特開 2024-172795 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024172795

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20241205BHJP

   G06F 1/16 20060101ALI20241205BHJP

   G06F 1/18 20060101ALI20241205BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G06F1/20 C

G06F1/20 B

G06F1/16 312E

G06F1/18 C

H05K7/20 H

H05K7/20 G

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090766

(22)【出願日】2023-06-01

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2024-07-03

(71)【出願人】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梅島 一哉

(72)【発明者】

【氏名】佐野 哲也

(72)【発明者】

【氏名】田角 和也

【テーマコード（参考）】

5E322

【Ｆターム（参考）】

5E322AA01

5E322BA01

5E322BA03

5E322BB03

5E322DB10

5E322FA01

(57)【要約】

【課題】冷却能力を向上させることのできる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１０は、扁平形状の本体筐体１２と、本体筐体１２の後側面１２ｃａに設けられた筐体排気口５０へ向けて排気をするファン３６と、ファン３６の排気口３６ａに設けられたヒートシンク３８と、後側面１２ｃａに沿って設けられるケーブル４０ｂと、ヒートシンク３８と筐体排気口５０との間に設けられるダクト部品５６と、を有する。ダクト部品５６は、ファン３６の排気がヒートシンク３８を通って筐体排気口５０に流れる通風路５４ａの壁の一部を形成する壁板５８を有する。ケーブル４０ｂは、壁板５８によって仕切られた通風路５４ａの外であるケーブル空間５４ｂに配置されている。ダクト部品５６は、壁板５８の両端から立設して、それぞれファン３６の端と筐体排気口５０の端との間を塞ぐ側板６０を有する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器であって、
扁平形状の筐体と、
前記筐体の側面に設けられた筐体排気口へ向けて排気をするファンと、
前記ファンの排気口に設けられたヒートシンクと、
前記筐体の前記側面に沿って設けられるケーブルと、
前記ヒートシンクと前記筐体排気口との間に設けられるダクト部品と、
を有し、
前記ダクト部品は、前記ファンの排気が前記ヒートシンクを通って前記筐体排気口に流れる通風路の壁の一部を前記側面に沿って形成する壁板を有し、
前記ケーブルは、前記壁板によって仕切られた前記通風路の外に配置されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器において、
前記ダクト部品は、前記壁板の両端から立設して、それぞれ前記ヒートシンクの端と前記筐体排気口の端との間を塞ぐ側板を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項3】

請求項１に記載の電子機器において、
前記壁板は前記筐体排気口に向かって前記通風路を広げるような傾斜部を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項4】

請求項１に記載の電子機器において、
前記筐体は上面にキーボードを備える本体筐体であり、
前記側面に沿って設けられるヒンジによって前記本体筐体に対して回動可能なディスプレイ筐体を有し、
前記ディスプレイ筐体は、ディスプレイを備える平板部、および前記平板部の端から屈曲して前記本体筐体の前記側面に対向する位置で前記ヒンジと連結される屈曲部を備え、
前記壁板は前記通風路の上壁を形成し、
前記ケーブルは前記壁板と前記本体筐体の上面を形成する上カバー部材との間に配置されている
ことを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵ等の発熱体及びその冷却用のサーマルモジュールを搭載した本体筐体と、ディスプレイを搭載したディスプレイ筐体とを備える。サーマルモジュールとしては、ヒートパイプ等で輸送された発熱体の熱を筐体外に排出するためのヒートシンク及びファンを備えた構成がある（例えば特許文献１参照）。この構成では、ヒートシンクを通過した排気が本体筐体の後面に開口した筐体排気口から外部に排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0002】

【特許文献1】特開２０２２－０５９８３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本体筐体内部ではレイアウト上の都合からケーブルを上記の筐体排気口の近傍を通るように配策することがある。このように筐体排気口近傍を通るケーブルはファンの送気を阻害して冷却能力の低下を招く。

【0004】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、冷却能力を向上させることのできる電子機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様に係る電子機器は、扁平形状の筐体と、前記筐体の側面に設けられた筐体排気口へ向けて排気をするファンと、前記ファンの排気口に設けられたヒートシンクと、前記筐体の前記側面に沿って設けられるケーブルと、前記ヒートシンクと前記筐体排気口との間に設けられるダクト部品と、を有し、前記ダクト部品は、前記ファンの排気が前記ヒートシンクを通って前記筐体排気口に流れる通風路の壁の一部を前記側面に沿って形成する壁板を有し、前記ケーブルは、前記壁板によって仕切られた前記通風路の外に配置されている。

