JP2010258263A - 電子機器の放熱機構 - Google Patents

Abstract

【課題】送風手段を設ける必要がないとともに、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることが可能な電子機器の放熱機構を提供する。
【解決手段】この電子機器１００の放熱機構のシールドケース３は、平面的に見て、発熱素子１を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケース３の側面３１の４方向に設けられた２対の通気孔３１ｂと、シールドケース３の上面３２に設けられた通気孔３２ａとを含んでいる。また、シールドケース３は、シールドケース３内に吸入された空気がシールドケース３の通気孔３１ｂおよび通気孔３２ａのうちの少なくとも一方から排出されることにより、発熱素子１から発生した熱が、空気が流通可能な空気流通経路を経てシールドケース３内から外部に放熱されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子機器の放熱機構に関し、特に、発熱素子から発生した熱を放熱するための開口部を備える電子機器の放熱機構に関するものである。

従来、発熱素子から発生した熱を放熱するための開口部を備える電子機器の放熱機構が知られている（たとえば、特許文献１〜４参照）。

上記特許文献１には、電子部品（発熱素子）が載置された回路基板と、回路基板上の電子部品を覆うように配置されたシールドケースと、シールドケース内に風を送り込むためのファンとを備えた電子部品ユニット（電子機器の放熱機構）が開示されている。この電子部品ユニットのシールドケースの上面および外側面には、複数の空気取込部および空気排出部（開口部）が設けられている。したがって、ファンに近い側の空気取込部から取り込まれた空気がシールドケース内の電子部品が発する熱を奪いながらファンとは反対側の空気排出部を通ってシールドケースの外部に排出されるように構成されている。

また、上記特許文献２には、電子部品（発熱素子）が載置された回路基板と、電子部品を覆うように配置された箱状のシールドケースとを備えた電磁波シールドケース（電子機器の放熱機構）が開示されている。この電磁波シールドケースでは、ケース内の自然対流による空気の循環を利用して電子部品の冷却を行うように構成されている。すなわち、発熱素子周辺で温められた空気が電磁波シールドケースの上面に設けられた通気口から外部に排出される一方、電磁波シールドケースの側面に設けられた通気口から新たな空気がケース内に吸入されるような空気の流れが形成されている。

また、上記特許文献３には、電力増幅器（発熱素子）が載置された回路基板と、電力増幅器を覆うように配置された箱状のシールドケースとを備えた携帯用電力増幅器（電子機器の放熱機構）が開示されている。このシールドケースでは、ケース内の自然対流による空気の循環を利用して電子部品の冷却を行うように構成されている。すなわち、発熱素子周辺で温められた空気がシールドケースの上面に設けられた通気口から外部に排出される一方、シールドケースの側面に設けられた通気口から新たな空気がケース内に吸入されるような空気の流れが形成されている。

また、上記特許文献４には、電子部品（発熱素子）が載置された回路基板と、回路基板上の電子部品を覆うように配置された箱状のシールドケースと、シールドケース内の空気をシールドケースの外部に排出させるための送風機とを備えたシールドケースの放熱機構（電子機器の放熱機構）が開示されている。このシールドケースの１つの外側面には、複数の通気孔（開口部）が設けられており、送風機を駆動させることにより、シールドケース内の電子部品が発する熱に温められた空気を複数の通気孔からシールドケースの外部に排出させるように構成されている。

特開２００９−３８１４４号公報 特開２００１−１４８５８６号公報 特開２００３−４６２７８号公報 実開平５−３１２９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された電子部品ユニットでは、ファン（送風手段）による強制的な送風によって、シールドケース内の空気が一定の方向に流れながら発熱素子を冷却するので、送風手段が別途必要であるという問題点がある。また、たとえば、ファンなどを使用せずに発熱素子から発生した熱をシールドケース内の空気の自然対流を利用して放熱させる場合には、シールドケースの上面および側面に複数の空気取込部が形成されているため、空気取込部から吸入された空気が発熱素子を十分に冷却することなく別の空気取込部から抜け出てしまう場合があると考えられる。この場合、シールドケース内に吸入された空気が発熱素子を冷却した後に、排出されるという空気の流れが定まりにくく、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることが困難であるという問題点がある。

また、上記特許文献２および３に開示された電子機器の放熱機構では、シールドケースの外周面のうちの一部の面にのみ通気口が形成されている。このため、設計上の理由から、シールドケースの配置（設置）方向を変更した場合には、冷たい空気が吸入される通気口と、発熱素子により温められた空気が排出される通気口とが同一の高さに位置する場合がある。この場合、温められた空気が上昇した後に、空気の上昇方向に温められた空気を排出する通気口が配置されないため、温められた空気が排出されにくいと考えられる。その結果、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることが困難であるという問題点がある。

