JP4131334B2

JP4131334B2 - 電子装置

Info

Publication number: JP4131334B2
Application number: JP2005304261A
Authority: JP
Inventors: 正宣田中
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: JP2007115814A

Description

この発明は、幅寸の小さな縦置き型の電子装置における冷却構造に関し、特に背面部を信号入出力用のコネクタで大きな割合を占める映像伝送システムのサーバ装置やクライアント装置に利用して有用な技術に関する。

装置内部を送風により冷却する必要のある縦置き型の電子装置として、例えば、無線ＬＡＮのアクセスポイント装置や外付けタイプのハードディスク装置などがある。このような装置では、従来、排気ファンを装置筐体の背面に配置し、筐体の各部に設けた通気孔から装置内に外気を導入して冷却を図るのが一般的であった。

また、本願の発明に関連する従来の技術として、次のようなものがあった。例えば、特許文献１，２には、ファンを装置の筐体面の排気孔や吸気孔に設置する場合に、筐体面に対してファンを斜めに配置し、排気孔や通気孔とファンとをダクトで連結することで、排気孔や吸気孔よりも大きな面積を有するファンを取り付けて空気の送風量を大きくする技術が提案されている。

また、例えば特許文献３には、ファンを狭い空間に設置する場合に、ファンの送風側にファンに対して斜めに気流案内板を設置することで、ファンからの送風をスムーズに流して送風の衝突損失を低減させる技術が提案されている。
特開平６−１６４１７５号公報特開２００１−１２７４７４号公報実開平４−８４９２号公報

近年、本発明者らは、映像や音声をデジタルデータに変換して伝送し、離れた箇所のディスプレイで再生することを可能とする映像伝送システムの開発を行っている。そして、この映像伝送システムにおいて映像データや音声データを無線伝送するサーバ装置や、それらのデータを受信するクライアント装置のスタイルについて検討したところ、これらの装置はビデオレコーダやディスプレイ装置の傍らに置かれることが想定されるため、幅寸の小さな縦置き型のスタイルが望ましいと考えられた。

先にも述べたように、縦置き型の電子機器で装置内部の送風による冷却が必要なものでは、従来、装置の背面内側に排気ファンを取り付けるのが一般的であったが、上記の映像伝送システムの装置では、比較的大きな複数の入出力コネクタを装置背面に配置する必要があり、装置背面にファンを配置するスペースを確保しにくいという問題があった。

また、回路基板には映像や音声のデジタル圧縮や無線伝送に関わるＬＳＩが搭載されるため、このようなＬＳＩを効率的に冷却したいという要求もあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、装置内部を送風により冷却する必要のある縦置き型の電子装置において、背面部にファンを設置するスペースがなくても、十分な装置内部全体の冷却が可能であり、さらに回路基板上の一部の冷却を効率的に行うことを可能とすることを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、縦方向と奥行き方向の寸法が幅方向の寸法よりも長く形成された筐体と、この筐体内の一側方に板面を縦にして配置された回路基板と、前記回路基板の後端側に取り付けられ前記筐体の背面から露出して外部と信号を入出力する複数のコネクタと、前記回路基板に搭載される集積回路の熱を吸収するとともに前記回路基板上の少なくとも一部分を覆う放熱板と、前記放熱板と前記筐体の側面との間で当該筐体側面および前記放熱板の板面に対して回転軸が斜めになるように配置されるファンと、前記筐体の底面に開口部を有し前記ファンの吸気側或いは送風側の面まで空気を導くダクトと、前記筐体に設けられ排気又は吸気を行う通気孔とを備えた構成とした。

このような手段によれば、ファンの駆動により、筐体底面に連結されたダクトと上部通気孔との間で空気の流れが生じて、それにより装置内部の冷却作用を得ることが出来る。また、ファンは放熱板と筐体側面との間に斜めに設置されているので、その間隙が狭い場合でも、ファンによる空気の流れがスムーズなものとなり、集積回路に接触している放熱板の効率的な冷却を図ることが出来る。また、ファンはダクトを介して筐体底面の開口部に連結されているので、筐体側面のデザインや寸法に影響を与えることなく、ファンのサイズや設置位置の自由度を増すことが出来る。また、ファンを斜めに配置していることでダクトの幅も大きくとれて大量の外気をスムーズに導入することが出来る。

