JP6651725B2 - 筐体、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、筐体、及び電子機器に関し、特に、発熱体から発生する熱を放熱する筐体、及び電子機器に関する。

近年、無線通信機器等の電子機器においては、高性能化が進んでおり、これに伴い、基板に搭載されている電子部品等の発熱体の発熱量が増大する傾向にある。また、無線通信機器等の電子機器においては、屋外に設置されることを想定し、設置し易さ等を理由に、小型化が求められている。これにより、この発熱体の単位体積あたりの発熱量が大きくなっている。この対策として、電子機器の筐体の内部に連通路を設け、この連通路に風を通し、発熱体から発生する熱を放熱している。

筐体の内部に連通路を設ける技術が、特許文献１に開示されている。この特許文献１記載の技術は、筐体の内部に配設したカバー、ベース及び前板により回路モジュールを収容する空間を画成し、その外周の第１の通風路及び第２の通風路に外気を通風させ、電子部品から発生する熱を筐体の外部に放熱している。

特開２０１２−１６４９３９号公報

外周に連通路が設けられた上記特許文献１記載の技術において、発熱体から発生する熱を効率良く筐体の外部に放熱するためには、発熱体を内装する空間の外郭を構成する部材に発熱体を当接させる必要がある。このため、上記特許文献１記載の技術は、電子部品のレイアウトを制限してしまう。

そこで、本発明の目的は、発熱体を内装する空間の外郭を構成する部材から離設させた発熱体に対する放熱性能を向上させることで、発熱体のレイアウトの自由度を向上させることが可能な筐体、及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る筐体は、所定の閉曲面を外郭面とする部材と、上記閉曲面の内部に配置され、上記閉曲面と共有点を有しない所定の面積の閉領域をその表面に含む設置部と、上記閉領域に熱的に接続され、上記閉曲面の内部と外部を連通する連通部とを備えて構成される。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、上記筐体と、上記設置部に設置される発熱体と、を具備して構成される。

本発明によれば、発熱体を内装する空間の外郭を構成する部材から離設させた発熱体に対する放熱性能を向上させることができる。これにより、発熱体のレイアウトの自由度を向上させることができる。

本発明の一実施形態（第１の実施形態）に係る電子機器の斜視図である。 本発明の一実施形態（第１の実施形態）に係る電子機器の断面図である。 本発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る電子機器の斜視図である。 本発明の他の実施形態（第２の実施形態）に係る電子機器の断面図である。 本発明の他の実施形態（第３の実施形態）に係る電子機器の斜視図である。 本発明の他の実施形態（第３の実施形態）に係る電子機器の断面図である。 本発明の他の実施形態（第４の実施形態）に係る電子機器の斜視図である。 本発明の他の実施形態（第４の実施形態）に係る電子機器の断面図である。 本発明の他の実施形態（第５の実施形態）に係る電子機器の斜視図である。 本発明の他の実施形態（第５の実施形態）に係る電子機器の断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１及び図２を用いて、本発明の一実施形態（第１の実施形態）について説明する。図１及び図２は、本実施形態（第１の実施形態）に係る電子機器１００の斜視図及び断面図である。

電子機器１００は、筐体１３０及び発熱体１０４を具備している。筐体１３０は、所定の閉曲面１０７を外郭面とする部材１３１と、閉曲面１０７の内部１９１に配置され、閉曲面１０７と共有点を有しない所定の面積の閉領域１０８をその表面に含む設置部１０９とを備えて構成される。さらに、筐体１３０は、閉領域１０８に熱的に接続され、閉曲面１０７の内部１９１と外部を連通する連通部１９３を備えて構成される。

このように、本実施形態では、連通部１９３が、所定の閉曲面１０７を外郭面とする部材１３１の閉曲面１０７と共有点を有しない所定の面積の閉領域１０８に熱的に接続されている。このため、本実施形態では、発熱体１０４を所定の閉曲面１０７を外郭面とする部材１３１に必ずしも当接させる必要がなく、発熱体１０４を上述の部材１３１から離して配設させることが可能となる。

