JP6978828B2 - 電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造 - Google Patents
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Description
0111,0211,1411,1511 底面
0112,0212,1512 上面
0113,0213,1513 側面
0214,0314,1514 上面の穴
1515 測面の穴
1516 底面の穴
0217,0317 筐体上面の第一ヒートシンクの領域
0218,0318 筐体上面の穴が存する領域
0319 ネジ1
0320 ネジ2
0221,0321,1521 第一熱源
0222,0322,1422,1522 第二熱源
0223,0323,1523 第一ヒートシンク
0224,0324,1524 フィン
1525 第二ヒートシンク
0330 プレート
0331,1531 放熱シート1
1532 放熱シート2
1433,1533 放熱シート3
0141 外部入出力端子回路構造体モジュール
0142 通信用LSI
0143,1543 プリント基板
1444 チップ部品
0145,0245,0345,1545 スロット
0246 スロット上面の穴
0147 ケーブル挿入口
0148 ケーブル挿入口
再び、図2を用いて、本実施例の構成を説明する。本発明の「電子デバイス」は、底面(0211)と、第一ヒートシンク(0223)としてのフィン(0224)が設けられるとともに筐体内に通じる穴(0214)を設けた上面(0212)と、側面(0213)と、を有する筐体と、筐体内で上面を第一ヒートシンクの穴が設けられていない領域(0217)に近接して配置される第一熱源(0221)と、筐体内で第一熱源に隣接して配置され上部空間に穴が存する領域(0218)に配置される第二熱源(0222)と、からなる。
「底面」の上部に、プリント基板が配置される。プリント基板は多数の電子部品を搭載するための電子基板であって、それら電子部品により構成される様々な電子回路を実装するものである。「側面」は、上面及び底面に接している面であり、上面を支える役割を有する。
図2を用いて説明すると、第一熱源(0221)は、例えばスロット(0245)などのケースに挿入して配置された外部入出力端子回路構造体モジュールである。スロットに収める目的は内部の回路基板を電磁波等の影響から遮蔽したり、振動に弱い部品を衝撃等から守ったりするためである。スロットの長手方向の前方部分は、外部入出力端子を差し込めるように空間が構成されている。また、本実施例では、スロットの上面には直径2mm程度の略円形の穴(0246)が12個設けられている。
また、本発明の電子デバイスの放熱構造は、筐体内にて第二熱源を第一熱源に隣接して配置され上部空間に前記穴が存する領域に配置するように構成される。本発明では第一熱源と第二熱源とが隣接して配置されている点に特徴がある。
「隣接して配置されている」とは、第一熱源の占める領域と第二熱源が占める領域が近づいて配置されているが、両領域の間に他の電子部品が配置されていることを除外するものではなく、両領域の間に他の電子部品が配置されていることを含むものとする。また、本発明では、具体的には、互いに熱の影響を受けあう位置に配置されること、すなわち筐体の幅の10%以内の距離をもって、筐体内の空間に配置されることを「隣接して配置されている」というものとする。
実施例1によれば、図4A及びBで示したように、第一に、第一熱源(0421)で生じた熱は、第一ヒートシンクとしてのフィン(0424)が設けられた筐体の上面からフィンを通じて筐体の外部へ直接自然放熱される。第二に、第二熱源で発生した熱は、第二熱源(0422)の上部へ上昇し、第二熱源に対向する位置に設けられた筐体上面の穴(0414)から外部へ放出される。ここで、各々の熱源から熱が放出される空間は、第一熱源は筐体外であり、第二熱源は筐体内であり、熱が放出される空間が異なっている。第一ヒートシンクのフィンは筐体外の空気と接しており、第一熱源で発生した熱の大部分は、放熱シート1(0431)を介して第一ヒートシンクのプレート部分に伝わり、さらにフィン表面から放出され、第一熱源は、筐体内の空間にほとんど熱を排出しない。
図5は、本発明の実施例2における電子デバイス及びその放熱構造の一例を示す全面斜視分解図であり、実施例2における電子デバイスの部品をプリント基板に設置する場合の一例を示す概念図である。実施例2の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1の電子デバイス及び電子デバイスを基本とし、第二ヒートシンク(0525)と放熱シート2(0532)を設けた点で実施例1と異なっている。すなわち、実施例2は、第二熱源の上面に近接して配置される第二ヒートシンクを穴が設けられている筐体の上面から離間するように配置したことに特徴がある。
