平面型表示装置用放熱機構
【課題】筐体内で放熱構造を完結し、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ平面型表示装置用放熱機構を提供する。
【解決手段】筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、シャーシの表面でファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備え、オフセットフィンによりシャーシの放熱を高効率で行い、ファンから排熱を行うので、薄型化を行った平面型表示装置の筐体内の温度を従来の平面型表示装置並みにすることができる。
【解決手段】筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、シャーシの表面でファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備え、オフセットフィンによりシャーシの放熱を高効率で行い、ファンから排熱を行うので、薄型化を行った平面型表示装置の筐体内の温度を従来の平面型表示装置並みにすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイテレビ（以下、ＰＤＰテレビ）、液晶テレビ、ＳＥＤなどの表示装置に関し、特に薄型の平面型表示装置の筐体外郭を効率よく冷却するための放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の薄型の表示装置、特にＰＤＰテレビは、大画面高輝度化に伴う消費電力の増加、機器の薄型化はもとより、高密度実装化、デジタル化（ＩＣ消費電力の増大、ＥＭＩ対策によるシールド密閉化）による発熱密度、放熱制約条件の増大、チューナー部一体化等により筐体内温度は上昇する一方であり、放熱を適切に行わないと各部品の品質確保は困難な状況にある。図９に従来のＰＤＰテレビの放熱構造を示す。従来のＰＤＰテレビは、後部筐体６０１と、前部筐体６０２と、パネル６０３と、回路基板６０４と、前面ガラスパネル６０５と、シャーシ６０６と、吸気孔６０７と、そして、ファン６０８とから構成されている。
【０００３】
従来のＰＤＰテレビは、熱対策としてシャーシ６０６と、回路基板６０４と、ファン６０８の各々の間に空気を流す隙間が約６０ｍｍあり、ファン空冷による熱気の筐体外への排出あるいは放熱板６０９への熱拡散による自然空冷で各種部品の温度上昇を抑制してきた。
【０００４】
しかし、更なる薄型化を考慮したとき、ファン６０８の吸気口がシャーシ６０６に近づき流路抵抗の増大によるファン風量が低下することと、高密度実装化により発熱密度が増加し放熱効率が低下するという問題が新たに生じる。さらに、回路基板６０４とシャーシ６０６間の隙間が数ｍｍと狭くなり、その回路基板６０４下のスペースを空気が流れなくなるため、従来のＰＤＰテレビ筐体と比較して、回路基板６０４を冷却する空気が回路基板６０４の上半分だけとなり、放熱面積が半分になるため、熱交換が不十分となり、充分な放熱ができなくなる。
【０００５】
このように、薄型化することで熱交換が不十分になるため、筐体内部に熱気がこもると、筐体外郭表面、特に筐体上部において部分的に温度上昇が著しくなる。実験では、周囲温度２５℃に対し筐体上部が２０℃前後温度上昇して４５℃前後になっているのが現状である。その状況下で、プラズマディスプレイテレビの角度を変える場合、金属後部筐体に手を掛けて回転させることとなり、使用中に人体が４５℃前後に加熱された金属と接触するため、熱く感じて不快感を持つことやテレビが壊れているのではないかと不安感をあたえてしまうといった問題がある。
【０００６】
上記のような問題に対して、薄型の表示装置の筐体上部温度を下げるため、薄型表示装置の後部筐体の表面の少なくとも排気孔群の領域にフロッキー加工による植毛を施している。そして、この薄型表示装置は植毛によって、排気孔群の領域表面の熱伝導度を低くしている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、人体が直接金属筐体に触れることを防止して金属の熱さを感じにくくしているが、筐体外郭の温度を直接、低減するものではないため、デザイン上の問題、追加部品によるコストアップなどの別の課題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、筐体外郭の温度を直接、低減することで、金属後部筐体を用いた薄型表示装置の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ平面型表示装置用放熱機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の平面型表示装置用放熱機構は、筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、シャーシの表面でファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備え、オフセットフィンによりシャーシの放熱を高効率で行い、ファンから排熱を行う。
【００１０】
本構成によって、薄型化を行った平面型表示装置の筐体内の温度を従来の平面型表示装置並みにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放熱面積増加により放熱効率増加することで、薄型化のために減少したファン風量でも外装上部に熱を溜めることなく熱を排気可能となり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、不快感、不安感を解消することを可能とし,これにより、使用者に熱による筐体温度上昇の無い薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ，等含む)を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置１００ａの後部筐体１０１を取り外した内部構成を示す分解斜視図で、図１（ａ）は全体図で、図１（ｂ）はオフセットフィンの拡大図である。
