JP2009135165A - 電子部品の放熱構造及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で放熱用の冷却ファンの静粛性を高めること。
【解決手段】電子部品が実装されたメイン基板と、メイン基板と対向して配置され、メイン基板上の複数の電子部品と接触する放熱板５７２と、放熱板に配設されたヒートパイプ５７６と、放熱板５７２から分岐され、放熱板５７２に対して弾性変形可能なアーム５８６と、アーム５８６に装着され、ヒートパイプ５７６の終端に位置する冷却ファン５７４と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子部品の放熱構造及び表示装置に関する。

従来、例えばパーソナルコンピュータにおいて、本体内部に配置される電子部品の発熱を抑えるため、特定の電子部品からの発熱を、ヒートパイプを用いて放熱用の冷却ファンまで熱輸送し、放熱することが行われている。

特開２００２−７６６６４号公報

しかしながら、例えば小型のテレビ受像機の表示装置では、本体内部に多数の電子部品が密集して配置され、個々の電子部品が個別に発熱するため、本体内部には多数の発熱部品が混在している。このような場合、個々の電子部品の発熱をヒートパイプで放熱しようとすると、ヒートパイプの配置が複雑となり、効率よく放熱することは困難である。このため、特に小型のテレビ受像機などでは、表示装置の本体内部の温度が上昇し易くなるという問題が生じる。

また、冷却ファンを用いて放熱を行う場合、冷却ファンの駆動による騒音を最小限に抑えることが望ましい。特に、電子部品が配置される筐体が小型の場合は、冷却ファンの振動が外装全体に伝わり、振動による音が外部に伝わることが想定される。このため、筐体等の冷却ファンの支持部に対して、防振ゴムなどの振動吸収材を介在させて冷却ファンを取り付ける方法が考えられる。しかしながら、冷却ファンの取り付け部にゴムクッションを装着する方法では、ゴムクッションのスペースとして比較的広い領域が必要になるため、特に小型の装置には不向きである。また、ゴムクッションを装着する方法では、部品点数が多くなるとともに、冷却ファンの取付け作業が煩雑になるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、簡素な構成で放熱用の冷却ファンの静粛性を高めることが可能な、新規かつ改良された表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板と対向して配置された放熱板と、前記放熱板から分岐され、前記放熱板に対して弾性変形可能なアームと、前記アームに装着されて前記放熱板に接続された冷却ファンと、を備える電子部品の放熱構造が提供される。

上記構成によれば、放熱板は、電子部品が実装された回路基板と対向して配置され、放熱板から分岐されて放熱板に対して弾性変形可能なアームに冷却ファンが装着されて、冷却ファンが放熱板に接続される。従って、冷却ファンを駆動した際の振動が弾性変形可能なアームによって吸収されるため、冷却ファンの駆動による騒音を低減することが可能となる。

また、前記放熱板に配設されたヒートパイプを備え、前記冷却ファンが前記ヒートパイプの終端に位置するものであってもよい。かかる構成によれば、放熱板の熱がヒートパイプを伝わって熱輸送されて冷却ファンに送られるため、熱を効率良く放熱することができる。

また、前記放熱板は、前記回路基板上の複数の前記電子部品と接続されたものであってもよい。かかる構成によれば、電子部品の熱が放熱板に伝わるため、電子部品の発熱による熱を放熱することが可能となる。

また、前記放熱板の外形に沿って溝が形成され、前記溝と前記放熱板の外形との間の前記放熱板の所定部位が前記アームとされたものであってもよい。かかる構成によれば、放熱板とアームを同じ部材から構成することができるため、製造コストを低減することが可能となる。

また、前記放熱板には前記冷却ファンの羽根を露出させる開口が設けられ、前記溝は前記開口と前記放熱板の外形との間に設けられたものであってもよい。かかる構成によれば、溝が開口と放熱板の外形との間に設けられるため、開口の周囲にアームを設けることが可能となる。

