JP6044152B2 - パッキン、筐体構造、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、パッキンと、そのパッキンを備える筐体構造と、その筐体構造を備える電子機器に関する。

コンパクトデジカメなどの高密度実装機器においては、内部で発生する熱が問題となっている。
特に集積回路では大きな熱が発生する。
また、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子も熱を発生するものであるが、高温になりすぎると、ノイズが発生したりして、性能が低下してしまう。
仮に、撮像素子自らが発生させた熱が許容範囲内であったとしても、近くに集積回路があると、その熱の伝達によって、たちまち許容範囲を超えてしまう。
そこで、特許文献１において、集積回路の発生熱が撮像素子へ伝わらないように工夫した構造が考えられている。

特開２００８−３０６３０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置は、その図面中の符号も併記すれば、カメラ本体２の上下左右４面のうち３面に長穴４８Ａ・４８Ｂ・４８Ｃが形成されており、強度に問題がある。
このため、放熱部材３Ａ・３Ｂ・３Ｃで補強されていることになるが、その分、パーツ数や組立工程が多くなってしまっており、装置が大型化したり重くなったりもする。
また、隔壁としても機能している第１及び第２の放熱ブロック１４・１５が必須となっており、更に、パーツ数や組立工程も増えることとなる。

本発明の課題は、パーツ数や組立工程が少なく、大型化・重量化もしないシンプルな構造でありながら、集積回路の放熱・冷却が行え、また、その熱が撮像素子へ伝わりづらくし、更に、装置全体の強度を保つことができるようにすることである。

以上の課題を解決するため、本発明のパッキンは、
熱伝導性を有する物質で形成した放熱部と、
前記放熱部の表裏面に各々設けられ、前記放熱部より熱伝導率の低い物質で形成したパッキン部と、
前記放熱部の表裏面の前記パッキン部の一部のみにおいて、当該放熱部の表裏面の前記パッキン部と各々連続して一体に形成され、前記放熱部の更に外周側に位置する断熱部と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、パーツ数や組立工程が少なく、大型化・重量化もしないシンプルな構造でありながら、集積回路の放熱・冷却が行え、また、その熱が撮像素子へ伝わりづらく、更に、装置全体の強度を保つことができる。

本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成を示すもので、カメラの斜視図である。 図１のカメラの使用例を示す斜視図（ａ）（ｂ）である。 図１のカメラの分解斜視図である。 図３の主筐体を下方から見た斜視図（ａ）（ｂ）である。 図４の主筐体の空気流路を示す横断面図である。 図４の主筐体に図３のヒートシンク及びパッキンを重ねた斜視図である。 図６の中央を縦断して示した図である。 図３の前筐体とともに示す下筐体にパッキンを重ねた斜視図である。 図８の矢印Ａ−Ａ線に沿った筐体組立状態の断面図である。 図９の矢印Ｂ部の拡大斜視図である。 図１のカメラの中央を縦断して示した図である。 図１１の矢印Ｃ部の拡大斜視図である。 実施形態２を示すもので、カメラの分解斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は本発明を適用した電子機器の一実施形態の構成としてカメラを示すもので、１は主筐体、２は下筐体、３は上蓋、４は前筐体、５は表示部、６はレンズ部である。

カメラは、図示のように、主筐体１に対し、下部に下筐体２を、上部に上蓋３を、前部に前筐体４をそれぞれ組み付けた筐体構造で、上蓋３に表示部５を備え、前筐体４にレンズ部６を備えている。
ここで、主筐体１、下筐体２、上蓋３及び前筐体４は、熱伝導率の低い樹脂などの物質で成形されている。

図２（ａ）（ｂ）はカメラの使用例を示すもので、カメラは、例えば図示のようなアタッチメントＡで自転車や自動車などの移動体に取り付けて使用可能である。

図３はカメラの分解状態を示すもので、７は回路基板、８はヒートシンク、９はパッキン、Ｂはバッテリーである。

図示のように、主筐体１及び下筐体２の内部に形成される収納スペースに回路基板７が収納される。回路基板７には、３個の集積回路７１・７２・７３が搭載されている。
そして、主筐体１の下面に、熱伝導率の高い金属などの物質で成形したヒートシンク８が組み付けられている。ヒートシンク８には、複数の放熱フィン８１が形成されている。
また、主筐体１と下筐体２との合わせ部にパッキン９が挟持される。
なお、上蓋３にはバッテリーＢが組み付けられている。

