(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板(2b)を有する外装ケース(2)内に設けた底板(1)に発熱性の電子部材(1a、1b、1c)を有する機器(3B)を、複数段に形成された段板(21)の下方に設けられた底板体(22)上に載置した構成よりなる電子機器において、前記機器(3B)上方の段板(21)の下面に断熱材(10)を設けたことを特徴とする電子機器の断熱構造。
【請求項２】
前記断熱材(10)の厚さは、前記機器(3B)の外装ケース(2)の表面の最も温度の高い領域に対応した部分を他の部分よりも厚くしたことを特徴とする請求項１記載の電子機器の断熱構造。
【請求項３】
前記断熱材(10)は、ゴム２０〜９０質量％及び樹脂発泡体１０〜８０質量％からなる配合物よりなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器の断熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の断熱構造に関し、特に、発熱するパワートランジスタ等の電子部材に対応する天板又は段板の部分に断熱材を設け、天板又は段板の温度を均一分散させてピーク温度を下げて断熱を行うと共に、断熱材を用いない部分に開口を設けて対流を発生させ、放熱を行うようにするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、主な発熱源である電源およびアンプ回路を有する商品であるオーディオアンプ、カーステレオ、カーテレビ、ナビゲーション装置等の断熱策としては、例えば、図２で示される構成が採用されていた。すなわち、図２において符号１で示されるものは、パワートランジスタを有するパワー部、ケミカルコンデンサ等を有する電源部、トランス等の発熱性を有する熱源としての電子部材１ａ、１ｂ、１ｃを有する底板であり、この底板１上には各電子部材１ａ、１ｂ、１ｃを覆うように外装ケース２が設けられている。
前述の構成において、外装ケース２を有する箱状の電子機器３の場合、外装ケース２の表面のピーク温度が各種安全規格等の温度規格値をパスするために、第１手段としては、電子機器３内のアンプのパワーを低下させること、第２手段としては、最も発熱量の大きい電子部材１ｂと外装ケース２との間の空気距離（空隙）を大きくすること、第３手段としては、前記電子部材１ｂの放熱面積を大きくすること、第４手段としては、前記電子部材１ｂと外装ケース２との間に遮熱板を置くこと、等が対策として採用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子機器の断熱及び放熱構造は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の第１手段の場合、パワーアンプ等の出力を低下させることは、電子機器自体の商品力の低下を招く結果となった。
また、第２手段の場合、外装ケース内の空隙が大きくなり、全体外形が大形となり、商品力が低下することになっていた。
また、第３手段の場合、前述の第２手段と同様の欠点となっていた。
また、第４手段の場合、遮熱板を置いただけでは、熱が遮蔽板に移動するだけで十分な遮熱が行われず、外装ケースの発熱を十分に抑えることが困難であった。すなわち、第３、第４手段の場合も図２の温度規格値内に入ることができず、ＮＧのレベルとなり、商品化が困難であった。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、発熱するパワートランジスタ等の電子部材に対応する天板又は段板の温度を均一分散させてピーク温度を下げて断熱を行うと共に、断熱を用いない部分に開口を設けて対流を発生させ、放熱を行うようにした電子機器の断熱構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子機器の断熱構造は、天板を有する外装ケース内に設けた底板に発熱性の電子部材を有する機器を、複数段に形成された段板の下方に設けられた底板体上に載置した構成よりなる電子機器において、前記機器上方の段板の下面に断熱材を設けた構成であり、また、前記断熱材の厚さは、前記機器の外装ケースの表面の最も温度の高い領域に対応した部分を他の部分よりも厚くした構成であり、また、前記断熱材は、ゴム２０〜９０質量％及び樹脂発泡体１０〜８０質量％からなる配合物よりなる構成である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明による電子機器の断熱構造の好適な実施の形態について説明する。なお、従来例と同一又は同等部分については同一符号を用いて説明する。
