特許 7268124 電子機器及び冷却モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-24

(45)【発行日】2023-05-02

(54)【発明の名称】電子機器及び冷却モジュール

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/20 20060101AFI20230425BHJP

   G06F 1/16 20060101ALI20230425BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

G06F1/20 C

G06F1/20 B

G06F1/16 312E

G06F1/16 312L

H05K7/20 H

H05K7/20 G

H05K7/20 B

H05K7/20 F

H05K7/20 Q

H05K7/20 R

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021200340

(22)【出願日】2021-12-09

【審査請求日】2021-12-09

(73)【特許権者】

【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】橋場 惇輝

(72)【発明者】

【氏名】北村 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】真下 峻典

【審査官】豊田 真弓

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３０８４０５９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１８１５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１９７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０２４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９０６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３４０６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２５０５１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００７３８６４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６３２８０９７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】中国実用新案第２０４１２９６４１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ １／２０

Ｇ０６Ｆ １／１６

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器であって、
厚み方向で一方側の外面を形成する第１カバー部材と、他方側の外面を形成する第２カバー部材とを有し、一側壁に筐体排気口が形成された筐体と、
前記筐体内に設けられた発熱体と、
前記筐体内に設けられ、前記発熱体を冷却する冷却モジュールと、
を備え、
前記冷却モジュールは、
空気を取り込む吸気口と、空気を排出する排気口とを有する送風ファンと、
相互間に隙間を設けて並んだ複数のフィンを有し、第１面が前記第１カバー部材との間に第１の隙間を設けて配置され、第２面が前記第２カバー部材との間に第２の隙間を設けて配置され、前記第１面及び前記第２面と交差する側面が前記排気口に臨んで配置され、該側面とは反対側の面が前記筐体排気口に臨んで配置されたヒートシンクと、
前記第１の隙間に配置され、前記ヒートシンクの前記第１面を、前記筐体排気口側の一辺を除いて囲むように該第１面に取り付けられたシール部材と、
前記ヒートシンクの前記第１面を覆うように前記シール部材の表面に取り付けられることで、前記第１面との間に前記送風ファンからの空気が通過するダクトを形成するカバーシートと、
を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

請求項１に記載の電子機器であって、
前記冷却モジュールは、さらに、前記発熱体の熱を吸熱するプレート型のベーパーチャンバを有し、
前記カバーシートは、熱伝導材料で形成された熱伝導シートで構成され、
前記熱伝導シートは、
前記ヒートシンクの前記第１面を覆う第１部分と、
前記第１部分から延長されて前記ベーパーチャンバに接続された第２部分と、
を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項3】

請求項２に記載の電子機器であって、
前記発熱体及び前記熱伝導シートは、前記ベーパーチャンバの表裏２面のうちの一方の面の異なる領域にそれぞれ接続されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項4】

請求項３に記載の電子機器であって、
前記冷却モジュールは、さらに、一部が前記第２の隙間に配置され、前記発熱体の熱を吸熱して前記ヒートシンクに輸送するヒートパイプを有し、
前記ヒートパイプは、前記ベーパーチャンバの前記表裏２面のうちの他方の面と、前記ヒートシンクの前記第２面との間に接続されている
ことを特徴とする電子機器。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記ヒートシンクは、前記第１面と前記側面とが交差する角部を面取りしたように形成され、前記排気口からの空気を前記ダクトへと導くダクト導入部と、
を有する
ことを特徴とする電子機器。

【請求項6】

電子機器に搭載される冷却モジュールであって、
空気を取り込む吸気口と、空気を排出する排気口とを有する送風ファンと、
相互間に隙間を設けて並んだ複数のフィンを有し、各フィンの起立方向で一方側の第１面及び他方側の第２面と交差する側面が前記排気口に臨んで配置されたヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記第１面を、前記側面側とは反対側の一辺を除いて囲むように該第１面に取り付けられたシール部材と、
前記ヒートシンクの前記第１面を覆うように前記シール部材の表面に取り付けられることで、前記第１面との間に前記送風ファンからの空気が通過するダクトを形成するカバーシートと、
を備えることを特徴とする冷却モジュール。

