JPH11330748A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子機器内部の発熱部品に装着する放熱板をコ
ンパクトに収容し、且つ冷却開口からの異物の侵入を防
止できる冷却構造を提供する。 【解決手段】本発明の電子機器の放熱構造は、電子機器
内部の電子部品を冷却する放熱構造において、前記電子
部品を内蔵し、当該電子機器の内部を冷却するための開
口を備えた筐体と、前記電子部品に近接して設置される
放熱板とを有し、前記放熱板は、前記筐体の前記開口を
備えた面の内壁に沿って配置され、前記開口と所定の間
隔を有しつつ当該開口を覆う遮蔽部を有してなる。機器
外部から内部への、前記開口を介しての異物の侵入を防
止でき、放熱板が冷却用の開口に近接して配置されるの
で放熱板の冷却効率が高まり、機器の筐体の内壁に沿っ
て配置されるので筐体内の余剰空間を利用して大型の放
熱板が設置可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の放熱構
造に関し、特に、放熱機能に加え、機器内への異物侵入
によるトラブルを未然に防ぐことに適した放熱構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化に伴い、内部の電子部
品の発熱に対する対策として装着される放熱板について
は、機器内部のスペース上の理由から大型化することは
困難な状況にある。そのため、放熱板自体も小型化を強
いられることにより、十分な放熱効果を得ることができ
ない。

【０００３】この問題を解決するために、電子機器の外
装に通気口を設置して、気流路を確保することにより、
発熱部品と放熱板から放射される熱による機器内部の温
度上昇を抑制する対策が採られていた。この場合は、よ
り効率的な気流路を確保するために、通気口の形状も必
然的に大きくなり、設置される数、面積も増えることに
なる。よって、この通気口から異物が侵入する確率が非
常に高くなる。

【０００４】また、上記の対策に加え、冷却用のファン
を使用して機器内部に、強制的に気流を発生させること
で上記課題を解決していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】通常、電子機器内部の
発熱部品と機器内部の温度上昇の対策として、機器の外
装上部、側面等の放熱効率を上げる効果のある場所に通
気口を設置し、機器内の気流を確保している。この場
合、機器を使用して長時間経過することにより、通気口
が機器内部への異物侵入の原因となり、トラブルを発生
させる要因となる。

【０００６】例えば、機器周辺での作業時、作業者の不
注意から機器に対し、機器上面の通気口、隙間等のスペ
ースから、侵入可能な大きさの金属片や液体を誤って落
下させた場合、基板回路の不具合、機器の破壊等に至る
ことが考えられる。

【０００７】また、放熱板だけでは十分な放熱効果が得
られない場合、機器にファンを装着して、強制的に気流
を確保する方法を取る。この時、吸い込み方式のファン
の使用においては、埃、紙粉等を機器内に吸引すること
により、機器の可動部の動作不良の原因となる。よっ
て、十分な放熱効果を得るためには放熱板をできるだけ
大型化し、表面積を拡大する必要があるが、この場合省
スペース性を求められる小型の電子機器においては実現
が難しい。

【０００８】また、上記の通気口を設置する箇所及び大
きさによっては、機器内の電子部品が発生させる不要輻
射ノイズを機器外部に放出させる原因となり、そのノイ
ズのレベルによっては、周辺の電子機器に誤動作を生じ
させる可能性がある。

【０００９】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、電子部品の放熱効果を得るための
放熱板を異物の侵入に対しても効果のある形状にするこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の電子機器の放熱構造は、電子機器内部の電
子部品を冷却する放熱構造において、前記電子部品を内
蔵し、当該電子機器の内部を冷却するための開口を備え
た筐体と、前記電子部品に近接して設置される放熱板と
を有し、前記放熱板は、前記筐体の前記開口を備えた面
の内壁に沿って配置され、前記開口と所定の間隔を有し
つつ当該開口を覆う遮蔽部を有してなることを特徴とす
る。

【００１１】この場合において、前記開口は、前記筐体
の、前記電子機器の上部に位置する面に設けられ、前記
遮蔽部は所定の傾斜を有して配置されてなることが望ま
しい。トランジスタに代表されるディップ部品のように
回路基板に対し、垂直方向に部品が実装される場合、回
路基板上部の空間を放熱板のスペースとして使用するた
め、放熱板が発熱部品と接する面に対し垂直方向、つま
り実装される回路基板と平行方向に放熱板を拡大する。
この時、放熱板の形状は、Ｌ字型またはコの字型にな
り、回路基板全体を覆う天板部分を持つ形状となる。よ
って、発熱部品に接する面とその反対側の面の他に、放
熱面が更に増えることになり、より高い放熱効果を得る
ことができる。

