JP2018032675A

JP2018032675A - 電子機器の筐体

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Publication number: JP2018032675A
Application number: JP2016162396A
Authority: JP
Inventors: 新井　宏之; Hiroyuki Arai; 宏之新井; 雅大山本; Masahiro Yamamoto; 俊之増田; Toshiyuki Masuda; 健志松葉; Kenji Matsuba
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: JP6866590B2

Abstract

【課題】放熱性能を維持しつつ、防水性を改善できる電子機器の筐体を提供する。【解決手段】電子機器の筐体は、樹脂製の筐体にインサート成形された金属製の放熱板を有する。電子回路が筐体の内部空間を囲む内壁面の固着部に固着されている。放熱板は、内壁面の固着部の内壁と筐体の外部空間に面する筐体の外壁との間に挟まれて埋設された集熱部と、集熱部から筐体の外部空間へ露出する放熱突出部とからなる。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器の筐体に関し、特に、屋外に設置される電子機器の筐体の防水構造に関する。

屋外の雨水に曝される電子機器においては、その電子回路への防水目的で、密閉される筐体が一般的に採用されている。

例えば、特許文献１には、筐体の一部から放熱フィンの一部を露出させるように、放熱フィンがインサート成形法により封止プラスチックで封止され、筐体と一体成形される構造が記載されている。

特開平９−１８１７６号公報

特許文献１に記載された従来の電子機器の筐体は、図９に示すように、発熱体である電子部品を実装した回路基板が放熱シートを介してアルミ合金等の放熱フィンに接続され、放熱フィンの一部が露出するように筐体に穴が空けられ、封止プラスチックで一体化された筐体構造を有している。しかしながら、このような筐体構造では筐体と放熱フィンの接触面に隙間が発生し得るため、浸水が発生する等、密閉性が十分に確保できず、屋外設置されるべき電子機器の筐体としては適さないという問題があった。

本発明は、以上の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、放熱性能を維持しつつ、防水性を改善できる電子機器の筐体を提供することを目的とする。

本発明の筐体は、電子回路を担う基板を含む基板アセンブリを収容する電子機器の筐体であって、
前記基板を支持する壁部と、
前記壁部内において伸長しかつ前記壁部よりも高い熱伝導率を有する放熱板と、を有し、
前記放熱板の一部が前記壁部から前記筐体の外部空間へ突出していることを特徴とする。

本発明の電子機器の筐体によれば、外壁と内壁の二重壁構造の間に挟み込まれた放熱板すなわち集熱部と外部へ露出する放熱突出部とにより、電子回路の熱を効率よく筐体の外に伝達でき、放熱性能と防水性能を両立させ得る。

本発明による実施例１である電子機器の筺体の外観を示す蓋体側から見た斜視図である。図１の線ｘｘにおける電子機器の筺体を示す概略断面図である。実施例１の電子機器の筺体の製造工程を説明する概略断面図である。実施例１の電子機器の筺体の製造工程を説明する概略断面図である。実施例１の電子機器の筺体の製造工程を説明する概略断面図である。実施例１の電子機器の筐体の動作を説明する概略断面図である。本発明による実施例２である電子機器の筺体の概略断面図である。本発明による実施例３である電子機器の筺体の概略断面図である。従来の電子機器の筺体を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の屋外設置用電子機器の筐体について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、実質的に同一の機能および構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１および図２に示すように、実施例の電子機器の筐体１０は略長方体形状を有している。筐体１０は、それぞれの開口部において互いに嵌合された筒状の筐体本体１１および筒状の蓋体１２から構成されている。筐体本体１１および蓋体１２は、それぞれの開口端面側壁から外側に突出して互いに面接合するフランジ１２Ｆ、１１Ｆを有している。筐体本体１１および蓋体１２のフランジ１１Ｆおよび１２Ｆのフランジ側面が面接合されることによって、筐体本体１１および蓋体１２の内側に、電子部品または電子装置等を収容する密閉された収容空間ＳＰが画定される。

