JP2007134009A - 電子部品の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品及び該電子部品から発生する熱を放熱させる放熱部材を備えた電子機器に設けられ、電子部品を支持すると共に外部から電子部品に加わる衝撃を緩衝する電子部品の支持構造であって、電子機器の部品点数及び製造コストを低減することができるものを提供する。
【解決手段】コイルバネ１３と、コイルバネをＨＤＤ１１に接続するブラケット１２と、ＨＤＤがコイルバネで弾性支持された状態となるようにコイルバネを支持すると共に底板６に接続するブラケット１０及びスタッド９とを具備し、コイルバネは、断面矩形の素線で形成されると共に、矩形の軸方向の長をＨ、径方向の長さをＷとしたとき、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１であることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子部品及び該電子部品から発生する熱を放熱させる放熱部材を備えた電子機器に設けられ、電子部品を支持すると共に外部から電子部品に加わる衝撃を緩衝する電子部品の支持構造に関する。

ハードディスクを用いてデータの記録・再生を行うハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと記す）は、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと記す）、映像の記録・再生を行うＨＤＤビデオレコーダ、音楽の再生を行うＨＤＤ内蔵オーディオプレーヤ等に近年広く用いられている。

また、自動車内で用いる車載装置でＨＤＤを搭載したものも近年多く提案されている。ＨＤＤ搭載の車載装置としては、映像の再生を行うＨＤＤビデオレコーダ、ＨＤＤに地図データやＯＳ等を記憶したカーナビゲーション装置、運転中の状態を記録して交通事故等の際の履歴を残すドライブレコーダ等が知られている。

このようなＨＤＤ搭載の車載装置やノート型ＰＣ等では、自動車の振動等の衝撃や、ユーザが携帯することによって生じる振動、落下等の衝撃からＨＤＤ等を保護するための支持構造が不可欠となっている。

ところで、ＨＤＤの動作時に発生する熱はＨＤＤ自身に悪影響を及ぼす恐れが有るため、この発生熱を外部に放熱することが望ましい。ところが、従来の支持構造に用いられている衝撃吸収部材は熱伝導率が低いため、この衝撃吸収部材に被覆支持された部分から発生する熱を筐体の外部へ放熱させることができず、ＨＤＤの温度上昇を招いてしまうという問題が有った。

このような問題を解決するものとして、図８に示すように、ＨＤＤ等の電子部品をエラストマーやスポンジ状の多孔質ポリウレタン発泡体等の弾性を有する衝撃吸収部材で支持すると共に、この衝撃吸収部材とは別に、熱伝導性の良好な銅フィルム等の熱伝導性部材の一方の端部を電子部品に密着させ、この熱伝導性部材の他方の端部を放熱板等に密着させることにより放熱を行うものが提案されている（特許文献１参照）。

すなわち、図８において、１０１は情報処理装置で、１０２はＨＤＤ等の電子部品、１０３は熱伝導性部材、１０４は衝撃吸収部材、１０５は低発熱面、１０６は筐体である。電子部品１０２は衝撃吸収部材１０４を介して筐体１０６に支持されており、この衝撃吸収部材１０４が外部からの衝撃を吸収する。また、電子部品１０２の表面には銅フィルム等の熱伝導性部材１０３の一方の端部が貼付されており、熱伝導性部材１０３の他方の端部は放熱部材（図示せず）に貼付されている。

電子部品１０２の熱は熱伝導性部材１０３によって放熱部材に伝熱され、放熱部材から外気に放熱される。また、電子部品１０２における熱伝導性部材１０３が貼付されていない領域は表面処理によって低発熱面１０５とされており、不要な部分への熱の放射による熱伝導を防止している。
特開２００５−４４４０号公報

