JP2004140092A

JP2004140092A - 電気機器

Info

Publication number: JP2004140092A
Application number: JP2002301953A
Authority: JP
Inventors: Takemi Suzuki; 鈴木　丈己
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】熱源となる部品からの熱を効率よく放熱でき、しかも部品の実装面積を拡大した電気機器を提供することにある。
【解決手段】二枚の基板２ｕ，２ｄを上下に配置し、これら二枚の基板２ｕ，２ｄの一部同士を貼り合わせ、貼り合わせた部分の下側の基板２ｄを金属ケース６の内底面Ｄに固定し、その貼り合わせた部分と異なる部分の上側の基板２ｕを、その上側の基板２ｕ上に搭載された熱源となる部品３２ｔが金属ケース６に押しつけられるように、バネ７で付勢したものである。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ケース内に基板を収容した電気機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電気機器には、小型化や高機能化が求められているので、基板上に部品を高密度に実装したり、複数枚の基板を積層したりして部品の実装面積を拡大することが行われている。
【０００３】
ところが、部品の実装面積を拡大すると、基板上にはＬＳＩなどの熱源となる部品が搭載されているので、その放熱対策が必要となる。また、基板はケース内に収容されて保護されているので、ケース内に熱がこもりやすく、この点からも放熱対策は重要である。
【０００４】
そこで、従来の電気機器は、金属ケース内に基板を収容し、金属ケースの放熱性の高さを利用して、熱源となる部品からの熱を金属ケース外へ放熱するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題　】
しかしながら、従来の電気機器では、熱源となる部品と金属ケースとの間にすき間があるので、熱源となる部品からの熱が金属ケース外へ効率よく放熱されていないという問題がある。
【０００６】
放熱対策を重視すると、部品の実装密度や基板の積層の仕方が制限され、部品の実装面積を拡大できないという問題もある。
【０００７】
また、熱源となる部品の高さや金属ケースの厚さにはバラツキがあるが、そのバラツキをも考慮して放熱対策をとっている電気機器は見当たらない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、熱源となる部品からの熱を効率よく放熱でき、しかも部品の実装面積を拡大した電気機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、二枚の基板を上下に配置し、これら二枚の基板の一部同士を貼り合わせ、貼り合わせた部分の下側の基板を金属ケースの内底面に固定し、その貼り合わせた部分と異なる部分の上側の基板を、その上側の基板上に搭載された熱源となる部品が上記金属ケースに押しつけられるように、バネで付勢した電気機器である。
【００１０】
請求項２の発明は、上記金属ケース内に上記上側の基板を上下に移動させるための支柱を設け、その支柱に上記バネを取り付けた請求項１記載の電気機器である。
【００１１】
請求項３の発明は、リジッド部とフレキシブル部とが長さ方向に交互に一体形成された一枚の基板を、フレキシブル部で折り曲げて上下に重ね、その折り曲げたフレキシブル部に隣接する下側のリジッド部を金属ケースの内底面に固定し、上記折り曲げたフレキシブル部に隣接する上側のリジッド部を、その上側のリジッド部上に搭載された熱源となる部品が上記金属ケースに押しつけられるようにした電気機器である。
【００１２】
請求項４の発明は、上記上側のリジッド部をバネで付勢した請求項３記載の電気機器である。
【００１３】
請求項５の発明は、上記金属ケース内に上記上側のリジッド部を上下に移動させるための支柱を設け、その支柱に上記バネを取り付けた請求項４記載の電気機器である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】
まず、図３で二枚の基板を用いた本発明に係る電気機器の全体構成を説明する。
【００１６】
図３は、本発明に係る電気機器の一例を示す斜視図である。
【００１７】
図３に示すように、本発明に係る電気機器１は、主として伝送速度が数Ｇｂｐｓ以上の高速の光通信に使用される光送受信器（光トランシーバ）であり、例えば、スイッチングハブやメディアコンバータなどの通信機器内に備えられて用いられる。
【００１８】
この電気機器１は、二枚のリジッド・フレキシブル基板（フレックスリジッドプリント配線板）２ｕ，２ｄを上下に配置し、これら二枚の基板２ｕ，２ｄの一部同士を貼り合わせて金属ケース（図３では図示せず、後述する図１参照）内に収容して保護したものである。
