JP2005340598A - シールドボックス - Google Patents

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Abstract

【課題】特別な専用ダクトを設けることなく、CPU32の冷却を重点的にかつ効率的に行うことを可能にすること。
【解決手段】シールドボックス100は、第1の配線基板10と、第1の配線基板10に対し間隔をおいて対向する第2の配線基板12とを備えている。第2の配線基板12には相互に対向する側面14a、14bを有する通風口14が形成されている。一対のフラットケーブル16及び18が、それぞれ、通風口14の側面14a、14bの内側を相互に間隔をおいて対向するよう貫通して延在するとともに、一端が第1の配線基板10に連結され、他端が第2の配線基板12に連結されている。冷却ファン30が、外気を、フラットケーブル16及び18の間を通して第1の配線基板10に向けて吹き付けるよう配設されている。
【選択図】 図5

Description

本発明は、静電複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの複合機である画像形成装置などの電子制御装置に備えられるシールドボックスに関する。
静電複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの複合機である画像形成装置のデジタル回路が配設された配線基板は、放射電波規格を満足させるため、一般的に、1個のシールドボックスに収容されている。配線基板にはCPUが装着されているが、近年の電子機器の高速処理化の進展に伴って、CPUのクロック周波数も高周波化が進んでいる。これに伴って、CPU内部の発熱量が増加し、表面の温度も高くなる。この状態を放置すると、CPUの熱暴走が発生し、電子機器が正常に機能しなくなるので、冷却する必要がある。
特許文献1には、シールドボックスに冷却ファンを装着し、この冷却ファンにより外気を装置本体内に吸引し、その一部をシールドボックス内に供給して配線基板を冷却するよう構成された画像形成装置が開示されている。このシールドボックスにおいては、冷却ファンにより吸引された外気の一部がシールドボックス内に供給されるよう構成されており、CPUの表面を重点的に冷却するような配慮はなされていない。特に、複数の、例えば2枚の配線基板が相互に間隔をおいて対向するよう配設されたシールドボックスにおいて、装置本体に装着されたとき、装置本体側に位置する配線基板にCPUが配設されている場合には、CPUの表面を重点的に冷却するためには、CPU冷却用の専用ダクトを配設したり、冷却ファンの風量をアップさせる、などの対策が必要となる。その結果、構成の複雑化、大型化、コストアップなどを招くことになる。なお、このような技術的課題は、重点的に冷却することが要請される部材が、CPU以外の特定された他の被冷却部材であっても、同様に存在するものである。
特開2002−23597号公報
本発明の目的は、特別な専用ダクトを設けることなく、特定された被冷却部材(例えばCPU)の冷却を重点的にかつ効率的に行うことを可能にする、新規なシールドボックスを提供することである。
本発明の一局面によれば、
第1の配線基板と、第1の配線基板に対し間隔をおいて平行に対向する第2の配線基板とを備えたシールドボックスにおいて、
第2の配線基板に形成されかつ相互に実質的に対向する側面を有する通風口と、それぞれ、通風口の該側面の内側を相互に間隔をおいて対向するよう貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された一対のフラットケーブルと、通風口に対向するよう配設されかつ、外気を、一対のフラットケーブルの間を通して第1の配線基板に向けて吹き付ける冷却ファンとを備えている、
ことを特徴とするシールドボックス、が提供される。
第1の配線基板における、相互に対向する一対のフラットケーブルに挟まれた空間の延長上には特定された被冷却部材が配設されている、ことが好ましい。
通風口の該側面は相互に平行に延在する、ことが好ましい。
通風口の該側面は、一端から他端に向かって間隔が徐々に広くなるよう形成されている、ことが好ましい。
