JP2010192602A - 冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、冷却の効率を向上でき、加工が容易な冷却構造を提供すること。
【解決手段】冷却構造２０は、筐体１０に配設され、筐体１０を冷却する。冷却構造２０は、外面パネル２１と、外面パネル２１と筐体１０の側面１０ｂとに挟まれ、外面パネル２１と側面１０ｂとにそれぞれ面当接する面当接部２４ａを有し、面当接部２４ａと側面１０ｂとを通じて自身に流れる冷却媒体によって筐体１０を冷却する液冷却パイプ２４と、外面パネル２１と側面１０ｂと液冷却パイプ２４とを密着させるために、外面パネル２１を筐体１０に固定させる密着固定部２５と、を具備する。
【選択図】図５Ａ

Description

本発明は、筐体を冷却する冷却構造に関する。

一般に、電気機器や電子機器を搭載する家電製品といった筐体には、電気機器や電子機器から発生する熱を排熱し、筐体を冷却する冷却構造が配設されている。

図６に示すように、冷却構造１２０は、例えば外面パネル１２１と内面パネル１２２と液冷却パイプ１２４とを有している。一般的に液冷却パイプ１２４は、外面パネル１２１と熱吸収板である内面パネル１２２とに挟まれ、例えばロウ付けや溶接などからなる溶接部１２６によって外面パネル１２１と接合している。

液冷却パイプ１２４には、例えば水などの冷却媒体が流れる。これにより、外面パネル１２１を通じて筐体外部から筐体内部に向う熱が冷却され、内面パネル１２２を通じて筐体内部が冷却される。

例えば特許文献１には、冷却管配管作業を容易とすると共に、液体冷媒の漏れを防止し、熱交換器ユニットの熱交換能力を制御して結露並びに凍結を防止しつつ作動効率の向上をはかる電子装置用冷却装置及び冷却装置付電子装置について開示されている。

特開２００７−３０６０２６号公報

近年、冷却構造１２０は、低コスト化が求められている。しかしながら上述したようにロウ付けや溶接などからなる溶接部１２６が用いられると、高コストになってしまう。

また溶接部１２６におけるロウ付けや溶接などは、液冷却パイプ１２４と外面パネル１２１との接触面積を増やし、伝熱の効果を向上させる。しかしながら溶接部１２６におけるロウ付けや溶接などが実施される場合、ロウの準備やロウを付けるために炉を準備し、炉に通さなければならない。そのために加工の手間が掛かり、またコストも掛かってしまう。

またロウ付けや溶接などからなる溶接部１２６によって、筐体が熱変形し、熱変形した筐体を元の状態に戻す修理のための手間とコストがかかってしまう虞が生じる。

そのため本発明は、上記事情に鑑み、低コストで、冷却の効率を向上でき、加工が容易な冷却構造を提供することを目的とする。

本発明は目的を達成するために、筐体に配設され、前記筐体を冷却する冷却構造であって、パネルと、前記パネルと前記筐体の側面とに挟まれ、前記パネルと前記側面とにそれぞれ面当接する面当接部を有し、前記面当接部と前記側面とを通じて自身に流れる冷却媒体によって前記筐体を冷却する液冷却パイプと、前記パネルと前記側面と前記液冷却パイプとを密着させるために、前記パネルを前記筐体に固定させる密着固定部と、を具備することを特徴とする冷却構造を提供する。

また本発明は目的を達成するために、前記液冷却パイプは、前記パネルに面当接するパネル側の面当接部と、前記側面に面当接する側面側の面当接部と、前記パネル側の面当接部と前記側面側の面当接部とに連接される円弧部と、を有し、前記液冷却パイプは、前記パネル側の面当接部と前記側面側の面当接部と前記円弧部とから略ロ字形状に形成される断面を有していることを特徴とする上記に記載の冷却構造を提供する。

