JP5907557B2 - 電子機器及び電子機器の冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は電子機器及び電子機器の冷却方法に関する。

小型通信装置等の電子機器は、基板上の発熱部品を冷却することができる構成とされている。
例えば特許文献１の電子機器は、筐体が第１の空間と第２の空間とに基板によって分離されており、ファンユニットが第２の空間に配置されている。そして、第１の空間に形成された開口部から取り込んだ外気を、基板の通気孔を介して第２の空間に導き、ファンユニットに吸気させている。これにより、第１の空間に配置された発熱部材及び第２の空間に配置された発熱部材を冷却することを試みている。

特許文献２の電子機器は、偏風部を有するダクトを備え、当該ダクトによって吸気口の下段から取り込んだ外気を、吸気口側に配置された発熱部材に導き、吸気口の上段から取り込んだ外気を、排気口側に配置された発熱部材に導いている。これにより、筐体内の吸気口側に配置された発熱部材と同様に、温度上昇していない空気で排気口側に配置された発熱部材を冷却することを試みている。

特開２０１１−１０９０６８号公報 特開２００１−１８９５８４号公報

特許文献１の電子機器は、第１の空間に形成された開口部のみから外気を取り込む構成とされている。そのため、発熱部材を冷却するのに十分な空気を取り込むことが難しく、発熱部材が良好に冷却されない可能性がある。

特許文献２の電子機器は、取り込む空気を吸気口側の発熱部材を冷却するための空気と、排気口側の発熱部材を冷却するための空気と、に分けるので、各発熱部材に対して導かれる空気の容量自体は少なく、発熱部材が良好に冷却されない可能性がある。

本発明の目的は、上述した課題を解決するためになされたものであり、冷却性能に優れた電子機器及び電子機器の冷却方法を提供することにある。

本発明の一形態に係る電子機器は、基板を挟んで第１及び第２の空間が形成された筐体と、前記筐体の前面から第１の空間に外気が取り込まれる第１の開口部と、前記筐体の前面から第２の空間に外気が取り込まれる第２の開口部と、前記第１の空間に配置されたファンユニットと、を備え、前記基板は前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第３の開口部を有する。

本発明の一形態に係る電子機器の冷却方法は、基板を挟んで第１及び第２の空間が形成された筐体と、前記筐体の前面から第１の空間に外気が取り込まれる第１の開口部と、前記筐体の前面から第２の空間に外気が取り込まれる第２の開口部と、前記第１の空間に配置されたファンユニットと、前記基板に形成され、前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第３の開口部と、を有する電子機器を構成し、前記第２の開口部を介して前記第２の空間に取り込まれた外気を、前記第３の開口部から前記第１の空間に導き、前記ファンユニットに吸気させる。

以上、説明したように、本発明によると、冷却性能に優れた電子機器及び電子機器の冷却方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電子機器の内部構造を示す上方斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器の内部構造を示す下方斜視図である。

本発明の実施の形態に係る電子機器及び電子機器の冷却方法について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

本実施の形態の電子機器は、例えば小型通信装置等の電子装置である。図１及び図２に示すように、電子機器１は、筐体２、基板３、ファンユニット４、電源ユニット５及び６、導風部材７、カバー部材８、遮蔽部材９を備えている。

筐体２は、底部（図示を省略）及び左右の側部２１、２２を備えている。筐体２の上部は、蓋材（図示を省略）で覆われる。筐体２の前部は、インターフェイスコネクタ１０が複数左右方向に並べられている。つまり、複数のインターフェイスコネクタ１０が筐体２の前部を形成している。そして、筐体２の底部は、当該筐体２内を上下方向に第１の空間２３と第２の空間２４とに分割する基板３を支持する。また、筐体２の底部には、ファンユニット４及び電源ユニット５、６が固定されている。

インターフェイスコネクタ１０は、電子機器１と外部モジュール（図示を省略）とを接続する配線に設けられたコネクタが捻じ込まれるソケット１１を多数備えている。そして、インターフェイスコネクタ１０におけるソケット１１の上部に第１の開口部１２が形成されている。第１の開口部１２から取り込まれた空気は第１の空間２３に導かれる。また、インターフェイスコネクタ１０におけるソケット１１の下部に第２の開口部１３が形成されている。第２の開口部１３から取り込まれた空気は第２の空間２４に導かれる。

