JP4762946B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、放熱構造を有する電子機器に関するものである。

従来の放熱構造を有する電子機器として、特許文献１に示す電子機器では、基板上に設置された１つ又は複数の発熱性電子部品とヒートシンクとの間に熱伝導スペーサを有し、この熱伝導スペーサ上の予め決められた位置に、発熱性電子部品に密接させるべきそれぞれ予め決められた形状と厚みとを有する複数の熱伝導用シート（放熱シート）が取り付けられている。
しかし、放熱シートの厚さが一定ではないため、複数の厚みの異なる放熱シートを用意しなければならず、放熱シートの単位面積あたりの熱抵抗がまちまちであるため放熱性能にむらが出てしまい、また放熱シートの厚みを取り違えて取り付ける可能性があった。

また特許文献２に示す電子機器では、高さの異なる複数個の半導体素子とヒートシンクとの間に配置した熱伝導性ラバーを、半導体素子の高低差を調整する緩衝材として機能させるのではなく、発熱部品の形状に応じて基板に曲げを施して、表面上に高さの異なる複数個の発熱部品を搭載することにより、発熱部品の高低差は基板の曲げによって調整されるので、一定の厚さの放熱シートを用いて発熱部品の上面とヒートシンクの底面を密接させている。

特開平１１−８７５７８号公報（要約） 特開２００１−１９６７７５号公報（段落０００８）

従来の電子機器は以上のように構成され、放熱性能にむらや放熱シートの取り違えをなくすために一定の厚みの放熱シートを用いる必要があり、一定の厚みの放熱シートを用いるために、発熱部品の形状に応じて曲げることができる高価な材料からなる基板を使用する必要が生じ、コストが高くなってしまうという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、一定の厚みの放熱シートを用いることで放熱性能にむらや放熱シートの取り違えをなくすとともに、高価な材料からなる基板を用いずにコストを抑えることができる電子機器を得ることを目的とする。

この発明に係る電子機器は、基板に固定されている第１の電気部品と、上記基板に固定され、上記第１の電気部品より高い高さを有する第２の電気部品と、上記第１の電気部品と接して上記第１の電気部品から発生する熱を伝導する第１の放熱シートと、上記第１の放熱シートと略同じ厚さを有し、上記第２の電気部品と接して上記第２の電気部品から発生する熱を伝導する第２の放熱シートと、上記基板を収容するシャーシと、上記シャーシに固定され、上記第１の電気部品と上記第２の電気部品との高さの差と略等しい厚さ及び上記第２の放熱シートが貫通する穴を有する熱伝導具とを備え、上記第１の放熱シートは上記熱伝導具の一部に接し、上記第１の放熱シートに伝導された熱は上記熱伝導具を介して上記シャーシに伝導され、上記第２の放熱シートは上記穴を貫通して上記シャーシの一部に接し、上記第２の放熱シートに伝導された熱は上記第２の放熱シートから直接上記シャーシに伝導されるものである。

この発明によれば、一定の厚みの放熱シートを用いることで放熱性能にむらや放熱シートの取り違えをなくすとともに、高価な材料からなる基板を用いないためコストを抑えることができるという効果を奏する。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による電子機器１の断面図である。
電子機器１は、図１に示すように、基板２と、金属製シャーシ３と、基板支持金具４と、放熱シート５と、カバー６と、電気部品１１（第２の電気部品）と、電気部品１２（第１の電気部品）により構成されている。

図２はこの発明の実施の形態１による基板支持金具４の斜視図であり、基板支持金具４は、密着部４１と、切り欠き４２と、穴４３とにより構成されている。

ここで、基板２は電気部品１１等を実装した基板であり、電気部品１１は基板２に固定されているものであり、電気部品１２も基板２に固定され電気部品１１よりも高さが低い部品であり、放熱シート５は電気部品１１や電気部品１２と接し、電気部品１１や電気部品１２に用いる放熱シート５は同じ厚さを有し、電気部品１１や電気部品１２から発生する熱を伝導するものであり、基板支持金具４は基板２を支持し放熱シート５に伝導された熱を金属製シャーシ３に伝導するものであり、金属製シャーシ３は基板支持金具４を固定し基板支持金具４から伝導した熱を放出するものであり、カバー６は基板２等を覆うものである。

基板支持金具４の板厚は電気部品１１及び電気部品１２の高さの差とほぼ等しいものを選定し、図２に示すように、切り欠き４２は電気部品１２に対応するように、穴４３は電気部品１１に対応する位置に設ける。

図３はこの発明の実施の形態１による金属製シャーシ３に基板支持金具４を取り付けた状態の斜視図である。
図３に示すように、金属製シャーシ３と基板支持金具４を溶接等で密着させると、金属製シャーシ面３１と基板支持金具４の密着部４１との穴４３における段差３２が、電気部品１１及び電気部品１２の高さの差とほぼ等しく形成される。放熱シート５は、電気部品１１に密着させる場合は段差３２のある穴４３に合わせて金属製シャーシ面３１に取付けられ、電気部品１２に密着させる場合は切り欠き４２に合わせて基板支持金具４の密着部４１に取付けられる。基板２を基板支持金具４にネジ等で固定すると、放熱シート５は２種類の電気部品１１及び電気部品１２に密着し、電気部品１１及び電気部品１２から基板支持金具４または金属製シャーシ３への放熱を促進する。

