JP2004140015A - 通信機器の実装構造とその放熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信機器において、内部で発生した熱を効率よく放熱することができる実装構造およびその放熱方法を提供する。
【解決手段】本発明の通信機器は、複数のユニット３とＩ／Ｆボックスと全体カバー１０とを有し、ポール２０等に取り付けられる。ユニット３の中に実装された電子部品から発生した熱は、放熱フィン１３に伝導する。全体カバー１０は、複数のユニット３とＩ／Ｆボックスの全体を覆うように取り付けられ、その内部には取り付けられたときユニット３の上方に位置するようにファンが設けられている。放熱フィン１３に伝導した熱は、ファンによる吸気により排気口１１から外部に排出される。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話システム等で使用される通信機器に関し、特にその実装構造および放熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話システム等で使用される通信機器は、例えば図９に示すように一体型構造の通信機本体１８を有し、バンド１９によりポール２０等へ取り付けられる。そして、一体型の通信機本体と取付部とで構成された通信機器の実装構造であって、通信機本体が、鉄塔やポールにバンド等によって固定された取付部に取り付けられているものもある（例えば、特許文献１参照。）。しかし、以上のような一体型の通信機本体を有する実装構造では、通信機本体の消費電力が大きくなると、通信機本体の内部の発熱量も増大するので、発生した熱を外部へより効率よく放熱することができる放熱構造を有することが必要となる。同じ構造で通信機器の消費電力を大きくしようとすれば、通信機本体の外形が大きくなり、重量も重くなる。その結果、通信機器をポールに取り付けることを想定すると、大きくて重い通信機器は、設置時や保守時において、作業性が悪いばかりでなく、危険でもある。
【０００３】
このように、消費電力が大きい通信機器では、通信機本体の内部での発熱をいかに効率よく放熱できるかが課題となる。そして、この課題を解決する方法として、発熱部材からの熱を伝導させるために放熱フィンを設け、この放熱フィンにパネル等の発熱部材を接触させて、放熱効率の向上を図った放熱構造がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００２−９４５５号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開平２００１−６８８８０号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の通信機器の実装構造では、特許文献２に記載されたような放熱フィンを設けたとしても、放熱フィン自体の冷却は外気への自然空冷であるため、主に放熱フィンの大きさにより放熱の効率が決まってくる。すなわち、通信機器の消費電力を大きくすれば、大きく重い放熱フィンを備えることが必要となる。そのため、通信機器を大きくて重くせずに、更に消費電力の大きい通信機器を実現しようとすれば、更に放熱の効率の高い実装構造を実現することが課題となる。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、通信機器において、内部で発生した熱をより効率よく放熱することができる実装構造およびその放熱方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の実装構造は、密閉筐体を備え、前記密閉筐体の内部に電子部品による回路を有するとともに前記密閉筐体の外側に放熱フィンを有する複数のユニットを備えた通信機器の実装構造であって、前記複数のユニットが取り付けられた取付部と、前記複数のユニットの上方に設置されたファンと、前記複数のユニットと前記取付部と前記ファンとを覆うとともに、前記ファンにより吸気される空気を排出する排気口を備える全体カバーとを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の放熱方法は、放熱フィンを外側に有する複数の密閉筐体と前記複数の密閉筐体を取り付けた取付部とを備えた通信機器の放熱方法であって、前記複数の密閉筐体内部の電子部品で発生した熱を、前記複数の密閉筐体の上方に設置されたファンにより、前記複数の密閉筐体と前記取付部と前記ファンとを覆う全体カバーの排気口から、前記全体カバーの外部に放出することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明の第１の実施の形態の外観を示す全体斜視図であり、バンド１９によりポール２０に取り付けられた通信機器の外観である。図２は本発明の第１の実施の形態の構成を示す全体斜視図であり、全体カバー１０を取り外した状態を示す。図３は本発明の第１の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。また、図４は本発明の第１の実施の形態の強制空冷のイメージを示す断面図（正面図）であり、図５は本発明の第１の実施の形態のコネクタ部等の詳細を示す断面図（側面図）である。
