JP2011155089A - 筐体及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の部品配置の自由度を保ちつつ十分な放熱効果を得ることができる筐体を提供する。
【解決手段】発熱部品５５を搭載する基板５４を収容する筐体５１、５２、５３であって、互いに対向する第１及び第２の筐体部材５１及び５２と、第１及び第２の筐体部材５１及び５２の間に配置される第３の筐体部材５３とを含み、第３の筐体部材５３は、基板５４と対向するよう配置される第１の板材５３１を含み、基板５４の発熱部品５５が搭載された領域に対応する第１の板材５３１の領域に基板５４方向に突出する凸部５３２が形成され凸部５３２の先端部が発熱部品５５と接触することにより、基板５４と第１の板材５３１との間に間隙を形成してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は筐体及び電子機器に関し、特に発熱部品を搭載する基板を収容する筐体に関する。

電子機器の性能向上に伴う機器内部の発熱は増加傾向にあり、機器内部の発熱部品の温度上昇、またはエンクロージャ筐体表面の温度上昇の放熱対策は重要な課題である。

図８は本発明に関連する電子機器の放熱構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。図８には、エンクロージャ筐体（筐体２１及び２２）に収容される基板４上の発熱部品である回路デバイス５に剣山形状の金属製ヒートシンク６を接触させた放熱構造が示されている。

また、図９は本発明に関連する電子機器の放熱構造の別の例を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。なお、図９において図８と同等部分には同一符号が付されている。図９には、金属製の板状ヒートシンク７を回路デバイス５に接触させる放熱構造が示されている。

しかし、図８及び図９に示した放熱構造では、ヒートシンク６及び７はエンクロージャ筐体（筐体２１及び２２）に囲まれた空間内にあり、外気に直接接するものではないので、回路デバイス５の発熱量の増大に対して十分な放熱を行うことができない。

これに対して、特許文献１には、発熱温度が高温の素子を搭載する基板を保持する金属製のフレームを用いて十分な放熱効果を得るようにしたカード型パッケージが開示されている。特許文献１記載のカード型パッケージは、基板を保持する金属製フレームと、基板を表裏の両面側から挟むように金属製フレームに取付けられる一対の補強パネルとを備える。基板を保持する金属製フレームは、当該金属製フレームを構成する一対のサイドフレーム間を架け渡す内部梁を有する。この内部梁に設けられたへこみ部（接触面）が基板上の発熱素子と接触することにより、発熱素子からの熱が外気に接するフレームに伝導されて放熱される。

特開平６−３３４３５７号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成では、十分な放熱効果を得るために金属製フレームの内部梁のへこみ部（接触面）と基板上の発熱素子とを接触させるので、内部梁に対応する基板の領域と内部梁との間の間隙は発熱素子の背の高さより小となる。したがって、当該間隙には発熱素子より背の高い他の部品を配置することができず、基板上の部品配置の自由度が低い。

また、内部梁の面積を大きくとることができれば放熱効果をより向上させることができるが、上述したように基板上の部品配置の自由度が低下するので内部梁の面積を大きくすることは困難である。

本発明の目的は、上述した課題を解決し、基板上の部品配置の自由度を保ちつつ十分な放熱効果を得ることができる筐体及び電子機器を提供することにある。

本発明による筐体は、発熱部品を搭載する基板を収容する筐体であって、互いに対向する第１及び第２の筐体部材と、前記第１及び第２の筐体部材の間に配置される第３の筐体部材とを含み、前記第３の筐体部材は、前記基板と対向するよう配置される第１の板材を含み、前記基板の前記発熱部品が搭載された領域に対応する前記第１の板材の領域に前記基板方向に突出する凸部が形成され前記凸部の先端部が前記発熱部品と接触することにより、前記基板と前記第１の板材との間に間隙を形成してなることを特徴とする。

本発明による電子機器は、前記筐体を備えることを特徴とする。

本発明によれば、基板上の部品配置の自由度を保ちつつ十分な放熱効果を得ることができるという効果が得られる。

本発明の原理を説明するための電子機器の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。 本発明の第１の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面図、左右側面図及び平面図である。 本発明の第１の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視線断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。 本発明の第２の実施の形態による電子機器の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第３の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は断面図、 （ｂ）はその部分拡大図である。 本発明の第４の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。 本発明の第５の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は断面図、 （ｂ）はその部分拡大図である。 本発明に関連する電子機器の放熱構造を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。 本発明に関連する電子機器の放熱構造の別の例を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。

本発明の実施の形態について説明する前に、本発明の理解を助けるために、本発明の原理について図面を参照して説明する。図１は本発明の原理を説明するための電子機器の概略構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。

