JP2016139707A

JP2016139707A - 電子機器

Info

Publication number: JP2016139707A
Application number: JP2015013853A
Authority: JP
Inventors: 純平澤山; Jumpei Sawayama
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2015-01-28
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2035-01-28
Also published as: JP6222125B2

Abstract

【課題】放熱性を向上させると共に、筐体内部の無駄な空間を減らすことにより小型化が可能な電子機器を提供すること。
【解決手段】電子部品を搭載した基板を収容する電子機器であって、平坦部３ａと傾斜部３ｂを有する筐体を備え、傾斜部３ｂには発熱部品８が搭載された基板２を載置し、平坦部３ａには、発熱部品８より高さの高い高背部品９が搭載されると共に、傾斜部３ｂの発熱部品８が搭載される面と対向する面には、フィン７が備えられている。これにより、電子機器１の小型化に寄与すると共に、放熱性を向上することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を備えた電子機器に関する。

従来の電子機器の放熱構造として、例えば実装基板及び実装部品等を筐体内部に備え、これらを筐体に当接させ、その対向面に突出しているフィンから放熱させる電子機器が知られている。

また、搭載する高さが異なる実装部品の背面から放熱するために、厚さの異なる熱伝導材料を実装部品と筐体間に介在させることにより、フィンから放熱する方法が知られている。（下記特許文献１参照）

特開平７−３２１２５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された構造では、高背部品と低背部品とが混在する場合に、部品面積より大きい凹部をヒートシンクに作成しなければならない。また高背部品に合わせて凹部を作るとフィンまでの距離が遠くなってしまう為、熱抵抗が上がってしまう。

本発明は高背部品と低背部品とが混在する場合にでも、放熱性を向上させると共に、筐体内部の無駄な空間を減らすことにより小型化が可能な電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、平坦部と傾斜部を有する筐体を備え、傾斜部には、電子部品のうち少なくとも１つの発熱部品が搭載された基板を載置し、平坦部には、前記発熱部品より高さの高い高背部品が搭載されると共に、前記傾斜部の前記発熱部品が搭載される面と対向する面、または前記平坦部の前記高背部品が搭載される面と対向する面には、フィンが備えられている。

これにより、筐体内の無駄な空間が減少できるので容積を最小限にできると共に、放熱能力を低下することがない電子機器を提供することができる。

本発明に係る電子機器において、発熱部品は、電子機器の高さをＨとした時に、Ｈ／２より上方に配置されることが好ましい。これにより、効率良く放熱することができると共に、各種部品の配置を好適にすることができるので、電子機器の小型化が可能となる。

本発明に係る電子機器において、筐体は、さらにカバーを備え、カバーには熱伝導性を有する突出部を設け、発熱部品と突出部が当接していることが好ましい。これにより、さらに放熱性を高めることができる。

本発明の電子機器によれば、高背部品と低背部品とが混在する場合にでも放熱能力を低下することなく、かつ筐体内部の無駄な空間を減らすことにより小型化が可能な電子機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電子機器を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観図である。図２のＡ−Ａ断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。図面の説明においては同一要素には同符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器を示す分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る電子機器を示す外観図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。

本実施形態で説明する電子機器１は、例えば入力端子に接続された高圧バッテリから入力された直流電圧を電圧変換（降圧）することによって所望の直流出力電圧を生成し、これを出力端子から低圧バッテリへ出力する電源装置（スイッチング電源装置）等が挙げられる。

電源装置の一般的な構成としては、入力平滑コンデンサ、スイッチング回路、トランス、整流回路、平滑回路、制御部等が基板２上に備えられ、筐体内に収容されたものである。

筐体は、ヒートシンク３と、カバー５からなる。ヒートシンク３は、筐体の底面を形成する平坦部３ａと、平坦部３ａから所定の角度をもって形成されている傾斜部３ｂと、カバー５を保持するカバー保持部４を備えている。この平坦部３ａと傾斜部３ｂ等により、基板２や各種部品を収容する収容スペース１０が形成されている。傾斜部３ｂは、少なくとも２箇所備えられており、平坦部３ａの両端からそれぞれ斜めに左右上方向に延びている。カバー保持部４は、カバー５の両端部を保持するために少なくとも２箇所備えられている。