また、上記特許文献４に開示されたシールドケースの放熱機構では、シールドケース内の温められた空気をファン（送風手段）により強制的にシールドケース内から排出させることによって、シールドケース内の温められた空気が一定の方向に流れながら発熱素子を冷却するので、送風手段が別途必要であるという問題点がある。また、たとえば、ファン（送風手段）などを使用せずに発熱素子から発生した熱をシールドケース内の空気の自然対流を利用して放熱させる場合には、シールドケースの側面に複数の通気孔が形成されているため、通気孔から吸入された空気が発熱素子を十分に冷却することなく別の通気孔から抜け出てしまう場合があると考えられる。この場合、シールドケース内に吸入された空気が発熱素子を冷却した後に、排出されるという空気の流れが定まりにくく、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることが困難であるという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、送風手段を設ける必要がないとともに、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることが可能な電子機器の放熱機構を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の一の局面による電子機器の放熱機構は、発熱素子が載置された回路基板と、回路基板の発熱素子を覆うように配置された上面および側面を有するシールドケースとを備え、シールドケースは、平面的に見て、発熱素子を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケースの側面の４方向に設けられた２対の第１開口部と、シールドケースの上面に設けられた第２開口部とを含み、シールドケースは、シールドケース内に吸入された空気がシールドケースの第１開口部および第２開口部のうちの少なくとも一方から排出されることにより、発熱素子から発生した熱が、空気が流通可能な空気流通経路を経てシールドケース内から外部に放熱されるように構成されている。

この発明の一の局面による電子機器の放熱機構では、上記のように、シールドケースが、平面的に見て、発熱素子を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケースの側面の４方向に設けられた２対の第１開口部と、シールドケースの上面に設けられた第２開口部とを含み、シールドケース内に吸入された空気をシールドケースの第１開口部および第２開口部のうちの少なくとも一方から排出することにより、発熱素子から発生した熱を、空気が流通可能な空気流通経路を経てシールドケース内から外部に放熱するように構成する。これにより、シールドケースの上面および側面に複数の開口部を形成する場合と異なり、シールドケース内に吸入された空気が、発熱素子の周辺部分に到達する前に第１開口部および第２開口部のうちの少なくとも一方から抜け出てしまうのを抑制することができるので、送風手段を設けなくても発熱素子を十分に冷却することができる。また、発熱素子を座標の原点として第１開口部と第２開口部とがＸ軸およびＹ軸の２軸方向に互いに対角（反対側）に形成されるので、たとえば、シールドケースを設置（載置）する向きを変えた場合でも、常に、第１開口部または第２開口部のうちの一方が発熱素子の上方に位置し、第１開口部または第２開口部のうちの他方が発熱素子の下方に位置するように配置することができる。これにより、第１開口部と第２開口部とが同一の高さ位置に位置することがないので、常に、発熱素子の下方に位置する開口部から吸入された空気を、発熱素子の上方に位置する開口部から排出することができる。これらの結果、送風手段を設ける必要がないとともに、発熱素子から発生した熱を効率よく放熱させることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの２対の第１開口部は、シールドケースの側面の回路基板側の端部近傍に切り欠き状に形成されている。このように構成すれば、シールドケースの側面の回路基板側の端部近傍の切り欠き状の第１開口部をシールドケースの上面に設けられた第２開口部から遠ざけることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの上面は、平面的に見て、四角形状に形成されており、２対の第１開口部のうちの少なくとも１対は、平面的に見て、シールドケースの隅部近傍に配置されている。このように構成すれば、シールドケースの隅部近傍の１対の第１開口部が発熱素子から遠い位置に配置されるので、発熱素子から遠い位置に配置される分、発熱素子から発生した熱に温められた空気の温度を下げた状態で排出させることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの上面の第２開口部は、平面的に見て、発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている。このように構成すれば、発熱素子の上方に第２開口部が配置されるので、発熱素子の熱に温められて上昇する空気を第２開口部から容易に排出させることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、回路基板の発熱素子とシールドケースの上面との間に、シールドケースの上面側の空間と回路基板の発熱素子側の空間とを分離するように配置された隔壁をさらに備え、隔壁には、第１開口部と第２開口部との間で空気が流通可能な空気流通経路を構成するための第３開口部が形成されている。このように構成すれば、第１開口部および第２開口部の一方から吸入された冷たい空気を、隔壁に形成された第３開口部を介して、第１開口部および第２開口部の他方へ導くことができる。すなわち、隔壁を設けない場合と比べて、第１開口部と第２開口部との間の空気流通経路の距離が長くなるので、空気流通経路の距離が長くなった分、発熱素子によって温められた空気の熱をシールドケース側にも伝えることができるとともに、シールドケース内から外部に排出される空気の温度を下げることができる。これにより、電子機器内の他の電子部品が高温の雰囲気にさらされるのを抑制することができる。

