JP2011119395A

JP2011119395A - 電子部品の冷却構造

Info

Publication number: JP2011119395A
Application number: JP2009274583A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Suzuki; 克典鈴木
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2009-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2011-06-16

Abstract

【課題】本発明は電子部品の冷却構造に係り、冷却ファンを用いた強制空冷に改良を加え、通信装置等の筐体内に実装した電子部品の効率的な冷却を可能とした電子部品の冷却構造を提供することを目的とする。
【解決手段】内部に電子部品を実装した通信装置等の筐体の前面に通気穴を形成し、筐体の背面側内部に、前記通気穴から筐体内に冷却風を取り込む冷却ファンを装着した電子部品の冷却構造に於て、前記筐体内に、前記通気穴から取り込まれた冷却風が流下するダクトを設け、該ダクトを流下した冷却風を、冷却対象たる電子部品に当てることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は電子部品の冷却構造に係り、詳しくは通信装置等の筐体内に実装した電子部品の効率のよい冷却を可能とした電子部品の冷却構造に関する。

今日、通信装置は消費電力が増加する傾向にあり、筐体内に実装している電子部品を効率よく冷却する必要があるが、電子部品にあっては小型化／高消費電力化に伴い、部品自体の発熱が増える一方で、部品の小型化に起因して表面積が小さくなっている。

このため、部品自体の小型化に伴い放熱能力は低下し、この結果、部品自体の温度が高くなる傾向にある。

そこで、従来、筐体内部の電子部品を冷却する様々な手段が用いられており、図８以下に示すように昨今では、筐体内に冷却ファンを装着した強制空冷が広く採用されている。

図８乃至図１０に示す冷却構造は、通信装置の筐体１の前面３に複数の小穴からなる通気穴５を設け、筐体１の背面７側内部に冷却ファン９を装着して、図１０に示すように冷却ファン９により取り込まれた冷却風Ｗが、筐体１内部を前面３側から背面７側に亘って流下するようにしたものである。尚、図１０中、１１は筐体１内に実装されたプリント基板、１３は該プリント基板１１上に実装された電子部品で、冷却ファン９に対応して背面７に排気穴１５が設けられている。

そして、図１１に示す冷却構造は、図１０の構造に加え、特許文献１に開示されるように電子部品１３にヒートシンク１７を介して冷却ファン１９を直接装着したものである。

また、図１２に示す冷却構造は、筐体１の前面３側に冷却ファン９を装着して、冷却ファン９からの冷却風Ｗを直接電子部品１３に当てるようにしたもので、冷却ファン９に対応して正面３に通気穴２１が設けられ、背面７に排気穴２３が設けられている。

特開平１０−２２３８１６号公報

しかし乍ら、図８乃至図１０の従来例にあっては、冷却ファン９により取り込まれた冷却風Ｗの風速は筐体１の断面積に依存して通気穴５を通って直ぐに下がってしまい、風速の規定を満足することが難しい課題があった。

また、図１１の従来例は、電子部品１３に必要な風速の規定を満足させることができるものの、個々の電子部品毎に冷却ファン１９を必要とするため、コストが高くなってしまう欠点がある。

そして、図１２の従来例は、冷却ファン９の風向きにより筐体１内の他の電子部品の冷却には不十分な場合があり、また、場所により風速がバラツクため、風向きにより冷却できない場所が発生して、筐体１の内部全体を効率的に冷却することができない欠点があった。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、冷却ファンを用いた強制空冷に改良を加え、通信装置等の筐体内に実装した電子部品の効率的な冷却を可能とした電子部品の冷却構造を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内部に電子部品を実装した通信装置等の筐体の前面に通気穴を形成し、筐体の背面側内部に、前記通気穴から筐体内に冷却風を取り込む冷却ファンを装着した電子部品の冷却構造に於て、前記筐体内に、前記通気穴から取り込まれた冷却風が流下するダクトを設け、該ダクトを流下した冷却風を、冷却対象たる電子部品に当てることを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電子部品の冷却構造に於て、前記通気穴を、筐体の前面部品を避けた位置に形成し、前記ダクトを、冷却対象たる電子部品まで延設したことを特徴とし、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の電子部品の冷却構造に於て、前記ダクトの一部に、前記電子部品が実装されたプリント基板を用いたことを特徴とする。

