JP6945948B2 - Electronics - Google Patents
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Description
本発明は、温度管理を必要とする電子部品を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device including an electronic component that requires temperature control.
電子機器に搭載された電子部品は、通電時に、電力損失を原因とする熱量を発生する。大部分の電子部品には、動作温度範囲が定められており、温度管理が必要である。電子部品のなかには、最大接合部温度を超える恐れのあるものも存在する。そのため、電子機器のなかには、温度管理が必要な電子部品のために、放熱板を設けているものがある。 Electronic components mounted on electronic devices generate heat due to power loss when energized. Most electronic components have a defined operating temperature range and require temperature control. Some electronic components may exceed the maximum junction temperature. Therefore, some electronic devices are provided with a heat sink for electronic components that require temperature control.
電子部品の発熱により、電子機器内の温度は上昇する。この温度上昇により、電子部品がその部品の最大接合部温度を超えてしまう可能性がある。そのため、このような場合、放熱板は、電子機器内の熱量を除去するために用いられる。一方、低温の環境下で使用されるような電子機器では、放熱板は、電子機器内が動作温度範囲内となるように、熱量の放熱に用いられる。 Due to the heat generated by electronic components, the temperature inside the electronic device rises. This temperature rise can cause electronic components to exceed the maximum junction temperature of the component. Therefore, in such a case, the heat sink is used to remove the amount of heat in the electronic device. On the other hand, in an electronic device used in a low temperature environment, the heat radiating plate is used to dissipate heat so that the inside of the electronic device is within the operating temperature range.
除去、及び放熱の何れであっても、電子部品との熱伝達をより効率的に行うためには、電子部品と放熱板との間の間隔をより狭くする必要がある。電子部品を放熱板に直接、接触させた場合、熱伝達の効率は最も良くなる。このことから、従来、基板上に実装された電子部品毎に、その電子部品と接する、或いは近づける突出部を放熱板に設けることが行われている(例えば、特許文献1参照)。 In both removal and heat dissipation, it is necessary to narrow the distance between the electronic component and the heat sink in order to transfer heat to the electronic component more efficiently. The efficiency of heat transfer is best when the electronic components are brought into direct contact with the heat sink. For this reason, conventionally, for each electronic component mounted on the substrate, a protruding portion that comes into contact with or approaches the electronic component is provided on the heat radiating plate (see, for example, Patent Document 1).
電子部品と接触させる突出部は、放熱板の位置決めに利用される(例えば、特許文献1の段落0053参照)。しかし、電子部品、放熱板に限らず、部品の製造には寸法公差が存在する。電子部品を基板に実装する場合、電子部品と基板との間の位置関係に、実装精度に応じた誤差が発生する。電子機器では、取り付け精度に応じた誤差も発生する。このようなことから、電子部品との接触により位置決めに利用する突出部は、必ずしも電子部品と接触させることができないのが実状である。仮に電子部品に突出部を接触させることができたとしても、突出部から電子部品に過度の圧力を加える恐れがある。 The protrusion that comes into contact with the electronic component is used for positioning the heat sink (see, for example, paragraph 0053 of Patent Document 1). However, there are dimensional tolerances in the manufacture of parts, not limited to electronic parts and heat sinks. When an electronic component is mounted on a board, an error occurs in the positional relationship between the electronic component and the board according to the mounting accuracy. In electronic devices, errors also occur depending on the mounting accuracy. For this reason, the actual situation is that the protruding portion used for positioning by contact with the electronic component cannot always be brought into contact with the electronic component. Even if the protruding portion can be brought into contact with the electronic component, excessive pressure may be applied to the electronic component from the protruding portion.
突出部を接触させるべき電子部品に接触させることができない場合、その電子部品の温度管理を適切に行えない恐れがある。電子部品に過度の圧力を加える場合、その電子部品、突出部、電子部品が実装された基板等を変形させる、或いは破損させる恐れがある。このようなことから、電子部品の温度管理をより適切に行うためには、放熱板と電子部品との間の間隔を適切に管理することも重要である。 If the protrusion cannot be brought into contact with the electronic component to be brought into contact, the temperature of the electronic component may not be properly controlled. When an excessive pressure is applied to an electronic component, the electronic component, a protrusion, a substrate on which the electronic component is mounted, or the like may be deformed or damaged. Therefore, in order to more appropriately control the temperature of the electronic component, it is also important to appropriately control the distance between the heat sink and the electronic component.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたもので、その目的は、搭載された電子部品の温度管理をより適切に行える電子機器を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an electronic device capable of more appropriately controlling the temperature of mounted electronic components.
