JP2004128305A

JP2004128305A - 電子装置

Info

Publication number: JP2004128305A
Application number: JP2002292069A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Natsume; 夏目　佳浩; Yutaka Toyama; 外山　豊; Takashi Kato; 加藤　崇士; Naohide Kamiyama; 神山　直英
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-04
Also published as: EP1406478A2; CN2655593Y; US20040066631A1; US6980432B2; EP1406478A3; CN1498070A; CN1231107C; EP1406478B1; JP3815559B2

Abstract

【課題】低コスト化、コンパクト化を阻却することなく、ケーシング内の冷却効率を高めることができる電子装置を提供する。
【解決手段】電子部品を搭載した複数の基板２１〜２４と、熱発生を伴う高負荷部品となる電源３１及び増設カード３２と、基板２１〜２４、電源３１及び増設カード３２を収納するケーシング１０とを備えた電子装置において、略水平に配置された第１の基板２１、第３の基板２３及び第５の基板２５と、これらの基板との間に水平方向の間隙をおいて略垂直に配置された第２の基板２２とを装備し、電源３１及び増設カード３２を前記水平方向の間隙より下方に配置し、、排気口１７を、前記水平方向の間隙より上方に配置する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子装置に関し、より詳細にはケーシング内に回路基板と熱発生を伴う高負荷部品とを有する電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子装置の多機能化及びコンパクト化が進み、限られたスペースのケーシング内に複数の回路基板や電源、増設カードなどが詰め込まれる傾向にある。このような電子装置では、電源や電子素子などから発生した熱を帯びた空気が、近接して積層された基板等により塞がれてケーシング内に籠もり、極度に熱くなった電子部品では、その性能が維持できなくなるなどヒートアップによる動作不良や故障の原因となることが問題となっている。
【０００３】
発生した熱を外部に排出するための対策として、ファンや放熱板などをケーシング内に設けることがなされてきた。しかしながら、多機能化や高速化に伴う発熱量の増加により、ファンや放熱板だけでは混雑したケーシング内を換気するのに十分ではない場合が増えてきており、より高い冷却効率を実現し得る冷却構造が求められている。
【０００４】
例えば、特開２０００−０４９４８２号公報（特許文献１）には、筐体内に多段に実装された複数の回路基板の間に均一な気流を吹き付けるための複数のファンと、均一な気流を導くための導翼とを設けた電子機器の冷却構造が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−０４９４８２号公報（第１頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような電子装置では、回路基板と回路基板との間毎にファンを設けるため、ファンの数が増し、コストが高くなる、ケーシングのサイズが拡大する、ファン自体が発生する熱や騒音が増すなどの問題が発生する。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の問題点を解消し、低コスト化、コンパクト化を阻却することなく、ケーシング内の冷却効率を高めることができる電子装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る電子装置は、電子部品を搭載した少なくとも２枚の基板と、熱発生を伴う高負荷部品と、前記基板及び前記高負荷部品を収納し放熱用の排気口が設けられたケーシングとを備えた電子装置であって、前記基板は、略水平に配置された基板と、該基板との間に水平方向の間隙をおいて略垂直に配置された基板とを含んでおり、前記高負荷部品が、前記水平方向の間隙の下方に配置され、前記排気口は、前記水平方向の間隙より上方に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
