JP2007173578A - 屋外設置機器の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 屋外設置機器の過剰な大型化や高重量化、更には、無駄な電力の消費を伴わずに、基板に実装された電気部品が発生させる熱を効率よく外部に排出する。
【解決手段】 本体部３から外側に突出する基板の部分を熱伝導性と耐候性を有する外装体２で密封し、基板自体を本体部３から外側に突出させた状態で装着する構成とすることで、基板に実装された電気部品からの発熱を効率よく大気中に排出する。これにより熱交換器やファン等の強制冷却手段を不要とし、屋外通信機器（屋外設置機器）１の大型化や高重量化、更には、ファンの駆動に要する無駄な電力の消費を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、衛星通信あるいは携帯電話の中継基地局で利用される屋外通信機器等を始めとする各種の屋外設置機器の放熱構造の改良に関する。

屋外設置機器のうち、例えば、衛星通信あるいは携帯電話の中継基地局等で利用される屋外通信機器の放熱構造としては、図１２に示されるような熱交換器方式と図１３に示されるようなヒートシンク方式が公知である。

このうち、図１２に示される熱交換器方式は、筐体構造を有する屋外通信機器１００の本体部１０１にダクト１０２を併設し、本体部１０１とダクト１０２との間の隔壁に冷却用の流体を充填した熱交換器１０３を配置し、本体部１０１内に設けられたファン１０４を駆動して本体部１０１内の空気を循環させることにより本体部１０１内に配設された複数の基板１０５に実装されている電気部品から発生した熱を熱交換器１０３の流体に一旦吸収させ、更に、ダクト１０２側のファン１０６を駆動して熱交換器１０３の流体を外気で強制冷却することで、基板１０５の電気部品から発生する熱を外部に逃がすようにしている。
しかしながら、このような構成を適用した場合には、ダクト１０２，熱交換器１０３，ファン１０４，１０６の装着により屋外通信機器１００が大型化し、重量が増大する欠点がある。しかも、基板１０５に実装されている電気部品から発生した熱は、本体部１０１内に密閉された空気と熱交換器１０３内の流体および熱交換器１０３を冷却する外気を介して間接的に外部に排出されるので、熱の排出効率が低く、特に、基板１０５に実装されている電気部品のうち表面熱密度が高くなる電気部品を効果的に冷却することが難しく、また、２台のファン１０４，１０６を駆動するための電力の消費もばかにならない。

図１３に示されるヒートシンク方式は、多数のフィン１０７を併設して表面積を増大させたヒートシンク１０８を筐体構造からなる本体部１０１の外側に取り付け、このヒートシンク１０８に電気部品１０９を直付けする構成であるため、特定の電気部品１０９の放熱効果は向上するが、ヒートシンク１０８に接続できる電気部品に制限が生じる欠点がある。例えば、基板１０５の裏面側に配置された電気部品を直接的にヒートシンク１０８に接続することは困難であり、また、基板１０５の同一面側に複数の電気部品が配置されていたとしても、その突出高さが必ずしも同一であるとは限らないので、ヒートシンク１０８と各電気部品との間に熱伝導性のよいスペーサを介装するとか、あるいは、ヒートシンク１０８自体の形状を工夫する等の必要に迫られる。

なお、単独の電気部品からの発熱を外部に逃がすための一般的な技術としては、表面に凹凸を形成した熱伝導性ゴムからなる外装体に電気部品を収納した電気化学デバイスが特許文献１として、また、熱伝導率の高い粉末を混入したゲルで半導体チップを包囲するようにした半導体装置が特許文献２として既に提案されている。

特開２００３−２８８８６３号公報 特開昭６１−７５５５０号公報

本発明の課題は、屋外設置機器の放熱構造に関わる前記不都合を改善し、屋外設置機器の過剰な大型化や高重量化、更には、無駄な電力の消費を伴わずに、基板に実装された電気部品が発生させる熱を効率よく外部に排出することのできる屋外設置機器の放熱構造を提供することにある。

本発明による屋外設置機器の放熱構造は、電気部品を実装した基板と、前記基板を装着する本体部とを備えた屋外設置機器の放熱構造であり、前記課題を達成するため、特に、
前記基板を前記本体部から外側に突出させた状態で本体部に装着する構成とし、少なくとも、前記本体部から外側に突出する前記基板の部分を、熱伝導性と耐候性を有する外装体で密封したことを特徴とする構成を有する。