【発明の効果】

【0006】

本発明の上記態様によれば、ケーブルは壁板によって通風路の外に配置されていることから、排気の気流はケーブルによって阻害されることなくスムーズに流れるため十分な排気量が確保されて冷却能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係る電子機器を上から見下ろした模式的な平面図である。

【図2】図２は、下カバー部材を取り外して本体筐体の内部構造を模式的に示した底面図である。

【図3】図３は、下カバー部材を取り外した状態における本体筐体の左後方部の斜視図である。

【図4】図４は、下カバー部材およびサーマルモジュールを取り外した状態における本体筐体の左後方部の斜視図である。

【図5】図５は、本体筐体の左後方部でディスプレイ筐体およびダクト部品を分解した状態の分解斜視図である。

【図6】図６は、ダクト部品の斜視図である。

【図7】図７は、筐体排気口を含む箇所で本体筐体の後縁部およびディスプレイ筐体の一縁部とその周辺部の断面側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明にかかる電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0009】

図１は、一実施形態に係る電子機器１０を上から見下ろした模式的な平面図である。図１に示すように、電子機器１０は、本体筐体１２とディスプレイ筐体１４とをヒンジ１６で相対的に回動可能に連結したクラムシェル型のノート型ＰＣである。本発明に係る電子機器は、ノート型ＰＣ以外、例えばデスクトップ型ＰＣ、タブレット型ＰＣ、スマートフォン、又はゲーム機等でもよい。タブレット型ＰＣおよびスマートフォンは所謂フォルダブル型を含む。

【0010】

ディスプレイ筐体１４は、本体筐体１２よりも薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１４には、ディスプレイ１８が搭載されている。ディスプレイ１８は、例えば有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や液晶で構成される。

【0011】

以下、本体筐体１２及びこれに搭載された各構成要素について、図１に示すように筐体１２，１４間を所定角度に開いて、ディスプレイ１８を視認する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、厚み方向を上下、と呼んで説明する。

【0012】

本体筐体１２は扁平な箱体である。本体筐体１２は、上面１２ａを形成する上カバー部材２０と、底面１２ｂ及び四周の側面１２ｃを形成する下カバー部材２２とで箱状に構成されている。カバー部材２０，２２は、厚み方向に重ね合わされて互いに着脱可能に連結される。下側の下カバー部材２２は、上面が開口した略バスタブ形状を有する。上側の上カバー部材２０は、略平板形状を有し、下カバー部材２２の上面開口を閉じる蓋体となる。本体筐体１２の上面１２ａには、キーボード２４及びタッチパッド２６が設けられている。

【0013】

ヒンジ１６は、本体筐体１２の後縁部１２ｄと、これと隣接するディスプレイ筐体１４の一縁部１４ａとの間を相対的に回動可能に連結している。筐体１２，１４を積層してクラムシェルを閉じた状態を０度と呼ぶとすると、ヒンジ１６による筐体１２，１４間の回動可能な角度範囲は、例えば０度から１３５度である。筐体１２，１４間の回動角度は、１３５度より大きくてもよいし、小さくてもよい。

【0014】

図２は、下カバー部材２２を取り外して本体筐体１２の内部構造を模式的に示した底面図である。図２に示すように、本体筐体１２の内部には、サーマルモジュール２８と、マザーボード２９と、バッテリ装置３０とが搭載されている。本体筐体１２の内部には、さらに各種の電子部品や機械部品等が設けられる。

【0015】

マザーボード２９は、電子機器１０のメインボードである。マザーボード２９は、本体筐体１２の後方寄りに配置されている。マザーボード２９は、発熱体３２を実装したプリント基板である。発熱体３２は、例えばＣＰＵ又はＧＰＵ等である。マザーボード２９には、さらにパワーコンポーネント、通信モジュール、メモリ、及び接続端子等の各種電子部品が実装されている。マザーボード２９は、例えば上カバー部材２０の内面２０ａにネジ止めされている。マザーボード２９は、上面が発熱体３２等の実装面となり、下面が下カバー部材２２に対する取付面となる。発熱体３２は、マザーボード２９の実装面の略中央に配置されている。

【0016】

バッテリ装置３０は、電子機器１０の電源となる充電池である。バッテリ装置３０は、サーマルモジュール２８及びマザーボード２９の前方に配置され、本体筐体１２の前端部に沿って左右に延在している。

