JP2001210981A

JP2001210981A - 放熱構造を有する電子機器および放熱構造を有するテレビゲーム機

Info

Publication number: JP2001210981A
Application number: JP2000020261A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nagata; 秀夫永田; Junji Takamoto; 純治高本; Yuji Hori; 祐治堀
Original assignee: Nintendo Co Ltd
Current assignee: Nintendo Co Ltd
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2001-08-03
Also published as: US20010027132A1; KR100747316B1; MXPA01000977A; HK1039989B; BR0102363A; US6565444B2; TW566220U; CA2332200C; EP1122631A3; CN1316682A; EP1122631A2; CN1205525C; KR20010078047A; CA2332200A1; AU779571B2; HK1039989A1; AU1667601A

Abstract

(57)【要約】【課題】高価なヒートポンプ等の部品を用いることな
く、安価な構成で、半導体素子を熱的に破壊することの
ないように良好な放熱効果の得られる、放熱構造を有す
る電子機器を提供することである。【構成】ハウジングの側面に吸気孔と排気孔が設けら
れ、吸気孔と排気孔を結ぶ線上の空気の流れる空間に空
気流動経路を作る。複数の放熱フィンの形成された放熱
部材が、プリント基板に実装された半導体素子に対し
て、絶縁した状態でかつ半導体素子から発生される熱を
熱的に伝達可能に、取付けられる。放熱部材は、複数の
放熱フィンが空気流動経路に沿うように、半導体素子及
びプリント基板に関連的に配置される。吸気孔と排気孔
の少なくとも一方と放熱部材の一方端部との間には、放
熱ファンが配置される。放熱ファンは、吸気孔から外気
を吸入して、その外気を放熱部材の複数の放熱フィンの
間の溝を流動させて、排気孔から外部へ放出させると
き、放熱フィンから発散又は放散された熱を流動空気と
ともに外部へ放出し、半導体素子の発生する熱をハウジ
ングの外へ放出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は放熱構造を有する
電子機器及び放熱構造を有するテレビゲーム機に関し、
特に例えば半導体素子（ＣＰＵ等）を内蔵したパーソナ
ルコンピュータや家庭用ビデオゲーム機やＤＶＤプレイ
ヤ等の電子機器に適用され、半導体素子が画像処理等の
ディジタル処理を行う動作時に発生した熱を効率的に排
気して半導体素子の熱的破壊を防止するようにした、放
熱構造を有する電子機器および放熱構造を有するテレビ
ゲーム機に関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ（パソコンと略
称する）や家庭用ビデオゲーム機（テレビゲーム機）や
ＤＶＤプレイヤ等の電子機器は、高速処理の可能な中央
処理ユニット（ＣＰＵ）や画像処理ユニット等の半導体
素子を実装したプリント基板を内蔵しており、これらの
半導体素子及び又はプリント基板から発生される熱を外
部に放熱して、半導体素子が熱によって破壊されないよ
うに配慮する必要がある。

【０００３】従来の電子機器の放熱構造又は冷却構造と
しては、特開平１０−４９２５９号（先行技術１）と特
開平１０−５１１７０号（先行技術２）が知られてい
る。先行技術１は、ＣＰＵ等の半導体素子に放熱板を直
接接続し、放熱板を介して自然放熱するもの（自然放熱
方式）である。先行技術２は、ＣＰＵ等の上部に小型フ
ァンを取り付けて強制的に放熱する技術（図８〜図１０
の強制放熱方式）と、ＣＰＵ等に放熱板を接続しかつ放
熱板にヒートパイプを取付けて放熱板及びヒートパイプ
を小型ファンの位置まで延伸させて強制的に冷却する方
式（図１〜図７の強制冷却方式）を開示している。

【０００４】また、従来のノートパソコンは、薄型化の
ため、光学式情報記録媒体を読み取るための光学式情報
読取ユニットと、ＣＰＵ等の半導体素子を実装したプリ
ント基板とを平面的に異なる領域に配置していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】先行技術１の自然放熱
方式は、安価にして半導体素子の熱的破壊を防止できる
が、ＣＰＵ等の動作周波数が高く高速処理するもの又は
集積度が高く発熱量の大きな半導体素子の場合におい
て、十分な放熱効果が得られない。一般に、自然放熱方
式では、電子機器の筐体の容積が１l 当り１０Ｗ程度が
限界であり、これを超えると強制放熱方式又は強制冷却
方式を採用する必要があるといわれている。

【０００６】先行技術２の強制放熱方式は、小型ファン
の配置位置がＣＰＵ等の半導体素子の実装位置に制限さ
れ、電子機器の入出力コネクタ又は外部記憶装置等の配
置位置の制限を受け、配置位置によって放熱効果も影響
を受ける。先行技術２の強制冷却方式は、管内にメッシ
ュウィックを設けて蒸気流と凝縮液を還流させるヒート
パイプを用いる必要があるので、ヒートパイプが極めて
高価となり、また小型ファン（放熱ファン）にアルミダ
イキャストを用いているので、小型ファンが高価とな
り、冷却システム全体のコストが極めて高価となる。従
って、強制冷却方式は、冷却効率に対するコストが極め
て高くなる。また、強制冷却方式は、ヒートパイプと放
熱板の形状によって半導体素子の配置位置の制約を受
け、回路基板（プリント基板）の設計の自由度を無く
し、ハウジングのデザインにも制約を受ける。