【請求項7】

請求項６に記載の冷却モジュールであって、
さらに、プレート型のベーパーチャンバを備え、
前記カバーシートは、熱伝導材料で形成された熱伝導シートで構成され、
前記熱伝導シートは、
前記ヒートシンクの前記第１面を覆う第１部分と、
前記第１部分から延長されて前記ベーパーチャンバに接続された第２部分と、
を有する
ことを特徴とする冷却モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却モジュールを備えた電子機器及び冷却モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵ等の発熱体を冷却するための冷却モジュールを搭載している（例えば特許文献１参照）。この種の冷却モジュールは、ヒートパイプ等で輸送されたＣＰＵ等の熱を放熱するためのヒートシンク及び送風ファンを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４６９１８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電子機器の筐体を構成するカバー部材は、その内面に凹凸形状を有する場合がある。ヒートシンクがこの凹凸形状に面している場合、送風ファンからの空気がカバー部材の凹凸形状に干渉し、ヒートシンクの表面を円滑に流れない懸念がある。このような場合、冷却モジュールは、ヒートシンクでの冷却効率が低下し、或いはヒートシンクの表面を流れる高温の排気が送風ファンの吸気口に逆流し、モジュール全体での冷却性能を低下させる懸念がある。

【0005】

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、冷却性能を向上させることができる冷却モジュールを備えた電子機器及び冷却モジュール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】

【0006】

本発明の第１態様に係る電子機器は、厚み方向で一方側の外面を形成する第１カバー部材と、他方側の外面を形成する第２カバー部材とを有する筐体と、前記筐体内に設けられた発熱体と、前記筐体内に設けられ、前記発熱体を冷却する冷却モジュールと、を備え、前記冷却モジュールは、空気を取り込む吸気口と、空気を排出する排気口とを有する送風ファンと、相互間に隙間を設けて並んだ複数のフィンを有し、第１面が前記第１カバー部材との間に第１の隙間を設けて配置され、第２面が前記第２カバー部材との間に第２の隙間を設けて配置され、前記第１面及び前記第２面と交差する側面が前記排気口に臨んで配置されたヒートシンクと、前記第１の隙間に配置され、前記ヒートシンクの前記第１面を囲むように該第１面に取り付けられたシール部材と、前記ヒートシンクの前記第１面を覆うように前記シール部材の表面に取り付けられることで、前記第１面との間に前記送風ファンからの空気が通過するダクトを形成するカバーシートと、を有する。

【0007】

本発明の第２態様に係る冷却モジュールは、電子機器に搭載される冷却モジュールであって、空気を取り込む吸気口と、空気を排出する排気口とを有する送風ファンと、相互間に隙間を設けて並んだ複数のフィンを有し、各フィンの起立方向で一方側の第１面及び他方側の第２面と交差する側面が前記排気口に臨んで配置されたヒートシンクと、前記ヒートシンクの前記第１面を囲むように該第１面に取り付けられたシール部材と、前記ヒートシンクの前記第１面を覆うように前記シール部材の表面に取り付けられることで、前記第１面との間に前記送風ファンからの空気が通過するダクトを形成するカバーシートと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、冷却性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【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、筐体の内部構造を模式的に示す平面図である。

【図3】図３は、冷却モジュールを上方から見た斜視図である。

【図4】図４は、図３に示す冷却モジュールの一部拡大図である。

【図5】図５は、筐体の内部構造を模式的に示す側面断面図である。

【図6】図６は、筐体の内部構造を模式的に示す正面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る電子機器及び冷却モジュールについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

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、ディスプレイ筐体１２と筐体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、携帯電話、スマートフォン、又はゲーム機等でもよい。

【0012】

ディスプレイ筐体１２は、薄い扁平な箱体である。ディスプレイ筐体１２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）や液晶で構成される。

【0013】

以下、筐体１４及びこれに搭載された各要素について、図１に示すように筐体１４の上面にあるキーボード２０を操作する姿勢を基準とし、手前側を前、奥側を後、幅方向を左右、高さ方向（筐体１４の厚み方向）を上下、と呼んで説明する。

【0014】

筐体１４は、薄い扁平な箱体である。筐体１４は、上面及び四周側面を形成するカバー部材１４Ａと、下面を形成するカバー部材１４Ｂとで構成されている。上側のカバー部材１４Ａは、下面が開口した略バスタブ形状を有する。下側のカバー部材１４Ｂは、略平板形状を有し、カバー部材１４Ａの下面開口を閉じる蓋体となる。カバー部材１４Ａ，１４ｂ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。筐体１４は、カバー部材１４Ａを平板形状とし、カバー部材１４Ｂをバスタブ形状としてもよい。筐体１４の上面には、キーボード２０及びタッチパッド２１が設けられている。筐体１４は、後端部がヒンジ１６を用いてディスプレイ筐体１２と連結されている。

