JP3471673B2 - 通信機器の放熱構造 - Google Patents

通信機器の放熱構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信機器の放熱構
造に関し、特に通信機器筐体の自然空冷放熱構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電子機器の冷却構造として、特開平4−
32299号公報には全閉構造の箱形ケースに中空の吸
熱管を設ける構造が記載されている。図11、図12
は、このような冷却構造を示す図である。図11は、電
子機器筐体の横断面を示し、図12は、中空の吸気管を
設けた箱形ケース51側の縦断面を示す図である。
【0003】全閉構造の箱形ケース51内に電力変換用
半導体素子、プリント基板等の電子部品52をケースの
一側板53に取り付けて収納し、この一側板53の裏面
には半導体素子等の発熱量を放熱するための放熱用フィ
ン(放熱フィン)54を取り付け、この放熱フィン54
を箱体55で包囲しており、前記箱体55の天井板と底
板に箱体55内部を換気するめの孔57が多数設けら
れ、更に、電子部品52が収納されている全閉構造の箱
形ケース51に上下方向に貫通する中空の吸熱管56を
設けることにより放熱面積を増した冷却構造を採用して
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】現在の通信機器市場の
動向を踏まえると、通信機器の放熱構造としては、装置
の高出力化に伴う消費電力の増大により、装置の放熱の
高効率化を図ることが求められている。また通信機器の
設置場所等が制限される中で、通信機器の小型化、堅牢
化、屋外設置化の可能な構造が求められてきており、さ
らに設置環境によっては騒音等、住宅環境への影響を考
慮し、放熱ファン等への強制冷却機器を使用しない自然
空冷による放熱技術の向上が求められている。
【0005】前述の電子機器の冷却構造においては自然
空冷技術が採用されているが、全閉構造の電子部品を収
納する箱形ケース51の空間に上下方向に貫通する中空
の吸熱管を設けて放熱面積を増すようにした冷却構造で
あり、更に放熱フィンを箱体55内に配置する構造を採
用しているため、構造が複雑であり小型化、堅牢化、屋
外設置化に適していない。また、全閉構造の箱形ケース
51の内気を中空の吸熱管により冷却し、半導体素子等
を内気を介して間接的に冷却するものであるから、全体
のサイズ大きくなり構造等が複雑化するわりには冷却効
率は十分得られないという難点を有する。
【0006】(目的)本発明の目的は、自然空冷による
通信機器筐体の冷却効率を向上できる通信機器の放熱構
造を提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、自然空冷による通信
機器筐体の小型化、堅牢化及び屋外設置化を可能とする
通信機器筐体の放熱構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の自然空冷による
通信機器の放熱構造は、通信機器筐体と、前記通信機器
筐体内に設けられ、一面に実装物が固着され、他面に互
いに共有する放熱フィンを有し、前記放熱フィンにより
通信機器筐体の上下面に通気孔を形成する複数のプレー
トからなるベースプレートとを具備する。
【0009】また、一面に実装物が固着され、他面に互
いに共有する放熱フィンを有し、前記放熱フィンにより
上下方向に通気孔を形成する複数のプレートからなるベ
ースプレートと、前記各プレートに固着され前記実装物
を覆い外部環境から保護するカバーとを具備する。そし
て、一面に実装物が固着され、他面に互いに共有する放
熱フィンを有し、前記放熱フィンにより上下方向に通気
孔を形成する互いに平行する2枚のプレートからなるベ
ースプレートと、前記各プレートに固着され前記実装物
を覆い外部環境から保護するカバーとを具備し、前記通
気孔の煙突効果を利用して放熱効率を高めることを特徴
とする。
【0010】前記カバーとしては、プレートとの固着部
にパッキンを具備し、防水性能を有する構造とすること
ができる。また、外周面に放熱フィンを具備する構成と
することができる。より具体的には、複数個の基板に
て、共有する放熱フィンを有するベースプレートを挟み
込み、基板をベースプレートの各面に接触させること
で、各基板から発生する熱をベースプレートに伝え、ベ
ースプレートは内部に放熱用のフィンを有する略梯子型
又は略目の字型をした押し出しアルミ型材とすること
で、基板3からベースプレート1に伝えられた熱を上方
に放熱させる。また、基板3をベースプレート1とカバ
ー2にて囲むことにより外部環境から保護し、パッキン
4を具備させることで気密性を有し防水性能を生じさせ
ることで防水筐体の放熱構造とする。
【0011】(作用)上下方向に通気孔が形成される形
状の放熱フィン構造を有するベースプレートの両面に、
高発熱体となる基板等の内部実装物を挟むように取付
け、通気孔の煙突効果を利用して放熱フィンから自然空
冷放熱を高効率に行う。また、前記内部実装物をカバー
で覆うことにより気密性を保持し、カバーの外面にも放
熱フィンを設けて自然空冷放熱の効率を一層高める。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の通信機器の放熱構造の一
