JP2006054215A - 電子機器の放熱構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 放熱効果が高く、かつ防塵、防滴構造が容易に得られる電子機器の放熱構造を提供する。
【解決手段】 筐体１ａ内に設けられた電子部品収容室１ｄの周辺部を囲むように形成された気密構造のダクト５と、ダクト５内に外気を吸入する吸気孔６と、ダクト５内の空気を排出する排気孔７と、ダクト５の途中に設けられた冷却ファン８と、ダクト５内に設けられ、内部が放熱フィン１０ｃにより複数の通路１０ｂに区画された多角筒状のヒートシンク１０とを備え、ヒートシンク１０の外側面に発熱部品１２を取り付けたもので、冷却ファン８によりダクト５内に取り込まれた外気のほぼ全てがヒートシンク１０内を流通して発熱部品１２の放熱を行うため、発熱部品１２の放熱が効率よく行える上、ダクト５内に吸入された塵埃や雨滴等が電子部品収容室１ｄ内に侵入することがない。
【選択図】 図７
【解決手段】 筐体１ａ内に設けられた電子部品収容室１ｄの周辺部を囲むように形成された気密構造のダクト５と、ダクト５内に外気を吸入する吸気孔６と、ダクト５内の空気を排出する排気孔７と、ダクト５の途中に設けられた冷却ファン８と、ダクト５内に設けられ、内部が放熱フィン１０ｃにより複数の通路１０ｂに区画された多角筒状のヒートシンク１０とを備え、ヒートシンク１０の外側面に発熱部品１２を取り付けたもので、冷却ファン８によりダクト５内に取り込まれた外気のほぼ全てがヒートシンク１０内を流通して発熱部品１２の放熱を行うため、発熱部品１２の放熱が効率よく行える上、ダクト５内に吸入された塵埃や雨滴等が電子部品収容室１ｄ内に侵入することがない。
【選択図】 図７
Description
本発明は、筐体内に発熱部品が設けられた電子機器の放熱構造に関する。
従来、例えば電源装置等の発熱部品が筐体内に設けられた電子機器では、発熱部品より発熱した熱が筐体内にこもると、筐体内が高温となって筐体内に設けられた他の電子部品の性能が低下したり、破損する等の問題が生じる。
このため従来では、発熱部品より発生された熱を放熱して筐体内が高熱とならないように対策している。
また発熱部品から発熱された熱を効果的に放熱する方法として従来では、発熱部品に多数のフィンを有するシートシンクを取り付けて、シートシンクにより放熱面積を拡大することにより、発熱部品の放熱効果を高めている(例えば、特許文献１)。
一方屋外に設置して使用する屋外仕様の例えばソーラインバータのような電子機器では、筐体内に発熱部品が多く設置されているため、発熱部品にシートシンクを取り付けただけでは、十分な放熱効果が得られないことがある。
このため従来では、ヒートシンクとは別に冷却ファンを設けて、冷却ファンにより外気を筐体内へ流通させることによりヒートシンクによる放熱効果をさらに高めている。
特開平１１−２３３９８０号公報
しかし従来のヒートシンクは、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属により形成された平板部と、平板部の一方の面に多数のフィンを突設した構成となっていて、放熱面は平板部の両面と、各フィンの両面のみであり、各フィンの先端部側の面は放熱面として機能していない。
このためソーラインバータのような発熱部品が多く使用されている電子機器の放熱にヒートシンクを使用する場合、ヒートシンクを大型にして放熱面積を大きくする必要があるため、電子機器を小型化できない等の問題がある。
また屋外に設置して使用する屋外仕様の電子機器では、ＩＰ５４、ＩＰ５５等の規格により防塵、防滴構造が求められているが、筐体の一部に冷却ファンを設けて、冷却ファンにより外気を筐体内へ流通させることにより発熱部品の放熱を行うようにした電子機器の場合、冷却ファンにより筐体内へ塵埃や雨水等を吸い込むことがあるため、防塵、防滴構造が採用しにくい等の問題もある。
