JP2008091607A - 冷却機能付キャビネット - Google Patents

Abstract

【課題】キャビネットの任意の位置に冷却ユニットを取り付け可能な、冷却機能付きキャビネットを提供する。
【解決手段】内部に電子機器が収納され、ペルチェ素子でキャビネット内部を冷却する電子式クーラを備えた冷却機能付キャビネットにおいて、電子式クーラを、キャビネットを冷却する冷却ユニット１１と、冷却ユニット１１に電流を供給する電源ユニット１２に分離してキャビネットに配設する。なお、冷却ユニット１１と電源ユニット１２を離接可能なコネクタで接続することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に電気機器や電子機器等を収納する、冷却機能付きキャビネットに関するものである。

屋外に通信機器等の電子機器を設置する場合には、キャビネット内に電子機器を収納して設置することが普通である。キャビネット内に収納される電子機器は発熱し、特にＨＵＢやＶＤＳＬは発熱量が多く、真夏の日中には、キャビネット内が高温となる。キャビネット内の電子機器が、高温で故障や動作不良を起こすことを防止するために、キャビネット内を冷却する必要がある。このため、キャビネット内を換気して、冷却する方法も考えられるが、屋外設置型のキャビネットは、風雨や外気中のダストの影響を避けるために防水、防塵性能が要求される。従って、キャビネット内を換気する方法は適切でない。

そこで、特許文献１に示されるような、盤用冷却装置がある。この盤用冷却装置は、電子式クーラを使用して、キャビネット内部を冷却する装置であり、キャビネット内部に吸熱フィンを、キャビネット外部に放熱フィンをそれぞれ配設し、放熱フィンにはペルチェ効果を利用した電子冷却素子の発熱面を接合し、吸熱フィンにはペルチェ効果を利用した電子冷却素子の吸熱面を接合している構造のものである。この構造により、キャビネット内部を密封しつつ、キャビネット内部を冷却することが可能となる。

しかしながら、この盤用冷却装置は、電子式クーラが冷却ユニットと、この冷却ユニットに電流を供給する電源ユニットが一体構造となっているため大きく、キャビネットの取付場所に制約があり、キャビネット内に収納される電子機器の冷却が必要な箇所に電子式クーラを取り付けることができない場合があるという問題があった。

そこで、キャビネット内の任意の位置に冷却ユニットを取り付け可能な、冷却機能付きキャビネットの開発が要望されていた。
特開２００５−１５５９８３号公報

キャビネットの任意の位置に冷却ユニットを取り付け可能な、冷却機能付きキャビネットを提供する。

上記課題を解決するためになされた本発明は、内部に電子機器が収納され、ペルチェ素子でキャビネット内部を冷却する電子式クーラを備えた冷却機能付キャビネットにおいて、前記電子式クーラを、前記キャビネットを冷却する冷却ユニットと、この冷却ユニットに電流を供給する電源ユニットに分離してキャビネットに配設したことを特徴とするものである。

なお、冷却ユニットと電源ユニットを離接可能なコネクタで接続することが好ましい。

また、電源ユニットを冷却ユニットが配設されている面と異なる面のキャビネットに配設することが好ましい。

冷却ユニットと電源ユニットを分離してキャビネットに配設することとしたので、任意の位置に、冷却ユニットをキャビネットに配設することが可能となり、内部に収納した電気機器や電子機器の設置位置を考慮して、冷却ユニットをキャビネットの最適な位置に配置することが可能となる。

なお、冷却ユニットと電源ユニットを離接可能なコネクタで接続することとすると、冷却ユニットと電源ユニットをキャビネットに取り付ける際に、冷却ユニットと電源ユニットの接続作業が容易となる。また、複数の冷却ユニットに、電流を供給する場合にも、分岐アダプターを使用するだけで、複数の冷却ユニットと単数の電源ユニットを接続することが可能となる。

