JP2859563B2 - 電子機器の放熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車載用音響機器などの
各種電子機器に係り、特にパワーＩＣなどの電子部品か
らの熱を逃がすための放熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】発熱量の多い電子部品が用いられる電子
機器では、電子部品からの熱を逃がすために放熱装置が
使用される。図４は、車載用音響機器にて電子部品から
の発熱を逃がすための放熱装置の従来例を示す斜視図で
ある。筐体１の一側面には放熱部材２が設けられてい
る。この放熱部材２はヒートシンク（heat sink）と称
されるものであり、アルミニウム合金などの熱伝導率の
高い金属材料により形成されている。放熱部材２の外面
には、機器の外側へ突出する複数の放熱フィン（放熱リ
ブ）２ａが形成されている。筐体１内に設置された回路
基板４には、発熱量の多い２個の電子部品３が実装され
ている。この電子部品３はオーディオアンプを構成する
パワーＩＣであり、１個の電子部品が２チャンネルのオ
ーディオアンプを構成するものとなっている。この電子
部品３は、回路基板４上に実装された状態で、放熱部材
２の内面２ｂに設置されている。そして、金属板により
形成された一対の支持板５が電子部品３を保持するよう
に設置され、支持板５の両端部分が前記放熱部材２に対
してねじ６により固定されている。

【０００３】電子部品３は放熱部材２の内面２ｂに密着
して設置され、あるいは電子部品３と内面２ｂとの間に
熱伝導率の高いシリコンオイルなどが塗布され、電子部
品３からの熱が放熱部材２に伝達されて、主に放熱フィ
ン２ａを有する外面から機器外部に放熱されるものとな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す放熱装置
は、放熱部材２の外面にのみ放熱フィン２ａが形成され
ているものであるため、放熱部材２の放熱機能には限界
がある。例えば、１個で４チャンネルのオーディオアン
プを構成するパワーＩＣなどは、図４に示す従来の電子
部品３に比較して発熱量が非常に多くなっている。この
種の電子部品を図４に示すような放熱部材２の内面に設
置して支持板５で固定した構造では、電子部品から放熱
部材２に伝導する熱量が非常に多くなる。放熱部材２に
伝導した熱は、放熱フィン２ａが形成された外面のみか
ら発散されるため、その放熱機能が充分ではなく、放熱
部材２内で熱が飽和に近い状態になりやすい。

【０００５】また放熱部材２に伝導する熱量が多くなる
と、放熱部材２の内面２ｂから筐体１の内方に熱が輻射
され、または内面２ｂ付近の空気が加熱されて筐体内に
対流することになり、筐体１内の温度が高くなる。筐体
１内の温度が異常に高くなると、筐体１内の他の電子部
品に悪影響を与えるのみならず、例えば車載用の音響機
器の場合には、筐体１内に装填されているテープカセッ
ト内の磁気テープが熱の影響を受け磁気膜が劣化するな
どの問題が生じ、さらには磁気ヘッドなどにも悪影響を
及ぼすことになる。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、電子部品が設置される放熱部材からの放熱量を多
くできるように改善し、また放熱部材から発散する熱が
機器内の他の電子部品や磁気テープなどの記録媒体へ悪
影響を及ぼさないようにした電子機器の放熱装置を提供
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、発熱性の電子
部品と、この電子部品からの熱を逃がす放熱部材とが設
けられた電子機器の放熱装置において、前記放熱部材の
前記電子部品が設置される側には、電子部品が取り付け
られる設置平面よりも突出する突出部が設けられ、前記
放熱部材とで前記電子部品を保持する支持板は、前記放
熱部材よりも熱伝導率の低い材料から形成されていると
共に前記突出部に対向する遮蔽面が一体に設けられてい
ることを特徴とするものである。上記放熱部材の突出部
は、前記設置平面を囲んで設けられ、この突出部が上記
支持板の遮蔽面により覆われるように構成することがで
きる。また、上記突出部は複数の放熱フィンであること
が好ましい。