【００１４】
本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置１００ａは、後部筐体１０１と、前部筐体１０２と、パネル１１１、シャーシ１０３と、ファン１０４と、オフセットフィン１０５ａと、回路基板１０６とから構成されている。
【００１５】
前記後部筐体１０１は鉄を主成分とする材料から作製されている。後部筐体１０１の下部には吸気口１０７、上部には排気口１０８が設けられている。吸気孔１０７は、直径３〜５ｍｍの複数の円形孔で構成され、円形孔は中心間隔６〜８ｍｍピッチで縦２０〜３０ｍｍ×横２５０〜１２００ｍｍ程度の領域に並んでいる。また、吸気孔１０７が形成されている領域は、開口率としては、３０〜６０％程度となっている。排気口１０８は、吸気孔１０７と同様の開口率でファン１０４のケースサイズと同じサイズでファン１０４の領域に設けられている。
【００１６】
前部筐体１０２はアルミニウムを主成分とする材料から作製されている。前面筐体１０２と後部筐体１０１が組合い、表示装置１００ａの他の構成を覆う。
【００１７】
パネル１１１は、プラズマ放電により画像を表示させる。この画像を表示する際に、パネル１１１は、プラズマ放電により余分な熱を発生させてしまう。パネル１１１で発生する熱の大半は、シャーシ１０３に熱伝達される。
【００１８】
シャーシ１０３は、アルミニウムを主成分とする材料から作製され、パネル１１１の裏面に貼付けられている。シャーシ１０３は、パネル１１１の強度向上とパネル１１１が発生させた熱を熱伝達して放熱する機能を有している。そして、シャーシ１０３は、パネルと反対側にシャーシ１０３上部にファン１０４を、シャーシ１０３中央部に回路基板１０６を取り付けるためのボス１０９を形成している。
【００１９】
ファン１０４は、軸流ファンや遠心ファンなど空冷用のファンで、シャーシ１０３上部のボスにビス止めされている。
【００２０】
オフセットフィン１０５ａは、アルミニウムを主成分とする材料から作られており、シャーシ１０３に貼付けられている。また、図１（ｂ）に示すように、オフセットフィン１０５ａは、板厚０．１ｍｍで縦２ｍｍ×横２ｍｍ×高さ１ｍｍのコの字型のフィン形状を有し、平面状に上下互い違いに連続した形状である。また、オフセットフィン１０５は熱を遠赤外線にして放熱する輻射特性をもつセラミックを材料とした高輻射塗料（輻射係数：０．９６）を塗布している。コの字型のフィン形状と高輻射塗料により、シャーシ１０３から伝達された熱を遠赤外線に変換して放熱効率を向上している。
【００２１】
回路基板１０６は、パネル駆動回路用の電子部品が実装されている基板などで、シャーシ１０３中央部のボス１０９にビス止めされている。
【００２２】
ここで、本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の空気の流れについて説明する。図２は本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す断面図である。
【００２３】
本発明のＰＤＰテレビは、筐体厚みを従来の半分以下の約３０ｍｍに薄型化しているので、図２に示すようにファン１０４の吸気口がシャーシ１０３に接近し、ファン１０４の吸気口とシャーシ１０３の隙間が３ｍｍと狭くなり、流路抵抗が高くなりファン１０４の風量が低下し、排気効率が著しく低下している。
【００２４】
そこで、本発明の実施の形態１では、ファン１０４による排気効率が低くても従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率をさせるため、シャーシ１０３からの放熱をオフセットフィン１０５ａの最適配置により改善することとした。
【００２５】
ここで、オフセットフィンの放熱特性について模擬的に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの放熱特性を示す図である。図３（ａ）は、シャーシ２０３上で左側にオフセットフィン２０１と右側にくし型フィン２０２を配置したときのフィン内部の空気流れを示す。また、図３（ｂ）は、各フィンの断面図でありフィン内部に示した矢印は、熱の移動経路を表しており、さらに、放熱面からの波矢印は、空気への放熱の状態を示している。
【００２６】
まず、各々のフィンの有効な放熱面に関しては、図３（ｂ）に示すように、フィン間の隙間に風が通ることになり、くし型フィン２０２は波矢印ａ〜ｅの５面となっているのに対して、オフセットフィン２０１は、オフセットフィン２０１とシャーシ２０３とで囲まれた空間にも風が流れるので、オフセットフィン２０１の有効放熱面は、波矢印ａ〜ｇの７面となる。つまり、オフセットフィン２０１は、シャーシ２０３からの熱をくし型フィン２０２と比較して１．４倍の放熱面積で放熱するので、限られたスペースにおいて効率良く放熱することが可能となる。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態１における表示装置における断面方向のオフセットフィンの配置について、図２にて説明する。筐体内を流れる空気流れは、特にファン１０４の吸気口が回路基板１０６よりもシャーシ１０３側に近づくため、ファン１０４の吸気口付近で９０°近い角度で折れ曲がり、その後、ファン１０４にて排気される。その際、吸気口に向かう風の通風抵抗を低減するために整流ダクト１１０をファン１０４の手前に設置する。これにより、風速の速い流れをファン吸気口に集中させることができる。
【００２８】
