JP2001156480A - 電子機器の筐体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の基板を収容し、縦置き状態における下
板と上板に入口となる通風口と出口となる通風口を設
け、かつ、横置きを可能とした電子機器の筐体におい
て、自然空冷と強制空冷を自由に選択でき、横置きまた
は縦置きにしても放熱機能を満足できるようにすること
を目的とする。 【解決手段】 冷却放熱用のファン装置を、その取付け
部材１０により筐体１の上板の外側に着脱可能にした電
子機器の筐体装置とし、強制空冷するために前記フアァ
ン装置を筐体１に取付ける際、ファン９の周囲の通風口
５の一部を残して他を取付け部材１０により塞ぎ、ファ
ン９の効率を落とさないようにする。自然空冷で済む筐
体１に対して、不要なファンを付ける必要が無いため、
コストアップを抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の基板を収
容した筐体を備え、必要に応じて横置き設置と縦置き設
置の何れか、また、自然空冷か強制空冷かを選択できる
電子機器の筐体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、複数枚の基板を内部に有する筐
体を備えた電子機器において、自然空冷で筐体の内部温
度の上限を満足できない場合には、ファンによる強制空
冷する手段がとられている。この場合の課題は、筐体に
放熱のための通風口の設けかたが、ファン無しの自然空
冷の場合とファン有りの強制空冷の場合では異なること
である。

【０００３】図１５は、従来のファンを取り付けた電子
機器の筐体装置の斜視図を示し、筐体１は内部に複数枚
の基板２を収容するとともに、下板に入り口となる通風
口４を、上板に出口となる通風口５を形成している。図
中の９は冷却放熱用のファンである。なお、複数枚の基
板２の後方には、バックボード（図示せず）を配置して
いる。

【０００４】ここで筐体１内を自然空冷の場合はファン
９を設けない。そして入り口の通風口４の面積に対し、
出口側の通風口５は２０％増しぐらいになるよう設け
る。この場合、通風口５の面積が広いほど放熱性能は良
い。

【０００５】しかし、図１５のようにファン９（ここで
は吐き出しファン）を設けて強制空冷とし、ファン９の
周囲に出口側の通風口５を設けると、空気出口が沢山あ
るため、放出される空気が分散化されてファン９の性能
（特に風速）が落ち、外部への放熱が少なくなるという
問題がある。よって、同じ筐体を使っては自然空冷と強
制空冷の両方を満足することはできない。

【０００６】また、最初は自然空冷で良くとも、機能追
加により発熱量が増大して強制空冷に変えたい場合もあ
る。電子機器の設置形態から言えば、基板レイアウトか
ら縦置きしたいが、特に棚に収容する場合、横置きにし
たい場合もある。前記図１５に示すように縦置きを前提
として設計された筐体１を単純に横向きにすると、空気
の流れが変わる。そして、筐体１の下になる面の内側に
バックボードが位置することになることから、下側から
の空気の流入が無い。また、基板２の前側を通常は不要
輻射対策などで塞ぐふさぐ金属板（図示せず）が上側に
位置することから、上側からの空気の逃げ口が無い。そ
のため、両横方向から空気が流入するため、基板２の中
心部が熱くなる。市販の熱解析結果の比較でも、単純に
横向きでは１０℃の温度差が計算された。そのため、基
板２上の部品の使用温度上限を満足できなくなり、部品
の破壊がある。

