特開 2024-46220 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024046220

(43)【公開日】2024-04-03

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H05K 5/00 20060101AFI20240327BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

H05K5/00 C

H05K7/20 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022151471

(22)【出願日】2022-09-22

(71)【出願人】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原田 慎太郎

【テーマコード（参考）】

4E360

5E322

【Ｆターム（参考）】

4E360AB14

4E360BA04

4E360BC03

4E360ED02

4E360GA22

4E360GA24

4E360GB02

4E360GC02

5E322AA02

5E322AA03

5E322BA01

5E322CA02

5E322EA11

5E322FA04

(57)【要約】

【課題】水滴等の浸入から吸気部を保護可能な構造を提供し、当該構造を備える電子機器を提供する。
【解決手段】上面が開口した箱型の容器であって、電子部品および下向きに送風するファンを収納し排気孔が設けられた筐体と、前記筐体の開口を塞ぐ位置に着脱可能であって、前記ファンの送風方向上流側に吸気孔が設けられた中蓋と、前記中蓋の上に重ねて設けられて、前記吸気孔が設けられた面の上に隙間を空けて対向する上蓋と、を備える電子機器。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面が開口した箱型の容器であって、電子部品および下向きに送風するファンを収納し排気孔が設けられた筐体と、
前記筐体の開口を塞ぐ位置に着脱可能であって、前記ファンの送風方向上流側に吸気孔が設けられた中蓋と、
前記中蓋の上に重ねて設けられて、前記吸気孔が設けられた面の上に隙間を空けて対向する上蓋と、
を備える電子機器。

【請求項2】

前記中蓋は、前記吸気孔が設けられた範囲に頂部を位置させ当該頂部を挟んで両側に下る２つの斜面と、
前記吸気孔を挟んで対向する一対のリブ状の部分であって長手方向を前記斜面の並び方向に沿わせた一対の隔壁と、
を有する
請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記中蓋は、前記吸気孔が設けられた面を底面とし、当該底面の縁に立てられた側壁を有し、
前記上蓋は、前記底面の上に隙間を空けて対向する面である天面と、当該天面の縁に設けられて前記側壁の内側に嵌る脚部と、を有する
請求項２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記中蓋の前記側壁のうち前記斜面を下った谷に隣接する部分には、前記吸気孔に吸い込まれる空気を取り込み且つ斜面を下った液体を排出するための貫通孔が設けられている
請求項３に記載の電子機器。

【請求項5】

前記脚部は、前記貫通孔を塞がない位置に設けられている
請求項４に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ＰＣ（Personal Computer）等の電子機器は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）のような放熱を要する部品を内蔵している等の都合から、筐体内の通風を確保する構造を備えることが多い。筐体には、通風のための孔（吸気孔や排気孔としての通風孔）が設けられる。

【0003】

また、ＰＣ等の電子機器は、例えば店舗の調理場等のような、水滴や油滴が飛び散る環境に置かれることがある。このような場合、通風孔からの筐体への水滴等の浸入が懸念される。このため、筐体には、水滴等を浸入させない構造が求められる。

【0004】

筐体内に一定の空気の流れを設けるための構造としては、例えば、特許文献１が開示するサーバラックがある。この例のようにある程度大きな物であれば、通風孔から水滴等を浸入させないための既存の構成を追加することも比較的容易と考えられるが、小型化が求められている電子機器では困難である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、水滴等の浸入から吸気部を保護可能な構造を提供し、当該構造を備える電子機器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の電子機器は、上面が開口した箱型の容器であって、電子部品および下向きに送風するファンを収納し排気孔が設けられた筐体と、前記筐体の開口を塞ぐ位置に着脱可能であって、前記ファンの送風方向上流側に吸気孔が設けられた中蓋と、前記中蓋の上に重ねて設けられて、前記吸気孔が設けられた面の上に隙間を空けて対向する上蓋と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態における電子機器の外観を示す斜視図である。

【図2】図２は、電子機器の構成を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、電子機器の内部構造を概略的に示す縦断正面図である。