そして、その風速の速い風がオフセットフィン１０５ａを通過する際、シャーシ上面の対流効果を促進し、効果的に放熱させるため、オフセットフィン１０５ａをファン１０４とシャーシ１０３の間の狭い空間で、ファン１０４の吸気口周辺２０ｍｍの範囲に配置する。
【００２９】
次に、図４を用いて、オフセットフィンの平面方向の配置条件について説明する。図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図である。オフセットフィン１０５ａは、ファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置している。これは、ファン１０４の吸い込み口の直下にオフセットフィン１０５ａを追加した場合、流路抵抗が増加しファン１０４の風量を著しく減少させるため、この風量減少を防止するためである。
【００３０】
また、図４（ｂ）に示すように、短軸と長軸の長さの比を１：２とする楕円の中心を壁と隣接するファンケースの上端辺の中心とし、その楕円の放射線状に配置することで、ファン１０４の風量を著しく低下させることなく有効放熱面積を増加することができ、排熱効率を増加することが可能となる。
【００３１】
次に、図５において、熱量移動に関して、説明します。図５は本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図である。図５（ａ）は全体の概要図で、図５（ｂ）はオフセットフィンありの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図で、図５（ｃ）はオフセットフィンなしの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図である。
【００３２】
図５（ｃ）のようにオフセットフィンを配置しない場合は、シャーシ１０３からの熱量をファン１０４によって十分に放熱しきれないため、シャーシ１０３に溜まった熱量が前部筐体１０２及び後部筐体１０１へ熱量移動し、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度の上昇を発生させていた。
【００３３】
そこで、図５（ｂ）のようにオフセットフィン１０５ａをファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置することで、シャーシ１０３に溜まっていた熱量がオフセットフィン１０５ａで高効率に放熱され、ファン１０４から排熱させる。そのため、シャーシ１０３のオフセットフィン１０５ａが配置された部分の温度が下がり、シャーシ１０３から前部筐体１０２及び後部筐体１０１への熱移動がなくなり、逆に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の熱量がシャーシ１０３のオフセットフィン１０５ａが配置された部分へ移動する。これにより、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度が図５（ｂ）のオフセットフィンを配置しない場合と比較して５℃低下することができた。
【００３４】
かかる構成によれば、筐体の薄型化によりファンがシャーシに近づき、排気効率が低減した場合に、従来のくし型フィンより有効な放熱面積が多い薄型ＰＤＰテレビに好適なオフセットフィンをファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置することで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率になり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、使用者に熱による筐体温度上昇の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ
薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ等含む)を提供することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１のオフセットフィンを１つに連結させ、更に、後部筐体と前部筐体に接続したことが異なる。これにより、後部筐体と前部筐体の熱をオフセットフィンによりファンの周囲まで熱伝導させて、ファンで排熱して冷却効率を向上させる。
【００３５】
図６は、本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置１００ｂの後部筐体１０１を取り外した内部構成を示す分解斜視図である。
【００３６】
本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置１００ｂは、後部筐体１０１と、前部筐体１０２と、パネル１１１と、シャーシ１０３と、ファン１０４と、オフセットフィン１０５ｂと、回路基板１０６とから構成されている。実施の形態１との違いは、オフセットフィン１０５ｂの形状が異なり、後部筐体１０１に溜まった熱量を熱伝導の利用により、オフセットフィン１０５ｂへ積極的に熱量移動させファン１０４により排熱する構造を適用しているところにある。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態にかかわるオフセットフィン１０５ｂの配置について説明する。図７は本発明の第２の実施形態にかかわる薄型ＰＤＰテレビの背面図である。図７（ａ）は本発明の第２の実施形態にかかわる薄型ＰＤＰテレビの背面図で、図７（ｂ）は領域Ａの側面から見た詳細図で、図７（ｃ）は領域Ａ：ファンとそれを取り巻くフィンで、図７（ｄ）はオフセットフィンの外形形状斜視図である。
【００３８】
