▶ レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッドの特許一覧
(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】2023-10-20
(45)【発行日】2023-10-30
(54)【発明の名称】電子機器
(51)【国際特許分類】
G06F 1/20 20060101AFI20231023BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20231023BHJP
H01L 23/467 20060101ALI20231023BHJP
H01L 23/427 20060101ALI20231023BHJP
【ＦＩ】
G06F1/20 C
G06F1/20 A
G06F1/20 B
H05K7/20 G
H05K7/20 H
H05K7/20 F
H05K7/20 Q
H01L23/46 C
H01L23/46 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022102184
(22)【出願日】2022-06-24
【審査請求日】2022-06-24
(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】吉沢 肇
(72)【発明者】
【氏名】内野 顕範
(72)【発明者】
【氏名】上村 拓郎
【審査官】石川 亮
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－０５９８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００８４４９０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ １／２０
Ｈ０５Ｋ ７／２０
Ｈ０１Ｌ ２３／４６７
Ｈ０１Ｌ ２３／４２７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電子機器であって、外壁に第１開口部及び第２開口部を有する筐体と、
前記筐体内に設けられ、発熱体を実装する基板と、
前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、
を備え、
前記冷却モジュールは、
吸気口、第１排気口、及び第２排気口が形成されたファン筐体を有するファンと、
前記第１排気口と前記第１開口部との間に配置されるフィンと、
前記基板と対向するように配置され、前記発熱体が発生する熱を吸熱するプレート型の熱拡散部材と、
を有し、
前記基板と前記熱拡散部材との間には、前記第２開口部に連通し、前記発熱体が配置されるダクト空間が形成され、
前記第２排気口は、前記ダクト空間に臨んで開口しており、
前記熱拡散部材は、２枚の金属プレートの間に密閉空間を形成し、該密閉空間に作動流体を封入したベーパーチャンバであり、
前記発熱体として、前記基板上で異なる位置に実装される第１及び第２の発熱体を備え、
前記ファンとして、相互間で前記ベーパーチャンバと前記第１及び第２の発熱体とを跨ぐように配置される第１及び第２のファンを備え、
前記第１及び第２のファンのそれぞれの前記ファン筐体が、前記ダクト空間の側壁の一部を形成しており、
さらに、前記基板と前記熱拡散部材との間で起立することで、前記ダクト空間を前記第１の発熱体が配置される第１空間と、前記第２の発熱体が配置される第２空間とに仕切る仕切り部材を備える
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、さらに、前記基板と前記熱拡散部材との間で起立して前記ダクト空間の側壁の一部を形成すると共に、前記第２排気口から排出される空気を前記第２開口部に導く側壁部材を備える
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、前記側壁部材は、前記基板及び前記熱拡散部材の一方に固定され、他方に当接する柔軟性を有するスポンジ又はゴムで形成されている
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷却モジュールを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
ノート型ＰＣのような電子機器は、ＣＰＵやＧＰＵ等の発熱体を搭載している。このような電子機器は、筐体内に冷却モジュールを搭載し、発熱体が発生する熱を吸熱して外部に放熱する。特許文献１には、筐体に形成された開口部とファンの排気口との間にフィンを設け、プレート型のベーパーチャンバ及びヒートパイプを発熱体に接続した構成の冷却モジュールを備えた電子機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】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】
