JPH02133996A - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多数のプリント板を並列してなる電子ユニッ
トを、筐体に多段に装着して構成した電子機器の冷却構
造に関する。

近年は、半導体の集積化技術の進歩とともに、プリント
板に半導体部品等の回路部品を高密度に実装し、このよ
うなプリント板を多数近接して並列に挿着した電子機器
が広く使用されている。

したがってこのような電子機器は、回路部品の発熱によ
り電子機器内の温度上昇が大きくなっている。

一方、電子機器の信頼度は、機器内部の温度に依存する
部分が多い。よって、近年の電子機器は強制冷却構造に
なっている。

〔従来の技術］ 第３図は電子機器の構成図であり、第４図の（ａ）。

（ｂ）は、それぞれ従来の電子ユニットの断面図、第５
図は従来の冷却構造によるプリント板の上下方向の温度
分布図である。

第３図、第４図において、１は、奥底面をバックボード
プリント板で塞ぎ、正面側が開口するよにした箱形のシ
ェルフ２に、多数のプリント板３を並列に挿着した電子
ユニットである。

電子ユニット１は、シェルフ下板６とシェルフ上板７と
に、対向して多数のガイド溝５を配設し、上下に対向す
る一対のガイド溝５に、それぞれのプリント板３の上下
の側縁を挿入して、プリント板３を並列に挿着するよう
構成しである。

また、それぞれのプリント板３の前側縁に、細長い矩形
板状の個別正面板（図示省略）を平面視り形に取着して
、シェルフ２にすべてのプリント板３を並列した時に、
個別正面板が並列してシェルフ２の開口を塞ぐように構
成しである。

さらに、シェルフ下板６とシェルフ上板７の、ガイド溝
５間に、それぞれ前後方向に細長いスリット８を設けで
ある。

１０は、平面視形状が電子ユニット１にほぼ等しい浅い
枠形のケース内に、ファン１１を水平に装着したファン
ユニットである。

上述のような電子ユニット１を、図示省略した電子装置
架に多段に装着し、電子ユニッ）１の上部に、ファンユ
ニット１０を重ねて、電子機器を構成しである。

電子機器は上述のように構成されているので、ファンユ
ニット１０のファン１１を回転駆動すると、第４図（ａ
）に図示したように、シェルフ下板６のスリット８がら
空気が電子ユニットｌ内に吸い込まれ、それぞれのプリ
ント板３の間を通過して、回路部品４．高発熱回路部品
４Ａを冷却しつつ上昇する。そして、高温となった空気
は、シェルフ上板７のスリット８から電子ユニット１の
外部に排出される。

このようにして冷却されたプリント板の上下方向の温度
分布は、第５図の点線で示すように、下端部の温度が低
く、上端部近傍が高い曲線Ａとなる。

曲線Ａで示すようにプリント板の温度は、シェルフ下板
のスリットから上昇する空気の温度が低いので、プリン
ト板の下端部はそれなりに回路部品が冷却され温度が低
い。そして、下部の回路部品の熱を奪って比較的高温に
なった空気が上昇するので、冷却能力が低減して、プリ
ント板の上端部になるにつれてプリント板の温度が高く
なる。

なお、シェルフのシェルフ上板は、外部の空気に触れて
放熱されているので、比較的温度が低い。

よって、プリント板の最上端部の温度は、上端部近傍に
較べて温度がやや低い。

一方、第４図（ａ）のように、プリント板に搭載する回
路部品の中で、高発熱回路部品４＾は、塔状の冷却フィ
ンを部品頭部に搭載して、冷却性の向上をはかっている
。

しかし、冷却フィンを設けた高発熱回路部品４Ａをプリ
ント板３に搭載すると、その実装筋が高くなり、プリン
ト板３の実装面に沿って上昇する空気抵抗に差が生じ、
高発熱回路部品４Ａを実装したプリント板３の実装面側
を上昇する空気量が、他の回路部品４のみを搭載したプ
リント板３の実装面を上昇する空気量よりも少なくなる
。