本発明によれば、低コストで、冷却の効率を向上でき、加工が容易な冷却構造を提供することができる。

図１は、第１の実施形態における熱交換器と冷却構造とを有する筐体の概略斜視図である。 図２Ａは、冷却構造の斜視図である。 図２Ｂは、冷却構造の正面図である。 図２Ｃは、図２Ｂに示す矢印２Ｃ―２Ｃにおける冷却構造の断面図である。 図２Ｄは、図２Ｃに示す断面図における冷却パイプ近傍の拡大図である。 図２Ｅは、図２Ｃに示す断面図におけるスペーサ近傍の拡大図である。 図３は、図２Ｃに示す断面図における冷却パイプの変形例を示す冷却パイプ近傍の拡大図である。 図４は、図２Ｃに示す断面図における内面パネルの変形例を示し、図２Ｂに示す矢印４―４における冷却構造の断面図である。 図５Ａは、第２の実施形態における冷却構造の断面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す断面図における冷却パイプ近傍の拡大図である。 図５Ｃは、図５Ａに示す断面図におけるスペーサ近傍の拡大図である。 図６（ａ）は、従来の冷却構造を示す概略図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す冷却構造の断面図である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）の拡大図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１と、図２Ａから図２Ｅとを参照して第１の実施形態について説明する。
図１は、熱交換器と冷却構造とを有する筐体の概略斜視図である。図２Ａは、冷却構造の斜視図である。図２Ｂは、冷却構造の正面図である。図２Ｃは、図２Ｂに示す矢印２Ｃ―２Ｃにおける冷却構造の断面図である。図２Ｄは、図２Ｃに示す断面図における冷却パイプ近傍の拡大図である。図２Ｅは、図２Ｃに示す断面図におけるスペーサ近傍の拡大図である。
なお例えば図２Ａと図２Ｂとでは、図示の明瞭化のために、例えば内面パネル２２等の一部の図示を省略している。

図１に示す筐体１０は、電気機器や電子機器を搭載する例えば家電製品や業務用製品等であり、直方体形状を有している。筐体１０には、熱交換器１５が筐体１０内の端部１０ａに配設され、筐体１０を冷却する冷却構造２０が筐体１０の側面１０ｂに配設されている。冷却構造２０は、熱交換器１５に対向し、且つ側面１０ｂの長手方向に沿って配設されている。

冷却構造２０は、図２Ａ乃至図２Ｅに示すように、外面パネル２１と、外面パネル２１に対向し、側面１０ｂに接する内面パネル２２と、外面パネル２１と内面パネル２２とに挟まれて、外面パネル２１と内面パネル２２とにそれぞれ面当接する面当接部２４ａを有し、面当接部２４ａと外面パネル２１と内面パネル２２とを通じて自身に流れる冷却媒体によって筐体１０を冷却する１本の液冷却パイプ２４と、外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とを密着させ、図２Ｅに示すように内面パネル２２を通じて外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とを側面１０ｂに固定させ、固定密着部であるスペーサ２５とを有している。

外面パネル２１は、熱伝導性が高く薄く軟らかい材料によって形成されている。

内面パネル２２は、熱伝導率の低く硬い材料によって形成されている。内面パネル２２は、スペーサ２５によって筐体１０（側面１０ｂ）に直接配設される。

図２Ａと図２Ｂとに示すように液冷却パイプ２４は、側面１０ｂ（外面パネル２１と内面パネル２２）の長手方向に沿って配設されている１本のパイプが側面１０ｂの両端にて折り返され、折り返されたパイプが側面１０ｂの短手方向に複数連接されている状態になるように形成されている。つまり液冷却パイプ２４は、パイプが側面１０ｂの長手方向に突出している凸形状に形成され且つこの状態のパイプが側面１０ｂの短手方向に複数連接された状態となるように、形成されている。

液冷却パイプ２４の断面は、図２Ｄに示すように対向する円弧を有する略ロ字形状となる。この液冷却パイプ２４は、断面が円形形状のパイプに対して、互いに対向する２方向からパイプの中心に向かって圧力を加えることで（押し潰すことで）形成される。つまり液冷却パイプ２４は、断面が円形形状のパイプを例えばプレスなどによって互いに対向する２方向から圧潰することで形成される。

この液冷却パイプ２４は、外面パネル２１に面当接する外面パネル側の面当接部２４ａである平面２４ｂと、内面パネル２２に面当接する内面パネル側の面当接部２４ａである平面２４ｃと、平面２４ｂと平面２４ｃとに連接される円弧部２４ｄとを有している。このように液冷却パイプ２４は、図２Ｄに示すように平面２４ｂ，２４ｃと、円弧部２４ｄとから略ロ字形状に形成される断面を有する１本のパイプである。

液冷却パイプ２４には、例えば水などの冷却媒体が流れる。平面２４ｂは、外面パネル２１と面当接して、筐体１０外部から筐体１０に向う熱をこの冷却媒体によって冷却する。平面２４ｃは、内面パネル２２と面当接して、この冷却媒体によって筐体１０内部を冷却する。このように液冷却パイプ２４は、平面２４ｂ，２４ｃと外面パネル２１と内面パネル２２とを通じて液冷却パイプ２４に流れる冷却媒体によって筐体１０を冷却する。

