JP2016004872A

JP2016004872A - 信号伝送装置および冷却装置

Info

Publication number: JP2016004872A
Application number: JP2014123699A
Authority: JP
Inventors: 旭人神谷; Akito Kamiya
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2014-06-16
Publication date: 2016-01-12
Also published as: US20150366103A1; CN105324011A

Abstract

【課題】隣接して設けられる発熱素子の放熱性をより向上させて、発熱素子をより効果的に冷却する。
【解決手段】第２通信用LSI３５に対応した第２ヒートシンク７０のフィン７１の延在方向と、第３通信用LSI３６に対応した第３ヒートシンク８０のフィン８１の延在方向とを交差させた。これにより、第２ヒートシンク７０を通過した冷却風Ｗが、第３ヒートシンク８０を通過することを阻止できる。したがって、第２ヒートシンク７０および第３ヒートシンク８０の双方に、暖められていない冷却風Ｗをそれぞれ供給できる。よって、隣接して設けた第２，第３通信用LSI３５，３６の放熱性をそれぞれ向上させ、ひいては第２，第３通信用LSI３５，３６の双方をより効率良く冷却することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板に搭載された発熱素子と、発熱素子を冷却するヒートシンクとを備えた信号伝送装置、および信号伝送装置と、信号伝送装置を収容する筐体と、筐体内に外気を導入し、信号伝送装置の熱を筐体外に排気する冷却機構とを備えた冷却装置に関する。

従来、LAN（Local Area Network）で接続された複数のコンピュータ同士を効率良く通信可能とした通信方法の１つに、イーサネット（登録商標）（Ethernet（登録商標））がある。そして、通信事業者（キャリア）は、複雑なイーサネットを構築するために、複数のイーサネットスイッチ（スイッチングハブ）を保有している。このイーサネットスイッチは、複数の通信用LSI（Large Scale Integration）を搭載した基板よりなる複数のラインカード（拡張カード）を備え、これらのラインカードは互いに隣接した状態のもとで、イーサネットスイッチを形成する筐体内に収容されている。

そして、複数の通信用LSIは、高速信号を処理するため作動中は非常に高温となり、これが通信用LSIを誤作動させる原因となる。したがって、複数の通信用LSIを効率良く冷却して、通信用LSIの誤作動を未然に防ぐ必要がある。例えば、特許文献１には、通信用LSIのように発熱する発熱素子の放熱性を向上させた技術が記載されている。

特許文献１においては、冷却風の流れ方向に沿うようにして一対の発熱素子が設けられ、これらの発熱素子には、共通のベースプレートを介して、風上側フィンおよび風下側フィンがそれぞれ装着されている。風上側フィンの延在方向および風下側フィンの延在方向は、いずれも冷却風の流れ方向となっている。よって、風上側フィンを通過した冷却風は、風下側フィンを通過するようになっている。

そして、風上側フィンに対応した発熱素子と風下側フィンに対応した発熱素子とを効果的に冷却するために、風上側フィンの配置密度を風下側フィンの配置密度よりも小さくしている。これにより、風下側フィンに対応した発熱素子が効果的に冷却されないという状態を無くしている。

特開２００３−１８８３２１号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術においては、風上側フィンを通過して暖められた冷却風が、風下側フィンを通過する構成となっている。したがって、風下側フィンを通過する冷却風は暖かく、風下側フィンに対応した発熱素子の冷却効率は決して良いものでは無かった。よって、風下側フィンに対応した発熱素子の冷却効率をより良くする工夫が必要となっていた。

本発明の目的は、隣接して設けられる発熱素子の放熱性をより向上させて、発熱素子をより効果的に冷却することが可能な信号伝送装置および冷却装置を提供することにある。

本発明の一態様では、基板に搭載された発熱素子と、前記発熱素子を冷却するヒートシンクと、を備えた信号伝送装置であって、前記基板の上に隣接して設けられた前記発熱素子のうちの、一方の前記発熱素子に対応した一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向と、他方の前記発熱素子に対応した他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向とを交差させた。

本発明の他の態様では、前記基板の上に形成される冷却風流路の上流側の冷却風の流れ方向が、一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向であり、前記冷却風流路の下流側の前記冷却風の流れ方向が、他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向である。

本発明の他の態様では、前記基板の上に形成される冷却風流路の上流側に一方の前記ヒートシンクが設けられ、前記冷却風流路の下流側に他方の前記ヒートシンクが設けられ、一方の前記ヒートシンクのフィンの間隔の方が、他方の前記ヒートシンクのフィンの間隔よりも狭い。

本発明の他の態様では、前記基板に、前記ヒートシンクに冷却風を誘導する冷却風誘導部材を設けた。

本発明の他の態様では、一方の前記ヒートシンクおよび他方の前記ヒートシンクが、前記基板の上に形成される冷却風流路の延在方向に並んで設けられ、かつ前記冷却風流路と交差する方向にずれて配置された。

