JPH11330758A - 屋外設置型通信機器用カードの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体の内部に配置されたカードを効率よく冷
却することができるとともに、カードの着脱を容易に行
うことのできる屋外設置型通信機器用カードの冷却装置
を提供する。 【解決手段】 冷却装置１の筐体２の内部にカードボッ
クス３が設けられており、そのカードボックス３の内部
にはＣＰＵ１３が取り付けられたカード１２が上部カー
ドホルダ１７と下部カードホルダ１９とによって保持さ
れている。そして、ＣＰＵ１３の表面に密着する熱伝導
板１４からカード１２の端部に形成されている熱伝導部
材１５に熱輸送する第１ヒートパイプ２０が設けられる
とともに、上部カードホルダ１７から筐体２に密着して
固定されているブロック１０に熱輸送する第２ヒートパ
イプ２３が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートパイプを
用いた冷却装置に関し、特に、屋外設置型の通信機器用
のカードの冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、情報通信の分野においては、各
種の情報が電子データ化され、この情報が無線または有
線の方式により、相互の端末機同士や、端末機と交換機
との間で通信されている。端末機や交換機などの通信機
器にはコンピュータが内蔵されており、電子データがコ
ンピュータにより処理される。

【０００３】上記コンピュータには、情報処理電子機器
ユニットとしてのカードが接続されており、このカード
により、コンピュータの保有する情報を電子データとし
て外部に出力する処理や、外部から送信された電子デー
タをコンピュータに入力する処理が行われる。そして、
このカードには中央処理装置（以下、ＣＰＵと記す）等
の素子が複数取り付けられている。これらの素子は電子
データの処理が増大することによって発熱するため、そ
の熱を効率よく放熱する必要がある。そのため、素子の
表面にファンを取り付けることによって、この熱を通信
機器内部に存在する空気中に放熱し、かつ通信機器内部
の空気を通信機器外部に放出するファンによって外気中
に放熱する。その結果、素子が冷却される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通信機器の
改造や更新等のために、前述のカードを増設したり、交
換したりすることが行われる。そのため、カードを通信
機器に着脱する際に作業が容易になるように、ガイドレ
ール上でカードをスライドさせることによって着脱でき
るように通信機器が形成される場合がある。しかしこの
場合では、ＣＰＵ等の素子の表面にファンが取り付けら
れているため、カードの厚さが厚くなり、スライドさせ
ることによってカードを着脱可能にすることにより通信
機器に設置できるカードの枚数が減少する可能性があっ
た。また、ＣＰＵとファンとの取付位置をカード毎にず
らすとしても、カードにおける素子の配置の自由度が減
少するとともに、カードを通信機器にスライドさせるこ
とによって着脱する際に、ファンが他のカードの素子と
衝突するなどの障害が発生する可能性があった。

【０００５】また、ＣＰＵ等の素子をファンによって冷
却すると、カードとそれに隣接する他のカードとには、
ファンによって放出された熱を運び去ることができるだ
けの空気の流路となる間隔をおく必要がある。その結
果、通信機器に設置できるカードの枚数が減少する可能
性があった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、筐体の内部に配置されたカードを効率よく冷
却することができるとともに、カードの着脱を容易に行
うことのできる屋外設置型通信機器用カードの冷却装置
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために請求項１の発明は、屋外に設置さ
れ、かつ、通信機器の情報処理を行う素子を備えるカー
ドが収容された筐体と、前記筐体の内部に配置され、か
つ前記カードに接触することにより保持するカードホル
ダとを備える屋外設置型通信機器用カードの冷却装置に
おいて、前記カードホルダに接触する前記カードの少な
くとも一部が熱伝導性を有する材料から形成され、その
部分に一端部が熱伝達可能に取り付けられるとともに、
他端部が前記素子に熱伝達可能に取り付けられた第１ヒ
ートパイプと、前記第１ヒートパイプが取り付けられた
前記カードの部分に接触する前記カードホルダに一端部
が熱伝達可能に取り付けられるとともに、他端部が前記
筐体もしくは前記筐体に熱伝達可能に設けられている伝
熱部材に熱伝達可能に取り付けられた第２ヒートパイプ
とを備えることを特徴とするものである。

【０００８】請求項１の発明によれば、カードホルダに
接触するカードの部分を熱伝導性を有する材料から形成
し、そこに第１ヒートパイプの一端部が熱伝達可能に取
り付けられるとともに、その他端部が素子に熱伝達可能
に取り付けられ、かつ、第２ヒートパイプの一端部が、
第１ヒートパイプが取り付けられたカードの部分に接触
するカードホルダに熱伝達可能に取り付けられるととも
に、その他端部が筐体もしくは筐体に熱伝達可能に設け
られている伝熱部材に熱伝達可能に取り付けられている
ことので、ヒートパイプの大きな熱輸送能力を用いて素
子を効率よく冷却することができる。