本発明に係る電子機器は、電子部品が実装された基板と、基板上の電子部品との間で熱伝達を行わせるための放熱部材と、基板、及び放熱部材のうちの少なくとも一方を移動可能に支持するガイド部材と、基板、及び放熱部材のなかでガイド部材に支持された一つを押圧対象とし、基板と放熱部材との間の距離を小さくする方向へ押圧対象を押圧する押圧機構と、を備え、押圧機構は、他のガイド部材により鉛直方向に移動が可能であり、鉛直方向の下方にいくにつれて長さが短くなる傾きが端部に設けられた固定棒と、押圧対象であり、傾きが設けられた端部と接触する傾きが、端部に対向する面に設けられた放熱部材と、を有する。 The electronic device according to the present invention can move at least one of a substrate on which electronic components are mounted, a heat radiating member for causing heat transfer between the electronic components on the substrate, the substrate, and the heat radiating member. A guide member that supports the substrate, and a pressing mechanism that presses the substrate and one of the heat-dissipating members supported by the guide member in a direction that reduces the distance between the substrate and the heat-dissipating member. The pressing mechanism is a fixing rod provided at the end with an inclination that can be moved in the vertical direction by another guide member and whose length becomes shorter as it goes downward in the vertical direction, and a pressing target. It has a heat radiating member provided on a surface facing the end portion having an inclination in contact with the end portion provided with the inclination .
本発明によれば、搭載された電子部品の温度管理をより適切に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to more appropriately control the temperature of the mounted electronic components.
以下、本発明に係る電子機器の実施の形態を、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the electronic device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る電子機器を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an electronic device according to a first embodiment of the present invention.
電子機器1は、温度管理を必要とする電子部品を搭載した機器である。この電子機器1は、図1に示すように、発熱による熱量の除去、或いは必要な熱量の供給を行う必要から、熱交換装置2上に取り付けられている。
The
電子機器1は、図1に示すように、筐体4として、4つの板状部材4a〜4dを有し、これらの板状部材4a〜4dが矩形状に組み付けられている。この筐体4内に、複数の基板5、及び複数の放熱板6が収められている。図1では、基板5として、基板5a、5bの2つを示している。放熱部材である放熱板6として、2つの放熱板6a、6bを示している。板状部材4bと放熱板6aとの間には、2つの位置調整器7が配置されている。この位置調整器7は、本実施の形態1における押圧機構に相当する。
As shown in FIG. 1, the
筐体4を構成する各板状部材4a〜4dは、アルミニウム、鉄、銅、等の高熱伝導部材を用いて作製されている。放熱板6も同様に、高熱伝導部材を用いて作製されている。基板5、及び放熱板6は、板状部材4bと板状部材4dとの間に、交互に配置されている。
The plate-
一方、熱交換装置2は、図1に示すように、媒体入口21、媒体出口22、及びその間の流路23を備え、媒体入り口21から流入した熱媒体を、流路23を介して媒体出口22から流出させる構造である。それにより、電子機器1との間の熱伝達は、熱交換装置2の上面24を介して行われる。媒体入口21に供給する熱媒体の温度は、電子機器1の使用環境に応じて管理されている。図1に、矢印により鉛直方向を示している。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
電子機器1を温度の比較的に低い環境で使用する場合、つまり電子機器1内が動作温度範囲より低くなるような環境で使用する場合、熱媒体として、熱交換装置2から電子機器1への熱量の伝達を想定した媒体が用いられる。温度としては、必要な熱量を伝達可能な温度が設定される。一方、電子機器1を温度の比較的に高い環境で使用する場合、例えば電子機器1内が動作温度範囲内となる環境で使用する場合、熱媒体として、電子機器1から熱交換装置2への熱量の伝達を想定した媒体が用いられる。温度としては、必要な熱量を除去可能な温度が設定される。ここでは、説明上、便宜的に、特に断らない限り、電子機器1から熱交換装置2に熱量を伝達する場合、つまり電子機器1に発生する熱量を除去する場合を想定する。
