JP7140518B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、冷却ファンによる冷却構造を有する電子機器に関する。

近年、電子機器では、動画撮影における高画素化や高フレームレート化に伴う筐体の温度上昇を抑制する必要がある。特許文献１では、回路基板を冷却する冷却構造として冷却ファンと放熱板とを備える撮像装置が開示されている。

冷却ファンは、モーターにより羽根を回転させ、吸気した空気を送風する。モーターによって発生する振動は、筐体の構成部材を介し、機器全体に伝搬する。このような振動は、使用者にとって不快である。このような振動を抑制するために、特許文献２では、空冷用ファン装置が第１の防振部材を介して金属フレームに取り付けられた保持具に保持され、金属フレームが第２の防振部材を介してシャーシ部材に取り付けられている表示装置が開示されている。また、特許文献３では、ファンを収容するファンダンパーの側面に突設されている支持部と、ファンユニットを装着する装着部に形成されている被支持部とが、これらの部材の対応面積よりも小さい面積を有するリブで当接する放熱装置が開示されている。

特許第６０００７５２号公報 特許第４３３３０８７号公報 特開２００８－１０３４９１号公報

特許文献１の撮像装置において、装置の小型化のために冷却構造を小型化してしまうと、冷却効果は減少してしまう。

また、冷却ファンの排気は、筐体外部に排出する必要がある。そのため、電子機器では、冷却ファンと冷却ファンの排気の流路を設ける必要があるが、これらの部材を機器の小型化に伴い、冷却効果を落とすことなく省スペースで配置することは困難である。

また、冷却ファンの駆動部から筐体に伝わる振動に対する制振対策において、特許文献２や特許文献３のように新たに部品を追加すると、機器が大型化してしまう。

本発明は、大型化することなく、冷却ファンにより発生する振動の筐体または外装部材への伝播を抑制可能な電子機器を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての電子機器は、発熱性を有する回路素子が実装される基板と、モーターおよび前記モーターを収納する収納部を備え、前記回路素子を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンを固定する第１の外装部材と、を有する電子機器であって、前記冷却ファンは、前記第１の外装部材の投影内に配置され、前記第１の外装部材は、弾性部および樹脂製の非弾性部を備え、前記弾性部の一部は、前記冷却ファンに接触し、前記弾性部は、前記電子機器の外観部を構成することを特徴とする。

本発明によれば、大型化することなく、冷却ファンから発生される振動の筐体または外装部材への伝播を抑制可能な電子機器を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置を背面側から見た場合の斜視図である。 冷却ファンの配置説明図である。 背面カバーの説明図である。 冷却構造の説明図である。 冷却ファンの形状説明図である。 冷却ファンのモーターから伝わる振動に対する制振対策を説明する図である。 図６（ｂ）の状態に冷却ファン２５を取り付けた状態の断面図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置１０を背面側から見た場合の斜視図である。撮像装置１０は、被写体像を不図示の撮像素子に取り込む不図示のレンズ鏡筒を有する。撮像装置１０の使用者は、液晶モニター１１を介して被写体像を確認することができる。液晶モニター１１は、可動ヒンジ部１７によって２軸で回動可能に構成されている。液晶モニター１１は、図１（ａ）の閉状態と図１（ｂ）の開状態との間を、回動軸Ｚ回りに回動可能である。また、液晶モニター１１は、回動軸ＺＺ軸回りに回動可能である。

背面カバー（第２の外装部材）１５は、液晶モニター１１が閉状態である場合に液晶モニター１１を収納する液晶モニター収容部１９を有する。液晶モニター収容部１９は、液晶モニター１１が閉状態である場合、外部に露出しない。グリップ部（第１の外装部材）２０は、撮像装置１０を使用する際に使用者により保持される部分であり、液晶モニター収容部１９の横に設けられている。グリップ部２０は、それぞれ異なる材料で形成されている弾性部および樹脂製の樹脂部（非弾性部）を有する。弾性部および樹脂部は、一体成形されている。本実施形態では、弾性部を外観部としているため、グリップ部２０は使用者にとって滑りにくく、保持しやすい。複数の操作ボタン（操作部材）２１は、グリップ部２０内に設けられている。

図２は、撮像装置１０の内部に設けられた冷却ファン２５の配置説明図である。グリップ部２０は、背面カバー１５に不図示の固定ビスで固定される。プリント配線板２９は、不図示の粘着シートを介して基台（支持部材）２８に固定される。プリント配線板２９は、複数のメタルドームスイッチ２３ａを保持するシートスイッチ２３ｂを固定する。複数の操作ボタン２１を介した押し操作によってメタルドームスイッチ２３ａが押し下げられ、プリント配線板２９は操作に対応する信号を検出する。基台２８は、基台固定ビス２６によってグリップ部２０に固定される。冷却ファン２５は、ビス２７によって基台２８とは異なる位置でグリップ部２０に固定される。背面カバー１５は、複数の部材が取り付けられ、ユニット状態となっている。メインシャーシ２２は、撮像装置１０の主たる構造体である。制御ＩＣ３１は、発熱性を有する回路素子であり、主基板３２に実装されている。主基板３２は、メインシャーシ２２に不図示の固定ビスで締結される。

