JP2009076500A - 筐体保温構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 発熱部品の放熱と筐体全体の保温を同時に処理する。
【解決手段】 キャビンエアーなどの温度調整された冷却用の空気をダクト１１１内に設けた強制空冷用ヒートシンク１２に導いて、内部部品の冷却と温度調整を行い、また、上記冷却用の空気を筐体周囲に導くようにスリット状の間隙を形成した状態でカバー１１３〜１１７を装着し、カバー１１３〜１１７の外環境が厳しい場合であっても、筐体本体１１の環境変化を小さくする。また、ヒートシンク１２と筐体本体１１の周囲で圧損が大きく異なる場合や、必要な流速が異なる場合は、適切なオリフィス１１９などを設けて冷却用空気の共用を図る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発熱部品を収容する筐体に対し、前記発熱部品の発熱を放熱すると共に、外気温の変動から筐体自体を保温する筐体保温構造に関する。

航空機のキャビン等に設置される光学部品搭載の筐体では、外気温が非常に高いあるいは低い温度になることが予想され、それに見合った規模の冷却あるいは加温を行って筐体温度を一定に維持する必要がある。例えば、レーザのような、光学部品の位置、角度関係（アライメント）が重要な光学機器筐体では、高出力を安定して得るため、筐体自体、筐体周囲の温度変化や温度分布をできるだけ小さくすることが重要である。温度調整機能やアライメント調整機能がない場合、一般に最終調整時の環境温度から外れていくほど、性能が劣化する。

昨今、レーザを航空機に搭載するための開発が進められている。この開発の一要素として、レーザ等の光学部品を搭載した筐体を、外気温の変化が激しい航空機のキャビンに設置するに際し、搭載部品の発熱を放熱しつつ、筐体自体とその周囲の温度変化を小さくし、温度分布を均一化するための効率的な手法が期待されている。

尚、従来の光学機器の冷却構造として、映像投射用プロジェクタの光源の発熱を放熱するために、一方の開口から他方の開口へと空気を通過させる筒状体のダクトと、このダクト内に設けられ、空気を案内する複数の羽根部材を有するルーバとを備えたルーバ付ダクトを利用したものがある。
特開２００５−２４２１５６公報

以上述べたように、従来の発熱部品搭載の筐体では、搭載部品の発熱を外部に排熱するにとどまり、筐体全体は外気温の温度変化にさらされている。このため、筐体自体の温度が安定せず、搭載部品のアライメント精度に大きな影響を与えるおそれがある。

本発明は上記の課題を解決すべくなされたもので、発熱部品の放熱と筐体全体の保温を同時に処理することのできる筐体保温構造を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明に係る筐体保温構造は、以下の構成によることを特徴とする。

（１）筐体の内部を貫通するように形成される冷却用の空気ダクトと、前記筐体の周囲に設けられ、前記ダクトの送風口から排出口に向けて、前記冷却用の空気の一部が流れるようにスリット状の間隙を形成してなるカバーとを備えることを特徴とする。

（２）（１）の構成において、前記ダクトの送風口に送る冷却用の空気としては、外気に比べて少なくとも温度がより安定した空気を導くことを特徴とする。

（３）（１）の構成において、前記筐体周囲を流れる冷却用の空気の流量を調整するために前記経路中に１または複数のオリフィスを設けるようにしたことを特徴とする。

（４）（１）の構成において、さらに、前記筐体の周囲は、断熱構造（断熱材の設置または断熱塗料の塗布）となっていることを特徴とする。

（５）（１）の構成において、さらに、前記筐体の周囲は、熱放射を抑制するための表面加工（例えば研磨、メッキ、白色塗装等）が施されることを特徴とする。

すなわち、本発明に係る筐体では、筐体の内部にダクトを形成して、このダクト内に冷却用の空気を送風することで、内部に搭載される発熱部品の放熱を行い、さらにダクト送風口から取り込まれる冷却用の空気の一部が筐体とカバーとの間に形成されるスリット状の間隙を通って排出口へ流れるようになっている。その流量は、経路中に１または複数のオリフィスを設けて調整する。

