JP2003258463A - 筐体の熱交換構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】密閉筐体の筐体の熱交換構造に於いて、内部空
気と放熱器間の熱伝達効率を増大し、又外気の風を有効
に利用して冷却が行われる様にし、放熱効果を向上させ
る。 【解決手段】筐体１の一側面１４に筐体内部と筐体外部
とに露出する放熱器１１が設けられ、該放熱器は上下方
向に延びるフィン１３を有し、前記放熱器の外部に露出
する部分を覆い、上端、下端が開放された外部ダクト１
２を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は発熱部品を収納する
電子機器の筐体、特に野外に設置される電子機器の筐体
の熱交換構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】野外に設置される電子機器、例えば通信
基地等の電子機器の筐体では風雨から内部の電子部品、
電子回路を保護する為密閉構造が要求される。又、増幅
回路等では大きな電力を消費する発熱部品が実装され、
冷却を必要とする。

【０００３】従来、密閉構造の筐体の熱交換構造として
は図７、図８に示すものがある。

【０００４】図中、１は密閉構造の筐体であり、該筐体
１内には発熱部品２を実装したプリント基板３が所要枚
数収納され、該プリント基板３の下方には冷却ファン４
が設けられている。

【０００５】前記筐体１の一側面（前記プリント基板３
に対して垂直な面）には矩形の放熱口５が穿設され、該
放熱口５を閉塞する様に放熱器６が固着されている。

【０００６】該放熱器６は図８の断面図でも分る様に、
基板部７の内面側には上下方向に延びる内部フィン８が
所定間隔で多数形成され、前記基板部７の外面側には上
下方向に延びる外部フィン９が所定間隔で多数形成され
ている。

【０００７】上記した従来の筐体の熱交換構造に於ける
放熱作用について説明する。

【０００８】電子機器が駆動されると共に前記冷却ファ
ン４が駆動され、内部の空気が冷却空気として上方に向
って吐出される。冷却空気は前記発熱部品２を冷却し、
前記筐体１の天井に沿って下方に変向し、前記内部フィ
ン８の間を通過して前記冷却ファン４の下側から吸引さ
れ、再び上方に吐出される。

【０００９】上記冷却空気の循環により、上向流では上
記発熱部品２の熱を奪い、下向流では前記内部フィン８
に熱を伝達し、該内部フィン８に伝達された熱は前記基
板部７を経て前記外部フィン９に伝達され、該外部フィ
ン９より外部の大気に自然放熱されていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の筐体の
熱交換構造では、上向流の全てが前記内部フィン８に沿
って降下するとは限らず、前記筐体１の天井に衝突して
図７中左方向に変向するものもあり、下向流の一部は前
記内部フィン８と対峙する側面に沿って流れる。この
為、冷却空気により前記発熱部品２より発熱された熱が
前記内部フィン８に伝達される効率が低く、又該内部フ
ィン８が受熱した熱は、前記基板部７を経て前記外部フ
ィン９に伝達される為、冷却空気から伝達された熱が前
記外部フィン９より放熱される迄の熱抵抗が大きく、熱
伝達効率は小さいという問題があった。この為、必要な
放熱特性を得るには前記放熱器６を大きくしなければな
らず、前記筐体１が大型化していた。

【００１１】又、該筐体１は日光が当る部分に設置され
る場合もあり、日光が直接放熱器６に当った状態では、
該放熱器６が太陽熱を受熱し、放熱効果が低減するとい
う問題もあった。

【００１２】更に、該放熱器６は外気の風が吹くこと
で、放熱量が増大するが、風があっても該放熱器６の正
面から吹かなければ放熱には効果がない等、外気の風を
冷却に利用するという面では不十分であった。

【００１３】本発明は斯かる実情に鑑み、内部空気と放
熱器間の熱伝達効率を増大し、又放熱の熱抵抗を低減
し、又外気の風を有効に利用して冷却が行われる様に
し、放熱効果を向上させた筐体の熱交換構造を提供する
ものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、筐体の一側面
に筐体内部と筐体外部とに露出する放熱器が設けられ、
該放熱器は上下方向に延びるフィンを有し、前記放熱器
の外部に露出する部分を覆い、上端、下端が開放された
外部ダクトを設けた筐体の熱交換構造に係り、又前記放
熱器の下方に水平方向の風を前記外部ダクト内に変向す
る斜面を有する導風器を設けた筐体の熱交換構造に係
り、又前記筐体内部に該筐体内部に露出する部分を覆い
該筐体内部に導風路を形成する内部ダクトを設けた筐体
の熱交換構造に係るものである。