図１に示した電子機器の筐体は、発熱部品５５を搭載する基板５４を収容する筐体（５１〜５３）であって、互いに対向する第１及び第２の筐体部材５１及び５２と、第１及び第２の筐体部材５１及び５２の間に配置される第３の筐体部材５３とを含み、第３の筐体部材５３は、基板５４と対向するよう配置される第１の板材５３１を含み、基板５４の発熱部品５５が搭載された領域に対応する第１の板材５３１の領域に基板５４方向に突出する凸部５３２が形成され凸部５３２の先端部が発熱部品５５と接触することにより、基板５４と第１の板材５３１との間に間隙を形成してなる。

このように、第１及び第２の筐体部材５１及び５２の間に配置される第３の筐体部材５３が備える板材５３１は基板５４方向に突出する凸部５３２を有し、凸部５３２の先端部が発熱部品５５の上面と接触して、基板５４と板材５３１との間に間隙を形成している。このため、基板５４と板材５３１との間の間隙に発熱部品５５より背の高い他の部品を配置することが可能であり、板材５３１の面積を大きくとることも可能となる。したがって、基板５４上の部品配置の自由度を保ちつつ十分な放熱効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は正面図、左右側面図及び平面図である。また、図３は本発明の第１の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ矢視線断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。なお、図２及び図３において図８及び図９と同等部分には同一符号が付されている。

図２及び図３に示すように本発明の第１の実施の形態による電子機器では、エンクロージャ筐体（筐体１と筐体２）の間に中間筐体３が配置され、筐体１と中間筐体３とが結合され、また筐体２と中間筐体３とが結合されている。電気機能を有する回路基板４は、筐体１及び２の互いに対向する面と対向するよう配置される。中間筐体３は、基板４と対向する面（板材）３１を有する。

基板４には発熱部品である回路デバイス５が搭載されている。基板４の回路デバイス５が搭載された領域に対応する中間筐体３の面３１の領域に基板４方向に突出する凸部３２が形成され、凸部３２の先端部が回路デバイス５と接触している。したがって、回路デバイス５の発熱は中間筐体３に伝導されて放熱される。筐体２と中間筐体３の面３１との間の間隙ｙは空気層により構成されている。

以上説明したように本発明の第１の実施の形態では、筐体１及び２の間に配置される中間筐体３の面３１は基板４方向に突出する凸部３２を有し、凸部３２の先端部が回路デバイス５の上面と接触している。これにより形成される基板４と中間筐体３の面３１との間の間隙に回路デバイス５より背の高い他の部品を配置することが可能であるので、基板４上の部品配置の自由度を保ちつつ十分な放熱効果を得ることができる。

また、上述したように基板４上の部品配置の自由度を保つことができるので、本発明の第１の実施の形態では、中間筐体３の面３１は筐体１及び２の互いに対向する面と略同一の面積を有しており、このように面積を大きくとることにより放熱効果の向上が図られている。なお、中間筐体３の面３１の面積はこれに限定されるものではなく、例えば基板４と略同一の面積であってもよい。

また、筐体２と中間筐体３の面３１との間の間隙ｙの空気層によって筐体２の表面温度上昇を抑制することができる。

なお、本発明の第１の実施の形態において、筐体１及び２だけでなく中間筐体３も樹脂で形成するようにしてもよい。中間筐体３も樹脂で形成することにより、筐体に金属要素がなく、周辺回路のノイズによるＶＣＣＩ特性や無線特性への影響を抑制することができ、また形状の自由度もあり多種のデザインに適合可能である。なお、筐体は樹脂製に限定されるものではなく、非金属製であれば樹脂製以外でも同様である。

図４は本発明の第２の実施の形態による電子機器の構成を示す分解斜視図であり、図２及び図３と同等部分には同一符号が付されている。本発明の第２の実施の形態による電子機器の基本的な構成は図２及び図３に示した本発明の第１の実施の形態の構成と同じであるが、凸部３２に工夫がなされている。

図４に示すように、回路デバイス５と接触される中間筐体３の面３１の凸部３２の内面に凹凸８を具備させている。これにより表面積が増大し、回路デバイス５の発熱の放熱効果が向上される。また、上述した凹凸８と同様に、凹凸形状を面３１を含む中間筐体３の他平面に造形して、更なる放熱効果の向上を図るようにしてもよい。

図５は本発明の第３の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。なお、図５において図２及び図３と同等部分には同一符号が付されている。本発明の第３の実施の形態による電子機器の基本的な構成は図２及び図３に示した本発明の第１の実施の形態の構成と同じであるが、中間筐体３と同様の放熱構造を有する中間筐体３’を基板４裏面に備える点で本発明の第１の実施の形態と相違する。

図５に示すように、本発明の第３の実施の形態は、基板４の中間筐体３面３１と対向する面と反対の面に対向する板材（面）を備える中間筐体３’を含む。中間筐体３’は、中間筐体３と共に筐体１と筐体２の間に配置されており、中間筐体３と一体に形成されてもよい。