図１は本発明の形態を示すもので、図１において符号２０で示されるものは、複数段の段板２１を有するオーディオラック又はビデオラック等のラックからなる電子機器である。
前記ラックからなる電子機器２０の段板２１上には、発熱量が少なくかつ熱に弱い特性を有する例えばＭＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤＤ等の箱形の通常機器３Ａが載置され、最下段の段板２１の下方の底板体２２上には、パワーアンプ等の発熱量の大きい構成からなる機器３Ｂが載置されている。なお、前記機器３Ｂは底板１、天板２ｂを有する外装ケース２及びその内部に収容された図示しない発熱性の電子部材１ａ、１ｂ、１ｃ等を有している。
【０００７】
前記段板２１の下方には、前記底板体２２上に位置する前記機器３Ｂが設けられており、この段板２１の下面には前記機器３Ｂの天板２ｂに対応して前記断熱材１０が貼着して設けられている。
前記断熱材１０の厚さは、熱源である前記機器３Ｂ内の各電子部材１ａ、１ｂ、１ｃの中の最も発熱が大きくかつ発熱量の大きく温度が高い中央の電子部材１ｂに対応した部分が他の部分よりも十分に厚くなるように構成され、上方の熱に弱い構成の通常機器３Ａに対する熱害が防止される。
なお、電子機器２０の側部及び段板２１には、機器３Ｂからの熱を外部に逃がすための開口２０ａが形成されている。なお、前述の形態では、開口を有している場合について述べたが、開口を有していない、例えば、ＡＣアダプター、携帯電話、情報端末機器、自動車用電子機器等は防水、防塵対策で完全密閉された構造についても適用できるものである。
【０００８】
次に、前述の断熱材１０の組成について説明する。
本発明の断熱材において、ゴムの配合量は、２０〜９０質量％、好ましくは３０〜８０質量％、更に好ましくは５０〜７５質量％の範囲内である。ゴムの配合量が９０質量％を超えると、得られる断熱材の密度が増加して熱伝導度が大きくなるために好ましくない。また、該配合量が２０質量％未満となると、成形性が低下し、更に、伸縮性も低下するために好ましくない。なお、本発明の断熱材に使用可能なゴムとしては、例えばポリブタジエンゴム、アルフィンゴム、ハイスチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロプレンアクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、塩素化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム等を挙げることができる。これらのうち、耐熱性、電気絶縁性、低温での弾力性を考慮するとブチルゴムを使用することが好ましい。なお、上記ゴムは１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。また、ゴムの分散性を向上させるために溶剤を併用してもよい。
【０００９】
次に、本発明の断熱材において、樹脂発泡体の配合量は、１０〜８０質量％、好ましくは２０〜７０質量％、更に好ましくは２５〜５０質量％の範囲内である。樹脂発泡体の配合量が８０質量％を超えると、成形性や伸縮性が低下し、更に、難燃化も難しくなるために好ましくない。また、該配合量が１０質量％未満であると、得られる断熱材の密度が大きくなり、熱伝導度が高くなるために好ましくない。なお、本発明の断熱材に使用する樹脂発泡体は、例えば膨張性樹脂を１００〜２２０℃の温度で３〜１０分間程度に加熱処理して嵩比重を０．１ｇ／ｃｍ3以下、好ましくは０．０５ｇ／ｃｍ3以下、粒径を１５〜９０μｍ程度、好ましくは５０〜８０μｍの範囲内となるように発泡させたものである。ここで、膨張性樹脂としては、例えばイソブタン等の炭化水素系の発泡剤を塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体等のガスバリヤー性の大きい物質が包んだものを使用することができる。なお、このような膨張性樹脂としては例えば日本フィライト社製の「エクスパンセル」、松本油脂製製薬の「マイクロスフィアー」等を挙げることができる。
【００１０】
本発明の断熱材は、上述のような成分配合を有する配合物をニーダー、ワーナー、ミキサー等で充分に混練した後、押出成形機等で所定の厚さに成形し、その後５０〜１１０℃で５〜６０分程度乾燥することにより製造することができる。また、熱プレス機、射出成形機等により所定形状に成形、乾燥することもできる。
【００１１】