以上のように、実施の形態１によれば、電子機器１は、基板２に固定されている電気部品１２と、電気部品１２と接し、基板２に固定されている電気部品１１と接しているものと同じ厚さを有し、電気部品１２から発生する熱を伝導する放熱シート５と、放熱シート５に伝導された熱を金属製シャーシ３に伝導する基板支持金具４とを備えることにより、一定の厚みの放熱シート５を用いることで放熱性能にむらや放熱シート５の取り違えをなくすとともに、高価な材料からなる基板２を用いないためコストを抑えることができるという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、電気部品１１に接している放熱シート５に伝導された熱を基板支持金具４に形成された穴を通じて金属製シャーシ３に伝導させた場合でも、一定の厚みの放熱シート５を用意すれば良く、放熱シート５の単位面積あたりの熱抵抗が一定で放熱性能にむらが無いこと、放熱シート５のコストが安いこと、かつ放熱シート５の厚みを間違える可能性がないという効果を奏し、また基板支持金具４は板金製で特別な材質を用意しなくても曲げ加工できるため、基板２に曲げを設けるよりもコストが安いという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、放熱シート５の位置決めは基板支持金具４の切り欠き４２や穴４３を用いることができるため、放熱シート５の取付けに手間が掛からず、かつ放熱シート５の位置をずれにくくすることができるという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、基板支持金具４が放熱の役割を持っているため、放熱シート５、電気部品１１、電気部品１２以外の主要部品は基板２、金属製シャーシ３、基板支持金具４の３部品のみであり、部品コストが安いこと、部品点数が少ないために取付けに手間が掛からないという効果を奏する。

また実施の形態１によれば、電気部品１２の発熱が基板支持金具４で拡散されるため、電気部品１２からの熱を、基板支持金具４を介さずに放熱するよりも金属製シャーシ３の温度を均等化し最高温度を抑えられるという効果を奏する。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による電子機器１の断面図であり、電子機器１は、図４に示すように、基板２と、金属製シャーシ３と、基板支持金具４と、放熱シート５と、カバー６と、電気部品１１と、電気部品１２と、電気部品１３とにより構成され、基板支持金具４は穴４３と放熱シート取付け面４４を有する。
実施の形態１と異なる点は、電気部品１２よりも低い極低の電気部品１３を追加し、電気部品１３の高さおよび端部の位置に対応して基板支持金具４に曲げ加工等により電気部品１３に密着させるための放熱シート取付け面４４を追加したことであり、その他の構成は実施の形態１と同様である。また放熱シート取付け面４４は電気部品１２と電気部品１３との高さの差と同じ高さである。

金属製シャーシ３と基板支持金具４を溶接等で固定し、電気部品１１の端部に対応した金属製シャーシ面３１に一定の厚さの放熱シート５を取付け、電気部品１２の端部に対応した基板支持金具４の密着部４１に放熱シート５を取付け、電気部品１３の端部に対応した放熱シート取付け面４４に放熱シート５を取付ける。基板２を基板支持金具４にネジ等で固定すると放熱シート５は、３種類の高さの電気部品１１，１２，１３に密着し、各電気部品１１，１２，１３から金属製シャーシ３または基板支持金具４への放熱を促進する。

以上のように、実施の形態２によれば、電気部品１２と電気部品１３との高さの差と同じ高さの放熱シート取付け面４４を有する基板支持金具４を備えることにより、一定の厚みの放熱シート５を用いることで放熱性能にむらや放熱シート５の取り違えをなくすとともに、高価な材料からなる基板２を用いないためコストを抑えることができるという効果を奏する。

また実施の形態２によれば、電気部品の高さの差が基板支持金具４の板厚より大きい場合や電気部品の高さが３種類以上ある場合でも電気部品と放熱シート５を密着させるために一定の厚みの放熱シート５を用意すれば良く、実施の形態１よりも高さの差が大きい電気部品を使用できるという効果を奏する。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による電子機器１の断面図であり、電子機器１は、図５に示すように、基板２と、金属製シャーシ３と、基板支持金具４と、放熱シート５と、カバー６と、電気部品１１と、電気部品１２と、電気部品１３により構成され、基板支持金具４は放熱シート取付け面４４，４５と脚部４６を有し、金属製シャーシ３と基板支持金具４の間に空間部４７を設けた。

実施の形態２と異なる点は、基板支持金具４の一部（脚部４６）を金属製シャーシ３に支持して、曲げ加工等により基板支持金具４と金属製シャーシ３との間に空間部４７を形成したことと、電気部品１１と電気部品１２との高さの差と同じ高さである放熱シート取付け面４５を有したことである。

