JP2019201138A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器において、冷却効果を阻害することなく、冷却ファンおよび送風路の配置を容易に行うことができるようにする。【解決手段】電子機器は、熱源となる回路部３１を有し、当該回路部からの熱を冷却ファン２５の送風によって外部に排気する。電子機器は冷却ファンによる送風を受ける熱交換部３０と、回路部から熱交換部に熱を伝導する熱伝導部３３とを有し、外装１５には熱交換部を通過した空気を外部に排気するための排気穴２４が形成されており、熱交換部には放熱板５０が備えられ、放熱板は冷却ファンの送風方向を整流する整流面５１と、熱伝導部に当接する熱結合面５３と、整流面および熱結合面に交差する放熱面５５とを有している。【選択図】図６

Description

本発明は、冷却ファンを用いた冷却構造を有する電子機器に関し、特に、冷却構造を有する撮像装置に関する。

近年、電子機器の１つである撮像装置では、動画撮影の際の高画素化および高フレームレート化に伴う処理量の増加によって発熱量が増大している。このため、撮像装置筐体の温度上昇を抑制することが必要となる。

従来、撮像装置筐体の温度上昇を抑制するため、例えば、冷却ファンおよび放熱板を用いた強制冷却構造を備える撮像装置が知られており、当該強制冷却構造によって回路基板を冷却して撮像装置筐体の温度上昇を抑制している（特許文献１）。

特開２０１４−４５３４５号公報

しかしながら、撮像装置などの電子機器において、電子機器を小型化するため冷却構造自体を小型化すると、不可避的に冷却効果が低減してしまう。さらには、電子機器を小型化すると、冷却ファンの配置場所および冷却ファンの送風路を省スペース化しなければならない。この結果、冷却ファンの位置が制約されるばかりでなく、送風路を配置することが困難となることがある。

従って、本発明の目的は、冷却効果が低減することなく、冷却ファンおよび送風路の配置を容易に行うことのできる電子機器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による電子機器は、熱源となる回路部を有し、当該回路部からの熱を冷却ファンの送風によって外部に排気する電子機器であって、前記冷却ファンによる送風を受ける熱交換部と、前記回路部から前記熱交換部に熱を伝導する熱伝導部と、を有し、前記電子機器の外装には前記熱交換部を通過した空気を外部に排気するための排気穴が形成されており、前記熱交換部には放熱板が備えられ、前記放熱板は前記冷却ファンの送風方向を整流する整流面と、前記熱伝導部に当接する熱結合面と、前記整流面および前記熱結合面に交差する放熱面と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、冷却効果を阻害することなく、冷却ファンおよび送風路の配置を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態による電子機器の１つである撮像装置の一例を示す斜視図である。 図１に示すカメラに備えられた冷却ファンの配置を説明するための分解斜視図である。 図１に示す背面カバーを説明するための図である。 図１に示すカメラに備えられた冷却機構を説明するための図である。 図４に示す冷却ファンを説明するための図である。 図４に示す熱交換部の構造の一例を説明するための図である。 図４に示す熱交換部の構造の他の例を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態による電子機器の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による電子機器の１つである撮像装置の一例を示す斜視図である。そして、図１（ａ）は表示部である液晶モニターを閉じた状態で背面側から示す斜視図であり、図１（ｂ）は液晶モニターを開いた状態で背面側から示す斜視図である。

図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）１０であり、正面側には被写体像（光学像）を撮像素子に結像させるレンズ鏡筒（図示せず）が配置されている。そして、ユーザは、背面側に配置された液晶モニター（表示モニター―）１１に表示された画像によって被写体像を確認することができる。なお、液晶モニター１１には、画像の他にカメラ１０に係る各種情報が表示される。

図１（ａ）においては、液晶モニター１１は、カメラ１０の背面カバー１５に収納された閉状態にある。一方、図１（ｂ）においては、液晶モニター１１は背面カバー１５から離脱した開状態にある。液晶モニター１１は、可動ヒンジ部１７によって２軸に回動可能にカメラ１０に取り付けられている。液晶モニター１１を、回動軸Ｚの回りに回動させると、液晶モニター１１は背面カバー１５の投影外の位置となる。さらに、液晶モニター１１は、回動軸ＺＺ軸の回りに回動可能である。

