JP2001177281A

JP2001177281A - 冷却ユニット、および、局部冷却型電子機器装置

Info

Publication number: JP2001177281A
Application number: JP35697299A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hamagishi; 真也浜岸; Norio Nakazato; 典生中里; Takanori Shindo; 孝徳眞藤; Koichi Fukumiya; 孝一福宮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】高集積化されたモジュールを効率よく実装出
来、すでに稼働している装置の高機能化にも容易に対応
し、また、高集積化されたモジュールに用意された個別
のファンの交換・保守について、装置の機能を落とすこ
となく行う。【解決手段】高発熱及び高集積化したプリント基板７、
８を実装効率の高い並列実装を行って、且つ、可動構造
を有するファン１５を収納式屋根１６を持つ引き出し構
造のファンユニット１４とともに熱的に密閉なユニット
６として構成し、電子機器装置の局部的な冷却を可能と
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、電子計算機や電子
通信機器等の電子機器装置の冷却構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置は特開平５−１６０５８４号
公報に記載のように、冷却すべき電子部品をフレーム基
板に対して平面実装し、装置の下方側に設置された空気
吸引用のブロア装置により、噴流式冷却構造となってい
た。尚、この種の装置として関連するものには、特開平
５−２３５５７０号公報等が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、高集
積化されたプリント基板等の(高発熱)モジュールが、装
置の背面側に平面実装されているため、実装効率が悪
く、高集積化部品の搭載数に制限がある。

【０００４】また、通信機器等の電子機器装置は、通信
速度の高速化、通信インタフェース追加等の高機能化対
応のため、既に稼働している装置に対し、電子部品の高
集積化や部品追加等を余儀なくされるケースが少なくな
い。このような場合、上記技術によると、装置前面側に
搭載されたドーターボードを高集積化したくなった場合
は発熱の問題が発生し、背面側の平面実装領域に部品を
追加実装するのは困難である。

【０００５】更に、平面実装されたモジュールを冷却す
るために設置されたブロワ装置の交換・保守手段の配慮
がなされていないため、ブロワ装置故障した場合、装置
の機能を落とさずに迅速な交換が出来ない問題がる。

【０００６】本発明の目的は、実装効率の良いドーター
ボードの並列実装を基本として、高集積化されたモジュ
ールを効率よく実装出来、すでに稼働している装置の高
機能化にも容易に対応することにある。

【０００７】また、高集積化されたモジュールに用意さ
れた個別のファンの交換・保守について、装置の機能を
落とすことなく行えることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、高発熱及び高集積化したプリント基板(モジュール)
を実装効率の高い並列実装を行って、且つ、熱的に密閉
なユニットとして構成し、ファンを用いて冷却するもの
である。更に、前記述の密閉ユニットに、複数のファン
を一つのファンユニットとして構成して、ファンユニッ
トを引き出し構造としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明に関する一実施例の
電子装置構造の正面図を示す。図２に本構造の側面図を
示す。キャビネット(架)１は、複数個のシェルフ２が縦
方向に積まれて構成されるものである。シェルフ２は、
電子部品１０が実装された複数枚のプリント基板３が並
列搭載され、各々のプリント基板３はコネクタ４にてバ
ックパネル５に、電気的、光学的そして機械的に接続さ
れることにより、一つの機能を有するものである。プリ
ント基板３には発熱体でもある電子部品１０が高密度に
実装されているため、プリント基板３を効率よく冷却す
る必要があるが、その手段として、キャビネット上部の
み又は下部のみ又は上下部両方に設置された軸流ファン
の冷却風にて、キャビネット１内のプリント基板３を全
体的に効率良く冷却させる。

【００１０】一方、シェルフ２内には、プリント基板３
以外に密閉された冷却ユニット６が任意に設置される。
この時、密閉された冷却ユニット６の直ぐ風下側には、
比較的低発熱なプリント基板３を搭載することが望まし
い。

【００１１】図３〜図５に密閉された冷却ユニットを示
す。密閉された冷却ユニット６は、ケース１２、ラッド
１３、ファンユニット１４からなり、内部には、高発熱
化、高集積化されたプリント基板７や電磁的にシールド
したいプリント基板８が搭載される。尚、ケース１２
は、周囲温度に影響しないよう断熱材を用いたり、電磁
的に周囲と遮断出来るシールド材を用いることにより、
熱的、電磁波的に密閉される。

