電子機器
【課題】空気流路に配置されるヒートシンクなどの部品だけでなく、ヒートシンクが取り付けられていない回路基板上の電子部品を簡単な構造で冷却できる電子機器を提供する。
【解決手段】ハウジング２０内に形成された空気流路Ｓ２にはヒートシンク６１，６２が配置され、空気流路Ｓ２を規定する上フレーム３０の下側に位置する回路基板１０には電子部品１３が配置されている。上フレーム３０には電子部品１３に向かって開いた通気孔３１ａが形成されている。
【解決手段】ハウジング２０内に形成された空気流路Ｓ２にはヒートシンク６１，６２が配置され、空気流路Ｓ２を規定する上フレーム３０の下側に位置する回路基板１０には電子部品１３が配置されている。上フレーム３０には電子部品１３に向かって開いた通気孔３１ａが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の冷却性能を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板に実装された電子部品を冷却ファンによって冷却する電子機器が従来利用されている。下記特許文献１の電子機器では、冷却ファンから、ハウジングの外側に向かって開く排気開口まで続く空気流路は、ハウジング内の他の空間と、壁部材によって区画されている。空気流路には、ＣＰＵやＧＰＵなどの集積回路から熱を受けるヒートシンクが配置されている。この構造によれば、ヒートシンクに集中して空気を送ることができ、効率的にヒートシンクを冷却できる。同文献の電子機器は、空気流路を区画するための壁部材として、空気流路の底壁として機能するベースプレートと、空気流路を覆うカバーとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５４０８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路基板にはＣＰＵやＧＰＵ以外にも、トランジスタやコイルなど熱を発しやすい電子部品がある。従来は、このような電子部品には伝熱性を有する部材を取り付け、当該部材を通して電子部品の熱をベースプレートに伝えていた。ところが、この構造は、伝熱性を有する部材を用いるので、コストや製造工程が増すという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、空気流路に配置される、ヒートシンクなどの部品を効率的に冷却しながら、回路基板上の電子部品を簡単な構造で冷却できる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子機器は、冷却ファンと、前記冷却ファンを収容するハウジングと、前記冷却ファンから、前記ハウジングの外側に向かって開いた通気開口まで続く空気流路と、前記空気流路を前記ハウジング内の他の空間から区画する壁部材と、前記空気流路に配置される第１の冷却対象部品と、前記壁部材の外側に位置し前記壁部材に沿って配置される回路基板と、前記回路基板に第２の冷却対象部品として配置される電子部品と、を備える。前記壁部材には前記電子部品に向かって開いた通気孔が形成されている。
【０００７】
本発明によれば、空気流路に配置される第１の冷却対象部品を効率的に冷却しながら、第２の冷却対象部品である電子部品をも冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。
【図１Ｂ】上記電子機器１の底面図である。
【図２】上記電子機器が内蔵する装置の斜視図である。
【図３】図２に示すカバー、冷却ファン、及び上フレームの分解斜視図である。
【図４】図２に示す装置の平面図であり、同図ではカバーの内側が示されている。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子機器１を示す図である。図１Ａは斜視図であり、図１Ｂは底面図である。図２は電子機器１が内蔵する装置の斜視図である。図３は図２に示すカバー５０、冷却ファン４０、及び上フレーム３０の分解斜視図である。図４は図２に示す装置の平面図であり、同図ではカバー５０の内側が示されている。図５は図４に示すＶ−Ｖ線を切断面とする電子機器１の断面図である。
【００１０】
なお、以下の説明において、図１乃至図５においてＸ１が示す方向が左方向であり、Ｘ２の示す方向が右方向である。また、Ｙ１の示す方向が前方であり、Ｙ２の示す方向が後方である。
【００１１】
図１に示すように電子機器１はハウジング２０を有している。この例のハウジング２０は、その下部にハウジング下部２１を有し、その上部にハウジング上部２２を有している。この例の電子機器１はゲーム装置や動画像の再生装置として機能する電子機器である。図１Ａに示すように、ハウジング上部２２の前壁２２ａには、光ディスクなどの記録媒体を挿入するための挿入口２２ｃが形成されている。また、挿入口２２ｃの前側には、電子機器１の電源ボタンや記録媒体の取り出しボタンとして機能するボタン２が配置されている。
【００１２】
図１Ｂに示すように、ハウジング２０には外部の空気をハウジング２０内に導入するための吸気開口２２ｄが形成されている。この例では、ハウジング上部２２はハウジング下部２１よりも大きなサイズを有しており、ハウジング上部２２の外周部２２ｂはハウジング下部２１の上縁よりも外側に位置している。吸気開口２２ｄはハウジング上部２２の外周部２２ｂに形成されている。特にこの例では、吸気開口２２ｄは外周部２２ｂの下面に形成されている。後述する冷却ファン４０の駆動により吸気開口２２ｄを通してハウジング２０内に空気が導入される。
【００１３】
図４及び図５に示すように、電子機器１は、ハウジング２０に収容される回路基板１０を有している。回路基板１０には複数の電子部品が実装されている。この例では、回路基板１０にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）として機能するＩＣチップ１１，１２が実装されている。また、この例の回路基板１０には電子部品１３，１４（請求項における第２の冷却対象部品）が実装されている。電子部品１３，１４は例えばトランジスタやコイルなど、その動作時に熱を発する部品である。
【００１４】
図２及び図５に示すように、電子機器１は、回路基板１０の一方の面（この例では上面）を覆う板状の上フレーム３０を有している。この例の上フレーム３０は回路基板１０と概ね等しいサイズを有している。回路基板１０と上フレーム３０は螺子やボルトなどの締結部材によって固定されている。上フレーム３０は金属の板材から形成された部材である。この例では、図５に示すように、電子機器１は回路基板１０の下面を覆う板状の下フレーム９をも有している。
【００１５】
電子機器１は回路基板１０の上面側に配置される冷却ファン４０を有している。この例の冷却ファン４０は、その回転中心線Ｃ１が回路基板１０に垂直となる姿勢で、上フレーム３０上に配置されている。冷却ファン４０は周方向に間隔を空けて配置される複数のフィン４２を有している。なお、この例の冷却ファン４０は、図３に示すように、フィン４２の外周部の上縁を連結する環状プレート部４２ａを有している。この構造によれば、後述するカバー５０の吸気開口５２ａ（図２参照）の縁とフィン４２との隙間を空気が通ることを、抑えることができる。また、この例の冷却ファン４０は、フィン４２の外周部の下縁を連結する環状プレート部４２ｂを有している。この構造によれば、後述する底プレート部４１とフィン４２との隙間を空気が通ることを、抑えることができる。
【００１６】
電子機器１は、図２に示すように、ケース７０を有している。この例のケース７０は電源回路７９を収容している（図５参照）。後において詳説するように、ケース７０は冷却ファン４０によって形成される空気流が流れる第３空気流路Ｓ３の壁部材として機能する。この例のケース７０は左右方向に細長い略直方体状に形成されている。
【００１７】
図５に示すように、電子機器１はハウジング２０の外側に向かって開いた排気開口（請求項における通気開口）７１ａを有している。この例では、ハウジング２０の後壁２０ａには開口が形成されている。ケース７０はハウジング２０の後部に配置され、ケース７０の後壁７１はハウジング２０の後壁２０ａの開口に嵌っている。排気開口７１ａはケース７０の後壁７１に形成されている。なお、排気開口７１ａには、外部からケース７０内を遮蔽するルーバーが形成されている。排気開口７１ａの構造は、以上説明したものに限られない。例えば、ハウジング２０の後壁２０ａ自体に排気開口が形成されてもよい。
【００１８】
図４及び図５に示すように、ハウジング２０内には、冷却ファン４０によって形成される空気流が流れる空気流路（図においてＳ１，Ｓ２，Ｓ３で示される流路）が規定されている。空気流路は冷却ファン４０から排気開口７１ａまで続く排気流路である。すなわち、吸気開口２２ｄを通してハウジング２０に導入された空気は、冷却ファン４０に流れ込み、その後、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示す空気流路に流れ出る。上述した排気開口７１ａは空気流路の下流端に位置しており、空気流路を通った空気は排気開口７１ａから外部に放出される。