【００１１】
図４に示すパネル１は、通信機器を構成する機能である制御部・無線部・ＡＭＰ部・ベースバンド部などの機能を有するものであり、例えばそれぞれ別の機能がそれぞれ別のパネル１の上に構成され、複数のパネル１が通信機器内に備えられる。そして、パネル１上には、それぞれの機能を実現するために、電子部品を有するプリント板２６が実装されており、ダイカストまたは板金等により構成された密閉筐体２の中に実装される。なお、図４では、ユニット３内に複数（２枚）のパネル１が実装されているが、必要に応じて、１枚であっても２枚より多い数であってもよい。
【００１２】
図２、図３、図４のユニット３は、前記パネル１を内部に実装した密閉筐体２を備えるとともに、図５に示すように、その一面にコネクタ５を備えており、コネクタ５は、後述の取付部であるＩ／Ｆ（インタフェース）ボックス７が備えるコネクタ６と電気的・構造的に接続される。なお、本実施の形態では、ユニット３のコネクタ５は１個で図示されているが、電気配線の必要に応じて複数設けてもよく、この場合それに対応してコネクタ６の数も増えることになる。
【００１３】
本実施の形態の取付部であるＩ／Ｆボックス７は、バンド１９によりポール２０に取り付けられるが、取り付けられた複数のユニット３の間を内部の配線により接続する機能や、複数のパネル１へ電源電圧を供給する機能などを有している。
【００１４】
図５には、ユニット３とＩ／Ｆボックス７とが締結された状態の断面が示されている。コネクタ５の周りには防水用のパッキン４が取り付けられているが、これは、装置を屋外に設置した場合にコネクタ５およびコネクタ６に対して防水性が必要となるためであり、同じ理由で、コネクタ５およびコネクタ６として、防水コネクタを使用してもよい。また、パッキン４は、ユニット３側に取り付けられているが、Ｉ／Ｆボックス７側に取り付けられていてもよい。そして、Ｉ／Ｆボックス７の一面には、コネクタ６とユニット３側に設けられた締結部材８を挿入する挿入穴２２とが備えられている。Ｉ／Ｆボックス７は、ダイカストまたは板金等で製造された部品により、例えば密閉構造に構成される。
【００１５】
ユニット３を取り付ける際には、締結部材８がＩ／Ｆボックス７に設けられた挿入穴２２に挿入され、挿入穴２２の奥にある引っ掛け部に締結部材８の先端のフック部２３が引っ掛かるとともに、押圧されたパッキン４の反力２７の作用によって固定・保持がなされるが、この締結方法は一例であり、ネジ止め等の方法を用いてもよい。
【００１６】
そして、各ユニット３は、Ｉ／Ｆボックス７に取り付けられた状態で、図４に示すように、互いに隙間を空けて取り付けられており、この隙間を第１の空気流路２４として空気が流れる。全体カバー１０は、図１の外観に示すようにＩ／Ｆボックス７、各ユニット３の全体を覆う構造となっている。また、全体カバー１０と両端に位置する各ユニット３との間には、図４に示すように第２の空気流路２５となる隙間が空けられ、第１の空気流路２４および第２の空気流路２５に全体カバー１０の下側から空気が流入する構造であるとともに、全体カバー１０の上部には排気口１１が設けられている。全体カバー１０の内側には、図４に示すように、全体を覆ったとき各ユニット３の上方に位置するように防水ファン９が備えられている。この防水ファン９の作用によって、全体カバー１０の下側から流入した空気は、前述の第１の空気流路２４および第２の空気流路２５を通して吸い上げられ、排気口１１を通して全体カバー１０の外部に吐き出される。
【００１７】
全体カバー１０は、室外に置かれた場合には、サンシェードの役目を担い、日射を防ぐことにより、内部の電子部品の温度が上がることを防止する働きがあることは言うまでもない。
【００１８】
第１の実施の形態における放熱の詳細は、次のようになる。
図４を参照すると、装置稼動時における電源の通電により、各ユニット内部のパネル１に実装されているプリント板２６に取り付けられた電子部品２１から熱が発生し、その熱が各密閉筐体２の壁面に伝導する。本実施の形態では、密閉筐体２と電子部品との間に熱伝導部材１２が挿入されており、電子部品２１から発生した熱は、詳細図Ａに記載の熱の伝導方向２９に示されるように、熱伝導部材１２を伝わって、密閉筐体２に一体化して形成されている放熱フィン１３へ伝導する。本実施の形態では、放熱フィン１３は、密閉筐体２に一体化して形成されているが、分離構造としてネジ等で密閉筐体２に取り付けられた構造であってもよい。
