JP5043059B2 - 屋外設置装置の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は屋外設置装置の冷却構造に係り、詳しくは屋外ボックス内に収容したＯＮＵ等の屋外装置を、外部ファンや内部ファンを用いることなく自然空冷によって放熱，冷却を図る屋外設置装置の冷却構造に関する。

従来、屋外設置のネットワーク装置等は、防滴用の密閉構造からなる屋外ボックス内に収容されて、屋外ボックスの空間体積を利用して放熱，冷却が図られているが、装置の小型化，高密度化に伴い発熱による冷却が大きな問題となっている。

そこで、昨今では、真夏の日射等の影響を考慮して、屋外ボックスを大型化することで装置を冷却する大きな空間体積を確保したり、また、特許文献１に開示されるように屋外ボックスの中にファンを実装し、屋外ボックス内の空気をこの内部ファンで循環させることで、装置の冷却を図る強制空冷が広く用いられている。

特開平１０−８９８２０号公報

ところで、今日、アクセス系装置に於ては、マンションの軒下や戸建ての屋外壁面に設置するＯＮＵ等の小型のネットワーク装置が増加しているのが現状である。

しかし、既述したように屋外ボックスを大型化して大きな空間体積を確保することでＯＮＵ等の冷却を図る従来構造では、屋外ボックスの外形形状が大きくなるため、ＯＮＵ等がいくら小型化されても屋外ボックスとしてみると装置の小型化を阻害しており、屋外に大きな設置領域が必要になっている。

一方、内部ファンを用いた強制空冷にあっては、ファンを用いることで騒音問題が発生して住民環境に影響を及ぼす虞があり、また、ファンの故障，寿命等による保守点検が必要になる等、マンションの軒下や戸建ての屋外壁面に設置するに当たって、これらの冷却方法は効率的な運用，使用方法とはいえなかった。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、外部ファンや内部ファンを用いることなく、屋外ボックス内に収容したＯＮＵ等の屋外設置装置の自然空冷による確実な放熱，冷却を可能とした屋外設置装置の冷却構造を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る屋外設置装置の冷却構造は、上下に放熱穴が開口するメタルボックス内に電子部品が収容された屋外設置装置と、当該メタルボックスの背面側外周に取り付くヒートシンクと、前記屋外設置装置を密閉状態に収容する屋外ボックスと、当該屋外ボックスの外周に取り付き、屋外設置装置に接続する光ファイバーを余長処理する余長処理ボックスとからなり、前記屋外ボックスの上方に、余長処理ボックス内に開口するヒートシンク挿通口を設け、当該ヒートシンク挿通口から前記ヒートシンクを余長処理ボックス内に突出させて屋外設置装置を屋外ボックス内の上側に配置し、屋外ボックスと余長処理ボックスの下側に屋外ボックス内の上側に比し広い空間を確保すると共に、メタルボックスの背面側をヒートシンク挿通口周縁の屋外ボックスに密着固定し、前記余長処理ボックスに複数の吸気穴と排気穴を設け、前記余長処理ボックスの内周に、前記吸気穴からの冷却空気をヒートシンク方向へ案内する複数の整流ガイド板をヒートシンクに対向させて突設し、各整流ガイド板は、それぞれの基部が上方へ傾斜し、先端側は更に上方へ折曲して、上方への整流ガイド板へと順次ヒートシンク方向へ長尺に形成されていることを特徴とする。