【００１２】また、発熱部品が実装される回路基板に対
し、水平に基板に接する方向で配置されている場合も同
様に、放熱板の形状をコの字型にすることで、天板部分
を持つ形状となり、放熱板の表面積が拡大され、より高
い放熱効果が得られる。

【００１３】よって、放熱板の形状をＬ字型またはコの
字型にすることで、発熱部品上部空間に対し四方を囲わ
ない形状になり、気流を確保することができるため、放
熱面を増やすことにより逆に機器内部の温度を上昇させ
てしまうといった弊害を避けることが可能である。

【００１４】また、上記の場合において、前記放熱板
は、前記開口から侵入する液体を排出するための流路を
有してなることが望ましい。さらに、前記開口には、前
記電子機器の筐体の内外の空気を強制的に交流させる送
風機が設けられることが望ましい。機器本体に冷却用フ
ァンを設置した場合、通気口からの埃等の異物侵入が考
えられる。この時、放熱板を機器の通気口の前面に配置
することで、気流により吸い込まれる埃等の異物に対
し、機器内部に入り込んだときに直接発熱部品に接触
し、付着することを防止する効果が得られる。放熱につ
いては、放熱板にファンから直接気流を吹き付けられる
ため、気流により放熱板表面が冷却されることになり、
放熱効果を保つことができる。また、放熱板の形状が基
板上部を覆う天板になるため、上からの落下物に対して
機器を保護する役割を果たすことになる。この天板部を
設けることにより、クリップ、ホチキス片等の金属片の
混入に対して、機器内の電子回路のショート状態を回避
することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１、図２に、上記にて説明した
放熱板の形状の例を示してある。

【００１６】電子機器内部の発熱部品に対する放熱板に
おいて、機器内部のスペースの問題でより高い放熱効果
が必要な場合にも関わらず、放熱板を大型化できない
時、発熱部品に接する面の他に複数の放熱面を持つ形状
にし、より大型で高い放熱効果を得る目的で以下の方法
を採る。

【００１７】図１は、発熱部品１１が回路基板１２に対
し、垂直方向に設置されている時の例で、トランジスタ
やＦＥＴに代表される場合である。発熱部品１１と機器
外装部１３との空間が十分ある場合や、回路基板上に放
熱板を設置できるスペースがある場合は、放熱板を厚く
して表面積を大きくするため、くし状にすることでその
機能は果たすことができる。だが、図１に示されるよう
に発熱部品１１と機器外装部１３とのスペースがなく、
また設置される回路基板１２においては実装密度が高
く、放熱板を設置できるスペースがない場合は、必然的
に放熱板は薄型になってしまう。そこで図１に示す放熱
板１４をＬ字型にし、基板１２の上部の空間を利用する
ことで、放熱板の表面積を拡大することが可能となり、
より高い放熱効果を得ることができる。

【００１８】また、電子機器内部の温度上昇を抑える方
法の１つとして、機器内部に対する気流路を確保するた
め、機器外装部１３に通気口１６を設ける場合がある。
この時、機器内部の温度上昇の対策としては効果がある
が、それが機器内への異物侵入の原因になる場合があ
る。作業者の不注意による金属片の落下、機器の上に設
置された別の機器からの振動、故障等で落下してきた部
品などの場合は、機器内の回路基板を破損させることに
なる。こうした上方からの異物の侵入に対し、放熱板１
４の形状が落下物から回路基板１２上の電子部品、及び
電子回路を保護する天板の役割となる。

【００１９】また機器上方からの液体の侵入に対し、放
熱板１４の曲げ角度θを９０度以上に設定し、天面部を
傾斜させることで液体の排除性を高めることができる。

【００２０】特に、食料品を扱う場所に設置されている
場合、飲料水等の侵入に対しては、通気口の大きさに関
わらず、ネジ穴、機器外装部の隙間からも侵入する。機
器上方から注がれた液体は、通気口１６等から機器内部
に侵入し、回路基板１２へ落下しようとする。この時、
通気口１６から落下した液体は放熱板１４により受け止
められ、回路基板１２上に達するには至らない。放熱板
１４上の液体は、天面部が傾斜していることにより、機
器外装部１３と放熱板１４の隙間を通り、排出口１５か
ら機器外部に排出される。