【０００８】上記支持板は、放熱部材とで電子部品を挟
む保持部と、上記突止部に対向する遮蔽面とを有し、こ
の遮蔽面と放熱部材との間に放熱空間が形成されるもの
となる。前記保持部は、図１に示すように、放熱部材の
内面の設置平面とで電子部品を挟持し、保持部と放熱部
材間をねじで連結することにより、電子部品が、放熱部
材の設置平面と保持部とに密着するものとなる。

【０００９】また、遮蔽面は、放熱部材の電子部品が設
置される側に設けられた全ての突出部（放熱フィン）に
対向するものであることが好ましく、さらに好ましく
は、支持板の保持部と遮蔽面とが放熱部材のほとんど全
面を覆うものである。

【００１０】また、遮蔽面が保持部よりも放熱部材から
離れる位置となるように、支持板が折曲成形されている
ことが好ましい。これにより、放熱部材と遮蔽面とで囲
まれる放熱空間が広い容積を有するものとなる。この場
合に、図３に示すように、遮蔽面と放熱フィンの間には
間隔δを設けることが好ましい。

【００１１】さらに、支持板と放熱部材との間に放熱空
間が形成されており、電子部品を収納する筐体には、前
記放熱空間と機器の外部とを連通させる開口部が形成さ
れた構造とすることが可能である。この場合の開口部
は、放熱部材に形成される場合を含む。

【００１２】本発明において、放熱部材が筐体の一側面
に設置されて、放熱部材の外面が筐体の外部に露出する
ものである場合に、前記支持板により、放熱部材が設け
られている部分と筐体の内部空間とが区分される構造と
することが可能である。この場合に、放熱部材と支持板
との間に放熱空間を形成し、筐体に形成された開口部に
より、放熱空間を筐体外部と連通させることにより、支
持板を境とした筐体内部に熱が伝わるのを効果的に防止
できる。

【００１３】

【作用】本発明では、放熱部材の電子部品が設置される
側に、電子部品が取り付けられる設置平面よりも突出す
る突出部が設けられている。したがって、電子部品から
放熱部材に伝わった熱は、電子部品が設置されている側
からも発散されやすくなる。すなわち、電子部品が設置
されている側に突出部が形成されその表面積が広くなっ
ていることにより、電子部品が設置される側へ熱が輻射
されやすくなる。よって、放熱部材から発散される熱量
が多くなり、発熱量が非常に大きい電子部品が使用され
る場合であっても、放熱部材内での熱の飽和が生じにく
くなり、充分な放熱効果を発揮できる。

【００１４】また、放熱部材とで電子部品を保持してい
る支持板は、放熱部材よりも熱伝導率の低い材料から形
成され、この支持板の一部である遮蔽面が、放熱部材の
突出部に対向する位置に延びており、好ましくはこの遮
蔽面が、放熱部材の電子部品設置側に設けられた全ての
突出部に対向する構造である。よって、放熱部材の電子
部品設置側への輻射熱が遮蔽面により遮られ、機器内の
他の部分に輻射熱が及ぶのを防止できる。また放熱部材
の電子部品設置側に接する空気が熱せられても、この空
気が遮蔽面により遮られ、機器内の他の部分に及ぶこと
がなく、機器内の他の電子部品や磁気ヘッドなどやさら
には磁気テープなどが熱による悪影響を受けるのを防止
できるものとなる。

【００１５】特に、支持板において、電子部品に接する
保持部よりも遮蔽面が放熱部材から離れる方向へ延びて
いるものであると、放熱部材と遮蔽面との間の放熱空間
の容積を大きくできる。そのため放熱空間内の対流を生
じさせることができ、放熱空間内に熱がこもるのを防止
できるものとなる。また、筐体に開口部を形成し、放熱
空間内と機器外部とを連通させることにより、放熱空間
内を換気でき、放熱効果を高めることができる。

