JP4194180B2

JP4194180B2 - 屋外用電子機器筐体

Info

Publication number: JP4194180B2
Application number: JP19542499A
Authority: JP
Inventors: 靖木村; 典生中里; 秀一伊月; 道明森谷
Original assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2019-07-09
Also published as: JP2001024369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋外電子機器筐体に係り、特に放熱に配慮した屋外電子機器筐体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋外用電子機器筐体は、電柱等の高所に設置される。このため、取付作業性及び電柱への負荷のためより小型軽量化した構成であることが望まれる。
近年のＦＴＴＨの流れに沿って、この屋外用電子筐体を、家庭までの光ケーブル導入化への前進装置に適用する。この目的に対応するため筐体内部は、高密度に電子機器を実装し、しかもその高機能性のため発熱量が増加する。その結果、筐体内部の発熱を効率よく放熱することが要求されている。
【０００３】
また、屋外に設置する筐体は、前述した内部の発熱体であるプリント基板等からの熱だけではなく、日射による筐体内部の温度上昇を如何に外部へ効率良く放熱させることにも配慮しなければならない。
【０００４】
従来、筐体本体上部を放熱フィン形状とし、外気の対流を利用して筐体内部のヒートシンクからの熱を筐体外部の放熱フィンへ放熱する構造を採用していた。この結果、放熱フィン形状が大きく、及び筐体形状も複雑かつ大型となり、製造性を考慮した構造となっていないものが一般的であった。
【０００５】
従来の屋外筐体を、図１０および図１１を参照して説明する。ここで、図１０は従来の屋外用電子機器筐体の内部実装を説明する正面図、図１１は従来の屋外筐体の放熱構造を説明する正面図である。屋外用電子機器筐体１００は、箱型の屋外筐体本体１０内部に内部ヒートシンク２５と電源４０とケーブル実装部４１とを実装し、屋外筐体本体１０外部にはフィン２４が形成され、さらに対流領域を確保するため日除け板を設けている。内部ヒートシンク２５は、ヒートシンク２０ｃとガイド２６とからなり、複数の電子パッケージを挿入可能になっている。
【０００６】
従来の屋外用電子機器筐体１００は、内部ヒートシンク部２５の上面部を屋外筐体本体１０の上面部に接触させることにより屋外筐体本体１０自体に熱を伝え、屋外筐体本体１０のフィン２４により放熱する構造である。この放熱構造では、プリント基板の実装状態は絶えず縦に実装することが要求される。また、対流を利用するためヒートシンクのピッチを大きく取る必要がある。この結果、実装上多くの体積が必要となり、実装位置が制約されるという問題があった。
【０００７】
また、内部ヒートシンク部２５から熱を放熱させるため、筐体外部をフィン形状とする必要があり、構造が極めて複雑になるという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の屋外筐体は、小型・軽量が要求されるためファンによる強制対流構造を持つことが出来ない。このため、自然空冷で行うことが基本となり、熱伝導及び対流、輻射を利用した放熱構造とする必要がある。
【０００９】
自然対流による放熱構造設計を考えると、筐体内部の上部に発熱体であるプリント基板を設置することにより効率的である。また、プリント基板自体を縦に実装する必要があり、自然対流を利用するためヒートシンクの間隔もある程度大きく取る必要がある。この結果、実装上の制約が大きく、実装体積およびヒートシンク形状の小型化・軽量化は困難であるという問題があった。
【００１０】
ヒートシンクの熱伝導率は、ヒートシンクの材質と、ヒートシンクと筐体本体との接触熱抵抗と、により決まる。このため、熱の移動距離を短くし、プリント基板の熱を筐体本体上部までいかに効率良く伝えるかが設計事項になり、プリント基板の実装方法に制約があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に示した問題点を解消し、放熱構造をより向上させ、屋外筐体内部の収容スペースをより多く確保し、形状を小型・軽量化することを目的としてなされたものである。
【００１２】
上記課題は、筐体本体内に筐体本体と密着して固定され、プリント基板を水平方向に保持し、プリント基板からの熱を吸収する複数のヒートシンクと、前記ヒートシンク間に設けた溝部と筐体本体と前記ヒートシンクとの間とに保持され、ヒートシンクが吸収した熱を筐体本体に輸送するヒートパイプと、を有する屋外用電子機器筐体によって達成される。
