電子機器
【課題】フィンの端面に付着した塵埃を簡易な構造で自動的に除去することができ、発熱部品からの熱を冷却する効果が継続して得られる電子機器を得ること。
【解決手段】動作時に発熱する発熱部品２４を含む電子部品が収容された筐体２０ａと、発熱部品２４からの熱が伝達される複数のフィン３７ａを備えた放熱体３７と、放熱体３７に冷却風を送風するファン３１と、放熱体３７とファン３１との間に配置され、自重により、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら端面３７ｂ上を移動可能な掃除子３５とを備える。
【解決手段】動作時に発熱する発熱部品２４を含む電子部品が収容された筐体２０ａと、発熱部品２４からの熱が伝達される複数のフィン３７ａを備えた放熱体３７と、放熱体３７に冷却風を送風するファン３１と、放熱体３７とファン３１との間に配置され、自重により、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら端面３７ｂ上を移動可能な掃除子３５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作時に発熱する発熱部品を筐体内に有する電子機器、例えばＣＰＵ（中央処理装置）を備えたノートパソコン等の電子機器に関し、特に、発熱部品からの熱を外部に放出する放熱ユニットの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子機器の一例であるノートパソコンの場合、その性能向上にともなってＣＰＵ等の発熱部品からの発熱量が増大している。また、携帯型の電子機器であるノートパソコンの場合には、携帯型の電子機器としての小型化軽量化が求められているため、狭い筐体の内部に各種の電子部品が詰め込まれることとなる。そのため、発熱部品からの熱を効果的に筐体の外部に放出することで、高性能化された放熱ユニットを備えることが求められている。
【０００３】
このような要請に応じるために、電子機器は、発熱部品からの熱が伝達される放熱フィンを備えた放熱体放熱体と、放熱体内に冷却風を送り込む送風手段であるファンとを備えた放熱ユニットが用いられている。この従来の放熱ユニットでは、発熱部品であるＣＰＵを直接、または、ヒートパイプなどによって間接的に、放熱体と接触させてその熱を伝え、伝達された発熱部品の熱をファンからの冷却風で筐体の外部に放出することが行われている。このような従来の放熱ユニットでは、その放熱効果をより向上させるため、フィンの表面積を大きくすることが有効であり、限られた狭い空間内に、短い形成間隔で平行に配置した複数のフィンが形成されている。しかし、平行に配置したフィンの形成間隔を短くすると、ファンによって供給される冷却風に含まれる細かな塵埃が、例えばファン側におけるフィンの端面に付着しやすくなる。フィンの端面に付着した塵埃は、一旦付着してしまうと急速に堆積しやすく、堆積した塵埃がフィンの隙間を埋めて、放熱体のファンからの冷却風が流入する側の面全体を覆ってしまうようになる傾向がある。塵埃が堆積すると、ファンは、フィンの間隙に冷却風を送り込めなくなり、放熱ユニットとしての冷却効果を著しく損ねることになる。
【０００４】
このように、フィンの端面に塵埃が付着して放熱ユニットの冷却効果が損なわれることを防止するために、特許文献１は、ファン側におけるフィンの端面に付着した塵埃を除去する掃除部材を備えた放熱ユニットが提案している。
【０００５】
図１０に、特許文献１に記載された、従来の電子機器に用いられている放熱ユニットの概略構成を示す。
【０００６】
従来の放熱ユニット１００は、冷却風を送風するファン１０１と、フィン１０４ｂを有する放熱体（ヒートシンク）１０４とを備えている。ファン１０１からの冷却風がフィン１０４ｂの隙間を通って筐体１０５の外部に放出されることで、放熱体１０４に伝達された発熱部品のＣＰＵ（不図示）で発生した熱が筐体１０５の外部に放出される。
【０００７】
放熱体１０４とファン１０１との間には、ファン１０１側におけるフィン１０４の端面に付着した塵埃をこすって落とす掃除部材の可動部品１０２と、この可動部品１０２を動かすための移動機構１０３とが配置されている。
【０００８】
ここで、上記従来の放熱ユニット１００は、図１１に示すように、可動部品１０２に接続されたピストン１０６をロックするロック板１０７を備えている。ロック板１０７を動かすことで、可動部品１０２がフィン１０４ｂの端面を掃除する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、可動部品１０２は、ピストン１０６によって押し下げられた状態で、ロック板１０７によって通常は固定されている。そして、図１１（ｂ）に示すように、ユーザがロック板１０７を動かすことでピストン１０６のロックが解除される。ピストン１０６のロックが解除されると、移動機構１０３に設けられたバネ材１０８の付勢力によって、可動部品１０２がフィン１０４ｂの端面をこすりながら上端部分まで上昇し、フィン１０４ｂの端面に付着していた塵埃を除去する。除去された塵埃は、ファン１０１からの冷却風によって筐体１０５の外側に排出される。
【０００９】
なお、特許文献１には、可動部品１０２の移動機構として熱変形部材を接続し、発熱部品であるＣＰＵの動作により生じた熱で熱変形部材を変形させ、フィン１０４ｂの端面に付着していた塵埃を除去する方法についても開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１６３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の電子機器の放熱ユニット１００は、ファン１０１が送風する冷却風に含まれる塵埃がファン１０１側のフィンの端面に付着し、塵埃が付着したフィン１０４ｂの端面に掃除部材の可動部品１０２が接触し、付着した塵埃を払い落とすことができる。可動部品１０２は、ファン１０１側におけるフィン１０４ｂの端面に堆積した大量の塵埃を除去するため、放熱体１０４への冷却風の流入が妨げられる事態を回避することかできる。
【００１２】
しかし、上記従来の放熱ユニット１００では、可動部品１０２で塵埃を除去するためには、この可動部品１０２をフィン１０４ｂの端面に沿って上下させる機構が必要となり、その動作をユーザに頼らなければならない。また、ユーザに頼らずに、熱変形部材を用いて発熱部品の熱を検知して掃除を行う場合には、変形する温度より低いと掃除のために可動部品１０２を移動させることができず、しかも変形量に限度のある熱変形部材により可動部品１０２を移動させる機構が大がかりのものとならざるを得ない。
【００１３】
本発明の目的は、フィンの端面に付着した塵埃を簡易な構造で自動的に除去することができ、発熱部品からの熱を冷却する効果が継続して得られる電子機器を得ることであり、この構成により上記従来の放熱ユニットを備えた電子機器における課題を解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明の電子機器は、動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、この発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、この放熱体に冷却風を送風するファンと、この放熱体とこのファンとの間に配置され、自重により、ファン側におけるフィンの端面に当接しながらこの端面上を移動可能な掃除子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子機器は、発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体とファンとの間に配置され、ファン側におけるフィンの端面に、自重によって当接しながら移動可能な掃除子を備えているため、簡易な構成でありながらフィンの端面に付着した塵埃を除去することができ、継続して高い冷却効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかるノートパソコンの概略構成例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態にかかるノートパソコンにおける放熱ユニットの主要な構成を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットの構成を示す水平断面図である。
【図４】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットの構成を示す垂直断面図である。
【図５】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子が動作する状態を示す図である。
【図６】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子によりフィンの端面の塵埃を除去する状態を示す斜視図である。
【図７】掃除子が傾斜してしまった状態を示す図である。
【図８】ガイド溝により掃除子の位置を規制することを示す図である。
【図９】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子の別の形態を示す図である。
【図１０】従来の放熱ユニットの構成を説明する図である。
【図１１】従来の放熱ユニットにおける塵埃の除去動作を説明する図で、図１１（ａ）は可動部品がフィンの下端部に位置する通常の状態を示す図、図１１（ｂ）は可動部品がフィンの上端部に移動して塵埃を除去した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の電子機器は、動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、この発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、この放熱体に冷却風を送風するファンと、この放熱体とこのファンとの間に配置され、自重により、このファン側におけるこのフィンの端面に当接しながら、この端面上を移動可能な掃除子とを備える。
