JPH1098288A - 電子機器ケース、放熱板、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器とそのケースにおいて、回路基板な
どをケースにネジどめするためのボスに対して基板上の
ＣＰＵ等の発熱源から伝導する熱の畜熱によるケースの
ボス周辺部の熱変形等の問題を防止する。 【解決手段】 回路基板８をネジどめするための下ケー
ス３に突設されたボス１６のネジ１２を締め付けるため
のネジ穴２１の周囲に、空冷による放熱用の貫通穴２０
が形成されている。基板８のネジ１２を通すネジどめ穴
８１の周囲には、ボス１６の貫通穴２０に連通する通気
用の穴２２が形成されている。貫通穴２０と通気用の穴
２２を介してボス１６からの放熱を効率良く行え、ボス
１６での蓄熱による下ケース３のボス１６周辺部の熱変
形等の問題を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナルコンピ
ュータやワードプロセッサ等の電子機器、及びそのケー
ス、並びに電子機器内に設けられるＣＰＵ等の発熱源の
放熱に用いられる放熱板の放熱構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子機器の放熱構造を図１１，１
２により説明する。

【０００３】図１１は電子機器の一例としてラップトッ
プタイプのワードプロセッサの斜視図である。図１１
中、上ケース２と下ケース３から構成される本体ケース
の後部には出力手段であるプリンタ６（図１２参照）を
内蔵し、本体ケース前部には入力手段であるキーボード
１０を設け、表示手段である液晶ディスプレイ４を保持
した表示ケース１を未使用時にはキーボード１０を覆い
隠すように倒し、使用時には本体ケース上に立てるよう
な構造になっている。

【０００４】図１２はその断面図を示す。ここで、下ケ
ース３の底部にはシールド板９が置かれ、その上にＣＰ
Ｕ２５が搭載された回路基板８をネジ１２にて下ケース
３に突設されたネジどめ用のボス１６に固定し、更にそ
の上方にキーボード１０をネジ１２′にてボス１６′に
固定し、最後に上ケース２をかぶせる構造になってい
る。そして、発熱源であるＣＰＵ２５の温度上昇を防ぐ
為、ファン５を設けたり、ヒートシンク１１をＣＰＵ２
５の上面に接着固定したり、あるいはヒートシンク１１
より大きな不図示の平板状の放熱板をＣＰＵ２５上面に
接するように設け、ネジ１２で基板８と共にボス１６に
固定する方法がとられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年のＣＰＵ速度の向
上はめざましいものがあり、それに伴ってＣＰＵ自身の
発熱も大きくなる傾向にある。しかし、８０度前後にな
るＣＰＵの発熱の為だけにファンを設けるには、コスト
アップや騒音等のデメリットが大きい事から、もっぱら
ＣＰＵ素子自身による自然空冷が一般的であり、素子自
身の耐熱温度も向上しつつある。

【０００６】自然空冷の一手段として、前述のようにヒ
ートシンクをＣＰＵに接着固定する方法が挙げられる
が、この場合、接着剤の乾燥やヒートシンクの位置出し
等の手間が掛かり、生産性の低下が懸念されると共に、
近年電子機器の小型化が進み、ヒートシンクを付けるだ
けの高さが確保できない場合も多々ある。

【０００７】また、素子自身のみによる自然空冷の場
合、ＣＰＵから発生した熱は回路基板及び空気を介し
て、基板固定用のネジに伝導され、ネジを介して下ケー
スのネジどめ用ボスに伝わり、蓄熱によりボス周辺部の
熱変形（ＶＯグレードのＡＢＳ部材の熱変形温度は７０
〜８０度程度）を促し、ネジの緩みや下ケースの一部変
形等を発生させる可能性が有った。

【０００８】また、自然空冷では放熱効果が不足すると
して別部材の放熱板を使用する場合、放熱板の固定は前
述のように下ケースのボスに対するネジどめで行うの
で、上記と同様な下ケースのボス周辺部の熱変形の発生
が懸念される。

【０００９】そこで本発明の課題は、上記のような欠点
を解消できる簡単、安価な電子機器とそのケースの放熱
構造、及び放熱板の構造を提供する事にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、所定部材（例えば回路基板や放熱
板）をネジどめするためのネジどめ部（例えば内側に突
出したボス）を有する電子機器ケースにおいて、前記ネ
ジどめ部のネジを締め付けるためのネジ穴の周囲に空冷
による放熱用の貫通穴が形成された構造を採用した。