また、本発明の断熱材には、必要に応じて無機フィラーを配合することができる。無機フィラーの配合量は、前記配合物１００質量部に対して外割りで１５０質量部以下（ゼロを含まず）、好ましくは１０〜１００質量部、更に好ましくは３０〜７０質量部の範囲内である。無機フィラーの配合量が外割りで１５０質量部を超えると、得られる断熱材の密度が大きくなるため、熱伝導率が高くなり、更に、ゴムのバインダーとしての効果が低下するために好ましくない。なお、無機フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、タルク、マイカ、カーボン、シリカ等を挙げることができる。これらの中で、離型性を考慮すると、タルクを使用することが好ましい。なお、これら無機フィラーは１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１２】
更に、本発明の断熱材には、必要に応じて繊維を配合することができる。繊維の配合量は、前記配合物１００質量部に対して外割りで５０質量部以下（ゼロを含まず）、好ましくは２〜３０質量部、更に好ましくは５〜１５質量部の範囲内である。繊維の配合量が５０質量部を超えると、成形時の原料の流れが悪くなり、成形性が低下するために好ましくない。本発明の断熱材に使用可能な繊維としては、例えばグラスファイバー、シリカファイバー、アルミナファイバー、ジルコニアファイバー、スラグウール、ロックウール、塩基性硫酸マグネシウム、ゾノトライト、硼酸アルミニウムウィスカー、二チタン酸カリウムウィスカー、四チタン酸カリウムウィスカー、六チタン酸カリウムウィスカー、八チタン酸カリウムウィスカー等の人造無機繊維、ウォラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、繊維状石膏、モルデナイト等の天然無機繊維、ビニロン、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ポリクラール、アラミド等の人造有機繊維、絹等の天然有機繊維等を挙げることができる。これらの中で、強度、難燃性、耐熱性の面からグラスファイバーを使用することが好ましい。なお、これらの繊維は１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１３】
更に、本発明の断熱材には、必要に応じて難燃剤を配合することができる。難燃剤の配合量は、前記配合物１００質量部に対して外割りで１００質量部以下（ゼロを含まず）、好ましくは２０〜８０質量部、更に好ましくは３５〜６５質量部の範囲内である。難燃剤の配合量が１００質量部を超えてもそれに伴う添加効果の向上は認められないために好ましくない。なお、本発明の断熱材に使用可能な難燃剤としては、例えば三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ソーダ、ホウ酸亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＡ）、ＴＢＡ−エポキシオリゴマー／ポリマー、ＴＢＡ−カーボネートオリゴマー、ＴＢＡ−ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、ＴＢＡ−ビス（アリルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＳ（ＴＢＳ）、ＴＢＳ−ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、臭素化フェニルグリシジルエーテル、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカン、デカブロモジフェニルオキサイド、オクタブロモジフェニルオキサイド、エチレンビス（ペンタブロモフェニル）、テトラブロモ無水フタル酸、臭素化（アルキル）フェノール、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジン、臭素化ポリスチレン、オクタブロモトリメチルフェニルインダン、ペンタブロモベンジルアクリレートモノマー／ポリマー、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ビス（トリブロモフェノキシエタン）、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、芳香族燐酸エステル類、芳香族縮合燐酸エステル類、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリスβ−クロロプロピルホスフェート、含ハロゲン燐酸エステル類、含ハロゲン縮合燐酸エステル類、ポリ燐酸アンモニウム／アミド、ポリ燐酸塩類、赤燐系を挙げることができる。これらの中で、本発明の断熱材に使用するゴム、樹脂発泡体の融点より１０℃程度低い融点をもつ難燃剤を使用することが好ましい。なお、上記難燃剤は１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１４】
