JP5471331B2 - 放熱ユニットとそれを用いた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、高所に設置して使用する電子機器とそれに使用する放熱ユニットに関するものである。

例えば、電子機器は、その表面に情報を表示する表示装置を備え、この表示装置の裏側にはこの表示装置を駆動する制御装置を備え、その外側を仕切り板で覆っていた。そして、この電子機器は、天井から吊り下げていた（例えば特許文献１）。

特開平７−３２２１７２号公報

このような電子機器を特に屋外に設置する場合、表示装置と制御装置から発生する熱を放熱するために、放熱構造は、電子機器の裏側のカバーに放熱器を配置するとともに、内部にファンを配置し、空気を攪拌して、電子機器内部に充満した熱を放熱器から外部へ放出するものであった。そしてこの放熱器は、アルミニウム等金属性のブロックで形成したものを前記カバーと一体にして設けていた。さらに、カバー内側では、金属製の熱伝導体を制御装置内の発熱部品と放熱器の間に接触させて設け、発生する熱を前記放熱器へ伝導させていた。そのため、電子機器は、重量が重くなり、高所に吊り下げるのに強固な吊り下げ部材が必要であった。そこで本発明は、放熱構造すなわち放熱ユニットの軽量化をすることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明の放熱ユニットは、上方開口部と下方開口部を有する仕切り板と、この仕切り板の一面側に配置された送風機と、前記仕切り板の他面側に配置された熱交換器とを備え、前記熱交換器は、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板を水平方向に重合させ、重合された前記第１、第２の合成樹脂板間で縦方向に放熱風路を形成し、前記第２、第３の合成樹脂板間で縦方向の対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成し、前記縦方向の放熱風路の上部開口部は、前記仕切り板の上方開口部に連結し、この放熱風路の下部開口部は、前記仕切り板の下方開口部に連結し、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成としたものである。

本発明によれば、上方開口部と下方開口部を有する仕切り板と、この仕切り板の一面側に配置された送風機と、前記仕切り板の他面側に配置された熱交換器とを備え、前記熱交換器は、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板を水平方向に重合させ、重合された前記第１、第２の合成樹脂板間で縦方向の放熱風路を形成し、前記第２、第３の合成樹脂板間で対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成し、前記縦方向の放熱風路の上部開口部は、前記仕切り板の上方開口部に連結し、この放熱風路の下部開口部は、前記仕切り板の下方開口部に連結し、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成とした構成により、第１から第３の合成樹脂板間に形成した放熱風路へ仕切り板の一面側から送風機により流した空気は、第２、第３の合成樹脂板間に形成した対流風路に流れる自然対流風とで熱交換を行なうこととなり、仕切り板の一面側で発生した熱を仕切り板の他面側に放熱することができるものであり、合成樹脂の比重は金属より小さいため、合成樹脂板製の熱交換器は、金属で構成されたヒートシンクのような熱交換器に比べて軽量化することができ、この合成樹脂板製の熱交換器と仕切り板と送風機とを用いてユニット化した放熱構造を形成することで、軽量化した放熱ユニットを提供することができる。さらに、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成としたことにより、隣り合った対流出口間で微小対流を発生させ、この微小対流による空気の出入りにより熱交換器内部の熱の放熱を促進させることができる。

本発明実施の形態１の表示装置の設置状態を示す図 同表示装置の背面斜視図 同表示装置の側断面図（（ａ）背面カバーの構成および自然対流風の流れを示す図、（ｂ）放熱風路を流れる空気の流れを示す図） 同放熱ユニットの構成を示す図 同熱交換器の構成を示す図（（ａ）熱交換器の斜視図、（ｂ）第１から第３の合成樹脂板の重合構造を示す図） 同電子機器の背面側の裏カバーをはずした図 同実施の形態１の比較例のレーンの高さを一定とした場合の対流風路の空気の滞留領域を説明する図（（ａ）断面位置を示す図、（ｂ）断面における図） 同レーンの高さを他側面から一側面に向けて高さが低くなるように形成した場合の対流風路の空気の滞留領域を説明する図（（ａ）断面位置を示す図、（ｂ）断面における図） 同実施の形態２の放熱ユニットの構成を示す図 同実施の形態２の電子機器の構成を示す図 同電子機器の背面側の裏カバーをはずした図 同実施の形態３の熱交換器の構成を示す図（（ａ）熱交換器の斜視図、（ｂ）第１から第３の合成樹脂板の重合構造を示す図） 同実施の形態３の比較例のレーンの高さを一定とした場合の対流風路の空気の滞留領域を説明する図（（ａ）断面位置を示す図、（ｂ）断面における図） 同レーンの高さを他側面から一側面に向けて高さが低くなるように形成した場合の対流風路の空気の滞留領域を説明する図（（ａ）断面位置を示す図、（ｂ）断面における図）

