JP2006032697A - 電子機器のファン取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数が減少して筐体内スペースの減少化が図れると共に、高温度部品を集中的に効率よく冷却することが可能な電子機器のファン取付構造を得ることにある。
【解決手段】 筐体１内に収納された高温度部品５を冷却するためのファン８を備えた電子機器のファン取付構造において、前記筐体１内を前記高温度部品５が収納された第１の区画室３と前記高温度部品５が収納されていない第２の区画室４とに仕切り形成する回路基板２と、前記第２の区画室４内に配置され、前記筐体１の壁部と前記回路基板２とに跨って前記第１の区画室３からの排気流路を形成する流路形成部材７と、この流路形成部材７の内部に組み付けられたファン８とを備え、前記回路基板２に設けられた吸気孔２ａと前記筐体１の壁部に設けられた排気孔１ｂとを前記流路形成部材７で連通したものである。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばカーオーディオ等の筐体内に収納された高温度部品を強制冷却するためのファンを備えた電子機器のファン取付構造に関するものである。

一般にカーオーディオ等の筐体内に収納された高温度部品（例えば、オーディオ制御用基板上のパワートランジスタ、メカ基板上のマイコン、ＬＳＩ、ＩＣなど）をファンで強制冷却することは周知である。しかし、近年、カーオーディオの高性能化による回路基板やメカ実装部品の高温度化、機能集中に伴う筐体内スペースの減少（流路減少）、防塵性向上の為の通気孔減少による冷却効率の低下が問題となっている。そこで、その問題解決のために種々のファン取付構造が提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

特許文献１では、回路基板に実装された高温度部品の冷却効率を高めるために、筐体の内部に別体の基板取付用のフレームを一体的に組み付け、そのフレームに取り付けられた回路基板の下部に遮蔽空間を形成すると共に、前記フレームの側壁にファンを直接取り付けることで、前記筐体の側壁に設けた吸気孔から前記遮蔽空間に外気（空気）を吸い込み、その吸い込み空気を、前記回路基板に設けた通気穴を介して前記筐体における前記吸気孔とは反対側の側壁に設けられた排気孔から排気するように構成している。このような構成において、前記回路基板上に実装された高温度部品は、前記遮蔽空間に吸い込まれた空気が前記回路基板の通気穴から筐体の排気孔に向かう流れで冷却するようにしている。

また、特許文献２では、回路基板を筐体とは別体の箱状に形成された複数の通気孔が設けられたシャーシの内部に固定し、そのシャーシに間隙を存して筐体を被着すると共に、前記シャーシの外側には前記筐体との間に位置するファン取付枠を固定し、このファン取付枠にファンを取り付けた構成としている。ここで、筐体とシャーシの対向壁部における前記ファン取付部から離れた位置にそれぞれ複数の吸気孔（通気孔）を設け、前記ファンの稼働時においては、前記筐体の複数の吸気孔から当該筐体とシャーシとの間隙を介してシャーシの吸気孔からシャーシ内部に吸い込まれた空気で回路基板および当該回路基板上の発熱部品を冷却する構成としている。

特開平１１−２５１７７５号公報（第２〜３頁、図１） 特開平１０−１１７０７９号公報（第２頁、図１）

従来の電子機器のファン取付構造は以上のように構成されているので、特許文献１および特許文献２のいずれの場合も、筐体とは別体のフレームやシャーシを必要として部品点数が増え、筐体内スペースの減少化に課題を残すのみならず、特許文献１では、フレーム内部における回路基板下部の遮蔽空間に外気を一旦吸い込み、その吸い込み空気を前記回路基板の通気穴から筐体の排気孔に向って流出させることで回路基板上の高温度部品を冷却するようにしているため、高温度部品の冷却効率が悪いという課題があった。また、特許文献２では、ファン取付枠とファンを別々に取り付けなければならないばかりか、筐体壁部の複数の吸気孔から筐体とシャーシとの間隙を介してシャフトの複数の吸気孔からシャーシ内部に空気を吸い込むようにしているので、筐体とシャーシとの間で吸い込み空気の乱流が発生しやすく、このため、シャーシ内部の回路基板および当該回路基板上の高温度部品の冷却効率が低下しやすいという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、部品点数が減少して筐体内スペースの減少化が図れると共に、高温度部品を集中的に効率よく冷却することが可能な電子機器のファン取付構造を得ることを目的とする。