また、電源ユニットを冷却ユニットが配設されている面と異なる面のキャビネットに配設することとすると、キャビネット内部に収納される電子機器を冷却する必要がない場所に、電源ユニットを配設することにより、冷却ユニットのキャビネットに取り付ける場所の自由度を更に大きくすることが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の冷却機能付キャビネットの好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す斜視図である。図２は第１の実施の形態を示すキャビネット本体への冷却ユニットと電源ユニットの取付状態図である。１は略直方体形状をしたキャビネット本体である。実施形態のキャビネット本体１は、フレームを持たないモノコック構造であるが、フレームをもつ構造のキャビネット本体１であっても差し支えない。このキャビネット本体１の内部には、ＨＵＢやＶＤＳＬ等の通信機器等の電子機器が収納される。

２は上部遮光板であり、下部が開口した扁平箱形形状をしている。この上部遮光板２は、キャビネット本体１の天板１ａを覆うように取り付けられ、直射日光がキャビネット本体１に当たって、キャビネット本体１の内部の温度が上昇することを防いでいる。この上部遮光板２は、略長方形もしくは正方形の板状の部材の４方を折り曲げ形成したものであるが、隣接する折曲部２ａの間には隙間２ｂが形成され、この隙間２ｂによりキャビネット本体１と上部遮光板２との間の空気を逃がすような構造となっている。

３は側部遮光板であり、キャビネット本体1の側板１ｂを覆うように取り付けられ、キャビネット本体１側が開口した扁平箱形形状をしている。この側部遮光板３もまた、キ直射日光がキャビネット本体１に当たって、キャビネット本体１の内部の温度が上昇することを防いでいる。この側部遮光板３の側面部３ａや上面部３ｂには、複数のスリット３ｃが設けられ、キャビネット本体１と側部遮光板３との間の空気を逃がすような構造となっている。

キャビネット本体１の正面部１ｃの横方向の一端は、キャビネット本体１に軸支され、横方向に開く構造となっている。この正面部１ｃを横方向に開くことにより、キャビネット本体１内部に電子機器を収納することができ、また、キャビネット本体１の内部に収納された電子機器とアクセス可能になっている。なお、この正面部１ｃには、鍵付ハンドル１ｆが設けられ、この鍵付ハンドル１ｆを引き上げることにより、正面部１ｃを開くことが可能になり、また悪戯防止のために、鍵付ハンドル１ｆに鍵をかけて、正面部１ｃが開くことを防止することができる。正面部１ｃには、略長方形形状の取付口１ｄ、１ｅが上下に隣接して形成されている。実施形態では、取付口１ｄが取付口１ｅの上部に形成されている。

取付口１ｅには冷却ユニット１１が取り付けられる。図３に冷却ユニットのキャビネット本体１の内側から見た斜視図を示し、図４に冷却ユニットのキャビネット本体１の外側から見た斜視図を示し、図５に冷却ユニットの断面図を示す。この冷却ユニット１１は、主に、筐体１１ａ、ペルチェ素子１１ｂ、内部フィン１１ｃ、外部フィン１１ｄ、内部ファン１１ｅ、外部ファン１１ｆから構成される。冷却ユニット１１の筐体１１ａは、キャビネット本体１の外部側に開口した、箱形形状をしている。この冷却ユニット１１の筐体１１ａの開口部の周囲には、フランジ部１１ｇが設けられている。筐体１１ａの底部には、ペルチェ素子１１ｂを並列して取り付ける、２個の略長方形状もしくは正方形状の取付口が形成されている。

冷却ユニット１１の筐体１１ａの外形は、キャビネット本体１の取付口１ｅより僅かに小さくなっている。図２に示されるように、冷却ユニット１１の筐体１１ａを、キャビネット本体１の取付口１ｅに挿入して、冷却ユニット１１がキャビネット本体１内部側に突出した半埋め込み状態にし、フランジ部１１ｇがキャビネット本体１の取付口１ｅを覆うようにして、冷却ユニット１１がキャビネット本体１に配設されている。

