(57)【要約】【課題】  少ない風量,FANから遠い部品であってもPCB上に実装された発熱電子部品を効果的に冷却する。【解決手段】  PCB半田面とシールド板の空間にダクト形成し発熱するDIP電子部品近傍のPCBに穴をあけ発熱DIP電子部品に直接風をあてる構成．SMT部品もダクト内に実装することで効果的に冷却させる。【選択図】  図１
2005166777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されたプリント回路基板と、前記プリント回路基板を固定し、かつ電気的にグランド電位に接地された金属シート部材を有する電子装置において、
前記プリント回路基板の半田面と前記金属シート部材の間に風を導びく風導手段を設け、
かつ、前記発熱部品近傍の前記プリント回路基板に穴をあけて、前記風導手段から導かれた風をプリント回路基板上の穴を介して、前記発熱部品に選択的にあてることを特徴とする電子装置の冷却構造。
【請求項２】
前記風導手段は、一辺を前記プリント回路基板、一辺を前記金属シート部材で構成し、残りの二辺をプラスティック部材で構成される略四角の筒状であって、前記プラスティック部材は、前記プリント回路基板に嵌め込み固定可能であるか、もしくは前記金属シート部材に嵌め込み固定可能な構成であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記風導手段は、一辺を前記プリント回路基板、他の辺を、前記プリント回路基板と前記金属シート部材との間に絶縁するために挿入するプラスティックシート部材を成型して構成される筒状であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記風導手段内に、前記プリント回路基板の半田フロー面に実装された表面実装部品のうち、発熱する表面実装部品を配置することで選択的に冷却することを特徴とする請求項２、および請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記風導手段は、装置内の束線を沿わせる手段を兼ね備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置の内部にあって、プリント回路基板上に実装された電子部品の放熱、冷却を行うための構成に適用するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の放熱は、FANを設けて、電子部品実装面に風を流して実装部品全体を冷却する構成であった。また、より冷却する必要がある場合は、大きなヒートシンクを設けるか、専用のFANを取り付けていた。さらには、ヒートパイプを使用するものもあった。（例えば特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６−３０１４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来例では、
冷却すべき部品に集中的に風を当てるのではなく、全体的に風を流すため、冷却すべき部品を効率良く冷却することが出来なかった。
【０００４】
また、専用FAN、ヒートパイプを設ける構成ではコストが高かった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、
電子部品が実装されたプリント回路基板と、プリント回路基板を固定し、かつ電気的にグランド電位に接地された金属シート部材を有する電子装置において、
プリント回路基板の半田面と金属シート部材の間に風を導びく風導手段を設け、
かつ、発熱部品近傍のプリント回路基板に穴をあけて、風導手段から導かれた風をプリント回路基板上の穴を介して、ノズル状にして、発熱部品に選択的にあてることにより、低コストで、効果的に冷却することを可能にしたものである。
【０００６】
さらには、風導手段は、回路基板と板金との絶縁シートを加工し構成することで、より安価にすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
以上、説明したように、PCBの半田面と金属シールド板の間にダクトを設けて、さらに発熱部品近くのPCBに穴をあけて、ダクトからの風を導き、部品面側の部品に風をあてるよう構成することで、
少ない風量であっても、ダクト形状とPCBの穴の関係から、風速を上げることが出来、発熱部品のボディに高い風速の風を直接あてて、効率的に冷却することが出来る。さらに、半田面側に実装される表面実装部品のなかで、発熱する部品もダクト内に配置することで同様の効果を得る事が出来る。
【０００８】
また、自然放熱においても、水平に配置されたPCBの下の板金防火エンクロージャ用板金にPCBが投影される領域以外に穴を開けて、発熱部品までダクトを形成することで、同様に効果的な冷却を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施例１）
