JP3124752U - 放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速・高密度の半導体機能素子を用いた各種モジュール等のユニットを格納し、ユニットの放熱やユニットから発する騒音の消音及び制振を行うべく構成される放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体を提供する。
【解決手段】 筐体１は上段、中段、下段の３層からなり、吸気口９からの吸気は上段の第１及び第２の吸気ダクト６ａ，６ｂを通りユニット３の主と側面を放熱し中段に入ってユニットの主に表面を放熱し、更に下段の排気ダクト８を通過しユニット３の下面側を放熱する。以上の排気口１０から排気口までの連続した流路によりユニット３は効果的に放熱される。更に、筐体内の吸音材や制振材により、ユニット３から発する騒音や振動が消音や制振される。また、ユニット３は複数個格納され、ヒンジ１４を基として回動可能に格納されているため取り出しが容易にできる。
【選択図】 図１

Description

本考案は、例えば、高速・高密度の半導体機能素子を用いた各種モジュール等の複数のユニットを着脱可能に格納する筐体に係り、特に、ユニット内に外気を対流させると共に消音・制振手段を設けてユニットから発生する熱・騒音・振動を低減して該ユニットを安全，安定保管し得る放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体に関する。

半導体集積回路の高速化及び高集積化により半導体機能素子の発熱量が増加すると同時にその素子自体は熱の影響を受け易くなる。そのため半導体機能素子を安定して動作させるには放熱能力の向上を図り素子の温度上昇を抑える必要がある。そのため多くの半導体機能素子からなるユニットでは欠く半導体機能素子にフインを取り付け放熱面積の向上を図り、熱対流あるいはファン等による強制対流で大気中に放熱を行っているが、ユニットを格納する外部筐体では一部の冷却装置を持ったものを除きユニットからの熱は筐体表面の熱伝導を利用するか換気によって外部に放出している。熱伝導は気密性を保持出来るが効率が低くある程度以上の発熱量に対しては換気による放熱が主流となっているが、現在のように筐体の上下にただ換気口を設けただけでは総換気量に対する放熱効率が低く必要以上に大きな換気口を設けなければならず、密閉構造が失われるため内部の騒音が漏れ出すという新たな問題も発生している。なお、筐体としては各種の従来技術も存在しているが、例えば、「特許文献１」が挙げられるが、このものも複雑な加湿手段を設けるものであり、効果的な温度コントロールが出来ず、かつ消音や制振効果を共有するものでない。
特開平８−３１６６７６号（図１）

以上の問題点を解決して効果的な放熱・消音・制振効果を上げるには筐体下部（下段）に吸気口を上部（上段）に排気口を夫々設け、吸気口から各ユニットを経て排気口へとつながる連続した流路を確保することにより放熱効率の改善を図る。特に、ユニット搭載部は全ユニットに対し平行に吸気及び排気路を設けることでユニットからの熱排気が他のユニットを熱する事や、ユニット間で流量にばらつきが発生する事を防ぎ放熱効率の改善を図る。同時に吸気口及び排気口からユニット搭載部の間に吸音性を有する材質や制振性のある材質で迷路状の流路を形成し、消音や制振機能を持たせる事でユニットから発生した騒音の外部への漏れを防ぐ事が可能となる。そのため筐体は扉の上下吸排気用ダクトを持った３層（上中下段）構造となるが、従来では空気スペースとなっていた上下部分を有効に利用するため、ユニットの搭載量への影響はほとんどない。また、格納するユニットを着脱式の複数のものにすることにより、不具合や故障のあるユニットを簡単に交換することができ、格納ユニットを常に作動させることができる。

本考案は、以上の考察を基本として考案されたものであり、熱や騒音及び振動を発するユニットを格納状態において放熱・消音・制振機能を十分に発揮できて安全，安定に任意の場所に設置できる放熱・消音・制振機能を有すると共に格納したユニットを簡単に取り出して交換できる複数ユニット着脱式ユニット用筐体を提供することを目的とする。

本考案は、以上の目的を達成するために、請求項１の考案は、複数のユニットを着脱可能に格納し前記ユニットから発生する熱や騒音及び振動を放熱や消音及び制振する機能を有する筐体であって、該筐体は、開閉蓋をする略密閉箱体からなり、該箱体には吸気側と排気側に開口する吸排気口と、該吸排気口を連通する連続流路を内部に形成するものからなり、複数の前記ユニットは前記流路内にヒンジを基点として一体的に回動可能に支持され容易に交換できることを特徴とする。

また、請求項２の考案は、前記連続流路にはその中段に前記ユニットが配置され吸気側の前記吸排気口からの吸気を前記箱体の上段の側面に誘導する第１の整理板と、誘導された吸気を前記ユニット側に誘導するための第２の整流板とが設けられ、ユニットに接触した吸気は前記箱体の下段に誘導されて排気側の前記吸排気口に誘導されることを特徴とする。