【００１２】密閉された冷却ユニット６内のプリント基
板７、８はプリント基板３同様、バックパネル８とコネ
クタ１１によって、電気的、光学的そして機械的に接続
される。尚、コネクタ４とコネクタ１１の搭載ピッチ、
搭載位置はお互いに同一とし、プリント基板３が搭載さ
れる位置にはプリント基板７、８が搭載可能であり、逆
にプリント基板７、８が搭載される位置には、プリント
基板３が搭載可能である。つまり、プリント基板３が搭
載されていた位置に、装置の稼働中の高機能化等により
高集積化されたプリント基板が搭載可能となる。

【００１３】ファンユニット１４には、軸流ファンに対
して比較的高出力なターボファン(遠心ファン)１５が２
個以上内蔵され、キャビネット１前面側の吸入口から外
部空気(冷却風)を吸入し、強制対流によってプリント基
板７、８を冷却する。

【００１４】本作用により、十分温められた冷却風は、
ラッド１３によって、同じくキャビネット１前面の排出
口から強制的に装置外部へ排出させる。このような構造
により、周囲のプリント基板に対し比較的高発熱、高集
積なプリント基板を搭載する場合に、キャビネット内の
温度の局部的な温度上昇や、輻射熱による周囲プリント
基板への影響を排除し、装置全体を効率よく冷却するこ
とができる。また、電磁的に周囲のプリント基板と遮断
する必要がある場合において、シールドケースに囲まれ
たプリント基板の冷却手段としても有効な構造である。

【００１５】更に、ターボファン１５の故障時や、プリ
ント基板７、８の機能アップ等による高発熱化に対応す
るため、新しいファンや高出力化したファンに交換する
場合、ファンユニット１４の冷却性能をある程度保持
し、装置内の温度上昇による性能劣化を発生させずに迅
速に行う必要があり、プリント基板７、８を動作(発熱)
させたままの状態でファン１５を交換する必要がある。

【００１６】その手段を図４〜図８にて説明する。ファ
ンユニット１４は引き出し構造を有し、ターボファン１
５を動作させたまま密閉された冷却ユニット６から引き
出される。その時、ファンユニット１４が密閉ユニット
６に収納されている状態ではファンユニット１４の上部
開口部は開口しているが、ファンユニット１４の引き出
し動作と連動して収納式屋根１６が引き出され、ファン
ユニット１４の装置外部側へ飛び出た開口部を塞ぎ、タ
ーボファン１５から排出される冷却風の外部への流出を
防ぎ、密閉された冷却ユニット６内へ冷却風を送り込
む。

【００１７】これを実現するための手段として、収納式
屋根１６の片端をゼンマイ状のバネ１７を内蔵した支柱
１８に固定し、もう一方収納式屋根１６の片端はファン
ユニット１４に固定する。本構造により、ファンユニッ
ト１４が密閉ユニット６に収納されている時は、収納式
屋根１６はゼンマイ状のバネ１７の弾性作用により強制
的に巻き付けられ、ファンユニット１４が引き出される
時にはその動作と連動して、収納式屋根１６が引き出さ
れる。

【００１８】この時、収納屋根の材質としては、柔らか
く、シート状の物が好ましい。

【００１９】更に、ファンユニット１４の引き出し動作
中には、ターボファン１５に固定されているギア１９と
ターボファン１５に設置されている遊星ギア２０、密閉
された冷却ユニット６のに設置されるギア２１の３つの
ギアを噛み合わせて作用させることにより、ファンユニ
ット１４の引き出し方向とは反対の方向にターボファン
１５の排出口が回転する。なお、この時、それぞれのギ
アを調整して、遊星ギア２０なしででも使用できる。

【００２０】この動作により、ターボファン１５から排
出される冷却風の方向が密閉された冷却ユニット６内の
方向に向けられ、冷却風の通風抵抗を下げ、効率よく装
置内に送風させる効果をもたらす。

