JPS62176152A - 冷却装置内蔵型電子ユニツト収容筐体 - 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】 〔目　次〕 ・　４既　　要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術 ・発明が解決しようとする問題点 ・問題点を解決するための手段 ・作用 ・実施例［第１実施例（第１．２図）、第２実施例（第
３図）〕 ・発明の効果 〔概　要〕 電子ユニット収容筐体（１１）の内部を水平仕切板（１
２）と垂直仕切板（１３）によりＬ字状に仕切って、前
記仕切板（１２、１３）の外側に吸気用水平通風路（１
４）と排気用垂直通風路（１５）をＬ字状に交差する形
態で形成し、前記各通風路（１４、１５）のＬ字状交差
部にペルチェ効果素子からなる交差部仕切板（１８）を
設け、この仕切板（１８）の下面（１８ａ　）及び上面
（１８ｂ　）にそれぞれ吸熱フィン（１９）及び放熱フ
ィン（２０）を設け、放熱フィン（２０）上方の垂直通
風路（１５）内に排気送風用のファン（２１）を配設し
、水平及び垂直仕切板（１３、１４）によって囲まれた
内側空間を電子ユニット収容室（１６）に形成すること
により、冷却能力の向上を可能とし、筐体（１［）の小
形化、あるいは電子ユニットの部品実装の高密度化を可
能とした冷却装置内蔵型電子ユニット収容筐体。

〔産業上の利用分野〕

本発明は主に電子装置（電子ユニット）、例えば通信装
置等を収容すると共に冷却装置を内蔵した冷却装置内蔵
型電子ユニット収容筐体に関し、特に強制空冷式冷却装
置を内蔵した電子ユニット収容筐体の構造に関するもの
である。

通信装置などの電子装置は所定機能を有してブロック化
された電子ユニットに形成され、キャビネット等の筐体
内に収容され、一つの機能装置として形成される場合が
ある。このような電子ユニットは、−ｉに発熱源（発熱
部品等）を有しているため、冷却される必要がある。そ
して、その冷却方法は一般に空冷式が多用されている。

本発明の発明者らは、この種の冷却装置としてペルチェ
効果を利用した冷却装置をすでにＩＨしており（特願昭
６０−１８９７５８号）、本発明はこの冷却ｊ装置を巧
みに利用して創作されたものである。

〔従来の技術、及び発明が解決しようとする問題点〕

従来技術における電子ユニット等の収容筐体における冷
却構造は、当所は自然対流を利用した自然学冷却構造で
あったが、近年においては電子部品等の実装の高密度化
に伴う電子ユニットの発熱量の増大化に伴って、送風用
ファンを用いて強制送風する強制空冷構造が主流になっ
ている。

しかしながら、最近では、電子部品等の実装がさらに高
密度化される傾向にある。このため、従来の如きファン
によって単に強制送風する強制空冷構造では、収容筐体
内の電子ユニット　（発熱＃Ａ）を十分に冷却すること
ができず、これを解決するためにはファン（又はファン
ユニット）を大形化して送風量を増加する必要があった
。この結果、収容筐体が大形化されるという問題、ある
いは実装の高密度化が阻害されるという問題があった。

本発明は、このような問題点にかんがみて創作されたも
ので、収容された電子ユニットに対する冷却能力を高め
て収容筐体の小形化あるいは実装の高密度化が可能な冷
却装置内蔵型電子ユニット収容筐体を提供することを目
的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段として、本発明では、
外形が角形状に形成された電子ユニット収容筐体１１の
内部に、前記筺体１１の一側板１１ａに連結されかつ底
板１１Ｃと所定間隔を保って水平に延在し前記一側板１
１ａに対向する他側板１１ｂと所定間隔をもって終端す
る水平仕切板１２と、該仕切板１２の終端に連結される
と共に上方に延びて筐体１１の天井板ｌｉｄに連結され
る垂直仕切板Ｉ３とを配設し、筐体ｉｔの内部断面をＬ
字状に仕切って筐体１１の底板１１Ｃ側に吸気用水平通
風路１４及び筐体１１の他側板１１ｂ側に排気用垂直通
風路１５をＬ字状に交差する形態で形成し、 前記水平仕切板１２の全面に内部吸気孔１２ａを設け、
かつ前記垂直仕切板１３の上部に内部排気孔１３ａを設
け、 前記水平及び垂直仕切板１２　、１３によって囲まれた
内側空間を断面角形状の電子ユニット収容室１６に形成
し、 前記り字状に交差する水平及び垂直通風路１４゜１５の
交差部に、ペルチェ効果素子から成る交差部仕切板１８
をその下面１８ａが前記水平仕切板１２の下面とほぼ整
合する形態で水平状に配設し、前記交差部仕切板１８の
下面ｔＳａ上に前記水平通風路１４内のほぼ全体にわた
って延在する吸熱フィン１９を固設すると共に、上面１
８ｂ上に前記垂直通風路１５内を上方に突出して前記内
部排気孔１３ａ近傍まで延在する放熱フィン２０を固設
し、前記垂直通風路１５内の前記放熱フィン２０の上端
と内部排気孔１３ａとの中間位置に排気強制送風用のフ
ァン２１を配設し、 前記交差部仕切板１８の下面１８ａと対向する筐体底板
１１Ｃの一部分に外部吸気孔ｌｉｅを設け、かつ前記放
熱フィン２０と対向する筐体他側板１１ｂの一部分に外
部排気孔１１ｆを設け、 かつ、前記交差部仕切板１８の下面１８ａを吸熱面、上
面１８ｂを発熱面に設定して構成したことを特徴とする
冷却装置内蔵型電子ユニット収容筐体を提供する。

