JP2008186844A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば基地局に設置される通信機器等のマザーボードとユニット基板が収容配置される電子機器に関する。 The present invention relates to an electronic device in which a mother board and a unit substrate such as a communication device installed in a base station are accommodated.
一般に、電子機器においては、機器筐体内にマザーボードを収容して、このマザーボードに対して、例えばVME規格の複数のユニット基板を直交状に接続して配列配置する、いわゆる基板実装筐体構造のものがある。このような電子機器は、通常、複数個がラック(架)に積重配置されて使用に供されている。 In general, electronic devices have a so-called board mounting housing structure in which a motherboard is accommodated in a device housing, and a plurality of VME standard unit substrates are connected to the motherboard in an orthogonal manner, for example. There is. In general, a plurality of such electronic devices are used while being stacked on a rack.
ところで、このような電子機器は、マザーボードに対して直交状に配列配置した複数のユニット基板に発熱体である各種の電子部品が搭載されることで、その冷却を行うことが必要とされている。そのため、ラックの前面の下部側には、吸気口が設けられ、ラックの上面や背面の上部側には、排気口が設けられる。そして、ラックの排気口には、排気ファンが設けられ、この排気ファンを用いて外部からの空気を吸気口から機器筐体内に導いて、その排気口から強制的に排気することにより、ユニット基板に搭載された電子部品の冷却を行う冷却構造が採られる。 By the way, such an electronic device is required to be cooled by mounting various electronic components, which are heating elements, on a plurality of unit substrates arranged and arranged orthogonal to the motherboard. . Therefore, an intake port is provided on the lower side of the front surface of the rack, and an exhaust port is provided on the upper surface side of the rack and the upper side of the rear surface. The exhaust port of the rack is provided with an exhaust fan. By using this exhaust fan, air from the outside is guided into the equipment casing from the intake port, and the unit board is forcibly exhausted from the exhaust port. A cooling structure that cools the electronic components mounted on is adopted.
また、ユニット基板に搭載した電子部品の高出力化等により、発熱量が多くなり、排熱量を高めることが要求される場合には、例えば機器筐体毎に前面の下部側に吸気口を設けて、背面の上部側に排気口を設けて、それぞれを独立して排熱することにより、その排熱量を高める方法が採られている。 In addition, if the amount of heat generated is increased due to high output of electronic components mounted on the unit board, etc., and it is required to increase the amount of exhaust heat, for example, an air inlet is provided on the lower side of the front for each device housing. Thus, a method has been adopted in which an exhaust port is provided on the upper side of the back surface, and the heat is exhausted independently, thereby increasing the amount of exhaust heat.
しかし、上記方法では、機器筐体自体に空気の流通スペースを設ける必要があるために、機器筐体が大形となるという問題を有する。これにより、上記ラックへの実装密度が低下されるという不都合が生じる。 However, the above method has a problem that the device housing becomes large because it is necessary to provide an air circulation space in the device housing itself. This causes a disadvantage that the mounting density on the rack is lowered.
そこで、このような電子機器においては、機器筐体の前面側及び背面側に吸気口及び排気口を設けて、機器筐体内に収容配置されるマザーボードに通風用の貫通孔を設けて、この貫通孔には、排気口が排気ファンを含むダクトを介して連通した放熱構成のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これにより、機器筐体には、その排気口とマザーボードの貫通孔との間がダクトを介して連通された空気流通スペースである排気路が構成され、この排気路を通してユニット基板の熱を、機器筐体外に効率的に放熱することが可能となる。
しかしながら、上記電子機器では、さらに、放熱効率の促進を図る場合、ヒートシンクを大きくして放熱面積を大きく採ると共に、マザーボードの貫通孔を広くして、充分な空気流通スペースを採ることにより、その排熱能力を高めなければならないことで、大形となるうえ、強度、あるいはスペース的にもマザーボードに大きな通風用貫通孔を形成することが困難なために、電子部品の高出力化の要請を満足することができないという問題を有する。 However, in the above-mentioned electronic device, in order to further promote the heat dissipation efficiency, the heat sink is enlarged to increase the heat dissipation area, and the motherboard has a large through hole so that a sufficient air circulation space is provided. Satisfying the demand for higher output of electronic components because it is difficult to form a large through hole for ventilation on the motherboard in terms of strength and space because it has to be increased in thermal capacity. Having the problem of not being able to.