本発明の請求項１記載の放熱ユニットは、上方開口部と下方開口部を有する仕切り板と、この仕切り板の一面側に配置された送風機と、前記仕切り板の他面側に配置された熱交換器とを備え、前記熱交換器は、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板を水平方向に重合させ、重合された前記第１、第２の合成樹脂板間で縦方向の放熱風路を形成し、前記第２、第３の合成樹脂板間で対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成し、前記縦方向の放熱風路の上部開口部は、前記仕切り板の上方開口部に連結し、この放熱風路の下部開口部は、前記仕切り板の下方開口部に連結し、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成としたものである。これにより、仕切り板の一面側の空気を強制的に循環風路を循環させて熱交換器内で対流風路へ放熱することができる。さらに、対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成していることで、対流風路は仕切り板側が狭く仕切り板から遠ざかるほど広い形状となり流れる空気の局部的な対流を促進させて放熱効果をより大きくすることができる。そして、軽量化した放熱ユニットを提供する効果を有する。さらに、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成としたことにより、隣り合った対流出口間で微小対流を発生させ、この微小対流による空気の出入りにより熱交換器内部の熱の放熱を促進させる効果を有する。

また、請求項２記載の放熱ユニットは、送風機の吸い込み側を仕切り板の下方開口部に連結したものである。これにより、熱交換器内で放熱風路の熱を対流風路へ放熱した空気は、熱交換器の下部開口部から下方開口部を介して仕切り板の一面側の送風機内に吸い込まれて吹き出されることとなるという効果を有する。

また、請求項３記載の放熱ユニットは、送風機の吹き出し側を仕切り板の上方開口部に連結したものである。これにより、仕切り板の一面側の空気は上方開口部を介して他面側に配置した熱交換器の上部開口部から吸い込まれ、放熱風路の熱を対流風路へ放熱されるという効果を有する。

また、請求項４記載の放熱ユニットは、送風機は、複数の送風ファンを水平方向に配置した構成としたものである。これにより、薄く構成した電子機器に対して、容易に放熱ユニットを取り付け、その放熱を行うことができるという効果を有する。

また、請求項５記載の放熱ユニットは、仕切り板の上方開口部と下方開口部は、水平方向に伸ばされた横長開口としたものである。これにより、仕切り板の一面側に幅広く空気を循環させることができ薄型の電子機器に容易に取り付けることができるという効果を有する。

また、請求項６記載の放熱ユニットは、仕切り板の他面側には、熱交換器を覆った枠体を設け、この枠体は仕切り板に一体化したものである。これにより、熱交換器の上部開口部と仕切り板の上方開口部、ならびに熱交換器の下部開口部と仕切り板の下方開口部とを一体化させることができるという効果を有する。

また、請求項７記載の放熱ユニットは、枠体は上下および中部に開口部を有する構成としたものである。これにより、上部の開口部から空気が抜け出て下部の開口から空気が流れ込み、中部の開口部では、微小対流に合わせて空気の出入りが行われ熱交換器内の熱の放熱が行われるという効果を有する。

また、請求項８記載の放熱ユニットは、対流風路は、下部に対流入口を有する構成としたものである。これにより、熱交換器内に発生する自然対流が促進されるという効果を有する。