第2の配線基板の通風口は、該側面の一端間を延在する一端面を有し、通風口の該一端面の内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された他のフラットケーブルが、一対のフラットケーブルに加えて配設され、他のフラットケーブルは、一対のフラットケーブルと協働して、横断面が実質的にチャンネル形状をなすよう配置される、ことが好ましい。
本発明の他の局面によれば、
第1の配線基板と、第1の配線基板に対し間隔をおいて平行に対向する第2の配線基板とを備えたシールドボックスにおいて、
第2の配線基板に形成されかつ相互に実質的に対向する側面を有する通風口と、通風口の該側面の片方における内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された1個のフラットケーブルと、通風口に対向するよう配設されかつ、外気を、通風口を通してフラットケーブルに沿って第1の配線基板に向けて吹き付ける冷却ファンとを備えている、
ことを特徴とするシールドボックス、が提供される。
フラットケーブルは、第1の配線基板に向かって、通風口の該側面の片方から他方に向かう方向に傾斜するよう延在する、ことが好ましい。
第1の配線基板における、フラットケーブルの、通風口の該側面の他方に面した内側面、に対向した位置には特定された被冷却部材が配設されている、ことが好ましい。
特定された被冷却部材はCPUである、ことが好ましい。
以下、本発明に従って構成されたシールドボックスの好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1〜図4を参照して、シールドボックス100は、シールドボックスユニット100Uと、ボックス外カバー102とを備えている。シールドボックスユニット100Uは、相互に間隔をおいて対向しかつ、所定の幅で長手方向(図2及び図3において上下方向)に延在するほぼ矩形状の側板2及び4と、側板2及び4の長手方向の一端間(図2及び図3において上端間)を横方向(図2及び図3においてほぼ左右方向)に側板2及び4とほぼ同じ幅で延在するほぼ矩形状の端板6と、側板2及び4と端板6の幅方向の一側間に配置された前板8とを備えている。前板8には、周縁部を残して大きな開口8aが形成されている。側板2及び4、端板6及び前板8は金属板から形成されている。側板2及び4と端板6の幅方向の他側部の内側には、ほぼ矩形状をなす第1の配線基板10が取り付けられている。第1の配線基板10は、前板8に対し間隔をおいて平行に対向するよう配置されている。側板2及び4と端板6の幅方向の中間部の内側には、ほぼ矩形状をなす第2の配線基板12が取り付けられている。第2の配線基板12は、第1の配線基板10及び第2の配線基板12に対し、それぞれ間隔をおいて平行に対向するよう配置されている。シールドボックスユニット100Uの、図2及び図3において下端側は下方に開放されている。シールドボックスユニット100Uについては、後に更に詳述する。
シールドボックスユニット100Uは、例えば、静電複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの複合機である画像形成装置(不図示)の側面と背面との角部に配設されたほぼL形の金属製フレーム104の、装置背面側に位置するフレーム106の背面に、シールドボックスユニット100Uの第1の配線基板10の背面が重合され、離脱自在に装着される(図2参照)。
シールドボックスユニット100Uは、フレーム106に装着された状態で、前板8の開口8aが背面側に向けられている。図1に示されているように、フレーム106の背面側には、フレーム外カバー108が離脱自在に装着される。フレーム外カバー108は、シールドボックスユニット100Uの、図2において上側、右側及び下側を囲むように配置され、この状態で、矩形状の金属製ボックス外カバー102がシールドボックスユニット100Uの前板8及び下端側を覆うよう、シールドボックスユニット100U及びフレーム外カバー108に装着される(図1参照)。シールドボックスユニット100Uの第1の配線基板10及び第2の配線基板12は、シールドボックスユニット100Uの側板2及び4、端板6、前板8、ボックス外カバー102、フレーム106などにより形成された、ほぼ直方体の空間内にシールドされる。