また、前記放熱板と前記冷却ファンとの間に挿入されたクッション材を更に備えるものであってもよい。かかる構成によれば、振動により放熱板と冷却ファンが接触した際の騒音を低減することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、本体スタンド部と、表示部と、前記本体スタンド部から立設されて前記表示部を支持する支持部と、を備える表示装置であって、前記本体スタンド部の内部に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板と対向して配置された放熱板と、前記放熱板から分岐され、前記放熱板に対して弾性変形可能なアームと、前記アームに装着されて前記放熱板に接続された冷却ファンと、を備える表示装置が提供される。

上記構成によれば、本体スタンド部と、表示部と、本体スタンド部から立設されて表示部を支持する支持部と、を備える表示装置において、本体スタンド部の内部に電子部品が実装された回路基板が設けられ、回路基板と対向して放熱板が配置される。そして、放熱板から分岐されて放熱板に対して弾性変形可能なアームに冷却ファンが装着されて、冷却ファンが放熱板に接続される。従って、冷却ファンを駆動した際の振動が弾性変形可能なアームによって吸収されるため、冷却ファンの駆動による騒音を低減することが可能となる。

本発明によれば、簡素な構成で放熱用の冷却ファンの静粛性を高めることが可能な表示装置を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［表示装置の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置１０００の外観を示す概略斜視図である。ここで、図１（Ａ）は、正面右上から表示装置１０００を見た状態を示す概略斜視図である。また、図１（Ｂ）は、表示装置１０００の背面、右上から表示装置１０００を見た状態を示す斜視図である。また、図２は、正面左側から表示装置１０００を見た状態を示す概略斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の表示装置１０００は、本体スタンド部１００、アーム部（支持部）２００、及び表示部（表示ディスプレイ部）３００を備えて構成されている。表示装置１０００は、例えばテレビ放送の映像などを受信して表示部３００の表示画面３００ａに表示するものである。

表示部３００は、有機エレクトロルミネセンス(EL; Electro Luminescence)現象を利用して画像を表示する表示パネル（有機ＥＬパネル）３２０を備えている。有機ＥＬパネル３２０は、自発光素子である複数の有機ＥＬ素子を有して構成され、バックライトなどの構成が不要であるため、その厚さは十分に薄く構成される。図２に示すように、本実施形態の表示部３００は、その厚さｔが数ｍｍ程度（３ｍｍ程度）以下に抑えられており、非常に厚さの薄い薄型パネルとされている。

アーム部２００は、本体スタンド部１００の後方に１箇所設けられ、本体スタンド部１００から上方に向けて立設されている。アーム部２００は、表示装置１０００を正面から見た場合に、本体スタンド部１００の横方向（水平方向）の中心よりも右側に設けられており、表示部３００の横方向の中心よりも右側に連結されている。このように、本実施形態の表示装置１０００では、表示部３００の水平方向の中心よりも左右いずれかの端部側にアーム部２００が設けられ、表示部３００が片持ちで支持されている。

液晶ディスプレイの場合、バックライトが必要であるため、表示部の厚さが厚くなり、重量も重くなる。特に、本実施形態のように、コンピュータ用のディスプレイではなく、テレビ映像を表示するディスプレイとしての使用を想定した場合、テレビ受像機としての画質を確保するためには、コンピュータ用ディスプレイよりも多くのバックライトを配置する必要がある。また、液晶ディスプレイには、バックライトの他に、バックライトを制御するためのインバータも必要になる。このため、液晶ディスプレイの場合、重量が重くなり、表示部を片持ちで支持するためには、アーム部を含めたディスプレイ部の剛性を大幅に高める必要があり、構造の複雑化、重量の増大が想定される。従って、液晶ディスプレイを片持ちで支持することは、ユーザの利便性、製造コスト等を考慮すると現実的ではない。

一方、有機ＥＬパネルは、自発光素子である有機ＥＬ素子からなるため、バックライトや、これに付随するインバータなどの構成部材は不要であり、薄板のガラス製のパネルのみで軽量に構成することができる。従って、本実施形態によれば、表示部３００自体を非常に軽量に構成することができ、表示部３００を片持ちで支持することが可能となる。

表示部３００は、アーム部２００との連結部を中心として、図２の矢印Ａ１方向に回動可能とされており、ユーザは、表示部３００のチルト位置を所望の角度に設定することができる。

