JP2012080090A - 放熱ユニットおよびこれを用いた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、軽量化した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】電子機器の本体ケース５に設けられた本体ケース排熱部分に連結される吸気口１２と、前記電子機器の本体ケース５に設けられた本体ケース冷却部分に連結される排気口１３とを有する温風路体１０と、この温風路体１０内の前記排気口１３側に配置した送風機１４とを備え、前記排気口１３内の、前記送風機１４下流部分に、送風ガイド１５を設けた。
【選択図】図９

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、水が本体ケース内に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熱を伝達させ、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、電子機器本体ケースに設けられた本体ケース排熱部分に連結される吸気口と、前記電子機器本体ケースに設けられた本体ケース冷却部分に連結される排気口とを有する温風路体と、この温風路体内の前記排気口側に配置した送風機とを備え、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設け、これにより所期の目的を達成するものである。

以上のごとく本発明の放熱ユニットは、電子機器本体ケースに設けられた本体ケース排熱部分に連結される吸気口と、前記電子機器本体ケースに設けられた本体ケース冷却部分に連結される排気口とを有する温風路体と、この温風路体内の前記排気口側に配置した送風機とを備え、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設けたものであるので、この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本体ケース内部にまで放熱対策用に放熱フィンを設けなくても、この電子機器本体ケース内部の熱を、送風機の送風により、電子機器本体ケース外部側に配置した温風路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。

また、本発明においては、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設けたものであるので、電子機器本体ケース内の冷却希望部分に向けて冷却風を吹き付けることができ、その結果として電子機器本体ケース内の冷却効果を高めることができるのである。

本発明の一実施の形態にかかる電子機器の設置例を示す斜視図 同電子機器の背面側の斜視図 同電子機器の背面側の分解斜視図 同電子機器に用いられた放熱ユニットの斜視図 （ａ）放熱ユニットの正面図（ｂ）同上面図（ｃ）同側面図（ｄ）同下面図 （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 同放熱ユニットの一部拡大切欠斜視図 （ａ）〜（ｆ）はいずれも同放熱ユニットの排気口部分の説明のために用いた斜視図

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のように十個の放熱ユニット７を上下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、前記十個の放熱ユニット７は、それぞれ図３〜図５の記載から理解されるように、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温風路体１０とにより構成されている。

さらに具体的に説明すると、まず仕切り板９には図３に示すように、上下方向に所定間隔を置いた状態で、吸気口９ａと排気口９ｂが形成されている。

また、図４に示すように、温風路体１０は複数本が縦方向に並べられ、かつ各温風路体１０間には通風路１１が形成されている。

さらに、これら複数本の温風路体１０は上下でそれぞれ集合され、上方集合部の先端が吸気口１２、また下方集合部の先端が排気口１３となっている。

そして、図６からも理解されるように、この温風路体１０の吸気口１２が前記仕切り板９の吸気口９ａに連結され、また温風路体１０の排気口１３が前記仕切り板９の排気口９ｂに連結されている。

さらに、図３、図８、図９に示すごとく、前記排気口１３内部分には送風機１４が配置され、またこの排気口１３内部分で、前記送風機１４下流部分には、送風ガイド１５を着脱自在に設けている。

この部分についてさらに詳細に説明すると、温風路体１０の排気口１３は正方形状の開口となっており、また送風ガイド１５を構成する枠体１５ａも正方形状となっている。

そして、この枠体１５ａの対向する部分には、図８から理解されるように、同一方向の傾斜面１５ｂが形成されている。

したがって、この枠体１５ａを、その傾斜面１５ｂが図８、図９（ｃ）のごとく上方に向けて傾斜した状態とすれば、冷却風を本体ケース５内に向けて上方に吹き出すことができる。

また、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｄ）のごとく下方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて下方に吹き出すことができる。

さらに、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｅ）のごとく右方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて右方に吹き出すことができる。

さらにまた、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｆ）のごとく左方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて左方に吹き出すことができる。

なお、前記温風路体１０は、図４から図６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、この仕切り板９の吸気口９ａと排気口９ｂ間を、縦方向に橋架状に連結した構成となっている。

このため、温風路体１０と仕切り板９間には通風路１６が形成され、この通風路１６と前記温風路体１０間の通風路１１は連通状態となっている。

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１４を駆動すると、図６（ｂ）のごとく、本体ケース５内の熱は温風として仕切り板９の吸気口９ａ、温風路体１０の吸気口１２を介して、この温風路体１０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１０部分で冷却された空気が温風路体１０の排気口１３、仕切り板９の排気口９ｂを介して本体ケース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。

また、前記温風路体１０部分での外気への放熱は、図６（ａ）および図７から理解されるように上下、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１０の表面（通風路１１、１６に接する部分も含め）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１０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。