筐体１１ａの底部に形成された取付口を閉塞するようにして、板状のペルチェ素子１１ｂが取り付けられている。ペルチェ素子１１ｂに直流電流を流すと、ペルチェ素子１１ｂの板厚方向に熱の移動が起こり、片側は冷却され、反対側は発熱する。従って、本実施形態では、ペルチェ素子１１ｂの冷却面をキャビネット本体１の内部側とし、ペルチェ素子１１ｂの発熱面をキャビネット本体１の外部側にして、ペルチェ素子１１ｂを配設して、キャビネット本体１の内部を冷却することとしている。

ペルチェ素子１１ｂの表面のみに触れる空気だけでは、キャビネット本体１の内部の冷却が不十分となるため、ペルチェ素子１１ｂの冷却面には、内部フィン１１ｃが取り付けられている。この内部フィン１１ｃは、略長方形状の平板に、複数の板もしくは突起を突設したものである。内部フィン１１ｃの平板をペルチェ素子１１ｂの冷却面に被着して、内部フィン１１ｃをペルチェ素子１１ｂに取り付けている。このように、ペルチェ素子１１ｂの冷却面に内部フィン１１ｃを取り付けて、冷却される部分の表面積を増大させることにより、キャビネット本体１内部への冷却効果を増大させている。

図３に示されるように、内部フィン１１ｃのキャビネット本体１の内部側には、内部フィン１１ｃの外側を覆うように設けられた内部ファン取付部材１１ｈ上に、内部ファン１１ｅが取り付けられている。内部ファン取付部材１１ｈの周面には、複数の通風口１１ｋが設けられ、内部ファン１１ｅは、通風口１１ｋから空気を吸い込み、内部フィン１１ｃを通って、冷却された空気を、キャビネット本体１の内部側に送風し、キャビネット本体１の内部に収納された電子機器を冷却する。

一方で、ペルチェ素子１１ｂの発熱面の放熱が不十分の場合には、ペルチェ素子１１ｂ内の熱の移動が阻害され、電子機器の冷却が不十分となる。そこで、図５に示されるように、ペルチェ素子１１ｂの発熱面には、外部フィン１１ｄが取り付けられている。この外部フィン１１ｄは、略長方形状の平板に、複数の板もしくは突起を突設したものである。外部フィン１１ｄの平板をペルチェ素子１１ｂの冷却面に被着して、外部フィン１１ｄをペルチェ素子に取り付けている。このように、ペルチェ素子１１ｂの発熱面に外部フィン１１ｄを取り付けて、放熱する部分の表面積を増大させて、キャビネット本体１外部への放熱効果を増大させている。

ペルチェ素子１１ｂの発熱面に外部フィン１１ｄを取り付けただけでは、キャビネット本体１外部への放熱が不十分となるので、図４に示されるように、外部フィン１１ｄのキャビネット本体１の外部側には、外部フィン１１ｄの外側を覆うように設けられた外部ファン取付部材１１ｊ上に、外部ファン１１ｆが取り付けられている。外部ファン取付部材１１ｊの周面には、複数の通風口１１ｍが設けられ、外部ファン１１ｆは、通風口１１ｍから空気を吸い込み、外部フィン１１ｄを通った空気を、キャビネット本体１の外部側に送風し、ペルチェ素子１１ｂの発熱面の放熱を促進させている。

図６に冷却機能付キャビネットの斜視図を示す。図１や図６に示されるように、キャビネット本体１の冷却ユニット１１が取り付けられている面には、この面を覆うように、正面側遮光板５が取り付けられ、直射日光がキャビネット本体１に当たって、キャビネット本体１の内部の温度が上昇することを防いでいる。この正面側遮光板５の側面部５ａや上面部５ｂには、複数のスリット５ｃが設けられ、キャビネット本体１と正面側遮光板５との間の空気を逃がすような構造となっている。