金属製シャーシ３と基板支持金具４を溶接等で固定し、放熱シート５を基板支持金具４の密着部４１や放熱シート取付け面４４，４５に取付ける。基板２を基板支持金具４にネジ等で固定すると放熱シート５は、複数の高さの電気部品１１，１２，１３に密着し、基板支持金具４が金属製シャーシ３との間に空間部４７を設けているので、基板支持金具４及び金属製シャーシ３の密着面を小さくなり、電気部品１１，１２，１３から基板支持金具４及び空間部４７を介して金属製シャーシ３に伝導することにより、実施の形態１、２よりも金属製シャーシ３の温度を下げられる。

以上のように、実施の形態３によれば、電子機器１は、基板支持金具４の脚部４６を金属製シャーシ３に支持し、基板支持金具４と金属製シャーシ３との間に空間部４７を形成したことにより、実施の形態２と同様の効果を奏し、また、電気部品１１，１２，１３と金属製シャーシ３との間に距離を持たせ、電気部品１１，１２，１３の熱が直接金属製シャーシ３に伝達されることがないため、実施の形態１、２よりも金属製シャーシ３の温度を下げられるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１による電子機器の断面図である。 この発明の実施の形態１による基板支持金具の斜視図である。 この発明の実施の形態１による金属製シャーシに基板支持金具を取り付けた状態の斜視図である。 この発明の実施の形態２による電子機器の断面図である。 この発明の実施の形態３による電子機器の断面図である。

符号の説明

１ 電子機器、２ 基板、３ 金属製シャーシ、４ 基板支持金具、５ 放熱シート、６ カバー、１１，１２，１３ 電気部品、３１ 金属製シャーシ面、３２ 段差、４１ 密着部、４２ 切り欠き、４３ 穴、４４，４５ 放熱シート取付け面、４６ 脚部、４７ 空間部。

Claims (5)

1. 基板に固定されている第１の電気部品と、
   上記基板に固定され、上記第１の電気部品より高い高さを有する第２の電気部品と、
   上記第１の電気部品と接して上記第１の電気部品から発生する熱を伝導する第１の放熱シートと、
   上記第１の放熱シートと略同じ厚さを有し、上記第２の電気部品と接して上記第２の電気部品から発生する熱を伝導する第２の放熱シートと、
   上記基板を収容するシャーシと、
   上記シャーシに固定され、上記第１の電気部品と上記第２の電気部品との高さの差と略等しい厚さ及び上記第２の放熱シートが貫通する穴を有する熱伝導具とを備え、
   上記第１の放熱シートは上記熱伝導具の一部に接し、上記第１の放熱シートに伝導された熱は上記熱伝導具を介して上記シャーシに伝導され、
   上記第２の放熱シートは上記穴を貫通して上記シャーシの一部に接し、上記第２の放熱シートに伝導された熱は上記第２の放熱シートから直接上記シャーシに伝導されることを特徴とする電子機器。
2. 上記基板に固定され、上記第１の電気部品と異なる高さを有する第３の電気部品と、
   上記第１の放熱シートと略同じ厚さを有し、上記第３の電気部品と接して上記第３の電気部品から発生する熱を伝導する第３の放熱シートとをさらに備え、
   上記熱伝導具は、上記第３の放熱シートを取り付ける取り付け部をさらに有し、
   上記シャーシに対する上記取り付け部と上記第１の放熱シートが接する上記熱伝導具の一部との高さの差は、上記第１の電気部品と上記第３の電気部品との高さの差と略等しく、
   上記第３の放熱シートは上記取り付け部に接し、上記第３の放熱シートに伝導された熱は上記取り付け部及び上記熱伝導具を介して上記シャーシに伝導されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 基板に固定されている第１の電気部品と、
   上記基板に固定され、上記第１の電気部品より低い高さを有する第２の電気部品と、
   上記第１の電気部品と接して上記第１の電気部品から発生する熱を伝導する第１の放熱シートと、
   上記第１の放熱シートと略同じ厚さを有し、上記第２の電気部品と接して上記第２の電気部品から発生する熱を伝導する第２の放熱シートと、
   上記基板を収容するシャーシと、
   上記シャーシに固定され、上記第１の放熱シートが貫通する穴及び上記第２の放熱シートを取り付ける取り付け部を有する熱伝導具とを備え、
   上記シャーシに対する上記取り付け部の高さは、上記第１の電気部品と上記第２の電気部品との高さの差と略等しく、
   上記第２の放熱シートは上記取り付け部に接し、上記第２の放熱シートに伝導された熱は上記取り付け部及び上記熱伝導具を介して上記シャーシに伝導され、
   上記第１の放熱シートは上記穴を貫通して上記シャーシの一部に接し、上記第１の放熱シートに伝導された熱は上記第１の放熱シートから直接上記シャーシに伝導されることを特徴とする電子機器。
4. 上記熱伝導具は、
   上記基板を支持する基板支持部をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電子機器。
5. 上記熱伝導具の一部を上記シャーシに支持し、上記熱伝導具と上記シャーシとの間に空間を形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電子機器。

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