【００１６】すなわち本発明では、放熱部材の電子部品
設置側に、電子部品が取り付けられる設置平面よりも突
出する突出部を形成することにより、発熱量の多い電子
部品からの熱を有効に発散できるようになり、しかもこ
の熱が機器内の他の部分に悪影響を及ぼさないものとな
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例として車載用音響機器
に設けられた放熱装置を示す分解斜視図、図２は図１の
放熱装置が組立てられた状態を示すものであり、図１の
ＩＩ矢視方向から示す正面図、図３は図１の放熱装置が
組立てられた状態を示すものであり、図１のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ線の断面図である。

【００１８】図１は車載用音響機器の後部を示している
ものであり、筐体１０の左側板１１と後部側板１２が現
れている。図示省略するが、筐体１０の前方にはノーズ
部が取り付けられており、このノーズ部に各種操作釦お
よび表示装置などが設けられている。また筐体１０内に
は、テープカセットが装填されるテープ駆動部や、光デ
ィスクが装填されるディスク駆動部などが収納されてい
る。さらに筐体１０内にはチューナなどの各種電子回路
が備えられている。この車載用電子機器はオーディオア
ンプ内臓型であり、筐体１０内に設置された回路基板１
３に、オーディオ回路を構成する電子部品が実装されて
いる。

【００１９】回路基板１３の上面の後端部には、発熱性
の電子部品１４が実装されている。この電子部品１４
は、４チャンネルのオーディオアンプを構成するパワー
ＩＣである。１個で４チャンネルのオーディオアンプを
構成する電子部品１４は図４に示した従来の電子部品３
に比べて発熱する熱量が多くなる。電子部品１４の下端
には複数のリード端子１４ａが延びている。この各リー
ド端子１４ａが、回路基板１３に形成されたスルーホー
ル１３ａ内に挿入され、回路基板１３の裏面側に形成さ
れた導電パターンに半田付けされて接続される。

【００２０】筐体１０の後部側板１２には切欠部１２ａ
が形成されており、この切欠部１２ａが形成された部分
に放熱部材２０が取り付けられている。この放熱部材２
０は、例えばアルミニウム合金などの熱伝導率の高い金
属材料により形成されている。放熱部材２０は、外面２
１の一部が前記切欠部１２ａから筐体１０の外面に露出
する状態で、後部側板１２の内側に設置される。そし
て、放熱部材２０の左右両側部２２、２３と後部側板１
２とが固定ねじ（図示省略）により固定されている。

【００２１】放熱部材２０の外面２１には、放熱フィン
２４ａ、２４ｂ、２４ｃが形成されている。それぞれの
放熱フィン２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、一定の間隔で且
つ縦方向にリブ状に形成されたものである。放熱部材２
０の外面２１に形成された放熱フィン２４ａ、２４ｂ、
２４ｃは、後部側板１２の切欠部１２ａから筐体１０の
外方に現れている。放熱部材２０の内面２５では、図示
左側の下部に電子部品１４が設置される設置平面２６が
設けられている。前記電子部品１４の一方の面１４ｂ
は、この設置平面２６に密着しまたは最小の隙間を介し
て対向するように設置される。

【００２２】また内面２５では、設置平面２６の上方に
複数条の放熱フィン（突出部）２７ａが形成され、設置
平面２６の図示右側部分に複数条の放熱フィン（突出
部）２７ｂが形成されている。放熱フィン２７ａは、設
置平面２６を除いた縦方向寸法を有しており、放熱フィ
ン２７ｂは、放熱部材２０の高さ寸法のほぼ全長に渡る
縦寸法を有している。すなわち前記放熱フィン２７ａと
２７ｂは、放熱部材２０の電子部品１４が設置される側
の内面２５において、電子部品１４が設置される前記設
置平面２６以外の領域にこの設置平面２６を囲むように
設けられていることになる。前記放熱フィン２７ａと２
７ｂの内面２５からの突出高さ寸法は全て同じであり、
この寸法をｈで示している。また放熱部材２０では、前
記設置平面２６に左右に間隔を開けた一対の雌ねじ穴２
８が形成されており、また左右両側部２２と２３にも一
対の雌ねじ穴２９が形成されている。