本発明の他の態様では、信号伝送装置と、前記信号伝送装置を収容する筐体と、前記筐体内に外気を導入し、前記信号伝送装置の熱を前記筐体外に排気する冷却機構と、を備えた冷却装置であって、前記信号伝送装置は、基板に搭載された発熱素子、および前記発熱素子を冷却するヒートシンクを有し、前記基板の上に隣接して設けられた前記発熱素子のうちの、一方の前記発熱素子に対応した一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向と、他方の前記発熱素子に対応した他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向とが交差しており、前記冷却機構は、前記筐体に設けられる吸気口および排気口と、前記吸気口および前記排気口のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記基板の上に冷却風流路を形成するファンと、を備える。

本発明の他の態様では、前記冷却風流路の上流側の冷却風の流れ方向が、一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向であり、前記冷却風流路の下流側の前記冷却風の流れ方向が、他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向である。

本発明の他の態様では、前記冷却風流路の上流側に一方の前記ヒートシンクが設けられ、前記冷却風流路の下流側に他方の前記ヒートシンクが設けられ、一方の前記ヒートシンクのフィンの間隔の方が、他方の前記ヒートシンクのフィンの間隔よりも狭い。

本発明の他の態様では、一方の前記ヒートシンクおよび他方の前記ヒートシンクが、前記冷却風流路の延在方向に並んで設けられ、かつ前記冷却風流路と交差する方向にずれて配置された。

本発明によれば、一方の発熱素子に対応した一方のヒートシンクのフィンの延在方向と、他方の発熱素子に対応した他方のヒートシンクのフィンの延在方向とを交差させたので、一方のヒートシンクを通過した冷却風が、他方のヒートシンクを通過することを阻止できる。これにより、一方のヒートシンクおよび他方のヒートシンクの双方に、暖められていない冷却風をそれぞれ供給することができる。よって、隣接して設けられた一方の発熱素子と他方の発熱素子との放熱性をそれぞれ向上させて、ひいては双方の発熱素子をより効率良く冷却することが可能となる。

本発明のイーサネットスイッチを示す正面図である。本発明のイーサネットスイッチを示す背面図である。筐体内の冷却風の流れを説明する図１のＡ矢視図である。筐体内に収容されるラインカードの詳細を示す平面図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１通信用LSIを冷却する第１ヒートシンクの詳細を示す図である。図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。（ａ），（ｂ）は、第２通信用LSIを冷却する第２ヒートシンクの詳細を示す図である。（ａ），（ｂ）は、第３通信用LSIを冷却する第３ヒートシンクの詳細を示す図である。基板に対する冷却風の流れ方を説明する図である。

以下、本発明の一実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明のイーサネットスイッチを示す正面図を、図２は本発明のイーサネットスイッチを示す背面図を、図３は筐体内の冷却風の流れを説明する図１のＡ矢視図を、図４は筐体内に収容されるラインカードの詳細を示す平面図をそれぞれ示している。

図１ないし図３に示すように、イーサネットスイッチ１０は、合計１０枚のラインカード３０を収容し、これらのラインカード３０をそれぞれ互いに連携するように制御するものである。イーサネットスイッチ１０は、略直方体形状に形成された筐体１１を備えており、この筐体１１は、正面壁１２，背面壁１３，一対の側壁１４，天壁１５および底壁１６を有している。

図１に示すように、正面壁１２には、ラインカード３０を筐体１１内に収容するための挿入開口部１７が形成されている。この挿入開口部１７は、正面壁１２の大部分を占めており、合計１０枚のラインカード３０を全て挿入開口部１７に挿入することで、挿入開口部１７は閉塞される。なお、挿入開口部１７における筐体１１の内側には、ラインカード３０の挿入開口部１７への挿入を案内するガイドレール（図示せず）が設けられ、このガイドレールは、天壁１５側と底壁１６側との双方に設けられている。これにより、図１に示すように、ラインカード３０を垂直に立てた状態のもとで、挿入開口部１７から筐体１１内に抉ること無くスムーズに挿入することができる。

挿入開口部１７は、正面壁１２の天壁１５寄りの部分に形成され、挿入開口部１７の底壁１６寄りの部分には、吸気口１８が設けられている。この吸気口１８は、無数の六角形の小さな穴の集合体によって形成され、略網目状となっている。そして、吸気口１８は筐体１１の内外を連通しており、冷却風Ｗ（図３参照）を筐体１１の内部に導入するようになっている。なお、図１においては、吸気口１８を形成する穴のうちの一部を省略して見易くしている。

正面壁１２における吸気口１８よりもさらに底壁１６寄りの部分には、一対の管理カード１９（詳細図示せず）が設けられている。これらの管理カード１９はいずれも同じものであって、筐体１１内に収容された複数のラインカード３０や、大型ファン２１，電源２２等の制御および管理を行うための機能部品となっている。ここで、同じ管理カード１９を設けることにより、一方が故障しても他方が機能するようにしている。これにより、通信停止等の不具合が発生する確率を大幅に低減させている。つまり、イーサネットスイッチ１０にフェイルセーフ機能を持たせるために同じ管理カード１９を用いている。