【０００７】また、図１６は従来の他の冷却手段を有す
る電子機器の筐体装置の斜視図であり、この図１６に示
すように、筐体１内にファン９があることを前提にし、
筐体１の横置きと縦置きにおいて、筐体１の縦置きと横
置きをセンサー２５によって検知し、縦置きの場合、内
部の基板（図示せず）も立てられた状態で、ファン無し
の自然空冷で済むためファン９を止め、横置きの場合、
内部の基板が横になり、温度も上がるのでファン９で冷
却し、このファン９を制御する制御回路２６を持たせる
構成もの（特開平１０−２６１８８４号公報）もある
が、ファンを最初から付けて置くと、自然空冷で済む場
合の筐体でもコストアップの要因となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、従来の
電子機器の筐体装置では、縦置き、横置きの設置状況に
応じて筐体内を自然空冷と強制空冷のいずれかにしたい
場合、筐体における通風口の設け方が異なるため、単純
にファンを置くだけでは最適の放熱ができない。また、
設置形態から言うと、縦置きの場合は放熱性が良いが、
横置きにすると基板下部にはバックボードがあるため空
気の流れが縦置きに比べて悪くなり、基板の中央部で熱
溜りができ、局部的に温度が上がり、基板上の部品が熱
で壊れることになる。また、最初から自然空冷で済む筐
体でもファンを付けた筐体するとコストアップになると
いう問題がある。

【０００９】本発明は上記した課題に鑑み、筐体の構造
を変えることなく自然空冷と強制空冷のいずれにも対応
可能にし、無駄にファンを付けることも防止し、筐体を
横置きでも縦置きでも放熱能力を満足できる電子機器の
筐体装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、複数枚の基板を収容し、縦置き設置状態に
おける下板と上板に入り口となる通風口と出口となる通
風口を形成し、かつ、横置き設置を可能とした筐体を備
えた電子機器であって、必要に応じて冷却放熱用のファ
ン装置を筐体に着脱自在に設けた構成とする。

【００１１】また、本発明は、前記構成において筐体に
おける取付け部とファン装置との間に振動制御部材を介
在させて振動を抑える構成とする。

【００１２】さらに本発明は、ファン装置の取付け部材
で、筐体天面に設けている通風口の不要な部分を塞ぐ構
成とする。

【００１３】さらに本発明は、ファン装置の取付け部材
を不要輻射防止作用を有する金属で構成する。

【００１４】本発明によれば、複数枚の基板を有する筐
体において、ファン装置を装着しない通常の縦置きの状
態では自然空冷にて放熱する。その場合の内部空気は、
空気流入側として筐体の下部、空気出口として上部（側
面含む）に設けている通風口により有効に逃がすことが
できる。

【００１５】また、電子機器の機能アップなどで強制空
冷にしたい場合は、筐体を変えることなく前記筐体の天
面にファン装置を装着することで行うが、ファン装置を
振動制御部材を介して取りつけているので、ファン装置
の振動が抑えられ、筐体内部の電子部品等に悪影響を与
えない。そして、取りつけ部材が筐体天面に設けている
通風口の不要な部分を塞ぐことになるので、良好なファ
ン効果が得られ、空気出口が分散化されることによるフ
ァンの空回りのような状態や、風速が落ちて熱い空気が
出ていかないということがない。また、金属よりなる取
付部材が不要輻射防止の作用する。

【００１６】また、筐体を横置きにした場合にバックボ
ードが重力方向に対し平行になり、下側からの空気の流
入が無いため設置面に対し側面からしか空気が入ってこ
ないうになるが、筐体の底面または天面にファン装置を
固定することで、筐体内の熱い空気を外に出すことがで
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数枚の基板を収容し、縦置き設置状態における下
板と上板に入り口となる通風口と出口となる通風口を形
成し、かつ、横置き設置を可能とした筐体を備え、冷却
放熱用のファン装置を前記筐体の外側に着脱可能にした
電子機器の筐体装置であり、自然空冷を行う筐体構造を
変えることなく強制冷却ができ、また、横置き設置して
も有効に冷却放熱ができるという作用を有するものであ
る。

【００１８】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の電子機器の筐体装置において、冷却放熱用の
ファン装置は、振動制御部材を介在させて筐体の外側に
取りつけられる構成としたものであり、ファン装置の振
動が抑えられ、筐体内部の電子部品等に悪影響を与えな
いという作用を有するものである。