【0017】

サーマルモジュール２８は、発熱体３２が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに本体筐体１２外へと排出する。サーマルモジュール２８は、例えばマザーボード２９の実装面の一部を覆うように積層される。サーマルモジュール２８は、ヒートパイプ３４と、左右一対のファン３６Ｌ，３６Ｒと、左右のヒートシンク３８とを備える。サーマルモジュール２８にはヒートスプレッダまたはベーパーチャンバなどが含まれていてもよい。左右のファン３６Ｌ，３６Ｒは、大きさや風量等は多少異なるが、実質的に左右対称構造である。ファン３６Ｌ，３６Ｒは、代表的にファン３６とも呼ぶ。ファン３６の排気口３６ａにはヒートシンク３８が設けられている。

【0018】

ヒートパイプ３４は、パイプ型の熱輸送デバイスである。ヒートパイプ３４は、中央部で受熱板を挟んで発熱体３２と接続され、一端が一方のヒートシンク３８と接続され、他端が他方のヒートシンク３８と接続されている。ヒートパイプ３４は、金属パイプを薄く扁平に潰して断面楕円形状に形成し、金属パイプ内に形成された密閉空間に作動流体を封入した構成である。作動流体は、密閉空間内で相変化を生じながら流通し、熱を高効率に輸送する。

【0019】

本体筐体１２の後部は中心を含んで広い範囲に亘る後側面１２ｃａと、その両側に形成される比較的短い端部側面１２ｃｂとによって構成されている。後側面１２ｃａは端部側面１２ｃｂよりやや前方にあって両者間には段差が形成されている。ヒンジ１６はディスプレイ筐体１４の一部を形成するヒンジカバー１６ａ（図３、図７も参照）を備える。ヒンジカバー１６ａは後側面１２ｃａと端部側面１２ｃｂとの段差範囲に沈み込むように配置されている。また換言すれば、ディスプレイ筐体１４はディスプレイ１８を備える平板部、およびその端からヒンジカバー１６ａが屈曲して本体筐体１２の後側面１２ｃａに対向する位置でヒンジと連結されており、いわゆるドロップダウン型となっている。

【0020】

本体筐体１２とディスプレイ筐体１４とは４本のケーブル４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂで接続されている。ケーブル４０ａ，４０ｂは例えばディスプレイ１８の制御用であり、ケーブル４２ａ，４２ｂは例えばアンテナ線である。ディスプレイ筐体１４にはカメラなどの電子デバイス４４（図１参照）が設けられている。これらの電子デバイスの制御線はケーブル４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂのいずれかに含まれている。

【0021】

ケーブル４０ａ，４０ｂは、コネクタ４６ａ，４６ｂによってマザーボード２９と接続されている。コネクタ４６ａはマザーボード２９における後側でファン３６Ｌより左側にあり、本体筐体１２における左端近傍にある。コネクタ４６ｂはマザーボード２９における後側でファン３６Ｒより左側にある。ケーブル４２ａ，４２ｂはマザーボード２９に実装されたアンテナモジュール４８に接続されている。アンテナモジュール４８はマザーボード２９における後側でファン３６Ｌより右側にある。コネクタ４６ｂとアンテナモジュール４８とはおおよそ左右対称位置にある。

【0022】

ケーブル４０ａ，４２ａ，４２ｂは本体筐体１２内で、左側の端部側面１２ｃｂの内側からヒンジカバー１６ａ内に入ってディスプレイ筐体１４内へ延在する。ケーブル４２ａ，４２ｂは対を形成して同じ経路を通っている。ケーブル４０ｂは本体筐体１２内で、右側の端部側面１２ｃｂの内側からヒンジカバー１６ａ内に入ってディスプレイ筐体１４内に延在する。ケーブル４０ｂの配策についてはさらに後述する。

【0023】

図３は、下カバー部材２２を取り外した状態における本体筐体１２の左後方部の斜視図である。図４は、下カバー部材２２およびサーマルモジュール２８を取り外した状態における本体筐体１２の左後方部の斜視図である。図５は、本体筐体１２の左後方部でディスプレイ筐体１４およびダクト部品５６を分解した状態の分解斜視図である。

【0024】

ファン３６は、ヒートシンク３８の直前に配置され、後向きに開口した排気口３６ａがヒートシンク３８に面する。ファン３６は、ファン筐体の内部に収容されたインペラをモータによって回転させる遠心ファンである。ファン３６の上面および下面にはそれぞれ吸気口が開口している。吸気口は、一方を省略してもよい。ファン３６の筐体には排気口３６ａからの排気が吸気口に逆流することを防止するためにスポンジなどの気密材を設けてもよい。

【0025】

ヒートシンク３８は、前後方向に沿って延在すると共に上下方向に起立した複数のフィン３８ａを左右方向に等間隔に並べた構造である。隣接するフィンの間には、ファン３６から送られた空気が通過する隙間が形成されている。