背面カバー１５には、液晶モニター１１が収納される液晶モニター収容部（収納部）１９が形成されている。つまり、閉状態においては、液晶モニター１１は液晶モニター収容部１９に収納された状態となる。液晶モニター収容部１９の横にはグリップ部２０が形成されており、ユーザはカメラ１０を使用する際にはグリップ部２０を把持してカメラ１０を保持する。

グリップ部２０は、樹脂部および弾性部を有し、これら樹脂部および弾性部は一体に成形されている。そして、弾性部が外観面として規定され、これによって、グリップ部２０を滑りにくくしてユーザが保持しやすくする。なお、グリップ部２０には各操作ボタン２１が設けられている。

図２は、図１に示すカメラに備えられた冷却ファンの配置を説明するための分解斜視図である。

グリップ部２０は、背面カバー１５に固定ビス（図示せず）によって固定され、背面カバー１５と一体とされる。プリント配線板２９は、粘着シート（図示せず）を介して基台２８に固定されている。プリント配線板２９には、複数のメタルドームスイッチ２３ａを一体に保持するシートスイッチ２３ｂが固定されている。

グリップ部２０に設けられた各操作ボタン２１の押し操作によってメタルドームスイッチ２３ａが押し下げられて、プリント配線板２９によって当該押し操作が検出される。プリント配線板２９が固定された基台２８は、基台固定ビス２６によって背面カバー１５に固定される。

冷却ファン２５は、グリップ部２０に備えられた固定部にビス２７によって固定されている。このように、背面カバー１５には複数の部材が取り付けられてユニット状態とされる。

メインシャーシ２２は、カメラ１０の主たる構造体である。制御ＩＣ３１は、発熱性を有する回路素子であって、主基板（回路部）３２に電気的に接続されている。主基板３２は、メインシャーシ２２に固定ビス（図示せず）によって締結される。

図３は、図１に示す背面カバーを説明するための図である。そして、図３（ａ）は背面カバーの外観を示す図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿って破断しグリップ部を拡大して示す図である。

液晶モニター収容部１９の一部には、熱交換部３０を通過した空気を排気するための排気穴２４が設けられている。当該排気穴２４は、液晶モニター１１が液晶モニター収容部１９に収納されている状態においては外部に露出しない。

冷却ファン２５の幅は基台２８の幅と略同一である。つまり、冷却ファン２５は、背面カバー１５においてグリップ部２０の投影内に配置されている。冷却ファン２５は主基板３２の投影内で位置し、かつ主基板３２と対面する。

冷却ファン２５とプリント配線板２９が固定された基台２８を含むグリップ部２０との厚みＵＡは、背面カバー１５の一部であって液晶モニター１１が収納される液晶モニター収容部１９の深さＵＢと略同一である。これによって、カメラ１０に収容される冷却ファン２５を省スペースで配置することができる。

図４は、図１に示すカメラに備えられた冷却機構（冷却構造）を説明するための図である。そして、図４（ａ）は冷却構造における熱の移動を示す斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。

まず、図４（ａ）を参照して、熱伝導部３３は、その一端が熱源である制御ＩＣ３１のパッケージ上面と熱結合し、さらに、他端が熱交換部３０と熱結合している。冷却ファン２５には、回転可能な羽根５７が備えられており、羽根５７の回転によって空気が吐き出し口４１に送風される。冷却ファン２５の吐き出し口４１の中心は熱伝導部３３の短辺３３１の中心と略一致した配置にある。つまり、熱交換部３０は、熱源である制御ＩＣ３１と冷却ファン２５との間に配置されている。熱伝導部３３の長辺３３２は、冷却ファン２５の吐き出し口４１における吐き出し方向（送風方向）の延長線と一致している。

矢印Ｘは、熱の移動方向を示しており、制御ＩＣ３１で生じた熱は、制御ＩＣ３１のパッケージ上面から熱伝導部３３に伝わる。熱源側が高温であるので、温度勾配によって熱は矢印Ｘの方向に伝わって、制御ＩＣ３１で発生する熱は熱交換部３０に達する。そして、熱交換部３０は冷却ファン２５からの送風によって冷却される。

主基板３２には、切欠き部３２１が形成されている。切欠き部３２１は、冷却ファン２５の吸気ため、冷却ファン２５の投影の一部において主基板３２に形成されている。切欠き部３２１によって、冷却ファン２５は、主基板３２の冷却ファン２５が配置された面と反対側の面からも吸気可能となる。なお、切欠き部３２１の代わりに、吸気ための開口穴を形成するようにしてもよい。