従来の表示パネルにおいて、表示パネルを支持する部材は、一点支持の場合は表示パネルの横方向の中央部分を下側から支持している。また、２点支持の場合は、表示パネルの横方向の両端近傍を下側から支持している。本実施形態では、アーム部２００を表示部３００の横方向の中央部分からずらした配置し、表示部３００を片持ちで支持するため、アーム部２００がユーザの視野から外れ、ユーザに対して表示画面３００ａのみを独立して認識させることができる。これにより、ユーザに対しては、あたかも本体スタンド部１００上に表示部３００がアーム部２００を介さずに浮いているような印象を与えることができる。従って、表示部３００を片持ちで支持することにより、ユーザに対して表示画面３００ａのみを独立して注視させることが可能となる。

また、本体スタンド部１００の中央にアーム部２００の根元を連結する必要がなくなり、アーム部２００の設置の自由度が向上する。従って、本体スタンド部１００の内部構造、基板の配置等を考慮して、本体スタンド部１００に対するアーム部２００の設置位置を決めることが可能となり、設計の自由度を高めることができる。これにより、本体スタンド部１００の内部構造を考慮した上で、最も効率良く構成部材を配置することが可能となり、表示装置１０００の大きさを最小限に抑えることも可能となる。また、アーム部２００が本体スタンド部１００の中央に設置されないため、本体スタンド部１００の上面に有効なスペースを広くとることができ、本体スタンド部１００の上面に表示部、操作ボタン、ＬＥＤ表示灯などを自由に配置することも可能となる。

また、図１及び図２に示すように、アーム部２００は、本体スタンド部１００の後方から表示部３００の裏面に向かって傾斜して設けられている。図２において、鉛直方向に対するアーム部２００の傾斜角度θは、４５°〜６０°程度の値とされる。これにより、表示部３００を正面から見た場合に、アーム部２００は表示部３００の裏に隠れてしまい、アーム部２００がユーザの視野内で認識されることが抑えられる。従って、アーム部２００を表示部３００の中心からずらして配置したこととの相乗効果により、アーム部２００がユーザの視界内に認識されることを確実に抑えることができる。

このため、ユーザの視野には、表示部３００と本体スタンド部１００のみが映り、アーム部２００は殆ど視野に入らないため、ユーザが表示部３００と本体スタンド部１００の接続状態を直接的に認識することが抑えられる。従って、ユーザにとっては、あたかも空間に表示部３００が浮いているような感覚が生じる。

また、上述したように、本実施形態の構成では、表示部３００の厚さが数ｍｍ程度と非常に薄く構成されているため、ユーザにとって表示部３００の軽量感が強調されて認識される。従って、ユーザにとって、空間に表示部３００が浮いている感覚との相乗効果により、非常に浮遊感、軽量感の溢れる表示部３００が提供される。

これにより、ユーザは、空間に浮遊しているように認識される表示部３００の表示内容のみを注視することができ、他の構造物に気をとられることなく、集中して表示内容を見ることができる。従って、ユーザに表示画面３００ａが浮いている感じを演出しつつ、良好なデザイン性を維持することが可能となるとともに、表示画面３００ａの視認性を大幅に向上させた表示装置１０００を提供することが可能となる。

［本体スタンド部の構成］
図３は、本体スタンド部１００の内部構成を示す分解斜視図である。本体スタンド部１００には、衛星放送（ＢＳ，ＣＳ）、地上デジタル波などのチューナー、ＬＡＮ、ＨＤＭＩ、ＵＳＢなどの各種端子が組み込まれており、裏面側には、地上デジタル波を受信するためのロッドアンテナ１０４（図１（Ｂ）参照）が設けられている。また、本体スタンド部１００には、スピーカーボックス、操作ボタンなどが組み込まれている。図３に示すように、本体スタンド部１００の内部には、下側から順に、ボトムカバー５５０、メイン基板（Ｏ基板）５６０、冷却ユニット５７０、トップカバーブロック５８０が配置されている。

図４は、メイン基板５６０の上面を示す斜視図である。メイン基板５６０の上面には、多数の電子部品５６２が配置されている。図１４中に示す６つの領域５６４ａ，５６４ｂ，５６４ｃ，５６４ｄ，５６４ｅ，５６４ｆは、これらの電子部品５６２からの発熱量が特に大きい領域を示している。