筐体本体１１および蓋体１２は、それぞれの開口端面のフランジ１２Ｆ、１１Ｆが面接合した状態で、それぞれのフランジに設けられたネジＳｃ等により締結されることで、互いに固着される。フランジ１２Ｆ、１１Ｆの間にパッキン（図示せず）を挟み込ませてもよい。筐体１０からの蓋体１２の取り外しにより、筐体内部にアクセス可能となる。

筐体本体１１は、開口端面に対向する他端部（背面１３）において閉塞した略長方体形状の筒状体である。筐体本体１１は、背面１３の壁部内においてインサート成形された金属製の放熱板１４を有する。放熱板１４は、筐体本体１１に埋設された集熱部１４Ａと、集熱部と一体でありかつ露出する放熱突出部１４Ｂとからなる。

筐体１０は、集熱部１４Ａと放熱突出部１４Ｂを介して、ネジＳｃ等により締結された取付金具１５によって、外壁Ｐ等の屋外構造部に固定される。

筐体１０の素材には、汎用プラスチックと呼ばれる熱可塑性の合成樹脂が使用される。汎用プラスチックとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC）、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン(PUR)、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ABS）、アクリロニトリルスチレン樹脂（AS）、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネイト(PC）等が挙げられる。また、筐体１０には、エンジニアリングプラスチックも用いることもできる。筐体１０よりも高い熱伝導率を有する放熱板１４は主にアルミ合金、ステンレス等で形成される。

図２に示すように、集熱部１４Ａは背面１３の内壁部１１Ａと筐体の外部空間に面する外壁部１１Ｂとの間に挟まれて埋設されている。放熱突出部１４Ｂは、集熱部１４Ａから外壁部１１Ｂを貫通して外部空間へ露出している。放熱板１４は、その放熱突出部１４Ｂ部分だけが露出するように、筐体本体１１と一体化されている。放熱突出部１４Ｂは外気への放熱を可能としている。外壁部１１Ｂの放熱突出部１４Ｂの根元周囲に、外壁部１１Ｂから隆起する盛土部１１Ｃを設けることにより、さらなる防水効果が達成できる。

内壁部１１Ａの固着部に直接張った熱伝導シート１６を介して、発熱体である電子部品１７が実装された電子回路１８の基板（基板アセンブリ）は、ネジ等（図示せず）により一定の荷重で固定されている。熱伝導シート１６は、例えば銅やアルミニウム等の金属やセラミックスから成る。

図２に示すように、筐体全体の取付は、接合すべき放熱突出部１４Ｂと取付金具１５の側面に設けた貫通する取付穴１９を通したネジＳｃ等の締め付けにより、行われる。取付金具１５はあらかじめ外壁Ｐに固定される。

図３〜図５を用いて筐体の製造工程を説明する。

図３に示すように、インサート成形工程では、筐体用の金型Ｄの内部空間に放熱板１４が配置され、その放熱突出部１４Ｂ部分だけが露出するように、該内部空間に所定の樹脂を注入して、インサート成形する。インサート成形により、放熱板１４が筐体本体１１と一体化されて、筐体の壁内部には集熱部１４Ａを包含する面積の内壁部１１Ａと外壁部１１Ｂと盛土部１１Ｃが同時に形成される。次に、金型Ｄから成形品を取り出し、バリ等を除去する。

図４に示すように、部品配置工程では、筐体本体１１の内壁部１１Ａの固着部に熱伝導シート１６を直接張る。その後、発熱体である電子部品１７が実装された電子回路１８の基板アセンブリを、ネジ等（図示せず）により一定の荷重で固定する。

図５に示すように、封止工程では、筐体本体１１のフランジ１１Ｆ上に、蓋体１２のフランジ１２Ｆを合わせて、フランジ側面同士を面接合させ、ネジ等（図示せず）により一定の荷重で固定する。これによって、電子部品１７を収容する密閉された電子機器の筐体１０が完成する。なお、筐体本体１１の背面１３や側壁の一部において、収容された電子回路を動作させるための外部の給電ケーブルや入出力ケーブル等を通過させるための接続孔（図示せず）が設けられている。

