JPH0745981A - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント板を収容したシェルフが、架に多段
に搭載されてなる電子機器の冷却構造に関し、プリント
板の冷却が十分に行なわれことを目的とする。 【構成】 架に付設される一対の縦前・後管51,52 と、
それぞれの一端が対応する縦前・後管51,52 に連通しシ
ェルフ30の下部の前後に配管されてなる一対の前・後横
架管53,54 と、それぞれの一端が対応する縦前・後管5
1,52 に連通しシェルフ30の上部の前後に配管されてな
る一対の前・後横架管55,56 と、前端部が前横架管53に
後端部が後横架管54にそれぞれ連通し、上側面が下ガイ
ドレール31の下面に密接するか、下ガイドレール31のそ
れぞれと一体に形成された複数の冷却管57と、前端部が
前横架管55に後端部が後横架管56にそれそれ連通し、下
側面がシェルフ30のそれぞれの上ガイドレール32の下面
に密接するか、上ガイドレール32のそれぞれと一体に形
成されてなる冷却管58とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント板を収容した
シェルフが、架に多段に搭載されてなる電子機器の冷却
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の電子機器の斜視図、図６は
従来例の断面図である。図において、10-1は、下側板,
左右の側板, 及びバックボードコネクタ13A を配設した
バックボード13とで構成された、前面が開口した箱形の
上段シェルフであり、10-2は、上段シェルフ10-1と同構
造の下段シェルフである。

【０００３】それぞれのシェルフは、下側板及び上側板
のそれぞれの内側に、ガイドレールを絞り出し加工等し
て配列して設けている。プリント板15の上下側縁のそれ
ぞれを、上下一対のガイドレールを選択して差し込み、
プリント板コネクタを対向するバックボードコネクタに
プラグインすることで、多数のプリント板15をそれぞれ
のシェルフに並列に収容している。

【０００４】なお、このようにガイドレールを絞り出し
加工したことにより、上・下の側板には通風スリット
が、それぞれ配列形成されている。また、すべてのプリ
ント板15をシェルフに挿入実装した後に、シェルフの開
口側に正面板18を取り付けて、シェルフの開口を塞いで
いる。

【０００５】２は、冷却しようとするシェルフの上方に
設置するファンユニットである。ファンユニット２は、
シェルフの平面視形状に等しい角形の枠内に、複数のフ
ァンを平面的に配列したもので、ファンの回転により下
方のシェルフ内の空気を吸い込み上方に排出する。

【０００６】５は、４側面が側板で囲まれた、シェルフ
の平面視形状に等しい枠形の吸排風ユニットである。吸
排風ユニット５は、枠内に側面視で前下がりの対角線上
に位置するよう、遮蔽板６を設けて、枠体内を斜め上
方，斜め下方の２つの空間に仕切っている。

【０００７】また、吸排風ユニット５の前側板に冷気を
吸入する窓7Aを、後側板に暖気を排出する窓7Bをそれぞ
れ設けている。電子機器は、床に設置した架台１の上
に、下から上に向かって、吸排風ユニット５，下段シェ
ルフ10-2，上段シェルフ10-1，ファンユニット２、そし
て他の吸排風ユニット５，下段シェルフ10-2，上段シェ
ルフ10-1，他のファンユニット２の順に積層することで
構成されている。

【０００８】したがって、図６に図示したように、中段
に設置したファンユニット２を駆動することで、架台１
の最下段に設置した吸排風ユニット５の前部に設けた窓
7Aから冷気を吸い込み、冷気は下段シェルフ10-2のシェ
ルフ10の下側板の通風スリットを経て、下段シェルフ10
-2内に入り、プリント板15及び実装部品の熱を奪い上昇
し、上側板の通風スリットを経て、上段シェルフ10-1に
入る。

【０００９】そして、上段シェルフ10-1のプリント板15
及び実装部品を冷却した後に、ファンユニット２を経て
上昇し、中段に設置した吸排風ユニット５に入り、中段
の吸排風ユニット５の遮蔽板６に添って斜め後方に上昇
し、後部の窓7Bを経て架１の後方へ排出される。

【００１０】一方、最上段に設置したファンユニット２
を駆動することで、中段の吸排風ユニット５の前側板の
窓7Aから冷気を吸い込み、冷気は遮蔽板６に沿って斜め
上方に進行して、下段シェルフ10-2に入りそのプリント
板15及び実装部品の熱を奪い上昇し、上側板の通風スリ
ットを経て、上段シェルフ10-1に入る。