また、請求項３の考案は、前記連続流路やユニットの搭載部には、吸音材や制振材が配設されることを特徴とする。

また、請求項４の考案は、前記筐体には防塵や雨除けのための構造体が付設されることを特徴とする。

本考案の請求項１の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体によれば、開閉蓋を有する密閉箱体内に吸気口と排気口とを連通させる連続流路を設け、この流路内にユニットを配置することによりユニットと空気（外気）との効率的な接触ができ、十分な放熱効果を上げることができる。また、複数のユニットを着脱可能に格納するため故障等のあるユニットのみを簡単に取り出して交換でき筐体の作動効率を向上させることができる。

また、請求項２の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体によれば、筐体の上段に吸気口を設け、第１の整流板でこの吸気を主としてユニットの側面と上面に接触させて吸熱すると共に第２の整流板により吸気を上段から中段に導き、中段のユニット内を通過させて吸熱し、この通過した吸気を下段側に導き、ユニットの下面側に接触せしめ、吸熱をした後に下段の排気口から排気する。これによりユニットの効果的放熱ができる。即ち、吸気口から排気口までに上中下段に形成される連続流路を形成することにより、放熱効果を向上させることができる。

また、請求項３の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体によれば、連続流路内やユニット搭載部等に吸音材や制振材を配設するため、ユニットから生ずる騒音や振動が連続流路を通過する空気との接触効果と共にその消音や制振効果を生じさせ、筐体内からの騒音や振動を低減させることができる。このため、筐体を任意の場所に設置することができる。

また、請求項４の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体によれば、防塵や雨除け用の構造体を筐体に付設することによりこれ等の効果が生じ筐体の寿命の向上が図れる。

以下、本考案の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体の実施の形態を図面を参照して詳述する。なお、以下の説明ではユニットとして高速・高密度の半導体機能素子を用いた各種モジュールのユニットを採用した場合について述べるが、ユニットとしてはそれに限定するものではなく、発熱・騒音・振動を発する任意のユニットが適用されることは勿論である。またこのユニット３内にはファン４が設けられているが、ファン４はユニット３自体が保有するものでなくてもよい。また、この実施例ではユニット３が２個の場合が示されているが勿論それに限定するものではない。また、ユニット３の種類は同一のものに限定するものではない。

まず、図１乃至図３により本考案の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体１００の全体構造を説明する。筐体１は上方に開口部１ｂを形成し周囲四面と底面とを一体的に形成する筐体本体１ａと開口部１ｂを閉止する蓋体２とからなり、格納される複数のユニット３，３（本実施例では２個）は筐体本体１ａにその一端側をヒンジ１４を介して回動自在に支持される。従って、蓋体２を開放し、ヒンジ５を基点としてユニット３，３を回動させることにより任意のユニット３を取り外し又は取り付けすることができる。また、筐体本体１ａや蓋体２の内面には吸音材５が貼着されている。なお、この吸音材５は特別な限定がなく、公知のものが適用される。

筐体本体１ａは図２等に示すように上段，中段，下段とからなり、前記上段には吸気ダクト６が形成され、中段にはユニット３，３の格納される中間ダクト７が形成され、下段側には排気ダクト８が形成される。また、上段側には吸気口９が開口形成され、前記下段には排気口１０が開口形成される。吸気口９側には第１の整流板１１が設けられ、吸気ダクト６は、吸気口９と第１の整流板１１との間の第１の吸気ダクト６ａと筐体本体１ａの側板１ｃ，１ｃとユニット３の側面との間の第２の吸気ダクト６ｂとからなる。

吸気ダクト６と中間ダクト７との間には第２の整流板１２が設けられ、中間ダクト７は第２の整流板１２の下方の空間がこれに相当する。この中間ダクト７は複数のユニット３，３が格納されている第１の中間ダクト７ａとその左右に形成されている空間の第２の中間ダクト７ｂとからなる。

下段形成される排気ダクト８はユニット３の下面と筐体１の底板１ｄと左右の隔壁８ａとの間の空間からなる。また、排気ダクト８は排気口１０と連通する。なお、この排気ダクト８の上下には吸音材５が貼着されている。

ユニット３は前記のように第２の中間ダクト７ａの中段の部位に格納され、ヒンジ１４に連結されるユニットガイド１３上に収納，搭載される。このユニットガイド１３とユニット３との接合面には制振材（図略）を貼着される。なお、前記制振材についても特別なものでなく、公知技術が適用される。

次に、本考案の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体１００によるユニット３の放熱・消音・制振作用について説明する。
ユニット３は図１等に示すように放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体１００の中段にユニットガイド１３に収納，搭載されて筐体本体１ａにヒンジ１４により回動可能に支持されて格納される。なお、本実施例ではユニット３は吸気がユニット３内の各半導体機能素子（図略）に接触し得る構造のものからなり、前記したようにファン４を有するものからなる。

吸気口９から吸入された外気（吸気）は図１に示すように第１の吸気ダクト６ａに入り、第１の整流板１１により左右に分かれ、第２の吸気ダクト６ｂ内を流れる。この場合、第２の吸気ダクト６ｂを流れる吸気はその一部がユニット３の上面側にも流れる。