図２に示すように、背面壁１３の天壁１５寄りの部分には、筐体１１の内部に導入された冷却風Ｗを、筐体１１の外部に排気するための排気口２０が設けられている。この排気口２０には、冷却風Ｗを流動させてラインカード３０を冷却するための合計１０個の大型ファン２１が設けられている。これらの大型ファン２１は、排気口２０を覆うようにして５個ずつ２列で配置され、吸気口１８から冷却風Ｗを吸い込み、排気口２０から冷却風Ｗを排出するよう回転駆動される。ここで、排気口２０に設けた大型ファン２１は、本発明におけるファンを構成している。

このように、正面壁１２の底壁１６寄りの部分に吸気口１８を配置し（図１参照）、背面壁１３の天壁１５寄りの部分に排気口２０を配置し（図２参照）、排気口２０に大型ファン２１を設けることで、図３に示すように、略Ｓ字を描くようにして冷却風Ｗが流れる冷却風流路ＦＣが形成される。具体的には、冷却風流路ＦＣは、ラインカード３０を構成する基板３１上に形成され、基板３１の吸気口１８側から基板３１の略中央部分までは、冷却風流路ＦＣは底壁１６から天壁１５に向けて略垂直に延びており、基板３１の略中央部分を越えてから基板３１の排気口２０側までは、冷却風流路ＦＣは排気口２０に向けて折り曲げられている。

ここで、吸気口１８，排気口２０および大型ファン２１は、本発明における冷却機構を構成している。また、ラインカード３０と、ラインカード３０を収容する筐体１１と、この筐体１１内に外気を導入して、ラインカード３０の熱を筐体１１外に排気する吸気口１８，排気口２０および大型ファン２１とを備えたイーサネットスイッチ１０は、本発明における冷却装置を構成している。

背面壁１３における底壁１６寄りの部分には、一対の電源２２（詳細図示せず）が設けられている。これらの電源２２はいずれも同じものであって、一対の管理カード１９と同様に、フェイルセーフ機能を持たせるために同じ電源２２を用いている。電源２２は、筐体１１の内部でかつ背面壁１３寄りの部分に設けられたメインボード２３（図３参照）の他に、大型ファン２１や一対の管理カード１９等に駆動電流を供給するようになっている。なお、ラインカード３０のコネクタ３３（図４参照）は、メインボード２３のスロット（図示せず）に接続される。これにより、ラインカード３０にはメインボード２３から駆動電流が供給される。

図４に示すように、信号伝送装置としてのラインカード３０は、表面および裏面にプリント配線（図示せず）が形成された略正方形の基板３１を備えている。基板３１は、例えば、ガラス繊維製の布を積層してエポキシ樹脂（epoxy resin）を含浸させて形成されている。基板３１の周囲には、ラインカード３０を筐体１１に収容した状態のもとで、筐体１１の正面壁１２側に位置する正面側辺部３１ａと、筐体１１の背面壁１３側に位置する背面側辺部３１ｂと、筐体１１の天壁１５側に位置する天壁側辺部３１ｃと、筐体１１の底壁１６側に位置する底壁側辺部３１ｄとが設けられている。

正面側辺部３１ａには、インターフェースユニット３２が設けられている。インターフェースユニット３２は、合計１２個の光電変換器３２ａを備えており、これらの光電変換器３２ａは、正面側辺部３１ａの延在方向に沿って所定間隔で並んで設けられている。つまり、本実施の形態のラインカード３０は、１２ポートのイーサネット用ラインカードとなっている。ここで、光電変換器３２ａには、光ファイバケーブル（図示せず）が接続される。そして、光電変換器３２ａは、光ファイバケーブルからの光信号を電気信号に変換して、当該電気信号を、後述する第１通信用LSI３４，第２通信用LSI３５および第３通信用LSI３６に送出するようになっている。

背面側辺部３１ｂには、メインボード２３（図３参照）のスロットに接続されるコネクタ３３が設けられている。このコネクタ３３は、背面側辺部３１ｂの延在方向に沿って延びる略直方体形状に形成されたコネクタ本体３３ａと、当該コネクタ本体３３ａからメインボード２３側（図中右側）に向けて突出されたコネクタ接続部３３ｂとを備えている。そして、筐体１１の内部にガイドレールに沿わせてラインカード３０を挿入することで、コネクタ接続部３３ｂがメインボード２３のスロットに差し込まれる。

基板３１の略中央部分には、発熱素子である第１通信用LSI３４が搭載されている。また、基板３１の第１通信用LSI３４よりも底壁側辺部３１ｄ寄りの部分で、かつコネクタ本体３３ａに隣接する部分には、一方の発熱素子としての第２通信用LSI３５が搭載されている。さらに、基板３１の第１通信用LSI３４よりも天壁側辺部３１ｃ寄りの部分で、かつ第２通信用LSI３５よりもコネクタ本体３３ａから離れた部分には、他の発熱素子としての第３通信用LSI３６が搭載されている。つまり、第２通信用LSI３５および第３通信用LSI３６は、図３に示す冷却風流路ＦＣの延在方向に並んで設けられ、かつ冷却風流路ＦＣと交差する方向にずれて配置されている。