しかしながら、上記特許文献１のものでは、衝撃吸収部材１０４と熱伝導性部材１０３との二つの部材が必要であるため、製造コストが嵩むと共に組み立てにも手間がかかるという問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品及び該電子部品から発生する熱を放熱させる放熱部材を備えた電子機器に設けられ、電子部品を支持すると共に外部から電子部品に加わる衝撃を緩衝する電子部品の支持構造であって、電子機器の部品点数及び製造コストを低減することができるものを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、
電子部品及び該電子部品から発生する熱を放熱させる放熱部材を備えた電子機器に設けられ、前記電子部品を支持すると共に外部から前記電子部品に加わる衝撃を緩衝する電子部品の支持構造であって、
コイルバネと、
前記コイルバネを前記電子部品に接続する第１の接続手段と、
前記電子部品が前記コイルバネで弾性支持された状態となるように前記コイルバネを支持すると共に前記放熱部材に接続する第２の接続手段と、
を具備し、
前記コイルバネは、断面矩形の素線で形成されると共に、前記矩形の軸方向の長をＨ、径方向の長さをＷとしたとき、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１であることを特徴としている。

本発明の支持構造は、電子部品から発生する熱を放熱部材に伝える機構を兼ねているため、電子機器の部品点数及び製造コストを低減することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダの外観斜視図、図２は図１のドライブレコーダからトップカバーやフロントパネルを取り外した状態の斜視図、図３は図１のドライブレコーダの断面図、図４は第１の実施形態の支持構造に用いられるコイルバネの斜視図、図５は図４のコイルバネの断面図である。

図１に示すドライブレコーダ１は、自動車に搭載されて図示せぬ撮像手段により取得された運転手の運転中の操作や外部の映像やデータ等の記録を行うものであり、自動車の走行に伴う振動を受けたり、車内の急激な温度変化を受けたりする。このドライブレコーダ１は、内部の熱を放熱部材から外部へ逃がす構造となっている。

図１において、２はフロントパネルであり、その前面には操作ボタン群３が設けられている。４はフロントパネル２よりも後方の部分を覆うトップカバーで、熱伝導性が良好な材料で形成され、その両側面には放熱フィン４ａが設けられている。なお、トップカバー４は組み立て時に後述する底板６と密着した状態ではめ込まれ、外部の埃等を防ぐ防塵構造となっている。

図２、図３において、６は底板で、その上方に回路基板７が水平に配置されている。底板６の後端にはリアパネル８が垂直に取り付けられている。底板６の上面には複数個のスタッド９が回路基板７を貫通して前後左右に間隔をおいて立設されており、それらの上端には一対の断面Ｌ字形のブラケット１０が前後に延びるように取り付けられている。

これらのブラケット１０、１０の間には直方体状のＨＤＤ１１が配置され、その両側面には断面逆Ｌ字形のブラケット１２がねじ止めされている。なお、本実施形態では、ＨＤＤ１１は２．５型のものとなっている。底板６、スタッド９、ブラケット１０、１２は、それぞれ熱伝導性が良好な材料（例えば銅板等）で形成されている。

そして、各ブラケット１２とそれに対向するブラケット１０との間には複数個のコイルバネ１３が設けられている。図４に示すように、このコイルバネ１３は、コイルバネ本体１３ａと、その一方の端部に取り付けられたエンドプレート１３ｂと、コイルバネ本体１３ａの他方の端部に取り付けられたエンドプレート１３ｃとから成っている。

図５に示すように、コイルバネ本体１３ａは、断面形状が矩形の素線で形成されており、矩形の軸方向の寸法をＨ、径方向の寸法をＷとしたとき、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１となっている。なお、素線の材料としては、熱伝導性が良好で且つばね性に優れたものが好ましく、例えばリン青銅を用いることができる。エンドプレート１３ｂ、１３ｃは熱伝導性が良好な材料で形成され、中央部にねじ穴１３ｂａ、１３ｃａを有している。さらに具体的には、コイルバネ本体１３ａと、エンドプレート１３ｂと、エンドプレート１３ｃとは、ブラケット１０、１３と熱伝導率が同じか又はブラケット１０、１３よりも熱伝導率が大きい材料で形成されているのがよい。

図３に示すように、コイルバネ１３の一方の端部のエンドプレート１３ｂはブラケット１０にねじ止めされ、他方の端部のエンドプレート１３ｃはブラケット１２にねじ止めされており、ＨＤＤ１１はコイルバネ１３で弾性支持された状態になっている。

なお、コイルバネ１３の被取付物への取付方法としては、ねじ止めの他に、溶接やリベット止め等、熱伝導性が良好となるように被取付物に密着して取り付けることができる方法であるのが好ましい。