本体部から外側に突出する基板の部分を熱伝導性と耐候性を有する外装体で密封し、基板自体を本体部から外側に突出させた状態で装着する構成としたので、密閉式の筐体からなる本体部の内側に基板を装着する従来型の構成と比べ、基板に実装された電気部品からの発熱を効率よく大気中に排出することができる。
このため、熱交換器やファン等の強制冷却手段が不要となり、屋外設置機器の大型化や高重量化、更には、ファンの駆動に要する無駄な電力の消費を伴わずに、基板に実装された電気部品が発生させる熱を確実に外部に排出することが可能となった。
基板を密封する外装体が熱伝導性を有しているので電気部品からの発熱を効率よく大気中に放出することができ、また、この外装体が耐候性を備えているので、基板を本体部から外側に突出させた状態で装着しても、風雨や紫外線その他の自然環境によって基板や電気部品に損傷が生じる恐れがない。

外装体の内壁と基板との間に形成される空間には、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリースを隙間なく充填することが望ましい。

様々な形状および大きさの電気部品が基板に実装されている場合であっても、これらの電気部品と隙間なく密接するグリースと当該グリースに隙間なく密接する外装体とを介して各電気部品からの発熱を効率よく大気中に放出することができる。

また、基板に実装された電気部品のうち、少なくとも、基板からの突出高さが最も高い電気部品の表面が、前記外装体の内壁に密着するように前記外装体の寸法が決められていることが望ましい。

外装体の内壁に密着した電気部品からの発熱を外装体を介して確実に大気中に放出することができる。

より望ましくは、基板に実装された電気部品のうち、少なくとも、基板からの突出高さが最も高い電気部品の表面が、外装体の内壁に密着するように外装体の寸法を決め、更に、外装体の内壁と前記基板との間に形成される空間に、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリースを隙間なく充填するようにする。

外装体の内壁に密着した電気部品からの発熱は外装体を介して確実に大気中に放出され、また、突出高さが相対的に低い電気部品からの発熱は、当該電気部品と隙間なく密接するグリースと当該グリースに隙間なく密接する外装体を介して効率よく大気中に放出される。

また、前記基板に実装された電気部品のうち、他の電気部品と比べて表面熱密度が高くなる電気部品と他の電気部品との間に熱遮蔽板を配設し、表面熱密度が高くなる電気部品から他の電気部品への熱の伝導を軽減するようにしてもよい。

表面熱密度が高くなる電気部品からの発熱が他の電気部品に不用意に伝達するのを防止することができるので、過熱による電気部品の損傷を抑制することができる。

また、この熱遮蔽板は、表面熱密度が高くなる電気部品と他の電気部品との間を仕切るようにして基板上に略直角に立設された第一壁部と、該第一壁部の先端から屈曲して外装体の内壁に沿って表面熱密度が高くなる電気部品から離間する方向に延出する第二壁部とによって形成されていることが望ましい。

このような構成を適用した場合、結果的に、表面熱密度が高くなる電気部品の周囲に位置する電気部品が基板と熱遮蔽板の第一壁部および第二壁部によって三方から包囲されるかたちとなるので、表面熱密度が高くなる電気部品から周囲の電気部品に至る熱伝導経路が効果的に遮断され、表面熱密度が高くなる電気部品から周囲の電気部品への熱の伝導を効果的に防止することができる。
この際、表面熱密度が高くなる電気部品からの発熱は、外装体、もしくは、グリースと外装体とを介して大気中に効率よく排出される。
また、表面熱密度が高くなる電気部品の周囲に位置する電気部品は、基板と熱遮蔽板の第一壁部および第二壁部によって三方から包囲されるかたちとなるので、必ずしも熱の放出が容易な状態とは言えないが、この電気部品の表面熱密度は比較的に低いものであるから、それ自体の発熱によって当該電気部品が損傷する可能性は、表面熱密度が高くなる電気部品からの発熱が直に伝導される場合に比べて低い。