したがって、高発熱回路部品４八が期待したとおりに、
冷却されない恐れがあった。

４図■）に図示した従来例は、上述のことを考慮してプ
リント板間を上昇する空気量がバランスするようにした
もので、高発熱回路部品４Ａを搭載したプリント板３を
挿入したガイド溝５の、実装面側の隣のガイド溝５は空
き溝として、実装面側の隣接したプリント板との間隔を
、他のプリント板間隔の２倍としである。

そして、プリント板３の実装面側の４隅に支柱１６を植
立して、支柱１６の頭部に側面視チャンネル形の制御板
１５を、プリント板３に平行に取着しである。

このようにすることにより、シェルフ下板６の高発熱回
路部品４への直下のスリットに隣接した、他のスリット
８から吸い込まれた空気は、制御板１５の下側板部材１
５Ａにあたって、真っ直ぐに上昇するのが阻止されて実
装面側に横に流れる。

そして、高発熱回路部品４への直下のスリット８を上昇
した冷却空気に合流して、プリント板の実装面に沿って
上昇する。即ち、スリットの開口面積を２倍にして、空
気抵抗の増加による流入量の減少を補って、高発熱回路
部品４Ａの冷却性能の向上をはかっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来例の、前者即ち単にプリント板を
並列した電子ユニットは、搭載したプリント板の実装高
にアンバランスがあると、実装高の高い回路部品を実装
したプリント板の冷却性が劣るという問題点があった。

また、後者、即ちチャンネル形の制御板を設けてそれぞ
れのプリント板間の冷却性能をほぼ均一化したものは、
第５図の実線で示す曲線Ｂに示すように、実装高の高い
回路部品を搭載したプリント板は、上下方向に大きい温
度差が発生する恐れがあった。

即ち、高発熱回路部品４Ａを冷却した空気の温度が高温
となって上昇する結果、空気温度と高発熱回路部品の上
方に搭載した回路部品の温度との、温度差が小さくなり
、冷却能力が低下して同一のプリント板内で上下方向に
大きい温度差が生ずると、いう問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、プリ
ント板相互間に冷却性のむらがなく、且つ同一のプリン
ト板内で温度分布が比較的均一である、電子機器の冷却
構造を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、多数のプリント
板が並列した電子ユニット１の上方に、ファンユニット
を装着して、電子ユニットｌを冷却するよう構成した電
子機器において、第１図に例示したように、平面形状が
プリント板３と同形状の制御板２０を、電子ユニット１
内にプリント板３に平行に装着する。

制御板２０には、水平方向に細長い通風口２１−１．２
１−２を、上下に並列して設け、それぞれの通風口の上
側縁に沿って、下方より上昇する気流を通風口に誘導す
るように、それぞれ庇２２−Ｌ　２２−２を設けるもの
とする。

そして、庇２２−１　、２２−２がプリント板の実装面
とは反対側になるように、制御板２ｏをプリント板３に
近接して平行に装着した構成とする。

〔作用〕

制御板に設ける上述の通風口は、プリント板に搭載した
高発熱回路部品に対応した個所、及びプリント板の上側
縁に近い個所等の所望の個所に、設けるものとする。

上述のように制御板２０が併設されたプリント板３の実
装面の下部には、プリント板３と制御板２゜との間に設
けたスリット８がら空気が流れ込み、回路部品４を冷却
する。

そして、プリント板の下部に搭載した回路部品４を冷却
した、比較的高温の空気は、実装面に沿って上昇する。

また、所望°の個所に通風口を設けであるので、制御Ｆ
ｉ、２０と他のプリント板（図示せず）との間に設けた
他のスリット８から吸い込まれて直上に上昇した低温の
空気は、制御板２０の底側の面に沿って上昇し、庇２２
−１に誘導されて通風口２１−１からプリント板３の上
部の実装面側に流れ込む。また庇２２−１に誘導されな
かった残りの空気は、上方の庇２２−２に誘導されて通
風口２１−２からプリント板３の上部の実装面側に流れ
込む。

したがって、上部に搭載した回路部品の冷却性が向上し
、同一のプリント板内で温度分布が均一化される。

一方、上述の制御板は、高発熱回路部品を搭載したプリ
ント板、或いは回路部品が上下方向に密集したプリント
板を選択して設けるものとする。

このように制御板を装着することにより、特定のプリン
ト板を冷却する空気が流入するスリットの開口面積が拡
開され、空気抵抗の増加による流入量の減少を補うので
、プリント板相互間の冷却性のむらがなくなる。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は本発明の原理を示す一部破断斜視図であり、第
２図（ａ）、（６）は、それぞれ本発明の実施例の断面
図である。