このような構成によれば、ＨＤＤ１１は四個のコイルバネ１３で弾性支持されているので、ドライブレコーダ１が外部から衝撃を受けてもコイルバネ１３で衝撃が吸収され、ＨＤＤ１１に衝撃が伝わることがない。

また、ＨＤＤ１１で発生した熱は各ブラケット１２から各コイルバネ１３を介して各ブラケット１０に伝熱される。

上述したように、コイルバネ本体１３ａの素線は断面形状が矩形であり、この矩形の軸方向の長さＨと径方向長さＷとが（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１の関係を満たすように設定されている。

これにより、一般的な円形断面の素線からなるコイルバネを用いた場合と比べて、断面の径方向長さが同じ場合に、コイルの軸方向長さが短く、かつ素線の断面積が大きいという特徴を有する。断面積が大きければ当然に熱抵抗が小さく、熱伝達に有利である。

これについて詳述すると、円形断面を有する素線からなるコイルバネ（以下、丸バネとも称する）について、その素線半径をｒとし、断面積をＳ１とすれば、Ｓ１＝πｒ²である。

一方、矩形断面を有する素線からなるコイルバネ（以下、角バネとも称する）の断面形状を上述のようにＨ、Ｗで表し、断面積をＳ２とすれば、Ｓ２＝Ｈ×Ｗである。

両断面の径方向長さが同じ、すなわちＷ＝２ｒとして角バネの断面積の方が大きくなる条件を求めると、Ｓ１＜Ｓ２から、πｒ²＜（Ｈ×Ｗ）であり、この式にｒ＝Ｗ／２を代入して変形し、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）の関係（以下、式１とする）を得る。

また、上述のＷ＝２ｒの条件下では、バネの素線の断面の軸方向長さについては、（Ｈ／Ｗ）＜１（以下、式２とする）のときに丸バネよりも角バネの方が小さくなるので、式１と式２とにより、ＨとＷが、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１の関係を満たせば、この角バネは丸バネよりも軸方向長さが小さく、かつ断面積が大きくて熱抵抗が小さいという効果を奏する。

したがって、ＨＤＤ１１から各ブラケット１２に伝わった熱は小さい熱抵抗で各コイルバネ１３を通って各ブラケット１０に伝えられる。各ブラケット１０はスタッド９を介して底板６に固定されているので、その熱は底板６に伝えられる。底板６は外気に接しているので、レコーダ外部に放熱を行うことができる。

また、底板６はトップカバー４に密着してはめ込まれているので、底板６に伝えられた熱はトップカバー４にも伝熱する。トップカバー４は外気に接しており、且つ側面に放熱フィン４ａを有しているので、この放熱フィン４ａからも放熱を行うことができる。

ブラケット１０、１２、コイルバネ１３、スタッド９で構成される本実施形態の支持構造は、ＨＤＤ１１で発生する熱を底板６に伝える機構を兼ねているため、ドライブレコーダ１の部品点数及び製造コストを低減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図６は第２の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダからトップカバーやフロントパネルを取り外した状態の斜視図、図７は第２の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダの断面図である。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一又は類似の部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。

第１の実施形態では、コイルバネ１３をＨＤＤ１１の両側に設けた構造となっているが、本実施形態では、図６に示すように、コイルバネ１３をＨＤＤ１１の上下に設けた構造となっている。

図７に示すように、ＨＤＤ１１は、断面Ｕ字形のロワーケース１４と、断面逆Ｕ字形のアッパーケース１５との間に収納されている。ロワーケース１４とアッパーケース１５は熱伝導性が良好な材料で形成されると共にＨＤＤ１１と密着しており、ＨＤＤ１１との間の熱抵抗は小さくなっている。

ロワーケース１４とアッパーケース１５にはそれぞれコイルバネ１３の一方の端部がねじ止めされている。そして、ロワーケース１４の下方にはロワーブラケット１６が配置され、アッパーケース１５の上方にはアッパーブラケット１７が配置されている。ロワーブラケット１６及びアッパーブラケット１７は熱伝導性が良好な材料で形成されると共にコイルバネ１３の他方の端部がねじ止めされている。