オフセットフィン１０５ｂの外形形状は、図７（ｄ）に示すような実施の形態１の放射状に配置した各オフセットフィンを一つに連結したＵ字型形状である。また、断面方向についての配置は、図７（ｂ）のように、オフセットフィン１０５ｂを後部筐体１０１と前部筐体１０２との間に挟み込むような形で設置し、そこからシャーシ１０３上面に向けて伸ばしていき、シャーシ１０３上に熱伝導シートにて固定する。また、平面方向については、図７（ｃ）のように、実施の形態１と同様、オフセットフィン１０５ｂは、ファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置している。
【００３９】
次に、熱量移動に関して説明する。図８は本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図である。図８（ａ）は全体の概要図で、図８（ｂ）はオフセットフィンありの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図で、図８（ｃ）はオフセットフィンなしの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図である。
【００４０】
図８（ｃ）のようにオフセットフィンを配置しない場合は、シャーシ１０３からの熱量をファン１０４によって十分に放熱しきれないため、シャーシ１０３に溜まった熱量が前部筐体１０２及び後部筐体１０１へ熱量移動し、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度の上昇を発生させていた。
【００４１】
そこで、図８（ｂ）のようにオフセットフィン１０５ｂをファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置することで、シャーシ１０３に溜まっていた熱量がオフセットフィン１０５ｂで高効率に放熱され、ファン１０４から排熱させる。そのため、シャーシ１０３のオフセットフィン１０５ｂが配置された部分の温度が下がり、シャーシ１０３から前部筐体１０２及び後部筐体１０１への熱移動がなくなり、逆に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の熱量がシャーシ１０３のオフセットフィン１０５ｂが配置された部分へ移動する。更に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の上部の熱が、後部筐体１０１及び前部筐体１０２で挟み込んだオフセットフィン１０５ｂへ熱伝導により熱量を積極的に移動させる。これにより、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度が図８（ｂ）のオフセットフィンを配置しない場合と比較して７℃低下することができた。
【００４２】
かかる構成によれば、筐体の薄型化によりファンがシャーシに近づき、排気効率が低減した場合に、従来のくし型フィンより有効な放熱面積が多い薄型ＰＤＰテレビに好適なオフセットフィンをファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置することで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、更に、各オフセットフィンを一つに連結したＵ字型形状とし、後部筐体と前部筐体で挟み込み積極的に熱を移動させる構造をとることで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率になり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、使用者に熱による筐体温度上昇の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ
薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ等含む)を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる平面型表示装置用放熱機構は、回路基板とファン間のシャーシ上に配置するオフセットフィンと排気するファンを備え、オフセットフィン上に集熱を図り、ファンにより強制的に外気へ熱を吐き出すことにより、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、不快感、不安感を解消することが可能となるので、薄型表示装置の筐体外郭を効率よく冷却するための放熱機構において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す断面図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの放熱特性を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す分解斜視図
【図７】本発明の第２の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図
【図９】従来のＰＤＰテレビテレビの断面図
【符号の説明】
【００４５】
１００ａ、１００ｂ 表示装置
１０１ 後部筐体
１０２ 前部筐体
１０３ シャーシ
１０４ ファン
１０５ａ、１０５ｂ オフセットフィン
１０６ 回路基板
１０７ 吸気口
１０８ 排気口
１０９ ボス
１１０ 整流ダクト
１１１ パネル
２０１ オフセットフィン
２０２ くし型フィン
２０３ シャーシ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイテレビ（以下、ＰＤＰテレビ）、液晶テレビ、ＳＥＤなどの表示装置に関し、特に薄型の平面型表示装置の筐体外郭を効率よく冷却するための放熱機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の薄型の表示装置、特にＰＤＰテレビは、大画面高輝度化に伴う消費電力の増加、機器の薄型化はもとより、高密度実装化、デジタル化（ＩＣ消費電力の増大、ＥＭＩ対策によるシールド密閉化）による発熱密度、放熱制約条件の増大、チューナー部一体化等により筐体内温度は上昇する一方であり、放熱を適切に行わないと各部品の品質確保は困難な状況にある。図９に従来のＰＤＰテレビの放熱構造を示す。従来のＰＤＰテレビは、後部筐体６０１と、前部筐体６０２と、パネル６０３と、回路基板６０４と、前面ガラスパネル６０５と、シャーシ６０６と、吸気孔６０７と、そして、ファン６０８とから構成されている。