ここで、各通信用LSI３４，３５，３６は、いずれも高速信号を処理するため作動中は非常に高温となる。ただし、第１通信用LSI３４は、第２，第３通信用LSI３５，３６に比してそれほど高温にならない。よって、第２，第３通信用LSI３５，３６には、比較的大型で表面積が大きいヒートシンクをそれぞれ装着するようにしている。これに対し、第１通信用LSI３４には、第２，第３通信用LSI３５，３６に装着されるヒートシンクよりも小型のヒートシンクを装着するようにしている。

基板３１に搭載された複数の発熱素子の中で、より確実に冷却する必要がある発熱素子は、互いに隣接して設けられた各通信用LSI３４，３５，３６である。以下、これらの発熱素子、つまり各通信用LSI３４，３５，３６を冷却するヒートシンクの詳細構造、およびこれらのヒートシンクに対する冷却風Ｗの流れ方について詳細に説明する。なお、基板３１には、ＤＣ／ＤＣコンバータやラインカード３０を制御するコントローラ（CPU）等の他の発熱素子３７，３８も搭載されている。これらの他の発熱素子３７，３８は発熱量が少ないため、より小型のヒートシンクがそれぞれ装着されている。

図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１通信用LSIを冷却する第１ヒートシンクの詳細を示す図を示している。

図５に示すように、第１通信用LSI３４（図４参照）を冷却する第１ヒートシンク４０は、熱伝導性に優れたアルミ材料等を鋳造成形かつ切削加工することにより、略長方形形状に形成されている。第１ヒートシンク４０は、平板状に形成されたベース部４１を備えており、このベース部４１の４つある角部のうちの３つの角部には、第１ヒートシンク４０を基板３１に固定するための固定ネジ（図示せず）が挿通されるネジ穴４２が設けられている。

第１ヒートシンク４０を基板３１に固定した状態（図４参照）のもとで、ベース部４１の底壁側辺部３１ｄ側には、複数のフィン４３が一体に設けられている。これらのフィン４３は、図５（ａ），（ｃ）に示すように、ベース部４１から垂直方向に突出するよう成形され、かつ図４，図５（ｂ）に示すように、基板３１の底壁側辺部３１ｄから天壁側辺部３１ｃに向けて直線状に延在されている。つまり、フィン４３の延在方向は、冷却風流路ＦＣの延在方向（図３参照）と一致している。これにより、冷却風Ｗはフィン４３の間に導入され易くなっている。なお、フィン４３の高さ寸法Ｈ１は約15mmに設定され、フィン４３の間隔寸法Ｌ１は約4mmに設定されている。

そして、フィン４３が形成された側のベース部４１と基板３１との間には、図４に示すように、第１通信用LSI３４が配置される。第１通信用LSI３４とベース部４１との間には、弾性変形し得る伝熱シート（図示せず）が介在されており、これにより第１通信用LSI３４の全面が、伝熱シートを介して第１ヒートシンク４０に接触するようになっている。

これに対し、ベース部４１の天壁側辺部３１ｃ側には、フィン４３が設けられていない。これにより、第１ヒートシンク４０を基板３１に固定した状態のもとで、第３通信用LSI３６に対応して設けた第３ヒートシンク８０のフィン８１（図８参照）の間に、冷却風Ｗを容易に導入できるようにしている。

図６は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図７（ａ），（ｂ）は第２通信用LSIを冷却する第２ヒートシンクの詳細を示す図を、図８（ａ），（ｂ）は第３通信用LSIを冷却する第３ヒートシンクの詳細を示す図をそれぞれ示している。

第２通信用LSI３５および第３通信用LSI３６は、基板３１の上に互いに隣接して設けられている。したがって、ラインカード３０の組み立て性を向上させるためにも、本実施の形態においては、第２，第３通信用LSI３５，３６に対して、１つのヒートシンクユニット５０を装着するようにしている。

図４および図６に示すように、ヒートシンクユニット５０は、固定板５１を備えている。固定板５１は、熱伝導性に優れたアルミ板により略長方形形状に形成され、長さ寸法Ｈの複数の固定ナット５２を介して、基板３１に固定されている。これにより固定板５１は、基板３１の表面から高さ寸法Ｈの位置に固定されている。

固定板５１を基板３１に固定した状態（図４参照）のもとで、固定板５１の底壁側辺部３１ｄ側には、第２通信用LSI３５に対応して第２ヒートシンク固定部５１ａが設けられている。一方、固定板５１の天壁側辺部３１ｃ側には、第３通信用LSI３６に対応して第３ヒートシンク固定部５１ｂが設けられている。つまり、第２ヒートシンク固定部５１ａおよび第３ヒートシンク固定部５１ｂにおいても、図３に示す冷却風流路ＦＣの延在方向に並んで設けられ、かつ冷却風流路ＦＣと交差する方向にずれて配置されている。