更に、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子部品の冷却構造に於て、前記ダクトの下流側吐出端を狭めたことを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、内部に電子部品を実装した通信装置等の筐体の前面に通気穴を形成し、筐体の背面側内部に、前記通気穴から筐体内に冷却風を取り込む冷却ファンを装着した電子部品の冷却構造に於て、前記通気穴を筐体の前面の上部に形成し、下流側端部が閉塞され、前記通気穴から取り込まれた冷却風が流下するダクトを筐体の蓋体に沿って設けると共に、該ダクトから延長ダクトを、冷却対象たる電子部品方向へ延設したことを特徴とする。

そして、請求項６に係る発明は、請求項５に記載の電子部品の冷却構造に於て、前記延長ダクトの下流側吐出端を狭めたことを特徴とし、請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の電子部品の冷却構造に於て、前記ダクトに、冷却風吐出穴を設けたことを特徴とする。

各請求項に係る発明によれば、冷却ファンを駆動すると通気穴から冷却風がダクト内に取り込まれて下流側に流下するが、ダクトを設けたことで、筐体内での冷却風の通風路（流下路）が狭まるため、ダクト内を流下する冷却風の風速が上がる。そして、斯様に風速の上がった冷却風が、その風速を維持した状態でダクトの下流側吐出端から筐体内に吐出して冷却対象たる電子部品に当たって該電子部品を冷却するため、従来に比し電子部品の効率的な冷却が可能となった。

そして、冷却風の風速は風量とダクトの断面により決まるため、ダクトの適切な断面を設定することで、冷却対象たる電子部品の風速規定を満足することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、筐体の前面に設けられた前面部材を避けた位置にダクトを設けることで、請求項１に係る発明と同様、電子部品の効率的な冷却が可能となった。

更に、請求項３に係る発明によれば、ダクトの一部に電子部品が実装されたプリント基板を用いることで、ダクト内のプリント基板上に実装された電子部品を冷却風で冷却することができ、請求項４及び請求項６に係る発明によれば、ダクトや延長ダクトの下流側吐出端から筐体内に吐出する冷却風の風速を更に高めて、電子部品の良好な冷却が可能となる。

そして、請求項５に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様、電子部品の効率的な冷却が可能になると共に、ダクトを蓋体に沿って筐体の上部に設けたため、ダクト内を流下する冷却風が、発熱体たる電子部品からの熱の影響を受けることがない利点を有する。

更に、請求項７に係る発明によれば、実装された電子部品に応じてダクトに冷却風吐出穴を設けることで、ダクトを流下する冷却風の一部を電子部品方向に吐出させることができるため、電子部品の良好な冷却が図れる利点を有する。

請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る電子部品の冷却構造を備えた通信装置の前面側斜視図である。通信装置の背面側斜視図である。通信装置の筐体の断面図である。請求項１乃至請求項４の第一実施形態に係る電子部品の冷却構造を備えた通信装置の筐体の断面図である。請求項１乃至請求項４の第二実施形態に係る電子部品の冷却構造を備えた通信装置の前面側斜視図である。通信装置の筐体の断面図である。請求項５及び請求項７の一実施形態に係る電子部品の冷却構造を備えた通信装置の筐体の断面図である。通信装置の筐体の前面側斜視図である。筐体の背面側斜視図である。従来の電子部品の冷却構造を示す筐体の断面図である。従来の他の電子部品の冷却構造を示す筐体の断面図である。従来の更に他の電子部品の冷却構造を示す筐体の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図８以下の従来例と同一のものには同一符号を以って表示する。

図１乃至図３は請求項１乃至請求項３の一実施形態に係る電子部品の冷却構造を示し、図中、３１は通信装置の筐体で、図３に示すように筐体３１内のプリント基板１２に電子部品１３が実装されている。そして、図１に示すように筐体３１の前面３３の下部の左側にコネクタ３５等の前面部品が装着され、斯かるコネクタ３５等を避けて前面３３の下部の右側に複数の小穴からなる通気穴３７が横方向に設けられている。