図３は、背面カバー１５の説明図である。図３（ａ）は、背面カバー１５の外観部を示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。液晶モニター収容部１９の一部には、後述する熱交換部３０を通過した冷却風を排出するための通風孔２４が設けられている。通風孔２４は、液晶モニター１１が閉状態である場合、外部に露出しない。冷却ファン２５は、グリップ部２０の投影内に配置されている。また、冷却ファン２５は、主基板３２の投影内、かつ主基板３２に対面するように配置されている。冷却ファン２５を含むグリップ部２０の厚みＵＡは、液晶モニター収容部１９の深さＵＢと略同一となる。したがって、本実施形態では、冷却ファン２５を省スペースで配置可能である。また、本実施形態では、基台２８およびプリント配線板２９がグリップ部２０の投影内に配置されているが、基台２８およびプリント配線板２９の少なくとも一方がグリップ部２０の投影内に配置されていればよい。これにより、基台２８およびプリント配線板２９を省スペースで配置可能である。

図４は、本実施形態の冷却構造の説明図である。図４（ａ）は、冷却構造における熱の移動を説明する図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。

熱伝導部３３は、第１端が熱源となる制御ＩＣ３１のパッケージ上面と熱結合し、第２端が熱交換部３０と熱結合している。冷却ファン２５の内部には、モーター５７により回転する羽根５８が設けられている。羽根５８が回転することで、排気口４１に冷却風を送風する。冷却ファン２５は、排気口４１の中心が熱伝導部３３の短辺３３１の中心と略一致するように配置されている。熱伝導部３３の長辺３３２は、排気口４１から排出される排気の方向の延長線に沿っている。熱交換部３０は、制御ＩＣ３１と冷却ファン２５との間に配置されている。熱交換部３０は、ダクト形状であり、冷却ファン２５に接着または溶接によって固定される。制御ＩＣ３１で発生する熱は、温度勾配より矢印Ｘ方向に沿って、制御ＩＣ３１のパッケージ上面から熱伝導部３３に伝わる。制御ＩＣ３１で発生する熱は、熱交換部３０まで伝わり、熱交換部３０において冷却ファン２５からの冷却風によって冷却される。なお、熱交換部３０は、羽根５８に近づけて配置することが好ましい。熱交換部３０を羽根５８に近づけて配置することで、冷却風の風速が速い位置で熱交換が可能となり、熱交換の効率が向上する。

主基板３２には、冷却ファン２５の投影内の一部に、冷却ファン２５の吸気のための切欠き部３２１が設けられている。切欠き部３２１が設けられることで、冷却ファン２５は、主基板３２の冷却ファン２５に対面する側の面とは反対面側から吸気可能となる。主基板３２には、切欠き部３２１の代わりに、冷却ファン２５の吸気のための開口穴を設けてもよい。また、主基板３２は、外部インターフェイスコネクタ３５を有する。外部インターフェイスコネクタ３５は、通常、図１に示される撮像装置１０の側面に設けられた可動式の端子カバー１４により覆われている。つまり、撮像装置１０は、外部と内部に連通する部位を有する。したがって、撮像装置１０に特別に吸気口を設けることなく、冷却ファン２５は吸気可能である。また、冷却ファン２５を、外部インターフェイスコネクタ３５と部分的に投影上重ねて配置することが可能である。つまり、冷却ファン２５と外部インターフェイスコネクタ３５の外部への開口との距離を短くすることが可能である。これにより、撮像装置１０の内部からの吸気量に対し、外部からの吸気量の割合を増大させることで、撮像装置１０の内部温度の上昇を更に抑制することが可能である。

図４（ｂ）に示される矢印Ｙ方向は、冷却ファン２５の冷却風の流路を示している。冷却ファン２５は、主基板３２側から吸気を行う。冷却風は、熱交換部３０を通過する。熱交換部３０を通過した冷却風は、撮像装置１０の内部温度の上昇を抑制するために、すぐに筐体外部に排出される必要がある。液晶モニター収容部１９と液晶モニター１１との間には、間隙１３が形成されている。通風孔２４は、間隙１３に連通している。したがって、液晶モニター１１が液晶モニター収容部１９に収納されている閉状態である場合でも、熱交換部３０を通過した冷却風は通風孔２４から筐体外部に排出される。