パッキン９は、主筐体１と下筐体２との合わせ部に対応した矩形環状で、熱伝導性を有する物質、すなわち、熱伝導率の高い金属（例えばアルミニウムやマグネシウムや銅）などの物質で平板状に形成した放熱部９１と、この放熱部９１の表裏面に各々設けられ、放熱部９１より熱伝導率の低い樹脂（例えばシリコーンゴムやエラストマー）などの物質で環状に形成したパッキン部９２と、を備えるインサート成形等による複合体で構成される。
このパッキン９は、殆どの部分、すなわち、前筐体４と反対側に位置する一方の短辺部と両方の長辺部の三辺部において、パッキン部９２の外周側に放熱部９１が位置している。

そして、前筐体４側に位置する他方の短辺部において、放熱部９１の表裏面のパッキン部９２と各々連続して、放熱部９１の更に外周側に位置する断熱部９３が形成されている。
図示例において、パッキン９の断熱部９３を含む放熱部９１及びパッキン部９２の短辺部の中央は、アタッチメント装着部１ａ（図４参照）に対応した凹部９４となっている。

図４（ａ）（ｂ）は主筐体１を下方から見たもので、図５は主筐体１の空気流路１０を示すものである。

図示のように、主筐体１の下部には、両側方に開放される下筐体組付凹部１ｂが形成されて、この下筐体組付凹部１ｂの内方にヒートシンク組付凹部１ｃが形成されている。
そして、主筐体１の内部には、両側面に貫通してヒートシンク組付凹部１ｃに開口する空気流路１０が形成されている。

この空気流路１０は、図５に矢印で示すように、主筐体１の一側面に開口する入口１１から入った空気が、ヒートシンク組付凹部１ｃに開口する横方向の貫通孔１２を通って、主筐体１の他側面に開口する出口１３から放出される。
図示例において、入口１１は、横方向の貫通孔１２に対してアタッチメント装着部１ａ側に位置するよう斜めに形成されて、出口１３は、横方向の貫通孔１２に対してアタッチメント装着部１ａと反対側に位置するよう斜めに形成されている。

図６は図４の主筐体１に図３のヒートシンク８及びパッキン９を重ねた状態を示したもので、図７は図６の中央を縦断して示したものである。

図示のように、主筐体１のヒートシンク組付凹部１ｃにヒートシンク８が重ねて組み付けられて、下筐体組付凹部１ｂの周囲にパッキン９が重ねられている。
図示例において、パッキン９の両側の長辺部において、放熱部９１の内面にヒートシンク８の側面が接触状態となっている。
なお、主筐体１には、前面に開口部１ｄが形成されて、後面に開口部１ｅが形成されている。また、前面の開口部１ｄとヒートシンク組付凹部１ｃとの間には、上下方向に貫通する空所部１ｆが形成されている。

図８は図３の前筐体４とともに示す下筐体２にパッキン９を重ねたもので、図９は図８の矢印Ａ−Ａ線に沿った筐体組立状態の断面を示したものであって、図１０は図９の矢印Ｂ部を拡大したものである。

図示のように、下筐体２の周囲にパッキン９が重ねられて、その内方に回路基板７及びヒートシンク８が位置している。回路基板７は下筐体２の内部にねじ止めされる。
そして、前筐体４の内部には、回路基板４１がねじ止めされている。この回路基板４１に撮像素子４２（図１１及び図１２参照）が搭載されている。

以上の筐体の組立は、主筐体１に対して、下筐体２と上蓋３をそれぞれねじ止めして、前筐体４をねじ止めする。
これにより、主筐体１の前面の開口部１ｄは前筐体４で閉じられ、後面の開口部１ｅは上蓋３に設けた後蓋３１で閉じられる。また、主筐体１と前筐体４の間にパッキン４３が介装される。

