JP5172140B2

JP5172140B2 - 放熱構造を備えた電子機器

Info

Publication number: JP5172140B2
Application number: JP2006342374A
Authority: JP
Inventors: 健太郎安松; 眞一野上; 友治飯田
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2006-12-20
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2026-12-20
Also published as: JP2008149983A

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、高温に発熱する回路を搭載し放熱構造を備えた電子機器に関する。

ナビゲーション装置などの電子機器は、様々な機能を実現するために、様々な部品を搭載している。これらの部品の中には、発熱するもの（例えば、ナビゲーション回路基板、オーディオ回路基板など）もあるため、空気孔を設けるなどして、冷却を図っている。

特開２０００−２２３８６９号公報

今後、ナビゲーション装置などの電子機器には、さらに高温に発熱する部品を搭載する必要が生じる。例えば、衛星デジタルラジオ放送を受信するためのチューナは、ある程度の大きさがあり、かつ極めて高温に発熱する。従来のように、単に、空気孔を設けるのみでは、十分に冷却することができない。また、他の部品への熱の拡散を十分に防止することができない。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、高温に発熱する部品を搭載する電子機器において、簡便かつ有効な放熱構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明では、電子機器の内部に、空気の流れを制御するためのダクト構造を備える。

例えば、本発明の電子機器は、前記電子機器の内部の熱源となる第１の部品及び第２の部品に向けて送風するためのファンと、前記熱源となる第１の部品を通過した空気を前記電子機器の外部に排気するためのダクトと、を備え、前記第１の部品を通過した空気が排出される排気孔と、前記第２の部品を通過した空気が排出される排気孔とは、異なる場所に設けられている。

前記ダクトを構成するダクト部材の上面板は、前記第１の部品を通過した空気が排出される排気孔に近づくほど上昇するように傾斜していてもよい。

また、本発明が適用された車載機は、例えば、仕切り部材により仕切られた第１の空間に配された第１の基板と、仕切り部材により仕切られた第２の空間に配された第２の基板と、前記車載機の内部に外部から空気を吸気し、前記第１の基板及び前記第２の基板に向けて送風するためのファンと、前記ファンにより送られ前記第１の基板を通過した空気を、前記第１の空間及び前記第２の空間の全体に拡散させることなく、前記車載機の側面に設けられた排気孔に向けて導くダクトと、を備え、前記ダクトの排気孔は、当該ダクト以外の空間を通過した空気の排気孔と別個に設けられている。

前記ファンの吸気孔は、前記第１の空間と前記第２の空間に対して大きさがほぼ等しくなるように配されている。前記ダクトは、前記車載機が車両に搭載された場合の姿勢において、吸気孔から排気孔に向かうに従って上昇する形状をしている。前記ダクトを構成するダクト部材の上面板は、排気孔に近づくほど、上昇するように傾斜している。第２の基板に立てられた、熱源となる部品の近傍の仕切り板は、仕切り板に垂直な板に設けられた段差により生じた面との接触により、隙間を塞いでいる。第１の基板は、ナビゲーション処理を行うためのナビゲーション基板であり、第２の基板は、オーディオ処理を行うためのオーディオ基板であり、オーディオ基板には衛星ラジオチューナが搭載されている。

以下に、本発明の一実施形態が適用された車載機１０について、図１〜８を参照して説明する。なお、図１〜８は、車載機１０の全ての構成を示すものではなく、理解容易のため、適宜、構成の一部を省略している。

図１は、車載機１０の前面を手前にした外観斜視図である。図２は、車載機１０の背面を手前にした外観斜視図である。図３は、図１に対応し、内部構成が理解できるように、筐体部材を一部省略して示したものである。図４は、図２に対応し、同様に、内部構成が理解できるように、筐体部材を一部省略して示したものである。図５は、車載機１０の前面を手前にした分解斜視図である。図６は、車載機１０の前面からみた図である。図７は、車載機１０の背面から見た図である。

なお、以下において、「右」及び「左」は、車載機１０の前面を手前にして置いたときを基準とする。

車載機１０は、図１及び図２に示すように、底板１００、下段筐体２００、上段筐体３００、前面板４００、及び背面板５００からなる概ね直方体の筐体と、その内部に配された各種部品により、構成されている。それぞれの部材は、ネジ止めやツメの引っ掛けにより連結されている。