【００１９】
そして、放熱フィン１３に伝導した熱は、防水ファン９の作動により、全体カバー１０の下側から流入し第１の空気流路２４および第２の空気流路２５を流れる空気に伝わり、２８で示される空気の流れによって排気口１１（図１参照）から通信機の外へ排出される。
【００２０】
すなわち、防水ファン９による空気の流れの量により、放熱量も変化するので、防水ファン９の吸気量が多ければ放熱効果も大きくなる。
【００２１】
なお、図４の詳細図Ａに、第２の空気流路２５による熱の伝導の詳細を示しているが、第１の空気流路２４による熱の伝導もこれと同様である。
【００２２】
以上のように、本実施の形態の通信機器の実装構造は、機能を機能毎に分割して収容した複数のユニット３と、各ユニット３が取り付けられるＩ／Ｆボックス７と、全体カバー１０と、全体カバー１０の内部の空気を外部に排出する防水ファン９とを具備する。そして、全体カバー１０には、排気口１１が設けられており、内部の空気は、防水ファン９の作用によって排気口１１から外部に排出される。
【００２３】
なお、本実施の形態では、ファンやコネクタやパッキンを、防水性を有するものとして記載しているが、通信機が屋内に設置される場合や、例え屋外に置かれるにしても全体カバー等の構造により雨等で濡れることがない場合には、特に防水性を有する必要はない。また、防水用のパッキン４としては、Ｏリングやゴムパッキンなどを用いればよく、通信機の防水性を保つことができればよい。
【００２４】
また、本実施の形態の通信機器は、電信柱等のポール２０にバンド１９で取り付けられているが、設置される場所はこれに限ることはない。壁面や天井等に取り付け金具等を用いて設置することも出来ることは言うまでもない。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施の形態を、図６、図７および図８を参照して説明する。
図６は第２の実施の形態の構成を示す分解斜視図であり、図７は第２の実施の形態の強制空冷のイメージを示す断面図（正面図）である。また、図８は第２の実施の形態のユニットの詳細図である。図８の上図は、ユニット３を上方からの見た図であり、ユニット３内に収容されたシェルフ１６と複数のパネル１の実装状態を示しており、図８の下図はユニット３の側面図である。
【００２６】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態である図１〜５と同様の基本構成・構造をとっているが、図６に示すように、複数のユニット３のうち少なくとも一つのユニット３の密閉筐体に開口部１４を設け、ユニット３の中に複数のパネル１が実装された構造を有しており、開口部１４を開けることによりパネル１は挿抜可能となる。図７、図８に示すように、ユニット３内において、複数のパネル１は、シェルフ１６の中に収容されており、レール１５の設置間隔で整列している。そして、シェルフ１６は、ユニット３の密閉筐体の内側との間に隙間をとって設置されており、この隙間と複数のパネル間の隙間が空気流路となる。すなわち、シェルフ１６は、空気流路を確保するためのしきり板にもなっている。また、シェルフ１６に収容された各パネル１に実装されたプリント板上の電子部品から発生した熱を放熱するために、放熱フィン１３が、ユニット３の密閉筐体の内外を貫通する様にユニット３に備えられている。更に、図７に示すように、密閉筐体内部の空気を対流させるため、ファン１７がパネル１の上方に設けられる。
【００２７】
第２の実施の形態における放熱の詳細は、次のようになる。
装置稼動時における電源の通電により、図６に示すシェルフ１６に収容された各パネル１に実装されたプリント板に取り付けられた電子部品から熱が発生する。各パネル１は、複数のレール１５に従ってシェルフ１６の中で整列しているので、各パネル間には隙間が有り、その隙間を空気流路としてファン１７が各パネル間の熱せられた空気を吸気するので、電子部品で発生した熱が放熱される。ファン１７により吸気された空気は、シェルフ１６と密閉筐体２との間に形成された空気流路を下方に流れて、密閉筐体２内の底部へ送られる。その際、放熱フィン１３に熱が伝導して空気が冷却される。そして、冷却された空気は、再び各パネル１の底部から上方へファン１７より再び吸気される。
【００２８】