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、小形化の要求を満足したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な冷却を実現した電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has achieved a highly efficient cooling by satisfying the demand for downsizing with a simple configuration and improving the heat dissipation efficiency. The purpose is to provide.
この発明は、前面に複数の第1の吸気口が設けられ、背面に少なくとも一つの第1の排気口が設けられると共に、前記前面の複数の第1の吸気口の下部側及び上部側に配置される第2の吸気口及び排気口が設けられた機器筐体と、この機器筐体内における前記複数の第1の吸気口及び排気口との間に収容配置されるもので、複数の基板接続コネクタ、及び該基板接続コネクタに併設して前記第1の吸気口に対向される複数の通風口が設けられたマザーボードと、少なくとも一方面に発熱体が搭載され、先端部に前記マザーボードの前記基板接続コネクタに着脱される接続コネクタが設けられた前記機器筐体内に収容配置される複数のユニット基板と、この複数のユニット基板にそれぞれ前記発熱体を覆って設けられるシールドケースと、前記複数のユニット基板の他方面に熱的に結合されてそれぞれ設けられる第1のヒートシンクと、前記複数のユニット基板の一方面にそれぞれ前記シールドケースに熱的に結合されて設けられ、前記第2の吸気口から前記第2の排気口に導かれる空気が通過される第2のヒートシンクと、前記第1の吸気口から空気を取り込んで前記第1のヒートシンクに案内して前記マザーボードの通風口を経由して前記第1の排気口に空気を導く強制送風手段とを備えて電子機器を構成した。 According to the present invention, a plurality of first air inlets are provided on the front surface, and at least one first air outlet is provided on the rear surface, and disposed on the lower side and the upper side of the plurality of first air inlets on the front surface. And a plurality of board connections, which are accommodated between the device housing provided with the second air inlet and the air outlet and the plurality of first air inlets and air outlets in the device housing. A mother board provided with a plurality of ventilation holes facing the first air intake port in parallel with the connector and the board connection connector; and a heating element mounted on at least one surface; A plurality of unit boards accommodated in the device housing provided with a connection connector to be attached to and detached from the connection connector, a shield case provided on the plurality of unit boards so as to cover the heating elements, and A plurality of first heat sinks that are thermally coupled to the other surfaces of the unit substrates, and a first heat sink that is thermally coupled to the shield case on one surface of the plurality of unit substrates, respectively. A second heat sink through which air guided from the intake port to the second exhaust port is passed, and air is taken from the first intake port and guided to the first heat sink to pass through the ventilation port of the motherboard And the electronic device was comprised with the forced ventilation means which guides air to the said 1st exhaust port.
上記構成によれば、機器筐体の第1の吸気口には、強制送風手段により外部から空気が強制的に取り込まれ、その空気がユニット基板の第1のヒートシンクの間に案内されてマザーボードの通風口に導かれ、この通風口を通り機器筐体の第1の排気口から排気される。同時に、第2の吸気口には、外部の空気が取り込まれ、その空気がユニット基板の第2のヒートシンクの間を通過して第2の排気口から排気され、ユニット基板が2系統の経路で放熱される。 According to the above configuration, air is forcibly taken into the first air inlet of the device casing from the outside by the forced air blowing means, and the air is guided between the first heat sinks of the unit substrate and The air is guided to the ventilation port, passes through the ventilation port, and is exhausted from the first exhaust port of the device casing. At the same time, outside air is taken into the second air intake port, the air passes between the second heat sinks of the unit substrate and is exhausted from the second exhaust port, and the unit substrate is routed through two paths. Heat is dissipated.