【００１３】
この電子機器筐体によれば、ヒートパイプにより筐体上部に熱を効率良く伝えることができ外部へ放熱できるため、屋外筐体外部の天井面にヒートシンクをもつ必要がなく筐体自体の形状の簡易化及び軽量化できる構造となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である屋外用電子機器筐体の実施例を、図面にて説明する。ここで、図１は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の斜視図、図２は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の内部実装を説明する正面図である。なお、原則として、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
【００１５】
図１に示す屋外用電子機器筐体の２００は、屋外筐体本体１０と扉１５を開閉部材１１により開閉自在に固定する構造である。また、屋外用電子機器筐体の２００は、屋外筐体本体１０の上面用の日よけ板１２ａと左右側面用の日よけ板１２ｂ、１２ｃを有する構造となっている。この屋外用電子機器筐体の２００は、日よけ板１２ａを上にして、図示しない取り付け部によって電柱上等に固定される。
【００１６】
屋外用電子機器筐体の２００の内部構成を図２に示す。屋外筐体本体１０内部には、左側よりケーブル実装部４１、放熱構造部４２、電源部４０が実装されている。また、屋外筐体本体１０外部には、フィンがなく、対流域を確保する日よけ板１２が設けられている。
【００１７】
により
発熱体であるプリント基板３０は、屋外筐体本体１０内部に１０枚を横に寝かせて実装する構成である。これは、実装密度を高めるためである。しかし、本実施例では、高い実装密度と放熱特性を両立させるため、ヒートパイプを用いた。
【００１８】
これを図３ないし図６を用いて説明する。ここで、図３は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の正面図、図４は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の正面分解図、図５は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の平面図、図６は本実施例に係る屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の平面分解図である。
【００１９】
放熱構造部分４２は、ヒートシンク２０ａ、２０ｂとヒートパイプ２１ａ、２１ｂとで構成され図示しないプリント基板からの熱は、輻射によってヒートシンク２０に吸熱され、ヒートパイプで輸送されヒートパイプ２１から筐体本体へ廃熱される。図４に、詳細に示すように、ヒートパイプは６本用いた。
【００２０】
平面図である図５および図６に示すように、ヒートパイプ２１はヒートシンクの溝２３の間に挟み、プリント基板３０から発生する熱を効率よく筐体本体へ伝えることができる構造となっている。なお、ヒートシンクおよびヒートパイプは、その上面を筐体本体に密着して固定することは当然必要である。
【００２１】
このように構成したことにより、筐体外部の放熱フィンが不要となるので、実装効率を高め屋外筐体自体の形状を小型・軽量化することが可能となっている。なお、図５および図６では、図示の簡単のためヒートシンク２０の凹凸を省略した。
【００２２】
つぎに図７ないし図９を用いてヒートパイプの構造を説明する。ここで、図７は本実施例に係るヒートパイプの平面図、図８は図７のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の断面図、図９は図７のＣ−Ｃ’の断面図である。
【００２３】
図４、図７に示すヒートシンク接触部２２および筐体接触部２１形状は、図８のようにヒートシンクまたは筐体との接触面積を多くするために偏平形状とした。また、屈曲部１９は、図９のようにヒートパイプの性能を保持するために円形状とした。
【００２４】
つぎに、本実施例の屋外用電子機器筐体の放熱特性を図１２ないし図１４を用いて説明する。ここで、図１２〜１４は本実施例の放熱特性を示す図である。
【００２５】
図２に示す屋外用電子機器筐体で、１０枚のプリント基板３０の発熱量２．２Ｗ／枚として、ヒートシンクおよびヒートパイプの効果を確認するために、以下の測定を実施した。
【００２６】
（１）ヒートシンクとヒートパイプが全く筐体へ接触していない状態
（２）ヒートシンクが筐体本体と接触有、ヒートパイプが筐体本体と接触無の状態
（３）ヒートシンクが筐体本体と接触有、ヒートパイプが３本のみ筐体本体と接触有（左右片方のみ）の状態、
（４）ヒートシンクが筐体本体と接触無、ヒートパイプが筐体本体と接触有の状態