収容スペース１０には、少なくとも基板２と、基板２に搭載された発熱部品８と、高背部品９が収容される。平坦部３ａには、例えばトランスやチョークコイルなどの巻線部品や、電解コンデンサ等のディスクリート部品等、部品高さの高い高背部品９が配置される。傾斜部３ｂには、高背部品９より高さの低い発熱部品８を含む低背部品が、基板２上に搭載されて配置されている。この低背部品には、例えばチップ部品で構成された制御回路や、発熱部品８であるダイオードやＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）で構成されるスイッチング素子等が含まれる。

平坦部３ａに配置される高背部品９と、傾斜部３ｂに配置される発熱部品８を含む低背部品は、電気的に接続されており、これらにより電子機器１の機能が実現されている。高背部品９と低背部品の電気的接続は、例えば高背部品９が巻線部品の場合、巻線が板金１１で構成されていれば、基板２上のパターンとネジ等の導電部材を介して接続させても良い。また、巻線がパターンで形成されている場合や、電解コンデンサ等のディスクリート部品の場合は、平坦部３ａに高背部品９を搭載した基板を配置し、この基板のパターンと傾斜部３ｂに備えられた基板２のパターンとを導電部材を介して接続させても良い。

フィン７は、ヒートシンク２の傾斜部３ｂの下方に設けられている。また、このフィン７は、複数枚がほぼ等間隔に平行に配置されている。発熱部品８から発せられた熱は、基板２及び傾斜部３ｂを介して、フィン７から放熱する第１の放熱ルートを確保している。また、発熱部品８の下側に位置するフィン７は、広い放熱面積が確保できるので、特に自然空冷型の電源装置に好適である。ヒートシンク３やフィン７は、アルミニュウム等の金属材料の他、熱伝導性を有する非金属材料で押出し及びダイカスト金型により成形されていても良い。

また、フィン７は、ヒートシンク２の平坦部３ａであって、高背部品９が搭載される面と対向する面にも備えられている。これにより、高背部品９から発せられる熱は、平坦部３ａを介してフィン７から放熱される。

また、カバー５は、熱伝導性を有する突出部１２を備えている。突出部１２は、例えばカバー５と一体的に成形しても良いし、突出部１２のみを別途作成し、カバー５に固着しても良い。またカバー５の一部を切り欠いて突出部１２とすることもできる。突出部１２は、発熱部品８と当接するようにカバー５に備えられている。これにより、突出部１２を介してカバー５と発熱部品８とが熱的に結合するので、発熱部品８、突出部１２、カバー５を介してカバー５上方の空気へ放熱する第２の放熱ルートを確保することができる。また、発熱部品８から発せられた熱は、突出部１２、カバー５、ヒートシンク３のカバー保持部４を介してフィン７へと放熱する第３の放熱ルートも確保できるので、放熱性の優れた電子機器１を提供することができる。

次に、電子機器１の組み立てについて説明する。

金属材料または非金属材料で押出し及びダイカスト金型により成形されたヒートシンク３とフィン７の成形体を、平坦部３ａを下にして載置する。そして、巻線部品等の高背部品９及び入出力端子等を備えた平坦部３ａに配置される基板１５と、発熱部品８を含む電子部品を搭載した傾斜部３ｂに配置される基板２を予め組み立てる。平坦部３ａに配置される基板１５と、基板２を固定する部材は、例えば板金１１などで構成されるが、組み立て性を考慮して、ある程度柔軟性が保持されるような材料や板厚を選択する。その後、この組み立て体を収容スペース１０に載置する。この時、基板２の位置決めをするために、傾斜部３ｂに位置決め部（図示せず）を設けても構わない。また、シリコンシート等の熱伝導材料を基板２と傾斜部３ｂの間に設けることにより、基板２を傾斜部３ｂに位置決めしても良い。このように、発熱部品８を搭載した基板２や、高背部品９が配置されると、入出力コネクタは筐体外部に露出し、その他の部品は収容スペース１０に収容される。

次に、カバー５をヒートシンク３のカバー保持部４に当接するように載置し、螺子１６を螺子穴１７に螺合する。この時、突出部１２は、発熱部品８と当接する。これにより、発熱部品８と突出部１２は熱的に接続される。したがって、発熱部品８からの熱は、突出部１２、カバー５、カバー５の外部に放熱する第２の放熱ルートを確保することができると共に、突出部１２、カバー５、カバー保持部４、フィン７から放熱する第３の放熱ルートを確保することができる。

