JP2008047798A - 電子機器 - Google Patents

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Tetsuo Ito
哲夫 伊藤
Yukihiro Nakazawa
幸弘 中澤
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Abstract

【課題】 保護対象部品と発熱部品が実装された基板を分割することなく、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を実現できる電子機器を提供する。
【解決手段】 電子機器であるネットワークスピーカ用アンプ100は、本体ケース101と、本体ケース101の内部の基板109と、基板109の端部に位置し本体ケース101の外部に露出した放熱部材103と、基板109の放熱部材103側の端部に配置された発熱部品113と、本体ケース101の内部に固定された断熱部材116を備える。このネットワークスピーカ用アンプ100では、断熱部材116によって、発熱部品113を放熱部材103に押し付けるとともに、基板109上のエリアを発熱エリアHと残りのエリアRに仕切る。
【選択図】 図1

Description

本発明は、本体ケース内部の基板に保護対象部品と発熱部品が実装された電子機器において、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を備えた電子機器に関するものである。
電子機器のケースの内部には、電源等の発熱部品とともに、電解コンデンサや電子回路等の熱に弱い部品(熱から保護すべき保護対象部品)が備えられていることが少なくない。電解コンデンサや電子回路等の保護対象部品は、周囲の温度が高いと製品寿命が短くなる。従来、発熱部品の熱から保護対象部品を保護することができる電子機器として、電子機器のケースに金属製の蓋体が設けられ、発熱体が弾性部材により蓋体の内面に密着した構成の電子機器が知られている。この電子機器では、金属製の蓋体に発熱部品を弾性部材で押し付けて、発熱部品からの熱を外部に放熱している。さらに、この従来の電子機器では、内部に電子回路等が設けられた一方部と、発熱体が収納された他方部が、断熱体で仕切られている。この断熱体によって、他方部の発熱体からの熱が電子回路等のある一方部に伝達することが少なくなるように断熱されている(例えば特許文献1参照)。
実開平7−22593号公報(第3−5頁、第1図)
上記のような電子機器において、発熱部品や保護対象部品が基板上に実装され、その基板が電子機器のケースの内部に基板が取り付けられる場合がある。しかしながら、従来の電子機器では、電子機器のケースの内部が断熱体によって二つ(一方部と他方部)に仕切られている。そのため、従来のような断熱機能と放熱機能を実現しようとすると、基板を二つに分割して、一方の基板に保護対象部品を実装し、他方の基板に発熱部品を実装する必要がある。すなわち、断熱体で仕切られた一方部に、保護対象部品を実装した一方の基板を取り付け、断熱体で仕切られた他方部に、発熱部品が実装された他方の基板を取り付ける必要がある。
このように基板を二つに分割して、各々の基板に保護対象部品と発熱部品を実装して、ケース内部の一方部と他方部に取り付けるには、基板の分割作業や取付け作業に手間や労力が必要であり、作業性が低いという問題があった。また、基板を二つに分割するので、基板の有効面積が減少するという問題もあった。
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、保護対象部品と発熱部品が実装された基板を分割することなく、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を実現することができ、作業性の低下を防ぐとともに、基板の有効面積の減少を防ぐことのできる電子機器を提供することを目的とする。
本発明の電子機器は、本体ケースと、前記本体ケースの内部に備えられた基板と、前記本体ケースの一部を構成し、前記基板の端部に位置して、前記本体ケースの外部に露出した放熱部材と、前記基板上に実装され、前記基板の放熱部材側の端部に配置された発熱部品と、前記基板上に位置し、前記発熱部品を前記放熱部材に押し付けるとともに、前記基板上のエリアを前記発熱部品が配置された発熱エリアと残りのエリアに仕切るように、前記本体ケースの内部に固定された断熱部材と、を備えた構成を有している。