【００１９】
電子機器１は、空気流路の外壁として機能する壁部材として、カバー５０とケース７０と上フレーム３０とを備えている。空気流路は、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とによって、ハウジング２０内の他の空間から区画されている。すなわち、後述する通気孔３１ａ，３１ｂからの流出を除いて、空気流路の空気が排気開口７１ａに達するまでに当該空気流路から流出することがないように、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とが形成されている。空気流路にはヒートシンク６１，６２（請求項における第１の冷却対象部品）と電源回路７９とが配置されている。空気流路がハウジング２０内の他の空間から区画されることにより、ヒートシンク６１，６２と電源回路７９とを効率的に冷却できる。
【００２０】
この例の空気流路は、図４及び図５に示すように、第１空気流路Ｓ１と、第１空気流路Ｓ１に続く第２空気流路Ｓ２とを含んでいる。空気流路Ｓ１，Ｓ２は上フレーム３０上に形成される流路であり、空気流路Ｓ１，Ｓ２の空気は上フレーム３０に沿った方向に流れる。カバー５０は冷却ファン４０と空気流路Ｓ１，Ｓ２とを覆う形状を有し、上フレーム３０とともに空気流路Ｓ１，Ｓ２をハウジング２０内の他の空間から区画している。なお、回路基板１０は空気流路Ｓ１，Ｓ２を規定する壁部材の外側、この例では上フレーム３０の下側に位置し、上フレーム３０に沿って配置されている。
【００２１】
この例の上フレーム３０は、冷却ファン４０とカバー５０が配置される設置プレート部３１を有している（図３参照）。図４及び図５に示すように、空気流路Ｓ１，Ｓ２は設置プレート部３１とカバー５０とによって規定されている。設置プレート部３１は、上フレーム３０の他の部分よりも高い位置に位置し、回路基板１０との間にクリアランスを有している。上述した電子部品１３，１４やＩＣチップ１１，１２は設置プレート部３１によって覆われている。
【００２２】
この例のカバー５０は次の構造を有している。図３及び図５に示すように、カバー５０は設置プレート部３１と向き合う上壁部５２を有している。上壁部５２には、冷却ファン４０の上側に位置する吸気開口５２ａが形成されている。吸気開口５２ａは冷却ファン４０の径に対応した内径を有している。
【００２３】
また、カバー５０は、図３及び図４に示すように、上壁部５２の外縁から設置プレート部３１に向かって下がる側壁部５１を有している。側壁部５１の下縁は設置プレート部３１上に位置している。この例の側壁部５１は冷却ファン４０の外周に沿って湾曲した湾曲壁部５１ａを有している。上述した第１空気流路Ｓ１は湾曲壁部５１ａと冷却ファン４０との間の流路であり、冷却ファン４０の外周に沿って形成されている。図４に示すように、湾曲壁部５１ａは、第１空気流路Ｓ１の流路断面積が下流に向かって徐々に大きくなるように湾曲している。すなわち、冷却ファン４０の回転中心線Ｃ１から湾曲壁部５１ａまでの距離は、冷却ファン４０の周方向に徐々に大きくなっている。そのため、回転中心線Ｃ１から湾曲壁部５１ａの一方の端部５１ｂ（以下、終端部とする）までの距離は、湾曲壁部５１ａの他方の端部（以下、開始部）５１ｄまでの距離よりも大きい。
【００２４】
なお、この例の湾曲壁部５１ａの下縁は部分的に設置プレート部３１の外縁よりも外側に位置している。湾曲壁部５１ａの下縁と設置プレート部３１との隙間は、上フレーム３０とは別の部材によって閉じられている。この例では、図３及び図４に示すように、冷却ファン４０は、その底部に、環状の底プレート部４１を含んでいる。底プレート部４１は設置プレート部３１の外縁よりも外側に、この例では外縁よりも左側に張り出す部分４１ａを含み、当該部分４１ａによって、湾曲壁部５１ａの左側部分の下縁と設置プレート部３１との隙間が閉じられている。また、湾曲壁部５１ａの下縁には、図４及び図５に示すように、湾曲壁部５１ａの内側に向かって張り出した底プレート部５１ｊが形成されている。湾曲壁部５１ａの前側部分の下縁と設置プレート部３１との隙間は、この底プレート部５１ｊによって閉じられている。したがって、第１空気流路Ｓ１の底面は、設置プレート部３１と底プレート部４１，５１ｊとによって密閉されている。
【００２５】
図４に示すように、側壁部５１は、湾曲壁部５１ａに加えて、終端部５１ｂから伸びる第１側壁部５１ｃを有している。また、側壁部５１は第１側壁部５１ｃと向き合う第２側壁部５１ｅを有し、それらの間に第２空気流路Ｓ２が形成されている。この例では、第１側壁部５１ｃは、終端部５１ｂから、第２空気流路Ｓ２における空気の流れ方向（以下、空気流方向Ｄ）に伸びている。ここで、空気流方向Ｄは第２空気流路Ｓ２における空気の巨視的な流れの方向である。この例では、空気流方向Ｄは第１空気流路Ｓ１の下流端からケース７０に向かう方向（この例では、後方）である。なお、第１側壁部５１ｃの下流部分は、第２空気流路Ｓ２の流路断面積が下流に向かって徐々に大きくなるように、空気流方向Ｄに対して直交する方向に傾斜している。図４に示すように、第２側壁部５１ｅは、冷却ファン４０の回転中心線Ｃ１を通り空気流方向Ｄに沿った直線Ｌ１を挟んで、第１側壁部５１ｃとは反対側に位置している。そのため、第２空気流路Ｓ２の流路断面積は、第１空気流路Ｓ１の下流端の流路断面積より大きくなっている。この例の第２側壁部５１ｅは湾曲壁部５１ａの開始部５１ｄに繋がっている。以上がこの例のカバー５０の説明である。
【００２６】
上フレーム３０は、図３に示すように、設置プレート部３１を取り囲む段差部３２を有している。この例では、段差部３２はカバー５０の側壁部５１の下縁の外側に位置している。段差部３２には複数の通気孔３２ａが形成されている。また、設置プレート部３１には、冷却ファン４０の下側に位置する、複数の吸気孔３１ｃが形成されている。複数の吸気孔３１ｃはいずれも冷却ファン４０の外周部よりも内側に位置している。
【００２７】
空気はハウジング２０内を次のように流れる。吸気開口２２ｄ（図１Ｂ参照）を通してハウジング２０に導入された空気は、冷却ファン４０の上側と下側の双方から冷却ファン４０に流れ込む。すなわち、導入された空気の一部は、カバー５０の上壁部５２に形成された吸気開口５２ａを通して冷却ファン４０に流れ込む（図３参照）。また、導入された空気の他の一部は、段差部３２に形成された通気孔３２ａを通して、回路基板１０と設置プレート部３１との間に流れる。そして、その空気は、冷却ファン４０の下側の吸気孔３１ｃを通して冷却ファン４０に流れ込む（図３及び図５参照）。冷却ファン４０に流れ込んだ空気は、冷却ファン４０の半径方向にはき出される。冷却ファン４０から湾曲壁部５１ａに向かって、すなわち前側に流れ出た空気は第１空気流路Ｓ１を通って第２空気流路Ｓ２に至る（図４参照）。また、冷却ファン４０から流れ出るその他の空気、すなわち冷却ファン４０から後側に流れ出た空気は、直接第２空気流路Ｓ２に流れる。空気は冷却ファン４０の駆動により強制的に排出されるため、空気流路Ｓ１，Ｓ２の空気圧はハウジング２０内の他の空間に比べると高くなる。そのため、後述する通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に空気を円滑に送ることができる。なお、第１空気流路Ｓ１の流路断面積は第２空気流路Ｓ２の流路断面積よりも小さいため、第１空気流路Ｓ１の空気圧は、特に高くなる。第２空気流路Ｓ２には、ケース７０によって規定される第３空気流路Ｓ３が続いている。第２空気流路Ｓ２から第３空気流路Ｓ３に至った空気は、上述したケース７０の排気開口７１ａからハウジング２０の外部に排出される。
【００２８】
図４に示すように、第２空気流路Ｓ２には複数（この例では２つ）のヒートシンク６１，６２が配置されている。第２ヒートシンク６２は、第１ヒートシンク６１の下流、すなわち、第１ヒートシンク６１に対して空気流方向Ｄに位置している。ヒートシンク６１、６２はＩＣチップ１１，１２からの熱を受ける。この例のヒートシンク６１，６２は、その底部に受熱ブロック６１ａ，６２ａを有している（図５参照）。受熱ブロック６１ａ，６２ａはＩＣチップ１１，１２にそれぞれ押し付けられている。ヒートシンク６１，６２は、受熱ブロック６１ａ，６２ａ上で立ち且つ間隔を空けて並ぶ複数のフィン６１ｂ，６２ｂをそれぞれ有している。フィン６１ｂ，６２ｂは第２空気流路Ｓ２に位置し、第２空気流路Ｓ２を流れる空気によって冷却される。各フィン６１ｂ，６２ｂは空気流方向Ｄと平行に配置されている。第１ヒートシンク６１の一部（この例では右側部分）は第１空気流路Ｓ１の下流端に対して、当該下流端から空気が流れ出る方向（ここでは空気流方向Ｄ）に位置している。また、第１ヒートシンク６１の他部（この例では左側部分）は冷却ファン４０に対して空気流方向Ｄに位置し、当該他部の複数のフィン６１ｂは冷却ファン４０の外周に沿って並んでいる。
【００２９】