【００２３】放熱部材２０の内側には支持板３０が取り
付けられる。この支持板３０は、圧延鋼板などの鉄板な
どにより折曲成形されている。この支持板３０は、電子
部品１４を保持すると共に、放熱部材２０の内面２５か
ら発散される熱が筐体１０内の内部空間Ｂ（図３参照）
に伝わるのを防止する機能を発揮する。そのため、圧延
鋼板などのように放熱部材２０の材料であるアルミニウ
ム合金などよりも熱伝導率の低い材料により形成される
ことが好ましい。したがって支持板３０を樹脂材料など
のように熱伝導率のきわめて低い材料により形成するこ
とも可能である。ただし、電子部品１４から発せられる
熱を放熱部材２０側のみならず、支持板３０側にもある
程度伝導させた方が電子部品１４に対する冷却効果を高
くできる。そのため、支持板３０の材料としては樹脂材
料などよりも圧延鋼板などの鉄系材料のようにある程度
の熱伝導性を有するものを使用することが好ましい。

【００２４】

【００２５】支持板３０の左右両側部は、放熱部材２０
側へ曲げ形成されており、この部分が固定片３１、３２
となっている。また両固定片３１と３２には取付穴３３
が形成されている。両固定片３１と３２は、放熱部材２
０の両側部２２と２３の内面に設置され、各取付穴３３
に固定ねじ４１（図２参照）が挿入され雌ねじ穴２９に
螺着されて、放熱部材２０の内側に支持板３０が固定さ
れる。

【００２６】支持板３０には放熱部材２０の方向へ接近
するように折曲げられた保持部３４が設けられている。
支持板３０が放熱部材２０に取り付けられた状態で、保
持部３４は、電子部品１４の面１４ｃに密着し、または
最小の隙間にて対向する。保持部３４には、一対の取付
穴３５が形成されており、この取付穴３５に挿入された
固定ねじ４２が、放熱部材２０に形成された雌ねじ穴２
８に螺着される。この固定ねじ４２が締め付けられるこ
とにより、電子部品１４は、放熱部材２０の設置平面２
６と、支持板３０の保持部３４の間に挟持されて保持さ
れ、電子部品１４の面１４ｂと設置平面２６との密着
度、および電子部品１４の面１４ｃと保持部３４との密
着度が向上できる。

【００２７】支持板３０の前記保持部３４が形成されて
いない部分は遮蔽面３６である。支持板３０が放熱部材
２０に取り付けられた状態で、遮蔽面３６は、放熱部材
２０の内面２５に形成された各放熱フィン２７ａと２７
ｂに対向する。図２に示すように、遮蔽面３６は、放熱
部材２０の内面２５に形成された全ての放熱フィン２７
ａと２７ｂに対向し、また遮蔽面３６は放熱フィン２７
ａと２７ｂが形成されたほぼ全領域を覆うものとなって
いる。

【００２８】支持板３０が放熱部材２０に取り付けられ
た状態において、遮蔽面３６の内面と、放熱部材２０の
内面２５との距離をＨで示している。図３に示すよう
に、この距離Ｈは、前記各放熱フィン２７ａと２７ｂの
立ち上り高さ寸法ｈよりも大きくなっており、各放熱フ
ィン２７ａ、２７ｂの先端と遮蔽面３６の内面とに間隔
δが形成される。支持板３０の前記遮蔽面３６の両側部
に折曲側板３７が設けられているが、支持板３０が放熱
部材２０に取り付けられた状態で、両折曲側板３７は、
放熱フィン２７ａと２７ｂの両側方に位置する。そし
て、放熱部材２０の内面２５と遮蔽面３６と折曲側板３
７とで囲まれた部分が放熱空間Ａとなる。前記放熱フィ
ン２７ａと２７ｂは、この放熱空間Ａに延びていること
になる。

