JP2007115327A - 電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度に部品及び基板を配置し小型化を実現する電子装置を提供する。
【解決手段】ハードディスクドライブ１５を回避する切欠け２０３または孔からなる回避部を有する第１の基板１７と、ハードディスクドライブ１５上に配置される第２の基板２１とを備える。ハードディスクドライブ１５を第２の基板２１に接続することより、第１の基板１７とハードディスクドライブ１５とが厚さ方向で重なり合わないので、薄型化が可能になるとともに、ハードディスクドライブ１５と第２の基板２１との距離を短くできるので、良好な通信品質をが得られる。
【選択図】図９

Description

本発明は、電子装置に関し、たとえばオーディオビジュアルナビゲーション装置などの車載機器に好適に適用される技術に関する。

車両に搭載されるナビゲーション装置などの車載機器が実用に供されている（たとえば特許文献１参照）。ところで２ＤＩＮ規格（取り付けスペースサイズが２段タイプのモデル）の車載機器に対し、汎用性の高さ、スペース上の制約などの観点から、１ＤＩＮ規格（取り付けスペースサイズが１段タイプのモデル）の車載機器が望まれる場合がある。
特開２００２−３１８１２９号公報

特にディスプレイとディスクプレーヤ、ハードディスクドライブ、そしてナビゲーション機能を１ＤＩＮ規格に収納することはサイズの制約上非常に難しかった。複数の部品とこれら部品を制御する基板を配置するだけでも難しいが、基板に搭載される部品には、高温になるもの、またノイズを発するものなどが多く含まれる。このためさらにスペースの制限を受けることになり、小型化の妨げとなっていた。
また、多くの部品を本体に詰め込んだ場合、基板が部品を覆ってしまうなどの影響で、メンテナンス性が悪くなってしまう問題もあった。

本発明の目的は、高密度に部品及び基板を配置し小型化を実現する電子装置を提供することである。

本発明は、記録媒体ユニットと、
該記録媒体ユニットを回避する切欠けまたは孔からなる回避部を有する第１の基板と、記録媒体ユニットの上または下に配置される第２の基板と、
第１の基板の回避部に配置された記録媒体ユニットと第２の基板とを接続する接続部とを備えることを特徴とする電子装置である。

また本発明は、前記第２の基板の部品実装面と対向する位置に前記記録媒体ユニットを配置し、該第２の基板の部品実装面に前記接続部を有することを特徴とする。

また本発明は、ディスプレイ部とディスクプレーヤ部とハードディスクドライブが重なる方向に配置される電子装置において、ディスプレイ部とディスクプレーヤ部とハードディスクドライブの厚さの合計が電子装置の厚さの７０％以上を占めることを特徴とする。

また本発明は、前記第１の基板及び第２の基板、そして記録媒体ユニットを収容する筐体において、前記記録媒体ユニットを着脱可能な開口部を有することを特徴とする。

さらに本発明は、複数の機能を搭載した電子装置において、複数の機能毎に用いられる複数種類の電圧を発生する電圧変換部を有する基板を、パワーＩＣと冷却ファンに接近させて配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記電圧変換部はレギュレータとＤＣ／ＤＣコンバータを有することを特徴とする。

本発明は、記録媒体ユニットとディスクプレーヤ部が重なるように配置される電子装置において、前記ディスクプレーヤ部と重なる範囲において基板上に実装される部品の高さは、記録媒体ユニットまたはディスクプレーヤ部と重ならない範囲に配置される実装部品よりも低いことを特徴とする。

本発明によれば、厚み方向において、第１の基板と記録媒体ユニット（例えばハードディスクドライブ）が並列に配置が可能となるので薄型化することが出来るとともに、記録媒体ユニット（例えばハードディスクドライブ）から第２の基板までの距離を短くできるので、通信速度が遅くなることがなく、かつノイズ等の影響を受けにくく良好な通信品質を確保することとができる。

また本発明によれば、第２の基板の実装面側に接続部を備えることにより、実装面を一方側に集約することが可能となり、容易に製造することができる。また、実装されていない面を例えばＤＶＤプレーヤ側に接近させることも可能となる。