なお、設置プレート部３１には、図３に示すように、ヒートシンク６１，ヒートシンク６２に対応したサイズの開口３１ｄ，３１ｅが形成されている。ヒートシンク６１，６２はこれらの開口３１ｄ，３１ｅに嵌められ、当該開口３１ｄ，３１ｅを閉じている。この例の開口３１ｄ，３１ｅは受熱ブロック６１ａ，６２ａに対応した形状を有し、受熱ブロック６１ａ，６１ａによって閉じられている。そのため、開口３１ｄ，３１ｅからの空気の流出は抑えられている。
【００３０】
回路基板１０は上フレーム３０とカバー５０とケース７０とによって規定される空気流路の外側に位置している。この例では上述したように回路基板１０は上フレーム３０の下側に位置し、当該上フレーム３０に沿って配置されている。図４及び図５に示すように、上フレーム３０に設けられた設置プレート部３１には回路基板１０上の電子部品１３，１４に向かって開いた通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。空気流路を流れる空気の一部はこの通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に流れ出る。この空気によって電子部品１３，１４を冷却することができる。なお、設置プレート部３１と回路基板１０との間では、冷却ファン４０の下側に形成された吸気孔３１ｃに向けた空気流が形成されている。通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に流れ出た空気は、電子部品１３，１４を冷却した後に吸気孔３１ｃを通して冷却ファン４０に戻る。
【００３１】
この例では、設置プレート部３１に複数（具体的には２つ）の通気孔３１ａ，３１ｂが形成され、これらは第２空気流路Ｓ２に位置している。２つの通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、図４に示すように、第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向においてずれている。すなわち、一方の通気孔３１ｂは、他方の通気孔３１ａを通る、空気流方向Ｄの直線から離れて位置している。２つの通気孔３１ａ，３１ｂのこのレイアウトによれば、下流側の通気孔（この例では通気孔３１ｂ）を通して電子部品１４に供給される空気量に、上流側の通気孔（この例では通気孔３１ａ）から流れ出る空気が影響しにくくなり、電子部品１４に供給される空気量の減少を抑えることができる。
【００３２】
図４及び図５に示すように、通気孔３１ａ，３１ｂは、設置プレート部３１と回路基板１０とが向き合う方向（この例では上下方向）において、電子部品１３，１４とオーバーラップしている。すなわち、電子部品１３のいずれかの部分を通る鉛直線（回路基板１０に対して垂直な直線）が通気孔３１ａの内側を通るように、通気孔３１ａの位置が規定されている。同様に、電子部品１４のいずれかの部分を通る鉛直線が通気孔３１ｂの内側を通るように、通気孔３１ｂの位置が規定されている。このレイアウトによれば、通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４のそれぞれに効率的に空気を送ることができる。この例では、通気孔３１ａ，３１ｂはそれぞれ電子部品１３，１４の直上に位置している。すなわち、通気孔３１ａ，３１ｂの中心は、電子部品１３，１４の中心を通る鉛直線上に位置している。上述したように、上フレーム３０と回路基板１０は螺子などによって互いに固定されている。そのため、電子部品１３，１４と通気孔３１ａ，３１ｂの位置ずれが抑えられている。
【００３３】
空気の温度は空気のヒートシンク６１，６２の通過によって上昇する。そこで、この例の通気孔３１ａ，３１ｂは、図４に示すように、空気流路におけるヒートシンク６１，６２の下流側の領域を避けた位置に形成されている。こうすることで、電子部品１３，１４に温度の低い空気を送ることができる。
【００３４】
この例では、通気孔３１ａ，３１ｂの位置は空気流方向Ｄに対して直交する方向においてヒートシンク６１，６２の位置からずれている。通気孔３１ａ，３１ｂのこの配置によれば、例えば第１空気流路Ｓ１に通気孔３１ａ，３１ｂが位置する構造に比べて、ヒートシンク６１，６２を通過する空気量の減少を抑えることができる。なお、通気孔３１ａ，３１ｂは冷却ファン４０に対しては空気流方向Ｄに位置している。この例では、通気孔３１ａ，３１ｂは、冷却ファン４０の後側に位置している。そのため、冷却ファン４０から第２空気流路Ｓ２に直接流れ出る空気が通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４に送られる。
【００３５】
第２空気流路Ｓ２は、上述したように、第１空気流路Ｓ１よりも大きな流路断面積を有している。この例では第１空気流路Ｓ１において最も大きな流路断面積を有する第１空気流路Ｓ１の下流端よりも、さらに大きな流路断面積を第２空気流路Ｓ２は有している。ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂは、このような大きな流路断面積を有する第２空気流路Ｓ２に位置しているので、それらのレイアウトが容易になる。
【００３６】
第１ヒートシンク６１は、図４に示すように、第２側壁部５１ｅから第１側壁部５１ｃに寄せて配置されている。この例では、第１ヒートシンク６１は第１側壁部５１ｃに沿って配置され、第２側壁部５１ｅと第１ヒートシンク６１のフィン６１ｂとの間にはスペースＳａが形成されている。通気孔３１ａ，３１ｂはこのスペースＳａに位置している。このようなヒートシンク６１と通気孔３１ａ，３１ｂの配置によれば、第１空気流路Ｓ１を流れ出た速度の速い空気をヒートシンク６１に送りながら、電子部品１３，１４にも通気孔３１ａ，３１ｂを通して十分な空気量を送ることができる。なお、第２側壁部５１ｅとヒートシンク６１のフィン６１ｂとの距離、すなわちスペースＳａの幅は、第１側壁部５１ｃとヒートシンク６１のフィン６１ｂとの隙間よりも大きい。
【００３７】
図４に示すように、ヒートシンク６２のフィン６２ｂも第２側壁部５１ｅから離れて位置しているため、スペースＳａはカバー５０の下流端、換言すると第２空気流路Ｓ２の下流端まで続いている。そのため、スペースＳａにはより円滑な空気流が形成され得る。この例では、回転中心線Ｃ１を通る直線Ｌ１に対して第２側壁部５１ｅは一方側（この例では左側）に位置している。これに対し、ヒートシンク６１，６２は直線Ｌ１に対して他方側（この例では右側）にオフセットしている。このレイアウトによれば、スペースＳａの幅を確保し易くなる。
【００３８】
この例の冷却ファン４０は、その駆動時には、左方向に回転する。そのため、図４に示すように、冷却ファン４０に対して真後ろの位置、すなわち冷却ファン４０に対して空気流方向Ｄの位置では、後方且つ左方向に斜めに向いた空気流Ｆが形成される。第２側壁部５１ｅは後方且つ左方向に斜めに伸びるように形成されている。そのため、空気流Ｆは、第２側壁部５１ｅに当った後においても、第２側壁部５１ｅに沿ってスペースＳａを円滑に流れる。通気孔３１ａ，３１ｂは、このスペースＳａに位置しており、電子部品１３，１４に向かう円滑な空気流が形成され易くなる。
【００３９】
ハウジング２０内の空気流路は第２空気流路Ｓ２に続く第３空気流路Ｓ３をさらに含んでいる。第３空気流路Ｓ３は、カバー５０に接続されるケース７０によって規定される流路である。図４及び図５に示すように、この例のケース７０は、そのカバー５０側に、前壁７２を有している。前壁７２には第２空気流路Ｓ２に向かって開く複数の通気孔７２ａが形成されている。また、ケース７０の後壁７１には上述したように排気開口７１ａが形成されている。ケース７０は通気孔７２ａと排気開口７１ａとを通して外部と連通し、それ以外の部分を通しての外部との連通は規制されている。なお、ケース７０は箱形状を有しており、前壁７２と後壁７１の他に、底壁７３、上壁７４、及び側壁７５を有している。
【００４０】
ケース７０は、カバー５０とケース７０との間から空気が漏れ出ないように、カバー５０と接続されている。この例では、前壁７２にはカバー５０に向かって突出するフランジ７６が形成されている。フランジ７６はカバー５０の下流端に沿って形成されている。すなわち、フランジ７６は第１側壁部５１ｃの下流端に沿って形成される第１側部７６ａと、第２側壁部５１ｅの下流端に沿って形成される第２側部７６ｂと、上壁部５２の下流端を覆う庇部７６ｃとを有している。庇部７６ｃと上壁部５２との間にはシール部材（不図示）が配置されている。また、前壁７２の下縁は設置プレート部３１上に位置している。前壁７２の下縁と設置プレート部３１との間にもシール部材３９が配置されている。通気孔７２ａはフランジ７６の内側に形成されている。この例では、カバー５０とケース７０のこのような接続構造により、第２空気流路Ｓ２の空気が第３空気流路Ｓ３以外に流れ出ることが抑えられている。
【００４１】
以上説明したように、ハウジング２０内に形成された空気流路にはヒートシンク６１，６２が配置され、空気流路の外側に位置する回路基板１０には電子部品１３，１４が配置されている。そして、空気流路の壁部材として機能する上フレーム３０には電子部品１３，１４に向かって開いた通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。このような電子機器１によれば、ヒートシンク６１，６２を冷却するだけでなく、簡単な構造で電子部品１３，１４をも冷却できる。