外装体の外側には、表面積を増大させるための凹凸部を形成することが望ましい。

ヒートシンクにおけるフィンに相当する実施態様項であり、外装体の表面積を増大させることで放熱効果を改善することができる。

より具体的には、電気部品を実装した基板と基板を装着する本体部との組み合わせ構造において、弾性を有する熱伝導性ゴムによって前記外装体を形成し、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとの接続を許容する開口部を前記外装体の一面に形成する一方、
前記本体部のケーシングには、前記本体部における電気コネクタの配設位置に対応させて、前記外装体の前記一面の外形よりも小さな開口部を形成し、
前記外装体の前記一面の周辺部を弾性変形させて前記ケーシングの開口部の周辺に当接させて、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとを接続する構成が望ましい。

本体部側の電気コネクタとの接続を許容する開口部を形成した外装体の一面の周辺部を弾性変形させて本体部側のケーシングの開口部の周辺に当接させることで、本体部側のケーシングの開口部および外装体の開口部が密閉され、更に、基板に固設された電気コネクタと本体部に固設された電気コネクタとを接続することで、開口部を形成した外装体の一面と本体部側のケーシングの開口部の周辺との圧接状態、つまり、本体部側のケーシングの開口部および外装体の開口部の密閉状態が保持される。
基板を本体部から外側に突出させた状態で本体部に装着して屋外に放置しても、外部の湿気や水分あるいは埃等が屋外設置機器の本体部や基板に侵入するのを防止することができる。

あるいは、弾性を有する熱伝導性ゴムによって前記外装体を形成し、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとの接続を許容する開口部を前記外装体の一面に形成する一方、
前記本体部のケーシングには、前記本体部における電気コネクタの配設位置に対応させて、前記外装体の前記一面の外形よりも僅かに小さな開口部を形成し、
前記外装体の前記一面と隣接する前記外装体の各面の端部を弾性変形させて前記ケーシングの開口部に突入させて、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとを接続する構成としてもよい。

ケーシングの開口部に外装体が圧入されるかたちで取り付けられるので、本体部側のケーシングの開口部および外装体の開口部の密閉性が向上し、また、振動等による嵌合の緩みや電気的な接続不良も生じ難くなる。

また、外装体は、基板を内包する形状および大きさを有する下型と上型とによって構成し、下型に基板を取り付けた状態で、両者が熱溶着によって一体化された構成とすることができる。

屋外設置機器に複数の基板が装着される場合であっても基板の外形は規格化することが可能であるので、同一寸法の下型と上型を量産することで屋外設置機器全体の製造コストの低減化が図れる。

外装体は、エチレン-プロピレン-ジェンゴムもしくはシリコンゴムにセラミック，炭素等のフィラーを混入した熱伝導性ゴムによって形成するとよい。

一般に市販される前記熱伝導性ゴムの熱伝導率は５６００Ｗ／ｍ・Ｋ（厚さ１ｍｍ）程度であり、屋外設置機器の基板の冷却を目的とした放熱性能は十分である。

本発明による屋外設置機器の放熱構造は、本体部から外側に突出する基板の部分を熱伝導性と耐候性を有する外装体で密封し、基板自体を本体部から外側に突出させた状態で装着する構成としたので、密閉式の筐体からなる本体部の内側に基板を装着する従来型の構成と比べ、基板に実装された電気部品からの発熱を効率よく大気中に排出することができる。
このため、熱交換器やファン等の強制冷却手段が不要となり、屋外設置機器の大型化や高重量化、更には、ファンの駆動に要する無駄な電力の消費を伴わずに、基板に実装された電気部品が発生させる熱を確実に外部に排出することが可能となった。
基板を密封する外装体が熱伝導性を有しているので電気部品からの発熱を効率よく大気中に放出することができ、また、この外装体が耐候性を備えているので、基板を本体部から外側に突出させた状態で装着しても、風雨や紫外線その他の自然環境によって基板や電気部品に損傷が生じる恐れがない。

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した一実施形態の屋外通信機器１について簡略化して示した概念図である。

この屋外通信機器１は例えば衛星通信あるいは携帯電話の中継基地局等で利用されるもので、その主要部は、基板を内蔵した外装体２と、外装体２を装着する本体部３によって構成される。

基板を内蔵する外装体２の構成を図２に示す。外装体２は、電気部品を実装した基板４を内包する形状および大きさを有する有底容器状の下型５と該下型５と対称に形成された上型６によって構成される。