実施例2の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、「第二ヒートシンク」が、筐体内にて第二熱源の上面に近接して配置され、第二ヒートシンクは、第二ヒートシンクの上面が、穴が設けられている筐体上面から離間するように配置される。
第二ヒートシンクを筐体内にて第二熱源の上面に近接して配置し、第二ヒートシンクの上面が穴が設けられている筐体の上面から離間するように配置したことにより、図6に示したように第二熱源で発生した熱は第二熱源と近接する第二ヒートシンクのプレートに伝わり、プレートの熱はフィン表面から第二熱源の上部空間へ放出され、さらに第二熱源に対向する位置に設けられた筐体上部の穴を通って筐体の外部へ自然放熱される。第二ヒートシンクの配置により、第二熱源で生じた熱を第二熱源の上部への熱移動が促され、その結果、筐体外部への放熱が促進される。
実施例3の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1または実施例2の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、筐体の体積は100立法センチメートル以下であり、第一熱源は1.0ワットから2.5ワットの範囲であり、第二熱源は5.0ワットから7.0ワットの範囲であることを特徴とする。
実施例3の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、筐体の体積は100立法センチメートル以下であり、第一熱源は1.0ワットから2.5ワットの範囲であり、第二熱源は5.0ワットから7.0ワットの範囲であることを特徴とする。体積は、100立法センチメートル以下が好ましい。さらに好ましくは、75立法センチメートル以下であることが望ましい。実施例3の筐体のサイズは、例えば、幅50mm、長さ74mm、高さ20mmであり、体積は74立法センチメートルである。
筐体が小さいとしても熱源が十分に小さければ特殊な放熱構造は不要である。一方で、ある程度の熱源が大きくとも筐体を大きして、熱源を十分に離間すれば熱障害は起きにくくなる。実施例1または実施例2の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とする実施例3によれば、第一熱源の最大消費電力が2.5Wで、第二熱源の最大消費電力は7.0ワットというある程度大きな熱源があっても、74立法センチメートルという小さなサイズで熱障害が起きない電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を構成することが可能である。
図7は、実施例4における電子デバイス及びその放熱構造の一例を示す全面斜視分解図を表す概念図である。実施例4の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1から実施例3の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、筐体の側面及び/または底面に、自然空冷のための筐体内に通じる穴を設けたことを特徴とする。図6に示したように筐体の側面の穴(0715)と底面の穴(0716)を自然空冷のために設けている。
る。
実施例4の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は筐体の側面及び/または底面に、自然空冷のための筐体内に通じる穴を設けている。「自然空冷」とは他から強制的に風を受けない無風状態での冷却をいい、ファンなどを用いた強制的な風を利用した冷却は強制空冷と呼ばれている。
筐体の側面及び/または底面に、自然空冷のための筐体内に通じる穴を設けることにより、第一熱源および第二熱源で発生した熱は、実施例1から3で示した筐体上面からの放熱に加え、底面の穴及び底面の穴から相対的に温度の低い空気が流入し、筐体上面の穴から筐体外部に流出するという良好な空気の流れが生じ、自然空冷による放熱が促進され、さらに放熱作用が高まる。
実施例5の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1から4の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、第一ヒートシンクとしての上面の部分は、筐体の他の構成部分よりも厚肉で熱容量を相対的に大きくしていることを特徴とする。
図11は、実施例5における電子デバイス及びその放熱構造の筐体の一例を示す概念図である。図11(a)は、電子デバイスの平面図であり、図11(b)は、電子デバイスのA−A´断面図であり、図11(c)は、電子デバイスのB−B´断面図である。図13及に示すように、本実施例にかかる電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、第一ヒートシンク(1123)としての上面の部分は、筐体の他の構成部分(図11(b)及び(c)で網掛けで示した部分)よりも厚肉で熱容量を相対的に大きくしていることを特徴とする。