【００４２】
また、上フレーム３０は回路基板１０と向き合う設置プレート部３１を含み、通気孔３１ａ，３１ｂは設置プレート部３１と回路基板１０とが向き合う方向において電子部品１３，１４とそれぞれオーバーラップしている。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４のそれぞれに効率的に空気を送ることができる。
【００４３】
特に、電子機器１では、通気孔３１ａ，３１ｂは電子部品１３，１４の直上に位置している。これにより、空気を電子部品１３，１４にさらに効率的に送ることができる。
【００４４】
また、上フレーム３０は回路基板１０と互いに固定されている。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂと電子部品１３，１４との位置ずれを抑えることができる。
【００４５】
また、通気孔３１ａ，３１ｂは空気流路におけるヒートシンク６１，６２の下流側の領域を避けた位置に形成されている。このようなレイアウトによれば、電子部品１３，１４に温度の低い空気を供給できる。
【００４６】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向に、ヒートシンク６１，６２からずれている。この配置によれば、ヒートシンク６１，６２を流れる空気量が減少することを抑えることができる。
【００４７】
また、冷却ファン４０はその回転中心線Ｃ１が回路基板１０に対して垂直になるように配置され、空気流路は冷却ファン４０の外周に形成される第１空気流路Ｓ１と、第１空気流路Ｓ１に続く第１空気流路Ｓ１よりも大きな流路断面積を有する第２空気流路Ｓ２とを有している。そして、ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂは第２空気流路Ｓ２に位置している。この構造によれば、ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂとを流路断面積の大きな第２空気流路Ｓ２に配置するので、それらのレイアウトが容易になる。
【００４８】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向において、ヒートシンク６１，６２からずれている。この配置によれば、ヒートシンク６１，６２を流れる空気量が減少することを抑えることができる。
【００４９】
上フレーム３０には複数の通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。この構造によれば、電子部品１３，１４に対する冷却性能を増すことができる。
【００５０】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向においてずれている。このレイアウトによれば、下流側の通気孔（この例では通気孔３１ｂ）を通して電子部品１４に供給される空気量に、上流側の通気孔（この例では通気孔３１ａ）から流れ出る空気が影響しにくくなり、電子部品１４に供給される空気量の減少を抑えることができる。
【００５１】
なお、本発明は以上説明した電子機器１に限られず、種々の変更が可能である。
【００５２】
例えば、電子機器１には、請求項の第１の冷却対象部品としてヒートシンク６１，６２が設けられていた。しかしながら、冷却対象部品はこれに限られず、例えば、回路基板１０とは別の回路基板が、第１の冷却対象部品として、壁部材で規定される空気流路に配置されてもよい。
【００５３】
また、電子機器１は、空気流路を規定する壁部材として、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とを有していた。しかしながら、壁部材は、これに限定されない。例えば、電子機器には必ずしもケース７０が設けられていなくてもよい。この場合、カバー５０の下流端がハウジング２０の外側に向かって開く排気開口７１ａに接続される。
【００５４】
また、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示される空気流路は冷却ファン４０よりも下流側の流路である排気流路として機能していた。しかしながら、本発明は、冷却ファンよりも上流側の流路として、壁部材によってハウジング内の他の空間から区画される吸気流路を備える電子機器に適用されてもよい。
【００５５】
また、電子機器１は、２つの電子部品１３，１４に空気を送るための通気孔として２つの通気孔３１ａ，３１ｂを有していた。しかしながら、電子機器１は、２つの電子部品１３，１４に空気を送るための１つの通気孔を有してもよい。この場合、当該１つの通気孔は電子部品１３，１４の中間の位置に形成されてもよい。
【００５６】
また、通気孔３１ａ，３１ｂの縁には、電子部品１３，１４に向かって伸びるフランジが形成されてもよい。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂから電子部品１３，１４の向かう空気流をフランジによってガイドできる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電子機器、１０ 回路基板、１３，１４ 電子部品、２０ ハウジング、３０ 上フレーム、３１ 設置プレート部、３１ａ，３１ｂ 電子部品のための通気孔、３１ｃ 冷却ファンのための吸気孔、３２ 段差部、４０ 冷却ファン、４１ 底プレート部、４２ フィン、５０ カバー、５１ 側壁部、５１ａ 湾曲壁部、５１ｂ 終端部、５１ｃ 第１側壁部、５１ｅ 第２側壁部、５２ 上壁部、６１，６２ ヒートシンク、７０ ケース、７１ 後壁、７１ａ 排気開口、７２ 前壁、７２ａ 通気孔、７９ 電源回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 空気流路、Ｓａ スペース。
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器の冷却性能を向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板に実装された電子部品を冷却ファンによって冷却する電子機器が従来利用されている。下記特許文献１の電子機器では、冷却ファンから、ハウジングの外側に向かって開く排気開口まで続く空気流路は、ハウジング内の他の空間と、壁部材によって区画されている。空気流路には、ＣＰＵやＧＰＵなどの集積回路から熱を受けるヒートシンクが配置されている。この構造によれば、ヒートシンクに集中して空気を送ることができ、効率的にヒートシンクを冷却できる。同文献の電子機器は、空気流路を区画するための壁部材として、空気流路の底壁として機能するベースプレートと、空気流路を覆うカバーとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２５４０８６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回路基板にはＣＰＵやＧＰＵ以外にも、トランジスタやコイルなど熱を発しやすい電子部品がある。従来は、このような電子部品には伝熱性を有する部材を取り付け、当該部材を通して電子部品の熱をベースプレートに伝えていた。ところが、この構造は、伝熱性を有する部材を用いるので、コストや製造工程が増すという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、空気流路に配置される、ヒートシンクなどの部品を効率的に冷却しながら、回路基板上の電子部品を簡単な構造で冷却できる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子機器は、冷却ファンと、前記冷却ファンを収容するハウジングと、前記冷却ファンから、前記ハウジングの外側に向かって開いた通気開口まで続く空気流路と、前記空気流路を前記ハウジング内の他の空間から区画する壁部材と、前記空気流路に配置される第１の冷却対象部品と、前記壁部材の外側に位置し前記壁部材に沿って配置される回路基板と、前記回路基板に第２の冷却対象部品として配置される電子部品と、を備える。前記壁部材には前記電子部品に向かって開いた通気孔が形成されている。
【０００７】
本発明によれば、空気流路に配置される第１の冷却対象部品を効率的に冷却しながら、第２の冷却対象部品である電子部品をも冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。
【図１Ｂ】上記電子機器１の底面図である。
【図２】上記電子機器が内蔵する装置の斜視図である。
【図３】図２に示すカバー、冷却ファン、及び上フレームの分解斜視図である。
【図４】図２に示す装置の平面図であり、同図ではカバーの内側が示されている。