【００２９】図３では、支持板３０の遮蔽面３６と折曲
側板３７の高さ寸法をＬで示している。この高さ寸法Ｌ
は、筐体１０の天井板１５の内面と回路基板１３の上面
との間隔寸法とほぼ同じかまたはわずかに短いものであ
り、よって、遮蔽面３６と折曲側板３７と放熱部材２０
の内面２５とで囲まれた放熱空間Ａは、筐体１０の内部
空間Ｂと完全に隔絶されたものとなる。

【００３０】図１に示すように、前記放熱空間Ａ内にお
いて、回路基板１３には丸穴による開口部１３ｂと、矩
形状の切欠きによる開口部１３ｃとが形成されている。
図３に示すように、筐体１０の底板１６にも、前記各開
口部１３ｂ、１３ｃと連通する開口部１６ａが形成され
ており、また天井板１５にも開口部１５ａが形成されて
いる。前記放熱空間Ａの内部は、各開口部１３ｂ、１３
ｃと１６ａ、および開口部１５ａを介して筐体１０の外
部すなわち機器の外部空間と連通している。

【００３１】電子部品１４は、発熱量が非常に多いもの
であるが、この電子部品１４から発せられる熱は、面１
４ｂから放熱部材２０に伝導し、放熱部材２０の外面２
１に形成された放熱フィン２４ａ、２４ｂ、２４ｃによ
り筐体１０の外部空間に発散される。同時に放熱部材２
０の内面２５に形成された放熱フィン２７ａと２７ｂか
らも熱が発散される。

【００３２】放熱フィン２７ａと２７ｂが設けられてい
ることにより、放熱部材２０の内面２５の表面積が大き
くなっており、よってこの内面２５から発散される発熱
量が多くなる。放熱部材２０の内面２５からの熱は筐体
１０の内方へ輻射されるが、放熱フィン２７ａ、２７ｂ
が形成されている部分に遮蔽面３６が対向しているた
め、輻射熱が筐体１０の内部空間Ｂに及ぶのが阻止され
る。また放熱フィン２７ａ、２７ｂの部分に接する空気
が、放熱フィン２７ａ、２７ｂの発熱により加熱される
が、この熱は、ほぼ密閉状態とされた放熱空間Ａ内で対
流する。この熱の対流は遮蔽面３６により阻止されるた
めやはり筐体１０の内部空間Ｂに及ぶことがない。この
ように放熱部材２０では、外面２１のみならず内面２５
においても放熱効果を発揮し、発熱量の多い電子部品１
４の温度の上昇を防止できることになる。そして、内面
２５からの熱の発散は遮蔽面３６により阻止されること
になり、筐体１０の内部空間Ｂが異常に加熱されるのを
防止できる。

【００３３】次に、支持板３０が圧延鋼板などの金属板
である場合に、電子部品１４からの熱が面１４ｃから保
持部３４に伝導され、支持板３０内に伝わる。よって支
持板３０もある程度の放熱効果を分担することになる。
支持板３０の熱は放熱空間Ａ内に発散され、放熱空間Ａ
内では、放熱部材２０側の熱と支持板３０側からの熱と
が発散されることになる。ただし、放熱空間Ａ内の熱
は、放熱空間Ａに連通している開口部１３ｂ、１３ｃ、
１６ａおよび開口部１５ａを経て筐体１０の外部に逃が
される。

【００３４】支持板３０の熱は、筐体１０の内部空間Ｂ
側にも若干発散されるが、支持板３０が圧延鋼板の鉄系
材料である場合には、熱伝導率が適度であるため、内部
空間Ｂへ及ぼされる熱の影響はわずかであり、むしろ支
持板３０の遮蔽面３６は、放熱空間Ａ内の熱が内部空間
Ｂに及ぶのを防止する機能を主に発揮できるものとな
る。

【００３５】また、図３に示すように、放熱フィン２７
ａ、２７ｂと遮蔽面３６との間には隙間δが形成されて
いるため、放熱フィン２７ａ、２７ｂの発熱が遮蔽面３
６に直接伝導することがなく、この点からも支持板３０
の温度の上昇を防ぐことができる。

