JP4829276B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、例えば電源ユニットの搭載される放送用送信機等の電子機器に係り、特に、その放熱構造に関する。

一般に、電子機器は、発熱体が搭載されており、その駆動に伴い多量の熱を発生するために、放熱器を用いて発熱体を熱制御することにより、所望の性能特性を得る放熱構造が採用されている。このような放熱器は、熱結合部に放熱フィンが所定の間隔に立設され、その熱結合部に、例えば基板ユニットに実装された発熱体からの熱量が熱輸送されると、その放熱フィンから放熱されて、発熱体を所望の温度に熱制御する。

ところで、最近の電子機器においては、発熱体である電源ユニットの大容量化や、基板ユニットに実装された電子部品の性能の高性能化により、それぞれの発熱量も増加されており、その熱制御が重要な課題の一つとなっている。このような発熱量の増加された電源ユニットや基板ユニットの複数の発熱体の熱制御を行うには、それぞれ放熱器を用いて放熱する構成をとることで、効率的な熱制御を実現することが可能となるが、機器筐体が大形となるという問題を有する。

そこで、複数の発熱体の熱制御を行う放熱実装構造としては、例えば両面実装型の放熱器の両面にパワートランジスタを熱的に結合させて配置して、この各パワートランジスタを放熱器の放熱フィンを挟んで対向配置した印刷配線基板と電気的に接続配置し、その放熱器の両面に配した各パワートランジスタの熱制御を、同時に行うように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−３７３８７号公報

しかしながら、上記放熱実装構造では、その構成上、放熱器及び印刷配線基板を機器筐体内に所望の耐震強度を有して組付け配置するような場合、その支持構造が複雑となるため、大形となるという問題を有する。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、小形化を確保したうえで、高効率な熱制御を実現し得、且つ、耐震性に優れた堅牢な取付け配置を実現し得るようにした電子機器を提供することを目的とする。

この発明は、空気取入口及び空気排気口が設けられた機器筐体と、この機器筐体に収容配置される電源ユニットと、この電源ユニットが支持されるものであって、前記電源ユニットの周囲における前記機器筐体の底面の３側部に対応して、該機器筐体の底面に固定される複数の脚部が突出されて設けられた熱伝導部材と、放熱フィンを挟んで熱結合部が設けられ、該熱結合部の一方が前記熱伝導部材上に熱的に結合される前記機器筐体の側面部に支持された放熱器と、この放熱器の熱結合部の他方に熱的に結合されて配置され、前記機器筐体内に収容配置された基板ユニットとを備えて電子機器を構成した。

上記構成によれば、熱伝導部材は、電源ユニットを支持して、その脚部が機器筐体の底面に取付けられ、その上に放熱器の熱結合部の一方が熱的に結合される。そして、この放熱器は、機器筐体の側壁面に取付けられて支持されると共に、その熱結合部の他方に対して基板ユニットが熱的に結合されて取付けられ、該基板ユニットからの熱及び熱伝導部材を介して移送される電源ユニットの熱の双方から移送される熱を、放熱フィンから放熱して熱制御を実行する。

これにより、配置スペースの有効利用が可能となり、機器筐体の小形化を確保したうえで、放熱器の堅牢な取付けが実現されて、所望の耐震強度を確保することができ、しかも、この放熱器を用いて収容した電源ユニット及び基板ユニットの高効率な熱制御を実現することができる。

以上述べたように、この発明によれば、小形化を確保したうえで、高効率な熱制御を実現し得、且つ、耐震性に優れた堅牢な取付け配置を実現し得るようにした電子機器を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１乃至図３は、この発明の一実施の形態に係る電子機器を示すもので、図１は、機器筐体１０の上面側パネルを外して上面側から見た状態を示し、図２は、機器筐体１０から前面側パネルを取外して前面側から見た状態を示し、図３は、機器筐体１０を背面側から見た状態を示す。

即ち、機器筐体１０は、いわゆるバスタブ型と称され、凹状の筐体本体１１と該筐体本体１１の開口側に被着されるカバー部１２で形成されている（図２参照）。この筐体本体１１には、後述するように積重配置される電源ユニット１３、放熱器１４及び基板ユニット１５と共に、フィルタ等の電子部品ユニット１６が並設されて収容配置される（図１及び図４参照）。

