JP4265443B2

JP4265443B2 - 電気機器の空調構造

Info

Publication number: JP4265443B2
Application number: JP2004053350A
Authority: JP
Inventors: 佳浩夏目; 龍太郎杉本; 力右手
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005244018A; US20050195567A1; US7245489B2

Description

本発明は、函体内に発熱電気部品が収容される、ミキサ装置用電源装置等の電気機器の空調構造に関する。

従来、ミキサ装置用の電源装置やパーソナルコンピュータ等の電気機器には、安定化電源装置やＣＰＵ等の各種電気部品（乃至部品群）が搭載され、これら電気部品の中には大きな発熱を伴うものがあるため、冷却用ファンを函体に設けて電気部品を冷却するようにした電気機器の空調構造が知られている（下記特許文献１、２）。

特に、下記特許文献２においては、電源用冷却ファンとは別に、ＣＰＵ専用の冷却ファンを設け、発熱するＣＰＵを効果的に冷却するようにしている。
特開２００２−２７１０７３号公報特開２００３−７６４４４号公報

しかしながら、冷却ファンは、空冷機能を果たす一方、騒音の発生源にもなるため、静粛性が求められる電気機器においては、収容された電気部品の冷却だけでなく、冷却ファンによる騒音発生を如何にして抑制するかが重要である。例えば、ミキサ装置用のラックマウント型電源装置等においては、楽器等の音響の録音データを扱う関係上、外部、特に前方への放音の抑制が望まれる。従って、函体内に収容される発熱電気部品の冷却にあたって、静音効果を図る上で改善の余地があった。

本発明の目的は、吸気ファンの駆動音の外部への放音を抑制しつつ函体内の発熱部を空冷することができ、且つ、上記函体の前部の２重構造により静音効果を図り、ひいては該前部の剛性を高めることができる電気機器の空調構造を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の請求項１の電気機器の空調構造は、前部が内側板体（５０）と外側板体（４１）とで成る２重板体で構成され、発熱電気部品（６５）を収納する函体（ＢＸ）と、前記発熱電気部品（６５）と該発熱電気部品を囲うカバー体（６２）とで構成され、前記函体内に収容された第１の発熱部（６０）と、前記カバー体の外側において前記函体内に収容され、前記第１の発熱部に比し発熱の程度が低い第２の発熱部と、前記函体の後部に設けられ、該函体内の空気を外部に排出する排気部（３３、３４、３０ｂ、３０ｃ）と、前記函体の前部に設けられた吸気ファン（４５）と、前記函体の前記外側板体に設けられ、外部に開口した吸気用外側開口部（４１ａ、４１ｂ）と、前記函体の前記内側板体に設けられ、該函体の内部に開口した吸気用内側開口部とを有し、前記吸気ファンは、前記吸気用内側開口部に対向して前記吸気用外側開口部より後方に設けられ、且つ正面視で前記吸気用外側開口部と重ならない位置に配置され、前記第１の発熱部が前記吸気ファンの直後に配置されることで、前記吸気ファンと前記排気部とによって、前記発熱電気部品が空冷されるように構成され、前記カバー体には開放穴が設けられ、外気が、前記吸気ファンから吸入されて前記カバー体に導入され、前記第１の発熱部を冷却しつつ前記開放穴から排出され、且つ、前記開放穴から排出された空気が、前記第２の発熱部を冷却しつつ前記排気部から外部に排出されるように構成されたことを特徴とする。

なお、上記括弧内の符号は例示である。

本発明の請求項１に係る電気機器の空調構造によれば、吸気ファンの駆動音の外部への放音を抑制しつつ函体内の発熱部を空冷することができ、且つ、上記函体の前部の２重構造により静音効果を図り、ひいては該前部の剛性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電気機器の空調構造が適用される電源装置の平面図である。図２は、同電源装置の斜視図である。図１、図２では、後述する蓋体２及び各種電気部品が取り付けられていない状態が示されている。図３は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

本実施の形態では、電気機器として、ミキサ装置用の電源装置を例示するが、発熱する電気部品を函体内に収容するものであれば、他の電気機器であってもよい。

本電源装置は、図１に示すように、函体ＢＸ内に、第１発熱部６０のほか、第２発熱部７０、第３、第４発熱部５、６等が収容されて成る。函体ＢＸは、いずれも金属製の、底板１、蓋体２（図３参照）、左側面板１０、右側面板２０及び背面板３０と、前面部である２重前板体４０とで略６面体状に構成される。以降、平面視において２重前板体４０の側を「前方」、右側面板２０の側を「右方」と呼称する。

