JP2000277955A - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ヒートシンクのフィン部分に於ける空気流動性
を高めて空気冷却効率を向上することにより、実装され
る発熱性電子部品の冷却を確実に行ない、装置の信頼性
及び経済性を向上させる。 【解決手段】ヒートシンク４に冷却空気を流通させ発熱
部品の冷却を行う電子機器の冷却構造に於いて、ヒート
シンクのフィン８先端に両端部がフィンより離反方向に
屈曲する導風カバー１８を取付けた電子機器の冷却構造
に係り、導風カバーの一端から流入した冷却用空気は、
導風カバーによりフィン溝１７に集中され、該フィン溝
を通って、導風カバーの他方の端から流出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信分野に於ける
電源ユニット、送信ユニット、増幅ユニット等の発熱電
子部品が実装されたユニットの強制空気冷却を効果的に
行う為の電子機器の冷却構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器の高機能化、小型化、実
装密度の高度化は増々著しいものがある。

【０００３】通信機は送信部、受信部、電源部及び制御
部を有する。該送信部、受信部、電源部及び制御部は、
夫々モジュール化され、且つ個々にシールドされること
により、相互干渉が防止されている。更に、シールドケ
ース内に収容されて、外部と遮蔽され、外部の電波環境
に悪影響を与えない様になっている。

【０００４】遠隔地に送信する場合等では、大出力の送
信部が必要とされ、又大型の通信機では送信部、受信
部、電源部及び制御部が夫々ユニット化されている。

【０００５】これらの各ユニットには発熱性電子部品が
多数使用されている。該発熱性電子部品は自己発熱する
にも拘わらず、それ自体は熱に弱い性質を有する。又、
該発熱性電子部品は熱に弱いにも拘わらず、前述の如く
各ユニットの特性上、外部電波環境の保護の為、シール
ドケース内に密閉して使用しなければならないという矛
盾がある。

【０００６】その為、前記発熱性電子部品は冷却効果の
高いヒートシンクに取付けられている。該ヒートシンク
は発熱性電子部品取付面の反対面に放熱用のフィンが多
数配列されており、前記発熱性電子部品からの熱が、熱
伝導により吸収され、前記フィンから空気中に放熱され
る様になっている。

【０００７】前記電源部ユニット、受信ユニット、送信
ユニット及び増幅ユニット等の各ユニットの中で、増幅
回路は前記発熱性電子部品が主体となる為、更に独立し
てユニット化されている。

【０００８】図５〜図９により、従来の送信共通増幅ユ
ニット１を説明する。

【０００９】送信共通増幅ユニット１はユニットケース
２と正面パネル３と電子回路基板６と該電子回路基板と
が取付けられているヒートシンク４とから構成されてい
る。

【００１０】ユニットケース２の長手方向片側に前記正
面パネル３が取付けられている。該正面パネル３は幅及
び高さが、前記ユニットケース２の幅及び高さよりも大
きく、外面に取手７を有する。

【００１１】前記ユニットケース２の一面を形成する様
に前記ヒートシンク４が固定されている。該ヒートシン
ク４のベース部１０に、発熱性電子部品５が所要数直に
取り付けられている。更に、該発熱性電子部品５が貫通
する電子回路基板６が前記ベース部１０上に取付けられ
ている。前記電子回路基板６は送信部、受信部、電源部
及び制御部等の電子回路により構成されている。

【００１２】前記ユニットケース２の後部に接続端子９
が設けられ、前記送信共通増幅ユニット１間の接続を可
能にしている。

【００１３】該送信共通増幅ユニット１，１’はセクタ
として、専用のラック２０に複数、相互に隣接して収納
される。該各送信共通増幅ユニット１は、内蔵されるヒ
ートシンク４のフィン８が鉛直方向に向く様配置され
る。該フィン８と隣接する送信共通増幅ユニット１’の
底板１１との間に冷却用流路１２が形成される。