下型５および上型６の素材としては、熱伝導性，耐候性，電気絶縁性，弾性等の面から、エチレン-プロピレン-ジェンゴムもしくはシリコンゴムにセラミック，炭素等のフィラーを混入した熱伝導性ゴム等の使用が望ましい。これらの熱伝導性ゴムの熱伝導率は５６００Ｗ／ｍ・Ｋ（厚さ１ｍｍ）程度であるから、屋外通信機器の基板の冷却を目的とした放熱性能は十分である。（この種の屋外通信機器は、夏場の温度環境を想定し、４０度〜５０度を上限とする気温で使用することを前提として設計され、電気部品自体の温度上昇による周辺温度の上昇を含め、実周辺温度が７０度〜７５度の範囲で電気部品の寿命が保証されるようになっており、屋外設置機器の稼動で生じる温度上昇を２５度〜３０度程度に抑制する必要がある。）

そして、外装体２を構成する下型５と上型６の一面（図２中の左端面）には、基板４に固設された電気コネクタ７と本体部３側に固設された電気コネクタ８との接続を許容する開口部９が形成されている。

基板４を外装体２で密封する際には、図２に示されるように、予め、下型５に熱伝導性および電気絶縁性を有するグリース１１をグリースガン１０等を使用して充填しておき、図３に示されるようにして下型５に基板４を載置してから、改めて基板４上にグリース１１を充填し、最後に、下型５と上型６を突き合わせ、リフロー設備等の高温環境下で下型５と上型６を熱溶着することによって下型５と上型６とを一体化する。熱溶着の実施に際しては、高温環境下で開口部９に変形や寸法変化が発生するのを防止するため、開口部９の形状に応じた入れ子１２を図４に示されるようにして開口部９に挿入しておき、外装体２が常温に復してから図５に示されるようにして入れ子１２を取り外すようにする。

基板４に下型５と上型６を取り付けて一体化した状態を図６に示す。このようにして下型５と上型６を一体化して基板４に取り付けることにより、この基板４を本体部３に装着した際に本体部３から外側に突出する基板４の全ての部分、つまり、電気コネクタ７を除く部分が、図６に示されるようにして、熱伝導性と耐候性および弾性を有する外装体２で確実に密封されることになる。

図５に示されるように、この実施形態では、基板４の表面側において基板４からの突出高さが最も高い電気部品１３の表面が上型６の内壁に密着し、また、基板４の裏面側において基板４からの突出高さが最も高い電気部品１４の表面が下型５の内壁に密着するように、外装体２を構成する下型５と上型６の深さ寸法が決められ、更に、下型５および上型６の内壁と基板４との間に形成される空間には、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリース１１が隙間なく充填されている。

従って、上型６の内壁に密着した電気部品１３の発熱は外装体２を構成する上型６を介して直ちに大気中に放出され、また、下型５の内壁に密着した電気部品１４の発熱は外装体２を構成する下型５を介して直ちに大気中に放出される。
そして、基板４からの突出高さが相対的に低い電気部品１５，１６からの発熱は当該電気部品１５，１６と隙間なく密接するグリース１１と当該グリース１１に隙間なく密接する上型６を介して効率よく大気中に放出され、また、基板４からの突出高さが相対的に低い電気部品１７からの発熱は当該電気部品１７と隙間なく密接するグリース１１と当該グリース１１に隙間なく密接する下型５を介して効率よく大気中に放出される。

このように、下型５や上型６の内壁に直接的に接していない電気部品から生じる熱であっても、グリース１１の充填により効率よく放熱することができるので、基板４上の電気部品の突出高さは区々であっても構わない。
つまり、基板４の外形さえ規格化しておけば、様々な厚みの基板４に対して同一仕様の下型５や上型６つまり外装体２を装着することが可能である。

