JP2004119844A

JP2004119844A - 電子機器

Info

Publication number: JP2004119844A
Application number: JP2002283680A
Authority: JP
Inventors: Keiji Uehara; 上原　啓嗣; Naoto Himura; 樋村　直人
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

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

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。
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。
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。
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。