JP4640553B2 - 電子機器の冷却装置 - Google Patents

Description

この発明は、機器の内部をファンにより冷却する電子機器の冷却装置に関する。

周知のように、各種の電子機器においては、電子部品から発生する熱を抑えるために各種の冷却装置を設けることが広く行われている。
従来、この種の冷却装置として、以下に説明する冷却装置が知られている。

図５〜図８は、上記従来の冷却装置の一例を示すものである。図５及び図６に示すように、冷却装置１ａは、略直方体の形状をしたファンボックス３ａと、２個のファン２と中継基板４とから概略構成されている。なお、図５及び図６では、ファンボックス３ａの枠組みのみが描かれており、内部の様子が透けて見えるようになっているが、実際にはファンボックス３ａの平面、底面及び側面は、基材によって覆われている。

ファンボックス３ａの背面の縦の長さは、後述するファン２を構成している所定の厚さを有した略正方形状の基材９ａの１辺の長さと略一致する長さに形成されており、ファンボックス３ａの背面の横の長さは、基材９ａの１辺の長さの２倍と略一致する長さに形成されている。また、ファンボックス３ａの正面及び背面は全面にわたって開口部８ａが形成されている。

ファン２は、図示略のモーターと、図示略の羽根と、略正方形の形状をした同型の基材９ａ、９ｂ及び９ｃと、２個の円柱状の基材１１とから概略構成される。
基材９ａは、ファン２の背面に配置されており、基材９ｂは、ファン２の正面に配置されている。また、基材９ａと基材９ｂの略中間に基材９ｃが配置されており、基材９ａと基材９ｃ、及び基材９ｃと基材９ｂの間にはそれぞれ基材１１が配置されている。すなわち、ファン２は、いわゆる二重ファンである。

また、図５及び図６に示すように、ファン２は、２個並列に、ファン２の基材９ａがファンボックス３ａの背面の開口部８ａに嵌合するように配置されている。
すなわち、冷却装置１ａの背面は、ファン２によって略埋め尽くされた構成をしている。

中継基板４は、略帯状の形状の帯状部４ａとファンボックス３ａの正面を貫いて配置されている接続部４ｂとから構成されている。

上記のような構成をした冷却装置１ａのファン２が作動した場合、図示略の冷却風１０が発生し、冷却風１０は、冷却装置１ａの正面側から冷却装置１ａ内に入り、ファン２を通って冷却装置１ａの背面側から外気に抜ける。
そして、冷却装置１ａを電子機器に実装し、冷却装置１ａを作動させると、電子装置内の熱を帯びた装置の周辺を冷却風が吹き抜けることで、当該装置が冷まされる。そして、当該冷却風は冷却装置１ａを通って外気へと流れ出ていくこととなる。

また、図７及び図８に示すように、冷却装置１ａは、電子機器５ａの背面に２個並列に配置して利用されることもある。このように冷却装置の数を増やすことによって冷却能力を高めることができる。

ところで、上記技術では、図７及び図８に示されるように、冷却装置１ａが電子機器５ａの背面に占める面積の割合が高いという問題があった。この結果、電子機器５ａの背面を有効に利用することができず、内臓ユニット６の実装枚数が制限されるといった不都合があった。

この問題を解決するものとして、電子機器の背面ではなく、側面後方部に冷却装置を配置することによって、電子機器を冷やすというものが知られている（特許文献１）
この技術によれば、電子機器の背面を有効に利用することができる。

また、電子機器の背面を有効に利用するための技術として、図９及び図１０に示すように、ファンボックス３ｂ内でファン２が直列に２個配置された冷却装置１ｂも考えられる。なお、図９及び図１０でも、ファンボックス３ｂの枠組みのみが描かれており、内部が透けて見えるようになっているが、実際には、ファンボックス３ｂの平面、底面及び側面は、基材によって覆われている。
この技術により、ファン２を並列に配置した場合よりも冷却装置が電子機器の背面に占める面積の割合を小さくすることができる。
特開平１０−２００２８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたものは、冷却装置を電子機器の側面に配置した構成をしているため、電子機器の側面に排気がされることとなり、他の装置を当該電子機器の側面側に配置することができなくなるといった不都合がある。