ここで、基板４を内蔵した外装体２を装着する本体部３の構成について図７を参照して説明する。

この本体部３は、基板４の電気コネクタ７と嵌合する電気コネクタ８を実装したバックボード１８と、このバックボード１８を格納するためのフロントパネル１９およびバックカバー２０からなるケーシング２１によって構成される。
フロントパネル１９とバックカバー２０の接合部には公知のガスケットあるいはパッキング等が介装され、ケーシング２１に対する防水処理が施されている。
このケーシング２１は図１２および図１３に示されるような従来型の屋外通信機器の本体部１０１とは相違し、何枚もの基板を内蔵するためのものではなく、単に、電気コネクタ８を実装したバックボード１８が収まればよいので、内部空間を確保するための筐体構造は必要なく、図１２および図１３に示されるような従来型本体部（筐体）１０１と比べ、遥かに薄く構成することができる。

ケーシング２１の主要部を構成するフロントパネル１９には、本体部３のバックボード１８における電気コネクタ８の配設位置に対応して、開口部９を形成した外装体２の一面、つまり、図６中で手前側に位置する外装体２の一面の外形よりも小さな開口部２２が形成されている。

外装体２を有する基板４を本体部３に取り付ける際には、図８に示されるようにして本体部３の電気コネクタ８の位置に外装体２側の電気コネクタ７を位置決めし、外装体２側の電気コネクタ７を本体部３側の電気コネクタ８に正確に嵌合させて押し込む。
これにより、フロントパネル１９の開口部２２および外装体２の開口部９が図９に示されるようにして密閉され、更に、外装体２側に固設された電気コネクタ７と本体部３側に固設された電気コネクタ８とを接続することで、開口部９を形成した外装体２の一面とフロントパネル１９の開口部２２の周辺との圧接状態、つまり、フロントパネル１９側の開口部２２と外装体２の開口部９の密閉状態が保持される。

または、開口部２２の大きさを、開口部９を形成した外装体２の一面の外形よりも僅かに小さなものとし、開口部９を設けた外装体２の一面と隣接する外装体２の各面の端部、つまり、図８，図９に示される外装体２の左端部側の外周部を弾性変形させてフロントパネル１９側の開口部２２に突入させ、基板２側の電気コネクタ７と本体部３側の電気コネクタ８とを接続する構成とする場合もある（図示略）。
このような構成を適用した場合、フロントパネル１９側の開口部２２に外装体２が圧入されるかたちで取り付けられるので、電気コネクタ７と電気コネクタ８の嵌合力を利用して外装体２の一面とフロントパネル１９の開口部２２の周辺との圧接状態を保持する場合（図９の構成）と比べ、フロントパネル１９側の開口部２２および外装体２側の開口部９の密閉性が向上し、同時に、振動等による嵌合の緩みや電気コネクタ７，８間の電気的な接続不良も効果的に防止される。

基板４を内蔵した外装体２を本体部３に装着した状態を図１に示す。このように、外装体２で密封された基板４を本体部３から外側に突出させた状態で本体部３に装着する構成とすることで、密閉式の筐体からなる本体部の内側に基板を装着する従来型の構成（図１２，図１３参照）と比べ、基板４に実装された電気部品１３〜１７からの発熱を効率よく大気中に排出することができる。

このため、熱交換器やファン等の強制冷却手段が不要となり、屋外設置機器の大型化や高重量化、更には、ファンの駆動に要する無駄な電力の消費を伴わずに、基板４に実装された電気部品１３〜１７が発生させる熱を確実に外部に排出することが可能となった。

しかも、基板４を密封する外装体２が耐候性を備えており、フロントパネル１９側の開口部２２および外装体２側の開口部９の密閉状態も、フロントパネル１９の開口部周辺と当接した外装体２の圧接力もしくは開口部２２に圧入された外装体２の圧接力によって保証されるので、基板４を本体部３から外側に突出させて装着する構造であっても、風雨その他の自然環境によって本体部３や外装体２の内部に異物や湿気が侵入したり、更には、紫外線等を受けて基板４あるいは電気部品が劣化するといった恐れもない。

屋外通信機器１の作動中に基板４上の電気部品１３〜１７が発熱した場合には、前述した通り、外装体２を構成する上型６の内壁に密着した電気部品１３の発熱は上型６を介して直ちに大気中に放出され、また、外装体２を構成する下型５の内壁に密着した電気部品１４の発熱は下型５を介して直ちに大気中に放出される。
そして、基板４からの突出高さが低い電気部品１５，１６からの発熱は当該電気部品１５，１６と隙間なく密接するグリース１１と当該グリース１１に隙間なく密接する上型６を介して効率よく大気中に放出され、また、電気部品１７からの発熱は当該電気部品１７と隙間なく密接するグリース１１と当該グリース１１に隙間なく密接する下型５を介して効率よく大気中に放出される。

