JP6349803B2 - 電子機器及び電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチング電源や温度調節器等の電子機器の発熱部品、例えばトランスから発熱された熱を効率良く放熱させると共に、当該発熱部品が発熱した熱を放熱板や筐体部などの放熱構造物を通じて他の部品に影響を及ぼさないように構成した熱遮断構造を有する電子機器に関するものである。

従来の電源装置のような電子機器では、例えば、特許文献１の図４に示すように筐体部に内蔵された基板にはトランスやコイル、アルミ電解コンデンサ等の電子部品が設けられている。これらの電子部品のうち例えばトランスやコイル等は発熱量が多い発熱部品であり、これらの発熱部品により発生した熱は、金属筐体部や放熱板などの放熱構造物によって電子機器の外部へと放熱されている。（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６１７４５２号公報

しかしながら、上記した従来の電源装置にあっては、発熱部品と比べて耐熱温度が低くて耐熱温度を超えて使用すると寿命が著しく短くなるアルミ電解コンデンサも搭載されている。なお、アルミ電解コンデンサの寿命は電源装置の寿命を制限していると言われている。

放熱構造物を介して筐体部へと伝導した発熱部品が放出した熱は、筐体部内の基板に搭載されているアルミ電解コンデンサへ再び伝導してしまうと、熱を受けたアルミ電解コンデンサは耐熱温度を超えて使用され、寿命が著しく短くなってしまう。こういう事態を避けるために、金属筐体部を大きくすることでアルミ電解コンデンサとの距離を大きくしたり、耐熱温度の高いアルミ電解コンデンサを使用したりするなどのような対策が実施されているが、筐体部の大型化やコストアップを招く、という問題点があった。

本発明は、上記の問題点に着目して成されたものであって、その目的は、簡易な構造で電源装置内に設けられているアルミ電解コンデンサへの熱の伝導を軽減することにより上記課題を解決することである。

上記目的を達成するために、請求項1の発明に係る電子機器は、筐体部と、筐体部内に
配置されたアルミ電解コンデンサと、筐体部内に配置され、アルミ電解コンデンサより発熱量が大きい発熱部品と、筐体部内に配置され、アルミ電解コンデンサ及び発熱部品が設けられた基板と、を備え、筐体部は、基板のアルミ電解コンデンサ及び発熱部品が設けられた面に対面する第１の外板を有し、第１の外板は、発熱部品と直接または間接に繋がり、第１の外板には、発熱部品とアルミ電解コンデンサの第１の外板への正投影を含む領域にスリットが設けられ、スリットの少なくとも一つは発熱部品の第１の外板への正投影とアルミ電解コンデンサの第１の外板への正投影の間に設けられており、前記発熱部品は、前記発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材を介して前記第１の外板に接触しており、前記伝熱部材の前記第１の外板側の面には、前記伝熱部材が前記発熱部品に設けられた状態の前記基板を前記筐体部内に挿入する際に、前記第１の外板の表面との摺動性を高めるためのスライドシートが設けられていることを特徴とする。

ここで言う発熱部品は、アルミ電解コンデンサより発熱量が大きい部品であり、MOSFET,トランジスタ、ダイオード、抵抗、トランス、コイルのうちの少なくとも一つを含む。
かかる構成により、スリットの存在により、放熱を必要とする発熱部品から熱を受けた筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、筐体部からアルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減される。
このため、小型化あるいは放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電気機器を提供することが出来る。

ここでいう伝熱部材とは、絶縁性を有し、空気より熱伝導率が高いものである。
かかる構成により、筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、筐体部からアルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減されるとともに、発熱部品からの熱をより効率よく筐体部の外へ放熱することができる。

また、上記目的を達成するために、請求項２の発明に係る電子機器は、請求項１に記載の電子機器において、筐体部は、樹脂で形成された箱形状の本体部と、本体部の外面に接触して配置された放熱板と、を有し、第１の外板は本体部を形成する一つの樹脂板部と当該樹脂板部の外面に接触して配置された放熱板と、を含むことを特徴とする。
かかる構成により、筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、筐体部からアルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減されるとともに、熱を伝導する放熱板の利用によって、発熱部品からの熱をより効率よく筐体部の外へ放熱することができる。

また、上記目的を達成するために、請求項３の発明に係る電子機器は、請求項１に記載の電子機器において、発熱部品とアルミ電解コンデンサそれぞれの第１の外板への正投影領域の間に設けられたスリットは直線状であり、スリットは、アルミ電解コンデンサの当該スリットの直線の方向に沿う幅より長いことを特徴とする。
かかる構成により、筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、放熱板からアルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減される。