第一ヒートシンクとしての上面の部分は、筐体の他の構成部分よりも厚肉で熱容量を相対的に大きくしていることにより、上著したように効率的な放熱がされ得る。また、筐体の上面の部分は、筐体の他の構成部分よりも熱容量が相対的に大きいため、筐体の上面の部分が多くの熱を保持し得るため、上面からの放熱が主流となり、筐体内部に熱がこもることを防止でき、筐体内の電子部品の熱による与える影響を軽減することができる。そのため、小さなサイズで熱障害が起きない電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を提供することができる。
実施例6の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例5の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、肉厚の構成部分は全体に第一ヒートシンクとしてのフィンが設けられ、その一部に穴が設けられていることを特徴とする。
図12は、実施例6における電子デバイス及びその放熱構造の一例を示す全面斜視全体図の概念図である。図12に示すように、本実施例にかかる電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、他の構成部分より肉厚である第一ヒートシンクとしての上面部分の一部に穴(1214)が設けられている。すなわち、肉厚の構成部分は、全体に第一ヒートシンクとしてのフィン(1224)が設けられ、その一部に穴が設けられている。
実施例6の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例5の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、肉厚の構成部分は全体に第一ヒートシンクとしてのフィンが設けられているので、フィン表面からの放熱が加わり、効率的な放熱が行われ得る。
実施例7の電子デバイスは及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1から6の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、第一熱源はパワーアンプを含む外部入出力端子回路構造体モジュールであり、第二熱源は通信用LSIであることを特徴とする。
図1を再び用いて実施例7を説明する。図1に示すように、本実施例にかかる電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、第一熱源はパワーアンプを含む外部入出力端子回路構造体モジュール(0141)であり、第二熱源は通信用LSI(0142)である。
本実施例にかかる第一熱源はパワーアンプを含む外部入出力端子回路構造体モジュールであり、第二熱源は通信用LSIである電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1から6の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とすることで、小さなサイズで熱障害が起きない電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を構成することができる。
実施例8の電子デバイスは及び電子デバイスの放熱構造は、実施例1から7の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、第二熱源の配置されるプリント基板の裏面側はチップ部品が植設されており、植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シートが底面と接触して配置されていることを特徴とする。
図14は、実施例8における電子デバイス及びその放熱構造の一例を示す断面図の概念図である。実施例8における熱が伝わる方向を矢印で示している。図14(b)は、プリント基板の裏面側に植設されているチップ部品を含む図14(a)の一部分を拡大して示している。図14に示すように、第二熱源(1422)の配置されるプリント基板(1443)の裏面側はチップ部品(1444)が植設されており、植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シート3(1433)が底面(1411)と接触して配置され、熱伝達を向上させている。放熱シートの構成は実施例1と同様のため省略する。第二熱源の配置されるプリント基板の裏面側はチップ部品が植設されており、チップ部品も熱源となり得る。また、第二熱源からプリント基板を介して伝達する熱を筐体外に放出する必要がある。第二熱源の配置されるプリント基板の裏面と底面と間にプリント基板の裏面に植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シートを配置することで、チップ部品と第二熱源からプリント基板を介して伝達する熱を放熱シートを媒体として底面に伝達することができる。
