JP6224315B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
また、上記発明によれば、ヒートシンクのフィンの向きを横向きとした方が内部筐体内の循環効率が高くなる。
[電子機器1の構成]
以下、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器について、図1〜2を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器の一例を示す斜視図である。また、図2は、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器の構成を示す斜視図である。
本発明を適用した実施形態1に係る電子機器1は、カメラ等から送信された映像データを、内蔵する記録装置(例えば、HDD)に記録する記録制御装置として説明するが、記録制御装置に限らず、屋外で使用される密閉型の電子機器であれば、どの様な機器であっても本発明を適用することは可能である。
外側筐体ASSY10は、主に、前面に開口部を設けた箱型の外側筐体11と、外側筐体11と蝶番14で連結し、水平方向に回動する扉部15とから構成されている。
また、外側筐体11は、内部に内側筐体ASSY20を挿入する際、内側筐体21をガイドする受け金具11cと、内側筐体ASSY20を挿入した後、内側筐体ASSY20を外側筐体11に取り付け固定するための上側固定部(図示せず)及び下側固定部11bとを備えている。更に、外側筐体11は、扉部15を閉めた後に、扉部15を外側筐体11に固定並びに施錠するための錠前16のロック爪を受けるための止め金具12を備え、また、扉部15の内側には、外側筐体11の開口部と扉部15の内面との間で密閉状態を維持するために、パッキン13が貼り付けられている。
つまり、扉部15を閉め、扉部15の錠前16を施錠することにより、電子機器1は密閉状態となる。
次に、図3を参照して本発明を適用した実施形態1に係る電子機器1の内側筐体ASSY20の構成について、詳細に説明する。
図3は、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器の内側筐体ASSY20の構成を示す分解斜視図である。
内側筐体ASSY20は、外側筺体11の内部に内包され、前方に開口部を設け、外側筺体11より一回り小さな箱型の内側筺体21と、電子機器1全体の制御・処理を行い、また、複数の発熱部品を搭載するメイン基板22と、入力されたAC電源をDC電源に変換したり、蓄積された電力を各電気部品に供給する電源ユニット23(ケーブルは図示せず)と、カメラ等の外部機器から送信された映像データを記録する記録装置(HDD)24と、各部の発熱部品へ風を送るための送風機25と、送風機25の上部吐き出し口に取り付け、送風機25から吐き出された風の流れを制御するダクト27と、ダクト27の後方下側に取り付け、通風孔26aを有し、送風機25から吐き出された風の流れを制御するガイド板26と、前方に開口部、天面に送風機25に風を送るための孔部(図示せず)を設け、内部に記録装置24を収納する箱型のHDDケース28aと、HDDケース28aの開口部右側に蝶番で連結され、水平方向に回動することで、記録装置24の脱着に使用するHDDパネル28bと、背面に図示しない制御基板を備え、前面に電子機器1の操作に使用するスイッチやボタン等を配備し、内側筐体21の前方開口部を塞ぐように取り付ける前面パネル29とから構成されている。
また、内側筐体21は、前方に、外側筺体11に取り付け固定する際に使用する上側固定部21aと下側固定部21bとを備え、更に、天面および底面には、風の通り道となる天面通風孔21cと底面通風孔21dとを有している。
次に、図4を参照して本発明を適用した実施形態1に係る電子機器1のメイン基板22の構成について、詳細に説明する。
図4は、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器のメイン基板の構成を示す分解斜視図である。
図4に示すように、メイン基板22には、最も発熱量が大きい電子部品22aと、電子部品22a以外の発熱部品である電子部品22b,22c,22dが実装され、また、電子部品22aの表面には、放熱シート31を間に挟み、ヒートシンク33が取り付けられる。
なお、電子部品22a以外の発熱部品である電子部品22b,22c,22dは、ヒートシンク33の左右両側並びに下側等周辺に配置される。