また本発明によれば、厚さ方向の３０％以下の範囲に基板部品等を配置することによって電子装置本体の薄型化が行われている。

また本発明によれば、第１の基板と記録媒体ユニット（例えばハードディスクドライブ）が並列に配置されているので、第１の基板に邪魔されることなく、筐体開口部から記録媒体ユニットの着脱を行うことが出来る。筐体の開口部から故障や修理などの保守作業が容易に行えるようになる。

複数の機能毎に用いられる複数種類の電源を集中させるとともに、パワーＩＣに接近させ、発熱部品をまとめることにより冷却ファンで効率的に冷却することができる。

ディスクプレーヤ部と重なる範囲において基板上に実装される部品の高さは、記録媒体ユニットまたはディスクプレーヤ部と重ならない範囲に配置される実装部品よりも低いものが配置されるので効率的に空いたスペースに実装部品を配置することができ、厚さ方向に小型ができ、電子装置に多くの機能を与えることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る電子装置１の斜視図である。図２は、電子装置１のデタッチパネル部３を離脱した態様を表す斜視図である。図３は、電子装置１の正面図である。図４は、電子装置１のデタッチパネル部を離脱した態様を表す正面図である。図５は、電子装置１の底面図である。図６は、ディスプレイを開いた態様を表す斜視図である。本実施形態に係る電子装置１は、１ＤＩＮ規格のオーディオ・ビジュアル・ナビゲーション装置に適用される。前記電子装置１は、主に、電子装置本体２と、操作部としてのデタッチパネル部３と、ディスプレイパネル部４とを有する。ここで電子装置本体２の奥行き方向をｙ方向と定義し、高さ方向をｚ方向と定義し、ｙおよびｚ方向に直交する方向をｘ方向と定義する。図において、これらｘ、ｙ、ｚ方向をそれぞれ矢符ｘ、ｙ、ｚで表記する。本実施形態に係る１ＤＩＮ規格の電子装置１のｘ、ｙ、ｚ方向寸法は、約１７０ｍｍ×１９０ｍｍ×４７ｍｍに規定されている。電子装置本体２は、本体部５と、ベースパネル部６とを備えている。

本体部５について説明する。図７は、電子装置１の本体部５の要部を分解して表す斜視図である。図８は、電子装置１の本体部５に設けられる基板等を分解して表す斜視図である。図１〜図６、図９も参照しつつ説明する。本体部５は、図７に示すように、メインシャーシ７と、後シャーシ８と、放熱板であるヒートシンク９と、第１，第２ファン１０，１１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２と、そのホルダ１３，１４（Ｄ／Ｄコンホルダと称す）と、ハードディスクドライブ１５（略称ＨＤＤ）と、そのホルダ１６（ＨＤＤホルダ１６と称す）とを有する。また本体部５は、図８に示すように、ナビゲーション基板１７（ナビ基板１７と称す）と、プリアウト基板１８と、エムシーエム基板（ＭＣＭ基板：マルチチップモジュール基板）２１と、ＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０と、その他各種シールド板とを有する。

メインシャーシ７のｘ方向一側縁部には、ｙｚ平面に沿ってヒートシンク９が立設され、メインシャーシ７のｙ方向一側縁部には、ｘｚ平面に沿って後シャーシ８が立設されている。この後シャーシ８のｘ方向一端部に、主にＭＣＭ基板２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０を冷却排気するための第１ファン１０が装備され、後シャーシ８のｘ方向他端部に、主にナビ基板１７を冷却排気するための第２ファン１１が装備されている。第１および第２ファン１０，１１をダブルファンという場合がある。本実施の形態では、前記ダブルファンを、発熱量の多いＨＤＤ１５、ＣＰＵ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、電力増幅器に対向する位置に配設することで、放熱効果を高めることが可能となる。また図示外のデジタル回路部でデジタルノイズの発生源であるＣＰＵと、後述するチューナーとを離隔して配設することで、ノイズの影響を極力受けないようにすることができる。