第１〜第４発熱部６０、７０、５、６は、いずれも底板１上に配置される。図３に示すように、第１発熱部６０には、電気部品群６５、カバー体６２及びフード６３が含まれる。底板１の前部には取り付け座６１が固定され、取り付け座６１上に基板６４が固定されている。基板６４上に、トランス、パワートランジスタ等の各種の電気部品群６５が実装される。これら電気部品群６５は、電圧の急激な変化を抑制するためのスイッチング方式の安定化電源ユニットを構成し、本電源装置中において最も大きな発熱を生じさせる。取り付け座６１にはカバー体６２が設けられ、電気部品群６５がカバー体６２によって覆われている。カバー体６２の上部右部にはフード６３が設けられている。図１、図２に示すように、カバー体６２の上部左部であってフード６３から離間した位置には、開放穴６２ａ、６２ｂが形成されている。また、カバー体６２の上面及び背面には、多数の小穴である開放穴６２ｃが形成されている（図１、図３参照）。

また、第２発熱部７０は、底板１の後部に固定的に設けられた基板７１に配設される。基板７１上には、ヒートシンク７２、７４のほか、複数の端子７３に、多種類の電圧に変換して交流または直流電源を分配するための各種の電気部品が取り付けられ、これら全体が第２発熱部７０を構成する。また、図１、図２に示すように、第３、第４発熱部５、６は、それぞれ底板１の右部前部、右部に配設される。第３、第４発熱部５、６の発熱の程度は第１発熱部６０に比し低い。

左側面板１０、右側面板２０、背面板３０は、底板１のそれぞれ左端部、右端部、後端部に固定される。左側面板１０、右側面板２０、背面板３０にはそれぞれ、蓋体２を取り付けるための複数の取り付け用穴１０ａ、２０ａ、３０ａが形成されている。

図１に示すように、背面板３０には、２つのコネクタ３１、３２が取り付けられている。コネクタ３１は、不図示のミキサ装置に接続され、コネクタ３１から該ミキサ装置に電源が供給される。コネクタ３２には、本電源装置とほぼ同様に構成される不図示のバックアップ用電源装置が接続される。

また、背面板３０には、コネクタ３１の左方、コネクタ３２の右方において、排気用の窓３０ｂ、３０ｃが形成されている。また、背面板３０の前面における窓３０ｂ、３０ｃに対応する位置には、排気ファン３３、３４が取り付けられている。排気ファン３３、３４及び窓３０ｂ、３０ｃで、函体ＢＸ内の暖かい空気を後方に向かって外部に排出する排気部が構成される。

図４は、２重前板体４０の斜視図である。２重前板体４０は、前側板部４１と後側板部５０とで２重構造に構成される。後側板部５０の上部は、前方に屈曲する屈曲部５１を有し、さらに屈曲部５１の前端が下方に屈曲した取り付け部５６となっている。後側板部５０の下部においても、図示はしないが上部と同様に上下対称の取り付け部が形成される。この下側の取り付け部と上側の取り付け部５６とが、前側板部４１の後面に螺着固定されることで、前側板部４１と後側板部５０とが固定される。これにより両板部４１、５０間には空隙が形成され、この空隙が、後述する空気ガイド部ＡＳ（ＡＳＬ、ＡＳＲ）となっている（図１、図３参照）。屈曲部５１には、蓋体２を取り付けるための複数の取り付け用穴５１ａが形成されている。

また、後側板部５０の左端部、右端部はそれぞれ、前方に屈曲する屈曲部５３、５４を有し、図１に示すように、屈曲部５３には、左側面板１０の前部を介してＬ字取り付け具３が、また、屈曲部５４には、右側面板２０の前部を介してＬ字取り付け具４が、それぞれ螺着固定される。ところで、本電源装置はラックマウント型の装置であり、不図示のラックにＬ字取り付け具３、４を係止して函体ＢＸ全体を上記ラックに保持することができるようになっている。