〔作　用〕

ファン２１によって外部吸気孔ｌｉｅから吸気用水平通
風路１４内に吸入された吸気は、交差部仕切板１８の下
面１８ａ及び吸熱フィン１９によって冷却された後に水
平仕切板１２の内部吸気孔１２ａを通過して電子ユニッ
ト酸室１６内（つまり電子ユニット内）に導入され、電
子ユニットを貫流しながら効率良く奪熱して排気となり
、内部排気孔１３ａを通過して排気用垂直通風路１５内
に導入され、ファン２１によって放熱フィン２０に向け
て送風され、放熱フィン２０及び交差部仕切板１８の上
面１８ｂから奪熱した後に外部排気孔１１ｆから外部に
排出される。この場合、交差部仕切板の下面１８ａ　（
吸熱面）の温度を吸気の温度より低く、かつ上面１８ｂ
（発熱面）の温度を排気の温度よりも高くなるように設
定することにより、発熱面が排気によって冷却されるこ
とになるので吸熱面側での吸気を効率的に冷却すること
が可能となり、この結果、冷却能力を高めることができ
、収容筐体１１の小形化、あるいは収容される電子ユニ
ットにおける部品実装の高密度化を図ることができる。

〔実施例〕

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第１実施例を示す
図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその外観
斜視図、第２図は第１図の交差部仕切板（１８）、吸熱
フィン（１９）及び放熱フィン（２０）を一体化した形
状例を示す斜視図である。尚、この場合、第１図（ａ）
に向かって右側及び左側がそれぞれ筐体１１の前面及び
後面である。

これらの図において、収容筐体１１は外形が縦長状の角
形に形成され、その前面には前面カバー１１ｇが着脱可
能に取着されている。筐体１１の内部に、筐体１１の前
側板（一側板）１１ａに連結されかつ底板１１ｃと所定
間隔を保って水平に延在し前側板１１ａに対向する後側
板（他側板）１１ｂと所定の間隔をもって終端する水平
仕切板１２が配設され、かつ水平仕切板１２の終端に連
結されると共に上方に延びて筺体１１の天井板１１ｄに
連結される垂直仕切板１３が配設される。これらの水平
及び垂直仕切板１２及び１３によって筺体１１の内部断
面がＬ字状に仕切られて筐体１１の底板１１Ｃ側に吸気
用水平通風路１４及び筐体１１の後側板１１ｂ側に排気
用垂直通風路１５がＬ字状に交差する形態で形成される
。そして、水平仕切板１２の全面に多数の内部吸気孔１
２ａが設けられ、かつ垂直仕切板１３の上部に内部排気
孔１３ａが設けられる。さらに、水平仕切板１２と垂直
仕切板Ｉ３によって囲まれた内側空間が断面角形状の電
子ユニット収容室１６に形成される。この収容室１６に
電子ユニット１７が収容される。電子ユニット１７は、
この場合、ユニットケース１７ａ内に発熱部品（発熱源
）及びその他の部品が実装され、所定の機能を有するユ
ニットとして形成されている。ユニットケース１７ａの
底板１７ｂには水平仕切板１２に設けられた内部吸気孔
１２ａに対応する吸気孔１７ｄが設けられ、一方ユニッ
トケース１７ａの後側板１７ｃの上部には垂直仕切板１
３の上部に設けられた内部排気孔１３ａに対応する排気
孔１７ｅが設けられる。向、電子ユニット１７はこのよ
うにユニットケース１７ａに収納されて形成されること
に必ずしも限定されず、ユニットケースを用いずに形成
される場合もある。Ｌ字状に交差する水平１ＪＴｌ風路
１４と垂直通風路１５の交差部に交差部仕切板１８がそ
の下面１８ａを水平仕切板１２の下面とほぼ整合させた
形態で水平状に配設される。この交差部仕切板１８はベ
ルチェ効果素子から形成されたものである。ベルチェ効
果素子は、よく知られているように、異種金属（又は半
導体）を張り合わせ、両者間に電圧を印加することによ
り−・方から他方に熱が移動して両者間に温度差が生じ
て、一方の面が吸熱面（低温面）となり、他方の面が発
熱面（高温面）となるように形成されたものである。本
例の場合、交差部仕切板１８の下面１８ａが吸熱面に、
そして上面１８ｂが発熱面に設定されている。交差部仕
切板１８の下面１８ａ上には、この下面１８ａから水平
通風路１４内に突出すると共に水平仕切板１２下面の略
全面に対向して筐体１１の前側板ｔｔａ近傍まで延在す
る吸熱フィン１９が熱的に接続固設される。一方、交差
部仕切板１８の上面１８ｂ上には、この上面１８ｂから
垂直通風路１５内を上方に突出して垂直仕切板１３の内
部排気孔１３ａと前記上面１８ｂの中間位置まで延在す
る放熱フィン２０が熱的に接続固設される。