第２の吸気ダクト６ｂやユニット３の上面に沿って流れた吸気は第２の整流板１２の存在により第２の整流板１２の下方に誘導され、第２の中間ダクト２ｂに入りユニット３のファン４による吸引力を受けてユニット３，３のある第１の中間ダクト２ａを流れ反対側の第２の中間ダクト７ｂに送られる。

反対側の第２の中間ダクト７ｂまできた吸気は、ここで前記下段側に導入され、排気ダクト８内を進み、ユニット３の下面に接触しながら排気口１０側に進みここから外部に排気される。

以上のように、吸気口９から筐体１内に入った吸気は第１の吸気ダクト６ａ、第２の吸気ダクト６ｂ、第２の中間ダクト７ｂ、第１の中間ダクト７ａ、反対側の第２の中間ダクト７ｂ、排気ダクト８等の連続した流路を通って排気口１０から排気される。その間、吸気はユニット３の全面に接触しながら流れるためユニット３の吸熱が積極的に行われ、大きな放熱効果を上げることができる。

一方、ユニット３から発する騒音は筐体１内に貼付されている吸音材により大幅に消音される。即ち、吸気が吸音材５に触れながら筐体１内を通過するため吸音機能が向上し、ユニット３からの騒音が大幅に低下される。

また、ユニット３は吸気の通過によって騒音を発する場合もあるが、ユニットガイド１３とユニット３との接合面に設けた制振材によってユニット３内で発生した振動が制振され、ユニット３からの振動が筐体１側に伝わることを防止することができる。

ユニット３を格納する筐体１は常時屋内にて使用されるものでなく、屋外でも使用される。また、塵埃等の多い場所で使用されることもある。このような場合は吸気口９や排気口１０、防塵や雨除けの構造体を設けて筐体１内への塵埃の進入や雨の進入をさけることができ、その寿命の向上、信頼性の向上を図ることができる。

図３乃至図５は筐体１内に格納されているユニット３，３の筐体１内における着脱と動作を説明するためのものである。まず、ユニット３，３はヒンジ１４で筐体本体１ａに支持されているユニットガイド１３に積重されて筐体本体１ａの中段の部位に格納される。このユニット３，３に不具合や故障が生じた場合、すみやかに対象ユニット３を取り出して新しいものと交換する必要がある。この場合は、図３に示すように、まず蓋体２を取り外し、図４に示す状態から図５に示すようにユニットガイド１３をヒンジ１４を中心として回動させる。この回動により図５に示すようにユニット３，３を引き出しすることができる。この動作は容易であり、迅速のユニット交換が可能となる。以上により、故障等の生じているユニット３を良品と交換することが容易にできる。

本考案は、前記したように高速・高密度の半導体機能素子を用いた各種モジュール等のユニットについて適用した実施例を説明したが、ユニットとしては発熱，騒音，振動の全部又は一部を発するものであればよく、その利用範囲は広い。

本考案の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体の全体構造を示す平面図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 筐体内に収納されているユニットの状態やヒンジ構造を示す斜視図。 ユニットガイドに収納されてヒンジにより筐体本体１ａ側に回動可能に支持されるユニット等を示す斜視図。 本考案における複数ユニットの取り出し方法を説明するための模式図。

符号の説明

１ 筐体
１ａ 筐体本体
１ｂ 開口部
１ｃ 側板
１ｄ 底板
２ 蓋体
３ ユニット
４ ファン
５ 吸音材
６ 吸気ダクト
６ａ 第１の吸気ダクト
６ｂ 第２の吸気ダクト
７ 中間ダクト
７ａ 第１の中間ダクト
７ｂ 第２の中間ダクト
８ 排気ダクト
８ａ 隔壁
９ 吸気口
１０ 排気口
１１ 第１の整流板
１２ 第２の整流板
１３ ユニットガイド
１４ ヒンジ
１００ 放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体

Claims (4)

1. 複数のユニットを着脱可能に格納し前記ユニットから発生する熱や騒音及び振動を放熱や消音及び制振する機能を有する筐体であって、該筐体は、開閉蓋をする略密閉箱体からなり、該箱体には吸気側と排気側に開口する吸排気口と、該吸排気口を連通する連続流路を内部に形成するものからなり、複数の前記ユニットは前記流路内にヒンジを基点として一体的に回動可能に支持されることを特徴とする放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット着脱式ユニット用筐体。
2. 前記連続流路にはその中段に前記ユニットが配置され吸気側の前記吸排気口からの吸気を前記箱体の上段の側面に誘導する第１の整理板と、誘導された吸気を前記ユニット側に誘導するための第２の整流板とが設けられ、ユニットに接触した吸気は前記箱体の下段に誘導されて排気側の前記吸排気口に誘導されることを特徴とする請求項１に記載の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット挿脱式ユニット用筐体。
3. 前記連続流路やユニットの搭載部には、吸音材や制振材が配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット挿脱式ユニット用筐体。
4. 前記筐体には防塵や雨除けのための構造体が付設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の放熱・消音・制振機能を有する複数ユニット挿脱式ユニット用筐体。
   

Images