【００１１】また、前記ネジどめ部がボスとして内側に
突出して形成され、ネジを締め付けるためのネジ穴が形
成されたインサート部材が前記ボスの中央部に埋設され
ており、該インサート部材の一端はボス先端面に露出
し、他端は電子機器ケースの外側面に露出しており、該
インサート部材のボス先端側の端面より前記外側面側の
端面の面積が大きく形成された電子機器ケースの構造を
採用した。

【００１２】これらの構造によれば、放熱用の貫通穴な
いしインサート部材を介してネジどめ部（ボス）からの
放熱を効率良く行え、電子機器ケースのネジどめ部周辺
の熱変形やネジの緩みなどを防止できる。

【００１３】また、本発明によれば、電子機器内で所定
の固定手段（例えばネジ）により固定され、一部が電子
機器内の発熱源に接触して該発熱源の放熱を行うための
放熱板において、前記発熱源に接触する発熱源接触部と
前記固定手段に接触する固定手段接触部（例えばネジど
め用の穴が形成された部分）との間にスリットが例えば
螺旋状に形成され、該スリットにより前記発熱源接触部
から固定手段接触部までの熱の伝導経路の長さが該発熱
源接触部と固定手段接触部間の距離より長くされた構造
を採用した。

【００１４】このような構造によれば、熱の伝導経路の
長さにより、発熱源からの熱による固定手段接触部の温
度上昇を抑えることができる。

【００１５】さらに本発明によれば、ネジを締め付ける
ためのネジ穴が形成されたネジどめ部を有する電子機器
ケースと、該ケースの前記ネジどめ部に対しネジどめで
固定される所定部材とを有する電子機器において、前記
ケースのネジどめ部のネジ穴の周囲に空冷による放熱用
の貫通穴が形成されるとともに、前記所定部材のネジど
め用のネジを通すネジどめ穴の周囲に、前記貫通穴に連
通する通気用の穴が形成された構造を採用した。

【００１６】このような構造によれば、前記貫通穴と通
気用の穴を介してネジどめ部の放熱を効率良く行える。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。

【００１８】［第１の実施形態］本発明の第１の実施形
態を図１〜図６により説明する。まず図１，２，３は、
第１の実施形態による電子機器の本体ケースを構成する
下ケースに突設された回路基板ネジどめ用のボスの構造
を示す上面図、側面図、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図で
ある。

【００１９】図１〜３において、３は不図示の上ケース
と共に電子機器の本体ケースを構成する下ケースであ
り、プラスチックからなる。この下ケース３の内側面に
は、回路基板ネジどめ用のボス１６が下ケース３と一体
に形成されて突設されている。従来の回路基板ネジどめ
用のボスでは単にネジを締め付けるためのネジ穴が形成
されただけの構造であった。これに対し本実施形態のボ
ス１６では、全体として円筒形に形成されており、中心
にネジ穴２１が形成されたボス中央部１８の周囲、すな
わちネジ穴２１の周囲に、空冷による放熱用の貫通穴２
０がネジ穴２１に平行、つまりボス１６の軸方向に沿っ
て、ボス１６の先端面から下ケース３の外側面（図３中
下面）まで貫通して形成されている。そして、その外側
の外周部がボス中央部１８を囲む壁１７として形成さ
れ、且つボス１６の径方向に沿ってボス中央部１８と壁
１７の間を連結する補強リブ１９がここでは９０度間隔
で４つ形成されており、これにより貫通穴２０がそれぞ
れ９０度弱の円弧状の４つに区切られている。貫通穴２
０を設けたことによるボス中央部１８の強度不足を補強
リブ１９により補うことができる。

【００２０】次に、図４は、回路基板８をネジ１２によ
ってボス１６上に固定した状態を示す。回路基板８をボ
ス１６上に載せ、基板８に設けられたネジどめ穴８１に
ネジ１２を通し、ネジ１２をボス１６のネジ穴２１に締
め付けることにより、基板８がボス１６上に固定され
る。

【００２１】ここで、基板８に搭載されたＣＰＵ２５か
ら発生した熱は、基板８表面に形成された不図示のグラ
ンドパターン（他の導電パターンあるいは熱伝導専用の
金属膜パターンでもよい）及び基板８の基材を伝わって
ネジ１２に達し、更にネジ１２を介してボス１６の中央
部１８に伝導される。ボス中央部１８の外周は貫通穴２
０により常に外気と接触している構造となっている為、
熱は効率良く外気中に放出される。