メインシャーシ７のうちｘ方向一端部つまりヒートシンク９付近部には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２がＤ／Ｄコンホルダ１３，１４を介して保持されている。図５および図７に示すように、メインシャーシ７には、ＨＤＤ１５を格納するための孔部７ａが形成されている。たとえば仕向地毎に異なる情報が記録されたＨＤＤ１５およびＨＤＤホルダ１６を、前記孔部７ａを通して当該電子装置１の底面部に格納可能に構成されている。またＨＤＤクラッシュ、寿命前の交換および大容量タイプへの換装などの少なくともいずれか一つを目的として、ＨＤＤ１５およびＨＤＤホルダ１６を、前記孔部７ａを通して換装可能になっている。

メインシャーシ７のｘ方向一端部側には、ＭＣＭ基板２１が装備されている。ＭＣＭ基板２１は、ＤＳＰ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）基板と、たとえば音楽データをＨＤＤ１５に自動収録するためのミュージックジュークとが一体的に設けられる基板である。このＭＣＭ基板２１により、従来のＤＳＰ基板とミュージックジュークとが別体に設けられるものよりも、電子装置１の小形化を図り、部品点数の低減、タクトタイムの低減を図ることができる。メインシャーシ７のｘ方向他端部の大部分およびｘ方向一端部の一部分には、ナビ基板１７が装備されている。

プリアウト基板１８は、サブ基板１８とも称され、たとえばチューナーが付加されたものなど仕向地に応じた仕様に構成されている。このサブ基板１８は後シャーシ８のｚ方向一側縁部に沿って設けられ、これらサブ基板１８、後シャーシ８、メインシャーシ７およびヒートシンク９などによって、やや密閉された空間が形成される。しかもディスプレイパネル部４が開いた状態では、ＭＣＭ基板２１およびナビ基板１７のｚ方向一方側空間が開放された状態となる。これによって、ＭＣＭ基板２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０側から第１ファン１０への空気の流れを効率良くすることができる。これとともにナビ基板１７側から第２ファン１１への空気の流れを効率良くすることができる。逆に言えば、ＭＣＭ基板２１およびＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０の配設位置とナビ基板１７の配設位置とを、ｘ方向一方側と他方側とに振り分けてそれぞれのファン１０，１１で冷却排気するようにしたので、発熱部品を効率良く冷却することが可能となる。

図９は、本発明を説明する図であり、第１の基板であるナビゲーション基板１７は、ハードディスクドライブ１５を避ける切欠け部２０３が形成されている。つまり、メインシャーシ７上でナビゲーション基板１７は、厚さ方向でハードディスクドライブ１５と重なりあわない。よって、厚さ方向に小型化することが出来る。第２の基板であるＭＣＭ基板２１は、このハードディスクドライブ１５上に設けられ、ハードディスクドライブ１５とフレキシブル配線２０４及びコネクタ２００を介して接続されている。従って、ハードディスクドライブ１５は真上にあるＭＣＭ基板２１に接続されるので距離が非常に近い。距離が近いことにより、通信速度の低下を招くことを防止できるとともに、通信時に受けるノイズを軽減してやることができる。また、このハードディスクドライブ１５上に配置されたＭＣＭ基板２１は、ナビゲーション基板１７と互いに基板面が対向するように配置されており、この対向する部分にコネクタ（２０１、２０２）が設けられ電気的に接続される。
つまり、ハードディスクドライブ１５を取り囲むように第１の基板であるナビゲーション基板１７と第２の基板であるＭＣＭ基板２１が配置され、かつ、ナビゲーション基板１７はＭＣＭ基板２１と対向しているので、長い配線を用いることなく容易にコネクタ等で接続することができる。

尚、本実施例ではナビゲーション基板１７に切欠け部２０３を設けたが、形状が孔であってもよい。また、本実施例ではＭＣＭ基板２１下方にハードディスクドライブ１５を配置したがこれには限られず基板の上方にハードディスクドライブ１５を配置してもよい。

さらに、ＭＣＭ基板２１に実装される部品を一方面から実装し、この実装面をハードディスクドライブ１５側に対向させることにより、ＭＣＭ基板２１の実装面と反対側のより平坦な面を、ＤＶＤプレーヤ側に向かい合わせることができ、ＤＶＤプレーヤとＭＣＭ基板２１をより接近させて配置することも可能である。

