JP2010283067A

JP2010283067A - 電子機器

Info

Publication number: JP2010283067A
Application number: JP2009134131A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kakuno; 正樹角野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2010-12-16

Abstract

【課題】どのような状況においても、効率的かつ安定的な冷却性能を実現することができるようにする。
【解決手段】主要部４２を囲むように金属フレーム３２が設けられており、金属フレーム３２の外郭を、内側ケース３１が覆っている。内側ケース３１の一部には、吸気口３１ａが設けられており、吸気口３１ａから空気を吸い込むように冷却ファン４１が取り付けられている。冷却ファン４１は、主に金属フレーム３２の内部に空気を送出するように取り付けられている。冷却ファン４１は、通気口２３側と反対側に取り付けられており、通気口２３に向かう直線的経路である図中垂直上方向に向かって空気を送り込むようにファンを回転させるようになされている。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、どのような状況においても、効率的かつ安定的な冷却性能を実現することができる電子機器に関する。

近年、電子機器の消費電力量が増大し、電子機器内部のICなどの温度が極めて高くなる傾向にある。

従来の電子機器内部の冷却では、例えば、筐体の内部に空気流路が形成され、この空気流路内には冷却ファンにより空気の流れが形成される。基板に装着された発熱部品が発生する熱はヒートパイプ等の伝熱部材により空気流路を区画する壁部材に導かれ、空気流路内を流れる空気を媒体として筐体の外部に放出されるようになされている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−８７９６１号公報

特許文献１の技術は、冷却ファンを排気側に設置することによって、電子機器全体の平均温度を下げることが主眼とされている。しかしながら、このような方式では、空気通路内部における吸気口やヒートシンク、構造部品などによる障害物の位置によって、高温となる部品に大きな風量で風を当てることができない場合がある。

また、回路基板上のＩＣの冷却のために取り付けられるヒートシンクなどの部材も装置の小型化を困難にし、設計上の制約となることがある。

さらに、電子機器内部には、冷却を必要とする部分が複数存在する場合がある。例えば、電子機器内部に、予め設計済の主制御ユニット等を取り付け、さらに、表示制御などのための回路基板が設けられる場合、主制御ユニットを冷却するとともに、回路基板も冷却する必要がある。このような場合、主制御ユニット冷却用のファンとは別に、回路基板冷却用のファンを設けるとコストや消費電力が増大してしまう。

また、電子機器自体が、例えば、駆動して回転したり、様々な向きに設置されたりする製品であった場合、冷却ファンによる空気の流れが重力の反対方向となるように電子機器が設置されたとき、冷却性能が大きく低下するものと予想される。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、どのような状況においても、効率的かつ安定的な冷却性能を実現することができるようにするものである。

本発明の一側面は、電力の供給を受けて駆動するとともに、駆動時に発熱する本体ユニットと、前記本体ユニットを覆う金属フレームと、前記金属フレームを覆う内側ケースと、前記内側ケースを覆う外側ケースと、前記内側ケースの吸気口から吸い込んだ空気を前記金属フレームの内部に送出する冷却ファンとを備え、前記冷却ファンから送出される空気の直線経路上に、前記外側ケースの排気口が設けられ、前記冷却ファンから送出された空気は、前記本体ユニットおよび前記金属フレームの間の空間を流路として、前記排気口へ導出される電子機器である。

前記電力の供給を受けて駆動するとともに、駆動時に発熱するＩＣが設けられた基板をさらに備え、前記基板が、前記金属フレームの外部に取り付けられるようにすることができる。

前記基板は、伝熱シートを介して前記金属フレームと当接するように取り付けられるようにすることができる。

矩形の６面体として構成され、前記６面のうちのいずれか１つの面が、床、壁、または天井に当接する位置に配置されて取り付けられるようにすることができる。

本発明の一側面においては、電力の供給を受けて駆動するとともに、駆動時に発熱する本体ユニットが設けられ、前記本体ユニットを覆う金属フレームと、前記金属フレームを覆う内側ケースと、前記内側ケースを覆う外側ケースと、前記内側ケースの吸気口から吸い込んだ空気を前記金属フレームの内部に送出する冷却ファンとが設けられ、前記冷却ファンから送出される空気の直線経路上に、前記外側ケースの排気口が設けられ、前記冷却ファンから送出された空気は、前記本体ユニットおよび前記金属フレームの間の空間を流路として、前記排気口へ導出される。

