JP4186732B2

JP4186732B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4186732B2
Application number: JP2003201281A
Authority: JP
Inventors: 浩嗣川野; 裕新座; 真也原田; 明正松島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: JP2005044904A; US7130195B2; US20050018405A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の壁部材で外壁および仕切板を構成してなる筐体と、そこに収納された実装基板と、実装基板に搭載される電子部品と、筐体の開口部を覆うカバーとを備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器、その中でも例えばチューナは、公知文献１に示されるように、複数の壁部材で外壁および仕切板を構成してなる枠状の筐体と、その開口面と略平行な向きで筐体内に収納された実装基板と、実装基板に搭載された電子部品と、筐体の開口部を覆うカバーとを備える構成が良く知られている。このような電子機器においては動作時に発熱する発熱性電子部品が実装基板上に搭載される場合があり、電子機器の正常な動作のためにはその放熱対策が必要となる。公知文献１においては、カバーに設けられた切り起こし形状のツメ部材（舌片）を発熱性電子部品側に曲げ、その先端部を発熱性電子部品の天井部に当接させて発熱性電子部品の熱をカバーに逃がして放熱を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１７５７６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の発熱性電子部品の天井部にカバーから切り起こした舌片を当接させる方法では、放熱が必ずしも十分ではないという問題がある。特に発熱性電子部品が樹脂モールドのＩＣであるような場合は、舌片への熱抵抗が高くて放熱が不十分になる可能性がある。特許文献１においては、実装基板における発熱部品の搭載された位置の裏側からも、そこに設けられた電極や金属片などに対して同様な方法で放熱を行っているが、この場合は裏側に他の回路を形成できないとか他の部品を実装できないという別の問題が生じる。
【０００５】
また、単に放熱を行うだけの場合、その熱によって他の部品の温度が必要以上に上昇する可能性がある。この場合、仮に電子機器の動作上は熱設計範囲内で問題がなくても、例えばユーザーが手を触れるような場所の温度が必要以上に上昇するとユーザーが不安に感じるというような可能性がある。例えばチューナでいえば、ＲＦ信号入力用のＲＦコネクタなどが、セットへの搭載時に外部に露出することになるために、このユーザーが手を触れる場所に相当する。
【０００６】
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、発熱性電子部品の熱を放熱するだけでなく、特定の領域（温度上昇抑制領域）の温度上昇を防止することのできる放熱構造を備えた電子機器を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、複数の壁部材で外壁および仕切板を構成してなる枠状の筐体と、該筐体の開口面と平行な向きで前記筐体内に収納された実装基板と、該実装基板に搭載された発熱性電子部品と、前記筐体の開口面を覆うカバーとを備えた電子機器であって、
当該電子機器は温度上昇抑制領域を備え、