【００１８】
上記構成の電子機器は、発熱部品の熱が伝達されるフィンの端面に付着した塵埃を除去する掃除子が、その自重でファン側におけるフィンの端面に当接しながら移動するので、持ち運び時など電子機器の姿勢が変化したときに掃除子が移動し、移動した掃除子がフィンの端面に付着した塵埃を除去することができる。このため、簡単な構成でありながらファン側におけるフィンの端面に付着する塵埃を除去でき、長期間にわたって安定した放熱効果が発揮される電子機器を得ることができる。
【００１９】
上記構成の電子機器における筐体内には、掃除子をファンから放熱体内に送風される冷却風を遮らない位置に退避させる退避位置が形成されることが好ましい。このようにすることで、ファンが冷却風を放熱体に送風する送風路中に掃除子が位置することを回避できる。
【００２０】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、電子機器を水平面上に載置した状態において退避位置に収容されることが好ましい。このようにすることで、ユーザがこの電子機器を操作している操作中またはこの電子機器を単に静置している放置中では、掃除子は収納部に収納させる構成を実現できる。
【００２１】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、電子機器の水平面上に載置した状態からこの電子機器を移動する過程で、退避位置に収容された状態から、端面上を移動可能な状態へと変位することが好ましい。このようにすることで、操作中または放置状態から電子機器の姿勢が変化する動作に伴い、掃除動作を行う端面に掃除子が移動することで、電子機器が休止しているときに掃除子の本来の掃除機能を発揮させることができる。
【００２２】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、発熱部品が動作しファンが冷却風を送風している状態では、このファンからこの放熱体内に送風される冷却風がフィンを通過する領域から退避する退避位置に収容されることが好ましい。このようにすることで、発熱部品が動作して発熱している際には、ファンから放熱体に供給される冷却風を掃除子で遮ることがなくなり、放熱ユニットにおいて所望の放熱効果を確保することができる。
【００２３】
また、この掃除子は、ファン側におけるフィンの端面に当接する掃除子本体と、この掃除子本体の両端部に設けられ、掃除子の長さ方向に垂直な面内における面積が掃除子本体よりも大きな面積を有するガイド部とを備え、筐体内にこのガイド部を保持して掃除子の位置を規制するガイド溝が形成されていることが好ましい。このようにすることで、放熱体に対して掃除子が傾くことを防止することができ、掃除子のスムーズな動作を確保することができる。
【００２４】
さらに、この掃除子は、掃除子本体の長さ方向に垂直な断面が円形であることが好ましい。このようにすることで、掃除子がフィンの端面に当接しながら動きやすくなり、付着した塵埃を確実に除去することができる。
【００２５】
（発明の実施の形態）
以下、本発明の実施形態として、電子機器がノートパソコンである場合を例示しながら説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態にかかる電子機器としてのノートパソコン１である。
【００２７】
ノートパソコン１は、内側面に液晶パネルなどの表示デバイス１２が配置された蓋体１０が、表面にキーボード２１やポインティングデバイス２２などの入力装置が配置された本体部２０に対して、ヒンジ機構１１によって回動自在に取り付けられている。
【００２８】
本体部２０の内部には、ノートパソコン１を動作させる二次電池（不図示）や、主記憶デバイスのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）（不図示）や、その他の電気部品が配置されている。なお、ノートパソコン１は、例えば無線ＬＡＮ通信のためのアンテナモジュール、ブルーレイディスクやＤＶＤディスクに対応したディスクドライブ、ウェブカメラ素子、音声マイクやスピーカ、その他各種の入出力端子などを備えることができるが、これらの機能や形状は従来周知のノートパソコンと同様であるため、図示および詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２は、ノートパソコン１の、本体部２０の内部構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、本体部２０の内部に配置された各種の電子部品の中でも、動作時に最も温度が高くなる代表的な発熱部品として中央演算素子（ＣＰＵ）２４の放熱について説明する。図２は、ＣＰＵ２４、およびＣＰＵ２４で発生した熱を筐体２０ａの外部に放出する放熱ユニット３０の近傍のみを拡大して示している。
【００３０】
図２に示すように、ノートパソコン１の表面に配置されたキーボード２１の下側における本体部２０の内部には、ＣＰＵ２４が回路基板２３上に搭載されて配置されている。ＣＰＵ２４の上面には、ＣＰＵ２４の動作時の発熱を放熱ユニット３０に伝達する受熱部２５が配置されている。受熱部２５は、バネ状の脚部を有する固着部材２６によって、熱源のＣＰＵ２４に押し付けられて固着されている。
【００３１】
受熱部２５は、ＣＰＵ２４から受け取った熱を熱伝達する放熱体３７を含む放熱ユニット３０を備えている。この放熱ユニット３０は、例えば銅製のヒートパイプ２７が接続されている。ヒートパイプ２７の内部は、例えば熱伝導性の高い代替フロンなどの熱伝導媒体が封入されていて、受熱部２５に伝えられたＣＰＵ２４の熱を効率よく放熱体３７に伝達する。
【００３２】
ノートパソコン１は、本体部２０の筐体２０ａの外部に、ＣＰＵ２４の熱を効果的に放出させる放熱ユニット３０が熱的に接続されている。放熱ユニット３０は、放熱体３７とファン３１とに加え、ガイド溝３６に配置した掃除子（後述）を有している（同図では外郭だけを図示しているため、ガイド溝３６は内側に構成している）。ファン３１は、ファンケース３２の上面に形成された吸入口３２ａから周囲の空気を吸入し、冷却風として放熱体３７に送風し、筐体２０ａの外部に放出させることで、放熱体３７から筐体２０ａの外部への放熱効果を高めている。
【００３３】
図３は、ノートパソコン１における放熱ユニット３０の構成を示す図である。
【００３４】
図３は、放熱ユニット３０を構成するファン３１、掃除子３５、掃除子３５の位置を規制するガイド溝３６、放熱体３７のそれぞれの詳細な構造を示す。なお、図３は、これらの配置構造を示すために、各部材を、ノートパソコン１の本体部２０におけるキーボード２１が配置された主面に平行な水平面で切断した状態の、水平断面図を示している。
【００３５】
ファン３１は、ファンケース３２内部に収容された羽根３３が、回転軸３４を軸心として回転する。ファン３１は、羽根３３が回転することで、ファンケース３２の上面に形成された図２に示す吸入口３２ａから周囲の空気を取り込み、放熱体３７側の排気口３２ｂから冷却風として吹き出す。なお、図３では、本実施形態のファン３１として、羽根３３が多数の前向き羽根で構成されたシロッコファンを例示して示したが、ファン３１の全体形状や吸入口３２ａの形状、回転軸３４の周りを回る羽根３３の形状などは例示に過ぎない。従って、ファン３１としては、周囲の空気を吸入口から吸入して排気口から吹き出すことができるものであればシロッコファンに限定されることはなく、従来用いられてきた各種の形態の冷却ファン（放熱ファン）を使用することができる。
【００３６】
ファンのファンケースに設けられた排気口に密着させて放熱体が配置される構成が通例であるが、放熱ユニット３０は、ファン３１の排気口３２ｂと放熱体３７との間に、掃除子３５が配置されている。
【００３７】
放熱ユニット３０における掃除子３５は、ファン３１側における放熱体３７の端面３７ｂに当接して、端面３７ｂに付着した塵埃を除去する掃除子本体３５ａが、長さ方向に垂直な断面が円形である円柱状となっている。また、円柱状の掃除子本体３５ａの長さ方向の両端部には、掃除子３５の位置を規制するために、掃除子本体３５ａよりも径の大きな円板状のガイド部３５ｂが形成されている。従って、ノートパソコン１の本体部２０表面に配置されたキーボード２１の側から平面視すると、この掃除子３５は、アルファベットの大文字の「Ｉ」のような形状となっている。
【００３８】
掃除子３５は、放熱体３７の端面に当接しながら、自重でスムーズに移動できるように、ファン３１と放熱体３７との間に配置された掃除子３５を包み込むようにして、ガイド溝３６が形成されている。ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂを、掃除子３５の長さ方向における両外側から挟むことでその位置を規制する。また、ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂの位置を規制する突出部３６ａが、掃除子本体３５ａを介して放熱体３７およびファン３１それぞれと対向するように形成されている。
【００３９】