【図4】図４は、蓋が水などの液体を被った場合の液体の流れの一例を説明する、蓋の縦断側面図である。

【図5】図５は、隔壁と側壁との間の液体の流れの一例を説明する、ベースカバーの縦断正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（第１の実施形態）
実施形態について図面を用いて説明する。説明の便宜のため、図面には、三次元座標系を併せて示す。各図において、電子機器１の幅方向（左右方向）をＸ軸方向、奥行方向（前後方向）をＹ軸方向、高さ方向（上下方向）をＺ軸方向とする。

【0009】

図１は、実施形態における電子機器１の外観を示す斜視図である。電子機器１は、筐体１００や蓋２００を備えている。筐体１００には、電子機器１の通電状態をオンとオフとのいずれかに切り替えるスイッチ３が設けられている。

【0010】

図２は、電子機器１の構成を示す分解斜視図である。筐体１００は、上面が開口した箱型の容器であって、ヒートシンク１０１やファン１０２が収納される。蓋２００は、筐体１００の開口を塞ぐものである。

【0011】

図３は、電子機器１の内部構造を概略的に示す縦断正面図（ＺＸ断面）である。筐体１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５等の各種電子部品が設けられた基板１０６を収納している。ＣＰＵ１０５とヒートシンク１０１とファン１０２とは、下から上に縦に重なって配置されている。ヒートシンク１０１は、ＣＰＵ１０５の上に取り付けられ、ＣＰＵ１０５が発する熱を吸収し放散する。ファン１０２は、ヒートシンク１０１に向けて、下向きに送風する。

【0012】

図２に示すように、蓋２００には、ファン１０２が取り込む空気を通す吸気孔２１，２２が形成され、筐体１００には、排気孔１１，１２が形成されている。吸気孔２１，２２および排気孔１１，１２は、それぞれ単一の孔ではなく、所定の範囲にまとまって設けられた複数の孔の集合である。

【0013】

吸気孔２１は蓋２００の外周部に設けられた貫通孔であり、液体の排出（排水）を担う排水孔として兼用される。吸気孔２２は、ファン１０２の送風方向上流側を覆う範囲に設けられている。ファン１０２を稼働させると、吸気孔２１から空気が取り込まれる。取り込まれた空気は、吸気孔２２に吸い込まれ、筐体１００に形成された排気孔１１，１２から吐き出される。

【0014】

蓋２００は、ベースカバー（中蓋の一例）２１０と、ベースカバー２１０に重ねられる外観カバー（上蓋の一例）２２０と、を備える。

【0015】

ベースカバー２１０は、トレイ状の形状を有し、筐体１００の開口を塞ぐ位置に着脱可能である。より詳しくは、ベースカバー２１０は、底面２１１と４面の側壁２１２とを有する。側壁２１２は、底面２１１の縁に立てられて上向きに突出し、底面２１１を囲む。

【0016】

上述の吸気孔２２は、底面２１１の中央部に設けられている。底面２１１は、頂部２３を挟んで両側に下る２つの斜面２３１を有している。斜面２３１は、傾斜した平坦面である。傾斜角度は、例えば２°程度である。頂部２３は、吸気孔２２が設けられた範囲に位置する。

【0017】

上述の吸気孔２１は、４面の側壁２１２のうち、斜面２３１を下った谷２４に隣接する側壁２１２に設けられている。吸気孔２１は、斜面２３１を下った液体（水など）を排出する。

【0018】

ベースカバー２１０は、一対の隔壁２５を備えている。隔壁２５は、吸気孔２１を挟んで対向する、一対のリブ状の部分である。隔壁２５の長手方向は、斜面２３１の並び方向に沿っている。隔壁２５は、頂部２３を跨いで位置する。

【0019】

また、ベースカバー２１０は、リブ２６を備えている。リブ２６は、吸気孔２２の周囲の複数箇所に配置された突出部分であって、外観カバー２２０の天面２２１（後述）を支え、天面２２１の撓みを防止する。