図４に示されるように、外部ファン１１ｆを覆うような箱形形状の風向ダクト１１ｎが、外部ファン１１ｆの外側に向けて取り付けられている。また、正面部遮光板５の、風向ダクト１１ｎが取り付けられている位置には、外部ファン１１ｆから送られ、風向ダクト１１ｎを通った空気を外部に排出するための排気スリット５ｄが形成され、ペルチェ素子１１ｂの発熱により、暖められた空気を強制的に冷却機能付キャビネットの外部に排気するようにしている。また、正面側遮光板５の、その内部側に鍵付ハンドル１ｆが設けられている位置には、鍵付ハンドル用穴５ｅが設けられ、鍵付ハンドル１ｆに鍵をかけたり、ハンドルを引き上げて正面部１ｃを開けたりできるようになっている。また、正面側遮光板５の裏面の、冷却ユニット１１と後述する電源ユニット１２の間の位置には、正面側遮光板５の裏面を横方向に横断する補強リブ（図示せず）が設けられている。

キャビネット本体１の正面側遮光板が取り付けられている面と反対側の面には、この面を覆うように裏面側遮光板６が取り付けられ、直射日光がキャビネット本体１に当たって、キャビネット本体１の内部の温度が上昇することを防いでいる。この裏面側遮光板６の側面部や上面部にも、複数のスリットが設けられ、キャビネット本体１と裏面側遮光板との間の空気を逃がすような構造となっている。

内部フィン１１ｃは、ペルチェ素子１１ｂにより冷却され、キャビネット本体１内部の水蒸気が、冷却された内部フィン１１ｃの表面で結露してしまう。内部フィン１１ｃの表面で結露した凝縮水が、電子機器上に滴下すると、電子機器の故障の原因となるので、図５に示されるように、内部フィン１１ｃの下側には、ドレンパン１３が設けられている。このドレンパン１３の底面１３ａは、キャビネット本体１の外側に向かって下側に傾斜し、キャビネット本体１の外部に連通し、キャビネット本体１の内部と外部が連通する凝縮水排出通路１３ｂが形成されている。内部フィン１１ｃの表面で結露した凝縮水は、ドレンパン１３で受け、凝縮水排出通路１３ｂを通って、キャビネット本体１の外部に排出するような構造になっている。凝縮水排出通路１３ｂのキャビネット本体１の内部側には、メッシュ１３ｃが設けられ、キャビネット本体１の外部からの水や異物の侵入を防止している。

筐体１ａの底部に形成された取付口をペルチェ素子が閉塞し、また、フランジ部１１ｇがキャビネット本体１の取付口１ｅを覆い、凝縮水排出通路１３ｂのキャビネット本体１の内部側には、メッシュ１３ｃが設けられているので、キャビネット本体１の内部側と冷却ユニット１１との間は、殆ど気密な構造となっていて、キャビネット本体１の外部からの水や異物の侵入を防止している。

取付口１ｄには、電源ユニット１２が取り付けられる。電源ユニット１２は、図１に示されるように、取付口１ｄの外形よりも僅かに小さい外形の箱形形状をしていて、キャビネット本体１側には、取付口１ｄの外形よりも大きい外形のフランジ部１２ａが設けられている。電源ユニット１２の箱形形状部分を取付口１ｄに挿入し、電源ユニット１２がキャビネット本体１内部側に突出した半埋め込み状態とし、フランジ部１２ａが取付口１ｄを覆って、電源ユニット１２を、キャビネット本体１に配設している。このような構造により、電源ユニット１２とキャビネット本体１との間は気密な構造となっている。

電源ユニット１２は、キャビネット本体１外部から供給される交流電流を直流電流に変換し、また電圧を降下させて、冷却ユニット１１のペルチェ素子１１ｂ、内部ファン１１ｅ、外部ファン１１ｆに電流を供給する。

図７に冷却ユニット１１と電源ユニット１２の接続状態を示す図を示す。図７に示すように、冷却ユニット１１と電源ユニット１２は、離接可能なコネクタ１４で接続されている。このように、冷却ユニット１１と電源ユニット１２は、離接可能なコネクタ１４で接続することとしたので、冷却ユニット１１と電源ユニット１２をキャビネット本体１に取り付ける際に、冷却ユニット１１と電源ユニット１２の接続作業が容易となる。