【0004】
上記のような電子機器は、ＣＰＵ及びＧＰＵの他、これらの電源となる電源コンポーネント等の多数の発熱体を実装している。ＣＰＵやＧＰＵは、大きな発熱を伴うため、ヒートパイプを用いてフィンまで熱を輸送する構成が一般的である。一方、他の電源コンポーネントは、ヒートパイプを接続するスペースがなく、実質的にベーパーチャンバによる吸熱のみで冷却している。
【0005】
ところが、ベーパーチャンバは、ＣＰＵ及びＧＰＵの吸熱も担うため、電源コンポーネントを十分に冷却できず、結果として冷却モジュール全体の冷却能力が不足する場合もある。電子機器は、冷却能力不足を生じると、ＣＰＵ等のパフォーマンス低下を生じ、また発熱体の直上及び直下で筐体表面に高温部を生じる場合があった。他方、このような電子機器は、筐体の薄型化に対する要望が強いため、ファンやベーパーチャンバを大型化して冷却能力を高めることは難しいという事情もある。
【0006】
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、冷却能力を向上することが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】
【0007】
本発明の第１態様に係る電子機器は、外壁に第１開口部及び第２開口部を有する筐体と、前記筐体内に設けられ、発熱体を実装する基板と、前記筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、を備え、前記冷却モジュールは、吸気口、第１排気口、及び第２排気口が形成されたファン筐体を有するファンと、前記第１排気口と前記第１開口部との間に配置されるフィンと、前記基板と対向するように配置され、前記発熱体が発生する熱を吸熱するプレート型の熱拡散部材と、を有し、前記基板と前記熱拡散部材との間には、前記第２開口部に連通し、前記発熱体が配置されるダクト空間が形成され、前記第２排気口は、前記ダクト空間に臨んで開口している。
【発明の効果】
【0008】
本発明の上記態様によれば、冷却能力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【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、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：Organic Light Emitting Diode）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、筐体１２，１４間を図１に示すように開いた状態とし、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、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底面図であり、後述するベーパーチャンバ３６、ヒートパイプ３８、及びフィン４０，４１を省略した図である。
【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、左右方向に沿って延在している。マザーボード２４は、ＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、ＤＣＤＣコンバータ３２，３３の他、メモリ（ＤＩＭＭ）、通信モジュール、及び接続端子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の内面にねじ止めされている。本実施形態の場合、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等の実装面２４ａとなる（図５参照）。
【0018】
ＣＰＵ３０は、マザーボード２４の実装面２４ａの左右中央の左寄りに配置されている。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、実装面２４ａでＣＰＵ３０の右側に並んで配置されている。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。図２中の参照符号３０ａは、ＣＰＵ（ダイ）３０が実装されるパッケージ基板である。同様に、ＧＰＵ３１もパッケージ基板３１ａ上にダイが実装されている。
【0019】