図２Ａに示すように液冷却パイプ２４の両端には、温調パイプ２４ｆが配設されている。温調パイプ２４ｆは、内面パネル２２から熱交換器１５側に向って起上している。

外面パネル２１と液冷却パイプ２４とには、外面パネル２１と液冷却パイプ２４との密着性をより高めるためには、熱伝導性の高いコンパウンドや伝熱性の接着剤等を塗布することで実現できる。

図２Ｅに示すようにスペーサ２５は、複数配設されており、外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とを多点にて固定する。スペーサ２５は、側面１０ｂの長手方向と短手方向とに沿って等間隔に配設されている。スペーサ２５は、側面１０ｂの短手方向において、液冷却パイプ２４の両側に配設されている。

次に本実施形態における動作方法について説明する。
断面が円形形状のパイプが互いに対向する２方向からパイプの中心に向かって圧力を加えられ、平面２４ｂ，２４ｃと、円弧部２４ｄとを有する液冷却パイプ２４が形成される。

液冷却パイプ２４は、外面パネル２１と内面パネル２２とに挟まれる。これにより外面パネル２１と液冷却パイプ２４と内面パネル２２とは、積層する。このとき平面２４ｂは外面パネル２１に面当接し、平面２４ｃは内面パネル２２に面当接する。
スペーサ２５は、外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とを密着させ、図２Ｅに示すように内面パネル２２を通じて外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とを側面１０ｂに固定する。

液冷却パイプ２４に例えば水などの冷却媒体が流れると、平面２４ｃは、内面パネル２２を通じて冷却媒体によって筐体１０内部を冷却する。また平面２４ｂは、外面パネル２１を通じて筐体１０外部から筐体１０内部に向う熱を冷却媒体によって冷却する。

このように本実施形態では、平面２４ｂ，２４ｃを有する液冷却パイプ２４によって外面パネル２１と内面パネル２２とを通じて筐体１０を冷却媒体によって冷却できるために、冷却の効率（伝熱（冷却と放熱と吸熱と断熱と）の効率）を向上させることができる。

また本実施形態では、断面が円形形状のパイプに圧力を加えることで、加工が容易且つ低コストで液冷却パイプ２４を作成でき、平面２４ｂ，２４ｃを形成することができる。

このように本実施形態では、低コストで、伝熱（冷却と放熱と吸熱と断熱と）の効率を向上でき、加工が容易な冷却構造２０を提供することができる。

また本実施形態では、ロウ付けや溶接などを用いないために、外面パネル２１の熱変形と、内面パネル２２の熱変形と、外面パネル２１と内面パネル２２とが配設される筐体１０の熱変形とを防止でき、筐体が熱変形し、熱変形した筐体を元の状態に戻す修理のための手間とコストを省くことができる。

また本実施形態では、１本の液冷却パイプ２４によって冷却し、ロウ付けや溶接などを用いないために、低コストな冷却構造２０を提供することができる。

また本実施形態では、外面パネル２１と内面パネル２２と液冷却パイプ２４とをスペーサ２５によって密着させるように固定させているために、冷却構造２０の加工性を向上でき、冷却構造２０をより確実に側面１０ｂに配設することができる。

また本実施形態では、ロウ付けや溶接などを用いないために、平面２４ｂ，２４ｃを変形させず均一な接触面とすることができ、冷却構造２０の形状（寸法）を変形させずにすむ。また本実施形態では、平面２４ｂ，２４ｃを均一な接触面とすることで、伝熱の効率を向上させることができる。

また本実施形態では、内面パネル２２側に熱交換器１５を直接配設し、内面パネル２２と液冷却パイプ２４とをスペーサ２５によって密着させるように固定させているために、効率よく冷却することができる。

また本実施形態では、外面パネル２１と液冷却パイプ２４とには熱伝導性の高いコンパウンドや伝熱性の接着剤等が塗布されている。これにより本実施形態では、外面パネル２１と液冷却パイプ２４との密着性をより高めることができる。また本実施形態では、コンパウンドや接着剤等によって熱抵抗を下げることができる。

また本実施形態では、外面パネル２１を熱伝導性が高く薄く軟らかい材料によって形成しているために、筐体１０外部からの熱を受け流すことができる。また本実施形態では、平面２４ｂによって筐体１０外部から筐体１０内部に向う熱を冷却することができ、熱伝導の効果を向上させることができる。