第２ヒートシンク固定部５１ａには、複数のダンパ機構６０を介して、第２通信用LSI３５の熱を奪う第２ヒートシンク７０が装着されている。一方、第３ヒートシンク固定部５１ｂには、複数のダンパ機構６０を介して、第３通信用LSI３６の熱を奪う第３ヒートシンク８０が装着されている。

ここで、ダンパ機構６０は、固定板５１に固定ネジ６１により固定されたナット部材６２と、当該ナット部材６２に固定され、かつ第２，第３ヒートシンク７０，８０を摺動自在に支持する支持ネジ６３と、ナット部材６２と第２，第３ヒートシンク７０，８０との間に圧縮状態で装着されたコイルスプリング６４とから形成されている。

そして、これらのダンパ機構６０は、第２，第３ヒートシンク７０，８０を、図中矢印Ｍの方向に移動自在に支持している。これにより、第２，第３通信用LSI３５，３６の厚み寸法に伝熱シートＳＴの厚み寸法を加えた寸法Ｌの誤差を吸収するようになっている。したがって、ヒートシンクユニット５０を第２，第３通信用LSI３５，３６の上に伝熱シートＳＴを介して載せることで、コイルスプリング６４の押圧力が加えられて、第２，第３通信用LSI３５，３６の全面が、伝熱シートＳＴを介して第２，第３ヒートシンク７０，８０にそれぞれ接触するようになっている。

図７に示すように、一方のヒートシンクとしての第２ヒートシンク７０は、第２ヒートシンク固定部５１ａに装着され、第２通信用LSI３５に対応して冷却風流路ＦＣの上流側に配置される。第２ヒートシンク７０には、複数のフィン７１が一体に設けられている。これらのフィン７１は、ヒートシンクユニット５０を基板３１に固定した状態（図４参照）のもとで、冷却風流路ＦＣの上流側の延在方向（図３参照）に沿うようにして、筐体１１の底壁１６から天壁１５に向けて直線状に延在されている。つまり、上流側の冷却風Ｗの流れ方向がフィン７１の延在方向となっており、これにより冷却風Ｗはフィン７１の間に導入され易くなっている。ここで、フィン７１の高さ寸法Ｈ２は約13mmに設定され、フィン７１の間隔寸法Ｌ２は約5mmに設定されている。

第２ヒートシンク７０の周囲には、固定ナット５２（図６参照）を避けるために合計３つのナット避け部７２が設けられている。これらのナット避け部７２の内側には、所定の隙間を介して固定ナット５２が配置される。これにより、第２ヒートシンク７０は、図６の矢印Ｍの方向にスムーズに移動することができる。

また、第２ヒートシンク７０の天壁１５寄りの部分（図中上側）には、４つのダンパ取り付け孔７３が設けられている。これらのダンパ取り付け孔７３には、それぞれダンパ機構６０の支持ネジ６３（図６参照）が摺動自在に装着される。ダンパ取り付け孔７３を結ぶ線分（図示せず）は略正方形となり、これにより略正方形に形成された第２通信用LSI３５の全面に、コイルスプリング６４のばね力が均等に掛かる。よって、伝熱シートＳＴ（図６参照）を、第２通信用LSI３５および第２ヒートシンク７０の双方に確実に密着させることができる。

図８に示すように、他方のヒートシンクとしての第３ヒートシンク８０は、第３ヒートシンク固定部５１ｂに装着され、第３通信用LSI３６に対応して冷却風流路ＦＣの下流側に配置される。第３ヒートシンク８０には、複数のフィン８１が一体に設けられている。これらのフィン８１は、ヒートシンクユニット５０を基板３１に固定した状態（図４参照）のもとで、冷却風流路ＦＣの下流側の延在方向（図３参照）に沿うようにして、筐体１１の正面壁１２から背面壁１３（排気口２０）に向けて直線状に延在されている。つまり、下流側の冷却風Ｗの流れ方向がフィン８１の延在方向となっており、これにより冷却風Ｗはフィン８１の間に導入され易くなっている。ここで、フィン８１の高さ寸法Ｈ３は約14mmに設定され、フィン８１の間隔寸法Ｌ３は約10mmに設定されている。つまり、第２ヒートシンク７０のフィン７１の間隔の方が、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間隔よりも狭くなっている（Ｌ２＜Ｌ３）。

第３ヒートシンク８０のコネクタ３３側（図中右側）および第１ヒートシンク４０側（図中左側）には、固定ナット５２（図６参照）を避けるために合計３つのナット避け部８２が設けられている。これらのナット避け部８２の内側には、所定の隙間を介して固定ナット５２が配置される。これにより、第３ヒートシンク８０は、図６の矢印Ｍの方向にスムーズに移動することができる。