ＤＣＤＣコンバータ３２は、ＣＰＵ３０の電源となる電源コンポーネントであり、例えばＣＰＵ３０の直後で並んだ複数の半導体チップで構成される。ＤＣＤＣコンバータ３３は、ＧＰＵ３１の電源となる電源コンポーネントであり、例えばＧＰＵ３１の直前で並んだ複数の半導体チップで構成される。
【0020】
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。
【0021】
次に、冷却モジュール２２の構成を説明する。
【0022】
ＣＰＵ３０及び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り、ＤＣＤＣコンバータ３２，３３は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１に次ぐ発熱量の発熱体である。そこで、冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３が発生する熱を吸熱及び拡散し、さらに筐体１４外へと排出することができる。冷却モジュール２２は、マザーボード２４の実装面２４ａの一部、具体的にはＣＰＵ３０やＧＰＵ３１が実装された範囲を覆うように積層される。
【0023】
【0024】
【0025】
ベーパーチャンバ３６は、プレート型の熱輸送デバイスである。ベーパーチャンバ３６は、２枚の薄い金属プレート３６ａ，３６ｂの間に密閉空間３６ｃを形成し（図５参照）、この密閉空間３６ｃに作動流体を封入したものである。金属プレート３６ａ，３６ｂ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３６ｃ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３６ｃ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３６ｄが配設される（図５参照）。ウィック３６ｄ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。
【0026】
ベーパーチャンバ３６は、ＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３の熱を吸熱及び拡散すると共に、この熱を下面３６ｅに接続されたヒートパイプ３８に伝達することができる。ベーパーチャンバ３６は、マザーボード２４と略平行に対面配置され、その上面３６ｆがＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３の頂面に直接的に又は間接的に接触する。このため、平面視でのベーパーチャンバ３６の表面積は、少なくともＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３を覆う隠すことができる大きさを有することが好ましい。ベーパーチャンバ３６は、例えば２枚を互いに隣接して配置し、これによりＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１等を覆うように構成してもよい。
【0027】
ヒートパイプ３８は、パイプ型の熱輸送デバイスである。ヒートパイプ３８は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１と上下方向にオーバーラップする位置でベーパーチャンバ３６の下面３６ｅに接続されている。本実施形態では、２本のヒートパイプ３８ａ，３８ｂを前後に２本１組で並列し、これらの両端部を左右のフィン４０，４１に接続した構成を例示している。ヒートパイプ３８は、１本や３本以上で用いてもよい。ヒートパイプ３８は、例えば２本１組のものを２組設け、一方の組をフィン４０に接続し、他方の組をフィン４１に接続した構成等としてもよい。ヒートパイプ３８ａ，３８ｂ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。
【0028】
左側のフィン４０は、複数の金属プレートを左右方向に等間隔に並べた構造である。各金属プレートは、上下方向に起立し、前後方向に延在している。隣接する金属プレートの間には、ファン４２から送られた空気が通過する隙間が形成されている。フィン４０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で形成されている。右側のフィン４１は、大きさ等は多少異なるが、基本的な構成は左側のフィン４０と左右対称であるため、詳細な説明を省略する。フィン４０，４１には、ヒートパイプ３８以外の他の熱輸送デバイス、例えばベーパーチャンバ３６或いはその代替となるヒートスプレッダ等が接続されてもよい。又はフィン４０，４１は、ＣＰＵ３０やＣＰＵ３１以外の発熱体と直接的に接続されてもよい。