また、メインシャーシ７の孔部７ａに取り付けられたＨＤＤホルダ１６を外すことにより、ハードディスクドライブ１５を取り出すことができ、フレキシブル配線２０４とつながるＭＣＭ基板２１のコネクタ２００を外すことによって、ハードディスクドライブ１５のみを取外すことができる。これはハードディスクドライブ１５とメインシャーシ７の間にはナビゲーション基板１７がないため、メインシャーシの孔部７ａからハードディスクドライブ１５の脱着が容易に行える。次にＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０の配置について説明する。ディスプレイ部３００、ＤＶＤプレーヤ４００とともにナビゲーション基板１７、ＭＣＭ基板２１は積層されるように水平方向に配置する。これに対してＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０は垂直方向に配置され、コネクタ２０５によってナビゲーション基板１７のコネクタ２０６に接続される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２のほかに、複数の異なった電圧値をナビゲーション部やディスクプレーヤ部、そしてマイコンなどに供給するためのレギュレータ２０７を備えおり、例えば、１０Ｖ、９Ｖ、８Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．２５Ｖの電圧を供給している。尚、本製品では、各種機能で用いられる電圧値の発生をこのＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０に集約している。このＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０は電圧変換を行う際に発熱を生じる。またこのほか発熱を生じるものとしてナビゲーション基板１７上に設けられたパワーＩＣ２０９がある。これら発熱部品を本体内の１箇所（筐体の左側面付近）にまとめ、その後方に冷却ファン１０を設け、効率的に冷却を行っている。この冷却ファン１０は内部の熱気を排気するように回転しており、この排気方向に並ぶようにＤＣ／ＤＣコンバータ基板２０及びパワーＩＣ２０９を配置することによりさらに効率的な冷却を行っている。また、この部分での冷却効果を高めるため、冷却ファン１１よりも大型な冷却ファン１０を採用して、冷却力を向上させている。この冷却ファン１０は主に電源系の発熱を冷却し、冷却ファン１１は冷却ファン１０から離れた部分の冷却を行うことにより、筐体内の全域にわたって適切な冷却効果が得られている。尚、冷却ファン１０及び冷却ファン１１の回転数は同じであっても良いし、また意図的に変化させてもよい。

図１０に示すように、本発明の電子部品では、１ＤＩＮサイズの厚さ方向に対して次のものが配置される。ディスプレイ部３００（１５mm：３２％）、ＤＶＤプレーヤ部４００（１６mm:３４％）、ハードディスクドライブ部１５（５mm：１０％）。よって、これらの厚さ方向に占める割合の合計は約７６％であり、残りの約２４％に基板等を配置しなければならず、基板及び実装部品の配置が重要となる。

特に図１１に示されるように、ナビゲーション基板１７の大部分をＤＶＤプレーヤ部４００が覆っている。またハードディスクドライブ１５上にもＭＣＭ基板２１などが配置されるため、ナビゲーション基板１７に実装される部品の高さを低くしなければ、薄型化は困難となる。そこで、例えばラジオチューナモジュール２０８など高さが高い部品はＤＶＤプレーヤ部４００の範囲外のナビゲーション基板１７上に配置し、ＤＶＤプレーヤ部４００と重なる基板上には比較的小型の高さの低い部品を配置するようにしている。これによって空いたスペースを効率的に用いることが可能となり高密度で各部を電子装置本体内に納めることが可能となっている。

図１２は、電子装置１を車両８８に搭載した状態を示す図で、図１２（ａ）はディスプレイパネル部４が格納された状態、図１２（ｂ）はディスプレイパネル部４が開いた状態を示す。車両８８のインストルメントパネルには、通常車載オーディオ機器等の装着用のスペースが設けられており、そのスペースにはユーザが好む電子装置や小物入れ、カップホルダー等が設置される。そして、そのサイズは各種装置の取付性を向上させるため規格化されている。広く用いられる規格として、ＤＩＮ規格があり、縦と横サイズが規定されている。