また、上記目的を達成するために、請求項４の発明に係る電子機器は、発熱部品とアルミ電解コンデンサそれぞれの第１の外板への正投影領域の間に設けられたスリットはアルミ電解コンデンサの第１の外板への投影に近い側に設けられたことを特徴とする。
ここで言う「アルミ電解コンデンサの第１の外板への投影に近い側に設けられた」とは、ある点からアルミ電解コンデンサを第１の外板に正投影した領域までの最短距離と、その点から発熱部品を第１の外板に正投影した領域に対する最短距離とを比較したときに、前者の最短距離が短くなるような点によって構成される第１の外板上の領域にスリットが設けられていることである。
かかる構成により、上記請求項１の発明の作用効果と同様な効果を有するばかりか、放熱板のうち、発熱部品からの熱を受けて外へ熱を伝導する部位として設定可能な範囲を広く取ることが可能となり、より放熱効果を高めることができる。

また、上記目的を達成するために、請求項５の発明に係る電子機器は、請求項１から４に記載の電子機器において、スリットは二つ以上であり、かつ前記アルミ電解コンデンサの前記第１の外板への正投影領域を囲むように前記第１の外板に設けられたことを特徴とする。
かかる構成により、筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、筐体部からアルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減されるとともに、発熱部品からの熱をより効率よく筐体部の外へ放熱することができる。

また、上記目的を達成するために、請求項６の発明に係る電源装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器を備えたことを特徴とする。
かかる構成により、スリットの存在により、放熱を必要とする発熱部品から熱を受けた放熱板または筐体部内の熱伝導の経路の少なくとも一部を遮断することができ、アルミ電解コンデンサへの熱伝導が軽減される電源装置を提供することができる。

本発明に係る電子機器は放熱板または金属筐体にスリットを設けられたことにより、放熱板または金属筐体内の熱伝導経路の少なくとも一部を遮断することができ、アルミ電解コンデンサへの熱伝導を軽減することができる。このため、小型化あるいは放熱性が良く適切な寿命を確保することが可能な電気機器を提供することが出来る。

本発明の実施形態１に係る電源装置を示す全体斜視図。 図１に示す電源装置の組立斜視図。 第１の樹脂板部に垂直する方向からみた時の図１に示す電源装置の透視図。 本発明に係る実施形態１の変形例における電源装置を示す組立斜視図。 本発明の実施形態２に係る電源装置を示す全体斜視図。 図５に示す電源装置の組立斜視図。 （ａ）〜（ｃ）本発明に係る実施形態１のスリットの変形例を示す図。 本発明に係る実施形態１、２のスリットの変形例を示す図。 （ａ）（ｂ）本発明に係る実施形態１、２のスリットの変形例を示す図。

（実施形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態に係る電源装置（電子機器）１について、図１〜図４を用いて説明する。

なお、以下の説明において、前後方向とは、図１に矢印で示すように、電源装置１の前面側を前、その反対側を後とした場合の電源装置１の後述する組立方向と一致する方向を意味している。また、左右方向とは、電源装置１の前面蓋部９を正面に見た状態の左右方向を意味している。さらに、上下方向とは、図１中に矢印で上、下と示される方向であり、電源装置１の設定姿勢における鉛直方向を意味している。

＜全体構成＞
図１は、本実施形態の電子機器である電源装置１の外観斜視図である。図２は、本実施形態の組立斜視図である。本実施形態１の電源装置１は、略直方体形状の樹脂製の筐体部２を有し、この筐体部２は前面開口部１０、背面１１、上面１２、底面１３、第１の樹脂板部１４、及び第２の樹脂板部１５から形成されている。この筐体部２の上面１２と、底面１３に空気の流れを形成する通気口１６が形成してある。

筐体部２の本体部２ｃは、前面側に開口部分（前面開口部１０）を有する箱型形状の部材であって、内部空間に、電子基板ユニット３を格納する。また、筐体部２は、前面側に前面蓋部９が取り付けられることで、前面開口部１０側が覆われる。すなわち、組立方向とは、電子基板ユニット３を筐体部２に挿入する方向である。

筐体部２は第１の外板１９と第２の外板２０を有し、第１の外板１９は第１の樹脂板部１４と第１の樹脂板部の外表面１４ｓに貼り付けられている放熱板２ａから形成されている。

第２の外板２０は第２の樹脂板部１５と第２の樹脂板部の外表面１５ｓに貼り付けられている放熱板２ｂから形成されている。

電子基板ユニット３は、図２に示すように、２つの基板（第１・第２基板３ａ，３ｂ）上に複数の電子部品が搭載されて構成されており、その大部分が本体部２ｃの内部に挿入され、前側の一部が前面蓋部９によって覆われる。なお、第１基板の詳細な構成については、後段にて詳述する。