【0029】
【0030】
熱伝導プレート４４は、ベーパーチャンバ３６の前縁部に連結され、前方に突出している。熱伝導プレート４４は、アルミニウムや銅等の金属やグラファイト等の熱伝導率が高い材質で形成された薄いプレートである。熱伝導プレート４４は、例えばマザーボード２４に実装されたパワーコンポーネントを覆うように設けられている。熱伝導プレート４４は省略されてもよい。
【0031】
【0032】
図２～図５に示すように、左側のファン４２は、フィン４０の直前に配置される。ファン４２は、第１排気口４２ａ及び第２排気口４２ｂが形成されたファン筐体４２ｃと、ファン筐体４２ｃに収容されたインペラ４２ｄとを有する。第１排気口４２ａは、ファン４２の後面に形成され、後方を向いて開口している。第２排気口４２ｂは、ファン４２のベーパーチャンバ３６側を向いた側面４２ｃ１に形成され、ベーパーチャンバ３６側を向いて開口している。ファン４２は、インペラ４２ｄをモータによって回転させる遠心ファンであり、ファン筐体４２ｃの上下面でそれぞれ開口した吸気口４２ｅから吸い込んだ空気を排気口４２ａ，４２ｂから排出する。
【0033】
右側のファン４３は、大きさ等は多少異なるが、基本的な構成は左側のファン４２と左右対称であるため、詳細な説明を省略する。すなわちファン４３は、フィン４１の直前に配置され、第１排気口４３ａ及び第２排気口４３ｂが形成されたファン筐体４３ｃと、インペラ４３ｄと、吸気口４３ｅとを有する。第１排気口４３ａは、ファン４３の後面に形成され、後方を向いて開口している。第２排気口４２ｂは、ファン４３のベーパーチャンバ３６側を向いた側面４３ｃ１に形成され、ベーパーチャンバ３６側を向いて開口している。
【0034】
このような冷却モジュール２２は、ＣＰＵ３０等が発生する熱がベーパーチャンバ３６によって吸熱及び拡散されると共に、ヒートパイプ３８に伝達されてフィン４０，４１に輸送される。そして、冷却モジュール２２は、ファン４２，４３の第１排気口４２ａ，４３ａから排出された空気Ａ１がフィン４０，４１を通過すると共にこれを冷却した後、第１開口部４６ａ，４６ｂを通して筐体１４外に排出される。これにより電子機器１０は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１の熱がフィン４０，４１を介して筐体１４外に排出される。図２中の１点鎖線で示す矢印Ａ１は、第１排気口４２ａ，４３ａから排出された空気の流れを模式的に示したものであある。
【0035】
一方、ファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂは、それぞれマザーボード２４の実装面２４ａとベーパーチャンバ３６の上面３６ｆとの間の隙間Ｇを臨んで開口している（図２～図５参照）。このため、第２排気口４２ｂ，４３ｂから排出された空気は、上面３６ｆと実装面２４ａとの間に形成された空間（ダクト空間ＤＳ）を通過することになる。
【0036】
そこで、次に、ファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂ及びダクト空間Ｓの構成及びその作用効果について説明する。
【0037】
図４及び図５に示すように、ベーパーチャンバ３６は、マザーボード２４と略平行に配置され、その上面３６ｆが実装面２４ａとの間にＣＰＵ３０等の高さ分の隙間Ｇを設けて対向配置される。この隙間Ｇは、プレート状のマザーボード２４とベーパーチャンバ３６とが上壁及び下壁を形成することで、空気が前後左右方向に沿って流通可能なダクト空間ＤＳとなる。ファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂは、ダクト空間ＤＳに臨んで開口している。
【0038】
【0039】
従って、冷却モジュール２２は、ファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂから排出された空気Ａ２がダクト空間ＤＳに流入する。空気Ａ２は、ダクト空間ＤＳ内を流通しながらＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３の側部を通過してこれらを冷却し、同時にベーパーチャンバ３６の上面３６ｆも冷却する。その後、空気Ａ２は、ダクト空間ＤＳの後部開口から第２開口部４６ｃを通して筐体１４外に排出される。図２～図５中の１点鎖線で示す矢印Ａ２は、第２排気口４２ｂ，４３ｂから排出された空気の流れを模式的に示したものであある。
【0040】