【００２２】次に、更に放熱効率のアップを図る方法と
して、基板８に通気用の穴を設けた構造の上面図を図５
に示し、断面図を図６に示す。

【００２３】図５，６において、回路基板８のネジどめ
穴８１の周囲で、ネジ１２の頭部１３と干渉せず、且つ
ボス１６の貫通穴２０と連通する位置の複数箇所に通気
用の穴２２を形成している。

【００２４】このような構造によれば、図５，６に示す
ように基板８をネジ１２によりボス１２に固定した状態
で、外気が連通した貫通穴２０と穴２２を通って下ケー
ス３と不図示の上ケースからなる本体ケース内に通気さ
れ、また本体ケース内の空気が穴２２，２０を通って外
部に通気されるので、ボス１６に伝わった熱を更に効率
良く放出する事ができる。

【００２５】以上の構成によれば、ＣＰＵ２５から基板
８とネジ１２を介してボス１６に伝わった熱はボス１６
に蓄積されることなく効率良く外気中に放出され、蓄熱
による下ケース３のボス１６周辺部の熱変形、およびネ
ジ１２の緩み等の問題を防止することができる。

【００２６】［第２の実施形態］次に、図７は本発明の
第２の実施形態を示す断面図である。図７中において、
下ケース３のボス１６に対し、回路基板８がノイズのシ
ールドを行うシールド板９と共にネジ１２で固定されて
いる。

【００２７】本実施形態では、ボス１６の構造が第１の
実施形態と若干異なっており、ネジ穴２１が形成され、
下ケース３のプラスチックより熱伝導率の高い金属等か
らなるフランジ付インサート部材２３がボス中央部１８
に圧入ないしインサート成形により埋設されている。イ
ンサート部材２３の一端（図中上端）はボス１６の先端
面に露出し、他端（図中下端）は下ケース３の外側面に
露出している。その外側面側の端部にフランジが形成さ
れており、その端面をフランジ面２３１として示してあ
る。このフランジの位置によって、インサート部材２３
の熱を吸収する側（ボス１６先端側）の端面より、熱を
放出する側（下ケース３外側面側）の端面（フランジ面
２３１）の面積が大きくなっている。

【００２８】ボス１６のその他の部分の構造は第１の実
施形態と同様であり、壁１７と貫通穴２０と図７中不図
示の補強リブ１９が同様に設けられている。

【００２９】このような本実施形態によれば、回路基板
８に実装されたＣＰＵ２５からの熱は、基板８の基材と
パターンを伝わりネジ１２に達し、ボス１６のフランジ
付インサート部材２３に伝達され、下ケース３の外側面
に露出しているフランジ面２３１から外部に放出され
る。またインサート部材２３からボス中央部１８の外周
部に伝わり、貫通穴２０を介して外気中に放出される。

【００３０】本実施形態によれば、ボス１６の貫通穴２
０を介した放熱と共にフランジ付インサート部材２３を
介した放熱を行うので、第１の実施形態より更に放熱効
率を高めることができ、ボス１６部での蓄熱や温度上昇
を抑える事ができる。特に上述したインサート部材２３
の熱放出側と熱吸収側の面積の大小関係によりインサー
ト部材２３での放熱効率を向上できる。

【００３１】また、図７ではフランジ付インサート部材
２３のフランジ面２３１を平面としたが、このフランジ
面２３１に複数のリブを設ける事でフランジ面２３１の
面積を増大させれば更に放熱効果の向上が図れ、フラン
ジ面２３１の面積の増減により必要とする放熱容量を得
る事ができる。

【００３２】次に図８は、本実施形態の他の適用例とし
て、ＣＰＵの温度上昇を自然空冷だけでは下げる事がで
きないために、別部品の熱伝導率が高い金属からなるヒ
ートシンク２６を設けた場合の断面図を示す。ヒートシ
ンク２６の一端には不図示のＣＰＵが接触し、他端には
ネジどめ穴２６１が設けられている。そして、ネジどめ
穴２６１の位置を回路基板８のネジどめ穴８１に合わせ
てヒートシンク２６の端部を回路基板８上に重ね、ネジ
１２をネジどめ穴２６１，８１に通して下ケース３のボ
ス１６のフランジ付インサート部材２３のネジ穴２１に
締め付けることにより、ヒートシンク２６が基板８と共
にボス１６に固定される。

【００３３】この場合、ＣＰＵからボス１６に伝わる熱
は、ＣＰＵから基板８を伝わるルートと別部品のヒート
シンク２６を伝わるルートの熱の合算となり、伝わる熱
量は大きくなるが、上述のようにインサート部材２３の
フランジ面２３１の面積を大きくする事で放熱効率を高
め、ボス１６部の温度上昇を抑えることができる。