【0020】

外観カバー２２０は、ベースカバー２１０の上に重ねて設けられるものである。外観カバー２２０は、天面２２１と、脚部２２２と、を有する。

【0021】

天面２２１は、吸気孔２２を覆うものであって、ベースカバー２１０の底面２１１の上に隙間を空けて対向する面である。ここで、天面２２１と底面２１１とで挟まれ、側壁２１２で囲まれた空間を、吸気室とする。蓋２００は、吸気室を有する。脚部２２２は、天面２２１の縁に設けられてベースカバー２１０の側壁２１２の内側に嵌る部分である。

【0022】

脚部２２２は、隔壁２５と当該隔壁２５に対向する側壁２１２との間に介在する、面状の形状を有する。脚部２２２は、斜面２３１に接するので、頂部２３に触れる部分２２３が凹状に窪んでいる。

【0023】

また、脚部２２２は、ベースカバー２１０の側壁２１２に設けられた吸気孔２１を塞がない位置に、設けられている。言い換えると、脚部２２２は、吸気孔２１に対向する範囲に、切欠き２２４を備えている。

【0024】

外観カバー２２０はさらに、二対の爪部２２５を備えている。対をなす爪部２２５は、切欠き２２４を挟んで設けられ、先端部分が外側へ反った形状で、弾性を有している。爪部２２５の先端は、ベースカバー２１０に乗せられると、側壁２１２の内側四隅に設けられた係合穴２１５に引っ掛かる。これにより、ベースカバー２１０と外観カバー２２０とが一体になる。ベースカバー２１０から外観カバー２２０を取り外すときには、爪部２２５を内側に向けて撓めることにより引っ掛けを解除する。

【0025】

ベースカバー２１０は、筐体１００にネジ止めにより固定される。筐体１００は、ネジ２１３を受けるネジ受け孔１３を、四隅に備えている。ベースカバー２１０は、ネジ受け孔１３に対応するネジ受け孔２１４を備えている。ネジ受け孔２１４は、一対の隔壁２５に挟まれる範囲に設けられる。

【0026】

このような構成の電子機器１において、筐体１００の開口が蓋２００で閉じられた状態でスイッチ３により電子機器１が通電状態がオンに切り替えられると、ファン１０２が回転して、ヒートシンク１０１への送風が行われる。これにより、発熱するＣＰＵ１０５から伝導したヒートシンク１０１の熱は、空気中に素早く放散される。ファン１０２の送風は、Ｚ軸の負方向、つまり図３における上から下への向きである。ファン１０２は、吸気孔２２から吸い込んだ空気を送る。吸気孔２２に取り込まれる空気は、吸気孔２１から取り込まれる。

【0027】

上述のように稼働する電子機器１が、例えば調理場など、水滴や油滴にさらされる環境に据え置かれたとする。その場合、電子機器１は、水滴あるいは油滴を被るおそれがある。

【0028】

図４は、蓋２００が水などの液体を被った場合の液体の流れの一例を説明する、蓋２００の縦断側面図（ＹＺ断面）である。電子機器１に水滴が降り掛かると、図４に矢印で示すように、水が、外観カバー２２０の天面２２１の縁から、ベースカバー２１０の側壁２１２の内側に、流れ込む。この場合、流れ込んだ水は、隔壁２５により阻まれて、底面２１１の中央部へは向かわない。

【0029】

次に、図５は、隔壁２５と側壁２１２との間の液体の流れの一例を説明する、ベースカバー２１０の縦断正面図（ＺＸ断面）である。この図に示すように、底面２１１は、２つの斜面２３１が組み合わせられて頂部２３から谷２４へ下る山型をなしている。これにより、隔壁２５と側壁２１２との間に流れ込んだ水は、斜面２３１に沿って流れ落ちて谷２４へ至り、吸気孔２１から外へと排出される。

【0030】

上述のように、電子機器１に水滴など液体が降り掛かっても、液体はベースカバー２１０の下へは浸入しない。これにより、筐体１００に内蔵されたＣＰＵ１０５等の各種電子部品や基板１０６、ファン１０２やヒートシンク１０１を、水濡れから守ることができる。