【図５】図４に示すＶ−Ｖ線での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施形態に係る電子機器１を示す図である。図１Ａは斜視図であり、図１Ｂは底面図である。図２は電子機器１が内蔵する装置の斜視図である。図３は図２に示すカバー５０、冷却ファン４０、及び上フレーム３０の分解斜視図である。図４は図２に示す装置の平面図であり、同図ではカバー５０の内側が示されている。図５は図４に示すＶ−Ｖ線を切断面とする電子機器１の断面図である。
【００１０】
なお、以下の説明において、図１乃至図５においてＸ１が示す方向が左方向であり、Ｘ２の示す方向が右方向である。また、Ｙ１の示す方向が前方であり、Ｙ２の示す方向が後方である。
【００１１】
図１に示すように電子機器１はハウジング２０を有している。この例のハウジング２０は、その下部にハウジング下部２１を有し、その上部にハウジング上部２２を有している。この例の電子機器１はゲーム装置や動画像の再生装置として機能する電子機器である。図１Ａに示すように、ハウジング上部２２の前壁２２ａには、光ディスクなどの記録媒体を挿入するための挿入口２２ｃが形成されている。また、挿入口２２ｃの前側には、電子機器１の電源ボタンや記録媒体の取り出しボタンとして機能するボタン２が配置されている。
【００１２】
図１Ｂに示すように、ハウジング２０には外部の空気をハウジング２０内に導入するための吸気開口２２ｄが形成されている。この例では、ハウジング上部２２はハウジング下部２１よりも大きなサイズを有しており、ハウジング上部２２の外周部２２ｂはハウジング下部２１の上縁よりも外側に位置している。吸気開口２２ｄはハウジング上部２２の外周部２２ｂに形成されている。特にこの例では、吸気開口２２ｄは外周部２２ｂの下面に形成されている。後述する冷却ファン４０の駆動により吸気開口２２ｄを通してハウジング２０内に空気が導入される。
【００１３】
図４及び図５に示すように、電子機器１は、ハウジング２０に収容される回路基板１０を有している。回路基板１０には複数の電子部品が実装されている。この例では、回路基板１０にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）として機能するＩＣチップ１１，１２が実装されている。また、この例の回路基板１０には電子部品１３，１４（請求項における第２の冷却対象部品）が実装されている。電子部品１３，１４は例えばトランジスタやコイルなど、その動作時に熱を発する部品である。
【００１４】
図２及び図５に示すように、電子機器１は、回路基板１０の一方の面（この例では上面）を覆う板状の上フレーム３０を有している。この例の上フレーム３０は回路基板１０と概ね等しいサイズを有している。回路基板１０と上フレーム３０は螺子やボルトなどの締結部材によって固定されている。上フレーム３０は金属の板材から形成された部材である。この例では、図５に示すように、電子機器１は回路基板１０の下面を覆う板状の下フレーム９をも有している。
【００１５】
電子機器１は回路基板１０の上面側に配置される冷却ファン４０を有している。この例の冷却ファン４０は、その回転中心線Ｃ１が回路基板１０に垂直となる姿勢で、上フレーム３０上に配置されている。冷却ファン４０は周方向に間隔を空けて配置される複数のフィン４２を有している。なお、この例の冷却ファン４０は、図３に示すように、フィン４２の外周部の上縁を連結する環状プレート部４２ａを有している。この構造によれば、後述するカバー５０の吸気開口５２ａ（図２参照）の縁とフィン４２との隙間を空気が通ることを、抑えることができる。また、この例の冷却ファン４０は、フィン４２の外周部の下縁を連結する環状プレート部４２ｂを有している。この構造によれば、後述する底プレート部４１とフィン４２との隙間を空気が通ることを、抑えることができる。
【００１６】
電子機器１は、図２に示すように、ケース７０を有している。この例のケース７０は電源回路７９を収容している（図５参照）。後において詳説するように、ケース７０は冷却ファン４０によって形成される空気流が流れる第３空気流路Ｓ３の壁部材として機能する。この例のケース７０は左右方向に細長い略直方体状に形成されている。
【００１７】
図５に示すように、電子機器１はハウジング２０の外側に向かって開いた排気開口（請求項における通気開口）７１ａを有している。この例では、ハウジング２０の後壁２０ａには開口が形成されている。ケース７０はハウジング２０の後部に配置され、ケース７０の後壁７１はハウジング２０の後壁２０ａの開口に嵌っている。排気開口７１ａはケース７０の後壁７１に形成されている。なお、排気開口７１ａには、外部からケース７０内を遮蔽するルーバーが形成されている。排気開口７１ａの構造は、以上説明したものに限られない。例えば、ハウジング２０の後壁２０ａ自体に排気開口が形成されてもよい。
【００１８】
図４及び図５に示すように、ハウジング２０内には、冷却ファン４０によって形成される空気流が流れる空気流路（図においてＳ１，Ｓ２，Ｓ３で示される流路）が規定されている。空気流路は冷却ファン４０から排気開口７１ａまで続く排気流路である。すなわち、吸気開口２２ｄを通してハウジング２０に導入された空気は、冷却ファン４０に流れ込み、その後、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示す空気流路に流れ出る。上述した排気開口７１ａは空気流路の下流端に位置しており、空気流路を通った空気は排気開口７１ａから外部に放出される。
【００１９】
電子機器１は、空気流路の外壁として機能する壁部材として、カバー５０とケース７０と上フレーム３０とを備えている。空気流路は、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とによって、ハウジング２０内の他の空間から区画されている。すなわち、後述する通気孔３１ａ，３１ｂからの流出を除いて、空気流路の空気が排気開口７１ａに達するまでに当該空気流路から流出することがないように、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とが形成されている。空気流路にはヒートシンク６１，６２（請求項における第１の冷却対象部品）と電源回路７９とが配置されている。空気流路がハウジング２０内の他の空間から区画されることにより、ヒートシンク６１，６２と電源回路７９とを効率的に冷却できる。
【００２０】
この例の空気流路は、図４及び図５に示すように、第１空気流路Ｓ１と、第１空気流路Ｓ１に続く第２空気流路Ｓ２とを含んでいる。空気流路Ｓ１，Ｓ２は上フレーム３０上に形成される流路であり、空気流路Ｓ１，Ｓ２の空気は上フレーム３０に沿った方向に流れる。カバー５０は冷却ファン４０と空気流路Ｓ１，Ｓ２とを覆う形状を有し、上フレーム３０とともに空気流路Ｓ１，Ｓ２をハウジング２０内の他の空間から区画している。なお、回路基板１０は空気流路Ｓ１，Ｓ２を規定する壁部材の外側、この例では上フレーム３０の下側に位置し、上フレーム３０に沿って配置されている。
【００２１】
この例の上フレーム３０は、冷却ファン４０とカバー５０が配置される設置プレート部３１を有している（図３参照）。図４及び図５に示すように、空気流路Ｓ１，Ｓ２は設置プレート部３１とカバー５０とによって規定されている。設置プレート部３１は、上フレーム３０の他の部分よりも高い位置に位置し、回路基板１０との間にクリアランスを有している。上述した電子部品１３，１４やＩＣチップ１１，１２は設置プレート部３１によって覆われている。
【００２２】
この例のカバー５０は次の構造を有している。図３及び図５に示すように、カバー５０は設置プレート部３１と向き合う上壁部５２を有している。上壁部５２には、冷却ファン４０の上側に位置する吸気開口５２ａが形成されている。吸気開口５２ａは冷却ファン４０の径に対応した内径を有している。
【００２３】
また、カバー５０は、図３及び図４に示すように、上壁部５２の外縁から設置プレート部３１に向かって下がる側壁部５１を有している。側壁部５１の下縁は設置プレート部３１上に位置している。この例の側壁部５１は冷却ファン４０の外周に沿って湾曲した湾曲壁部５１ａを有している。上述した第１空気流路Ｓ１は湾曲壁部５１ａと冷却ファン４０との間の流路であり、冷却ファン４０の外周に沿って形成されている。図４に示すように、湾曲壁部５１ａは、第１空気流路Ｓ１の流路断面積が下流に向かって徐々に大きくなるように湾曲している。すなわち、冷却ファン４０の回転中心線Ｃ１から湾曲壁部５１ａまでの距離は、冷却ファン４０の周方向に徐々に大きくなっている。そのため、回転中心線Ｃ１から湾曲壁部５１ａの一方の端部５１ｂ（以下、終端部とする）までの距離は、湾曲壁部５１ａの他方の端部（以下、開始部）５１ｄまでの距離よりも大きい。
【００２４】