本発明によれば、どのような状況においても、効率的かつ安定的な冷却性能を実現することができる。

電子機器が天井吊りされた状態で取り付ける場合の外観を示す図である。電子機器が壁掛けの状態で取り付けられる場合の外観を示す図である。電子機器が床置きされた状態で取り付けられる場合の外観を示す図である。電子機器の外観の例を示す図である図４の面Ａにおける断面図である。電子機器を床置きの状態としたときの正面図である。図６の線Ｂ−Ｂにおける断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１乃至図３は、本発明を適用した電子機器１０の外観の例を示す図である。電子機器１０は、例えば、監視カメラなどの撮像装置として構成され、天井から吊られて取り付けられたり、壁に掛けられて取り付けられたり、床置きされて取り付けられたりするようになされている。

電子機器１０は、図示せぬ電源から電力の供給を受けて駆動するようになされている。電子機器１０が駆動する際に、電子機器の内部の部品等が発熱するので、後述するように、電子機器１０の内部を冷却するためのファンが設けられている。

図１は、電子機器１０が天井吊りされた状態で取り付ける場合の外観を示す図である。図２は、電子機器１０が壁掛けの状態で取り付けられる場合の外観を示す図である。図３は、電子機器１０が床置きされた状態で取り付けられる場合の外観を示す図である。

図１において、電子機器１０の天井に対応する位置に、取り付け用の台座２１が設けられており、図中右側の面２２において、例えば、カメラのレンズなどが露出されるように構成されている。

図２の場合、電子機器１０の図中上側に面２２が位置するようになされており、図中左側の側面には通気口２３が設けられている。

図３の場合、電子機器１０の図中上側に通気口２３が位置するようになされており、図中左側に面２２が位置するようになされている。

電子機器１０は、このように様々な向きに設置（取り付け）されるようになされており、図１乃至図３のどの態様で設置されても同様の性能を発揮することができるようになされている。

次に、電子機器１０の内部の構成について説明する。

電子機器１０を図３に示されるように床置きの状態とし、図４の面Ａにおける断面図を図５に示す。また、電子機器１０を図３に示されるように床置きの状態としたときの正面図である図６の線Ｂ−Ｂにおける断面図を図７に示す。すなわち、図５と図７は、電子機器１０における、互いに直交する方向の断面図である。

図５と図７に示されるように、電子機器１０の内部中央には、冷却を要する主要部４２が設けられている。主要部４２は、例えば、カメラの本体ユニットなどとして構成され、電子機器１０を駆動させると発熱する装置である。例えば、主要部４２において、発熱量が高くなる部位が図中下側に位置するように配置すると、冷却ファン４１による風をピンポイントに直接当てることができ、その部位の温度を大きく下げることができる。

また、主要部４２を挟んで通気口２３の図中垂直下方向に冷却ファン４１が設けられている。冷却ファン４１は、図５と図７における図中下側から空気を吸い込んで図中上側に空気を送出するようになされている。

ここからは、主に図５を参照して説明する。図５に示されるように、主要部４２を囲むように金属フレーム３２が設けられており、金属フレーム３２の外郭を、内側ケース３１が覆っている。内側ケース３１の一部には、外気を取り込むための吸気口３１ａが設けられており、吸気口３１ａから空気を吸い込むように冷却ファン４１が取り付けられている。冷却ファン４１は、主に金属フレーム３２の内部に空気を送出するように取り付けられている。そして、内側ケース３１のさらに外郭を、外側ケース３３が覆っている。