第１図において、奥底面をバックボードプリント板で塞
ぎ、正面側が開口するよにした箱形のシェルフ２に、プ
リント板３を並列に挿着した電子ユニットｌを構成しで
ある。

電子ユニット１は、シェルフ下Ｆｉ、６とシェルフ上板
７とに、対向して多数のガイ、ド溝５を設け、上下に対
向する一対のガイド溝５に、それぞれのプリント板３の
上下の側縁を挿入して、プリント板３を並列に挿着しで
ある。

また、シェルフ下板６とシェルフ上板７の、ガイド溝５
間に、それぞれ前後方向に細長いスリット８を設けであ
る。

なお、電子ユニット１の上方には、図示省略したファン
ユニットを重ねて多段に装着しである。

２０は、アルミニウム等の金属板、或いは合成樹脂を成
型した、平面形状がプリント板３と同形状の制御板であ
って、プリント板３の実装面側の隣のガイド溝５に、上
下の側縁を挿入して、シェルフ２内にプリント板３に平
行に装着しである。

制御板２０には、水平方向に細長い通風口２１−１を制
御板２０の中段部に設け、通風口２１−１の上方に平行
して他の通風口２１−２を設けである。

プリント板３の実装面と反対側の通風口２１−１の上側
縁には、先端が下方に傾斜した庇２２−１を設けである
。また、通風口２１−２の上側縁にも同様に先端が下方
に傾斜した他の庇２２〜２を設けである。

上段の庇２２−２の突出長は、制御Ｈｉ２０に隣接した
他のプリント板（図示せず）にほぼ達するような長い突
出長であり、中段の庇２２−１の突出長は、上段の庇２
２−２の突出長のほぼ半分である。

上述のようにプリント板３の実装面側に、１つのスリッ
ト８を隔てて平行に制御板２０を装着し、さらに制御板
２０は他のスリット８を隔てて、他のプリントＦｉ（図
示省略）に並列している。

したがって、上述のように制御板２０が併設されたプリ
ント板３の実装面の下部には、プリント板３と制御′Ｉ
Ｉｖｉ２０との間にあるスリット８がら空気が流れ込み
、回路部品４を冷却する。

プリント板の下部に搭載した回路部品４を冷却した、比
較的高温の空気は、そのままプリント板３の実装面に沿
って上昇する。

一方、制御板２０と他のプリント板（図示せず）との間
に設けた他のスリット８から吸い込まれた低温の空気は
、制御板２０の底側の面に沿って上昇し、その一部は庇
２２−１に誘導されて通風口２１−１を通って、プリン
ト板３のプリント板の中段部分で実装面側に流れ込み、
回路部品４を冷却する。

さらに、庇２２−１に誘導されなかった他の空気は、庇
２２−２によって上昇が阻止され、庇２２−２により誘
導されて、通風口２１−２を通って、プリン）　Ｆｉ３
のプリント板の実装面側の上部に流れ込み、上部に搭載
した回路部品４を冷却する。

したがって、上部に搭載した回路部品の冷却性が向上し
、同一のプリント板内で温度分布が均一化される。

第２図（ａ）において、プリント板３−２の下部には、
高発熱回路部品４八を搭載し、上部には通常の回路部品
４を搭載しである。プリント板３−２の実装面側のガイ
ド溝５に制御板２０を挿入し、制御板２ｏを挿入したガ
イド溝５の隣のガイド溝５には、他のプリント板３−１
を挿入しである。

この制御板２０には、高発熱回路部品４Ａに対応する高
さの位置に、通風口２１−１を設け、プリント板３の実
装面と反対側の通風口２１−１の上側縁に、先端が下方
に傾斜した庇２２を設けである。

この庇２２の突出長は、制御板２０に隣接した他のプリ
ント板３−１にほぼ達するように長い突出長である。

したがって、通風口２１から比較的低温の空気が実装面
側に流れ込むので、プリント板３−２の上部に搭載した
回路部品４の冷却性が向上し、下部の高発熱回路部品４
Ａとほぼ同程度の所望の低温に保持できる。