また、図９及び図１０に示すように、ファン２を直列に繋いだ場合には、２つのファン２から生じる冷却風が互いに干渉しあい、圧損が生じることとなり、ファン２の冷却能力を十分に活用することができなくなるという問題がある。これにより、電子機器を十分に冷却するためには、より多くのファン２を備える必要があり、コストが高くなるという不都合がある。
例えば、冷却装置１ａを２個用いることで冷却が可能だった電子機器５ｂを、冷却装置１ｂを用いて冷却するには、冷却装置１ｂを３個用いる必要がある。図１１及び図１２が、この様子を表しており、図１１は、冷却装置１ｂが搭載された電子機器５ｂの背面斜視図であり、図１２は、電子機器５ｂの背面図である。
すなわち、図７及び図８と図１１及び図１２とを比較すると分かるように、冷却装置１ａを用いた場合より冷却装置１ｂを用いた場合の方が、電子機器の背面に占める冷却装置の面積は減るが、十分な冷却効果を得るためには、冷却装置を１個すなわちファン２を２個余分に使用する必要があり、費用面で不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、冷却装置が電子機器の背面に実装された際、当該電子機器の背面面積に占める冷却装置の面積の割合を少なくすることで、電子機器の背面を有効に利用することが出来るようにすると共に、電子機器の冷却に必要なファンの数量を必要最小限の数量に抑えることで、コストを抑えることが出来る電子機器の冷却装置を提供することを目的とする。

そこで、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の電子機器の冷却装置は、ファンボックスと、このファンボックス内に設けられた複数のファンとを備え、機器の内部空気を前記ファンボックスの正面側から吸引して背面側に排出することにより、該機器内の冷却を行う電子機器の冷却装置において、前記ファンが前記正面側と前記背面側とにそれぞれ少なくとも１以上配置され、前記ファンの前記正面側のものと前記背面側のものとの各空気流路を仕切る仕切板が設けられ、前記ファンの前記正面側のものと前記背面側のものとが、前記正面に対向する側又は前記背面に対向する側から見たときに、互いに一部が重なり合う位置に配置されていることを特徴とするものである。

上記構成を採用した冷却装置を電子機器に実装して、当該冷却装置を作動させると、冷却装置の正面から背面に向けて流れる冷却風が生じることとなる。そして、この冷却風が、電子装置内の熱を帯びた装置の周辺を通り抜けることにより、当該装置が冷まされる。
もっとも、冷却装置内に仕切板が設けられているため、冷却装置の正面側に配置されたファンを通る冷却風と、冷却装置の背面側に配置されたファンを通る冷却風とは、冷却装置内での空気流路が異なり、互いに干渉し合うことはない。

また、本発明の電子機器の冷却装置は、前記ファンの正面側のものと背面側のものとの前記重なり合う方向の幅寸法が、略同一寸法とされ、これら各ファンの幅寸法の略二分の一ずつが互いに重なり合うように配置されていることが好ましい。

上記構成を採用した結果、冷却装置が電子機器の背面に実装された際、当該電子機器の背面面積に占める冷却装置の面積の割合が少なくなる。これにより、電子機器の背面に内臓ユニットを増やすなど、他のコンポーネント等を配置することが可能となる。
また、冷却装置の正面側に配置したファンによって生じる冷却風と冷却装置の背面側に配置したファンによって生じる冷却風とが互いに干渉することがなくなるため、圧損が生じなくなる。これにより、ファンの冷却能力が維持されるため、搭載するファン数量を必要最小限の数量に抑えることができ、コストを抑えることができる。

以下、本発明の実施形態である冷却装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態である冷却装置の一部を省略した斜視図であり、図２は、冷却装置の一部を省略した平面図である。図３は、冷却装置が搭載された電子機器の一部を省略した斜視図であり、図４は、電子機器の一部を省略した背面図である。

本実施形態である冷却装置１は、図１及び図２に示すように、ファンボックス３と２個のファン２と中継基板４と仕切板７とから概略構成されている。なお、図１及び図２では、ファンボックス３の枠組みのみ描かれ、内部の様子が透けて見えるようになっているが、実際にはファンボックス３の平面、底面及び側面は基材によって覆われている。

