JP2011119573A

JP2011119573A - 放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器

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Publication number: JP2011119573A
Application number: JP2009277296A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sugiyama; 誠杉山; Takuya Murayama; 拓也村山; Tomonobu Wakamatsu; 朋宜若松
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-07
Also published as: JP5347931B2

Abstract

【課題】軽量化した放熱構造すなわち放熱ユニットを提供することを目的とするものである。
【解決手段】本体ケース５内部と外部を仕切る仕切り板９と、この仕切り板９の外部側に配置した熱交換体１０と、前記仕切り板９の内部側に配置した送風機１１とを備え、前記仕切り板９は、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口１２、その下方の横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口１３を有し、前記熱交換体１０は、前記仕切り板９の外部側において、前記上方通気口１２と下方通気口１３を、それぞれ温風路体１４によって縦方向に橋架状に連結した構成とし、この温風路体１４の前記上方通気口１２と下方通気口１３間においては、前記仕切り板９の外部側との間に通風路１６を設けた。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば屋外に設置される電子機器に活用される放熱ユニットおよびこれを組み込んだ電子機器に関するものである。

電子機器、例えばテレビジョン受像機では、本体ケースの表面側に表示部が設けられ、またこの本体ケースの内部には前記表示部の制御部が設けられ、制御部の後ろ側は仕切り板で覆っていた。

また、この電子機器は、天井から吊り下げて使用される場合もあった（例えば特許文献１）。

特開平７―３２２１７２号公報

近年のテレビジョン受像機はその表示部が極めて大きくなってきたので、その表示効果の高さを利用し、これを広告装置として屋外に設置する取り組みも活発化されるようになっている。

この場合、屋外で使用するためには、水が本体ケース浸入しないように密閉構造をとることが必要となり、そのためにこの本体ケースの背面側は仕切り板で密封する構成としていた。

しかしながら、この様な密閉構造をとると、表示部や制御部の放熱が十分に行えなくなる。

そこで、従来は本体ケースの後ろ側に設けた前記仕切り板を金属製とし、さらにこの仕切り板の内、外に金属製のフィンを複数設け、この状態で本体ケース内の空気を送風機で攪拌する構成としていた。

つまり、本体ケース内の空気を送風機で攪拌することで、先ず本体ケース内の熱を、本体ケース内のフィン、仕切り板に伝達し、次にこの仕切り板の熱伝導により、本体ケース外のフィンに伝達させ、その後本体ケース外のフィンから屋外空気に放熱させる構成となっている。

しかしながら、このような放熱構造、つまり金属製仕切り板の内、外に金属製のフィンを複数設けた構造は、よく知られているように極めて重くなり、このように放熱構造が重くなると、テレビジョン受像機自体も重くなり、結果として屋外の高所に設置するのに好ましくないものとなる。

そこで、本発明は放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器の軽量化を図ることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明の放熱ユニットは、電子機器の一つの面に装着して、この電子機器の内部と外部を仕切る仕切り板と、この仕切り板の前記電子機器の外部側に配置した熱交換体と、前記仕切り板の前記電子機器の内部側に配置した送風機とを備え、前記仕切り板は、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口、その下方の横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口を有し、前記熱交換体は、前記仕切り板の前記電子機器の外部側において、前記複数の各上方通気口と複数の各下方通気口を、それぞれ温風路体によって縦方向に橋架状に連結した構成とし、この温風路体の前記上方通気口と下方通気口間においては、前記仕切り板の電子機器の外部側との間に第一の通風路を設け、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明の放熱ユニットは、電子機器の一つの面に装着して、この電子機器の内部と外部を仕切る仕切り板と、この仕切り板の前記電子機器の外部側に配置した熱交換体と、前記仕切り板の前記電子機器の内部側に配置した送風機とを備え、前記仕切り板は、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口、その下方の横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口を有し、前記熱交換体は、前記仕切り板の前記電子機器の外部側において、前記複数の各上方通気口と複数の各下方通気口を、それぞれ温風路体によって縦方向に橋架状に連結した構成とし、この温風路体の前記上方通気口と下方通気口間においては、前記仕切り板の電子機器の外部側との間に第一の通風路を設けたものであるので、放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器の軽量化を図ることができる。

すなわち、本発明においては、従来のように電子機器内部にまで放熱対策用に放熱フィンを設けなくても、この電子機器の内部の熱を、送風機の送風により、電子機器の外部側に配置した熱交換体へ移動させて効果的に放熱させることができるので、放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器の軽量化を図ることができるのである。