When the
図2は、本発明の実施の形態1に係る電子機器を示す上面図、つまり図1に矢印で示す鉛直方向からの視点での図である。図2に示すように、基板5aの板状部材4b側の面には、温度管理が必要な電子部品12として、電子部品12a、12bが実装され、反対側の面に電子部品12cが実装されている。基板5bでは、板状部材4b側の面に電子部品12dが実装され、反対側の面、つまり板状部材4d側の面に電子部品12eが実装されている。
FIG. 2 is a top view showing an electronic device according to a first embodiment of the present invention, that is, a view from a vertical direction indicated by an arrow in FIG. As shown in FIG. 2,
電子部品12は、例えばLSI(Large-Scale Integration)、IC(Integrated Circuit)、半導体素子、コイルなどであり、通電された場合に、抵抗成分などにより発熱する。図2には、計5個の電子部品12a〜12eのみを示しているが、電子部品12の種類、及びその数等は特に限定されない。基板5には、トランジスタなどの半導体電子部品、バスバー、コンデンサ、抵抗器なども実装される。
The
図2に示すように、電子機器1の底部には筐体4を構成し、熱交換装置2の上面24と接する板状部材4eが組み付けられている。その板状部材4eの上面には、基板5、及び放熱板6を移動可能に支持するガイド部材であるレール10が2つ設けられている。各基板5、及び各放熱板6には、レール10の形状に合わせて形成されたツメ部材11が取り付けられている。それにより、各基板5、及び各放熱板6は、レール10の長手方向に沿って板状部材4eの上面を移動させることができる。
As shown in FIG. 2, a housing 4 is formed at the bottom of the
2つのレール10は、図2に示すように、板状部材4a、4cと長手方向が並行か、或いは略並行に板状部材4eに設けられている。この長手方向は、各基板5、及び各放熱板6の面と垂直か、或いは略垂直な方向である。そのため、放熱板6aを基板5a上の電子部品12と接触させるように、その2つの間の位置関係を変化させることができる。これは、基板5aと放熱板6bとの間の位置関係、放熱板6bと基板5bとの間の位置関係も同様である。
As shown in FIG. 2, the two
図3は、各基板、及び各放熱板のレールへの取り付け方法例を説明する図である。図3に示すように、各基板5、及び各放熱板6には。2つの取付金具31が取り付けられ、ツメ部材11は、各取付金具31にそれぞれ取り付けられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of how to attach each substrate and each heat sink to the rail. As shown in FIG. 3, on each
取付金具31は、L字状の形状であり、基板5と接する側の平坦部311には孔313が設けられている。基板5にも、この孔313と同じ大きさの孔が設けられる。それにより、取付金具31は、孔313、及び基板5に設けられた孔にネジ32を通し、ナットをネジ作用によりはめることにより、基板5に固定される。ツメ部材11は、取付金具31の底部となる平坦部312に、例えば溶接、或いは図示しないネジにより取り付けられている。
The mounting
図4は、基板を取り付けた場合のレールの状態を示す断面図である。ツメ部材11は、図4に示すように、逆T字型の形状であり、上側の部分である上側部111、及び下側の部分である下側部112の2つの部分に大別される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of the rail when the substrate is attached. As shown in FIG. 4, the
板状部材4eに設けられたレール10には、図2、及び図3に示すように、幅の狭い部分10aと、幅の広い部分10bとが存在する。レール10の幅の狭い部分10aでは、図4に示すように、幅の狭い部分10aの下方に隣接して、断面の幅がより広い矩形状の空間が形成されている。それにより、全体の断面形状は、逆T字型となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このような断面形状から、幅の広い部分10bは、幅の狭い部分10aを除くことにより、この矩形状の空間のみが露出している箇所となっている。従って、この矩形状の空間の幅は、幅の広い部分10bの幅と一致する。このような関係から、図4では、矩形状の空間に符号として「10b」を付している。以降、幅の狭い部分10aは「挟幅部10a」、幅の広い部分10bは「広幅部10b」と表記する。
From such a cross-sectional shape, the
ツメ部材11の上側部111は、幅が挟幅部10aの幅より狭い部分である。下側部112は、幅が挟幅部10aの幅より大きく、且つ広幅部10bの幅より小さい部分である。そのため、広幅部10b内に下側部112を挿入し、挟幅部10aまでツメ部材11を移動させた場合、下側部112が挟幅部10aに干渉して、ツメ部材11をレール10から抜くことができなくなる。
The