【００１４】該各送信共通増幅ユニット１，１’の接続
端子９が接続ケーブル（図示せず）により接続されて、
送信共通増幅装置１３が構成される。該送信共通増幅装
置１３の底部、即ち前記各送信共通増幅ユニット１の下
方に位置する様吸気用のファン１４が配設されている。

【００１５】前記送信共通増幅装置１３が駆動される
と、前記各送信共通増幅ユニット１の各発熱性電子部品
５が発熱する。該発熱性電子部品５はヒートシンク４の
ベース部１０に直接取付けられているので、該発熱性電
子部品５からの熱は、該ヒートシンク４のベース部１０
に直接伝達される。更に該ベース部１０に吸収された熱
は、前記フィン８に伝達される。

【００１６】前記送信共通増幅装置１３の駆動と同時
に、ファン１４が回転され、該ファン１４により冷却用
空気が各送信共通増幅ユニット１の下側の側面部吸入口
１５から送出される。

【００１７】送出された空気は、冷却用流路１２を通っ
て、前記送信共通増幅ユニット１の上側の側面部排気口
１６から流出される。

【００１８】前記冷却用空気が前記冷却用流路１２を通
過する間、前記フィン８の表面から抜熱され、該フィン
８表面付近の空気が暖められる。該暖められた空気は浮
力が加わって前記冷却用流路１２内を上昇し、前記側面
部排気口１６から流出する。

【００１９】従って、前記冷却用流路１２の強制的通風
により、前記ヒートシンク４に取付けられた前記発熱性
電子部品５が冷却される。尚、図中１８はシールドカバ
ーを示す。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】然し、前記送信共通増
幅ユニット１を複数並べて設けた場合、前記フィン８の
先端と、隣接する送信共通増幅ユニット１’の底板１１
との間に大きな隙間Ｌが生じ、十分な冷却効果が得られ
ていないのが実情である。

【００２１】即ち、前記フィン８間のフィン溝１７は狭
い為流路抵抗が大きいのに比べ、前記隙間Ｌは流路抵抗
が小さい。

【００２２】従って、前記ファン１４により前記冷却用
流路１２に送入される冷却用空気は、流路抵抗の大きい
フィン８間のフィン溝１７よりも、流路抵抗の小さい前
記隙間Ｌを優先して流れてしまう。その為、従来の送信
共通増幅ユニット１では、前記発熱性電子部品５の冷却
不足が生じる可能性がある。

【００２３】又、前記発熱性電子部品５の冷却を確実に
行う為には、ヒートシンク４を更に大型にして熱交換面
を増大するか、或いはファン１４を大出力容量として多
量の冷却用空気を供給することが行われる。然し、いず
れの場合共、装置が大型化し、且つ製造コストが増大し
てしまう。

【００２４】本発明は斯かる実情に鑑み、前記ヒートシ
ンクのフィン部分に於ける空気流動性を高めて冷却効率
を向上することにより、装置の信頼性及び経済性を向上
させるものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ヒートシンク
に冷却空気を流通させ発熱部品の冷却を行う電子機器の
冷却構造に於いて、ヒートシンクのフィン先端に両端部
がフィンより離反方向に屈曲する導風カバーを取付けた
電子機器の冷却構造に係り、又前記導風カバーは、ガル
ウイング形状である電子機器の冷却構造に係るものであ
る。

【００２６】導風カバーの一端から流入した冷却用空気
は、導風カバーによりフィン溝に集中され、該フィン溝
を通って、導風カバーの他方の端から流出する。従っ
て、流入した冷却用空気は全てフィン溝を流れ、フィン
表面と効率よく熱交換され、前記フィンの放熱効率が向
上する。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。