【００１９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の電子機器の筐体装置において、冷却
放熱用のファン装置は、その取付部材が筐体の複数の通
気口の一部を残して閉塞するように筐体の外側に取りつ
けられる構成であり、筐体天面に設けている通風口の不
要な部分を塞ぐことになるので、良好なファン効果が得
られ、空気出口が分散化されることによるファンの空回
りのような状態や、風速が落ちて熱い空気が出ていかな
いという作用を有するものである。

【００２０】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１または２または３に記載の電子機器の筐体装置におい
て、冷却放熱用のファン装置は、その取付部材が不要輻
射防止作用をもつ金属で構成されたものであり、ファン
装置の装着によって筐体内の電子回路部で生じる不要輻
射をシールドできるという作用を有するものである。

【００２１】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照して説明する。

【００２２】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の電子機器の筐体装置の縦置き状態の斜視図、図
２は、同電子機器の筐体装置の下面図、図３は、同電子
機器の筐体装置の横断面図、図４は、同電子機器の筐体
装置の縦断面図、図５は、同電子機器の筐体に外付けす
るファン装置の斜視図、図６は、同ファン装置の分解斜
視図、図７は、同ファン装置の断面図、図８は、同ファ
ン装置を外付けした電子機器の筐体装置の縦置き状態の
斜視図、図９は、同ファン装置を外付けした電子機器の
筐体装置の縦置き状態の縦断面図、図１０は、同ファン
装置の斜視図、図１１は、同ファン装置を外付けした電
子機器の筐体装置の縦置き状態の縦断面図、図１２は、
同電子機器の筐体装置の横置き状態の縦断面図、図１３
は、同ファン装置を外付けした電子機器の筐体を棚に入
れた横置き状態の縦断面図、図１４は、同ファン装置を
外付けした電子機器の筐体装置の横置き状態の縦断面図
である。なお、これらの各図において、前記従来例と同
じ構成部には、前記従来例と同じ符号を付与している。

【００２３】図１に示すように、電子機器の筐体１は、
前面開放の立方体形状をしており、内部には電子部品を
実装した複数枚の基板２を互いに間隔をもたせて縦に配
設し、その後方にバックボード３を配置している。ま
た、この筐体１は、下板に入り口の通風口４を、上板に
出口の通風口５を形成してあり、さらに下面に筐体足６
を有している。この筐体１は、基板２およびバックボー
ド３を埃や電磁波などから保護するものである。また、
筐体１を縦置きにする場合は、基板２およびバックボー
ド３が重力方向に対し垂直になることをさす。なお、こ
こでは筐体１の前部の蓋は中身を見せるために省略して
いる。

【００２４】さらに詳しく説明すると、前記基板２は通
常のプリント配線板で、バックボード３からの電源、信
号を供給してもらい動作するものである。また、前記通
風口４は形状的には円形でも四角形状でも構わないが、
同じ面積当たりで考えると四角形状の穴の方が通風面積
として多く設けることができ、熱的にはこちらの方が有
利であり、通常四角形状とする。また、複数の通風口４
は、デザイン（見た目）的にも筐体１を見た際に違和感
が無いように等ピッチで設けることが多い。通風口５も
通風口４と同様であるが、空気の流れをスムーズにする
ために出口の通風口５を入り口の通風口４より面積が１
０から３０％大目になるように設ける。

【００２５】前記筐体足６は、図２に示すように筐体１
の下に設けられ、通風口４からの空気の流入ができるよ
うに筐体１を設置する床との距離をとるものである。ま
た、この筐体足６は、形状的には図２に示すようにコー
ナー（四隅）のみ残すものとする。そのため、筐体足６
の無い個所から空気が通風口４に入る。

【００２６】前記通風口４，５と基板２の位置関係は、
図３に示すように基板２と基板２の間に通風口４，５が
存在するように設ける。したがって、図４に示すように
基板２から出た熱は入り口の通風口４から入った空気と
熱交換され、出口の通風口５から熱い空気が出ていく。
一般的に、基板２上の部品７で熱に弱い部品８は筐体１
の下側に配置され、部品と部品の間の空気流路を確保す
るために等ピッチで並べる。その構成として基板は重力
方向に対し、垂直になるように筐体内で基板が並べら
れ、その背後にバックボード（基板に電源や信号を供給
する）が設けられる。基板の並びは、通常は等ピッチで
あるが、発熱量の多い基板の場合、隣の基板収容部（ス
ロット）を空きにして空気の流路を確保し放熱を図る場
合もある（図示せず）。