この発明に係る電子機器のファン取付構造は、筐体内を前記高温度部品が収納された第１の区画室と前記高温度部品が収納されていない第２の区画室とに仕切り形成する回路基板と、前記第２の区画室内に配置され、前記筐体の壁部と前記回路基板とに跨って前記第１の区画室からの排気流路を形成する流路形成部材と、この流路形成部材の内部に組み付けられたファンとを備え、前記回路基板に設けられた吸気孔と前記筐体の壁部に設けられた排気孔とを前記流路形成部材で連通したものである。

この発明によれば、筐体内を回路基板で第１の区画室と第２の区画室とに仕切り形成し、第１の区画室内に高温度部品を収納し、第２の区画室内において、ファンがユニット化された流路形成部材を前記筐体の壁部と前記回路基板に跨って組み付け配置し、前記回路基板に設けられた吸気孔と前記筐体の壁部に設けられた排気孔とを前記流路形成部材で連通するように構成したので、従来例のように筐体とは別体の基板取付用のフレームやシャーシを必要とせず、部品点数の減少が図れて筐体スペースの減少化が可能で、かつ前記回路基板に前記流路形成部材が直接接続しているため、その流路形成部材内にユニット化されたファンの稼働によって、前記第１の区画室内に収納された高温度部品を集中的に冷却することが可能となり、その冷却効率が向上するという効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるファン取付構造を有する電子機器を示す概略的な断面図、図２は図１のファン取付構造部を示す部分的な拡大斜視図、図３は図１の分解斜視図である。
図において、カーオーディオ等の電子機器の筐体１内には回路基板２が収納配置してある。この回路基板２は、前記筐体１の内部を上下に仕切って前記回路基板２下部の第１の区画室３と前記回路基板２上部の第２の区画室４とに隔絶形成しており、前記第１の区画室３内には高温度部品５が収納してある。ここで、前記高温度部品５とは、メカ制御基板に実装されたメカ実装部品５ａおよびマイコンやＬＳＩ、ＩＣ等の熱源部品５ｂを含むものを意味する。そして、前記高温度部品５が収納されていない第２の区画室４には、前記筐体１のリアシャーシ１ａ側において、そのリアシャーシ１ａと前記回路基板２上とに跨るファンユニット６が組み付けられている。

そのファンユニット６は、前記回路基板２上部の第２の区画室４内における筐体１のリアシャーシ１ａと前記回路基板２との隅角部に配置され、そのリアシャーシ１ａと回路基板２とに跨って組み付けられたダクト状の流路形成部材７と、この流路形成部材７内に組み付けユニット化されたファン８とからなっている。ここで、前記流路形成部材７は、図２および図３に示すように、両側面板部７ａ，７ｂと傾斜した背面板部７ｃと上面板部７ｄとからなる箱状に形成され、前記両側面板部７ａ，７ｂの前端に前記リアシャーシ１ａへの取付片部７ｅを有する構成となっている。このような流路形成部材７は、熱伝導効率の良好なアルミ薄板を打ち抜いて折曲形成され、ヒートシンクの機能を果たすものである。そして、前述のように、筐体１のリアシャーシ１ａと回路基板２とに跨って組み付けられた流路形成部材７は、前記回路基板２に設けられた通気孔（吸気孔）２ａと前記リアシャーシ１ａに設けられた通気孔（排気孔）１ｂとを連通している。なお、前記各通気孔２ａ，１ｂはそれぞれ複数の並列スリットからなっている。