図１、図２に示すように、前側板部４１の右部前面には、メインスイッチ４２が設けられる。メインスイッチ４２の左右両側には、プロテクタ４８、４９が設けられている。前側板部４１の左半部、右半部には、外部に開口する吸気用開口部４１ａ、４１ｂが形成されている。また、後側板部５０の左右方向略中央部のやや後方には、吸気ファン４５が設けられている。吸気用開口部４１ａ、４１ｂと吸気ファン４５とは、正面視で全く重ならないように位置がずれており、吸気ファン４５の回転駆動音が外部、特に前方に漏れにくくなっている。後側板部５０の左部後面には、後部側窓５５が形成されている（図１参照）。

前側板部４１と後側板部５０との間の空隙である空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲは、吸気ファン４５が駆動されているとき、主に吸気用開口部４１ａ、４１ｂから吸気される冷気を吸気ファン４５に導くガイド機能を果たす。空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲ内には、グラスウール材等の防塵用部材４３、４４が詰められており、細かな塵等の函体ＢＸ内への流入が抑制される。なお、冷却効率を優先する観点からは、防塵用部材４３、４４を設けない構成も採用可能である。

また、上記したフード６３の開口側部分は、吸気ファン４５に近接して吸気ファン４５の後方に位置し、吸気ファン４５からの送風がフード６３内に効率よく導入されて、電気部品群６５が直接的に冷却されるようになっている。また、吸気ファン４５に対する吸気面積が大きすぎても小さすぎても送風効率が低くなるが、後部側窓５５が流量調整の役割を果たすことで、吸気ファン４５の送風効率が向上している。

内装すべき部品を函体ＢＸ内に配設した後、上記蓋体２が上記した複数の取り付け用穴１０ａ、２０ａ、３０ａ、５１ａを介して左側面板１０、右側面板２０、背面板３０及び２重前板体４０に螺着固定されることで、本電源装置が構成される。本電源装置の使用時においては、コネクタ３１、３２に、上記不図示のミキサ装置、バックアップ用電源装置が接続された状態で、メインスイッチ４２がオンされることで、吸気ファン４５及び排気ファン３３、３４が回転駆動される。

かかる構成において、吸気ファン４５の回転により、吸気用開口部４１ａ、４１ｂから空気（冷気）が空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲ内に吸入され、この空気が流れる経路として、図１に示すように、吸気用開口部４１ａ、４１ｂから吸気ファン４５に通じる経路である、空気流路４６、４７が形成される。空気流路４６、４７の空気によって、前側板部４１自体及び後側板部５０自体も冷却される。空気流路４６、４７を流れる空気は、途中で防塵用部材４３、４４によって塵取りフィルタ効果が施された上でフード６３からカバー体６２内に導入される。

カバー体６２内においては、導入された空気が、発熱している電気部品群６５を直接冷却した後に、開放穴６２ａ、６２ｂ、６２ｃからカバー体６２の外方に排出される。カバー体６２から排出された空気の多くは、排気ファン３３、３４に引き寄せられ、第２発熱部７０をはじめとして函体ＢＸ内全体を冷却して暖まり、排気ファン３３、３４によって窓３０ｂ、３０ｃから排出される。

なお、後部側窓５５は、その近傍における空気の滞留を回避するという効果を僅かに生じさせるが、後部側窓５５を設ける必要は必ずしもない。

本実施の形態によれば、主として第１発熱部６０を空冷するにあたって、吸気ファン４５と吸気用開口部４１ａ、４１ｂとを正面視においてずらして設けたので、吸気ファン４５の駆動音が吸気用開口部４１ａ、４１ｂから漏れにくく、外部への放音を抑制して静音効果を得ることができる。特に、本電源装置は、音響機器の一部であって前方への放音の抑制が望まれるため有用性が高い。しかも、防塵用部材４３、４４は、防塵だけでなく、空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲ間における音の伝達を抑制する役割も果たすため、一層の防音効果が得られる。