この構成により、基板上の発熱部品が断熱部材によって放熱部材に押し付けられる。これにより、発熱部品からの熱が放熱部材に伝わる。このとき、放熱部材が基板の端部に位置しており、発熱部品が基板上の放熱部材側の端部に配置されている。すなわち、発熱部品が放熱部材の近くに配置されているので、発熱部品を放熱部材に簡単に押し付けることができる。つまり、発熱部品を放熱部材に押し付けるときに、発熱部品に過度な負荷がかかるのを防止することができる。そして、放熱部材は本体ケースの外部に露出しているので、放熱部材に伝えられた熱は本体ケースの外部に放出される。一方、基板上の断熱部材によって、基板上のエリアが発熱部品が配置された発熱エリアと残りのエリアに仕切られている。これにより、発熱エリアの熱(発熱部品からの熱)が、残りのエリアに伝わるのを抑えることができる。このように、保護対象部品と発熱部品が実装された基板を分割することなく、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を実現することができる。そして、基板を分割する必要がないので、基板の分割に伴う作業性の低下を防ぐとともに、基板の有効面積の減少を防ぐことができる。
また、本発明の電子機器では、前記断熱部材は、弾性変形可能であり、前記断熱部材が前記基板に密着し、前記発熱エリアと前記残りのエリアとが気密状態で仕切られた構成を有している。
この構成により、断熱部材が弾性変形して基板に密着し、発熱エリアと残りのエリアが気密状態で仕切られる。これにより、発熱エリアの熱(発熱部品からの熱)が、残りのエリアに伝わるのをさらに抑えることができ、発熱エリアと残りのエリアとの断熱機能が向上する。
また、本発明の電子機器では、前記本体ケースの内部は、前記基板によって基板上側エリアと基板下側エリアに分割された構成を有している。
この構成により、本体ケースの内部が基板で上下に仕切られて、基板上側エリアと基板下側エリアに分割される。基板上側エリアと基板下側エリアとは、基板を介して断熱される。これにより、基板上側エリアの熱が基板下側エリアに伝わるのが抑えられるとともに、基板下側エリアの熱が基板上側エリアに伝わるのが抑えられる。例えば、基板上側エリアが発熱エリアと残りのエリアに分割された場合、発熱エリアの熱が、基板下側エリアを介して残りのエリアに伝わるのが抑えられる。
また、本発明の電子機器では、前記断熱部材は、前記発熱部品の形状に応じた凹部を備え、前記発熱部品は、前記凹部に収納された構成を有している。
この構成により、発熱部品が断熱部材の凹部に収納された状態で、発熱部品が断熱部材によって放熱部材に押し付けられる。これにより、発熱部品が様々な形状を有する場合であっても、発熱部品を放熱部材に均等に押し付けることができる。例えば、複数種類の形状をもつ発熱部品が基板に実装されている場合であっても、各発熱部品を均等に放熱部材に押し付けることができる。つまり、発熱部品を放熱部材に押し付けるときに、力(負荷)の偏りが生じるのを抑えることができる。
また、本発明の電子機器では、前記放熱部材は、伝熱性を有する所定の設置部材に前記本体ケースを取り付けるためのフランジ状の取付け部を備えた構成を有している。
この構成により、放熱部材のフランジ状の取付け部を介して、電子機器の本体ケースが所定の設置部材に取り付けられる。設置部材が伝熱性を有しているので、放熱部材に伝わった発熱部品の熱が設置部材を介しても放熱され、放熱機能が向上する。
本発明は、基板の端部に位置し本体ケースの外部に露出した放熱部材と、基板上の放熱部材側の端部に配置された発熱部品と、発熱部品を放熱部材に押し付けるとともに基板上のエリアを発熱エリアと残りのエリアに仕切る断熱部材を設けることにより、保護対象部品と発熱部品が実装された基板を分割することなく、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を実現することができ、作業性の低下を防ぐとともに、基板の有効面積の減少を防ぐことができるという効果を有する電子機器を提供することができるものである。
以下、本発明の実施の形態の電子機器について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、電子機器がネットワークスピーカ用のアンプ等である場合を例示する。
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプを図1〜図5に示す。図1は、ネットワークスピーカ用アンプ100の断面図である。図2は、ネットワークスピーカ用アンプ100の斜視図であり、図3はネットワークスピーカ用アンプ100の分解斜視図である。