本発明は、ファンを用いることなく自然空冷によって屋外設置装置の電子部品の放熱，冷却を図る冷却構造であり、屋外ボックスの大型化を防止しつつその空間体積を利用して効率のよい放熱，冷却を図るため、先ず、屋外設置装置を屋外ボックスの上側に配置して、屋外ボックスの下側に広い空間を確保している。
この結果、本発明によれば、屋外ボックス内を循環空気がスムーズに対流し、また、放熱ボックス内に冷却空気がスムーズに流入するため、メタルボックス内の電子部品の放熱を自然空冷で実現することが可能となり、冷却によるファンの騒音問題もなくなり、更に冷却のための保守交換が必要なくなって信頼性が向上する利点を有する。
また、屋外設置装置に接続する光ファイバーを余長処理する既存の余長処理ボックスを放熱ボックスとして機能させた結果、余長処理ボックスの幅広い活用を図りつつ、別途放熱ボックスを用いることなく既存の余長処理ボックスを活用することで冷却構造全体の小型化が図れる利点を有する。
而も、余長処理ボックスの外周に複数の整流ガイド板を突設せず、余長処理ボックスの内周に複数の整流ガイド板を突設したことで、冷却構造全体の更なる小型化が図れる。
そして、これらの整流ガイド板を、上方への整流ガイド板へと順次ヒートシンク方向へ長尺に形成することで、吸気穴から流入した冷却空気がヒートシンクへと積極的に案内されてヒートシンクが良好に放熱でき、また、整流ガイド板の先端側を基部側に比し上方へ更に折曲した結果、吸気穴からの冷却空気の流入速度が上げるため、ヒートシンクを更に良好に放熱できる利点を有する。

請求項１の一実施形態に係る屋外ボックスと余長処理ボックスの全体斜視図である。 メタルボックスと屋外ボックスの全体斜視図である。 屋外ボックスと余長処理ボックスの断面図である。 ヒートシンクの全体斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１乃至図４は請求項１に係る屋外設置装置の冷却構造の一実施形態を示し、図１に於て、１はトランクケース状に形成された防滴用の密閉構造からなる金属製の屋外ボックスで、図２及び図３に示すようにその背面３の左右上部に、夫々、後述するヒートシンク５が挿通可能な正面視矩形状のヒートシンク挿通口７，９が設けられており、両ヒートシンク挿通口７，９の周縁にはフランジ１１が後方へ突設されている。

そして、図１乃至図３に示すように前記屋外ボックス１の背面３の内周に、メタルボックス１３の内部に電子部品１５を収容したＯＮＵ（屋外設置装置）１７が取り付けられており、図３に示すようにプリント基板１９に実装された電子部品１５は、夫々、熱伝導シール２１とヒートシンク２３を介してメタルボックス１３の内周に取り付けられている。

また、図１乃至図３に示すようにメタルボックス１３の上面と底面には、屋外ボックス１内を対流する循環空気Ａ１が流出入する複数の放熱穴２５，２７が設けられている。

更に、図２に示すようにメタルボックス１３の背面側に、前記ヒートシンク挿通口７，９に対応して２つのヒートシンク５が熱伝導性のよい１枚の取付プレート２９を介して取り付けられており、屋外ボックス１の背面３へのＯＮＵ１７の取付けに当たり、図２及び図３に示すように左右のヒートシンク５を、夫々、左右のヒートシンク挿通口７，９に挿通させて、メタルボックス１３の背面側をヒートシンク挿通口７，９周縁の屋外ボックス１にネジ止めしている。そして、ヒートシンク５の基台３１と前記フランジ１１との間にＯ−リング３３が介装されて、メタルボックス１３と屋外ボックス１の接合部の密閉性が確保されている。

尚、図２中、３５はメタルボックス１３の上部を屋外ボックス１の背面３に固定する固定ブラケットである。

図４に示すようにヒートシンク５は、基台３１上に、メタルボックス１３の上下方向に亘るプレート３７を横方向に複数並列した構造からなり、図３に示すようにヒートシンク５の下側から上方へと各プレート３７間を冷却空気Ａ２が流下するように構成されている。そして、本実施形態は、各プレート３７間への冷却空気Ａ２の良好な流入を図るため、隣接するプレート３７相互の長さ寸法を変えて、図２及び図４に示すようにヒートシンク５の下側を、上方へ正面視円弧状に切り欠いたかの如き冷却空気流入形状を形成しており、斯かる形状にすることでヒートシンク５の熱抵抗が軽減し、また、間口が広がることで、冷却空気Ａ２がヒートシンク５を迂回することなくスムーズにヒートシンク５の下側からプレート３７間に流入できるようになっている。