また、請求項９記載の放熱ユニットは、仕切り板の上下方向の中部に中程開口部を設け、この中程開口部は放熱風路に連結したものである。これにより、カバー内で発生した熱を中程開口部を介して中部開口部からも速やかに吸気するという効果を有する。

また、請求項１０記載の放熱ユニットは、熱交換器には中部開口部を設け、この中部開口部と仕切り板の中程開口部を連結したものである。これにより、カバー内で発生した熱は中程開口部を介して中部開口部からも速やかに吸気するという効果を有する。

また、請求項１１記載の電子機器は、放熱ユニットを、電子機器本体に一体化したものである。これにより、放熱構造すなわち放熱ユニットを容易に電子機器に一体化して備え、電子機器の軽量化が実現できるという効果を有する。

また、請求項１２記載の電子機器は、前面側の表示装置と、この表示装置の後面側に設けた制御装置とを有し、前記制御装置の後方に放熱ユニットを一体化したものである。これにより、表示装置の後面側で放熱構造すなわち放熱ユニットを容易に電子機器に一体化して備え、電子機器の軽量化が実現できるという効果を有する。

また、請求項１３記載の電子機器は、電子機器本体の制御装置後方側を開口部とし、この開口部を放熱ユニットの仕切り板で覆ったものである。これにより、仕切り板で電子機器本体の内部と外側を容易に区切り、電子機器の内部で発生した熱を強制的に放熱する という効果を有する。

また、請求項１４記載の電子機器は、制御装置は、半導体スイッチング素子を有し、この半導体スイッチング素子に対向する仕切り板部分に中程開口部を設け、この中程開口部は、熱交換器の放熱風路に連結したものである。これにより半導体スイッチング素子が発生する熱をカバー内に循環させてしまうことなく、速やかに熱交換器内へ吸い込むことができるという効果を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に示すように、電子機器を代表とする表示装置１は、例えば、薬局の店舗の屋外側に吊り下げられている。

そして、その表面には、例えば「マスクが入荷いたしました。」といったように、人々が待ち望んでいる商品の入荷状況を、リアルタイムで、お客様にお知らせする表示パネル２を設けたものである。

また図２に示すように、その表示装置１の裏面には、多数の孔を設けた裏カバー３を設けている。裏カバー３は、図３（ａ）に示すように、上面は蓋４、下面と背面は前記多数の孔によりそれぞれ第１開口５、第２開口６を形成したものである。

さて、表示装置１は、上記のように表面にプラズマディスプレイパネルを一例とする電子表示機器を用いた表示パネル２を設け、この表示装置１の内部には、前記表示パネル２へ情報を映像として表示させる制御を行なう制御装置７を配置し、この制御装置７を覆うカバー８を設ける。また、前記カバー８の背面は、前記制御装置７後方側を開口し、この開口に矩形の形状を有する仕切り板９を設けている。

仕切り板９には、前記カバー８の内側と外側にそれぞれ、送風機１０と熱交換器１１を配置し、この熱交換器１１は、枠体１２によって前記仕切り板９に（圧接）一体化させている。そして、前記カバー８と枠体１２とを表示装置１の裏面側から前記裏カバー３が覆う構成としている。

また図４に示すように、前記仕切り板９は、上方の一辺に並行にしてかつ横長に形成した上方開口部１３と、同様に下方の一辺に並行にしてかつ横長に形成した下方開口部１４を有する。すなわち、上方開口部１３と下方開口部１４は、水平方向に伸ばされた横長開口としたものである。そして、この上方開口部１３と下方開口部１４にそれぞれ熱交換器１１の上部開口部１５と下部開口部１６を対向させて配置する。また、仕切り板９の反対側の面には、前記下方開口部１４に対向させて、送風機１０を備えている。この送風機１０は、前記カバー８の内側で、前記制御装置７の下部に対向して配置されるとともに、送風機１０の吸い込み側を仕切り板９の下方開口部１４に連結したものである。そして、これら送風機１０、仕切り板９、熱交換器１１、枠体１２で放熱ユニット１７を構成する。