この場合、好ましくは、隔壁の第３開口部は、隔壁の発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている。このように構成すれば、発熱素子の上方に第３開口部が配置されるので、発熱素子の熱に温められて上昇する空気を第３開口部へ導くことができる。

上記隔壁を備える電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの上面に形成された第２開口部は、平面的に見て、発熱素子が載置された位置とはオーバラップしない位置に形成されている。このように構成すれば、発熱素子の上方をシールドケースの上面により覆われるので、発熱素子から発生する電磁波をシールドする機能を向上させることができる。

上記シールドケースの側面に形成された２対の第１開口部を備える電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの上面に形成された第２開口部は、平面的に見て、シールドケースの側面に形成された２対の第１開口部の近傍に設けられた４つの開口孔を含む。このように構成すれば、４つの開口孔を含む２対の第１開口部から冷たい空気を吸入または温められた空気を排気させることができる。

上記隔壁を備える電子機器の放熱機構において、好ましくは、第３開口部の開口面積は、第１開口部の開口面積および第２開口部の開口面積よりも小さく形成されている。このように構成すれば、第３開口部を通過する空気の流速が大きくなるので、その分、第１開口部および第２開口部のうちの一方から吸入する空気の流速を大きくすることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースの発熱素子を覆う上面の発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分には、発熱素子側に突出する凹部が形成されており、シールドケースの凹部の発熱素子と対向する側の表面は、発熱素子の表面と接触している。このように構成すれば、発熱素子から発生した熱が凹部を介してシールドケースに伝わるので、発熱素子から発生した熱をシールドケースから放熱させることができる。これにより、自然対流を利用した放熱に加えて、より効果的に発熱素子から発生した熱をシールドケースの外部に放熱させることができる。

上記一の局面による電子機器の放熱機構において、好ましくは、シールドケースは、送風機構を設けずに、第１開口部を介して、シールドケース内に吸入された空気がシールドケースの第１開口部および第２開口部のうちの少なくとも一方から排出されることにより、発熱素子から発生した熱が、自然対流によって、空気流通経路を経てシールドケース内から外部に放熱されるように構成されている。このように構成すれば、容易に、発熱素子から発生した熱を放熱させるための送風機構を別途設けなくてよい構成にすることができるので、送風機構を駆動させるための動力が不要となる。これにより、送風機構を駆動させない分、電子機器の消費電力を低減することができる。

本発明の第１実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した全体斜視図である。 本発明の第１実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した平面図である。 図２の２００−２００線に沿った断面図である。 図３のＸ２側を床面（設置面）に設置した場合の図である。 図３のＺ１側を床面（設置面）に設置した場合の図である。 本発明の第２実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した全体斜視図である。 本発明の第２実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した平面図である。 図７の３００−３００線に沿った断面図である。 図８のＸ２側を床面（設置面）に設置した場合の図である。 図８のＺ１側を床面（設置面）に設置した場合の図である。 本発明の第３実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した全体斜視図である。 本発明の第３実施形態による電子機器の放熱機構の構成を示した平面図である。 図１２の４００−４００線に沿った断面図である。 図１３のＸ２側を床面（設置面）に設置した場合の図である。 図１３のＺ１側を床面（設置面）に設置した場合の図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態による電子機器１００の放熱機構の構成について説明する。

本発明の第１実施形態による電子機器１００の放熱機構は、図１に示すように、コンピュータに搭載されるＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：集積回路）などの発熱素子１と、発熱素子１が載置された回路基板２と、回路基板２の上方（Ｚ１側）を覆うように配置されたブリキからなるシールドケース３とを備えている。このシールドケース３は、図２に示すように、平面的に見て、四角形状を有している。また、発熱素子１は、回路基板２の中央部近傍に配置されている。

ここで、第１実施形態では、シールドケース３は、発熱素子１の４方向の側面（Ｘ方向およびＹ方向）を取り囲む４つの側面３１を含んでいる。また、シールドケース３は、図３に示すように、側面３１の回路基板２とは反対側（Ｚ１側）の４つの端部３１ａ間を繋ぐ上面３２を含んでいる。このシールドケース３の上面３２は、回路基板２に載置された発熱素子１の上方を覆うように、発熱素子１のＺ１側に配置されている。

また、第１実施形態では、図２に示すように、シールドケース３の４つの側面３１には、それぞれ、通気口３１ｂが形成されている。また、シールドケース３の上面３２には、１つの通気口３２ａが形成されている。なお、通気口３１ｂは、本発明の「第１開口部」の一例であり、通気口３２ａは、本発明の「第２開口部」の一例である。

