JP2004349560A

JP2004349560A - 冷却性電子装置

Info

Publication number: JP2004349560A
Application number: JP2003146576A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kimura; 直樹木村
Original assignee: Furukawa Sky KK
Current assignee: Furukawa Sky KK
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】電子部品の発熱量の増大に十分対応できる、冷却性の電子装置を提供する。
【解決手段】電子装置を構成する筐体の壁部内面１ａに発熱部品２が熱的に接続され、前記発熱部品２近傍の筐体壁部１に通風孔３が設けられている冷却性電子装置。壁部内面１ａに複数の発熱部品２が熱的に接続され、前記複数の発熱部品２のうちの比較的発熱量の大きい発熱部品２ａ、２ｂ近傍の筐体壁部１に通風孔３が設けられている冷却性電子装置。筐体壁部内面または外面の少なくとも一方が凹凸状に形成されている冷却性電子装置。筐体壁部内面または外面の少なくとも一方にフィンが設けられている冷却性電子装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワートランジスタ、ＣＰＵ、ＨＤＤ、ＩＣ、メモリー、コンデンサーなどの発熱部品（電子部品）ＩＣ、を搭載した電子装置の冷却性の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子装置に搭載されるＣＰＵなどの発熱部品の冷却は、図７に示すように、発熱部品２とフィン１１とをヒートパイプ１５で熱的に連結し、フィン１１を筐体壁部に設けたファン９により送風冷却する方法により行われてきた（例えば特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５７４９２
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近年、電子部品が高機能化して発熱量が増大したため、前記従来法では十分な冷却効果が得られず、より冷却性の高い電子装置の開発が要求されるようになった。
本発明は、電子部品の発熱量の増大に十分対応できる、冷却性の電子装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載発明は、電子装置を構成する筐体の壁部内面に発熱部品が熱的に接続され、前記発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔が設けられていることを特徴とする冷却性電子装置である。
【０００６】
請求項２記載発明は、電子装置を構成する筐体の壁部内面に複数の発熱部品が熱的に接続され、前記複数の発熱部品のうちの発熱量の大きい発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔が設けられていることを特徴とする冷却性電子装置である。
【０００７】
請求項３記載発明は、前記筐体の壁部内面に発熱部品がねじ止め式、ソケット式（差込み式）または針金式により熱的に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の冷却性電子装置である。
【０００８】
請求項４記載発明は、前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面またはその外面の少なくとも一方が凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷却性電子装置である。
【０００９】
請求項５記載発明は、前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面またはその外面の少なくとも一方にフィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷却性電子装置である。
【００１０】
請求項６記載発明は、前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部が熱伝導性材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の冷却性電子装置である。
【００１１】
請求項７記載発明は、前記熱伝導性材料が金属材料であることを特徴とする請求項６記載の冷却性電子装置である。
【００１２】