次に、図3〜図5及び図7を参照して、シールドボックスユニット100Uについて更に説明する。第2の配線基板12には、相互に実質的に対向する側面を有する通風口14が形成されている。図7に示されているように、この実施形態において、通風口14は、相互に平行に対向する一側面14aと他側面14b、相互に平行に対向する一端面14cと他端面14dを有する矩形に形成されている。一端面14cは、一側面14aと他側面14bの一端間を延在し、他端面14dは、一側面14aと他側面14bの他端間を延在する。第1の配線基板10(の回路)と第2の配線基板12(の回路)とは、一対のフラットケーブル16及び18により連結されている。第1の配線基板10の回路は、第2の配線基板12に対向する面(回路面)に配設され、第2の配線基板12の回路は、第2の配線基板12に対向する面と反対側の面(回路面)に配設されている。フラットケーブル16及び18は、それぞれ、通風口14の一側面14aと他側面14bの内側を相互に間隔をおいて対向するよう貫通して延在しかつ、一端がそれぞれ、第1の配線基板10の回路面にコネクタ20及び22を介して連結され、他端が第2の配線基板12の回路面にコネクタ24及び26を介して連結されている。
フラットケーブル16及び18の他端部は、第2の配線基板12の回路面から相互に対向しながらかつ、相互に離れる方向に緩やかに湾曲しながら延び出してから、相互に対向する面の裏面側に折り返されている。そして、折り返されて配線基板12の回路面に向うフラットケーブル16及び18の他端が、それぞれ、コネクタ24及び26を介して第2の配線基板12の回路に連結されている。フラットケーブル16及び18の一端側は、相互に対向した状態で第1の配線基板10の回路面にほぼ直角に向って延び、それぞれ、コネクタ20及び22を介して第1の配線基板10の回路に連結されている。このようにして、第2の配線基板12と第1の配線基板10との間には、フラットケーブル16及び18によって、第2の配線基板12の外側から通気孔14を通して第1の配線基板10の回路面に向って延びる空気流路が形成される。図5及び図7に示すように、第1の配線基板10の回路面における、相互に対向する一対のフラットケーブル16及び18に挟まれた空間の延長上(図5において上下方向、図7において左右方向)における一方(図5において上方、図7において右方)にはCPU32が配設されている。
シールドボックスユニット100Uには、軸流ファンからなる冷却ファン30が通風口14に対し軸方向に対向するよう配設されかつ、外気を、一対のフラットケーブル16及び18の間を通して第1の配線基板10の回路面に向けて吹き付けるよう配設されている。更に具体的に説明すると、シールドボックスユニット100Uの前板8の内側位置には、冷却ファン30が通風口14に対し軸方向に対向するよう取り付けられている。冷却ファン30の吸引側(図4において上側)は、前板8の開口8aの一部領域に面している。図1に示すように、シールドボックスユニット100Uの前板8がボックス外カバー102に覆われた状態で、ボックス外カバー102に形成された複数の吸気口からなるルーバ102aは、冷却ファン30に対し軸方向に対応して位置付けられる。
図1に示すように、シールドボックス100が構成された状態で、冷却ファン30が回転駆動されると、図5及び図6に示すように、外気が、シールドボックス100のルーバ102aからシールドボックス100内に吸引される。冷却ファン30により吸引された空気は、一対のフラットケーブル16及び18の間を通して第1の配線基板10の回路面に向けて吹き付けられる。第1の配線基板10の回路面に吹き付けられた空気は、相互に対向する一対のフラットケーブル16及び18に挟まれた空間の延長方向の一方及び他方に向って第1の配線基板10の回路面に沿って流れるよう指向される。該延長方向の一方に向って第1の配線基板10の回路面に沿って流れるよう指向された空気は、CPU32の表面を冷却しながら第1の配線基板10の回路面に沿って流れ、第1の配線基板10の回路面に配設された他の電子部材などを冷却する。該延長方向の他方に向って第1の配線基板10の回路面に沿って流れるよう指向された空気は、第1の配線基板10の回路面に沿って流れ、第1の配線基板10の回路面に配設された他の電子部材などを冷却する。冷却ファン30により吸引された空気の一部は、第2の配線基板12の回路面に沿って流れ、第1の配線基板10の回路面に配設された他の電子部材などを冷却する。シールドボックス100内に吸引された空気は、シールドボックス100に配設された図示しない排気口から外部に排出される。
