JP2006245529A - 防水・散熱構造を兼備した電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 積極的な散熱メカニズムにより散熱を容易にする防水・散熱構造を具えた電子装置を提供する。
【解決手段】 第１、第２の開口部23,24を有したケース21と、ケース内に配置されてケース内の空間を第１、第２の開口部と連通する空気路27と容器28とに仕切る仕切り構造25と、容器内に配置されたプリント回路基板26と、空気路内に配置されて第１の開口部を経て周辺空気を吸入しかつ第２の開口部を経て該空気を排出して電子装置外に熱を放散するファン22とを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は電子装置に関するものであり、特に防水・散熱構造を兼備した電子装置に関するものである。

集積回路の集積度が増すにつれて、電力アダプターや電力供給装置などの小型化が開発されている。電子装置の体積が低減されるので、散熱に伴う問題がより深刻になっている。例えば電力アダプターがその例である。

従来の電力アダプターは上下のケースを有しており、これらはプラスチック製でかつ協働してプリント回路盤を収容する閉鎖空間を画定している。電力アダプターの操作時には、プリント回路盤上の電子構成要素は熱の形でエネルギーを発生することがある。この熱は閉鎖空間内に容易に蓄積されて通常これを放散させるのは困難である。

電力アダプターが充分な熱を周辺空気中に放散できないときには、上昇した操作熱が電子構成要素の損失を招き、全電力アダプターが故障するか電力変換効率が低減する。

図１に示すのは従来の電力アダプターの断面図である。電力アダプター１は上側ケース１１と下側ケース１２とプリント回路盤１３と電力入力端末（図示せず）と電力出力端子１４とを有している。上下のケース１１、１２間には閉鎖空間が画定されていて、その中にプリント回路盤１３を収容する。

プリント回路盤１３上には多くの電子構成要素１３１が取り付けられている。それらの要素１３１から発生される全んどの熱を除くべく、数個のヒートシンク１３２が通常プリント回路盤１３上に設けられている。加えていくつかの要素１３１はネジやリベット連結によりヒートシンク１３２に組み付けられて、散熱を容易にしている。

電力アダプター１の散熱メカニズムにおいては、電子構成要素１３１から発生される熱をヒートシンク１３２に導いてシンク１３２の表面から電力アダプター１の閉鎖空間中に放散し、閉鎖空間から空気を経て熱を上下のケース１１、１２に移動させて、その後電力アダプター１の周辺と熱交換を行っている。しかし電力アダプターは小型化されかつ高電力化されているので、上記した消極的な散熱メカニズムでは不充分である。

散熱効率を高めるには、電力アダプター１の内部電子構成要素から発生される熱を積極的に電力アダプター１に放散させなければならない。全んどの操作状態と環境とに応用されるには、電力アダプター１のケースに追加的な開口を具えて、ケースにより画定される空間を外部の周辺空気と連通させる必要がある。この条件下では電力アダプター１は防水性が劣る故に湿気のある周辺や屋外で操作されるには適していない。

積極的な散熱メカニズムを具えた電力アダプター１が湿気のある周辺や屋外で使用された場合には、電子要素が損傷されたり水と接触した場合には短絡する。

従来技術に見られる上記した欠点に鑑みて、この発明の目的は積極的な散熱メカニズムにより散熱を容易にする防水・散熱構造を具えた電子装置を提供することにある。

この発明の他の目的は、防水・散熱構造を具えてかつ高い散熱効率を呈する電子装置を提供することにある。

このためこの発明の電子装置は、第１、第２の開口部を有したケースと、ケース内に配置されてケース内の空間を第１、第２の開口部と連通する空気路と容器とに仕切る仕切り構造と、容器内に配置されたプリント回路盤と、空気路内に配置されて第１の開口部を経て周辺空気を吸入しかつ第２の開口部を経て該空気を排出して電子装置外に熱を放散するファンとを有することを要旨とするものである。

この発明の電子装置は防水性と散熱構造とを兼備しているが故に、プリント回路盤上の電子構成要素から発生される熱が装置外に効率よく放散される。したがって、プリント回路盤が周辺空気からの湿気や水分に損なわれることもなく、熱により電子構成要素が損なわれることもない。よって電子装置の寿命が長くなり、種々の環境条件下で使用することができる。

好ましくは電子装置は電力アダプターまたは充電器である。

一実施例においては、ケースが上側、下側のケースを有している。

一実施例においては、空気路がケースの内壁と仕切り構造（空間を分割する構造）との間に配置されている。

一実施例においては、ケースがプラスチック材料から形成されている。

一実施例においては、仕切り構造が散熱板と２個のフランジと２個の粘着層とを有している。２個のフランジは相互に平行であって、ケースの内壁から延在してその間に方形溝を形成している。２個の粘着層は２個のフランジを散熱板の両端縁に結合して、２個のフランジ間に画定された方形溝をシールしてかつケース内の空間を空気路と容器とに仕切っている。