上記電源ユニット１３は、例えばアルミニウム等の金属材料で形成された略矩形状の熱伝導部材１７に熱的に結合されて組付けられる。この熱伝導部材１７には、少なくとも周壁の３辺、例えば機器筐体１０の前面、背面及び一方の側面側の３側部に対応して固定用の複数の脚部１７１が所定の間隔を有して脚状に突出されて設けられる。そして、この熱伝導部材１７は、その複数の脚部１７１が、機器筐体１０の筐体本体１１の一方の側面に近接されて筐体本体１１の底面に載置されて、例えば図示しない螺子を用いて螺着されて取付けられる。

このように熱伝導部材１７を、その複数の脚部１７１を筐体本体１１の底面に取付けて、該熱伝導部材１７を介して電源ユニット１３、放熱器１４及び基板ユニット１５を機器筐体１０内に収容していることにより、機器筐体１０は、その筐体本体１１の底面面積を最小限に保つことができ、しかも、所望の耐震強度を有して電源ユニット１３、放熱器１４及び基板ユニット１５を収容配置することができる。

そして、この熱伝導部材１７上には、上記放熱器１４が熱的に結合されて取付けられる。この放熱器１４は、放熱フィン１４１が熱結合部１４２で挟装された、いわゆる両面構造を有する。そして、この放熱器１４は、その熱結合部１４２の一方が上記熱伝導部材１７に熱的に結合されると共に、この熱結合部１４２間に筐体本体１１に設けられた遮風・固定用の枠状の取付部１１１が挿入され（図５参照）、該取付部１１１に対して、例えば図示しない螺子を用いて螺着されて取付けられる。この取付部１１１は、放熱器１４の支持機能と共に、放熱器１４と筐体本体１１の側壁との間に空気が流れるのを遮断する遮風機能を有する。

このようにして、放熱器１４は、熱伝導部材１７及び筐体本体１１の側壁面に取付部１１１を介して支持されて機器筐体１０内に所望の耐震強度を有して収容配置される。この放熱器１４の支持支点は、重心となる電源ユニット１３より上となることで、確実にして強固に取付け配置することができる。そして、この放熱器１４は、その熱結合部１４２の面積が、熱伝導部材１７の載置面積より小さく、且つ、基板ユニット１５と略同等の形状に設定することで、その小形・軽量化されている。

また、上記機器筐体１０の筐体本体１１には、その前面側パネルに空気取入口１１２が設けられ、その背面側パネルに空気排気口１１３（図３参照）が設けられる。そして、空気取入口１１２と上記熱伝導部材１７及び放熱器１４の間には、送風用ダクト１８が設けられ、空気取入口１１２を通して取り込まれた空気が、該送風用ダクト１８に案内されて上記熱伝導部材１７に支持された電源ユニット１３及び放熱器１４の放熱フィン１４１に案内される。

さらに、上記空気取入口１１２及び空気排出口１１３には、空気強制循環手段を構成する冷却ファン１９，２０がそれぞれ取付けられる。これにより、冷却ファン１８は、外気を取り込んで送風用ダクト１８を介して機器筐体１０内に強制的に供給し、この機器筐体１０内に導かれた空気が、冷却ファン２０により、筐体本体１１の空気排出口１１３から機器筐体１０の外に強制的に排出される。この機器筐体１１内に導かれた空気は、電源ユニット１３及び放熱器１４の放熱フィン１４１間を通って、周囲の熱を奪って外部に排熱する。

上記構成において、機器筐体１０は、筐体本体１１の底面積を、例えば電源ユニット１３の設置面積が約８０％を占め、電子部品ユニット１６の設置面積が約２０％を占めるように電源ユニット１３及び電子部品ユニット２０の設置面積と略同程度の形状寸法に設定される。この筐体本体１１には、その底面に電源ユニット１３を支持した熱伝導部材１７が、その脚部１７１を利用して取付けられて収容される。

この熱伝導部材１７上には、筐体本体１１の側壁面の取付部１１１に支持された放熱器１４が、その熱結合部１４２の一方を熱的に結合させて積重配置される。そして、この放熱器１４の熱結合部１４２の他方には、基板ユニット１５が積重されて熱的に結合されて配置される。

また、上記筐体本体１１には、積重配置された電源ユニット１３、放熱器１４及び基板ユニット１５に並設して電子部品ユニット１６が収容されて、その開口側にカバー部１２が被着される。そして、この機器筐体１０の筐体本体１１の空気取入口１１２及び空気排出口１１３には、冷却ファン１９，２０が取付けられる。