【００１９】
各リジッド・フレキシブル基板２ｕ，２ｄは、リジッド部４ａ，４ｂとフレキシブル部５ａとが長さ方向に交互に一体形成されたものである。リジッド部４ａ，４ｂは、搭載される部品の重さに耐え、金属ケースに固定できる硬さと強度を持ったリジッドなプリント配線板である。フレキシブル部５ａは、折り曲げができる可とう性を持つフレキシブルなプリント配線板である。
【００２０】
より詳細に言えば、図２に示すように、フレキシブル部５ａは、フレキシブルフィルム２１の表裏面に信号線の配線パターンである銅箔層２４を形成し、その銅箔層２４の表面に絶縁層（レジスト）２２を形成したプリント配線板である。一方、リジッド部４ａ，４ｂは、フレキシブルフィルム２１の表裏面に銅箔層２４を形成し、その銅箔層２４の表面に絶縁層２２を形成し、その絶縁層２２の表裏面を所望間隔をおいてリジッド基板２３で挟み、そのリジッド基板２３の表面に銅箔層２４を形成し、その銅箔層２４の表面に絶縁層２２を形成したプリント配線板である。
【００２１】
下側の基板２ｄの貼り合わせた部分であるリジッド部４ａの底面には、電気機器１を通信機器に接続するための電気コネクタ３が取り付けられている。
【００２２】
また、図３に示すように、上側の基板２ｕの貼り合わせた部分と異なる部分であるリジッド部４ｂは、送信用基板であり、ＬＤ３１や、通信機器からのパラレルなデータ信号を多重化してシリアルなデータ信号にする信号多重ＬＳＩ３２ｔなどの電子部品が搭載されている。
【００２３】
下側の基板２ｄの貼り合わせた部分と異なる部分であるリジッド部４ｂは、受信用基板であり、ＰＤ３３や、ＰＤ３３からのシリアルなデータ信号を分離してパラレルなデータ信号にする信号分離用ＬＳＩ３２ｒなどの電子部品が搭載されている。
【００２４】
本実施の形態では、ＬＤ３１、ＬＳＩ３２ｔ，ＬＳＩ３２ｒなどが熱源となる部品である。
【００２５】
ＬＤ３１の出力端子には、例えば、光コネクタ（図示せず）付きの光ファイバ（ピグテールファイバ）３４ｔが接続されている。ＰＤ３３の入力端子にも、同様にピグテールファイバ３４ｒが接続されている。電気機器１は、光ファイバ４ｔ，４ｒを伝送路としての光ファイバの一端に接続することで、その光ファイバの他端の電気機器と接続されて使用される。
【００２６】
さて、図１は、本発明の好適実施の形態である電気機器の側面図である。図１では、基板２ｕとして、例えば、リジッド部４ａ〜４ｃとフレキシブル部５ａ，５ｂとが長さ方向に交互に一体形成された例で描いている。基板２ｄは、部分的に描いているが、基板２ｕと同じ構成である。
【００２７】
図１に示すように、本発明に係る電気機器１は、二枚の基板２ｕ，２ｄを上下に配置し、各基板２ｕ，２ｄの後端となるリジッド部４ａ同士を貼り合わせた後、下側の基板２ｄのリジッド部４ａあるいは電気コネクタ３を金属ケース６の内底面Ｄに固定し、上側の基板２ｕのリジッド部４ｂを、ＬＳＩ３２ｔが金属ケース６の内上面Ｕに押しつけられるように、バネ７で上方に付勢したものである。
【００２８】
金属ケース６としては、アルミニウムや銅などの放熱性の高い材質からなるものを使用すればよい。この金属ケース６は、ベース６ｄとカバー６ｕからなる上下に二分割されたケースである。ベース６ｄに基板２ｕ，２ｄを収容してカバー６ｕを上方から被せると、基板２ｕ，２ｄがカバー６ｕとベース６ｄとによって上下から挟み込まれ、金属ケース６内に収容・保護されるようになっている。
【００２９】
本実施の形態では、放熱性をより高めるために、上面に図示しないヒートシンクが一体形成されたヒートシンク一体型のアルミダイカストケースを金属ケース６に使用している。
【００３０】
ベース６ｄの内底面Ｄには、上側の基板２ｕのリジッド部４ｂを上下に移動させるための支柱８が設けられている。この支柱８にはバネ７が取り付けられている。一方、上側の基板２ｕのリジッド部４ｂには、支柱８が挿通する挿通穴９が形成されている。上側の基板２ｕのリジッド部４ｂは、支柱８にバネ７を取り付けた後、挿通穴９に支柱８を挿通して、支柱８に取り付けるようにしている。
【００３１】
カバー６ｕの内上面Ｕには、上側の基板２ｕの先端となるリジッド部４ｃを固定する固定部材１０が設けられている。支柱８と固定部材１０も金属ケース６と同じ材質である。
【００３２】
電気機器１では、ベース６ｄにカバー６ｕを上方から被せる直前、上側の基板２ｕのリジッド部４ｂは宙に浮いた状態となっている。ベース６ｄにカバー６ｕを上方から被せると、ＬＳＩ３２ｔがカバー６ｕの内上面Ｕによって下方へ押しつけられると共に、上側基板２ｕのリジッド部４ｂがバネ７の弾性力によって上方へ押しつけられる。これにより、電気機器１では、ＬＳＩ３２ｔが金属ケース６に常に接触した状態になっている。
【００３３】
このように、本発明に係る電気機器１は、二枚の基板２ｕ，２ｄを上下に配置し、これら二枚の基板２ｕ，２ｄの一部同士を貼り合わせているので、部品の実装面積を実質二倍に拡大することができる。