【００２７】本発明の実施の形態１は、前記電子機器の
自然空冷ができる筐体１に、その筐体の構造を変えるこ
となく、冷却放熱用のファン装置を外付け自在にして強
制空冷もできるようにしたことに特徴を有する。

【００２８】前記ファン装置は、図５および図６に示す
ようにファン９と、シールド作用をもつ金属よりなる平
板状の取付け部材１０をもち、その取付け部材１０をフ
ァン用（ファン９形状に合った）の通風口１４の口縁の
盛り上げた部分１２に、ゴムのような振動制御体１３を
介在させてビス１５で取りつけて構成されている。な
お、前記取付け部材１０の四隅には、ビス取付け孔１１
を設けている。

【００２９】さらに詳しく説明すると、取付け部材１０
には通風口１４以外に通風口は無い。

【００３０】また、ファン９と取付け部材１０の関係
は、ファン９は回転軸をベアリングで囲む構成（図示せ
ず）をとる。そのため、振動などの外力が加わると回転
軸などが変形し、回転しなくなる問題がある。よって、
ファン９自体に振動などの外力が加わらないように、ゴ
ムなどの振動抑制体１３をファンと取付け部材１０の１
部盛り上げた部分１２に密着させて、ビス１５にて固定
する。

【００３１】また、ファン装置を装着して強制空冷する
場合、筐体１における上板の複数の通気口５は流出空気
を分散化し、ファンの空回りのような状態や、風速が落
ちて熱い空気が出ていかない。したがって、取付け部材
１０は、筐体１の複数の出口用の通風口５をもつ上板に
装着するとき、複数の出口用の通風口５の一部を残し
て、他の通風口５は取付け部材１０によって閉塞し、良
好なファン効果が得られようにしている。

【００３２】また、取付け部材１０の材質としては、筐
体１から出る、または外部から入ってくるノイズ対策を
兼ねて磁気シールド作用をもつ金属性のものとする。

【００３３】前記ファン装置は、図８〜図９に示すよう
に電子機器の筐体１に装着され、また、取り外し可能に
なっている。すなわち、ファン装置はその取りつけ部材
１０を、ビス取付け孔１１に通したビスにて筐体１の上
板の上面に固定する。

【００３４】なお、図９に示すように筐体１の側面にも
通風口１６がある場合は、図１０に示すように取付け部
材１０の形状を筐体１に合わせて筒状部１７として伸ば
し、この伸ばした部分で通風口１６を塞ぐものとする。
これは、図１１に示すように、筐体１の側面に通風口１
６があるとそこから空気が入り、肝心の基板２近傍の熱
い空気を吐き出す能力が落ちることを防止するためであ
る。

【００３５】前記電子機器は、図１２に示すように、そ
の筐体１を横置きにるように設置する場合がある。ここ
での横置きは、筐体１をバックボード３側に倒したもの
である。そのため、バックボード３が床（または地面）
に平行になる。通常バックボード３には電源線、特に信
号線が走っているため、通気のための穴を明けることは
無い。この場合、空気は側方に位置する筐体１の底面１
８、天面１９上の通風口４、５から矢印のように空気が
流入し出て行くことになる。

【００３６】この場合、シールド効果をあげるために基
板の前面（横にすると上面となる）を金属板３１で覆う
場合がある。そうすると基板２の中心部３２が熱くなる
という問題が考えられるが、本実施の形態においては外
付けのファン取付部材をつけることで、基板２の中心部
３２の温度上昇を抑えて均一化することができるので、
このような問題は発生しない。