本発明はかかる従来の問題を改善するためになされたもので、放熱効果が高く、かつ防塵、防滴構造の適用が容易な電子機器の放熱構造を提供することを目的とするものである。
本発明の電子機器の放熱構造は、内部に設けられた電子部品収容室内に電子部品やプリント基板、発熱部品等が収容された筐体と、発熱部品から発生する熱を放熱するヒートシンクとを備えた電子機器の放熱構造であって、電子部品収容室の周辺部を囲むように形成された気密構造のダクトと、ダクトの一端側に設けられ、かつダクト内に外気を吸入する吸気孔と、ダクトの他端側に設けられ、かつダクト内の空気を排出する排気孔と、ダクトの途中に設けられた冷却ファンと、ダクト内に設けられ、かつ内部が放熱フィンにより複数の通路に区画された多角筒状のヒートシンクとを備え、ヒートシンクの外側面に発熱部品を取り付けたものである。
前記構成により、冷却ファンによりダクト内に取り込まれた外気のほぼ全てがヒートシンク内を流通して、ヒートシンクに取り付けられた発熱部品の放熱を行うため、発熱部品の放熱が効率よく行えると共に、発熱部品より発生した熱により電子部品収容室内が高温になることがないため、電子部品収容室内に収容された電子部品の性能が熱で低下したり、破損するのを未然に防止することができる。
しかも、本発明の電子機器の放熱構造は、電子部品収容室の周辺部を囲むように形成された気密構造のダクトを有して構成しているため、冷却ファンにより電子部品収容室内に塵埃や雨水等が吸い込まれることがなく、優れた防塵・防滴構造となっている。
本発明の電子機器の放熱構造は、電子部品収容室の左右と上部の３辺を囲むように仕切り壁を設けて、筐体の両側板及び上面板と仕切り壁の間に気密構造のダクトを形成すると共に、筐体の一方の側板の下部に吸気孔を、また他方の側板の下部に前記排気孔を形成したものである。
前記構成により、ダクト内に吸入された塵埃や雨滴等が電子部品収容室内に侵入するのを仕切り壁により阻止することができるため、規格に適応した防塵、防滴構造の電子機器が容易に得られると共に、ヒートシンクや冷却ファンが吸気口や排気口より離れ、かつこれらより上方に位置していることから、吸気口や排気口より侵入した塵埃や雨滴によりヒートシンクや冷却ファンが汚損されたり、放熱効果が損なわれることがない。
本発明の電子機器の放熱構造は、ヒートシンクの筒状部の１側面を筐体側に取り付け、残りの複数面に発熱部品を取り付けたものである。
前記構成により、ヒートシンクの取り付け面を除く全ての側面が放熱面となるため、筐体内に複数の発熱部品が設けられた電子機器であっても、ヒートシンクの各放熱面に発熱部品を取り付けることにより、ヒートシンクを大型化せずに複数の発熱部品の放熱が行えるようになり、これによって電子機器の小型化が図れるようになる。
本発明の電子機器の放熱構造によれば、冷却ファンによりダクト内に取り込まれた外気のほぼ全てがヒートシンク内を流通して、ヒートシンクに取り付けられた発熱部品の放熱を行うため、発熱部品の放熱が効率よく行えると共に、ダクト内に吸入された塵埃や雨滴等が電子部品収容室内に侵入することがないため、規格に適応した防塵、防滴構造の電子機器が容易に得られるようになる。
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は屋外に設置して使用する屋外仕様の例えばソーラインバータ等の電子機器の上方からの斜視図、図２は下方からの斜視図、図３は前面カバーを取り外した状態の正面図、図４は図１のＡ−Ａ線に沿う縦断斜視図、図５は図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断斜視図、図６はヒートシンク付近の斜視図、図７は作用説明図である。
電子機器の本体１は、前後方向に扁平で、かつ正面視がほぼ正方形状の金属よりなる筐体１ａを有している。