【０００７】また、電子機器がノートパソコンの場合
は、机上又は膝上で使用するので、平面形状のサイズが
大きくても問題が生じない。ところが、電子機器が家庭
用テレビゲーム機の場合は、家庭用テレビジョン受像機
の近傍に置かれて使用されるので、床に置かれて使用さ
れる場合が多く、その場合に平面形状のサイズが大きい
と邪魔になり、薄型だと誤って使用者に踏まれ易い。薄
型のテレビゲーム機が使用者によって踏まれると、ハウ
ジングの破損だけでなく、内部の各種部品を損傷するこ
とが多く、損傷した部品が高価な光学式情報読取ユニッ
トやＣＰＵの実装されたプリント基板等であれば、修理
費用が高額となり、使用者の負担を増大させる問題もあ
る。

【０００８】それゆえに、この発明の主たる目的は、上
述の問題点を解消するためになされたもので、安価な構
成で、半導体素子を熱的に破壊することがない程度に良
好な放熱効果が得られ、コストパフォーマンスの優れた
放熱構造を有する電子機器および放熱構造を有するテレ
ビゲーム機を提供することである。この発明の他の目的
は、放熱部材の構造と、吸気孔と排気孔と強制排気用の
放熱ファンとの位置的関係を適切に選ぶことによって、
安価な構造でも放熱効果が高い、放熱構造を有する電子
機器および放熱構造を有するテレビゲーム機を提供する
ことである。この発明のその他の目的は、高価なヒート
パイプやアルミダイキャストを使用した小型ファンを用
いることなく、安価で放熱効果の優れた、放熱構造を有
する電子機器および放熱構造を有するテレビゲーム機を
提供することである。この発明のさらに他の目的は、平
面形状が小さく、使用に際して邪魔にならず、誤って踏
みつけられる可能性を低減でき、誤って踏みつけられて
も内部部品の損傷を軽減し得る、放熱構造を有する電子
機器および放熱構造を有するテレビゲーム機を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の放熱構造を有
する電子機器（請求項１に記載の第１の発明）は、少な
くとも１個の半導体素子と、プリント基板と、ハウジン
グと、放熱部材と、放熱ファンとを備える。半導体素子
は、その動作によって電子機器の所望の動作を実行し、
動作時に発熱を伴うものであって、例えば中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ），画像処理ユニット，音源処理ユニッ
ト，半導体メモリ等が含まれる。プリント基板には、少
なくとも１個の半導体素子が実装される。ハウジング
は、プリント基板を収納可能な空間を有し、側面に排気
孔を形成するとともに、排気孔から離れた位置に吸気孔
を形成し、排気孔と吸気孔を結ぶ線上（直線又は曲線の
何れでもよい）の間に空気の流れる空気流動経路を有す
るように構成される。放熱部材は、ハウジング内の空気
流動経路上に配置され、半導体素子と電気的に絶縁され
かつ半導体素子から発生された熱を伝達可能に構成さ
れ、空気流動経路に沿って複数の溝部が形成される。放
熱ファンは、吸気孔並びに排気孔の少なくとも一方とそ
れに近傍の放熱部材の一方端部との間に設けられる。

【００１０】この発明の放熱構造を有する電子機器（請
求項１に記載の第２の発明）は、表示装置に接続して使
用され、画像表示のためのデータが光学的に記録された
光学式情報記録媒体を着脱自在に装着して使用される電
子機器であって、光学式情報読取ユニットと、少なくと
も１個の半導体素子と、プリント基板と、ハウジング
と、放熱部材と、放熱ファンとを備える。半導体素子
は、その動作によって電子機器の所望の動作を実行し、
動作時に発熱を伴うものであって、例えば中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ），画像処理ユニット，音源処理ユニッ
ト，半導体メモリ等が含まれる。プリント基板には、半
導体素子が実装される。ハウジングは、その上面に光学
式情報記録媒体を着脱自在に装着するための装着部が形
成され、少なくとも光学式情報読取ユニットとプリント
基板を高さ方向に積層して収納可能な空間を有し、光学
式情報読取ユニットを装着部に関連する位置に収納しか
つプリント基板を光学式情報読取ユニットの下方に所定
の間隔を空けて積層して収納し、その高さ方向のプリン
ト基板の収納位置に関連する側面に排気孔を形成すると
ともに、排気孔から離れた位置に吸気孔を形成し、排気
孔と吸気孔を結ぶ線上の間に空気の流れる空気流動経路
を有する。放熱部材は、ハウジング内の空気流動経路上
に配置され、半導体素子と電気的に絶縁されかつ半導体
素子から発生された熱を伝達可能に構成され、空気流動
経路に沿って複数の溝部が形成される。放熱ファンは、
吸気孔並びに排気孔の少なくとも一方とそれに近傍の放
熱部材の一方端部との間に設けられる。