つまり、電子機器である表示装置１本体の制御装置７後方側を開口部とし、この開口部を放熱ユニット１７の仕切り板９で覆ったものである。

このようにして、前記制御装置７の後方に放熱ユニット１７を一体化して設け、この放熱ユニット１７は、表示装置１に一体にして設けたものである（図６に示す）。

また送風機１０は、複数の送風ファン１０ａを水平方向に配置した構成としたものである。

図４に示すように、前記枠体１２は、両側面１２ａを閉鎖し、天面１２ｃと底面１２ｄおよび背面１２ｅを開口したものであり、前面側を開口し、この開口の周囲にフランジ１２ｆを設け、前記仕切り板９に接続する。つまり、仕切り板９の他面側には、熱交換器１１を覆い、上下および中部に開口部を有する枠体１２を設け、この枠体１２は仕切り板９に一体化したものである。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、熱交換器１１は、上下方向に配置した第１の合成樹脂板１８、第２の合成樹脂板１９、第３の合成樹脂板２０を順番に水平方向に重合させて、重合された第１の合成樹脂板１８と第２の合成樹脂板１９間で放熱風路２１を形成し、第２の合成樹脂板１９と第３の合成樹脂板２０間で縦方向の対流風路２２を形成する。

すなわち、放熱風路２１は、第１の合成樹脂板１８上にコの字状に形成した複数のレーン２３により、熱交換器１１の内部にコの字状に風路が形成され、熱交換器１１の一側面１１ａ内に前記上部開口部１５と下部開口部１６が形成されている。

また、図５（ａ）に示すように熱交換器１１の複数のレーン２３は、一側面１１ａである上部開口部１５と下部開口部１６を設けた面から対向する他側面１１ｂに向けて高さが低くなるように形成し、上部開口部１５と下部開口部１６は熱交換器１１の水平方向に外広がりに形成したものである。

また、対流風路２２は、第２の合成樹脂板１９上に上下方向に直線状に形成したレーン２４により、熱交換器１１の内部に直線状に風路が形成され、熱交換器１１の下面（下部）と上面（上部）にそれぞれ第２流入口である対流入口２５と第２流出口２６が形成される。また、レーン２４は、前記一側面１１ａから対向する他側面１１ｂに向けて並行して配置してあり、一部が隣あったレーンと連通している。

また、図５（ａ）レーン２４は、他側面１１ｂから一側面１１ａである上部開口部１５と下部開口部１６を設けた面に向けて高さが低くなるように形成し、対流風路２２を水平方向の断面形状を外広がりに形成したものである。

さらに、前記他側面１１ｂに最も近いレーン２４ａは、この他側面１１ｂに開口する複数の対流出口２７を有する。つまり、対流風路２２は、上部に第２流出口２６を有し、下部に対流入口２５を有し、縦方向において複数の対流出口２７を有する構成としたものである。

そして、前記第２流出口２６、対流入口２５、対流出口２７は、前記枠体１２の天面１２ｃと底面１２ｄおよび背面１２ｅの開口に連通するものである。

上記構成において、表示装置１を駆動し、上記のように表示パネル２を点灯させると、人々が待ち望んでいる商品の入荷状況を表示することができるが、制御装置７内の回路部品が大きな熱を発生させる。

すなわち、このような屋外の人々を対象にした表示装置１では、屋内のテレビの表示に比べて表示パネル２の発光輝度を高くする必要があり、非常に大きな電力とそれに伴う大きな熱が発生する。また、表示装置１は屋外で使用するため、埃や雨水の浸入を防ぐように制御装置７をカバー８および放熱ユニット１７によって覆い、表示装置１の内部は密閉された状態であり、表示装置１の内部は非常に大きな熱がこもる構成となる。