主基板３２には外部インターフェイスコネクタ３５が備えられている。外部インターフェイスコネクタ３５は、図１に示すカメラ１０の側面側に配置された可動式端子カバー１４で覆われている。つまり、カメラ１０は外部装置と接続するための端子を有している。

このようにして、図示のカメラでは、カメラ１０に特別に吸気口を形成することなく冷却ファンによる吸気を行うことができる。

次に、図４（ｂ）を参照して、矢印Ｙは、冷却ファン２５の吐き出した空気が流れる流路を示す。冷却ファン２５は主基板３２側から吸気を行って、排気を熱交換部３０に送る。熱交換部３０を通過した空気は、カメラ１０の内部温度を上昇させようにするため直ちにカメラ１０の外部に排気する必要がある。

液晶モニター収容部１９と液晶モニター１１との間には僅かの間隙１３が存在する。そして、排気穴２４は当該間隙１３に連通している。よって、液晶モニター１１が液晶モニター収容部１９に収納されている状態であっても、排気穴２４および間隙１３を介して排気を行うことができる。つまり、熱交換部３０を通過した空気は排気穴２４からカメラ１０の外部に排気される。

図５は、図４に示す冷却ファンを説明するための図である。そして、図５（ａ）は冷却ファンをプリント配線板側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は冷却ファン２５を主基板側から見た斜視図である。

冷却ファン２５は第１のケース３７および第２のケース３８を有している。冷却ファン２５に備えられたモーターを駆動するための配線部材３６が第１のケース３７の開口部から引き出される。そして、第１のケース３７には、プリント配線板２９を主基板３２に接続するための接続部を収容する切欠き部３９が形成されている。

第２のケース３８には、冷却ファン２５を背面カバー１５に締結するための締結部４０が設けられている。さらに、第２のケース３８には、吸気部３４が設けられている。図３（ｂ）で説明したように、冷却ファン２５の吸気部３４は主基板３２の投影内にあり、かつ、主基板３２と対面する。そして、吸気部３４に対応してカメラ１０の外装部には専用の吸気穴が形成されていない。これによって、冷却ファン２５の吸気によってカメラ１０の内部に外部からゴミなどが侵入することを防止することができる。

図６は、図４に示す熱交換部の構造の一例を説明するための図である。そして、図６（ａ）は熱交換部に備えられた放熱板の形状を示す斜視図であり、図６（ｂ）は放熱板による冷却を示す図である。

図６（ａ）に示すように、放熱板５０には、排気方向（送風方向）を整流するための整流面５１が規定されている。当該整流面５１は、図６（ｂ）に示す液晶モニター収容部１９の主面１９１に対して鋭角な角度を有している。つまり、整流面５１の延在方向と液晶モニター収容部１９の主面１９１の延在方向とは交差している。

放熱板５０は、熱伝導部３３と当接する熱結合面５３を有している。放熱板５０は、整流面５１および熱結合面５３に直交（交差）する放熱面５５を有している。制御ＩＣ３１のパッケージ上面から熱伝導部３３に伝わった熱は、熱伝導部３３を介して熱結合面５３に伝わる。冷却ファン２５から送られた空気は、整流面５１および放熱面５５から熱を奪う。なお、熱交換部３０においては、複数の放熱板５０が所定の間隔で配置されている。

図６（ｂ）に示すように、冷却ファン２５から送られた空気は、整流面５１によって液晶モニター収容部１９に設けられた排気穴２４に誘導される。熱結合面５３は熱伝導部３３に当接しており、熱結合部材５２によって熱結合面５３の先端部が覆われて、熱結合面５３の先端部から突出した部分が熱伝導部３３に当接している。

熱結合部材５２は、遮熱用樹脂部材５６によって熱結合面５３および熱伝導部３３の双方に付勢されている。熱結合部材５２によって、熱伝導部３３から熱結合面５３への伝熱が促進される。

熱結合部材５２を背面カバー１５側に接近して配置すると、背面カバー１５の一部においてカメラ１０の外装温度が高くなる懸念がある。遮熱用樹脂部材５６は、熱結合部材５２の熱を背面カバー１５側に伝熱しにくくする。遮熱用樹脂部材５６において、排気穴２４近傍の端面は、液晶モニター収容部１９の主面１９１に対して傾斜した傾斜面５６１とされる。

これによって、冷却ファン２５からの空気は、整流面５１に加えて、遮熱用樹脂部材５６の傾斜面５６１によって液晶モニター収容部１９に設けられた排気穴２４に確実に誘導される。