図1〜図3に示すように、ネットワークスピーカ用アンプ100の本体ケース101は、金属製の底板102と、底板102の両端部に取り付けられる左右一対の金属製の放熱部材103と、底板102と放熱部材103の上側を覆う合成樹脂製の本体カバー104で構成されている。この場合、放熱部材103は、本体ケース101の外部に露出している。また、本体カバー104には、合成樹脂製の端子カバー105がヒンジ106を介して開閉自在に取り付けられている。底板102や放熱部材103の材料としては、例えば、アルミニウムや鋼板などの金属が使用される。
放熱部材103は、L字状であり、垂直壁部107と水平板部108から構成されている。放熱部材103は、フランジ状の水平板部108を有しているともいえる。垂直壁部107の内側には、基板109を取り付けるための支持凸部110が一つ形成されている。水平板部108には、放熱部材103を底板102に取り付けるためのねじ孔111と、本体ケース101を所定の設置部材に取り付けるための取付け孔112が設けられている。ここでは、水平板部108が、本発明の取付け部に相当する。
本体ケース101の内部には、基板109が取り付けられている。本実施の形態では、基板109の両端部が、左右一対の放熱部材103の支持凸部110にそれぞれ支持されている。放熱部材103は、基板109の両側の端部に位置しているともいえる。また、このとき、基板109は、放熱部材103の垂直壁部107に対して垂直であり、放熱部材103の水平板部108に対して平行である。
基板109には、電源などの複数の発熱部品113と、電解コンデンサなどの複数の保護対象部品114が実装されている。基板109の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂などを紙やガラス布に滲みこませた断熱性を有する合成樹脂材料が使用される。
基板109上の両端部には、発熱部品113の外側(放熱部材103側)において、伝熱シート115が配置されている。この場合、発熱部品113と放熱部材103との間に伝熱シート115が介在しているともいえる。この伝熱シート115は、伝熱性を有するシート状の部材である。伝熱シート115の材料としては、例えば、伝熱性のフィラーを添加したゴム材料などが使用される。
基板109上の両端部には、発熱部品113の内側(放熱部材103と反対側)において、断熱部材116が配置されている。断熱部材116は、弾性および断熱性を有する四角い板状の部材である。断熱部材116の材料としては、例えば、耐熱性をもつゴム/独立気泡スポンジ/ガラスフィラー繊維などの必要耐熱性をもつ弾性部材等が使用される。
図1〜図3に示すように、本体ケース101の内部には、底板102と放熱部材103と本体カバー104によって内部空間(内部エリア)が形成されている。この内部エリアが、基板109によって基板上側エリアUと基板下側エリアDの二層に分割されている。そして、基板上側エリアUが、断熱部材116によって、発熱部品113が配置された発熱エリアH(端部側のエリア)と残りのエリアR(中央のエリア)に仕切られている。
本実施の形態では、断熱部材116は弾性変形可能であり、断熱部材116の下辺(基板109側の一辺)は、基板109上に密着しており、断熱部材116の残りの三辺は本体カバー104の内壁面に密着している。このようにして、断熱部材116によって、発熱エリアH(端部側のエリア)と残りのエリアR(中央のエリア)とが互いに気密状態で仕切られている。
また、断熱部材116には、発熱部品113の形状に応じた複数の凹部117が形成されている。本実施の形態では、発熱部品113の形状が略直方体の形状であるので、凹部117の形状はそれに応じた直方体である(図1および図3参照)。なお、複数の発熱部品113の厚みが各々異なる場合には、複数の凹部117の深さもそれに応じて各々異なる。そして、各発熱部品113は、断熱部材116の各凹部117にそれぞれ収納される。この場合、各発熱部品113が、断熱部材116によって内側(放熱部材103と反対側)から覆われているともいえる。このとき、各発熱部品113の厚みと各凹部117の深さが対応している。したがって、発熱部品113の外側(放熱部材103側)の表面の位置は、断熱部材116の外側(放熱部材103側)の表面の位置に略一致する。
基板109上の断熱部材116の内側(放熱部材103と反対側)には、一対のねじ孔118を有する取付け板119が配置されている。また、放熱部材103の垂直壁部107と断熱部材116には、取付け板119のねじ孔118に対応する位置に、一対のねじ挿通孔120、121がそれぞれ設けられている。そして、放熱部材103の外側から、放熱部材103の垂直壁部107と断熱部材116のねじ挿通孔120、121を介して、取付け板119のねじ孔118にねじ122を螺着する。このようにして、発熱部品113が放熱部材103に向けて押し付けられている。放熱部材103と断熱部材116の間に、発熱部品113と伝熱シート115が挟み込まれているともいえる。