また、第１実施形態では、図３に示すように、シールドケース３の側面３１の各々に形成された４つの通気口３１ｂは、矩形形状を有している。この通気口３１ｂは、側面３１の回路基板２側（Ｚ２側）の端部３１ｃ近傍を切り欠くことによって形成されている。また、図２に示すように、４つの通気口３１ｂは、平面的に見て、シールドケース３の隅部近傍に形成されている。

また、図２に示すように、４つの通気口３１ｂは、平面的に見て、発熱素子１を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケース３の側面３１の４方向（Ｘ方向およびＹ方向）に２対形成されている。具体的には、発熱素子１の中心を座標の原点として互いに直交するＸ軸およびＹ軸を考えた場合に、シールドケース３のＸ軸のプラス方向側（矢印Ｘ１方向側（Ｘ（＋））の側面３１に形成された通気口３１ｂと、シールドケース３のＸ軸のマイナス方向側（矢印Ｘ２方向側（Ｘ（−））の側面３１に形成された通気口３１ｂとは、発熱素子１の中心を座標の原点としてＸ軸およびＹ軸に対して対角状に配置されている。

同様に、シールドケース３のＹ軸のプラス方向側（矢印Ｙ１方向側（Ｙ（＋））の側面３１に形成された通気口３１ｂと、シールドケース３のＹ軸のマイナス方向側（矢印Ｙ２方向側（Ｙ（−））の側面３１に形成された通気口３１ｂとは、発熱素子１の中心を座標の原点としてＸ軸およびＹ軸に対して対角状に配置されている。

また、第１実施形態では、シールドケース３の通気口３２ａは、平面的に見て、シールドケース３の上面３２の中央部近傍に形成されている。また、通気口３２ａは、平面的に見て、回路基板２の発熱素子１が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている。

上記のように、シールドケース３は、ファンなどの送風機構を別途設けずに、通気口３１ｂを介して、シールドケース内に吸入された空気がシールドケースの通気口３２ａから排出されることにより、発熱素子１から発生した熱が、自然対流によって、空気流通経路を経てシールドケース３内から外部に放熱されるように構成されている。

次に、図３〜図５を参照して、本発明の第１実施形態による電子機器１００の複数の設置パターンおよび各設置パターンにおける放熱機構の放熱経路（空気流通経路）について説明する。

まず、図３に示すように、シールドケース３のＺ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００を作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、シールドケース３内の発熱素子１周辺の空気が温められる。そして、温められた空気の密度が小さくなり（質量が軽くなり）、温められていない空気の上に移動し始めることにより、発熱素子１周辺にはＺ２側からＺ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が通気口３２ａを通過して、シールドケース３の外部に排出されるのと同時に、側面３１に形成された通気口３１ｂから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３内に引き込まれる。この結果、通気口３１ｂから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながら通気口３２ａを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用して発熱素子１の放熱を行うための放熱経路）が形成される。

次に、図４に示すように、シールドケース３のＸ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００を作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、シールドケース３内の発熱素子１周辺の空気が温められる。そして、温められた空気の密度が小さくなり、温められていない空気の上に移動し始めることにより、発熱素子１周辺にはＸ２側からＸ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気がＸ１側の側面３１に形成された通気口３１ｂを通過して、シールドケース３の外部に排出されるのと同時に、Ｘ２側の側面３１に形成された通気口３１ｂから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３内に引き込まれる。この結果、Ｘ２側の通気口３１ｂから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながらＸ１側の通気口３１ｂを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。

また、図５に示すように、シールドケース３のＺ１側を下にしてシールドケース３の上面３２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００を作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、発熱素子１周辺にはＺ１側からＺ２側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が通気口３１ｂを通過して、シールドケース３の外部に排出されるのと同時に、上面３２に形成された通気口３２ａから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３内に引き込まれる。この結果、通気口３２ａから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながら通気口３１ｂを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。

