JP2009147242A - Air-cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉筐体内に実装する発熱部品の空冷装置に関する。 The present invention relates to an air cooling device for a heat generating component mounted in a hermetically sealed casing.
通常、外部空気を内部へ流入させない密閉筐体において、密閉筐体内部に電源部品や高出力増幅器など、発熱する電子部品(以下、発熱部品という)を実装する際、発熱部品の熱により筐体内の温度が上昇し、電子回路が正常に動作しなくなる可能性がある。従って、発熱部品より発生する熱を外部へ放熱させる必要がある。 Normally, when a heat-generating electronic component (hereinafter referred to as a heat-generating component) such as a power supply component or a high-power amplifier is mounted inside a sealed housing that does not allow external air to flow inside, As a result, the electronic circuit may not operate normally. Therefore, it is necessary to dissipate the heat generated from the heat generating component to the outside.
従来における放熱方法の一例として、密閉筐体の内側と外側に各々ファンを設け、筐体内の空気と筐体外の空気とを強制対流させる方法が示されている。この方法では、プリント回路基板に実装された電子部品から発する熱が、プリント回路基板の後方端縁に設けられたヒートシンクに伝導する。 As an example of a conventional heat dissipation method, there is shown a method in which a fan is provided on each of the inside and outside of a hermetically sealed casing to force convection between air inside the casing and air outside the casing. In this method, heat generated from an electronic component mounted on the printed circuit board is conducted to a heat sink provided at the rear edge of the printed circuit board.
密閉筐体の内側に設けたファンは、ヒートシンクに空気を吹き付け、空気を筐体の後方壁面に上昇させることにより、ヒートシンクの発熱を放散させる。また密閉筐体の外側に設けたファンは、筐体の後方壁に空気を吹き付けることにより、密閉筐体の熱を放散させる(例えば、特許文献1参照)。 The fan provided inside the hermetic casing blows air to the heat sink and raises the air to the rear wall surface of the casing to dissipate heat generated by the heat sink. A fan provided outside the sealed casing dissipates heat from the sealed casing by blowing air onto the rear wall of the casing (see, for example, Patent Document 1).
しかし、耐水性など外部環境に対する耐性を考慮しなくてはならない状況で、筐体外部にファン及びモータを備える場合、ファンを駆動させるモータ等の電子部品を外部環境に晒すことで、モータが故障する可能性があり、外部環境の耐性が得られない、という問題が生じる。 However, when a fan and a motor are provided outside the housing in a situation where resistance to the external environment such as water resistance must be taken into account, the motor breaks down by exposing electronic components such as the motor that drives the fan to the external environment. There is a problem that the tolerance of the external environment cannot be obtained.
本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、密閉筐体外部にモータ等の電子部品を持つことなく、筐体内外に備えたファンを回転させることで、外部環境に対する耐性を向上させつつ、高い放熱能力を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and without having an electronic component such as a motor outside the sealed casing, by rotating a fan provided inside and outside the casing, it can be resistant to the external environment. The purpose is to obtain high heat dissipation capability while improving.
本発明に係る空冷装置は、
一端が取付面の内側に突出し他端が取付面の外側に突出する回転軸を貫通させる穴を有する筐体と、
前記回転軸の一端に取り付けられた内側ファンと、
前記回転軸の他端に取り付けられた外側ファンと、
前記筐体の内部に設けられ、前記内側ファンを回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする。
The air cooling device according to the present invention is:
A housing having a hole penetrating a rotating shaft having one end protruding inside the mounting surface and the other end protruding outside the mounting surface;
An inner fan attached to one end of the rotating shaft;
An outer fan attached to the other end of the rotating shaft;
A motor provided inside the housing and for rotating the inner fan;
It is provided with.
本発明により、内側ファンと外側ファンをシャフト内の回転軸で連結させ、モータで内側ファンを駆動させることにより、内側ファンとともに外側ファンも回転させることができるので、密閉筐体の外部に、耐水性など外部環境に対する耐性を必要とするモータ等の電子部品を設置する必要が無くなる。これにより、外部環境に対する耐性を向上させつつ、高い放熱能力を得ることができる。 According to the present invention, since the inner fan and the outer fan are connected by the rotation shaft in the shaft and the inner fan is driven by the motor, the outer fan can be rotated together with the inner fan. This eliminates the need to install electronic components such as motors that require resistance to the external environment, such as performance. Thereby, high heat dissipation capability can be obtained, improving the tolerance with respect to an external environment.