上記説明から明らかなように、本発明によるシールドボックス100によれば、第1の配線基板10と第2の配線基板12とを電気的に接続する一対のフラットケーブル16及び18を、ダクトの機能が得られるように相互に対向して配置することにより、特別な専用ダクトを設けることなく、既存の部材を利用することにより、CPU32の冷却を効率的に行うことを可能にする。また、シールドボックス100内の冷却をも同時に行うことができる。したがって、本発明によれば、簡単かつコンパクトな構成を確保することにより、低コストでコストアップを回避しながらCPU32の冷却を効率的に行うことを可能にするとともに、シールドボックス100内の冷却をも同時に行うことができる。
上記実施形態において、通気口14は図7に示すように矩形状に形成されているが、これに代えて、図8に示すように、相互に平行に対向する一側面14aと他側面14bを、一端(図8において左端)から他端(図8において右端)に向かって間隔が徐々に広くなるよう形成する、他の実施形態もある。この実施形態においては、一対のフラットケーブル16及び18も、該一端から該他端に向かって間隔が徐々に広くなるよう配置される。その結果、第1の配線基板10の回路面に吹き付けられた空気は、相互に対向する一対のフラットケーブル16及び18に挟まれた空間を幅の狭い方から広い方に向って多く流れるよう指向されるので、フラットケーブル16及び18に挟まれた空間の、幅の広い方への延長上にCPU32を配置すれば、更に重点的にCPU32を冷却することが可能になる。
先の実施形態において、第2の配線基板12の通風口14は、一側面14aと他側面14bの一端間を延在する一端面14cを有しているが、図9には、通風口14の一端面14cの内側を貫通して延在する他のフラットケーブル34が、一対のフラットケーブル16及び18に加えて配設された、更に他の実施形態の部分断面図が示されている。他のフラットケーブル34の一端は第1の配線基板10の回路面に図示しないコネクタを介して連結され、他端は第2の配線基板12の回路面に図示しないコネクタを介して連結されている。他のフラットケーブル34は、一対のフラットケーブル16及び18と協働して、横断面が実質的にチャンネル形状をなすよう配置される。他のフラットケーブル34の他端部は、一対のフラットケーブル16及び18と同様に、第2の配線基板12の回路面から相互に対向しながらかつ、緩やかに外方に湾曲しながら延び出してから裏面側に折り返されている。そして、折り返されて配線基板12の回路面に向うフラットケーブル34の他端が、図示しないコネクタを介して第2の配線基板12の回路に連結されている。フラットケーブル36一端側は、第1の配線基板10の回路面にほぼ直角に向って延び、図示しないコネクタを介して第1の配線基板10の回路に連結されている。この実施形態においては、第1の配線基板10の回路面に吹き付けられた空気は、相互に対向する一対のフラットケーブル16及び18と他のフラットケーブル34とにより形成されたチャンネル形状の空間を、チャンネル形状の開放方向に向って指向されるので、チャンネル形状の開放方向の延長上にCPU32を配置すれば、より一層重点的にCPU32を冷却することが可能になる。
図10には本発明の更に他の実施形態の断面図が示されている。この実施形態において、第2の配線基板12に形成された通風口14は、図7に示す通風口14と実質的に同じであり、相互に平行に対向する一側面14aと他側面14b、相互に平行に対向する一端面14cと他端面14dとを有する矩形に形成されている。第1の配線基板10の回路と第2の配線基板12の回路とは、1個のフラットケーブル36により連結されている。フラットケーブル36は、通風口14の一端面14cの内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板10の回路面にコネクタ38を介して連結され、他端が第2の配線基板12の回路面にコネクタ40を介して連結されている。フラットケーブル36は、第1の配線基板10の回路面に向かって、通風口14の一端面14cから他端面14dに向かう方向に傾斜するよう延在している。第1の配線基板10における、フラットケーブル36の、通風口14の他端面14dに面した内側傾斜面36aに対向した位置にはCPU32が配設されている。フラットケーブル36の他端部は、第2の配線基板12の回路面から斜めに延び出してから裏面側に折り返されている。そして、折り返されて配線基板12の回路面に向うフラットケーブル36の他端が、コネクタ40を介して第2の配線基板12の回路に連結されている。