【００１１】そして、上段シェルフ10-1のプリント板15
等を冷却した後に、最上段のファンユニット２を経て、
架１の上方に排出される。なお、それぞれのプリント板
に個別正面板を取り付け、それぞれの個別正面が並列す
ることで、シェルフの開口を塞ぐようにした電子機器も
使用されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のプリン
ト板及び実装部品は、ファンによって吸引される冷却風
によって、プリント板及び実装部品を冷却するものであ
るが、実装部品の配置・部品形状により冷却風が行き渡
らない部分が発生し、満足する冷却効果を得ることが困
難になるという問題点があった。

【００１３】また、上段シェルフは下段シェルフの熱の
影響を受けるので、上段シェルフに収容するプリント板
は、冷却が不充分になる恐れがあった。一方、架に複数
のファンユニット及び吸排風ユニットを搭載する構造で
あるので、架の高さが高くなって、シェルフの搭載効率
が低下するという問題点があった。

【００１４】さらに、ファンに回転による騒音が発生し
たり、或いは機器内に塵埃が吸い込まれ電気接続部に付
着して機能障害が発生する恐れがあった。本発明はこの
ような点に鑑みて創作されたもので、それぞれのプリン
ト板の冷却が十分に行なわれ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。

【００１５】又他の目的は、シェルフの搭載効率が高
く、また騒音が少なく、且つ塵埃の吸入が殆どない電子
機器の冷却構造を提供することにある。

【００１６】

【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、図１に例示したように、架に多段にシェ
ルフを搭載し、シェルフの対向する上下一対のガイドレ
ールにそれぞれの上・下側縁を挿入して、プリント板を
並列に収容するよう構成された電子機器において、一対
の縦前・後管51,52 を架の前・後架柱のそれぞれに付設
する。一端が縦前管51に連通するようにシェルフ30の下
前側縁に添って前横架管53を設け、一端が縦後管52に連
通するようにシェルフ30の下後側縁に添って後横架管54
を設ける。

【００１７】一端が縦前管51に連通するようにシェルフ
30の上前側縁に添って他の前横架管55を設け、一端が縦
後管52に連通するようにシェルフ30の上後側縁に添って
他の後横架管56を設ける。

【００１８】また、前端が下側の前横架管53に後端が下
側の後横架管54にそれぞれ連通し、上側面がシェルフ30
のそれぞれの下ガイドレール31下面に密接するか、下ガ
イドレール31のそれぞれと一体に形成されてなる複数の
冷却管57を設ける。

【００１９】さらに前端が上側の前横架管55に後端が上
側の後横架管56にそれぞれ連通し、下側面がシェルフ30
のそれぞれの上ガイドレール32の上面に密接するか、上
ガイドレール32のそれぞれと一体に形成されてなる複数
の他の冷却管58とを設ける。

【００２０】そして、冷媒が縦前管51又は縦後管52側か
ら供給されて、それぞれの冷却管57,58 に分配され、他
方の縦管から排出されるという構成とする。または、図
２に例示したように、長さがシェルフ30のバッグボード
35の幅にほぼ等しい金属板部材59が、バッグボード35の
裏面側の上側縁部及び下側縁部の密着し、その金属板部
材59が後横架管54,56 に直接又は上・下架枠後梁24,22
を介して熱的に接続された構成とする。

【００２１】或いはまた、プリント板が金属芯入プリン
ト板であり、バッグボードが金属芯入バッグボードであ
るものとする。さらに或いは、図４に例示したように、
金属芯入プリント板70の金属芯71の裸出した上・下側縁
71A に、それぞれ金属板よりなるアダプタ75が添着さ
れ、アダプタ75がそれぞれのガイドレールに挿入される
構成とする。

【００２２】

【作用】本発明によれば、プリント板の上側縁及び下側
縁を挿入するガイドレールに、冷媒が流れる冷却管が密
着しているか、或いは冷却管がガイドレールと一体に形
成されている。

【００２３】よって、ガイドレール部の温度とプリント
板内の温度差の温度勾配により、実装部品の熱はプリン
ト板を経てガイドレールに伝達され、冷媒を介して電子
機器の外に排出される。

【００２４】したがって、プリント板は勿論のこと、実
装部品の配置及び実装部品の形状に関係なく実装部品を
冷却することができる。従来のようにファンユニット及
び吸排風ユニット等を架に搭載する必要がないので、従
来のものに較べてシェルフの搭載密度が向上し、それだ
け架高が低くなる。

【００２５】又、架内にファンを搭載していないので、
電子機器が静粛であり、且つ電子機器内に塵埃等が吸入
されて塵埃等が電気接続部に付着することもない。ま
た、請求項２の発明によれば、バッグボードの温度上昇
が抑制されるので、バッグボードのパターンの抵抗値の
増加が抑制される。