なお、この例の湾曲壁部５１ａの下縁は部分的に設置プレート部３１の外縁よりも外側に位置している。湾曲壁部５１ａの下縁と設置プレート部３１との隙間は、上フレーム３０とは別の部材によって閉じられている。この例では、図３及び図４に示すように、冷却ファン４０は、その底部に、環状の底プレート部４１を含んでいる。底プレート部４１は設置プレート部３１の外縁よりも外側に、この例では外縁よりも左側に張り出す部分４１ａを含み、当該部分４１ａによって、湾曲壁部５１ａの左側部分の下縁と設置プレート部３１との隙間が閉じられている。また、湾曲壁部５１ａの下縁には、図４及び図５に示すように、湾曲壁部５１ａの内側に向かって張り出した底プレート部５１ｊが形成されている。湾曲壁部５１ａの前側部分の下縁と設置プレート部３１との隙間は、この底プレート部５１ｊによって閉じられている。したがって、第１空気流路Ｓ１の底面は、設置プレート部３１と底プレート部４１，５１ｊとによって密閉されている。
【００２５】
図４に示すように、側壁部５１は、湾曲壁部５１ａに加えて、終端部５１ｂから伸びる第１側壁部５１ｃを有している。また、側壁部５１は第１側壁部５１ｃと向き合う第２側壁部５１ｅを有し、それらの間に第２空気流路Ｓ２が形成されている。この例では、第１側壁部５１ｃは、終端部５１ｂから、第２空気流路Ｓ２における空気の流れ方向（以下、空気流方向Ｄ）に伸びている。ここで、空気流方向Ｄは第２空気流路Ｓ２における空気の巨視的な流れの方向である。この例では、空気流方向Ｄは第１空気流路Ｓ１の下流端からケース７０に向かう方向（この例では、後方）である。なお、第１側壁部５１ｃの下流部分は、第２空気流路Ｓ２の流路断面積が下流に向かって徐々に大きくなるように、空気流方向Ｄに対して直交する方向に傾斜している。図４に示すように、第２側壁部５１ｅは、冷却ファン４０の回転中心線Ｃ１を通り空気流方向Ｄに沿った直線Ｌ１を挟んで、第１側壁部５１ｃとは反対側に位置している。そのため、第２空気流路Ｓ２の流路断面積は、第１空気流路Ｓ１の下流端の流路断面積より大きくなっている。この例の第２側壁部５１ｅは湾曲壁部５１ａの開始部５１ｄに繋がっている。以上がこの例のカバー５０の説明である。
【００２６】
上フレーム３０は、図３に示すように、設置プレート部３１を取り囲む段差部３２を有している。この例では、段差部３２はカバー５０の側壁部５１の下縁の外側に位置している。段差部３２には複数の通気孔３２ａが形成されている。また、設置プレート部３１には、冷却ファン４０の下側に位置する、複数の吸気孔３１ｃが形成されている。複数の吸気孔３１ｃはいずれも冷却ファン４０の外周部よりも内側に位置している。
【００２７】
空気はハウジング２０内を次のように流れる。吸気開口２２ｄ（図１Ｂ参照）を通してハウジング２０に導入された空気は、冷却ファン４０の上側と下側の双方から冷却ファン４０に流れ込む。すなわち、導入された空気の一部は、カバー５０の上壁部５２に形成された吸気開口５２ａを通して冷却ファン４０に流れ込む（図３参照）。また、導入された空気の他の一部は、段差部３２に形成された通気孔３２ａを通して、回路基板１０と設置プレート部３１との間に流れる。そして、その空気は、冷却ファン４０の下側の吸気孔３１ｃを通して冷却ファン４０に流れ込む（図３及び図５参照）。冷却ファン４０に流れ込んだ空気は、冷却ファン４０の半径方向にはき出される。冷却ファン４０から湾曲壁部５１ａに向かって、すなわち前側に流れ出た空気は第１空気流路Ｓ１を通って第２空気流路Ｓ２に至る（図４参照）。また、冷却ファン４０から流れ出るその他の空気、すなわち冷却ファン４０から後側に流れ出た空気は、直接第２空気流路Ｓ２に流れる。空気は冷却ファン４０の駆動により強制的に排出されるため、空気流路Ｓ１，Ｓ２の空気圧はハウジング２０内の他の空間に比べると高くなる。そのため、後述する通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に空気を円滑に送ることができる。なお、第１空気流路Ｓ１の流路断面積は第２空気流路Ｓ２の流路断面積よりも小さいため、第１空気流路Ｓ１の空気圧は、特に高くなる。第２空気流路Ｓ２には、ケース７０によって規定される第３空気流路Ｓ３が続いている。第２空気流路Ｓ２から第３空気流路Ｓ３に至った空気は、上述したケース７０の排気開口７１ａからハウジング２０の外部に排出される。
【００２８】
図４に示すように、第２空気流路Ｓ２には複数（この例では２つ）のヒートシンク６１，６２が配置されている。第２ヒートシンク６２は、第１ヒートシンク６１の下流、すなわち、第１ヒートシンク６１に対して空気流方向Ｄに位置している。ヒートシンク６１、６２はＩＣチップ１１，１２からの熱を受ける。この例のヒートシンク６１，６２は、その底部に受熱ブロック６１ａ，６２ａを有している（図５参照）。受熱ブロック６１ａ，６２ａはＩＣチップ１１，１２にそれぞれ押し付けられている。ヒートシンク６１，６２は、受熱ブロック６１ａ，６２ａ上で立ち且つ間隔を空けて並ぶ複数のフィン６１ｂ，６２ｂをそれぞれ有している。フィン６１ｂ，６２ｂは第２空気流路Ｓ２に位置し、第２空気流路Ｓ２を流れる空気によって冷却される。各フィン６１ｂ，６２ｂは空気流方向Ｄと平行に配置されている。第１ヒートシンク６１の一部（この例では右側部分）は第１空気流路Ｓ１の下流端に対して、当該下流端から空気が流れ出る方向（ここでは空気流方向Ｄ）に位置している。また、第１ヒートシンク６１の他部（この例では左側部分）は冷却ファン４０に対して空気流方向Ｄに位置し、当該他部の複数のフィン６１ｂは冷却ファン４０の外周に沿って並んでいる。
【００２９】
なお、設置プレート部３１には、図３に示すように、ヒートシンク６１，ヒートシンク６２に対応したサイズの開口３１ｄ，３１ｅが形成されている。ヒートシンク６１，６２はこれらの開口３１ｄ，３１ｅに嵌められ、当該開口３１ｄ，３１ｅを閉じている。この例の開口３１ｄ，３１ｅは受熱ブロック６１ａ，６２ａに対応した形状を有し、受熱ブロック６１ａ，６１ａによって閉じられている。そのため、開口３１ｄ，３１ｅからの空気の流出は抑えられている。
【００３０】
回路基板１０は上フレーム３０とカバー５０とケース７０とによって規定される空気流路の外側に位置している。この例では上述したように回路基板１０は上フレーム３０の下側に位置し、当該上フレーム３０に沿って配置されている。図４及び図５に示すように、上フレーム３０に設けられた設置プレート部３１には回路基板１０上の電子部品１３，１４に向かって開いた通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。空気流路を流れる空気の一部はこの通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に流れ出る。この空気によって電子部品１３，１４を冷却することができる。なお、設置プレート部３１と回路基板１０との間では、冷却ファン４０の下側に形成された吸気孔３１ｃに向けた空気流が形成されている。通気孔３１ａ，３１ｂを通して回路基板１０側に流れ出た空気は、電子部品１３，１４を冷却した後に吸気孔３１ｃを通して冷却ファン４０に戻る。
【００３１】
この例では、設置プレート部３１に複数（具体的には２つ）の通気孔３１ａ，３１ｂが形成され、これらは第２空気流路Ｓ２に位置している。２つの通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、図４に示すように、第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向においてずれている。すなわち、一方の通気孔３１ｂは、他方の通気孔３１ａを通る、空気流方向Ｄの直線から離れて位置している。２つの通気孔３１ａ，３１ｂのこのレイアウトによれば、下流側の通気孔（この例では通気孔３１ｂ）を通して電子部品１４に供給される空気量に、上流側の通気孔（この例では通気孔３１ａ）から流れ出る空気が影響しにくくなり、電子部品１４に供給される空気量の減少を抑えることができる。
【００３２】
図４及び図５に示すように、通気孔３１ａ，３１ｂは、設置プレート部３１と回路基板１０とが向き合う方向（この例では上下方向）において、電子部品１３，１４とオーバーラップしている。すなわち、電子部品１３のいずれかの部分を通る鉛直線（回路基板１０に対して垂直な直線）が通気孔３１ａの内側を通るように、通気孔３１ａの位置が規定されている。同様に、電子部品１４のいずれかの部分を通る鉛直線が通気孔３１ｂの内側を通るように、通気孔３１ｂの位置が規定されている。このレイアウトによれば、通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４のそれぞれに効率的に空気を送ることができる。この例では、通気孔３１ａ，３１ｂはそれぞれ電子部品１３，１４の直上に位置している。すなわち、通気孔３１ａ，３１ｂの中心は、電子部品１３，１４の中心を通る鉛直線上に位置している。上述したように、上フレーム３０と回路基板１０は螺子などによって互いに固定されている。そのため、電子部品１３，１４と通気孔３１ａ，３１ｂの位置ずれが抑えられている。
【００３３】
空気の温度は空気のヒートシンク６１，６２の通過によって上昇する。そこで、この例の通気孔３１ａ，３１ｂは、図４に示すように、空気流路におけるヒートシンク６１，６２の下流側の領域を避けた位置に形成されている。こうすることで、電子部品１３，１４に温度の低い空気を送ることができる。