従って、大形化することなく、ユニット基板の放熱面積の向上を図ることが可能となり、しかも、所望の強度が確保可能な小径の通風口をマザーボードに設けるだけで、ユニット基板の熱を、効率よく、機器筐体外に排熱することが可能となるため、小形化を実現したうえで、高効率な放熱を実現することが可能となる。 Therefore, it is possible to improve the heat dissipation area of the unit board without increasing the size, and the heat of the unit board can be efficiently increased simply by providing a small-diameter vent hole on the motherboard that can ensure the desired strength. Well, since it is possible to exhaust heat outside the equipment casing, it is possible to realize highly efficient heat dissipation while realizing miniaturization.
以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、小形化の要求を満足したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な冷却を実現した電子機器を提供することができる。 As described above, according to the present invention, an electronic device that achieves high-efficiency cooling can be provided with a simple configuration, satisfying the demand for downsizing, and improving heat dissipation efficiency. be able to.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2は、この発明の一実施の形態に係る電子機器を示すもので、図1は、機器筐体10内に配したマザーボード11に例えばVME規格のユニット基板12を装着した状態を上面側から示し、図2は、その状態を前面側から示す。
1 and 2 show an electronic apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which, for example, a VME
上記機器筐体10は、例えば金属材料で箱状に形成され、その背面には、第1の排気口を構成する、例えば二つ排気口101が所定の間隔を有して設けられる。そして、この排気口101には、強制送風手段を構成する冷却ファン13が取付けられ、この冷却ファン13により吸引された空気を機器筐体10の外に排気する。この排気口101は、機器筐体10の背面に二箇所設ける構成に限るものでなく、一箇所として構成してもよい。
The
また、機器筐体10の中間部には、その前面と排気口101の設けられた背面とを分離するように上記マザーボード11が収容配置される。このマザーボード11には、例えば図3に示すように二個一組の基板接続コネクタ111が二列、所定の間隔に設けられ、この基板接続コネクタ111にそれぞれ併設して、例えば矩形状孔構造の通風口112が設けられる。
In addition, the
上記機器筐体10の前面には、例えば前面パネル14が取付けられ、この前面パネル14には、開口141が上記マザーボード11の基板接続コネクタ111及び通風口112に対向して設けられる。これにより、機器筐体10内には、その前面パネル14の開口141から上記ユニット基板12が二台、図示しない案内機構を介して抜脱自在に装着される。
For example, a
ユニット基板12には、その一方面に、発熱体である電子部品15が搭載される。そして、このユニット基板12の先端部には、接続コネクタ121が上記マザーボード11の基板接続コネクタ111に接続可能に設けられる(図4乃至図6参照)。
On the one surface of the
このユニット基板12は、例えばシールドケース16内に収容されて、このシールドケース16の開口側には、蓋体17が被着されて電磁シールドされる。ここで、ユニット基板12は、その一方面の上記電子部品15がシールドケース16及び蓋体17により電磁シールドされる。
The
蓋体17上には、第2のヒートシンクであるヒートシンク18が熱的に結合されて取付けられる。このヒートシンク18には、例えば機器筐体18の下部側から上部側の矢印X方向に空気路を構成するように配置構成される(図2参照)。例えば、上記蓋体17は、上記ユニット基板12の電子部品15に対して、熱伝送路、例えば金属材料等のヒートパス材19を介して熱的に結合される。
On the
なお、このヒートシンク18は、例えば蓋体17と一体的に形成し、蓋体を兼用するように構成してもよい。
For example, the
また、上記ユニット基板12の他方面には、第1のヒートシンクであるヒートシンク20が上記マザーボード11の通風口112に対向して熱的に結合されて配置される。このヒートシンク20は、例えば機器筐体10の前面から背面方向の矢印Y方向に空気路を形成するように(図1参照)、強制送風手段を構成するダクト部材21に収容されて配置される。ダクト部材21は、ユニット基板12の接続コネクタ121が、マザーボード11の基板接続コネクタ111に装着された状態で、その一端部が上記前面パネル14の開口141に位置されて第1の吸気口を構成し、その他端部が上記マザーボード11の通風口112に挿通されて配置される。
A
上記ヒートシンク18,20は、フィン構造としてストレート形状、ピン形状等、各種形状のものを用いて構成することが可能である。 The heat sinks 18 and 20 can be configured using fins having various shapes such as a straight shape and a pin shape.
