JP4617652B2 - 電子機器の放熱機構 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器、例えば液晶ＴＶやプラズマＴＶ等の薄型化された表示デバイスであるディスプレイ装置の放熱機構に関し、表示デバイスを照光する光源からの光により発熱するディスプレイ装置の熱をフロントパネルから効果的に放熱するようにした放熱機構を得ることにある。

電子機器として、薄型化されたフラットなディスプレイ装置を例に挙げると例えば、液晶ＴＶ（テレビジョン）やプラズマＴＶ（テレビジョン）等がある。この種の薄型化されたフラットなディスプレイ装置は発熱量が多いことが挙げられる。このため、薄型化されたフラットなディスプレイ装置は全体の薄型化を求められることもあり、熱対策は非常に大きな問題である。

薄型化されたディスプレイ装置の熱対策として一般的に例えば、ファンやヒートパイプを使用する方法があるが、この場合、騒音やコストの点で問題がある。また、ディスプレイ装置内の熱を排除するため空間を大きくとったり、放熱のための開口部を多く、かつ広くとる必要があり、このため、デザイン的な制約あるいは薄型化に不利であるといった問題がある。
特開２０００−２０１７１号公報

ところで、〔特許文献１〕の図１には、携帯型情報処理装置において装置本体部５０に内蔵したＣＰＵ１の放熱対策として、開閉可能の液晶表示パネル７に備えた放熱板５を利用し放熱する技術が開示されている。この放熱対策は発熱したＣＰＵ１の熱をヒートパイプ３から放熱板５に放熱するものである。この放熱板５は液晶表示パネル７を有する蓋部５１の外側の面に露出して設けられ、放熱板５の面積全体を有効に使った放熱が実現できるというものである。

しかし、上述したような放熱対策は、装置本体部５０内のＣＰＵ１の放熱をヒートパイプ３を経由して蓋部５１に設けた放熱板５で放熱するというものであって、液晶ＴＶやプラズマＴＶ等のように薄型化された表示デバイスを照光する光源からの光により発熱するディスプレイ装置の熱を放熱するというものではない。

上記の課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の電子機器の放熱機構は、表示デバイスを照光する光源からの光によりそれ自体が発熱するディスプレイ装置と、ディスプレイ装置の前面筐体を構成するフロントパネルとを有する電子機器において、ディスプレイ装置には、その前面周囲を囲むような前枠体を有し、当該ディスプレイ装置の発熱を前枠体と共に伝熱するディスプレイ筐体が備えられ、フロントパネルは、伝熱性の素材からなる金属フレーム部材と、金属フレーム部材と一体に固定されるプラスチックフレーム部材と、からなり、ディスプレイ装置の前枠体にフロントパネルの金属フレーム部材を面結合し組付けると共に、前枠体とフロントパネルの金属フレーム部材の間に熱伝導シートあるいはペースト状の熱伝導ゲルを介在させることを特徴とする。

本発明の電子機器の放熱機構によれば、表示デバイスを照光する光源からの光により発熱した熱がディスプレイ装置の前枠体よりフロントパネルの金属フレーム部材から効果的に放熱することができる。また、放熱のための空間が必要なく構造シンプルであり、デザイン的にも特徴を出すことができ、かつ安価にできる。

以下、本発明による電子機器の放熱機構の最良の形態を例えば、液晶ＴＶを例にとって図面を参照して説明する。

図１は液晶ＴＶをフロントキャビネット側から見た外観斜視図、図２は液晶ＴＶを図１のＡ−Ａ線における断面図、図３はフロントキャビネットとディスプレイ装置とを分離した状態の斜視図、図３はフロントキャビネットを裏面側から見た斜視図である。

符号１で示したフロントキャビネットの背面側にはリアキャビネット２があり、リアキャビネット２側にはディスプレイ装置３が配設されている。ディスプレイ装置３は液晶表示素子（ＬＣＤ）や各種の回路基板等がユニット化されて収容され、液晶表示素子の液晶画面４がフロントキャビネット１の開口部１ａから臨むようにされ、全体としてフロントキャビネット１及びリアキャビネット２の奥行きが薄型化された構成にされている。

また、リアキャビネット２の左右側部にはスピーカ５が配置され、上述した液晶ＴＶはリアキャビネット２の底部にスタンド６を備えている。

ここで、ディスプレイ装置３の主な構成について説明する。
ディスプレイ装置３は、液晶画面４を有する液晶表示素子７と、その裏面にアクリル材等からなる導光板８が接合され、この導光板８の背面側の上下部分に液晶表示素子７を照光するための複数列のバックライトとしての光源９が配置されている。これら液晶表示素子７、導光板８及び光源９は、その周囲を図示しない絶縁材を介在し金属材からなるディスプレイ筐体１０によって一体にユニット化されている。また、液晶画面４の前面側の周囲はディスプレイ筐体１０を一体に曲げ成形した前面枠１１で覆われている。