上記電子装置によれば、基板上、若しくはいずれかの基板の下方に配置された高負荷部品から発生する熱は、その周囲の空気を暖め、前記水平方向の間隙を通過する上昇気流を生じる。そして、その上昇気流は、前記間隙より上方に配置された排気口から放出される。このようにして、ケーシング内の熱は上昇気流と共にケーシング外へ放出され、基板及び高負荷部品を効果的に冷却することができる。
【００１０】
前記ケーシングは、傾斜した上面パネルを含む側面視略楔形であることが望ましい。
【００１１】
上記電子装置によれば、前記略楔形のケーシング形状に基づき、暖められた空気をケーシングの上方に導くことができ、前記排気口は導かれた空気を排出することができ、高い換気効率が実現できる。このようなケーシング形状は、ミキシング装置の側面形状やブラウン管式テレビの上部の側面形状等に見られる。
【００１２】
また、前記基板に搭載された電子部品が音声信号変調回路を構成し、前記高負荷部品が電源又は増設カードである音信号のミキシング装置であることが望ましい。
【００１３】
ミキシング装置では、上面パネルに多くの操作子が設けられ、上面パネル及び基板の面積が大きくなるのでケーシング内に熱が蓄積し易い。しかし、本発明によればミキシング装置の場合においても、電源や増設カードなどの前記高負荷部品から発生する熱は上記のように上昇気流を生じ、これにより前記基板及び前記高負荷部品を効果的に冷却することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明をする。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る電子装置の外観を示した斜視図であり、図２は、図１に示した電子装置の内部で発生する空気の流れを概略的に示した側断面図である。
【００１６】
図示のように、本実施形態に係る電子装置１００のケーシング１０は、上面パネル１１、前板１２、背板１３、一対の側板１４及び底板１５を備えており、側面視略楔形の筐体となっている。
【００１７】
上面パネル１１は、操作用のフェーダ、つまみ、押しボタン、表示パネルなどの操作部を備え、これらの操作部による操作を容易にするために前方へ低くなるように傾斜している。上面パネル１１後部には排気口１７が設けられており、前板１２には吸気口１６が、背板１３下方には吸気口１６ａがそれぞれ設けられている。
【００１８】
本実施形態に係る電子装置１００は音信号のミキシング装置であり、そのケーシング１０内には、音声信号変調回路等を構成する電子部品を搭載した第１の基板２１、第２の基板２２、第３の基板２３及び第４の基板２４と、熱発生を伴う高負荷部品となる電源３１及び増設カード３２とがそれぞれ収納されている。
【００１９】
第１の基板２１及び第３の基板２３は略水平に配置されており、第２の基板２２は、第１の基板２１及び第３の基板２３との間に水平方向の間隙をおいて略垂直に配置されている。第４の基板２４はそれ自身の上に搭載された入出力装置が上面パネル１１の孔から突出するように、上面パネル１１の裏面に配置されている。第５の基板２５は第３の基板２３と裏面を対向させるように配置されている。電源３１及び増設カード３２は、上記水平方向の間隙より下方に配置されている。
【００２０】
明瞭化のため図示していないが、第１の基板２１は側板１４や底板１５に、第２の基板２２、第３の基板２３及び第５の基板２５はフレーム４０を介して側板１４等に、第４の基板２４は上面パネル１１にそれぞれ固定されている。図３に示すように、上面パネル１１はパネル軸４２を中心に、フレーム４０はフレーム軸４１を中心に回動可能となっており、メンテナンスを簡単に行うことができるようになっている。また、フレーム４０は、背板１３の一部となる背面パネル１３０を構成しており、第２の基板２２は該背面パネル１３０のケーシング内側に配置されている。図４の横断面図（上から見た状態）に示すように、第２の基板２２には、外部の音響機器や楽器などを接続するための複数の入出力端子２２０が設けられている。これらの端子２２０は、互いに間隔を置いて水平方向に並べられており、各々第２の基板２２に固定されている。
【００２１】
第３の基板２３は、第３の基板２３の前板１２側端部となるフレーム４０のフレーム軸４１が、第１の基板２１の前板１２側端部より後ろ側のケーシング１０内の中間点に位置するように配置されている。また、第３の基板２３には、上面パネル１１に設けられた孔から突き抜けるスイッチ等の入出力手段２３０が突出している。
【００２２】
