JP2008135668A - 電子機器の筐体構造及び電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器本体を筐体に収納するための電子機器の筐体構造及び電源装置に関し、筐体の温度分布を均一にすることにより放電効率を向上させることができる電子機器の筐体構造及び電源装置を提供する。
【解決手段】電子機器本体を筐体に収納するための電子機器の筐体構造において、筐体の内面に配置され、放熱する放熱板１１４、１１５、１２６と、放熱板と電子機器本体との間に介在された絶縁板１１６、１１７とを有し、放熱板と絶縁板との間に空気層が形成されるように放熱板及び絶縁板を筐体に配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は電子機器の筐体構造及び電源装置に係り、特に、電子機器本体を筐体に収納するための電子機器の筐体構造及び電源装置に関する。

電子機器を商用電源によって駆動する場合、一般にＡＣアダプタにより商用電源からの交流電圧を直流電圧に変換していた。

ＡＣアダプタは、トランス、パワートランジスタなどの発熱性部品を内蔵しており、発熱量が局部的に大きくなる構成となっている。また、近年、ＡＣアダプタには小型化が要求されており、装置本体と筐体との距離が極めて近接される傾向にある。このため、装置本体で局的に発熱した熱が直接的に筐体に伝達され、筐体も局部的に発熱するようになる。

このため、ケースと熱源との間に遮断膜を介して空気層を設けることにより、熱源からの熱がケースに伝達されないようにした電子装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−４５１２１号公報

しかるに、従来のように単にケースと熱源との間に遮断膜を介して空気層を設けることにより、熱源からの熱がケースに伝達されない構造とすると、熱源からの熱が放熱されなくなり、内部温度が極端に上昇するなどの問題点があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、筐体の温度分布を均一にすることにより放電効率を向上させることができる電子機器の筐体構造及び電源装置を提供することを目的とする。

本発明は、電子機器本体（１１１）を筐体（１１２，１１３）に収納するための電子機器の筐体構造において、筐体（１１２、１１３）の内面に配置され、放熱する放熱板（１１４、１１５）と、放熱板（１１４、１１５）と電子機器本体（１１１）との間に介在された絶縁板（１１６、１１７）と、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）との間に設けられた断熱層（Ａ１）とを有することを特徴とする。断熱層（Ａ１）は、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）とを離間して配置することにより形成される空気層から構成されていることを特徴とする。

本発明は、所定部位で、放熱板（１１４、１１５）と筐体（１１２、１１３）との間に空気層を形成し、かつ、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）とを密着させたことを特徴とする。また、所定部位は、電子機器本体（１１１）の発熱性の部品（１２２）が搭載される位置に対向する部位であることを特徴とする。

また、本発明は、装置本体（１１１）を筐体（１１２、１１３）に収納した電源装置において、筐体（１１２、１１３）の内面に配置され、放熱する放熱板（１１４、１１５）と、放熱板（１１４、１１５）と電子機器本体（１１１）との間に介在された絶縁板（１１６、１１７）と、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）との間に形成される断熱層（Ａ１）とを有することを特徴とする。断熱層（Ａ１）は、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）とを離間して配置することにより形成される空気層から構成されていることを特徴とする。

本発明は、所定部位で、放熱板（１１４、１１５）と筐体（１１２、１１３）との間に空気層を形成し、かつ、放熱板（１１４、１１５）と絶縁板（１１６、１１７）とを密着させたことを特徴とする。また、所定部位は、装置本体（１１１）に搭載されているトランス（１２２）の対向する部位であることを特徴とする。

上記参照符号はあくまでも参考であり、これによって特許請求の範囲が限定されるものではない。

本発明によれば、電子機器本体と筐体との間に絶縁板及び放熱板を設け、かつ、放熱板と絶縁板との間に空気層を形成することにより、電子機器本体からの熱は絶縁板、及び、絶縁板と放熱板との間の空気層により、熱が拡散されて放熱板に直接的に伝達することを防止できるため、電子機器本体からの熱を放熱板に均一に伝達することができる。また、放熱板に伝達された熱は、更に、放熱板で拡散されて筐体に伝達されるため、筐体表面の温度を均一にすることができる。これによって、筐体からの放熱を効率よく行うことが可能となる。また、筐体の局部的な発熱を防止できるため、筐体表面の最高温度を低下させることができる。