【００１５】

【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。

【００１６】図１〜図５中に於いて、図７、図８中で示
したものと同等のものには同符号を付してある。

【００１７】密閉構造の筐体１の一側面１４には放熱器
１１が設けられ、該放熱器１１の突出部分（外部に露出
する部分）を覆う外部ダクト１２が前記筐体１に設けら
れ、前記外部ダクト１２は上端、下端が開放され、平断
面はコの字状をしている。前記放熱器１１の下方には後
述する導風器２３が設けられている。

【００１８】前記筐体１の内部には、発熱部品２を実装
したプリント基板３が所要枚数収納され、前記筐体１の
一側面１４には矩形の放熱口５が穿設され、該放熱口５
を閉塞する様に放熱器１１が固着されている。

【００１９】該放熱器１１は周囲に取付け用のフランジ
が形成され、上下方向に延びる放熱用のフィン１３が所
定の間隔で形成されている。

【００２０】該フィン１３は前記筐体１の一側面１４の
外側、内側にそれぞれ所要寸法だけ突出する幅を有し、
前記放熱器１１の一端に位置するフィン１３ａと該フィ
ン１３ａに隣接するフィン１３ｂとはフィン１３ａ，１
３ｂの外側縁が外縁連結部１５で連結され、前記フィン
１３ｂと該フィン１３ｂに隣接するフィン１３ｃとは幅
中心位置で中連結部１６により連結されている。

【００２１】而して、前記外縁連結部１５は隔列毎にフ
ィン１３，１３を連結し、前記中連結部１６は前記外縁
連結部１５とは異なる列で隔列毎にフィン１３，１３と
を連結している。従って、前記フィン１３は前記外縁連
結部１５と中連結部１６により交互に連結される状態と
なる。更に、前記フィン１３で形成される放熱用の溝
は、前記筐体１内側に開口するフィン１３の全幅の深さ
を有する溝１７と、前記中連結部１６を境に対称的な溝
１８，１９となる。

【００２２】前記筐体１の底板（プリント基板３の下
方）から前記一側面１４に掛渡って中空Ｌ字状の内部ダ
クト２１が設けられている。該内部ダクト２１の垂直部
分の上端は開放され、垂直部分には前記放熱器１１の筐
体１内に入込んだ部分（筐体内部に露出する部分）が収
納される。又、前記内部ダクト２１の下部水平部分の上
面には空気吐出孔２２が穿設され、該空気吐出孔２２と
同心に固着された冷却ファン４が前記内部ダクト２１の
下部に収納されている。該内部ダクト２１は前記筐体１
との間に前記内部ダクト２１の上端と前記空気吐出孔２
２のみが開口する導風路２４を形成する。

【００２３】前記導風器２３は図２に示される様に、前
記放熱器１１が設けられている前記一側面１４に対して
傾斜する傾斜面２５と前記放熱器１１の中央から離反す
る方向に下り傾斜する傾斜面２６により形成される導風
溝２７を有している。

【００２４】以下、筐体の熱交換構造の作用について説
明する。

【００２５】先ず、前記筐体１内部での熱交換作用につ
いて説明する。

【００２６】前記冷却ファン４が駆動され、前記空気吐
出孔２２を通して冷却空気が前記プリント基板３間を通
って上昇する。上昇過程で、冷却空気は前記発熱部品２
から受熱する。前記冷却ファン４は前記導風路２４を介
して前記筐体１内の上部から冷却空気を吸引するので、
該筐体１の天井に到達した冷却空気は前記導風路２４を
降下する。

【００２７】該導風路２４内で、冷却空気は前記溝１
７、溝１８を通って降下し、降下する過程で、前記発熱
部品２から受熱した熱を前記フィン１３に伝達する。該
フィン１３で冷却された冷却空気は前記冷却ファン４の
下側から吸引され、前記空気吐出孔２２から上方に吐出
され、前記筐体１内を強制循環される。

【００２８】上記冷却空気の循環で、前記導風路２４が
形成されることで、上向流と下向流が区分けされるの
で、循環過程で上向流と下向流の衝突、緩衝がなく、流
動損失がなく効果的に循環する。

【００２９】前記フィン１３に伝達された熱は該フィン
１３を介して外気に放熱される。尚、この放熱過程で、
該フィン１３は直接外気に接触しているので、前記放熱
器１１内での伝熱経路は著しく短く、熱抵抗が少なく、
放熱効率が大きい。