第１の実施形態では、電子機器は、キャビネット本体１の下側に収納され、冷却ユニット１がキャビネット本体１の下側に収納された電子機器を冷却するようになっている。また、電源ユニット１２は、冷却ユニット１１の上部に配設され、電源ユニット１２のフランジ部１２ａが冷却ユニット１１の外部ファン１１ｆのひさしの役割を果たすこととなる。

また、第１の実施形態では、冷却ユニット１１及び電源ユニット１２が、開けることが可能な正面部１ｃに配設されており、冷却ユニット１１と電源ユニット１２のメンテナンスが容易となる。

以上説明したように、ペルチェ素子でキャビネット内部を冷却する電子式クーラを備えた冷却機能付キャビネットにおいて、電子式クーラを、キャビネットを冷却する冷却ユニット１１と、この冷却ユニット１１に電流を供給する電源ユニット１２に分離してキャビネットに配設したので、冷却ユニット１１と電源ユニット１２が一体構造の電子式クーラに比べ、それぞれのユニットが大きくならず、内部に収納した電気機器や電子機器の設置位置を考慮して、冷却ユニットをキャビネットの最適な位置に配置可能とするものである。

なお、取付口１ｄと取付口１ｅとを同一の大きさに形成し、冷却ユニット１１と電源ユニット１２の大きさを、略同一に形成しておけば、取付口１ｄ、取付口１ｅを選択して、最適な位置に冷却ユニット１１を取り付けることができるので、好ましいものである。

次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態は、図８に示されるように、キャビネット本体１の正面部１ｃのほぼ中央に冷却ユニット１１が配設され、電源ユニット１２は、キャビネット本体の側板１ｂに配設されている。このように、第２の実施形態では、電源ユニット１２を、キャビネット本体１の内部に収納される電子機器の冷却風を必要としない、側面に配置することにより、冷却ユニット１１をキャビネットの最適な位置に配置したものである、すなわち、キャビネット本体１の内部に収納される電子機器の冷却を必要とされる場所が、キャビネット本体１の中央付近にある場合には、図８に示されるように、冷却ユニット１１をキャビネット本体１の正面部１ｃの中央に配設することにより、効果的にキャビネット本体１内部に収納されている電子機器を冷却することが可能となる。

第２の実施形態では、冷却ユニット１１と電源ユニット１２を接続する配線は、正面部１ｃがキャビネット本体１に軸支されている部分に、キャビネット本体１の内部を引き回すことにより、正面部１ｃが開閉可能な構造となっている。

なお、電源ユニット１２の配設位置は、キャビネット本体１の側板１ｂに限定されず、キャビネット本体１の天板１ａに設けられていても差し支えない。同様に、冷却ユニット１１の配設位置もまた、正面部１ｃに限定されず、側板１ｂや天板１ａに配設されていても差し支えない。

次に、第３の実施形態を説明する。第３の実施形態では、図９に示されるように、キャビネット本体１の正面部１ｃに、上下に２個の冷却ユニット１１が配設されている。また、電源ユニット１２は、キャビネット本体１の側板１ｂに配設されている。

図１０に、第３の実施形態の冷却ユニットと電源ユニットの接続状態を示す。図１０に示されるように、第３の実施形態では、単数の電源ユニット１２が２個の冷却ユニット１１に電流を供給するために、片側が一個のコネクタ１４を有し、他端側が２個に分岐したコネクタ１４を有する分岐コネクタ１５で単数の電源ユニット１２と２個の冷却ユニット１１を接続している。

なお、冷却ユニット１１の配設位置は、キャビネット本体１の正面部１ｃに限定されず、キャビネット本体１の側板１ｃや、天板１ａの任意の場所に配設することとしても差し支えない。また、冷却ユニット１１は、２個に限定されず、３個や４個等、２個以上であっても差し支えない。

また、キャビネット本体１の冷却ユニット１１の配設可能な箇所に、冷却ユニット１１の取付口を形成し、この取付口をブラインドパネルで塞ぎ、冷却ユニット１１をキャビネット本体１に取り付ける際には、前記ブラインドパネルを取り外して、冷却ユニット１１をキャビネット本体１に取り付けるような構造であっても差し支えない。