【0015】

図２は、筐体１４の内部構造を模式的に示す平面図である。図２は、筐体１４をキーボード２０の少し下で切断した状態を模式的に示す。

【0016】

図２に示すように、筐体１４の内部には、冷却モジュール２２と、マザーボード２４と、バッテリ装置２６とが設けられている。筐体１４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。

【0017】

マザーボード２４は、電子機器１０のメインボードである。マザーボード２４は、筐体１４の後方寄りに配置され、左右方向に亘って延在している。マザーボード２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０、及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）３１の他、通信モジュール、メモリ等の各種電子部品が実装されたプリント基板である。マザーボード２４は、キーボード２０の下に配置され、キーボード２０の裏面やカバー部材１４Ａの内面１４Ａａにねじ止めされている。マザーボード２４は、上面がカバー部材１４Ａに対する取付面となり、下面がＣＰＵ３０やＧＰＵ３１等の実装面となる。

【0018】

ＣＰＵ３０は、電子機器１０の主たる制御や処理に関する演算を行う。ＧＰＵ３１は、３Ｄグラフィックス等の画像描写に必要な演算を行う。本実施形態の電子機器１０の場合、ＧＰＵ３１は、筐体１４内に搭載された電子部品中で最大級の発熱量の発熱体である。ＣＰＵ３０は、ＧＰＵ３１に次ぐ発熱量の発熱体である。

【0019】

バッテリ装置２６は、電子機器１０の電源となる充電池である。バッテリ装置２６は、マザーボード２４の前方に配置され、筐体１４の前端部に沿って左右に延在している。

【0020】

次に、冷却モジュール２２の構成を説明する。

【0021】

冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに筐体１４外へと排出する冷却装置である。冷却モジュール２２の冷却対象となる電子部品は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の一方、又はこれら以外であってもよい。冷却モジュール２２は、大部分がマザーボード２４の下面に積層される。

【0022】

図３は、冷却モジュール２２を上方から見た斜視図である。図４は、図３に示す冷却モジュール２２の一部拡大図である。図２～図４に示すように、冷却モジュール２２は、左右一対のヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒと、左右一対の送風ファン３８Ｌ，３８Ｒと、前後一対のヒートパイプ４０，４１と、ベーパーチャンバ４２とを備える。

【0023】

本実施形態の冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の冷却のために用いられるため、ヒートシンク及び送風ファンをそれぞれ一対ずつ搭載している。冷却モジュール２２は、その冷却対象や必要能力等によっては、ヒートシンク及び送風ファンをそれぞれ１台ずつ搭載した構成としてもよい。ヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒは、大きさや形状が多少異なる以外、基本的な構成は同一又は同様である。送風ファン３８Ｌ，３８Ｒについても大きさや形状が多少異なる以外、基本的な構成は同一又は同様である。そこで、以下では、主として右側のヒートシンク３６Ｒ及び送風ファン３８Ｒについて代表的に説明し、左側のヒートシンク３６Ｌ及び送風ファン３８Ｌについては右側のものと同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

【0024】

図２～図４に示すように、ヒートシンク３６Ｒは、前後方向に沿って延在し、上下方向に起立した複数のプレート状のフィン３６ａ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３６ａ，３６ａ間には、送風ファン３８Ｒから送られた空気が通過する隙間Ｇ０が形成されている。隙間Ｇ０は、前後方向に貫通し、複数が左右方向に並んでいる。

【0025】

各フィン３６ａは、例えば下端面がプレート３６ｂで接合され、一体化されている（図５及び図６参照）。各フィン３６ａは、上端面もプレートで接合され、一体化されていてもよい（図６参照）。フィン３６ａ及びプレート３６ｂは、アルミニウムや銅のような高い熱伝導率を有する金属のプレートある。図３及び図４では、各フィン３６ａ及びプレート３６ｂをまとめて１つのブロックとして模式的に図示している。

【0026】

図２～図４に示すように、送風ファン３８Ｒは、ヒートシンク３６Ｒの前部に配置され、後向きに開口した排気口３８ａがヒートシンク３６Ｒの前側の側面３６ｃに面している。送風ファン３８Ｒは、ファン筐体３８ｂの内部に収容されたインペラ部３８ｃ（図５参照）をモータによって回転させる遠心ファンである。ファン筐体３８ｂは、上面に開口した吸気口３８ｄと、下面に開口した吸気口３８ｅとを有する。吸気口３８ｄ，３８ｅは、一方を省略してもよい。