実施の形態1.
本発明の実施の形態1について図面を用いて説明する。図1は、空冷機構Aを備えた密閉筐体についての概略構成図である。図2は、図1に示した空冷機構Aの拡大図である。図3は、空冷機構Aの組立方法の一例を示す図である。図4は、密閉筐体に取り付ける内側吸熱フィンと外側放熱フィンを示す図である。図5は、空冷機構Aの外側ファンにカバーを取り付けたことを示す図である。
Embodiment 1 FIG.
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sealed housing provided with an air cooling mechanism A. FIG. 2 is an enlarged view of the air cooling mechanism A shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an assembling method of the air cooling mechanism A. FIG. 4 is a diagram showing an inner heat-absorbing fin and an outer heat-dissipating fin that are attached to the sealed casing. FIG. 5 is a view showing that a cover is attached to the outer fan of the air cooling mechanism A. FIG.
図1において、密閉筐体11は、内部に実装された発熱部品12と、密閉筐体11の内壁に設けられた内側吸熱フィン13と、密閉筐体11の外壁に設けられた外側放熱フィン14と、空冷機構Aと、で構成される。
In FIG. 1, the sealed
また図2に示すように、空冷機構Aは、密閉筐体11の内側に内側ファン21と、内側ファン21を駆動回転させるモータ22とを備え、密閉筐体11の外側に外側ファン23を備える。また空冷機構Aには、一端を内側ファン21と、他端を外側ファン23と連結する回転軸24aを内部に有するシャフト24を備える。密閉筐体11はシャフト24を貫通させる穴を取付面に有する。シャフト24は、図のように密閉筐体11の取付面に対して貫通しており、回転軸の一端は取付面の内側に突出し、他端は取付面の外側に突出している。ここで、シャフト24の材質は、ステンレス等を用いればよい。
As shown in FIG. 2, the air cooling mechanism A includes an
なおモータ22は、図2記載のように、例えば、回転軸24aの周囲に取り付けるベアリング22aと、ベアリング22aを支持するベアリング支持部材22bと、磁石(固定子)22cと、回転軸24aに取り付けるコイル22dとより構成され、磁石22cとコイル22dとを電磁的に相互作用させることにより、回転軸24aを回転させる。磁石22cとコイル22dとを電磁的に相互作用させて回転軸24aを回転させる方法は、一般に用いられている方法であり、説明は省略する。
As shown in FIG. 2, the
図1、図2に示した空冷機構Aについて、図3を用いて組立方法の一例を説明する。 An example of an assembly method for the air cooling mechanism A shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG.
(手順1)密閉筐体11にシャフト24を貫通させる。その際、シャフト24の周囲にベアリング31とオイルシール32を取り付けることができるよう、密閉筐体11に溝を設ける。例えば図3のように、シャフト24の軸を中心にして、ベアリング31用の溝の半径と比べて、オイルシール32用の溝の半径を大きくする。
(Procedure 1) The
(手順2)シャフト24を密閉筐体11に貫通させたのち、密閉筐体11の溝にベアリング31、オイルシール32の順で取り付け、さらにオイルシール32の上にカバー33を取り付けることで、シャフト24を密閉筐体11に密閉固定させる。
(Procedure 2) After passing the
(手順3)取り付けたシャフト24(回転軸24a)に、内側ファン21、外側ファン23、及びモータ22を、気密性を保つように取り付ける。
(Procedure 3) The
上記のように空冷機構Aを組み立て、密閉筐体11に取り付けることで、密閉筐体11の密閉性を保つ。
By assembling the air-cooling mechanism A as described above and attaching the air-cooling mechanism A to the sealed
次に、上記構成を用いた実施の形態1の動作を、図1、図2を用いて説明する。モータ22を駆動させ、内側ファン21を回転させる。すると、取付面に沿った内側ファン21の吸気側より密閉筐体11の内部気体(空気など)を吸気し、筐体内部の内側ファン21の排気側より密閉筐体11の内部気体を排気する。このようにして、図1に示すように内部気体の強制対流15が生じる。
Next, the operation of the first embodiment using the above configuration will be described with reference to FIGS. The