すなわち、電子機器１０の内部において、冷却ファン４１は、排出側（通気口２３側）と反対側に取り付けられており、通気口２３に向かう直線的経路である図中垂直上方向に向かって空気を送り込むようにファンを回転させるようになされている。

また、図５において、主要部４２の図中上側と図中左側に基板４３が設けられている。基板４３上には、ＩＣ４４が装着されており、電子機器１０が駆動されるとき、基板４３上のＩＣ４４が発熱する。なお、ここでは、基板４３の様々な位置に取り付けられたＩＣのそれぞれを、まとめてＩＣ４４と称している。

また、基板４３は、伝熱シート４６を介して金属フレーム３２と当接するようになされており、基盤４３上のＩＣ４４から発せられた熱は、金属フレーム３２に伝わるようになされている。

すなわち、電子機器１０の内部において冷却を要する主要部４２は、金属フレーム３２で囲まれるようにして配置され、金属フレーム３２の開口部に冷却ファン４１が設けられて主要部４２とともに金属フレーム３２が冷却されるようになされている。また、電子機器１０の内部において、冷却ファン４１から通気口２３に至る直線上に主要部４２が配置され、冷却ファン４１から送出された空気は、必ず主要部４２と金属フレーム３２にあたって、通気口２３から排出されるようになされている。

このように本発明では、冷却ファン４１によって吸気した空気を金属フレーム３２の内側に効率よく導風することによって、金属フレーム３２全体の温度を下げるようになされている。金属フレーム３２には、基板４３が取り付けられており、高温となるＩＣ４４を有する基板４３は伝熱シート４６を介して金属フレーム３２と当接させて金属フレーム３２に集中させるようになされている。さらに、基板４３を金属製のボス４５によって金属フレーム３２に固定するようにしてもよい。これにより、基板４３から金属フレーム３２への熱の伝導効率が向上する。

また、金属フレーム３２を覆う内側ケース３１の吸気口３１ａから空気を吸い込むように冷却ファン４１が取り付けられているので、金属フレーム３２に当たって熱せられた空気が、再度冷却ファン４１から金属フレーム３２の内部に送出されないようになされている。

このように、金属フレーム３２に集中させた熱を、冷却ファン４１によって放熱させることで、基板４３上のＩＣ４４の温度も下がることになる。

図５においては、図中矢印により空気の流路が示されている。冷却ファン４１から送出された空気の一部は、主要部４２に当たって、図中左に進む。そして、その空気の流路は、金属フレーム３２の端部３２ａにおいて直角に変化し、図中上側に向かって、主要部４２と金属フレーム３２との間を進むことになる。

また、冷却ファン４１から送出された空気の一部は、図中右側に進む。そして、金属フレーム３２の部位３２ｂにおいて空気の流路が狭められることによって流速が上がるようになされており、図中上側に向かって、主要部４２と金属フレーム３２との間を進むことになる。金属フレーム３２の端部３２ａ、金属フレーム３２の端部３２ｃ付近でも、やはり空気の流路が狭められることによって流速が上がるようになされている。

このように、本発明では、冷却ファン４１の近傍において流路を狭め、ベルヌーイの法則によって流速が上がるようにして、電子機器１０の内部を流れる空気の流れを早くし放熱効果を高めるようになされている。

また、図７においても、図中矢印により空気の流路が示されている。同図に示されるように、冷却ファン４１から送出された空気の一部は、主要部４２に当たって、図中右に進む。そして、その空気の流路は、金属フレーム３２の外部に出て、通気口２３から空気が排出されるようになされている。

本発明では冷却ファン４１により流入させた外気の冷たい空気を金属フレーム３２に効率良く当てているため、電子機器１０を天地反対に設置、すなわち図１に示されるように天井吊りしたとしても重力の影響を受けにくく、ほぼ同等の結果を得ることができる。

また、図５と図７の図中下側左右両端に、開口部３４が設けられているので、電子機器１０を図１に示されるように天井吊りした場合、電子機器１０の内部で温められた空気は、自然に、開口部３４からも排出されることになる。電子機器１０を図１に示されるように天井吊りした場合、開口部３４は、上側に位置することになり、温められた空気は、自然に上方向に流れるからである。

