(57)【要約】【課題】本発明は、軽量で設置性が良く、筐体が密閉でもパワーアンプの熱による内部の部品破壊を防止した信頼性の高いパワーアンプ放熱装置を提供する事を目的とする。【解決手段】本発明は、熱伝導性の良い材質にて形成されたループアンテナと、無線送信部および無線受信部にて構成される無線送受信部を有する無線基板において、パワーアンプにつながる無線基板上のグランドを経由してパワーアンプの熱をループアンテナに伝えるよう熱伝導性の良い材質にて形成された放熱端子をループアンテナと無線基板間に配置し、かつループアンテナと前記無線基板を同一平面上に隣接させて樹脂筐体内に組み立てた構成とした。【選択図】  図１
2004215152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性の良い材質にて形成された円形または概矩形または多角形のループアンテナと、前記ループアンテナに電力を増幅して供給するパワーアンプを有する無線送信部および前記ループアンテナから受信データを取得する無線受信部にて構成される無線送受信部を有する無線基板において、前記パワーアンプにつながる前記無線基板上のグランドを経由して前記パワーアンプの熱を前記ループアンテナに伝えるよう熱伝導性の良い材質にて形成された放熱端子を前記ループアンテナと前記無線基板間に配置し、かつ前記ループアンテナと前記無線基板を同一平面上に隣接させて樹脂筐体内に組み立てたことを特徴とするパワーアンプ放熱装置。
【請求項２】
前記放熱端子と前記パワーアンプ間に熱伝導性の良い材質にて形成された放熱部材を経由して前記パワーアンプの熱を前記ループアンテナに伝えることを特徴とする請求項１に記載のパワーアンプ放熱装置。
【請求項３】
前記放熱端子の一部に折り曲げ部を設け、前記ループアンテナに外力が加わった際の衝撃を緩衝することを特徴とする請求項１，２いずれか１項に記載のパワーアンプ放熱装置。
【請求項４】
前記ループアンテナ内に空洞部を設け、軽量化と放熱面積増により放熱効果の向上を図ったことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のパワーアンプ放熱装置。
【請求項５】
前記空洞部を有するループアンテナの一端を塞ぎ、かつ上向きで筒状の案内部を設け、前記パワーアンプから前記放熱端子を経由して供給される熱により、前記空洞部を有するループアンテナの他端との温度差により、前記空洞部内で生じる対流で、前記筒状の案内部から放熱することを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のパワーアンプ放熱装置。
【請求項６】
前記樹脂筐体上面と前記パワーアンプ間に熱を遮蔽し熱伝導性の良い材質にて形成された遮蔽板を配置し、前記パワーアンプから生じる熱を前記遮蔽板で吸収し、前記樹脂筐体上面の局所的な温度上昇を防止したことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のパワーアンプ放熱装置。
【請求項７】
前記遮蔽板に通気孔を設け、前記遮蔽板と前記パワーアンプ間の対流を促進したことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のパワーアンプ放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力増幅器（以下、パワーアンプと言う）の放熱装置に関し、特に、アンテナを内蔵した無線通信機器のパワーアンプ放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ここで、図１３は従来の無線通信機器の透視斜視図、図１４はパワーアンプの斜視図である。
【０００３】
従来、図１３に示すように無線通信機器１０１において、ループアンテナ１０２と無線基板１０３は、同軸ケーブル１０４を半田付けなどして接続されることが多く、機器内の無線部を構成するパワーアンプ１０５は、無線基板１０３上に実装されループアンテナ１０２に大電力を制御して供給するもので、通常、大電力を流し、無線効率のロス分があることから、パワーアンプ１０５自体の熱で、内部のジャンクションが壊れることや、周辺の熱に弱い部品、例えばＣＰＵ（図示せず）などに影響を及ぼすことがある。それを防止するため、一般に、図１４のようにパワーアンプ１０５の裏面に内部のジャンクション（図示せず）に連なるアルミや銅のような熱伝導性の良い金属で形成された放熱電極１０６を有する。
【０００４】
それでも、放熱が不十分な場合は、次の対策がとられていた。ここで、図１５は従来のパワーアンプの放熱方法を示す斜視図であり、図１６〜図１９は従来のパワーアンプの放熱方法を示す拡大断面図である。
【０００５】
（１）図１５に示すように、パワーアンプ１０５のケース表面１０７に、接触性を良くするために熱伝導性が良いシリコングリスを介して熱伝導性の良いアルミ製のヒートシンク１０８をケース表面１０７に設ける。
【０００６】
（２）図１６に示すように、ファン１０９で強制空冷する場合もある。
【０００７】
（３）図１７に示すように、ヒートシンク１０８から放出される熱が筐体１１０内にこもることを防止するために、ヒートシンク１０８上部に通気孔１１１を設ける（特許文献１参照）。
【０００８】
（４）図１８に示すように、ファン１０９から出た空気をダクト１１２でガイドし、パワーアンプ１０５に当てるようにして冷却する（特許文献２参照）。