前記壁部材の一部は前記発熱性電子部品を囲んで配置されるとともに、前記カバーに切り起こし形状のツメ部材が設けられ、該ツメ部材の先端が前記発熱性電子部品を囲んで配置された壁部材の端部に当接し、前記カバーにおける前記ツメ部材の付け根から先端に向かう方向が、当該電子機器における前記発熱性電子部品の配置された位置から前記温度上昇抑制領域に向かう方向と一致していることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電子機器は、前記壁部材は導電性を有し、前記実装基板に設けられたグランド電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電子機器は、前記カバーにおける前記ツメ部材の設けられた位置と前記温度上昇抑制領域との間に、両者を結ぶ方向とは直交する方向に向かって並ぶように複数の穴が設けられていることを特徴とする。あるいは、前記複数の穴が、前記カバーに千鳥状に設けられていることを特徴とする。そして、前記カバーの前記複数の穴が設けられている位置における、前記ツメ部材の設けられた位置から前記温度上昇抑制領域に向かう方向への断面積が、前記複数の穴の設けられない場合の２／３以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子機器は、前記実装基板における前記発熱性部品の配置された位置と前記温度上昇抑制領域との間に、両者を結ぶ方向とは直交する方向に伸びる１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする。そして、前記１つ以上のスリットの合計の長さが、前記スリットの伸びる方向における前記実装基板の長さの１／３以上であることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することにより、本発明の電子機器においては、発熱性電子部品の熱によって特定の領域（温度上昇抑制領域）の温度が上昇するのを防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の電子機器の外観５面図を示す。図１においては、（ｂ）が平面図、（ａ）と（ｃ）と（ｅ）が側面図、（ｄ）が裏面図である。また、図２に、図１の電子機器のカバーを外した状態における外観３面図を示す。図２においては、（ｃ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ａ）が裏面図である。さらに、図３に、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図を示す。
【００１６】
本発明の電子機器１はチューナとして構成されているものであって、図１、２に示すように、開口部が長尺状になっている金属製の筐体２と、筐体２の開口面と略平行な向きで筐体２の中に収納された実装基板３と、筐体２の一方側および他方側の開口部をそれぞれ覆う金属製のカバー４および５とを備えている。
【００１７】
筐体２は外壁および仕切板となる複数の壁部材が連結されるようにして構成されており、複数の小さな枠状部が集まって大きな１つの枠状部となっている。一部の壁部材は、筐体２の一方の開口部において直角に折り曲げられ、それによって一方の開口部側から見た壁部材の端部の面積が増えるようになっている。壁部材の高さは、外壁となる壁部材に比べて仕切板となる壁部材の方が低くなるように設定されている。
【００１８】
図１や図２における平面図は、筐体２の一方の開口部側から電子機器１を見た図である。なお、図１においては、後述するカバー４、５に設けられる穴や爪部と筐体２の壁部材との位置関係を明確にするために、筐体２の壁部材のみを破線で示している。
【００１９】
実装基板３は、筐体２の開口部の形状よりわずかに小さい長尺状の１枚の配線基板からなり、複数のスリット（図示せず）を備えている。この複数のスリットには、実装基板３の一方主面側から筐体２を構成する一部の壁部材（仕切板用の壁部材）における他方の開口部側の端部が挿入され、半田付けによって固定されている。これによって実装基板３は筐体２の中に収納され、筐体２と一体化されている。そのため、実装基板３の面方向は、筐体２の開口面の面方向と一致することになる。また、実装基板３の一方主面側および他方主面側は筐体２の一方の開口部側および他方の開口部側とそれぞれ一致することになる。そして、筐体２に収納されることによって、実装基板３の一方主面側は、筐体２の複数の壁部材で仕切られた小部屋６ａ〜６ｇに分かれることになる。なお、実装基板３のスリットに挿入された一部の壁部材の端部は、図３からも分かるように実装基板３の他方主面側に突き出ていることになる。