ノートパソコン１において、掃除子３５およびガイド溝３６は、例えば摺動性の高いポリアセタール系の樹脂や、含フッ素系の樹脂などの樹脂部材により構成することで、掃除子３５が移動して放熱体３７に付着した塵埃を除去する際に、不所望に大きな音を発しないようにすることができる。また、後に詳述するように、掃除子３５は、ノートパソコン１の姿勢が変化したときに、掃除子３５の自重で移動し、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃を除去する。このため掃除子３５は、移動に必要な自重を確保できるステンレスなどの金属で構成することができる。また、ガイド溝３６も、所望の強度を確保するためや変形を防止するために、金属で形成することができる。さらに、掃除子３５およびガイド溝３６は、内部を金属で構成して表面に上記樹脂をコーティングした複合材を用いることで、所定の重量や強度を確保しつつ、なめらかな摺動性と静音性とを併せ持つようにすることができる。
【００４０】
放熱体３７は、熱伝導性が高い例えば銅などの金属製であり、複数の薄い板状のフィン３７ａが、ファン３１から筐体２０ａの外部に向けて冷却風が流れる方向に沿って平行に形成されている。放熱体３７の大きさ、特に、ファン３１側から見た外形の幅と高さとは、ファン３１の排気口３２ｂの外形と同じになっている。また、本実施形態の放熱ユニット３０は、掃除子３５の位置を規制するガイド溝３６が、ファン３１と放熱体３７との間隔部分を隙間無く覆う構成のため、ファン３１の排気口３２ｂから排出された冷却風は、そのまま放熱体３７のフィン３７ａの間の空間に導入される。すなわち、本実施形態の放熱ユニット３０においても、掃除子３５がファン３１と放熱体３７との間に配置されていない従来構成の放熱ユニットと同様の放熱効率を確保することができる。
【００４１】
ファン３１からフィン３７ａの間隙を通過した冷却風は、放熱体３７の外形形状に対応させて筐体２０ａに備わるスリットや貫通孔などとして形成した放出口２８から、本体部２０の外部に放出される。
【００４２】
図４は、ノートパソコン１における放熱ユニット３０の構成を示し、図３の垂直方向断面図である。すなわち、図４は、ファン３１の回転軸３４を通り、筐体２０の側面２０ａに対して直交する断面形状を示すものであり、図３におけるＡ−Ａ’矢視線部分の形状を示している。
【００４３】
本実施の形態では、図４に示すように、ファン３１および放熱体３７の底面よりさらに下方側に退避位置３６ｄを備える。静置した状態では、ファン３１と放熱体３７との間に配置された掃除子３５は、ガイド溝３６の退避位置３６ｄに収まっている。このように、ノートパソコン１を使用する状態、すなわち、ノートパソコン１の本体部を机上などの略水平面上に載置した状態で、下方となる側に掃除子３５を退避させる退避位置３６ｄを設けることで、掃除子３５は、例えばノートパソコン１の使用時に、ファン３１から放熱体３７に送風する冷却風を遮らない位置に、その自重により退避させることができる。すなわち、掃除子３５は、冷却風が放熱体３７を通過する領域から退避位置３６ｄに退避することで、冷却風が効率的に放熱体３７を冷却することができる。したがって、ノートパソコン１の電源スイッチが入れられ、ＣＰＵ２４（図２参照）が動作してファン３１が冷却風を送風している状態では、ファン３１からの冷却風が掃除子３５によって遮られることが無く、放熱効率の低下が生じることを防止できる。なお、ノートパソコン１を操作せずに単に静置している放置状態でも、掃除子３５は退避位置３６ｄ中に存在する。
【００４４】
また、ファン３１が動作しているときには、掃除子３５が退避位置３６ｄに退避する構成となっているため、図１１に示した従来技術のように、可動部品１０２が冷却風を遮る度合いを軽減するため、掃除子３５の厚さを薄膜化し、変形しやすい板状とする必要がなく、掃除子３５が変形する可能性を抑制できる。このように放熱体３７を構成することで、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃を除去するという掃除子３５本来の機能を実現することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の放熱ユニット３０は、退避位置３５ｄをノートパソコンの通常の使用時にガイド溝３６の下方となる位置に配置する構成を示した。このような構成は、ノートパソコン１の通常の使用状態において、掃除子３５が自重により退避位置３６ｄに退避するようにできるが、掃除子３５を冷却風の流路から退避させる構成は、図４に示した形態のものに限らない。ようするに、掃除子３５を、ファン３１と放熱体３７との間の位置から退避させることができれば、例えば退避位置３５ｄは下方に限らず、上方や側方であってもかまわない。また、ノートパソコン１が動作している状態でユーザがノートパソコン１を移動させた場合には、図４に示したように、ガイド溝３６の下方に退避位置３６ｄを設けるだけでは、掃除子３５が移動し、ファン３１からの冷却風を遮ってしまうという事態を完全に回避することができない場合もある。このため、ノートパソコン１において、ＣＰＵ２４の動作やファン３１の動作を検出した際には、掃除子３５が退避位置３６ｄから動かないようにする例えばストッパを設けることもできる。
【００４６】
また、図４に示すように、本実施形態にかかる放熱ユニット３０のガイド溝３６は、図面の上下方向の端部それぞれに、軸３６ｃの周りに回動可能な蓋部３６ｂが形成されている。この蓋部３６ｂを開閉することで、掃除子３５によって放熱体３７の端面から除去された塵埃を、ガイド溝３６の外部に放出することができる。
【００４７】
ここで、図５を用いて、掃除子３５が放熱体３７の端面に当接しながら移動する動作について説明する。
【００４８】
図５は、ファン３１と放熱体３７との間に配置した掃除子３５の配置部分を拡大した断面図である。なお、ノートパソコン１では、ユーザが持ち運ぶ等する過程で、本体部２０における側面の筐体２０ａに形成された放出口２８が鉛直方向下側に位置する状態となったときに、掃除子３５がその自重により放熱体３７のファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂ上を転がって、付着した塵埃を除去する。このため、図５においては、筐体２０ａに形成された放出口２８が図中の下側に位置するようにして示している。
【００４９】
図５に示した状態において、掃除子本体３５ａは、その自重によってガイド溝３６の放熱体３７側に形成された突出部３６ａの表面（図５における上側の面）に接している。また、掃除子本体３５ａは、長さ方向に対して垂直な方向の断面が円形の円筒状であるため、ノートパソコン１が傾いたり振動が与えられたりすると、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂ上を掃除子本体３５ａが当接した状態で、図５における左右方向、すなわち図５中に白矢印４２で示した方向に移動することができる。このようにして、掃除子３５は、掃除子３５を別途駆動するため機構を設けることなく、その自重によってファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら移動することができるため、端面３７ｂに付着していた塵埃を掻き落とすことができる。
【００５０】
すなわち、図６に示した斜視図のように、掃除子３５が放熱体３７におけるフィン３７ａ側の端面３７ｂに当接している状態で、掃除子３５のガイド部３５ｂによって位置規制された掃除子本体３５ａが、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながらその表面を移動する。このことで、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃がこすり取られる。
【００５１】
掃除子３５によって端面３７ｂから掻き落とされた塵埃は、放熱体３７内のフィン３７ａの隙間を通って、放熱体３７から排出される。このとき、ノートパソコン１は、筐体２０ａに設けられた放出口２８が鉛直方向下側にあることで、掃除子３５によって端面３７ｂから掻き落とされた塵埃が、そのまま放出口２８を通って筐体２０ａの外部に放出されることが期待できる。
【００５２】
一方、フィン３７ａの端面３７ｂから掻き落とされた塵埃が、放熱体３７内から完全に排出されない場合でも、例えば次回にノートパソコン１を動作させ、ファン３１により冷却風が放熱体３７内に流れ込んだ際に、内部に残っている塵埃を放熱体３７の外部に、さらには、放出口２８を通って筐体２０ａの外部に排出することができる。
【００５３】
また、本実施形態の放熱ユニット３０では、図５に示すように、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接して移動し、付着していた塵埃を掻き出すときに、ガイド溝３６の図５における左右方向、すなわち、ノートパソコン１の本体部２０の厚さ方向の両端部に形成された蓋体３６ｂが、軸３６ｃを中心として図中矢印４１に示す方向に開くようになっている。このため、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂから掻き落とされた塵埃を、ガイド溝３６の内部の空間から放熱体３７内を経由せずに、筐体２０ａ内に排出することができる。
【００５４】
なお、蓋部３６ｂの開く角度が大きすぎると、自重で移動する掃除子３５は、ガイド溝３６から外に落下してしまうこととなる。放熱体３７に付着している塵埃はもともと小さな埃であるため、蓋部３６ｂが回動して形成される隙間はそれほど大きくなくてよい。したがって、掃除子３５がガイド溝３６の外に落下しない程度の回動角とすべきことは言うまでもない。
【００５５】
ガイド溝３６に形成される蓋部３６ｂの形状は、図５に示したような、ガイド溝３６の上下方向の両端面（図５における左右方向の両端面）全部が回動する構成に限らない。例えば、ガイド溝３６の放熱体３７側の略半分が回動もしくはスライドすることで開き、掃除子３５が掻き取った塵埃をガイド溝３６の外部に排出できるような蓋部の構造を採用することもできる。