また、発熱量が大きい所定部位では、絶縁板に放熱板を密着させ、放熱板と筐体との間に空気層を設けることにより、所定部位の熱を放熱板に効率よく逃がすことができるとともに、放熱板に伝達した熱を筐体表面に直接的に表出させることを抑制できるため、筐体表面の温度を均一にすることができる。これによって、筐体からの放熱を効率よく行うことが可能となる。また、筐体の局部的な発熱を防止できるため、筐体表面の最高温度を低下させることができる。

図１は本発明の一実施例の分解斜視図、図２は本発明の一実施例の断面図を示す。

本実施例では、電子機器としてＡＣアダプタについて説明する。

本実施例のＡＣアダプタ１００は、装置本体１１１、ケース１１２、カバー１１３、放熱板１１４、１１５、絶縁板１１６、１１７から構成されており、電源ケーブル１１８から供給される交流電圧を一定電圧の直流電圧に変換して電源ケーブル１１９に出力する。

装置本体１１１は、プリント配線板１２１にトランス１２２、コンデンサ１２３、トランジスタ１２４などの電子部品１２５及び放熱板１２６などを搭載した構成とされている。プリント基板１２１には、電源ケーブル１１８、１１９が接続されている。装置本体１１１は、電源ケーブル１１８から供給される交流電圧を一定電圧の直流電圧に変換して電源ケーブル１１９に出力する。

図３は放熱板１１４の構成図を示す。図３（Ａ）は放熱板１１４の平面図、図３（Ｂ）は放熱板１１４の側面図を示す。

放熱板１１４は、銅、アルミニウムなどからなる金属板を打抜、折曲して所定の形成に整形したものであり、底面部１１４ａ、凸状折曲部１１４ｂ、突出部１１４ｃから構成されている。

底面部１１４ａには、第１の孔部１１４ｄ、第２の孔部１１４ｅが形成されている。第１の孔部１１４ｄは、ケース１１２の底面に形成された第１のピン１３１に係合する。第２の孔部１１４ｅは、ケース１１２の底面に形成された第２のピン１３２に係合する。

ケース１１２は、樹脂材料を成形したものであり、第１のピン１３１、第２のピン１３２は、ケース１１２の底面にケース１１２と一体に矢印Ｚ１方向に突出して形成されている。第１のピン１３１は、第１の孔部１１４ｄに略緩みなく係合する形状に形成されている。

第２のピン１３２は、第１の係合部１３２ａと第２の係合部１３２ｂを有する。第１の係合部１３２ａは、第２の孔部１１４ｅに略緩みなく係合する形状に形成されている。また、第２の係合部１３２ａは、第１の係合部１３２ａより径が小さくなるように形成されている。

放熱板１１４は、第１の孔部１１４ｄ、第２の孔部１１４ｅをケース１１２の第１のピン１３１、第２のピン１３２に係合させることにより、ケース１１２の底面に位置決めされる。

凸状折曲部１１４ｂは、放熱板１１４をケース１１２の底面に装着されたときに、底面部１１４ａから装置本体１１１方向、矢印Ｚ１方向に突出した構成とされている。これにより、凸状折曲部１１４ｂは、ケース１１２の底面から離間して配置され、凸状折曲部１１４ｂとケース１１２の底面との間に空気層Ａ１が形成される。凸状折曲部１１４ｂは、装置本体１１１のトランス１２２、及び、プリント配線板１２１に立設された放熱板１２６に対応する位置に形成されている。

突出部１１４ｃは、放熱板１１４の両端に形成されており、ケース１１２の底面から矢印Ｚ１方向に突出た構成とされている。突出部１１４ｃは、ケース１１２の側面突出部１１２ａに係合して、放熱板１１４をケース１１２に安定に保持するように作用する。

なお、突出部１１４ｃを設けることにより放熱面をケース１１２の側面に設けることができ、よって、放熱効率を向上させることができる。

図４は本発明の一実施例の要部の断面図を示す。

放熱板１１４は、第１の孔部１１４ｄをケース１１２の第１のピン１３１に係合させて、ケース１１２の底面に位置決めされた後、図４に示すように第１のピン１３１の先端を第１の孔部１１４ｄの直径より大きい形状となるように熱変形させることにより、ケース１１２の底面に固定される。これによって、放熱板１１４がケース１１２から矢印Ｚ１方向に脱落すること防止できる。