【００２１】この時、放熱板１４の天面部分及び側面部
分に溝状の凹凸を形成することで、侵入した液体の流路
となるため、より高い液体の排除性を確保できる。この
形状が放熱板自体の表面積を拡大することになるため、
放熱機能も併せて高めることが可能となる。機器外装部
１３が金属製である場合、機器外装部１３と発熱部品１
１とのスペースがないことを利用して、機器外装部１３
と放熱板１４をネジで固定し、接触させることで更に放
熱効果を上げることが可能である。また、機器外装部１
３と放熱板１４が接触する部分には溝状の凹凸が形成さ
れているため、天面部から侵入した液体が排出される流
路は確保される。以上から、回路基板１２の天板となる
放熱板１４により、放熱機能に加え機器の故障等の不具
合を未然に防ぐ機能を兼ねることができる。

【００２２】図２は、発熱部品２１が回路基板２２に対
し、水平方向に設置されている時の例で、図１と同様に
トランジスタやＦＥＴに代表される場合である。省スペ
ース性が求められる機器において、発熱部品２１と機器
外装部２３とのスペースがなく、回路基板２２において
も部品の高密度実装から放熱板を設置できるスペースが
ない場合、図２に示す放熱板２４をコの字型にし、回路
基板２２の上部の空間を利用することで、放熱板の表面
積を拡大することが可能となり、より高い放熱効果を得
ることができる。放熱板２４が天板部分となる形状であ
るため、前述した機器上方の通気口２６からの異物の混
入に対して、機器を保護する役割を兼ねる。

【００２３】図３は、中央演算装置等回路基板上に実装
された発熱部品に対しての放熱板の設置方法である。こ
の場合、発熱部品３１の放熱面は、部品のパッケージ表
面となるため、部品表面に放熱板３４を設置する必要が
ある。上記で述べた発熱部品の放熱機能と機器内への異
物侵入防止を兼ねた形状の放熱板３４を発熱部品３１上
に設置する。放熱板３４を回路基板３２に固定する他
に、機器外装部３３にネジで固定することで、固定強度
と放熱効果を上げることができる。放熱板３４は天板部
を持つ形状であるため、機器上方の通気口３６からの異
物の侵入を防止する機能も併せて持つことになる。ま
た、放熱板３４の発熱部品３１表面上や天面部分を、通
常発熱部品に使用される大型の放熱器３７を設置するス
ペースと利用することで、更に放熱効果を高めることも
可能である。

【００２４】特に近年、電子機器装置の高性能化によ
り、機器内部の中央演算装置も高速化されることに伴っ
て、中央演算装置の発熱量が増加すると共に不要輻射ノ
イズに関しても増加する傾向にある。上記の放熱板３４
の中央演算装置の近いスペースに不要輻射ノイズ吸収シ
ート３８などの対策部品を設置するスペースとして利用
することで、機器外部に放射されるノイズに対する解決
方法の１つとして用いることができる。

【００２５】放熱板３４上のスペースをこうした別の機
能を持つ部品を設置するために利用することで、放熱を
目的とした機能と同時に付加機能を盛り込むことが可能
となる。図４は、電子機器内部の気流を確保するために
ファン４５が設置されている場合と前述の放熱板４４を
組み合わせたときの例である。ファンを設置した場合、
強制的に気流を確保するために機器外部から機器内部に
気流を吸い込む方式を採ったとき、外部からの埃、塵な
どの異物を機器内に吸い込むことになる。この状態で長
時間使用することにより、機器内部に埃などが蓄積され
てくる。この時、蓄積された埃魂が機器内部の可動部分
に付着することにより、機器の動作不良を引き起こす可
能性が発生する。また、埃や紙粉に含まれる成分が長時
間金属部分に接触することにより、酸化等の化学変化を
起こし、電子部品の接触不良等を引き起こす要因とな
る。