また、空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲを設けて空気流路４６、４７が形成されるようにしたので、吸気用開口部４１ａ、４１ｂが吸気ファン４５に対してずれた位置にあるにもかかわらず、外部からの冷気が効率よく吸入され、函体ＢＸ内の冷却効率を高めることができる。さらには、前側板部４１及び後側板部５０が金属製で熱伝導率が高いことから、空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲ内の空気で前側板部４１自体及び後側板部５０自体が冷却されることで、函体ＢＸ内が間接的に冷却されることになり、函体ＢＸ内の冷却効率を一層高めることができる。また、第１発熱部６０のカバー体６２において、フード６３から、主としてカバー体６２の背面の開放穴６２ｃに亘る空気の経路が形成されるので、最も発熱量の多いカバー体６２内部の電気部品群６５を確実且つ集中的に冷却することができる。

本実施の形態によればまた、２重前板体４０が前側板部４１と後側板部５０との２重構造であるので、一枚板で構成する場合に比し、函体ＢＸの前面部の剛性が高く、頑強な電源装置を実現することができる。特に、本電源装置がラックマウント型であることから、前面部の剛性向上により、例えば、ラックへの保持時における函体ＢＸの変形を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、吸気ファン４５と吸気用開口部４１ａ、４１ｂとは正面視で完全に重ならないように配置したが、吸気ファン４５の騒音抑制の観点からは、完全にずれていなくても、少しでもずれていれば、そのずれの程度に応じた静音効果は得られる。

なお、本実施の形態では、電源装置の函体ＢＸは６面体としたが、本発明が適用される電気機器の函体としては、吸気ファン４５が前部に設けられるような函体であれば、形状は問わず、例えば、前面部が平板状でなくてもよい。また、内部に電気部品群６５のような発熱電気部品が収容される函体であればよく、６つの板状部材で成る函体でなくてもよい。

なお、吸気ファン４５の駆動音の放音抑制の観点に限っていえば、吸気ファン４５と吸気用開口部４１ａ、４１ｂとがずれていればよく、必ずしも、前側板部４１と後側板部５０のような２重構造に適用する必要はない。

なお、吸気用開口部４１ａ、４１ｂから吸気ファン４５に空気を効率よく導くことに限っていえば、空気ガイド部ＡＳＬ、ＡＳＲのように２重構造の板間の空隙を利用する構成に限定されず、例えば、専用のガイド部を設ける構成であってもよい。

本発明の一実施の形態に係る電気機器の空調構造が適用される電源装置の平面図である。同電源装置の斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。２重前板体の斜視図である。

符号の説明

３０背面板（函体の後部）、３０ｂ、３０ｃ排気用の窓（排気部の一部）、３３、３４排気ファン（排気部の一部）、４０２重前板体（函体の前部、前面部）、４１前側板部、４１ａ、４１ｂ吸気用開口部、４５吸気ファン、４６、４７空気流路、５０後側板部、６５電気部品群（発熱電気部品）、ＢＸ函体、ＡＳＬ、ＡＳＲ空気ガイド部

Claims

前部が内側板体と外側板体とで成る２重板体で構成され、発熱電気部品を収納する函体と、
前記発熱電気部品と該発熱電気部品を囲うカバー体とで構成され、前記函体内に収容された第１の発熱部と、
前記カバー体の外側において前記函体内に収容され、前記第１の発熱部に比し発熱の程度が低い第２の発熱部と、
前記函体の後部に設けられ、該函体内の空気を外部に排出する排気部と、
前記函体の前部に設けられた吸気ファンと、
前記函体の前記外側板体に設けられ、外部に開口した吸気用外側開口部と、
前記函体の前記内側板体に設けられ、該函体の内部に開口した吸気用内側開口部とを有し、
前記吸気ファンは、前記吸気用内側開口部に対向して前記吸気用外側開口部より後方に設けられ、且つ正面視で前記吸気用外側開口部と重ならない位置に配置され、
前記第１の発熱部が前記吸気ファンの直後に配置されることで、前記吸気ファンと前記排気部とによって、前記発熱電気部品が空冷されるように構成され、
前記カバー体には開放穴が設けられ、外気が、前記吸気ファンから吸入されて前記カバー体に導入され、前記第１の発熱部を冷却しつつ前記開放穴から排出され、且つ、前記開放穴から排出された空気が、前記第２の発熱部を冷却しつつ前記排気部から外部に排出されるように構成されたことを特徴とする電気機器の空調構造。
前記カバー体に設けられ、前記吸気ファンの直後において該吸気ファン側に開口したフードをさらに有することを特徴とする請求項１記載の電気機器の空調構造。