外側ファン23は、シャフト24の内部にある回転軸24aにより内側ファン21及びモータ22と連結しているため、モータ22を駆動させることによりシャフト24内の回転軸24aを介して外側ファン23も回転する。すると、外側ファン23の吸気側より密閉筐体11の外部気体(空気など)を吸気し、取付面に沿った外側ファン23の排気側より密閉筐体11の外部気体を排気する。このようにして、図1に示すように外部気体の強制対流16が生じる。
Since the
密閉筐体11の内部に実装されている発熱部品12が発熱している場合、内部気体の強制対流15により、発熱部品から内部気体への熱伝導17、および内部気体から密閉筐体への熱伝導18を経ることで、発熱部品12の熱を密閉筐体11の内壁、例えばシャフト24の取付面内壁に伝導させることができる。
When the
例えば、シャフト24の取付面内壁に伝導した熱は、シャフト24の取付面外壁へと伝わる。図に示すように、外側ファン23により、外部気体の強制対流16が生じている。従って、シャフト24の取付面外壁に伝わった熱は、密閉筐体から外部気体への熱伝導19により、熱を外部へ放熱させることができる。
For example, heat conducted to the inner wall of the mounting surface of the
なお図1に示すように、内側ファン21の吸気側近傍に内側吸熱フィン13を取り付け、外側ファン23の排気側近傍に外側放熱フィン14を取り付けることにより、発熱部品12より発生する熱を内側吸熱フィン13及び外側放熱フィン14に伝導させることができるので、更に放熱能力を高めることが可能となる。
As shown in FIG. 1, the inner
つまり、内側ファン21の回転により、密閉筐体11の内部に、内部気体の強制対流15を生じさせ、密閉筐体11内の熱を取付面内側に配置した内側吸熱フィン13に伝える。また外側ファン23の回転により、密閉筐体11の外部に、外部気体の強制対流16を生じさせ、内側吸熱フィン13に伝えた熱を取付面外側に配置した外側放熱フィン14を介し、外部気体に放熱させて密閉筐体を冷却させる。
That is, the rotation of the
図4は、密閉筐体11に取り付ける内側吸熱フィン13と外側放熱フィン14の一例である。図4に示すフィンは、密閉筐体11と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてよい。従って、密閉筐体11の製造時、内側吸熱フィン13または外側放熱フィン14を密閉筐体11と一体成形させて製造してもよい。
FIG. 4 is an example of the inner heat-absorbing
また図1には図示していないが、密閉筐体11の内部に実装される発熱部品12にヒートシンクを取り付けることにより、更に放熱能力を高めることが可能となる。
Although not shown in FIG. 1, it is possible to further increase the heat dissipation capability by attaching a heat sink to the
密閉筐体11の外部への放熱は、密閉筐体11を介しての熱伝達なので、密閉筐体11には放熱効率のよい材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等を用いる。またヒートシンクとしては、アルミプレート等を用いる。
Since heat radiation to the outside of the sealed
このように、内側ファン21と外側ファン23をシャフト24内の回転軸24aで連結させ、モータ22を駆動させることにより、内側ファン21とともに外側ファン23を回転させることができる。これにより、密閉筐体11の外部に、耐水性など外部環境に対する耐性(風雨などに晒されても動作する等)を必要とするモータ等の電子部品を設置する必要が無くなる。また図3に示したように、シャフト24にシール性を与えることで、高い耐水性や耐砂塵性等が得られる。
As described above, the
なお図5に示すように、外側ファン23に対して外側カバー51をかぶせ、更に耐水性など外部環境に対する耐性を向上させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2について図面を用いて説明する。図6は、空冷機構Bを備えた密閉筐体についての概略構成図である。図7は、図6に示した空冷機構Bの拡大図である。図8は、空冷機構Bの取付概略図である。図9は、空冷機構Bの組立方法の一例を示す図である。図10は、空冷機構Bの外側ファンにカバーを取り付けたことを示す図である。なお図6から図10の符号のうち、図1から図5と同じものは、実施の形態1と同様であるため説明は省略する。
図6、図7に示す空冷機構Bを用いた空冷方法は、実施の形態1と同様、モータ22を駆動させることにより、内側ファン21と外側ファン23を回転させることで、密閉筐体11の内部気体と外部気体を強制対流させ、放熱させるものである。従って、実施の形態2の動作説明は省略する。
In the air cooling method using the air cooling mechanism B shown in FIGS. 6 and 7, the
