JP2004119844A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】簡単な構造で屋外での使用に必要な防水性および十分な冷却性能を確保できる防水冷却構造を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器1は、発熱体としての電子回路基板(図示せず)を内部に実装した金属筐体2と、この金属筐体2の全体を覆いかつ吸気口3および排気口4を有するカバー5と、このカバー5と金属筐体2との間に形成されかつカバー5の吸気口3と排気口4とを金属筐体2の外表面を通って連絡する通風路6と、カバー5の排気口4に設けられたファン8と、このファン8の外側に設けられた鎧戸14とを備えている。
【選択図】    図3

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、屋外で使用される電子機器に関し、特にその防水冷却構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
屋外で使用される電子機器としては、例えば可搬型の無線機が知られている。このような電子機器は、電子回路基板とこれを内部に実装した防水密閉型の筐体とから概略構成されている。また、筐体内に実装された電子回路基板上の電子部品の中には高発熱性の部品(以下、発熱部品という)があり、電子回路基板の性能を維持するため金属筐体自体を冷却する必要がある。
【0003】
従来の電子機器では、発熱部品とこれに接触あるいは近接する筐体内壁との間で発熱部品から発生する熱を筐体へ伝導させ、筐体の外壁から外気中に放熱する、いわゆる自然冷却を行っている。このため、筐体の材質には熱伝導率の高いアルミニウム等の金属が使用されており、このような金属筐体の外面のうち、特に高発熱部品に対応する部分には放熱面積を増大させる放熱フィンが設けられている。
【0004】
ところが、従来の電子機器では、屋外での使用を前提とする電子機器においても近時の電子回路基板の高密度実装化などにより発熱量が増加する傾向に対し、金属筐体の放熱面積を増大すべく放熱フィンを大型化しても自然冷却方式には限界があり、十分な冷却性能を得られないという不都合があった。また、電子回路基板の発熱量の増加に伴い、金属筐体全体が高温となるため、ユーザーが電子機器使用時に高温に晒されないように十分な安全性を確保することが困難であるという不都合があった。
【0005】
このため、ファンなどの換気手段を用いて行う強制冷却方式を採用する電子機器も知られている。特許文献2は、電子回路部と商用電源により浮動充電されるバッテリとを収納する屋外設置電子装置筐体であって、両端が筐体外に通じ冷却ファンを備えた空冷流路中に電子回路部の発熱を伝熱させた放熱フィンを配置させて冷却する熱交換部と、バッテリ収納部に通じ且つ電子回路部を取り巻くように設けられ、両端は筐体外部及び該熱交換部とバルブを介して通じ、内部に通気ファンを備える風流路とを有し、少なくとも筐体外、電子回路部及びバッテリ収納部の各温度に応じて、該冷却ファン及び該通気ファンと該バルブとを個々に動作させ、流路における風量及び向きを制御して筐体内各部温度を適正維持してなる屋外設置電子装置筐体を開示している。
【0006】
【特許文献1】
特開昭64−32325号公報(第3図)
【特許文献2】
特開平9−83167号公報(請求項1および図2)
【特許文献3】
特開平11−194859号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子機器は上述のような構成を有しているので、自然冷却方式に比べて格段に冷却性能を向上させているものの、風流路と回路基板設置部分とが仕切られていないため、回路基板の密閉性が損なわれており、防水性が十分に確保されていないという課題があった。
【0008】
また、従来の電子機器は筐体、熱交換部および風流路等の各部がそれぞれ別々に構成されているため、構造が複雑であるという課題があった。
【0009】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で屋外での使用に必要な防水性および十分な冷却性能を確保できる防水冷却構造を備えた電子機器を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電子機器は、電子回路基板を内部に実装した密閉型の金属筐体と、該金属筐体の全体を覆いかつ吸気口および排気口を有するカバーと、該カバーと前記金属筐体との間に形成されかつ前記カバーの吸気口と排気口とを前記金属筐体の外表面を通って連絡する通風路と、前記カバーの吸気口に設けられたファンと、該ファンの外側に設けられた鎧戸とを備えるように構成したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電子機器の外部構成を示す斜視図であり、図2は図1に示した電子機器の内部構成を示す分解斜視図であり、図3は図1のIII−III線断面図である。