よって、本実施形態によれば、筐体１３０から発熱体１０４を離したとしても、この発熱体１０４に対する十分な放熱性能を得られる。これにより、本実施形態では、発熱体１０４のレイアウトの自由度を向上させることができる。

（第２の実施形態）
図３及び図４を用いて、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）について説明する。図３及び図４は、本実施形態（第２の実施形態）に係る電子機器２００の斜視図及び断面図である。なお、以下では、図３の左下方側から電子機器２００の筐体を目視した場合における前面を正面といい、後面を背面、上面を平面、下面を底面、左右の面を側面という。また、これに基づいて、前後方向を正面−背面方向といい、上下方向を平面−底面方向といい、左右方向を側面方向という。

電子機器２００は、基板２０１、デバイス２０２、第１の発熱体２０３、第２の発熱体２０４及び筐体を具備している。基板２０１は、周知の技術であるため、具体的な説明を省略するが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を用いて板状をなして形成される。この基板２０１の面には、デバイス２０２が実装されている。

このデバイス２０２は、例えば、ＣＰＵ、ＩＣ、ＬＳＩ、ＭＰＵ等の集積回路素子であり、動作中に発熱を伴う発熱体の一例である。このデバイス２０２は、このデバイス２０２の正常な動作を維持するために冷却を必要としている。このため、デバイス２０２には、後述する伝熱体２２０を介して第２の筐体２４０が熱的に接続されている。なお、「ＣＰＵ」とは「Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ」の略である。「ＩＣ」は「Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ」の略である。「ＬＳＩ」は「Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ」の略である。「ＭＰＵ」は「Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ」の略である。

第１の発熱体２０３及び第２の発熱体２０４は、信号増幅器等、デバイス２０２と同様に、動作中に発熱する発熱体である。これら第１の発熱体２０３及び第２の発熱体２０４は、この第１の発熱体２０３の正常な動作を維持するために冷却を必要としている。このため、第１の発熱体２０３には、第１の筐体２３０が熱的に接続されている。また、第２の発熱体２０４には、第２のカバー２６０が熱的に接続されている。

本実施形態において、筐体の内部に伝熱体２２０、及び仕切り部材を具備している。伝熱体２２０は、デバイス２０２に当接して配設されている。この伝熱体２２０は、周知の技術であるため、具体的な説明を省略するが、熱伝導性部材を用いてシート状をなして形成される。熱伝導性部材は、例えば、シート状熱伝導ゲル、高性能放熱グリース、放熱ゴム等を用いる。なお、伝熱体２２０は、デバイス２０２から発生した熱を第２の筐体２４０に伝導し易い材質であれば、上述の材質に特に限定されない。

筐体は、第１の筐体２３０及び第２の筐体２４０からなる。筐体は、電子機器２００の外郭を構成し、これら第１の筐体２３０及び第２の筐体２４０により箱型をなして形成され、平面、底面、正面、背面、側面を有している。

第１の筐体２３０は、熱伝導性の良い、鉄又は銅等の金属を用いて形成される。この第１の筐体２３０は、平面を構成する天板２３１、正面を構成する正面板２３２、背面を構成する図示しない背面板、側面を構成する左側面板２３４、右側面板２３５を有している。

天板２３１の外面には、第１のフィン群２３６が配設される。第１のフィン群２３６は、天板２３１の外面から筐体の外側に向けて延設されている。第１のフィン群２３６は、夫々、正面−背面方向に沿って配設され、側面方向に所定の間隔を存して並んでいる。

正面板２３２、背面板、左側面板２３４、右側面板２３５は、天板２３１の周縁から下方に向かって延設される。これら正面板２３２、背面板、左側面板２３４、右側面板２３５は、下端部に第１のフランジ２３７を有している。第１のフランジ２３７は、正面板２３２、背面板、左側面板２３４及び右側面板２３５の外面から筐体の外側に向けて水平に張り出して形成されている。この第１のフランジ２３７には、下方側の面に凹部２３８が形成され、この凹部２３８に第１のパッキン２７０が収容される。