【0027】

図２、図５及び図６に示すように、ヒートパイプ４０，４１は、例えば中央部が湾曲したパイプ型の熱輸送デバイスである。ヒートパイプ４０，４１は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の熱をヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒに輸送する。本実施形態では、２本のヒートパイプ４０，４１を前後に２本１組で並列して用いているが、ヒートパイプは１本や３本以上で用いてもよい。ヒートパイプは、例えばＣＰＵ３０とヒートシンク３６Ｌを接続するものと、ＧＰＵ３１とヒートシンク３６Ｒを接続するものとを分けて用いてもよい。

【0028】

ヒートパイプ４０，４１は、薄く扁平な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ものである。金属パイプは、アルミニウム、銅、又はステンレスのような熱伝導率が高い金属で形成されている。密閉空間は、封入された作動流体が相変化を生じながら流通する流路となる。作動流体としては、例えば水、代替フロン、アセトン又はブタン等を例示できる。密閉空間内には、凝縮した作動流体を毛細管現象で送液するウィックが配設される。ウイックは、例えば金属製の細線を綿状に編んだメッシュや微細流路等の多孔質体で形成される。

【0029】

図２～図４に示すように、ベーパーチャンバ４２は、ヒートパイプの一種類であるプレート型の熱輸送デバイスである。ベーパーチャンバ４２は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の熱を拡散すると共に、ヒートパイプ４０，４１に伝達する。ベーパーチャンバ４２は、２枚の薄い金属プレート間に密閉空間を形成し、この密閉空間に作動流体を封入したものである。ベーパーチャンバ４２において、金属プレートの材質、作動流体の種類、及び密閉空間内に設置されるウイックの構成等は、上記したヒートパイプ４０，４１と同様でよい。

【0030】

図２及び図４中の参照符号４４，４５は、金属プレートである。金属プレート４４，４５は、アルミニウムや銅等の金属で形成され、ベーパーチャンバ４２が拡散した熱をさらに拡散し放熱する補助的な熱拡散部材である。金属プレート４４，４５に代えて、ベーパーチャンバ４２を延出して用いてもよい。

【0031】

以上のように構成された冷却モジュール２２は、ベーパーチャンバ４２の上面４２ａがＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に対してそれぞれ受熱板３０ａ，３１ａを介して接続される。受熱板３０ａ，３１ａは、銅やアルミニウム等の熱伝導率が高い金属で形成されたプレートであり、省略されてもよい。ヒートパイプ４０，４１は、受熱部となる中央部がベーパーチャンバ４２の下面４２ｂに接合され、放熱部となる両端部がそれぞれヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒの下面３６ｄに接合される。

【0032】

これによりＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１が発生した熱は、ベーパーチャンバ４２で吸熱及び拡散されると共に、ヒートパイプ４０，４１を介してヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒまで効率よく輸送された後、送風ファン３８Ｌ，３８Ｒの送風によって筐体１４の外部へと排出される。なお、筐体１４の後側壁には、ヒートシンク３６Ｌ，３６Ｒを通過した空気を外部に排出するための筐体排気口４６が開口形成されている。また、ベーパーチャンバ４２で拡散した熱は、金属プレート４４，４５を介してさらに拡散及び放熱される。図５中に１点鎖線で示す矢印は、送風ファン３８Ｒから排出される空気Ａの流れを模式的に示したものである。

【0033】

次に、ヒートシンク３６Ｒ及びその周辺部のより詳細な構造を説明する。

【0034】

図５は、筐体１４の内部構造を模式的に示す側面断面図である。図６は、筐体１４の内部構造を模式的に示す正面断面図である。図５は、前後方向に沿う鉛直平面で筐体１４をヒートシンク３６Ｒ及び送風ファン３８Ｒを通過する位置で切断した図である。図６は、左右方向に沿う鉛直平面で筐体１４をヒートシンク３６Ｒを通過する位置で切断した図である。

【0035】

図５及び図６に示すように、ヒートシンク３６Ｒは、上面３６ｅがカバー部材１４Ａの内面１４Ａａとの間に隙間Ｇ１を設けて配置され、下面３６ｄがカバー部材１４Ｂの内面１４Ｂａとの間に隙間Ｇ２を設けて配置されている。ヒートシンク３６Ｌもヒートシンク３６Ｒの場合と略同様に筐体１４内に配置される。