図６を用いて筐体の動作を説明する。

装置動作により電子部品１７が発熱すると大部分の熱（黒矢印）は電子回路１８を経由して熱伝導シート１６に熱が伝わり、さらに筐体本体１１に設けた内壁部１１Ａ、放熱板１４、取付金具１５の順に熱が伝わり、最終的に放熱板１４と取付金具１５から大気に放熱される。

このとき、筐体内部は筐体本体１１に一体で形成された内壁部１１Ａにより外気から密閉されている。

以上のように本実施例によれば、筐体本体１１と放熱板１４をインサート成形することにより、放熱板１４と筐体本体１１の密着性は高く、境界面の接触熱抵抗が小さいことにより、効率よく熱が放熱板１４に伝わり、なおかつ、放熱板１４の一部を大気に露出することにより、熱は筐体本体１１を介さず直接大気に放出される。さらに放熱板１４に取付穴１９を設けることにより、取付金具１５を直接、放熱板１４に固定でき、かつ取付金具１５も放熱体として利用が可能となる。

また、筐体内部においては放熱板１４と筐体本体１１をインサート成形する際に内壁部１１Ａと外壁部１１Ｂを同時に形成することにより、筐体内部の密閉性が確保でき、電子部品１７や電子回路１８を保護するための従来の封止プラスチック等が不要となる。以上のことにより、樹脂製の筐体の放熱構造において、密閉性を確保し、放熱性の向上が期待できる。

さらに、放熱性向上の効果の他にも、放熱板１４と筐体本体１１が一体化され、かつ封止プラスチックが不要になることにより、組立工数の削減が可能となり、さらには封止プラスチックが不要なことから、電子回路１８の基板アセンブリが故障した場合でもその交換が可能となる。

上記の実施例１では放熱板１４の露出部の放熱突出部１４Ｂを固定用の取り付け部として筐体両端の２筋の箇所設けたが、放熱突出部１４Ｂをヒートシンク形状等、露出部を増やす形状とすれば更に放熱性が改善する。例えば、図７に示すように、実施例２では取り付け用の２筋の放熱突出部１４Ｂの間に、これらよりも背の低い放熱突出部１４ＢＢの３筋を設けることもできる。

上記の実施例１では放熱板１４の放熱突出部１４Ｂを固定用の取り付け部として取り付け壁側に設けたが、放熱板１４を背面以外の側面や蓋体側にも設ければ、さらに放熱性が改善する。例えば、図８に示すように、実施例３では、蓋体１２側にも筐体本体１１と同様に放熱板１４をインサート成形して、電子部品１７と熱伝導シート１６等を介して接触させることによりさらに放熱性が改善する。

１０…筐体
１１…筐体本体
１２…蓋体
１１Ａ…内壁部
１１Ｂ…外壁部
１１Ｃ…盛土部
１１Ｆ、１２Ｆ…フランジ
１３…背面
１４…放熱板
１４Ａ…集熱部
１４Ｂ…放熱突出部
１６…熱伝導シート
１５…取付金具
１７…電子部品
１８…電子回路
１９…取付穴
Ｐ…壁
Ｓｃ…ネジ
ＳＰ…収容空間

Claims

電子回路を担う基板を含む基板アセンブリを収容する電子機器の筐体であって、
前記基板を支持する壁部と、
前記壁部内において伸長しかつ前記壁部よりも高い熱伝導率を有する放熱板と、を有し、
前記放熱板の一部が前記壁部から前記筐体の外部空間へ突出していることを特徴とする電子機器の筐体。
前記放熱板の前記突出している一部は前記筐体の固定用の取り付け部であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の筐体。
前記放熱板の前記突出している一部が複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器の筐体。
前記放熱板の前記突出している一部の根元周囲に前記壁部から隆起する盛土部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電子機器の筐体。
前記放熱板が金属で形成され、前記壁部が樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電子機器の筐体。
前記放熱板が前記壁部に包埋されるようにインサート成形されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の電子機器の筐体。