【０００９】
（５）図１９に示すように、熱伝導性の良い樹脂１１３を筐体内に入れて、パワーアンプ１０５から樹脂１１３を介して筐体１１０に伝わるようにして放熱するものものある（特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１１２１７０号公報
【特許文献２】
特開平０５−１８９９５０号公報
【特許文献３】
特開平０８−１６７６８０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、以下の問題があった。
【００１２】
（１）ヒートシンクを用いる場合、パワーアンプを基板実装しているため、筐体が落下した場合、パワーアンプ上のヒートシンクの重量が一点集中で、基板に半田付けされているパワーアンプの足にかかり、半田付け部が割れることがある。
【００１３】
（２）ファンを用いる場合、ファン回転時の騒音や、ファンが故障すると冷却できずパワーアンプが故障する。また、製品寿命確保のため定期的なファンの交換が必要になり、手間がかかる。
【００１４】
（３）ヒートシンク上部に通風孔を設ける場合、筐体内に埃、昆虫などが進入し、場合によってはショートすることがある。また、屋外に設置する場合、通風孔があると雨が入り込み、同様にショートする。そのため、雨が直接当たらない日よけのようなものを設けるか（図示せず）、設置場所が限定されることになる。
【００１５】
（４）ファンから出た風をダクトでガイドしパワーアンプに当てる場合、ダクトの分筐体内での実装制限が出て、小型化が必要な場合の障害となる。
【００１６】
（５）パワーアンプ周辺を樹脂で固める場合、パワーアンプの部品交換ができないことや、製品のリサイクル時に、樹脂を外すのに手間がかかるなどの課題があった。
【００１７】
本発明は上記のような課題を解決し、軽量で設置性が良く、筐体が密閉でもパワーアンプの熱による内部の部品破壊を防止した信頼性の高いパワーアンプ放熱装置を提供する事を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のパワーアンプ放熱装置は、熱伝導性の良い材質にて形成された円形または概矩形または多角形のループアンテナと、ループアンテナに電力を増幅して供給するパワーアンプを有する無線送信部およびループアンテナから受信データを取得する無線受信部にて構成される無線送受信部を有する無線基板において、パワーアンプにつながる無線基板上のグランドを経由してパワーアンプの熱をループアンテナに伝えるよう熱伝導性の良い材質にて形成された放熱端子をループアンテナと無線基板間に配置し、かつループアンテナと前記無線基板を同一平面上に隣接させて樹脂筐体内に組み立てた構成としたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、熱伝導性の良い材質にて形成され円形または概矩形または多角形のループアンテナと、ループアンテナに電力を増幅して供給するパワーアンプを有する無線送信部およびループアンテナから受信データを取得する無線受信部にて構成される無線送受信部を有する無線基板において、パワーアンプにつながる無線基板上のグランドを経由してパワーアンプの熱をループアンテナに伝えるよう熱伝導性の良い材質にて形成された放熱端子をループアンテナと無線基板間に配置し、かつループアンテナと無線基板を同一平面上に隣接させて樹脂筐体内に組み立て、パワーアンプから出る熱をループアンテナの表面積を利用して分散化し、パワーアンプの温度を下げて、周辺のＣＰＵやパワーアンプ自体の部品破壊を防止する。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、放熱端子とパワーアンプ間に熱伝導性の良い材質にて形成された放熱部材を経由してパワーアンプの熱をループアンテナに伝えることで、パワーアンプから出る熱をループアンテナの表面積を利用して分散化し、パワーアンプの温度を下げて、周辺のＣＰＵやパワーアンプ自体の部品破壊を防止する。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、放熱端子の一部に折り曲げ部を設け、ループアンテナに外力が加わった際の衝撃を緩衝し、放熱端子の割れなどを防止する。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、ループアンテナ内に空洞部を設け、軽量化と放熱面積増により放熱効果の向上を図り、設置性も向上している。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、空洞部を有するループアンテナの一端を塞ぎ、かつ上向きで筒状の案内部を設け、パワーアンプから放熱端子を経由して供給される熱により、空洞部を有するループアンテナの他端との温度差により、空洞部内で生じる対流で、筒状の案内部から放熱することで、放熱性を向上させた。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、樹脂筐体上面と前記パワーアンプ間に熱を遮蔽し熱伝導性の良い材質にて形成された遮蔽板を配置し、パワーアンプから生じる熱を遮蔽板で吸収し、樹脂筐体上面の局所的な温度上昇を防止したことで、樹脂筐体表面に人が触れても、違和感が無くなる。
【００２５】