そして、図１及び図３に示すように屋外ボックス１の背面３を覆ってその背面３側外周に、ＯＮＵ１７に接続する光ファイバー３９を余長処理する余長処理ボックス４１が取り付けられている。

図１に示すように余長処理ボックス４１は、前方が開口した５面体のボックス形状からなり、その開口側の内周縁が屋外ボックス１の背面側外周に接合されている。そして、余長処理ボックス４１の底面と下部周壁に複数の吸気穴４３，４５が形成され、上面と上部周壁に複数の排気穴４７，４９が形成されているが、空気の熱膨張を考慮して余長処理ボックス４１の上面の排気穴４７は底面の吸気穴４３に比し面積を大きくしている。

そして、既述したように屋外ボックス１の背面３の左右上部に設けたヒートシンク挿通口７，９をヒートシンク５が夫々挿通して、両ヒートシンク５が余長処理ボックス４１内に突出して配置されているが、図１及び図３に示すように、ヒートシンク５の設置高さに対応して４枚の整流ガイド板５１，５３，５５，５７が、余長処理ボックス４１の背面側内周に設けられている。

前記整流ガイド板５１，５３，５５，５７は、ヒートシンク５に沿って上下方向へ同一線上に配置されている。そして、整流ガイド板５１，５３，５５，５７は、最下段の整流ガイド板５１から上方への整流ガイド板５３，５５，５７へと、順次、ヒートシンク５方向へ長尺に形成されており、斯かる構造によって、吸気穴４３，４５から流入した冷却空気Ａ２をヒートシンク５方向へ積極的に案内するようになっている。

また、各整流ガイド板５１，５３，５５，５７の基部は、夫々、余長処理ボックス４１の背面側内周に対し上方へ傾斜し、更に、整流ガイド板５１，５３，５５，５７の先端側は夫々上方へ折曲されて、吸気穴４５からの冷却空気Ａ２の流入速度を上げるように構成されている。そして、斯様にメタルボックス１３(ＯＮＵ１７)や整流ガイド板５１，５３，５５，５７を屋外ボックス１や余長処理ボックス４１の上側に配置することで、図３に示すように屋外ボックス１と余長処理ボックス４１の下側は、上側に比し広い空間５９，６１が確保されている。

そして、前記屋外ボックス１は、余長処理ボックス４１の背面側に設けた取付ブラケット６３を介してマンションや戸建ての屋外壁面６５に取り付けられている。

その他、図３中、Ｈは日射である。

本実施形態はこのように構成されているから、外部から引き込まれた光ファイバー３９は、余長処理ボックス内で余長処理されてＯＮＵ１７に接続される。

そして、メタルボックス１３内（ＯＮＵ１７）の電子部品１５の熱は、ヒートシンク２３を介してメタルボックス１３に放熱される。

而して、メタルボックス１３が配置された屋外ボックス１は下側に広い空間５９が確保されているため、屋外ボックス１内を循環空気Ａ１が良好に対流し乍ら、放熱穴２７，２５を介してタルボックス１３に流入，流出することで、メタルボックス１３の熱が屋外ボックス１の空間体積を使用して放熱されると共に、ヒートシンク５を介して余長処理ボックス４１へ放熱される。

余長処理ボックス４１では、底面と下部周壁に設けた複数の吸気穴４３，４５から冷却空気Ａ２が流入して、上面と上部周壁に設けた複数の排気穴４７，４９から冷却空気Ａ２が外部へと流出するが、既述したように余長処理ボックス４１の下側に広い空間６１が確保されているため、吸気穴４３，４５から冷却空気Ａ２が良好に流入する。