筐体を構成する底板１００、下段筐体２００、上段筐体３００、前面板４００、背面板５００は、その強度を保つため、鋼材で作製されている。

下段筐体２００及び上段筐体３００は、図５に示すように、長方形の薄い板を左右の端を下方向に直角に折り曲げた形状をしている。すなわち、下段筐体２００は、長方形の上面板２１０と、その上面板２１０の左右の辺に垂直に結合した側壁板２２０、２３０を備えた「コ」の字型の部材である。上段筐体３００は、長方形の上面板３１０と、その上面板３１０の左右の辺に垂直に結合した側壁板３２０、３３０を備えた「コ」の字型の部材である。

下段筐体２００及び上段筐体３００の左右の側壁板２２０、２３０、３２０、３３０は、車載機１０の側面となる。

下段筐体２００は、側壁板２２０、２３０を下に向けて底板１００の上に配置され、底板１００にツメを引っ掛けて固定されている。また、上段筐体３００は、側壁板３２０、３３０を下に向けて下段筐体２００の上に配置され、下段筐体２００にツメを引っ掛けて固定されている。

車載機１０の内部は、図３〜図５に示すように、下段筐体２００と上段筐体３００により、２つの空間に分けられている。すなわち、下段筐体２００と底板１００の間には、扁平直方体の空間（「下段空間」という）Ｓ１が形成されている。上段段筐体３００と下段筐体２００の間には、扁平直方体の空間（「上段空間」という）Ｓ２が形成されている。

下段空間Ｓ１には、オーディオ関係の回路部品が配されたオーディオ基板６００が配置されている。オーディオ基板６００は、底板１００にネジ止めされている。

オーディオ基板６００には、ラジオチューナ６１０が搭載されている。ラジオチューナ６１０は、SDARS（Satellite Digital Audio Radio Service：衛星デジタルラジオサービス）用のチューナである。ラジオチューナ６１０は、扁平直方体である。ラジオチューナ６１０は、オーディオ基板６００上に、下段筐体２００の一方の側壁板（図では、正面からみて左側）２２０に寄せられて、側壁板２２０に対して平行に、立てて配されている。

オーディオ基板６００には、図５に示すように、ラジオチューナ６１０を囲うように、Ｌ字型の仕切り板６２０が配されている。仕切り板６２０は、ラジオチューナ６１０からの熱を、下段空間Ｓ１の全体に拡散させないようにするために設けられている。そのため、仕切り板６２０は、ラジオチューナ６１０の幅より少し距離を離して配された側壁板２２０に平行な面部材６２２と、その面部材６２２と側壁板２２０との前面板４００側の間を塞ぐ面部材６２１とで構成されている。仕切り板６２０は、後述するダクトＤの一部となり、空気の流れ道を定めると。ダクトＤの詳細については、後述する。

図３に示すように、下段筐体２００の上面板２１０の下段空間Ｓ１側には、ハードディスクユニット８００が治具により取り付けられている。ハードディスクユニット８００には、オーディオ処理やナビゲーション処理のための様々なデータ（例えば、音楽データ、地図データ、各種プログラム等）が格納されている。

下段筐体２００の背面板５００の近傍には、図４に示すように、治具２４１を介して固定されたファン２４０が配されている。ファン２４０は、プロペラの回転により空気の流れを作る。プロペラは、外部の空気を車載機１０の内部に吸引する方向に回転する。プロペラの回転は、オーディオ基板６００または後述のナビ基板７００の回路により制御される。なお、ラジオチューナ６１０の使用に応じて、回転タイミングや回転速度が制御されてもよい。ファン２４０は、後述するように、下段空間Ｓ１と上段空間Ｓ２の両方に空気を送り込むことが可能な位置に配されている。