【0031】

なお、ネジ受け孔２１４の位置は、一対の隔壁２５の間ではあるが、さらに、天面２２１が受けてベースカバー２１０の側壁２１２の内側へ入り込んだ液滴が吸気孔２１から排出されるまでの流路よりも内側（中央部寄り）であると、より望ましい。

【0032】

さて、電子機器１は、例えば、店舗に設置されるカメラの撮像画像を受信し画像処理を行うサーバ等である。こういった電子機器１は、小型であることを求められがちで、さらに、電子機器１の置き場として適切とは言い難い場所や環境（具体的には、手狭なバックヤードや、水濡れのおそれがある調理場等）に設置されることが少なくない。

【0033】

本願の電子機器１では、まずは小型化のために、熱源（ＣＰＵ１０５）とヒートシンク１０１とファン１０２とが、ほぼ隙間なく配置されている。小型化を狙うと、配置の自由度は低下し、実現可能な配置のパターンは限られる。

【0034】

ここで、一般的に、ファンは、熱源を収納する筐体の側面から空気を取り入れる向きに取り付けられていることが多い。これに対して本実施形態のファン１０２は、上述の隙間ない配置を実現するために、上から空気を取り入れて下へ送り出す向きに取り付けられている。さらに、そのように配置されたファン１０２を用いた吸排気を問題なく実現するために、上下（Ｚ軸）方向に貫通した吸気孔２２が設けられている。これは、ファン１０２が上から下へ送風する向きに取り付けられていることで、ファン１０２の上から空気を供給可能な吸気孔が必要なためである。

【0035】

このように上下方向に貫通した吸気孔２２がある場合、電子機器１が水濡れ等した際に、吸気孔２２からの水等の液体の浸入を阻んで筐体１００内部の各種電子部品を濡らさない構造とする必要がある。

【0036】

そこで本実施形態の電子機器１においては、吸気孔２２に隙間を空けて対向する外観カバー２２０を設けて、吸気孔２２に水滴が直接入らない構造とした。その上で、吸気孔２２への吸気は吸気室（天面２２１と底面２１１とで挟まれ、側壁２１２で囲まれた空間）を介して行うようにし、吸気室への空気の供給は、上向きでない吸気孔２１に依るようにし、吸気孔２１により、吸気ルートとともに排水ルートを確保している。

【0037】

さらに、本実施形態の電子機器１においては、吸気孔２２が設けられている面を伝って水滴が筐体１００内に入り込まないよう、斜面２３１の頂部２３に吸気孔２２を位置させ、斜面２３１の傾斜で手当てされない側はリブ状の隔壁２５で水滴の流入を防いだ。そして、外観カバー２２０の縁から下へ伝わる液滴が、隔壁２５よりも外側や斜面２３１を下ったあたりで受けられるよう、外観カバー２２０をベースカバー２１０よりも一回り小さいものとし、外観カバー２２０の脚部２２２の形状や差し込まれる位置を設定した。なお、外観カバー２２０がベースカバー２１０に嵌め込まれる構造とされたことで、外観カバー２２０の固定にネジ等は不要となっている。

【0038】

なお、上記実施形態では、斜面２３１は傾斜した平坦面として図示しているが、実施にあたっては、斜面２３１が湾曲面であっても頂部２３から谷２４までに高低差があれば構わない。

【0039】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0040】

１ …電子機器、３…スイッチ、
１００…筐体、
１１，１２…排気孔、１３…ネジ受け孔、
１０１…ヒートシンク、１０２…ファン、
１０５…ＣＰＵ、１０６…基板、
２００…蓋、
２１，２２…吸気孔、
２３ …頂部、２３１…斜面、
２４ …谷、
２５ …隔壁、２６…リブ、
２１０…ベースカバー、
２１１…底面、２１２…側壁、
２１３…ネジ、２１４…ネジ受け孔、２１５…係合穴、
２２０…外観カバー、
２２１…天面、２２２…脚部、
２２３…凹状の窪み、２２４…切欠き、２２５…爪部。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0041】

【特許文献1】特開２０２１－１５６５０９号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】