一方、図２及び図３に示すように筐体３１内の背面３９側には冷却ファン９が装着され、該冷却ファン９に対応して排気穴１５が背面３９に設けられている。

そして、本実施形態は、前記構成に加え、通気穴３７から取り込まれた冷却風Ｗが流下するダクト４１を設けて、該ダクト４１を流下した冷却風Ｗを冷却対象たる電子部品１３に当てることを特徴とする。

図１及び図３に示すようにダクト４１は、底面をプリント基板１２、側面を筐体３１の左右の壁面４３、４５、そして、上面を一枚の板金等の平板４７を用いて構成されており、前記通気穴３７は総てダクト４１内に開口している。

そして、プリント基板１２と平板４７は、筐体３１の左右の壁面４３、４５に達する長さ寸法に形成され、平板４７は、その一端側に設けた断面Ｌ字状の取付フランジ４９が筐体３１の前面３７の内側に固着されて、プリント基板１２と平行に配置されている。そして、図３に示すように平板４７は、冷却対象たる前記電子部品１３の近傍までの長さ寸法とされて、ダクト４１が前面３３から該電子部品１３近傍まで延設された構造となっている。

本実施形態はこのように構成されているから、冷却ファン９を駆動すると、通気穴３７から冷却風Ｗが取り込まれるが、通気穴３７は総てダクト４１内に開口しているため、冷却風Ｗはダクト４１内に取り込まれて下流側に流下する。

そして、ダクト４１を設けたことで、図８以下の従来例に比し筐体３１内での冷却風Ｗの通風路（流下路）が狭まるため、ダクト４１内を流下する冷却風Ｗの風速が上がり、風速の上がった冷却風Ｗがその風速を維持した状態でダクト４１の下流側吐出端５１から筐体３１内に吐出して、冷却対象たる電子部品１３に当たって該電子部品１３を冷却する。

而して、冷却風Ｗの風速は、風量とダクト４１の断面により決まるため、ダクト４１の適切な断面を設定することで、冷却対象たる電子部品の風速規定を満足することができる。

また、本実施形態は、ダクト４１の底面をプリント基板１２で形成しているため、前記電子部品１３よりも冷却風Ｗの上流側のプリント基板１２上に実装されている電子部品（図示せず）も、ダクト４１内を流下する風速の上がった冷却風Ｗによって冷却されることとなる。

そして、冷却風Ｗは、風速の上がった状態のままダクト４１の下流側吐出端５１から筐体３１内に吐出するため、筐体３１内全体に冷却風Ｗが広がって、プリント基板１２上に実装されたその他の電子部品全体も併せて冷却されることとなる。

このように本実施形態によれば、従来に比し冷却対象たる電子部品１３の効率的な冷却が可能となった。

而も、既述したように本実施形態は、ダクト４１の底面をプリント基板１２で形成しているため、電子部品１３よりも冷却風Ｗの上流側のプリント基板１２上に実装されている電子部品も、ダクト４１内を流下する風速の上がった冷却風Ｗによって冷却することができると共に、冷却風Ｗは、風速の上がった状態のままダクト４１の下流側吐出端５１から筐体３１内に吐出するため、筐体３１内全体に冷却風Ｗが広がって、プリント基板１２上のその他の電子部品全体も併せて冷却することができる利点を有する。

図４は請求項１乃至請求項４の第一実施形態に係る電子部品の冷却構造を示し、図示するように本実施形態は、前記平板４７を筐体３１の後方へ斜め下方に配置して、ダクト４１-1の下流側吐出端５１-1側を順次狭めたことを特徴とする。

尚、その他の構成は前記実施形態と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態はこのように構成されており、斯様にダクト４１-1の下流側吐出端５１-1側を順次狭めることで、ダクト４１-1内を流下する冷却風Ｗの風速を更に増すことができるため、更に電子部品１３の効率のよい冷却が可能となると共に、筐体３１内全体に冷却風Ｗが速やかに広がって、その他の電子部品全体も併せて効率よく冷却することができる利点を有する。