また、第３ヒートシンク８０の底壁１６寄りの部分（図中下側）には、４つのダンパ取り付け孔８３が設けられている。これらのダンパ取り付け孔８３には、それぞれダンパ機構６０の支持ネジ６３（図６参照）が摺動自在に装着される。ダンパ取り付け孔８３を結ぶ線分（図示せず）は略正方形となり、これにより略正方形に形成された第３通信用LSI３６の全面に、コイルスプリング６４のばね力が均等に掛かる。よって、伝熱シートＳＴ（図６参照）を、第３通信用LSI３６および第３ヒートシンク８０の双方に確実に密着させることができる。

このように、第２ヒートシンク７０を第２通信用LSI３５に対応させて設け、かつ第３ヒートシンク８０を第３通信用LSI３６に対応させて設けることにより、第２ヒートシンク７０および第３ヒートシンク８０においても、図３に示す冷却風流路ＦＣの延在方向に並んで設けられ、かつ冷却風流路ＦＣと交差する方向にずれて配置される。

そして、第２ヒートシンク７０のフィン７１の延在方向と、第３ヒートシンク８０のフィン８１の延在方向とが、図３に示す冷却風流路ＦＣの延在方向に沿うようにそれぞれ交差（本実施の形態では９０度で交差）される。また、第２ヒートシンク７０と第３ヒートシンク８０との間に、図４に示すように、フィン７１の間隔寸法Ｌ２およびフィン８１の間隔寸法Ｌ３よりも大きい幅寸法の吹き抜け通路ＯＳが形成される。

さらに、図４に示すように、基板３１の正面側辺部３１ａ側で、かつ底壁側辺部３１ｄ寄りの部分に、プラスチック板よりなる冷却風誘導部材９０が設けられている。この冷却風誘導部材９０は、吸気口１８から導入された外気（冷却風Ｗ）の殆どを、基板３１の第１ヒートシンク４０，第２ヒートシンク７０および第３ヒートシンク８０が搭載された後方寄り（背面側辺部３１ｂ寄り）で、かつ下方寄り（底壁側辺部３１ｄ寄り）に向けて誘導するためのものである。

これにより、フィン７１の間およびフィン８１の間のそれぞれに低温の冷却風Ｗを容易に導入することができ、かつフィン７１の間およびフィン８１の間を通過した高温の冷却風Ｗを排気口２０に容易に誘導することができる。

次に、筐体１１の内部における冷却風Ｗの流れ方について、図面を用いて詳細に説明する。

図９は基板に対する冷却風の流れ方を説明する図を示している。

大型ファン２１が回転駆動されると、吸気口１８から筐体１１の内部に、図９に示すように低温の冷却風Ｗ（図中破線矢印）が導入される。筐体１１内に導入された冷却風Ｗの一部は、破線矢印（１）に示すように、冷却風誘導部材９０に向けて流れる。その後、冷却風誘導部材９０にぶつかった冷却風Ｗは、破線矢印（２）に示すように冷却風誘導部材９０に沿って流動する。そして、破線矢印（３）に示すように、第１ヒートシンク４０のフィン４３の間に流れ込み、これにより第１通信用LSI３４が冷却される。

また、筐体１１内に導入された冷却風Ｗの一部は、破線矢印（４）に示すように、第２ヒートシンク７０のフィン７１の間に流れ込む。これにより第２通信用LSI３５が冷却される。このとき、フィン７１の間隔寸法Ｌ２（図７参照）が狭いため、冷却風Ｗの流速に対してフィン７１が絞りとして機能する。よって、フィン７１の間に流れ込めなかった冷却風Ｗは、破線矢印（５）に示すように、第１ヒートシンク４０と第２ヒートシンク７０との間の第１隙間Ｓ１に流れ込む。

ここで、第１隙間Ｓ１は、第２ヒートシンク７０とコネクタ３３との間の第２隙間Ｓ２よりも広く設定されており、これにより冷却風Ｗは破線矢印（５）に示すように流動する。なお、第１隙間Ｓ１は、第２ヒートシンク７０と第３ヒートシンク８０とを、冷却風流路ＦＣ（図３参照）と交差する方向にずれて配置したことにより形成されるものである。

その後、第１隙間Ｓ１に流れ込んだ冷却風Ｗは、破線矢印（６）に示すように、第２ヒートシンク７０と第３ヒートシンク８０との間の吹き抜け通路ＯＳを通過する。これにより、フィン７１の間から出てきた高温の冷却風Ｗが、排気口２０に向けて速やかに誘導される。また、吹き抜け通路ＯＳに低温の冷却風Ｗを通過させることで、フィン７１の間から出てきた高温の冷却風Ｗが第３ヒートシンク８０に直接当たることが無い。これにより、第３ヒートシンク８０の冷却効率の低下が防止される。

そして、吹き抜け通路ＯＳを通過した冷却風Ｗは、高温の冷却風Ｗとなって、第３ヒートシンク８０とコネクタ３３との間の第３隙間Ｓ３を介して、実線矢印（８）のように排気口２０に向けられる。なお、第３隙間Ｓ３は、第１隙間Ｓ１および第２隙間Ｓ２よりも広く設定されており、この第３隙間Ｓ３は、第２ヒートシンク７０と第３ヒートシンク８０とを、冷却風流路ＦＣ（図３参照）と交差する方向にずれて配置したことにより形成されるものである。