本体部３に複数の基板４を装着する場合には、各基板４毎の外装体２が効果的に放熱できるように、例えば、図１に示されるようにして、基板４を内蔵した外装体２同士の間に十分な間隔を置いて本体部３に装着する構成とすることが望ましい。

図１０に他の一実施形態における外装体２３の構成を示す。この外装体２３は略平板状の下型２４と有底容器状の上型２５によって構成される。前記と同様、下型２４および上型２５の素材としては、熱伝導性，耐候性，電気絶縁性，弾性等の面から、エチレン-プロピレン-ジェンゴムもしくはシリコンゴムにセラミック，炭素等のフィラーを混入した熱伝導性ゴム等の使用が望ましい。

外装体２３の一部を構成する上型２５の一面（図１０中の左端面）には、基板４に固設された電気コネクタ７と本体部３側に固設された電気コネクタ８との接続を許容する開口部２６が設けられ、更に、上型２５の外側（図１０中の上面側）には、上型２５の表面積を増大させるためのリブ状の凹凸部２７が形成されている。

そして、基板４に実装された電気部品のうち他の電気部品と比べて表面熱密度が高くなる電気部品２８と熱に弱い他の電気部品２９，３０との間には、電気部品２８から他の電気部品２９，３０への熱の伝導を軽減するための熱遮蔽板３１，３２が配設されている。

これらの熱遮蔽板３１，３２は熱抵抗の大きな素材から形成されており、下型２４と上型２５を突き合わせて熱溶着等によって外装体２３として一体化する際に、下型２４と上型２５との間に挟み込むようにして介装される。
下型２４と上型２５の突き合わせの過程で熱遮蔽板３１，３２が挟み込まれるので、下型２４と上型２５の突き合わせに際して電気部品２９，３０等に作用する衝撃が緩和され、また、電気部品２９，３０をリフロー設備等の高温環境から守ることもできるので、部品の保護の面でも有効である。

基板４に下型２４と上型２５および熱遮蔽板３１，３２を取り付けて一体化した状態を図１１に示す。熱遮蔽板３１は、表面熱密度が高くなる電気部品２８と熱に弱い他の電気部品２９との間を仕切るようにして基板４上に略直角に立設された第一壁部３１ａと該第一壁部３１ａの先端から屈曲して上型２５の内壁に沿って電気部品２８から離間する方向に延出する第二壁部３１ｂとによって一体に形成され、また、熱遮蔽板３２は、表面熱密度が高くなる電気部品２８と熱に弱い他の電気部品３０との間を仕切るようにして基板４上に略直角に立設された第一壁部３２ａと該第一壁部３２ａの先端から屈曲して上型２５の内壁に沿って電気部品２８から離間する方向に延出する第二壁部３２ｂとによって一体に形成されている。

なお、この実施形態においても、上型２５の内壁と基板４との間に形成される空間に、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリースを隙間なく充填することが可能である。

本体部３に対する外装体２３（基板４）の取り付けに関しては前述した実施形態と同様であるので説明を省略する。

このような構成を適用した場合、表面熱密度が高くなる電気部品２８から他の電気部品２９，３０への熱の伝達が熱遮蔽板３１，３２によって軽減されるので、外装体２３の内部空間の温度に偏りが生じる。つまり、電気部品２８の温度上昇と共に内部空間の温度が熱平衡の状態を維持して均一に上昇するといった弊害が解消され、電気部品２９，３０の周辺温度を比較的に低い温度に抑えることが可能となるため、電気部品２９，３０の過熱による損傷を効果的に抑制することができる。

表面熱密度が高くなる電気部品２８の周囲に位置する電気部品２９は基板４と熱遮蔽板３１における第一壁部３１ａおよび第二壁部３１ｂによって三方から包囲され、また、電気部品３０は基板４と熱遮蔽板３２における第一壁部３２ａおよび第二壁部３２ｂによって三方から包囲されるかたちとなるので、電気部品２９，３０それ自体が生成した熱の放出は必ずしも容易ではないが、電気部品２９，３０の表面熱密度は比較的に低いものであるから、それ自体の発熱によって当該電気部品２９，３０が損傷する可能性は、表面熱密度が高くなる電気部品２８からの発熱が直に伝導される場合に比べて低い。