第２の筐体２４０は、第１の筐体２３０と同様に、熱伝導性の良い、鉄又は銅等の金属を用いて形成される。この第２の筐体２４０は、筐体の底面を構成する底板２４１、筐体の正面を構成する正面板２４２、背面を構成する図示しない背面板、側面を構成する左側面板２４４、右側面板２４５を有している。

底板２４１の外面には、第２のフィン群２４６が配設される。この第２のフィン群２４６は、底板２４１の外面から筐体の外側に向けて延設されている。第２のフィン群２４６は、夫々、正面−背面方向に沿って配設され、側面方向に所定の間隔を存して並んでいる。

正面板２４２、背面板、左側面板２４４及び右側面板２４５は、底板２４１の周縁から上方に向かって延設される。これら正面板２４２、背面板、左側面板２４４、右側面板２４５は、第２のフランジ２４７を有している。第２のフランジ２４７は、正面板２４２、背面板、左側面板２４４及び右側面板２４５の外面から筐体の外側に向けて水平に張り出して形成されている。この第２のフランジ２４７には、上方側の面に凹部２４８が形成され、この凹部２４８に第２のパッキン２８０が収容される。

ここで、第１のフランジ２３７及び第２のフランジ２４７は、仕切り部材を挟持する。そして、これら第１のフランジ２３７及び第２のフランジ２４７には、上述したように、第１のパッキン２７０及び第２のパッキン２８０が収容されている。このため、第１のフランジ２３７及び第２のフランジ２４７と仕切り部材との密着性を高めている。これにより、第１の空間２９１、第２の空間２９２への浸水を予防することが可能となる。

仕切り部材は、第１のカバー２５０及び第２のカバー２６０からなる。第１のカバー２５０は、板状をなして形成される。第２のカバー２６０は、断面視、凹状をなして形成される。

第１の筐体２３０、第２の筐体２４０、第１のカバー２５０及び第２のカバー２６０は、互いに協働して筐体の内部を第１の空間２９１、第２の空間２９２、連通路２９３に仕切っている。そして、第１のカバー部材２５０及び第２のカバー部材２６０は、上述したように、第１の筐体２３０及び第２の筐体２４０により挟持されている。また、これら第１の筐体２３０及び第２の筐体２４０の第１のフランジ２３７及び第２のフランジ２４７には、上述したように、第１のパッキン２７０及び第２のパッキン２８０が収容されている。これにより、筐体２３０の内部の第１の空間２９１、第２の空間２９２を密閉させることが可能となり、これら第１の空間２９１、第２の空間２９２への浸水を予防することが可能となる。

第１のカバー２５０と第２のカバー２６０とにより連通路２９３が画成される。この連通路２９３は、電子機器２００の外方に連通している。このため、この連通路２９３には、外方から空気を取り入れることが可能となる。この連通路２９３に第３のフィン群２６３が配設される。これにより、外気を取り入れ、第２のカバー２６０に伝達された熱を放熱している。このため、筐体から離設させた第２の発熱体２０４に対する放熱性能を向上させることが可能となる。

本実施形態において、連通路２９３は、筐体の正面及び背面に外部との連通口を有する。このため、連通路２９３は、この連通路２９３に取り入れた外気を滞留させずに、連通路２９３内で風を流通させ易くしている。これにより、連通路２９３は、連通路２９３内の熱をより効率的に放熱することが可能となる。

デバイス２０２には、上述したように、第２の筐体２４０が熱的に接続されている。このため、デバイス２０２から発生した熱は、第２の筐体２４０を通じて第２のフィン群２４６に伝わる。これにより、デバイス２０２から発生した熱は、第２のフィン群２４６により放熱されている。

第１の発熱体２０３には、上述したように、第１の筐体２３０が熱的に接続されている。このため、第１の発熱体２０３から発生した熱は、第１の筐体２３０を通じて第１のフィン群２３６に伝わる。これにより、第１の発熱体２０３から発生した熱は、第１のフィン群２３６により放熱されている。