＜第１基板３ａ＞
第１基板３ａは、第１の樹脂板部１４、第２の樹脂板部１５の方向に沿って本体部２ｃに収納されている。この第１基板３ａには、トランスで代表される発熱部品４、アルミ電解コンデンサ５等、電源回路を構成する多数の電子部品が搭載されている。このトランス４の上に伝熱部材６が配置され、この伝熱部材６はシリコーンによって形成されており、絶縁性、弾力性及び粘着性を有し、空気より熱伝導率が高いものである。この伝熱部材６の第１の面６ａはトランス４と接触し、この伝熱部材の第２の面６ｂにおいて、後述するスライドシート１７と直接接触し、スライドシート１７を介して本体部２ｃと接触している（図２参照）。

このスライドシート１７は、伝熱部材６が配置された状態の電子基板ユニット３を筐体部２内に挿入するために用いられる。このスライドシート１７は樹脂によって形成されているものを用いたが、絶縁物であれば樹脂に限るものではない。スライドシート１７は、例えば、ガラス、紙等、他の材料によって形成されていてもよく、本体部２ｃの第１の樹脂板部１４、第２の樹脂板部１５それぞれの内表面１４ｉ、１５ｉに対する摺動性が高ければよい。

スライドシート１７は、伝熱部材６の第２の面６ｂと筐体部の第１の樹脂板部１４の内表面１４ｉの間に、伝熱部材６の第２の面６ｂと筐体部の第１の樹脂板部１４の内表面１４ｉと直接的に接触して配置されている。

＜放熱板２ａ、２ｂ＞
本実施形態では、放熱板２ａ、２ｂは、アルミニウムによって形成された板状の部材である。放熱板２ａ、２ｂは、本体部２ｃの第１の樹脂板部１４の外表面１４ｓ（図２参照）及び第２の樹脂板部１５の外表面１５ｓ（図２参照）のそれぞれに接着剤によって貼り付けられており、第１の樹脂板部１４側の放熱板を２ａ、第２の樹脂板部１５側の放熱板を２ｂとする。

放熱板２ａは筐体部２の第１の樹脂板部１４の全体を覆うように第１の樹脂板部１４と略同じ外形になるように形成されている。

放熱板２ｂは、筐体部２の第２の樹脂板部１５の全体を覆うように第２の樹脂板部１５
と略同じ外形になるように形成されており、放熱板２ａにはスリット２３が形成されている。

図３は、第１の樹脂板部１４に対して垂直な方向から見た時の透視図である。スリット２３は、放熱板２aを貫通して形成されており、詳しくは後述するが、第１の樹脂板部１
４に対して垂直な方向から見て、アルミ電解コンデンサ５を囲む位置に形成されている（図３参照）。

スリット２３は、図２に示すように、筐体部２の上面１２と下面１３と平行な方向に沿って形成された第１スリット部分２３ａと、第１スリット部分２３ａの前端から下方に向かって形成された第２スリット部分２３ｂと、第１スリット部分２３ａの後端から下方に向かって形成された第３スリット部分２３ｃとを有している。

第１スリット部分２３ａは、トランス４とアルミ電解コンデンサ５それぞれの第１の樹脂板部１４の外側に配置された放熱板２ａへの正投影領域の間に設けられ、かつアルミ電解コンデンサ５の放熱板２ａへの正投影領域に近い側に設けられている。

また、第１スリット部分２３ａは、直線状であり、アルミ電解コンデンサ５の第１スリット部分２３ａの直線の方向に沿う幅よりも長い。

＜実施形態１のそのほかの変形例＞
上記実施形態では、一つのコの字のスリット２３が放熱板２ａに設けられているが、トランス４とアルミ電解コンデンサ５それぞれの放熱板２ａへの正投影領域の間に第１スリット２３ａだけが形成されていてもよい。また、第１スリット部分２３ａを設けるとともに、アルミ電解コンデンサ５のその他の発熱部品が多く配置された側の放熱板２ａへの正投影領域にのみ第２スリット部分２３ｂを設けてもよい。

また、上記実施形態では、伝熱部材６の第１の面６ａはトランス４（発熱部品）と接触し、第２の面６ｂはスライドシート１７を介して筐体部２と接触することでトランス４の熱を最終的に筐体部２の第１の樹脂板部１４に貼り付けられている放熱板２ａに伝導しているが、伝熱部材６及びスライドシート１７を介せず、トランス４を直接に筐体部２に接触することでトランス４の熱を放熱板２ａ、２ｂに伝導してもよい。また、筐体部２の伝熱部材６に対応する位置に貫通孔１８を開けて伝熱部材６の第２の面６ｂはこの貫通孔１８を通して筐体部２を介せず直接に放熱板２ａに接触してもよい。なお、この変形例の具体的な実施形態は図４を使って説明する。