望ましくは、前記ファンは、前記筐体内の中心より前方且つ下側の位置に、筐体の前方から後方にかけて前記ファンの回転軸に直交する面が前記放熱板から次第に離れていく傾斜方向で配置され、前記通気孔は前記筐体の上面の中心より後方に設けると良い。
このような構成によれば、ファンと上部通気孔との間の空気の流れが装置内の大部分の範囲に及ぶこととなって、効率的な冷却作用を得ることが出来る。

また望ましくは、前記ファンは前記ダクト側から空気を吸い込む方向に回転駆動されるようにすると良い。
この構成により、ファンにより吸気された外気が直に放熱板に当たるので集積回路の冷却効果をより高めることが出来るととも、装置の下側から吸気するので装置内への埃の進入を少なくすることも出来る。

また具体的には、前記筐体側面の中心より後方且つ下側の範囲に吸気又は排気を行うための側部通気孔を設けても良い。この構成により、筐体内の後方下側の範囲にも十分な空気の流れを供給することが出来る。

また具体的には、上述した本発明の構成は、映像データおよび音声データを無線送信或いは無線受信する通信手段を備え、当該通信手段により送受信される映像データおよび音声データに係る信号が前記複数のコネクタを介して入出力されるように構成された電子装置に対して適用するのに好ましい。このような電子装置は、背面部にファンを配置するスペースが乏しく、また、装置筐体を幅の狭い縦置き型とするのが都合良いからである。

本発明に従うと、送風により内部の冷却が必要な縦置き型で薄型の電子装置において、背面部にファンを設置するスペースが乏しくても、装置全体にスムーズに空気を流して回路基板上の各部品の冷却を十分に行えるとともに、回路基板上の一部の集積回路を効率的に冷却することが出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の電子装置の一部分解斜視図、図２はこの電子装置の底面図、図３は図２の矢印Ａ−Ａ線断面図、図４は図２の矢印Ｂ−Ｂ線断面図である。

この実施の形態の電子装置１は、ビデオチューナやビデオレコーダなどの外部機器にケーブル接続されて、これら外部機器から映像信号と音声信号を入力してデジタル圧縮し、それを無線伝送する装置である。電子装置１は、このような使用形態からＡＶ機器の傍らに設置しやすいように、幅寸よりも高さと奥行きの寸法が長い縦置き型のスタイルにされている。

この電子装置１は、前面パネル１１、左側筐体１２および右側筐体１３からなる装置筐体と、映像データや音声データを無線伝送するための回路や集積回路が搭載された回路基板２０と、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の熱を吸収して放熱を行うとともに回路基板２０の前側のほぼ半分を覆ってシールドする金属製の放熱板２６と、放熱板２６の冷却や装置内全体の冷却を行う冷却ファン３０等を備えている。

また、装置の前面側には、無線伝送用のアンテナ４０，４０や、装置の動作状態を表わす発光表示部４１，４１などが設けられ、背面部には、外部機器から映像信号と音声信号を入力する比較的大きな複数のコネクタ２３…や、外部機器にリモコン信号を出力する出力端子２４や、電源入力端子２５等が設けられている。

この電子装置１において、回路基板２０はその基板面を縦にして、左側筐体１２の側面に寄った位置に固定されている。そして、右側の素子配設面にはコンデンサや各種ＩＣ（集積回路）などの多数の回路素子２１…や、映像データおよび音声データの圧縮等を行うＬＳＩ、並びに、上述のコネクタ２３…や入出力端子２４，２５等が配設されている。

放熱板２６には、凹部２６ａが形成されており、この凹部２６ａがＬＳＩのパッケージ上面或いはＬＳＩに固着されたヒートシンクに密着されてＬＳＩの熱を伝導し放熱板２６の全体に放散するようになっている。

冷却ファン３０は、図１に示すように、装置１の中心よりも前方下側の位置で、且つ、放熱板２６と右側筐体１３の側壁との間の狭い空間に配置されるが、前方（電子装置１の前方側）の部位が放熱板２６に近接し、後方の部位が右側筐体１３の側壁に近接するように斜めに固定されている。このように斜めに固定されることで、冷却ファン３０の吸気側と排気側とに比較的大きなエア流路を確保するとともに、冷却ファン３０から送られる風が放熱板２６の板面に斜めに当たって風がスムーズに装置後方へ流れていくようになっている。