中間筐体３’の上記板材（面）は、中間筐体３の面３１と同様の構成を有する板材であり、すなわち基板４の回路デバイス５が搭載された領域に対応する中間筐体３’の板材の領域に基板４方向に突出する凸部３２’が形成され、凸部３２’の先端部が基板４と接触している。中間筐体３’の板材は筐体１及び２の互いに対向する面と略同一の面積を有している。また、筐体１と中間筐体３’の板材との間の間隙は間隙ｙに相当し、空気層により構成されている。

このように、本発明の第３の実施の形態では、中間筐体３と同様の放熱構造を有する中間筐体３’を基板４裏面に備えているので、基板４両面方向から回路デバイス５の熱を拡散させることができ、更なる放熱効果の向上が図られている。

図６は本発明の第４の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）はその部分拡大図である。なお、図６において図２及び図３と同等部分には同一符号が付されている。本発明の第４の実施の形態による電子機器の基本的な構成は図２及び図３に示した本発明の第１の実施の形態の構成と同じであるが、凸部３２と回路デバイス５との接触面に熱伝導シート９が挟み込まれている点で本発明の第１の実施の形態と相違する。

図６に示すように、本発明の第４の実施の形態は、熱伝導シート９を備え、凸部３２の先端部は熱伝導シート９を介して回路デバイス５と熱的に接触している。このように、凸部３２と回路デバイス５との接触に熱伝導シート９などの熱伝導部材を介在させることにより、回路デバイス５の発熱を効率良く中間筐体３に伝導させることができる。

図７は本発明の第５の実施の形態による電子機器の構成を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はその部分拡大図である。なお、図７において図２及び図３と同等部分には同一符号が付されている。本発明の第５の実施の形態による電子機器の基本的な構成は図２及び図３に示した本発明の第１の実施の形態の構成と同じであるが、間隙ｙに熱伝導性材料１０が充填される点で本発明の第１の実施の形態と相違する。

本発明の第１の実施の形態では、筐体２と中間筐体３の面３１との間の間隙ｙは空気層により構成されていたが、本発明の第５の実施の形態では、図７に示すように、間隙ｙに熱伝導性を有する固体樹脂またはゲル状の樹脂、あるいは密閉構造による液体が充填されている。

このように、本発明の第５の実施の形態では、間隙ｙに熱伝導性材料１０が充填されるので、回路デバイス５の発熱をより広い範囲に拡散させることができ、更なる放熱効果の向上が図られている。

１，２，２１，２２ 筐体
３，３’ 中間筐体
４，５４ 基板
５ 回路デバイス
６，７ ヒートシンク
８ 凹凸形状
９ 熱伝導シート
１０ 熱伝導性材料
３１ 面
３２，５３２ 凸部
５１ 第１の筐体部材
５２ 第２の筐体部材
５３ 第３の筐体部材
５５ 発熱部品
５３１ 板材

Claims (9)

1. 発熱部品を搭載する基板を収容する筐体であって、
   互いに対向する第１及び第２の筐体部材と、前記第１及び第２の筐体部材の間に配置される第３の筐体部材とを含み、
   前記第３の筐体部材は、前記基板と対向するよう配置される第１の板材を含み、
   前記基板の前記発熱部品が搭載された領域に対応する前記第１の板材の領域に前記基板方向に突出する凸部が形成され前記凸部の先端部が前記発熱部品と接触することにより、前記基板と前記第１の板材との間に間隙を形成してなることを特徴とする筐体。
2. 前記基板は前記第１及び第２の筐体部材の互いに対向する面と対向するよう配置され、
   前記第１及び第２の筐体部材のうち前記第１の板材の前記基板と対向する面と反対の面と向き合う筐体部材と前記第１の板材との間の間隙は空気層により構成されることを特徴とする請求項１記載の筐体。
3. 前記基板は前記第１及び第２の筐体部材の互いに対向する面と対向するよう配置され、
   前記第１及び第２の筐体部材のうち前記第１の板材の前記基板と対向する面と反対の面と向き合う筐体部材と前記第１の板材との間の間隙に熱伝導性材料が充填されることを特徴とする請求項１記載の筐体。
4. 前記第１の板材は前記第１及び第２の筐体部材の互いに対向する面と略同一の面積を有することを特徴とする請求項２または３記載の筐体。
5. 前記凸部の内面に凹凸形状が形成されることを特徴とする請求項１〜４記載の筐体。
6. 前記凸部と前記発熱部品は熱伝導部材を介して接触されることを特徴とする請求項１〜５記載の筐体。
7. 前記第３の筐体部材は、前記基板の前記第１の板材と対向する面と反対の面に対向するよう配置される第２の板材を更に含み、
   前記基板の前記発熱部品が搭載された領域に対応する前記第２の板材の領域に前記基板方向に突出する凸部が形成されこの凸部の先端部が前記基板と接触することを特徴とする請求項１〜６記載の筐体。
8. 前記第３の筐体部材は樹脂で形成されることを特徴とする請求項１〜７記載の筐体。
9. 請求項１〜８記載の筐体を備える電子機器。

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