JP4197292B2

JP4197292B2 - 電子装置

Info

Publication number: JP4197292B2
Application number: JP2003411240A
Authority: JP
Inventors: 太比呂鈴木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-10
Filing date: 2003-12-10
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-12-10
Also published as: EP1542521B1; CN1627893A; EP1542521A2; DE602004030988D1; ATE495655T1; CN100471373C; JP2005175103A; EP1542521A3; US7262970B2; US20050128711A1

Description

本発明は、放熱器を備えた電子装置に関するものである。

電子装置においては温度上昇を抑える熱設計が重要であり、熱設計が重要視される電子装置の一つとしてカーオーディオ装置が挙げられる。カーオーディオ装置では、パワーＩＣ等の発熱部品が発する熱を逃がす放熱器が備えられることがある。放熱器は、例えば、アルミニウム製のブロックで構成されており、このブロックが筐体の背後にて発熱部品に接触するように配置される。

また、カーオーディオ装置の筐体に突起を設け、筐体と放熱器を突起部分で点接触させることにより、放熱器から筐体への熱伝達量を低減することも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１１１２７２号公報（第３−４ページ、図１、図３）

しかしながら、上記の従来のカーオーディオ装置では、放熱器と筐体を突起部分で点接触させて熱伝達量の低減を図ってはいるものの、筐体と放熱器を組み合わせるための位置決め構造部分では筐体と放熱器が接続されており、この接続部分からは熱が筐体に伝達してしまう。

この例のように、従来は、アルミブロックのような放熱器を備える場合、組立性の側の要請により放熱器と筐体が接続されており、接続部分から熱が筐体に伝達することが避けられず、この熱伝達が放熱能力を低下させる要因になっている。

これに対して、カーオーディオ装置のような電子装置においては、発熱量が多く、かつ、温度条件が厳しいことから、放熱構造のさらなる改良が求められる。

本発明は、上記背景の下でなされたものであり、その目的は、放熱構造を改良した電子装置を提供することにある。

本発明の電子装置は、筐体と、前記筐体に組み付けられた第一の基板と、前記第一の基板と接続され、発熱部品が実装された第二の基板と、前記発熱部品と接触するように配置された放熱器とを備え、前記第二の基板は前記筐体と前記放熱器の取付部分にて、前記筐体と前記放熱器との間に挟み込まれた構成を有している。

この構成により、筐体と放熱器との間に第二の基板を挟み、第二の基板を筐体と放熱器との間に断熱的に介在させたので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減でき、放熱性能を向上でき、取付部分で筐体と放熱器が基板によって隔離されるので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減できる。

また、本発明の電子装置において、前記放熱器は、前記第二の基板を介して前記筐体と接続された構成を有している。

また、本発明の電子装置は、前記筐体および前記放熱器を形成する面のうち、前記筐体と前記放熱器と前記第二の基板とがそれぞれ組付けられた状態において前記第二の基板と向かい合っている前記筐体の面および前記放熱器の面が前記第二の基板の面と同じ大きさである構成を有している。

また、本発明の電子装置は、前記筐体が、筐体外面から突出した筐体側取付部を備え、前記筐体側取付部に前記第二の基板が取り付けられた構成を有している。

この構成により、第二の基板と筐体に隙間ができるので、筐体への熱伝達をさらに低減できる。

また、本発明の電子装置は、前記放熱器が、放熱器外面から突出した放熱器側取付部を備え、前記放熱器側取付部に前記第二の基板が取り付けられた構成を有している。

この構成により、第二の基板と放熱器に隙間ができるので、筐体への熱伝達をさらに低減できる。

また、本発明の電子装置は、前記第一の基板と前記第二の基板とが、前記第一の基板と前記第二の基板とを所定の組付位置で組み付けるために、前記第一の基板と前記第二の基板の一方に設けられた穴部と、他方に設けられた凸部で構成された組立ガイド構造をそれぞれ備えた構成を有している。

この構成により、組立ガイド構造が第一の基板と第二の基板に設けられるので、組立ガイド部分での熱伝達量も低減でき、これにより、放熱器から筐体への熱伝達量をさらに低減でき、簡単な構成で、第一の基板と第二の基板に組立ガイド構造を設けられる。