【０００３】
従来のＰＤＰテレビは、熱対策としてシャーシ６０６と、回路基板６０４と、ファン６０８の各々の間に空気を流す隙間が約６０ｍｍあり、ファン空冷による熱気の筐体外への排出あるいは放熱板６０９への熱拡散による自然空冷で各種部品の温度上昇を抑制してきた。
【０００４】
しかし、更なる薄型化を考慮したとき、ファン６０８の吸気口がシャーシ６０６に近づき流路抵抗の増大によるファン風量が低下することと、高密度実装化により発熱密度が増加し放熱効率が低下するという問題が新たに生じる。さらに、回路基板６０４とシャーシ６０６間の隙間が数ｍｍと狭くなり、その回路基板６０４下のスペースを空気が流れなくなるため、従来のＰＤＰテレビ筐体と比較して、回路基板６０４を冷却する空気が回路基板６０４の上半分だけとなり、放熱面積が半分になるため、熱交換が不十分となり、充分な放熱ができなくなる。
【０００５】
このように、薄型化することで熱交換が不十分になるため、筐体内部に熱気がこもると、筐体外郭表面、特に筐体上部において部分的に温度上昇が著しくなる。実験では、周囲温度２５℃に対し筐体上部が２０℃前後温度上昇して４５℃前後になっているのが現状である。その状況下で、プラズマディスプレイテレビの角度を変える場合、金属後部筐体に手を掛けて回転させることとなり、使用中に人体が４５℃前後に加熱された金属と接触するため、熱く感じて不快感を持つことやテレビが壊れているのではないかと不安感をあたえてしまうといった問題がある。
【０００６】
上記のような問題に対して、薄型の表示装置の筐体上部温度を下げるため、薄型表示装置の後部筐体の表面の少なくとも排気孔群の領域にフロッキー加工による植毛を施している。そして、この薄型表示装置は植毛によって、排気孔群の領域表面の熱伝導度を低くしている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成では、人体が直接金属筐体に触れることを防止して金属の熱さを感じにくくしているが、筐体外郭の温度を直接、低減するものではないため、デザイン上の問題、追加部品によるコストアップなどの別の課題が生じてしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、筐体外郭の温度を直接、低減することで、金属後部筐体を用いた薄型表示装置の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ平面型表示装置用放熱機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の平面型表示装置用放熱機構は、筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、シャーシの表面でファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備え、オフセットフィンによりシャーシの放熱を高効率で行い、ファンから排熱を行う。
【００１０】
本構成によって、薄型化を行った平面型表示装置の筐体内の温度を従来の平面型表示装置並みにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放熱面積増加により放熱効率増加することで、薄型化のために減少したファン風量でも外装上部に熱を溜めることなく熱を排気可能となり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、不快感、不安感を解消することを可能とし,これにより、使用者に熱による筐体温度上昇の無い薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ，等含む)を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置１００ａの後部筐体１０１を取り外した内部構成を示す分解斜視図で、図１（ａ）は全体図で、図１（ｂ）はオフセットフィンの拡大図である。
【００１４】
本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置１００ａは、後部筐体１０１と、前部筐体１０２と、パネル１１１、シャーシ１０３と、ファン１０４と、オフセットフィン１０５ａと、回路基板１０６とから構成されている。
【００１５】
前記後部筐体１０１は鉄を主成分とする材料から作製されている。後部筐体１０１の下部には吸気口１０７、上部には排気口１０８が設けられている。吸気孔１０７は、直径３〜５ｍｍの複数の円形孔で構成され、円形孔は中心間隔６〜８ｍｍピッチで縦２０〜３０ｍｍ×横２５０〜１２００ｍｍ程度の領域に並んでいる。また、吸気孔１０７が形成されている領域は、開口率としては、３０〜６０％程度となっている。排気口１０８は、吸気孔１０７と同様の開口率でファン１０４のケースサイズと同じサイズでファン１０４の領域に設けられている。
【００１６】
前部筐体１０２はアルミニウムを主成分とする材料から作製されている。前面筐体１０２と後部筐体１０１が組合い、表示装置１００ａの他の構成を覆う。
【００１７】
パネル１１１は、プラズマ放電により画像を表示させる。この画像を表示する際に、パネル１１１は、プラズマ放電により余分な熱を発生させてしまう。パネル１１１で発生する熱の大半は、シャーシ１０３に熱伝達される。
【００１８】