第１実施形態では、上記のように、シールドケース３が、平面的に見て、発熱素子１を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケース３の側面３１の４方向に設けられた２対の通気口３１ｂと、シールドケース３の上面３２に設けられた通気口３２ａとを含み、シールドケース３内に吸入された空気をシールドケース３の通気口３１ｂおよび通気口３２ａのうちの少なくとも一方から排出することにより、発熱素子１から発生した熱を、空気が流通可能な空気流通経路を経てシールドケース３内から外部に放熱するように構成する。これにより、シールドケース３の上面３２および側面３１に複数の通気口を形成する場合と異なり、シールドケース３内に吸入された空気が、発熱素子１の周辺部分に到達する前に通気口３１ｂおよび通気口３２ａのうちの少なくとも一方から抜け出てしまうのを抑制することができるので、送風手段を設けなくても発熱素子１を十分に冷却することができる。また、発熱素子１を座標の原点として通気口３１ｂと通気口３２ａとがＸ軸およびＹ軸の２軸方向に互いに対角（反対側）に形成されるので、たとえば、シールドケース３を設置（載置）する外表面を変えた場合でも、常に、通気口３１ｂまたは通気口３２ａのうちの一方が発熱素子１の上方に位置し、通気口３１ｂまたは通気口３２ａのうちの他方が発熱素子１の下方に位置するように配置することができる。これにより、通気口３１ｂと通気口３２ａとが同一の高さ位置に位置することがないので、常に、発熱素子１の下方に位置する開口部から吸入された空気を、発熱素子１の上方に位置する開口部から排出することができる。これらの結果、送風手段を設ける必要がないとともに、発熱素子１から発生した熱を効率よく放熱させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、シールドケース３の２対の通気口３１ｂを、シールドケース３の側面３１の回路基板２側の端部３１ａ近傍に切り欠き状に形成することによって、シールドケース３の側面３１の回路基板２側の端部近傍の切り欠き状の通気口３１ｂをシールドケース３の上面３２に設けられた通気口３２ａから遠ざけることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、２対の通気口３１ｂのうちの少なくとも１対を、平面的に見て、シールドケース３の隅部近傍に配置することによって、シールドケース３の隅部近傍の１対の通気口３１ｂが発熱素子１から遠い位置に配置されるので、発熱素子１から遠い位置に配置される分、発熱素子１から発生した熱に温められた空気の温度を下げることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、シールドケース３の上面３２の通気口３２ａを、平面的に見て、発熱素子１が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成することによって、発熱素子１の上方に通気口３２ａが配置されるので、発熱素子１の熱に温められて上昇する空気を通気口３２ａから容易に排出させることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、シールドケース３を、送風機構を設けずに、通気口３１ｂを介して、シールドケース３内に吸入された空気がシールドケース３の通気口３１ｂおよび通気口３２ａのうちの少なくとも一方から排出されることにより、発熱素子１から発生した熱が、自然対流によって、空気流通経路を経てシールドケース３内から外部に放熱されるように構成することによって、容易に、発熱素子１から発生した熱を放熱させるための送風機構を別途設けなくてよい構成にすることができるので、送風機構を駆動させるための動力が不要となる。これにより、送風機構を駆動させない分、電子機器１００の消費電力を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、図６〜図８を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、シールドケースの上面に１つの通気口を形成した第１実施形態とは異なり、シールドケースの上面の４隅に通気口を形成するとともに、回路基板とシールドケースの上面（天井部）との間の空間をＺ方向に分離する隔壁を設ける場合について説明する。

本発明の第２実施形態による電子機器１００ａの放熱機構では、図６に示すように、発熱素子１の矢印Ｚ１方向側に、上面３３を含むシールドケース３ａが設けられている。第２実施形態では、図７に示すように、シールドケース３ａの上面３３には、４つの通気口３３ａが形成されている。なお、通気口３３ａは、本発明の「第２開口部」の一例である。

シールドケース３ａの上面３３に形成された４つの通気口３３ａは、平面的に見て、矩形形状を有するとともに、回路基板２の発熱素子１が載置された位置とは異なる領域に形成されている。具体的には、４つの通気口３３ａは、平面的に見て、シールドケース３ａの上面３３の四隅近傍にそれぞれ形成されている。また、４つの通気口３３ａは、図７に示すように、平面的に見て、側面３１に形成された通気口３１ｂに対応する位置の上面３３の部分にそれぞれ配置されている。

また、第２実施形態では、図８に示すように、シールドケース３ａ内には、隔壁４が配置されている。この隔壁４は、回路基板２の発熱素子１とシールドケース３ａの上面３３との間に、シールドケース３ａの上面３３側（Ｚ１側）の空間と、回路基板２の発熱素子１側（Ｚ２側）の空間とに分離するように配置されている。また、隔壁４は、シールドケース３ａの４つの側面３１同士を連結するように設けられている。そして、この隔壁４には、通気口３１ｂと通気口３３ａとの間で空気が流通可能な空気流通経路を構成する通気口４１が形成されている。なお、通気口４１は、本発明の「第３開口部」の一例である。

また、第２実施形態では、図７に示すように、隔壁４の通気口４１は、平面的に見て、隔壁４の中央部近傍に矩形形状に形成されている。また、隔壁４の通気口４１は、隔壁４の発熱素子１が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている。

また、第２実施形態では、隔壁４の通気口４１の開口面積Ａ（図７参照）は、シールドケース３ａの側面３１の通気口３１ｂの開口面積Ｂ（図８参照）よりも小さく形成されている。また、隔壁４の通気口４１の開口面積Ａ（図７参照）は、シールドケース３ａの上面３３の通気口３３ａの開口面積Ｃ（図７参照）よりも小さく形成されている。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様である。