（５）ヒートシンクとヒートパイプが全て筐体へ接触している状態
図１２は、前記各条件下のプリント基板３０ａ〜３０ｊ付近の周囲温度の測定結果を示す。図１３は、前記各条件下のプリント基板３０ａ〜３０ｊ上の温度測定結果を示す。図１４は、前記各条件下のプリント基板３０ａ〜３０ｊ実装部のヒートシンクの温度測定結果を示す。
【００２７】
この測定結果から、ヒートシンク或いはヒートパイプだけでは、温度上昇値を周囲温度付近までには落とすことは困難であったが、今回のヒートパイプとヒートシンクを使用した放熱構造により温度上昇を周囲温度付近まで落とすことが可能となることが分かる。
【００２８】
ヒートシンクとヒートパイプの併用構造は放熱効率を上げることができるため屋外筐体本体外部自体にヒートシンクを持つ必要がなく屋外筐体本体の形状を単純化することができ、安価でかつ小型化することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の屋外用電子機器筐体は、ヒートパイプをヒートシンクにより挟み込むようにすることにより筐体上部へ効率よく熱を伝え放熱できる構造となっている。プリント基板の実装状態を水平に実装してもヒートシンクとヒートパイプの併用放熱構造であるため実装位置によらず効率の良い放熱をすることができる。また、プリント基板の実装状態を水平に実装できるため実装スペースを低減することができ小型・軽量化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の斜視図である。
【図２】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の内部実装図である。
【図３】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の正面図である。
【図４】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の正面分解図である。
【図５】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の平面図である。
【図６】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体の放熱構造部分の平面分解図である。
【図７】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体用ヒートパイプの平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’の断面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃ’の断面図である。
【図１０】従来の屋外陽電子機器筐体の内部実装図である。
【図１１】従来の屋外陽電子機器筐体の放熱構造の正面図である。
【図１２】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体プリント基板３０付近の周囲温度の測定結果である。
【図１３】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体プリント基板３０上の温度測定結果である。
【図１４】本発明の実施例の屋外用電子機器筐体プリント基板３０実装部のヒートシンクの温度測定結果である。
【符号の説明】
１０…屋外筐体本体、１１…開閉部材、１２ａ…上部日除け板、１２ｂ…右側面日除け板、１２ｃ…左側面日除け板、１３…扉、１９…ヒートパイプ屈曲部、２０…ヒートシンク、２１…筐体接触部、２２…ヒートシンク接触部、２３…溝、２４…フィン、２５…ヒートパイプ間部、２６…ガイド、２７…スペーサ、３０…プリント基板、３１…バックパネル、４０…電源、４１…ケーブル実装部、４２…放熱構造部。

Claims

箱状の筐体本体と、
プリント基板を水平方向に保持し、前記プリント基板からの熱を吸収する複数のヒートシンクと、
前記ヒートシンク間に設けた溝部と、前記筐体本体と前記ヒートシンクとの間とに保持されたヒートパイプと、
蓋と、
からなる屋外用電子機器筐体。
箱状の筐体本体と蓋とからなる屋外用電子機器筐体であって、
前記筐体本体内に前記筐体本体と密着して固定され、プリント基板を水平方向に保持し、前記プリント基板からの熱を吸収する複数のヒートシンクと、
前記ヒートシンク間に設けた溝部と前記筐体本体と前記ヒートシンクとの間とに保持され、前記ヒートシンクが吸収した熱を前記筐体本体に輸送するヒートパイプと、
からなる屋外用電子機器筐体。
請求項１または請求項２に記載の屋外用電子機器筐体であって、
前記ヒートパイプはＬ字型に曲がり、筐体本体およびヒートシンク接触部の断面形状は偏平となっており、屈曲部の断面形状はほぼ円形であることを特徴とする屋外用電子機器筐体。