シャーシ１０３は、アルミニウムを主成分とする材料から作製され、パネル１１１の裏面に貼付けられている。シャーシ１０３は、パネル１１１の強度向上とパネル１１１が発生させた熱を熱伝達して放熱する機能を有している。そして、シャーシ１０３は、パネルと反対側にシャーシ１０３上部にファン１０４を、シャーシ１０３中央部に回路基板１０６を取り付けるためのボス１０９を形成している。
【００１９】
ファン１０４は、軸流ファンや遠心ファンなど空冷用のファンで、シャーシ１０３上部のボスにビス止めされている。
【００２０】
オフセットフィン１０５ａは、アルミニウムを主成分とする材料から作られており、シャーシ１０３に貼付けられている。また、図１（ｂ）に示すように、オフセットフィン１０５ａは、板厚０．１ｍｍで縦２ｍｍ×横２ｍｍ×高さ１ｍｍのコの字型のフィン形状を有し、平面状に上下互い違いに連続した形状である。また、オフセットフィン１０５は熱を遠赤外線にして放熱する輻射特性をもつセラミックを材料とした高輻射塗料（輻射係数：０．９６）を塗布している。コの字型のフィン形状と高輻射塗料により、シャーシ１０３から伝達された熱を遠赤外線に変換して放熱効率を向上している。
【００２１】
回路基板１０６は、パネル駆動回路用の電子部品が実装されている基板などで、シャーシ１０３中央部のボス１０９にビス止めされている。
【００２２】
ここで、本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の空気の流れについて説明する。図２は本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す断面図である。
【００２３】
本発明のＰＤＰテレビは、筐体厚みを従来の半分以下の約３０ｍｍに薄型化しているので、図２に示すようにファン１０４の吸気口がシャーシ１０３に接近し、ファン１０４の吸気口とシャーシ１０３の隙間が３ｍｍと狭くなり、流路抵抗が高くなりファン１０４の風量が低下し、排気効率が著しく低下している。
【００２４】
そこで、本発明の実施の形態１では、ファン１０４による排気効率が低くても従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率をさせるため、シャーシ１０３からの放熱をオフセットフィン１０５ａの最適配置により改善することとした。
【００２５】
ここで、オフセットフィンの放熱特性について模擬的に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの放熱特性を示す図である。図３（ａ）は、シャーシ２０３上で左側にオフセットフィン２０１と右側にくし型フィン２０２を配置したときのフィン内部の空気流れを示す。また、図３（ｂ）は、各フィンの断面図でありフィン内部に示した矢印は、熱の移動経路を表しており、さらに、放熱面からの波矢印は、空気への放熱の状態を示している。
【００２６】
まず、各々のフィンの有効な放熱面に関しては、図３（ｂ）に示すように、フィン間の隙間に風が通ることになり、くし型フィン２０２は波矢印ａ〜ｅの５面となっているのに対して、オフセットフィン２０１は、オフセットフィン２０１とシャーシ２０３とで囲まれた空間にも風が流れるので、オフセットフィン２０１の有効放熱面は、波矢印ａ〜ｇの７面となる。つまり、オフセットフィン２０１は、シャーシ２０３からの熱をくし型フィン２０２と比較して１．４倍の放熱面積で放熱するので、限られたスペースにおいて効率良く放熱することが可能となる。
【００２７】
次に、本発明の実施の形態１における表示装置における断面方向のオフセットフィンの配置について、図２にて説明する。筐体内を流れる空気流れは、特にファン１０４の吸気口が回路基板１０６よりもシャーシ１０３側に近づくため、ファン１０４の吸気口付近で９０°近い角度で折れ曲がり、その後、ファン１０４にて排気される。その際、吸気口に向かう風の通風抵抗を低減するために整流ダクト１１０をファン１０４の手前に設置する。これにより、風速の速い流れをファン吸気口に集中させることができる。
【００２８】
そして、その風速の速い風がオフセットフィン１０５ａを通過する際、シャーシ上面の対流効果を促進し、効果的に放熱させるため、オフセットフィン１０５ａをファン１０４とシャーシ１０３の間の狭い空間で、ファン１０４の吸気口周辺２０ｍｍの範囲に配置する。
【００２９】
次に、図４を用いて、オフセットフィンの平面方向の配置条件について説明する。図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図である。オフセットフィン１０５ａは、ファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置している。これは、ファン１０４の吸い込み口の直下にオフセットフィン１０５ａを追加した場合、流路抵抗が増加しファン１０４の風量を著しく減少させるため、この風量減少を防止するためである。
【００３０】
また、図４（ｂ）に示すように、短軸と長軸の長さの比を１：２とする楕円の中心を壁と隣接するファンケースの上端辺の中心とし、その楕円の放射線状に配置することで、ファン１０４の風量を著しく低下させることなく有効放熱面積を増加することができ、排熱効率を増加することが可能となる。
【００３１】
次に、図５において、熱量移動に関して、説明します。図５は本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図である。図５（ａ）は全体の概要図で、図５（ｂ）はオフセットフィンありの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図で、図５（ｃ）はオフセットフィンなしの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図である。
【００３２】