【００３７】また、横置きにした場合、図１３に示すよ
うに筐体１を棚２０に入れる場合もある。その場合、筐
体１の側方位置となる天面１９を人に向けると、熱い空
気が直接当たり感覚的に良くない。この場合は、筐体１
の天面１９が人のいない方向を向くようにする。ここ
で、筐体１の底面１８にファン装置の取付け部材１０を
付けることも可能であるが、その場合は、筐体１の底面
１８が人のいない方向を向くように棚２０内に設置す
る。

【００３８】なお、ファン装置には吐き出し型と吸い込
み型の２種類あるが、図１４に示すように吸込型ファン
２１を筐体１の底面１８側に取り付けた場合、吸込型フ
ァン２１の回転軸２２があるため、基板中心部２３と基
板２おいて吸込型ファン２１の反対側となる端の方２４
でも、吸込型ファン２１から遠いので風がよどみ、そし
て風速が落ちるために熱くなる。それを防止し、筐体１
内の基板２の温度を下げるには、吐き出し型のファンを
選択する。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の電子機器の筐体装置は、ファン装置を筐体外に着脱自
在に設ける構造としたため、自然空冷を前提として設計
された筐体においても、ファン装置を後付けすることで
ファンの効果を落とす通風口を塞さぎ、筐体内の消費電
力＝発熱量が増加しても筐体内の熱い空気を外部に出す
ことができる。また、筐体の向き、横置きでも縦置きで
も対応可能であり、その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の電子機器の筐体装置の
縦置き状態の斜視図

【図２】同電子機器の筐体装置の下面図

【図３】同電子機器の筐体装置の横断面図

【図４】同電子機器の筐体装置の縦断面図

【図５】同電子機器の筐体に外付けするファン装置の斜
視図

【図６】同ファン装置の分解斜視図

【図７】同ファン装置の断面図

【図８】同ファン装置を外付けした電子機器の筐体装置
の縦置き状態の斜視図

【図９】同ファン装置を外付けした電子機器の筐体装置
の縦置き状態の縦断面図

【図１０】同ファン装置の斜視図

【図１１】同ファン装置を外付けした電子機器の筐体装
置の縦置き状態の縦断面図

【図１２】同電子機器の筐体装置の横置き状態の縦断面
図

【図１３】同ファン装置を外付けした電子機器の筐体を
棚に入れた横置き状態の縦断面図

【図１４】同ファン装置を外付けした電子機器の筐体装
置の横置き状態の縦断面図

【図１５】従来のファンを取り付けた電子機器の筐体装
置の斜視図

【図１６】従来の他の冷却手段を有する電子機器の筐体
装置の斜視図

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 基板 ３ バックボード ４ 通風口 ５ 通風口 ６ 筐体足 ７ 部品 ８ 部品 ９ ファン １０ 取付け部材 １１ ビス取付け孔 １２ 盛り上げた部分 １３ 振動制御体 １４ 通風口 １５ ビス １６ 通風口 １７ 筒状部 １８ 底面 １９ 天面 ２０ 棚 ２１ 吸込型ファン ２２ 回転軸 ２３ 基板中心部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の基板を収容し、縦置き設置状態に
   おける下板と上板に入り口となる通風口と出口となる通
   風口を形成し、かつ、横置き設置を可能とした筐体を備
   え、冷却放熱用のファン装置を前記筐体の外側に着脱可
   能にしたことを特徴とした電子機器の筐体装置。
2. 【請求項２】冷却放熱用のファン装置は、振動制御部材
   を介在させて筐体の外側に取りつけられることを特徴と
   した請求項１記載の電子機器の筐体装置。
3. 【請求項３】冷却放熱用のファン装置は、その取付部材
   が筐体の複数の通気口の一部を残して閉塞するように筐
   体の外側に取りつけられることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の電子機器の筐体装置。
4. 【請求項４】冷却放熱用のファン装置は、その取付部材
   が不要輻射防止作用をもつ金属で構成されたことを特徴
   とする請求項１または２または３記載の電子機器の筐体
   装置。