さらに、筐体１１内に導入された冷却風Ｗの一部は、破線矢印（７）に示すように、冷却風誘導部材９０を乗り越えて、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間に流れ込む。これにより第３通信用LSI３６が冷却される。このとき、第１ヒートシンク４０のフィン４３が障壁とならないので、冷却風Ｗはスムーズにフィン８１の間に流れ込むことができる。ここで、第１ヒートシンク４０のフィン４３の間から出てきた冷却風Ｗの一部がフィン８１の間に流れ込むが、第１通信用LSI３４の発熱量は第２，第３通信用LSI３５，３６に比して大幅に小さい。よって、第３通信用LSI３６の冷却効率が低下することは無い。

そして、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間から出てきた高温の冷却風Ｗの殆どは、実線矢印（８）に示すように直に排気口２０に向かう。ただし、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間から出てきた高温の冷却風Ｗの一部は、実線矢印（８）に示すように第３隙間Ｓ３を介して排気口２０に向かう。

以上詳述したように、本実施の形態に係るラインカード３０によれば、第２通信用LSI３５に対応した第２ヒートシンク７０のフィン７１の延在方向と、第３通信用LSI３６に対応した第３ヒートシンク８０のフィン８１の延在方向とを交差させたので、第２ヒートシンク７０を通過した冷却風Ｗが、第３ヒートシンク８０を通過することを阻止できる。

これにより、第２ヒートシンク７０および第３ヒートシンク８０の双方に、暖められていない冷却風Ｗをそれぞれ供給することができる。よって、隣接して設けられた第２，第３通信用LSI３５，３６の放熱性をそれぞれ向上させて、ひいては第２，第３通信用LSI３５，３６の双方をより効率良く冷却することが可能となる。

また、本実施の形態に係るラインカード３０によれば、基板３１の上に形成される冷却風流路ＦＣの上流側の冷却風Ｗの流れ方向が、第２ヒートシンク７０のフィン７１の延在方向であり、冷却風流路ＦＣの下流側の冷却風Ｗの流れ方向が、第３ヒートシンク８０のフィン８１の延在方向であるので、フィン７１の間およびフィン８１の間のそれぞれに、冷却風Ｗを容易に導入させることができる。

さらに、本実施の形態に係るラインカード３０によれば、基板３１の上に形成される冷却風流路ＦＣの上流側に第２ヒートシンク７０が設けられ、冷却風流路ＦＣの下流側に第３ヒートシンク８０が設けられ、第２ヒートシンク７０のフィン７１の間隔（間隔寸法Ｌ２）の方が、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間隔（間隔寸法Ｌ３）よりも狭い（Ｌ２＜Ｌ３）。

これにより、第２ヒートシンク７０のフィン７１を絞りとして機能させることができ、ひいては、冷却風流路ＦＣの上流側にある低温の冷却風Ｗの一部を、冷却風流路ＦＣの下流側にある第３ヒートシンク８０に供給することができる。よって、第２，第３通信用LSI３５，３６の双方を、さらに効率良く冷却することができる。

さらに、本実施の形態に係るラインカード３０によれば、基板３１に、第１，第２ヒートシンク４０，７０に冷却風Ｗを誘導する冷却風誘導部材９０を設けたので、第１通信用LSI３４および第２通信用LSI３５を、より効率良く冷却することができる。

また、本実施の形態に係るラインカード３０によれば、第２ヒートシンク７０および第３ヒートシンク８０を、基板３１の上に形成される冷却風流路ＦＣの延在方向に並んで設け、かつ冷却風流路ＦＣと交差する方向にずれて配置した。

これにより、第２，第３ヒートシンク７０，８０間の吹き抜け通路ＯＳに低温の冷却風Ｗが供給され、ひいては第３ヒートシンク７０の冷却効率の低下を防止できる。また、フィン７１の間から出てきた高温の冷却風Ｗを、排気口２０に向けて速やかに誘導でき、高温の冷却風Ｗが筐体１１内（基板３１上）で滞留するのを防止できる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。上記実施の形態においては、第２ヒートシンク７０のフィン７１の間隔寸法Ｌ２の方が、第３ヒートシンク８０のフィン８１の間隔寸法Ｌ３よりも小さい場合を示したが、本発明はこれに限らない。例えば、第２通信用LSI３５の発熱量の方が、第３通信用LSI３６の発熱量よりも大きいのであれば、間隔寸法Ｌ２と間隔寸法Ｌ３を同じ値にしても良いし（Ｌ２＝Ｌ３）、間隔寸法Ｌ２の方を間隔寸法Ｌ３よりも大きくしても良い（Ｌ２＞Ｌ３）。