そこで、表示パネル２で表示を開始すると、送風機１０を駆動させて、カバー８内で、制御装置７の下方から上方へ空気を送るとともに、上方の上方開口部１３から熱交換器１１の上部開口部１５、下部開口部１６を通して空気が送風機１０へ再び吸い込まれる。つまり、送風機１０の作用により、カバー８内の空気が、強制的に放熱風路２１を循環することになる。これにより熱交換器１１の内部に制御装置７から発生した熱が伝えられる。つまり、仕切り板９を境界にしてカバー８の外側では、熱交換器１１の内部の温度が上昇する。そして、熱交換器１１の周辺の空気との間に熱勾配が生じ、裏カバー３の内側に空気の自然対流が発生する。この自然対流により、熱交換器１１の第２流出口２６から第２開口６へ流れて温まった空気が抜けて、第１開口５から対流入口２５へ外気空気が流入する。そして、前記対流入口２５を熱交換器１１の下部に設け、第２流出口２６を熱交換器１１の上部に設けたので、自然対流が促進され放熱効果を顕著にすることができる。

また、熱交換器１１の内部温度が上昇することで、対流出口２７では、熱交換器１１のレーン２４ａと外気の間で、図５に示すように隣り合った対流出口２７間で局部的な対流である微小対流２２ａを発生させ、この微小対流２２ａによる空気の出入りにより熱交換器１１内部の熱の放熱を促進させることとなる。

特に、図７（ａ）に示す熱交換器のように、レーン２４の高さを本実施の形態のようにせずに一定とした場合には、図７（ｂ）の断面図に示すように、レーン２４ａの奥を流れる空気は、外側を流れる空気、すなわち他側面１１ｂ側を流れる空気に対して、滞留しやすく自然対流による放熱の効果が少ない。つまり、レーン２４ａの奥部分に空気の滞留部２２ｂができ、微小対流２２ａがスムースに流れない。

そこで、本実施の形態では、対流風路２２を水平方向の断面形状を外広がりに形成することで、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、熱交換器１１は、レーン２４ａの奥部分に空気が滞留する領域が少なくなり、レーン２４の高さを一定とした場合に比べて、微小対流２２ａによる空気の出入りを多くすることができ熱交換器１１内部の熱を確実に放熱させることができる。

そして、カバー８内の制御装置７および表示パネル２から発生する熱の放熱を行なうことができる。

また、本実施の形態では、送風機１０を下方開口部１４に取り付ける例を説明したが、上方開口部１３に取り付けて、カバー８内の上方から空気を吸い込んで、前記上方開口部１３から熱交換器１１内へ空気を吹き込む構成とし、下方開口部１４から再び空気をカバー８内へ循環させる構成としてもその作用効果は変わらない。

ただし、本実施の形態の構成の場合、送風機１０は、制御装置７へ空気を強制的に当てることもできるので、発熱部品からより効果的に熱を放熱させることができる。

また、本実施の形態では、送風機１０を複数の送風ファン１０ａを水平方向に配置した構成としたことにより、薄く構成した電子機器に対して、容易に放熱ユニット１７を取り付け、その放熱を行うことができる。

また、仕切り板９の上方開口部１３と下方開口部１４は、水平方向に伸ばされた横長開口としたものであり、仕切り板９の一面側に幅広く空気を循環させることができ薄型の表示装置１に容易に取り付けることができる。

また、仕切り板９の他面側には、熱交換器１１を覆った枠体１２を設け、この枠体１２は仕切り板９に圧接させて一体化したものであり、熱交換器１１の上部開口部１５と仕切り板９の上方開口部１３、ならびに熱交換器１１の下部開口部１６と仕切り板９の下方開口部１４とを一体化させることができる。

また、本実施の形態のように、送風機１０、仕切り板９、熱交換器１１、枠体１２で放熱ユニット１７を構成することにより、電子装置の背面に容易に取り付けて、内部で発生する熱を強制的に放出することができその効果は大きい。

また、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板１８から２０を重合させ、重合された第１、第２の合成樹脂板間で縦方向の放熱風路２１を形成し、第２、第３の合成樹脂板間で対流風路２２を形成した熱交換器１１を備え、合成樹脂の比重は金属より小さいため、合成樹脂板製の熱交換器１１は、金属で構成されたヒートシンクのような熱交換器に比べて軽量化することができ、この合成樹脂板製の熱交換器１１と仕切り板９と送風機１０と枠体１２を用いてユニット化した放熱構造を形成することで、放熱ユニット１７の軽量化を図ることができ、これを用いた電子機器も軽量化をすることができ、特に本実施の形態の表示装置１のように高所に吊り下げて設置するものにおいてその効果が大きい。