一実施例においては、仕切り構造がケースの内壁から延在する第１のリブを有しており、該リブは第１の開口部に近接しかつ粘着層を介して散熱板の一側端上に取り付けられている。

一実施例においては、第１のリブはケースと一体に形成されている。

一実施例においては、仕切り構造がさらにケースの内壁から延在する第２のリブを有しており、該リブは第２の開口部に近接しかつ粘着層を介して散熱板の他の側端に取り付けられている。

一実施例においては、第２のリブはケースと一体に形成されている。

一実施例においては、仕切り構造は散熱板と２個のフランジと固定フレームとを有している。２個のフランジはケースの内壁から延在して、その間に溝を形成している。２個のフランジは散熱板の両端縁を収容・支持する刻み目を有している。固定フレームは第１の部分と第２の部分とを有しており、第１の部分は散熱板の両端縁を偏倚させ、第２の部分は超音波溶接により２個のフランジに結合されており、これにより２個のフランジ間に画定された溝をシールしかつケース内の空間を空気路と容器とに仕切っている。

一実施例においては、仕切り構造はさらにケースの内壁から延在する第１のリブを有しており、該リブは第１の開口部に近接し散熱板の一側端を収容・支持する刻み目を有している。

一実施例においては、固定フレームの第１の部分は散熱板の側端縁を偏倚し、第２の部分は超音波溶接により第１のリブに結合されている。

一実施例においては、第１のリブはケースと一体に形成されている。

一実施例においては、仕切り構造はさらにケースの内壁から延在する第２のリブを有しており、該リブは第２の開口部に近接しかつ散熱板の他の側端縁を収容・支持する刻み目を有している。

一実施例においては、固定フレームの第１の部分は散熱板の他の側端縁を偏倚し、かつ第２の部分は超音波溶接により第２のリブに結合されている。

一実施例においては、第２のリブはケースと一体に形成されている。

ファンは好ましくはブロアーである。

一実施例においては、ファンは第１または第２の開口部の近くに配置されている。

電子装置は好ましくは携帯電子装置である。

図２に示すこの発明の好ましき実施例において、電子装置２はケース２１とファン２２と第１の開口部２３と第２の開口部２４と仕切り構造２５とプリント回路盤２６とを有している。第１の開口部２３と第２の開口部２４とはケース２１内に配置されている。

仕切り構造２５はケース２１内に配置されて、ケース２１内の空間を空気路２７と容器２８とに仕切っている。ファン２２は空気路２７中に配置されている。このファン２２により空気は第１の開口部２３を経て空気路２７中に強制流入され、第２の開口部２４を経て排出されて、プリント回路盤２６上の電子構成要素から発生される熱を積極的な散熱メカニズムにより放散する。加えて、仕切り構造２５は空気路２７を容器２８から分離できるので、周辺空気からの湿気または水分はプリント回路盤２６を傷めることなく、防水と散熱の目的を達成する。

電子装置２のケース２１は上側ケース２１１と下側ケース２１２とから構成することもできる。ファン２２の一例としては第１の開口部２３または第２の開口部２４近くのブロアーがある。ファン２２により吸入された空気は図中矢印で示すように第１の開口部２３から第２の開口部２４へと流れる。これに代えて、ファン２２により吸入された空気は第２の開口部２４から第１の開口部２３へと流れることもできる。好ましくは第１の開口部２３と第２の開口部２４とはケース２１の反対側に配置される。

仕切り構造２５はケース２１内に配置されて、ケース２１内の空間を空気路２７と容器２８とに仕切る。図２の空気路２７は仕切り構造２５の一方側に位置している。当業者には空気路を適宜変更改変することができる。例えば空気路はケース２１の内壁を囲繞してもよい。

図３に図２中線Ｃ−Ｃに沿って取った断面を示す。図２、３に示すように、仕切り構造２５は互いに平行な２個のフランジ２５１、２５２、２個の粘着層２５３、２５４および散熱板２５５を有している。２個のフランジ２５１、２５２はケース２１の内壁から延在して、それらの間に方形溝２５８を形成している。粘着層２５３、２５４を介してフランジ２５１、２５２は散熱板２５５の両端縁に結合している。これによりそれらの間に画定されている方形溝２５８をシールし、かつケース２１内の空間を空気路２７と容器２８とに仕切っている。

図４に図２中の部分Ｂを拡大して示す。良好なシール性を保証し湿気や水分がプリント回路盤２６を損なうのを防止すべく、仕切り構造２５は選択的に第１のリブ２５６を有している。該リブはケース２１の内壁から延在して第１の開口部２３に近接している。第１のリブ２５６の自由端は粘着層２５３を介して散熱板２５５の一側端縁上に取り付けられている。これによりその間の隙間をなくし、かつ容器２８のシール性を高めている。第１のリブ２５６と２個のフランジ２５１、２５２とはＵ字形に配置されている。第１のリブ２５６はケース２１と一体であるのが望ましい。