従来の技術では、通常、冷却ファンを排気側に設置することによって、電子機器全体の平均温度を下げることが主眼とされている。しかしながら、このような方式では、空気の流路における吸気口やヒートシンク、構造部品などによる障害物の位置によって、高温となる部品に大きな風量で風を当てることはできない場合がある。

また、基板上のＩＣの冷却のために取り付けられるヒートシンクなどの部材も装置の小型化を困難にし、設計上の制約となることがある。

さらに、電子機器内部には、冷却を必要とする部分が複数存在する場合がある。例えば、電子機器内部に、予め設計済の主制御ユニット等を取り付け、さらに、表示制御などのための回路基板が設けられる場合、主制御ユニットを冷却するとともに、回路基板も冷却する必要がある。従来の技術では、このような場合、主制御ユニット冷却用のファンとは別に、回路基板冷却用のファンを設けるなどする必要があり、コストや消費電力が増大してしまう。

また、電子機器自体が、例えば、駆動して回転したり、様々な向きに設置されたりする製品であった場合、冷却ファンによる空気の流れが重力の反対方向となるように電子機器が設置されたとき、冷却性能が大きく落ちるものと予想される。

これに対して、本発明では、電子機器の設置方向や回転方向に関係なく安定した冷却性能を確保することが可能となる。

また、風の流れを考慮して部品をレイアウトすることによって空気への伝熱ロスを小さくし、伝熱シートなどで基板の熱を金属フレームへ伝熱させて熱源を集約させることによって、効率良く電子機器全体の温度を冷却することができる。

以上においては、電子機器１０が、例えば、監視カメラなどの撮像装置として構成される場合の例について説明したが、電子機器１０が、例えば、デスクトップ型パーソナルコンピュータとして構成されるようにしてもよい。

電子機器１０が、デスクトップ型パーソナルコンピュータとして構成される場合、例えば、縦置きや横置きなどの設置方向に影響なく、空気を効率よく取り込んで冷却することが可能なデスクトップ型パーソナルコンピュータを実現することができる。

あるいはまた、電子機器１０が、カーナビゲーションシステムなどを構成する装置として構成されるようにしてもよい。この場合、例えば、車種によってカーナビゲーションシステムの本体装置を取り付け可能な位置等に制約がある場合があり、本体装置の設置方向を複数想定して装置の設計等を行なう必要がある。本発明を適用することにより、車種によってカーナビゲーションシステムの本体装置を取り付け可能な位置等に制約がある場合でも、充分な冷却効果を得ることが可能となる。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０電子機器，２３通気口，３１内側ケース，３２金属フレーム，３３外側ケース３４開口部，４１冷却ファン，４２主要部，４３基板，４４ＩＣ４６伝熱シート

Claims

電力の供給を受けて駆動するとともに、駆動時に発熱する本体ユニットと、
前記本体ユニットを覆う金属フレームと、
前記金属フレームを覆う内側ケースと、
前記内側ケースを覆う外側ケースと
前記内側ケースの吸気口から吸い込んだ空気を前記金属フレームの内部に送出する冷却ファンとを備え、
前記冷却ファンから送出される空気の直線経路上に、前記外側ケースの排気口が設けられ、
前記冷却ファンから送出された空気は、前記本体ユニットおよび前記金属フレームの間の空間を流路として、前記排気口へ導出される
電子機器。
前記電力の供給を受けて駆動するとともに、駆動時に発熱するＩＣが設けられた基板をさらに備え、
前記基板が、前記金属フレームの外部に取り付けられる
請求項１に記載の電子機器。
前記基板は、伝熱シートを介して前記金属フレームと当接するように取り付けられる
請求項２に記載の電子機器。
矩形の６面体として構成され、
前記６面のうちのいずれか１つの面が、床、壁、または天井に当接する位置に配置されて取り付けられる
請求項１に記載の電子機器。