而も、整流ガイド板５１，５３，５５，５７の基部が余長処理ボックス４１の背面側内周に対し上方へ傾斜し、更に、整流ガイド板５１，５３，５５，５７の先端側が夫々上方へ折曲されているため、吸気穴４５からの余長処理ボックス４１内への冷却空気Ａ２の流入速度が速まると共に、整流ガイド板５１，５３，５５，５７は、最下段の整流ガイド板５１から上方への整流ガイド板５３，５５，５７へと、順次、ヒートシンク５方向へ長尺に形成されているため、吸気穴４３，４５から流入した冷却空気Ａ２がヒートシンク５方向へと積極的に案内されて、ヒートシンク５の熱が冷却空気Ａ２で放熱されることとなる。

そして、図２及び図４に示すようにヒートシンク５の下側は、ヒートシンク５の熱抵抗を軽減させるために上方へ正面視円弧状に切り欠かれた如き形状となって間口が広がっているため、下方の吸気穴４３，４５から余長処理ボックス４１内に流入した冷却空気Ａ２が、ヒートシンク５を迂回することなくスムーズにヒートシンク５の下側からプレート３７間を流下して、ヒートシンク５の熱が冷却空気Ａ２で放熱されることとなる。そして、空気の熱膨張を考慮して余長処理ボックス４１の上面の排気穴４７を底面の吸気穴４３に比し面積を大きくしてあるため、熱交換されて暖まった冷却空気Ａ２は、排気穴４７や上部周壁に設けた複数の排気穴４９からスムーズに外部に排気される。

このように本実施形態によれば、外部ファンや内部ファンを用いず、また、ＯＮＵ１７に制御機能を持たせることなく、メタルボックス１３内の電子部品１５の放熱を自然空冷で実現することが可能となり、冷却によるファンの騒音問題もなくなり、更に冷却のための保守交換が必要なくなって、信頼性が向上する利点を有する。

また、余長処理ボックス４１内で光ファイバー３９を余長処理すると共に、当該余長処理ボックス４１を放熱ボックスとして機能させたため、余長処理ボックス４１を効率よく活用することができる利点を有する。

また、前記実施形態では、ヒートシンク５の下側を上方へ正面視円弧状に切り欠かれた如き形状としたが、例えばヒートシンク５の下側を一方向へ傾斜させる如き形状としても、前記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能である。

１ 屋外ボックス
３ 屋外ボックスの背面
５，２３ ヒートシンク
７，９ ヒートシンク挿通口
１３ メタルボックス
１５ 電子部品
１７ ＯＮＵ（屋外設置装置）
１９ プリント基板
２５，２７ 放熱穴
３３ Ｏ−リング
３７ プレート
３９ 光ファイバー
４１ 余長処理ボックス
４３，４５ 吸気穴
４７，４９ 排気穴
５１，５３，５５，５７ 整流ガイド板
５９，６１ 空間
６３ 取付ブラケット
６５ 屋外壁面

Claims (1)

1. 上下に放熱穴が開口するメタルボックス内に電子部品が収容された屋外設置装置と、
   前記メタルボックスの背面側外周に取り付くヒートシンクと、
   前記屋外設置装置を密閉状態に収容する屋外ボックスと、
   前記屋外ボックスの外周に取り付き、屋外設置装置に接続する光ファイバーを余長処理する余長処理ボックスとからなり、
   前記屋外ボックスの上方に、余長処理ボックス内に開口するヒートシンク挿通口を設け、当該ヒートシンク挿通口から前記ヒートシンクを余長処理ボックス内に突出させて屋外設置装置を屋外ボックス内の上側に配置し、屋外ボックスと余長処理ボックスの下側に屋外ボックス内の上側に比し広い空間を確保すると共に、メタルボックスの背面側をヒートシンク挿通口周縁の屋外ボックスに密着固定し、
   前記余長処理ボックスに複数の吸気穴と排気穴を設け、
   前記余長処理ボックスの内周に、前記吸気穴からの冷却空気をヒートシンク方向へ案内する複数の整流ガイド板をヒートシンクに対向させて突設し、
   各整流ガイド板は、それぞれの基部が上方へ傾斜し、先端側は更に上方へ折曲して、上方への整流ガイド板へと順次ヒートシンク方向へ長尺に形成されていることを特徴とする屋外設置装置の冷却構造。

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