【００１１】

【作用】第１の発明では、半導体素子によって発生され
た熱は、放熱部材に伝えられ、放熱部材の複数の放熱フ
ィンから放散される。放熱ファンが回転して吸気孔から
外気を吸入し及び／又は排気孔から強制排気（又は換
気）するとき、ハウジングの外側の冷えた空気（外気）
が吸気孔から吸入される。その冷えた空気が放熱部材の
溝部を含む空気流動経路に沿って流動されることによ
り、放熱部材から放散された熱とともに排気孔からハウ
ジングの外側へ強制的に排気され、それによって放熱部
材及び半導体素子を冷却する。

【００１２】第２の発明では、使用に際して光学式情報
記録媒体が光学式情報読取ユニットに装着される。光学
式情報読取ユニットは、光学式情報記録媒体に記録され
ている画像表示のためのデータを読み取る。半導体素子
は、光学式情報読取ユニットによって読み取られた画像
表示のためのデータを処理することにより、表示のため
の画像データを発生して表示装置に供給するが、その動
作に伴って熱を発生する。半導体素子によって発生され
た熱は、放熱部材に伝えられ、放熱部材の複数の放熱フ
ィンから放散される。放熱ファンが回転して吸気孔から
外気を吸入し及び／又は排気孔から強制排気（又は換
気）するとき、ハウジングの外側の冷えた空気（外気）
が吸気孔から吸入される。その冷えた空気が放熱部材の
溝部を含む空気流動経路に沿って流動されることによ
り、放熱部材から放散された熱とともに排気孔からハウ
ジングの外側へ強制的に排気され、それによって放熱部
材及び半導体素子を冷却する。

【００１３】好ましくは、プリント基板と放熱部材が箱
状の金属ケースで覆われ、熱が金属ケース内で閉じ込め
られながら、空気が放熱部材の溝部を含む空気流動経路
に沿って流れることにより、効率的に排気される。これ
によって、熱が金属ケースの外に伝達されるのを低減
し、他の部品に対して熱的悪影響を抑制できる。

【００１４】

【発明の効果】この発明（請求項１〜７）によれば、比
較的安価な構成で、半導体素子が熱的に破壊するのを防
止できる程度に良好な放熱効果が得られ、コストパフォ
ーマンスの優れた放熱構造が得られるという特有の効果
が奏される。また、この発明（請求項１〜７）によれ
ば、吸気孔と排気孔と強制排気用の放熱ファンとの位置
的関係を適切に選び、かつ放熱部材の構造を適宜の構成
にすることによって、ヒートパイプを用いる必要がな
く、安価な構成で高い放熱効果が得られるという特有の
効果が奏される。

【００１５】さらに、この発明（請求項８〜１４）によ
れば、光学式情報読取ユニットとプリント基板を積層し
てハウジングに収納しているので、ハウジングの平面形
状を小さくでき、床面に置いて使用する場合でも邪魔に
なることを可能な限り低減でき、使用者が誤って踏みつ
ける可能性を低減でき、誤って踏みつけても内部の各種
部品の損傷を軽減できるという特有の効果が奏される。

【００１６】

【実施例】以下に説明する実施例では、放熱構造を有す
る電子機器の一例として、家庭用ビデオゲーム機（テレ
ビゲーム機）に適用した場合を説明するが、この発明の
技術思想を適用できる機器がテレビゲーム機に限定され
ず、ＣＰＵや画像処理ユニット等を内蔵するパソコン，
ＤＶＤ再生装置等の各種電子機器にも適用できることを
予め指摘しておく。

【００１７】図１はこの発明の一実施例の放熱構造を有
する電子機器の一例のテレビゲーム機の正面上部から見
た斜視図である。図２はテレビゲーム機の正面と右側面
から見た斜視図である。図３はテレビゲーム機の背面と
裏面から見た斜視図である。次に、図１〜図３を参照し
て、この実施例のテレビゲーム機１０の構成の概略を説
明する。

【００１８】テレビゲーム機（又はテレビゲーム機本
体）１０は、図１〜図３に示すように、略立方体のハウ
ジング１１を含む。ハウジング１１は、上ハウジング１
１ａと下ハウジング１１ｂとから構成される。上ハウジ
ング１１ａの正面には、開口孔１１１が形成される。開
口部１１１（後述の図６参照）には、後述のコントロー
ラ接続用パネル１２が装着される。上ハウジング１１ａ
の一方側面（正面から見て右側面）には、吸気孔１１２
が形成される。吸気孔１１２に対抗する他方側面（正面
から見て左側面）には、排気孔１１３が形成される。こ
れらの吸気孔１１２及び排気孔１１３（但し、排気孔１
１３は図１，図２では隠れて見えない）は、図示のよう
に小さな貫通孔を複数個形成して構成するか、１個の大
きな貫通孔にメッシュ状のフイルタを設けてもよい。上
ハウジング１１ａの上面（図１，図２から見て平面）に
は、蓋部材１３が開閉自在に装着される。蓋部材１３
は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光学式情報記憶媒
体を装着するときに開閉される。また、上ハウジング１
１ａの上面には、電源スイッチ１４が設けられる。ハウ
ジング１１の背面には、テレビゲーム機１０を移動する
際の把手１５が設けられるとともに、開口部１１４が形
成される。下ハウジング１１ｂの底面には、後述の図４
に詳細に示すように、メモリユニット３１を収納するた
めの凹部（又は開口凹部）１１５及び通信モデムユニッ
ト３２を収納するための凹部（又は開口凹部）１１６が
形成される。凹部１１５には、後述のＲＡＭ４４の拡張
用として使用されるメモリユニット３１が着脱自在に装
着される。凹部１１６には、通信機能を拡張するための
通信モデムユニット３２が着脱自在に装着される。これ
らの凹部１１５とメモリユニット３１、及び凹部１１７
と通信モデムユニット３２には、それぞれ相互に着脱自
在に構成するために、係合可能な係合爪と係合凹部から
なるロック機構（図示せず）が形成される。