【００５６】
なお、ガイド溝３６の蓋部３６ｂからガイド溝３６の外部に排出された塵埃は、そのまま直ちに筐体２０ａの外部に放出されるものではない。このため、掻き取られた塵埃の少なくとも一部が、再びファン３１の吸気口から吸い込まれて放熱体３７内に入り込むことも考えられる。しかしながら、その場合でも、再びファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着する可能性は小さく、むしろ冷却風によって筐体２０ａの外部に放出される可能性が高い。また、仮に、再びファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着してしまったとしても、掃除子３５によって除去される。このように、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂから掻き取った塵埃が、ガイド溝３６の蓋部３６ｂから筐体２０ａ内に放出されることは、フィン３７ａの端面３７ｂに付着、堆積した塵埃によって放熱効率が低下するという問題において大きな問題とはならない。
【００５７】
以上のように、本実施形態のノートパソコン１は、放熱体３７のフィン３７ａにおけるファン３１側の端面３７ｂに付着した塵埃を、ノートパソコン１に姿勢の変化が起きたときに自重で移動してはぎ取る掃除子３５を、放熱ユニット３０のファン３１と放熱体３７との間に設けた構成を備える。このため、ノートパソコン１は、掃除子３５を稼働させる特別な機構を配置する必要のない簡易な構成で、ファン３１の冷却風に混じった塵がフィン３７ａの端面に付着した塵埃を除去することができる。この塵埃の除去は、ユーザがノートパソコン１を持ち歩いたり、配置場所を変更したりする通常の動作過程で行えるため、放熱体３７のファンに冷却風が流入する側の面全体に塵埃が堆積し、放熱効率を低下させてしまう事態を回避することができる。
【００５８】
また、本実施形態の放熱ユニット３０は、ノートパソコン１を使用中で、ＣＰＵ２４で発生した熱を放熱するファン３１が動作している場合には、掃除子３５がガイド溝３６内の退避位置３６ｄに収容される。この結果、放熱ユニット３０は、ファン３１からの冷却風が掃除子３５に当たり、放熱体３７内に供給される冷却風を遮り、放熱効率が低下するという事態を回避することができる。したがって、長時間動作しても、放熱効率が低下することのないノートパソコン１を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態の掃除子３５は、フィン３７ａにおけるファン３１側の端面３７ｂに当接した状態で移動させることができるように、掃除子３５のフィン３７ａの端面３７ｂと当接する掃除子本体３５ａの両端部に亘り、断面積を大きく形成したガイド部３５ｂを設け、このガイド部３５ｂの位置を規制するガイド溝３６を、ファン３１と放熱体３７との間の部分の両脇に形成する例を示して説明した。しかし、本実施形態のノートパソコン１において、掃除子３５のガイド部３５ｂとガイド溝３６とは必須の構成要件ではない。掃除子３５は、ノートパソコン１が傾けられるなどした際に、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら、掃除子３５の自重で付着した塵埃を除去することができる構成であればよい。
【００６０】
ここで、掃除子３５は、自重で放熱体３７に当接しながら移動する構成であるため、例えば図７に示すように、放熱体３７におけるファン３１に対向した側の面上で、掃除子３５が斜めに傾斜してしまうと、円滑な動きで塵埃の除去ができなくなる場合が想定される。また、掃除子３５の傾きが大きくなりすぎると、掃除子３５が放熱体３７のファンに対向した側の面上で引っかかってしまい、ファン３１が動作した場合でも退避位置３５ｄに移動できなくなってしまうことも考えられる。このような場合、掃除子３５が冷却風を遮って、放熱効果を低減させてしまうため、図７のような状態にはならないように配慮する必要がある。
【００６１】
この点、ノートパソコン１の放熱ユニット３０で説明したように、図８に示すように、ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂを掃除子本体３５ａから規制する突出部３６ａを有することで、掃除子３５が放熱体３７のファン３１に対向する放熱ユニット３０の面上で斜めに傾斜する事態を確実に回避することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の掃除子３５は、ファン３１側におけるフィン３７の端面と当接する掃除子本体３５ａが円筒形状を例示して説明したが、放熱ユニット３０に用いられる掃除子３５は、フィン３７の端面３５ｂに当接する部分が円筒形状のものに限らない。
【００６３】
例えば、図９に示すように、掃除子４５は、掃除子本体４５ａが角柱状であり、フィン３７の端面３７ｂ上で転動し易い構成ではなく、角柱上の所定の面がファン３１側におけるフィン３７の端面３７ｂ上を当接しながら滑動する過程で、フィン３７の端面３７ｂに付着した塵埃を掻き落とす構成を用いることができる。
【００６４】
なお、図９に示すように、掃除子４５の掃除子本体４５ａが角柱である場合には、掃除子本体４５ａの両端部に形成され、ガイド溝内に収容されるガイド部４５ｂの形状も、四角形の板状とすることが好ましい。また、掃除子４５の掃除子本体４５ａは、図９に示すように、フィン３７に当接する面の表面にブラシ状の植毛４７ｃを形成することができる。ただし、フィン３７の端面３７ｂに付着する塵埃は、例えば繊維状の細かな塵が付着することもあるため、動物の毛を梳くブラシのように、樹脂製で柔らかく変形し塵埃を吸着してしまう植毛４５ｃを避けることが好ましい。また、仮に金属製の毛状物を植毛４５ｃとして配置する場合でも、あまり密に形成すると毛の間に塵埃が吸着し、却って掃除子４５に塵埃が堆積してしまう可能性が高い。植毛４５ｃを設ける場合には、植毛４５ｃに塵埃が付着してしまうことが無い、毛の材料、長さ、密度、植毛方向などを十分に考慮することが好ましい。
【００６５】
もちろん、図３などで示した掃除子本体３５ａが円筒形の掃除子３５に植毛することも可能であるが、この場合には、掃除子本体３５ａの表面全体がフィン３７の端面３７ｂと当接することになるため、円筒形の掃除子本体３５ａの表面全体に植毛することとなる。
【００６６】
以上、本実施の形態にかかる電子機器として、本体部２０と表示デバイス１２が配置された蓋体１０とがヒンジ機構１１で回動可能に固着したノートパソコンを例示して説明したが、本発明の電子機器としてはこのようなノートパソコンに限らず、例えば、タブレット型のパソコンや、携帯電話、携帯用ゲーム機、小型テレビジョン受像器やブルーレイディスプレイヤー、ナビゲーションシステムなど、発熱部品を備える各種の電子機器に使用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、動作中に発熱する発熱部品としてＣＰＵを例示して示したが、発熱部品はＣＰＵには限られず、ビデオボードなどの画像処理用の半導体チップや、二次電池など、その発熱を筐体の外部に放出すべき各種の発熱部品が対象となりうる。
【００６８】
さらに、上記実施形態では、ＣＰＵからの熱を放熱体に伝達する手段として、ヒートパイプを用いた例を示したが、発熱部品であるＣＰＵに熱伝導性の接着剤を介して直接放熱体を固着することで、発熱部品からの熱を直接的に放熱体に伝達することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明にかかる電子機器は、筐体内の発熱部品からの熱を外部に排出する放熱ユニットとして、簡易な構成ながら継続して高い冷却効果を発揮できる電子機器として、各種用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ ノートパソコン（電子機器）
２０ 本体部
２０ａ 筐体
２４ ＣＰＵ（発熱部品）
３０ 放熱ユニット
３１ ファン
３５ 掃除子
３７ 放熱体
３７ａ フィン
３７ｂ （ファン側における）端面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作時に発熱する発熱部品を筐体内に有する電子機器、例えばＣＰＵ（中央処理装置）を備えたノートパソコン等の電子機器に関し、特に、発熱部品からの熱を外部に放出する放熱ユニットの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子機器の一例であるノートパソコンの場合、その性能向上にともなってＣＰＵ等の発熱部品からの発熱量が増大している。また、携帯型の電子機器であるノートパソコンの場合には、携帯型の電子機器としての小型化軽量化が求められているため、狭い筐体の内部に各種の電子部品が詰め込まれることとなる。そのため、発熱部品からの熱を効果的に筐体の外部に放出することで、高性能化された放熱ユニットを備えることが求められている。
【０００３】
このような要請に応じるために、電子機器は、発熱部品からの熱が伝達される放熱フィンを備えた放熱体放熱体と、放熱体内に冷却風を送り込む送風手段であるファンとを備えた放熱ユニットが用いられている。この従来の放熱ユニットでは、発熱部品であるＣＰＵを直接、または、ヒートパイプなどによって間接的に、放熱体と接触させてその熱を伝え、伝達された発熱部品の熱をファンからの冷却風で筐体の外部に放出することが行われている。このような従来の放熱ユニットでは、その放熱効果をより向上させるため、フィンの表面積を大きくすることが有効であり、限られた狭い空間内に、短い形成間隔で平行に配置した複数のフィンが形成されている。しかし、平行に配置したフィンの形成間隔を短くすると、ファンによって供給される冷却風に含まれる細かな塵埃が、例えばファン側におけるフィンの端面に付着しやすくなる。フィンの端面に付着した塵埃は、一旦付着してしまうと急速に堆積しやすく、堆積した塵埃がフィンの隙間を埋めて、放熱体のファンからの冷却風が流入する側の面全体を覆ってしまうようになる傾向がある。塵埃が堆積すると、ファンは、フィンの間隙に冷却風を送り込めなくなり、放熱ユニットとしての冷却効果を著しく損ねることになる。
