JP2570146B2 - 電子機器の冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発熱量の大きい電子機
器を冷却するための複数の送風ファンを備えた冷却装置
に関し、特に、送風ファンのうちいずれかが故障した場
合でも、電子機器を停止させることなく引き続き連続運
転させることのできる電子機器の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器には使用することにより、多量
の熱を発生するものがあり、従来からこのような電子機
器を如何に効率よく冷却するかが大きな課題となってい
る。例えば、移動体通信の送信機に用いられる増幅器
（電子機器）は、発熱量の大きいアンプユニット（電子
機器ユニット）及び電源ユニット（電子機器ユニット）
を複数台備えているため、単に送風ファンで風を送るだ
けでは十分に冷却できなかった。このため、このような
電子機器では、各電子機器ユニットを冷却に適した構成
に変更しつつ、複数の送風ファンで冷却する冷却装置が
用いられていた。

【０００３】図５は従来の電子機器の冷却装置を示す部
分断面斜視図であり、以下、同図を参照しつつ従来の電
子機器の冷却装置について説明する。同図において、１
０はシェルフであり、冷却用の空気を取り入れる。この
シェルフ１０の内部には、後述する複数個の送風ファン
２１〜２４が並列に取り付けられており、これら送風フ
ァン２１〜２４が空気を吸入するときに圧力損失が生じ
ないようシェルフ１０は、シェルフ吸気口１１を広く開
口させ、かつ、シェルフ吸気口１１から送風ファン２１
〜２４までの内部経路を直線状に形成してある。前記送
風ファン２１〜２４は、複数枚のフィンを備えたファン
本体とこれを収納する筐体とからなっている。送風ファ
ン２１〜２４の各筐体下部には、送風ファン吸入口２１
ａ〜２４ａが、また、上部には、送風ファン送風口２１
ｂ〜２４ｂが形成してある。

【０００４】これら送風ファン２１〜２４の上部には、
第一電子機器ユニット（アンプユニット）３１〜３４及
び第二電子機器ユニット（電源ユニット）４１〜４４が
取り付けられている。第一電子機器ユニット３１〜３４
は、筐体と電子部品及び第一電子機器ユニットラジエー
タ３１ａ〜３４ａからなっている。このような第一電子
機器ユニット３１〜３４は、電子部品から発生する熱を
第一電子機器ユニットラジエータ３１ａ〜３４ａによっ
て放熱する。また、前記第一電子機器ユニット３１〜３
４の筐体の下部には、送風ファン送風口２１ｂ〜２４ｂ
の半分と第一電子機器ユニットラジエータ３１ａ〜３４
ａの下端を連通させる第一電子機器ユニット吸入口３１
ｂ〜３４ｂが形成してある。さらに、前記第一電子機器
ユニット３１〜３４の筐体上部には、後述する排風ダク
ト５１と第一電子機器ユニットラジエータ３１ａ〜３４
ａの上端を連通させる第一電子機器ユニット排風口３１
ｃ〜３４ｃが形成してある。

【０００５】第二電子機器ユニット４１〜４４は、筐体
と、この筐体に収納された電子部品からなり、前記筐体
下部には、送風ファン送風口２１ｂ〜２４ｂの半分と筐
体内を連通させる第二電子機器ユニット吸入口４１ａ〜
４４ａが形成してある。また、前記第二電子機器ユニッ
ト４１〜４４の筐体の図中背面には、筐体外部に通じる
第二電子機器ユニット排風口４１ｂ〜４４ｂが形成して
ある。

【０００６】これら第一及び第二電子機器ユニット３１
〜３４，４１〜４４の上部には、天板５０によって、第
一電子機器ユニット３１〜３４の各第一電子機器ユニッ
ト排風口３１ｃ〜３４ｃと連通する排風ダクト５１が形
成される。移動体通信に用いられる送信機では、これら
送風ファン２１〜２４，第一及び第二電子機器ユニット
３１〜３４，４１〜４４からなる電子機器（増幅器）を
複数段積みした状態で取り付けることが一般的であり、
上記天板５０によって排風ダクト５１を形成することに
より、各増幅器の冷却用の空気の排風口を確保してい
る。