熱伝導部３３において、制御ＩＣ３１のパッケージ上面と接している面と熱結合面５３に当接部分とは異なる高さである。制御ＩＣ３１のパッケージ上面と接している面から背面カバー１５まで空気層を規定することによって、熱伝導部３３は背面カバー１５に対して断熱効果を得ることができる。

図７は、図４に示す熱交換部の構造の他の例を説明するための図である。そして、図７（ａ）は熱交換部に備えられた放熱板の形状を示す斜視図であり、図７（ｂ）は冷却ファンと放熱板との関係を示す図である。

放熱板５０１は、図６（ａ）に示す放熱板５０と同様に排気方向を整流する整流面５１、熱結合面５３、および放熱面５５を有している。さらに、放熱板５０１は、放熱面５５に対して熱結合面５３と反対側に第２の整流形状部５９を有している。

冷却ファン２５に備えられた羽根５７は矢印Ｗの方向に回転する。ここで、冷却ファン２５において羽根５７の近傍のＳ部では、羽根流路抵抗および冷却ファン２５内部における風の干渉に起因して空気の淀みが生じる。

第２の整流形状部５９は、羽根５７の先端から所定の間隙をおいて羽根５７の回転軸と同心の円弧形状である。第２の整流形状部５９は、冷却ファン２５内部の空気の流れを整流して、吐き出し口までの流れを効率的にする。なお、熱交換部３０を構成する放熱板のうち少なくとも１枚を第２の整流形状部５９を有する放熱板５０１とすればよい。

以上説明したように、本実施形態では、熱交換部３０には、排気方向を整流する部位と、制御ＩＣと熱結合した熱伝導部材の一部に当接する当接部と、排気方向を整流する部位に垂直な面とを有する放熱板５０が複数備えられている。さらには、冷却ファン２５の内部において整流を行う部位（第２の整流形状部５９）を有する放熱板５０１を少なくとも１枚設けるようにしてもよい。

このように、本発明の実施の形態では、冷却効果を低減させることなく、冷却ファンおよび送風路の配置を容易に行うことができる。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。つまり、材質、形状、寸法、形態、数、および配置箇所などについては、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１９ 液晶モニター収容部
２４ 排気穴
２５ 冷却ファン
２８ 基台
３０ 熱交換部
３１ 制御ＩＣ
３２ 主基板
３３ 熱伝導部
３４ 吸気部
５０，５０１ 放熱板

Claims (10)

1. 熱源となる回路部を有し、当該回路部からの熱を冷却ファンの送風によって外部に排気する電子機器であって、
   前記冷却ファンによる送風を受ける熱交換部と、
   前記回路部から前記熱交換部に熱を伝導する熱伝導部と、を有し、
   前記電子機器の外装には前記熱交換部を通過した空気を外部に排気するための排気穴が形成されており、
   前記熱交換部には放熱板が備えられ、前記放熱板は前記冷却ファンの送風方向を整流する整流面と、前記熱伝導部に当接する熱結合面と、前記整流面および前記熱結合面に交差する放熱面と、を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記電子機器は各種情報を表示する表示モニターを有し、
   前記外装には前記表示モニターを収納する収納部が形成されており、
   前記排気穴は、前記収容部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記表示モニターが前記収納部に収納された際、前記収納部と前記表示モニターとの間には所定の間隙が存在しており、
   前記排気穴は前記間隙に対応して形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記整流面の延在方向と前記収納部の主面の延在方向とは交差することを特徴とする請求項２又は３に記載の電子機器。
5. 前記熱交換部は、前記熱結合面の一端を覆う熱結合部材を有し、
   前記熱結合部材は前記熱結合面および前記熱伝導部に対して付勢されて前記熱結合面および前記熱伝導部に当接することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記熱結合部材を前記熱結合面および前記熱伝導部に対して付勢する遮熱用樹脂部材を有することを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
7. 前記遮熱用樹脂部材には、前記排気穴の方向に空気を誘導する面が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 前記熱交換部には複数の前記放熱板が備えられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子機器。
9. 前記放熱板のうちの少なくとも１つには、前記放熱面に対して所定の角度を有する整流形状部が備えられていることを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 前記熱伝導部は前記回路部に当接する第１の部位と前記熱結合面に当接する第２の部位とを有し、前記第１の部位と前記第２の部位とはその高さが異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電子機器。

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