シールドボックスユニット100Uには、軸流ファンからなる冷却ファン30が通風口14に対し軸方向に対向するよう配設されかつ、外気を、通風口14を通してフラットケーブル36の内側傾斜面36aに沿って第1の配線基板10の回路面に向けて吹き付けるよう配設されている。
図1に示すように、シールドボックス100が構成された状態で、冷却ファン30が回転駆動されると、外気が、シールドボックス100のルーバ102aからシールドボックス100内に吸引される。冷却ファン30により吸引された空気は、通風口14を通してフラットケーブル36の内側傾斜面36aに沿って斜めに第1の配線基板10の回路面に向けて吹き付けられる。第1の配線基板10の回路面に吹き付けられた空気は、CPU32の表面を冷却しながら第1の配線基板10の回路面に沿って流れ、第1の配線基板10の回路面に配設された他の電子部材などを冷却する。冷却ファン30により吸引された空気の一部は、第2の配線基板12の回路面に沿って流れ、第1の配線基板10の回路面に配設された他の電子部材などを冷却する。シールドボックス100内に吸引された空気は、シールドボックス100に配設された図示しない排気口から外部に排出される。
上記説明から明らかなように、図10に示す実施形態によれば、第1の配線基板10と第2の配線基板12とを電気的に接続する傾斜した1個のフラットケーブル36を、冷却ファン30により吸引した空気をCPU32に向けて流動させるガイドとして利用することにより、特別な専用ダクトを設けることなく、既存の部材を利用することにより、CPU32の冷却を重点的にかつ効率的に行うことを可能にする。また、シールドボックス100内の冷却をも同時に行うことができる。したがって、この実施形態によれば、更に簡単かつコンパクトな構成を確保することにより、更に低コストでコストアップを回避しながらCPU32の冷却を重点的にかつ効率的に行うことを可能にするとともに、シールドボックス100内の冷却をも同時に行うことができる。
上記実施形態においては、シールドボックス100内に第1の配線基板10と第2の配線基板12とが2層構造を構成するよう配設されているが、第1の配線基板10と第2の配線基板12との間に他の配線基板が配設されて3層構造以上を構成する他の実施形態もある。この実施形態において、他の配線基板における、第2の配線基板12の通風口14に対応する位置には、相互に実質的に対向する側面を有する他の通風口が形成され、一対のフラットケーブル16及び18は、それぞれ、他の通風口における該側面の内側を貫通して延在するよう構成される。また、第2の配線基板12の通風口及び他の配線基板の通風口は、それぞれ、該側面の一端間を延在する一端面を有し、通風口の各々の該一端面の内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板10に連結され、他端が第2の配線基板12に連結された他のフラットケーブルが、一対のフラットケーブルに加えて配設され、他のフラットケーブルが、一対のフラットケーブルと協働して、横断面が実質的にチャンネル形状をなすよう配置される、更に他の実施形態もある。更にはまた、第1の配線基板10と第2の配線基板12との間には他の配線基板が配設され、他の配線基板における、第2の配線基板12の通風口14に対応する位置には、相互に実質的に対向する側面を有する他の通風口が形成され、フラットケーブルは、他の通風口における該側面の片方における内側を貫通して延在する、更に他の実施形態もある。このように、本発明は、配線基板が3層以上に配設されたシールドボックスにも適用可能である。
本発明によれば、上記したとおり、シールドボックス100内において、比較的冷却しにくい場所である第1の配線基板10に配設されたCPU32を重点的にかつ効率的に冷却することが可能である。しかしながら、本発明において、重点的にかつ効率的に冷却する部材としては、特にCPU32に限定されることはなく、重点的にかつ効率的に冷却することが要求される他の特定された被冷却部材であってもよい。