【０００７】次に、上記構成からなる従来の電子機器の
冷却装置の動作について説明する。送風ファン２１〜２
４を駆動させると、シェルフ１０内の空気が吸引され
（図中矢印Ａ）、第一及び第二電子機器ユニット吸入口
３１ｂ〜３４ｂ，４１ａ〜４４ａを介して冷却用の空気
が第一及び第二発熱部材３１〜３４，４１〜４４内に供
給される。第一電子機器ユニット３１〜３４に供給され
た空気は、ラジエータ３１ａ〜３４ａを通過することに
より、第一電子機器ユニット３１〜３４内の電子部品を
間接的に冷却し、第一電子機器ユニット排風口３１ｃ〜
３４ｃ及び排風ダクト５１を介して外部に放出される
（図中矢印Ｂ）。また、第二電子機器ユニット４１〜４
４に供給された空気は、第二電子機器ユニット４１〜４
４内の電子部品を直接冷却し、第二電子機器ユニット排
風口４１ｂ〜４４ｂから外部に放出される（図中矢印
Ｃ）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子機
器の冷却装置では、シェルフ吸気口１１を広く開口させ
るとともに、シェルフ吸気口１１から送風ファン２１ａ
〜２４ａまでの空気の経路を直線状とし、装置内を流れ
る空気の圧力損失の低減を図っていた。このため、送風
ファン２１〜２４の駆動時では、冷却装置外部とシェル
フ１０内、及び、シェルフ１０内と排風ダクト５１内の
圧力差がほとんどない状態であった。ところが、装置内
で圧力差を生じさせないと、送風ファン２１〜２４のい
ずれかが故障した場合、故障した送風ファンに取り付け
られている第一及び第二電子機器ユニットに冷却用の空
気が全く供給されなくなってしまうので、送風ファン故
障後も電子機器を運転し続けると、故障した送風ファン
に取り付けられている第一及び第二電子機器ユニットの
温度が過度に上昇して障害が発生してしまう。したがっ
て、従来の電子機器の冷却装置では、送風ファン２１〜
２４のいずれかが故障した場合、故障した送風ファンに
取り付けられている第一及び第二電子機器ユニットの温
度保護のため、電子機器を一旦停止させなければならな
いという問題があった。

【０００９】なお、実開昭６１−５７５９１号では、各
送風ファンの吸入側にこれら送風ファンを仕切る仕切板
と、吸入側の空気を蛇行させる蛇行板とを設けた構成と
し一の送風ファンが故障した場合でも残りの送風ファン
で効率よく電子機器ユニットを冷却できる電子機器の冷
却装置が提案されている。また、特開昭６４−６６７２
２号では、いずれかの送風ファンの故障が検知されたと
き、残りの送風ファンの冷却能力を増大する構成とし、
残りの送風ファンで引き続き電子機器ユニットを冷却で
きるようにした電子機器の冷却装置が提案されている。

【００１０】しかし、これら電子機器の冷却装置は、い
ずれも故障した一の送風ファンの働きを他の送風ファン
によって補うものであるから、前記従来例のように、故
障した送風ファンに取り付けられた電子機器ユニットが
筐体によって個々に区画され独立しているような場合
は、他の送風ファンから風を得ることができず、送風フ
ァンが故障した電子機器ユニットを冷却することはでき
ない。

【００１１】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、複数の送風ファンのいずれかが故障した
場合でも、電子機器を停止させることなく引き続き連続
運転させることができるようにした電子機器の冷却装置
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の電子機器の冷却装置は、中
空部材であって、その一端部に外部からの空気を吸引す
るためのシェルフ吸気口を形成したシェルフと、一側面
に吸入口を設けるとともに他側面に排風口を設け、それ
ぞれが区画され独立した状態にある複数の電子機器ユニ
ットと、前記シェルフ内に設けられ、空気を吸引して前
記電子機器ユニットの各吸入口に送り出す前記複数の電
子機器ユニットと対応して設けられた複数の送風ファン
と、前記複数の電子機器ユニットの各排風口と連通する
排風ダクトとを備え、前記送風ファンの駆動時におい
て、前記シェルフ内がマイナス圧力となるように、前記
シェルフ吸気口の開口寸法を狭くした構成としてある。

【００１３】また、請求項２記載の電子機器の冷却装置
は、前記シェルフ内のシェルフ吸気口近傍に他の電子機
器ユニットを取り付けることによって、前記シェルフ吸
気口の開口寸法を狭めるようにした構成とする。