上記のような構造を採用して、冷却用の空気の温度等を適切に調整することで、筐体の周囲は常に安定した温度となり、筐体全体を外気温から遮断し、保温することが可能となる。したがって本発明によれば、発熱部品の放熱と筐体全体の保温を同時に処理することのできる筐体保温構造を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明に係るレーザ用光学部品搭載の筐体保温構造を示す外観斜視図であり、（ａ）が前面側、（ｂ）は後面側、（ｃ）は前面側の構造を拡大表示したものである。この実施形態では、図示矢印の方向に温度等が調整された空気が供給されるものとする。図２は上記筐体構造の分解斜視図であり、（ａ）が前面側、（ｂ）は後面側、（ｃ）は後面カバーの一部を拡大表示したものである。図３は、上記筐体構造の断面構成を示す断面図である。

上記筐体構造において、筐体本体１１には、中央に複数（図では４個）のダクト１１１が前面から後面に貫通するように形成され、それぞれのダクト内部では、断面図に示すように、内部の光学部品の発熱を吸収してダクト内に放出するためのヒートシンク１２が突出されている。

上記筐体１１の周囲には、分解斜視図に示すように、前面から後面に向けて所定の高さの複数本の突起部１１２が形成されており、この上にそれぞれ天面、裏面、側面のカバー１１３，１１４，１１５，１１６が装着される。また、後面には、それぞれダクト１１１の対向位置に、ファン付きの排気口１１８が設けられたカバー１１７が装着される。後面のカバー１１７には、さらに、ダクト１１１と筐体周面に沿って流れる冷却用空気の分配量を調整するためのオリフィス１１９が形成される。上記カバー１１３〜１１７は、互いにカバー周面に沿って流れる冷却用の空気が外部に洩れずに排気口（ブロア）１１８に導かれるように密閉される。

上記の筐体保温構造では、周囲環境より温度調整された空気（ここでは航空機用としてキャビンエアーとする）をダクト１１１内に設けた強制空冷用ヒートシンク１２に導くことで、内部部品の冷却や温度調整が容易になる。また、それは、一般に冷却用空気として、外気よりも最高温度が低く設定され、ヒートシンク１２を小さく設計することが可能になるため、筐体全体を小型軽量化することができる。

また、キャビンエアーなどを筐体周囲に導くようにカバー１１３〜１１７を装着しているので、カバー１１３〜１１７の外環境が厳しい場合であっても、筐体本体１１の環境変化は小さくなる。この結果、光学部品の配置面に対して、熱による歪みを小さくすることが可能となり、調整時の状態から位置角度などの変化が小さくなり、安定した高出力のレーザ発振が可能となる。

また、ヒートシンク１２と筐体本体１１の周囲で圧損が大きく異なる場合や、必要な流速が異なる場合は、適切なオリフィス１１９などを設けることで、ブロアを共用することができる。

したがって、上記構造によれば、部品の冷却・温度調整が容易となり、筐体の熱歪みによる光学部品のアライメント変化を低減することができ、安定した高出力のレーザ光を得ることができる。

尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば図４に示すように、上記筐体本体１１の周囲には、外部からの熱を遮蔽するために、断熱材を設置したり断熱塗料を塗布しておくとよい。また、熱放射を抑制するための表面加工、例えば研磨、メッキ、白色塗料の塗布等を施しておくと、いっそう効果的である。さらに、スリット状間隙内にも、断熱処置または熱放射抑制加工を施すようにすれば、より優れた効果が得られる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明に係るレーザ用光学部品搭載の筐体保温構造を示す外観斜視図。 図１に示す筐体構造の分解斜視図。 図１に示す筐体構造の断面構成を示す断面図。 図１に示す筐体構造の他の断面構成を示す断面図。

符号の説明

１１…筐体本体、１１１…ダクト、１２…ヒートシンク、１１２…突状部、１１３，１１４，１１５，１１６，１１７…カバー、１１８…排気口（ブロア）、１１９…オリフィス。

Claims (5)

1. 筐体の内部を貫通するように形成される冷却用の空気ダクトと、前記筐体の周囲に設けられ、前記ダクトの送風口から排出口に向けて、前記冷却用の空気の一部が流れるようにスリット状の間隙を形成してなるカバーとを備えることを特徴とする筐体保温構造。
2. 前記ダクトの送風口に送る冷却用の空気としては、外気に比べて少なくとも温度がより安定した空気を導くことを特徴とする請求項１記載の筐体保温構造。
3. 前記筐体周囲を流れる冷却用の空気の流量を調整するために前記経路中に１または複数のオリフィスを設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の筐体保温構造。
4. さらに、前記筐体の周囲は、断熱構造となっていることを特徴とする請求項１記載の筐体保温構造。
5. さらに、前記筐体の周囲は、熱放射を抑制するための表面加工が施されることを特徴とする請求項１記載の筐体保温構造。

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