【００１９】コントローラ接続用パネル１２には、テレ
ビゲーム機１０の操作器（又はゲームコントローラ；図
示せず）を着脱自在に接続するためのコネクタ２２ａ〜
２２ｄが装着されるとともに、バックアップデータを記
憶するためのメモリカートリッジ（図示せず）を着脱自
在に接続するためのコネクタ２３ａ，２３ｂが装着され
る。

【００２０】図４は図１における線ＩＶ−ＩＶに沿う断
面図、図５は図１における線Ｖ−Ｖに沿う断面図であ
る。図６及び図７はテレビゲーム機１０の内部構造の詳
細を示す分解斜視図である。次に、図４ないし図７を参
照して、テレビゲーム機１０の具体的な構成と放熱構造
の詳細を説明する。

【００２１】下ハウジング１１ｂは、その平面形状が略
正方形であって、その平面部分を囲むように側壁１１７
が形成される。また、下ハウジング１１ｂの側壁１１７
で囲まれる内部には、プリント基板４１及び後述の光学
式情報記読取ユニット６０を所定の位置関係で保持する
ために、複数のスペーサ１１８が形成される。下ハウジ
ング１１ｂの底面に形成された凹部１１５及び凹部１１
６には、コネクタ挿入用孔が形成される。

【００２２】ハウジング１１内には、プリント基板４１
（図４〜図６参照）が収納される。プリント基板４１
は、所望の回路パターンが形成され、その基板上に半導
体素子又は半導体部品４２〜４４が後述の空気流動経路
に沿って実装される。半導体素子としては、例えばゲー
ムプログラムを実行するための中央処理ユニット（ＣＰ
Ｕ）４２，画像処理ユニット（又は画像処理ＩＣ）４３
及び書込可能なメモリ（ＲＡＭ）４４が含まれる。この
ＲＡＭ４４は、画像処理する場合の画像データをビット
マップ形式で記憶するためのグラフィックメモリ及び／
又は処理中の各種データを一時記憶するワーキングメモ
リとして使用される。これらの半導体素子４２〜４４
は、例えばプリント基板４１の奥行き方向の略中央であ
って、横方向（すなわち、放熱のための空気の流動方
向）に並べて配置して実装される。半導体素子４２〜４
４のうち発熱量の大きなものは画像処理ユニット４３で
あり、次に大きなものがＣＰＵ４２である。

【００２３】また、プリント基板４１には、メモリユニ
ット３１と通信モデムユニット３２の装着位置に対応す
るその底面の位置に、コネクタ３３，３４が装着され
て、プリント基板４１の所定の回路パターンに電気的に
接続される。これらのコネクタ３３，３４は、凹部１１
５及び凹部１１６のコネクタ挿入用孔を介して露出され
る。さらに、プリント基板４１の正面（フロント）側端
部には、コントローラ接続用パネル２０の各コネクタ２
１ａ〜２１ｄ及び２２ａ，２２ｂと電気的に接続するた
めのコネクタ３５，３６が装着される。背面側となるプ
リント基板４１の端部には、電源及びＡＶケーブルと接
続するためのコネクタ３７，３８が装着される。

【００２４】半導体素子４２〜４４のパッケージ上面に
は、絶縁性かつ熱伝導性を有する熱伝導性シート（図示
せず）が貼着される。熱伝導性シートの上には、後述の
空気流動方向に沿って放熱部材４５が貼着される。放熱
部材４５は、例えば図５に示すように、断面形状が櫛型
となるように、板状部分の上部に複数の放熱フィンと複
数の溝を一体的に形成して構成される。放熱部材４５の
平面形状は、吸気孔１１２と排気孔１１３を結ぶ空気流
動経路が直線状の場合、換言すれば吸気孔１１２と排気
孔１１３が対称な側面に形成されている場合であれば、
放熱部材４５の平面形状が長方形又は正方形の矩形状に
形成される。放熱フィン及び／又は２つの放熱フィンで
挟まれる溝の数は、所定の計算式によって算出される半
導体素子４２〜４４の発熱量に基づいて決定される。放
熱部材４５の形成方法としては、その平面形状が矩形の
場合、例えばアルミの熱間押出方法によって成形され
る。なお、放熱部材４５は、アルミダイキャスト又は切
出し成形（肉厚の厚い１枚のアルミ板を一定間隔で削っ
て、複数の溝と放熱フィンを形成したもの）によって成
形してもよい。