筐体１ａは前面が開口されていて、この開口部１ｂに前方カバー１ｃが着脱自在に取り付けられており、前面カバー１ｃの四隅がビス等の固着具２により筐体１ａに固定されている。
筐体１ａ内には電子部品収容室１ｄが設けられていて、電子部品収容室１ｄ内には、電子部品が実装された１枚ないし複数枚のプリント基板３や、その他の電子部品４が収容されている。
また筐体１ａ内には、電子部品収容室１ｄの上部と左右を囲むように仕切壁５ａ，５ｂが設けられていて、これら仕切壁５ａ，５ｂと筐体１ａの上面板１ｅ及び左右側板１ｆの間に気密構造のダクト５が形成されている。
ダクト５の一端側は、筐体１ａの一方の側板１ｆの下部に開口された吸気孔６に連通されていて、吸気孔６より外気がダクト５内へ導入できるようになっており、吸気孔６には雨水等が筐体１ａ内へ浸入するのを阻止する庇６ａが突設されていると共に、ダクト５の他端側は、筐体１ａの他方の側板１ｆの下部に開口された排気口７に連通されていて、ダクト５内の空気を外部へ排出できるようになっており、排気口７にも吸気口６と同様な庇７ａが突設されている。
電子部品収容室１ｄの上方、すなわち筐体１ａ内の上部に水平に設けられたダクト５の吸気口側端部には、吸気口６より外気をダクト５内へ吸入する冷却ファン８が設置されている。
冷却ファン８は、ケーシング８ａと、ケーシング８ａ内に設けられたファン８ｂ及びファン８ｂを駆動する電動機８ｃとから構成されており、冷却ファン８の吐出側には、アルミニウム等の熱導率の高い金属を押し出し成形することにより形成された一体構造のヒートシンク１０が水平方向に設置されている。
ヒートシンク１０は図６に示すように４角筒状の筒状部１０ａと、筒状部１０ａ内を複数の扁平な通路１０ｂに区画する放熱フィン１０ｃとからなり、放熱面が筒状部１０ａの外側面４面と、放熱フィン１０ｃの両側面となるため、従来の平板部の一方の面にフィンを突設したヒートシンクに比べて放熱面が大幅に増加している。
ヒートシンク１０の入り口側と冷却ファン８のケーシング８ａの間及びヒートシンク１０の出口側と、排気口側ダクト５の各継目にはパッキン(図示せず)が介在されていて、ダクト５内に吸入された塵埃や雨滴等が継目より電子部品収容室１ｄ側へ侵入するのを防止している。
そしてヒートシンク１０の前面に例えばＡＣリアクトル及びＩＧＢＴ（ゲート絶縁型バイポーラ トランジスタ）のような発熱部品１２がビス等の固着具１３により取り付けられ、ヒートシンク１０の後面に密着するように固着された放熱板１４には、例えばＤＣリアクトルのような発熱部品１２がビス等の固着具１３により取り付けられている。
なお、図中１６はケーブル(図示せず)を筐体１ａ内へ引き込むための引き込み口、１７は電源等を接続するためのコネクタ、１８は建屋の外壁等に本体１を取り付けるためのブラケットである。
次に前記構成された電子機器の放熱構造の作用を説明する。
電子機器等の部品が筐体１ａ内に収容された電子機器の本体１は、建屋の外壁等にブラケット１８を介して取り付けることにより使用するが、使用に当たっては筐体１ａの底面に設けられた引き込み口１６より筐体１ａ内にケーブルを引き込んで必要な配線を行い、また電源等を接続して、電子機器が稼働できる状態にしたら、筐体１ａの前面開口部１ｂに前面カバー１ｃを取り付ける。
そしてこの状態で電子機器の運転を開始すると、冷却ファン８が回転されて、吸気孔６より外気がダクト５内へ吸入される。
ダクト５内に吸入された外気は、冷却ファン８により筐体１ａ内の上部に設けられた角筒状のヒートシンク１０内へと図７の矢印で示すように送り込まれる。
ヒートシンク１０には、例えば前面に取り付けられた発熱部品１２や、後面に固着された放熱板１４に取り付けられた発熱部品１２から発生した熱が伝達されていて、これら熱はヒートシンク１０内を通過する空気により効率よく放熱される。
また発熱部品１２が取り付けられていない面も放熱面となって電子部品収容室１ｄ内にこもった熱を、ヒートシンク１０内を流通する空気へと放熱するため、発熱部品１２の放熱のみならず、電子部品収容室１ｄ内の熱も放熱することができるようになる。