実施の形態として、放熱フィンにより上下方向に多数の
通気孔が形成されるベースプレートに対し、高発熱体の
内部実装物を挟むように取付け、内部実装物周囲をカバ
ーで覆う構成の放熱構造の例を説明する。
【0013】(構成の説明)本実施の形態の構成を図1
〜図5により詳細に説明する。図1は、本実施の形態の
放熱構造を示す斜視図であり、図2はそのD−D断面
図、図3は分解斜視図である。また、図4はカバーの取
付け部の構造を示し、図5はカバーの取付け状態を示す
D−D断面図及び取付け部の詳細図である。本実施の形
態は、図1〜3に示すように、電子部品等を搭載し放熱
を行うベースプレート1と、前記ベースプレート1に実
装した基板3と、内部に空間を形成し基板2を外部環境
から保護するカバー2とから構成される。
【0014】ベースプレート1は、実装物が取付けられ
る一面側と、放熱フィンが形成された他面側からなる2
つのプレート11、12が、互いに前記放熱フィンを共
有する形状に結合した放熱構造を有する。つまり、2つ
のプレートの共通する放熱フィン(共通放熱フィン)1
3により、隣接する共通放熱フィン13の間に通気孔が
形成される形状を有する。図1〜3等に示すように、本
実施の形態のベースプレート1では、内部に共通放熱フ
ィンを有し、断面が略梯子型又は略目の字型の形状、構
造を有する。このようなベースプレート1は、押し出し
により、押し出し型材、例えば押し出しアルミ型材等と
して製作することができるほか、独立した放熱フィンを
有するプレートを放熱フィン同士を固着することにより
製作することができる。
【0015】基板3は電子部品が搭載され所定の電気的
性能を有しており、ベースプレート1の取付面であるプ
レート11及び12の面にそれぞれ装着される。このた
めベースプレート1には、各面にそれぞれ基板取付用の
穴等が形成されており、基板3をビス等により固定され
る。
【0016】更に、プレート11、12には、各基板3
を囲み内部空間により外部環境から保護するカバー2が
装着される。また、図4、5に示すように、基板3に対
する防水構造を実現するためにカバー2にはパッキン4
を設け、図示しないカバー2の固着手段の押圧により気
密性を保ち防水性能を生じさせ、密閉度を高めた構造を
有する。
【0017】(動作の説明)次に、図2〜6を参照して
本実施の形態について放熱動作を詳細に説明する。
【0018】本実施の形態においては、ベースプレート
1には複数の共通放熱フィン13による内部空間6が形
成され、上下方向の複数の通気孔(吸熱孔)として機能
する。このため、図6の詳細図に示すようにベースプレ
ート1上の基板3に実装されている電気部品が電力消費
により発熱すると、この基板表面7を発熱起点として、
当該発熱は基板3を通じてプレート11、12に伝えら
れ、ベースプレート1の共通放熱フィン13等を介して
フィン内部空間6に放熱される。この放熱により内部空
間6の空気が外気より高温となり通気孔での上昇気流が
生じ、同図に熱伝達経路10として示すように煙突効果
により上方の外気側への排気が促進され、前記発熱は効
率的に排熱される。
【0019】また、本実施の形態においては、図2〜3
に示すようにベースプレート1に実装された基板3をカ
バー2で覆うことで、カバー2による内部空間5を形成
し、基板3を外部環境から保護し、更に、図4、図5に
示すようにカバー2にはパッキン4を具備しているので
気密性を維持し高い防水性能が実現される。
【0020】以上のように、本実施の形態では気密空間
をつくるカバー2に内気を冷却するための中空の吸熱管
を取り付けることなく気密性能と放熱性能を備えた冷却
構造を実現している。
【0021】(他の実施の形態)以上の実施の形態で
は、多数の通気孔を形成する共通放熱フィン構造のベー
スプレートにより自然冷却を行う例を説明したが、カバ
ー側にも自然冷却用の放熱フィンを形成する構成とする
ことができる。
【0022】図7、図8は、このような通信機器の冷却
構造の実施の形態を示す図である。図7は、本実施の形
態の斜視図であり、図8はそのE−E断面図である。フ
ィン内部空間26が形成されたベースプレート21、カ
バー22、基板23から成り、カバー22の外部表面に
放熱フィン27を備える。ベースプレート21に対し外
部表面に放熱フィン27を有するカバー22をパッキン
等を介して固着して構成する。
【0023】本実施の形態では、図1に示す煙突効果を
利用したベースプレートによる放熱に加えて、カバーに
も放熱フィンを持たせており、カバー内部空間25の温
度上昇をも外部環境に放熱させるため冷却効果は一層向
上する。図1に示す実施の形態よりも基板23からの大
きな発熱量がある場合に、カバー1の表面の放熱フィン
27により、カバー22の内部空間25の熱を外部環境
に効率よく放熱させることが可能である。
【0024】また、前記各実施の形態では、ベースプレ
ートの側壁は外部に露出する構造とした例を示している
が、ベースプレートの側壁も通信機器筐体内に包含され
る構造ないし形状に変更することができる。また、ベー
スプレート自体の放熱フィン構造及びプレート数等も適
宜変更することができる。
【0025】図9は、ベースプレートがケース内に設け
られるように構成した実施の形態を示す図である。ベー
スプレート31に対し4個のカバー32、33、34、
35をパッキン等を介して固着する構造を採用してい