上述した液晶表示素子７、導光板８及び光源９をユニット化したディスプレイ筐体１０はその背面側には各種の回路基板等が配設され、液晶表示素子７、光源９と図示しないフレキ配線板によって接続されている。そして、ディスプレイ筐体１０及び各種の回路基板がリアキャビネット２で保護されている。

このように構成したディスプレイ装置３は、光源９からの光が直接、導光板８を透過し液晶表示素子７を照光する光と、光源９からの光が例えば、ディスプレイ筐体１０の背面に形成した反射膜１２を反射した光とによって液晶表示素子７を照光することができるものである。

ところで、液晶表示素子７を照光する光源９からの光によってディスプレイ装置３と共にディスプレイ筐体１０は発熱する。このディスプレイ筐体１０の発熱は、本実施の形態では光源９が液晶表示素子７の上下部分に有ることからディスプレイ筐体１０の上下部分が高い温度（例えば４０℃ぐらい）に発熱する。

本発明は、ディスプレイ筐体１０の熱を排除するため空間を大きくとったり、放熱のための開口部を多くすることなく、フロントキャビネット１から効果的に放熱するようにしたものである。

以下、フロントキャビネット１の詳細について説明する。
フロントキャビネット１は四辺形枠体状の例えば、ＡＢＳ樹脂材等のプラスチック材からなるプラスチックフレーム部材と、金属材からなる金属フレーム部材から構成されている。左右側方の対向し合う２つの側部フレーム部材は、プラスチック側部フレーム部材１３，１４であり、上下の対向し合うフレーム部材として伝熱性のよい金属材、例えばアルミニウム材からなる金属フレーム部材１５，１６を使用し、ディスプレイ筐体１０の上下部分の高温部の熱をこの金属フレーム部材１５，１６を介して放熱するようにするものである。

金属フレーム部材１５，１６をプラスチック側部フレーム部材１３，１４に取り付ける構造の一例を次に説明する。

プラスチック側部フレーム部材１３，１４は、その上下端部分において細い補強バー１７，１８により一体に連結され、この補強バー１７，１８を利用して金属フレーム部材１５，１６が支持される。

この補強バー１７，１８とプラスチック側部フレーム部材１３，１４との詳細を上方の補強バー１７について説明すると、補強バー１７はプラスチック側部フレーム部材１３，１４の背面側に渡し込まれるように連結されており、このため、プラスチック側部フレーム部材１３，１４の表面側の端１３ａ，１４ａは切り止まった形状となっている。そして、この切り止まったプラスチック側部フレーム部材１３，１４と補強バー１７との間にスリット溝１９，２０が形成されている。

この金属フレーム部材１５，１６の構成は上下対称形状であるので、上方の金属フレーム部材１５の構成について説明する。

金属フレーム部材１５の上辺には後方側に曲げ加工された鍔状のフランジ部２１が形成されている。金属フレーム部材１５の左右両端部分にはそれぞれ内側に長く、外側に短い長さの異なる２つの溝孔２２，２３が段差状に形成され、短い方の溝孔２３の上方の溝孔のない部分に孔２４が開いている。

上述した金属フレーム部材１５は、プラスチック側部フレーム部材１３，１４のスリット溝１９，２０から差し込まれ、後述する固定手段により固定されることでフロントキャビネット１の上フレームを構成する。

図５は金属フレーム部材１５の一方の端部分と、プラスチック側部フレーム部材１４とをフロントキャビネット１の背面側から見た拡大斜視図、この図５において金属フレーム部材１５の固定手段の構造が示されている。

プラスチック側部フレーム部材１４の背面には上述した金属フレーム部材１５の２つの溝孔２２，２３と対応する位置に段違い状の２つのボス２５，２６が突出され、両ボス１２５，２６の中心にねじ孔２５ａ，２６ａが形成されている。

符号４０が金属フレーム部材１５の固定手段となるプラスチック材からなる例えばアレイ形状をしたホルダである。このホルダ４０の両端側には上述したボス２５，２６の外周面に係合されるように挿入される貫通孔２７，２８が形成されている。また、ホルダ４０の一側方にリブ２９を張り出し、このリブ２９の裏面側に金属フレーム部材１５に開けた孔２４に係合されるピン３０を備えている。