また、上記ユニット基板12には、その前面側にブランクパネル22が上記シールドケース16及びヒートシンク18を目隠しするように設けられる。このブランクパネル22の上下両端部には、例えばイジェクタ部23が設けられ、このイジェクタ部23を操作してユニット基板12が機器筐体10からの抜脱操作が行われる。
The
ここで、機器筐体10の前面には、その前面パネル14及びブランクパネル22で形成される開口のうち上記ダクト部材21の下部側及び上部側が、第2の吸気口及び排気口である吸気口24及び排気口25として利用され、いわゆる自然対流により、その吸気口24で外部の空気が取り込まれ、その空気がヒートシンク18を通って排気口25から排気される空気路を形成する。
Here, on the front surface of the
上記構成において、マザーボード11及び二台のユニット基板12が収容配置された機器筐体10は、複数、例えば図7に示すように3個、がラック(架)26に積重状に配置されて使用に供される(但し、図7においては、図の便宜上、1個のみを図示)。この機器筐体10は、選択的に駆動制御されて使用に供され、その駆動に連動して、ユニット基板12の電子部品15から熱が発生され、その熱が両面のヒートシンク18,20に熱移送される。
In the above-described configuration, a plurality of, for example, three, as shown in FIG. 7, the device housing 10 in which the
同時に、冷却ファン13が駆動され、外部の空気がダクト部材21の一端から取り込まれる。すると、ダクト部材21の一端から取り込まれた空気は、ヒートシンク20を通過してユニット基板12から熱輸送された熱を奪ってダクト部材21の他端を通ってマザーボード11の背面側に排出され、冷却ファン13を介して機器筐体10の排気口101から外部に排気される。
At the same time, the cooling
同時に、機器筐体10の前面パネル14の開口141におけるダクト部材21の下部側の吸気口24から外部の空気が流入され、その上部側の排気口25から機器筐体10内の内部空気が排気される自然対流が発生する。このダクト部材21の下部側の吸気口24から取り込まれた空気は、ユニット基板12のヒートシンク18の間を通過してシールドケース16を通って熱移送された熱を奪ってダクト部材21の上部側の排気口25から機器筐体10外に排気される。
At the same time, external air flows from the
ここで、上記機器筐体10内のユニット基板12は、その駆動に伴う熱が、それぞれ両面に配したヒートシンク20,18に分離されて熱移送され、このヒートシンク20,18に独立に構成した空気の流れにより、排熱されて冷却される。
Here, the
このように、上記電子機器は、機器筐体10の前面と、排気口101を設けた背面との間に基板接続コネクタ111及び通風口112を形成したマザーボード11を配して、このマザーボード11に装着するユニット基板12の両面にヒートシンク20,18を分離して設け、このユニット基板12の一方のヒートシンク20をダクト部材21に収容して、機器筐体10の前面に位置するダクト部材21の一端部から空気を取り込んでヒートシンク20を経由してマザーボード11の通風口112に強制的に案内して機器筐体10の背面の排気口101から排気する経路を形成すると共に、機器筐体10の前面のダクト部材21の下部側の吸気口24から外部の空気を取り込んでヒートシンク18を経由して機器筐体10の前面のダクト部材21の上部側の排気口25から排気する経路を形成するように構成した。
As described above, the electronic device includes the
これによれば、大形化することなく、ユニット基板12の放熱面積の向上を図ることが可能となり、しかも、マザーボード11に対して所望の強度が確保可能な小さな形状の通風口を設けるだけで、ユニット基板12の熱を、効率よく、機器筐体10外に排熱することが可能となるため、小形化を保ったうえで、高効率な放熱を実現することができて、ユニット基板12に搭載する電子部品15の高性能化を容易に図ることが可能となる。
According to this, it is possible to improve the heat radiation area of the
なお、上記実施の形態では、吸気口24及び排気口25を機器筐体10の前面のダクト部材21の下部側及び上部側に配して、その吸気口24から外部の空気を取り込んで、ヒートシンク18を経由させて排気口25から排気させる自然対流の経路を構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、図示しない冷却ファンを用いて空気を強制的に循環させるように構成することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、機器筐体10の前面パネル14及びブランクパネル22で形成される開口141のうち上記ダクト部材21の下部側及び上部側を、吸気口24及び排気口25として構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば図8に示すように機器筐体10の前面の上記吸気口24及び排気口25のさらに下部側及び上部側にも吸気窓30及び排気窓31を設けるように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, the lower side and the upper side of the said