請求項７に記載の発明は、遮蔽板に通気孔を設け、遮蔽板とパワーアンプ間の対流を促進したことで、パワーアンプや周辺のＣＰＵも温度上昇を抑えることができる。
【００２６】
上記のように本発明により、軽量で壁掛けが容易で、筐体が密閉でも内部の熱による局所的な筐体表面上昇および内部の部品破壊を防止した信頼性の高いパワーアンプ放熱装置を提供することができる。
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１２を用いて説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図、図２は図１に示すところのパーアンプ放熱装置の要部拡大斜視図である。
【００２９】
図１において、１は熱伝導性の良い材質にて形成されたループアンテナ、本実施の形態では概矩形とした。２はループアンテナ１と同一平面上に配置される無線基板、３は無線基板２上でループアンテナ１に送信データを送信する無線送信部およびループアンテナ１から受信データを取得する無線受信部にてなる無線送受信部、４は無線送受信部３内でループアンテナ１に供給する電力を増幅するパワーアンプ、５はパワーアンプ４の無線基板２に実装される側にある放熱電極、６は熱伝導性の良い材質にて形成されループアンテナ１と無線基板２を接続する放熱端子、７はループアンテナ１と無線基板２を接続してパワーアンプ４で増幅された電力を供給する接続端子、ループアンテナ１と無線送受信部３のデータのやり取りは接続端子７を介して行う。８は放熱電極５とループアンテナ１をつなぐグランド、９はビス、１０はループアンテナ１、無線基板２を収容する樹脂筐体、樹脂筐体１０は、収容したループアンテナ１の無線送受信特性確保のため、筐体材質を金属ではなく樹脂とし、屋外など設置条件に左右されないよう埃や雨の進入を防止するために密閉とする。グランド８は銅箔のようなものでよくパワーアンプ４からの熱量が多い場合は、グランド８上に半田を盛って、熱の通りを良くしてもよい。これにより、パワーアンプ４からの熱をループアンテナ１で放熱できる。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２に係るパワーアンプ放熱装置を示す透視斜視図、図４は図３に示すところのパワーアンプ放熱装置の要部拡大斜視図である。
【００３１】
パワーアンプ４から発生する熱の放熱経路としては、放熱電極５から無線基板２側へ伝わる分と、パワーアンプ４のケース（樹脂モールド）１１から空気中に伝わる分がある。放熱部材１２は熱伝導性の良い材質にて形成されたもので、ケース１１と放熱端子６に熱伝導性の良い接着剤で固定する。これにより、ケース１１からの熱もループアンテナ１で放熱できる。
【００３２】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３に係る放熱端子、接続端子の要部拡大斜視図である。
【００３３】
ループアンテナ１および無線基板２を収容した樹脂筐体１０が落下した場合など、ループアンテナ１の重量などにより、しかもループアンテナ１および無線基板２はビスなどで固定されている（図示せず）ため、放熱端子６、接続端子７に力が加わり、場合によっては割れることがある。１３は落下時の衝撃を緩衝するように放熱端子６および接続端子７の一部に折り曲げ部を設けたものである。実施の形態２に示す放熱部材１２にも同様に折り曲げ部１３を設けても良い（図示せず）。
【００３４】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４に係るパワーアンプ放熱装置の要部拡大断面図である。
【００３５】
１４はループアンテナ１内に設けられた空洞部である。これにより、軽量化が図れ、かつループアンテナ１の放熱面積が増えることになり、放熱効果が上がる。
【００３６】
（実施の形態５）
図７は本発明の実施の形態５に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図、図８は図７に示すところの要部拡大斜視図である。
【００３７】
図７において、ループアンテナ１の一端１５がパワーアンプ４の熱で暖められることで、上昇気流が生じる。そのため、ループアンテナ１の他端１６から樹脂筐体１０内の空気が流入してくる。そこで、一端１５を塞ぎ（図示せず）、上向きの筒１７を設けることで、そこから放熱される。
【００３８】
（実施の形態６）
図９は本発明の実施の形態６に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図、図１０は図９に示すところの要部拡大断面図である。
【００３９】
実施の形態２で説明したようにケース１１からの放熱において、対策が無い場合、樹脂筐体１０の上面１８が熱伝導性が悪いため、熱が樹脂内で拡がらず、局所的に熱くなる。そこで、熱伝導性の良い遮蔽板１９をパワーアンプ４上に設ける。図１０に示すように、ケース１１からの熱が対流で上昇し、遮蔽板１９で熱を受ける。熱伝導性が良いため、遮蔽板１９内で拡がり、温度が下がる。次に遮蔽板１９全体から対流が生じ、樹脂筐体１０の上面１８において遮蔽板１９分の面積分に熱が拡散され温度が下がった状態で熱くなる。そのため、局所的に熱くなることもなくなる。
【００４０】
（実施の形態７）