図５は絶縁板１１６の構成図を示す。図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は側面図を示す。

絶縁板１１６は、黒色の樹脂材料を板状に成型し、所望の形状に打ち抜いて整形したものであり、装置本体１１１と放熱板１１４との間に配置される。絶縁板１１６は、放熱板１１４に重ねて装着され、放熱板１１４の第２の孔部１１４ｅに対応する位置に孔部１１６ａが形成されている。

孔部１１６ａには、ケース１１２の底面に形成された第２のピン１３２の第２の係合部１３２ｂが係合する。絶縁板１１６は、孔部１１６ａが第２のピン１３２の第２の係合部１３２ｂに係合することにより、ケース１１２に位置決めされる。絶縁板１１６は、孔部１１６ｄが第２のピン１３２の第２の係合部１３２ｂに係合した状態で、ケース１１２に位置決めされてから第２の係合部１３２ｂを孔部１１６ｄの直径より大きい形状となるように熱変形させることによりケース１１２の放熱板１１４上に固定される。

このとき、図４に示すようにケース１１２の底面に設けられた第２のピン１３２の第１の係合部１３２ａによって放熱板１１４と絶縁板１１６との間に空気層Ａ２が形成される。また、絶縁板１１６は、放熱板１１４の凸状折曲部１１４ｂに当接して、固定される。

図６は放熱板１１５の構成図、図７はカバー１１３の平面図、図８は本発明の一実施例の他の要部の断面図を示す。図６（Ａ）は平面図、図６（Ｂ）は側面図を示す。

放熱板１１５は、放熱板１１４と同様に、銅、アルミニウムなどからなる金属板を打抜、折曲して所定の形成に整形したものであり、底面部１１５ａ、凸状折曲部１１５ｂ、突出部１１５ｃから構成されている。

底面部１１５ａ及び凸状折曲部１１５ｂには、第１の孔部１１５ｄ、第２の孔部１１５ｅ、並び、係合溝部１１５ｆが形成されている。第１の孔部１１５ｄは、カバー１１３の底面に形成された第１のピン１４１に係合する。第２の孔部１１５ｅは、カバー１１３の底面に形成された第２のピン１４２に係合する。

カバー１１３は、樹脂材料を成形したものであり、第１のピン１４１、及び、第２のピン１４２、並びに、保持部１４３がカバー１１３の底面にカバー１１３と一体に矢印Ｚ２方向に突出して形成されている。第１のピン１４１は、第１の孔部１１５ｄに略緩みなく係合する形状に形成されている。

第２のピン１４２は、第１の係合部１４２ａと第２の係合部１４２ｂを有する。第１の係合部１４２ａは、第２の孔部１１５ｅに略緩みなく係合する形状に形成されている。また、第２の係合部１４２ａは、第１の係合部１４２ａより径が小さくなるように形成されている。

保持部１４３は、装置本体１１１のトランス１２２、コンデンサ１２３、電子部品１２５、放熱板１２６などと係合して、装置本体１１１をカバー１１３の内部に固定する。

第１の孔部１１５ｄをカバー１１３の第１のピン１４１に係合させて、カバー１１３の底面に位置決めされた後、図８に示すように第１のピン１４１の先端を第１の孔部１１４ｄの直径より大きい形状となるように熱変形させることにより、カバー１１３の底面に固定される。これによって、放熱板１１５がカバー１１３から矢印Ｚ２方向に脱落すること防止できる。

放熱板１１５は、第１の孔部１１５ｄをカバー１１３の第１のピン１４１に係合させて、カバー１１３の底面に位置決めされた後、図８に示すように第１のピン１４１の先端を第１の孔部１１５ｄの直径より大きい形状となるように熱変形させることにより、カバー１１３の底面に固定される。これによって、放熱板１１５がカバー１１３から矢印Ｚ２方向に脱落すること防止できる。

図９は絶縁板１１７の平面図を示す。

絶縁板１１７は、黒色の樹脂材料を板状に成型し、所望の形状に打ち抜いて整形したものであり、装置本体１１１と放熱板１１５との間に配置される。絶縁板１１７は、放熱板１１５に重ねて装着され、放熱板１１５の第２の孔部１１５ｅに対応する位置に孔部１１７ａが形成されている。また、放熱板１１５の係合溝部１１５ｆに対応して係合溝部１１７ｂが形成されている。