図７（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１０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１０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、本実施形態においては、上述のごとく、前記温風路体１０の排気口１３内部分には送風機１４が配置され、さらにこの排気口１３内部分で、前記送風機１４下流部分には、送風ガイド１５を着脱自在に設けているので、この点からも本体ケース５内の効果的な冷却ができるようになる。

つまり、前記制御部６でも、特に発熱が多い部分や、特に冷却が必要となっている部分が存在する場合には、その部分に排気口１３からの冷却風を集中的に吹き付けることが重要となる。

そこで、本実施形態では、上述のごとく、温風路体１０の排気口１３内部分で、前記送風機１４下流部分には、送風ガイド１５を着脱自在に設け、しかも温風路体１０の排気口１３は正方形状の開口とし、これに合わせて送風ガイド１５を構成する枠体１５ａも正方形状とした。

さらにまた、送風ガイド１５を構成する枠体１５ａの対向する部分には、図８から理解されるように、同一方向の傾斜面１５ｂを形成した。

このため、この枠体１５ａを、その傾斜面１５ｂが図８、図９（ｃ）のごとく上方に向けて傾斜した状態とすれば、冷却風を本体ケース５内に向けて上方に吹き出すことができる。

また、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｄ）のごとく下方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて下方に吹き出すことができる。

さらに、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｅ）のごとく右方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて右方に吹き出すことができる。

さらにまた、この枠体１５ａを、図９（ｂ）のごとく温風路体１０の排気口１３から取り外し、その後、その傾斜面１５ｂが図９（ｆ）のごとく左方に向けて傾斜した状態で、温風路体１０の排気口１３に装着すれば、冷却風を本体ケース５内に向けて左方に吹き出すことができる。

つまり、本実施形態においては、排気口１３から噴出される冷却風の吹き出し方向を適宜設定することができるので、本体ケース５内の制御部６の効果的な冷却ができるようになるのである。

また、放熱ユニット７の温風路体１０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。

なお、上記実施形態の放熱ユニット７は、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を有するものとしたが、表示装置（電子機器の一例）１の本体ケース５に背面板が形成され、その背面板に吸気口（９ａと同種のもの）、排気口（９ｂと同種のもの）が形成されている場合には、この仕切り板９は省略することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２は図３および図６（ｂ）を参照しながら説明するが、実施の形態１と同等の構成および同じ作用となる部分についてはその詳細な説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態では十個の複数の放熱ユニット７を上下左右に並べている。また、図６（ｂ）に示すように複数の放熱ユニット７は、電子機器の本体ケース５の少なくとも中央部では、上列の放熱ユニット７ａと隣り合う下列の放熱ユニット７ｂを各々の排気口１３ａ側と排気口１３ｂ側が向い合うように配置した構成としている。

以上の構成において、本体ケース５は、前面開口部が表示部４により、また背面開口部が仕切り板９により水密状態にて覆われている。そのため表示部４および制御部６の熱が本体ケース５内にこもるが、特に電子機器の本体ケース５の中央部では、制御部６が集中的に配置され、本体ケース５の中央部の発熱が多くなり、特に冷却が必要となる。このような場合には、本実施形態のようにその発熱部分に排気口１３ａおよび排気口１３ｂからの冷却風を集中的に吹き付けることができるので効果的な冷却ができる。

また、図６（ｂ）から理解されるように本実施形態は、放熱ユニット７ａの排気口１３ａと放熱ユニット７ｂの排気口１３ｂから本体ケース５の中央部に冷却風を吹き出し、冷却風は上下２つに分岐して本体ケース５内にこもった熱を冷却することができる。すなわち、一つの大きな放熱ユニットを用いて一つの放熱ユニットの排気口から吹き出して冷却する構成では、冷却風路が長くなり、制御部６の電子部品の温度は徐々に上昇して冷却風路の末端では、放熱ユニットの排気口から吹き出した温度より相当上昇する。本実施形態のように上下に分割して放熱ユニット７を配置したことにより、冷却風路を短くすることができるため、制御部６の電子部品の温度上昇を抑制することができるので、長期に電子部品の品質が保たれる。

また、本実施形態では放熱ユニット７ａおよび放熱ユニット７ｂは、図９（ｃ）に示すように枠体１５ａを、その傾斜面１５ｂが図９（ｃ）のごとく上方に向けて傾斜した状態に配置して冷却風を本体ケース５内に向けて、上方に吹き出すように構成すると良い。（図６（ｂ）では、放熱ユニット７ａは上方に吹き出し、放熱ユニット７ｂは放熱ユニット７ａに対して反転しているため、下方に吹き出す。）すなわち、放熱ユニット７ａの排気口１３ａと放熱ユニット７ｂの排気口１３ｂから本体ケース５の中央部に冷却風を吹き出し、冷却風は上下２つに分岐するが、放熱ユニット７ａは上方に吹き出し、放熱ユニット７ｂは下方に吹き出すように構成すると、本体ケース５の中央部では２つの冷却風が衝突することなく分岐できるため、本体ケース５内の冷却風路の通風抵抗を低減できるので、送風機１４の消費電力の低減および本体ケース５内の騒音を低減することができる。