次に、図８〜図１０を参照して、本発明の第２実施形態による電子機器１００ａの複数の設置パターンおよび各設置パターンにおける放熱機構の放熱経路（空気流通経路）について説明する。

まず、図８に示すように、シールドケース３ａのＺ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ａを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、シールドケース３ａ内の発熱素子１周辺の空気が温められる。そして、温められた空気の密度が小さくなり、温められていない空気の上に移動し始めることにより、発熱素子１周辺にはＺ２側からＺ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が隔壁４に形成された通気口４１を通過して、隔壁４と上面３３との間の空間に移動する。その後、通気口３３ａを通過して、シールドケース３ａの外部に排出されるのと同時に、側面３１に形成された通気口３１ｂから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ａ内に引き込まれる。この結果、通気口３１ｂから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながら通気口３３ａを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用して発熱素子１の放熱を行うための放熱経路）が形成される。

次に、図９に示すように、シールドケース３ａのＸ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ａを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、シールドケース３ａ内の発熱素子１周辺の空気が温められる。そして、温められた空気の密度が小さくなり、温められていない空気の上に移動し始めることにより、発熱素子１周辺にはＸ２側からＸ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気がＸ１側の側面３１に形成された通気口３１ｂを通過して、シールドケース３ａの外部に排出されるのと同時に、Ｘ２側の側面３１に形成された通気口３１ｂから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ａ内に引き込まれる。この結果、Ｘ２側の通気口３１ｂから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながらＸ１側の通気口３１ｂを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。

また、図１０に示すように、シールドケース３ａのＺ１側を下にしてシールドケース３ａの上面３３が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ａを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、発熱素子１周辺にはＺ１側からＺ２側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が通気口３１ｂを通過して、シールドケース３ａの外部に排出されるのと同時に、上面３３に形成された通気口３３ａから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ａ内に引き込まれる。この結果、通気口３３ａから吸入された空気が隔壁４に形成された通気口４１を通って、発熱素子１の熱を奪いながら通気口３１ｂを通り、外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。

第２実施形態では、上記のように、隔壁４に、通気口３１ｂと通気口３３ａとの間で空気が流通可能な空気流通経路を構成するための通気口４１を形成することによって、通気口３１ｂおよび通気口３３ａの一方から吸入された冷たい空気を、隔壁４に形成された通気口４１を介して、通気口３１ｂおよび通気口３３ａの他方へ導くことができる。すなわち、隔壁４を設けない場合と比べて、通気口３１ｂと通気口３３ａとの間の空気流通経路の距離が長くなるので、空気流通経路の距離が長くなった分、発熱素子１によって温められた空気の熱をシールドケース３ａ側にも伝えることができるとともに、シールドケース３ａ内から外部に排出される空気の温度を下げることができる。これにより、電子機器１００ａ内の他の電子部品が高温の雰囲気にさらされるのを抑制することができる。

また、第２実施形態では、上記のように、隔壁４の通気口４１を、隔壁４の発熱素子１が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成することによって、発熱素子１の上方に通気口４１が配置されるので、発熱素子１の熱に温められて上昇する空気を通気口４１へ導くことができる。

また、第２実施形態では、上記のように、シールドケース３ａの上面３３に形成された通気口３３ａを、平面的に見て、発熱素子１が載置された位置とはオーバラップしない位置に形成することによって、発熱素子１の上方をシールドケース３ａの上面３３により覆われるので、発熱素子１から発生する電磁波をシールドする機能を向上させることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、シールドケース３ａの上面３３に形成された通気口３３ａが、平面的に見て、シールドケース３ａの側面３１に形成された２対の通気口３１ｂの近傍に設けられた４つの開口孔を含むことによって、４つの開口孔を含む２対の通気口３１ｂから冷たい空気を吸入または温められた空気を排気させることができる。

また、第２実施形態では、上記のように、通気口４１の開口面積Ａを、通気口３１ｂの開口面積Ｂおよび通気口３３ａの開口面積Ｃよりも小さく形成することによって、通気口４１を空気が通過する際の速度が大きくなるので、その分、通気口３１ｂおよび通気口３３ａのうちの一方から吸入する空気の流速を大きくすることができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記した第１実施形態の効果と同様である。

（第３実施形態）
次に、図１１〜図１３を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、発熱素子とシールドケースの上面（天井部）と間に空間が形成されていた第１実施形態とは異なり、発熱素子に対応する領域のシールドケースの上面を発熱素子に接触させた場合について説明する。

本発明の第３実施形態による電子機器１００ｂの放熱機構では、図１１に示すように、発熱素子１のＺ１側に、上面３４および側面３５を含むシールドケース３ｂが設けられている。第３実施形態では、シールドケース３ｂの上面３４には、４つの通気口３４ａが形成されている。なお、通気口３４ａは、本発明の「第２開口部」の一例である。