ヒートシンク１０内を通過した空気は、排気口７側のダクト５を経て排気口７より筐体１ａ外へと排出され、以下前記動作を連続的に繰り返すことにより発熱部品１２の放熱を行うもので、外気を吸入する吸気孔６は筐体１ａの一方の側面の下部に、そしてヒートシンクは筐体１ａ上部のダクト５内に設置したことにより、外気とともに吸気孔６より吸い込まれた塵埃や雨滴等がヒートシンク１０に達することが少ない上、ダクト５は気密構造となっていて、ダクト５内に進入した塵埃や雨水等が電子部品４やプリント基板３が収容された電子部品収容室１ｄ内に侵入するのを防止しているため、ＩＰ５４、ＩＰ５５等の規格に合致した防塵、防滴構造の電子機器が容易に得られるようになる。
また角筒状に形成されたヒートシンク１０は、外側面の１辺を筐体１ａに固定した場合でも残りの３辺に発熱部品１２を取り付けて発熱部品１２の放熱を行うことができるため、筐体１ａ内に多くの発熱部品１２が設けられた例えばソーラインバータ等の電子機器であっても、ヒートシンク１０を大型化せずに複数の発熱部品１２の放熱が行えるため、電子機器を小型化する際ヒートシンク１０が障害となることがない。
なお前記実施の形態では、電子機器の本体１を建屋の壁面等に取り付けて使用する壁掛け式の電子機器について説明したが、床に設置して使用する床置き式の電子機器であってもよく、屋内に設置して使用する電子機器にも適用できるものである。
またヒートシンク１０を４角筒状としたが５角形や６角形のような多角形状であってもよいと共に、冷却ファン８は、ヒートシンク１０の下流側に設けるようにしてもよい。
本発明の電子機器の放熱構造は、冷却ファンによりダクト内に取り込まれた外気のほぼ全てがヒートシンク内を流通して、ヒートシンクに取り付けられた発熱部品の放熱を行うため、発熱部品の放熱が効率よく行えると共に、ダクト内に吸入された塵埃や雨滴等が電子部品収容室内に侵入することがないため、筐体内に発熱部品が設けられた電子機器の放熱構造に最適である。
１ａ 筐体
１ｄ 電子部品収容室
３ プリント基板
４ 電子部品
５ ダクト
６ 吸気孔
７ 排気孔
８ 冷却ファン
１０ ヒートシンク
１０ａ 筒状部
１０ｂ 通路
１０ｃ 放熱フィン
１２ 発熱部品
１ｄ 電子部品収容室
３ プリント基板
４ 電子部品
５ ダクト
６ 吸気孔
７ 排気孔
８ 冷却ファン
１０ ヒートシンク
１０ａ 筒状部
１０ｂ 通路
１０ｃ 放熱フィン
１２ 発熱部品
Claims (3)
- 内部に設けられた電子部品収容室内に電子部品やプリント基板、発熱部品等が収容された筐体と、前記発熱部品から発生する熱を放熱するヒートシンクとを備えた電子機器の放熱構造であって、前記電子部品収容室の周辺部を囲むように形成された気密構造のダクトと、前記ダクトの一端側に設けられ、かつ前記ダクト内に外気を吸入する吸気孔と、前記ダクトの他端側に設けられ、かつ前記ダクト内の空気を排出する排気孔と、前記ダクトの途中に設けられた冷却ファンと、前記ダクト内に設けられ、かつ内部が放熱フィンにより複数の通路に区画された多角筒状のヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクの外側面に前記発熱部品を取り付けたことを特徴とする電子機器の放熱構造。
- 前記電子部品収容室の左右と上部の３辺を囲むように仕切り壁を設けて、前記筐体の両側板及び上面板と前記仕切り壁の間に気密構造の前記ダクトを形成すると共に、前記筐体の一方の側板の下部に前記吸気孔を、また他方の側板の下部に前記排気孔を形成してなる請求項１に記載の電子機器の放熱構造。
- 前記ヒートシンクの筒状部の１側面を前記筐体側に取り付け、残りの複数面に前記発熱部品を取り付けてなる請求項１または２に記載の電子機器の放熱構造。
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