【００２０】
筐体２と実装基板３との固定に際しては、図３に示されるように実装基板３に形成されているグランド電極３ａと筐体２とを半田付けすることによって行われる。図３において符号１０で示されているものがこの場合の半田である。したがって、筐体２は電気的にはグランド電位となる。また、熱的にも筐体２は実装基板３のグランド電極３ａなどと小さい熱抵抗を介して接続されている状態となる。図２（ａ）において、斜線でハッチングされている部分がグランド電極３ａと筐体２との半田付け部で、それに囲まれている部分が実装基板３に設けられたスリットに挿入された壁部材の端部である。なお、図２（ａ）においては、実装基板３の他方主面における配線やグランド電極３ａ以外のグランド電極については記載を省略している。
【００２１】
筐体２の長手方向一方側の側面にはＲＦ信号入力用のコネクタであるＲＦコネクタ７が設けられ、その外周部は筐体２に固定され、中心導体は実装基板３に形成された配線（図示せず）と接続されている。このＲＦコネクタ７がセットに組み込まれた後でユーザーが手を触れる可能性のあるものに相当する。したがって、ＲＦコネクタ７およびその近傍が温度上昇抑制領域ということになる。また、筐体２の幅方向片側の側面には複数のピン端子を備えたコネクタ８が設けられ、各ピン端子は同じく実装基板３に形成された配線（図示せず）と接続されている。そして、筐体２を構成する壁部材のうち、小部屋６ａに面し、しかも筐体２の側面に位置する外壁となる壁部材には、壁部材の高さの約３／４の直径の穴２ａが設けられている。
【００２２】
実装基板３の両面には回路配線（図示せず）が形成されており、主として一方主面側にＩＣ、チップコンデンサ、チップ抵抗、水晶振動子、コイルなどの各種電子部品が搭載されている。電子部品の中には動作時の発熱量の多い発熱性電子部品９ａ、９ｂ、９ｃ等も存在する。このうち、発熱性電子部品９ａは小部屋６ｂに位置し、発熱性電子部品９ｂ、９ｃは小部屋６ａに位置している。図３のＡ−Ａ断面図は、この小部屋６ｂを発熱性電子部品９ａを切断するようにして見た断面図となっている。実装基板３における発熱性電子部品９ａ、９ｂ、９ｃの搭載位置の裏面はほぼ筐体２の壁部材と接続されたものと同じグランド電極３ａで覆われている。
【００２３】
実装基板３の他方主面に形成されたグランド電極３ａは、発熱性電子部品９ａの設けられている位置の裏側に位置する部分からＲＦコネクタ７の接続される端部に向かって連続して形成されているが、その途中で幅狭になるように形成されている。すなわち、グランド電極３ａには幅狭部３ｂが備わっている。
【００２４】
実装基板３の小部屋６ａに相当する部分には、実装基板３の幅方向両側から２つのスリット３ｘ、３ｙが設けられている。スリット３ｘは発熱性電子部品９ｂとＲＦコネクタ７を結ぶ線を遮るように設けられており、スリット３ｙも発熱性電子部品９ｃとＲＦコネクタ７を結ぶ線を遮るように設けられている。２つのスリット３ｘ、３ｙの合計の長さは、実装基板３の幅の約１／２の長さになっている。
【００２５】
カバー４には、５個の切り起こし型のツメ部材４ａと、１０個の直径の大きい穴４ｂと、その他の多数の穴が設けられている。
【００２６】
このうち、ツメ部材４ａは略台形状に形成されている。ツメ部材４ａの台形の下底に相当する付け根部分はカバー４と連続している。ツメ部材４ａは、図３に示すように、その付け根部分を起点として全体が筐体２側（実装基板３側）に向かって曲げられており、台形の上底に相当するツメ部分の先端は実装基板３の一方主面側に突き出ている筐体２の一部の壁部材の端部に当接している。しかも、５個のツメ部材４ａの内の４個は、小部屋６ｂを囲むように設けられている壁部材の端部に当接している。そして、各ツメ部材４ａの付け根から先端に向かう方向、すなわち切り起こし方向は、全て電子機器１における発熱性電子部品９ａの設けられた位置からＲＦコネクタ７が設けられている位置すなわち温度上昇抑制領域に向かう方向と一致している。
【００２７】
