JP2006120794A

JP2006120794A - 電子機器

Info

Publication number: JP2006120794A
Application number: JP2004305962A
Authority: JP
Inventors: Masaru Deguchi; 大出口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: AU2005220272B2; JP4527492B2; US20060082967A1; US7359193B2; AU2005220272A1

Abstract

【課題】消費電力の大きな実装部品を十分に冷却でき、レイアウトが容易で且つ低コストな電子機器を提供する。
【解決手段】電子機器１０は、筐体を構成するシャーシ１１及び第１のプリント基板１２と、筐体の内部に配設される消費電力の大きなＭＰＵ３１及びメモリ３２と、筐体の外部から内部に空気を取り入れる冷却ファン１４ａ，１４ｂとを備え、冷却ファン１４ａ，１４ｂが供給する気流によってＭＰＵ３１及びメモリ３２を冷却する。冷却ファン１４ａ，１４ｂとＭＰＵ３１及びメモリ３２との間に配設されて、筐体の内部を少なくとも２つの部分空間に区画する風向制御板４０を備え、風向制御板４０には、ＭＰＵ３１及びメモリ３２に対向する位置に開口が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関し、特に、電子機器の内部に配設された実装部品を冷却する技術に関する。

通信機器等の電子機器では、その安定的な動作を保証するために、電子機器の内部に配設された実装部品の過熱を十分に抑制する必要がある。電子機器内部の実装部品の過熱を抑制するために、従来、一般的に冷却用の気流を電子機器の内部に送る冷却ファンを配設している。

しかし、ＭＰＵやメモリといった特に消費電力の大きな実装部品は、冷却ファンによる冷却のみでは、温度が過度に上昇して動作に支障を生じる恐れがある。従って、電子機器の安定的な動作を保証するためには、冷却ファンによる冷却のみでは十分ではない。そこで、特許文献１は、電子機器の内部に、板状の風向板（風向制御板）を電子機器の内部の空間を仕切るように配設し、電子機器の内部で消費電力の大きな実装部品に効率的に気流が供給されるように、流路を制御することを提案している。
特開２００２−２３７６９２号公報

ところで、特許文献１に記載の方法では、電子機器の内部に配設される実装部品の実装密度が増大すると、様々な位置に配置された消費電力の大きな実装部品を冷却するために、気流の流路を複雑に設定する必要が生じ、風向制御板や実装部品のレイアウトが煩雑になるという問題がある。また、実装部品の実装密度の増大によって、様々な実装部品等が障害物となることによっても、上記レイアウトが煩雑になる。

また、電子機器の内部に、複雑な形状の風向制御板を配置し、或いは、形状の異なる複数の風向制御板を分割して配置すると、風向制御板の製造及び配置に、多くの工数が必要となり、また、個々の電子機器について風向制御板が専用部品となるためコストが上昇するという問題もあった。

本発明は、上記に鑑み、消費電力の大きな実装部品を十分に冷却でき、レイアウトが容易で且つ低コストな電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、筐体と、該筐体の内部に配設される発熱体と、前記筐体の外部から内部に空気を取り入れる冷却ファンとを備え、該冷却ファンが供給する気流によって前記発熱体を冷却する電子機器であって、
前記冷却ファンと前記発熱体との間に配設されて前記筐体の内部を少なくとも２つの部分空間に区画する区画板を備え、該区画板には、前記発熱体に対向する位置に開口が形成されていることを特徴としている。

本発明に係る電子機器によれば、電子機器の使用状態において、冷却ファンから区画板に向けて供給された気流は、区画板に形成された開口から開口の正面に向かって指向性を持って勢い良く送出される。従って、開口に対向して位置する発熱体に気流を効率的に供給することができ、発熱体を効率的に冷却することが出来る。

気流が開口から指向性を持って送出されるため、従来のように流路に沿って空間を仕切る必要がなく、また、区画板が発熱体から離れて配設されていても発熱体に十分な気流を供給することが出来る。従って、区画板の構成を簡素にすることができ、区画板や実装部品のレイアウトを容易にすることが出来る。また、これによって、低コストな電子機器を製造することが出来る。

本発明では、前記区画板が、可撓性を有し、前記開口が形成された部分が前記発熱体側に突出するように曲面状に折り曲げられているものとすることが出来る。この場合、区画板の構成をより簡素にすることが出来るので、より好ましい本発明の効果を得ることが出来る。或いは、前記区画板が、１又は複数の位置で角度を付けて折り曲げられ、前記開口が形成された部分が平面状に形成されているものとすることが出来る。この場合、例えば他の部品等が障害となって気流が当りにくい発熱体に対しても、上記区画板の構成によって、気流を迂回させて発熱体に直接に気流を当てることが出来る。従って、発熱体を確実に冷却することが出来る。