図５及び図６は請求項１乃至請求項４の第二実施形態に係る電子部品の冷却構造を示し、図中、５３は通信装置の筐体で、図６に示すように筐体５３内のプリント基板１２に電子部品１３が実装されている。

そして、図５に示すように筐体５３の前面５５の下部に複数のコネクタ５７，５９等の前面部品が横方向に装着され、斯かるコネクタ５７，５９等を避けて前面５５の上部に複数の小穴からなる通気穴６１が横方向に設けられている。そして、図１の実施形態と同様、筐体５３内の背面６３側に冷却ファン９が装着され、該冷却ファン９に対応して排気穴１５が背面６３に設けられている。

而して、本実施形態も、前記構成に加え、通気穴６１から取り込まれた冷却風Ｗが流下するダクト６５を筐体５３内に設けて、該ダクト６５を流下した冷却風Ｗを電子部品１３に当てることを特徴とする。

図５及び図６に示すようにダクト６５は、底面を断面く字状に折曲した一枚の板金等の平板６７とプリント基板１２、側面を筐体５３の左右の壁面６９、７１、上面を筐体５３の蓋体７３と断面く字状に折曲した一枚の板金等の平板７５を用いて、全体形状が蓋体７３側から斜め後方へ傾斜した断面く字状に構成されており、前記通気穴６１は総てダクト６５内に開口している。

そして、プリント基板１２と平板６７、７５は、筐体５３の左右の壁面６９、７１に達する長さ寸法に形成され、また、平板６７、７５は、夫々の一端側に形成された取付フランジ７７，７９が筐体５３の前面５５と蓋体７３とに固着されて、平板６７は蓋体７３及び他方の平板７５と平行に配置されている。そして、図６に示すように平板７５の他端側は、冷却対象たる電子部品１３の近傍までの長さ寸法とされて、ダクト６５が前面５５から該電子部品１３近傍まで延設された構造となっている。

更に、前記平板７５とプリント基板１２とで形成されるダクト６５の下流側吐出端８１は、ダクト６５の他の部位に比し上下方向に狭められた構造となっている。

本実施形態はこのように構成されているから、冷却ファン９を駆動すると、通気穴６１から冷却風Ｗが取り込まれるが、通気穴６１は総てダクト６５内に開口しているため、冷却風Ｗはダクト６５内に取り込まれて下流側に流下する。

そして、ダクト６５を設けたことで、図８以下の従来例に比し筐体５３内での冷却風Ｗの通風路（流下路）が狭まるため、ダクト６５内を流下する冷却風Ｗの風速が上がり、更に、上下方向に狭められたダクト６５の下流側吐出端８１で更に風速の上がった冷却風Ｗが、風速の上がった状態のまま筐体５３内に吐出して、冷却対象たる電子部品１３に当たって電子部品１３を冷却する。

而して、既述したように冷却風Ｗの風速は、風量とダクト６５の断面により決まるため、ダクト６５の適切な断面を設定することで、冷却対象たる電子部品の風速規定を満足することができる。

また、本実施形態も、ダクト６５の底面の一部にプリント基板１２を利用しているため、前記電子部品１３よりも冷却風Ｗの上流側のダクト６５内のプリント基板１２上に実装されている電子部品（図示せず）も、ダクト６５内を流下する風速の上がった冷却風Ｗによって冷却されることとなる。

そして、冷却風Ｗは、下流側吐出端８１から更に風速を高めて筐体５３内に吐出するため、筐体５３内全体に冷却風Ｗが速やかに広がって、プリント基板１２上に実装されたその他の電子部品全体も併せて冷却されることとなる。

従って、本実施形態によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能で、従来に比し冷却対象たる電子部品１３の効率的な冷却が可能となる。