第２の発熱体２０４には、上述したように、第２のカバー２６０が熱的に接続されている。このため、第２の発熱体２０４から発生した熱は、第２のカバー２６０を通じて、第３のフィン群２６３に伝わる。連通路２９３は、外気と通じているため、連通路２９３内を流れる空気によって、上述の第３のフィン群２６３に伝わった熱を放熱している。

このように、本実施形態では、連通路２９３が筐体の外周ではなく、筐体の内部に設けられている。このため、本実施形態では、筐体の周縁のみならず、筐体内の放熱性能を高めている。これにより、本実施形態は、第２の発熱体２０４を天板２３１及び底板２４１に必ずしも当接させる必要がなく、第２の発熱体２０４を天板２３１及び底板２４１から離して配設させることが可能となる。

よって、本実施形態によれば、筐体から第２の発熱体２０４を離したとしても、この第２の発熱体２０４に対する十分な放熱性能を得ることで、第２の発熱体２０４のレイアウトの自由度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、連通路２９３が第２の筐体２４０側に位置しているが、これに限定されず、第１の筐体２３０側に位置しても良い。また、連通路２９３が、第１の筐体２３０と第２の筐体２４０との間に位置しても良い。また、連通路２９３は、上述したように、筐体の正面及び背面に外部との連通口を有しているが、外気を取り入れることが可能であれば、これに限定されず、例えば、筐体の正面のみであっても良い。

（第３の実施形態）
図５及び図６を用いて、本発明の他の実施形態（第３の実施形態）について説明する。図５及び図６は、本実施形態（第３の実施形態）に係る電子機器３００の斜視図及び断面図である。本実施形態の電子機器３００は、上述の第２の実施形態の電子機器２００に対し、カバー部材３６０を一体成形した点が異なる。また、電子機器３００は、カバー部材３６０に第１の空間２９１と第２の空間２９２との連通孔３６４を形成した点が異なる。そして、電子機器３００は、他の点は同様である。したがって、上述の第２の実施形態と同一の箇所については、同一又は相当する符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の電子機器３００は、上述したように、第１の筐体２３０と第２の筐体２４０との間に一体成形されたカバー部材３６０を具備している。このため、電子機器３００は、上述の第２の実施形態に対し、部品点数を減らすことが可能となる。これにより、電子機器３００は、コストの低減を図ることができる。このカバー部材３６０は、連通路３９３を有している。連通路３９３には、第３のフィン群３６３が配設されている。

また、カバー部材３６０は、上述したように、第１の空間２９１と第２の空間２９２とを連通する連通孔３６４を有している。このため、電子機器３００は、この連通孔３６４に配線を通すことが可能となり、第１の発熱体２０３と第２の発熱体２０４とを電気的に接続させることが可能となる。これにより、電子機器３００は、第１の発熱体２０３、第２の発熱体２０４のレイアウトの自由度をより向上させることができる。

（第４の実施形態）
図７及び図８を用いて、本発明の他の実施形態（第４の実施形態）について説明する。図７及び図８は、本実施形態（第４の実施形態）に係る電子機器４００の斜視図及び断面図である。本実施形態の電子機器４００は、上述の第３の実施形態に対し、カバー部材４６０の第３のフィン群４６３をカバー部材４６０の天面４６１と底面４６２とに連接させた点が異なり、他の点は同様である。したがって、上述の第３の実施形態と同一の箇所については、同一又は相当する符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の電子機器４００は、上述したように、カバー部材４６０の第３のフィン群４６３をカバー部材４６０の天面４６１と底面４６２とに連接させている。このように、第３のフィン群４６３を天面４６１と底面４６２とに連接させると、上述の第３の実施形態のカバー部材３６０のフィンのように、底面３６２から立設させた場合に対し、各フィンの剛性を高めることが可能となる。このため、本実施形態では、カバー部材４６０の製造に際し、各フィンの破損を予防している。また、本実施形態のカバー部材４６０は、上述の第３の実施形態のカバー部材３６０に対し、高さバラつきを考慮する必要がなく、例えば、フィンの先端の研磨等の工程を省くことが可能となる。