ファンボックス３は、略直方体の形状をしており、ファンボックス３の正面３ｃ及び背面３ｄは略全面にわたって開口部８が形成されている。
また、開口部８は略長方形の形状をしており、開口部８の縦の長さは、後述するファン２を構成している、所定の厚みを有した略正方形状の基材９ａの１辺の長さと略等しい長さに構成されており、開口部８の横の長さは、基材９ａの１辺の長さの略１，５倍の長さと等しい長さに構成されている。

ファン２は、図示略のモーターと、図示略の羽根と、略正方形の形状をした同型の基材９ａ、９ｂ及び９ｃと、２個の円柱状の基材１１とから概略構成される。
基材９ａは、ファン２の背面に配置されており、基材９ｂは、ファン２の正面に配置されている。また、基材９ａと基材９ｂの略中間に基材９ｃが配置されており、基材９ａと基材９ｃ、及び基材９ｃと基材９ｂの間にはそれぞれ基材１１が配置されている。すなわち、ファン２は、いわゆる二重ファンである。

また、ファン２は、それぞれファンボックス３の正面３ｃ側及び背面３ｄ側に一つずつ配置されている。
ファンボックス３の正面３ｃ側に配置されたファン２ｃは、ファンボックス３の正面３ｃから後述する中継基板４の接続部４ｂに接しない程度に奥まった位置に配置されている。
ファンボックス３の背面３ｄ側に配置されたファン２ｄは、基材９ａをファンボックス３の背面３ｄの開口部８に嵌合することで、開口部８の面積の略３分の２の面積を塞ぐように配置されている。

また、ファン２ｃ及びファン２ｄは、それぞれファンボックス３の側面に沿って配置されており、ファン２ｃ及びファン２ｄを構成する基材９ａ、９ｂ及び９ｃのそれぞれの４辺のうち３辺がファンボックス３の平面、底面及び側面に接するように配置されている。
なお、ファンボックス３の正面３ｃ側に配置されたファン２ｃを構成する基材９ａ、９ｂ及び９ｃの１辺が接するファンボックス３の側面と、ファンボックス３の背面３ｄに設置されたファン２ｄを構成する基材９ａ、９ｂ及び９ｃの１辺が接するファンボックス３の側面とは異なるように配置されている。
すなわち、ファンボックス３の正面３ｃ側に配置されたファン２ｃと、ファンボックス３の背面３ｄ側の配置されたファン２ｄとが、ファンボックス３の正面３ｃに対向する側ないし背面３ｄに対向する側から見た際に、互い違いに各ファン２の幅寸法の略二分の一が重なり合う位置に配置されている。

中継基板４は、略帯状の形状の帯状部４ａとファンボックス３の正面３ｃを貫いて配置されている接続部４ｂとから構成されている。

仕切板７は、略帯状の形状をしており、ファン２ｃ及び２ｄの基材９ａ、９ｂ及び９ｃのファンボックス３に接していない１辺と接して配置されている。
また、仕切板７は、ファンボックス３内においてファンボックス３の底面に対して垂直に配置されており、仕切板７の幅寸法はファンボックス３の高さと略一致している。
更に、仕切板７の両端は、それぞれファンボックス３の正面３ｃないし背面３ｄに配置されている。
すなわち、仕切板７は、ファンボックス３内を２つに完全に区切っている。

以上のように構成された冷却装置のファン２を作動させると、ファン２はそれぞれ基材９ｂ側から空気を吸い込み、基材９ａ側から空気を排出することで、冷却風１０を生じせしめる。

図２に示すように、ファンボックス３の正面３ｃ側に配置されたファン２ｃによって生じた冷却風１０ｃとファンボックス３の背面３ｄ側に配置されたファン２ｄによって生じた冷却風１０ｄは、仕切板７によって空気流路が仕切られた結果、相互に干渉することがない。
つまり、冷却風１０ｃは、ファンボックス３の正面３ｃから、仕切板７によって仕切られたファンボックス３内のファン２ｃが配置されている側に吸引され、ファン２ｃを通って、ファンボックス３の背面３ｄから排出される。これに対し、冷却風１０ｄは、ファンボックス３の正面３ｃから、仕切板７によって仕切られたファンボックス３内のファン２ｄが配置されている側に吸引され、ファン２ｄを通って、ファンボックス３の背面３ｄから排出される。
これにより、ファン２をファンボックス３の正面３ｃ側と背面３ｄ側に直列様に配置しながらも、圧損を生じさせることがなくなり、ファン２の冷却能力を十分に発揮させることができ、冷却装置１は、２個のファン２を並列に搭載した場合の冷却能力と同等の冷却能力を有している。