また、ヒートシンク33は、取付ネジ102にてメイン基板22に固定された4本の支柱32をガイドとして、コイルバネ103、ワッシャ104、及び取付ネジ105で放熱シート31を介して電子部品22aに押し付けられるよう取り付けられる。
次に、図5を参照して本発明を適用した実施形態1に係る電子機器1の組み立て手順について、詳細に説明する。
図5は、本発明を適用した実施形態1に係る電子機器の組み立て手順を説明するための図である。
図5(a)に示すように、外側筐体ASSY10の扉部15を開けた状態で、前方から内側筐体ASSY20を挿入する。この時、内側筐体21の底面を外側筐体11の受け金具11cの上に乗せ、その上を滑らせるようにして挿入する。また、内側筐体ASSY20の上側固定部21a及び下側固定部21bを外側筐体11の上側固定部(図示せず)及び下側固定部11bにそれぞれに当接させ、位置合わせを行う。
図5(b)に示すように、上側固定部3箇所と下側固定部2箇所を取付ネジ101で締結し、内側筐体ASSY20を外側筐体ASSY10に固定する。
図5(c)に示すように、外側筐体ASSY10の扉部15を閉め、図示しない鍵で錠前16を施錠することにより、外側筐体11の開口部と扉部15の内面との間に介在するパッキン13が圧縮されて、電子機器1は密閉状態となる。
次に、図6〜図8を参照して、本発明の電子機器1内部での放熱構造について、詳細に説明する。
図6は、図1及び図7に示すA−A面で切断した場合の断面図である。また、図7は、図1及び図6に示すB−B面で切断した場合の断面図である。また、図8は、図1及び図7に示すD−D面で切断した場合の断面図である。なお、構成部品および符号は上述した通りである。また、図6〜図8において、白抜きの矢印は風の流れを示す。
つまり、ここで、送風機25からの風でヒートシンク33が冷却されることにより、ヒートシンク33に放熱シート31を介して接触させたメイン基板22の電子部品22aの冷却が行われる。
また、ダクト27の中を流れる風の一部は、ガイド板26に設けた通風孔26aを通ってメイン基板22面に突き当たり、通風孔26aに対面する位置に配置された発熱部品である電子部品22dが冷却される。
つまり、ヒートシンク33周辺以外の発熱部品を冷却したい場合には、ダクト27の中を流れる風の一部をダクト27の排気部以外に通風孔を設けて直接冷却するようにしている。また、ダクト27の形状がダクト27の排気部へ向かって混み入った形状の場合、ダクト27の排気部へ効率良く風が流れるようにガイド板26を設けることにより、風の流れを誘導しつつ通路を狭くすることができ、また、通路を狭くすることにより、風の圧力を高くし、勢い良く風がダクト27の排気部から排出され、ヒートシンク33に吹き付けられるため、冷却効率が向上することになる。
また、ヒートシンク33のフィンに沿って流れ、左右方向にそれぞれ分かれた風は、左側にある電源ユニット23による壁と右側にある内側筐体21による壁に突き当たることによって向きを上方向に変え、内側筐体21に設けた天面通風孔21cから内側筐体21の外側に出る。
したがって、ヒートシンク33のフィンを通過した後、内側筐体21の天面通風孔21cに至るまでの風の流れによって、ヒートシンク33の左右両側に配置された発熱部品である電子部品22b及び22cが冷却される。
また、外側筐体11の天面と内側筐体21の天面との間の間隙を通って流れた風は、それぞれ外側筐体11の前後左右の内壁及び内側筐体21の前後左右の外壁の間の間隙を通って流れる。この時、風によって運ばれた熱は、外側筐体11の前後左右の面へと伝達され、外気中へ放出される。
また、外側筐体11と内側筐体21との間の間隙を通り下方向へと流れる途中で冷却された風は、外側筐体11の底面に突き当たり、外側筐体11の底面と内側筐体21の底面との間の間隙を通ってそれぞれ中心方向へと流れ、内側筐体21の底面通気孔21dから内側筐体21内部へと流入する。
また、内側筐体21内部へと流入し、冷却された風は、HDDケース28a内を通過する時に記録装置24を冷却し送風機25から吸い込まれることによって、風の循環が行われる。
つまり、循環し再び送風機25に吸い込まれる直前の最も冷やされた風が、最も熱に弱いハードディスク等の記憶装置24を冷却することになるので、記憶装置24の効率的な冷却が可能となる。
これによって、より中央から風を放出することができるため、ヒートシンク33の放熱面全体(全てのフィン)に風が行き届き、ヒートシンク33全体を効率良く冷却することができる。