この実施形態では、外装体２３の一部を構成する上型２５の外側に表面積を増大させるための凹凸部２７が形成されているので、この部分を平坦な構成とした場合と比べて放熱効果は遥かに高い。

以上に述べた通り、前述した各実施形態では、屋外通信機器１の本体部３に基板４を内蔵して装着することを止め、基板４の大半部分を本体部３から外側に突出させて取り付けるようにしているので、密閉式の筐体からなる本体部の内側に基板を装着する従来型の構成と比べ、基板４に実装された電気部品からの発熱を効率よく大気中に排出することができる。

しかも、基板４に実装された電気部品からの発熱を伝導して大気中に放出する外装体２や外装体２３は基板４毎に個別に取り付けられる構成であるから、本体部３に装着される基板４の枚数が多い場合であっても、単一のヒートシンクを複数の基板で共用する従来技術とは相違し、基板の枚数の増加によって放熱効率が低下するといった弊害が生じない。

従って、熱交換器やファン等の強制冷却手段は不要であり、屋外通信機器１等を始めとする屋外設置機器の大型化や高重量化、更には、ファンの駆動に要する無駄な電力の消費を伴わずに、基板に実装された電気部品が発生させる熱を確実に外部に排出することができる。
基板４を密封する外装体２や外装体２３は高い熱伝導性を有しているので電気部品からの発熱を効率よく大気中に放出することができ、また、この外装体２や外装体２３を形成するエチレン-プロピレン-ジェンゴムやシリコンゴム等の素材が十分な耐候性を備えているので、基板４を本体部３から外側に突出させた状態で装着する構成であるにも関わらず、風雨や紫外線その他の自然環境によって基板４や基板４上の電気部品に損傷が生じる恐れはない。

また、ファンその他の可動部を有する強制冷却手段が不要となることから、この種の冷却手段を必要とする屋外設置機器に共通する不具合、つまり、枯葉や小枝等を始めとする異物の侵入や凍結あるいは錆の発生等に伴う冷却手段の機能不全によって冷却効率が低下するといった問題がなく、劣悪な環境下においても安定的に基板上の電気部品の熱を放熱させることができる。

本発明を適用した一実施形態の屋外通信機器について簡略化して示した概念図である。 同実施形態の基板を内蔵する外装体の組み立て構造を簡略化して示した斜視図である。 同実施形態の外装体の一部を構成する下型に基板を取り付けた状態を示した平面図である。 同実施形態の下型と上型を熱溶着する際に利用される入れ子の取り付け状態について示した断面図である。 同実施形態において一体化された外装体から入れ子を取り外して示した断面図である。 同実施形態の基板を内蔵した外装体の外観を示した斜視図である。 同実施形態の外装体を装着する本体部の構成について簡略化して示した斜視図である。 同実施形態の本体部に外装体を装着する際の電気コネクタの相対的な位置関係について簡略化して示した断面図である。 本体部に外装体を装着した状態について簡略化して示した図である。 他の実施形態の外装体の組み立て構造を簡略化して示した斜視図である。 同実施形態の基板を内蔵した外装体の外観を示した斜視図である。 熱交換器方式を適用した屋外通信機器の放熱構造の概略を示した概念図である（従来例）。 ヒートシンク方式を適用した屋外通信機器の放熱構造の概略を示した概念図である（従来例）。

符号の説明

１ 屋外通信機器（屋外設置機器）
２ 外装体
３ 本体部
４ 基板
５ 下型
６ 上型
７ 基板側の電気コネクタ
８ 本体部側の電気コネクタ
９ 外装体の開口部
１０ グリースガン
１１ 熱伝導性と電気絶縁性を有するグリース
１２ 入れ子
１３，１４ 基板からの突出高さが最も高い電気部品
１５，１６，１７ 基板からの突出高さが相対的に低い電気部品
１８ バックボード
１９ フロントパネル
２０ バックカバー
２１ ケーシング
２２ ケーシングの開口部
２３ 外装体
２４ 下型
２５ 上型
２６ 開口部
２７ 凹凸部
２８ 表面熱密度が高くなる電気部品
２９，３０ 他の電気部品
３１ 熱遮蔽板
３１ａ 第一壁部
３１ｂ 第二壁部
３２ 熱遮蔽板
３２ａ 第一壁部
３２ｂ 第二壁部
１００ 屋外通信機器（屋外設置機器）
１０１ 本体部（筐体）
１０２ ダクト
１０３ 熱交換器
１０４ ファン
１０５ 基板
１０６ ファン
１０７ フィン
１０８ ヒートシンク