また、前記熱源部品５ｂは、前記第１の区画室３内における前記吸気孔２ａの下方（ほぼ真下）に配置され、その下方において、第１の区画室３の底部に通気孔（吸気孔）３ａが設けられている。さらに、前記第１の区画室３内には前記ファン８をＯＮ・ＯＦＦするための温度センサ（図示せず）が設けられている。その温度センサは、前記メカ実装部品５ａ（特にピックアップ）および／または熱源部品５ｂが所定温度以上に加熱されたときに前記ファン８をＯＮするものである。

次に動作について説明する。
流路形成部材７内のファン８が稼働すると、第１の区画室３内にその底部の吸気孔３ａから外気が吸い込まれ、その吸い込み空気が回路基板２の吸気孔２ａから流路形成部材７内に集中的に吸い込まれることにより、第１の区画室３内の高温度部品５、特に前記回路基板２の吸気孔２ａの下方に位置する熱源部品５ｂが前記吸い込み空気によって効率よく冷却される。このようにして第１の区画室３内に吸い込まれ、高温度部品５を冷却した空気は前記流路形成部材７内に通って筐体１のリアシャーシ１ａの排気孔１ｂから排出される。このとき、前記流路形成部材７は、これ自体の熱を奪うヒートシンクとして機能する。

以上説明した実施の形態１によれば、内部にファン８が組み付けユニット化された流路形成部材７を筐体１のリアシャーシ１ａと回路基板２とに跨って取り付けるように構成したので、従来例のように筐体とは別体のフレームやシャーシを必要とせず、部品点数が減少して筐体スペースの減少化が図れると共に、筐体１全体での排気設計を行う必要がなく、前記流路形成部材７だけで通気流路を確保して筐体１内の目的のエリアから排気することができ、かつ高温度部品を効率よく冷却することができるという効果がある。特に、図１に示すように、筐体１（第１の区画室３）内のメカ実装部品５ａの後部にファン取り付けスペースがなく、筐体１内の冷却したい場所の近くにファン８を設置できない場合でも、前記実施の形態１によれば、筐体１内の目的のエリアから排気を導くような流路を確保することができるという効果がある。

実施の形態２．
図４（Ａ）はこの発明の実施の形態２による電子機器のファン取付構造を示す要部斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の分解斜視図であり、図１〜図３と同一または相当部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施の形態２では、回路基板２上における流路形成部材７の一側近傍にパワートランジスタ等の熱源部品５ｂを実装し、この熱源部品５ｂを前記流路形成部材７の一側壁面にネジ９で締結したものである。

このように構成した実施の形態２によれば、回路基板２上に実装された熱源部品５ｂを流路形成部材７によって効率よく冷却することができ、かつ前記回路基板２と前記流路形成部材７とを前記熱源部品５ｂを介してネジ９で共締めすることができるため、熱源部品取り付け専用のブラケットや放熱性を高めるためのヒートシンクを格別に必要とせずに前記熱源部品５ｂの効率的な冷却を実現できるという効果がある。さらには、前記流路形成部材７をアルミ等の熱伝導部材で形成することにより、前記熱源部品５ｂの力効率をいっそう高めることができるという効果がある。