図４及び図５では、ファン４２の第２排気口４２ｂ及びその周辺部の構成を代表的に図示しているが、ファン４３の第２排気口４３ｂ及びその周辺部の構成もこれと形状や配置が多少異なる以外は同一又は同様な構成でよい（図２及び図３参照）。ファン４２，４３及びフィン４０，４１は、左右一対ではなく、一方のみで構成されてもよく、この場合は一方のファンの第２排気口のみがダクト空間ＤＳに通風することになる。
【0041】
図２に示すように、本実施形態の場合、ＤＣＤＣコンバータ３３がＧＰＵ３１の前方にあり、これらは左側のファン４３の側面４３ｃ１のうち、前端部で円弧状に湾曲した部分に面している。そこで、ファン４３は、側面４３ｃ１の円弧状に湾曲した部分に第２排気口４３ｂを形成し、その空気Ａ２をＤＣＤＣコンバータ３３の周囲に確実に届けることを可能としている。ファン４３の第２排気口４３ｂは、ＧＰＵ３１及びＤＣＤＣコンバータ３３との位置関係によっては、ファン４２の第２排気口４２ｂと同様、側面４３ｃ１の前後方向に沿った直線部分等に設けられてもよい。また、ファン４２の第２排気口４２ｂも、ＣＰＵ３０及びＤＣＤＣコンバータ３２との位置関係によっては、側面４２ｃ１の直線部分ではなく、円弧状に湾曲した部分等に設けてもよい。
【0042】
以上のように、電子機器１０は、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１だけでなく、ＤＣＤＣコンバータ３２，３３が空気Ａ２で冷却される。同時に、空気Ａ２は、ベーパーチャンバ３６の上面３６ｆに広い面積で接触し、これを効率よく冷却する。その結果、電子機器１０は、冷却モジュール２２での冷却性能が向上することで、ＣＰＵ３０及びＧＰＵ３１のパフォーマンス低下を抑制できる。さらに、電子機器１０は、ＣＰＵ３０等の発熱体が効率よく冷却されることで、その直上及び直下にあるカバー部材１４Ａ，１４Ｂが高温になることも抑制できる。
【0043】
このように、ダクト空間ＤＳは、少なくともマザーボード２４とベーパーチャンバ３６とが対向配置され、ここに第２排気口４２ｂ，４３ｂが臨んでいれば、十分な冷却効果が得られる。但し、ダクト空間ＤＳは、上下面だけでなく、その前後左右の外周側面も塞ぐと、第２排気口４２ｂ，４３ｂから第２開口部４６ｃへの空気の流れが整流され、一層高い冷却効果が得られる。
【0044】
ここで、第２排気口４２ｂ，４３ｂをダクト空間ＤＳに向けて形成したファン４２，４３を備える実施例の電子機器１０と、第２排気口を持たないファンを用いた比較例の電子機器との冷却性能を比較した実験結果を説明する。
【0045】
表１は、第２排気口４２ｂ，４３ｂを形成したファン４２，４３を備える実施例の電子機器１０と、第２排気口４２ｂ，４３ｂを設けない従来構造のファンを備える電子機器との各部温度を比較した実験結果を示している。
【0046】
表１において、「第２排気口なし」は第２排気口４２ｂ，４３ｂを設けない比較例の実験結果を示し、「第２排気口あり」は第２排気口４２ｂ，４３ｂを設けた実施例の実験結果を示す。「表面温度（℃）」の欄において、「筐体下面」は筐体１４の下面温度、「キーボード表面」はキーボード２０の表面温度、「筐体上面後部」は筐体１４の上面後部、つまりフィン４０、４１及びＤＣＤＣコンバータ３２等の直上部分の温度の測定結果を示す。「各部センサ温度（℃）」の欄において、「ＣＰＵ」はＣＰＵ３０の表面温度、「ＣＰＵ ＤＣＤＣ」はＤＣＤＣコンバータ３２の表面温度、「ＧＰＵ」はＧＰＵ３１の表面温度、「ＧＰＵ ＤＣＤＣ」はＤＣＤＣコンバータ３３の表面温度、「ＤＩＭＭ」はマザーボード２４に実装されたメモリの表面温度の測定結果を示す。
【0047】
表１に示すように、本実験の結果、実施例の「第２排気口あり」は、比較例の「第２排気口なし」と比べて、ＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３の温度が大幅に低下することが分かった。従って、本実施形態の電子機器１０は、ダクト空間ＤＳ及びこれに空気を流通させる第２排気口４２ｂ，４３ｂを備えたことで、ＣＰＵ３０等の冷却性能が向上することが確認された。
【0048】
なお、表１では、筐体１４の「表面温度（℃）」は、「第２排気口あり」が「第２排気口なし」よりも僅かながら温度が上昇した結果となった。その理由の１つとして、本実験は、第２排気口を持たない既存製品のファンに対し、試験的に第２排気口４２ｂ，４３ｂを形成した試作機を用いて行ったことが考えられる。すなわち、実施例と比較例のファンは、同一のものであり、実施例のもののみ第２排気口４２ｂ，４３ｂを形成した試作機を用いた。このため、「第２排気口あり」は「第２排気口なし」に比べて、フィン４０，４１を通過する第１排気口４２ａ，４３ａからの空気流量が低下し、フィン４０，４１での冷却効率が低下した結果、フィン４０，４１の直上及び直下で筐体１４の表面温度が上昇したものと推定できる。