【００２５】ハウジング１１内には、金属ケース５１が
収納される。金属ケース５１は、半導体素子４２〜４４
と放熱部材４５とが実装されたプリント基板４１を覆っ
た状態で熱を閉じ込めると同時に、不要輻射の電磁波が
漏れるのを防止するために用いられる。具体的には、金
属ケース５１は、上ケース５１ａと下ケース５１ｂから
なり、上ケース５１ａと下ケース５１ｂによって囲まれ
る空間が各種電子部品の実装されたプリント基板４１を
収納可能に選ばれる。この金属ケース５１の上ケース５
１ａと下ケース５１ｂの何れか一方（又は両方。実施例
では５１ａ）には、放熱部材４５の放熱フィンに沿う方
向（正面から見て左右）の側面（又は複数の溝）に対応
する位置（正面から見て右側の吸気孔１１２側と正面か
ら見て右側の排気孔１１３側）に、第１の貫通孔５１１
と第２の貫通孔５１２がそれぞれ複数個形成される。よ
り好ましくは、第１の貫通孔５１１と第２の貫通孔５１
２とは、放熱部材４５の各溝に対向する位置に溝の深さ
方向に所定数の孔が開けられ、各放熱フィンに対向する
部分に孔が開けられないように、孔開け位置が選ばれ
る。このように放熱部材４５の複数の溝の位置と第１の
貫通孔５１１，第２の貫通孔５１２の位置を適当に選定
することにより、放熱効果を一層高めることができる。
さらに好ましくは、排気孔１１３の近傍の上ケース５１
ａの上面には、排気用孔の面積を大きくするために、複
数の貫通孔５１３が形成される。

【００２６】排気孔１１３と放熱部材４５の間には、放
熱ファン５２が設けられる。放熱ファン５２としては、
小型モータでファンを回転自在に構成された縦型ファン
が用いられる。この放熱ファン５２と複数の貫通孔５１
２，５１３の形成された上ケース５１ａとの間には、効
率的に排気するためのダクト５３が形成される。

【００２７】上ハウジング１１ａの上面には、円形の開
口部１１９が形成され、この開口部１１９を覆うように
蓋１３が開閉自在に装着される。開口部１１９の下方に
は、光学式情報読取ユニット６０が収納される。光学式
情報読取ユニット６０は、例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ
等の光学式情報記録媒体６１に光学的に記録された情報
を読み取るものであって、光学式情報記録媒体６１を回
転自在に支持する支持機構６２と、ピックアップ部６３
と、回転機構６４と、ピックアップ部６３の位置決め機
構６５とを含む。支持機構６２には、その下方に平面形
状の周縁に沿う側壁部６２１が形成される。側壁部６２
１は、プリント基板４１の半導体素子４２〜４４から発
生されかつ放熱部材４５を介して放散された熱の一部が
金属ケース５１から若干漏れても、光学式情報読取ユニ
ット６０内のピックアップ部６３に伝達されるのをでき
る限り低減するために形成される。その理由は、電子機
器１０に使用される電子部品のうち、最も熱に弱い部品
がピックアップ部６３だからである。ピックアップ部６
３は、例えば発光ダイオード又は半導体レーザー等の発
光素子と、発光素子から発せられた光が光学式情報記録
媒体６１に反射して帰ってきたときの反射光を受光する
受光素子と、発光素子及び受光素子の位置を変化させる
位置決め機構とを含む。

【００２８】ハウジング１１内の光学式情報読取ユニッ
ト６０の下方には、光学式情報読取ユニット６０を駆動
制御するための制御回路基板６５が収納される。制御回
路基板６５は、電磁波ノイズ又は不要輻射を低減又は防
止するための金属ケース６６に覆われる。この金属ケー
ス６６の側面には、吸気用と排気用の貫通孔が形成され
る。但し、制御回路基板６５に実装される回路部品の発
熱量はプリント基板４１に実装される半導体素子４２〜
４４に比べて大幅に少ないので、金属ケース６５に形成
される貫通孔の数（又は貫通孔の合計面積）は金属ケー
ス５１の貫通孔５１１〜５１３の数（貫通孔の合計面
積）に比べて大幅に少なくても足りる。

【００２９】テレビゲーム機１０は、次の工程で組立ら
れる。すなわち、下ハウジング１１ｂが作業台上に置か
れ、下ハウジング１１ｂ内に下ケース５１ｂが所定の位
置に位置決めされて入れられる。その上には、半導体素
子４２〜４４，放熱部材４５，コネクタ３３，３４及び
その他の必要な電子部品が実装されたプリント基板４１
が重ねられる。その上には、上ケース５１ａが被せられ
る。このとき、吸気孔１１２から排気孔１１３に至る空
気流動経路上に、放熱部材４５の溝と放熱フィンが位置
するように、それぞれ位置決めされる。貫通孔５１２，
５１３の近傍には、放熱ファン５２が取り付けられる。
金属ケース５１の上部には、金属ケース６６に覆われた
制御回路基板６５が重ねて配置される。その上部には、
光学式情報読取ユニット６０が重ねて配置され、かつ光
学式情報読取ユニット６０の底面に形成された支柱６２
２が下ハウジング１１ｂに形成された少なくとも２個の
スペーサ１１８に嵌合される。