図５（ｃ）のようにオフセットフィンを配置しない場合は、シャーシ１０３からの熱量をファン１０４によって十分に放熱しきれないため、シャーシ１０３に溜まった熱量が前部筐体１０２及び後部筐体１０１へ熱量移動し、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度の上昇を発生させていた。
【００３３】
そこで、図５（ｂ）のようにオフセットフィン１０５ａをファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置することで、シャーシ１０３に溜まっていた熱量がオフセットフィン１０５ａで高効率に放熱され、ファン１０４から排熱させる。そのため、シャーシ１０３のオフセットフィン１０５ａが配置された部分の温度が下がり、シャーシ１０３から前部筐体１０２及び後部筐体１０１への熱移動がなくなり、逆に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の熱量がシャーシ１０３のオフセットフィン１０５ａが配置された部分へ移動する。これにより、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度が図５（ｂ）のオフセットフィンを配置しない場合と比較して５℃低下することができた。
【００３４】
かかる構成によれば、筐体の薄型化によりファンがシャーシに近づき、排気効率が低減した場合に、従来のくし型フィンより有効な放熱面積が多い薄型ＰＤＰテレビに好適なオフセットフィンをファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置することで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率になり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、使用者に熱による筐体温度上昇の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ
薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ等含む)を提供することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１のオフセットフィンを１つに連結させ、更に、後部筐体と前部筐体に接続したことが異なる。これにより、後部筐体と前部筐体の熱をオフセットフィンによりファンの周囲まで熱伝導させて、ファンで排熱して冷却効率を向上させる。
【００３５】
図６は、本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置１００ｂの後部筐体１０１を取り外した内部構成を示す分解斜視図である。
【００３６】
本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置１００ｂは、後部筐体１０１と、前部筐体１０２と、パネル１１１と、シャーシ１０３と、ファン１０４と、オフセットフィン１０５ｂと、回路基板１０６とから構成されている。実施の形態１との違いは、オフセットフィン１０５ｂの形状が異なり、後部筐体１０１に溜まった熱量を熱伝導の利用により、オフセットフィン１０５ｂへ積極的に熱量移動させファン１０４により排熱する構造を適用しているところにある。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態にかかわるオフセットフィン１０５ｂの配置について説明する。図７は本発明の第２の実施形態にかかわる薄型ＰＤＰテレビの背面図である。図７（ａ）は本発明の第２の実施形態にかかわる薄型ＰＤＰテレビの背面図で、図７（ｂ）は領域Ａの側面から見た詳細図で、図７（ｃ）は領域Ａ：ファンとそれを取り巻くフィンで、図７（ｄ）はオフセットフィンの外形形状斜視図である。
【００３８】
オフセットフィン１０５ｂの外形形状は、図７（ｄ）に示すような実施の形態１の放射状に配置した各オフセットフィンを一つに連結したＵ字型形状である。また、断面方向についての配置は、図７（ｂ）のように、オフセットフィン１０５ｂを後部筐体１０１と前部筐体１０２との間に挟み込むような形で設置し、そこからシャーシ１０３上面に向けて伸ばしていき、シャーシ１０３上に熱伝導シートにて固定する。また、平面方向については、図７（ｃ）のように、実施の形態１と同様、オフセットフィン１０５ｂは、ファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置している。
【００３９】
次に、熱量移動に関して説明する。図８は本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図である。図８（ａ）は全体の概要図で、図８（ｂ）はオフセットフィンありの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図で、図８（ｃ）はオフセットフィンなしの場合の筐体上部の熱量移動の領域Ａ拡大図である。
【００４０】
図８（ｃ）のようにオフセットフィンを配置しない場合は、シャーシ１０３からの熱量をファン１０４によって十分に放熱しきれないため、シャーシ１０３に溜まった熱量が前部筐体１０２及び後部筐体１０１へ熱量移動し、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度の上昇を発生させていた。
【００４１】