また、カバー４における直径の大きい穴４ｂは全て、筐体２の開口部を覆ったときに小部屋６ａの上部に位置するように配置されている。そのため、穴４ｂはカバー４においてツメ部材４ａが設けられた位置と温度上昇抑制領域に近接する位置（図１における左端付近）との間に設けられていることになる。
【００２８】
カバー５にも、６個の切り起こし型のツメ部材５ａと、１０個の直径の大きい穴５ｂと、その他の多数の穴が設けられている。
【００２９】
このうち、ツメ部材５ａは略台形状に形成されている。ツメ部材５ａの台形の下底に相当する付け根部分はカバー５と連続している。ツメ部材５ａは、図３に示すように、その付け根部分を起点として全体が筐体２側（実装基板３側）に向かって曲げられており、台形の上底に相当するツメ部分の先端は実装基板３の他方主面側に突き出ている筐体２の一部の壁部材の端部に当接している。しかも、６個のツメ部材４ａの内の４個は、小部屋６ｂを囲むように設けられている壁部材の端部に当接している。そして、各ツメ部材５ａの付け根から先端に向かう方向は、全て電子機器１における発熱性電子部品９ａの設けられた位置からＲＦコネクタ７が設けられている位置すなわち温度上昇抑制領域（図１における左端付近）に向かう方向と一致している。
【００３０】
また、カバー５における直径の大きい穴５ｂは全て、筐体２の開口部を覆ったときに小部屋６ａの下部に位置するように配置されている。そのため、穴５ｂはカバー５においてツメ部材５ａが設けられた位置と温度上昇抑制領域に近接する位置との間に設けられていることになる。
【００３１】
このように構成された電子機器１においては、まず、筐体２を構成する壁部材の一部が発熱性電子部品９ａを囲んで配置されている。そのため、発熱性電子部品９ａで発生する熱は周囲の壁部材で遮られ、実装基板３上においては広い範囲に広がらない。
【００３２】
そして、これらの壁部材の端部は、そこに当接している切り起こし型のツメ部材４ａおよび５ａを介してカバー４および５にそれぞれ電気的、熱的に接続されている。そのため、発熱性電子部品９ａで発生する熱を効率的にカバー４や５に逃がし、そこから空気中に放熱することができる。
【００３３】
また、これらの壁部材は実装基板３に形成されたグランド電極３ａと電気的、熱的に接続されている。そのため、発熱性電子部品９ａから実装基板３に伝わった熱もグランド電極３ａから壁部材を介してカバー４、５に逃がし、放熱することができる。
【００３４】
また、電子機器１においては、各ツメ部材４ａ、５ａの付け根から先端に向かう方向は、全て電子機器１における発熱性電子部品９ａの設けられた位置からＲＦコネクタ７が設けられている位置すなわち温度上昇抑制領域に向かう方向と一致している。ツメ部材４ａ、５ａにおいては、熱はその先端から付け根に向かって伝わるため、熱の伝わる方向は発熱性電子部品９ａからみればＲＦコネクタ７の方向とは逆方向になる。そのため、発熱性電子部品９ａで発生した熱がカバー４や５を介してＲＦコネクタ７の方へ伝わり、ＲＦコネクタ７の温度が上昇するのを防止する効果がある。
【００３５】
また、カバー４や５においては、ツメ部材４ａや５ａの設けられた位置とＲＦコネクタ７に近接する位置との間に多数の直径の大きい穴４ｂ、５ｂが設けられている。これらの穴４ｂ、５ｂには小部屋６ａの熱を放射させる役割もあるが、ツメ部材４ａや５ａの設けられた位置とＲＦコネクタ７に近接する位置との間におけるカバー４、５の熱抵抗を大きくする役割もある。すなわち、穴４ｂ、５ｂが設けられているために、この位置におけるカバー４や５の幅方向の断面積が、穴が設けられていない場合に比べて約１／２になっている。そのため、ツメ部材４ａや５ａの設けられた位置からＲＦコネクタ７に近接する位置へは熱抵抗が大きくなって熱が伝達しにくくなっている。そのため、発熱性電子部品９ａで発生した熱がカバー４や５を介してＲＦコネクタ７の方へ伝わり、ＲＦコネクタ７の温度が上昇するのを防ぐことができる。
【００３６】