また、図１２に示すように、シールドケース３ｂの上面３４に形成された４つの通気口３４ａは、各々が矩形形状を有するとともに、回路基板２の発熱素子１が載置された位置から離間した領域に形成されている。

また、第３実施形態では、図１３に示すように、シールドケース３ｂの発熱素子１を覆う上面３４の発熱素子１が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分には、発熱素子１側（Ｚ２側）に突出する１つの凹部３４ｂが形成されている。また、シールドケース３ｂの凹部３４ｂの発熱素子１と対向する側（Ｚ２側）の表面は、発熱素子１の表面と接触している。なお、シールドケース３ｂの凹部３４ｂの発熱素子１と対向する側（Ｚ２側）の表面と、発熱素子１の表面との間には、必要に応じて熱伝導シートなどの熱伝導材料を設けてもよい。また、シールドケース３ｂの凹部３４ｂの発熱素子１と対向する側（Ｚ２側）の表面の表面積は、発熱素子１の表面積以上の大きさに形成されている。

また、図１２に示すように、シールドケース３ｂの４つの側面３５には、それぞれ、４つの通気口３５ａが形成されている。なお、通気口３５ａは、本発明の「第１通気口」の一例である。また、第３実施形態では、４つの通気口３５ａは、平面的に見て、発熱素子１を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状にシールドケース３ｂの側面３５の４方向（Ｘ方向およびＹ方向）に２対形成されている。具体的には、発熱素子１の中心を座標の原点として互いに直交するＸ軸およびＹ軸を考えた場合に、シールドケース３ｂのＸ軸のプラス方向側（矢印Ｘ１方向側（Ｘ（＋））の側面３５に形成された通気口３５ａと、シールドケース３ｂのＸ軸のマイナス方向側（矢印Ｘ２方向側（Ｘ（−））の側面３５に形成された通気口３５ａとは、発熱素子１の中心を原点としてＸ軸およびＹ軸に対して対角状に配置されている。

また、発熱素子１の中心を座標の原点として互いに直交するＸ軸およびＹ軸を考えた場合に、シールドケース３ｂのＹ軸のプラス方向側（矢印Ｙ１方向側（Ｙ（＋））の側面３５に形成された通気口３５ａと、シールドケース３ｂのＹ軸のマイナス方向側（矢印Ｙ２方向側（Ｙ（−））の側面３５に形成された通気口３５ａとは、発熱素子１の中心を座標の原点としてＸ軸およびＹ軸に対して対角状に配置されている。

なお、第３実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様である。

次に、図１３〜図１５を参照して、本発明の第３実施形態による電子機器１００ｂの放熱機構の複数の設置パターンおよび各設置パターンにおける放熱経路（空気流通経路）について説明する。

まず、図１３に示すように、シールドケース３ｂのＺ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ｂを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、発熱素子１周辺にはＺ２側からＺ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が通気口３４ａを通過して、シールドケース３ｂの外部に排出されるのと同時に、側面３５に形成された通気口３５ａから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ｂ内に引き込まれる。この結果、通気口３５ａから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながら通気口３４ａを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。また、上述の放熱作用に加えて、発熱素子１から発生した熱が、発熱素子１の上面と接触する凹部３４ｂに熱伝導されることにより、凹部３４ｂから直接外部に放熱される。

次に、図１４に示すように、シールドケース３ｂのＸ２側を下にして回路基板２が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ｂを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、発熱素子１周辺にはＸ２側からＸ１側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気がＸ１側の側面３５に形成された通気口３５ａを通過して、シールドケース３ｂの外部に排出されるのと同時に、Ｘ２側の側面３５に形成された通気口３５ａから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ｂ内に引き込まれる。この結果、Ｘ２側の通気口３５ａから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながらＸ１側の通気口３５ａを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。また、上述の放熱作用に加えて、発熱素子１から発生した熱が、発熱素子１の上面と接触する凹部３４ｂに熱伝導されることにより、凹部３４ｂから直接外部に放熱される。

また、図１５に示すように、シールドケース３ｂのＺ１側を下にしてシールドケース３ｂの上面３４が床面（設置面）に設置された状態で、電子機器１００ｂを作動させた場合、通電された発熱素子１の発熱に伴い、発熱素子１周辺にはＺ１側からＺ２側に向かう上昇気流が生じる。そして、より軽くなった空気が通気口３５ａを通過して、シールドケース３ｂの外部に排出されるのと同時に、上面３４に形成された通気口３４ａから外部の冷たい空気が新たにシールドケース３ｂ内に引き込まれる。この結果、通気口３４ａから吸入された空気が発熱素子１の熱を奪いながら通気口３５ａを通って外部に排出されるという空気の流れ（自然対流を利用した放熱経路）が形成される。また、上述の放熱作用に加えて、発熱素子１から発生した熱が、発熱素子１の上面と接触する凹部３４ｂに熱伝導されることにより、凹部３４ｂから直接外部に放熱される。