また、本発明の別態様の電子装置は、筐体と、発熱部品が実装された基板と、前記発熱部品に接触するように配置された放熱器とを備え、前記基板は前記筐体と前記放熱器の取付部分にて、前記筐体と前記放熱器との間に挟み込まれた構成を有している。

この構成によっても、筐体と放熱器との間に基板を挟み、基板を筐体と放熱器との間に断熱的に介在させたので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減でき、放熱性能を向上できる。

また、本発明の電子装置は、前記放熱器は、前記基板を介して前記筐体と接続された構成を有している。

この構成により、取付部分で筐体と放熱器が基板によって隔離されるので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減できる。この態様では、組立ガイド構造は、放熱器が取り付けられる基板と筐体側の部材に設けられる。組立ガイド構造は、前出の構成と同様に、放熱器が取り付けられる基板と筐体側の基板に設けられてもよいが、本発明はこれに限定されない。例えば、組立ガイド構造は、放熱器が取り付けられる基板と筐体側の筐体壁部に設けられてもよい。

本発明は、筐体と放熱器との間に基板を挟み、基板を筐体と放熱器との間に断熱的に介在させたので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減でき、放熱性能を向上できる。

以下、本発明の実施の形態の電子装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、電子装置がカーオーディオ装置である。

図１は、本発明の実施の形態のカーオーディオ装置を示している。図１において、カーオーディオ装置１０は、筐体（シャーシ）１２と、筐体１２に組み付けられた第一基板１４と、第二基板１６と、第二基板１６と組み付けられる放熱器１８を備える。

筐体１２は、鋼板製であり、箱形の形状を有しており、鋼板を折り曲げることにより形成されている。第一基板１４は樹脂製のプリント基板であって、カーオーディオ装置１０のメインの基板であり、筐体１２内に水平方向に配置されている。図示されないが、第一基板１４には各種の電子部品が搭載されており、また、筐体１２には第一基板１４以外にも各種の部品が備えられている。

第二基板１６も第一基板１４と同様に樹脂製のプリント基板であり、第一基板１４に対して角度をなすように設けられている。より詳細には、第二基板１６は第一基板１４と直角であり、これにより水平面に対しても垂直に立っている。そして、第二基板１６は、筐体１２の背面とほぼ同じ大きさおよび形状を有する。また、第二基板１６には、第一基板１４との接続のためのコネクタ２０が備えられている。図１には示されないが、第一基板１６側の対応する位置にもコネクタが備えられている。

また、第二基板１６には発熱部品２２が実装されている。発熱部品２２は、例えば、パワーＩＣおよびレギュレータである。図１においては、発熱部品２２の本体は第二基板１６で隠れており、発熱部品２２の足部が見えている。第一基板１４がメイン基板であるのに対して、第二基板１６をアンプ基板と呼ぶこともできる。

放熱器１８は、アルミ製のブロックであり、第二基板１６とほぼ同じ大きさおよび形状を有し、第二基板１６と互いに組み付けられている。図示されないが、発熱部品２２が放熱器１８と接触している。

また、筐体１２の側壁２４は部分的に後方に延長されており、延長部分が直角に折り曲げられており、これにより筐体１２に筐体側取付部２６が設けられている。筐体側取付部２６にはねじ穴が設けられている。

また、第一基板１４と第二基板１６は組立ガイド構造２８を備える。組立ガイド構造２８は、第二基板１６を所定の組付位置で第一基板１４と組み合わせるためのガイドとして機能する。組立ガイド構造２８は、第一基板に設けられた凸部３０と第二基板１６に設けられた穴部３２で構成される。凸部３０と穴部３２は同一形状を有する。凸部３０が穴部３２に挿入されることで、第一基板１４と第二基板１６がガイドされ、位置決めされる。

また、組立ガイド構造２８において、凸部３０は略四角形であり、先端部の両側の角３４が斜めに切り落とされており、これによりスムーズに第一基板１４と第二基板１６を組み合わせされる。

図２は、図１のカーオーディオ装置１０の断面図であり、コネクタ２０および発熱部品２２が備えられる部分の構造を示している。

図２において、筐体１２は、筐体本体３６と底蓋３８で構成される。筐体本体３６が箱形形状を有しており、筐体本体３６の下側に第一基板１４が配置されており、第一基板１４は筐体本体３６と底蓋３８で挟まれている。