図１、図２、図３、図４は本第1の実施例を示すものである。ここでは、ある装置において、装置の底面に配置したPCBと装置の底面を覆う板金を例にとり説明を行う。
【００１０】
図１に於いて、103は電子部品が実装されたPCBであり、PCB103上には、発熱部品であるトランス104が実装される。102は、装置の外部に面する板金であり、かつPCBや電子部品を覆うための防火エンクロージャの機能を兼ね備え、さらにはPCBユニットからのEMIを防ぐためのシールド板である。108はファンモータであり、109、107は吸入される風の向きを表すものである。101はダクトであり、ファンモータ108からの風を、PCBに開けられた穴110にまで導くように、PCB103とシールド板金102の間に形成される。ダクト101は、電子部品の下に設置されるために難然性のプラスティック部材が使用される。106は導電性の金属部材であり、PCB上のフレームグランドパターン105にビス等で接続される。
【００１１】
図２は、トランス近傍の断面図であり、205はトランス、204はPCB、203はシールド板金である。201はPCB204とシールド板金203の間に構成されたダクトであり、ダクト201は、202のはめ込むためのクサビ形状にすることで、シールド板金203に固定される。206はトランス205のリードの半田付け部分を示し、ダクト201はPCB204の半田面側に構成されていることがわかる。また、トランスのリード先端からシールド板金までの空間距離、PCBの半田面からシールド板金までの空間距離は、発生する電圧に応じて求められる空間距離を確保している。
【００１２】
図３は、トランス近傍のもう一方の断面を示すものである。305がトランスであり、304がPCB、303がシールド板金、301はダクトである。ダクト301は302の楔形の形状によりシールド板金303に固定される。ここで、ダクト301は、トランス305へ風の抵抗が少なくなるように、緩やかな形状で風を、PCBの穴を介してトランス305にあたるように構成している。
【００１３】
図４は、ファンモータから続くダクトとPCBの関係を示すものである。404はPCBで、405はシールド板金、409は装置横のシールド板金である。401,403、411はダクトである。ダクトは、2部品構成となっており、底面のシールド板金405に固定される部分411と、装置横のシールド板409に固定される401,409である。406,410はPCB404上に実装された電子部品例であり、406はアルミ電解コンデンサ、410は表面実装タイプで発熱部品であるアクチュエータ駆動ICである。ここで、ファンモータから吸入された風407は、ダクトによって緩やかに垂直から水平へと向きを変えて、PCB410の半田面と底面のシールド板金405との間に導かれる。発熱部品410は、ダクト内に実装することにより、狭いダクトに流れる早い風速によって冷却することが出来る。また、組立手順としては、ダクト411を底面板金405に組み付けた後に、PCB404のユニットを底面板金405に組み付けて、ダクト401,403を後から組み付ける構成となっている。ダクト形状としては、底面板金を覆うのではなく、固定する、風向きを変える場合に部分的に覆う構成とすることで、少ない量のプラスティック材料で実現することが出来る。
【００１４】
ここでは、絶縁に必要とされるPCBとシールド板の距離を確保するための空間に、プラスティックのダクトを形成することにより、空間をより有効に使用し、かつファンモータからの風を冷却させたい発熱部品に選択的に風を当てて冷却することが出来るように構成したものである。
【００１５】
（実施例２）
実施例１では、ダクトを難然性の成型したプラスティック部材で構成して、シールド板金側に固定する場合を示した。本実施例２では、ダクトをPCB側に固定する場合を示す。
【００１６】
図５は、実施例2を示すものであり、図３では302によって、ダクト301はシールド板303に固定されている。一方、図５では、ダクト501は502の楔形の形状により、PCB504に嵌め込み固定されている。シールド板ではなく、PCBに固定されることにより、PCBの穴との位置決めが簡単となり、複数の冷却対象発熱部品がある場合でダクト形状が複雑になっても簡単に組み込むことが出来る。また、PCBに電子部品実装後のPCBユニットとしての扱いに於いて、簡易に扱えるようになる。例えば、PCBユニットの電圧入力しての出荷動作検査後にコンデンサにチャージされた電荷を抜くための放置時間が必要なくなり、さらに電荷を抜くための治工具を無くすことが出来る。
【００１７】
（実施例３）