また、発熱部品８は、基板２の上方に搭載されることが好ましい。特に、電子機器１の高さをＨとした時、Ｈ／２より上方に発熱部品８を搭載すると、カバー５と発熱部品８とがより近距離になる。電子機器１の高さＨとは、筐体の上下方向の放熱部分であるカバー５と平坦部３ａ間の距離とする。高背部品９を含む各種部品からの熱は、平坦部３ａに近接しているため、熱が平坦部３ａに近い放熱ルートである第１の放熱ルートに集中することも考えられる。本実施形態では、Ｈ／２より上方に発熱部品８を搭載すると、カバー５と発熱部品８とがより近距離になるため、発熱部品８からの熱を第２、第３の放熱ルートから効率良く放熱することができる。また、発熱部品８を、上方に配置することで、発熱部品８の下側に位置する傾斜部３ｂの下側スペースに備えられているフィン７の有効長を効率的に使用して放熱することが可能となり、発熱部品８を下方に位置させた場合に比べて良好な放熱特性を得ることができる。このことによって、電子機器１の小型化に寄与する。

以上説明したように、本発明の電子機器１は、平坦部３ａと傾斜部３ｂを有する筐体を備え、傾斜部３ｂには発熱部品８が搭載された基板２を載置し、平坦部３ａには、発熱部品８より高さの高い高背部品９が搭載されると共に、傾斜部３ｂの発熱部品８が搭載される面と対向する面、または平坦部３ａの高背部品９が搭載される面と対向する面には、フィン７が備えられている。これにより、筐体が直方体で構成された電子機器と比較すると、発熱部品８や高背部品９の配置を平坦部３ａと傾斜部３ｂを設けて好適に配置させることで収容スペース１０の容積が減少できるため、電子機器１の小型化に寄与する。また、減少した容積部分を利用して、基板２が搭載される面と対向する面の傾斜部３ｂにフィン７が設けられていることで、第１の放熱ルートが確保でき、放熱性を向上することができる。

また、本発明の電子機器１は、発熱部品８の少なくとも一部は、電子機器１の高さをＨとした時にＨ／２より上方に配置される。これにより、発熱部品８からの熱を突出部１２を介してカバー５へ伝熱する第２の放熱ルートと、発熱部品８からの熱を、突出部１２、カバー５、ヒートシンク３のカバー保持部４を介してフィン７へと放熱する第３の放熱ルートが確保でき、放熱性を向上することができる。

また、本発明の電子機器１は、筐体は、さらにカバー５を有し、カバー５は熱伝導性を有する突出部１２を備え、発熱部品８と突出部１２が当接する。これにより、発熱部品８からの熱を、第２、第３の放熱ルートを介してより確実に放熱でき、放熱性を向上することができる。

以上、本発明の一実施形態の電子機器について説明したが、上記実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。

例えば、本実施形態では、空冷に用いられるフィン７について説明したが、これに限らず水冷に用いられる水路が設けられていても良い。

また、本発明に係る電子機器としては、電源装置の他、各種電子機器に適応可能である。例えばオーディオ機器の場合は、発熱部品８はメインアンプ等であり、高背部品９は電解コンデンサ等に置き換えることができる。

１電子機器
２基板
３ヒートシンク
３ａ平坦部
３ｂ傾斜部
４カバー保持部
５カバー
７フィン
８発熱部品
９高背部品
１０収容スペース
１１板金
１２突出部
１５基板
１６螺子
１７螺子穴

Claims

電子部品を搭載した基板を備える電子機器であって、
前記電子機器は、平坦部と傾斜部を有する筐体を備え、
前記傾斜部には、前記電子部品のうち少なくとも１つの発熱部品が搭載された基板を載置し、
前記平坦部には、前記発熱部品より高さの高い高背部品が搭載されると共に、
前記傾斜部の前記発熱部品が搭載される面と対向する面、または前記平坦部の前記高背部品が搭載される面と対向する面には、フィンが備えられていることを特徴とする電子機器。
前記発熱部品の少なくとも一部は、前記電子機器の高さをＨとした時に、Ｈ／２より上方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記筐体は、さらにカバーを備え、
該カバーには熱伝導性を有する突出部を設け、
前記発熱部品と前記突出部が当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。