孔部１１７ａには、カバー１１３の底面に形成された第２のピン１４２の第２の係合部１４２ｂが係合する。絶縁板１１７は、孔部１１７ａが第２のピン１４２の第２の係合部１４２ｂに係合することにより、カバー１１３に位置決めされる。絶縁板１１７は、孔部１１７ａが第２のピン１４２の第２の係合部１４２ｂに係合した状態で、カバー１１３に位置決めされてから第２の係合部１４２ｂを孔部１１７ａの直径より大きい形状となるように熱変形させることによりカバー１１３の放熱板１１５上に固定される。係合溝部１１７ｂには、カバー１１３の底面に形成された保持部１４３が係合する。

このとき、図８に示すようにカバー１１３の底面に設けられた第２のピン１４２の第１の係合部１４２ａによって放熱板１１５と絶縁板１１７との間に空気層Ａ２が形成される。また、絶縁板１１７は、放熱板１１５の凸状折曲部１１５ｂに当接して、固定される。

なお、カバー１１３は、ケース１１２を介してカバー１１３の底面に形成されたねじ孔１４４にねじ１５１を螺入することによって、ケース１１２に固定される。

本実施例によれば、装置本体１１１とケース１１２及びカバー１１３との間に絶縁板１１６、１１７及び放熱板１１４、１１５を設け、かつ、放熱板１１４、１１５と絶縁板１１６、１１７との間に空気層Ａ１、Ａ２を形成することにより、装置本体１１１からの熱は絶縁板１１６、１１７、及び、絶縁板１１６、１１７と放熱板１１４、１１５との間の空気層Ａ１、Ａ２により、熱が拡散されて放熱板１１４、１１５に直接的に伝達することを防止できるため、装置本体１１１からの熱を放熱板１１４、１１５に均一に伝達することができる。また、放熱板１１４、１１５に伝達された熱は、更に、放熱板１１４、１１５で拡散されてケース１１２、及び、カバー１１３に伝達されるため、ケース１１２、及び、カバー１１３表面の温度を均一にすることができる。よって、ケース１１２、及び、カバー１１３からの放熱の効率を向上させることができる。また、ケース１１２、及び、カバー１１３の局部的な発熱を防止できるため、ケース１１２、及び、カバー１１３の表面の最高温度を低下させることができる。

次に、本実施例の構造を採用したＡＣアダプタの効果を実験により検証した結果を説明する。

図１０は従来の構造のＡＣアダプタの表面の温度分布を示す図、図１１は本実施例の構造を採用したＡＣアダプタ表面の温度分布を示す図、図１２は従来の構造のＡＣアダプタの表面の所定の測定点での温度を示す図、図１３は本実施例の構造のＡＣアダプタの表面の所定の測定点での温度を示す図である。図１０，図１１はサーマルカメラによりＡＣアダプタを撮像した画面であり、黒い程、温度が高く、白い程温度が低いことを示している。

図１０に示す従来のＡＣアダプタをサーマルカメラにより撮像した画面では、濃淡が大きい、すなわち、位置によって温度差が大きいのに対し、図１１に示す本実施例のＡＣアダプタでは濃淡が少ない、すなわち、位置による温度差が小さいことがわかる。

さらに、図１０に示す従来のＡＣアダプタをサーマルカメラにより撮像した画面では、黒色の部分、すなわち、温度が高い部分があるのに対し、図１１に示す本実施例のＡＣアダプタでは、濃い部分が存在せず温度が比較的低いことがわかる。

また、図１２（Ａ）は図１０に示す測定ポイントＰ１〜Ｐ５及び周囲の温度の時間変化を示しており、図１２（Ｂ）は所定の時間における測定ポイントＰ１〜Ｐ５及び周囲の温度を示している。

また、図１３（Ａ）は図１１に示す測定ポイントＰ１〜Ｐ５及び周囲の温度の時間変化を示しており、図１３（Ｂ）は所定の時間における測定ポイントＰ１〜Ｐ５及び周囲の温度を示している。