ただし実施の形態1と異なる点は、回転軸24aを有するシャフト24を貫通させるものが、密閉筐体11ではなく、例えば平面状の支持板61のような板を用いる点である。そして、密閉筐体11の取付面にはシャフト24より大きな穴を設け、シャフト24の一端を密閉筐体11の内側に、他端を外側に突出するように支持板61自体を取り付けるようにすることで、密閉筐体11に対するシャフト24の取付を容易にするものである。
However, the difference from the first embodiment is that a plate such as a
シャフト24が貫通した支持板61は、ボルト62、ワッシャ63、ナット64で密閉筐体11に取り付ける。ここで、支持板61のボルト止めに密閉性を持たせるために、ワッシャ63には、例えばゴム製ワッシャのように弾性を有するワッシャを用いる。
The
図8は、支持板61の取付概略図を示している。図8(a)は、図7記載の矢印のうち、向きaから見た支持板61の取付概略図である。図8(b)は、図7記載の矢印のうち、向きbから見た支持板61の取付概略図である。また図8(c)は、図8(a)、図8(b)記載の矢印Aから見た断面図(取付途中)である。
FIG. 8 shows a schematic view of mounting of the
ここで図8(c)にあるO(オー)リング71は、例えばゴムのように弾性を有するOリングであり、支持板61と密閉筐体11との間に配置し、ボルト止めすることにより、それらの間の密閉性を保つためのものである。穴72は、支持板61に貫通固定されたシャフト24を、密閉筐体11の内外に突出させるための穴である。図8(c)のように、ボルト62とワッシャ63とナット64を締めて固定することにより、Oリング71は支持板61と密閉筐体11に押し挟まれる。これにより、密閉筐体11と支持板61との間の密閉性を持たせる。
Here, the O (O)
図6から図8に示した空冷機構Bについて、図9を用いて密閉筐体11に支持板61を取り付ける方法の一例を説明する。なお図9は、図8(a)と同様の向きから見たものである。
With respect to the air cooling mechanism B shown in FIGS. 6 to 8, an example of a method for attaching the
(手順1)密閉筐体11に穴72を開ける。なお図9において、穴72は四角形であるが、形状は四角形に限定する必要はない。シャフト24を密閉筐体11の内外に突出させることができ、密閉筐体11と支持板61との密閉性を保つためのOリング71より小さい穴であればよい。
(Procedure 1) A
(手順2)穴72の周囲に、密閉筐体11と支持板61との密閉性を保つためのOリング71を配置する。なおOリング71を配置して密閉筐体11と支持板61をボルト62で固定する際、密閉筐体11または支持板61の少なくともいずれか一方に、Oリング71の位置がずれないように溝を設けてもよい。
(Procedure 2) Around the
(手順3)支持板61にシャフト24取付用の穴を開け、シャフト24を取り付ける。その際、実施の形態1と同様、ベアリング31、オイルシール32用の溝を予め設け、ベアリング31、オイルシール32をカバー33で固定して支持板61の密閉性を保つようにする。また、支持板61には、密閉筐体11に取り付けるためのねじ穴91を設ける。
(Procedure 3) A hole for attaching the
(手順4)密閉筐体11にも同様に支持板61固定用のねじ穴を設け、ボルト62、ワッシャ63、ナット64を用いて、密閉筐体11に支持板61を固定する。ボルト62、ワッシャ63、ナット64で締結することにより、Oリング71は密閉筐体11と支持板61とに押し挟まれ、密閉性を保つことができる。
(Procedure 4) Similarly, a screw hole for fixing the
以降の組立方法は、実施の形態1と同様、密閉筐体11の内側には内側ファン21とモータ22を取り付け、密閉筐体11の外側には外側ファン23を取り付ける。
In the subsequent assembly method, as in the first embodiment, the
実施の形態2のように、支持板61にシャフト24を取り付けた後、密閉筐体11へ取り付けるようにすることで、実施の形態1で得られた効果に加え、密閉筐体11へベアリング31及びオイルシール32用の溝を予め設ける、という密閉筐体11への加工の困難さがなくなる、という効果が得られる。
As in the second embodiment, the
なお実施の形態1と同様、図10に示すように、外側ファン23に対して外側カバー51をかぶせ、更に耐水性など外部環境に対する耐性を向上させるようにしてもよい。
As in the first embodiment, as shown in FIG. 10, an
11. 密閉筐体
12. 発熱部品
13. 内側吸熱フィン
14. 外側放熱フィン
15. 内部気体の強制対流
16. 外部気体の強制対流
17. 発熱部品から内部気体への熱伝導
18. 内部気体から密閉筐体への熱伝導
19. 密閉筐体から外部気体への熱伝導
21. 内側ファン
22. モータ
22a.ベアリング
22b.ベアリング支持部材
22c.磁石(固定子)
22d.コイル
23. 外側ファン
24. シャフト
24a.回転軸
31. ベアリング
32. オイルシール
33. カバー
51. 外側カバー
61. 支持板
62. ボルト
63. ワッシャ(ゴム製)
64. ナット
71. Oリング(ゴム製)
72. 穴
91. ねじ穴
A. 空冷機構
B. 空冷機構
11.