また、合成樹脂板製の熱交換器１１は、金属で構成されたヒートシンクのような熱交換器に比べて軽量化することができるため、熱交換器１１を取り付ける仕切り板９は薄板にしても剛性が保持でき、放熱ユニット１７の軽量化を更に図ることができる。また、放熱ユニット１７の軽量化により、表示装置１を構成する外郭は薄板にしても剛性が保持でき、表示装置１（電子機器）の軽量化を更に図ることができる。

なお、本実施の形態の表示装置１のようにプラズマディスプレイパネル等パネル状の表示体を使用した表示装置では、表示ユニットを駆動する制御装置に発熱する回路部品が多数備えてあり、特にその熱を放出するために大きな効果を有する。

（実施の形態２）
さて、実施の形態１では、本発明の基本構成について説明をした。

次に、電子装置の構成に合わせて、より放熱効果を得る構成について説明する。

なお、理解を容易にするために実施の形態１と同様の構成については、その説明を簡略化する。

すなわち、図９、図１０に示すように実施の形態の放熱ユニット１７の構成を仕切り板９と熱交換器１１に換えて仕切り板２８と熱交換器２９としたものである。

仕切り板２８は、前記仕切り板９の構成に加えて、矩形の板の中程すなわち上方開口部１３と下方開口部１４との間の部分に中程開口部３０を設けたものである。この中程開口部３０は、制御装置７に配置した半導体スイッチング素子である発熱部品３１に対向させて配置するものである。

また熱交換器２９は、前記熱交換器１１の構成に加えて、第１の合成樹脂板１８上にコの字状に形成した複数のレーン２３のうち一側面１１ａに隣接したレーン２３ａに中部開口部３３を設けたものである。この中部開口部３３は、前記仕切り板２８と一体に形成されたときに中程開口部３０と位置が合致した部分で、仕切り板２８を介して、他方側と連通するものである。

上記構成において、送風機１０の作用により、カバー８内の空気が、強制的に放熱風路２１を循環することになる。これにより熱交換器２９の内部に制御装置７から発生した熱が伝えられる。このとき、送風機１０は、下方開口部１４から空気を吸気してカバー８内に吹き出すため、カバー８内の空気は、上方開口部１３および中程開口部３０から熱交換器２９内へ吸い込まれることとなる。特に本実施の形態では、この中程開口部３０を設けたことにより、制御装置７内の発熱部品３１から発生する熱を中部開口部３３から速やかに熱交換器２９内へ吸い込み、第１の合成樹脂板１８を介して放熱風路２１の熱を対流風路２２へ放出させることとなる。

そして、カバー８内の制御装置７および表示パネル２から発生する熱の放熱を行なうことができる。

なお、本実施の形態の中部開口部３３は、熱交換器２９に複数個所備えおくことで、仕切り板２８に設ける中程開口部３０の位置によって、カバー８に任意の位置の熱交換器２９の中部開口部３３へ連通させることができ、制御装置７の構成に応じて、発熱部品３１に対応させて中程開口部３０を配置することで、この発熱部品３１が発生する熱をカバー８内に循環させてしまうことなく、速やかに熱交換器２９内へ吸い込むことができる。したがって、カバー８内において、発熱部品３１の発する熱の他の部品への影響を緩和させることもできる。よって、実施の形態１の実施例に対して、より大きな放熱効果を得ることができる。

（実施の形態３）
以上のように、放熱ユニットとそれを用いた電子機器の発明について説明をした。すなわち、実施の形態１、２では、熱交換器１１は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、上下方向に配置した第１の合成樹脂板１８、第２の合成樹脂板１９、第３の合成樹脂板２０を順番に水平方向に重合させて、重合された第１の合成樹脂板１８と第２の合成樹脂板１９間で放熱風路２１を形成し、第２の合成樹脂板１９と第３の合成樹脂板２０間で縦方向の対流風路２２を形成するものであった。

