JP2008010820A - ヒートシンク及び基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】風向きによらず良好な放熱性能を持つヒートシンクを提供する。
【解決手段】複数枚のフィン３１−３９を隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて立設し、前記各フィンの高さを並べ方向内側のものほど高く形成する。フィンの構成としては、高さ方向に沿った切欠きを１或いは複数備えるものや、フィンの厚さ方向に１以上の貫通穴を備えるものや、フィンを波型にした。また、基地局装置に係る解決手段として、複数枚のフィンから成るヒートシンク２と、基地局装置の筐体１のリムに取り付け可能な通気板金と、前記通気板金の少なくとも1面に取り付けられたファンとを、前記筐体に一体に備えるものとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ヒートシンクと、ヒートシンクを備える基地局装置に関する。

携帯通信機の基地局装置には、略直方体形状の筐体に各種回路モジュールを収納しており、電柱等の高所に取り付けられて用いられるものがある。基地局装置の筐体には、筐体内の回路モジュールが発する熱を筐体外に放熱するために、筐体の外面にフィンが形成されていることが多い。このような基地局装置としては、特許文献１や特許文献２に開示されているものがある。

特許文献１には、筐体内の回路モジュールのうち、特に発熱量の大きいものの収納位置の近傍に形成されるフィンを他の箇所のフィンに比べて高く形成し、効率よく放熱させる技術が記載されている。

特許文献２には、種々の形状の板金にフィンを立てたヒートシンクを複数組み合わせて用い、基地局装置の設置状態、即ち筐体のヒートシンクを取り付ける面の向きに応じて、ヒートシンクの形状を選択し、放熱状態がよくなる向きに組み合わせて取り付ける技術が記載されている。ここで、放熱状態がよくなる向きとは、ヒートシンクが鉛直面に取り付けられるのであればフィンが縦に並ぶ向きであり、また、ヒートシンクが水平面に取り付けられるのであれば、あらゆる風向きの風を何れかのフィンが受けるよう、各フィンの向きが異なるような向きである。

特許文献３には、高密度の半導体集積回路を効率よく冷却するためのフィンとファンの配設に関する構成が記載されている。
特開平１０−２２８９９号公報 特開２０００−２２５５７号公報 特開平１０−６５０７８号公報

上記特許文献１及び２に記載された技術では、図１の模式図に示すように、筐体の一面に並ぶフィンの高さは同じにされているので、フィンの面に直交する向きに近い向き（図１においてＡで示す向き）に空気が流れる状態においては、流れ方向の最も上流にある一枚目のフィンは十分な風を受けるので放熱状態が良いが、その他のフィンは風を受けにくいので放熱状態が悪くなり、全体としては効率が悪く、良好な放熱性能を得られない。

上記特許文献３に記載された技術では、太陽光（太陽熱）を遮ることができず、屋外設置される基地局装置のヒートシンク効果を十分に発揮することは困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、風向きによらず良好な放熱性能を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、ヒートシンクに係る第１の手段として、複数枚のフィンを隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて立設し、前記各フィンの高さを並べ方向内側のものほど高く形成するものを採用した。

また、ヒートシンクに係る第２の手段として、壁面に設置される基地局装置に適用されるヒートシンクであって、複数枚のフィンを隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて且つ前記壁面に略平行に立設し、前記各フィンの高さを壁面に遠いものから近いものへ順次高く形成するものを採用した。

ヒートシンクに係る第３の手段として、上記第１又は２の手段において、前記フィンは、高さ方向に沿った切欠きを１或いは複数備えるものを採用した。

ヒートシンクに係る第４の手段として、上記第１から３の何れかの手段において、前記フィンは、１以上の貫通穴を備えるものを採用した。

ヒートシンクに係る第５の手段として、上記第１から４の何れかの手段において、前記フィンは、平板であるか、又は、平板を波型に形成したものであるものを採用した。

基地局装置に係る第１の手段として、上記第１から５の何れかの手段に記載のヒートシンクを筐体に一体に備えるものを採用した。

基地局装置に係る第２の手段として、上記第１から第５の何れかの手段に記載のヒートシンクと、筐体のリムに取り付け可能な通気板金と、前記通気板金の少なくとも1面に取り付けられたファンとを、筐体に一体に備えるものを採用した。

本発明によれば、内側のフィンの高さを高く形成するので、フィンの面に直行する向きに近い向きに空気が流れる状態においても、外側のフィンだけでなく内側のフィンまで風を受けさせることができるので、内側のフィンの放熱状態をも良くすることができるため、風向きによらず、良好な放熱性能を得ることができる。更には、太陽光（太陽熱）の強い灼熱地帯において、通気板金（日除け板）とファンを筐体に一体に備えることで、より良好な放熱特性を得ることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。図２は、本実施形態におけるヒートシンクを備える基地局装置Ｘを模式的に示す斜視図である。図３は、基地局装置Ｘを電柱Ｐに取り付けた状態を示す模式図である。