実施の形態３．
図５（Ａ）はこの発明の実施の形態３による電子機器のファン取付構造を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の分解斜視図である。
前記実施の形態１では、回路基板２に並列スリットからなる複数の吸気孔２ａを設けると共に、流路形成部材７内にファン８を斜めに組み付けて一体的にユニット化したが、この実施の形態３では、前記回路基板２に円形状の１つの吸気孔２ｂを設け、かつ前記流路形成部材７内には前記ファン８を前記吸気孔２ｂ上でほぼ水平に組み付けて一体的にユニット化したものであり、そのファン８の取り付け手段としては、当該ファン８のケーシングと前記流路形成部材７の両側面板部７ａ，７ｂとを、前記流路形成部材７内の所定の水平位置にファン８のケーシングを挿入するだけでのワンタッチ操作で爪係合させる構成とすればよい。このような構成の実施の形態３によっても、前記実施の形態１および前記実施の形態２と同様の作用効果が得られると共に、吸気孔２ｂを円形状とすることで前記排気孔１ｂおよび前記吸気孔２ａの形状による換気効率の低下や風切音の発生を回避することができるという効果がある。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による電子機器のファン取付構造を示す断面図である。この実施の形態４では、流路形成部材７内にファン８をほぼ垂直に組み付けて一体的にユニット化したもので、そのファン８の取り付け手段として、流路形成部材７内にファン８のケーシングをほぼ垂直に当接させるためのストッパ片部１０を一体形成し、このストッパ片部１０に当接させた前記ファン８のケーシングをボルト等のネジ１１で締結する構成としたものである。この実施の形態４の場合も前記実施の形態１および前記実施の形態２の場合と同様の作用効果を期待できる。

実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５による電子機器のファン取付構造を示す断面図である。この実施の形態５は、前記実施の形態１におけるファン８の具体的な取付構造を示すものである。この実施の形態５では、流路形成部材７の上面板部７ｄを形成すると共に、前記流路形成部材７に内部に前記斜めの上面板部７ｄと直角方向のストッパ片部１２，１３を平行に一体形成し、回路基板２の取り付け前の前記流路形成部材７内に下方から前記ストッパ片部１２，１３間にファン８を挿入して当該ファン８のケーシングを前記上面板部７ｄに当接させた後、前記回路基板２上に前記流路形成部材７を組み付けることにより、それらの回路基板２と流路形成部材７とで前記ファン８を挟み込んで固定する構造としたものである。このような実施の形態５の場合も前記実施の形態１および前記実施の形態２と同様の作用効果が期待できる。

この発明の実施の形態１によるファン取付構造を有する電子機器を示す概略的な断面図である。 図１のファン取付構造部を示す部分的な拡大斜視図である。 図１の分解斜視図である。 図４（Ａ）はこの発明の実施の形態２による電子機器のファン取付構造を示す要部斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の分解斜視図である。 図５（Ａ）はこの発明の実施の形態３による電子機器のファン取付構造を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の分解斜視図である。 この発明の実施の形態４による電子機器のファン取付構造を示す断面図である。 この発明の実施の形態５による電子機器のファン取付構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 筐体、１ａ リアシャーシ、１ｂ 通気孔（排気孔）、２ 回路基板、２ａ，２ｂ 通気孔（吸気孔）、３ 第１の区画室、４ 第２の区画室、５ 高温度部品、５ａ メカ実装部品、５ｂ 熱源部品、６ ファンユニット、７ 流路形成部材、７ａ，７ｂ 両側面板部、７ｃ 背面板部、７ｄ 上面板部、７ｅ 取付片部、８ ファン、９ ネジ、１０ ストッパ片部、１１ ネジ、１２，１３ ストッパ片部。

Claims (3)

1. 筐体内に収納された高温度部品を冷却するためのファンを備えた電子機器のファン取付構造において、前記筐体内を前記高温度部品が収納された第１の区画室と前記高温度部品が収納されていない第２の区画室とに仕切り形成する回路基板と、前記第２の区画室内に配置され、前記筐体の壁部に設けられた排気孔と前記回路基板に設けられた吸気孔とを連通させて、前記第１の区画室からの排気流路を形成する流路形成部材と、この流路形成部材の内部に組み付けられたファンとを備えたことを特徴とする電子機器のファン取付構造。
2. 流路形成部材はヒートシンクからなっていることを特徴とする請求項１記載の電子機器のファン取付構造。
3. 流路形成部材の外壁面には、回路基板に実装された熱源部品が締結されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器のファン取付構造。

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