そして、図９及び図１０に示すように、主筐体１内の空気流路１０の貫通孔１２にヒートシンク８の放熱フィン８１が並んでいて、そのシートシンク８の直下に回路基板７上の集積回路７１・７２・７３が接近配置されている。
図示例では、厚い方の集積回路７３がシートシンク８の下面に接触状態となっている。

図１１は図１のカメラの中央を縦断して示したもので、図１２はその矢印Ｃ部を拡大したものである。

図示のように、パッキン９の断熱部９３は、主筐体１及び下筐体２内の集積回路７１・７２・７３と、前筐体４内の撮像素子４２が最も近接する部分に位置している。

以上のように、小型の筐体構造によるカメラでありながら、通電により発熱部品となる３個の集積回路７１・７２・７３が搭載された回路基板７を収納した主筐体１及び下筐体２の合わせ部に挟持されたパッキン９は、集積回路７１・７２・７３が発する熱をその周囲を囲む放熱部９１に伝達し、その放熱部９１の前筐体４と反対側の短辺部及び両方の長辺部の三辺部において、外周側に放熱する。
また、直下に回路基板７上の集積回路７１・７２・７３が接近配置されて、厚い方の集積回路７３が下面に接触状態となっているヒートシンク８の両側面が、パッキン９の長辺部の放熱部９１の内面に接触状態となっているので、ヒートシンク８からパッキン９の放熱部９１に熱が直接伝達される。
そして、パッキン９は、主筐体１及び下筐体２の合わせ部に挟まれて外部に露出する両方の長辺部において、放熱部９１の外周面が外部に表出していて、その放熱部９１の外周面から筐体外部に放熱する。

さらに、シートシンク８の放熱フィン８１が、主筐体１内の空気流路１０の貫通孔１２に並んでいて、空気流路１０において、放熱される。
しかも、空気流路１０は、入口１１が横方向の貫通孔１２に対してアタッチメント装着部１ａ側に位置するよう斜めに開口して、出口１３が横方向の貫通孔１２に対してアタッチメント装着部１ａと反対側に位置するよう斜めに開口しているので、流路長を長くしながら、自転車や自動車などの移動体に取り付けてカメラを使用する際において、前方の入口１１から外気を取り入れて、横方向の貫通孔１２を通し、ここで放熱された空気を後方の出口１３から排出できる。

また、主筐体１は、前面に開口部１ｄを有して、後面に開口部１ｅを有し、さらに、前面の開口部１ｄとヒートシンク組付凹部１ｃとの間に空所部１ｆを有しているので、集積回路７１・７２・７３の放熱空間を大きく確保しながら、前面の開口部１ｄ及び空所部１ｆにより、前筐体４側に対する断熱効果も期待できる。

そして、パッキン９は、前筐体４側の短辺部において、表裏面のパッキン部９２と各々連続して一体で放熱部９１の更に外周側に位置する断熱部９３が、集積回路７１・７２・７３と撮像素子４２が最も近接する部分に位置しているので、前筐体４内の熱に弱い撮像素子４２に対して断熱できる。

以上、実施形態の小型の筐体構造によるカメラによれば、主筐体１及び下筐体２内の集積回路７１・７２・７３と前筐体４内の撮像素子４２との間で主筐体１と下筐体２の合わせ部に挟持されるパッキン９が、熱伝導性を有する金属などの物質で環状に形成した放熱部９１と、その表裏面に各々設けられ、放熱部９１より熱伝導率の低い樹脂などの物質で環状に形成したパッキン部９２と、を備える複合体で構成される。
そして、パッキン９は、前筐体４と反対側の短辺部及び両方の長辺部の三辺部において、パッキン部９２の外周側に放熱部９１が位置して、前筐体４側の短辺部において、表裏面のパッキン部９２と各々連続して一体に形成され、放熱部９１の更に外周側に位置する断熱部９３を備える。
さらに、パッキン９の断熱部９３は、集積回路７１・７２・７３と撮像素子４２が最も近接する部分に位置する筐体構造となっている。