また、小部屋６ａに面し、しかも筐体２の側面に位置する壁部材には、壁部材の高さの約３／４の直径の穴２ａが設けられている。この穴２ａの設けられている位置は、筐体２において発熱性電子部品９ａに近接する位置とＲＦコネクタ７が固定された位置との間に位置する。そのため、両者の間で筐体２の実質的な断面積を減らし、熱抵抗を大きくする働きをしている。その結果、発熱性電子部品９ａに近接する位置からＲＦコネクタ７が配置された位置へ、筐体２を介して熱が移動し、それによってＲＦコネクタ７の温度が上昇するのを防ぐことができる。
【００３７】
また、実装基板３に設けられたスリット３ｘは、発熱性電子部品９ｂとＲＦコネクタ７を結ぶ線を遮るように配置されているため、発熱性電子部品９ｂで発生する熱が実装基板３を介してＲＦコネクタ７に伝わるのを防いでいる。同じく、実装基板３に設けられたスリット３ｙは、発熱性電子部品９ｃとＲＦコネクタ７を結ぶ線を遮るように配置されているため、発熱性電子部品９ｃで発生する熱が実装基板３を介してＲＦコネクタ７に伝わるのを防いでいる。そして、スリット３ｘと３ｙの設けられている位置は、実装基板３における発熱性電子部品９ａの搭載されている位置とＲＦコネクタ７に接続されている位置との間に位置している。しかも、スリット３ｘと３ｙの合計の長さが実装基板３の幅の約１／２の長さになっている。これは、実装基板３の幅方向の断面積が約１／２になっているのに等しく、上述のカバー４、５における穴４ａ、５ａの働きと同様に、熱の伝達を妨げる機能を果たす。そのため、発熱性電子部品９ａで発生する熱が実装基板３を介してＲＦコネクタ７に伝わるのを防ぐことができる。
【００３８】
ところで、一般に実装基板の本体は比較的熱伝導率の低い樹脂で形成されることが多く、逆に電極は熱伝導率の高い金属で形成される。そのため、実装基板３においては熱は大きな電極を介しての方が伝達されやすい。本発明の電子機器１においては、実装基板３の他方主面に形成されたグランド電極３ａには、発熱性電子部品９ａ、９ｂ、９ｃの設けられている位置の裏側に位置する部分とＲＦコネクタ７の接続される端部との間に幅狭部３ｂが備わっている。この部分も上述のカバー４、５における穴４ａ、５ａや実装基板３におけるスリット３ｘ、３ｙの働きと同様に、グランド電極３ａにおいて熱の伝達を妨げる機能を果たす。そのため、発熱性電子部品９ａで発生する熱が実装基板３のグランド電極３ａを介してＲＦコネクタ７に伝わるのを防ぐことができる。
【００３９】
以上のように、本発明の電子機器１においては、発熱性電子部品で発生する熱が温度上昇抑制領域に伝達され、温度上昇抑制領域の温度が上昇するのを、いくつかの手段によって効果的に防ぐことができる。
【００４０】
ここで、図４に、本発明の電子機器に用いるカバーにおいて、穴の配列が上記の実施例とは異なるものの平面図を示す。上記の実施例においては、カバー４における穴４ｂが、カバーの幅方向に２列に整列して並んだものを示している。この場合、２つずつの穴４ｂがカバー４の長手方向に関して直線状に並んでいることになる。それに対して、図４の場合には、カバー４’における穴４ｂ’がカバーの幅方向に千鳥状に設けられている。このように穴４ｂ’を設けることによって、カバー４’の長手方向に関して穴４ｂ’が直線状には並ばないようになる。
【００４１】
このように穴４ｂ’を構成することによって、カバー４’においては、穴４ｂ’の設けられている位置を介してカバー４’の長手方向一方側と他方側との間の熱伝導経路が長くなり、熱抵抗が大きくなる。そのため、発熱性電子部品で発生する熱が温度上昇抑制領域に伝達され、温度上昇抑制領域の温度が上昇するのを、さらに効果的に防ぐことができる。
【００４２】
なお、上記の実施例においては、筐体２やカバー４、５が金属製であるとしたが、導電性を有するものであれば例えば樹脂の表面にメッキを施したものなどでもよく、金属製に限られるものではない。
【００４３】
また、小部屋６ａに面し、しかも筐体２の側面に位置する壁部材に設けた穴２ａの直径を壁部材の高さの約３／４としたが、この直径は壁部材の高さの１／２以上あれば熱伝達抑制の効果を奏することができる。
【００４４】
また、実装基板３の小部屋６ａに相当する部分に幅方向両側から設けたスリット３ｘ、３ｙの合計の長さは、実装基板３の幅の１／３以上あれば熱伝達抑制の効果を奏することができる。
【００４５】