放熱フィン１３に伝導した熱は、第１の実施の形態と同様、各ユニット３の間の隙間（第１の空気流路２４）および、および全体カバー１０とユニット３との間の隙間（第２の空気流路２５）を空気流路として防水ファン９により熱せられた空気が吸気されるので、効率よく放熱される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明の実装構造によれば、電子部品からの発熱をファンと放熱フィンの作用により強制空冷で放熱するので、電子部品からなる回路への熱による悪影響を抑制した通信機の実装構造を提供することができる。また、分離構造となっているので、設置工事や保守作業等の際、各ユニット等を分離すれば、取り扱う重量を分散することができるので、通信機を移動したりするのに取扱いが容易になり、作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の外観を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の構成を示す全体斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の強制空冷のイメージを示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のコネクタ部等の詳細を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の強制空冷のイメージを示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のユニットの詳細図である。
【図９】従来の筐体構造の全体斜視図である。
【符号の説明】
１　　パネル
２　　密閉筐体
３　　ユニット
４　　パッキン
５　　コネクタ
６　　コネクタ
７　　Ｉ／Ｆボックス
８　　締結部材
９　　防水ファン
１０　　全体カバー
１１　　排気口
１２　　熱伝導部材
１３　　放熱フィン
１４　　開口部
１５　　レール
１６　　シェルフ
１７　　ファン
１８　　通信機本体
１９　　バンド
２０　　ポール
２１　　電子部品
２２　　挿入穴
２３　　フック部
２４　　第１の空気流路
２５　　第２の空気流路
２６　　プリント板
２７　　反力
２８　　空気の流れ
２９　　熱の伝導方向

Claims (11)

1. 密閉筐体を備え、前記密閉筐体の内部に電子部品による回路を有するとともに前記密閉筐体の外側に放熱フィンを有する複数のユニットを備えた通信機器の実装構造であって、
   前記複数のユニットが取り付けられた取付部と、
   前記複数のユニットの上方に設置されたファンと、
   前記複数のユニットと前記取付部と前記ファンとを覆うとともに、前記ファンにより吸気される空気を排出する排気口を備える全体カバーとを有することを特徴とする実装構造。
2. 前記複数のユニットと前記取付部とは、コネクタにより電気的に接続されることを特徴とする請求項１記載の実装構造。
3. 前記コネクタの周りに防水パッキンを具備することを特徴とすることを特徴とする請求項２記載の実装構造。
4. 前記複数のユニットと前記取付部とを機械的に接続する締結部材を具備することを特徴とする請求項１から請求項３いずれか一項記載の実装構造。
5. 前記複数のユニットのうち少なくとも一つのユニットは、筐体に密閉構造を施した開口部を具備するとともに、前記開口部より内部に実装された電子部品を備えた基板を挿抜することができることを特徴とする請求項１から請求項４いずれか一項記載の実装構造。
6. 前記開口部を具備するユニットは、内部にシェルフを有し、前記シェルフに前記電子部品を備えた基板が複数実装されることを特徴とする請求項５記載の実装構造。
7. 前記開口部を具備するパネルは、密閉筐体の内外を貫通する前記放熱フィンを備えることを特徴とする請求項５から請求項６いずれか一項記載の実装構造。
8. 前記シェルフの上方にファンを有することを特徴とする請求項５から請求項７いずれか一項記載の実装構造。
9. 放熱フィンを外側に有する複数の密閉筐体と前記複数の密閉筐体を取り付けた取付部とを備えた通信機器の放熱方法であって、
   前記複数の密閉筐体内部の電子部品で発生した熱を、前記複数の密閉筐体の上方に設置されたファンにより、前記複数の密閉筐体と前記取付部と前記ファンとを覆う全体カバーの排気口から、前記全体カバーの外部に放出することを特徴とする放熱方法。
10. 前記複数の密閉筐体のうち少なくとも一つの密閉筐体は、密閉筐体の内外を貫通する前記放熱フィンと、密閉構造を施した開口部を具備し、前記開口部より内部に実装された電子部品を備えた基板を挿抜することができることを特徴とする請求項９記載の放熱方法。
11. 前記開口部を具備する密閉筐体は、内部に、前記電子部品を備えた基板が複数実装されたシェルフを有するとともに、前記シェルフの上方にファンを有し、前記ファンによる吸気により、前記電子部品を備えた基板からの発熱を前記放熱フィンに伝えることを特徴とする請求項１０記載の放熱方法。

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