図４は、本変形例の電源装置を示す組立斜視図である。本変形例の電源装置１は、第１の樹脂板部１４に、トランス４の第１の樹脂板部１４への正投影領域に貫通孔１８が設けられている。伝熱部材６は、トランス４と接触し、且つ貫通孔１８を介して放熱板２ａと接触して配置されている。

また、当該貫通孔１８が設けられている領域は、放熱板２ａに形成されたスリット２３が囲む領域の第１の樹脂板部１４への正投影領域の外側である。

（実施形態２）
次に、図５を参照して、本発明に係る実施形態２の電源装置１１０について説明する。本実施形態２の電源装置１１０は、実施形態１の電源装置１と基本的な構成は同じであるが、筐体部は金属製であること、放熱板が使われていないこと、そしてスリットは筐体部に設けられていることが実施形態１とは異なっている。そのため、本相違点を中心に説明する。尚、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付している。

＜全体構成＞
図５は、本実施形態の電子機器である電源装置１１０の外観斜視図である。図６は、本実施形態の組立斜視図である。本実施形態２の電源１１０は、略直方体形状の金属製の筐体部２を有している。

＜第１の外板１９＞
本実施形態２の透視図は図３と同様のため、図３を参照して本実施形態２を説明する。
図３は、第１の外板１９に対して垂直な方向から見た時の透視図である。スリット２３は、第１の外板１９を貫通して形成されており、詳しくは後述するが、第１の外板１９に対して垂直な方向から見て、アルミ電解コンデンサ５を囲む位置に形成されている（図３参照）。

スリット２３は、図５、図６に示すように、筐体部２の上面１２と下面１３と略平行するように形成された第１スリット部分２３ａと、第１スリット部分２３ａの前端から下方に向かって形成された第２スリット部分２３ｂと、第１スリット部分２３ａの後端から下方に向かって形成された第３スリット部分２３ｃとを有している。

第１スリット部分２３ａは、トランス４の第１の外板１９への正投影領域と前記アルミ電解コンデンサ５の第１の外板１９への正投影領域の間に設けられ、かつアルミ電解コンデンサ５の第１の外板１９への正投影領域に近い側に設けられている。

また、第１スリット部分２３ａは直線状であり、かつ第１スリット部分２３ａはアルミ電解コンデンサ５の第１スリット部分２３ａの直線の方向に沿う幅より長い。

＜実施形態２のそのほかの変形例＞
上記実施形態では、一つのコの字のスリット２３が筐体部２の第１の外板１９に設けられているが、トランス４とアルミ電解コンデンサ５それぞれの第１の外板１９への正投影領域の間に第１スリット部分２３ａだけが形成されていてもよい。また、第１スリット部分２３ａを設けるとともに、アルミ電解コンデンサのその他の発熱部品が多く配置された側の第１の外板１９への正投影領域にのみ第２スリット部分２３ｂを設けてもよい。

また、上記実施形態では、伝熱部材６の第１の面６ａはトランス４（発熱部品）と接触し、第２の面６ｂはスライドシート１７を介して筐体部２と接触することでトランス４の熱を筐体部２に伝導しているが、トランス４は、伝熱部材６を介せず直接にスライドシート１７に接触し、スライドシート１７を介して筐体部２に接触することでトランス４の熱を筐体部２に伝導してもよい。

（実施形態１、２の共通の変形例）
（Ａ）
上記実施形態１、２では、スリット２３は、溝状の一例として放熱板２ａまたは筐体部２の第１の外板１９を貫通して形成されているが、貫通していなくてもよく、溝状であってもよい。図７（ａ）は、実施形態１のスリット２３の部分を模式的に示す断面図である。なお、外側の面が２ａｓで示されており、内側の面が２ａｉで示されている。この内側の面２ａｉは、第１の樹脂板部１４の外表面１４ｓと接する面を示す。
図７（ｂ）に示すように、放熱板２ａが貫通されておらず、外側の面２ａｓから凹状に形成されているスリット２３１であってもよい。
また、図７（ｃ）に示すように、図７（ｂ）とは反対側である内側の面２ａｉから凹状に形成されているスリット２３２であってもよい。要するに、熱が伝達され難ければよい。
なお、実施形態２も実施形態１と同じように上記変形が考えられる。実施形態２の場合、スリット２３が直接に筐体部に設けられている。