電子装置１００によれば、上記水平方向の間隙の下方に配置された高負荷部品となる電源３１及び増設カード３２から発生する熱は、その周囲の空気を暖め、前記水平方向の間隙を通過する上昇気流を生じる。そして、その上昇気流は、前記間隙より上方に配置された排気口から放出される。これにより、吸気口１６、１６ａから入って各基板２１〜２４同士の間、基板２１〜２４とケーシング１０との間、及び前記水平方向の間隙を通って排気口１７に至る気流が自然に発生するので、ケーシング１０内の換気効率を高め、各基板２１〜２４及び電源３１及び増設カード３２を効果的に冷却することができる。各基板２１〜２４や電源３１等の配置やその固定方法は上記効果を得られる範囲内で自由に設定することができる。
【００２３】
このように本実施形態に係る電子装置によれば、従来のようにファンを用いなくてもケーシング１０内を冷却することが可能となり、ファンの設置に必要なコストやケーシング１０内のスペースを削減し、ファンによる電気的ノイズや騒音をなくすことができる。
【００２４】
この実施の形態ではさらに、前述のように相互に間隔を置いて配置された入出力端子２２０の間、第３の基板２３のフレーム軸４１より前側の空間、及び上面パネル１１の孔の周縁と入出力手段２３０との隙間を、各々通る空気流が形成され、ケーシング１０内の冷却効果が高められている。
【００２５】
上記換気効率をより高めるためには、図示のように、熱源となる電源３１及び増設カード３２から前記水平方向の間隙を通って排気口１７に至る垂直方向の流路が略一直線上に確保されていることが望ましい。また、発熱量の多いＩＣ等の電子部品を第２の基板２２に配置し、ここで発生した熱を前記垂直方向の流路に直接放出することが望ましい。また第１の基板２１や第３の基板２３に沿って流れる間に熱を帯びた空気を前記垂直方向の流路に合流させることが望ましい。
【００２６】
吸気口１６、１６ａ及び排気口１７は、ケーシング１０の側壁１４など上記以外の位置に設けられていても良い。但し、吸気口１６、１６ａはケーシング１０の下部に設けられることが望ましい。これにより、前記上昇気流に伴ってケーシング１０の下部から上部に通じる空気流を形成することができる。より望ましくは、吸気口１６、１６ａは図示のように、該吸気口１６、１６ａから導入された空気が、高負荷部品に接する空気流を生じる位置に設けられる。これにより、高負荷部品は自らの熱を上昇気流により放出するだけでなく、吸気口１６、１６ａから流れ込む空気流に接し、外気による冷却作用を受けることになる。
【００２７】
ケーシング組立上生じる隙間や外気に通じる開口を伴う部品から十分な空気が流入可能な場合には吸気口を省略することもできる。排気に関しては、排気口１７からの排気に加えて操作部が突出する上面パネル１１の孔から排気を行うこともできる。
【００２８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る電子装置及びその内部で発生する空気の流れを概略的に示した側断面図である。本実施形態に係る電子装置１００ａにおいては、ケーシング１０ａが背板１３ａに排気口１７ａを備え、ケーシング１０ａ内にファン５０が設けられている。また、本実施形態では、第２の基板２２ａはフレーム４０から離され、ケーシング１０ａの側板１４等に固定されている。その他は先に示した実施の形態のものとほぼ同様である。
【００２９】
本実施形態においても、電源３１及び増設カード３２から発生する熱は、その周囲の空気を暖め、前記水平方向の間隙を通過する上昇気流を生じ、その上昇気流は、前記間隙より上方に配置された排気口から放出される。本実施形態では、さらに、ファン５０が上面パネル１１の上部内側を負圧とするので、前記上昇気流をより安定させることができる。
【００３０】
これにより、吸気口１６、１６ａから入って各基板２１、２２ａ、２３ａ及び２４同士の間、基板２１、２２ａ、２３ａ及び２４とケーシング１０との間、及び前記水平方向の間隙を通って排気口１７ａに抜ける気流を発生させ、ケーシング１０ａ内の換気効率を高め、各基板２１、２２ａ、２３ａ及び２４及び電源３１及び増設カード３２を効果的に冷却することができる。
【００３１】
ファン５０は、自然に発生する上昇気流を補足する程度の出力があればよく、従来使用されていたものより消費電力が低いものを適用することができる。したがって、従来のものより騒音を小さくすることも可能となる。
【００３２】
図６は、本発明のさらに他の実施形態に係る電子装置及びその内部で発生する空気の流れを概略的に示した側断面図である。本実施形態は、上述した電源や増設カードではなく基板に搭載されたＩＣ等による発熱が問題となる場合を示している。その他の構成要素については図５示した実施の形態のものと同様である。
【００３３】
本実施形態では、高負荷部品となるＩＣ３３が第２の基板２２ｂ上に配置されている。第１の基板２１及び第３の基板２３ａが略水平に、第２の基板２２が第１の基板２１及び第３の基板２３ａとの間に水平方向の間隙をおいて略垂直に配置されていることは同様であるが、本実施形態では、第２の基板２２ｂが側板１４と平行な方向に向けられている。