請求項８記載発明は、前記熱伝導性材料が樹脂に、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍｋ以上のフィラーを含む材料であることを特徴とする請求項６記載の冷却性電子装置である。
【００１３】
請求項９記載発明は、前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部の内面またはその外面に電磁波吸収層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の冷却性電子装置である。
【００１４】
請求項１０記載発明は、前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の冷却性電子装置である。
【００１５】
請求項１１記載発明は、前記絶縁層が電磁波吸収機能を有することを特徴とする請求項１０記載の冷却性電子装置である。
【００１６】
請求項１２発明は、前記絶縁層上に電気配線がなされていることを特徴とする請求項１０または１１記載の冷却性電子装置である。
【００１７】
請求項１３発明は、電子装置を構成する筐体の壁部内面に配線材が熱的に接続されていて、発熱部品が内部に配置されていることを特徴とする冷却性電子装置。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の電子装置を図を参照して具体的に説明する。
図１（イ）〜（ハ）は本発明電子装置の実施形態を示す筐体下壁部内面の平面図である。
なお、本発明において、前記熱的接続とは、発熱部品２が、例えば、筐体下壁部１の内面１ａに密着して接続されていることを言う。また発熱部品２が、筐体下壁部１の内面１ａ上に、ヒートパイプ、伝熱シート、熱伝導性グリス、絶縁層などを介して接続されている場合も、密着して接続されていれば熱的に接続されていると言う。
図１（イ）に示すものは、筐体下壁部１の内面１ａに１個の発熱部品２が熱的に接続され、発熱部品２近傍の筐体下壁部１に通風孔３が設けられている。発熱部品２は通風孔３を通る風により良好に冷却される。
【００１９】
筐体下壁部１外面１ｂの４隅には脚部４が設けられており、電子装置を板面上に置いたときに通風孔３が閉塞されないようにしてある。
【００２０】
また前記脚部により筐体と板面との間に隙間が生じ、そこを風が流れるため筐体外面が冷却され、筐体自体がヒートシンクになる。電子装置がカーステレオの場合は、その構成部材であるフランジに脚部の役目を持たせることができる。
【００２１】
図１（ロ）に示すものは、筐体下壁部内面１ａに２個の発熱部品２が熱的に接続され、前記２個の発熱部品２近傍の筐体下壁部１にそれぞれ通風孔３が設けられている。
【００２２】
図１（ハ）に示すものは、筐体下壁部内面１ａに３個の発熱部品２ａ、２ｂ、２ｃが熱的に接続され、前記３個の発熱部品のうちの比較的発熱量が大きい２個の発熱部品２ａ、２ｂの中間に通風孔３が設けられている。前記２個の発熱部品２ａ、２ｂは発熱量が同程度であり、しかも通風孔３からの距離がほぼ同じため、前記両発熱部品２ａ、２ｂは同程度に冷却される。
【００２３】
図２（イ）〜（ハ）は本発明電子装置の他の実施形態を示す筐体下壁部の側面図または斜視図である。
図２（イ）に示すものは発熱部品２を筐体下壁部内面１ａにねじ５により熱的に接続したもの（ねじ止め式）、図２（ロ）に示すものは発熱部品２を筐体下壁部内面１ａに設けたソケット６に差込んで熱的に接続したもの（ソケット式）、図２（ハ）に示すものは発熱部品２を筐体下壁部１に開けた穴７に通した針金８により固定して熱的に接続したもの（針金式）である。
また筐体の一部を切り起こして発熱部品を取り付けても良い。意匠性、耐久性などの目的で、筐体の外部表面を表面処理する場合があり、加工の初期段階の板状の時点で表面処理がなされていれば生産性の観点からさらに好適である。
なお図２（イ）で９は通風を促進するためのファンである。
【００２４】
図３（イ）、（ロ）は本発明電子装置の他の実施形態を示す筐体下壁部の斜視図である。
図３（イ）に示すものは筐体下壁部内面１ａを波状に成形１０することにより、また図３（ロ）に示したものは筐体下壁部外面１ｂにフィン１１を設けることにより、それぞれ筐体の熱放散性を高めたものである。前記波状成形部１０は例えばプレス成形法により容易に成形でき、前記フィン１１はろう付け法、面切込み法、転造加工法などにより容易に設けることができる。前記フィン１１は通風孔３の閉塞防止にも有用で、脚部４を無用とすることも可能である。
【００２５】
図４は本発明電子装置の他の実施形態を示す筐体下壁部の側面図である。
筐体下壁部内面上に電磁波吸収層１２が設けられ、その上に発熱部品２が熱的に接続されている。ここでは電磁波吸収層１２が外部からの電磁波を吸収するため、電子部品（発熱部品）２はより良好に機能する。