本発明の好適な実施態様では、前記区画板が樹脂材料で形成されている。この場合、電子機器に配設された実装部品と区画板との接触による短絡が生じないので、実装密度が増大した場合でも電気的に安全な区画板を実現することが出来る。また、樹脂材料が良好な可撓性又は可塑性を有することによって、上記曲面状に折り曲げられた区画板や、角度を付けて折り曲げられた区画板を容易に形成することが出来る。

本発明では、前記冷却ファンが、前記筐体の内部に配設されているものとすることが出来る。或いは、前記冷却ファンの少なくとも一部が、前記筐体の外部に配設されているものとすることが出来る。本発明では、好ましくは、区画板が電子機器内部の実装部品や配線ケーブル等の障害物を収容する切欠きを有することによって、区画板や実装部品のレイアウトを更に容易にすることが出来る。

以下、図面を参照し、本発明に係る実施形態に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る電子機器について、一部の構成要素を展開して示す斜視図であり、図２は、組み立てられた状態を示す平面図である。電子機器１０は、例えば図示しないシェルフ上に厚み方向に並列して搭載される個々の電子機器パッケージであって、電子機器１０の外形を成すシャーシ１１と、取付け用のネジ１３を用いてシャーシ１１に固定される第１のプリント基板１２、及び第１のプリント基板１２に隣接して配設される第２のプリント基板１６とを備える。

シャーシ１１の一方の側面１１ａには、側面１１ａの一部を切り欠いて吸気口１１ｂが形成されている。吸気口１１ｂの内側に、２台の冷却ファン１４ａ，１４ｂが側面１１ａと平行方向に整列して配設されている。冷却ファン１４ａ，１４ｂは、第１のプリント基板１２に向けて冷却用の気流を送ることが出来る。

吸気口１１ｂの近傍には金属板から成る遮蔽板１５ａ，１５ｂが配設され、遮蔽板１５ａ，１５ｂ、シャーシ１１、及び２つの冷却ファン１４ａ，１４ｂの筐体によって、閉空間２４が形成されている。冷却ファン１４ａ，１４ｂ本体の空気取入口は閉空間２４内に開口しており、空気取出口は閉空間２４の外側の風向制御板４０側に開口している。遮蔽板１５ａ，１５ｂは、横断面がＬ字形に形成され、Ｌ字形の底面でシャーシ１１の底面に対して固定されている。上記閉空間２４が形成されることによって、電子機器１０の外部の冷却された空気を電子機器１０の内部に効率的に取り込むことが出来る。

閉空間２４と区画された電子機器１０の内部には、第１のプリント基板１２の電源線として用いられる配線ケーブル１９、及び、冷却ファン１４ａ，１４ｂの電源線として利用される配線ケーブル２１がそれぞれ配設されている。配線ケーブル１９は、両端にコネクタ１９ａ，１９ｂを有し、一端のコネクタ１９ａが第２のプリント基板１６上のコネクタ２０に、他端のコネクタ１９ｂが第１のプリント基板１２上のコネクタ３５に接続される。配線ケーブル２１は、一端にコネクタ２１ａを、分岐された他端にコネクタ２１ｂ，２１ｃをそれぞれ有する。コネクタ２１ａは、第２のプリント基板１６上のコネクタ２２に、コネクタ２１ｂ，２１ｃは、遮蔽板１５ａ，１５ｂに形成された図示しない開口においてそれらの接続部が閉空間２４の内側に露出するように、遮蔽板１５ａ，１５ｂに対して固定されている。

遮蔽板１５ａの上部には、細長い金属板を略コの字状に折り曲げたケーブル固定部１５ｃが、遮蔽板１５ａとの間に空間が形成されるように固定されている。配線ケーブル１９及び配線ケーブル２１は、ケーブル固定部１５ｃに対して環状の固定バンド２３を用いて固定されている。

閉空間２４の内部には、冷却ファン１４ａ，１４ｂの電源線として用いられる配線ケーブル１７、１８がそれぞれ配設されている。配線ケーブル１７、１８の一方の端部は冷却ファン１４ａ，１４ｂにそれぞれ接続されている。他方の端部は、それぞれコネクタ１７ａ，１８ａを介して、コネクタ２１ｂ，２１ｃにそれぞれ接続されている。