そこで、図８（ｂ）のようにオフセットフィン１０５ｂをファン１０４の吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファン１０４の外側に放射状に配置することで、シャーシ１０３に溜まっていた熱量がオフセットフィン１０５ｂで高効率に放熱され、ファン１０４から排熱させる。そのため、シャーシ１０３のオフセットフィン１０５ｂが配置された部分の温度が下がり、シャーシ１０３から前部筐体１０２及び後部筐体１０１への熱移動がなくなり、逆に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の熱量がシャーシ１０３のオフセットフィン１０５ｂが配置された部分へ移動する。更に、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の上部の熱が、後部筐体１０１及び前部筐体１０２で挟み込んだオフセットフィン１０５ｂへ熱伝導により熱量を積極的に移動させる。これにより、前部筐体１０２及び後部筐体１０１の表面温度が図８（ｂ）のオフセットフィンを配置しない場合と比較して７℃低下することができた。
【００４２】
かかる構成によれば、筐体の薄型化によりファンがシャーシに近づき、排気効率が低減した場合に、従来のくし型フィンより有効な放熱面積が多い薄型ＰＤＰテレビに好適なオフセットフィンをファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下からファンの外側に放射状に配置することで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、更に、各オフセットフィンを一つに連結したＵ字型形状とし、後部筐体と前部筐体で挟み込み積極的に熱を移動させる構造をとることで、シャーシ上面の対流効果を促進させ、従来のＰＤＰテレビ並みの排熱効率になり、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、使用者に熱による筐体温度上昇の不快感、不安感を解消することができ、さらに、筐体内で放熱構造を完結しているため、従来の金属後部筐体と同様のデザイン、コストを保つ
薄型ディスプレイテレビ(液晶やＳＥＤ等含む)を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる平面型表示装置用放熱機構は、回路基板とファン間のシャーシ上に配置するオフセットフィンと排気するファンを備え、オフセットフィン上に集熱を図り、ファンにより強制的に外気へ熱を吐き出すことにより、金属後部筐体を用いた薄型の表示装置の人体への触感温度を低減し、不快感、不安感を解消することが可能となるので、薄型表示装置の筐体外郭を効率よく冷却するための放熱機構において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す断面図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの放熱特性を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図
【図５】本発明の第１の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の内部構成を示す分解斜視図
【図７】本発明の第２の実施形態にかかわるオフセットフィンの平面方向の配置条件を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態にかかわる表示装置の熱移動を示す図
【図９】従来のＰＤＰテレビテレビの断面図
【符号の説明】
【００４５】
１００ａ、１００ｂ 表示装置
１０１ 後部筐体
１０２ 前部筐体
１０３ シャーシ
１０４ ファン
１０５ａ、１０５ｂ オフセットフィン
１０６ 回路基板
１０７ 吸気口
１０８ 排気口
１０９ ボス
１１０ 整流ダクト
１１１ パネル
２０１ オフセットフィン
２０２ くし型フィン
２０３ シャーシ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、
前記シャーシの表面で前記ファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下から前記ファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備えることを特徴とする平面型表示装置用放熱機構。
【請求項２】
前記オフセットフィンをＵ字型形状で連結させ、前記Ｕ字型形状の両端を前記筐体の高温部に接続することを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置用放熱機構。
【請求項３】
前記オフセットフィンは、コの字形状の凹凸が連続して形成され、面方向に連続した孔を有することを特徴とする請求１または２に記載の平面型表示装置用放熱機構。
【請求項１】
筐体内で熱を伝達するシャーシに対面するファンと、
前記シャーシの表面で前記ファンの吸い込み口の直下を除くファンケース直下から前記ファンの外側に放射状に配置されるオフセットフィンを備えることを特徴とする平面型表示装置用放熱機構。
【請求項２】
前記オフセットフィンをＵ字型形状で連結させ、前記Ｕ字型形状の両端を前記筐体の高温部に接続することを特徴とする請求項１に記載の平面型表示装置用放熱機構。
【請求項３】
前記オフセットフィンは、コの字形状の凹凸が連続して形成され、面方向に連続した孔を有することを特徴とする請求１または２に記載の平面型表示装置用放熱機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１１７５４３（Ｐ２０１０−１１７５４３Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０５３９（Ｐ２００８−２９０５３９）
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１３日（２００８．１１．１３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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