上段空間Ｓ２には、図３〜図５に示すように、ナビ基板７００やＤＶＤ(digital versatile disc)ドライブユニット７５０が配置されている。ナビ基板７００は、下部筐体２００の上面板２１０の上段空間Ｓ２側にネジ止めされている。ナビ基板７００には、ナビゲーション処理を実行するための回路部品や外部機器へのコネクタ７３０などが配されている。ＤＶＤドライブユニット７５０は、上段筐体３００の上面板３１０の上段空間Ｓ２側に取り付けられたケース３５０に収納されている。

図７に示すように、上部筐体３００の上面板３１０には、仕切り板６２０の位置に、盛り上がった段差部分２１０ｓがある。この段差部分２１０ｓにより、上面板２１０には、僅かな幅ではあるが、仕切り板６２０に平行な帯状の面２１１が形成されている。かかる僅かな幅の面２１１と、仕切り板６２０の端部のかかる面２１１に対向する面６２０ｔとが接する。これにより、仕切り板６２０と上段筐体２００の上面板２１０との間の隙間が塞がれている。

仮に、この段差２１０ｓを設けずに、かかる隙間を塞ぐためには、仕切り板６２０の上下方向の長さを厳密に設計し、接着しなければならない。しかし、部品の仕上がり精度、部品の組み付け精度を向上させるのは、容易ではなく、仕切り板６２０の上下方向の長さのバラツキにより、隙間が生じたり、上段筐体２００の上面板２１０を押し上げて歪ませたりする。

これに対して、本実施形態では、段差２１０ｓの高さだけ、仕切り板６２０の上下方向の長さの許容範囲が広がっている。すなわち、段差２１０ｓの高さの範囲で、仕切り板６２０が短くても、仕切り板６２０と上面板２１０との間の隙間の閉鎖状は保たれる。また、段差２１０ｓの高さの範囲で仕切り板６２０が長くても、仕切り板６２０が上面板２１０を押し上げることがないので、上段筐体２００の歪みの発生を防止することができる。

なお、上面板２１０と、仕切り板６２０との隙間は、ラジオチューナ６１０で熱せられた空気が下段空間Ｓ１の全体に広がらない程度に、塞がれていればよい。したがって、接着剤で接着している必要はなく、完全に接している必要もない。

前面板４００は、図１及び図５に示すように、車載機１０の前面を覆う長方形の薄い板状の部材である。前面板４００には、ＤＶＤの出し入れをするためのスリット状のディスク挿入口４２０が配されている。また、前面板４００には、複数の小さな通気孔４１０が存在する。通気孔４１０には、上段空間Ｓ２側の通気孔４１１と、下段空間Ｓ１側の通気孔４１２とがある。ファン２４０によりそれぞれの空間に送り込まれた空気は、それぞれの通気孔４１１、４１２から排出されるようになっている。

背面板５００は、図２及び図５に示すように、車載機１０の背面を覆う長方形の薄い板状の部材である。ただし、コネクタ６３０、７３０の配置部分に相当する部分は切り取られている。

背面板５００には、ファン２４０により外部から空気を吸入するための円形のファン吸気孔５１０が設けられている。円形のファン吸気孔５１０は、図７に示すように、その約上半分が上段空間Ｓ２、下半分が下段空間Ｓ１、さらに、下半分のおよそ２／３がラジオチューナ６１０側（ダクトＤ側）に、残りの１／３が残りの空間（オーディオ基板６００のメイン回路）にかかるようになっている。

なお、ファン吸気孔５１０には、物の侵入を防ぐため、図２及び図５に示すように、格子（網）５１１があってもよい。

その他、図示は省略しているが、車載機１０には、オーディオ基板６００、ナビ基板７００、ＤＶＤドライブユニット７５０、ハードディスクユニット８００間の情報の送受信のための配線が存在する。

次に、本実施形態の特徴であるダクト構造について説明する。

車載機１０は、高温に発熱したラジオチューナ６１０の熱を効率的に放熱するため、ファン２４０から送った空気を導くためのダクト構造を備えている。

ダクトＤは、図３〜図５に示すように、下段空間Ｓ１における下段ダクト部Ｄ１と、上段空間Ｓ２における上段ダクト部Ｄ２からなり、複数の部材の組み合わせにより形成されている。

