本発明は、テレビジョン装置や、その周辺機器等、基板を筐体内に収容する種々の電子機器として、実施することができる。
【００３８】
また、発熱体は、素子以外のものであってもよいし、そのスペックは適宜に変更することができる。また、基板や、筐体、受熱部品、ヒートパイプ、押付部材、放熱部品、補強部材、被取付部、基板支持部、構造体補強部、突出部のスペック（配置や、形状、大きさ、厚み、材質等）も、適宜に変更することができる。また、押付部材は、筐体以外の基板外の構造体に取り付けることができる。
【００３９】
また、上記各実施形態に開示した技術的思想は、適宜に組み合わせて実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明は、基板上に実装された発熱体で生じた熱を放出する構造として、有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１…電子機器、２ａ…筐体（基板外の構造体）、２ｆ…ボス部（被取付部）、２ｇ…リブ（構造体補強部）、２ｋａ…突起（（第二の）基板支持部）、２ｋｂ…突起（基板支持部）、７，７Ａ…基板、７ａ…表面（面）、７ｄ，７ｄ１，７ｄ２…長辺（相互に対向する辺）、８…素子（発熱体）、９…受熱部品、１０…ヒートパイプ、１０ｂ…放熱部、１１，１１Ａ…押付部材、１５，１５Ｄ…補強部材、１５ｅ…リブ（突出部）。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に収容された基板と、
前記基板上に実装された発熱体と、
前記発熱体で生じた熱を放熱する放熱機構と、
前記放熱機構の一部を前記発熱体に向けて押し付ける押付部材と、
を備え、
前記押付部材の少なくとも一部が、前記基板外の構造体に取り付けられたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記基板の前記発熱体が実装される面の反対側に補強部材が配置され、
前記押付部材とともに前記補強部材の少なくとも一部が前記構造体に取り付けられたことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
前記基板は相互に対向する長辺ならびに短辺を有する長方形状に形成され、
前記押付部材が、前記基板を、当該基板の長辺と交叉する方向に跨ぐことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記構造体が、
前記押付部材が取り付けられる被取付部と、
前記被取付部とは別の位置で前記基板を支持する基板支持部と、
を有することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の電子機器。
【請求項５】
前記構造体が、
前記押付部材が取り付けられる複数の被取付部と、
前記複数の被取付部間に形成された構造体補強部と、
を有することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の電子機器。
【請求項６】
前記構造体補強部が、前記構造体の表面に形成されて前記被取付部間を接続するリブであることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記構造体が、
前記構造体補強部と一体化されて、前記被取付部とは別の位置で前記基板を支持する第二の基板支持部を有することを特徴とする請求項５または６に記載の電子機器。
【請求項８】
前記補強部材に、前記基板側に突出する突出部が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項９】
前記押付部材の一部が、前記基板に取り付けられたことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の電子機器。
【請求項１０】
前記発熱体が、前記基板の相互に対向する辺のうち一方側に寄せて配置され、
前記押付部材が、前記発熱体を、前記基板の相互に対向する辺に交叉する方向に跨ぐ状態で設置され、
前記押付部材の前記一方側が前記構造体に取り付けられ、他方側が前記基板に取り付けられたことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。

【図１】