【００２６】図４に示すように、ファン４５付近に発熱
部品４１及び放熱板４４を設置する。この時、放熱板４
４をファン４５から吹き付けられる気流に対し、壁とな
る配置で機器に設置する。よって、ファン４５が動作す
ることにより吸い込まれる埃などの異物は、放熱板４４
により機器外装部４３との隙間に蓄積されることにな
り、機器内部及び回路基板４２上に直接異物が侵入する
ことを回避できる。

【００２７】また放熱機能としては、ファン４５から放
熱板４４に対して、直接風を吹き付けることになるた
め、放熱板４４の表面の気流を確保することができるの
で、発熱部品４１に対する放熱効果を得ることが可能と
なる。放熱板４４については、回路基板４２上の空間に
対し四方を囲む形状とならないため、外装部側面に通気
口を設置すれば回路基板４２上の空間に対しても気流路
を確保することは可能である。

【００２８】前述の天板部分を持つ放熱板の形状によ
り、機器上部の通気口４６からの異物の侵入に対しても
機器の損傷などの不具合を未然に防止することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明しように、本発明の電子機器の
放熱構造は、電子機器内部の電子部品を冷却する放熱構
造において、前記電子部品を内蔵し、当該電子機器の内
部を冷却するための開口を備えた筐体と、前記電子部品
に近接して設置される放熱板とを有し、前記放熱板は、
前記筐体の前記開口を備えた面の内壁に沿って配置さ
れ、前記開口と所定の間隔を有しつつ当該開口を覆う遮
蔽部を有してなるので、機器外部から内部への、前記開
口を介しての異物の侵入を防止することができる。ま
た、冷却用の開口に近接して放熱板が配置されるので、
放熱板の冷却を効果的に行えるとともに、放熱板が機器
の筐体の内壁に沿って配置されるので、筐体内の余剰空
間を利用して大型の放熱板を設けることが可能となる。

【００３０】このように、本発明のＬ字またはコの字型
の放熱板を用いた放熱構造により、機器の内部スペース
の都合で薄い単板の放熱板しか使用できない場合でも、
回路基板上部の空間を利用して放熱面積を大型化できる
ため、発熱部品に対して放熱効果を高めることができ
る。

【００３１】また、放熱板の形状が機器内の回路基板の
上部を覆う天板の役割を兼ねるため、機器外部からの異
物が回路基板上に落下、付着することによる故障を未然
に防ぎ、より高い安全性をも得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放熱板の形状と機器構成例の断面
を示す図。

【図２】本発明による放熱板の形状と機器構成例の断面
を示す図。

【図３】本発明による放熱板の形状と機器構成例の断面
を示す図。

【図４】本発明による放熱板の形状と機器構成例の断面
を示す図。

【符号の説明】

１１・・発熱部品 １２・・回路基板 １３・・機器外装部 １４・・放熱板 １５・・排出口 １６・・通気口 ２１・・発熱部品 ２２・・回路基板 ２３・・機器外装部 ２４・・放熱板 ２５・・排出口 ２６・・通気口 ３１・・発熱部品 ３２・・回路基板 ３３・・機器外装部 ３４・・放熱板 ３５・・排出口 ３６・・通気口 ３７・・大型放熱器 ３８・・不要輻射ノイズ吸収シート ４１・・発熱部品 ４２・・回路基板 ４３・・機器外装部 ４４・・放熱板 ４５・・ファン ４６・・通気口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器内部の電子部品を冷却する放熱
   構造において、 前記電子部品を内蔵し、当該電子機器の内部を冷却する
   ための開口を備えた筐体と、 前記電子部品に近接して設置される放熱板とを有し、 前記放熱板は、 前記筐体の前記開口を備えた面の内壁に沿って配置さ
   れ、前記開口と所定の間隔を有しつつ当該開口を覆う遮
   蔽部を有してなることを特徴とする電子機器の放熱構
   造。
2. 【請求項２】 請求項１記載の放熱構造において、 前記開口は、前記筐体の、前記電子機器の上部に位置す
   る面に設けられ、 前記遮蔽部は所定の傾斜を有して配置されてなることを
   特徴とする電子機器の放熱構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載の放熱構造において、 前記放熱板は、前記開口から侵入する液体を排出するた
   めの流路を有してなることを特徴とする電子機器の放熱
   構造。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載の放熱構
   造において、 前記開口には、前記電子機器の筐体の内外の空気を強制
   的に交流させる送風機が設けられたことを特徴とする電
   子機器の放熱構造。