上側部111の鉛直方向上の長さは、図4に示すように、挟幅部10aの深さ以上であるが、略深さと同じとしている。レール10は、板状部材4eの上面から板厚方向の下方に形成されている。図2に示すように、基板5は、2つのレール10に取り付けられる。このようなことから、基板5の底面は、板状部材4eと安定的に接触させることができる。これは、基板5の熱量を、板状部材4eを介して、熱交換装置2の上面に効率的に伝達できることを意味する。基板5を2つのレール10に取り付けることから、この2つのレール10は以降「1組のレール10」とも表記する。
As shown in FIG. 4, the length of the
放熱板6も、基板5と同様にして1組のレール10に沿って板状部材4eの上面を移動可能に支持される。そのため、放熱板6の熱量も、板状部材4eを介して、熱交換装置2の上面に効率的に伝達させることができる。
The
なお、本実施の形態1では、取付金具31を用いてツメ部材11を各基板5、及び各放熱板6に取り付けるようにしているが、取付方法は取付金具31を用いる方法に限定されない。例えば図5に示すように、ツメ部材11を、基板5、及び放熱板6に直接、はんだ、接着剤等を用いて取り付けても良い。
In the first embodiment, the
広幅部10bは、図2に示すように、板状部材4b近傍に設けられている。より具体的には、広幅部10bは、板状部材4bから板状部材4dに向けて、位置調整器7が存在する範囲内に設けられている。これは、板状部材4bに一端を当接させた位置調整器7により、1組のレール10によって移動可能に支持される各基板5、及び各放熱板6を板状部材4dに向けて押すようにしているからである。そのためには、広幅部10bは、搭載する基板5、及び放熱板6を全て挟幅部10aで支持させることが容易な位置に設けるのが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
上記のように、本実施の形態1では、各基板5、及び各放熱板6を1組のレール10に移動可能に支持させることにより、それらの間の位置関係を調整可能にし、位置調整器7により実際の調整を行うようにしている。これは、以下のような理由からである。図6を参照し、具体的に説明する。
As described above, in the first embodiment, each
図6は、各部品に存在する外形上の誤差を説明する図である。図6では、部品として、基板5a、電子部品12a、放熱板6aの3つのみを示している。
FIG. 6 is a diagram illustrating an external error existing in each component. In FIG. 6, only three components, a
放熱板6aの幅の設計値がAであっても、製造条件、加工精度等により、個体差が生じ、実際の幅はAとは異なるのが普通である。個体差の範囲を±aと想定した場合、実際の幅はA±aとなる。同様に、基板5aでは、設計値をB、個体差の範囲を±bと想定した場合、実際の幅はB±bとなる。また、電子部品12aでは、設計値をC、個体差の範囲を±bと想定した場合、実際の高さはC±cとなる。
Even if the design value of the width of the
基板5aと放熱板6aとの間の各幅を含む距離は、設計値をD、個体差の範囲を±dと想定した場合、実際の距離はD±dとなる。ここでの個体差には、取り付け精度等も含まれる。このようなことから、図6中に表記の「A」〜「D」は設計値、「a」〜「d」は固体差をそれぞれ示している。
Assuming that the design value is D and the range of individual differences is ± d, the distance including each width between the
電子部品12aに発生した熱量を除去する場合、放熱板6aと電子部品12aとの間の距離Lは、より小さくすることが望まれる。その距離Lを0、つまり放熱板6aと電子部品12aとを接触させた場合に、電子部品12aから放熱板6aへの熱伝達は最も効率的に行えるようになる。しかし、上記のように、部品には、種類に係わらず、個体差がある。距離Lには、関係する部品の個体差の他に、取り付け精度による個体差も影響する。
When removing the amount of heat generated in the
図6において、距離Lが最小となるのは、距離D±dが最小であり、幅Aa±a、B±b、及び高さC±cが最大となる場合である。このとき、距離Lは
L=(D−d)−((A+a)+(B+b)+(C+c))
=(D−A−B−C)−(d+a+b+c)
となる。一方、最大となる距離Lは
L=(D+d)−((A−a)+(B−b)+(C−c))
=(D−A−B−C)+(d+a+b+c)
となる。従って、距離Lは、±(d+a+b+c)の範囲内で変化する。言い換えれば、距離Lは、最大と最小との間に2(d+a+b+c)の違いがある。In FIG. 6, the distance L is the minimum when the distance D ± d is the minimum and the widths Aa ± a, B ± b, and the height C ± c are the maximum. At this time, the distance L is L = (D−d) − ((A + a) + (B + b) + (C + c)).
= (DABC)-(d + a + b + c)
Will be. On the other hand, the maximum distance L is L = (D + d)-((A-a) + (B-b) + (C-c)).
= (DABC) + (d + a + b + c)
Will be. Therefore, the distance L changes within the range of ± (d + a + b + c). In other words, the distance L has a difference of 2 (d + a + b + c) between the maximum and the minimum.