さらに、上記実施の形態では、マザーボード11に二枚のユニット基板12を抜脱自在に装着するように構成した場合について説明したが、この枚数に限ることなく、構成可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the two
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。 Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. In such a case, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
10…機器筐体、101…排気口、11…マザーボード、111…基板接続コネクタ、112…通風口、12…ユニット基板、121…接続コネクタ、13…冷却ファン、14…前面パネル、141…開口、15…電子部品、16…シールドケース、17…蓋体、18…ヒートシンク、19…ヒートパス材、20…ヒートシンク、21…ダクト部材、22…ブランクパネル、23…イジェクタ部、24…吸気口、25…排気口、26…ラック、30…吸気窓、31…排気窓。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
この機器筐体内における前記複数の第1の吸気口及び排気口との間に収容配置されるもので、複数の基板接続コネクタ、及び該基板接続コネクタに併設して前記第1の吸気口に対向される複数の通風口が設けられたマザーボードと、
少なくとも一方面に発熱体が搭載され、先端部に前記マザーボードの前記基板接続コネクタに着脱される接続コネクタが設けられた前記機器筐体内に収容配置される複数のユニット基板と、
この複数のユニット基板にそれぞれ前記発熱体を覆って設けられるシールドケースと、
前記複数のユニット基板の他方面に熱的に結合されてそれぞれ設けられる第1のヒートシンクと、
前記複数のユニット基板の一方面にそれぞれ前記シールドケースに熱的に結合されて設けられ、前記第2の吸気口から前記第2の排気口に導かれる空気が通過される第2のヒートシンクと、
前記第1の吸気口から空気を取り込んで前記第1のヒートシンクに案内して前記マザーボードの通風口を経由して前記第1の排気口に空気を導く強制送風手段と、
を具備することを特徴とする電子機器。 A plurality of first intake ports are provided on the front surface, and at least one first exhaust port is provided on the back surface, and a second is disposed on the lower and upper sides of the plurality of first intake ports on the front surface. A device housing provided with an air inlet and an air outlet;
The device housing is disposed between the plurality of first air intake ports and the air exhaust ports, and faces the first air intake port in combination with the plurality of substrate connection connectors and the substrate connection connector. A motherboard provided with a plurality of ventilation openings,
A plurality of unit boards housed and disposed in the device housing, wherein a heating element is mounted on at least one surface, and a connection connector to be attached to and detached from the board connection connector of the motherboard is provided at a tip portion;
Shield cases provided to cover the heating elements on the plurality of unit boards,
A first heat sink thermally coupled to the other surface of each of the plurality of unit substrates,
A second heat sink provided on one surface of each of the plurality of unit boards and thermally coupled to the shield case, through which air guided from the second intake port to the second exhaust port passes;
Forced air blowing means that takes in air from the first air inlet, guides it to the first heat sink, and guides air to the first air outlet through the vent of the motherboard;
An electronic apparatus comprising:
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