従って、パーツ数や組立工程が少なく、大型化・重量化もしないシンプルな構造でありながら、集積回路７１・７２・７３の放熱・冷却が行え、また、その熱が撮像素子４２へ伝わりづらく、更に、装置全体の強度を保つことができる。

（実施形態２）
図１３は実施形態２を示すもので、１０１は上筐体、１０２は下筐体、１０３はレンズ部、１１０はパッキンである。

図示のように、上筐体１０１と下筐体１０２が合わせ部にパッキン１１０を挟持して結合され、上筐体１０１にレンズ部１０３が備えられている。
上筐体１０１及び下筐体１０２は、熱伝導率の低い樹脂などの物質で成形されている。

下筐体１０２の内部は、図示しない撮像素子を含むカメラユニットが入る収納スペース１０２ａと、図示しない集積回路やバッテリーや表示部等が入る収納スペース１０２ｂとに区画されている。
下筐体１０２の裏面側には、図示しないシャッターボタンなどがある。
上筐体１０１も、下筐体１０２と同様に、二つの収納スペースに区画されている。

そして、パッキン１１０は、上筐体１０１と下筐体１０２の合わせ部に対応した矩形環状で、前述した実施形態１と同様、熱伝導率の高い金属（例えばアルミニウムやマグネシウムや銅）などの物質で平板状に形成した放熱部１１１と、この放熱部１１１の表裏面に各々設けられ、放熱部１１１より熱伝導率の低い樹脂（例えばシリコーンゴムやエラストマー）などの物質で環状に形成したパッキン部１１２と、を備えるインサート成形等による複合体で構成される。

さらに、パッキン１１０は、上筐体１０１及び下筐体１０２を二つの収納スペースに区画する部分において、放熱部１１１の表裏面のパッキン部１１２と各々連続して、放熱部１１１の更に外周側に位置する断熱部１１３が形成されている。

以上、実施形態２の薄型の筐体構造によるカメラによっても、上筐体１０１と下筐体１０２内の集積回路と撮像素子との間で上筐体１０１と下筐体１０２の合わせ部に挟持されるパッキン１１０が、熱伝導性を有する金属などの物質で環状に形成した放熱部１１１と、その表裏面に各々設けられ、放熱部１１１より熱伝導率の低い樹脂などの物質で環状に形成したパッキン部１１２と、を備える複合体で構成される。
そして、パッキン１１０は、四辺部において、パッキン部１１２の外周側に放熱部１１１が位置して、上筐体１０１及び下筐体１０２を二つの収納スペースに区画して集積回路と撮像素子が最も近接する部分において、表裏面のパッキン部１１２と各々連続して一体に形成され、放熱部１１１の更に外周側に位置する断熱部１１３を備える。

従って、実施形態１と同様、パーツ数や組立工程が少なく、大型化・重量化もしないシンプルな構造でありながら、集積回路の放熱・冷却が行え、また、その熱が撮像素子へ伝わりづらく、更に、装置全体の強度を保つことができる。

（変形例）
以上の実施形態においては、カメラとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カメラを備える携帯電話など他の電子機器であってもよい。
また、空気流路は、横方向や斜め方向の一直線状であってもよく、更に、斜め方向の流露が交差する形状であってもよい。
さらに、パッキン及び各部の形状等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
分離可能な筐体の合わせ部に挟持されるパッキンであって、
熱伝導性を有する物質で環状に形成される放熱部と、
前記放熱部の表裏面に各々設けられ、前記放熱部より熱伝導率の低い物質で環状に形成されるパッキン部と、を備える複合体で構成され、
殆どの部分で、前記パッキン部の外周側に前記放熱部が位置して、
一部分において、前記放熱部の表裏面の前記パッキン部と各々連続して一体に形成され、前記放熱部の更に外周側に位置する断熱部を備えることを特徴とするパッキン。
＜請求項２＞
撮像素子と集積回路とが筐体の互いに隣接する別々の収納スペースに各々収納されて、前記収納スペースの間に請求項１に記載のパッキンが介在する構造であって、
前記収納スペースが最も近接する部分に、前記パッキンの前記断熱部が位置することを特徴とする筐体構造。
＜請求項３＞
前記筐体の合わせ部に挟まれて外部に露出する部分で、前記放熱部が外部に表出し、
前記筐体の内部に通す部分に、前記断熱部が位置することを特徴とする請求項２に記載の筐体構造。
＜請求項４＞
前記筐体には、前記集積回路の近くに空冷のための貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔と連通して異なる外面に開口する入口及び出口が形成されて、その入口と出口が異なる位置に開口していることを特徴とする請求項２または３に記載の筐体構造。
＜請求項５＞
前記集積回路に密着させるヒートシンクが前記貫通孔の一部を形成し、
前記ヒートシンクの放熱フィンが前記貫通孔内に突出していることを特徴とする請求項４に記載の筐体構造。
＜請求項６＞
前記ヒートシンクの少なくとも一端が、前記パッキンの前記放熱部の内面に接していることを特徴とする請求項５に記載の筐体構造。
＜請求項７＞
請求項２から６のいずれか一項に記載の筐体構造を備えることを特徴とする電子機器。