この距離Lにおける個体差の存在により、距離Lを0とするのは非常に困難である。最小の距離Lを想定することにより、電子部品12aを放熱板6aと接触させることができる。しかし、その場合、実際の距離Lとの差に応じて、電子部品12a、基板5a、放熱板6a等に圧力が加わることになる。過度の圧力を加えた場合、放熱板6a、基板5aが変形する、電子部品12aが破損する、といった不具合が発生し易くなる。
Due to the existence of individual differences at this distance L, it is very difficult to set the distance L to 0. By assuming the minimum distance L, the
一方、本実施の形態1では、上記のように、1組のレール10を用いて、各基板5、及び各放熱板6を移動可能に支持させている。そのように支持させたことにより、各基板5、各放熱板6、各基板5に実装された電子部品に不具合を発生させるような圧力を加える必要性は回避することができる。これは、各基板5、及び各放熱板6を移動させるために、過度の圧力を加えなくとも良いからである。従って、不要な圧力を加えることによる不具合を発生させることなく、電子部品12と筐体4との間の間隔、及び電子部品12と放熱板6との間の間隔を適切に管理することが容易に行うことができる。この間隔の適切な管理により、温度管理が必要な電子部品12からの熱量の除去も適切に行うことができる。より効率的な熱量の除去も容易に実現させることができる。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, one set of
図7は、本発明の実施の形態1に係る電子機器の各基板、及び各放熱板の位置調整を行う前の状態例を示す断面図、図8は、本発明の実施の形態1に係る電子機器の各基板、及び各放熱板の位置調整を行った後の状態を示す断面図である。図7、及び図8に示す断面図は共に、図1に示すx−x線断面図である。次に、図7、及び図8を参照し、各基板5、及び各放熱板6の位置調整方法、つまり電子機器1の組み立て方法について具体的に説明する。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a state before adjusting the positions of each substrate of the electronic device according to the first embodiment of the present invention and each heat sink, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows the state after adjusting the position of each substrate of an electronic device, and each heat sink. The cross-sectional views shown in FIGS. 7 and 8 are both cross-sectional views taken along line xx shown in FIG. Next, with reference to FIGS. 7 and 8, a method of adjusting the position of each
図7、及び図8に示すように、位置調整を行う前後でも、板状部材4d側から、基板5b、放熱板6b、基板5a、放熱板6aの順に並んでいる。各基板5、及び各放熱板6は、この順序で広幅部10b内にツメ部材11の下側部112を挿入し、1組のレール10に支持させる。図7は、そのようにして、各基板5、及び放熱板6を全て1組のレール10に支持させた後の状態例を示している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
その後、作業者は、板状部材4bと放熱板6aとの間に、位置調整器7を挿入可能な間隔を空け、その間隙内に位置調整器7を挿入する。位置調整器7は、長さを変化させることができる。このことから、挿入可能な間隔は、放熱板6aを板状部材4d側に移動させるか、或いは位置調整器7の長さをより短くさせることにより、確保することができる。
After that, the operator leaves a space between the plate-shaped
レール10が設けられた板状部材4eは、図7、及び図8に示すように、熱交換装置2の上面24と接触し、その上面24の下に形成された流路23には熱媒体25が流れている。このため、各基板5、及び各放熱板6の熱量は、板状部材4e、上面24を介して熱媒体25に伝達されることにより、効率的に除去される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the plate-shaped
位置調整器7は、図8に示すように、調整棒71の両端に対し、それぞれ面状の支持部材72を取り付けた構造である。この面状の支持部材72を用いたことにより、板状部材4b、及び放熱板6aに対し、狭い範囲に強い圧力を加えるのを回避させることができる。
As shown in FIG. 8, the
図9は、押圧機構である位置調整器の例を示す図である。ここで図9を更に参照し、位置調整器7について具体的に説明する。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a position adjuster which is a pressing mechanism. Here, with reference to FIG. 9, the
位置調整器7は、図9に示すように、2つの支持部材72間の距離を調整棒71により調整する構造である。調整棒71は、2つの心棒711、及び調整用ネジ712を備える。2つの心棒711は、軸部分の径が異なり、一方が雄ネジ、他方が雌ネジとなっている。それにより、調整用ネジ712の回転方向に応じて、雄ネジが雌ネジ内に入り込んでいる挿入量を変化させることができるようになっている。例えば図9の左側に示すように時計回りに調整用ネジ712を回した場合、挿入量は大きくなって調整棒71は短くなり、図9の右側に示すように反時計回りに回した場合、挿入量は小さくなって調整棒71は長くなる。このようなことから、調整用ネジ712の回転により、2つの支持部材72間の距離を調整することができる。