【0026】

各フィン３８ａは、銅又はアルミニウムのような高い熱伝導率を有する金属で形成されるプレートであり、上下に屈曲部を有する。ヒートシンク３８は、各フィン３８ａを隙間を介して板厚方向に積層し、隣接する上下の屈曲部同士を接合した構成である。

【0027】

後側面１２ｃａの両端にはそれぞれ筐体排気口５０が形成されている。筐体排気口５０は後方を向いて開口した横長で矩形状の開口部である。筐体排気口５０は、ヒートシンク３８に面して形成され、ヒートシンク３８を流通した空気が通過する。筐体排気口５０の左右方向の横幅は、ヒートシンク３８の横幅と同程度となっている。筐体排気口５０の上下方向の高さは、後側面１２ｃａの高さと同程度となっている。筐体排気口５０は２本の支柱５０ａによって略同じ大きさの３つの開口に区切られており、強度が確保されている。支柱５０ａは排気を妨げない程度に細い。筐体排気口５０にはルーバーが取り付けられていてもよい。

【0028】

ヒンジ１６は、上記のヒンジカバー１６ａの他にヒンジ軸１６ｂ、トルク付与機構１６ｃ、ブラケット１６ｄを備える。ヒンジ軸１６ｂはヒンジカバー１６ａ内に延在する。トルク付与機構１６ｃはヒンジ軸１６ｂに適度な摩擦トルクを付与してディスプレイ筐体１４の角度を保持させる。ブラケット１６ｄは上カバー部材２０の内面２０ａにネジ止めされている。ブラケット１６ｄと後側面１２ｃａの端との間には空間５２が確保されている。

【0029】

コネクタ４６ｂはマザーボード２９の後端に沿った横長形状となっている。ケーブル４０ｂはコネクタ４６ｂの右端から後側面１２ｃａに近づくように斜めに延在し、ヒートシンク３８と後側面１２ｃａにおける筐体排気口５０との間の空間５４を横断し、その先の空間５２でＵターンする湾曲部４０ｂａを形成してヒンジカバー１６ａに入っている。湾曲部４０ｂａはやや長めになっており、本体筐体１２に対してディスプレイ筐体１４が回動する際の経路長変化吸収の作用がある。空間５４の前後幅は適度に狭い。空間５４にはダクト部品５６が設けられている。換言すれば、ダクト部品５６はヒートシンク３８と筐体排気口５０との間に設けられている。ケーブル４０ｂは該ダクト部品５６と上カバー部材２０の内面２０ａとの間を通っている。

【0030】

図６は、ダクト部品５６の斜視図である。図４～図６に示すように、ダクト部品５６は左右に長い壁板５８と、壁板５８の両端から下方に立設する側板６０，６０と、左端に設けられる固定部６２Ｌと、右端に設けられる固定部６２Ｒとを有する。ダクト部品５６は例えば樹脂材であり、小さくかつ簡易形状であって射出成型などによって廉価に製作可能である。

【0031】

壁板５８は左右幅が筐体排気口５０と同じであって、前方部５８ａ、後方部５８ｂ、およびその中間の傾斜部５８ｃを備える。前方部５８ａは前後～左右の平面を形成しており、前後に短い。後方部５８ｂは上下～左右の平面を形成しており、上下に短い。傾斜部５８ｃは前方部５８ａと後方部５８ｂとの間を斜めに繋いでおり、水平面との角度θは本実施例の場合で３０度程度である。傾斜部５８ｃが形成する面は、前方部５８ａおよび後方部５８ｂが形成する面よりも広くなっている。

【0032】

２つの側板６０は前後幅が壁板５８と同じであって、互いに対向する側の面が筐体排気口５０の縁面５０ｂ（図４参照）と同一面を形成する位置に配置される。また、側板６０は下カバー部材２２の内面２２ａ（図７参照）にほぼ接する位置まで延在している。

【0033】

固定部６２Ｌ，６２Ｒは、側板６０の略中間高さから側方に突出するネジ座板６２ａと、側板６０およびネジ座板６２ａの前縁に沿って形成された前板６２ｂとを有する。前板６２ｂの上端には小さい切欠６２ｃが形成されている。ネジ座板６２ａにはネジ孔が形成されており、ネジ６４によって上カバー部材２０の内面２０ａから突出するボス６６に対して固定される。ボス６６は前面が前板６２ｂに当接して安定するように平面状に形成されている。切欠６２ｃには、ボス６６と後側面１２ｃａとの間に形成された小突起６８が嵌り込んで位置決めがなされる。