本発明の実施の形態１の設置例を示す斜視図同背面側の斜視図同背面側の分解斜視図（ａ）同放熱ユニットの構成を示す背面側の分解斜視図（ｂ）同放熱ユニットの構成を示す正面側の分解斜視図（ａ）（ｂ）はともに同放熱ユニットの断面図（ａ）同横方向設置状態を説明する斜視図（ｂ）同縦方向設置状態を説明する斜視図本発明の実施の形態２を示す分解斜視図（ａ）（ｂ）はともに同放熱ユニットの断面図（ａ）同放熱ユニットの構成を示す背面側の分解斜視図（ｂ）同放熱ユニットの構成を示す正面側の分解斜視図同放熱ユニットの構成を示す斜視図

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１において１は、電子機器の一例として用いた表示装置で、テレビジョン受像機としての機能以外に、広告用の表示も行えるようになっている。

したがって、この図１では、表示装置１は商店２の軒下３、つまり屋外に設置され、この屋外において横長状態の表示部４が表出した状態となっている。

前記表示装置１は図２、図３に示すように前面と背面が開口した横長状態の本体ケース５と、この本体ケース５の前面開口部に水密状態で配置された前記表示部４と、この本体ケース５の内部に配置されるとともに、前記表示部４の制御を行う制御部６と、前記本体ケース５の背面開口部に水密状態で配置された複数の放熱ユニット７と、この放熱ユニット７の背面側を通気状態で覆った背面カバー８とを備えている。なお、本実施形態では図３のように三つの放熱ユニット７を左右に並べることで、本体ケース５の背面開口部を、複数の放熱ユニット７で水密状態に覆う構成としている。

また、前記三つの放熱ユニット７は、それぞれ図４、図５に示すように表示装置１を構成する本体ケース５背面開口部に装着して、この本体ケース５の内部と外部を水密状態で仕切る縦長状態で金属製の仕切り板９と、この仕切り板９の前記本体ケース５の外部側に配置した複数の熱交換体１０と、前記仕切り板９の前記本体ケース５の内部側に配置した複数の送風機１１とを備えている。なお、前記三つの放熱ユニット７の仕切り板９は本実施形態では縦長の長方形としたが、本体ケース５の形状などにより、横長の長方形状でも、正方形でも作成することもできる。例えば、三つの放熱ユニット７を一つの放熱ユニット７にした場合には、仕切り板９は一つの横長の長方形状になる。

前記仕切り板９は、図４に示すように、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口１２が設けられ、またその下方には図５からも理解されるように横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口１３が設けられている。

さらに、前記熱交換体１０は、図３から図５に示すごとく、前記仕切り板９の前記本体ケース５の外部側において、前記複数の各上方通気口１２と複数の各下方通気口１３を、それぞれ縦長の温風路体１４によって縦方向に橋架状に連結した構成となっている。

つまり、この温風路体１４は合成樹脂製で、筒状となっており、上方通気口１２と下方通気口１３間を、前記本体ケース５の外部側において、連通させた状態となっている。

また、前記送風機１１は、図５に示すごとく、本体ケース５の内部側の空気を、仕切り板９の上方通気口１２から温風路体１４内、下方通気口１３へと順に送風する構成となっており、この場合の通風抵抗を下げるために下方通気口１３は、上方通気口１２よりも開口面積を大きくしている。

また、図４（ｂ）に示すように、仕切り板９の上方通気口１２を形成する時は、この上方通気口１２部分に対応する仕切り板９部分を、その縦方向の中心線で本体ケース５内側に切り起こすことで、隣接する上方通気口１２間に突起状のガイド体１５を形成している。

つまり、上方通気口１２の数のほうが、送風機１１の数よりも多いので、少ない送風機１１から多い上方通気口１２に温風を効果的に配分するためにガイド体１５を形成したものである。

なお、下方通気口１３においても上方通気口１２部分と同様に、下方通気口１３部分に対応する仕切り板９部分を、その縦方向の中心線で本体ケース５内側に切り起こすことで、隣接する下方通気口１３間に突起状のガイド体１５を形成している。

つまり、下方通気口１３から吹き出す空気が、下方通気口１３近傍に設けられたガイド体１５により流路の急拡大により通気抵抗が増大することを防止することができるものである。

また、本実施形態においては、この温風路体１４の前記上方通気口１２と下方通気口１３間において、前記仕切り板９の本体ケース５外部側との間には、上方通気口１２と下方通気口１３を、縦長の温風路体１４によって縦方向に橋架状に連結したことにより、通風路１６を設けている。