【0012】
図において1は屋外で使用される可搬型の無線機等の電子機器である。この電子機器1は、発熱体としての電子回路基板(図示せず)を内部に実装した金属筐体2と、この金属筐体2の全体を覆いかつ吸気口3および排気口4を有するカバー5と、このカバー5と金属筐体2との間に形成されかつカバー5の吸気口3と排気口4とを金属筐体2の外表面を通って連絡する通風路6と、カバー5の排気口4に設けられた後述のファンと、このファンの外側に設けられた後述の鎧戸とから概略構成されている。
【0013】
金属筐体2は電子回路基板(図示せず)を水や水滴から保護する防水構造を有すると共に、熱伝導性の高いアルミニウム等の金属で形成されているため、電子回路基板(図示せず)が自ら発する熱により性能低下するのを防止するヒートシンクの役割を果たすものである。金属筐体2はその厚さ方向に離間した2つの大面積の矩形面2aおよび2bと、両矩形面2aおよび2bを繋ぐ4つ(うち1つのみを図2に示す)の小面積の矩形面2cとから概略構成されている。金属筐体2の矩形面2aのうち、金属筐体2に実装された電子回路基板(図示せず)の発熱部品に対応する位置(電子機器1の使用時における上部)には、電子機器1の使用時において鉛直方向となる方向(矢印A方向)に沿って延在する複数の放熱フィン7が設けられている。また、金属筐体2の矩形面2bのうち、放熱フィン7とは反対側の位置(電子機器1の使用時における上部)には、カバー5の排気口4内に配設される一対のファン8が矢印A方向に直交する方向に並んで固定されている。この実施の形態1におけるファン8は防水構造を有しない通常の換気手段である。さらに、金属筐体2の4つの小面積の矩形面2cには金属筐体2を囲む凸条部9が連続して形成されている。
【0014】
カバー5は、図2に示すように、第1カバー部10と第2カバー部11とから構成されている。第1カバー部10は有底函状体であり、底部10aとこの底部10aから立設した一側壁10bとで構成されかつ電子機器1の使用時においては下部に位置する稜部10cには複数のL字状スリット3aからなる吸気口3が形成されている。第2カバー部11は、底部12aの一部に矩形の排気口4を有する函状体12と、この函状体12の一側壁12bの外側に第1カバー部10側に張り出すように設けられかつ第1カバー部10と接合した際に第1カバー部10の一側壁10bと対向する他側壁10dの外側を覆う上カバー13と、排気口4内に形成された鎧戸14とから構成されている。鎧戸14は、防滴基準であるJISC0920保護等級2級を満たすものであり、図3に示すように、電子機器1の使用時に上方から落下してくる水や水滴を排気口4内のファン8に浸入させない方向に傾いた複数の斜板14aから構成されている。
【0015】
カバー5の第1カバー部10と第2カバー部11とは、一方の接触部に設けた凹部(図示せず)と他方の接触部に設けた凸部(図示せず)とをパッキン(図示せず)を介して嵌め合わせることにより取り外し可能にかつ水密に結合されている。第1カバー部10と第2カバー部11を取り外し可能に結合したことにより、金属筐体2およびファン8の交換や修理等のメンテナンスが容易となる。
【0016】
次に動作について説明する。
冷却する際には、ファン8を駆動電源(図示せず)により駆動し、排気口4から通風路6内の空気を強制的に排出する。これにより、電子機器1の使用時に電子機器1の下側に位置する吸気口3から通風路6内に新たな空気(外気)が取り込まれ(吸気)、この空気は通風路6を図3の矢印F方向に沿って送られて、金属筐体2の大面積の矩形面2aおよび小面積の矩形面2cの外表面上、次いで放熱フィン7間を通過する。これにより金属筐体2は強制冷却される。金属筐体2の熱を受け取った空気は温められ、排気口4からファン8により強制的に排出される(排気)。
【0017】
以上のように、この実施の形態1によれば、電子回路基板(図示せず)を内部に実装した金属筐体2と、この金属筐体2の全体を覆いかつ吸気口3および排気口4を有するカバー5と、このカバー5と金属筐体2との間に形成されかつカバー5の吸気口3と排気口4とを金属筐体2の外表面を通って連絡する通風路6と、カバー5の排気口4に設けられたファン8と、このファン8の外側に設けられた鎧戸14とを備えるように構成したので、電子回路基板(図示せず)に対しては金属筐体2およびカバー5からなる二重構造の採用で屋外での使用に必要な防水性を確保しかつファン8に対しては鎧戸14の採用で水滴の浸入を防止することができると共に、ファン8により金属筐体2を強制冷却して電子回路基板(図示せず)に対する十分な冷却性能を確保することができるという効果がある。
【0018】