図５は、冷却ファン２５の形状説明図である。図５（ａ）は、冷却ファン２５をプリント配線板２９側から見た斜視図である。図５（ｂ）は、冷却ファン２５を主基板３２側から見た斜視図である。冷却ファン２５は、モーター５７、羽根５８、配線部材３６、第１のケース３７および第２のケース３８を有する。第１のケース３７および第２のケース３８は、モーター５７および羽根５８を収納する収納部である。配線部材３６は、モーター５７に接続されており、第１のケース３７の開口部から引き出されている。第１のケース３７には、プリント配線板２９の主基板３２との接続部２９１を収容する切欠き部３９が設けられている。切欠き部３９は、周囲の面よりも深い面であるため、接続部２９１の収納を可能としている。これにより、撮像装置１０の厚みの増大を抑制することが可能である。第２のケース３８には、グリップ部２０への締結部４０が設けられている。また、第２のケース３８には、吸気部３４が設けられている。吸気部３４は、主基板３２の投影内、かつ主基板３２に対面している。撮像装置１０の外装には、吸気部３４に対応する専用の吸気穴を設けていない。吸気穴を設けないことにより、冷却ファン２５の吸気によって撮像装置１０の内部に外部からのゴミなどの侵入を防ぐことが可能である。

図６は、冷却ファン２５のモーター５７から伝わる振動に対する制振対策を説明する図である。図６（ａ）は、グリップ部２０を被写体側から見た図である。図６（ｂ）は、背面カバー１５に固定されたグリップ部２０に基台２８が取り付けられた状態を被写体側から見た図である。グリップ部２０は、それぞれ異なる材料で形成されている弾性部２０１および樹脂部２０２を有する。弾性部２０１は比較的柔らかいゴムやエラストマ等の成形品であり、樹脂部２０２はグリップ部２０の構造部品として機能する、弾性がほとんどないポリカーボネイト等の成形品である。弾性部２０１および樹脂部２０２は、２色成形することで一体となっている。弾性部２０１は、抑振部（第２の抑振部）２０１ａ、ビス座２０１ｂ、抑振部（第１の抑振部）２０１ｃおよび延伸部２０１ｄを有する。基台２８には抑振部２０１ａに対応する位置に複数の貫通穴が設けられており、抑振部２０１ａは基台２８から突出する。つまり、抑振部２０１ａは、樹脂部２０２、プリント配線板２９および基台２８を貫通している。冷却ファン２５は、締結部４０ｂおよびビス座２０１ｂを介して、グリップ部２０に固定される。冷却ファン２５は、後述するように基台２８から突出した抑振部２０１ａが冷却ファン２５に接触した状態でグリップ部２０に固定されるため、基台２８に対し浮いた状態となる。つまり、基台２８は、冷却ファン２５に接触していない。

図７は、図６（ｂ）の状態に冷却ファン２５を取り付けた状態の断面図である。図７（ａ）を参照して、グリップ部２０の外観部に用いられている弾性部２０１と冷却ファン２５との関係について説明する。図７（ａ）は、図６（ｂ）のＣ－Ｃ線断面図である。抑振部２０１ａは、第１のケース３７に接触している。抑振部２０１ａは、羽根５８よりも外側に設けられている。したがって、抑振部２０１ａは、冷却ファン２５とグリップ部２０との間においてダンパーとして機能する。つまり、抑振部２０１ａは、使用者がグリップ部２０を握った際に羽根５８より外側の第１のケース３７に当接することで羽根５８を保護することが可能である。また、弾性部材である抑振部２０１ａが冷却ファン２５に接触することで、抑振部２０１ａは冷却ファン２５の抑振部として機能する。ビス座２０１ｂは、締結部４０に当接している。したがって、部品追加をすることなく、モーター５７により発生する振動の筐体への伝搬を抑制することが可能となる。

図７（ｂ）を参照して、弾性部２０１と配線部材３６との関係について説明する。図７（ｂ）は、図６（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図である。抑振部２０１ｃは、配線部材３６に接触している。配線部材３６は、モーター５７により発生する振動を、機器全体に伝搬する構成部材の１つである。したがって、抑振部２０１ｃが配線部材３６に接触することで、部品追加をせずにモーター５７により発生する振動の筐体への伝搬を抑制することが可能となる。

延伸部２０１ｄは、図７（ｂ）に示されるように、排気口４１側で第１のケース３７と背面カバー１５との間に挟み込まれ、排気口４１から通風孔２４までの冷却ファン２５の排気の流路の一部を形成している。延伸部２０１ｄを設けることで、冷却ファン２５は背面カバー１５に直接接触しない。したがって、排気口４１側において冷却ファン２５から背面カバー１５への振動の伝播を抑制することが省スペースで可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、ビス座２０１ｂは、締結部４０に当接している。また、抑振部２０１ａおよび延伸部２０１ｄは、第１のケース３７に接している。さらに、抑振部２０１ｃは、配線部材３６に接している。これらの部材は、弾性部材であるため、モーター５７により発生する振動を減衰させることが可能である。したがって、部品追加することも機器を大型化することもなく、グリップ部２０をモーター５７により発生する振動に対する制振構造とすることが可能となる。なお、樹脂部２０２は、冷却ファン２５に接触していない。