【０００４】
このように、フィンの端面に塵埃が付着して放熱ユニットの冷却効果が損なわれることを防止するために、特許文献１は、ファン側におけるフィンの端面に付着した塵埃を除去する掃除部材を備えた放熱ユニットが提案している。
【０００５】
図１０に、特許文献１に記載された、従来の電子機器に用いられている放熱ユニットの概略構成を示す。
【０００６】
従来の放熱ユニット１００は、冷却風を送風するファン１０１と、フィン１０４ｂを有する放熱体（ヒートシンク）１０４とを備えている。ファン１０１からの冷却風がフィン１０４ｂの隙間を通って筐体１０５の外部に放出されることで、放熱体１０４に伝達された発熱部品のＣＰＵ（不図示）で発生した熱が筐体１０５の外部に放出される。
【０００７】
放熱体１０４とファン１０１との間には、ファン１０１側におけるフィン１０４の端面に付着した塵埃をこすって落とす掃除部材の可動部品１０２と、この可動部品１０２を動かすための移動機構１０３とが配置されている。
【０００８】
ここで、上記従来の放熱ユニット１００は、図１１に示すように、可動部品１０２に接続されたピストン１０６をロックするロック板１０７を備えている。ロック板１０７を動かすことで、可動部品１０２がフィン１０４ｂの端面を掃除する。具体的には、図１１（ａ）に示すように、可動部品１０２は、ピストン１０６によって押し下げられた状態で、ロック板１０７によって通常は固定されている。そして、図１１（ｂ）に示すように、ユーザがロック板１０７を動かすことでピストン１０６のロックが解除される。ピストン１０６のロックが解除されると、移動機構１０３に設けられたバネ材１０８の付勢力によって、可動部品１０２がフィン１０４ｂの端面をこすりながら上端部分まで上昇し、フィン１０４ｂの端面に付着していた塵埃を除去する。除去された塵埃は、ファン１０１からの冷却風によって筐体１０５の外側に排出される。
【０００９】
なお、特許文献１には、可動部品１０２の移動機構として熱変形部材を接続し、発熱部品であるＣＰＵの動作により生じた熱で熱変形部材を変形させ、フィン１０４ｂの端面に付着していた塵埃を除去する方法についても開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１６３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記従来の電子機器の放熱ユニット１００は、ファン１０１が送風する冷却風に含まれる塵埃がファン１０１側のフィンの端面に付着し、塵埃が付着したフィン１０４ｂの端面に掃除部材の可動部品１０２が接触し、付着した塵埃を払い落とすことができる。可動部品１０２は、ファン１０１側におけるフィン１０４ｂの端面に堆積した大量の塵埃を除去するため、放熱体１０４への冷却風の流入が妨げられる事態を回避することかできる。
【００１２】
しかし、上記従来の放熱ユニット１００では、可動部品１０２で塵埃を除去するためには、この可動部品１０２をフィン１０４ｂの端面に沿って上下させる機構が必要となり、その動作をユーザに頼らなければならない。また、ユーザに頼らずに、熱変形部材を用いて発熱部品の熱を検知して掃除を行う場合には、変形する温度より低いと掃除のために可動部品１０２を移動させることができず、しかも変形量に限度のある熱変形部材により可動部品１０２を移動させる機構が大がかりのものとならざるを得ない。
【００１３】
本発明の目的は、フィンの端面に付着した塵埃を簡易な構造で自動的に除去することができ、発熱部品からの熱を冷却する効果が継続して得られる電子機器を得ることであり、この構成により上記従来の放熱ユニットを備えた電子機器における課題を解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため本発明の電子機器は、動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、この発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、この放熱体に冷却風を送風するファンと、この放熱体とこのファンとの間に配置され、自重により、ファン側におけるフィンの端面に当接しながらこの端面上を移動可能な掃除子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子機器は、発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体とファンとの間に配置され、ファン側におけるフィンの端面に、自重によって当接しながら移動可能な掃除子を備えているため、簡易な構成でありながらフィンの端面に付着した塵埃を除去することができ、継続して高い冷却効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態にかかるノートパソコンの概略構成例を示す斜視図である。
【図２】本実施形態にかかるノートパソコンにおける放熱ユニットの主要な構成を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットの構成を示す水平断面図である。
【図４】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットの構成を示す垂直断面図である。
【図５】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子が動作する状態を示す図である。
【図６】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子によりフィンの端面の塵埃を除去する状態を示す斜視図である。
【図７】掃除子が傾斜してしまった状態を示す図である。
【図８】ガイド溝により掃除子の位置を規制することを示す図である。
【図９】本実施形態にかかるノートパソコンの放熱ユニットにおける、掃除子の別の形態を示す図である。
【図１０】従来の放熱ユニットの構成を説明する図である。
【図１１】従来の放熱ユニットにおける塵埃の除去動作を説明する図で、図１１（ａ）は可動部品がフィンの下端部に位置する通常の状態を示す図、図１１（ｂ）は可動部品がフィンの上端部に移動して塵埃を除去した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の電子機器は、動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、この発熱部品からの熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、この放熱体に冷却風を送風するファンと、この放熱体とこのファンとの間に配置され、自重により、このファン側におけるこのフィンの端面に当接しながら、この端面上を移動可能な掃除子とを備える。
【００１８】
上記構成の電子機器は、発熱部品の熱が伝達されるフィンの端面に付着した塵埃を除去する掃除子が、その自重でファン側におけるフィンの端面に当接しながら移動するので、持ち運び時など電子機器の姿勢が変化したときに掃除子が移動し、移動した掃除子がフィンの端面に付着した塵埃を除去することができる。このため、簡単な構成でありながらファン側におけるフィンの端面に付着する塵埃を除去でき、長期間にわたって安定した放熱効果が発揮される電子機器を得ることができる。
【００１９】
上記構成の電子機器における筐体内には、掃除子をファンから放熱体内に送風される冷却風を遮らない位置に退避させる退避位置が形成されることが好ましい。このようにすることで、ファンが冷却風を放熱体に送風する送風路中に掃除子が位置することを回避できる。
【００２０】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、電子機器を水平面上に載置した状態において退避位置に収容されることが好ましい。このようにすることで、ユーザがこの電子機器を操作している操作中またはこの電子機器を単に静置している放置中では、掃除子は収納部に収納させる構成を実現できる。
【００２１】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、電子機器の水平面上に載置した状態からこの電子機器を移動する過程で、退避位置に収容された状態から、端面上を移動可能な状態へと変位することが好ましい。このようにすることで、操作中または放置状態から電子機器の姿勢が変化する動作に伴い、掃除動作を行う端面に掃除子が移動することで、電子機器が休止しているときに掃除子の本来の掃除機能を発揮させることができる。
【００２２】
上記構成の電子機器において、この掃除子は、発熱部品が動作しファンが冷却風を送風している状態では、このファンからこの放熱体内に送風される冷却風がフィンを通過する領域から退避する退避位置に収容されることが好ましい。このようにすることで、発熱部品が動作して発熱している際には、ファンから放熱体に供給される冷却風を掃除子で遮ることがなくなり、放熱ユニットにおいて所望の放熱効果を確保することができる。
【００２３】
また、この掃除子は、ファン側におけるフィンの端面に当接する掃除子本体と、この掃除子本体の両端部に設けられ、掃除子の長さ方向に垂直な面内における面積が掃除子本体よりも大きな面積を有するガイド部とを備え、筐体内にこのガイド部を保持して掃除子の位置を規制するガイド溝が形成されていることが好ましい。このようにすることで、放熱体に対して掃除子が傾くことを防止することができ、掃除子のスムーズな動作を確保することができる。