【００３４】
この例では、通気孔３１ａ，３１ｂの位置は空気流方向Ｄに対して直交する方向においてヒートシンク６１，６２の位置からずれている。通気孔３１ａ，３１ｂのこの配置によれば、例えば第１空気流路Ｓ１に通気孔３１ａ，３１ｂが位置する構造に比べて、ヒートシンク６１，６２を通過する空気量の減少を抑えることができる。なお、通気孔３１ａ，３１ｂは冷却ファン４０に対しては空気流方向Ｄに位置している。この例では、通気孔３１ａ，３１ｂは、冷却ファン４０の後側に位置している。そのため、冷却ファン４０から第２空気流路Ｓ２に直接流れ出る空気が通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４に送られる。
【００３５】
第２空気流路Ｓ２は、上述したように、第１空気流路Ｓ１よりも大きな流路断面積を有している。この例では第１空気流路Ｓ１において最も大きな流路断面積を有する第１空気流路Ｓ１の下流端よりも、さらに大きな流路断面積を第２空気流路Ｓ２は有している。ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂは、このような大きな流路断面積を有する第２空気流路Ｓ２に位置しているので、それらのレイアウトが容易になる。
【００３６】
第１ヒートシンク６１は、図４に示すように、第２側壁部５１ｅから第１側壁部５１ｃに寄せて配置されている。この例では、第１ヒートシンク６１は第１側壁部５１ｃに沿って配置され、第２側壁部５１ｅと第１ヒートシンク６１のフィン６１ｂとの間にはスペースＳａが形成されている。通気孔３１ａ，３１ｂはこのスペースＳａに位置している。このようなヒートシンク６１と通気孔３１ａ，３１ｂの配置によれば、第１空気流路Ｓ１を流れ出た速度の速い空気をヒートシンク６１に送りながら、電子部品１３，１４にも通気孔３１ａ，３１ｂを通して十分な空気量を送ることができる。なお、第２側壁部５１ｅとヒートシンク６１のフィン６１ｂとの距離、すなわちスペースＳａの幅は、第１側壁部５１ｃとヒートシンク６１のフィン６１ｂとの隙間よりも大きい。
【００３７】
図４に示すように、ヒートシンク６２のフィン６２ｂも第２側壁部５１ｅから離れて位置しているため、スペースＳａはカバー５０の下流端、換言すると第２空気流路Ｓ２の下流端まで続いている。そのため、スペースＳａにはより円滑な空気流が形成され得る。この例では、回転中心線Ｃ１を通る直線Ｌ１に対して第２側壁部５１ｅは一方側（この例では左側）に位置している。これに対し、ヒートシンク６１，６２は直線Ｌ１に対して他方側（この例では右側）にオフセットしている。このレイアウトによれば、スペースＳａの幅を確保し易くなる。
【００３８】
この例の冷却ファン４０は、その駆動時には、左方向に回転する。そのため、図４に示すように、冷却ファン４０に対して真後ろの位置、すなわち冷却ファン４０に対して空気流方向Ｄの位置では、後方且つ左方向に斜めに向いた空気流Ｆが形成される。第２側壁部５１ｅは後方且つ左方向に斜めに伸びるように形成されている。そのため、空気流Ｆは、第２側壁部５１ｅに当った後においても、第２側壁部５１ｅに沿ってスペースＳａを円滑に流れる。通気孔３１ａ，３１ｂは、このスペースＳａに位置しており、電子部品１３，１４に向かう円滑な空気流が形成され易くなる。
【００３９】
ハウジング２０内の空気流路は第２空気流路Ｓ２に続く第３空気流路Ｓ３をさらに含んでいる。第３空気流路Ｓ３は、カバー５０に接続されるケース７０によって規定される流路である。図４及び図５に示すように、この例のケース７０は、そのカバー５０側に、前壁７２を有している。前壁７２には第２空気流路Ｓ２に向かって開く複数の通気孔７２ａが形成されている。また、ケース７０の後壁７１には上述したように排気開口７１ａが形成されている。ケース７０は通気孔７２ａと排気開口７１ａとを通して外部と連通し、それ以外の部分を通しての外部との連通は規制されている。なお、ケース７０は箱形状を有しており、前壁７２と後壁７１の他に、底壁７３、上壁７４、及び側壁７５を有している。
【００４０】
ケース７０は、カバー５０とケース７０との間から空気が漏れ出ないように、カバー５０と接続されている。この例では、前壁７２にはカバー５０に向かって突出するフランジ７６が形成されている。フランジ７６はカバー５０の下流端に沿って形成されている。すなわち、フランジ７６は第１側壁部５１ｃの下流端に沿って形成される第１側部７６ａと、第２側壁部５１ｅの下流端に沿って形成される第２側部７６ｂと、上壁部５２の下流端を覆う庇部７６ｃとを有している。庇部７６ｃと上壁部５２との間にはシール部材（不図示）が配置されている。また、前壁７２の下縁は設置プレート部３１上に位置している。前壁７２の下縁と設置プレート部３１との間にもシール部材３９が配置されている。通気孔７２ａはフランジ７６の内側に形成されている。この例では、カバー５０とケース７０のこのような接続構造により、第２空気流路Ｓ２の空気が第３空気流路Ｓ３以外に流れ出ることが抑えられている。
【００４１】
以上説明したように、ハウジング２０内に形成された空気流路にはヒートシンク６１，６２が配置され、空気流路の外側に位置する回路基板１０には電子部品１３，１４が配置されている。そして、空気流路の壁部材として機能する上フレーム３０には電子部品１３，１４に向かって開いた通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。このような電子機器１によれば、ヒートシンク６１，６２を冷却するだけでなく、簡単な構造で電子部品１３，１４をも冷却できる。
【００４２】
また、上フレーム３０は回路基板１０と向き合う設置プレート部３１を含み、通気孔３１ａ，３１ｂは設置プレート部３１と回路基板１０とが向き合う方向において電子部品１３，１４とそれぞれオーバーラップしている。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂを通して電子部品１３，１４のそれぞれに効率的に空気を送ることができる。
【００４３】
特に、電子機器１では、通気孔３１ａ，３１ｂは電子部品１３，１４の直上に位置している。これにより、空気を電子部品１３，１４にさらに効率的に送ることができる。
【００４４】
また、上フレーム３０は回路基板１０と互いに固定されている。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂと電子部品１３，１４との位置ずれを抑えることができる。
【００４５】
また、通気孔３１ａ，３１ｂは空気流路におけるヒートシンク６１，６２の下流側の領域を避けた位置に形成されている。このようなレイアウトによれば、電子部品１３，１４に温度の低い空気を供給できる。
【００４６】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向に、ヒートシンク６１，６２からずれている。この配置によれば、ヒートシンク６１，６２を流れる空気量が減少することを抑えることができる。
【００４７】
また、冷却ファン４０はその回転中心線Ｃ１が回路基板１０に対して垂直になるように配置され、空気流路は冷却ファン４０の外周に形成される第１空気流路Ｓ１と、第１空気流路Ｓ１に続く第１空気流路Ｓ１よりも大きな流路断面積を有する第２空気流路Ｓ２とを有している。そして、ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂは第２空気流路Ｓ２に位置している。この構造によれば、ヒートシンク６１，６２と通気孔３１ａ，３１ｂとを流路断面積の大きな第２空気流路Ｓ２に配置するので、それらのレイアウトが容易になる。
【００４８】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は、第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向において、ヒートシンク６１，６２からずれている。この配置によれば、ヒートシンク６１，６２を流れる空気量が減少することを抑えることができる。
【００４９】
上フレーム３０には複数の通気孔３１ａ，３１ｂが形成されている。この構造によれば、電子部品１３，１４に対する冷却性能を増すことができる。
【００５０】
通気孔３１ａ，３１ｂの位置は第２空気流路Ｓ２における空気流方向Ｄに対して直交する方向においてずれている。このレイアウトによれば、下流側の通気孔（この例では通気孔３１ｂ）を通して電子部品１４に供給される空気量に、上流側の通気孔（この例では通気孔３１ａ）から流れ出る空気が影響しにくくなり、電子部品１４に供給される空気量の減少を抑えることができる。
【００５１】
なお、本発明は以上説明した電子機器１に限られず、種々の変更が可能である。
【００５２】
例えば、電子機器１には、請求項の第１の冷却対象部品としてヒートシンク６１，６２が設けられていた。しかしながら、冷却対象部品はこれに限られず、例えば、回路基板１０とは別の回路基板が、第１の冷却対象部品として、壁部材で規定される空気流路に配置されてもよい。
【００５３】