また、ダクト６５の底面の一部にプリント基板１２を利用しているため、電子部品１３よりも冷却風Ｗの上流側のダクト６５内のプリント基板１２上に実装されている電子部品も、ダクト６５内を流下する風速の上がった冷却風Ｗによって冷却することができると共に、冷却風Ｗは、風速が増した状態のままダクト６５の下流側吐出端８１から筐体５３内に吐出するため、筐体５３内全体に冷却風Ｗが速やかに広がって、プリント基板１２上のその他の電子部品全体も併せて効率よく冷却することができる利点を有する。

図７は請求項５及び請求項７の一実施形態に係る電子部品の冷却構造を示し、図中、８３は通信装置の筐体で、筐体８３内のプリント基板１１に電子部品１３が実装されている。尚、本実施形態に用いたプリント基板１１は、図８以下の従来例で使用されるプリント基板１１と同一で、筐体８３の左右の壁面８５に達する長さ寸法とする必要はない。

そして、筐体８３の前面８７の上部に複数の小穴からなる通気穴８９が横方向に形成されると共に、筐体８３内の背面９１側に冷却ファン９が装着され、該冷却ファン９に対応して排気穴１５が背面９１に設けられている。

而して、本実施形態は、前記構成に加え、下流側端部が閉塞され、前記通気穴８９から取り込まれた冷却風Ｗが流下するダクト９３を筐体８３の蓋体９５に沿って設けると共に、該ダクト９３から延長ダクト９７を冷却対象たる電子部品１３方向へ延設して該電子部品１３の冷却を図り、併せてダクト９１に冷却風吐出穴９９を設けて、プリント基板１１に実装された他の電子部品１０１等の冷却を図ったものである。

即ち、図中、１０３は一枚の板金等の平板で、その一端側（筐体８３の前面８７側）に形成された断面Ｌ字状の取付フランジ１０５を介して平板１０３の一端側が前面８７の内側に固着され、他端側は断面クランク状に形成されて、筐体８３の背面９１側上部に形成された固定フランジ１０７に固着されており、平板１０３は蓋体９３と平行に配置されている。

そして、筐体８３の上部に蓋体９５を取り付けると、該蓋体９５と前記平板１０３とで下流側端部が閉塞されたダクト９３が蓋体９５に沿って形成され、前記通気穴８９がダクト９３内に開口するようになっている。

また、前記平板１０３には、プリント基板１１に実装された電子部品１３に向かって筒状のパイプからなる延長ダクト９７が取り付けられており、ダクト９３内に取り込まれた冷却風Ｗが、前記延長ダクト９７を介して電子部品１３に直接当たるようになっている。

更に、図示するようにプリント基板１１には、前面８７側に他の電子部品１０１が実装されているが、該電子部品１０１の上方の平板１０３に小穴の冷却風吐出穴９９が設けられており、ダクト９３内に取り込まれた冷却風Ｗの一部が前記冷却風吐出穴９９から電子部品１０１方向へ吐出して、該電子部品１０１の冷却を図るようになっている。

尚、本実施形態では、電子部品１３，１０１に対応してダクト９３（平板１０３）に１個の延長ダクト９７と冷却風吐出穴９９を設けたが、延長ダクトと冷却風吐出穴はプリント基板１１上に実装さけれた電子部品に応じて適宜設ければよい。また、延長ダクト９７の通風路と冷却風吐出穴９９の径は、夫々、ダクト９３よりも狭く設定されている。

本実施形態はこのように構成されているから、冷却ファン９を駆動すると、通気穴８９から冷却風Ｗが取り込まれるが、通気穴８９は総てダクト９３内に開口しているため、冷却風Ｗはダクト９３内に取り込まれて下流側に流下する。

そして、ダクト９３を設けたことで、図８以下の従来例に比し筐体８３内での冷却風Ｗの通風路（流下路）が狭まるため、ダクト９３内を流下する冷却風Ｗの風速が上がり、更に、通風路が狭まい延長ダクト９７や冷却風吐出穴９９を通過して更に風速の上がった冷却風Ｗが、風速の上がった状態のまま筐体８３内に吐出して冷却対象たる電子部品１３、１０１に当たり、これらを冷却する。