また、この実施の形態1では、金属筐体2とカバー5とからなる二重構造を備えるように構成したので、各構成部品に防水機能や冷却機能等の諸機能を併せ持たせることで簡単な構造で十分な防水性を確保した強制空冷構造を実現することができるという効果がある。
【0019】
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による電子機器の内部構成を示す縦断面図である。なお、この実施の形態2の構成要素のうち、実施の形態1の構成要素と共通するものについては同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【0020】
この実施の形態2の特徴は、実施の形態1において採用されたファン8に代えて防水型ファン15を採用した点にある。この防水型ファン15を採用したことにより、実施の形態1における排気口4内に設けられた鎧戸14を廃止できる。
【0021】
次に動作について説明する。
排気口4から鎧戸14を廃止したことにより、排気口4を通じて電子機器1の上方から落下する水滴のカバー5内への浸入を許すものの、カバー5内に収容されたファン15および金属筐体2がいずれも防水構造であるため、屋外での使用に必要な防水性は十分に確保される。また、鎧戸14により生じていた通風路6内の通風抵抗がなくなるため、通風路6内の風量が増加する。
【0022】
以上のように、この実施の形態2によれば、電子回路基板(図示せず)を内部に実装した金属筐体2と、この金属筐体2の全体を覆いかつ吸気口3および排気口4を有するカバー5と、このカバー5と金属筐体2との間に形成されかつカバー5の吸気口3と排気口4とを金属筐体2の外表面を通って連絡する通風路6と、カバー5の排気口4に設けられた防水型ファン15とを備えるように構成したので、通風路6に対する鎧戸14の通風抵抗がなくなるため、通風路6内の風量が増加し、金属筐体2に対する冷却性能をさらに向上させることができると共に、防水型ファン15により鎧戸14を設けずとも、屋外での使用に必要な防水性を確保することができるという効果がある。
【0023】
また、この実施の形態2では、金属筐体2とカバー5とからなる二重構造を備えるように構成したので、実施の形態1と同様に、各構成部品に防水機能や冷却機能等の諸機能を併せ持たせることで簡単な構造で十分な防水性を確保した強制空冷構造を実現することができるという効果がある。
【0024】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による電子機器の内部構成を示す縦断面図である。なお、この実施の形態3の構成要素のうち、実施の形態1等の構成要素と共通するものについては同一符号を付し、その部分の説明を省略する。
【0025】
この実施の形態3の特徴は、カバー5の第2カバー部11のうち、電子機器1の使用時に水滴が落下する上カバー13の上面13aに対向する下面11aであって第1カバー部10の吸気口3に隣接する位置に排気口4を設けた点にある。なお、この排気口4は吸気口3と同様に複数のスリット(図示せず)から構成されている。排気口4の位置変更に伴い、排気口4に配設されるファン8は、金属筐体2のうち、放熱フィン7の配設位置とは反対側の位置(電子機器1の使用時における下部)に固定されている。また、ファン8の位置変更に伴い、通風路6は金属筐体2の略全外表面に沿って形成されている。
【0026】
次に動作について説明する。
電子機器1の使用時に上カバー13の上面13aに落下した水滴はカバー5の側壁面を伝って流下する。吸気口3と同様に、排気口4も下向きに開口されているため、水滴は排気口4からカバー5内へ浸入できない。このような構造により、ファン8の防水性は確保される。また、通風路6が金属筐体2の略全外表面に沿って形成されているため、金属筐体2全体が空気流に面する放熱面となり、効率よく冷却される。
【0027】
以上のように、この実施の形態3によれば、電子機器1の使用時に水滴が落下する上カバー13の上面13aに対向する下面11aであって第1カバー部10の吸気口3に隣接する位置に排気口4を設け、この排気口4にファン8を設けるように構成したので、電子回路基板(図示せず)に対しては金属筐体2およびカバー5からなる二重構造の採用で屋外での使用に必要な防水性を確保しかつファン8に対しては排気口4を下向きにすることで鎧戸や防水型ファンを使用せずとも水滴の浸入を防止することができると共に、ファン8により金属筐体2を強制冷却して電子回路基板(図示せず)に対する十分な冷却性能を確保することができるという効果がある。
【0028】
また、この実施の形態3では、金属筐体2とカバー5とからなる二重構造を備えるように構成したので、実施の形態1と同様に、各構成部品に防水機能や冷却機能等の諸機能を併せ持たせることで簡単な構造で十分な防水性を確保した強制空冷構造を実現することができるという効果がある。
【0029】
実施の形態4.