基板３は、電子機器１の機能を司り、発熱部材３１が搭載されている。発熱部材３１は、例えば第１の空間２３に配置されている。そして、基板３の左右両側部には、第３の開口部３２が形成されている。第３の開口部３２は、第１の空間２３と第２の空間２４とを連通させる。本実施の形態の第３の開口部３２は、基板３の側部を切り欠くことによって形成されている。この第３の開口部３２は、発熱部材３１よりも筐体２の前方側に配置されていることが好ましい。

また、基板３は、ファンユニット４及び電源ユニット５、６よりも筐体２の前方側に配置されている。そして、基板３の後端部には、ファンユニット４との間に第４の開口部３３が形成され、さらに電源ユニット５、６との間に第５の開口部３４が形成されている。

ファンユニット４は、軸流ファン（但し、ファンの構成は特に限定されない。）を複数備えている。ファンユニット４は、筐体２内の空気を外部に排気するように動作する。ファンユニット４は、筐体２内において基板３よりも後方側に配置されており、筐体２の後部の一部を成す。

ファンユニット４の吸気口４１は、筐体２の前方側に向かって配置されている。この吸気口４１は、第１の空間２３に配置されている。そして、ファンユニット４の排気口（図示を省略）は、筐体２の後方側に向かって配置されている。このファンユニット４は、電源ユニット５と６との間に配置されている。

電源ユニット５、６は、基板３及びファンユニット４等に電源を供給する。電源ユニット５、６は、筐体２内において基板３よりも後方側に配置されており、筐体２の後部の一部を成す。

この電源ユニット５、６は、内部を冷却するために、吸気口（図１では電源ユニット５の吸気口５１のみを図示している。）から空気を内部に導いて、温まった空気を排気口（図示を省略）から排気する構成とされている。

電源ユニット５の吸気口５１及び電源ユニット６の吸気口は、筐体２の前方側に向かって配置されている。この電源ユニット５の吸気口５１及び電源ユニット６の吸気口は、第１の空間２３に配置されている。そして、電源ユニット５、６の排気口（図示を省略）は、筐体２の後方側に向かって配置されている。

導風部材７は、図２に示すように、基板３の裏面に設けられている。導風部材７は、詳細は後述するが、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気を、第３の開口部３２と第５の開口部３４とに分離する。これにより、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気が、第３の開口部３２と第５の開口部３４とに確実に導かれる。

カバー部材８は、図１に示すように、第５の開口部３４を覆う。電源ユニット５の吸気口５１又は電源ユニット６の吸気口は、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気を第５の開口部３４から吸気する。

このとき、第１の開口部１２から第１の空間２３に取り込まれた空気は、発熱部材３１近傍を通過して温まった状態で、電源ユニット５の吸気口５１又は電源ユニット６の吸気口に吸気されてしまう。

そこで、第１の空間２４の温まった空気が電源ユニット５の吸気口５１又は電源ユニット６の吸気口から吸気されないように、第５の開口部３４周辺をカバー部材８で覆う。つまり、カバー部材８は、第５の開口部３４と電源ユニット５の吸気口５１又は電源ユニット６の吸気口との空気の流路以外からの空気の流入を略防ぐ。

これにより、電源ユニット５、６は、第１の開口部１２から第１の空間２３に取り込まれ、温められた空気を吸気することなく、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気を、未だに温められていない状態で吸気することができる。

遮蔽部材９は、図２に示すように、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気が、基板３とファンユニット４との隙間部分である第４の開口部３３から当該ファンユニット４に吸気されることを防ぐ。遮蔽部材９は、基板３の下面に設けられている。遮蔽部材９は、第４の開口部３３における筐体２の前方側に配置されている。これにより、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気は、第５の開口部３４から確実に電源ユニット５、６に導かれる。

このような構成の電子機器１は、以下のように発熱部材３１を冷却する。第１の開口部１２から第１の空間２３に導かれた空気は、基板３の上面に沿って後方に移動する。このとき、当該空気は発熱部材３１と接触して当該発熱部材３１を冷却する。発熱部材３１の熱を吸収した空気は、ファンユニット４の吸気口４１に吸気されて排気口から排気される。

一方、第２の開口部１３から第２の空間２４に導かれた空気は、図２に示すように、導風部材７によって第３の開口部３２に導かれる空気Ａと、第５の開口部３４に導かれる空気Ｂと、に分離される。これにより、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気を、導風部材７によって第３の開口部３２と第５の開口部３４とに確実に導くことができる。