【００３６】本発明の実施例としては、放熱空間を筐体
外部に連通する開口部が形成されていることが好ましい
が、電子部品１４の発熱量の程度によっては、開口部を
設けなくても、放熱フィン２７ａと２７ｂからの熱が遮
蔽面３６により遮蔽されるため、内部空間Ｂに及ぼす熱
の影響を低減できる点において、効果を期待できる。

【００３７】なお、開口部は、図のように回路基板１３
や筐体１０に形成されるものに限られず、放熱部材２０
に直接開口部を形成することもできる。また本発明は、
車載用の音響機器に限られず、他の電子機器にも実施可
能である。また発熱性の電子部品はパワーＩＣに限られ
ず、発熱量の多い大型のトランジスタや、抵抗値の高い
抵抗器などであってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明では、放熱部材の電
子部品設置側に、電子部品が取り付けられる設置平面よ
りも突出する突出部を設けたため、電子部品設置側への
放熱効果を期待でき、放熱部材の放熱効果を高めること
ができる。しかも放熱部材から電子部品側へ発散される
熱は、支持板により遮蔽でき、機器内の他の部分の電子
部品やその他の構成部品へ熱の影響が及ぶのを防止でき
る。また、支持板は、電子部品を保持する機能と放熱部
材からの熱を遮蔽する機能の双方を発揮できるため、熱
の遮蔽のための別部品を設けることが不要である。

【００３９】また、支持板において、電子部品の保持部
よりも遮蔽面を放熱部材から離れる方向に位置させるこ
とにより、遮蔽面と放熱部材とで囲まれる放熱空間の容
積を大きくでき、放熱空間内での熱の対流による冷却効
果を多く期待できるものとなる。

【００４０】さらに、筐体に、放熱空間と連通する開口
部を形成することにより、放熱部材と支持板との間の熱
を機器外部に逃がすことができ、放熱部材さらには支持
板からの熱を有効に発散できるものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電子機器の放熱装置を示す
分解斜視図、

【図２】図１に示す放熱装置が組立てられた状態を図１
のＩＩ矢視方向から示す正面図、

【図３】図１に示す放熱装置が組立てられた状態を示す
図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、

【図４】従来の電子機器の放熱装置を示す斜視図、

【符号の説明】

１０ 筐体 １３ 回路基板 １３ｂ、１３ｃ 開口部 １５ａ、１６ａ 開口部 １４ 電子部品 １４ａ リード端子 ２０ 放熱部材 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 放熱フィン ２６ 設置平面 ２７ａ、２７ｂ 放熱フィン ３０ 支持板 ３４ 保持部 ３６ 遮蔽面 Ａ 放熱空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 7/20 H01L 23/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発熱性の電子部品と、この電子部品から
   の熱を逃がす放熱部材とが設けられた電子機器の放熱装
   置において、前記放熱部材の前記電子部品が設置される
   側には、電子部品が取り付けられる設置平面よりも突出
   する突出部が設けられ、前記放熱部材とで前記電子部品
   を保持する支持板は、前記放熱部材よりも熱伝導率の低
   い材料から形成されていると共に前記突出部に対向する
   遮蔽面が一体に設けられていることを特徴とする電子機
   器の放熱装置。
2. 【請求項２】 前記放熱部材の突出部は前記設置平面を
   囲んで設けられており、この突出部が前記支持板の遮蔽
   面により覆われている請求項１記載の電子機器の放熱装
   置。
3. 【請求項３】 前記突出部は複数の放熱フィンである請
   求項１または２記載の電子機器の放熱装置。
4. 【請求項４】 前記支持板と前記放熱部材との間に放熱
   空間が形成されている請求項１〜３何れかに記載の電子
   機器の放熱装置。
5. 【請求項５】 前記電子部品を収納する筐体には、該筐
   体の外部と前記放熱空間とを連通させる開口部が形成さ
   れている請求項４記載の電子機器の放熱装置。