車両８８のインストルメントパネルに設けられるスペースは通常、２ＤＩＮサイズ、または１ＤＩＮサイズで、ユーザの好みに応じてそのスペースに応じて機器が設置される。たとえば、２ＤＩＮサイズのスペースの場合、２ＤＩＮサイズの電子機器が１台、１ＤＩＮサイズの電子機器が２台、１ＤＩＮサイズの電子機器が２台、１ＤＩＮサイズの電子機器と１ＤＩＮサイズの小物入れ等が設置される。

図１２に示した例は、２ＤＩＮサイズのスペースに対して、上部に本実施形態に係る１ＤＩＮサイズの電子装置機器１を、下部に１ＤＩＮサイズの小物入れ８９を設置したもので、ディスプレイパネル部４の開時には、該ディスプレイパネル部４がスペース上側に開き、２ＤＩＮサイズのスペースの下部に配置される機器（本例では小物入れであるが、無線機等の電子機器等の場合もある）の操作の邪魔にならないようになっている。

このように、電子機器を１ＤＩＮ化すると、スペースを有効利用でき、他機器を設置することも可能となり、また１ＤＩＮサイズのスペースしか無い場合にも、電子機器を設置できる利点がある。したがってユーザの利便性を向上することが可能となる。

本発明の実施形態に係る電子装置１の斜視図である。 電子装置１のデタッチパネル部３を離脱した態様を表す斜視図である。 電子装置１の正面図である。 電子装置１のデタッチパネル部３を離脱した態様を表す正面図である。 電子装置１の底面図である。 ディスプレイを開いた態様を表す斜視図である。 電子装置１の本体部５の要部を分解して表す斜視図である。 電子装置１の本体部５に設けられる基板等を分解して表す斜視図である。 電子装置１の本体部５に設けられる基板等を分解して表す斜視図である。 電子装置１内の厚さ方向の配置を示す図である。 電子装置１内の配置に関する平面図である。 電子装置１を車両に搭載した状態を示す図で、図１２（ａ）はディスプレイパネル部４が格納された状態、図１２（ｂ）はディスプレイパネル部４が開いた状態を示す図である。

符号の説明

１ 電子装置
２ 電子装置本体
３ デタッチパネル部
４ ディスプレイパネル部
５ 本体部

Claims (7)

1. 記録媒体ユニットと、
   該記録媒体ユニットを回避する切欠けまたは孔からなる回避部を有する第１の基板と、
   記録媒体ユニットの上または下に配置される第２の基板と、
   第１の基板の回避部に配置された記録媒体ユニットと第２の基板とを接続する接続部とを備えることを特徴とする電子装置。
2. 前記第２の基板の部品実装面と対向する位置に前記記録媒体ユニットを配置し、
   該第２の基板の部品実装面に前記接続部を有することを特徴とする請求項１記載の電子装置。
3. 前記記録媒体ユニットはハードディスクドライブであり、
   ディスプレイ部とディスクプレーヤ部とハードディスクドライブが重なる方向に配置される電子装置において、
   ディスプレイ部とディスクプレーヤ部とハードディスクドライブの厚さの合計が電子装置の厚さの７０％以上を占めることを特徴とする請求項１記載の電子装置。
4. 前記第１の基板及び第２の基板、そして記録媒体ユニットを収容する筐体において、
   前記記録媒体ユニットを着脱可能な開口部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子装置。
5. 複数の機能を搭載した電子装置において、
   複数の機能毎に用いられる複数種類の電圧を発生する電圧変換部を有する基板を、パワーＩＣと冷却ファンに接近させて配置されていることを特徴とする電子装置。
6. 前記電圧変換部はレギュレータとＤＣ／ＤＣコンバータを有することを特徴とする請求項５記載の電子装置。
7. 記録媒体ユニットとディスクプレーヤ部が重なるように配置される電子装置において、
   前記ディスクプレーヤ部と重なる範囲において基板上に実装される部品の高さは、記録媒体ユニットまたはディスクプレーヤ部と重ならない範囲に配置される実装部品よりも低いことを特徴とする電子装置。