本発明に従って構成されたシールドボックスが画像形成装置本体の背部側に位置するフレームに装着された状態を示す斜視図。 図1に示すフレームに装着されたフレーム外カバー及びボックス外カバーを取り外した状態(シールドボックスユニットがフレームに装着された状態)を示す斜視図。 図2に示すシールドボックスユニットをフレームから取り外した状態で示す斜視図。 図3に示すシールドボックスを別の角度から見た拡大斜視図。 シールドボックス内の冷却動作を説明するため、図4に示すシールドボックスの要部を分解して示す斜視図。 図5に示すシールドボックス内の冷却動作を説明するため、一部を、フラットケーブルの延在方向に沿った断面で示す縦断面概略図。 図6のA−A矢視断面概略図。 本発明の他の実施形態を示す部分断面図であって、図7に相当する断面概略図。 本発明の更に他の実施形態を示す部分断面図であって、図7に相当する断面概略図。 本発明の更に他の実施形態を示す断面図であって、図6に相当する縦断面概略図。
符号の説明
10:第1の配線基板
12:第2の配線基板
14:通風口
14a:一側面
14b:他側面
14c:一端面
14d:他端面
16、18、34、36、:フラットケーブル
30:冷却ファン
32:CPU
100:シールドボックス
100U:シールドボックスユニット

Claims (9)

  1. 第1の配線基板と、第1の配線基板に対し間隔をおいて平行に対向する第2の配線基板とを備えたシールドボックスにおいて、
    第2の配線基板に形成されかつ相互に実質的に対向する側面を有する通風口と、それぞれ、通風口の該側面の内側を相互に間隔をおいて対向するよう貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された一対のフラットケーブルと、通風口に対向するよう配設されかつ、外気を、一対のフラットケーブルの間を通して第1の配線基板に向けて吹き付ける冷却ファンとを備えている、
    ことを特徴とするシールドボックス。
  2. 第1の配線基板における、相互に対向する一対のフラットケーブルに挟まれた空間の延長上には特定された被冷却部材が配設されている、請求項1記載のシールドボックス。
  3. 通風口の該側面は相互に平行に延在する、請求項1又は請求項2記載のシールドボックス。
  4. 通風口の該側面は、一端から他端に向かって間隔が徐々に広くなるよう形成されている、請求項1又は請求項2記載のシールドボックス。
  5. 第2の配線基板の通風口は、該側面の一端間を延在する一端面を有し、通風口の該一端面の内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された他のフラットケーブルが、一対のフラットケーブルに加えて配設され、他のフラットケーブルは、一対のフラットケーブルと協働して、横断面が実質的にチャンネル形状をなすよう配置される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシールドボックス。
  6. 第1の配線基板と、第1の配線基板に対し間隔をおいて平行に対向する第2の配線基板とを備えたシールドボックスにおいて、
    第2の配線基板に形成されかつ相互に実質的に対向する側面を有する通風口と、通風口の該側面の片方における内側を貫通して延在しかつ、一端が第1の配線基板に連結され、他端が第2の配線基板に連結された1個のフラットケーブルと、通風口に対向するよう配設されかつ、外気を、通風口を通してフラットケーブルに沿って第1の配線基板に向けて吹き付ける冷却ファンとを備えている、
    ことを特徴とするシールドボックス。
  7. フラットケーブルは、第1の配線基板に向かって、通風口の該側面の片方から他方に向かう方向に傾斜するよう延在する、請求項6記載のシールドボックス。
  8. 第1の配線基板における、フラットケーブルの、通風口の該側面の他方に面した内側面、に対向した位置には特定された被冷却部材が配設されている、請求項6又は請求項7記載のシールドボックス。
  9. 特定された被冷却部材はCPUである、請求項2又は請求項8記載のシールドボックス。
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