【００３４】
このように構成された電子装置１００ｂによれば、第２の基板２２ｂ上のＩＣ３３から発生する熱は、その周囲の空気を暖め、前記水平方向の間隙を通過する上昇気流を生じる。そして、その上昇気流は、前記間隙より上方に配置された排気口１７から放出される。これにより、吸気口１６、１６ａから入って各基板２１、２２ｂ、２３ａ及び２４同士の間、基板２１、２２ｂ、２３ａ及び２４とケーシング１０との間、及び前記水平方向の間隙を通って排気口１７に抜ける気流が発生するので、ケーシング１０内の換気効率を高め、各基板２１、２２ｂ、２３ａ及び２４及び電源３１及び増設カード３２を効果的に冷却することができる。
【００３５】
また、第２の基板２２ｂを側板１４と平行な方向に向けて配置することにより、吸気口１６から第１の基板２１の下部を通過してきた気流を遮ることなく、第２の基板２２ｂ又はそれに平行な他の基板（図示せず）を冷却することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では電子装置として音響信号のミキシング装置を例示するが、パーソナルコンピュータやＡＶ機器等の他の電子装置においても、本発明を適用し、同様の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る電子装置においては、熱発生を伴う高負荷部品は、基板上、若しくはいずれかの基板の下方に配置され、該高負荷部品での上昇気流が通過し得るように、略水平の基板と略垂直の基板との間に水平方向の間隙が形成され、ケーシングには、前記基板間の水平方向の間隙より上方に排気口が配置されている。
【００３８】
したがって、本発明によれば、高負荷部品から発生する熱は、周囲の空気を暖めて、前記水平方向の間隙を通過する上昇気流を生じ、その上昇気流は、前記間隙より上方に配置された排気口から放出される。この上昇気流により高負荷部品の熱は自然に外部へと放出される。したがって、この放熱が十分な場合にはファンを用いなくてもよい。またファンを用いる場合においても、従来ケーシング内の換気用に使用されていたファンより消費電力が低いものを適用することができる。
【００３９】
このようにして、低コスト化、コンパクト化を阻却することなくケーシング内の換気効率が高く、基板及び高負荷部品を効果的に冷却することができる電子装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電子装置の外観を示した斜視図である。
【図２】図１に示した電子装置の縦断側面図であり、内部で発生する空気の流れを概略的に示す。
【図３】図１に示した電子装置の縦断側面図であり、上面パネル及びフレームを回動させた状態を概略的に示す。
【図４】図１に示した電子装置の横断面を上から見た状態を表す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る電子装置の縦断側面図であり、内部で発生する空気の流れを概略的に示す。
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る電子装置の縦断側面図であり、内部で発生する空気の流れを概略的に示す。
【符号の説明】
１０　ケーシング、　１１　上面パネル、　１２　前板、　１３　背板、　１４側板、　１５　底板、　１６，１６ａ　吸気口、　１７　排気口、　２１　第１の基板、　２２，２２ａ，２２ｂ　第２の基板、　２３，２３ａ　第３の基板、　２４　第４の基板、　２５　第５の基板、　３１　電源、　３２　増設カード、　３３　ＩＣ、　４０　フレーム、　４１　フレーム軸、　１３０　背面パネル、　２２０　入出力端子、　２３０　入出力手段

Claims

電子部品を搭載した少なくとも２枚の基板と、
熱発生を伴う高負荷部品と、
前記基板及び前記高負荷部品を収納し放熱用の排気口が設けられたケーシングとを備えた電子装置であって、
前記基板は、略水平に配置された基板と、該基板との間に水平方向の間隙をおいて略垂直に配置された基板とを含んでおり、
前記高負荷部品は、前記水平方向の間隙より下方に配置され、
前記排気口は、前記水平方向の間隙より上方に配置されていることを特徴とする電子装置。
前記ケーシングは、傾斜した上面パネルを含む側面視略楔形であることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
前記基板に搭載された電子部品が音声信号変調回路を構成し、前記高負荷部品が電源又は増設カードである音信号のミキシング装置であることを特徴とする請求項２記載の電子装置。