【００２４】
さらに、この掃除子は、掃除子本体の長さ方向に垂直な断面が円形であることが好ましい。このようにすることで、掃除子がフィンの端面に当接しながら動きやすくなり、付着した塵埃を確実に除去することができる。
【００２５】
（発明の実施の形態）
以下、本発明の実施形態として、電子機器がノートパソコンである場合を例示しながら説明する。
【００２６】
図１は、本実施の形態にかかる電子機器としてのノートパソコン１である。
【００２７】
ノートパソコン１は、内側面に液晶パネルなどの表示デバイス１２が配置された蓋体１０が、表面にキーボード２１やポインティングデバイス２２などの入力装置が配置された本体部２０に対して、ヒンジ機構１１によって回動自在に取り付けられている。
【００２８】
本体部２０の内部には、ノートパソコン１を動作させる二次電池（不図示）や、主記憶デバイスのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）（不図示）や、その他の電気部品が配置されている。なお、ノートパソコン１は、例えば無線ＬＡＮ通信のためのアンテナモジュール、ブルーレイディスクやＤＶＤディスクに対応したディスクドライブ、ウェブカメラ素子、音声マイクやスピーカ、その他各種の入出力端子などを備えることができるが、これらの機能や形状は従来周知のノートパソコンと同様であるため、図示および詳細な説明は省略する。
【００２９】
図２は、ノートパソコン１の、本体部２０の内部構成を示す分解斜視図である。本実施の形態では、本体部２０の内部に配置された各種の電子部品の中でも、動作時に最も温度が高くなる代表的な発熱部品として中央演算素子（ＣＰＵ）２４の放熱について説明する。図２は、ＣＰＵ２４、およびＣＰＵ２４で発生した熱を筐体２０ａの外部に放出する放熱ユニット３０の近傍のみを拡大して示している。
【００３０】
図２に示すように、ノートパソコン１の表面に配置されたキーボード２１の下側における本体部２０の内部には、ＣＰＵ２４が回路基板２３上に搭載されて配置されている。ＣＰＵ２４の上面には、ＣＰＵ２４の動作時の発熱を放熱ユニット３０に伝達する受熱部２５が配置されている。受熱部２５は、バネ状の脚部を有する固着部材２６によって、熱源のＣＰＵ２４に押し付けられて固着されている。
【００３１】
受熱部２５は、ＣＰＵ２４から受け取った熱を熱伝達する放熱体３７を含む放熱ユニット３０を備えている。この放熱ユニット３０は、例えば銅製のヒートパイプ２７が接続されている。ヒートパイプ２７の内部は、例えば熱伝導性の高い代替フロンなどの熱伝導媒体が封入されていて、受熱部２５に伝えられたＣＰＵ２４の熱を効率よく放熱体３７に伝達する。
【００３２】
ノートパソコン１は、本体部２０の筐体２０ａの外部に、ＣＰＵ２４の熱を効果的に放出させる放熱ユニット３０が熱的に接続されている。放熱ユニット３０は、放熱体３７とファン３１とに加え、ガイド溝３６に配置した掃除子（後述）を有している（同図では外郭だけを図示しているため、ガイド溝３６は内側に構成している）。ファン３１は、ファンケース３２の上面に形成された吸入口３２ａから周囲の空気を吸入し、冷却風として放熱体３７に送風し、筐体２０ａの外部に放出させることで、放熱体３７から筐体２０ａの外部への放熱効果を高めている。
【００３３】
図３は、ノートパソコン１における放熱ユニット３０の構成を示す図である。
【００３４】
図３は、放熱ユニット３０を構成するファン３１、掃除子３５、掃除子３５の位置を規制するガイド溝３６、放熱体３７のそれぞれの詳細な構造を示す。なお、図３は、これらの配置構造を示すために、各部材を、ノートパソコン１の本体部２０におけるキーボード２１が配置された主面に平行な水平面で切断した状態の、水平断面図を示している。
【００３５】
ファン３１は、ファンケース３２内部に収容された羽根３３が、回転軸３４を軸心として回転する。ファン３１は、羽根３３が回転することで、ファンケース３２の上面に形成された図２に示す吸入口３２ａから周囲の空気を取り込み、放熱体３７側の排気口３２ｂから冷却風として吹き出す。なお、図３では、本実施形態のファン３１として、羽根３３が多数の前向き羽根で構成されたシロッコファンを例示して示したが、ファン３１の全体形状や吸入口３２ａの形状、回転軸３４の周りを回る羽根３３の形状などは例示に過ぎない。従って、ファン３１としては、周囲の空気を吸入口から吸入して排気口から吹き出すことができるものであればシロッコファンに限定されることはなく、従来用いられてきた各種の形態の冷却ファン（放熱ファン）を使用することができる。
【００３６】
ファンのファンケースに設けられた排気口に密着させて放熱体が配置される構成が通例であるが、放熱ユニット３０は、ファン３１の排気口３２ｂと放熱体３７との間に、掃除子３５が配置されている。
【００３７】
放熱ユニット３０における掃除子３５は、ファン３１側における放熱体３７の端面３７ｂに当接して、端面３７ｂに付着した塵埃を除去する掃除子本体３５ａが、長さ方向に垂直な断面が円形である円柱状となっている。また、円柱状の掃除子本体３５ａの長さ方向の両端部には、掃除子３５の位置を規制するために、掃除子本体３５ａよりも径の大きな円板状のガイド部３５ｂが形成されている。従って、ノートパソコン１の本体部２０表面に配置されたキーボード２１の側から平面視すると、この掃除子３５は、アルファベットの大文字の「Ｉ」のような形状となっている。
【００３８】
掃除子３５は、放熱体３７の端面に当接しながら、自重でスムーズに移動できるように、ファン３１と放熱体３７との間に配置された掃除子３５を包み込むようにして、ガイド溝３６が形成されている。ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂを、掃除子３５の長さ方向における両外側から挟むことでその位置を規制する。また、ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂの位置を規制する突出部３６ａが、掃除子本体３５ａを介して放熱体３７およびファン３１それぞれと対向するように形成されている。
【００３９】
ノートパソコン１において、掃除子３５およびガイド溝３６は、例えば摺動性の高いポリアセタール系の樹脂や、含フッ素系の樹脂などの樹脂部材により構成することで、掃除子３５が移動して放熱体３７に付着した塵埃を除去する際に、不所望に大きな音を発しないようにすることができる。また、後に詳述するように、掃除子３５は、ノートパソコン１の姿勢が変化したときに、掃除子３５の自重で移動し、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃を除去する。このため掃除子３５は、移動に必要な自重を確保できるステンレスなどの金属で構成することができる。また、ガイド溝３６も、所望の強度を確保するためや変形を防止するために、金属で形成することができる。さらに、掃除子３５およびガイド溝３６は、内部を金属で構成して表面に上記樹脂をコーティングした複合材を用いることで、所定の重量や強度を確保しつつ、なめらかな摺動性と静音性とを併せ持つようにすることができる。
【００４０】
放熱体３７は、熱伝導性が高い例えば銅などの金属製であり、複数の薄い板状のフィン３７ａが、ファン３１から筐体２０ａの外部に向けて冷却風が流れる方向に沿って平行に形成されている。放熱体３７の大きさ、特に、ファン３１側から見た外形の幅と高さとは、ファン３１の排気口３２ｂの外形と同じになっている。また、本実施形態の放熱ユニット３０は、掃除子３５の位置を規制するガイド溝３６が、ファン３１と放熱体３７との間隔部分を隙間無く覆う構成のため、ファン３１の排気口３２ｂから排出された冷却風は、そのまま放熱体３７のフィン３７ａの間の空間に導入される。すなわち、本実施形態の放熱ユニット３０においても、掃除子３５がファン３１と放熱体３７との間に配置されていない従来構成の放熱ユニットと同様の放熱効率を確保することができる。
【００４１】
ファン３１からフィン３７ａの間隙を通過した冷却風は、放熱体３７の外形形状に対応させて筐体２０ａに備わるスリットや貫通孔などとして形成した放出口２８から、本体部２０の外部に放出される。
【００４２】
図４は、ノートパソコン１における放熱ユニット３０の構成を示し、図３の垂直方向断面図である。すなわち、図４は、ファン３１の回転軸３４を通り、筐体２０の側面２０ａに対して直交する断面形状を示すものであり、図３におけるＡ−Ａ’矢視線部分の形状を示している。
【００４３】
本実施の形態では、図４に示すように、ファン３１および放熱体３７の底面よりさらに下方側に退避位置３６ｄを備える。静置した状態では、ファン３１と放熱体３７との間に配置された掃除子３５は、ガイド溝３６の退避位置３６ｄに収まっている。このように、ノートパソコン１を使用する状態、すなわち、ノートパソコン１の本体部を机上などの略水平面上に載置した状態で、下方となる側に掃除子３５を退避させる退避位置３６ｄを設けることで、掃除子３５は、例えばノートパソコン１の使用時に、ファン３１から放熱体３７に送風する冷却風を遮らない位置に、その自重により退避させることができる。すなわち、掃除子３５は、冷却風が放熱体３７を通過する領域から退避位置３６ｄに退避することで、冷却風が効率的に放熱体３７を冷却することができる。したがって、ノートパソコン１の電源スイッチが入れられ、ＣＰＵ２４（図２参照）が動作してファン３１が冷却風を送風している状態では、ファン３１からの冷却風が掃除子３５によって遮られることが無く、放熱効率の低下が生じることを防止できる。なお、ノートパソコン１を操作せずに単に静置している放置状態でも、掃除子３５は退避位置３６ｄ中に存在する。