１ 主筐体
１ａ アタッチメント装着部
１ｂ 下筐体組付凹部
１ｃ ヒートシンク組付凹部
１ｄ 開口部
１ｅ 開口部
１ｆ 空所部
２ 下筐体
３ 上蓋
４ 前筐体
５ 表示部
６ レンズ部
７ 回路基板
８ ヒートシンク
９ パッキン
１０ 空気流路
１１ 入口
１２ 貫通孔
１３ 出口
３１ 後蓋
４１ 回路基板
４２ 撮像素子
４３ パッキン
７１ 集積回路
７２ 集積回路
７３ 集積回路
８１ 放熱フィン
９１ 放熱部
９２ パッキン部
９３ 断熱部
９４ 凹部
１０１ 上筐体
１０２ 下筐体
１０３ レンズ部
１１０ パッキン
１１１ 放熱部
１１２ パッキン部
１１３ 断熱部
Ａ アタッチメント
Ｂ バッテリー

Claims (10)

1. 熱伝導性を有する物質で形成した放熱部と、
   前記放熱部の表裏面に各々設けられ、前記放熱部より熱伝導率の低い物質で形成したパッキン部と、
   前記放熱部の表裏面の前記パッキン部の一部のみにおいて、当該放熱部の表裏面の前記パッキン部と各々連続して一体に形成され、前記放熱部の更に外周側に位置する断熱部と、
   を備えることを特徴とするパッキン。
2. 前記放熱部と前記パッキン部は環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパッキン。
3. 前記断熱部が位置する部分を除いた部分においては、前記パッキン部の外周側に前記放熱部が位置していることを特徴とする請求項２に記載のパッキン。
4. 分離可能な筐体の合わせ部に挟持されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のパッキン。
5. 撮像素子と集積回路とが筐体の互いに隣接する別々の収納スペースに各々収納されて、前記収納スペースの間に請求項１から４のいずれか一項に記載のパッキンが介在する構造であって、
   前記収納スペースが最も近接する部分に、前記パッキンの前記断熱部が位置することを特徴とする筐体構造。
6. 前記筐体の合わせ部に挟まれて外部に露出する部分で、前記放熱部が外部に表出し、
   前記筐体の内部に、前記断熱部が位置することを特徴とする請求項５に記載の筐体構造。
7. 前記筐体には、前記集積回路の近くに空冷のための貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔と連通して異なる外面に開口する入口及び出口が形成されて、その入口と出口が異なる位置に開口していることを特徴とする請求項５または６に記載の筐体構造。
8. 前記集積回路に密着させるヒートシンクが前記貫通孔の一部を形成し、
   前記ヒートシンクの放熱フィンが前記貫通孔内に突出していることを特徴とする請求項７に記載の筐体構造。
9. 前記ヒートシンクの少なくとも一端が、前記パッキンの前記放熱部の内面に接していることを特徴とする請求項８に記載の筐体構造。
10. 請求項５から９のいずれか一項に記載の筐体構造を備えることを特徴とする電子機器。

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