【００３４】また、本実施形態で基板８に設けられたグ
ランドパターンあるいは他の導電パターンないし熱伝導
専用のパターンをインサート部材２３の上面と接触する
ように設ける事で熱伝導率の更なる向上が図れる。

【００３５】［第３の実施形態］次に、本発明の第３の
実施形態を図９，１０により説明する。

【００３６】図９は、本実施形態で用いる放熱板２９の
上面図である。放熱板２９は熱伝導率が高い金属からな
り、放熱板２９の四隅には、放熱板２９を回路基板８と
共にネジ１２でボス１６に固定するためのネジどめ穴２
８が設けられている。また、放熱板２９には螺旋状のス
リット２７が形成されており、そのスリット２７に囲ま
れた中央部には、一段下方に落ち込むように折曲され、
放熱を必要とする発熱源の電子部品に接触させられる段
落ち平面部３０が設けられている。

【００３７】図１０は放熱板２９と回路基板８を下ケー
ス３のボス１６上に固定して下ケース３に組み付けた状
態を示す断面図である。ネジどめ穴２８，８１の位置を
合わせて基板８上に放熱板２９を重ね、ネジ１２をネジ
どめ穴２８，８１に通してボス１６のネジ穴に締め付け
ることにより、放熱板２９が基板８と共にボス１６上に
固定される。その前にＣＰＵ２５の上面に熱伝導率の高
い材料からなる熱伝導シート３１が置かれ、放熱板２９
が上記のように固定されると、その段落ち平面部３０の
位置がＣＰＵ２５上の熱伝導シート３１の上面に合致す
るようになっている。ここで、螺旋状のスリット２７を
設けた事により、段落ち平面部３０は弾性を有し、ＣＰ
Ｕ２５上の熱伝導シート３１に常に圧接状態で接触す
る。なお、ボス１６は第２の実施形態と同じ構造のもの
とする。

【００３８】この場合、ＣＰＵ２５の熱は、一部は基板
８に伝わるが、大部分は熱伝導率が高い熱伝導シート３
１を介して放熱板２９の中央部の段落ち平面部３０へ伝
導される。そして、段落ち平面部３０からスリット２７
の内側の螺旋状の狭い経路を経て、端部のネジどめ穴２
８部まで熱が伝わり、さらにネジ１２と基板８を介して
ボス１６に伝わる。ここで、スリット２７により段落ち
平面部３０からネジどめ穴２８部までの熱伝導経路を狭
め、その熱伝導経路の長さを段落ち平面部３０，ネジど
め穴２８間の距離より著しく長くして、熱勾配を低下さ
せる事により、ネジどめ穴２８付近の温度上昇を抑え、
ボス１６部の温度上昇を抑える事が可能となる。

【００３９】更に、ボス１６は第２の実施形態と同じ構
造であって、フランジ付インサート部材２３による放熱
と貫通穴２０による放熱によって効率良く放熱を行うこ
とができるので、下ケース３のボス１６周辺部の熱変形
やネジの緩みを防止する事ができる。

【００４０】ところで、上述した各実施形態において、
ボス１６は回路基板８、ヒートシンク２６ないし放熱板
２９をネジどめするものとしたが、これら以外の部材で
放熱が必要な部材のネジどめに使用して好適なことは勿
論である。

【００４１】また、ボス１６の形状は円筒状としたが、
これに限らず、例えば細長い突条状としてもよい。さら
に、下ケース３にボス１６のように突出せず平坦なネジ
どめ部が設けられている場合、そのネジどめ部のネジ穴
の周囲に貫通穴２０と同様の放熱用の貫通穴を形成して
もよい。

【００４２】また、第３の実施形態で放熱板２９はネジ
どめで下ケース３に固定するものとしたが、ネジどめ穴
２８を形成した部分に対応する部分で他の固定金具や接
着剤などの固定手段により固定するものとしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子機器
とそのケースによれば、ケースの回路基板等の所定部材
をネジどめするためのネジどめ部のネジ穴の周囲に形成
した空冷による放熱用の貫通穴、ないしはネジどめ部と
してのボスに埋設したインサート部材、さらに、ネジど
めされる所定部材のネジどめ穴の周囲に形成された通気
用の穴を介して、電子機器ケースのネジどめ部からの放
熱を効率良く行え、ネジどめ部での蓄熱によるネジどめ
部周辺の熱変形やネジの緩みなどの問題を防止すること
ができる。