以上のように構成されたネットワークスピーカ用アンプ100の放熱機能および断熱機能について説明する。
ここでは、まず、ネットワークスピーカ用アンプ100の放熱機能について説明する。発熱部品113が通電によって発熱すると、発熱部品113からの熱は、伝熱シート115を介して放熱部材103に伝えられる。そして、放熱部材103に伝えられた発熱部品113の熱は、本体ケース101の外部(外気中)に放出される。
図4は、ネットワークスピーカ用アンプ100の設置状態を示す斜視図である。図4に示すように、ネットワークスピーカ用アンプ100は、天井裏などの設置スペースに金属製の設置板123を介して取り付けられる。この場合、放熱部材103の水平板部108の取付け孔112を介して、固定ボルト124を設置板123に螺着することによって、本体ケース101を設置板123に取り付ける。ここでは、金属製の設置板123が、本発明の設置部材に相当する。この場合、放熱部材103に伝わった発熱部品113の熱は、放熱部材103だけでなく設置板123からも外気中に放熱される。
図5は、ネットワークスピーカ用アンプ100の他の設置状態を示す斜視図である。図5に示した例では、ネットワークスピーカ用アンプ100は、天井裏などの設置スペースに金属製の吊下げボルト125を介して取り付けられる。この場合、放熱部材103の水平板部108の取付け孔112に吊下げボルト125を螺着することによって、本体ケース101を吊下げボルト125に取り付ける。ここでは、金属製の吊下げボルト125が、本発明の設置部材に相当する。この場合、放熱部材103に伝わった発熱部品113の熱は、放熱部材103だけでなく吊下げボルト125からも外気中に放熱される。
次に、ネットワークスピーカ用アンプ100の断熱機能について説明する。発熱部品113が通電によって発熱したとき、発熱部品113からの熱は発熱エリアH内に伝わる。ところが、発熱エリアHと残りのエリアRは断熱部材116によって気密状態で仕切られているので、発熱エリアHの熱(発熱部品113からの熱)が残りのエリアRに伝わるのが抑えられる。
この場合、発熱エリアHの熱は、放熱部材103や底板102を介して基板下側エリアDに伝わってしまう。ところが、基板上側エリアUと基板下側エリアDが、基板109で分割されているので、基板下側エリアDの熱が基板上側エリアUの残りのエリアR(保護対象部品114が配置されたエリア)に伝わるのが抑えられる。また、発熱エリアHの熱が、基板109を介して基板下側エリアDに伝わるのが抑えられる。
このような発明の第1の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプ100によれば、基板109の端部に位置し本体ケース101の外部に露出した放熱部材103と、基板109上の放熱部材103側の端部に配置された発熱部品113と、発熱部品113を放熱部材103に押し付けるとともに基板109上のエリアを発熱エリアHと残りのエリアRに仕切る断熱部材116を設けることにより、保護対象部品114と発熱部品113が実装された基板109を分割することなく、本体ケース101内部での断熱機能と本体ケース101外部への放熱機能を実現することができ、作業性の低下を防ぐとともに、基板109の有効面積の減少を防ぐことができる。
すなわち、本実施の形態では、基板109上の発熱部品113が断熱部材116によって放熱部材103に押し付けられる。これにより、発熱部品113からの熱が放熱部材103に伝わる。このとき、放熱部材103が基板109の端部に位置しており、発熱部品113が基板109上の放熱部材103側の端部に配置されている。すなわち、発熱部品113が放熱部材103の近くに配置されているので、発熱部品113を放熱部材103に簡単に押し付けることができる。つまり、発熱部品113を放熱部材103に押し付けるときに、発熱部品113に過度な負荷がかかるのを防止することができる。そして、放熱部材103は本体ケース101の外部に露出しているので、放熱部材103に伝えられた熱は本体ケース101の外部に放出される。