このように、第３の実施形態では、分岐コネクタ１５を使用することにより、単数の電源ユニット１２で、２個以上の冷却ユニットに電源を供給することとしたので、より冷却能力を向上させることが可能となり、また、キャビネット本体１の内部に収納される電子機器の冷却が必要な場所に、冷却ユニット１１を配設することが可能となる。

第３の実施形態で、冷却ユニット１１が、キャビネット本体１の正面部１ｃに取り付けられている場合には、冷却ユニット１１と電源ユニット１２を接続する配線は、正面部１ｃがキャビネット本体１に軸支されている部分に、キャビネット本体１の内部を引き回すことにより、正面部１ｃが開閉可能な構造となっている。

なお、いずれの実施形態においても、取付口１ｄと取付口１ｅとを同一の大きさに形成し、冷却ユニット１１と電源ユニット１２の大きさを、略同一に形成しておけば、取付口１ｄ、取付口１ｅを選択して、最適な位置に冷却ユニット１１を取り付けることができるので、好ましいものである。また、電源ユニット１２の極性を反転させれば、冷却ユニットはヒータとしても利用可能である。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う冷却機能付キャビネットもまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の実施の形態を示す分解斜視図である。 第１の実施の形態の、キャビネット本体への、冷却ユニットと電源ユニットの取付状態図である。 冷却ユニットのキャビネット本体の内側から見た斜視図である。 冷却ユニットのキャビネット本体の外側から見た斜視図である。 冷却ユニットの断面図である。 冷却機能付キャビネットの斜視図である。 冷却ユニットと電源ユニットの接続状態を示す説明図である。 第２の実施の形態の、キャビネット本体への、冷却ユニットと電源ユニットの取付状態図である。 第３の実施の形態の、キャビネット本体への、冷却ユニットと電源ユニットの取付状態図である。 第３の実施形態の冷却ユニットと電源ユニットの接続状態を示す説明図である。

符号の説明

１ キャビネット本体
１ａ 天板
１ｂ 側板
１ｃ 正面部
１ｄ 取付口
１ｅ 取付口
１ｆ 鍵付ハンドル
２ 上部遮光板
２ａ 折曲部
２ｂ 隙間
３ 側部遮光板
３ａ 側面部
３ｂ 上面部
３ｃ スリット
５ 正面側遮光板
５ａ 側面部
５ｂ 上面部
５ｃ スリット
５ｄ 排気スリット
５ｅ 鍵付ハンドル用穴
６ 裏面側遮光板
１１ 冷却ユニット
１１ａ 筐体
１１ｂ ペルチェ素子
１１ｃ 内部フィン
１１ｄ 外部フィン
１１ｅ 内部ファン
１１ｆ 外部ファン
１１ｇ フランジ部
１１ｈ 内部ファン取付部材
１１ｊ 外部ファン取付部材
１１ｋ 通風口
１１ｍ 通風口
１１ｎ 風向ダクト
１２ 電源ユニット
１２ａ フランジ部
１３ ドレンパン
１３ａ ドレンパンの底面
１３ｂ 凝縮水排出通路
１３ｃ メッシュ
１４ コネクタ
１５ 分岐コネクタ

Claims (3)

1. 内部に電子機器が収納され、ペルチェ素子でキャビネット内部を冷却する電子式クーラを備えた冷却機能付キャビネットにおいて、前記電子式クーラを、前記キャビネットを冷却する冷却ユニットと、この冷却ユニットに電流を供給する電源ユニットに分離してキャビネットに配設したことを特徴とする冷却機能付キャビネット。
2. 冷却ユニットと電源ユニットを離接可能なコネクタで接続したことを特徴とする請求項１に記載の冷却機能付キャビネット。
3. 電源ユニットを冷却ユニットが配設されている面と異なる面のキャビネットに配設したことを特徴とする請求項１〜請求項２のいずれかに記載の冷却機能付キャビネット。

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