【００２１】その後、ファンユニット１４の側壁に設け
られた保守用ドア２２を開き、対象のターボファン１５
を迅速に交換する。尚、保守用ドア２２にバネ構造を用
いることによりによって、人為的にドアを開ける行為を
行わない時は、強制的にドアが閉鎖し冷却風が外部に漏
れない効果をもたらす。

【００２２】ターボファン１５の交換作業が終了次第、
ファンユニト１４を密閉された冷却ユニット６内に戻す
動作を行えば、ダーボファン１５は、ファンユニット１
４の引き出し動作時とは逆に、排出口がプリント基板
７、８が搭載されている方向に回転する。

【００２３】以上の実施例によれば、比較的高発熱、高
集積なプリント基板や電磁的にシールドしたい基板を周
囲のプリント基板と熱的及び電磁波的にユニット内に密
閉し、装置全体として効率よく冷却出来る上、密閉され
た冷却ユニット内のターボファンの故障や機能アップの
時にも装置の性能を落とす事無く、交換・保守が出来
る。

【００２４】その他の実施例を図９に示す。収納式屋根
２３をジャバラ状の屋根を用いることにより、ファンユ
ニット１４が密閉ユニット６に収納されている時は、タ
ーボファン１５の冷却風送風に妨げにならぬよう縮んで
収納され、ファンユニット１４が引き出される時には、
本動作と連動して収納式屋根２３が伸び、ファンユニッ
ト１４の装置外部側へ飛び出た開口部を塞ぐ。その他の
機能・構造については前記実施例と同様である。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、実装効率の良いドータ
ーボードの並列実装を基本として、高集積化されたモジ
ュールを効率よく実装出来、すでに稼働している装置の
高機能化(バージョンアップ)にも容易に対応することが
出来る。更に、冷却ファンの交換・保守について、装置
の機能を落とすことなく行えることにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムの正面図。

【図２】本発明の一実施例のシステムの縦断面図。

【図３】本発明の一実施例の密閉ユニット斜視図。

【図４】本発明の一実施例の密閉ユニット透視図
（１）。

【図５】本発明の一実施例の密閉ユニット透視図
（２）。

【図６】図５のＢ部部分拡大図。

【図７】図５のＣ部部分拡大図。

【図８】本発明の一実施例の密閉ユニット透視図
（３）。

【図９】本発明の一実施例の密閉ユニット透視図
（４）。

【符号の説明】

１…キャビネット、２…シェルフ、３…プリント基板、４…コネクタ、５…バックパネル６…密閉された冷却ユニット、７…高発熱/高集積化プリント基板、８…プリント基板、９…ブロア装置、１０…電子部品、１１…コネクタ、１２…ケース、１３…ラッド、１４…ファンユニット、１５…ターボファン、１６…収納式屋根、１７…ゼンマイ状のバネ、１８…ゼンマイ状のバネ内蔵した支柱、１９…ギア、２０…遊星ギア、２１…ギア、２２…保守用ドア、２３…ジャバラ状収納式屋根。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者眞藤孝徳神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者福宮孝一神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所通信システム事業本部内Ｆターム(参考） 5E322 BA01 BA03 BA04 BB03 BB10 EA05 EA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品を搭載するプリント基板と、上記基板を冷却するファンと、上記ファンを収納し上記基板に冷却風を送る開口部を有
するファンユニットとを収納した冷却ユニットであっ
て、上記ファンユニットは引き出し構造で取り付けられてい
ることを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】請求項１に記載の冷却ユニットに取り付け
られたギアと前記ファンに取り付けられたギアとによっ
て、前記ファンユニットが上記冷却ユニットから引き出
されるに従い、上記ファンの冷却風の風向が前記開口部
から変化し、上記開口部を閉じる収納式屋根が出てくる
ことを特徴とする冷却ユニット。
【請求項３】前記ファンユニットが保守用ドアを有する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項２のいずれかに
記載の冷却ユニット。
【請求項４】前記収納式屋根がジャバラ状であることを
特徴とする請求項２ないし請求項３のいずれかに記載の
冷却ユニット。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記載
の冷却ユニットと電子部品が搭載されたその他の複数の
プリント基板とがシェルフに並列実装され、上記シェル
フがキャビネット内に複数縦積みされることを特徴とす
る局部冷却型電子機器装置。