【００４４】また、本発明の放熱板によれば、発熱源に
接触する発熱源接触部とネジ等の固定手段に接触する固
定手段接触部との間に形成された例えば螺旋状のスリッ
トによって、発熱源接触部から固定手段接触部までの熱
の伝導経路の長さが発熱源接触部と固定手段接触部間の
距離より長くされたことにより、発熱源からの熱による
固定手段接触部の温度上昇を抑えることができ、その温
度上昇による電子機器ケースの放熱板固定部周辺の熱変
形等の問題を防止することができるという優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における電子機器の下
ケースの回路基板ネジどめ用ボスの構造を示す上面図で
ある。

【図２】同ボスの構造を示す側面図である。

【図３】同ボスの構造を示す断面図である。

【図４】同ボスに回路基板をネジどめした状態を示す断
面図である。

【図５】同ボスに対し通気用の穴を形成した回路基板を
ネジどめした状態を示す上面図である。

【図６】同ボスに対し通気用の穴を形成した回路基板を
ネジどめした状態を示す断面図である。

【図７】第２の実施形態におけるネジどめ用ボスに回路
基板をネジどめした状態を示す断面図である。

【図８】同ボスに対し回路基板と共にヒートシンクをネ
ジどめした状態を示す断面図である。

【図９】第３の実施形態における放熱板の構造を示す上
面図である。

【図１０】同放熱板を回路基板と共にボスにネジどめし
た状態を示す断面図である。

【図１１】従来の電子機器の外観を示す斜視図である。

【図１２】同電子機器における放熱構造を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

３ 下ケース ８ 回路基板 ９ シールド板 １２ ネジ １８ ボス中央部 １９ 補強リブ ２０ 貫通穴 ２１ ネジ穴 ２２ 通気用の穴 ２３ フランジ付インサート部材 ２５ ＣＰＵ ２６ ヒートシンク ２７ スリット ２８ ネジどめ穴 ２９ 放熱板 ３０ 段落ち平面部 ３１ 熱伝導シート

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定部材をネジどめするためのネジどめ
   部を有する電子機器ケースにおいて、 前記ネジどめ部のネジを締め付けるためのネジ穴の周囲
   に空冷による放熱用の貫通穴が形成されたことを特徴と
   する電子機器ケース。
2. 【請求項２】 前記ネジどめ部は、少なくとも回路基板
   をネジどめするためのネジどめ部であることを特徴とす
   る請求項１に記載の電子機器ケース。
3. 【請求項３】 前記ネジどめ部がボスとして内側に突出
   して形成されたことを特徴とする請求項１または２に記
   載の電子機器ケース。
4. 【請求項４】 ネジを締め付けるためのネジ穴が形成さ
   れたインサート部材が前記ボスの中央部に埋設されてお
   り、該インサート部材の一端はボス先端面に露出し、他
   端は電子機器ケースの外側面に露出しており、該インサ
   ート部材のボス先端側の端面より前記外側面側の端面の
   面積が大きく形成されたことを特徴とする請求項３に記
   載の電子機器ケース。
5. 【請求項５】 電子機器内で所定の固定手段により固定
   され、一部が電子機器内の発熱源に接触して該発熱源の
   放熱を行うための放熱板において、 前記発熱源に接触する発熱源接触部と前記固定手段に接
   触する固定手段接触部との間にスリットが形成され、該
   スリットにより前記発熱源接触部から固定手段接触部ま
   での熱の伝導経路の長さが該発熱源接触部と固定手段接
   触部間の距離より長くされたことを特徴とする放熱板。
6. 【請求項６】 前記スリットが螺旋状に形成されたこと
   を特徴とする請求項５に記載の放熱板。
7. 【請求項７】 電子機器内でネジどめにより固定され、
   前記固定手段接触部として、ネジどめ用の穴を形成した
   部分を有することを特徴とする請求項５または６に記載
   の放熱板。
8. 【請求項８】 ネジを締め付けるためのネジ穴が形成さ
   れたネジどめ部を有する電子機器ケースと、該ケースの
   前記ネジどめ部に対しネジどめで固定される所定部材と
   を有する電子機器において、 前記ケースのネジどめ部のネジ穴の周囲に空冷による放
   熱用の貫通穴が形成されるとともに、 前記所定部材のネジどめ用のネジを通すネジどめ穴の周
   囲に、前記貫通穴に連通する通気用の穴が形成されたこ
   とを特徴とする電子機器。