電磁波吸収層１２は、カーボンなどの材料により形成される。
【００２６】
図５は本発明電子装置の他の実施形態を示す筐体下壁部の側面図である。
筐体下壁部内面１ａ上に絶縁層１３が設けられ、その上に発熱部品２が熱的に接続されおり、さらに絶縁層１３上には電気配線１４がなされている。図５で１４ａは端子である。
従ってこのものは組立て（電気接続）およびメンテナンスが容易に行える。
絶縁層１３は任意の方法により設けることができるが、絶縁塗料を塗布する方法は簡便であり、しかも絶縁層１３を薄く形成できて放熱性および伝熱性を害する恐れが小さく望ましい。
【００２７】
本発明において、電気配線には、主に、汎用銅箔或いは厚さ略１ｍｍ以上のショートバーが用いられる。多層配線（２層〜８層）を行う場合は層間の配線はスルーホールを用い、その放熱にはサーマルビアを利用するのが良い。最低限必要な配線だけでなく、ベタに銅などの配線材を配置することにより放熱性を高めることができる。電気配線は回路基板を用いて行うこともできる。また電気配線は絶縁層の内部に設けても良い。また、放熱面積に比較して発熱量が小さい場合は、通風孔やフアンを不要とすることもできる。
【００２８】
なお、筐体の表面に有機物などをコーテングしたり植毛したりして改質すると、人体が触れた場合低音火傷を生じないというメリットがある。このようにコーテングや植毛により筐体表面に断熱層を設けると熱による人体への悪影響が防御されるため、筐体の伝熱部分の温度のみを上げることができ、ひいては放熱量を増大させて放熱効果を向上させることができる。
【００２９】
図６は本発明電子装置の他の実施形態を示す筐体下壁部内面の側面図である。
筐体下壁部内面１ａ上にカーボン粉を含む絶縁層１３ａが設けられ、その上に発熱部品２が熱的に接続され、さらに電気配線１４がなされている。ここでは絶縁層１３ａがカーボン粉を含むため、外部からの電磁波が絶縁層１３ａで吸収され、電子部品（発熱部品）２は良好に機能する。
【００３０】
絶縁層１３ａにはリフロー処理温度（３００℃〜３５０℃）に耐える耐熱性を有するエポキシ樹脂などが使用される。
【００３１】
以上、発熱部品を筐体下壁部内面（側）に熱的に接続した場合について説明したが、発熱部品を、筐体上壁部内面（側）や側壁部内面（側）などの他の筐体壁部内面（側）に熱的に接続した場合も、本発明の電子装置であり、前述と同様の効果が得られる。
【００３２】
本発明において、電子装置の筐体は送風冷却することが望ましく、それには、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、ＭＤ、ＨＤＤなどのディスク、自動車内の各種モーター、ビデオの回転ヘッドなど、電子装置が配置される周辺の回転機構を利用して送風するのがスペース的にまたコスト的に推奨される。
【００３３】
本発明の電子装置は、特に、エンジン用ＥＣＵ、バッテリー用ＥＣＵ、バッテリー自体、車載用電子機器（所謂カーステレオ、カーナビ）、携帯電話、小型ゲーム機などの電子装置に適用してその効果が得られる。
【００３４】
冷蔵庫をコンピューター（サーバー）として活用する場合も、本発明の電子装置は有効に利用できる。即ち、ＣＰＵなどの発熱部品を冷蔵庫に組み込み、発生する熱を放散させるのに利用できる。コンプレッサー、ペルチェ素子、ヒートシンクなどを併用するとその効果は一段と向上する。表示装置や入力装置は冷蔵庫の扉表面に取付けると見やすいが、他のところに取付けても良い。
【００３５】
冷蔵庫にバーコードなどの情報読取装置を設けることにより、食品の在庫管理や賞味期限の管理が容易に行える。その場合、食品の製造年月日や賞味期限などの時間に関する情報も、バーコードなどの簡便な手段で入力できればさらに好適である。数字などを読取る装置を入力手段とすることもできる。またＱＲコードを光学式読取機で入力したり、ＩＣチップから電磁波を介して読取るなどの方法も適用できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の電子装置は、筐体壁部内面に発熱部品を熱的に接続し、前記発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔を設けたものなので、前記発熱部品は前記通風孔を通る風により効率良く冷却され、電子部品などの発熱量の増大に十分対応できる。発熱部品が複数の場合は、そのうちの発熱量の大きい発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔を設けることにより電子装置全体を効率よく冷却できる。
【００３７】