【００２６】また金属芯入プリント板及び金属芯入バッ
グボードにすることで、発熱量の大きい実装部品の熱が
金属芯に伝達され金属芯の全面に拡散して、冷却管又は
後横架管に効率良く伝達される。

【００２７】よって、プリント板及びバッグボードがむ
らなく冷却される。さらにまた、金属芯入プリント板と
して、その金属芯の裸出した上・下側縁に、金属板より
なるアダプタを添着して、このアダプタをガイドレール
に挿入することで、プリント板とガイドレール間の熱抵
抗が小さくなるので、冷却性がさらに向上する。

【００２８】

【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。

【００２９】図１は本発明の実施例の斜視図、図２は本
発明の実施例の断面図、図３は本発明の実施例の全体を
示す図、図４は請求項４の発明の実施例の斜視図であ
る。図において、30は左右一対の側板, 上側板34, 下側
板33及びバッグボード35とからなる前面が開口した箱形
の、架１に多段に搭載されるシェルフである。

【００３０】架１には下架枠前梁21と下架枠後梁22、及
び上架枠前梁23と上架枠後梁24が、それぞれ複数対多段
に設けられている。この一対の下架枠前梁21と下架枠後
梁22に下側板33が架橋し、上側板34が上架枠前梁23と上
架枠後梁24の下側に近接するように、シェルフ30を挿入
し固着することで、それぞれのシェルフ30は架１に搭載
される。

【００３１】また、シェルフ30の上側板34と下側板33に
は、それぞれ対向して複数対の上ガイドレール32と下ガ
イドレール31とが形成され、プリント板40の上下側縁の
それぞれを、対向する上ガイドレール32と下ガイドレー
ル31を選択して差し込み、プリント板コネクタを対向す
るバックボードコネクタにプラグインすることで、多数
のプリント板40がそれぞれのシェルフ30に並列に収容さ
れる。

【００３２】なお、シェルフ30は上側板34及び下側板33
の代わりに枠形部材として、それぞれの枠形部材に直接
ガイドレールを固着しても良い。51は架の前架柱に付設
した縦前管、52は架の後架柱に付設した縦後管である。

【００３３】53は、下架枠前梁21の内側に密接して固着
された長さがシェルフ30の幅にほぼ等しい角筒形の前横
架管であって、その一端は縦前管51に連通している。54
は、下架枠後梁22の内側に密接して固着された長さがシ
ェルフ30の幅にほぼ等しい角筒形の後横架管であって、
その一端は縦後管52に連通している。

【００３４】55は、上架枠前梁23の内側に密接して固着
された長さがシェルフ30の幅にほぼ等しい角筒形の前横
架管であって、その一端は縦前管51に連通している。56
は、上架枠後梁24の内側に密接して固着された長さがシ
ェルフ30の幅にほぼ等しい角筒形の後横架管であって、
その一端は縦後管52に連通している。

【００３５】57は、シェルフ30を架１に装着した状態
で、上側面がそれぞれの下ガイドレール31の下面に密接
するように、前端が下側の前横架管53に連通し、後端が
下側の後横架管54に連通して、架側に固着された角筒形
の冷却管である。

【００３６】58は、シェルフ30を架１に装着した状態
で、下側面がそれぞれの上ガイドレール32の上面に密接
するように、前端が上側の前横架管55に連通し、後端が
上側の後横架管56に連通して、架側に固着された角筒形
の冷却管である。

【００３７】これらの冷却管57,58 は、銅, アルミニウ
ム等の良熱伝導性の金属であることが望ましい。なお、
冷却管57,58 は図示例と異なり、下ガイドレール31又は
上ガイドレール32と一体に形成して、シェルフ30に固着
した構成のものでもよい。

【００３８】このように一体構造の冷却管57は、シェル
フ30を架１に搭載した後に、前横架管53を前端開口にあ
てがい前横架管53の並列した筒部をそれぞれの前開口に
嵌挿してＯリングを介して気密に連結する。また後横架
管54を後端開口にあてがい後横架管54の並列した筒部を
それぞれの後開口に嵌挿してＯリングを介して気密に連
結するものとする。

【００３９】なお、同様にしてシェルフ30の上図に配列
したそれぞれの冷却管58と、前横架管55，後横架管56と
を連結するものとする。本発明は上述のような管構成に
して、図３に例示したように、架１の外に熱交換器60を
設置して、冷媒（水等の液体又はフロン）を冷却管57,5
7 と熱交換器60との間を循環させて、プリント板と実装
部品を冷却するものである。