【００３０】操作パネル１２は、テレビゲーム機用コン
トローラ（図示せず）を接続するための複数のコネクタ
２１ａ〜２１ｄ，バックアップメモリ（図示せず）を接
続するためのコネクタ２２ａ，２２ｂが予め装着された
状態で準備される。この操作パネル１２は、下ハウジン
グ５１ｂの正面部分の上部に係合される。また、金属ケ
ース５１ａには、電源スイッチ１４が装着される。そし
て、光学式情報読取ユニット６０の上部から上ハウジン
グ１１ａが被せられる。上ハウジング１１ａと下ハウジ
ング１１ｂとは、下ハウジング１１ｂの裏面から螺子
（図示せず）によってねじ止めされる。その後で、蓋部
材１３が上ハウジング１１ａの上面に開閉自在に取付け
られる。

【００３１】以上のように組み立てることにより、ハウ
ジング１１内には、金属ケース５１の下ケース５１ａ，
プリント基板４１，上ケース５１ｂ，制御回路基板６
５，金属ケース６６及び光学式情報読取ユニット６０が
下から順に積層されて収納されることになる。

【００３２】以上のように構成することにより、ハンジ
ング１１の側面に形成された吸気孔と排気孔を結ぶ空気
流動経路上に放熱部材を設け、放熱部材の複数の放熱フ
ィンから放散された熱を空気流動経路の終端の放熱ファ
ンによって強制的に排気しているので、放熱部材及び半
導体素子を効率良く冷却でき、比較的安価な構成で、半
導体素子が熱的に破壊するのを防止できる程度に良好な
放熱効果が得られ、コストパフォーマンスの優れた放熱
構造が得られる。しかも、吸気孔と排気孔と強制排気用
の放熱ファンとの位置的関係を適切に選び、かつ放熱部
材の構造を適宜の構成にすることによって、ヒートパイ
プを用いる必要がなく、安価な構成で高い放熱効果が得
られる。好ましい実施例では、プリント基板と放熱部材
が箱状の金属ケースで覆われており、熱が金属ケース内
で閉じ込められながら、空気が放熱部材の溝部を含む空
気流動経路に沿って流れることにより、効率的に排気さ
れる。これによって、熱が金属ケースの外に伝達される
のを低減し、他の部品に対して熱的悪影響を抑制でき
る。

【００３３】以上のように組み立てることにより、ハウ
ジング１１内には、金属ケース５１の下ケース５１ａ，
プリント基板４１，上ケース５１ｂ，制御回路基板６
５，金属ケース６６及び光学式情報読取ユニット６０が
下から順に積層されて収納されることになる。このよう
に、プリント基板４１と光学式情報読取ユニット６０及
び／又は制御回路基板６５の積層構造を採用すると、ハ
ウジング１１の平面形状が小さい面積で済み、組立が容
易であり、生産能率を向上でき、安価に製造できる利点
がある。また、ハウジング５１の平面形状を小さくしか
つ高さ（厚さ）方向に延ばしているので、略立方体のよ
うな形状となり、テレビゲーム機１０を床面に置いて使
用しても、場所を取らず、そのため邪魔にもならず、使
用者によって踏みつけられる可能性を低減できる。もし
も、使用者によって踏みつけられた場合でも、テレビゲ
ーム機１０の本体の高さがあるので、使用者が踏み付け
る足に全体重を移動する前に何かを踏んでいることに気
付き易く、全体重を載せて踏み付けることを防止でき、
ハウジング１１内部の各種部品を全損することもなく、
部品の損傷を最小限に防止でき、修理する場合の使用者
の負担を軽減できる。しかも、ハウジング１１の形状を
略立方体にすることにより、ノートパソコンのような偏
平なハウジング構造よりも、ハウジング１１自体の強度
を増加でき、一層使用者に誤って踏まれることによる破
損又は損傷を少なくすることができる。

【００３４】なお、メモリユニット３１及び／又は通信
モデムユニット３２は、テレビゲーム機１０とは別売さ
れ、使用者が必要に応じて買い足して、後からテレビゲ
ーム機１０の下ハウジング１１ｂに機構的に装着しかつ
プリント基板４１に電気的に接続されて、拡張機能を使
用されることになる。また、メモリユニット３１に代え
て、ハードディスクをコネクタ３４に接続するようにし
てもよい。