第１のプリント基板１２上には、ＭＰＵ３１、メモリ３２、ＬＳＩ３３、コンデンサ３４、コネクタ３５、及び、その他の実装部品が配設されている。実装部品のうちＭＰＵ３１とメモリ３２は、消費電力が特に大きいため、十分な冷却を行う必要がある。消費電力が大きい実装部品は、冷却の観点からは、本来、冷却ファン１４ａ，１４ｂの近傍に配設されるのが望ましい。しかし、第１のプリント基板１２上の実装面積や伝送波形特性等の制約によって、一般的には第１のプリント基板１２の中央部等に配設される。

本実施形態の電子機器１０では、冷却ファン１４ａ，１４ｂの近傍に風向制御板４０が配設されている。風向制御板４０は遮蔽板１５ａ，１５ｂと冷却ファン１４ａ，１４ｂの筐体との接続部分の近傍から閉空間２４の外側に凸状となるように弾性的に折り曲げられ、遮蔽板１５ａ，１５ｂに対して固定される。風向制御板４０及び冷却ファン１４ａ，１４ｂの筐体が区画板を構成することによって閉空間４５が形成される。

図３に風向制御板の平面形状を示す。風向制御板４０は、可撓性を有する薄いプラスチックから成り、細長の長方形状を有する。風向制御板４０は、その両端部に形成された第１及び第２のネジ穴４１ａ，４１ｂと、中央部に形成された開口４２と、第１のプリント基板１２から遠い側の辺４０ａに形成された第１の切欠き４３ａと、第１のプリント基板１２に近い側の辺４０ｂに形成された第２及び第３の切欠き４３ｂ，４３ｃとを有する。開口４２は、開口４２の近傍における風向制御板４０の強度を維持するために配設された架橋部４２ａよって、２つに分割されている。

開口４２は、風向制御板４０が遮蔽板１５ａ，１５ｂに固定された状態において、ＭＰＵ３１及びメモリ３２に対向する位置であって、且つ適当な流速の気流が送出される大きさに形成されている。また、第１〜第３の切欠き４３ａ，４３ｂ，４３ｃは、風向制御板４０が、ケーブル固定部１５ｃ、ＬＳＩ３３、及びコンデンサ３４のそれぞれと交差する部分に、それらを収容できる大きさに形成されている。

電子機器１０の使用状態において、冷却ファン１４ａ，１４ｂから閉空間４５の内部に向けて送出された気流は、開口４２から開口４２の正面に向かって指向性を持って勢い良く送出される。従って、開口４２に対向して位置するＭＰＵ３１やメモリ３２に気流を効率的に当てることができ、ＭＰＵ３１やメモリ３２を効率的に冷却することが出来る。

本実施形態の電子機器によれば、従来のように電子機器の内部で流路に沿って空間を仕切らなくても、消費電力の大きな実装部品に対向して形成された開口を有する風向制御板を配設することによって、このような実装部品の効率的な冷却を行うことが出来る。また、風向制御板が切欠きを有することによって、プリント基板上の実装部品や配線ケーブル等の障害物を容易に避けることが出来る。これらによって、風向制御板や実装部品等のレイアウトを容易に行うことが出来る。

本実施形態の電子機器によれば、風向制御板がプラスチックから構成されるので、開口及び切欠き等の加工を容易に行うことができ、低コストに風向制御板を製造することが出来る。また、風向制御板を金属で形成すると、実装部品の実装密度の増大に伴い風向制御板による短絡が生じる恐れがある。風向制御板をプラスチックで形成することによって、実装部品の間の短絡を防ぐことが出来る。

図４に、本発明の第２実施形態に係る電子機器を示す。本実施形態の電子機器３６は、風向制御板４６の構成が異なることを除いては、第１実施形態の電子機器１０と略同様の構成を有している。

図５に、図４における風向制御板の平面形状を示す。風向制御板４６は、図５に示すように、その短辺方向に沿って形成された複数の折り目４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを有する。また、折り目４７ｂ，４７ｃに挟まれる第１の面４８ａに第１の開口４２ｂが、折り目４７ｄ，４７ｅに挟まれる第２の面４８ｂに第２の開口４２ｃがそれぞれ形成されている。風向制御板４６には、第３の切欠き４３ｃが形成されていない。本実施形態における風向制御板４６は、上記を除いては、第１実施形態における風向制御板４０と同様の構成を有している。