また、上記実施の形態においては、冷却風流路ＦＣの下流側、つまり排気口２０に、筐体１１内の冷却風Ｗを流動させる大型ファン２１を設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、冷却風流路ＦＣの上流側、つまり吸気口１８に、大型ファン２１を設けることもできる。さらには、より冷却効率を上げるために、吸気口１８と排気口２０との双方に大型ファン２１を設けることもできる。

１０イーサネットスイッチ（冷却装置）
１１筐体
１２正面壁
１３背面壁
１４側壁
１５天壁
１６底壁
１７挿入開口部
１８吸気口
１９管理カード
２０排気口
２１大型ファン（ファン）
２２電源
２３メインボード
３０ラインカード（信号伝送装置）
３１基板
３１ａ正面側辺部
３１ｂ背面側辺部
３１ｃ天壁側辺部
３１ｄ底壁側辺部
３２インターフェースユニット
３２ａ光電変換器
３３コネクタ
３３ａコネクタ本体
３３ｂコネクタ接続部
３４第１通信用LSI
３５第２通信用LSI（一方の発熱素子）
３６第３通信用LSI（他方の発熱素子）
３７，３８他の発熱素子
４０第１ヒートシンク
４１ベース部
４２ネジ穴
４３フィン
５０ヒートシンクユニット
５１固定板
５１ａ第２ヒートシンク固定部
５１ｂ第３ヒートシンク固定部
５２固定ナット
６０ダンパ機構
６１固定ネジ
６２ナット部材
６３支持ネジ
６４コイルスプリング
７０第２ヒートシンク（一方のヒートシンク）
７１フィン
７２ナット避け部
７３ダンパ取り付け孔
８０第３ヒートシンク（他方のヒートシンク）
８１フィン
８２ナット避け部
８３ダンパ取り付け孔
９０冷却風誘導部材
ＳＴ伝熱シート
Ｗ冷却風
ＦＣ冷却風流路
ＯＳ吹き抜け通路
Ｓ１第１隙間
Ｓ２第２隙間
Ｓ３第３隙間

Claims

基板に搭載された発熱素子と、前記発熱素子を冷却するヒートシンクと、を備えた信号伝送装置であって、
前記基板の上に隣接して設けられた前記発熱素子のうちの、一方の前記発熱素子に対応した一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向と、他方の前記発熱素子に対応した他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向とを交差させた、信号伝送装置。
請求項１記載の信号伝送装置において、
前記基板の上に形成される冷却風流路の上流側の冷却風の流れ方向が、一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向であり、
前記冷却風流路の下流側の前記冷却風の流れ方向が、他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向である、信号伝送装置。
請求項１または２記載の信号伝送装置において、
前記基板の上に形成される冷却風流路の上流側に一方の前記ヒートシンクが設けられ、前記冷却風流路の下流側に他方の前記ヒートシンクが設けられ、一方の前記ヒートシンクのフィンの間隔の方が、他方の前記ヒートシンクのフィンの間隔よりも狭い、信号伝送装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の信号伝送装置において、
前記基板に、前記ヒートシンクに冷却風を誘導する冷却風誘導部材を設けた、信号伝送装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の信号伝送装置において、
一方の前記ヒートシンクおよび他方の前記ヒートシンクが、前記基板の上に形成される冷却風流路の延在方向に並んで設けられ、かつ前記冷却風流路と交差する方向にずれて配置された、信号伝送装置。
信号伝送装置と、前記信号伝送装置を収容する筐体と、前記筐体内に外気を導入し、前記信号伝送装置の熱を前記筐体外に排気する冷却機構と、を備えた冷却装置であって、
前記信号伝送装置は、基板に搭載された発熱素子、および前記発熱素子を冷却するヒートシンクを有し、
前記基板の上に隣接して設けられた前記発熱素子のうちの、一方の前記発熱素子に対応した一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向と、他方の前記発熱素子に対応した他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向とが交差しており、
前記冷却機構は、
前記筐体に設けられる吸気口および排気口と、
前記吸気口および前記排気口のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記基板の上に冷却風流路を形成するファンと、
を備える、冷却装置。
請求項６記載の冷却装置において、
前記冷却風流路の上流側の冷却風の流れ方向が、一方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向であり、
前記冷却風流路の下流側の前記冷却風の流れ方向が、他方の前記ヒートシンクのフィンの延在方向である、冷却装置。
請求項６または７記載の冷却装置において、
前記冷却風流路の上流側に一方の前記ヒートシンクが設けられ、前記冷却風流路の下流側に他方の前記ヒートシンクが設けられ、一方の前記ヒートシンクのフィンの間隔の方が、他方の前記ヒートシンクのフィンの間隔よりも狭い、冷却装置。
請求項６〜８のいずれか１項に記載の冷却装置において、
前記基板に、前記ヒートシンクに冷却風を誘導する冷却風誘導部材を設けた、冷却装置。
請求項６〜９のいずれか１項に記載の冷却装置において、
一方の前記ヒートシンクおよび他方の前記ヒートシンクが、前記冷却風流路の延在方向に並んで設けられ、かつ前記冷却風流路と交差する方向にずれて配置された、冷却装置。