As shown in FIG. 9, the
図8の説明に戻る。位置調整器7の挿入時は、位置調整器7を挿入可能にする余裕がある。このことから、位置調整器7の挿入後、作業者は、調整棒71を長くさせる方向に調整用ネジ712を回転させる。その回転により、板状部材4dと電子部品12eとの間、電子部品12dと放熱板6bとの間、放熱板6bと電子部品12cとの間、及び電子部品12aと放熱板6aとの間の間隔の総量は徐々に小さくなる。その総量が無くなった場合、調整用ネジ712を回転させる負荷が急激に増大する。
Returning to the description of FIG. When inserting the
空隙の総量が0になるとは、筐体4を構成する板状部材4dと電子部品12eとの接触、電子部品12dと放熱板6bとの接触、放熱板6bと電子部品12cとの接触、及び電子部品12aと放熱板6aとの接触が全て実現された状態である。この状態を実現させることにより、電子部品12e、12d、12c、及び12aに発生した熱量を効率的に除去できる環境が実現される。このこと、更には過度な圧力を加えることを回避するために、調整用ネジ712を回転させることによる位置調整器7の長さ調整も終了する。その長さ調整の終了時には、各基板5、及び各放熱板6も位置が固定され、長さ調整終了時の状態が安定的に維持されることになる。
When the total amount of voids becomes 0, the contact between the plate-shaped
このように、1組のレール10により各基板5、及び各放熱板6を移動可能に支持させ、位置調整器7を用いてそれらの位置決めを行う場合、各部品の個体差、組み付け精度等に係わらず、熱量を除去するうえでの最適な環境を確実に実現させることができる。何らかの想定していない誤差が発生した場合であっても、位置調整器7の長さ調整が可能な範囲内であれば対応させることができる。過度な圧力を加えるようなことも確実に回避させることができる。これらのことから、電子機器1に搭載された電子部品12の温度管理も確実、且つ適切に行えることとなる。
In this way, when each
なお、本実施の形態1では、位置調整器7として、作業者が調整用ネジ712を回転させて長さ調整を行うタイプを採用しているが、採用可能な位置調整器7は、このタイプに限定されない。例えば図10に示すように、位置調整器7は、弾性部材であるバネ75を心棒711内に設け、そのバネ75の弾性力により、調整棒71が長くなる方向に圧力を作用させるタイプであっても良い。或いは図11に示すように、位置調整器7は、心棒711内に流体として気体76を封入し、その気体76が外気と同じ圧力になるために発生させる圧力により、調整棒71が長くなる方向に圧力を作用させるタイプであっても良い。このタイプの場合、2つの心棒711の間に、気体76を密閉させるためのパッキン77が取り付けられている。
In the first embodiment, as the
図12は、自動的に圧力を作用させるタイプの位置調整器に要求される機能を説明する図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating a function required for a position adjuster of a type that automatically applies pressure.
図10、及び図11に示すようなタイプの位置調整器7では、その長さに応じた圧力を各支持部材72に自動的に加えることになる。しかし、図12に示すように、その圧力は、各基板5、及び各放熱板6を移動可能であり、且つ基板5、電子部品12等に不具合を発生させないレベルにする必要がある。このことから、自動的に圧力を作用させるタイプの位置調整器7としては、図12に示す条件を満たす必要がある。つまり作用させる圧力は、最小の長さ時には不具合を発生させないレベルであり、且つ最大の長さ時にも各基板5、及び各放熱板6を移動させることが可能なレベルを維持する位置調整器7を採用する必要がある。図11に示すような気体76の圧力を利用するタイプでは、気体76の注入、或いは除去により、圧力を調整することも可能である。なお、最大の長さ、最小の長さは、位置調整器7自体のものであっても良いが、その使用時に想定されるものであっても良い。
In the
実施の形態2.
温度管理が必要な電子部品12の高さは全て同じではない。そのため、図2、及び図8に示すように、温度管理が必要な電子部品12の全てを放熱板6に接触させることは困難である。一つの基板5上に実装される電子部品12のなかで放熱板6に接触させることができるのは、通常、最も高い電子部品12に限定される。このことから、本実施の形態2は、より多くの電子部品12を放熱板6に接触させることができるようにしたものである。より多くの電子部品12を放熱板6と接触させることにより、電子機器1に搭載された電子部品12の温度管理はより適切に行えるようになる。ここでは、上記実施の形態1と同じ、或いは相当する構成要素には同じ符号を付し、上記実施の形態1から異なる部分について詳細に説明する。
The heights of the
図13は、本発明の実施の形態2に係る電子機器を示す上面図である。図13に示すように、本実施の形態2では、放熱板6aの代わりに、2つの放熱板6a1、6a2を採用している。この2つの放熱板6a1、6a2を2箇所で移動可能に支持するために、1組のレール10の間にレール10を一つ追加している。各放熱板6a1、6a2は、それぞれ位置調整器7により板状部材4dに向けた圧力を作用させるようにしている。その結果、放熱板6a1は電子部品12aと接触され、放熱板6a2は電子部品12bと接触されている。それにより、上記実施の形態1と比較して、電子部品12bに発生した熱量の除去をより効率的に行えるようになっている。
FIG. 13 is a top view showing an electronic device according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, in the second embodiment, two heat sinks 6a1 and 6a2 are adopted instead of the
実施の形態3.