【0036】

図３～図６に示すように、ヒートシンク３６Ｒは、上面３６ｅにシール部材４８及びカバーシート５０が設けられている。本実施形態のヒートシンク３６Ｒは、さらに上面３６ｅと側面３６ｃとの間の角部に、面取り状のダクト導入部５２が設けられている。ヒートシンク３６Ｒは、下面３６ｄにヒートパイプ４０，４１が接続されている。

【0037】

図３及び図４に示すように、シール部材４８は、ヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅの外周縁部を囲むように矩形の枠状に形成され、上面３６ｅに粘着固定されている。シール部材４８は、例えば帯状に延在するスポンジやゴム等のクッション性を有する部材である。本実施形態の場合、シール部材４８は、さらに、送風ファン３８Ｒの上面の外周縁部にも固定され、吸気口３８ｄを囲んでいる。シール部材４８は、ヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅを囲む部分の一辺は、送風ファン３８Ｒの排気口３８ａの前方で左右方向に延びている。

【0038】

シール部材４８は、隙間Ｇ１に配置され、上面３６ｅとカバー部材１４Ａの内面１４Ａａとの間を塞ぐ。これによりシール部材４８は、ダクト５４の一部を構成する。ダクト５４は、送風ファン３８Ｒから送られた空気Ａをヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅに沿って流通させる空気経路である。ヒートシンク３６Ｒは、下部はヒートパイプ４０，４１の熱で高温になり易いが、ヒートパイプ４０，４１から遠い上部は温度が上がりにくい。ダクト５４は、上面３６ｅに送風ファン３８Ｒからの低温の空気を流通させることで、ヒートシンク３６Ｒの上部での放熱を促進するものである。

【0039】

図５に示すように、本実施形態のカバー部材１４Ａの内面１４Ａａは、例えば突起１４Ａｂが設けられた凹凸形状を有する。このため、シール部材４８は、図５及び図６に示すように、例えば一部が内面１４Ａａに密着できずに隙間を生じ、ダクト５４からの空気漏れを惹起する。この空気漏れは、ヒートシンク３６Ｒの放熱効率を低下させるだけでなく、漏れた高温の空気が吸気口３８ｄに逆流する懸念もあり、冷却モジュール２２全体の冷却性能を低下させる。なお、仮にカバー部材１４Ａの内面１４Ａａが凹凸形状のない平坦な場合でも、例えば隙間Ｇ１の高さが大きく、シール部材４８を上面３６ｅ及び内面１４Ａａに密着させるのが難しい場合等にも空気漏れや放熱効率低下の問題がある。

【0040】

そこで、本実施形態の冷却モジュール２２は、シール部材４８の表面にカバーシート５０を取り付けてヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅをテント状に覆い、密閉性が高く、高さが大き過ぎないダクト５４を形成している。

【0041】

図３～図６に示すように、カバーシート５０は、例えば矩形状の薄いシート状部材である。カバーシート５０は、ヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅをフィン３６ａの並び方向に跨ぎ、一部はベーパーチャンバ４２の上面４２ａまで延在している。

【0042】

カバーシート５０は、例えばグラファイトシート、銅やアルミニウム等の金属シート、又はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂シートで構成される。カバーシート５０は、グラファイトや銅のような高い熱伝導性を有する材質で形成された熱伝導シートであることが好ましい。本実施形態のカバーシート５０は、極めて高い熱伝導率を有するグラファイトシートで構成している。

【0043】

カバーシート５０は、第１部分５０ａと、第２部分５０ｂとを有する。

【0044】

第１部分５０ａは、ヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅを覆う部分である。第１部分５０ａは、隙間Ｇ１に配置され、上面３６ｅを囲む枠状のシール部材４８の上面に粘着固定されている。具体的には、第１部分５０ａは、前後方向ではヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅから排気口３８ａを跨いで送風ファン３８Ｒの上面の一部までを覆い、左右方向では上面３６ｅの大部分を覆っている。

【0045】

例えばヒートシンク３６Ｒがダクト導入部５２を持たない構成の場合、シール部材４８は上面３６ｅの外周のみに配置されてもよい。この場合、第１部分５０ａは、前後方向ではヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅのみを覆う形状となる。