【００２８】図１〜図４に於いて本発明の実施の形態を
説明する。

【００２９】尚、図１〜図４中、図５〜図９中と同等の
ものには同符号を付してある。

【００３０】本発明の電子機器の冷却構造の一例とし
て、増幅回路を有する送信共通増幅ユニット１の場合に
ついて説明する。

【００３１】該送信共通増幅ユニット１はユニットケー
ス２と正面パネル３と電子回路基板６を搭載するヒート
シンク４と導風カバー２２とから構成されている。

【００３２】前記ユニットケース２に正面パネル３が取
付けられている。該正面パネル３は幅及び高さが前記ユ
ニットケース２の幅及び高さよりも大きく、外面に取手
７を有する。

【００３３】前記ユニットケース２の一面を形成する様
に前記ヒートシンク４が固定されている。該ヒートシン
ク４はベース部１０と放熱用のフィン８とから構成され
ている。該ヒートシンク４のベース部１０の前記ユニッ
トケース２内部側の面に、発熱性電子部品５が所要数直
に取付けられる。該発熱性電子部品５が貫通する電子回
路基板６が、前記ヒートシンク４に実装されている。

【００３４】前記フィン８は正面パネル３と平行に配列
され、先端は前記正面パネル３の端線よりも低い位置に
ある。

【００３５】該フィン８の先端に前記導風カバー２２が
固定されている。該導風カバー２２の幅両端部は、所要
の幅で前記フィン８先端から離反する方向へ、２段に折
曲げられている。該折曲げ部２３はガルウイング形状を
為している。

【００３６】該導風カバー２２の各折曲げ部２３の高さ
は、前記正面パネル３の上端と略同じ高さになってい
る。該各折曲げ部２３の各端部と、前記ユニットケース
２両側板１８の上端部とで、冷却用空気入口２４、空気
出口２５が形成される。

【００３７】該各冷却用空気入口２４、空気出口２５
は、前記ユニットケース２の側板１８の略全長に亘って
開口されている。前記送信共通増幅ユニット１の専用ラ
ック等への装着状態では、下側が空気入口２４となり、
上側が空気出口２５となる。前記導風カバー２２と前記
各フィン８間の全部のフィン溝１７とにより、冷却用空
気の冷却用流路２６が形成される。

【００３８】前記送信共通増幅ユニット１はセクタとし
て、専用のラックに複数収納され、該各送信共通増幅ユ
ニット１，１’の隙間１９は、ラック２０により塞がれ
る。該各送信共通増幅ユニット１，１’は、内蔵される
ヒートシンク４のフィン８が鉛直方向に向く様、相互に
隣接して配置される。前記各送信共通増幅ユニット１，
１’の下方に、吸気用のファン１４が配設されている。

【００３９】以下、作用について説明する。

【００４０】送信共通増幅装置１３が駆動されると、該
送信共通増幅装置１３内に収納された各送信共通増幅ユ
ニット１，１’の各発熱性電子部品５から発熱される。
該発熱性電子部品５からの熱はヒートシンク４のベース
部１０に伝達されて吸収される。該ベース部１０に吸収
された熱は、前記ヒートシンク４内で熱伝導により多数
のフィン８に伝達される。

【００４１】前記送信共通増幅装置１３の駆動と同時
に、ファン１４がファンモータ（図示せず）により回転
され、該ファン１４によって空気が送出される。

【００４２】該送出された空気は、各送信共通増幅ユニ
ット１，１’の下側の空気入口２４から流入され、前記
折曲げ部２３で絞られ、冷却用流路２６即ち各フィン溝
１７のみを通って、前記送信共通増幅ユニット１，１’
の上側の空気出口２５から排出される。前記冷却用流路
２６は、前記各フィン８と、前記導風カバー２２とによ
り形成されるので、該冷却用流路２６は各フィン溝１７
部と同じになる。

【００４３】この間、前記フィン８の表面は冷却空気に
より抜熱される。該暖められた空気には浮力が加えら
れ、空気出口２５より流出する。

【００４４】従って、前記送信共通増幅ユニット１，
１’の前記空気入口２４から前記ファン１４により供給
された空気は、前記ヒートシンク４のフィン８と熱交換
しながら、前記冷却用流路２６内を上昇し、前記空気出
口２５から流出する。