22d.
64.
72.
Claims (5)
前記回転軸の一端に取り付けられた内側ファンと、
前記回転軸の他端に取り付けられた外側ファンと、
前記筐体の内部に設けられ、前記内側ファンを回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする空冷装置。 A housing having a hole penetrating a rotating shaft having one end protruding inside the mounting surface and the other end protruding outside the mounting surface;
An inner fan attached to one end of the rotating shaft;
An outer fan attached to the other end of the rotating shaft;
A motor provided inside the housing and for rotating the inner fan;
An air cooling device characterized by comprising:
取付面に穴を有し、前記回転軸の一端が内側に、他端が外側に突出するように前記板を前記取付面に取り付けた筐体と、
前記回転軸の一端に取り付けられた内側ファンと、
前記回転軸の他端に取り付けられた外側ファンと、
前記筐体の内部に設けられ、前記内側ファンを回転させるモータと、
を備えたことを特徴とする空冷装置。 A plate with a rotating shaft through it;
A housing having a hole on the mounting surface, and the plate mounted on the mounting surface so that one end of the rotating shaft protrudes inward and the other end protrudes outward;
An inner fan attached to one end of the rotating shaft;
An outer fan attached to the other end of the rotating shaft;
A motor provided inside the housing and for rotating the inner fan;
An air cooling device characterized by comprising:
前記内側ファンの回転により、前記筐体の内部気体を前記取付面に沿って吸気し、前記筐体内部に排気することで、筐体内の熱を前記取付面に伝え、
前記外側ファンの回転により、前記筐体の外部気体を吸気し、前記取付面に沿って前記筐体外部に排気することで、前記取付面に伝えた熱を外部気体に放熱させ筐体を冷却する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の空冷装置。 By driving the motor, the inner fan and the outer fan are rotated,
By rotating the inner fan, the inside gas of the housing is sucked along the mounting surface, and exhausted into the housing, thereby transferring the heat in the housing to the mounting surface.
By rotating the outer fan, the outside gas of the housing is sucked and exhausted to the outside of the housing along the mounting surface, so that the heat transmitted to the mounting surface is dissipated to the external gas and the housing is cooled. To
The air-cooling apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記筐体の取付面外側に配置され、前記外側ファンの近傍に取り付けた放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項記載の空冷装置。 An endothermic fin disposed on the inside of the mounting surface of the housing and attached in the vicinity of the inner fan; and
A heat dissipating fin disposed near the outer surface of the housing and attached in the vicinity of the outer fan,
The air cooling device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記内側ファンの回転により、前記筐体の内部気体を前記取付面に沿って吸気し、前記筐体内部に排気することで、筐体内の熱を前記吸熱フィンに伝え、
前記外側ファンの回転により、前記筐体の外部気体を吸気し、前記取付面に沿って前記筐体外部に排気することで、前記吸熱フィンから前記放熱フィンに伝わった熱を放熱し筐体を冷却する、
ことを特徴とする請求項4記載の空冷装置。 By driving the motor, the inner fan and the outer fan are rotated,
By rotating the inner fan, the inside gas of the housing is sucked along the mounting surface, and exhausted into the housing, thereby transferring the heat in the housing to the heat sink fins.
By rotating the outer fan, the outside gas of the casing is sucked and exhausted to the outside of the casing along the mounting surface, thereby radiating the heat transmitted from the heat absorbing fins to the heat radiating fins. Cooling,
The air cooling apparatus according to claim 4.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007325341A JP2009147242A (en) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | Air-cooling device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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JP2009147242A true JP2009147242A (en) | 2009-07-02 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109788725A (en) * | 2019-03-20 | 2019-05-21 | 浪潮商用机器有限公司 | Cabinet |
-
2007
- 2007-12-18 JP JP2007325341A patent/JP2009147242A/en active Pending
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CN109788725A (en) * | 2019-03-20 | 2019-05-21 | 浪潮商用机器有限公司 | Cabinet |
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