図１１は本発明の実施の形態７に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図、図１２は図１１に示すところの要部拡大断面図である。
【００４１】
図１２の要部拡大断面図に示すようにパワーアンプ４と樹脂筐体１０の上面１８の距離が十分取れないと、パワーアンプ４と遮蔽板１９の間も距離が取れない。そのため、渦を巻くような対流となり、その間でよどむようになる。無線基板２上に熱に弱い部品ＣＰＵ（図示せず）があるような場合、ＣＰＵの誤動作や破壊につながることがある。遮蔽板１９に通気孔２１を適宜設ける。特に熱に弱いＣＰＵなどの部品上に設けることにより、渦を巻くような対流が防止され、樹脂筐体１０の上面１８の局所的な温度上昇と無線基板２上の熱に弱い部品の誤動作／破壊を防止できる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態１〜７について説明したが、パワーアンプとして、Ｅ級増幅器（Ｅクラスアンプ）を用いることが好ましい。Ｅ級増幅器を用いることによって、高効率動作を実現することが可能となり、送信出力を上げても発熱を抑えることができる。よって、本発明のパワーアンプ放熱装置との組み合わせにより、無線通信機器の送信出力を向上させることができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の本発明により、筐体を樹脂で形成し、必要に応じて空洞化した熱伝導性の良いループアンテナと無線基板を熱伝導性の良い材質にて形成された放熱端子とで同一面に構成することで、パワーアンプの熱をループアンテナを用いて放熱する。パワーアンプから筐体内の空気中に逃げる熱については、無線基板と筐体の上面との間に必要に応じて通気孔を設けた遮蔽板を配置することで、樹脂筐体面の局所的な温度上昇と無線基板上の熱に弱い部品の誤動作／破壊を防止することができ、筐体の軽量化とパワーアンプの熱対策を行ったことで、設置条件に左右されにくいパワーアンプ放熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図
【図２】図１に示すところのパワーアンプ放熱装置の要部拡大斜視図
【図３】本発明の実施の形態２に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図
【図４】図３に示すところのパワーアンプ放熱装置の要部拡大斜視図
【図５】本発明の実施の形態３に係る放熱端子、接続端子の要部拡大斜視図
【図６】本発明の実施の形態４に係るパワーアンプ放熱装置の要部拡大断面図
【図７】本発明の実施の形態５に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図
【図８】図７に示すところの要部拡大斜視図
【図９】本発明の実施の形態６に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図
【図１０】図９に示すところの要部拡大断面図
【図１１】本発明の実施の形態７に係るパワーアンプ放熱装置の透視斜視図
【図１２】図１１に示すところの要部拡大断面図
【図１３】従来の無線通信機器の透視斜視図
【図１４】パワーアンプの斜視図
【図１５】従来のパワーアンプの放熱方法を示す斜視図
【図１６】従来のパワーアンプの放熱方法を示す拡大断面図
【図１７】従来のパワーアンプの放熱方法を示す拡大断面図
【図１８】従来のパワーアンプの放熱方法を示す拡大断面図
【図１９】従来のパワーアンプの放熱方法を示す拡大断面図
【符号の説明】
１  ループアンテナ
２  無線基板
３  無線送受信部
４  パワーアンプ
５  放熱電極
６  放熱端子
７  接続端子
８  グランド
９  ビス
１０  樹脂筐体
１１  ケース
１２  放熱部材
１３  折り曲げ部
１４  空洞部
１５  一端
１６  他端
１７  上向きの筒
１８  上面
１９  遮蔽板
２１  通気孔
１０１  無線通信機器
１０２  ループアンテナ
１０３  無線基板
１０４  同軸ケーブル
１０５  パワーアンプ
１０６  放熱電極
１０７  ケース表面
１０８  ヒートシンク
１０９  ファン
１１０  筐体
１１１  通気孔
１１２  ダクト
１１３  樹脂
【図１】
2004215152.tif 000003
【図２】
2004215152.tif 000004
【図３】
2004215152.tif 000005
【図４】
2004215152.tif 000006
【図５】
2004215152.tif 000007
【図６】
2004215152.tif 000008
【図７】
2004215152.tif 000009
【図８】
2004215152.tif 000010
【図９】
2004215152.tif 000011
【図１０】
2004215152.tif 000012
【図１１】
2004215152.tif 000013
【図１２】
2004215152.tif 000014
【図１３】
2004215152.tif 000015
【図１４】
2004215152.tif 000016
【図１５】
2004215152.tif 000017
【図１６】
2004215152.tif 000018
【図１７】
2004215152.tif 000019
【図１８】
2004215152.tif 000020
【図１９】
2004215152.tif 000021