さらに、前記背面カバー８は上下、左右への通気が可能な多開口状態としているが、この背面カバー８と温風路体１４間には、図５のごとく通風路１７を設けている。

なお、図４の取り付け板１８は複数の上方通気口１２を一体化するために、上下に設けた板体であり、図示していないが上方通気口１２と下方通気口１３に対応する部分には、開口が設けられている。

以上の構成において、本体ケース５は、その前面開口部が表示部４で、また背面開口部が仕切り板９により水密状態で覆われているので、表示部４や制御部６の熱がこの本体ケース５内にこもることになる。

そこで本実施形態では上述の放熱ユニット７を設けたものであり、送風機１１を駆動すると、図５（ｂ）のごとく、本体ケース５内の熱は温風として上方通気口１２から温風路体１４内へと、つまり本体ケース５外へと搬送される。

その後、温風路体１４部分で冷却された空気が下方通気口１３から本体ケース５内に搬送され、これで制御部６の冷却が行われることになる。

前記温風路体１４部分での冷却は、図５（ａ）および図６（ａ）に示すごとく上下、左右への通気が可能な多開口状態の背面カバー８から進入した外気が温風路体１４の表面に沿って上昇することで、行われるようになっている。

なお、本実施形態では、温風路体１４を合成樹脂によって形成しているが、その板厚を薄くしていると、合成樹脂の熱伝導率が金属よりも小さくとも、対流による熱交換作用で十分なる熱交換が行えるようになっている。

また、本実施形態の温風路体１４はその仕切り板９側に通風路１６を設けているので、この通風路１６だけ上昇経路の分離ができていないようにも見えるが、外気の上昇流は温度上昇によるドラフト作用によるものであるので、この温風路体１４で十分なドラフト作用が得られ、その結果として外気と温風路体１４内の温風との熱交換は十分に行えるものとなる。

図６（ｂ）は横長の本体ケース５を縦長状態で設置した状態を示している。

つまり、表示効果を高めるためには、このように横長の本体ケース５を縦長状態で設置することもある。

そしてこのように横長の本体ケース５を縦長状態で設置した場合には、外気は各温風路体１４の通風路１６内を直線状に上昇することになるので、この場合にも、外気と温風路体１４内の温風との熱交換は十分に行えるものとなる。

以上のごとく、本実施形態においては、本体ケース５内にこもった表示部４や制御部６の熱は、放熱ユニット７により、本体ケース５外へと搬送され、外気で効果的に冷却されることになる。

また、放熱ユニット７の温風路体１４は本体ケース５外にだけ設けられているので、軽量化が図りやすくなる。

（実施の形態２）
図７から図１０は本発明の（実施の形態２）を示しており、上記（実施の形態１）と同一部分には同一番号を付して、説明を簡略化する。

この（実施の形態２）では、図７から図１０に示すごとく、温風路体１４の上方通気口１２と下方通気口１３間において、前記仕切り板９の本体ケース５の外部側との間に形成した通風路１６に、この温風路体１４とは略直行する複数の整流ガイド１９を、所定間隔で設けている。

つまり、図６（ｂ）のごとく、横長の本体ケース５を縦長状態で設置した場合に、各温風路体１４の通風路１６内を直線状に上昇する外気が、この整流ガイド１９による整流作用を受けて、スムーズに上昇させるものである。

なお、この整流ガイド１９は金属製としており、同じく金属製の仕切り板９から本体ケース５の熱が熱伝導するので、放熱効果を高めることもできる。

また、本実施形態では、図８に示すように、制御部６から金属製の仕切り板９へと熱を伝導させる熱伝導体２０を設けており、放熱効果を高めることができる。

また、温風路体１４は上述のごとく合成樹脂製としているので、この温風路体１４の上方通気口１２と下方通気口１３間の中央部分に設けた整流ガイド１９の先端は、図８（ｂ）のごとく、この温風路体１４に当接させ、支えることで、合成樹脂製の温風路体１４が熱により変形するのを防止することもできる。

なお、温風路体１４の、上方通気口１２と下方通気口１３間の中央部分の両側部分に設けた整流ガイド１９の先端は、図８（ｂ）のごとく、この温風路体１４には非当接状態とし、これにより温風路体１４の上下端が上方通気口１２と下方通気口１３から浮き上がるのを防止している。

さらに、整流ガイド１９の幅は、温風路体１４の上方通気口１２と下方通気口１３に直交する方向の幅よりも小さくしている。

つまり、この整流ガイド１９が左右の温風路体１４間に伸びだすと、図６（ａ）のごとく本体ケース５を横設置状態にした際に、温風路体１４間を上昇する外気の上昇力を弱めることになるので、それを回避すべく、整流ガイド１９の幅は、温風路体１４の上方通気口１２と下方通気口１３に直交する方向の幅よりも小さくしている。