すでに説明はしているが、電子機器である表示装置１は、前記のように表面にプラズマディスプレイパネルを一例とする電子表示機器を用いた表示パネル２を設けたものであり、これらは通常縦方向の長さに比べて横方向の長さを長くした形状で設置するものである。しかし、広告や商品情報の発信およびポスターの用途に使用する場合、使用場所または表示内容によっては、図１１の裏カバー３を取り外した図に示すように縦方向を長くして設置する場合もある。そこで、表示装置１は、使用現場での状況に応じて、縦方向、横方向を問わず設置されても内部の放熱を行えるものが要求される。

前述の実施の形態では、レーン２４は、他側面１１ｂから一側面１１ａである上部開口部１５と下部開口部１６を設けた面に向けて高さが低くなるように形成し、対流風路２２を水平方向の断面形状を外広がりに形成したものである。

この構成にすることによって、第１の合成樹脂板１８、第２の合成樹脂板１９、第３の合成樹脂板２０を横方向に重合させて配置した放熱ユニットの構成にしても大きな放熱効果が得られる。

そこで、本実施の形態では、前記実施の形態１、２の表示装置１の向きを９０度振って設置した場合について説明する。つまり、図１２に示すように熱交換器１１は、左右方向に配置した第１の合成樹脂板１８、第２の合成樹脂板１９、第３の合成樹脂板２０を順番に垂直方向に重合させて、重合された第１の合成樹脂板１８と第２の合成樹脂板１９間で放熱風路２１を形成し、第２の合成樹脂板１９と第３の合成樹脂板２０間で横方向の対流風路２２を形成したものである。

図１３（ａ）に示す熱交換器のように、レーン２４の高さを本実施の形態のように変えずに一定とした場合には、対流風路２２が横方向に配置されているので、図１３（ｂ）の断面図に示すように、レーン２４ａの奥を流れる空気は、外側を流れる空気、すなわち他側面１１ｂ側を流れる空気に対して、滞留しやすく自然対流による放熱の効果が少ない。つまり、レーン２４ａの奥部分に空気の滞留部２２ｂができ、微小対流２２ａがスムースに流れない。

しかし、対流風路２２を垂直方向の断面形状を外広がりに形成することで、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、熱交換器１１は、レーン２４ａの奥部分に空気が滞留する領域が少なくなり、レーン２４の高さを一定とした場合に比べて、微小対流２２ａがスムースに流れて対流風路２２の空気の出入りを多くすることができ熱交換器１１内部の熱を確実に放熱させることができる。つまり、対流風路２２が横方向に配置されていても、微小対流２２ａが、スムースに流れて、第１の合成樹脂板１８、第２の合成樹脂板１９、第３の合成樹脂板２０の間を出入りしながら順番に伝わって、下方から上方へ流れていくので、熱交換器１１の自然対流による放熱を促進することができる。

そして、表示装置１の取り付け方向を縦横自在にして設置しても、電子装置の背面に取り付けた放熱ユニット１７はその取り付け向きに左右されることはなく、電子装置の内部で発生する熱を強制的に放出することができその効果は大きい。

本発明にかかわる放熱ユニットとそれを用いた電子機器は、上方開口部と下方開口部を有する仕切り板と、この仕切り板の一面側に配置された送風機と、前記仕切り板の他面側に配置された熱交換器とを備え、前記熱交換器は、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板を水平方向に重合させ、重合された前記第１、第２の合成樹脂板間で縦方向の放熱風路を形成し、前記第２、第３の合成樹脂板間で縦方向の対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成し、前記縦方向の放熱風路の上部開口部は、前記仕切り板の上方開口部に連結し、この放熱風路の下部開口部は、前記仕切り板の下方開口部に連結した構成により、第１から第３の合成樹脂板間に形成した放熱風路へ仕切り板の一面側から送風機により流した空気は、第２、第３の合成樹脂板間に形成した対流風路に流れる自然対流風とで熱交換を行なうこととなり、仕切り板の一面側で発生した熱を仕切り板の他面側に放熱することができるものであり、合成樹脂の比重は金属より小さいため、合成樹脂板製の熱交換器は、金属で構成されたヒートシンクのような熱交換器に比べて軽量化することができ、この合成樹脂板製の熱交換器と仕切り板と送風機とを用いてユニット化した放熱構造を形成することで、軽量化した放熱ユニットを提供することができ、さらにこれを用いることで、天井や壁から吊り下げて設置したり、床に設置して使用する電子機器の軽量化も実現することができ極めて有用である。