る。各カバーの外部表面の放熱フィンは放熱効果を一層
高めるために全面に形成してもよい。
【0026】図10は、ベースプレートの変形例を示す
図である。図10(a)では、共通放熱フィン43を有
するプレート44からなるベースプレート41として、
共通放熱フィン43間に通常の放熱フィン42を付加し
た構造としている。ベースプレート41の内部空間45
への放熱効率を高め、煙突効果を促進させることができ
る。
【0027】図10(b)では、断面が格子状の共通放
熱フィン49を有する4つのプレート46からなるベー
スプレート41とし、4つのプレートにそれぞれ基板4
7を固着した構造としている。また、ベースプレート4
1は、通気孔の開いた面のみを上下面方向に露出するよ
うにケース48内に収容されている。
【0028】
【発明の効果】本発明の通信機器の放熱構造によれば、
上下方向に通気孔が形成される形状の放熱フィン構造を
有するベースプレートを使用し、該ベースプレートを挟
んで電気機器の部品を搭載した基板を固着するように構
成しているから、プレート内部空洞を利用した煙突効果
による放熱により、自然空冷でありながら筐体の放熱効
率を十分向上させることが可能であるとともに、小型
化、堅牢化及び屋外設置化が可能である。
【0029】本実装構造により、ベースプレートの表裏
に熱源となる電気回路を実装することが可能であること
から、片側のみに実装する通常の放熱フィン付きプレー
トと比較して実装効率を向上させることが可能である。
【0030】また、本発明では、放熱フィンを形成した
ベースプレートの両面に内容実装物を取付け、内容実装
物をカバーで覆い隠す構造であるから、内容物を外部環
境から保護でき、カバーにパッキンを具備させることで
防水性能を与えることが可能である。
【0031】また、バースプレートの放熱フィンは外部
に露出することなく放熱を可能とする構造としており、
外観形状が自由となり、デザイン性を向上することが可
能でなる。
【0032】本発明によれば、通信機器装置の内部だけ
でなく、内容実装物の保護用のカバーにも放熱フィンを
具備させることで、自然空冷筐体の放熱効率を一層向上
させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す斜視図である。
【図2】本実施の形態を示す断面図である。
【図3】本実施の形態を示す分解斜視図である。
【図4】本実施の形態のカバーの部分を示す詳細斜視図
である。
【図5】本実施の形態の防水機能を示す部分詳細断面図
である。
【図6】本実施の形態の放熱動作を示す部分詳細断面図
である。
【図7】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図8】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図10】本発明の他の実施の形態のベースプレートの
構造を示す図である。
【図11】従来の冷却構造の横断面を示す図である。
【図12】従来の冷却装置の縦断面図を示す図である。
【符号の説明】
1、21、31、41 ベースプレート 2、22、32、33、34、35、48 カバー 3、23、47 基板 11、12、44、46 プレート 51 ケース 52 電子部品 53 側板 13、27、42、43、45、54 放熱フィン 55 箱体 56 吸熱管
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−222076(JP,A) 特開 平11−180487(JP,A) 特開 平2−82694(JP,A) 実開 昭59−31297(JP,U) 実開 昭53−26808(JP,U) 実開 昭63−145391(JP,U) 実開 平2−108392(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 7/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一面に実装物が固着され、他面に互いに
    共有する放熱フィンを有し、前記放熱フィンにより上下
    方向に外部に通じる通気孔が形成される複数のプレート
    からなるベースプレートと、前記各プレートの前記一面
    にそれぞれ固着され前記実装物を覆い外部環境から実装
    物を保護する、プレートとの固着部に防水のパッキンを
    有し且つ外周面に放熱フィンを有するカバーと、を具備
    し、前記通気孔の煙突効果を利用して放熱効率を高める
    ことを特徴とする自然空冷による通信機器の放熱構造。
  2. 【請求項2】 一面に実装物が固着され、他面に互いに
    共有する放熱フィンを有し、前記放熱フィンにより上下
    方向に外部に通じる通気孔が形成される互いに平行する
    2枚のプレートからなるベースプレートと、前記各プレ
    ートの前記一面にそれぞれ固着され前記実装物を覆い外
    部環境から実装物を保護する、プレートとの固着部に防
    水のパッキンを有し且つ外周面に放熱フィンを有する
    バーと、を具備し、前記通気孔の煙突効果を利用して放
    熱効率を高めることを特徴とする自然空冷による通信機
    器の放熱構造。
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