次に、金属フレーム部材１５がプラスチック側部フレーム部材１４に固定される仕方を、金属フレーム部材１５の一方の端を例にとって図６及び図７を参照して説明する。

始めに図５に示すように金属フレーム部材１５がプラスチック側部フレーム部材１４の上方からスリット溝２０に挿入される。ここで、挿入されてきた金属フレーム部材１５は２つの溝孔２２，２３がプラスチック側部フレーム部材１４側の２つのボス２５，２６にそれぞれ係合されガイドされるようにして挿入される。金属フレーム部材１５の挿入が完了されたときには、金属フレーム部材１５のフランジ部２１がプラスチック側部フレーム部材１４の上面に嵌まり込むと共に、金属フレーム部材１５の溝孔２２，２３の孔端部がボス２５，２６に突き当たった状態となり（図６参照）、金属フレーム部材１５はプラスチック側部フレーム部材１４に対してガタ付きなく位置決めされる。

この後、金属フレーム部材１５の背面側からホルダ４０をその貫通孔２７，２８をボス２５，２６に挿着する。このホルダ４０が挿着されることで、リブ２９に設けたピン３０が金属フレーム部材１５に開けた孔２４に係合される。最後にホルダ４０の貫通孔２７，２８を通じてビス３１，３１をボス２５，２６のネジ孔２５ａ，２６ａにねじ込むことにより、金属フレーム部材１５がプラスチック側部フレーム部材１４とホルダ４０とで挟み付けられ固定が完了する。

金属フレーム部材１５は上述したように固定されることで、段違い状のボス２５，２６をホルダ４０によるビス止めと、ホルダ４０のピン３０が金属フレーム部材１５に開けた孔２４に係合されるような、三角形型固定が行えるようになり、これによって、金属フレーム部材１５がプラスチック側部フレーム部材１４との間に隙間も生じることなく、ガタ付きなく堅固な構造となり、また、ホルダ４０のピン３０が金属フレーム部材１５に開けた孔２４に係合されることで、金属フレーム部材１５の抜け出しも確実に防止することができる。

上述した金属フレーム部材１５の固定構造については、金属フレーム部材１５の一端側について説明したが、勿論、金属フレーム部材１５の他端側についても同様の固定構造である。また、上述した説明ではフロントキャビネット１の上方側の金属フレーム部材１５側について説明したが、フロントキャビネット１の下方側の金属フレーム部材１６についても同様の固定構造である。この場合、金属フレーム部材１６は左右のプラスチック側部フレーム部材１３，１４の下方から挿入される。

そして、左右のプラスチック側部フレーム部材１３，１４に上下の金属フレーム部材１５，１６がホルダ４０により固定された状態を裏面側から見たのが図４である。このように構成されたフロントキャビネット１は、上下の金属フレーム部材１５，１６の裏面側が補強バー１７，１８から露出した状態となり、フロントキャビネット１をディスプレイ筐体１０に組付けたとき、この金属フレーム部材１５，１６の露出した部分が図４に示したようにディスプレイ筐体１０の前枠体１１の上下部分に面接合される。

このあと、ディスプレイ筐体１０がプラスチック側部フレーム部材１３，１４の裏面から突設した複数の止めボス３２にねじ止めして組付けられると共に、ディスプレイ筐体１０の背面からリアキャビネット２が組付けられて図１に示したような液晶ＴＶとなる。

以上のように構成したことにより、液晶表示素子７を照光する光源９からの光によってディスプレイ装置３と共にディスプレイ筐体１０の特に、光源９に近い上下部分に発生した熱は、ディスプレイ筐体１０の前枠体１１からフロントキャビネット１の金属フレーム部材１５，１６に確実に伝熱し、この金属フレーム部材１５，１６から効果的に放熱することができる。また、フロントキャビネット１自体、側部のパネル部分がプラスチック側部フレーム部材１３，１４に対して上下パネル部分がアルミニウム材の金属フレーム部材１５，１６からなるので、デザイン的な特徴を出すことができフロントキャビネット１の質感を向上することができる。

また、本発明の実施の形態では、ディスプレイ装置３の上下位置に光源９を配置したことで、ディスプレイ装置３の特に上下部分が高い温度で発熱することから、フロントキャビネット１の上下フレームを金属フレーム部材１５，１６で構成し、この金属フレーム部材１５，１６から放熱するようにしたが、ディスプレイ装置３の左右位置に光源が配置されたような場合、フロントキャビネット１の側部のフレームを金属フレーム部材で構成し、ここからディスプレイ装置３の発熱を放熱することが有効である。