第３の開口部３２に導かれた空気は、図１に示すように、基板３の上面に導かれて後方に移動する。このとき、当該空気は発熱部材３１と接触して当該発熱部材３１を冷却する。発熱部材３１の熱を吸収した空気は、ファンユニット４の吸気口４１に吸気されて排気口から排気される。

また、第５の開口部３４に導かれた空気は、電源ユニット５の吸気口５１又は電源ユニット６の吸気口から電源ユニット５又は６の内部に導かれる。当該空気は、電源ユニット５又は６内の発熱部材と接触して当該発熱部材を冷却する。電源ユニット５又は６内の発熱部材の熱を吸収した空気は、電源ユニット５又は６の排気口から排気される。

ここで、第５の開口部３４はカバー部材８で覆われているので、電源ユニット５、６は、第１の開口部１２から第１の空間２３に取り込まれ、温められた空気を吸気することなく、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれ空気を未だに温められていない状態で吸気することができる。

また、第４の開口部３３よりも前方側に遮蔽部材９が配置されているので、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込まれた空気を、第５の開口部３４から電源ユニット５又は６に確実に導くことができる。

以上より、本実施の形態の電子機器及び電子機器の冷却方法は、第１の開口部１２から第１の空間２３に取り込んだ空気と、第２の開口部１３から第２の空間２４に取り込んだ空気と、を用いて発熱部材３１を冷却することができるので、冷却性能に優れている。そのため、発熱部材３１を冷却するためのヒートシンクや冷却用の部材が少なくて済み、電子機器の小型化に寄与できる。

しかも、インターフェイスコネクタ１０のソケット１１の空いている上部領域に第１の開口部１２を形成し、下部領域に第２の開口部１３を形成した。空いている領域を有効活用して、冷却性能に優れた電子機器を実現することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、ファンユニットや電源ユニットの個数は特に限定されない。
例えば、本実施の形態の発熱部材３１は基板３の上面に配置したが、下面に配置しても良い。この場合、少なくともファンユニットが第２の空間２４に配置される。
例えば、本実施の形態の電源ユニット５、６は第１の空間２３に配置したが、第２の空間２４に配置しても良い。

１ 電子機器
２ 筐体、２１ 側部、２２ 側部、２３ 第１の空間、２４ 第２の空間
３ 基板
４ ファンユニット、４１ 吸気口
５ 電源ユニット、５１ 吸気口
６ 電源ユニット
７ 導風部材
８ カバー部材
９ 遮蔽部材
１０ インターフェイスコネクタ、１１ ソケット
１２ 第１の開口部
１３ 第２の開口部
３１ 発熱部材
３２ 第３開口部
３３ 第４開口部
３４ 第５開口部

Claims (4)

1. 基板を挟んで第１及び第２の空間が形成された筐体と、
   前記筐体の前面から第１の空間に外気が取り込まれる第１の開口部と、
   前記筐体の前面から第２の空間に外気が取り込まれる第２の開口部と、
   前記第１の空間に配置されたファンユニットと、を備え、
   前記基板は前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第３の開口部を有し、
   前記第１の空間に配置された電源ユニットと、
   導風部材と、
   前記電源ユニットの吸気口近傍において、前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第４の開口部と、をさらに備え、
   前記導風部材は、前記第２の空間に取り込まれた外気を前記基板の第３の開口部と第４の開口部とに分離して導く電子機器。
2. 前記電源ユニットの吸気口と前記第４の開口部との空気の流路以外からの空気の流入を妨げるカバー部材をさらに備える請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第２の空間に取り込まれた外気の前記ファンユニットへの吸気を妨げる遮蔽部材をさらに備える請求項１または２に記載の電子機器。
4. 基板を挟んで第１及び第２の空間が形成された筐体と、
   前記筐体の前面から第１の空間に外気が取り込まれる第１の開口部と、
   前記筐体の前面から第２の空間に外気が取り込まれる第２の開口部と、
   前記第１の空間に配置されたファンユニットと、
   前記基板に形成され、前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第３の開口部と、を有する電子機器を構成し、
   前記第２の開口部を介して前記第２の空間に取り込まれた外気を、前記第３の開口部から前記第１の空間に導き、前記ファンユニットに吸気させ、
   前記第１の空間に配置された電源ユニットと、
   導風部材と、
   前記電源ユニットの吸気口近傍において、前記第１の空間と前記第２の空間とを連通させる第４の開口部と、をさらに備え、
   前記導風部材は、前記第２の空間に取り込まれた外気を前記基板の第３の開口部と第４の開口部とに分離して導く電子機器の冷却方法。

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