本基地局装置Ｘは、電柱等の高所に取り付けられて用いられるものであって、略直方体形状の筐体１と、筐体１の相対向する２面に設けられたヒートシンク２，３を備え、筐体１内に、各種回路モジュールを収納している。筐体１及びヒートシンク２，３は、金属製である。

筐体１内に収納される各種回路モジュールとしては、無線通信網を介して外部端末等との通信を行うためのＲＦ部や、ネットワーク網を介して種々の情報を送受するためのインターフェース部、制御部、電源部等を備えている。

ヒートシンク２は、筐体１と一体成型されたものであって、筐体の一面２０に、板状の複数のフィン２１〜２９を立設したものである。フィン２１〜２９は、隣り合うフィンの面が相対向するように並列され、且つ、隣り合うものの高さが異なり、内側のものほど高く形成されている。

ヒートシンク３もヒートシンク２と同様に、筐体１の一面３０に、板状の複数のフィン３１〜３９を立設したものである。フィン３１〜３９もフィン２１〜２９と同様に、隣り合うフィンの面が相対向するように並列され、且つ、隣り合うものの高さが異なり、内側のものほど高く形成されている。

上記構成の基地局装置Ｘは、図３（上から見た図である）に示すように、電柱Ｐに取り付けられて用いられる。

このような基地局装置Ｘは、稼動することによって熱を発するが、この熱は、筐体１及びヒートシンク２，３を介して、周囲を流れる空気によって取り除かれる。つまり、筐体１及びヒートシンク２，３が風を受けることにより、基地局装置Ｘが発する熱が取り除かれる。その際、基地局装置Ｘに、フィン２１〜２９，３１〜３９の面に平行な向き（図２にｂで示す向き）に近い向きの風があたる場合には、フィン２１〜２９，３１〜３９の間の空気の入れ替わりが円滑であるので、基地局装置Ｘの放熱状態は良好である。

また、基地局装置Ｘに、フィン２１〜２９，３１〜３９の面に直行する向き（図２にａで示す向き）に近い向きの風があたる場合には、何れのフィン２１〜２９，３１〜３９も、少なくとも先端に風を受けるので、フィン２１〜２９，３１〜３９の間の空気が円滑に入れ替わり、基地局装置Ｘの放熱状態が良好となる。

ここで、無風状態の場合には、空気の重力と浮力だけが影響因子となる自然対流によって放熱が促進されるので、フィンの高さが従来よりも高いところでは、その表面積が増大することにより放熱性能が向上しても、フィンの高さが従来よりも低いところでは、その表面積が減少するため、放熱性能が低下することとなる。しかしながら、基地局装置Ｘが設置される実環境は、風速がゼロではない状態が主であって平均２．０ｍ／ｓ程度の風速が得られているので、このような実環境においては、全てのフィンの高さを高くするよりも、本実施形態のようにフィンの高さが順次高くなるようにして、多くのフィンが風をうけるようにすることが効果的であり、これにより、良好な放熱性能を得ることができる。

図４は、他の実施形態におけるヒートシンクを備える基地局装置Ｙを模式的に示す斜視図である。この基地局装置Ｙが備えるヒートシンク２’，３’は、前実施形態のヒートシンク２，３が備えるフィン２１〜２９，３１〜３９を、フィンの高さ方向に沿った切欠き４１〜４９，５１（他は図示せず）を形成することによって各フィンが幅方向中央で二分されたようなフィン２１’〜２９’，３１’〜３９’としたものである。

本実施形態によれば、内側のフィン２２’〜２８’，３２’〜３８’への風通しが良好となり、内側のフィン２２’〜２８’，３２’〜３８’の根元にも風をあてることができるので、基地局装置Ｙの放熱状態を更に良好とすることができる。

なお、本実施形態では、各フィンに設ける切欠きを１つにしているが、実施にあたってはこれに限らず、図５に示すように、各フィンに複数の切欠きを設けてもよい。

なお、上記の二つの実施形態では、中央のフィン２５，３５，２５’，３５’を最も高く形成しているが、実施にあたってはこれに限らず、隣り合うフィンの相対的に外側のものより内側のものが高く形成されていればよく、つまり、最も高いフィンの位置は問わない。筐体１に収納される各種回路モジュールのうち、特に発熱量の大きいものの収納位置の近傍に形成されるフィンを最も高く形成すると、放熱状態を良好とする上で効果的である。