【００４４】
また、ファン３１が動作しているときには、掃除子３５が退避位置３６ｄに退避する構成となっているため、図１１に示した従来技術のように、可動部品１０２が冷却風を遮る度合いを軽減するため、掃除子３５の厚さを薄膜化し、変形しやすい板状とする必要がなく、掃除子３５が変形する可能性を抑制できる。このように放熱体３７を構成することで、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃を除去するという掃除子３５本来の機能を実現することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の放熱ユニット３０は、退避位置３５ｄをノートパソコンの通常の使用時にガイド溝３６の下方となる位置に配置する構成を示した。このような構成は、ノートパソコン１の通常の使用状態において、掃除子３５が自重により退避位置３６ｄに退避するようにできるが、掃除子３５を冷却風の流路から退避させる構成は、図４に示した形態のものに限らない。ようするに、掃除子３５を、ファン３１と放熱体３７との間の位置から退避させることができれば、例えば退避位置３５ｄは下方に限らず、上方や側方であってもかまわない。また、ノートパソコン１が動作している状態でユーザがノートパソコン１を移動させた場合には、図４に示したように、ガイド溝３６の下方に退避位置３６ｄを設けるだけでは、掃除子３５が移動し、ファン３１からの冷却風を遮ってしまうという事態を完全に回避することができない場合もある。このため、ノートパソコン１において、ＣＰＵ２４の動作やファン３１の動作を検出した際には、掃除子３５が退避位置３６ｄから動かないようにする例えばストッパを設けることもできる。
【００４６】
また、図４に示すように、本実施形態にかかる放熱ユニット３０のガイド溝３６は、図面の上下方向の端部それぞれに、軸３６ｃの周りに回動可能な蓋部３６ｂが形成されている。この蓋部３６ｂを開閉することで、掃除子３５によって放熱体３７の端面から除去された塵埃を、ガイド溝３６の外部に放出することができる。
【００４７】
ここで、図５を用いて、掃除子３５が放熱体３７の端面に当接しながら移動する動作について説明する。
【００４８】
図５は、ファン３１と放熱体３７との間に配置した掃除子３５の配置部分を拡大した断面図である。なお、ノートパソコン１では、ユーザが持ち運ぶ等する過程で、本体部２０における側面の筐体２０ａに形成された放出口２８が鉛直方向下側に位置する状態となったときに、掃除子３５がその自重により放熱体３７のファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂ上を転がって、付着した塵埃を除去する。このため、図５においては、筐体２０ａに形成された放出口２８が図中の下側に位置するようにして示している。
【００４９】
図５に示した状態において、掃除子本体３５ａは、その自重によってガイド溝３６の放熱体３７側に形成された突出部３６ａの表面（図５における上側の面）に接している。また、掃除子本体３５ａは、長さ方向に対して垂直な方向の断面が円形の円筒状であるため、ノートパソコン１が傾いたり振動が与えられたりすると、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂ上を掃除子本体３５ａが当接した状態で、図５における左右方向、すなわち図５中に白矢印４２で示した方向に移動することができる。このようにして、掃除子３５は、掃除子３５を別途駆動するため機構を設けることなく、その自重によってファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら移動することができるため、端面３７ｂに付着していた塵埃を掻き落とすことができる。
【００５０】
すなわち、図６に示した斜視図のように、掃除子３５が放熱体３７におけるフィン３７ａ側の端面３７ｂに当接している状態で、掃除子３５のガイド部３５ｂによって位置規制された掃除子本体３５ａが、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながらその表面を移動する。このことで、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着した塵埃がこすり取られる。
【００５１】
掃除子３５によって端面３７ｂから掻き落とされた塵埃は、放熱体３７内のフィン３７ａの隙間を通って、放熱体３７から排出される。このとき、ノートパソコン１は、筐体２０ａに設けられた放出口２８が鉛直方向下側にあることで、掃除子３５によって端面３７ｂから掻き落とされた塵埃が、そのまま放出口２８を通って筐体２０ａの外部に放出されることが期待できる。
【００５２】
一方、フィン３７ａの端面３７ｂから掻き落とされた塵埃が、放熱体３７内から完全に排出されない場合でも、例えば次回にノートパソコン１を動作させ、ファン３１により冷却風が放熱体３７内に流れ込んだ際に、内部に残っている塵埃を放熱体３７の外部に、さらには、放出口２８を通って筐体２０ａの外部に排出することができる。
【００５３】
また、本実施形態の放熱ユニット３０では、図５に示すように、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接して移動し、付着していた塵埃を掻き出すときに、ガイド溝３６の図５における左右方向、すなわち、ノートパソコン１の本体部２０の厚さ方向の両端部に形成された蓋体３６ｂが、軸３６ｃを中心として図中矢印４１に示す方向に開くようになっている。このため、ファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂから掻き落とされた塵埃を、ガイド溝３６の内部の空間から放熱体３７内を経由せずに、筐体２０ａ内に排出することができる。
【００５４】
なお、蓋部３６ｂの開く角度が大きすぎると、自重で移動する掃除子３５は、ガイド溝３６から外に落下してしまうこととなる。放熱体３７に付着している塵埃はもともと小さな埃であるため、蓋部３６ｂが回動して形成される隙間はそれほど大きくなくてよい。したがって、掃除子３５がガイド溝３６の外に落下しない程度の回動角とすべきことは言うまでもない。
【００５５】
ガイド溝３６に形成される蓋部３６ｂの形状は、図５に示したような、ガイド溝３６の上下方向の両端面（図５における左右方向の両端面）全部が回動する構成に限らない。例えば、ガイド溝３６の放熱体３７側の略半分が回動もしくはスライドすることで開き、掃除子３５が掻き取った塵埃をガイド溝３６の外部に排出できるような蓋部の構造を採用することもできる。
【００５６】
なお、ガイド溝３６の蓋部３６ｂからガイド溝３６の外部に排出された塵埃は、そのまま直ちに筐体２０ａの外部に放出されるものではない。このため、掻き取られた塵埃の少なくとも一部が、再びファン３１の吸気口から吸い込まれて放熱体３７内に入り込むことも考えられる。しかしながら、その場合でも、再びファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着する可能性は小さく、むしろ冷却風によって筐体２０ａの外部に放出される可能性が高い。また、仮に、再びファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに付着してしまったとしても、掃除子３５によって除去される。このように、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂから掻き取った塵埃が、ガイド溝３６の蓋部３６ｂから筐体２０ａ内に放出されることは、フィン３７ａの端面３７ｂに付着、堆積した塵埃によって放熱効率が低下するという問題において大きな問題とはならない。
【００５７】
以上のように、本実施形態のノートパソコン１は、放熱体３７のフィン３７ａにおけるファン３１側の端面３７ｂに付着した塵埃を、ノートパソコン１に姿勢の変化が起きたときに自重で移動してはぎ取る掃除子３５を、放熱ユニット３０のファン３１と放熱体３７との間に設けた構成を備える。このため、ノートパソコン１は、掃除子３５を稼働させる特別な機構を配置する必要のない簡易な構成で、ファン３１の冷却風に混じった塵がフィン３７ａの端面に付着した塵埃を除去することができる。この塵埃の除去は、ユーザがノートパソコン１を持ち歩いたり、配置場所を変更したりする通常の動作過程で行えるため、放熱体３７のファンに冷却風が流入する側の面全体に塵埃が堆積し、放熱効率を低下させてしまう事態を回避することができる。
【００５８】
また、本実施形態の放熱ユニット３０は、ノートパソコン１を使用中で、ＣＰＵ２４で発生した熱を放熱するファン３１が動作している場合には、掃除子３５がガイド溝３６内の退避位置３６ｄに収容される。この結果、放熱ユニット３０は、ファン３１からの冷却風が掃除子３５に当たり、放熱体３７内に供給される冷却風を遮り、放熱効率が低下するという事態を回避することができる。したがって、長時間動作しても、放熱効率が低下することのないノートパソコン１を得ることができる。
【００５９】
なお、本実施形態の掃除子３５は、フィン３７ａにおけるファン３１側の端面３７ｂに当接した状態で移動させることができるように、掃除子３５のフィン３７ａの端面３７ｂと当接する掃除子本体３５ａの両端部に亘り、断面積を大きく形成したガイド部３５ｂを設け、このガイド部３５ｂの位置を規制するガイド溝３６を、ファン３１と放熱体３７との間の部分の両脇に形成する例を示して説明した。しかし、本実施形態のノートパソコン１において、掃除子３５のガイド部３５ｂとガイド溝３６とは必須の構成要件ではない。掃除子３５は、ノートパソコン１が傾けられるなどした際に、掃除子３５がファン３１側におけるフィン３７ａの端面３７ｂに当接しながら、掃除子３５の自重で付着した塵埃を除去することができる構成であればよい。