放熱器１８は、前面４０の略下半部に大きな凹部４２を有する。凹部４２の天井４４には放熱部品２２が接触している。ねじ４６が放熱部品２２の締付穴を通して天井４４のねじ穴に締め付けられており、これにより放熱部品２２が放熱器１８に固定され、接触している。図１に示した２つの放熱部品２２が両方とも図２の接触構造を有する。

また、発熱部品２２の足部４８が第二基板１６の貫通穴に通され、第二基板１６にはんだ付けされている。これにより前述のように発熱部品２２が第二基板１６に実装されている。

また、第二基板１６の下方にはコネクタ２０が備えられている。一方、第一基板１４も、コネクタ２０と対応する位置に筐体側のコネクタ５０を備えている。コネクタ２０とコネクタ５０が接続され、これにより第一基板１４と第二基板１６が電気的に接続されている。

次に、図３は、図１のカーオーディオ装置１０の別の場所の断面図であり、筐体１２と放熱器１８の取付部分の構造を示している。カーオーディオ装置１０は、左右の両端部付近に図３の構造を有する。

図３において、放熱器１８は、前面４０の上方に放熱器側取付部５２を有する。放熱器側取付部５２は、前面４０から突出するボスであり、取付面にねじ穴が設けられている。第二の基板１６は、放熱器側取付部５２に対応する位置に締付穴５４を有している。ねじ５６が締付穴５４を通して放熱器側取付部５２に締め付けられており、これにより第二基板１６と放熱器１８が互いに組み付けられている。そして、放熱器側取付部５２が放熱器１８の前面４０から突出しており、放熱器取付部５２の取付面が前面４０より基板の方に高く設けられており、これにより第二基板１６と放熱器１８との間に隙間が形成されている。

また、放熱器１８は、放熱器側取付部５２の下側に位置決め突起５８を有し、第二基板１６は、位置決め突起５８に対応する位置に位置決め穴６０を有する。位置決め穴６０に位置決め突起５８が挿入されており、これにより第二基板１６と放熱器１８が位置合わせされている。

また、放熱器１８は、筐体側取付部２６のねじ穴と対応する位置に締付穴６２を有する。放熱器１８の背面６４には凹部６６が設けられ、凹部６６の底が前面４０の近くまで達しており、凹部６６の底にて締付穴６２が放熱器１８を貫通している。

さらに、第二基板１６も、上記の筐体側取付部２６と締付穴６２に対応する位置に締付穴６８を有する。そして、ねじ７０が締付穴６２および締付穴６８に通されて筐体側取付部２６に締め付けられる。これにより、第二基板１６を挟んだ状態で筐体１２と放熱器１８が固定されている。

また、筐体１２の筐体側取付部２６は、既に説明したように、筐体１２の側壁後方の延長部分を折り曲げることに形成されている。筐体側取付部２６は、筐体１２の背面７２から突出しており、筐体側取付部５２の取付面が背面７２より基板の方に高く設けられており、これにより第二基板１６と筐体１２との間に隙間が形成されている。なお、図示されないが、第二基板１６と放熱器１８の隙間を確保するための突起等の構成がねじ７０の周囲に好適に設けられる。

また、筐体１２の筐体本体３６は下端で折り曲げられており、折曲部分に基板取付部７４が備えられている。ねじ７６が、第一基板１４の締付穴を通して基板取付部７４のねじ穴に締め付けられており、これにより第一基板１４が筐体本体３６に固定されている。図示されないが、第一基板１４は他の場所でも筐体本体３６に固定されている。また、図示されないが、底蓋３８も筐体本体３６にねじで固定されている。

次に、図４は、図１のカーオーディオ装置１０の別の場所の断面図であり、組立ガイド構造２８の部分を示している。

図４に示すように、組立ガイド構造２８は、第一基板１４の凸部３０と第二基板１６の穴部３２で構成されている。凸部３０が穴部３２挿入されており、これにより凸部３０が第二基板１６を貫通して後方に突き出しており、凸部３０の先端は、放熱器１８の凹部４２の内部まで達している。そして、凸部３０と穴部３２により第二基板１６と第一基板１４が位置決めされている。

また、放熱器１８の凹部４２は、カーオーディオ装置１０の左右方向には、図２の発熱部品２２および図４の組立ガイド構造２８の凸部３０を収容するのに十分な大きさを有する。