上記実施の形態1及び2では、手動により、或いは自動的に、長さが変化する位置調整器7を採用している。これに対し、本実施の形態3は、長さが変化する構造物を採用することなく、放熱板6を板状部材4dに向けて移動させる圧力を発生させる押圧機構を用いたものである。ここでも、上記実施の形態1と同じ、或いは相当する構成要素には同じ符号を付し、上記実施の形態1から異なる部分について詳細に説明する。Embodiment 3.
In the first and second embodiments, the
図14は、本発明の実施の形態3に係る電子機器に採用された押圧機構を説明する図であり、図15は、筐体を構成する板状部材に設けられた別のレール例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a pressing mechanism adopted in the electronic device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 15 shows an example of another rail provided on a plate-shaped member constituting the housing. It is a figure.
図14に示すように、本実施の形態3では、棒状であり、放熱板6a側の端部に、鉛直方向上、上側から下側に向けて長さが短くなる傾きが設けられた固定棒140を備える。放熱板6aの板状部材4b側の面61にも、固定棒140の端部と全体が接する傾きが設けられている。
As shown in FIG. 14, in the third embodiment, the fixed rod is rod-shaped and has an inclination that shortens the length from the upper side to the lower side in the vertical direction at the end portion on the
一方、筐体4を構成する板状部材4bには、図15に示すように、上記レール10と同様のレール141が2つ設けられている。各レール141は、それぞれ1つの固定棒140を鉛直方向上に移動可能に支持するためのガイド部材である。それにより、本実施の形態3では、固定棒140は2つ存在する。各レール141は、レール10と同様に、挟幅部141a、及び広幅部141bを有している。
On the other hand, as shown in FIG. 15, the plate-shaped
このことから、固定棒140の他方の端部、つまり板状部材4b側の端部は、例えばツメとなっており、そのツメは広幅部141bから挿入することができる。その挿入により、挟幅部141aでは、固定棒140は、鉛直方向に移動可能に支持される。
From this, the other end of the fixing
固定棒140の放熱板6a側の端部の傾きを維持させるために、ツメの形状は、固定棒140が軸を中心に回転させないもの、例えばレール141内の平面形状に合わせた矩形状となっている。それにより、固定棒140は、下への移動量に応じた長さ分、放熱板6aを板状部材4bから離す方向に押すようになっている。
In order to maintain the inclination of the end portion of the fixed
このようなことから、本実施の形態3における押圧機構は、狭義では、固定棒140、及びレール141を含む。広義では、更に放熱板6aを含む。この押圧機構は、放熱板6aを板状部材4bから離す方向に移動させられることから、上記実施の形態1、及び2に採用の位置調整器7の代わりとして用いることができる。
Therefore, in the narrow sense, the pressing mechanism in the third embodiment includes the fixing
なお、本実施の形態3は、放熱板6aを押す圧力として、固定棒140の自重を利用しているが、自重の利用には、固定棒140以外の物を用いても良い。つまり押圧機構は、例えばプーリ等を用いて、自重による鉛直方向上の力を水平方向上の力に変え、各基板5、及び各放熱板6を移動させるような機構であっても良い。このことを含め、様々な変形が可能である。
In the third embodiment, the weight of the fixed
また、本実施の形態1〜3では、図2、及び図13に示すように、2つの基板5、及び2つの放熱板6を移動対象としているが、移動対象は1つであっても良い。つまり移動対象は、1つ以上であれば良い。これは、移動対象が1つのみであっても、基板5、或いは基板5上の電子部品12を、筐体4、或いは放熱板6と接触させることができるからである。
Further, in the first to third embodiments, as shown in FIGS. 2 and 13, the two
レール10は、基板5上の電子部品12を筐体4、或いは放熱板6と接触させることを想定したものである。しかし、レール10は、電子部品12と筐体4との間の間隔、或いは電子部品12と放熱板6との間の間隔を定めた距離以下とするためのものであっても良い。これは、結果として、電子部品12の温度管理を適切に行えれば良いからである。このレール10は、一つの部品としてではなく、板状部材4eの一部として設けても良い。これはレール141でも同様である。
The
本実施の形態1、及び2では、位置調整器7は、2つのみ用いているが、3つ以上の位置調整器7を用いても良い。図2に示す上面図を例にとれば、例えば基板5aを固定させて、放熱板6aを2つの位置調整器7により基板5aに向けて移動させ、放熱板6b及び基板5bを移動可能に支持させ、放熱板6bを2つの位置調整器7により移動させるようにしても良い。このようにして、接触させる基板5、及び放熱板6の数を分散させる場合、単位面積当たりの発熱量をより抑えされることから、電子部品12の温度管理を更に適切に行えることが期待できる。
In the first and second embodiments, only two
位置調整器7の数に応じて、その位置調整器7が実際に圧力を作用させる押圧対象の数を増やすことができる。押圧対象の数が増えるほど、より高精度な温度管理が可能になる。しかし、基板5、或いは放熱板6を設置できなくなる空間はより広くなる。位置調整器7は、基本的に、一方の端部を固定させる必要があり、その固定のための機構を設けなければならない場合がある。このようなことから、実際には、温度管理を行う必要性の高い電子部品12の数、その必要性のレベル、電子機器1に要求される外形上の制約、等を考慮し、位置調整器7の数、つまり押圧対象の数を決定する必要がある。このこともあり、位置調整器7の数、配置等も必要に応じて様々な変形が必要である。