【0034】

固定部６２Ｌには、さらにネジ座板６２ａおよび前板６２ｂの縁に沿って形成されて側方を塞ぐ内板６２ｄが設けられている。内板６２ｄは後側面１２ｃａから内面２０ａに亘って形成された平板突起７０に当接して安定する。なお、固定部６２Ｒには内板６２ｄが設けられてなくその分左右幅が抑制されている。

【0035】

図７は、筐体排気口５０を含む箇所で本体筐体１２の後縁部１２ｄおよびディスプレイ筐体１４の一縁部１４ａとその周辺部の断面側面図である。図７ではディスプレイ筐体１４が本体筐体１２に対して開いた状態を示している。図７における符号７２は本体筐体１２の下面に設けられたゴム脚であり、符号７４はディスプレイ１８の周囲に設けられたベゼルシートである。

【0036】

図７に示すように、ダクト部品５６の前後幅は空間５４にちょうど嵌る程度となっている。後方部５８ｂと傾斜部５６ｃとの境界部は筐体排気口５０における上端とほぼ同じ高さとなっている。前方部５６ａの前方下端はヒートシンク３８の後方上端とほぼ同じ高さとなっている。後方部５８ｂの前後幅は適度に厚く内面２０ａに対して安定して当接する。前方部５８ａおよび傾斜部５８ｃは後方部５８ｂよりも薄い。

【0037】

ダクト部品５６における前方部５８ａから傾斜部５８ｃに亘る部分は、空間５４を下側の広い通風路５４ａと、上側のケーブル空間５４ｂとに仕切っている。ケーブル空間５４ｂにはケーブル４０ｂが通っている。ケーブル空間５４ｂは比較的狭く、ケーブル４０ｂが通るのに必要十分な程度となっている。ケーブル４０ｂはダクト部品５６と内面２０ａとの間に配置されることで軽く押さえられ、またはほぼ隙間なく配置されて安定する。つまりダクト部品５６はケーブル４０ｂの固定作用がある。また、ケーブル４０ｂはダクト部品５６によって覆われるため筐体排気口５０から視認されることがない。

【0038】

通風路５４ａはファン３６の排気が流れる空間であり、壁板５８、側板６０、内面２２ａによって四方が囲われて形成されている。つまり、壁板５８は通風路５４ａの壁の一部となる上壁を後側面１２ｃａに沿って形成している。ダクト部品５６はヒートシンク３８と筐体排気口５０との間で排気ダクトの作用がある。

【0039】

ヒートシンク３８から出たファン３６の排気は、矢印で示すように通風路５４ａおよび筐体排気口５０を通り、ヒンジカバー１６ａの側面に沿って後方に向かって斜め下方に向かう気流と、ディスプレイ１８の表示面側へ向かうように斜め上方に向かう気流とに分かれる。ケーブル４０ｂは壁板５８によって仕切られた通風路５４ａの外に配置されていることから、これらの気流はケーブル４０ｂによって阻害されることなくスムーズに流れるため十分な排気量が確保されて冷却能力を向上させることができる。ケーブル４０ｂは排気に当たることが無いため振動することがない。

【0040】

壁板５８は、傾斜部５８ｃが筐体排気口５０に向かって通風路５４ａを広げるような形状となっており、排気がスムーズになされるような制気板としての作用があり、特に上向きの気流を阻害することがなく好適である。

【0041】

ダクト部品５６の一対の側板６０は、それぞれファン３６の端と筐体排気口５０の端との間を塞ぐため、排気がこの部分を通って本体筐体１２内に逆流することが防止され、冷却能力を一層向上させることができる。なお、図３～図７とその説明では本体筐体１２における右後部を例示して説明したが、左後部については実質的に左右対称に構成されていることから詳細な説明を省略する。左後部におけるダクト部品５６は一対のケーブル４２ａ，４２ｂ（図２参照）を通風路５４ａの外に配置させることができる。

【0042】

本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【符号の説明】

【0043】

１０ 電子機器
１２ 本体筐体
１４ ディスプレイ筐体
１６ ヒンジ
１６ａ ヒンジカバー
１８ ディスプレイ
２０ 上カバー部材
２２ 下カバー部材
２４ キーボード
２８ サーマルモジュール
３４ ヒートパイプ
３６，３６Ｌ，３６Ｒ ファン
３８ ヒートシンク
４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂ ケーブル
４０ｂａ 湾曲部
４６ａ，４６ｂ コネクタ
５０ 筐体排気口
５２，５４ 空間
５４ａ 通風路
５４ｂ ケーブル空間
５６ ダクト部品
５８ 壁板
５８ａ 前方部
５８ｂ 後方部
５８ｃ 傾斜部
６０ 側板
６２Ｌ，６２Ｒ 固定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】