図３は、本実施形態の冷却装置１を２個並列に搭載した電子機器５の一部を省略した斜視図であり、図４は、電子機器５の一部を省略した背面図である。

図３及び図４に示すように、冷却装置１を電子機器５の背面に搭載した場合、電子機器５の背面の面積のうち、略ファン２の３個分の面積が、冷却装置１によって占められることになる。この電子機器５の背面のうち冷却装置１が占める面積は、従来技術として説明した図７と比較すると、約４分の３に縮小されている。
したがって、電子機器５の背面に内臓ユニット６を、従来以上に搭載することが可能になるなど、電子機器５の背面を有効に利用することができるようになっている。

また、前述したように、冷却装置１は、ファン２の冷却能力が低下していないので、ファン２の数量を最低限の数に抑えることができ、コスト面も抑えられている。

以上より、上記構成を採用した結果、冷却装置１が電子機器５の背面に実装された際、電子機器５の背面面積に占める冷却装置１の面積の割合が少なくなり、電子機器５の背面に内臓ユニット６を増やすなど、他のコンポーネント等を配置することが可能となる。
また、冷却装置１の正面３ｃ側に配置したファン２ｃによって生じる冷却風１０ｃと冷却装置１の背面３ｄ側に配置したファン２ｄによって生じる冷却風１０ｄとが互いに干渉することがなくなるため、圧損が生じなくなる。これにより、ファン２の冷却能力が維持されるため、搭載するファン数量を必要最小限の数量に抑えることができ、コストを抑えることができる。

以上、本発明を実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、本実施形態では、ファンと電子機器とを中継基板を用いて接続したが、ケーブルによるプラグイン接続をしても構わない。また、本実施形態では二重ファンを用いた説明となっているが、一重ファンを用いても構わない。

本発明は、電子機器を冷却する冷却装置であるから、電子機器を製造する電子機器製造業において幅広く利用することができる。

図１は、本発明の実施形態である冷却装置の一部を省略した斜視図である。 図２は、本発明の実施形態である冷却装置の一部を省略した平面図である。 図３は、本発明の実施形態である冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した斜視図である。 図４は、本発明の実施形態である冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した背面図である。 図５は、従来技術の冷却装置の一部を省略した斜視図である。 図６は、従来技術の冷却装置の一部を省略した平面図である。 図７は、従来技術の冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した斜視図である。 図８は、従来技術の冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した背面図である。 図９は、従来技術の冷却装置の一部を省略した斜視図である。 図１０は、従来技術の冷却装置の一部を省略した平面図である。 図１１は、従来技術の冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した斜視図である。 図１２は、従来技術の冷却装置を搭載した電子機器の一部を省略した背面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ・・・冷却装置、２，２ｃ及び２ｄ・・・ファン、３，３ａ，３ｂ・・・ファンボックス、３ｃ・・・ファンボックスの正面、３ｄ・・・ファンボックスの背面、５，５ａ，５ｂ・・・電子機器、７・・・仕切板、９，９ａ，９ｂ及び９ｃ・・・基材、１０，１０ｃ及び１０ｄ・・・冷却風

Claims (2)

1. ファンボックスと、このファンボックス内に設けられた複数のファンとを備え、
   機器の内部空気を前記ファンボックスの正面側から吸引して背面側に排出することにより、該機器内の冷却を行う電子機器の冷却装置において、
   前記ファンが前記正面側と前記背面側とにそれぞれ少なくとも１以上配置され、
   前記ファンの前記正面側のものと前記背面側のものとの各空気流路を仕切る仕切板が設けられ、
   前記ファンの前記正面側のものと前記背面側のものとが、前記正面に対向する側又は前記背面に対向する側から見たときに、互いに一部が重なり合う位置に配置されていることを特徴とする電子機器の冷却装置。
2. 前記ファンの正面側のものと背面側のものとの前記重なり合う方向の幅寸法が、略同一寸法とされ、これら各ファンの幅寸法の略二分の一ずつが互いに重なり合うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却装置。

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