【０００９】また、素子の冷却にファンを用いないの
で、カードの間隔を短くすることができるとともに、カ
ードの厚さを薄くすることができる。その結果、筐体の
内部に設置することのできるカードの枚数を増やすこと
ができるとともに、筐体内部の空気を外部に放出するフ
ァンが不要になる。さらに、カードの厚さが薄くなると
ともに、ヒートパイプがカード側と筐体側とにそれぞれ
設けられているので、カードの着脱が容易になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明の具体例を図面を
参照して説明する。図１は、この発明の具体例に係る屋
外設置型通信機器用カードの冷却装置（以下、冷却装置
と記す）１を示す正面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線
における冷却装置１の断面図、図３は冷却装置１の一部
を破断した部分的な斜視図である。この冷却装置１は、
例えば、テレターミナルシステムや衛星通信システムな
どに適用されるものであり、屋外に設置されている。そ
して、この冷却装置１は金属板により形成された中空直
方体の筐体２を備えている。この筐体２の材料として、
例えば耐水性を有するとともに堅牢なステンレス鋼が用
いられる。筐体２の内部には通信機器の構成部品（図示
せず）が収納されており、さらに、他の部位から区画さ
れたカードボックス３が設けられている。

【００１１】このカードボックス３は、矩形板から形成
されている。つまり、水平に配置された底板４と、その
底板４の対向する２つの側縁から鉛直上方に向かってそ
れぞれ１枚ずつ立設する側板５と、側板４の１つの側縁
から鉛直上方に向かって立設するとともに２つの側板５
の側縁に接合する背板６と、側板５と背板６との上縁に
側縁が接合している天板７とから形成されている。そし
て、カードボックス３には開口面８が形成されている。
そして、この開口面８側が冷却装置１（筐体２）の正面
側となる。また、このカードボックス３を形成する矩形
板の材料としては、熱伝導率の高い材料、例えばアルミ
ニウム等が用いられる。なお、筐体２には、正面側に扉
（図示せず）が設けられており、開閉可能に構成されて
いる。

【００１２】一方、筐体２の天板の上面には、板形状の
放熱フィン９が複数枚立設されている。各放熱フィン９
は、筐体２の正面側から背面側に向けてほぼ直線状に、
かつ、相互に平行に配置されている。これらの放熱フィ
ン９は、筐体２の放熱面積を拡大するために設けられて
いる。

【００１３】また、筐体２の天板の下面には矩形状の伝
熱部材であるブロック１０が密着して固定されている。
このブロック１０は熱伝導率の高い材料、例えばアルミ
ニウムにより形成されている。さらに、ブロック１０に
は、カードボックス３の開口面８側の端面に開口し、か
つ背板６側に向けて延びた直線状の取付孔１１が複数穿
設されている。この取付孔１１は断面が円形であり、所
定間隔をおいて互いに平行になるように、かつ水平にな
るように形成されている。

【００１４】また、カードボックス３の内部には、情報
処理電子機器ユニットであるカード１２が複数枚収納さ
れている。各カード１２は矩形状に形成されており、相
互に平行になるように一定間隔をおいて保持されてい
る。また、このカード１２には、ＣＰＵ１３が取り付け
られている。そのＣＰＵ１３のカード１２側とは反対側
の面には、アルミニウム等からなる熱伝導板１４がＣＰ
Ｕ１３に密着して設けられている。この熱伝導板１４と
ＣＰＵ１３とは熱伝導性を有する接着剤によって接着さ
れ、もしくは熱伝導性を有するシリコンゴムシート等を
それらの間に挟んで密着している。さらに、このカード
１２の図２における上端部には、アルミニウム等からな
り、カード１２の厚さ方向における断面がＴ字形に形成
された熱伝導部材１５がカード１２に接合されている。
なお、この熱伝導部材１５とカード１２との間で断熱さ
れるように、断熱性を有する接着剤によってそれらが接
合されている。また、この熱伝導部材１５には、その長
手方向に延びるとともに、カード１２をカードボックス
３に挿嵌した際に開口面８側に位置する端面に開口して
おり、断面が円形状である取付孔１６が穿設されてい
る。