【0049】
但し、表１の実験結果から明らかなように、第２排気口４２ｂ，４３ｂを設け、ベーパーチャンバ３６とマザーボード２４との間のダクト空間ＤＳに空気Ａ２を流通させることで、ＣＰＵ３０等の冷却性能が向上することは確認できている。従って、実施例の構成では、ファン４２，４３の風量、第２排気口４２ｂ，４３ｂの大きさ、又は第２排気口４２ｂ，４３ｂと第１排気口４２ａ，４３ａとの排気量のバランス等を最適化することで、筐体１４の表面温度を比較例よりも低下させることは十分に可能である。特に、各例の２台のファンの合計風量は、比較例では５．７（ＣＦＭ）であったのに対し、実施例は６．０（ＣＦＭ）に上昇した。このため、さらに実験を重ねて上記したファン４２，４３の風量やバランスを最適化することで、筐体１４の表面温度も下げることは十分に可能であると言えよう。
【0050】
【表1】
【0051】
本実施形態の電子機器１０は、ベーパーチャンバ３６に代えて、熱伝導プレート４４と同様な銅等の金属プレートで形成されたヒートスプレッダを備えた構成としてもよい。この場合もプレート状のヒートスプレッダとマザーボード２４との間にダクト空間ＤＳを形成することで、冷却性能が向上する。
【0052】
但し、ベーパーチャンバ３６は、単なる銅プレート等のヒートスプレッダと比べて、熱伝導率が顕著に高いという利点がある。しかも上記したように、ベーパーチャンバ３６でダクト空間ＤＳを形成すると、ダクト空間ＤＳを流れる空気Ａ２によって密閉空間３６ｃ内を流通する受熱後の気相の作動流体を効率的に冷却でき、その凝縮を促進し、ベーパーチャンバ３６の熱伝導効率を一層向上させることができる。その結果、電子機器１０は、ヒートスプレッダではなく、ベーパーチャンバ３６を用いることで、両者の熱伝導率の差異以上の冷却能力の向上効果を得ることを可能としている。
【0053】
次に、ダクト空間ＤＳでの空気Ａ２を整流するための構成例を説明する。
【0054】
図２～図５に示すように、電子機器１０は、第２開口部４６ｃと対向するダクト空間ＤＳの後部開口とは逆側、つまりバッテリ装置２６側を向いたダクト空間ＤＳの前部開口を側壁部材５０で塞いだ構成としてもよい。側壁部材５０は、ダクト空間ＤＳを第２開口部４６ｃ側と逆側で塞ぐ側壁の一部を形成する。側壁部材５０は、ダクト空間ＤＳ内で空気Ａ２を第２排気口４２ｂ，４３ｂから第２開口部４６ｃまで円滑に導くための整流用部材である。
【0055】
側壁部材５０は、例えば帯状に延在し、柔軟性を有するスポンジ又はゴムであり、ベーパーチャンバ３６の上面３６ｆとマザーボード２４の実装面２４ａとの間で起立し、両面３６ｆ，２４ａに密着する。なお、メンテナンス等で冷却モジュール２２を取り外す際、側壁部材５０は、円滑に上面３６ｆ又は実装面２４ａから離れる必要がある。そこで、側壁部材５０は、上面３６ｆ又は実装面２４ａの一方のみに粘着固定しておき、他方にはその柔軟性を活かして密着する構成とすることが好ましい。
【0056】
図２に示すように、側壁部材５０は、ファン４３の第２排気口４３ｂの前縁部に近接する第１端部５０ａから、ファン４２の第２排気口４２ｂの前縁部に近接する第２端部５０ｂまで左右に延在している。側壁部材５０は、ＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３の前方に配置される。本実施形態の側壁部材５０は、ベーパーチャンバ３６の形状やマザーボード２４に実装された部品との関係で、多少クランクしながら左右に延在している。
【0057】
以上により、ダクト空間ＤＳは、側壁部材５０と第２開口部４６ｃとの間にＣＰＵ３０、ＧＰＵ３１、及びＤＣＤＣコンバータ３２，３３を収容した構成となる。その結果、空気Ａ２は、ＣＰＵ３０等の各発熱体の側部を通過しながら、第２排気口４２ｂ，４３ｂから第２開口部４６ｃまで一層円滑に流通する。側壁部材５０の形状や配置は限定されないが、少なくとも第２開口部４６ｃとの間にダクト空間ＤＳでの冷却対象となる発熱体であるＣＰＵ３０等と、ファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂとを挟み込むように配置されることが望ましい。
【0058】
図５中の参照符号５２ａ，５２ｂは、ファン筐体４２ｃの上下面の外周縁部を囲むように設けられ、吸気口４２ｅへの排気の逆流を防止するための気密材であり、例えばスポンジである。気密材５２ａ，５２ｂは、ファン筐体４３ｃにも同様に設置される。また、図５中の参照符号５３は、ＣＰＵ３０の頂面とベーパーチャンバ３６の上面３６ｆとの密着性を高めるために設けられた受熱板であり、例えば銅ブロックである。受熱板５３は、ＧＰＵ３１とベーパーチャンバ３６との間にも同様に設けられる。