図５に図２中の部分Ａを拡大して示す。良好なシール性を保証し、湿気や水分がプリント回路盤２６を損なうのを防止すべく、仕切り構造２５は選択的に第２のリブ２５７を有しており、該リブはケース２１の内壁から延在しかつ第２の開口部２４に近接している。第２のリブ２５７の自由端は粘着層２５３を介して散熱板２５５の他の側の側縁上に取り付けられている。これによりその間の隙間をなくしかつ容器２８のシール性を高めている。第２のリブ２５７と２個のフランジ２５１、２５２もまたＵ字形に配置されている。第２のリブ２５７はケース２１と一体であるのが望ましい。

図２において、電子装置２の動作中、プリント回路盤２６上の構成要素は熱を発生するが、該熱は散熱板２５５に直接導かれるか、または対流により散熱板２５５へと移動される。熱は散熱板２５５から空気路２７へと移動され、ついで積極的な散熱メカニズムによりケース２１の外に放散される。

この状態ではファン２２により吸入された周辺空気は構成要素から発生された熱を第２の開口部２４を経て運び出す。加えて、仕切り構造２５は空気路２７を容器２８から分離できるので、周辺空気からの湿気または水分がプリント回路盤２６を損なうことは無く、防水と散熱の目的を達成することができる。

図６にこの発明の他の実施例の断面を示す。電子装置２はケース２１、ファン２２、第１の開口部２３、第２の開口部２４、仕切り構造２５およびプリント回路盤２６を有している。

第１の開口部２３と第２の開口部２４とはケース２１内に配置されている。仕切り構造２５はケース２１内に配置されて、ケース２１内を空気路２７と容器２８とに仕切っている。ファン２２は空気路２７に配置されている。ファン２２により空気は第１の開口部２３を経て空気路２７内に強制的に流れ、第２の開口部２４を経て排出されて、プリント回路盤２６上の構成要素から発生される熱を積極的な散熱メカニズムにより放散する。

加えて、仕切り構造２５が空気路２７を容器２８から分離しているので、周辺空気からの湿気と水分とがプリント回路盤２６を損ねることがなく、防水と散熱の目的が達成される。

図７に図６中の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面を示す。図６、７に示すように、仕切り構造２５は２個のフランジ２５１、２５２と固定フレーム２５９と散熱板２５５とを有している。２個のフランジ２５１、２５２はケース２１の内壁から延在して、その間に溝２５８を形成している。またこれらのフランジは刻み目２５１１、２５２１を有しており、これらが散熱板２５５の両端縁を収容・支持している。

固定フレーム２５９は２個の部分２５９１、２５９２に粗く分割されることが可能である。第１の部分２５９１は散熱板２５５の両端縁を偏倚して、該両端縁はフランジ２５１、２５２の刻み目２５１１、２５２１内に収容される。加えて、第２の部分２５９２は超音波溶接によりフランジ２５１、２５２に結合されており、２個のフランジ２５１、２５２間に画定された溝２５８をシールするとともに、ケース２１内の空間を空気路２７と容器２８とに仕切っている。

図８に図６中の部分Ｂを拡大して示す。良好なシール性を保証しかつ湿気や水分がプリント回路盤２６を損ねるのを防止すべく、仕切り構造２５は選択的に第１のリブ２５６を有しており、これがケース２１の内壁から延在してかつ第１の開口部２３に近接している。第１のリブ２５６は刻み目２５６１を有しており、これが散熱板２５５の一端縁を収容・支持している。

固定フレーム２５９の第１の部分２５９１は散熱板２５５の側端縁を偏倚して、散熱板の側端縁を第１のリブ２５６の刻み目２５６１に収容させる。加えて第２の部分２５９２は超音波溶接により第１のリブ２５６に結合されて、２個のフランジ２５１、２５２間に画定された溝２５８をシールして、その間の隙間をなくし、かつ容器２８のシール性を高めている。第１のリブ２５６と２個のフランジ２５１、２５２とはＵ字形に配置されている。第１のリブ２５６はケース２１と一体に形成するのが望ましい。

図９に図６中の部分Ａを拡大して示す。良好なシール性を保証しかつ湿気や水分がプリント回路盤２６を損ねるのを防止すべく、仕切り構造２５は選択的に第２のリブ２５７を有しており、これがケース２１の内壁から延在して第２の開口部２４に近接している。

第２のリブ２５７は刻み目２５７１を有しており、これが散熱板２５５の他の側の端縁を収容・支持している。第１の部分２５９１は散熱板２５５の他の側の端縁を偏倚して、該端縁を散熱板２５５の他の側の端縁を与えて第１のリブ２５７の刻み目２５７１内に収容させている。