Depending on the number of
1 電子機器、2 熱交換装置、4 筐体、4a〜4e 板状部材、5、5a、5b 基板、6、6a、6b、6a1、6a2 放熱板(放熱部材)、7 位置調整器、10 レール(ガイド部材)、10a 挟幅部、10b 広幅部、11 ツメ部材、12、12a〜12e 電子部品、140 固定棒、141 レール(他のガイド部材)。 1 Electronic device, 2 Heat exchanger, 4 Housing, 4a-4e Plate-shaped member, 5, 5a, 5b board, 6, 6a, 6b, 6a1, 6a2 Heat sink (heat sink), 7 Position adjuster, 10 rails (Guide member), 10a narrowing part, 10b wide part, 11 claw member, 12, 12a to 12e electronic parts, 140 fixing rod, 141 rail (other guide member).
Claims (5)
前記基板上の前記電子部品との間で熱伝達を行わせるための放熱部材と、
前記基板、及び前記放熱部材のうちの少なくとも一方を移動可能に支持するガイド部材と、
前記基板、及び前記放熱部材のなかで前記ガイド部材に支持された一つを押圧対象とし、前記基板と前記放熱部材との間の距離を小さくする方向へ前記押圧対象を押圧する押圧機構と、を備え、
前記押圧機構は、
他のガイド部材により鉛直方向に移動が可能であり、前記鉛直方向の下方にいくにつれて長さが短くなる傾きが端部に設けられた固定棒と、
前記押圧対象であり、前記傾きが設けられた前記端部と接触する傾きが、前記端部に対向する面に設けられた前記放熱部材と、
を有する電子機器。 A board on which electronic components are mounted and
A heat radiating member for transferring heat between the electronic components on the substrate and the heat radiating member.
A guide member that movably supports at least one of the substrate and the heat radiating member,
A pressing mechanism that targets one of the substrate and the heat radiating member supported by the guide member and presses the pressing object in a direction that reduces the distance between the substrate and the heat radiating member. With
The pressing mechanism
A fixing rod that can be moved in the vertical direction by another guide member and has an inclination at the end that becomes shorter as it goes downward in the vertical direction.
The heat-dissipating member, which is the object to be pressed and has an inclination in contact with the end portion provided with the inclination, is provided on a surface facing the end portion.
Electronic equipment with.
請求項1に記載の電子機器。 The heat radiating member transfers heat to and from a heat exchange device used for at least one of supplying heat and removing heat via a housing.
The electronic device according to claim 1.
1つ以上の前記押圧機構は、前記放熱部材を前記押圧対象として移動させることにより、前記基板上の電子部品を筐体、及び前記放熱部材のうちの一方に接触させる、
請求項1、または2に記載の電子機器。 The guide member movably supports one or more of the substrates and one or more of the heat radiating members.
The one or more pressing mechanisms bring the electronic components on the substrate into contact with one of the housing and the heat radiating member by moving the heat radiating member as the pressing target.
The electronic device according to claim 1 or 2.
前記押圧機構毎に、異なる前記押圧対象を移動させる、
請求項1〜3の何れか1項に記載の電子機器。 It has a plurality of the pressing mechanisms.
A different pressing target is moved for each pressing mechanism.
The electronic device according to any one of claims 1 to 3.
前記基板、及び前記放熱部材は、2つ以上の前記ガイド部材に移動可能に支持させている、
請求項1〜4の何れか1項に記載の電子機器。 Having a plurality of the guide members
The substrate and the heat radiating member are movably supported by two or more guide members.
The electronic device according to any one of claims 1 to 4.
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