次に、上述したカーオーディオ装置１０の組立順序の例を説明する。まず、第一基板１４および他の各種内蔵部品が筐体１２に組み付けられる。筐体本体３６に第一基板１４がねじ７４で取り付けられ、さらに筐体本体３６に底蓋３８が取り付けられ、これにより第一基板１４が本体３６と底蓋３８の間に配置される。

一方で、第二基板１６と放熱器１８が組み合わされる。まず、放熱器１８の凹部４２の天井４４にねじ４６で発熱部品２２が取り付けられる。そして、放熱器１８の２箇所の位置決め突起５８が、第二基板１６の２箇所の位置決め穴６０に通され、第二基板１６と放熱器１８が位置合わせされる。このとき、放熱器１８に取り付けられた発熱部品２２の足部４８が第二基板１６の取付穴を貫通する。足部４８が第二基板１６にはんだ付けされ、これにより発熱部品２２が第二基板１６に実装される。

そして、ねじ５６が、第二基板１６の締付穴５４を通して放熱器１８の放熱器側取付部５２に締め付けられ、これにより第二基板１６と放熱器１８が組み付けられる。熱器側取付部５２が放熱器１８の前面４０から突出しているので、第二基板１６と放熱器１８の間には、突出高さに応じた隙間ができる。

次に、放熱器１８が第二基板１６に取り付けられた状態で、組立ガイド構造２８を利用して、第二基板１６が第一基板１４に取り付けられる。第一基板１４の凸部３０が放熱器１８の穴部３２に挿入される。凸部３０の角３４が斜めに切り落とされており、これにより凸部３０が穴部３２へスムーズに挿入される。第一基板１４の縁が第二基板１６に突き当たるまで凸部３０が穴部３２に挿入され、これにより第一基板１４と第二基板１６が所定の組付位置へと位置合わせされる。このとき、第二基板１６のコネクタ２０と第一基板１４のコネクタ５０も接続される。

次に、２本のねじ７０が、放熱器１８の背面６４の凹部６６から挿入され、放熱器１８の締付穴６２および第二基板１６の締付穴６８に通され、筐体１２の筐体側取付部２６に締め付けられる。これにより、第二基板１６を挟んだ状態で筐体１２と放熱器１８が固定される。このとき、筐体側取付部２６が筐体１２の背面７２から突出しているので、第二基板１６と筐体１２との間に隙間ができる。

以上により、筐体１２、第一基板１４、第二基板１６および放熱器１８が互いに組み付けられる。

次に、本実施の形態のカーオーディオ装置１０の放熱作用について説明する。カーオーディオ装置１０が使用されると、発熱部品２２が熱を発し、この熱は放熱器１８に伝わる。放熱器１８は、第二基板１６を介して筐体１２と接続されており、放熱器１８と筐体１２は直接接触していない。そして、第二基板１６は通常の基板と同じく断熱性が高い。また、第二基板１６は筐体１２からも放熱器１８からも離間している。また、組立ガイド構造２８においても、接触するのは基板同士であり、放熱器１８と筐体１２は直接接触していない。したがって、放熱器１８から筐体１２への熱伝達が少なく抑えられ、発熱部品２２の熱は専ら放熱器１８から外部へと放出される。

以上に説明したように、本実施の形態によれば、筐体と放熱器との間に第二の基板を挟み、第二の基板を筐体と放熱器との間に断熱的に介在させたので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減でき、放熱性能を向上できる。

ここで、樹脂製基板の例に見られるように、電気回路用基板は一般に熱伝達率が小さく、断熱性が高い。本実施の形態は、断熱性が高いという基板の特性に着目し、基板の適当な配置によって基板の断熱性を活用し、これにより比較的簡単な構造と少ない部品で筐体への熱伝達量を低減している。

また、本実施の形態では、筐体と放熱器の取付部分にて第二の基板を挟み込んでおり、取付部分で筐体と放熱器が基板によって隔離されるので、放熱器から筐体への熱伝達量を低減できている。

また、筐体と放熱器の締付部分にて、上述のように、筐体から突出する筐体側取付部に第二の基板が取り付けられており、第二の基板と筐体との間に隙間ができるので、筐体への熱伝達量をさらに低減できる。

さらに、筐体と放熱器の締付部分では、放熱器から突出する放熱器側取付部に第二基板が取り付けられており、第二基板と放熱器との間にも隙間ができるので、放熱器から筐体への熱伝達量が一層低減されている。また、放熱器側取付部と筐体側取付部がずれており、異なる位置に設けられているので、さらに熱伝達量を低減できる。