【００１５】そして、カードボックス３の天板７の内面
には、上部カードホルダ１７が複数個設けられている。
なお、この上部カードホルダ１７は、前述の取付孔１０
の真下に配置されている。また、上部カードホルダ１７
は、Ｔ字形に形成された熱伝導部材１５をカードボック
ス３の開口面８側からスライドさせて挿嵌し、保持する
ことができるように、断面がＣ字形になるように形成さ
れている。さらに、上部カードホルダ１７には、カード
ボックス３の開口面８側の端面に開口し、断面が円形状
であり、かつ背板６側に向けて延びた直線状の取付孔１
８が穿設されている。一方、カードボックス３の底板４
の内面には、下部カードホルダ１９が複数個設けられて
いる。なお、この下部カードホルダ１９は上部カードホ
ルダ１７の真下に配置されている。また、下部カードホ
ルダ１９はカード１２をカードボックス３の開口面８側
からスライドさせて挿嵌し、保持することができるよう
に、断面がコの字形になるように形成されている。

【００１６】そして、各カード１２には、外部システム
との間で電子データの入力および出力を行うためのケー
ブル（図示せず）が接続されている。さらに、各カード
１２は、筐体２の内部に配置されたコンピュータ（図示
せず）に対してデータ通信可能に接続されている。

【００１７】また、ＣＰＵ１３の表面に密着している熱
伝導板１４とカード１２の一端部に接合されている熱伝
導部材１５とを熱伝達可能に接続する断面が円形状の第
１ヒートパイプ２０が複数本設けられている。この第１
ヒートパイプ２０は、銅やアルミニウム等からなる密閉
された金属パイプ等のコンテナの内部に、非凝縮性ガス
を脱気した状態で水やアルコール等の凝縮性の流体（図
示せず）を作動流体として封入することによって形成し
たものである。なお、第１ヒートパイプ２０には、作動
流体の還流を促進するウィック（図示せず）がコンテナ
の内部に設けられている。

【００１８】そして、第１ヒートパイプ２０の一端部
が、熱伝導板１４に熱伝達可能に取り付けられている。
また、第１ヒートパイプ２０の他端部が、熱伝導部材１
５の取付孔１６に挿嵌されており、熱伝導部材１５と第
１ヒートパイプ２０の他端部とが熱伝達可能になってい
る。なお、第１ヒートパイプ２０の一端部がその加熱部
２１に、他端部がその放熱部２２となる。

【００１９】また、上部カードホルダ１７とブロック９
とを熱伝達可能に接続する断面が円形状の第２ヒートパ
イプ２３が複数本設けられている。この第２ヒートパイ
プ２３は、第１ヒートパイプ２０と同様に形成されてい
る。

【００２０】そして、第２ヒートパイプ２３の一端部
が、上部カードホルダ１７の取付孔１８に、またその他
端部がブロック９の取付孔１０にそれぞれ挿嵌されてお
り、上部カードホルダ１７と第２ヒートパイプ２３の一
端部とが、ブロック９と第２ヒートパイプ２３の他端部
とが熱伝達可能になっている。なお、第２ヒートパイプ
２３の一端部がその加熱部２４に、他端部がその放熱部
２５となる。

【００２１】つぎに、この具体例の作用について説明す
る。上記のように構成された冷却装置１において、外部
システムとカード１２との間でデータ通信が行われる。
また、冷却装置１に内蔵されたコンピュータによりデー
タが処理される。そしてデータ通信が行われることによ
ってＣＰＵ１３が発熱すると、その熱がＣＰＵ１３の表
面に密着している熱伝導板１４に伝達される。さらに、
熱伝導板１４に伝達された熱は、それに熱伝達可能に取
り付けられた第１ヒートパイプ２０の加熱部２１に伝達
される。

【００２２】第１ヒートパイプ２０の加熱部２１に伝達
された熱によって、その内部の作動流体（図示せず）が
加熱され、蒸発する。そして、その作動流体の蒸気は第
１ヒートパイプ２０の放熱部２２に流動し、そこで熱を
放出して凝縮する。すなわち、ＣＰＵ１３において発生
した熱を作動流体がその潜熱として第１ヒートパイプ２
０の加熱部２１から放熱部２２に熱輸送する。そして、
液化した作動流体はコンテナ内部に形成されているウィ
ックによって第１ヒートパイプ２０の加熱部２１に還流
し、上記のサイクルを繰り返す。