ロワーブラケット１６は、底板６に立設された複数個のスタッド９にねじ止めされている。一方、アッパーブラケット１７は、トップカバー４を底板６に組み付けた状態でトップカバー４の上面側からトップカバー４にねじ止めされ、トップカバー４の下面に接した状態で固定されている。

ＨＤＤ１１は上下のコイルバネ１３によって弾性支持されているので、ドライブレコーダが外部から衝撃を受けてもコイルバネ１３によって衝撃が吸収され、ＨＤＤ１１に衝撃が伝わることはない。

また、ＨＤＤ１１で発生した熱は、ロワーケース１４、アッパーケース１５から各コイルバネ１３を介してロワーブラケット１６及びアッパーブラケット１７に伝熱される。

コイルバネ本体１３ａの素線は、第１の実施形態と同様に、断面形状が矩形で且つ矩形の径方向長さＷと軸方向長さＨとの関係が（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１とされており、熱抵抗が小さい。したがって、ＨＤＤ１１からロワーケース１４及びアッパーケース１５に伝わった熱は小さい熱抵抗で各コイルバネ１３を通ってロワーブラケット１６及びアッパーブラケット１７に伝えられる。

ロワーブラケット１６はスタッド９を介して底板６に固定されているので、ＨＤＤ１１の下方の各コイルバネ１３に伝えられた熱は底板６に伝えられる。底板６は外気に接しているので、レコーダ外部に放熱を行うことができる。

一方、アッパーブラケット１７は直接トップカバー４に接しているので、ＨＤＤ１１の上方の各コイルバネ１３に伝えられた熱はトップカバー４に伝えられる。トップカバー４は外気に接しており、且つ放熱フィン４ａを有しているので、各放熱フィン４ａから放熱を行うことができる。

ロワーケース１４、アッパーケース１５、ロワーブラケット１６、アッパーブラケット１７、コイルバネ１３、スタッド９で構成される本実施形態の支持構造は、ＨＤＤ１１で発生する熱を底板６やトップカバー４に伝える機構を兼ねているため、ドライブレコーダの部品点数及び製造コストを低減することができる。

なお、本発明は、回路やアクチュエータを発熱源とするＨＤＤやディスクドライブ装置、あるいはこれらを内蔵した装置（記憶（記録）装置等）に好適である。即ち、これらを収納するケースや可搬性バッグ（ケース）において、収納した発熱性の装置等を動作状態で衝撃から保護する構造に適用することができる。

本発明の第１の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダの外観斜視図である。 図１のドライブレコーダからトップカバーやフロントパネルを取り外した状態の斜視図である。 図１のドライブレコーダの断面図である。 第１の実施形態の支持構造に用いられるコイルバネの斜視図である。 図４のコイルバネの断面図である。 第２の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダからトップカバーやフロントパネルを取り外した状態の斜視図である。 第２の実施形態の支持構造を備えたドライブレコーダの断面図である。 従来の支持構造を備えた情報処理装置の断面図である。

符号の説明

１ ドライブレコーダ（電子機器）
４ トップカバー（放熱部材）
６ 底板（放熱部材）
９ スタッド（第２の接続手段）
１０ ブラケット（第２の接続手段）
１１ ＨＤＤ（電子部品）
１２ ブラケット（第１の接続手段）
１３ コイルバネ
１４ ロワーケース（第１の接続手段）
１５ アッパーケース（第１の接続手段）
１６ ロワーブラケット（第２の接続手段）
１７ アッパーブラケット（第２の接続手段）

Claims (2)

1. 電子部品及び該電子部品から発生する熱を放熱させる放熱部材を備えた電子機器に設けられ、前記電子部品を支持すると共に外部から前記電子部品に加わる衝撃を緩衝する電子部品の支持構造であって、
   コイルバネと、
   前記コイルバネを前記電子部品に接続する第１の接続手段と、
   前記電子部品が前記コイルバネで弾性支持された状態となるように前記コイルバネを支持すると共に前記放熱部材に接続する第２の接続手段と、
   を具備し、
   前記コイルバネは、断面矩形の素線で形成されると共に、前記矩形の軸方向の長をＨ、径方向の長さをＷとしたとき、（π／４）＜（Ｈ／Ｗ）＜１であることを特徴とする電子部品の支持構造。
2. 前記電子部品が記憶装置であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の支持構造。