以上説明したように、本実施形態では、外観部を構成する弾性部の一部が内部の冷却ファンや配線に接触する。これにより、部品を追加することなく、冷却ファンにより発生する振動が冷却ファンケースまたは配線部材から筐体または外装部材に伝播することを抑制可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０ 撮像装置（電子機器）
２０ グリップ部（第１の外装部材）
２０１ 弾性部材（弾性部）
２０２ 樹脂部材（非弾性部）
２５ 冷却ファン
３１ 制御ＩＣ（回路素子）
３２ 主基板（基板）
３７ 第１のケース（収納部）
３８ 第２のケース（収納部）

Claims (10)

1. 発熱性を有する回路素子が実装される基板と、
   モーターおよび前記モーターを収納する収納部を備え、前記回路素子を冷却する冷却ファンと、
   前記冷却ファンを固定する第１の外装部材と、を有する電子機器であって、
   前記冷却ファンは、前記第１の外装部材の投影内に配置され、
   前記第１の外装部材は、弾性部および樹脂製の非弾性部を備え、
   前記弾性部の一部は、前記冷却ファンに接触し、
   前記弾性部は、前記電子機器の外観部を構成することを特徴とする電子機器。
2. 前記非弾性部は、前記冷却ファンに接触していないことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記収納部は、締結部を有し、
   前記冷却ファンは、前記締結部および前記弾性部を介して前記第１の外装部材に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 発熱性を有する回路素子が実装される基板と、
   モーターおよび前記モーターを収納する収納部を備え、前記回路素子を冷却する冷却ファンと、
   前記冷却ファンを固定する第１の外装部材と、
   通風孔を備える第２の外装部材と、を有し、
   前記冷却ファンは、前記第１の外装部材の投影内に配置され、
   前記第１の外装部材は、弾性部および樹脂製の非弾性部を備え、
   前記弾性部の一部は、前記冷却ファンに接触し、
   前記弾性部は、前記収納部と前記第２の外装部材との間に設けられ、前記冷却ファンの排気口から前記通風孔までの冷却風の流路の一部を形成する延伸部を備えることを特徴とする電子機器。
5. 発熱性を有する回路素子が実装される基板と、
   モーターおよび前記モーターを収納する収納部を備え、前記回路素子を冷却する冷却ファンと、
   前記冷却ファンを固定する第１の外装部材と、を有し、
   前記冷却ファンは、前記第１の外装部材の投影内に配置され、
   前記第１の外装部材は、弾性部および樹脂製の非弾性部を備え、
   前記弾性部の一部は、前記冷却ファンに接触し、
   前記弾性部は、前記モーターに接続された配線部材に接触する第１の抑振部を備えることを特徴とする電子機器。
6. 発熱性を有する回路素子が実装される基板と、
   モーターおよび前記モーターを収納する収納部を備え、前記回路素子を冷却する冷却ファンと、
   前記冷却ファンを固定する第１の外装部材と、を有し、
   前記冷却ファンは、前記第１の外装部材の投影内に配置され、
   前記第１の外装部材は、弾性部および樹脂製の非弾性部を備え、
   前記弾性部の一部は、前記冷却ファンに接触し、
   前記第１の外装部材は、使用者により保持され、
   前記弾性部は、前記第１の外装部材が保持された際に前記第１の外装部材に加えられる力の方向に沿って形成され、前記収納部に接触している第２の抑振部を備え、
   前記第２の抑振部は、前記非弾性部を貫通していることを特徴とする電子機器。
7. 操作部材が操作された際に信号を検出するプリント配線板と、
   前記プリント配線板を支持する支持部材と、を更に有し、
   前記プリント配線板および前記支持部材の少なくとも一方は、前記第１の外装部材の投影内に配置され、
   前記第２の抑振部は、前記プリント配線板および前記支持部材の少なくとも一方を貫通していることを特徴とする請求項６に記載の電子機器。
8. 操作部材が操作された際に信号を検出するプリント配線板と、
   前記プリント配線板を支持する支持部材と、を更に有し、
   前記プリント配線板および前記支持部材の少なくとも一方は、前記第１の外装部材の投影内に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器。
9. 前記プリント配線板および前記支持部材は、前記冷却ファンに接触していないことを特徴とする請求項８に記載の電子機器。
10. 前記電子機器は、撮像装置であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電子機器。

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