以上のごとく本発明の放熱ユニットは、電子機器の一つの面に装着して、この電子機器の内部と外部を仕切る仕切り板と、この仕切り板の前記電子機器の外部側に配置した熱交換体と、前記仕切り板の前記電子機器の内部側に配置した送風機とを備え、前記仕切り板は、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口、その下方の横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口を有し、前記熱交換体は、前記仕切り板の前記電子機器の外部側において、前記複数の各上方通気口と複数の各下方通気口を、それぞれ温風路体によって縦方向に橋架状に連結した構成とし、この温風路体の前記上方通気口と下方通気口間においては、前記仕切り板の電子機器の外部側との間に第一の通風路を設けたものであるので、放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器の軽量化を図ることができる。

したがって、屋外設置タイプの電子機器に広く活用される。

１表示装置
２商店
３軒下
４表示部
５本体ケース
６制御部
７放熱ユニット
８背面カバー
９仕切り板
１０熱交換体
１１送風機
１２上方通気口
１３下方通気口
１４温風路体
１５ガイド体
１６，１７通風路
１８取り付け板
１９整流ガイド
２０熱伝導体

Claims

電子機器の一つの面に装着して、この電子機器の内部と外部を仕切る仕切り板と、この仕切り板の前記電子機器の外部側に配置した熱交換体と、前記仕切り板の前記電子機器の内部側に配置した送風機とを備え、前記仕切り板は、その上方の横方向に所定間隔をおいて複数の上方通気口、その下方の横方向に所定間隔をおいて複数の下方通気口を有し、前記熱交換体は、前記仕切り板の前記電子機器の外部側において、前記複数の各上方通気口と複数の各下方通気口を、それぞれ温風路体によって縦方向に橋架状に連結した構成とし、この温風路体の前記上方通気口と下方通気口間においては、前記仕切り板の電子機器の外部側との間に第一の通風路を設けた放熱ユニット。
仕切り板は長方形、または正方形とした請求項１記載の放熱ユニット。
送風機は、電子機器の内部側の空気を、仕切り板の上方通気口から温風路体内に送風する構成とするとともに、下方通気口は、上方通気口よりも開口面積を大きくした請求項１、または２に記載の放熱ユニット。
温風路体の上方通気口と下方通気口間において、前記仕切り板の電子機器の外部側との間に形成した第一の通風路には、この温風路体とは略直行する複数の整流ガイドを、所定間隔で設けた請求項１から３のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
温風路体は合成樹脂製とし、整流ガイドは金属製とした請求項１から４のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
仕切り板を金属製とした請求項５に記載の放熱ユニット。
温風路体の上方通気口と下方通気口間の中央部分に設けた整流ガイドの先端は、この温風路体に当接させた請求項５、または６に記載の放熱ユニット。
温風路体の、上方通気口と下方通気口間の中央部分の両側部分に設けた整流ガイドの先端は、この温風路体には非当接状態とした請求項７に記載の放熱ユニット。
整流ガイドの幅は、温風路体の上方通気口と下方通気口に直交する方向の幅よりも小さくした請求項４から８のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
上方通気口の数を送風機の数よりも多くし、この上方通気口の電子機器の内部側には、この上方通気口部分に対応する仕切り板部分を、電子機器の内部側に切り起こして形成した突起状のガイド体を設けた請求項１から９のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
下方通気口の数を送風機の数よりも多くし、この下方通気口の電子機器の内部側には、この下方通気口部分に対応する仕切り板部分を、電子機器の内部側に切り起こして形成した突起状のガイド体を設けた請求項１から１０のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
仕切り板は熱伝導体を介して前記電子機器の発熱部品に接触させた請求項１から１１のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
前面側に表示部、内部に前記表示部の制御部を、それぞれ設けた本体ケースの背面側に、開口部を設け、この開口部に、請求項１から１２のいずれか一つに記載の放熱ユニットを、この放熱ユニットの温風路体が、前記本体ケースの外面側となるように配置した電子機器。
温風路体の、本体ケースの開口部とは反対側を覆う背面カバーを設け、この背面カバーと温風路体間には、第二の通風路を設けた請求項１３に記載の電子機器。
本体ケースの背面側に設けた開口部を、複数の放熱ユニットの仕切り板を並べて覆った請求項１３、または１４に記載の電子機器。