(57)【要約】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、を有する。
2019225601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された基板と、
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、
を有する電子機器。
【請求項２】
前記押圧機構は、長さを調整可能な調整棒を含む、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記調整棒は、前記長さを調整するための調整用ネジを有し、該調整用ネジの回転に応じて、前記長さを変化させる、
請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記調整棒は、弾性部材、及び流体のうちの一方によって長くなる方向に圧力を作用させる、
請求項２に記載の電子機器。
【請求項５】
前記調整棒は、筐体と前記押圧対象との間に配置されている、
請求項２〜４の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
前記放熱部材は、筐体を介して、熱量の供給、及び前記熱量の除去のうちの少なくとも一方に用いられる熱交換装置との間で熱伝達を行う、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項７】
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、
を有する請求項１〜６の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記ガイド部材は、１つ以上の前記基板、及び１つ以上の前記放熱部材を移動可能に支持し、
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１〜７の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記押圧機構を複数、有し、
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１〜８の何れか１項に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記ガイド部材を複数、有し、
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１〜９の何れか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−８１０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】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。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電子機器を示す上面図である。
【図３】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４】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。
【図５】各基板、及び各放熱板のレールへの他の取り付け方法例を説明する図である。
【図６】各部品に存在する外形上の誤差を説明する図である。
【図７】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である。
【図８】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９】押圧機構である位置調整器の例を示す図である。
【図１０】押圧機構である位置調整器の他の例を示す図である。
【図１１】押圧機構である位置調整器の更に他の例を示す図である。
【図１２】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。
【図１３】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１４】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る。
【図１５】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
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）。
【図１】
2019225601.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2019225601.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月18日(2020.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装された基板と、
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。
【請求項２】
前記放熱部材は、筐体を介して、熱量の供給、及び前記熱量の除去のうちの少なくとも一方に用いられる熱交換装置との間で熱伝達を行う、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記ガイド部材は、１つ以上の前記基板、及び１つ以上の前記放熱部材を移動可能に支持し、
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。
【請求項４】
前記押圧機構を複数、有し、
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。
【請求項５】
前記ガイド部材を複数、有し、
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。
【国際調査報告】
2019225601.tif 000018
2019225601.tif 000019
2019225601.tif 000020
2019225601.tif 000021