また、カバー４や５における穴４ｂや５ｂが設けられた部分の断面積については、穴の設けられない場合の２／３までであれば強度を不十分にすることなく熱伝達抑制の効果を奏することができる。また、穴の形も丸形に限るものではなく、例えばカバーの略幅方向に伸びるスリット状のものでも構わないものである。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の電子機器においては、発熱性電子部品の周囲の壁部材の端部にカバーに設けたツメ部材を当接させることによって、効果的に放熱を行うことができる。そして、ツメ部材の切り起こし方向を発熱性電子部品の配置された位置から温度上昇抑制領域に向かう方向と一致させることによって、温度上昇抑制領域の温度上昇を抑制することができる。また、発熱性電子部品の配置された位置と温度上昇抑制領域との間において、筐体の壁部材に穴を設けたり、カバーに穴を設けたり、実装基板に両者を結ぶ方向と直交する方向に伸びるスリットを設けたり、実装基板に形成されたグランド電極に幅狭部を設けたりすることによって、さらに温度上昇抑制領域の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子機器の一実施例を示す外観５面図である。
【図２】図１の電子機器のカバーを外した状態における外観３面図である。
【図３】図１の電子機器におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の電子機器におけるカバーの別の実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
１…電子機器
２…筐体
３…実装基板
４、５…カバー
４ａ、５ａ…ツメ部材
４ｂ、５ｂ…穴
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ、６ｇ…小部屋
７…ＲＦコネクタ
８…コネクタ
９ａ、９ｂ、９ｃ…発熱性電子部品

Claims

複数の壁部材で外壁および仕切板を構成してなる枠状の筐体と、該筐体の開口面と平行な向きで前記筐体内に収納された実装基板と、該実装基板に搭載された発熱性電子部品と、前記筐体の開口面を覆うカバーとを備えた電子機器であって、
当該電子機器は温度上昇抑制領域を備え、
前記壁部材の一部は前記発熱性電子部品を囲んで配置されるとともに、前記カバーに切り起こし形状のツメ部材が設けられ、該ツメ部材の先端が前記発熱性電子部品を囲んで配置された壁部材の端部に当接し、前記カバーにおける前記ツメ部材の付け根から先端に向かう方向が、当該電子機器における前記発熱性電子部品の配置された位置から前記温度上昇抑制領域に向かう方向と一致していることを特徴とする電子機器。
前記壁部材は導電性を有し、前記実装基板に設けられたグランド電極と電気的に接続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。
前記カバーにおける前記ツメ部材の設けられた位置と前記温度上昇抑制領域との間に、両者を結ぶ方向とは直交する方向に向かって並ぶように複数の穴が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。
前記複数の穴が、前記カバーに千鳥状に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の電子機器。
前記カバーの前記複数の穴が設けられている位置における、前記ツメ部材の設けられた位置から前記温度上昇抑制領域に向かう方向への断面積が、前記複数の穴の設けられない場合の２／３以下であることを特徴とする、請求項３または４に記載の電子機器。
前記実装基板における前記発熱性部品の配置された位置と前記温度上昇抑制領域との間に、両者を結ぶ方向とは直交する方向に伸びる１つ以上のスリットが設けられていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の電子機器。
前記１つ以上のスリットの合計の長さが、前記スリットの伸びる方向における前記実装基板の長さの１／３以上であることを特徴とする、請求項６に記載の電子機器。