【００４０】詳述すると、熱交換器60の冷媒吐出口と縦
前管51とを点線で図示した配管を介して連結し、熱交換
器60の冷媒吸入口と縦後管52とを点線で図示した配管を
介して連結して、冷媒を点線矢印のように縦前管51から
前横架管53,55 を経て、それぞれの冷却管57,58 に分配
して、冷媒でプリント板40及びプリント板に実装した実
装部品の熱を吸熱し、後横架管54,56 、縦後管52を経て
熱交換器60に回収し、熱交換器60で冷媒の熱を放熱させ
ている。

【００４１】上述のように、ガイドレール部の温度とプ
リント板内の温度差の温度勾配により、実装部品の熱を
プリント板，ガイドレールを経て冷媒で奪うようにした
もので、ファンによる強制冷却手段とは異なり、実装部
品の配置及び実装部品の形状に殆ど関係なくプリント板
搭載の実装部品が効率良く冷却される。

【００４２】従来のようにファンユニット及び吸排風ユ
ニット等を架に搭載する必要がないので、従来のものに
較べてシェルフの搭載密度が向上し、それだけ架高を低
くすることができる。

【００４３】又、架内にファンユニットを搭載していな
いので、電子機器が静粛であり、且つ電子機器内に塵埃
等が吸入されて電気接続部に付着することに起因する、
電流のリークが防止される。

【００４４】プリント板を金属芯入プリント板にする
と、発熱量の大きい実装部品の熱が金属芯に伝達され、
金属芯の全面に拡散してその熱がより効率良く冷却管に
伝達される。

【００４５】したがって、プリント板がむらなく冷却さ
れ、冷却性が向上する。図２において、59は、長さがバ
ッグボード35の幅にほぼ等しい側面視がＬ形のアルミニ
ウム等からなる金属板部材である。

【００４６】金属板部材59をバッグボード35の裏面側の
上側縁部に密接に添わせて、金属板部材59が後横架管56
に平行するようシェルフ30に固着している。また他の金
属板部材59をバッグボード35の裏面側の下側縁部に密接
に添わせて、金属板部材59が後横架管54に平行するよう
シェルフ30に固着している。

【００４７】そして、シェルフ30を架１に搭載した場合
に、一方の金属板部材59の水平板側が上架枠後梁24に密
接し、他方の金属板部材59の水平板側が下架枠後梁22に
密接するようにしている。

【００４８】したがって、バッグボード35の熱は金属板
部材59, 架枠後梁を介して後横架管に伝達され、冷媒に
より架の外に搬出される。よって、バッグボードの温度
上昇が抑制され、バッグボードのパターンの抵抗値の増
加が抑制され、パターン部分の電圧降下が低減される。

【００４９】なお、バッグボードを金属芯入バッグボー
ドにすると、さらに冷却性が向上する。図４において、
80は、角形の冷却管58の下部に上ガイドレール32を設け
た、冷却管・ガイドレールの一体形部材であって、前端
部及び後端部の上面を、シェルフの上枠形部材34A に溶
接或いはろー付け等して固着されている。

【００５０】また、この一体形部材80は、前後の端面の
それぞれに筒部58A を突出させて、前横架管及び後横架
管に連結するようになっている。なお、シェルフの下枠
形部材には、冷却管と下ガイドレールが一体に形成され
た、他の一体形部材対応して固着さている。

【００５１】70は、上側縁を上ガイドレール32に、下側
縁を下ガイドレールにそれぞれ挿入してシェルフに実装
する金属芯入プリント板である。75は、金属芯入プリン
ト板70の金属芯71の裸出した上・下側縁71A に固着する
アルミニウム等よりなる長板状のアダプタである。アダ
プタ75の刃はは上ガイドレール32の溝幅よりわずかに小
さいものである。

【００５２】アダプタ75の下端面に、金属芯71の裸出し
た上・下側縁71A が嵌入するスリットを設け、このスリ
ットに金属芯71の側縁を押し込み、半田付け等してアダ
プタ75を金属芯入プリント板70に固着している。

【００５３】上述のように上側縁及び下側縁にそれぞれ
アダプタ75を固着した金属芯入プリント板70は、アダプ
タ75をガイドレールに差し込むことで、シェルフに実装
されるものである。