第３実施形態では、上記のように、シールドケース３ｂの凹部３４ｂの発熱素子１と対向する側の表面を、発熱素子１の表面と接触させることによって、発熱素子１から発生した熱が凹部３４ｂを介してシールドケース３ｂに伝わるので、発熱素子１から発生した熱をシールドケース３ｂから放熱させることができる。これにより、自然対流を利用した放熱に加えて、より効果的に発熱素子１から発生した熱をシールドケース３ｂの外部に放熱させることができる。

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記した第１実施形態の効果と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、発熱素子の一例として、ＩＣなどの集積回路を適用する例を示したが、本発明はこれに限らず、熱が発生する素子であればＩＣ以外の素子でも適用可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、シールドケースを、平面的に見て、矩形形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、シールドケースを矩形形状以外の形状に形成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、通気口（第１開口部）を矩形形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、矩形形状以外の形状に形成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、通気口（第２開口部）を矩形形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らず、矩形形状以外の形状に形成してもよい。

１ 発熱素子
２ 回路基板
３、３ａ、３ｂ シールドケース
４ 隔壁
３１、３５ 側面
３１ａ 端部
３１ｂ、３５ａ 通気口（第１開口部）
３２、３３、３４ 上面
３２ａ、３３ａ、３４ａ 通気口（第２開口部）
３４ｂ 凹部
４１ 通気口（第３開口部）
１００、１００ａ、１００ｂ 電子機器

Claims (11)

1. 発熱素子が載置された回路基板と、
   前記回路基板の前記発熱素子を覆うように配置された上面および側面を有するシールドケースとを備え、
   前記シールドケースは、平面的に見て、前記発熱素子を中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に対してそれぞれ対角状に前記シールドケースの前記側面の４方向に設けられた２対の第１開口部と、前記シールドケースの前記上面に設けられた第２開口部とを含み、
   前記シールドケースは、前記シールドケース内に吸入された空気が前記シールドケースの前記第１開口部および前記第２開口部のうちの少なくとも一方から排出されることにより、前記発熱素子から発生した熱が、空気が流通可能な空気流通経路を経て前記シールドケース内から外部に放熱されるように構成されている、電子機器の放熱機構。
2. 前記シールドケースの前記２対の第１開口部は、前記シールドケースの前記側面の前記回路基板側の端部近傍に切り欠き状に形成されている、請求項１に記載の電子機器の放熱機構。
3. 前記シールドケースの前記上面は、平面的に見て、四角形状に形成されており、
   前記２対の第１開口部のうちの少なくとも１対は、平面的に見て、前記シールドケースの隅部近傍に配置されている、請求項１または２に記載の電子機器の放熱機構。
4. 前記シールドケースの前記上面の前記第２開口部は、平面的に見て、前記発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。
5. 前記回路基板の前記発熱素子と前記シールドケースの前記上面との間に、前記シールドケースの前記上面側の空間と前記回路基板の前記発熱素子側の空間とを分離するように配置された隔壁をさらに備え、
   前記隔壁には、前記第１開口部と前記第２開口部との間で空気が流通可能な空気流通経路を構成するための第３開口部が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。
6. 前記隔壁の前記第３開口部は、前記隔壁の前記発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分に形成されている、請求項５に記載の電子機器の放熱機構。
7. 前記シールドケースの前記上面に形成された前記第２開口部は、平面的に見て、前記発熱素子が載置された位置とはオーバラップしない位置に形成されている、請求項５または６に記載の電子機器の放熱機構。
8. 前記シールドケースの前記上面に形成された前記第２開口部は、平面的に見て、前記シールドケースの前記側面に形成された前記２対の第１開口部の近傍に設けられた４つの開口孔を含む、請求項３〜７のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。
9. 前記第３開口部の開口面積は、前記第１開口部の開口面積および前記第２開口部の開口面積よりも小さく形成されている、請求項５〜８のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。
10. 前記シールドケースの前記発熱素子を覆う前記上面の前記発熱素子が載置された位置に対応する領域とオーバラップする部分には、前記発熱素子側に突出する凹部が形成されており、
    前記シールドケースの前記凹部の前記発熱素子と対向する側の表面は、前記発熱素子の表面と接触している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。
11. 前記シールドケースは、送風機構を設けずに、前記第１開口部を介して、前記シールドケース内に吸入された空気が前記シールドケースの前記第１開口部および前記第２開口部のうちの少なくとも一方から排出されることにより、前記発熱素子から発生した熱が、自然対流によって、前記空気流通経路を経て前記シールドケース内から外部に放熱されるように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子機器の放熱機構。

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