加えて、固定フレーム２５９の第２の部分２５９２は超音波溶接により第２のリブ２５７に結合されており、これにより２個のフランジ２５１、２５２間に画定された溝２５８をシールして、その間の隙間をなくするとともに容器２８のシール性を高めている。第２のリブ２５７と２個のフランジ２５１、２５２とはＵ字形に配置するのが望ましい。第２のリブ２５７はケース２１と一体に形成するのが望ましい。

図６において、電子装置２の動作中、プリント回路盤２６上の電子構成要素は熱を発生し、これが散熱板２５５に直接導かれるか、または対流により散熱板２５５に移動される。該熱は散熱板２５５から空気路２７に移動され、積極的な散熱メカニズムによりケース２１の外に放散される。

この状態において、ファン２２により吸入された周辺空気は第２の開口部２４を経て構成要素により発生された熱を運び去る。加えて仕切り構造２５が空気路２７を容器２８から分離しているので、周辺空気からの湿気または水分がプリント回路盤２６を損ねることはなく、防水と散熱の目的が達成される。

以上電力アダプターへの応用に関して記載したが、この発明はこれに限定されるものではなく、動作中に熱を発生する電子装置一般に応用可能である。例えば携帯電子装置でも屋外電子装置でもよい。上記実施例に用いた散熱板２５５は熱伝導率の高い材料から形成され、ケース２１はプラスチック材料または金属など高熱伝導率の材料から形成される。仕切り構造２５はケース２１と一体に形成することもできる。

この発明は電子構成要素が熱を発生するタイプの種々の電子装置の製造分野において広く採用されるものである。

従来の電力アダプターの模型断面図である。 この発明の電子装置の一実施例の模型断面図である。 図２中線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。 図２中の部分Ｂの部分拡大図である。 図２中の部分Ａの部分拡大図である。 この発明の電子装置の他の実施例の模型断面図である。 図６中の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。 図６中の部分Ｂの部分拡大図である。 図６中の部分Ａの部分拡大図である。

符号の説明

２： 電子装置
２１： ケース
２３、２４： 開口部
２５： 仕切り構造
２７： 空気路
２８： 容器

Claims (8)

1. 第１、第２の開口部を有したケースと、ケース内に配置されてケース内の空間を第１、第２の開口部と連通する空気路と容器とに仕切る仕切り構造と、容器内に配置されたプリント回路盤と、空気路内に配置されて第１の開口部を経て周辺空気を吸入しかつ第２の開口部を経て該空気を排出して電子装置外に熱を放散するファンとを有することを特徴とする防水・散熱構造を兼備した電子装置。
2. 電力アダプター、充電器、携帯電子装置からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. ケースが上下のケースを有しており、空気路がケースの内壁と仕切り構造との間に配置されており、ケースがプラスチック材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
4. 仕切り構造が散熱板と、互いに平行でかつケースの内壁から延在してその間に方形溝を形成する２個のフランジと、フランジを散熱板の両端縁に結合してフランジ間の方形溝をシールしかつケース内の空間を空気路と容器とに仕切る２個の粘着層とを有していることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
5. 仕切り構造がケースの内壁から延在してかつ第１の開口部に近接しかつ粘着層を介して散熱板の一側端縁に取り付けられた第１のリブと、ケースの内壁から延在してかつ第２の開口部に近接しかつ粘着層を介して散熱板の他側端縁に取り付けられた第２のリブとを有してなり、第１のリブがケースと一体に形成され、
   第２のリブがケースと一体に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
6. 仕切り構造が散熱板と、ケースの内壁から延在してその間に溝を形成しかつ散熱板の両端縁を収容・支持する刻み目を有した２個のフランジと、第１と第２の部分を有した固定フレームとを有しており、第１の部分は散熱板の両端縁を偏倚し、第２の部分は超音波溶接により２個のフランジに結合され、これにより２個のフランジ間に画定された溝がシールされ、ケース中の前記空間が空気路と容器とに仕切られていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
7. 仕切り構造がケースの内壁から延在してかつ第１の開口部に近接しかつ散熱板の一側端縁を収容・支持する刻み目を有した第１のリブを有しており、固定フレームの第１の部分が散熱板の側端縁を偏倚し、第２の部分が超音波溶接により第１のリブに結合され、第１のリブがケースと一体に形成され、第２のリブがケースの内壁から延在してかつ第２の開口部に近接しかつ散熱板の他側端縁を収容・支持する刻み目を有しており、固定フレームの第１の部分が散熱板の他側端縁を偏倚し、第２の部分が超音波溶接により第２のリブに結合され、第２のリブがケースと一体に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
8. ファンがブロアーであり、ファンが第１または第２の開口部に近接配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。

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