さらに、ダクト27内からヒートシンク33へ風を排出するダクト27の排気部をヒートシンク33の一方の端部のフィンから他方の端部のフィンまで開口するような構造とし、好ましくは、ヒートシンク33のフィン方向と直交する中心線に沿って開口するように狭めることにより、風の圧力がより高くなる。これにより風の排気の勢いが強くなるので、ヒートシンク33の冷却効率がより高くなる。また、風の圧力が高いほど内部筐体21と外部筐体11の間隙の冷却風の循環効率が上がるため、間隙での冷却効率もより高くなる。
また、ダクト27の排気部と対向するダクト27の背面を風の上流から下流に向かってダクト27の排気部側へ傾けて、排気部付近のダクトの空間を狭めることによって、流量に対する圧力が高くなり、さらに、ダクト27の背面を傾けることによりダクト27の排気部からの風が上下方向(手前から奥)で均等にヒートシンク33に排出される。言い換えると、前記ヒートシンクに対向する前記ダクトの背面は、冷却風の上流から下流に向けて前記ヒートシンクに近接するように傾斜する構造となる。尚、本発明のような形状のダクト27の代わりにヒートシンク33に隣接して送風機を設けても、本発明よりも風の循環があまり良くないと考えられるため、送風機25の上部に本発明のような形状のダクト27を設けることが最も好ましい。
また、本発明の電子機器1では、最も発熱量の大きい電子部品を風(冷却風)が主に通る位置に設け、その他の発熱部品をヒートシンク33のフィン端部周辺に設けることにより、冷却効率を高めることができ、これにより、各発熱部品を基板上に効率よく配置できるので小型化・低コスト化を実現できる。
以下、本発明を適用した他の実施形態に係る電子機器について、詳細に説明する。
本発明を適用した他の実施形態に係る電子機器は、本発明の実施形態1に係る電子機器1に対して、例えば、以下の特徴を有するものである。
(1)その他の発熱部品を冷却するために設けられた通気孔26aの代わりに放熱シートを設けてもよい。
(2)ダクト27の脇に隣接して電源ユニット23を設けてもよく、電源ユニット23には別に専用送風機(以下、ファンとする)を設けてもよい。その際、電源ユニット23内のファンも、外側筐体と内側筐体との間に設けた間隙を循環することにより風の冷却効率を向上する一助となる。
(3)ダクト27底部ではなく、ヒートシンク33に対して当接する位置に送風機25を設けてもよい。
(4)ヒートシンク33の発熱部品を搭載するメイン基板と接する面の大きさは、最低限最も発熱量の大きい発熱部品を覆うことができるものとする。つまり、発熱量の大きい発熱部品と同等以上の大きさとする。好ましくは、発熱部品を全て覆うことができる大きさであると冷却効率は最もよいが、大きすぎると循環効率が低下する可能性がある。さらに、循環効率を上げるために、筺体が大型化となる可能性もある。そのため、本発明のように、少なくとも放熱フィンの発熱部品を搭載する基板と接する面の大きさは、最低限最も発熱量の大きい発熱部品を覆うものが最も好ましい。
Claims (3)
- 密閉型の外部筐体と、当該外部筐体に内包された内部筺体とを有する電子機器において、
前記内部筐体内に配備した送風機と、
前記送風機の吐き出し口側に配備し、冷却風を排気する排気部を設けたダクトと、
前記排気部の正面に配置され、複数のフィンを有するヒートシンクと、
発熱部品である複数の電子部品が搭載されたメイン基板と、を有し、
前記メイン基板は、前記電子部品の内で最も発熱量が大きい電子部品の表面に放熱シートを介して前記ヒートシンクが取り付けられると共に、前記ヒートシンクの周辺に前記電子部品の内で最も発熱量が大きい電子部品以外の他の電子部品が配置され、
前記ダクトは、前記ヒートシンクに対向する背面が、冷却風の上流から下流に向けて前記ヒートシンクに近接するように傾斜すると共に冷却風の下流に向かうにつれて断面積が小さくなるように構成され、
前記送風機より送られた冷却風が前記ダクトの中を通過して前記ヒートシンクの前記フィンに吹き付けられ、前記内部筐体の通風孔を通過して前記内部筐体と前記外部筐体との間隙を通過して前記送風機より取り込まれるように構成されることを特徴とする電子機器。 - 請求項1記載の電子機器であって、
前記メイン基板に搭載された最も発熱量が大きい電子部品以外の他の電子部品は、前記ヒートシンクのフィンの長手方向の端面周辺に配置され、複数の前記フィンの間を通過して前記フィンの端部へ流れた冷却風は、前記フィンの端部周辺に配置された発熱部品を冷却するように構成されていることを特徴とする電子機器。 - 請求項1乃至2記載の電子機器であって、
前記排気部は前記フィンの最も短い長手方向の幅よりも狭い幅となるように構成されることを特徴とする電子機器。
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