図５は、メイン基板５６０上に配置される冷却ユニット５７０を示している。冷却ユニット５７０は、放熱板５７２と冷却ファン５７４とが一体化されて構成されている。

また、図５は、図４中の領域５６４ａ〜５６４ｆの位置を放熱板５７２の上面と対応付けて示している。図５に示すように、領域５６４ａ〜５６４ｆに対応する位置には、２つのヒートパイプ５７６が設けられており、ヒートパイプ５７６の末端は冷却ファン５７４に接続されている。冷却ファン５７４は、遠心ファンから構成され、上下から吸い込んだ空気を側部に排出し、本体スタンド部１００の外部へ排出する。放熱板５７２、ヒートスパイプ５７６は、銅、アルミニウムなどの金属から構成される。

以上のような構成によれば、メイン基板５６０上の発熱量の大きい領域５６４ａ〜５６４ｆ上を通るようにヒートパイプ５７６を配置しているため、電子部品５６２で発生した熱はヒートパイプ５７６へ伝達され、ヒートパイプ５７６を介して冷却ファン５７４へ送られる。従って、メイン基板５６０で発生した主要な熱を冷却ファン５７４へ効率良く送ることができ、本体スタンド１００の内部の熱を外部へ効率良く放出することが可能となる。

次に、冷却ファン５７４の取り付け構造について説明する。図５に示すように、放熱板５７２には、ヒートパイプ５７６が設けられた面よりも一段高い、冷却ファン取付部５８０が設けられている。冷却ファン５７４は、冷却ファン取付部５８０の下部に装着されている。

冷却ファン取付部５８０には、冷却ファン５７４の羽根５７４ａを露出させる開口５７８が設けられている。また、冷却ファン取付部５８０には、その輪郭に沿って２つの溝５８２が設けられている。また、冷却ファン取付部５８０の角には、開口５７８に向けて溝５８４が設けられている。なお、外側から形成された溝５８４は開口５７８に達しているが、溝５８４を開口５７８の手前まで形成して溝５８４が開口５７８に達していない構成としても良い。

そして、溝５８２及び溝５８４を設けたことにより、溝５８２よりも外側にアーム５８６が形成される。アーム５８６は、溝５８２の先端近傍を支点として弾性変形可能である。

２つのアーム５８６の先端には、冷却ファン５７４を取り付けるための取付孔５８６ａが設けられている。取付孔５８６ａには、冷却ファン５７４をアームの先端に取り付けるためのネジ、カシメピン等が挿入される。これにより、冷却ファン５７４を２つのアーム５８６の先端に固定することができ、冷却ファン５７４は、２つの取付孔５８６ａの位置でのみ、冷却ファン取付部５８０に対して固定される。

図６は、放熱板５７２の冷却ファン取付部５８０から冷却ファン５７４を取り外した状態を示す模式図である。また、図７は、冷却ファン取付部５８０を詳細に示す斜視図である。図６に示すように、冷却ファン５７４の対向する２つの角には、取付孔５７４ａが設けられている。取付孔５７４ａの位置は、冷却ファン取付部５８０のアーム５８６の取付孔５８６ａの位置に対応している。

また、図６に示すように、冷却ファン取付部５８０の下面と冷却ファン５７４の間にはリング状のクッション５９０が挿入される。クッション５９０は、例えば多孔質のスポンジから構成され、ゴム、ウレタンなどを素材とする防振材である。

図７に示すように、冷却ファン取付部５８０に溝５８２，５８４を設けたことにより、アーム５８６は図７に示す支点に対して撓むことのできる片持ち梁として機能する。従って、冷却ファン５７４を駆動した際の振動は、アーム５８６が撓むことによって吸収される。これにより、冷却ファン５７４の振動が抑えられ、振動が放熱板５７２に伝わることを抑止でき、また、放熱板５７２から本体スタンド部１００の外装部材に伝わることを抑止できる。従って、放熱板５７２の振動により発生する音を確実に抑えることが可能となり、表示装置１０００の静粛性を高めることが可能となる。