【００３０】次に、前記筐体１外部での熱交換作用につ
いて説明する。

【００３１】風がない状態では、前記放熱器１１により
外気が熱せられることで、前記溝１９内の外気、或は前
記放熱器１１に接触している外気が暖められ、対流によ
り上昇し、該放熱器１１から熱を受熱し、外気に放出す
る。

【００３２】次に、風がある場合では、該放熱器１１に
対して正面方向から風が吹くと、風は前記傾斜面２５に
衝突し、該傾斜面２５により前記外部ダクト１２内に向
う上向流に変向され、前記外部ダクト１２内を上昇して
通過する。通過過程で、前記放熱器１１から受熱し、該
放熱器１１を冷却する。

【００３３】又、該放熱器１１に対して側方から風が吹
いている場合は、風は前記傾斜面２６に衝突して該傾斜
面２６により前記外部ダクト１２内に向う上向流に変向
され、前記外部ダクト１２内を上昇して通過する。通過
過程で、前記放熱器１１から受熱し、該放熱器１１を冷
却する。

【００３４】即ち、正面、側方のいずれの方向からの風
も、効果的に前記外部ダクト１２内に導かれ、外気によ
り前記放熱器１１が効果的に冷却される。

【００３５】而して、前記冷却ファン４により引起され
る冷却空気の強制循環流は効果的に前記発熱部品２を冷
却し、更に前記放熱器１１に熱伝達し、該放熱器１１は
小さな熱抵抗で外気に放熱し、又外気の風が効果的に該
放熱器１１の放熱に利用されるので、前記筐体１の熱交
換構造の放熱性は著しく高い。

【００３６】又、前記外部ダクト１２は日光を遮り、前
記放熱器１１に直接日光が当ることを防止するので、太
陽熱により加熱されることを抑制する遮熱板としても機
能する。

【００３７】尚、前記放熱器１１の形状は図６に示す様
に、フィン１３の外側縁と内側縁を交互に連結し、断面
が葛折状となる様にしてもよい。この場合も、該フィン
１３を境として筐体１内の空気と外気とが接触するの
で、放熱器１１の熱抵抗は小さい。

【００３８】又、該放熱器１１は前記一側面１４に設け
たが、該一側面１４の他の面、例えば該一側面１４と対
向する面に同様な構成で、放熱器１１、外部ダクト１
２、フィン１３等を設けてもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、筐体の
一側面に筐体内部と筐体外部とに露出する放熱器が設け
られ、該放熱器は上下方向に延びるフィンを有し、前記
放熱器の外部に露出する部分を覆い、上端、下端が開放
された外部ダクトを設けたので、放熱器を含む外気流通
路が形成され、外部ダクトにより導かれた外気により効
果的に放熱器から放熱される。

【００４０】又、前記放熱器の下方に水平方向の風を前
記外部ダクト内に変向する斜面を有する導風器を設けた
ので、風がある環境では風が積極的に外部ダクト内に導
入され、更に放熱効果が高まる。

【００４１】又、前記筐体内部に該筐体内部に露出する
部分を覆い該筐体内部に導風路を形成する内部ダクトを
設けたので、筐体内部内に干渉、衝突のない冷却空気の
循環流が形成され、筐体内の熱が確実に前記放熱器に伝
達され、放熱効果が向上する等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外観図である。

【図２】同前実施の形態を示し、一部を分解した斜視図
である。

【図３】同前実施の形態の側断面図である。

【図４】同前実施の形態の立断面図である。

【図５】図３のＡ−Ａ矢視図である。

【図６】他の実施の形態を示し、図３のＡ−Ａ矢視相当
図である。

【図７】従来例の側断面図である。

【図８】図６のＢ−Ｂ矢視図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 発熱部品 ３ プリント基板 １１ 放熱器 １２ 外部ダクト １３ フィン １７ 溝 １８ 溝 １９ 溝 ２１ 内部ダクト ２２ 空気吐出孔 ２３ 導風器 ２４ 導風路 ２５ 傾斜面 ２６ 傾斜面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体の一側面に筐体内部と筐体外部とに
   露出する放熱器が設けられ、該放熱器は上下方向に延び
   るフィンを有し、前記放熱器の外部に露出する部分を覆
   い、上端、下端が開放された外部ダクトを設けたことを
   特徴とする筐体の熱交換構造。
2. 【請求項２】 前記放熱器の下方に水平方向の風を前記
   外部ダクト内に変向する斜面を有する導風器を設けた請
   求項１の筐体の熱交換構造。
3. 【請求項３】 前記筐体内部に該筐体内部に露出する部
   分を覆い該筐体内部に導風路を形成する内部ダクトを設
   けた請求項１又は請求項２の筐体の熱交換構造。