【0046】

第１部分５０ａは、上面３６ｅとの間にシール部材４８の厚みと同じ高さの隙間Ｇ３を形成する。隙間Ｇ３は、ダクト５４の内部空間であり、少なくとも上面３６ｅ、カバーシート５０、及びシール部材４８で囲まれている。

【0047】

第２部分５０ｂは、第１部分５０ａから左側方に延長された部分であり、ベーパーチャンバ４２の上面４２ａに粘着固定されている。第２部分５０ｂは、ベーパーチャンバ４２の熱を吸収し、第１部分５０ａまで輸送する。後述する表１に示す実施例１のように、第２部分５０ｂは省略してもよい。

【0048】

本実施形態の場合、ヒートシンク３６Ｒの上下方向の高さは約１１ｍｍであり、ベーパーチャンバ４２の厚みは約１．２ｍｍである。また、ヒートシンク３６Ｒの下面３６ｄは、ベーパーチャンバ４２の下面４２ｂと略面一に配置されている（図６参照）。このため、上面３６ｅ，４２ａ間には、約９．８ｍｍの段差５６がある。カバーシート５０は、部分５０ａ，５０ｂ間に曲げ部５０ｃを有し、この曲げ部５０ｃが段差５６を乗り越えている。なお、ヒートパイプ４０，４１の厚みは約１．４ｍｍである。

【0049】

また、図４に示すように、ＧＰＵ３１及びカバーシート５０の第２部分５０ｂは、ベーパーチャンバ４２の上面４２ａの異なる領域にそれぞれ接続されている。すなわち冷却モジュール２２は、一般的にＧＰＵ３１よりも大きな表面積をベーパーチャンバ４２の余剰の上面４２ａを利用してカバーシート５０の第２部分５０ｂを接続している。これにより冷却モジュール２２は、ＧＰＵ３１及びカバーシート５０が干渉を防止しつつ、両者の設置スペースの効率化を図っている。

【0050】

図３～図５に示すように、ダクト導入部５２は、ヒートシンク３６Ｒの上面３６ｅと側面３６ｃとが交差する角部に設けられた面取りである。ダクト導入部５２は、例えば並び方向で両端を除く大部分のフィン３６ａの角部に形成されている。ダクト導入部５２の下端部は、対向する送風ファン３８Ｒの排気口３８ａの上下中央部或いはその近傍に位置している。これによりダクト導入部５２は、排気口３８ａから排出された空気をダクト５４へと円滑に流通させる空気経路を形成している。

【0051】

例えば、図５に示すように側面３６ｃと排気口３８ａとの間に隙間がある場合、上面３６ｅよりも排気口３８ａが上に突出している場合、又は、上面３６ｅに図６に示すプレートがなく、隙間Ｇ０が上面３６ｅで開口している場合等には、ダクト導入部５２は省略してもよい。このような場合は、ダクト導入部５２を設けなくても、排気口３８ａからの空気が十分にダクト５４に流通するからである。なお、ヒートシンク３６Ｒは、上面３６ｅに図６に示すプレートがない場合は、各フィン３６ａの上端面を含む仮想平面が実質的に上面３６ｅとなり、プレートを持たない側面３６ｃも同様である。

【0052】

次に、カバーシート５０による冷却能力の向上効果について実験結果を示して説明する。

【0053】

実験は、ＰＥＴ製の樹脂シートで形成し、第２部分５０ｂを省略したカバーシート５０を用いた実施例１と、グラファイトシートで形成し、部分５０ａ，５０ｂを設けたカバーシート５０を用いた実施例２について、冷却モジュール２２を電子機器１０に搭載して各部温度を測定した。表１は、実施例１，２の実験結果を示す。

【0054】

表１に示すように、実施例２は、ほとんどの測定位置、具体的にはＣＰＵ３０（ＣＰＵ温度）、ＧＰＵ３１（ＧＰＵ温度）、キーボード２０の表面（キートップ温度）、及びカバー部材１４Ｂ（下カバー部材温度）の温度が、実施例１よりも低温であった。このことから、カバーシート５０は、グラファイトシートのような熱伝導シートで形成し、第１部分５０ａ及び第２部分５０ｂを設けることで、冷却モジュール２２の冷却性能が向上することが分かった。