また、本実施の形態では、組立ガイド構造が第一の基板と第二の基板に設けられている。第一の基板が筐体に組み付けられており、また、第二の基板に放熱器が組み付けられており、したがって、筐体と放熱器も上記の組立ガイド構造を利用して所定の配置で組み合わされることになる。組立ガイド構造部分でも断熱性の高い基板同士が接触しているので、組立ガイド構造を通る熱伝達量を低減でき、筐体へ伝わる熱伝達量を低減できる。筐体に放熱器が直接接触する従来のガイド構造と比べて、筐体への熱伝達量を大幅に低減できる。

また、本実施の形態では、組立ガイド構造が第一の基板の凸部と第二の基板の穴部で構成されており、簡単な構成で両基板にガイド構造を設けられる。元々接続される両基板に凸部と凹部を備えるという簡単な構成により、両基板で組立をガイドすることができ、熱伝達量の低減効果が得られる。

なお、上記の実施の形態の変形例として、第一の基板に穴部が設けられ、第二の基板に凸部が備えられてもよい。また、穴部と凸部以外の組立ガイド構造が設けられてもよい。

また、第一の基板および第二の基板の一方または両方は樹脂製でなくてもよく、例えば、ガラス基板でもよい。

また、上述の実施の形態では、筐体側の取付部が、筐体の鋼板を折り曲げることで形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、筐体側の取付部は、プレス成形されたボスであってもよい。同様に、放熱器側の取付部の構造も上記の実施の形態に限定されなくてよい。

また、筐体側では、第一の基板以外の部材にガイド構造が設けられてもよい。例えば、筐体の壁部に後方への凸部が設けられ、この凸部が第二の基板の穴部に挿入される。この構成でも、筐体と放熱器がガイド構造で直接接触せず、熱伝達量の低減効果が得られる。ただし、上述の２つの基板を使う組立ガイド構造は、元々接続される両基板にガイド構造を設けており、簡単な構成で組立ガイド構造を実現できる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

以上のように、本発明にかかる電子装置は、放熱性能を向上できるという効果を有し、カーオーディオ装置等として有用である。

本発明の実施の形態におけるカーオーディオ装置の分解斜視図本発明の実施の形態におけるカーオーディオ装置の断面図本発明の実施の形態におけるカーオーディオ装置の断面図本発明の実施の形態におけるカーオーディオ装置の断面図

符号の説明

１０カーオーディオ装置
１２筐体
１４第一基板
１６第二基板
１８放熱器
２０コネクタ
２２発熱部品
２８組立ガイド構造
３０凸部
３２穴部

Claims

筐体と、
前記筐体に組み付けられた第一の基板と、
前記第一の基板と接続され、発熱部品が実装された第二の基板と、
前記発熱部品と接触するように配置された放熱器とを備え、
前記第二の基板は前記筐体と前記放熱器の取付部分にて、前記筐体と前記放熱器との間に挟み込まれたことを特徴とする電子装置。
前記放熱器は、前記第二の基板を介して前記筐体と接続されたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記筐体および前記放熱器を形成する面のうち、前記筐体と前記放熱器と前記第二の基板とがそれぞれ組付けられた状態において前記第二の基板と向かい合っている前記筐体の面および前記放熱器の面が前記第二の基板の面と同じ大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子装置。
前記筐体は、筐体外面から突出した筐体側取付部を備え、前記筐体側取付部に前記第二の基板が取り付けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
前記放熱器は、放熱器外面から突出した放熱器側取付部を備え、前記放熱器側取付部に前記第二の基板が取り付けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の電子装置。
前記第一の基板と前記第二の基板とが、前記第一の基板と前記第二の基板とを所定の組付位置で組み付けるために、前記第一の基板と前記第二の基板の一方に設けられた穴部と、他方に設けられた凸部で構成された組立ガイド構造をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の電子装置。
筐体と、
発熱部品が実装された基板と、
前記発熱部品に接触するように配置された放熱器とを備え、
前記基板は前記筐体と前記放熱器の取付部分にて、前記筐体と前記放熱器との間に挟み込まれたことを特徴とする電子装置。
前記放熱器は、前記基板を介して前記筐体と接続されたことを特徴とする請求項７に記載の電子装置。