【００４５】更に、前記空気入口２４の開口面積は、前
記各フィン８表面と前記導風カバー２２とにより形成さ
れる前記冷却用流路２６の総断面積よりも大きい。従っ
て、前記空気入口２４に取込まれた冷却用空気は、前記
折曲げ部２３で絞られ、前記冷却用流路２６に押込めら
れる。

【００４６】従って、前記冷却用流路２６の冷却用空気
の流量及び流速は増大され、該フィン８の冷却効率も飛
躍的に向上される。

【００４７】而して、冷却用空気を前記冷却用流路２６
に押込む効果、即ちラムエアー効果により放熱効果が著
しく向上される。前記ヒートシンク４上の熱に弱い発熱
性電子部品５は、効率よく且つ確実に冷却されることと
なる。

【００４８】本空気冷却ユニット２１により発熱性電子
部品５の冷却能力が向上される為、上述の送信共通増幅
ユニット１の性能は長期間安定して発揮され、装置の信
頼性が向上し、且つ故障も少なくなり、装置寿命も長く
なる。

【００４９】尚、本発明の空気冷却ユニットは、上述の
実施の形態に於ける送信共通増幅ユニットに限定される
ものではなく、電源ユニット、送信ユニット等発熱性電
子部品を有する回路基板ユニットに応用してもよい。
又、多数の同種又は異種の空気冷却ユニットを専用のラ
ックに収納し、複数のファンモータが実装されたファン
ユニットにより、強制空冷する様にしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、ヒート
シンクのフィン上方に導風カバーが近接して配置され、
該導風カバーの前記各空気出入口部側端部と、前記フィ
ンの突端との間が、所要の間隙を以て夫々離間されてい
るので、空気入口から流入された冷却用空気は、導風カ
バーによりフィン溝に集中され、前記導風カバーにより
覆われた前記フィン溝を通って、空気出口から排出され
る。従って、取込まれた冷却用空気は殆どフィン溝を流
れ、フィン表面と効率よく熱交換される為、前記フィン
の放熱効率が向上する。

【００５１】又、フィン上方の導風カバーが、前記フィ
ン突端に当接して配置され、前記空気出入口部に於ける
導風カバーの側端部と、前記フィン突端との間が、所要
の間隙を以て夫々離間される場合には、取込まれた冷却
用空気は全てフィン溝を流れ、フィン表面及び前記導風
カバー内表面と効率よく熱交換される為、前記フィンの
放熱効率が著しく向上する。

【００５２】更に、ヒートシンクの冷却効率が向上され
るので、該ヒートシンクに実装される発熱性電子部品等
の冷却が確実に為し得られ、空気冷却ユニット内に収納
される部品、電子回路基板、装置等の信頼性が向上する
等種々の優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。

【図２】該実施の形態の側面図である。

【図３】該実施の形態の背面図である。

【図４】該実施の形態の使用状態を示す断面図である。

【図５】従来例の平面図である。

【図６】該従来例の側面図である。

【図７】該従来例の底面図である。

【図８】該従来例の背面図である。

【図９】該従来例の使用状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 送信共通増幅ユニット ２ ユニットケース ３ 正面パネル ４ ヒートシンク ５ 発熱性電子部品 ６ 電子回路基板 ８ フィン １０ ベース部 １２ 冷却用流路 １４ ファン １７ フィン溝 ２１ 空気冷却ユニット ２２ 導風カバー ２４ 空気入口 ２５ 空気出口 ２６ 冷却用流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白鳥 増雄 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 5E322 AA01 AA11 AB11 BA01 BA03 BA05 BB03 EA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートシンクに冷却空気を流通させ発熱
   部品の冷却を行う電子機器の冷却構造に於いて、ヒート
   シンクのフィン先端に両端部がフィンより離反方向に屈
   曲する導風カバーを取付けたことを特徴とする電子機器
   の冷却構造。
2. 【請求項２】 前記導風カバーは、ガルウイング形状で
   ある請求項１の電子機器の冷却構造。