１ 表示装置
２ 表示パネル
３ 裏カバー
４ 蓋
５ 第１開口
６ 第２開口
７ 制御装置
８ カバー
９ 仕切り板
１０ 送風機
１０ａ 複数の送風ファン
１１ 熱交換器
１１ａ 一側面
１１ｂ 他側面
１２ 枠体
１３ 上方開口部
１４ 下方開口部
１５ 上部開口部
１６ 下部開口部
１７ 放熱ユニット
１８ 第１の合成樹脂板
１９ 第２の合成樹脂板
２０ 第３の合成樹脂板
２１ 放熱風路
２２ 対流風路
２２ａ 微小対流
２３ レーン
２３ａ レーン
２４ レーン
２４ａ レーン
２５ 対流入口
２６ 第２流出口
２７ 対流出口
２８ 仕切り板
２９ 熱交換器
３０ 中程開口部
３１ 発熱部品
３３ 中部開口部

Claims (14)

1. 上方開口部と下方開口部を有する仕切り板と、この仕切り板の一面側に配置された送風機と、前記仕切り板の他面側に配置された熱交換器とを備え、前記熱交換器は、上下方向に配置した第１から第３の合成樹脂板を水平方向に重合させ、重合された前記第１、第２の合成樹脂板間で縦方向に放熱風路を形成し、前記第２、第３の合成樹脂板間で縦方向の対流風路を水平方向の断面形状を外広がりに形成し、前記縦方向の放熱風路の上部開口部は、前記仕切り板の上方開口部に連結し、この放熱風路の下部開口部は、前記仕切り板の下方開口部に連結し、対流風路は、縦方向において複数の対流出口を有する構成とした放熱ユニット。
2. 送風機の吸い込み側を仕切り板の下方開口部に連結した請求項１に記載の放熱ユニット。
3. 送風機の吹き出し側を仕切り板の上方開口部に連結した請求項１に記載の放熱ユニット。
4. 送風機は、複数の送風ファンを水平方向に配置した構成とした請求項２または３に記載の放熱ユニット。
5. 仕切り板の上方開口部と下方開口部は、水平方向に伸ばされた横長開口とした請求項４に記載の放熱ユニット。
6. 仕切り板の他面側には、熱交換器を覆った枠体を設け、この枠体は仕切り板に一体化した請求項１から５のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
7. 枠体は上下および中部に開口部を有する構成とした請求項６に記載の放熱ユニット。
8. 対流風路は、下部に対流入口を有する構成とした請求項７に記載の放熱ユニット。
9. 仕切り板の上下方向の中部に中程開口部を設け、この中程開口部は放熱風路に連結した請求項１から８のいずれか一つに記載の放熱ユニット。
10. 熱交換器には中部開口部を設け、この中部開口部と仕切り板の中程開口部を連結した請求項９に記載の放熱ユニット。
11. 請求項１から１０のいずれか一つに記載の放熱ユニットを、電子機器本体に一体化した電子機器。
12. 電子機器本体は、前面側の表示装置と、この表示装置の後面側に設けた制御装置とを有し、前記制御装置の後方に放熱ユニットを一体化した請求項１１に記載の電子機器。
13. 電子機器本体の制御装置後方側を開口部とし、この開口部を放熱ユニットの仕切り板で覆った請求項１２に記載の電子機器。
14. 制御装置は、半導体スイッチング素子を有し、この半導体スイッチング素子に対向する仕切り板部分に中程開口部を設け、この中程開口部は、熱交換器の放熱風路に連結した請求項１１から１３のいずれか一つに記載の電子機器。

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