【0059】
上記では、ファン４２，４３は、左右一対ではなく、一方のみで構成されてもよいと述べた。しかしながら、図２及び図３に示すように、電子機器１０は、ベーパーチャンバ３６の左右側部にそれぞれファン４２，４３を備えることが好ましい。そうすると、左右のファン４２，４３は、それぞれのファン筐体４２ｃ，４３ｃの側面４２ｃ１，４３ｃ１がダクト空間ＤＳの左右の側部開口を塞ぐ側壁の一部を形成する。つまり左右のファン筐体４２ｃ，４３ｃが、ダクト空間ＤＳを流れる空気Ａ２を第２排気口４２ｂ，４３ｂから第２開口部４６ｃまで一層円滑に導く整流用部材として機能する。その結果、ダクト空間ＤＳは、その側部開口に沿って多量の側壁部材５０を取り付ける必要がなくなり、製造効率が向上する。
【0060】
図２～図４に示すように、冷却モジュール２２は、ファン４２，４３の第１排気口４２ａ，４３ａの直後にフィン４０，４１を備える。そして、このフィン４０，４１の側面も、ファン筐体４２ｃ，４３ｃの後方に連続することで、ダクト空間ＤＳの左右開口を塞ぐ側壁の一部を形成する。
【0061】
図２に示すように、電子機器１０は、ダクト空間ＤＳの左右にそれぞれファン４２，４３を備えた構成では、さらにダクト空間ＤＳ内を左右に仕切る仕切り部材５４を備えてもよい。仕切り部材５４は、側壁部材５０と同一又は同様な材質で形成される。仕切り部材５４は、側壁部材５０の左右略中央から第２開口部４６ｃに向かって前後方向に帯状に延在する。仕切り部材５４は、ベーパーチャンバ３６の上面３６ｆとマザーボード２４の実装面２４ａとの間で起立し、両面３６ｆ，２４ａに密着する。
【0062】
仕切り部材５４は、ダクト空間ＤＳをＣＰＵ３０及びＤＣＤＣコンバータ３２が配置された第１空間Ｓ１と、ＧＰＵ３１及びＤＣＤＣコンバータ３３が配置された第２空間Ｓ１とに仕切ることができる。その結果、ダクト空間ＤＳは、左右のファン４２，４３の第２排気口４２ｂ，４３ｂから排出された空気Ａ２が、互いに衝突して流れが乱れ、或いは高温のＧＰＵ３１を冷却した高温の空気Ａ２によってＣＰＵ３０が温度上昇するような不都合の発生を抑制できる。
【0063】
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。
【符号の説明】
【0064】
１０ 電子機器
１４ 筐体
２２ 冷却モジュール
２４ マザーボード
３０ ＣＰＵ
３１ ＧＰＵ
３２，３３ ＤＣＤＣコンバータ
３６ ベーパーチャンバ
４２，４３ ファン
４２ａ，４３ａ 第１排気口
４２ｂ，４３ｂ 第２排気口
４６ 外壁
４６ａ，４６ｂ 第１開口部
４６ｃ 第２開口部
５０ 側壁部材
５４ 仕切り部材
ＤＳ ダクト空間
１４ 筐体
２２ 冷却モジュール
２４ マザーボード
３０ ＣＰＵ
３１ ＧＰＵ
３２，３３ ＤＣＤＣコンバータ
３６ ベーパーチャンバ
４２，４３ ファン
４２ａ，４３ａ 第１排気口
４２ｂ，４３ｂ 第２排気口
４６ 外壁
４６ａ，４６ｂ 第１開口部
４６ｃ 第２開口部
５０ 側壁部材
５４ 仕切り部材
ＤＳ ダクト空間
【要約】
【課題】冷却能力を向上することができる電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器は、外壁に第１開口部及び第２開口部を有する筐体と、筐体内に設けられ、発熱体を実装する基板と、筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、を備える。冷却モジュールは、吸気口、第１排気口、及び第２排気口が形成されたファン筐体を有するファンと、第１排気口と第１開口部との間に配置されるフィンと、基板と対向するように配置され、発熱体が発生する熱を吸熱するプレート型の熱拡散部材と、を有する。基板と熱拡散部材との間には、第２開口部に連通し、発熱体が配置されるダクト空間が形成され、第２排気口は、ダクト空間に臨んで開口している。
【選択図】図２
【解決手段】電子機器は、外壁に第１開口部及び第２開口部を有する筐体と、筐体内に設けられ、発熱体を実装する基板と、筐体内に設けられ、前記発熱体が発生する熱を吸熱する冷却モジュールと、を備える。冷却モジュールは、吸気口、第１排気口、及び第２排気口が形成されたファン筐体を有するファンと、第１排気口と第１開口部との間に配置されるフィンと、基板と対向するように配置され、発熱体が発生する熱を吸熱するプレート型の熱拡散部材と、を有する。基板と熱拡散部材との間には、第２開口部に連通し、発熱体が配置されるダクト空間が形成され、第２排気口は、ダクト空間に臨んで開口している。
【選択図】図２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】