一方、基板109上の断熱部材116によって、基板109上のエリアが発熱部品113が配置された発熱エリアHと残りのエリアRに仕切られている。これにより、発熱エリアHの熱(発熱部品113からの熱)が、残りのエリアRに伝わるのを抑えることができる。このように、保護対象部品114と発熱部品113が実装された基板109を分割することなく、本体ケース101内部での断熱機能と本体ケース101外部への放熱機能を実現することができる。そして、基板109を分割する必要がないので、基板109の分割に伴う作業性の低下を防ぐとともに、基板109の有効面積の減少を防ぐことができる。
また、本実施の形態では、断熱部材116が弾性変形して基板109に密着し、発熱エリアHと残りのエリアRが気密状態で仕切られる。これにより、発熱エリアHの熱(発熱部品113からの熱)が、残りのエリアRに伝わるのをさらに抑えることができ、発熱エリアHと残りのエリアRとの断熱機能が向上する。
また、本実施の形態では、本体ケース101の内部が基板109で上下に仕切られて、基板上側エリアUと基板下側エリアDに分割される。基板上側エリアUと基板下側エリアDとは、基板109を介して断熱される。これにより、基板上側エリアUの熱が基板下側エリアDに伝わるのが抑えられるとともに、基板下側エリアDの熱が基板上側エリアUに伝わるのが抑えられる。例えば、基板上側エリアUが発熱エリアHと残りのエリアRに分割された場合、発熱エリアHの熱が、基板下側エリアDを介して残りのエリアRに伝わるのが抑えられる。
また、本実施の形態では、発熱部品113が断熱部材116の凹部117に収納された状態で、発熱部品113が断熱部材116によって放熱部材103に押し付けられる。これにより、発熱部品113が様々な形状を有する場合であっても、発熱部品113を放熱部材103に均等に押し付けることができる。例えば、複数種類の形状をもつ発熱部品113が基板109に実装されている場合であっても、各発熱部品113を均等に放熱部材103に押し付けることができる。つまり、発熱部品113を放熱部材103に押し付けるときに、力(負荷)の偏りが生じるのを抑えることができる。
また、本実施の形態では、放熱部材103のフランジ状の水平板部108を介して、電子機器の本体ケース101が設置板123や吊下げボルト125に取り付けられる。金属製の設置板123や吊下げボルト125は伝熱性を有しているので、設置板123や吊下げボルト125に伝わった発熱部品113の熱が設置板123や吊下げボルト125を介しても放熱され、放熱機能が向上する。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプの断面図を図6に示す。本実施の形態のネットワークスピーカ用アンプ200の構成は、第1の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプ100に対して、本体ケース201の内部に取り付けられる基板109の枚数が異なる。つまり、第1の実施の形態では、本体ケース101の内部に1枚の基板109が取り付けられていたのに対し、本実施の形態では、本体ケース201の内部に2枚の基板209が取り付けられている。
以下、第2の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプ200について、第1の実施の形態と異なる構成を中心に説明する。
本実施の形態では、放熱部材203の垂直壁部207の内側には、基板209を取り付けるための支持凸部210が上下二つ形成されている。そして、二つの支持凸部210を介して、本体ケース201の内部に、上下に2枚の基板209が取り付けられる。2枚の基板209には、それぞれ発熱部品213と保護対象部品214が実装されている。
図6に示すように、上側の基板209は、基板209の上面(発熱部品213や保護対象部品214が実装される面)が下向きになるように、上下逆の向きで取り付けられる。2枚の基板209は、基板209の上面(発熱部品213や保護対象部品214が実装される面)が互いに対向する向きで取り付けられているといえる。すなわち、基板209上の発熱部品213や保護対象部品214が、いずれも内側(中央側)を向いているともいえる。
この場合、本体ケース201の内部エリアは、2枚の基板209によって、三層のエリア(上段エリア、中段エリア、下段エリア)に分割される。また、本体ケース201の内部エリアは、各基板209によって基板上側エリアU(中段エリア)と基板下側エリアD(上段エリア、下段エリア)に分割されているともいえる。そして、基板上側エリアU(中段エリア)が、断熱部材216によって、発熱エリアHと残りのエリアRに仕切られている。