また、冷却ファン５７４と冷却ファン取付部５８０の間にクッション材５９０を介在させているため、クッション材５９０によっても冷却ファン５７４の振動を吸収することができる。また、クッション材５９０により冷却ファン５７４と冷却ファン取付部５８０が直接接触することがないため、接触による音の発生を抑えることも可能である。また、放熱板５７２と冷却ファン５７４の間の隙間から空気漏れが生じてしまうことを抑止できる。

図８は、弾性変形可能なアーム５８６で冷却ファン５７４を支持した場合（対策品）と、アーム５８６を設けていない放熱板５７２に直接冷却ファン５７４を取り付けた場合（未対策品）とで、発生する音の周波数特性を示す特性図である。

図８に示すように、放熱板５７２に溝５８２，５８４を設けた本実施形態の構造では、特に４３０Ｈｚより高周波側でイナータンスを低下することができた。騒音低減のポイントとしては、７０８Ｈｚ〜２８１８Ｈｚの音を低減すると、ｄＢＡ値の低減に効果がある。対象周波数の音は、冷却ファン５７４の振動に起因するものが支配的である。従って、本実施形態の構造により、冷却ファン５７４の振動を確実に抑えることができるため、騒音を低減することが可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、ヒートパイプ５７６が設けられた放熱板５７２に冷却ファン５７４を取り付ける構造において、冷却ファン取付部５８０に溝５８２，５８４を設けたことにより、冷却ファン５７４を取り付けるアーム５８６に弾性を持たせることができる。従って、冷却ファン５７４の振動をアーム５８６の撓みによって吸収することが可能となり、簡素な構成で、冷却ファン５７４の駆動に起因する音の発生を確実に抑えることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施形態では、アーム５８６と放熱板５７２を同一部材から構成したが、別部材から構成しても良い。また、放熱板５７２のみならず、冷却ファン５７４を支持する支持部材に広く適用することができ、これらの支持部材に本実施形態と同様のアーム５８６を形成することで、冷却ファン５７４の振動を効果的に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る表示装置の外観を示す概略斜視図である。 正面左側から表示装置を見た状態を示す概略斜視図である。 本体スタンド部の内部構成を示す分解斜視図である。 メイン基板の上面を示す斜視図である。 メイン基板上に配置される冷却ユニットを示す模式図である。 冷却ファン取付部から冷却ファンを取り外した状態を示す模式図である。 放熱板の冷却ファン取付部の近傍を示す模式図である。 本実施形態による騒音の低減効果を示す特性図である。

符号の説明

１０００ 表示装置
１００ 本体スタンド部
２００ アーム部
３００ 表示部
５６０ メイン基板
５７２ 放熱板
５７４ 冷却ファン
５７６ ヒートパイプ
５７８ 開口
５８２，５８４ 溝
５８６ アーム
５９０ クッション材

Claims (7)

1. 電子部品が実装された回路基板と、
   前記回路基板と対向して配置された放熱板と、
   前記放熱板から分岐され、前記放熱板に対して弾性変形可能なアームと、
   前記アームに装着されて前記放熱板に接続された冷却ファンと、
   を備えることを特徴とする、電子部品の放熱構造。
2. 前記放熱板に配設されたヒートパイプを備え、
   前記冷却ファンが前記ヒートパイプの終端に位置することを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
3. 前記放熱板は、前記回路基板上の複数の前記電子部品と接続されたことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
4. 前記放熱板の外形に沿って溝が形成され、前記溝と前記放熱板の外形との間の前記放熱板の所定部位が前記アームとされたことを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
5. 前記放熱板には前記冷却ファンの羽根を露出させる開口が設けられ、前記溝は前記開口と前記放熱板の外形との間に設けられたことを特徴とする、請求項３に記載の電子部品の放熱構造。
6. 前記放熱板と前記冷却ファンとの間に挿入されたクッション材を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品の放熱構造。
7. 本体スタンド部と、表示部と、前記本体スタンド部から立設されて前記表示部を支持する支持部と、を備える表示装置であって、
   前記本体スタンド部の内部に設けられ、電子部品が実装された回路基板と、
   前記回路基板と対向して配置された放熱板と、
   前記放熱板から分岐され、前記放熱板に対して弾性変形可能なアームと、
   前記アームに装着されて前記放熱板に接続された冷却ファンと、
   を備えることを特徴とする、表示装置。

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