【００３５】

【他の実施例】次に、この発明の他の実施例ないし変形
例について説明する。この発明の電子機器の用途とし
て、この発明の放熱構造は、テレビゲーム機のみなら
ず、パソコン，ＣＤプレイヤ，ＤＶＤプレイヤ等の機器
にも使用可能である。その場合、操作パネル２１に装着
されるコネクタに代えて、この発明が適用される電子機
器の種類・用途によって、使用されるコネクタや操作ス
イッチ等が異なり、例えば電子機器がＤＶＤプレイヤの
場合であればＤＶＤプレイヤを操作するための各種スイ
ッチや動作状態を表示するためのインジケータ等が設け
られることになる。また、上述の実施例では、放熱部材
と空気流動経路が直線状に配置された場合を説明した
が、その他の例として、吸気孔１１２と排気孔１１３が
隣接する側面（又は直交する側面；例えば吸気孔１１２
を背面、排気孔１１３を左側面）に形成し、吸気孔１１
２と排気孔１１３を結ぶ空気流動経路が円弧状（又は角
の部分が小さな円弧を有するＬ字状）に形成され、放熱
部材４５の平面形状が空気流動経路に沿う円弧状（又は
Ｌ字状）に形成してもよい。また、操作パネル１２を正
面に設ける必要のない電子機器においては、吸気孔１１
２と排気孔１１３をハウジング１１の正面と背面に形成
してもよい。その場合は、プリント基板４１に実装され
る半導体素子４２〜４４の配置位置及び放熱部材４５の
溝の方向が吸気孔１１２と排気孔１１３の位置に対応し
て変更されることになる。また、上述の実施例では、吸
気孔１１２が右側面の場合を説明したが、光学式情報読
取ユニット６０に光学式情報記録媒体６１を装着する方
法を上面扉１３の開閉方式ではなく、正面パネルの前面
に引き出すようなフロントローディング方式として、プ
リント基板４１を最上段に積層する構造に選べば、ハウ
ジング１１の上面に吸気孔１１２を形成してもよい。そ
の場合、金属ケース５１の上面には、吸気用の貫通孔５
１１が形成されることになる。さらに、上述の実施例で
は、放熱ファン５２が排気用ファンとして用いられた場
合を説明したが、他の方法として、吸気孔１１２と放熱
部材４５の間に設けることにより、吸気用ファンとして
用いてもよい。そして、放熱効果をより一層高めるため
に、放熱ファン５２を吸気孔１１２と排気孔１１３の両
方に設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の放熱構造を有する電子機
器の一例のテレビゲーム機の正面上部から見た斜視図で
ある。

【図２】テレビゲーム機の正面と右側面から見た斜視図
である。

【図３】テレビゲーム機の背面と裏面から見た斜視図で
ある。

【図４】図１における線ＩＶ−ＩＶに沿う断面図であ
る。

【図５】図１における線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。

【図６】テレビゲーム機１０の内部構造の一部（下ハウ
ジング，基板，放熱部材，放熱ファン，金属ケース等）
詳細を示す分解斜視図である。

【図７】テレビゲーム機１０の内部構造の一部（コント
ロールパネル，ＤＶＤドライブユニット，上ハウジン
グ，開閉蓋等）詳細を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