また、金属フレーム部材１５，１６は実施の形態では、アルミニウム材を使用したが、金属フレーム部材１５，１６をアルマイト処理することにより、ディスプレイ装置３の発熱の放熱効果をさらに増大することができて好適である。

また、金属フレーム部材１５，１６として、アルミニウム材にヘアライン加工、例えばアルミニウム材の表面に極く細い筋状の溝を付けたり、または、スクラッチ処理を施すことにより金属フレーム部材１５，１６の表面積が増し、放熱効果が期待できる。

また、ディスプレイ筐体１０の前枠体１１と金属フレーム部材１５，１６との間に熱伝導シートや、あるいはペースト状の熱伝導ゲル等を介在することによって、ディスプレイ筐体１０の前枠体１１から金属フレーム部材１５，１６への伝熱作用をさらに効果的に行うことができるのでさらに好適である。

本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明による放熱機構では、フロントキャビネット１の伝熱性の素材としてアルミニウム材やアルマイト材を使用した場合について説明したが、その他、伝熱性を有するものであれば、アルミニウム以外の金属材あるいは金属材以外の素材であってもよい。

また、ディスプレイ装置の発熱がフロントキャビネットに伝わる温度を利用し、可逆的に色の変化が起こる塗料や物質をアルミ表面の全体あるいは部分的に塗布することにより、液晶表示素子の動作時と停止時の色の変化が生じることで、フロントキャビネットのデザイン的な特徴を出すことができまる。

また、アルミ以外のフロントキャビネットの他の素材部分にも同様に温度により色の変化が起こる塗料や物質を塗布すれば、アルミ部分と他の素材部分に色の差ができ、更なる特徴を有することができる。

また、本発明による放熱機構は、液晶ＴＶのフロントキャビネットに適用した場合について説明したが、その他、プラズマＴＶのフロントキャビネットやその他の表示デバイス等の放熱機構に広く適用可能である。

さらに、本発明による放熱機構は、表示デバイスによる発熱でなくてもよく、基板上の素子等の発熱によりディスプレイ筐体が発熱したときの放熱機構にも適用可能である。

本発明における放熱機構を液晶ＴＶに適用し、フロントキャビネットを正面側から見た外観斜視図である。 図１のＡ−Ａ線における本発明要部の断面図である。 フロントキャビネットとディスプレイ装置とを分離した状態の斜視図である。 フロントキャビネットを裏面側から見た斜視図である。 フロントキャビネットのプラスチック側面フレームと上フレームである金属フレーム部材との一つのコーナー部分を背面側から見た図で、固定手段の構造を示した斜視図である。 同じくプラスチック側面フレームに上フレームである金属フレーム部材を組付ける途中の斜視図である。 同じくプラスチック側面フレームに上フレームである金属フレーム部材を組付け完了時の斜視図である。

符号の説明

１…フロントキャビネット、２…リアキャビネット、３…ディスプレイ装置、７…液晶表示素子、９…光源、１０…ディスプレイ筐体、１１…前枠体、１３，１４…プラスチック側面フレーム部材、１５，１６…金属フレーム部材、１７，１８…補強バー

Claims (3)

1. 表示デバイスを照光する光源からの光によりそれ自体が発熱するディスプレイ装置と、上記ディスプレイ装置の前面筐体を構成するフロントパネルとを有する電子機器において、
   上記ディスプレイ装置には、その前面周囲を囲むような前枠体を有し、当該ディスプレイ装置の発熱を上記前枠体と共に伝熱するディスプレイ筐体が備えられ、
   上記フロントパネルは、伝熱性の素材からなる金属フレーム部材と、上記金属フレーム部材と一体に固定されるプラスチックフレーム部材と、からなり、
   上記ディスプレイ装置の上記前枠体に上記フロントパネルの上記金属フレーム部材を面結合し組付けると共に、上記前枠体と上記フロントパネルの上記金属フレーム部材の間に熱伝導シートあるいはペースト状の熱伝導ゲルを介在させることにより、上記ディスプレイ装置の発熱を上記フロントパネルの上記金属フレーム部材から放熱するようにした
   ことを特徴とする電子機器の放熱機構。
2. 請求項１記載の電子機器の放熱機構において、
   上記金属フレーム部材の伝熱性の素材がアルミニウム材あるいはアルマイト材からなることを特徴とする電子機器の放熱機構。
3. 請求項１記載の電子機器の放熱機構において、
   上記金属フレーム部材の伝熱性の素材の表面にヘアライン加工あるいはスクラッチ処理をし、当該フロントパネルの表面積を増大したことを特徴とする電子機器の放熱機構。

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