【００５４】上述のように金属芯入プリント板にアダプ
タを固着した構造とすることで、プリント板とガイドレ
ール間の熱抵抗が小さくなるので、プリント板の冷却性
がさらに向上する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、プリント
板の上側縁及び下側縁を挿入するガイドレールに、冷媒
が流れる冷却管を密着させるか、冷却管とガイドレール
とを一体に形成したもので、プリント板は勿論のこと、
実装部品の配置及び実装部品の形状に関係なく実装部品
を冷却することができるという効果を有する。

【００５６】また、シェルフの搭載密度が向上し、それ
だけ架高が低くなるばかりでなく、電子機器が静粛とな
り、且つ電子機器内に塵埃等が吸入されることがなくな
る。また、請求項２の発明によれば、バッグボードの温
度上昇が抑えられ、抑制され、バッグボードのパターン
の抵抗値の増加が抑制されパターン部分の電圧降下を低
減できるという効果を有する。

【００５７】また、金属芯入プリント板及び金属芯入バ
ッグボードにすることで、プリント板及びバッグボード
がむらなく冷却される。さらにまた、金属芯入プリント
板として、その金属芯の裸出した上・下側縁に、金属板
よりなるアダプタを添着して、このアダプタをガイドレ
ールに挿入することで、冷却性がさらに向上するという
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の斜視図

【図２】 本発明の実施例の断面図

【図３】 本発明の実施例の全体を示す図

【図４】 請求項４の発明の実施例の斜視図

【図５】 従来の電子機器の斜視図

【図６】 従来例の断面図

【符号の説明】

１ 架 ２ ファ
ンユニット ５ 吸排風ユニット 10-1 上
段シェルフ 10-2 下段シェルフ 15,40 プ
リント板 21 下架枠前梁 22 下架
枠後梁 23 上架枠前梁 24 上架
枠後梁 30 シェルフ 31 下ガ
イドレール 32 上ガイドレール 35 バッ
グボード 51 縦前管 52 縦後
管 53,55 前横架管 54,56
後横架管 57,58 冷却管 60 熱交
換器 70 金属芯入プリント板 71 金属
芯 75 アダプタ 80 一体
形部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架に多段にシェルフを搭載し、該シェル
   フの対向する上下一対のガイドレールに、上・下側縁を
   それぞれ挿入して、プリント板を並列に収容するよう構
   成した電子機器において、 該架の前・後架柱のそれぞれに付設されてなる一対の縦
   前・後管(51,52) と、 それぞれの一端が対応する該縦前・後管(51,52) に連通
   し、該シェルフ(30)の下前側縁又は下後側縁に添って配
   管されてなる一対の前・後横架管(53,54) と、 それぞれの一端が対応する該縦前・後管(51,52) に連通
   し、該シェルフ(30)の上前側縁又は上後側縁に添って配
   管されてなる一対の前・後横架管(55,56) と、 前端が下側の該前横架管(53)に後端が下側の該後横架管
   (54)にそれぞれ連通し、上側面が該シェルフ(30)のそれ
   ぞれの下ガイドレール(31)の下面に密接するか、該下ガ
   イドレール(31)のそれぞれと一体に形成された複数の冷
   却管(57)と、 前端が上側の該前横架管(55)に後端が上側の該後横架管
   (56)にそれぞれ連通し、下側面が該シェルフ(30)のそれ
   ぞれの上ガイドレール(32)の上面に密接するか、該上ガ
   イドレール(32)のそれぞれと一体に形成されてなる複数
   の冷却管(58)とを、備え、 冷媒が該縦前管(51)か縦後管(52)かの何れか一方から供
   給されて、それぞれの冷却管(57,58) に分配され、他方
   の縦管から排出されるよう構成されたことを特徴とする
   電子機器の冷却構造。
2. 【請求項２】 長さがシェルフ(30)のバッグボード(35)
   の幅にほぼ等しい金属板部材(59)が、該バッグボード(3
   5)の裏面側の上側縁部及び下側縁部の密着してなり、 該金属板部材(59)が後横架管(54,56) に直接又は上・下
   架枠後梁(24,22) を介して、熱的に接続されてなること
   を特徴とする、請求項１記載の電子機器の冷却構造。
3. 【請求項３】 プリント板が金属芯入プリント板(70)で
   あり、バッグボードが金属芯入バッグボードであること
   を特徴とする、請求項１又は請求項２記載の電子機器の
   冷却構造。
4. 【請求項４】 金属芯入プリント板(70)の金属芯(71)の
   裸出した上・下側縁(71A) に、それぞれ金属板よりなる
   アダプタ(75)が添着され、 該アダプタ(75)がそれぞれのガイドレールに挿入される
   よう、構成されたことを特徴とする、請求項３記載の電
   子機器の冷却構造。