図１２（Ａ）に示す従来のＡＣアダプタの測定ポイントＰ１〜Ｐ５と図１３（Ａ）に示す本実施例のＡＣアダプタの測定ポイントＰ１〜Ｐ５とを比較すると、図１３（Ａ）に示す本実施例におけるＡＣアダプタの測定ポイントＰ１〜Ｐ５の温度の時間変化は、広がり、すなわち、測定ポイントＰ１〜Ｐ５の温度差が図１２（Ａ）に示す従来のＡＣアダプタの測定ポイントＰ１〜Ｐ５の温度差に比べて狭いことがわかる。これは、本実施例のＡＣアダプタの表面温度分布が均一であることを示している。

また、測定ポイントＰ１〜Ｐ５の温度自体も図１２（Ａ）に示す従来のＡＣアダプタに比べて図１３（Ａ）に示す本実施例のＡＣアダプタの方が小さいことがわかる。

このように本実施例の構造とすることによって、表面温度を均一に、かつ、低くすることが可能となる。

なお、本実施例では、断熱層を放熱板１１４、１１５と絶縁板１１６、１１７とを離間した配置することにより形成される空気層で構成した例について説明したが、断熱層は空気層に限定されるものではなく、液体や発泡樹脂などを介在させる構成であってもよい。

また、本実施例では、電子機器としてＡＣアダプタを例に説明を行ったが、電子機器はＡＣアダプタに限定されるものではなく、局部的に発熱する部品などを内蔵した電子機器一般に適用できる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形例が考えられることは言うまでもない。

本発明の一実施例の分解斜視図である。 本発明の一実施例の断面図である。 放熱板１１４の構成図である。 本発明の一実施例の要部の断面図である。 絶縁板１１６の構成図である。 放熱板１１５の構成図である。 カバー１１３の平面図である。 本発明の一実施例の他の要部の断面図である。 絶縁板１１７の平面図である。 従来の構造のＡＣアダプタの表面の温度分布を示す図である。 本実施例の構造を採用したＡＣアダプタ表面の温度分布を示す図である。 従来の構造のＡＣアダプタの表面の所定の測定点での温度を示す図である。 本実施例の構造のＡＣアダプタの表面の所定の測定点での温度を示す図である。

符号の説明

１００ ＡＣアダプタ
１１１ 装置本体、１１２ ケース、１１３ カバー
１１４、１１５ 放熱板、１１６、１１７ 絶縁板
１１８、１１９ 電源ケーブル
１２１ プリント配線板、１２２ トランス、１２３ コンデンサ
１２４ トランジスタ、１２５ 電子部品、１２６ 放熱板
１３１、１４１ 第１のピン、１３２、１４２ 第２のピン
１３２ａ 第１の係合部、１３２ｂ 第２の係合部
１４３ 保持部、１４４ ねじ孔
１５１ ねじ
Ａ１、Ａ２ 空気層

Claims (8)

1. 電子機器本体を筐体に収納するための電子機器の筐体構造において、
   前記筐体の内面に配置され、放熱する放熱板と、
   前記放熱板と前記電子機器本体との間に介在された絶縁板と、
   前記放熱板と前記絶縁板との間に設けられた断熱層とを有することを特徴とする電子機器の筐体構造。
2. 前記断熱層は、前記放熱板と前記絶縁板とを離間して配置することにより形成される空気層から構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器の筐体構造。
3. 所定部位で、前記放熱板と前記筐体との間に空気層を形成し、かつ、前記放熱板と前記絶縁板とを密着させたことを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器の筐体構造。
4. 前記所定部位は、前記電子機器本体の発熱性の部品が搭載される位置に対向する部位であることを特徴とする請求項３記載の電子機器の筐体構造。
5. 装置本体を筐体に収納した電源装置において、
   前記筐体の内面に配置され、放熱する放熱板と、
   前記放熱板と前記電子機器本体との間に介在された絶縁板と、
   前記放熱板と前記絶縁板との間に形成される断熱層とを有することを特徴とする電子機器の筐体構造。
6. 前記断熱層は、前記放熱板と前記絶縁板とを離間して配置することにより形成される空気層から構成されていることを特徴とする請求項５記載の電源装置。
7. 所定部位で、前記放熱板と前記筐体との間に空気層を形成し、かつ、前記放熱板と前記絶縁板とを密着させたことを特徴とする請求項５又は６記載の電源装置。
8. 前記所定部位は、前記装置本体に搭載されているトランスの対向する部位であることを特徴とする請求項７記載の電源装置。