下段ダクト部Ｄ１は、下段筐体３００のラジオチューナ設置側の側壁板３２０と、オーディオ基板６００のラジオチューナ６１０の設置場所の面と、仕切り板６２０とで囲まれて、形成されている。下段ダクト部Ｄ１の入口は、背面板５００のダクト吸気孔５１０である。出口は、下段筐体２００の上面板２１０のラジオチューナ６１０の上に相当する位置に開けられた長方形状のダクト通気孔２１２である。下段ダクト部Ｄ１と上段ダクト部Ｄ２とは、ダクト通気孔２１２において接続している。

ダクト通気孔２１２の上には、ダクト通気孔２１２から流れ出た空気を上段空間Ｓ２の全体に拡散させることなく上段筐体３００の側壁板３２０のダクト排気孔３２１に導くためのダクト部材３４０が配されている。

上段ダクト部Ｄ２は、上段筐体３００のラジオチューナ配置側の側壁板３２０と、ダクト部材３４０とで囲まれて形成されている。上段ダクト部Ｄ２の入口は、下段ダクト部Ｄ１の出口に相当するダクト通気孔２１２である。出口は、上段筐体３００の側壁板３２０に開けられた複数のダクト排気孔３２１である。

なお、上段筐体３００のダクト設置側でない側壁板３３０にも通気孔３３１を設けているが、これは前面板４００の通気孔４１１と同じ機能を果たすものであり、ダクト排気孔３２１とは異なる。

ダクト部材３４０は、ダクト通気孔２１２を「コ」の字に囲うような３つの面部材３４１、３４２と、上部を塞ぐ上面部材３４３とを備える。ダクト通気孔２１１を囲う３つの面部材３４１、３４２は、上段筐体３００の側壁板３２０に平行でかつ少なくともダクト通気孔２１２の幅だけ離れた位置に配された面部材３４１と、その面部材３４１と側壁板３２０との間を塞ぎ背面板５００（前面板４００）に平行な２つの側面部材３４２からなる。

ダクト部材３４０の上面部材３４３は、傾斜しており、側壁板３２０の方向に近づく程、上昇している。この上面部材３４３の傾斜により、温められた空気は、その性質に従って、ダクトＤ内に停滞することなくダクト排気孔３２１に向けて流れる。

以上、筐体及びダクト構造を中心に、車載機１０の概略構成について説明した。

図８は、車両に搭載された場合の車載機１０の様子を示す図である。実線矢印は、重力方向を示す。

車載機１０は、図８に示すように、車両内では、前面をやや上に向けて、所定の角度傾いて配置される。前面板４００は、操作パネル９００により覆われる。

そのため、ダクトＤに着目すると、背面板５００のダクト吸気孔５１０が最も下に位置する。一方、ダクト排気孔３２１は、最も上に位置する。ダクト吸気孔５１０から吸い込まれた空気は、下段ダクト部Ｄ１を通り、上段筐体２００のダクト通気孔２１１を通過して、上段ダクト部Ｄ２に移動し、ダクト排気孔３２１から排気される。空気の流れは、概ねファン２４０により作られる。さらに、暖かい空気が上方に移動する性質によっても、空気は、ダクト排気孔３２１に向けてスムーズに移動する。そのため、高温に発熱したラジオチューナ６１０を通過して暖められた空気は、ダクトＤ内に停滞することなく、ダクト排気孔３２１から排出される。

また、高温に発熱したラジオチューナ６１０を通過して比較的高温に暖められた空気は、筐体の内部Ｓ１，Ｓ２の全体に拡散することなく、ダクトＤの内部を通過して、排出される。したがって、オーディオ基板６００やナビ基板７００の回路に悪影響を与えるのを防止できる。

また、車載機１０が車両に配置される場合、前面には、プラスチック製の装飾された操作パネル９００が配される。操作パネル９００は、あまり高温にならない方がよい。オーディオ基板６００やナビ基板７００を通過した空気は、前面板４００の通気孔４１０から排出されるものの、あまり高温ではないので問題とならない。一方、ラジオチューナ６１０を通過した比較的高温に暖められた空気が、前面から排出されると、操作パネル９００を高温にしてしまう。本実施形態によれば、前面から排出されることなく、ダクトＤにより、車載機１０の側面から排気される。したがって、操作パネル９００が高温になることを防止することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は、上記実施形態に制限されない。上記実施形態は、様々な変形が可能である。