【００３４】
しかも、上側の基板２ｕのリジッド部４ａ，４ｃが金属ケース６に固定されている一方で、上側の基板２ｕのリジッド部４ｂがバネ７の弾性力によって金属ケース６に押しつけられるように上方に付勢されているので、ＬＳＩ３２ｔと金属ケース６の間にすき間がなく、ＬＳＩ３２ｔが金属ケース６に常に接触した状態になっている。したがって、ＬＳＩ３２ｔから発生する熱を放熱性の高い金属ケース６を利用して効率よく金属ケース６外へ放熱できる。
【００３５】
また、ＬＳＩ３２ｔなどの熱源となる部品や金属ケース６の厚さにはバラツキがあるが、そのバラツキをバネ７によって吸収できるので、この場合も十分に放熱できる。これは、電気機器１の設計が容易になることにつながる。
【００３６】
次に、第二の実施の形態を説明する。
【００３７】
図４は、本発明の第二の実施の形態である電気機器の側面図である。
【００３８】
図４に示すように、電気機器４１は、一枚のリジッド・フレキシブル基板２を、フレキシブル部５ａで折り曲げて上下に重ね、フレキシブル部５ａに隣接する下側のリジッド部４ａあるいは電気コネクタ３を金属ケース６の内底面Ｄに固定し、フレキシブル部５ａに隣接する上側のリジッド部４ｂを、ＬＳＩ３２ｔが金属ケース６の内上面Ｕに押しつけられるようにしたものである。
【００３９】
この電気機器４１においても、ベース６ｄにカバー６ｕを上方から被せる直前、リジッド部４ｂは宙に浮いた状態となっている。ベース６ｄにカバー６ｕを上方から被せると、ＬＳＩ３２ｔがカバー６ｕの内上面Ｕによって下方へ押しつけられると共に、リジッド部４ｂがフレキシブル部５ａの弾性力によって上方へ押しつけられる。これにより、電気機器４１においても、ＬＳＩ３２ｔが金属ケース６に常に接触した状態になる。したがって、図１で説明した電気機器１と同じ作用効果が得られる。
【００４０】
電気機器４１は、フレキシブル部５ａの弾性力が大きい場合の例であるが、フレキシブル部５ａの弾性力があまり大きくない場合には、図５に示した本発明の第三の実施の形態である電気機器５１のように、金属ケース６に支柱８を設け、その支柱８にバネ７を取り付け、フレキシブル部５ａとバネ７の双方の弾性力により、リジッド部４ｂを上方に押しつけるようにすればよい。電気機器５１は、いわば電気機器１と電気機器４１を組み合わせたものである。この電気機器５１によっても、電気機器１と同じ作用効果が得られる。
【００４１】
本発明に係る電気機器１として光トランシーバの例で説明したが、本発明は、金属ケース内に基板を収容した電気機器であれば、いかなる電気機器にも応用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００４３】
（１）熱源となる部品からの熱を効率よく放熱でき、しかも部品の実装面積を拡大できる。
【００４４】
（２）熱源となる部品の高さや金属ケースの厚さにバラツキがあっても十分に放熱できる。
【００４５】
（３）設計が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す側面図である。
【図２】二枚の基板を貼り合わせる前の側面図である。
【図３】本発明に係る電気機器の一例を示す斜視図である。
【図４】第二の実施の形態を示す側面図である。
【図５】第三の実施の形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１　電気機器
２ｕ，２ｄ　リジッド・フレキシブル基板
４ａ〜４ｃ　リジッド部
５ａ，５ｂ　フレキシブル部
６　金属ケース
６ｕ　カバー
６ｄ　ベース
７　バネ
３２ｔ　ＬＳＩ（熱源となる部品）
Ｕ　金属ケースの内上面
Ｄ　金属ケースの内底面

Claims

二枚の基板を上下に配置し、これら二枚の基板の一部同士を貼り合わせ、貼り合わせた部分の下側の基板を金属ケースの内底面に固定し、その貼り合わせた部分と異なる部分の上側の基板を、その上側の基板上に搭載された熱源となる部品が上記金属ケースに押しつけられるように、バネで付勢したことを特徴とする電気機器。
上記金属ケース内に上記上側の基板を上下に移動させるための支柱を設け、その支柱に上記バネを取り付けた請求項１記載の電気機器。
リジッド部とフレキシブル部とが長さ方向に交互に一体形成された一枚の基板を、フレキシブル部で折り曲げて上下に重ね、その折り曲げたフレキシブル部に隣接する下側のリジッド部を金属ケースの内底面に固定し、上記折り曲げたフレキシブル部に隣接する上側のリジッド部を、その上側のリジッド部上に搭載された熱源となる部品が上記金属ケースに押しつけられるようにしたことを特徴とする電気機器。
上記上側のリジッド部をバネで付勢した請求項３記載の電気機器。
上記金属ケース内に上記上側のリジッド部を上下に移動させるための支柱を設け、その支柱に上記バネを取り付けた請求項４記載の電気機器。