【００１４】

【作用】上記構成からなる本発明の請求項１又は２記載
の電子機器の冷却装置によれば、シェルフ吸気口開口寸
法を狭くした状態で、送風ファンにより送風を行なう
と、シェルフ内に急激に空気が流れ込み寸法を狭くした
開口部分が一種の絞りとして機能することによって、シ
ェルフ内がマイナス圧力となる。一方、排風口側は複数
の送風ファンによって空気が送り出されるので、プラス
圧力となり、これによって、複数の電子機器ユニットの
各吸入口側と排風口側との間で圧力差が生じる。これに
より、複数の送風ファンのうちいずれかが故障した場
合、この故障した送風ファンに取り付けられている電子
機器ユニットでは、排風口側から吸入口側へ空気が逆流
する。すなわち、故障した送風ファンに取り付けられて
いる電子機器ユニットは、この逆流する空気によって冷
却される。

【００１５】また、請求項２記載の電子機器の冷却装置
によれば、シェルフ吸気口の開口寸法を狭くするため
に、他の電子機器ユニットを取り付けているので、他の
電子機器ユニットに対する冷却をも行なうことができ、
より効率的に電子機器全体の冷却が可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の電子機器の冷却装置の実施例
について、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施例
に係る電子機器の冷却装置を示す部分断面斜視図であ
る。また、図２は本冷却装置の正常動作時における冷却
用空気の経路を示す断面図である。また、以下説明する
本実施例において、従来例と同様の部分については同一
番号を付して詳細な説明は省略する。

【００１７】これら図面において、本実施例に係る電子
機器の冷却装置は、シェルフ１０内のシェルフ吸気口１
１近傍に第三電子機器ユニット６１，６２を取り付け、
シェルフ吸気口１１の開口寸法を狭くすることにより、
シェルフ１０内に流入する空気に圧力損失を生じさせる
構成としてある。第三電子機器ユニット６１，６２は、
例えばプリアンプユニットであり、上部に位置する筐体
内には、トランジスタ等の電子部品が収納してある。ま
た、筐体下部には、これら電子部品から発生した熱を放
熱する第三電子機器ユニットラジエータ６１ａ，６２ａ
が取り付けてある。この第三電子機器ユニットラジエー
タ６１ａ，６２ａは、放熱部がシェルフ吸気口１１に位
置するよう設けられている。これによって、送風ファン
２１〜２４を駆動させたとき、外部からシェルフ１０内
に吸引される空気が、この放熱部を通り抜け、第三電子
機器ユニット６１，６２が冷却される。

【００１８】このように、第三電子機器ユニット６１，
６２を取り付けたときのシェルフ吸気口１１は、送風フ
ァン２１〜２４の駆動時において、シェルフ１０内がマ
イナス圧力となるような開口寸法としてある。

【００１９】このような構成とすると、送風ファン２１
〜２４の駆動時においては、シェルフ１０内に急激に空
気が流れ込むが、このとき吸気口の開口寸法を狭くして
あるので、シェルフ内の圧力はマイナスとなる。一方、
排風ダクト５１には複数の送風ファン２１〜２４によっ
て空気が強制的に送り出されてくるので、冷却装置内は
図３に示すような圧力分布になる。すなわち、シェルフ
１０内及び送風ファン吸入口２１ａ〜２４ａの圧力がマ
イナスとなり、シェルフ１０内と排風ダクト５１（第一
電子機器ユニット排風口３１ｃ〜３４ｃ外部）、及び、
シェルフ１０内と第二電子機器ユニット排風口４１ｂ〜
４４ｂ外部で圧力差が生じる。

【００２０】次に、上記構成からなる本冷却装置の動作
について、図４を参照しつつ説明する。まず、送風ファ
ン２１〜２４の全てが正常に動作しているときは、図中
の実線矢印が示すように、冷却用の空気はシェルフ１０
→送風ファン２１〜２４→第一及び第二電子機器ユニッ
ト３１〜３４，４１〜４４→排風ダクト５１及び第二電
子機器ユニット排風口４１ｂ〜４４ｂ外部の順に流れ
る。一方、送風ファン２１〜２４のいずれか、例えば、
送風ファン２４が故障したときは、第一及び第二電子機
器ユニット３４，４４の吸入口側の圧力が排風口側の圧
力より低くなっているので、図中破線矢印が示すよう
に、故障した送風ファン２４側では、排風ダクト５１及
び第二電子機器ユニット排風口４１ｂ〜４４ｂの外部→
第一及び第二電子機器ユニット３４，４４→送風ファン
２４→シェルフ１０の経路で冷却用空気の逆流が生じ
る。