例えば、ファン２４０の設置位置は適宜変更することができる。

また、上段空間Ｓ２及び下段空間Ｓ１に対する、ファン吸気孔５１０の範囲の配分は、予想される発熱量に応じて、適宜変更することができる。さらに、下段空間Ｓ２の高温に発熱する部材の存在する空間（ラジオチューナ６１０のあるダクトＤ１側）とその他の空間とに対する、ファン吸気孔６１０の範囲の配分も、予想される発熱量に応じて、適宜変更することができる。

図１は、車載機の前面を手前にした外観斜視図。図２は、車載機の背面を手前にした外観斜視図。図３は、図１に対応し、筐体部材を一部省略して示した図。図４は、図２に対応し、筐体部材を一部省略して示した図。図５は、車載機の前面を手前にした分解斜視図。図６は、車載機の前面からみた図。図７は、車載機の背面から見た図。図８は、車載機が車両に搭載された場合の様子を示す図。

符号の説明

１０…車載機
１００…底板
２００…下段筐体
３００…上段筐体
３２１…ダクト排気孔
３４０…ダクト部材
４００…前面板
５００…背面板
５１０…ダクト吸気孔
６００…オーディオ基板
６１０…衛星ラジオチューナ
７００…ナビ基板
７５０…ＤＶＤドライブユニット
８００…ハードディスクユニット
９００…操作パネル
Ｄ…ダクト、下段ダクト部…Ｄ１，上段ダクト部…Ｄ２

Claims

電子機器であって、
前記電子機器の内部の熱源となる第１の部品及び第２の部品に向けて送風するためのファンと、
前記熱源となる第１の部品を通過した空気を前記電子機器の外部に排気するためのダクトと、を備え、
前記第１の部品を通過した空気が排出される排気孔と、前記第２の部品を通過した空気が排出される排気孔とは、異なる場所に設けられている
ことを特徴とする電子機器。
請求項１に記載の電子機器であって、
前記ダクトを構成するダクト部材の上面板は、前記第１の部品を通過した空気が排出される排気孔に近づくほど上昇するように傾斜している
ことを特徴とする電子機器。
車載機であって、
仕切り部材により仕切られた第１の空間に配された第１の基板と、
仕切り部材により仕切られた第２の空間に配された第２の基板と、
前記車載機の内部に外部から空気を吸気し、前記第１の基板及び前記第２の基板に向けて送風するためのファンと、
前記ファンにより送られ前記第１の基板を通過した空気を、前記第１の空間及び前記第２の空間の全体に拡散させることなく、前記車載機の側面に設けられた排気孔に向けて導くダクトと、を備え、
前記ダクトの排気孔は、当該ダクト以外の空間を通過した空気の排気孔と別個に設けられている
ことを特徴とする車載機。
請求項３に記載の車載機であって、
前記ダクトは、
前記車載機が車両に搭載された場合の姿勢において、吸気孔から排気孔に向かうに従って上昇する形状をしており、
前記ダクトを構成するダクト部材の上面板は、排気孔に近づくほど、上昇するように傾斜している
ことを特徴とする車載機。
請求項３又は４に記載の車載機であって、
前記第２の基板に立てられた、熱源となる部品の近傍の仕切り板は、仕切り板に垂直な板に設けられた段差により生じた面との接触により、隙間を塞いでいる
ことを特徴とする車載機。
請求項３から５のいずれか一項に記載の車載機であって、
前記ファンの吸気孔は、前記第１の空間と前記第２の空間に対して大きさがほぼ等しくなるように配される
ことを特徴とする車載機。
請求項３から６のいずれか一項に記載の車載機であって、
前記第１の基板は、ナビゲーション処理を行うためのナビゲーション基板であり、
前記第２の基板は、オーディオ処理を行うためのオーディオ基板であり、
前記オーディオ基板には衛星ラジオチューナが搭載された
ことを特徴とする車載機。