このため、本実施形態の電子機器４００は、上述の第３の実施形態の電子機器３００に対し、カバー部材４６０を成形し易く、上述のような製造工程を省くことが可能となるため、製造コストを軽減することができる。

（第５の実施形態）
図９及び図１０を用いて、本発明の他の実施形態（第５の実施形態）について説明する。図９及び図１０は、本実施形態（第５の実施形態）に係る電子機器５００の斜視図及び断面図である。本実施形態の電子機器５００は、上述の第２乃至第４の実施形態に対し、第１の筐体５３０の外面を平坦に形成している、すなわち、フィン（又はフィン群）を設けていない点が異なり、他の点は同様である。したがって、上述の第２乃至第４の実施形態と同一の箇所については、同一又は相当する符号を付してその説明を省略する。

本実施形態の電子機器５００は、カバー部材４６０に第１の発熱体２０３を当接させている。このため、電子機器５００は、第１の発熱体２０３から発生する熱をカバー部材４６０の連通路４９３にて放熱している。これにより、電子機器５００は、第１の筐体５３０の天面５３１にフィンを必要とせず、上述したように、第１の筐体５３０の天面５３１の外面を平坦に形成することが可能となる。このため、電子機器５００は、外観の意匠性を向上させることができる。

ここで、電子機器５００には、屋外に設置されることを想定した場合、例えば、市街地等では外観意匠性が要求される。このため、筐体の外面にフィンが形成されると、外観上、フィンが露見した無骨な恰好となってしまい、外観意匠性を損ねてしまう。これに対し、電子機器５００は、上述したように、筐体の外面を平坦に形成しているため、外観上、フィンが露見した無骨な恰好とならず、外観意匠性を向上させることができる。

１００ 電子機器
１０４ 発熱体
１０７ 閉曲面
１０８ 閉領域
１０９ 設置部
１３０ 筐体
１３１ 部材
１９１ 内部
１９３ 連通部

Claims (8)

1. 所定の閉じた面を外郭面とする部材と、
   前記閉じた面の内部を仕切る仕切り部材と、
   前記閉じた面の内部に配置され、前記閉じた面と共有点を有しない所定の面積の閉領域をその表面に含む第１の設置部と、
   前記閉領域に熱的に接続され、前記閉じた面の内部と外部を連通する連通部と、
   前記連通部に設けられた第１の放熱機構と、
   前記仕切り部材を挟んで前記第１の設置部と反対側の前記閉じた面の内部に第２の設置部と、
   前記部材の外側に設けられ前記第２の設置部と熱的に接続した第２の放熱機構と
   を備えた筐体であって、
   前記第１の設置部内の第１の発熱体は前記仕切り部材と接して設けられ、前記第１の放熱機構で放熱され、前記第２の設置部内の第２の発熱体は前記仕切り部材とは隔離して前記外郭面と接する前記第２の放熱機構で放熱されることを特徴とする筐体。
   
2. 前記第１、第２の放熱機構はフィンである、
   ことを特徴とする請求項１記載の筐体。
3. 前記連通部は、前記閉じた面の外部との連通口を少なくとも二か所、有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の筐体。
4. 前記仕切り部材は、第１及び第２の部材に挟持される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の筐体。
5. 前記部材と前記仕切り部材との当接箇所には、パッキンが配設される、
   ことを特徴する請求項４記載の筐体。
6. 前記仕切り部材は、一体成形される、
   ことを特徴とする請求項４又は５記載の筐体。
7. 前記第１の設置部と前記第２の設置部とを連通する連通孔を有する、
   ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の筐体。
8. 請求項１乃至７何れか一項に記載の筐体と、
   前記第１の設置部内と前記第２の設置部内にはそれぞれ別々の発熱体が設置されることを特徴とする電子機器。

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