また、右側筐体１３には、装置１の中心よりも前方下側の位置に冷却ファン３０の吸気側の面まで外気を導入するダクト３２が設けられている。このダクト３２は、冷却ファン３０を上述のように斜めに配置するために、冷却ファン３０の取付け面が冷却ファン３０と同様に斜めの方向を向くように形成される一方、図２の底面図にも示すように、装置底面側に開口部３３を有している。図３や図４の断面図に示すように、開口部３３の入り口の部分はその三方３３ａ，３３ｂ，３３ｃにおいてなだらかに広がるようなＲ面が形成され、これにより冷却ファン３０により吸い込まれる外気がスムーズに内部に進入していくようになっている。

また、このダクト３２に付随して、ダクト３２の対向する２つの角部には螺子穴を有するボス３６，３６が設けられ、冷却ファン３０はこのボス３６，３６に例えば螺子止着されるなどして固定される。そして、右側筐体１３と左側筐体１２とがはめ合わされたときに、冷却ファン３０の前側の部分が放熱板２６に接触するか或いは僅かに離間した位置に固定されるようになっている。これらダクト３２やボス３６，３６は例えば射出成型などにより右側筐体１３と一体形成されている。

左側筐体１２と右側筐体１３には、装置上面の後方部位と左右両側面の後方下側の部位に通気孔１２ａ，１３ａ，１３ｂが形成されている。左側筐体の側面の通気孔は図示省略しているが右側筐体１３の通気孔１３ｂと対称的に形成されている。上面の通気孔１２ａ，１３ａは放射状に孔が穿たれた形状をしており、側面の通気孔１３ｂは、装置の外面側と内面側とで孔の位置を上下にずらして形成することで、装置側面を垂直に覗いたときに通気孔１３ｂは貫通した状態に見えず、斜め下から覗いたときに装置内に貫通した状態に見えるような形態にされている。

図５には、実施の形態の電子装置において冷却ファンによる空気の流れを表わした説明図を示す。
図５に示すように、上記構成の電子装置１によれば、冷却ファン３０の駆動により装置底面のダクト開口部３３から導入された空気が、放熱板２６に対して斜め方向に直接当たって放熱板２６を効率的に冷却することが出来る。それとともに、その空気の流れが装置後方に向かって側面下方の通気孔１３ｂと上面部の通気孔１２ａ，１３ａまで流れて装置外に排出されるので、この空気の流れにより回路基板２０上に配設された比較的発熱の少ない回路素子（放熱板２６から外れた装置後方の範囲の回路素子）を十分に冷却することが出来る。

以上のように、この実施の形態の電子装置１によれば、占有面積の大きなコネクタを設ける必要があるため装置背面にファンの設置スペースが取りにくい薄型で縦置き型の電子装置であっても、装置の側面がわに冷却ファン３０を設置することで、冷却ファン３０による能動的な冷却作用を図ることが出来る。

また、冷却ファン３０は、放熱板２６の板面と右側筐体１３の側面との間の狭い空間に配置されるが、その板面や側面に対して斜めになるように設置されているので、それら板面や側面に正対させて設置するよりも、吸気側と排気側の空間を大きくとることができ、さらに、空気の流れもスムーズになって冷却ファンによる冷却効率が向上されている。

また、冷却ファン３０をダクト３２に連結して装置底面の開口部３３から外気を導入する構造なので、冷却ファン３０のエア吸気孔を装置側面に設ける必要がなく、ダクト３２の開口部３３を大きな面積で確保することが出来る。また、このような構造であるので、冷却ファン３０の大きさを設計変更したり前後方向に多少の位置変更をした場合でも装置側面のデザインに影響を与えることなく対応することが出来る。

また、冷却ファン３０が装置内の前方下側に配置されるとともに、前方から後方にかけて冷却ファン３０の排気面が放熱板２６から次第に離れて行くように斜めに配置され、且つ、筐体の上面後方と側面後方に通気孔１２ａ，１３ａ，１３ａ，１３ｂを設けた構成であるので、冷却ファン３０により装置の前方から後方にかけて空気の流れが生じ、装置内全体の十分な冷却作用を得ることが出来る。

また、ダクト３２の開口部３３が装置底面にありそこから外気を導入する構造なので装置内への埃の進入を少なくすることも出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、冷却ファン３０をダクトから空気を吸い込む方向に回転させているが、逆にダクトから空気を排出する方向に回転させるようにしても良い。また、通気孔を装置上面や側面に設けているが、例えば装置上面だけに設けたり、或いは、装置の背面上部や背面全体に多数の通気孔を設けるようにしても良い。