また、上記実施形態では、電柱等に取り付けられる基地局装置Ｘ，Ｙに適するヒートシンク２，３、２’，３’の形状について説明しているが、実施にあたっては、ヒートシンクの形状はこれに限られず、例えば、図６（上から見た図である）に示すように、壁面Ｗに設置される基地局装置Ｚにおいては、壁面Ｗに面する側からは基地局装置Ｚが風を受けることがないので、フィン６１〜６９、７１〜７９の高さを壁面に遠いものから近いものへ順次高く形成したヒートシンク６０，７０としてもよい。このような構成によれば、フィンの面に直行する方向に近い向きの風、即ち、壁面Ｗに向かって吹く風を、一枚目だけでなく全てのフィン６１〜６９、７１〜７９に受けさせることができるため、良好な放熱性能を得ることができる。

更に、上記実施形態では、筐体１の相対向する２面にヒートシンク２，３、２’，３’、６０，７０を備えた例について説明しているが、実施にあたってはこれに限らず、筐体の他の面にもヒートシンクを備え、このヒートシンクが備えるフィンの形状を上記実施形態のようなものとしてもよい。

また、図７に示すように、フィン２１〜２９，３１〜３９、２１’〜２９’，３１’〜３９’、６１〜６９，７１〜７９には、貫通穴を備えるようにしてもよい。これにより、フィン間の通気性を更に良好にすることができる。貫通穴は、規則的に設けてもランダムに設けてもどちらでもよい。

そして、上記実施形態では、フィン２１〜２９，３１〜３９、２１’〜２９’，３１’〜３９’、６１〜６９，７１〜７９は板状のものであるが、実施にあたってはこれに限らず、例えば、図８に示すように、波型に形成したコルゲート状のものであっても、更に他の形状のものであってもよい。

更に、図９は、図２のフィン２１〜２９を通気板金８０で覆ったものである。また、通気板金の取り付け板８３の面に穴を設け、穴位置に合わせてファン８５〜８６を取り付けたものである。図９の通気板金８０は、通気板金の天板８１と通気板金の側板８２と通気板金の取り付け板８３からなるが、側板８２は無くてもよい。上記ファンは、基地局装置または天板に取り付け可能な太陽電池等から電力の供給を受け、フィン２１〜２９を強制的に空冷する働きをする。天板は、直射日光を遮る日除け板としての役割を担う。

図９の天板８１は平面であるが、家屋の屋根の様に角度や傾斜をもった構造にしてもよい。また、ファンは設置環境にあわせ、前記ファン数量やサイズ、回転数等を選択すればよい。更には、外部の温度を感知する温度センサにより、ファンの回転数を制御することも可能である。

従来の基地局装置が備える放熱フィンの一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態におけるヒートシンクを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるヒートシンクを備える基地局装置を電柱に取り付けた状態を示す模式図である。 本発明の他の実施形態におけるヒートシンクを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例におけるヒートシンクを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例におけるヒートシンクを備える基地局装置を壁面に取り付けた状態を示す模式図である。 本発明の実施形態の変形例における貫通穴を備えるヒートシンクを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施形態の変形例における波型に形成したヒートシンクを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。 本発明の一実施形態におけるヒートシンクと通気板金と屋外用ファンとを備える基地局装置を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１…筐体、 ２，３…ヒートシンク、 ２１〜２９，３１〜３９…フィン、 ２’，３’…ヒートシンク、 ２１’〜２９’，３１’〜３９’…フィン、 ４１〜４９，５１…切欠き、 ６０，７０…ヒートシンク、 ６１〜６９，７１〜７９…フィン、８０…通気板金、８１…通気板金の天板（天板、日除け板）、８２…通気板金の側板（側板）、８３…通気板金の取り付け板、８４…基地局のリム、８５，８６…屋外用ファン（ファン）

Claims (7)

1. 複数枚のフィンを隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて立設し、前記各フィンの高さを並べ方向内側のものほど高く形成することを特徴とするヒートシンク。
2. 壁面に設置される基地局装置に適用されるヒートシンクであって、
   複数枚のフィンを隣り合うフィンの面が相対向するように並列させて且つ前記壁面に略平行に立設し、前記各フィンの高さを壁面に遠いものから近いものへ順次高く形成することを特徴とするヒートシンク。
3. 前記フィンは、高さ方向に沿った切欠きを１或いは複数備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートシンク。
4. 前記フィンは、１以上の貫通穴を備えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のヒートシンク。
5. 前記フィンは、平板であるか、又は、平板を波型に形成したものであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のヒートシンク。
6. 請求項１から５の何れかに記載のヒートシンクを筐体に一体に備えることを特徴とする基地局装置。
7. 請求項１から５の何れかに記載のヒートシンクと、筐体のリムに取り付け可能な通気板金と、前記通気板金の少なくとも1面に取り付けられたファンとを、筐体に一体に備えることを特徴とする基地局装置。

Images