PCBユニットの中でも、商用交流電圧をDC電圧に変換する電源ユニットや、高圧電源ユニットは、PCBとシールド板金の距離が、PCB上で発生する電圧に対して、空間距離、沿面距離が確保できない場合は、PCBとシールド間に絶縁用シートを挿入し、沿面距離と空間距離を確保することがある。本実施例３では、この絶縁シートの形状を変えてダクトに使用する場合を示す。
【００１８】
図６は、実施例3を説明するものである。絶縁シートは、PCBが底面に投影されるシールド板金部分に接着もしくは、ビスによる共締め等で固定される。
【００１９】
図６に於いて、605は電源トランスであり、604はPCB、601は絶縁シートである。絶縁シート601は、難然性材料のマイラ等から加工されるt=0.4程度の薄さである。マイラシート601は、実施例1のダクトと同じ機能とするために、発熱部品まで風を導くためにU字型にしている。
【００２０】
本実施例では、PCBとシールド板金の間に挿入される絶縁シートを利用して、ダクト形状にすることで、コストアップを最小に抑えて、かつ実施例1と同様の効果を得る事が出来る。
【００２１】
（実施例４）
図８は、実施例4を説明するものである。実施例1では、あるひとつの部品を冷却する場合を示した。ここでは、複数の部品を冷却可能にするとともに、ダクトに束線固定機能を盛り込んだ場合を示す。
【００２２】
図８に於いて、805と806は発熱部品で、PCB上に803と804の穴が開けてある。ダクト801は発熱部品805と806にファンモータ802からの風が導かれて、803,804のPCBの穴を介して風があたるようになっている。
【００２３】
一方、PCB810は、商用電源電圧をDC電圧に変換するための電源部分を有しており、PCB810上の809の点線部で1次側(商用電源側)と2次側(DC電源側)に分離されている。ファンモータ802は、2次側の制御部(不図示)から束線によって接続される。ダクト801に溝が形成されており、ファンモータ802に接続される束線808は1次側と十分な絶縁距離を持って近くならないように固定される。束線が1次側に接すると、耐圧の高く、被覆の熱い高いコストの電線を使用する必要がある。本実施例では、ダクトに束線の固定と絶縁機能を有することで、PCBとシールド板金の間の空間をより有効に使用することが出来るようにして、安い電線を使用可能にしたものである。
【００２４】
（実施例５）
図７は、実施例５を説明するものである。実施例１から実施例４までは、ファンモータを用いた強制空冷の例を示した。本第5の実施例では、自然空冷に適用した場合を示すものである。
【００２５】
図７に於いて、707はPCBであり、702はPCBに開けられた穴である。穴702の上には、図１に示したような発熱部品であるトランス等が実装される。701はダクトであり、シールド板金709に開けられた穴708と702を繋ぐ構成となっている。発熱部品によって、温められた空気は上昇し、冷たい空気は穴704から吸い上げるようになっている。710は、ダクトを固定するための部材である。711と712はシールド板金を床から浮かして、自然風を取り込めるようになっている。
【００２６】
電子部品の底面に投影される部分には、シールド板金を配置して防火エンクロージャとする場合が多く、この場合は、PCBの下に穴をあけることはできない。ところが、本実施例に拠れば、PCBの投影面から離れたところに穴をあけても確実に発熱部品に冷たい空気を送ることが出来る。
【００２７】
さらに、発熱による空気の上昇量に応じて冷たい空気の量が吸入されるため、発熱部品が複数あっても、各々への冷たい空気は、発熱量に応じて分配される構成とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第1の実施例を説明する斜視図。
【図２】第1の実施例を説明する断面図。
【図３】第1の実施例を説明する断面図。
【図４】第1の実施例を説明する断面図。
【図５】第2の実施例を説明する断面図。
【図６】第3の実施例を説明する断面図。
【図７】第5の実施例を説明する斜視図。
【図８】第4の実施例を説明する斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
101,201,301,411,401,403,501,601,701,801  ダクト
103,204,304,404,504,707,810  PCB
102，203，303，405，503，603，709  シールド板
104,205,305,410,505,605,805,806  発熱部品
【図１】
2005166777.tif 000003
【図２】
2005166777.tif 000004
【図３】
2005166777.tif 000005
【図４】
2005166777.tif 000006
【図５】
2005166777.tif 000007
【図６】
2005166777.tif 000008
【図７】
2005166777.tif 000009
【図８】
2005166777.tif 000010