この実施の形態4の特徴は、実施の形態1から実施の形態3において、カバー5の形成材料として熱伝導率の低い材料を採用した点にある。熱伝導率の低い材料としては樹脂等の熱抵抗の大きい材料が挙げられるが、質量や機械強度等の種々の特性を考慮すると、例えばポリカーボネイト樹脂やABS樹脂を採用することが望ましい。
【0030】
次に動作について説明する。
金属筐体2が内部に実装した発熱部品からの熱によりカバー5の内壁面が高温となった場合でも、カバー5の外壁面が高温になりにくい。また、ユーザーがカバー5の外壁面に接触した際に、接触部分への熱移動が少なくなり、人体に対する温度の影響が小さくなる。
【0031】
以上のように、この実施の形態4によれば、カバー5の形成材料として樹脂等の熱伝導率の低い材料を採用するように構成したので、ユーザーが電子機器使用時に高温に晒されることがなく、十分な安全性を確保することができるという効果がある。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電子回路基板を内部に実装した密閉型の金属筐体と、該金属筐体の全体を覆いかつ吸気口および排気口を有するカバーと、該カバーと前記金属筐体との間に形成されかつ前記カバーの吸気口と排気口とを前記金属筐体の外表面を通って連絡する通風路と、前記カバーの吸気口に設けられたファンと、該ファンの外側に設けられた鎧戸とを備えるように構成したので、電子回路基板に対しては金属筐体およびカバーからなる二重構造の採用で屋外での使用に必要な防水性を確保しかつファンに対しては鎧戸の採用で水滴の浸入を防止することができると共に、ファンにより金属筐体を強制冷却して電子回路基板に対する十分な冷却性能を確保することができるという効果がある。また、金属筐体とカバーとからなる二重構造を備えるように構成したので、各構成部品に防水機能と冷却機能を併せ持たせることで簡単な構造で十分な防水性を確保した強制空冷構造を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による電子機器の外部構成を示す斜視図である。
【図2】図1に示した電子機器の内部構成を示す分解斜視図である。
【図3】図1のIII−III線断面図である。
【図4】この発明の実施の形態2による電子機器の内部構成を示す縦断面図である。
【図5】この発明の実施の形態3による電子機器の内部構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 電子機器、2 金属筐体、3 吸気口、4 排気口、5 カバー、6 通風路、7 放熱フィン、8 ファン、9 凸条部、10 第1カバー部(カバー)、11 第2カバー部(カバー)、12 函状体、13 上カバー、14 鎧戸、15 防水型ファン。

Claims (4)

  1. 電子回路基板を内部に実装した密閉型の金属筐体と、該金属筐体の全体を覆いかつ吸気口および排気口を有するカバーと、該カバーと前記金属筐体との間に形成されかつ前記カバーの吸気口と排気口とを前記金属筐体の外表面を通って連絡する通風路と、前記カバーの排気口に設けられたファンと、該ファンの外側に設けられた鎧戸とを備えたことを特徴とする電子機器。
  2. 電子回路基板を内部に実装した密閉型の金属筐体と、該金属筐体の全体を覆いかつ吸気口および排気口を有するカバーと、該カバーと前記金属筐体との間に形成されかつ前記カバーの吸気口と排気口とを前記金属筐体の外表面を通って連絡する通風路と、前記カバーの排気口に設けられた防水型ファンとを備えたことを特徴とする電子機器。
  3. 電子回路基板を内部に実装した密閉型の金属筐体と、該金属筐体の全体を覆いかつ水滴の落下面となる面と対向する面に吸気口および排気口を互いに隣接して設けたカバーと、該カバーと前記金属筐体との間に形成されかつ前記カバーの吸気口と排気口とを前記金属筐体の外表面を通って連絡する通風路と、前記カバーの排気口に設けられたファンとを備えたことを特徴とする電子機器。
  4. カバーを熱伝導率の低い材料で形成したことを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の電子機器。
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