図４に戻り、風向制御板４６は、複数の折り目４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅにおいてそれぞれ所定の角度で折り曲げられ、第１の面４８ａ及び第２の面４８ｂが、それぞれＭＰＵ３１及びメモリ３２の近傍に位置し、且つＭＰＵ３１及びメモリ３２に対向している。風向制御板４６の一端は、第１実施形態と同様に遮蔽板１５ａに対して固定され、他端はシャーシ１１の側面１１ｃに対して固定されている。風向制御板４０、冷却ファン１４ａ，１４ｂの筐体、及び遮蔽板１５ｂが区画板を構成することによって閉空間４５が形成される。

電子機器３６では、上記風向制御板４６の形状によって、一部の気流は第１の開口４２ｂからその正面のＭＰＵ３１に向かって送出される。また、他の一部の気流はメモリ３２の近傍へ迂回し、メモリ３２の近傍に形成された第２の開口４２ｃからその正面のメモリ３２に向かって送出される。

本実施形態の電子機器によれば、風向制御板が複数の折り目を有し、開口が消費電力の大きな実装部品の近傍で且つその実装部品に対向して位置するように折り曲げられている。これによって、例えば他の実装部品が障害となって気流が当りにくい実装部品に対しても、実装部品に直接に気流が当るように気流を迂回させることが出来るので、消費電力の大きな実装部品を確実に冷却することが出来る。

なお、本発明では、風向制御板は、実施形態に記載したプラスチック以外にも、金属板等で構成することが出来る。風向制御板の固定に際しては、ネジ以外にも、風向制御板を構成する材質に応じて、リベット止め、接着剤による接着、又は、溶接などの種々の方法を用いることが出来る。また、冷却ファンは、電子装置の内部空間に配設されている必要は無く、吸気口の外側に電子装置とは別に配設されていても構わない。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明に係る電子機器は、上記実施形態の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施した電子機器も、本発明の範囲に含まれる。

本発明の第１実施形態に係る電子機器を一部の構成要素を展開して示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る電子機器の構成を示す平面図である。図１における風向制御板の構成を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る電子機器の構成を示す平面図である。図４における風向制御板の構成を示す平面図である。

符号の説明

１０，３６：電子機器
１１：シャーシ
１１ａ，１１ｃ：側面
１１ｂ：吸気口
１２：第１のプリント基板
１３：ネジ
１４ａ，１４ｂ：冷却ファン
１５ａ，１５ｂ：遮蔽板
１５ｃ：ケーブル固定部
１６：第２のプリント基板
１７：配線ケーブル
１７ａ：コネクタ
１８：配線ケーブル
１８ａ：コネクタ
１９：配線ケーブル
１９ａ，１９ｂ：コネクタ
２０：（第２のプリント基板上の）コネクタ
２１：配線ケーブル
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ：コネクタ
２２：（第２のプリント基板上の）コネクタ
２３：固定バンド
２４：閉空間
３１：ＭＰＵ
３２：メモリ
３３：ＬＳＩ
３４：コンデンサ
３５：（第１のプリント基板上の）コネクタ
４０，４６：風向制御板
４０ａ：（風向制御板の）第１のプリント基板から遠い側の辺
４０ｂ：（風向制御板の）第１のプリント基板に近い側の辺
４１ａ：第１のネジ穴
４１ｂ：第２のネジ穴
４２：開口
４２ａ：架橋部
４２ｂ：第１の開口
４２ｃ：第２の開口
４３ａ：第１の切欠き
４３ｂ：第２の切欠き
４３ｃ：第３の切欠き
４４：ネジ
４５：閉空間
４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅ：折り目
４８ａ：第１の面
４８ｂ：第２の面

Claims

筐体と、該筐体の内部に配設される発熱体と、前記筐体の外部から内部に空気を取り入れる冷却ファンとを備え、該冷却ファンが供給する気流によって前記発熱体を冷却する電子機器であって、
前記冷却ファンと前記発熱体との間に配設されて前記筐体の内部を少なくとも２つの部分空間に区画する区画板を備え、該区画板には、前記発熱体に対向する位置に開口が形成されていることを特徴とする電子機器。
前記区画板が、可撓性を有し、前記開口が形成された部分が前記発熱体側に突出するように曲面状に折り曲げられている、請求項１に記載の電子機器。
前記区画板が、１又は複数の位置で角度を付けて折り曲げられ、前記開口が形成された部分が平面状に形成されている、請求項１に記載の電子機器。
前記区画板が樹脂材料で形成されている、請求項１〜３の何れか一に記載の電子機器。
前記冷却ファンが、前記筐体の内部に配設されている、請求項１〜４の何れか一に記載の電子機器。
前記冷却ファンの少なくとも一部が、前記筐体の外部に配設されている、請求項１〜４の何れか一に記載の電子機器。