また、電子機器１は、空気流路を規定する壁部材として、上フレーム３０とカバー５０とケース７０とを有していた。しかしながら、壁部材は、これに限定されない。例えば、電子機器には必ずしもケース７０が設けられていなくてもよい。この場合、カバー５０の下流端がハウジング２０の外側に向かって開く排気開口７１ａに接続される。
【００５４】
また、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で示される空気流路は冷却ファン４０よりも下流側の流路である排気流路として機能していた。しかしながら、本発明は、冷却ファンよりも上流側の流路として、壁部材によってハウジング内の他の空間から区画される吸気流路を備える電子機器に適用されてもよい。
【００５５】
また、電子機器１は、２つの電子部品１３，１４に空気を送るための通気孔として２つの通気孔３１ａ，３１ｂを有していた。しかしながら、電子機器１は、２つの電子部品１３，１４に空気を送るための１つの通気孔を有してもよい。この場合、当該１つの通気孔は電子部品１３，１４の中間の位置に形成されてもよい。
【００５６】
また、通気孔３１ａ，３１ｂの縁には、電子部品１３，１４に向かって伸びるフランジが形成されてもよい。この構造によれば、通気孔３１ａ，３１ｂから電子部品１３，１４の向かう空気流をフランジによってガイドできる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 電子機器、１０ 回路基板、１３，１４ 電子部品、２０ ハウジング、３０ 上フレーム、３１ 設置プレート部、３１ａ，３１ｂ 電子部品のための通気孔、３１ｃ 冷却ファンのための吸気孔、３２ 段差部、４０ 冷却ファン、４１ 底プレート部、４２ フィン、５０ カバー、５１ 側壁部、５１ａ 湾曲壁部、５１ｂ 終端部、５１ｃ 第１側壁部、５１ｅ 第２側壁部、５２ 上壁部、６１，６２ ヒートシンク、７０ ケース、７１ 後壁、７１ａ 排気開口、７２ 前壁、７２ａ 通気孔、７９ 電源回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 空気流路、Ｓａ スペース。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却ファンと、
前記冷却ファンを収容するハウジングと、
前記冷却ファンから、前記ハウジングの外側に向かって開いた通気開口まで続く空気流路と、
前記空気流路を前記ハウジング内の他の空間から区画する壁部材と、
前記空気流路に配置される第１の冷却対象部品と、
前記壁部材の外側に位置し前記壁部材に沿って配置される回路基板と、
前記回路基板に第２の冷却対象部品として配置される電子部品と、を備え、
前記壁部材には前記電子部品に向かって開いた通気孔が形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記壁部材は、前記回路基板と向き合い且つ前記通気孔が形成されたプレートを含み、
前記通気孔は前記プレートと前記回路基板とが向き合う方向において前記電子部品とオーバーラップしている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器において、
前記通気孔は前記電子部品の直上に位置している、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電子機器において、
前記通気孔は前記空気流路における前記第１の冷却対象部品の下流側の領域を避けた位置に形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記通気孔の位置は、前記空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向に、前記第１の冷却対象部品からずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子機器において、
前記冷却ファンはその回転中心線が前記回路基板に対して垂直になるように配置され、
前記空気流路は前記冷却ファンの外周に形成される第１の空気流路と、前記第１の空気流路に続く前記第１の空気流路よりも大きな流路断面積を有する第２の空気流路とを有し、
前記第１の冷却対象部品と前記通気孔は前記第２の空気流路に位置している、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電子機器において、
前記通気孔の位置は、前記第２の空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向において、前記第１の冷却対象部品からずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電子機器において、
前記壁部材には、それぞれ前記通気孔として機能する複数の通気孔が形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器において、
前記複数の通気孔の位置は前記空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向において互いにずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
冷却ファンと、
前記冷却ファンを収容するハウジングと、
前記冷却ファンから、前記ハウジングの外側に向かって開いた通気開口まで続く空気流路と、
前記空気流路を前記ハウジング内の他の空間から区画する壁部材と、
前記空気流路に配置される第１の冷却対象部品と、
前記壁部材の外側に位置し前記壁部材に沿って配置される回路基板と、
前記回路基板に第２の冷却対象部品として配置される電子部品と、を備え、
前記壁部材には前記電子部品に向かって開いた通気孔が形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、
前記壁部材は、前記回路基板と向き合い且つ前記通気孔が形成されたプレートを含み、
前記通気孔は前記プレートと前記回路基板とが向き合う方向において前記電子部品とオーバーラップしている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器において、
前記通気孔は前記電子部品の直上に位置している、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の電子機器において、
前記通気孔は前記空気流路における前記第１の冷却対象部品の下流側の領域を避けた位置に形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器において、
前記通気孔の位置は、前記空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向に、前記第１の冷却対象部品からずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の電子機器において、
前記冷却ファンはその回転中心線が前記回路基板に対して垂直になるように配置され、
前記空気流路は前記冷却ファンの外周に形成される第１の空気流路と、前記第１の空気流路に続く前記第１の空気流路よりも大きな流路断面積を有する第２の空気流路とを有し、
前記第１の冷却対象部品と前記通気孔は前記第２の空気流路に位置している、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電子機器において、
前記通気孔の位置は、前記第２の空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向において、前記第１の冷却対象部品からずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の電子機器において、
前記壁部材には、それぞれ前記通気孔として機能する複数の通気孔が形成されている、
ことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器において、
前記複数の通気孔の位置は前記空気流路における空気の流れ方向に対して直交する方向において互いにずれている、
ことを特徴とする電子機器。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４３９６１（Ｐ２０１２−２４３９６１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２９０５（Ｐ２０１１−１１２９０５）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（３１００２１７６６）株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（３１００２１７６６）株式会社ソニー・コンピュータエンタテインメント (417)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]