【００２３】第１ヒートパイプ２０の放熱部２２に輸送
された熱は、カード１２の一端部に接合している熱伝達
部材１５に伝達される。さらに、その熱は熱伝達部材１
５からそれが挿嵌されている上部カードホルダ１７に伝
達され、その後第２ヒートパイプ２３の加熱部２４に伝
達される。そして、第２ヒートパイプ２３の加熱部２４
に伝達された熱によって、その内部の作動流体（図示せ
ず）が蒸発する。そして、その作動流体の蒸気は第２ヒ
ートパイプ２３の放熱部２５に流動し、そこで熱を放出
して凝縮する。その後、コンテナ内部に形成されたウィ
ック（図示せず）によって、凝縮した作動流体は加熱部
２４に還流する。その結果、第２ヒートパイプ２３の加
熱部２４から放熱部２５へ熱輸送が行われる。

【００２４】第２ヒートパイプ２３の放熱部２５に伝達
された熱は、ブロック１０に伝達される。そして、その
熱はブロック１０から筐体２を介して放熱フィン９に伝
達され、その放熱フィン９からその近傍を流通する空気
中に放熱される。その結果、ＣＰＵ１３が効率よく冷却
され、カード１２のデータ通信機能および電子データ処
理機能が良好に維持される。

【００２５】なお、この具体例では、第２ヒートパイプ
から伝達された熱を伝熱部材であるブロックを介して筐
体に立設している放熱フィンに伝達されたが、この発明
はこれに限定されることはなく、第２ヒートパイプから
直接筐体に熱が伝達するように冷却装置を構成してもよ
い。

【００２６】また、この具体例では、第１ヒートパイプ
の加熱部をカードのＣＰＵに熱伝導板を挟んで熱伝達可
能に取り付けられたが、この発明はこれに限定されるこ
とはなく、カードに取り付けられているＣＰＵ以外の素
子にも第１ヒートパイプを熱伝達可能に取り付けること
ができる。

【００２７】さらに、この具体例では、カードをスライ
ドさせて着脱できるように上部カードホルダと下部カー
ドホルダとが設けられたが、この発明はこれに限定され
ることはなく、カードを所望の方法で着脱できるように
カードホルダを形成してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、カードホルダに接触するカードの部分を熱伝導性を
有する材料から形成し、そこに第１ヒートパイプの一端
部が熱伝達可能に取り付けられるとともに、その他端部
が素子に熱伝達可能に取り付けられ、かつ、第２ヒート
パイプの一端部が、第１ヒートパイプが取り付けられた
カードの部分に接触するカードホルダに熱伝達可能に取
り付けられるとともに、その他端部が筐体もしくは筐体
に熱伝達可能に設けられている伝熱部材に熱伝達可能に
取り付けられていることので、ヒートパイプの大きな熱
輸送能力を用いて素子を効率よく冷却することができ
る。

【００２９】また、素子の冷却にファンを用いないの
で、カードの間隔を短くすることができるとともに、カ
ードの厚さを薄くすることができる。その結果、筐体の
内部に設置することのできるカードの枚数を増やすこと
ができるとともに、筐体内部の空気を外部に放出するフ
ァンが不要になる。さらに、カードの厚さが薄くなると
ともに、ヒートパイプがカード側と筐体側とにそれぞれ
設けられているので、カードの着脱が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る屋外設置型通信機器用カード
の冷却装置の具体例を示す正面図である。

【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】 図１に示された屋外設置型通信機器用カード
の冷却装置であり、その一部を破断した部分的な斜視図
である。

【符号の説明】

２…筐体、 ３…カードボックス、 ９…ブロック、
１２…カード、 １３…ＣＰＵ、 １５…熱伝導部材、
１７…上部カードホルダ、 ２０…第１ヒートパイ
プ、 ２３…第２ヒートパイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 勝夫 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 タン ニューエン 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋外に設置され、かつ、通信機器の情報
   処理を行う素子を備えるカードが収容された筐体と、前
   記筐体の内部に配置され、かつ前記カードに接触するこ
   とにより保持するカードホルダとを備える屋外設置型通
   信機器用カードの冷却装置において、 前記カードホルダに接触する前記カードの少なくとも一
   部が熱伝導性を有する材料から形成され、その部分に一
   端部が熱伝達可能に取り付けられるとともに、他端部が
   前記素子に熱伝達可能に取り付けられた第１ヒートパイ
   プと、前記第１ヒートパイプが取り付けられた前記カー
   ドの部分に接触する前記カードホルダに一端部が熱伝達
   可能に取り付けられるとともに、他端部が前記筐体もし
   くは前記筐体に熱伝達可能に設けられている伝熱部材に
   熱伝達可能に取り付けられた第２ヒートパイプとを備え
   ることを特徴とする屋外設置型通信機器用カードの冷却
   装置。