（Ｂ）
また、上記実施形態１、２では、スリット２３の第１スリット部分２３ａ、第２スリット部分２３ｂ、第３スリット部分２３ｃは、直線状に形成されているが、これに限られるものではない。
例えば、図８に示すように、湾曲した形状のスリット２３３であってもよい。尚、図８においては、スリット２３３は、第１の外板１９に対して垂直な方向から視て、アルミ電解コンデンサ５とトランス４との間にトランス４とアルミ電解コンデンサ５とを分離させるよう形成されている。

また、上記実施形態では、スリットとスリットとの間には連結部が設けられていないが、図９（ａ）に示すように、第１スリット部分２３ａと第２スリット部分２３ｂの間と、第１スリット部分２３ａと第３スリット部分２３ｃの間に連結部２３ｐが形成されていてもよい。更に図９（ｂ）に示すように、連結部２３ｐが複数形成されたスリット２３５であってもよい。図９（ｂ）に示すスリット２３５は、複数のスリット部分２３５ｐから形成されているともいえる。

１ 電源装置（電子機器の一例）
２ 筐体部
２ａ 放熱板
２ｂ 放熱板
２ｃ 本体部
２ａｓ 外側の面
２ａｉ 内側の面
３ 電子基板ユニット
３ａ 第１基板
３ｂ 第２基板
４ トランス（発熱部品の一例）
５ アルミ電解コンデンサ
６ 伝熱部材
６ａ 第１の面
６ｂ 第２の面
９ 前面蓋部
１０ 前面開口部
１１ 背面
１２ 上面
１３ 底面
１４ 第１の樹脂板部
１４ｓ 第１の樹脂板部の外表面
１４ｉ 第１の樹脂板部の内表面
１５ 第２の樹脂板部
１５ｓ第２の樹脂板部の外表面
１５ｉ第２の樹脂板部の外表面
１６ 通気孔
１７ スライドシート
１８ 貫通孔
１９ 第１の外板
２０ 第２の外板
２３ａ 第１スリット部分
２３ｂ 第２スリット部分
２３ｃ 第３スリット部分
１１０ 電源装置（電子機器の一例）
２３１ スリット
２３２ スリット
２３３ スリット
２３４ スリット
２３５ｐ スリット部分
２３５ スリット
２３ｐ 連結部

Claims (6)

1. 筐体部と、
   前記筐体部内に配置されたアルミ電解コンデンサと、
   前記筐体部内に配置され、前記アルミ電解コンデンサより発熱量が大きい発熱部品と、前記筐体部内に配置され、前記アルミ電解コンデンサ及び前記発熱部品が設けられた基板と、
   を備え、
   前記筐体部は、前記基板の前記アルミ電解コンデンサ及び前記発熱部品が設けられた面に対面する第１の外板を有し、
   前記第１の外板は、前記発熱部品と直接または間接に繋がり、
   前記第１の外板には、前記発熱部品と前記アルミ電解コンデンサの前記第１の外板への正投影を含む領域にスリットが設けられ、
   前記スリットの少なくとも一つは前記発熱部品の前記第１の外板への正投影領域と前記アルミ電解コンデンサの前記第１の外板への正投影領域の間に設けられており、
   前記発熱部品は、前記発熱部品と直接的に接触して配置される伝熱部材を介して前記第１の外板に接触しており、
   前記伝熱部材の前記第１の外板側の面には、前記伝熱部材が前記発熱部品に設けられた状態の前記基板を前記筐体部内に挿入する際に、前記第１の外板の表面との摺動性を高めるためのスライドシートが設けられていることを特徴とする
   電子機器。
2. 前記筐体部は、樹脂で形成された箱形状の本体部と、前記本体部の外面に接触して配置された放熱板と、を有し、
   前記第１の外板は、前記本体部を形成する一つの樹脂板部と当該樹脂板部の外面に接触して配置された前記放熱板と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記発熱部品と前記アルミ電解コンデンサそれぞれの前記第１の外板への正投影領域の間に設けられたスリットは直線状であり、
   前記スリットは、前記アルミ電解コンデンサの前記スリットの直線の方向に沿う幅より長いことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 前記発熱部品と前記アルミ電解コンデンサそれぞれの前記第１の外板への正投影領域の間に設けられたスリットは前記アルミ電解コンデンサの前記第１の外板への投影に近い側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 前記スリットは二つ以上であり、かつ前記アルミ電解コンデンサの前記第１の外板への正投影領域を囲むように前記第１の外板に設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器を備えた電源装置。