Claims (11)

1. 電気部品を実装した基板と、前記基板を装着する本体部とを備えた屋外設置機器の放熱構造であって、
   前記基板を前記本体部から外側に突出させた状態で本体部に装着する構成とし、少なくとも、前記本体部から外側に突出する前記基板の部分を、熱伝導性と耐候性を有する外装体で密封したことを特徴とする屋外設置機器の放熱構造。
2. 前記外装体の内壁と前記基板との間に形成される空間に、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリースが隙間なく充填されていることを特徴とする請求項１記載の屋外設置機器の放熱構造。
3. 前記基板に実装された電気部品のうち、少なくとも、前記基板からの突出高さが最も高い電気部品の表面が、前記外装体の内壁に密着するように前記外装体の寸法が決められていることを特徴とする請求項１記載の屋外設置機器の放熱構造。
4. 前記基板に実装された電気部品のうち、少なくとも、前記基板からの突出高さが最も高い電気部品の表面が、前記外装体の内壁に密着するように前記外装体の寸法が決められ、且つ、前記外装体の内壁と前記基板との間に形成される空間に、熱伝導性と電気絶縁性を有するグリースが隙間なく充填されていることを特徴とする請求項１記載の屋外設置機器の放熱構造。
5. 前記基板に実装された電気部品のうち、他の電気部品と比べて表面熱密度が高くなる電気部品と他の電気部品との間に熱遮蔽板を配設し、表面熱密度が高くなる電気部品から他の電気部品への熱の伝導を軽減したことを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載の屋外設置機器の放熱構造。
6. 前記熱遮蔽板が、前記表面熱密度が高くなる電気部品と他の電気部品との間を仕切るようにして前記基板上に略直角に立設された第一壁部と、該第一壁部の先端から屈曲して前記外装体の内壁に沿って前記表面熱密度が高くなる電気部品から離間する方向に延出する第二壁部とによって形成されていることを特徴とする請求項５記載の屋外設置機器の放熱構造。
7. 前記外装体の外側に、表面積を増大させるための凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５または請求項６記載の屋外設置機器の放熱構造。
8. 弾性を有する熱伝導性ゴムによって前記外装体を形成し、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとの接続を許容する開口部を前記外装体の一面に形成する一方、
   前記本体部のケーシングには、前記本体部における電気コネクタの配設位置に対応させて、前記外装体の前記一面の外形よりも小さな開口部を形成し、
   前記外装体の前記一面の周辺部を弾性変形させて前記ケーシングの開口部の周辺に当接させて、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとを接続したことを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６または請求項７記載の屋外設置機器の放熱構造。
9. 弾性を有する熱伝導性ゴムによって前記外装体を形成し、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとの接続を許容する開口部を前記外装体の一面に形成する一方、
   前記本体部のケーシングには、前記本体部における電気コネクタの配設位置に対応させて、前記外装体の前記一面の外形よりも僅かに小さな開口部を形成し、
   前記外装体の前記一面と隣接する前記外装体の各面の端部を弾性変形させて前記ケーシングの開口部に突入させて、前記基板に固設された電気コネクタと前記本体部に固設された電気コネクタとを接続したことを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６または請求項７記載の屋外設置機器の放熱構造。
10. 前記外装体は、前記基板を内包する形状および大きさを有する下型と上型とによって構成され、前記下型に前記基板を取り付けた状態で、両者が熱溶着によって一体化されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８または請求項９記載の屋外設置機器の放熱構造。
11. 前記外装体が、エチレン-プロピレン-ジェンゴムもしくはシリコンゴムにセラミック，炭素等のフィラーを混入した熱伝導性ゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求項９または請求項１０記載の屋外設置機器の放熱構造。

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