また本実施形態では、内面パネル２２を熱伝導率の低い硬い材料によって形成し、断熱しているために筐体１０内部の熱を、筐体１０内部の熱を外部に放出することを防止している。これにより本実施形態では、液冷却パイプ２４で冷却された筐体１０内部の温度を一定に維持することができる。

なお筐体１０には、熱交換器１５が筐体１０内の端部に配設されているが、これに限定する必要はなく、例えばヒートシンクなどでも良い。

次に本実施形態の第１の変形例について、図３を参照して説明する。図３は、図２Ｂに示す側面図における冷却パイプの変形例を示す冷却パイプ近傍の拡大図である。
液冷却パイプ２４の断面形状は、上記に限定される必要はない。液冷却パイプ２４は、例えば図３に示すように、四角形形状を有し、例えば角パイプであってもよい。この場合、円弧部２４ｄは、略直線形状となる。

これにより上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、四角形形状のパイプを用いることで、円形形状のパイプに圧力を加える必要はないために、加工の手間をさらに省くことができ、低コストな冷却構造１を提供することができる。

次に本実施形態の第２の変形例について、図４を参照して説明する。図４は、図２Ｃに示す断面図における内面パネルの変形例を示し、図２Ｂに示す矢印４―４における冷却構造の断面図である。
内面パネル２２は、熱伝導性を高く熱抵抗を小さくした金属製の伝熱プレート２２ａでもよく、内面パネル２２によって熱を放熱させてもよい。また内面パネル２２は、熱交換器１５と一体であってもよい。

次に図５Ａ乃至図５Ｃを参照して第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態と同一部位については同符合を付し、その詳細な説明は省略する。なお図５Ａでは図示の簡略化のためにスペーサ２５の図示を省略している。
上述した第１の実施形態では、冷却構造２０は、液冷却パイプ２４を、内面パネル２２を介して側面１０ｂに配設されているが、これに限定する必要はない。

図５Ａ乃至図５Ｃに示すように冷却構造２０は、液冷却パイプ２４を、例えば側面１０ｂに直接配設させてもよい。

つまり冷却構造２０は、外面パネル２１と、外面パネル２１と側面１０ｂとに挟まれて、外面パネル２１と側面１０ｂとにそれぞれ面当接する面当接部２４ａを有し、面当接部２４ａと側面１０ｂとを通じて自身に流れる冷却媒体によって筐体１０を冷却する１本の液冷却パイプ２４と、外面パネル２１と側面１０ｂと液冷却パイプ２４とを密着させるために、外面パネル２１を、側面１０ｂを含む筐体１０に固定させ、固定密着部であるスペーサ２５とを有している。

この場合、平面２４ｃは、側面１０ｂに面当接する側面側の面当接部２４ａである。また側面１０ｂは、内面パネル２２を兼ねることとなる。また冷却構造２０は、液冷却パイプ２４を、１つであっても、図６に示すように複数の側面１０ｂに密着させてもよい。

これにより本実施形態では、冷却の効率をより向上することができる。また本実施形態では、部品点数が削減するために安価にすることができる。

このように冷却構造２０は、第１の実施形態のように筐体１０（例えば側面１０ｂ）に内面パネル２２を通じて間接的に配設されても、第２の実施形態のように筐体１０に直接的に配設されていてもよい。

このように本発明は、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。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せにより種々の発明を形成できる。

１０…筐体、１０ａ…端部、１０ｂ…側面、１５…熱交換器、２０…冷却構造、２１…外面パネル、２２…内面パネル、２４ａ…面当接部、２４…液冷却パイプ、２４ｂ…平面、２４ｃ…平面、２４ｄ…円弧部、２４ｂ．２４ｃ…平面、２４ｆ…温調パイプ、２５…スペーサ。

Claims (1)

1. 筐体に配設され、前記筐体を冷却する冷却構造であって、
   パネルと、
   前記パネルと前記筐体の側面とに挟まれ、前記パネルと前記側面とにそれぞれ面当接する面当接部を有し、前記面当接部と前記側面とを通じて自身に流れる冷却媒体によって前記筐体を冷却する液冷却パイプと、
   前記パネルと前記側面と前記液冷却パイプとを密着させるために、前記パネルを前記筐体に固定させる密着固定部と、
   を具備することを特徴とする冷却構造。

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