この状態において、電源ユニット１３、基板ユニット１５及び電子部品ユニット１６が駆動され、この駆動によりそれぞれに熱が発生される。このうち電源ユニット１３で発生された熱は、熱伝導部材１７を経由して放熱器１４の熱結合部１４２の一方側に熱移送される。そして、他方の基板ユニット１５で発生された熱は、放熱器１４の熱結合部１４２の他方側に熱移送される。すると、放熱器１４は、熱結合部１４２にそれぞれ熱移送された熱を、その放熱フィン１４１から機器筐体１０内に放熱する。

そして、冷却ファン１９，２０が駆動され、機器筐体１０には、筐体本体１１の空気取入口１１２から空気が取り込まれて空気排出口１１３から排出されて強制循環されている。これにより、放熱器１４の放熱フィン１４１から放熱された熱は、空気とともに筐体本体１１の空気排出口１１３から排熱され、ここに、電源ユニット１３及び基板ユニット１５それぞれの熱制御が行われる。

このように、上記電子機器は、電源ユニット１３を支持した熱伝導部材１７を、その脚部１７１を空気取入口１１２及び空気排気口１１３の設けられた機器筐体１０の筐体本体１１の底面に取付けて収容し、その上に筐体本体１１の側壁面に支持された放熱器１４を熱的に結合させて積重させ、さらに、この放熱器１４上に基板ユニット１５を積重させて熱的に結合させて、電源ユニット１３及び基板ユニット１５を１台の放熱器１４で熱制御するように構成した。

これによれば、配置スペースの有効利用が可能となり、機器筐体１０の小形化を確保したうえで、放熱器１４の堅牢な取付けが実現されて、所望の耐震強度を確保することができ、しかも、この放熱器１４を用いて収容した電源ユニット１３及び基板ユニット１５の高効率な熱制御を実現することができる。

なお、上記実施の形態では、機器筐体１０の空気取入口１１２及び空気排出口１１３の双方に冷却ファン１９，２０を配置して空気を機器筐体１０内に強制循環するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、空気取入口１１２及び空気排出口１１３の一方に冷却ファンを配置して構成したり、その他、自然循環方式等の各種の冷却方式が適用可能である。

また、上記実施の形態では、説明の便宜上、機器筐体１０の周囲四方を前面側、背面側、左右側面側として、空気取入口１１２及び空気排出口１１３を前面側及び背面側に設けるように構成した場合について説明したが、この配置構成に限ることなく、その他、各種の構成が可能である。

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一実施の形態に係る電子機器を、上面側パネルを取除いて要部を上面側から見た状態を示した平面図である。 図１の前面側パネルを取除いて要部を前面側から見た状態を示した平面図である。 図１の背面側パネル側から見た状態を示した平面図である。 図１の右側面側パネルを取除いて要部を右側面側から見た状態を示した平面図である。 図１の左側面側パネルを取除いて要部を左側面側から見た状態を示した平面図である。

符号の説明

１０…機器筐体、１１…筐体本体、１１１…取付部、１１２…空気取入口、１１３…空気排出口、１２…カバー部、１３…電源ユニット、１４…放熱器、１４１…放熱フィン、１４２…熱結合部、１５…基板ユニット、１６…電子部品ユニット、１７…熱伝導部材、１７１…脚部、１８…送風用ダクト、１９，２０…冷却ファン。

Claims (5)

1. 空気取入口及び空気排気口が設けられた機器筐体と、
   この機器筐体に収容配置される電源ユニットと、
   この電源ユニットが支持されるものであって、前記電源ユニットの周囲における少なくとも前記機器筐体の底面の３側部に対応して、該機器筐体の底面に固定される複数の脚部が突出されて設けられた熱伝導部材と、
   放熱フィンを挟んで熱結合部が設けられ、該熱結合部の一方が前記熱伝導部材上に熱的に結合される前記機器筐体の側面部に支持された放熱器と、
   この放熱器の熱結合部の他方に熱的に結合されて配置され、前記機器筐体内に収容配置された基板ユニットと、
   を具備したことを特徴とする電子機器。
2. 前記機器筐体の空気取入口から空気を取り込んで前記空気排気口から外部に排気する空気強制循環手段を備えることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 前記機器筐体は、凹状の筐体本体と、該筐体本体の開口側に被着されるカバー部とで形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
4. 前記放熱器の熱結合部の面積は、前記電源ユニットの設置面積より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電子機器。
5. 前記機器筐体には、積重して配置された前記電源ユニットを支持した熱伝導部材、前記放熱器及び前記基板ユニットに並設して電子部品ユニットが収容配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の電子機器。

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