【0055】

このような結果が得られた理由として、第１に、実施例２はベーパーチャンバ４２の熱がグラファイトシートからなるカバーシート５０で第２部分５０ｂから第１部分５０ａへと効率よく輸送され、ダクト５４を流れる送風ファン３８Ｒからの空気で効率的に冷却されたことが考えられる。第２に、実験で使用したヒートシンク３６Ｒは、１１ｍｍと大きな高さを有していた。このため、実施例１は高温のヒートパイプ４０，４１からの熱が各フィン３６ａの上部に移動する前に冷却され、各フィン３６ａの上部は冷却モジュール２２の冷却性能への寄与が少なかったと考えられる。一方、実施例２は、第２部分５０ｂから輸送されたベーパーチャンバ４２の熱で各フィン３６ａの上部を有効に活用でき、その結果、冷却モジュール２２の冷却性能が向上したことが考えられる。つまり冷却モジュール２２は、ヒートシンク３６Ｒの高さを利用して、その上下をカバーシート５０によるダクト５４とヒートパイプ４０，４１とでサンドイッチすることで、高い冷却効率を得ることを可能としている。

【0056】

ところで、表１に示すように、カバー部材１４Ａの温度（上カバー部材温度）は、実施例２よりも実施例１の方が低温であった。この理由として、実施例２は、ベーパーチャンバ４２の熱がカバー部材１４Ａに近接したヒートシンク３６Ｒの上部に輸送された結果、この輸送された熱でカバー部材１４Ａの温度が上昇したためと考えられる。但し、表１から明らかなように、実施例２の場合も、カバー部材１４Ａの温度は３７．７℃と十分に低く、実用上の問題はないと考えられる。特に、送風ファン３８Ｒの風量が大きい場合は、ダクト５４の風量を十分に確保でき、実施例２の場合にもカバー部材１４Ａの温度上昇を一層抑制できる。

【0057】

なお、実施例１の構成についても、カバーシート５０を用いない従来構成よりは、ダクト５４による冷却性能の向上効果が得られるため、十分に有効であることは言うまでもない。

【0058】

【表1】

【0059】

図５中の参照符号５８は、送風ファン３８Ｒの下面に形成された補助排気口である。補助排気口５８は、ファン筐体３８ｂの下面を形成するプレートの一部を切り欠いて形成したものであり、排気口３８ａの下方を含むファン筐体３８ｂの後部に配置されている。

【0060】

補助排気口５８は、インペラ部３８ｃによって送られる空気の一部を隙間Ｇ２へと流通させるための開口である。補助排気口５８からの空気Ａは、隙間Ｇ２を流れつつ、ヒートパイプ４０，４１及びヒートシンク３６Ｒを冷却する。送風ファン３８Ｒの下面には、補助排気口５８から排出された空気が吸気口３８ｅに逆流することを防止するためのシール部材６０が設けられている。

【0061】

図２及び図３に示すように、本実施形態の場合、左側のヒートシンク３６Ｌの上面には、シール部材４８を設けているが、カバーシート５０は設けていない。しかしながら、当然、このヒートシンク３６Ｌにもカバーシート５０を設けてもよい。

【0062】

なお、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。

【0063】

上記では、上面３６ｅを囲むシール部材４８は、矩形の枠状である構成を例示した。しかしながら、シール部材４８は、例えば上面３６ｅの３辺のみを囲む三方枠等で構成されてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０ 電子機器
１２ ディスプレイ筐体
１４ 筐体
１４Ａ，１４Ｂ カバー部材
２２ 冷却モジュール
３０ ＣＰＵ
３１ ＧＰＵ
３６Ｌ，３６Ｒ ヒートシンク
３８Ｌ，３８Ｒ 送風ファン
４０，４１ ヒートパイプ
４２ ベーパーチャンバ
４８，６０ シール部材
５０ カバーシート
５２ ダクト導入部
５４ ダクト

【要約】

【課題】冷却性能を向上させる。
【解決手段】電子機器は、筐体と、筐体内に設けられた発熱体と、筐体内に設けられ、発熱体を冷却する冷却モジュールとを備える。冷却モジュールは、送風ファンと、相互間に隙間を設けて並んだ複数のフィンを有し、第１面が前記第１カバー部材との間に第１の隙間を設けて配置され、第２面が前記第２カバー部材との間に第２の隙間を設けて配置されたヒートシンクと、ヒートシンクの第１面を囲むように該第１面に取り付けられたシール部材と、ヒートシンクの第１面を覆うようにシール部材の表面に取り付けられることで、第１面との間に送風ファンからの空気が通過するダクトを形成するカバーシートとを有する。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】