また、空気抵抗が大きいプリント板３−２を冷却する空
気の流入するスリット８が２つとなり、そのスリット開
口面積が、プリント板３−１を冷却するスリット面積の
２倍となる。

よって、高発熱回路部品４Ａの空気抵抗の増加による、
空気の流入量の減少を十分に補う。即ち、プリント板相
互間の冷却性のむらがなくなる。

第２図（ｂ）において、プリント板３−１は通常に回路
部品４を搭載したプリント板、プリント板３−３は、回
路部品４の他に上下の２個所に高発熱回路部品４Ａを搭
載したプリント板、プリント板３−４は、通常の回路部
品４を上下方向に特に高密度に搭載したプリント板であ
る。

制御板２０−１は、中段に庇２２−１を備えた通風口２
１−１を、上段に庇２２−２を備えた通風口２１−２を
、それぞれ設けた制御板である。

また、制御板２０−２は、下方より上方に順序に、庇２
２−１を備えた通風口２１−１、庇２２−２を備えた通
風口２１−２、庇２２−３を備えた通風口２１−３をそ
れぞれ設けた制御板である。

そしてシェルフのシェルフ下板６．シェルフ上板７に対
向して並列したガイド溝５を選択して、プリント板３−
１、制御板２０−１、プリント板３−３、制御板２０−
２、プリント板３−４をこの順序に挿着しである。

したがって、制御板２０−１の通風口２１−１．２１−
２．からそれぞれ比較的低温の空気が、プリント板３−
３の実装面側に流れ込むので、プリント板３−３の上部
に搭載した高発熱回路部品４Ａの冷却性が向上してその
温度が、下部に搭載した他の高発熱回路部品４Ａの温度
とほぼ同等となる。

また、制御板２０−２の通風口２１−１．２１−２．２
１−３からそれぞれ比較的低温の空気が、プリント板３
−４の実装面側に流れ込むので、プリント板３−４の中
段。

上段に搭載した回路部品４の冷却性が向上して、その温
度が下部に搭載した他の回路部品４の温度とほぼ同等と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、庇を備えた通風口を有す
る制御板を、プリント板に隣接して平行に装着した電子
機器の冷却構造であって、同一の電子ユニット内に装着
したプリント板相互間に冷却性のむらがなく、且つ同一
のプリント板内で温度分布が比較的均一で、所望の温度
に冷却することができる等、実用上で優れた効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す一部破断斜視図、第２図（
ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例の断面図、第３図は電
子機器の構成図、 第４図（ａ）、　（ｂ）は従来の電子ユニットの断面図
、第５図はプリント板の上下方向温度分布図である。 図において、 １は電子ユニット ２はシェルフ、 ３．３−１．３−２．３−３．３−４はプリント板、４
は回路部品、 ４Ａは高発熱回路部品、 ５はガイド溝、 ６はシェルフ下板、 ７はシェルフ上板、 ８はスリット、 １０はファンユニット、 １５．２０．２０−１．２０−２は制御板、２１．２ｌ
−Ｌ２１−２．２１−３は通風口、２２、２２−１．２
２−２．２２−３は庇をそれぞれ示す。 べ１．子機ｉ／）揖洗図 第　３　ズ イ〕−未σ］電５二１−・ノド／′）Ｕイ１ｄＤ図第　
４　図 ジ（衾萌ｑ理？作す一部石ＰＬ断斜杉ＬＩ２１第　１　
　図 本発明め実方色伊１ｎ防面図 第　２　図 空気温層 高温− プリント板のよＴ力向温彦分作図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　プリント板（３）が並列した電子ユニット（１）の上
   部に、ファンユニットを装着して、該電子ユニット（１
   ）を冷却するよう構成した電子機器において、 該プリント板（３）と同形状の平面板形で、上下に配列
   した所望数の水平方向に細長い通風口（２１）、及び下
   方より上昇する気流を該通風口（２１）に誘導すべく、
   該通風口（２１）の上側縁に沿って設けた庇（２２）を
   有する制御板（２０）が、 該庇（２２）が該プリント板（３）の部品実装面の反対
   側になる如くに、該プリント板（３）に近接して平行に
   装着されたことを特徴とする電子機器の冷却構造。