実施例1から7の電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を基本とし、第二熱源の配置されるプリント基板の裏面側に植設されているチップ部品に対して、チップ部品が埋め込まれる様に放熱シートを底面と接触して配置することで、チップ部品からの放熱を効率的に排出することができるので、小さなサイズで熱障害が起きない電子デバイス及び電子デバイスの放熱構造を構成することができる。また、プリント基板と底面との間に柔らかい素材である放熱シートを挟むことで、筐体が受けた衝撃が直接電子部品に伝わることがなく、電子部品を衝撃から守ることができるという効果もある。
Claims (14)
- 底面と、第一ヒートシンクとしてのフィンが設けられるとともに筐体内に通じる穴を設けた上面と、側面と、を有する筐体と、
筐体内で上面を第一ヒートシンクの穴が設けられていない領域に近接して配置される第一熱源と、
筐体内で第一熱源に隣接して配置され上部空間に前記穴が存する領域に配置される第二熱源と、
からなり、
前記第二熱源は、前記第一熱源に比べて高さの低い電子部品であり、前記第二熱源と筐体上部との間に空間が設けられている電子デバイスであって、
第一ヒートシンクとしての前記上面の部分は、筐体の他の構成部分よりも厚肉で熱容量を相対的に大きくしている電子デバイス。 - 筐体内にて第二熱源の上面に近接して配置される第二ヒートシンクを有し、この第二ヒートシンクの上面が前記穴が設けられている前記上面から離間するように配置した請求項1に記載の電子デバイス。
- 前記筐体の体積は100立法センチメートル以下であり、前記第一熱源の発熱量は1.0ワットから2.5ワットの範囲であり、前記第二熱源の発熱量は5.0ワットから7.0ワットの範囲である請求項1又は2に記載の電子デバイス。
植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シートが底面と接触して配置されている請求項1又は2に記載の電子デバイス。 - 前記筐体の側面及び/または底面に、自然空冷のための筐体内に通じる穴を設けた請求項1から3のいずれか一に記載の電子デバイス。
- 前記厚肉の構成部分は、その一部に前記穴が設けられている請求項1から4のいずれか一に記載の電子デバイス。
- 前記第一熱源はパワーアンプを含む外部入出力端子回路構造体モジュールであり、第二熱源は通信用LSIである請求項1から5のいずれか一に記載の電子デバイス。
- 前記第二熱源の配置されるプリント基板の裏面側はチップ部品が植設されており、植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シートが底面と接触して配置されている請求項1から6のいずれか一に記載の電子デバイス。
- 底面と、第一ヒートシンクとしてのフィンが設けられるとともに筐体内に通じる穴を設けた上面と、側面と、を有する筐体からなる放熱構造であって、
第一熱源を筐体内で上面を第一ヒートシンクの穴が設けられていない領域に近接して配置し、
筐体内にて第二熱源を第一熱源に隣接して配置され上部空間に前記穴が存する領域に配置するように構成され、
前記第二熱源は、前記第一熱源に比べて高さの低い電子部品であり、前記第二熱源と筐体上部との間に空間が設けられているように構成された電子デバイスの放熱構造であって、
第一ヒートシンクとしての前記上面の部分は、筐体の他の構成部分よりも厚肉で熱容量を相対的に大きくするように構成された電子デバイスの放熱構造。 - 筐体内にて第二熱源の上面に近接して配置される第二ヒートシンクを有する放熱構造であって、この第二ヒートシンクの上面が前記穴が設けられている前記上面から離間して配置するように構成された請求項8に記載の電子デバイスの放熱構造。
- 前記筐体の体積は100立法センチメートル以下であり、前記第一熱源の発熱量は1.0ワットから2.5ワットの範囲であり、前記第二熱源の発熱量は5.0ワットから7.0ワットの範囲である請求項8又は9に記載の電子デバイスの放熱構造。
- 前記筐体の側面及び/または底面に、自然空冷のための筐体内に通じる穴を設けるように構成された請求項8から10のいずれか一に記載の電子デバイスの放熱構造。
- 前記厚肉の構成部分は、その一部に前記穴が設けられるように構成された請求項8から11のいずれか一に記載の電子デバイスの放熱構造。
- 前記第一熱源はパワーアンプを含む外部入出力端子回路構造体モジュールであり、第二熱源は通信用LSIである請求項8から12のいずれか一に記載の電子デバイスの放熱構造。
- 前記第二熱源の配置されるプリント基板の裏面側はチップ部品を植設するように構成されるとともに、植設されているチップ部品が埋め込まれる様に放熱シートが底面と接触して配置するように構成される請求項8から13のいずれか一に記載の電子デバイスの放熱構造。
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