而して、冷却風Ｗの風速は、風量とダクト９３の断面により決まるため、ダクト９３の適切な断面を設定することで、冷却対象たる電子部品の風速規定を満足することができる。

また、蓋体９５に沿ってダクト９３を筐体８３の上方に設けたため、冷却風Ｗは、プリント基板１１に実装された発熱体たる電子部品１３、１０１等からの熱の影響を受けることなくダクト９３内を流下する。

そして、冷却風Ｗは、通風路が狭まい延長ダクト９７や冷却風吐出穴９９を通過して更に風速の上がった状態のまま電子部品１３、１０１等を冷却し乍ら筐体８３内に吐出するため、筐体８３内全体に冷却風Ｗが速やかに広がって、プリント基板１１上に実装されたその他の電子部品全体も併せて速やかに冷却されることとなる。

従って、本実施形態によっても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能で、従来に比し冷却対象たる電子部品１３の効率的な冷却が可能となった。

而も、本実施形態では、ダクト９３を蓋体９５に沿って筐体８３の上部に設けたため、ダクト９３内を流下する冷却風Ｗが発熱体たる電子部品１３、１０１等からの熱の影響を受けることがなく、この結果、風速の増した冷却風Ｗで効率よく電子部品１３，１０１等を冷却することができる。

更に本実施形態は、冷却風Ｗが通風路が狭まい延長ダクト９７や冷却風吐出穴９９を通過して更に風速の上がった状態のまま電子部品１３、１０１等を冷却し乍ら筐体８３内に吐出するため、筐体８３内全体に冷却風Ｗが速やかに広がって、電子部品１３，１０１以外の電子部品等も併せて効率よく冷却することができる利点を有する。

また、図示しないが請求項６の一実施形態の如く、前記延長ダクト９７の下流側吐出端を狭めることで、筐体８３内に吐出する冷却風Ｗの風速を更に上げることが可能となって、更に良好な筐体８３内全体の電子部品の冷却が図れる利点を有する。

尚、既述した各実施形態は、本発明を通信装置に適用したが、その他の装置に於ける筐体内の電子部品の冷却にも適用可能である。

９冷却ファン
１１，１２プリント基板
１３、１０１電子部品
１５排気穴
３１、５３、８３筐体
３３、５５、８７前面
３５、５７、５９コネクタ
３７、６１、８９通気穴
３９、６３、９１背面
４１、４１-1、６５、９３ダクト
４７、６７、７５、１０３平板
５１、５１-1、８１下流側吐出端
７３、９５蓋体
９７延長ダクト
９９冷却風吐出穴

Claims

内部に電子部品を実装した通信装置等の筐体の前面に通気穴を形成し、筐体の背面側内部に、前記通気穴から筐体内に冷却風を取り込む冷却ファンを装着した電子部品の冷却構造に於て、
前記筐体内に、前記通気穴から取り込まれた冷却風が流下するダクトを設け、該ダクトを流下した冷却風を、冷却対象たる電子部品に当てることを特徴とする電子部品の冷却構造。
前記通気穴を、筐体の前面部品を避けた位置に形成し、前記ダクトを、冷却対象たる電子部品まで延設したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の冷却構造。
前記ダクトの一部に、前記電子部品が実装されたプリント基板を用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子部品の冷却構造。
前記ダクトの下流側吐出端を狭めたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電子部品の冷却構造。
内部に電子部品を実装した通信装置等の筐体の前面に通気穴を形成し、筐体の背面側内部に、前記通気穴から筐体内に冷却風を取り込む冷却ファンを装着した電子部品の冷却構造に於て、
前記通気穴を筐体の前面の上部に形成し、下流側端部が閉塞され、前記通気穴から取り込まれた冷却風が流下するダクトを筐体の蓋体に沿って設けると共に、該ダクトから延長ダクトを、冷却対象たる電子部品方向へ延設したことを特徴とする電子部品の冷却構造。
前記延長ダクトの下流側吐出端を狭めたことを特徴とする請求項５に記載の電子部品の冷却構造。
前記ダクトに、冷却風吐出穴を設けたことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の電子部品の冷却構造。