【００６０】
ここで、掃除子３５は、自重で放熱体３７に当接しながら移動する構成であるため、例えば図７に示すように、放熱体３７におけるファン３１に対向した側の面上で、掃除子３５が斜めに傾斜してしまうと、円滑な動きで塵埃の除去ができなくなる場合が想定される。また、掃除子３５の傾きが大きくなりすぎると、掃除子３５が放熱体３７のファンに対向した側の面上で引っかかってしまい、ファン３１が動作した場合でも退避位置３５ｄに移動できなくなってしまうことも考えられる。このような場合、掃除子３５が冷却風を遮って、放熱効果を低減させてしまうため、図７のような状態にはならないように配慮する必要がある。
【００６１】
この点、ノートパソコン１の放熱ユニット３０で説明したように、図８に示すように、ガイド溝３６は、掃除子３５のガイド部３５ｂを掃除子本体３５ａから規制する突出部３６ａを有することで、掃除子３５が放熱体３７のファン３１に対向する放熱ユニット３０の面上で斜めに傾斜する事態を確実に回避することができる。
【００６２】
なお、本実施形態の掃除子３５は、ファン３１側におけるフィン３７の端面と当接する掃除子本体３５ａが円筒形状を例示して説明したが、放熱ユニット３０に用いられる掃除子３５は、フィン３７の端面３５ｂに当接する部分が円筒形状のものに限らない。
【００６３】
例えば、図９に示すように、掃除子４５は、掃除子本体４５ａが角柱状であり、フィン３７の端面３７ｂ上で転動し易い構成ではなく、角柱上の所定の面がファン３１側におけるフィン３７の端面３７ｂ上を当接しながら滑動する過程で、フィン３７の端面３７ｂに付着した塵埃を掻き落とす構成を用いることができる。
【００６４】
なお、図９に示すように、掃除子４５の掃除子本体４５ａが角柱である場合には、掃除子本体４５ａの両端部に形成され、ガイド溝内に収容されるガイド部４５ｂの形状も、四角形の板状とすることが好ましい。また、掃除子４５の掃除子本体４５ａは、図９に示すように、フィン３７に当接する面の表面にブラシ状の植毛４７ｃを形成することができる。ただし、フィン３７の端面３７ｂに付着する塵埃は、例えば繊維状の細かな塵が付着することもあるため、動物の毛を梳くブラシのように、樹脂製で柔らかく変形し塵埃を吸着してしまう植毛４５ｃを避けることが好ましい。また、仮に金属製の毛状物を植毛４５ｃとして配置する場合でも、あまり密に形成すると毛の間に塵埃が吸着し、却って掃除子４５に塵埃が堆積してしまう可能性が高い。植毛４５ｃを設ける場合には、植毛４５ｃに塵埃が付着してしまうことが無い、毛の材料、長さ、密度、植毛方向などを十分に考慮することが好ましい。
【００６５】
もちろん、図３などで示した掃除子本体３５ａが円筒形の掃除子３５に植毛することも可能であるが、この場合には、掃除子本体３５ａの表面全体がフィン３７の端面３７ｂと当接することになるため、円筒形の掃除子本体３５ａの表面全体に植毛することとなる。
【００６６】
以上、本実施の形態にかかる電子機器として、本体部２０と表示デバイス１２が配置された蓋体１０とがヒンジ機構１１で回動可能に固着したノートパソコンを例示して説明したが、本発明の電子機器としてはこのようなノートパソコンに限らず、例えば、タブレット型のパソコンや、携帯電話、携帯用ゲーム機、小型テレビジョン受像器やブルーレイディスプレイヤー、ナビゲーションシステムなど、発熱部品を備える各種の電子機器に使用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、動作中に発熱する発熱部品としてＣＰＵを例示して示したが、発熱部品はＣＰＵには限られず、ビデオボードなどの画像処理用の半導体チップや、二次電池など、その発熱を筐体の外部に放出すべき各種の発熱部品が対象となりうる。
【００６８】
さらに、上記実施形態では、ＣＰＵからの熱を放熱体に伝達する手段として、ヒートパイプを用いた例を示したが、発熱部品であるＣＰＵに熱伝導性の接着剤を介して直接放熱体を固着することで、発熱部品からの熱を直接的に放熱体に伝達することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明にかかる電子機器は、筐体内の発熱部品からの熱を外部に排出する放熱ユニットとして、簡易な構成ながら継続して高い冷却効果を発揮できる電子機器として、各種用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ ノートパソコン（電子機器）
２０ 本体部
２０ａ 筐体
２４ ＣＰＵ（発熱部品）
３０ 放熱ユニット
３１ ファン
３５ 掃除子
３７ 放熱体
３７ａ フィン
３７ｂ （ファン側における）端面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、
前記発熱部品からの発熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、
前記放熱体に冷却風を送風するファンと、
前記放熱体と前記ファンとの間に配置され、自重により、前記ファン側における前記フィンの端面に当接しながら前記端面上を移動可能な掃除子とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記筐体内には、前記掃除子を前記ファンから前記放熱体内に送風される冷却風を遮らない位置に退避させる退避位置が形成された、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記掃除子は、電子機器を水平面上に載置した状態において前記退避位置に収容される、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記掃除子は、前記電子機器の水平面上に載置した状態から前記電子機器を移動する過程で、前記退避位置に収容された状態から、前記端面上を移動可能な状態へと変位する、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記掃除子は、前記発熱部品が動作し前記ファンが冷却風を送風している状態では、前記ファンから前記放熱体内に送風される冷却風が前記フィンを通過する領域から退避する退避位置に収容される請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記掃除子は、前記ファン側における前記フィンの端面に当接する掃除子本体と、前記掃除子本体の両端部に設けられ、前記掃除子の長さ方向に垂直な面内における面積が前記掃除子本体よりも大きな面積を有するガイド部とを備え、前記筐体内に前記ガイド部を保持して前記掃除子の位置を規制するガイド溝が形成されている請求項１乃至５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記掃除子は、掃除子本体の長さ方向に垂直な断面が円形である請求項１乃至６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１】
動作時に発熱する発熱部品を含む電子部品が収容された筐体と、
前記発熱部品からの発熱が伝達される複数のフィンを備えた放熱体と、
前記放熱体に冷却風を送風するファンと、
前記放熱体と前記ファンとの間に配置され、自重により、前記ファン側における前記フィンの端面に当接しながら前記端面上を移動可能な掃除子とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記筐体内には、前記掃除子を前記ファンから前記放熱体内に送風される冷却風を遮らない位置に退避させる退避位置が形成された、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記掃除子は、電子機器を水平面上に載置した状態において前記退避位置に収容される、請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記掃除子は、前記電子機器の水平面上に載置した状態から前記電子機器を移動する過程で、前記退避位置に収容された状態から、前記端面上を移動可能な状態へと変位する、請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記掃除子は、前記発熱部品が動作し前記ファンが冷却風を送風している状態では、前記ファンから前記放熱体内に送風される冷却風が前記フィンを通過する領域から退避する退避位置に収容される請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記掃除子は、前記ファン側における前記フィンの端面に当接する掃除子本体と、前記掃除子本体の両端部に設けられ、前記掃除子の長さ方向に垂直な面内における面積が前記掃除子本体よりも大きな面積を有するガイド部とを備え、前記筐体内に前記ガイド部を保持して前記掃除子の位置を規制するガイド溝が形成されている請求項１乃至５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記掃除子は、掃除子本体の長さ方向に垂直な断面が円形である請求項１乃至６のいずれかに記載の電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３８３８９（Ｐ２０１３−３８３８９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２０１０４（Ｐ２０１２−１２０１０４）
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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