また、本発明の断熱材には、必要に応じて脂肪酸系金属石鹸を配合することができる。脂肪酸系金属石鹸の配合量は、前記配合物１００質量部に対して外割りで５０質量部以下（ゼロを含まず）、好ましくは５〜３０質量部、更に好ましくは１０〜１５質量部の範囲内である。脂肪酸系金属石鹸の配合量が５０質量部を超えても、それに伴うだけの撥水性の向上は期待できないために好ましくない。本発明の断熱材に使用可能な脂肪酸系金属石鹸としては、例えばステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸アンモニウム、ステアリン酸銅、オレイン酸カルシウム等を挙げることができる。これらの中で、滑剤としての効果を考慮すると、ステアリン酸カルシウムを使用することが好適である。なお、これらの脂肪酸系金属石鹸は１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１５】
更に、本発明の断熱材には、必要に応じてゴム配合剤を配合することができる。ゴム配合剤の配合量は、前記配合物１００質量部に対して外割りで５０質量部以下（ゼロを含まず）、好ましくは１〜３０質量部、更に好ましくは３〜１０質量部の範囲内である。ゴム配合剤の配合量が５０質量部を超えても、それに見合うだけの配合効果が得られないために好ましくない。なお、本発明の断熱材に使用可能なゴム配合剤としては、例えば可塑剤、老化防止剤、滑剤、加硫剤、加硫促進剤、促進助剤、加硫遅延剤、着色剤等を挙げることができる。なお、これらのゴム配合剤は１種または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００１６】
本発明の断熱材には、必要に応じて上述のような無機フィラー、繊維、難燃剤、脂肪酸系金属石鹸並びにゴム配合剤等を配合することができるが、これらの成分は単独で使用しても、２種以上を併用することもできる。
【００１７】
なお、上述のような成分配合を有する配合物をニーダー、ワーナー、ミキサー等で充分に混練した後、押出成形機等で所定の厚さに成形し、その後５０〜１１０℃で５〜６０分程度乾燥することにより本発明の断熱材を製造することができる。また、熱プレス機、射出成形機等により所定形状に成形、乾燥することもできる。
【００１８】
実施例
以下の表１に示す配合割合を有する配合物を、ニーダーにて混練後、得られた混練物を押出成形機で厚さ１．０ｍｍのシート状に押出し、得られたシートを７０℃で６分間乾燥することにより、本発明品の断熱材を得た。得られた断熱材の諸特性を表２に併記する。
【００１９】
【表１】
0004517160.tif 000002
【００２０】
なお、前述の形態においては、断熱材１０は、肉厚の薄いものについて述べたが、前述の形態に限ることなく、従来より一般に用いられている周知のポリウレタン、ポリスチレン、各種発泡材等を用いても断熱効果が得られるものである。
【発明の効果】
本発明による電子機器の断熱構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、熱源としての電子部材を内蔵した機器上方の段板の下面に断熱材を貼り付けたため、最も高温を発生する電子部材に対応した部分の段板表面の温度上昇を抑えることができ、上方の熱に弱い構成の通常機器に対する熱害が防止される。
そのため、従来のように、アンプ等の電子機器の設計を行う際に、設計の最終段階においても、温度規格値に適合しないために生産日程が大幅に遅れたり、場合によってはその設計商品企画を中止する等の支障を全く無視することができ、商品開発日程を遵守出来、商品設計の自由度を従来よりも大幅に向上させることができる。
また、断熱材がゴム２０〜９０質量％及び樹脂発泡体１０〜８０質量％からなり、高い耐熱性、断熱性、弾力性及び難燃性を有しているため、高温用に対して十分な断熱性を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電子機器の断熱構造を示す構成図である。
【図２】  従来の電子機器の温度分布を示す説明図である。
【符号の説明】
１    底板
１ａ、１ｂ、１ｃ    電子部材
２    外装ケース
２ｂ    天板
３Ｂ    機器
３Ａ 通常機器
１０    断熱材
２０ 電子機器
２０ａ 開口
２１    段板
２２    底板体
【図１】
0004517160.tif 000003
【図２】
0004517160.tif 000004