１０；電子機器の一例のテレビゲーム機１１；ハウジング１１２；吸気孔１１３；排気孔１２；コントローラ接続用パネル２１ａ〜２１ｄ；コネクタ３１；メモリユニット３２；通信モデムユニット４１；プリント基板４２〜４４；半導体素子４５；放熱部材５１；金属ケース５１１〜５１３；貫通孔５２；放熱ファン６０；光学式情報読取ユニット６１；光学式情報記憶媒体６５；制御回路基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】その動作によって電子機器の所望の動作を
実行し、動作時に発熱を伴う少なくとも１個の半導体素
子、前記半導体素子が実装されるプリント基板、前記プリント基板を収納可能な空間を有し、側面に排気
孔を形成するとともに、排気孔から離れた位置に吸気孔
を形成し、排気孔と吸気孔を結ぶ線上の間に空気の流れ
る空気流動経路を有するハウジング、前記空気流動経路上に配置され、前記半導体素子と電気
的に絶縁されかつ半導体素子から発生された熱を伝達可
能に構成され、前記空気流動経路に沿って複数の放熱フ
ィンと溝部が形成された放熱部材、および前記前記吸気
孔並びに排気孔の少なくとも一方とそれに近傍の前記放
熱部材の一方端部との間に設けられ、かつ前記吸気孔か
ら吸入した空気を放熱部材の溝部に沿って流動させて前
記半導体素子から発熱された熱を排気孔から強制的に放
出させるための放熱ファンを備えた、放熱構造を有する
電子機器。
【請求項２】前記ハウジングは、少なくとも２つの側面
を有し、前記排気孔は、前記一方の側面に形成され、前記吸気孔は、前記他方の側面に形成される、請求項１
に記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項３】前記一方側面に形成された排気孔と前記他
方側面に形成された吸気孔は、対称な位置に選ばれ、前記放熱部材の複数の放熱フィン及び溝部は、前記排気
孔と前記吸気孔を結ぶ直線状に形成される、請求項２に
記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項４】前記ハウジングは、少なくとも１つの側面
と、１つの上面を有し、前記排気孔は、前記側面に形成され、前記吸気孔は、前記上面に形成される、請求項１に記載
の放熱構造を有する電子機器。
【請求項５】前記放熱部材は、複数の放熱フィン及び溝
部の端部が解放端とされ、各放熱フィン及び溝部が熱間
押出成形によって形成される請求項１に記載の放熱構造
を有する電子機器。
【請求項６】前記電子機器は、さらに前記ハウジング内に収納されて前記プリント基板の下面
と上面を覆うように箱状に形成され、プリント基板上の
前記放熱部材から放散される熱を閉じ込めるための金属
ケースを備え、前記金属ケースは、前記吸気孔に対応する位置に第１の
貫通孔が形成され、前記放熱ファンの近傍に第２の貫通
孔が形成される、請求項１に記載の放熱構造を有する電
子機器。
【請求項７】前記電子機器は、さらに前記金属ケースの
第１の貫通孔及び第２の貫通孔の少なくとも一方と前記
放熱ファンとの間に設けられ、かつ金属ケース内の前記
放熱部材の溝に沿って流れる空気中の熱を効率的に排気
するためのダクトを備えたことを特徴とする、請求項６
に記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項８】表示装置に接続して使用され、画像表示の
ためのデータが光学的に記録された光学式情報記録媒体
を着脱自在に装着して使用される電子機器であって、前記光学式情報記録媒体に記録されている画像表示のた
めのデータを読み取る光学式情報読取ユニット、前記光学式情報読取ユニットによって読み取られた画像
表示のためのデータを処理することにより、画像データ
を発生して前記表示装置に供給し、その処理動作時に発
熱を伴う少なくとも１個の半導体素子、前記半導体素子が実装されるプリント基板、その上面に前記光学式情報記録媒体を着脱自在に装着す
るための装着部が形成され、少なくとも前記光学式情報
読取ユニットと前記プリント基板を高さ方向に積層して
収納可能な空間を有し、光学式情報読取ユニットを装着
部に関連する位置に収納し、かつプリント基板を光学式
情報読取ユニットの下方に所定の間隔を空けて積層して
収納し、その高さ方向のプリント基板の収納位置に関連
する側面に排気孔を形成するとともに、排気孔から離れ
た位置に吸気孔を形成し、排気孔と吸気孔を結ぶ線上の
間に空気の流れる空気流動経路を有するハウジング、前記空気流動経路上に配置され、前記半導体素子と電気
的に絶縁されかつ半導体素子から発生された熱を伝達可
能に構成され、前記空気流動経路に沿って複数の放熱フ
ィンと溝部が形成された放熱部材、および前記吸気孔並
びに前記排気孔の少なくとも一方とそれに対応する前記
放熱部材の一方端部との間に設けられ、かつ前記吸気孔
から吸入した空気を放熱部材の溝部に沿って流動させて
前記半導体素子から発熱された熱を排気孔から強制的に
放出させるための放熱ファンを備えた、放熱構造を有す
る電子機器。
【請求項９】前記ハウジングは、少なくとも２つの側面
を有し、前記排気孔は、前記一方の側面に形成され、前記吸気孔は、前記他方の側面に形成される、請求項８
に記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項１０】前記一方側面に形成された排気孔と前記
他方側面に形成された吸気孔は、対称な位置に選ばれ、前記放熱部材の複数の放熱フィン及び溝部は、前記排気
孔と前記吸気孔を結ぶ直線状に形成される、請求項９に
記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項１１】前記電子機器は、前記ハウジング内に収
納されて前記プリント基板の下面と上面を覆うように箱
状に形成され、プリント基板上の前記放熱部材から放散
される熱を閉じ込めるための金属ケースをさらに備え、前記金属ケースは、前記吸気孔に対応する位置に第１の
貫通孔が形成され、前記放熱ファンの近傍に第２の貫通
孔が形成される、請求項８に記載の放熱構造を有する電
子機器。
【請求項１２】前記ハウジングは、その底面に前記電子
機器の機能拡張のための書込み読出可能な半導体メモリ
ユニットを着脱するための第１の凹部が形成され、前記プリント基板には、前記第１の凹部に装着された半
導体メモリユニットと電気的に接続するための第１のコ
ネクタが形成され、前記半導体メモリユニットは、前記第１の凹部に装着さ
れた状態で、前記第１のコネクタと接続される、請求項
８に記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項１３】前記ハウジングは、その底面に前記電子
機器の通信機能を拡張のための通信モデムユニットを着
脱するための第２の凹部が形成され、前記プリント基板には、前記第２の凹部に装着された通
信モデムユニットと電気的に接続するための第２のコネ
クタが形成され、前記通信モデムユニットは、前記第２の凹部に装着され
た状態で、前記第２のコネクタと接続される、請求項８
に記載の放熱構造を有する電子機器。
【請求項１４】前記電子機器は、テレビジョン受像機に
接続されるテレビゲーム機であって、前記光学式情報記録媒体は、ゲームの画像表示のための
ゲームプログラムデータを光学的に読み取り可能に記録
し、前記半導体記憶素子は、光学式情報読取ユニットによっ
て読み取られた前記ゲームプログラムデータに基づいて
処理することにより、ゲーム画像を発生し、当該ゲーム
画像を前記テレビジョン受像機に供給してゲーム画像を
表示させる、請求項８に記載の放熱構造を有するテレビ
ゲーム機。