本実施の形態では、上下2枚の基板209のそれぞれ発熱部品213に対応するように、二つの伝熱シート215が用いられる。一方、断熱部材216は、一つだけ用いられる。この場合、断熱部材216には、上下2枚の基板209の複数の発熱部品213に対応するように、上下2段に複数の凹部217が設けられている。そして、第1の実施の形態と同様、放熱部材203の外側から取付け板219にねじ222を螺着することによって、発熱部品213が放熱部材203に向けて押し付けられている。
このような発明の第2の実施の形態のネットワークスピーカ用アンプ200によっても、第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、第1の実施の形態と同様の放熱機能および断熱機能が発揮される。
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
例えば、上記の実施の形態では、本体ケース101、201の底板102、202と放熱部材103、203が別部材である場合を例示したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、本体ケース101、201の底板102、202と放熱部材103、203が一つの部材(一体的な部材)であってもよい。
以上のように、本発明にかかる電子機器は、保護対象部品と発熱部品が実装された基板を分割することなく、本体ケース内部での断熱機能と本体ケース外部への放熱機能を実現することができ、作業性の低下を防ぐとともに、基板の有効面積の減少を防ぐことができるという効果を有し、ネットワークスピーカ用アンプ等として有用である。
本発明の第1の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの放熱機構と断熱機構を説明する断面図 本発明の第1の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの斜視図 本発明の第1の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの分解斜視図 本発明の第1の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの設置状態を示す斜視図 本発明の第1の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの他の設置状態を示す斜視図 本発明の第2の実施の形態におけるネットワークスピーカ用アンプの放熱機構と断熱機構
符号の説明
100 ネットワークスピーカ用アンプ
101 本体ケース
102 底板
103 放熱部材
104 本体カバー
107 垂直壁部
108 水平板部
109 基板
112 取付け孔
113 発熱部品
114 保護対象部品
115 伝熱シート
116 断熱部材
117 凹部
123 設置板
125 吊下げボルト

Claims (5)

  1. 本体ケースと、
    前記本体ケースの内部に備えられた基板と、
    前記本体ケースの一部を構成し、前記基板の端部に位置して、前記本体ケースの外部に露出した放熱部材と、
    前記基板上に実装され、前記基板の放熱部材側の端部に配置された発熱部品と、
    前記基板上に位置し、前記発熱部品を前記放熱部材に押し付けるとともに、前記基板上のエリアを前記発熱部品が配置された発熱エリアと残りのエリアに仕切るように、前記本体ケースの内部に固定された断熱部材と、
    を備えたことを特徴とする電子機器。
  2. 前記断熱部材は、弾性変形可能であり、
    前記断熱部材が前記基板に密着し、前記発熱エリアと前記残りのエリアとが気密状態で仕切られたことを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記本体ケースの内部は、前記基板によって基板上側エリアと基板下側エリアに分割されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子機器。
  4. 前記断熱部材は、前記発熱部品の形状に応じた凹部を備え、
    前記発熱部品は、前記凹部に収納されたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の電子機器。
  5. 前記放熱部材は、伝熱性を有する所定の設置部材に前記本体ケースを取り付けるためのフランジ状の取付け部を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の電子機器。

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