【００２１】このような構成からなる本実施例の電子機
器の冷却装置によれば、送風ファン２１〜２４のいずれ
かが故障した場合、故障した送風ファン２１〜２４に取
り付けられた第一及び第二電子機器ユニットを、排風ダ
クト５１及び第二電子機器ユニット排風口４１ｂ〜４４
ｂ外部からシェルフ１０へ逆流する空気によって冷却す
ることができる。したがって、いずれかの送風ファンが
故障した場合でも、引き続き電子機器を連続運転させる
ことが可能となる。

【００２２】また、本冷却装置では、シェルフ吸気口１
１内に配置された第三電子機器ユニット６１，６２が送
風ファン２１〜２４により外部からシェルフ１０内に吸
引される空気によって冷却される構成としてあるので、
より効率的に電子機器全体の冷却を行なうことが可能と
なる。

【００２３】なお、本発明の電子機器の冷却装置は、上
述した実施例に限定されるものではない。例えば、上記
実施例のように、シェルフ１０内に第三電子機器ユニッ
ト６１，６２を配置する構成としてあるが、シェルフ１
０の吸気口又はその付近の内部に箱体，板体等の開口部
調節部材を配置し、また、シェルフ１０の先端部を絞り
込んで、シェルフ吸気口１１の開口寸法を適度な大きさ
にしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の請求項
１，２記載の電子機器の冷却装置によれば、複数の送風
ファンのいずれかが故障した場合でも、電子機器を停止
させることなく引き続き連続運転させることができると
ともに、一定台数の送風ファンでより多くの電子機器ユ
ニットを冷却できる。また、請求項２記載の電子機器の
冷却装置によれば、シェルフ吸気口の開口寸法を狭くす
るために、他の電子機器ユニットを取り付けているの
で、他の電子機器ユニットに対する冷却をも行なうこと
ができ、より効果的に電子機器全体の冷却が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る電子機器の冷却装置を示す部分
断面斜視図である。

【図２】図２は本冷却装置の正常動作時における冷却用
空気の経路を示す断面図である。

【図３】送風ファン動作時における本冷却装置の各部の
圧力を示すグラフである。

【図４】本冷却装置の正常時と故障時の空気の流れを示
すブロック図である。

【図５】従来例に係る電子機器の冷却装置を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１０ シェルフ １１ シェルフ吸気口 ２１，２２，２３，２４ 送風ファン ２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 送風ファン吸入口 ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ 送風ファン送風口 ３１，３２，３３，３４ 第一電子機器ユニット ３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ 第一電子機器ユニッ
トラジエータ ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ 第一電子機器ユニッ
ト吸入口 ３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ，３４ｃ 第一電子機器ユニッ
ト排風口 ４１，４２，４３，４４ 第二電子機器ユニット ４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ 第二電子機器ユニッ
ト吸入口 ４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ 第二電子機器ユニッ
ト排風口 ５０ 天板 ５１ 排風ダクト ６１，６２ 第三電子機器ユニット ６１ａ，６２ａ 第三電子機器ユニットラジエータ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空部材であって、その端部に外部から
   の空気を吸引するためのシェルフ吸気口を形成したシェ
   ルフと、 一側面に吸入口を設けるとともに他側面に排風口を設
   け、それぞれが区画され独立した状態にある複数の電子
   機器ユニットと、 前記シェルフ内に設けられ、空気を吸引して前記電子機
   器ユニットの各吸入口に送り出す前記複数の電子機器ユ
   ニットと対応して設けられた複数の送風ファンと、 前記複数の電子機器ユニットの各排風口と連通する排風
   ダクトとを備え、 前記送風ファンの駆動時において、前記シェルフ内がマ
   イナス圧力となるように、前記シェルフ吸気口の開口寸
   法を狭くしたことを特徴とする電子機器の冷却装置。
2. 【請求項２】 前記シェルフ内のシェルフ吸気口近傍に
   他の電子機器ユニットを取り付けることによって、前記
   シェルフ吸気口の開口寸法を狭めるようにした請求項１
   記載の電子機器の冷却装置。