前記筐体壁内面への発熱部品の熱的接続は、ねじ止め式、ソケット式（差込み式）または針金式の方法により簡便に行える。前記発熱部品が熱的に接続された近傍の筐体壁部の内面または外面の少なくとも一方を凹凸状に形成するか、フィンを設けるか、または筐体壁を熱伝導性材料により形成することにより筐体の放熱性が向上する。前記筐体壁を熱伝導性材料により形成する場合、その内面または外面に電磁波吸収層を設けることにより外部からの電磁波を低減でき電子装置がより良好に機能する。また前記内面に絶縁層を設け、その上に電気配線することにより電子装置の組立ておよびメンテナンスが容易に行えかつ構造が簡素になる。前記絶縁層に電磁波吸収機能を持たせることにより絶縁と電磁波吸収とを１層で行うことができ電子装置の組立がより簡便に行える。依って、工業上顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ハ）は本発明の実施形態を示す筐体下壁部内面の平面図である。
【図２】（イ）〜（ハ）は本発明の他の実施形態を示すそれぞれ筐体下壁部側面図、筐体下壁部内面斜視図、筐体下壁部側面図である。
【図３】（イ）、（ロ）は本発明の他の実施形態を示すそれぞれ筐体下壁部内面斜視図、筐体下壁部外面斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す筐体下壁部側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す筐体下壁部内面斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す筐体下壁部側面図である。
【図７】従来の電子装置の冷却構造の説明図である。
【符号の説明】
１筐体下壁部
１ａ筐体下壁部内面
１ｂ筐体下壁部外面
２発熱部品（電子部品）
２ａ比較的発熱量の大きい発熱部品（電子部品）
２ｂ比較的発熱量の大きい発熱部品（電子部品）
３通風孔
４脚部
５ねじ
６ソケット
７筐体下壁部に開けた穴
８針金
９ファン
１０波状成形部
１１フィン
１２電磁波吸収層
１３絶縁層
１３ａカーボン粉を含む絶縁層
１４電気配線
１４ａ端子
１５ヒートパイプ

Claims

電子装置を構成する筐体の壁部内面に発熱部品が熱的に接続され、前記発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔が設けられていることを特徴とする冷却性電子装置。
電子装置を構成する筐体の壁部内面に複数の発熱部品が熱的に接続され、前記複数の発熱部品のうちの発熱量の大きい発熱部品近傍の筐体壁部に通風孔が設けられていることを特徴とする冷却性電子装置。
前記筐体の壁部内面に発熱部品がねじ止め式、ソケット式（差込み式）または針金式により熱的に接続されていることを特徴とする請求項１または２記載の冷却性電子装置。
前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面またはその外面の少なくとも一方が凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冷却性電子装置。
前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面またはその外面の少なくとも一方にフィンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冷却性電子装置。
前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部が熱伝導性材料により形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の冷却性電子装置。
前記熱伝導性材料が金属材料であることを特徴とする請求項６記載の冷却性電子装置。
前記熱伝導性材料が樹脂に、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍｋ以上のフィラーを含む材料であることを特徴とする請求項６記載の冷却性電子装置。
前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部の内面またはその外面に電磁波吸収層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の冷却性電子装置。
前記発熱部品が熱的に接続された筐体壁部内面に絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の冷却性電子装置。
前記絶縁層が電磁波吸収機能を有することを特徴とする請求項１０記載の冷却性電子装置。
前記絶縁層上に電気配線がなされていることを特徴とする請求項１０または１１記載の冷却性電子装置。
電子装置を構成する筐体の壁部内面に配線材が熱的に接続されていて、発熱部品が内部に配置されていることを特徴とする冷却性電子装置。