また、上記実施の形態では、本発明を、映像データや音声データを無線伝送する映像伝送システムのサーバ装置に適用した例を示したが、幅の狭い縦置き型の電子装置であれば、本発明を同様に適用して同様の効果を得ることが出来る。特に、上記の映像伝送システムにおいて映像データや音声データを受信するクライアント装置に本発明を適用すれば、当該クライアント装置も背面部に映像信号や音声信号を出力する大きなコネクタが複数設けられファンの設置スペースが乏しいためとても効果的である。

本発明の実施の形態の電子装置の一部分解斜視図である。実施の形態の電子装置の底面図である。図２の矢印Ａ−Ａ線断面図である。図２の矢印Ｂ−Ｂ線断面図である。実施の形態の電子装置において冷却ファンによる空気の流れを示した説明図である。

符号の説明

１電子装置
１１前面パネル
１２左側筐体
１２ａ通気孔
１３右側筐体
１３ａ，１３ｂ通気孔
２０回路基板
２１回路素子
２３コネクタ
２４，２５入出力端子
２６放熱板
３０冷却ファン
３２吸気ダクト
３３ダクトの開口部

Claims

縦方向と奥行き方向の寸法が幅方向の寸法よりも長く形成された筐体と、この筐体内の一側方に板面を縦にして配置された回路基板と、映像データおよび音声データを無線送信或いは無線受信する通信手段と、前記回路基板の後端側に取り付けられ前記筐体の背面から露出して外部と信号を入出力する複数のコネクタとを備え、前記通信手段により送受信される映像データおよび音声データに係る信号が前記複数のコネクタを介して入出力されるように構成されている電子装置であって、
前記回路基板に搭載された集積回路の熱を吸収するとともに前記回路基板上の少なくとも一部分を覆う放熱板と、
前記放熱板と前記筐体の側面との間で当該筐体側面および前記放熱板の板面に対して回転軸が斜めになるように配置される吸気ファンと、
前記筐体の底面に開口部を有し前記ファンの吸気側の面まで空気を導く吸気ダクトと、
前記筐体の上面に設けられ排気を行うための上部通気孔と、
前記筐体の側面に設けられ排気を行うための側部通気孔とを備え、
前記ファンは、前記筐体内の中心より前方且つ下側の位置に、筐体の前方から後方にかけて当該ファンの回転軸に直交する面が前記放熱板から次第に離れていく傾斜方向で配置され、
前記上部通気孔は前記筐体上面の中心より後方に設けられ、
前記側部通気孔は前記筐体側面の中心より後方で且つ下側の範囲に設けられていることを特徴とする電子装置。
縦方向と奥行き方向の寸法が幅方向の寸法よりも長く形成された筐体と、
この筐体内の一側方に板面を縦にして配置された回路基板と、
前記回路基板の後端側に取り付けられ前記筐体の背面から露出して外部と信号を入出力する複数のコネクタと、
前記回路基板に搭載される集積回路の熱を吸収するとともに前記回路基板上の少なくとも一部分を覆う放熱板と、
前記放熱板と前記筐体の側面との間で当該筐体側面および前記放熱板の板面に対して回転軸が斜めになるように配置されるファンと、
前記筐体の底面に開口部を有し当該開口部と前記ファンとの間で空気を導くダクトと、
前記筐体に設けられ排気又は吸気を行う通気孔と、
を備えていることを特徴とする電子装置。
前記ファンは、前記筐体内の中心より前方且つ下側の位置に、筐体の前方から後方にかけて当該ファンの回転軸に直交する面が前記放熱板から次第に離れていく傾斜方向で配置され、
前記通気孔は前記筐体の上面の中心より後方に設けられていることを特徴とする請求項２記載の電子装置。
前記ファンは前記ダクト側から空気を吸い込む方向に回転駆動されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子装置。
前記筐体側面の中心より後方且つ下側の範囲に吸気又は排気を行うための側部通気孔が設けられていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の電子装置。
映像データおよび音声データを無線送信或いは無線受信する通信手段を備え、
当該通信手段により送受信される映像データおよび音声データに係る信号が前記複数のコネクタを介して入出力されるように構成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の電子装置。