なお、本実施形態では複数の放熱ユニット７の構成説明として、図６（ｂ）に示すように上列の放熱ユニット７ａと下列の放熱ユニット７ｂの二列の構成で説明したが、三列以上の放熱ユニット７を配置する場合でも、複数の放熱ユニット７は、電子機器の本体ケース５の少なくとも中央部では、隣り合う放熱ユニット７を各々の排気口側が向い合うように配置して、中央部に冷却風を集中的に吹き付ける構成であれば良い。

また、放熱ユニット７ａおよび放熱ユニット７ｂは、同じ形状の隣り合う放熱ユニット７を各々の排気口側が向い合うように配置するだけで可能なため、低コスト化を図ることもできる。

以上のごとく本発明の放熱ユニットは、電子機器本体ケースに設けられた本体ケース排熱部分に連結される吸気口と、前記電子機器本体ケースに設けられた本体ケース冷却部分に連結される排気口とを有する温風路体と、この温風路体内の前記排気口側に配置した送風機とを備え、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設けたものであるので、この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本体ケース内部にまで放熱対策用に放熱フィンを設けなくても、この電子機器本体ケース内部の熱を、送風機の送風により、電子機器本体ケース外部側に配置した温風路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。

また、本発明においては、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設けたものであるので、電子機器本体ケース内の冷却希望部分に向けて冷却風を吹き付けることができ、その結果として電子機器本体ケース内の冷却効果を高めることができるのである。

したがって、屋外設置タイプの電子機器にも、広く活用されることが期待される。

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
７ａ 放熱ユニット
７ｂ 放熱ユニット
８ 背面カバー
９ 仕切り板
９ａ 吸気口
９ｂ 排気口
１０ 温風路体
１１ 通風路
１２ 吸気口
１３ 排気口
１３ａ 排気口
１３ｂ 排気口
１４ 送風機
１５ 送風ガイド
１５ａ 枠体
１５ｂ 傾斜面
１６ 通風路

Claims (13)

1. 電子機器本体ケースに設けられた本体ケース排熱部分に連結される吸気口と、前記電子機器本体ケースに設けられた本体ケース冷却部分に連結される排気口とを有する温風路体と、この温風路体内の前記排気口側に配置した送風機とを備え、前記排気口内の、前記送風機下流部分に、送風ガイドを設けた放熱ユニット。
2. 温風路体は、その吸気口と排気口間を橋架状に連結した構成とした請求項１に記載の放熱ユニット。
3. 送風ガイドは、排気口内の送風機下流部分に着脱自在に設けた請求項１、または２に記載の放熱ユニット。
4. 送風ガイドは、枠体の対向する部分に、同一方向の傾斜面を有する請求項１〜３のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
5. 温風路体の排気口を正方形状の開口とし、送風ガイドの枠体を正方形状の枠体とした請求項４に記載の放熱ユニット。
6. 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されるとともに、吸気口と排気口を有する温風路体と、前記温風路体内の前記排気口側に配置した送風機と、前記排気口内の送風機下流部分に設けた送風ガイドとを備え、前記仕切り板は、所定間隔をおいて仕切り板吸気口と仕切り板排気口を有し、前記温風路体は、前記仕切り板の前記電子機器の外部側において、その吸気口を前記仕切り板吸気口に連結するとともに、その排気口を仕切り板排気口に連結した放熱ユニット。
7. 温風路体は、その吸気口と排気口間を橋架状に連結した構成とした請求項６に記載の放熱ユニット。
8. 送風ガイドは、排気口内の送風機下流部分に着脱自在に設けた請求項６、または７に記載の放熱ユニット。
9. 送風ガイドは、枠体の対向する部分に、同一方向の傾斜面を有する請求項６〜８のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
10. 温風路体の排気口を正方形状の開口とし、送風ガイドの枠体を正方形状の枠体とした請求項９に記載の放熱ユニット。
11. 前面側に表示部、内部に前記表示部の制御部を、それぞれ設けた電子機器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１０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、前記電子機器本体ケースの外面側となるように配置した電子機器。
12. 温風路体の、電子機器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、通風路を設けた請求項１１に記載の電子機器。
13. 複数の放熱ユニットを備え、電子機器本体ケースの少なくとも中央部では、隣り合う放熱ユニットを各々の排気口側が向い合うように配置した請求項１１または請求項１２に記載の電子機器。

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