第２図に交差部仕切板１８の上下面１８ｂ、１８ａ上に
それぞれ固設された放・吸熱フィン２０．１９の具体的
形状例を示しである。第２図に示すフィン１９゜２０は
熱伝導の良好な材料（例えば、銅、アルミニウム等）か
らそれぞれ−棒状に形成され、仕切板Ｉ８にねしなどの
適当な結合手段で熱的に接続固設されている。これらの
フィン１９　、２０を設けることにより仕切板１８と排
気Ｂ、及び仕切板１８と吸気Ａとの熱交換を効率的に行
って吸気への冷却を一層強めることが可能である。この
吸熱フィン１９は１体１１の前側板１１ａに向かって次
第に幅がせまくなるように下側が傾斜して形成され、こ
の傾斜部に対応して水平通風路Ｉ４内に吸気誘導板２１
が傾斜状に配設されている。尚、符号２４は吸熱フィン
１９の先端部を吸気誘導板２１に固定している固定部材
である。垂直通風路１５内の放熱フィン２０の上端と垂
直仕切板１３に設けられた内部排気孔１３ａとの中間位
置に排気強制送風用のファン（送風機）２１が配設され
る。そして、このファン２１の上方部、つまり垂直通風
路１５の上部における内部排気孔１３ａに対応する位置
に排気誘導板２３が傾斜状に配置されて設けられている
。交差部仕切板１８の下面１８ａに対向する筐体底板１
１ｃの一部分に外部吸気孔ｌｉｅが設けられ、かつ放熱
フィン２０に対向する筐体後側板１１ｂの一部分に外部
排気孔１１ｆが設けられる。尚、上記外部吸気孔ｌｉｅ
は水平通風路１４の後端部に対向する筐体後側板１１ｂ
の一部分に設けてもよい。また、水平仕切板１２の吸気
孔１２ａを交差部仕切板１８から遠ざかるに従って次第
に大きく形成し、水平仕切板１２全体にわたって吸気が
一様に通過するように構成することも容易にでき、さら
には特定部分の吸気孔１２ａを他の部分のものよりも大
きく形成して電子ユニット１７の特定発熱源を集中的に
冷却するように構成することもできる。

本例は上述の如き冷却装置（冷却構造）を内蔵して構成
されたもので、その冷却作用は次のように行なわれる。

ファン２１によって外部吸気１１ｅから吸気用水平通風
路１４内に吸入された吸気Ａは交差部仕切板１８の下面
（吸熱面）１８ａ部分及び吸熱フィン１９に接して冷却
されながら吸気誘導板２２に案内されて内部吸気孔１２
ａ　（及びユニットケース１７．ｌの吸気孔１７ｄ）を
通過して収容室１６（つまり電子ユニット１７）内に導
入される。

電子ユニット１７内に導入された吸気Ａはユニ・ノド１
７内の発熱源を冷却しながらユニット１７を貫流した後
に排気Ｂとなり、内部排気孔１３ａ（及びユニットケー
ス１７ａの排気孔１７ｅ）を通過して排気用垂直通風路
１５内に尋人される。垂直通風路１５内に導入された排
気Ｂは誘導板２３に案内されると共にファン２１によっ
て下方に強制送風され、放熱フィン２０及び交差部仕切
板１８の上面１８ｂ部分に接して奪熱しながら外部排気
、孔１１ｆに導びかれ、この外部排気孔１１ｆから外部
に排出される。

本例の場合、吸気Ａの外部吸気孔ｌｉｅでの温度をＬと
し、交差部仕切板１８の吸熱面（下面１８ａ）及び発熱
面（上面１８ｂ）の温度をそれぞれｔ−α及びも十β（
従って両面の温度差はα＋β）、排気Ｂの内部排気孔１
３ａでの温度（つまり電子ユニット１７から奪熱して上
界した温度）をＬｌとした場合、ｔ＋β＞１．　となる
ように設定しておけば、交差部仕切板１８の発熱面（上
面１８ｂ）が排気Ｂによって熱を奪われて冷却され、こ
れと逆に仕切板Ｉ８の吸熱面（下面１８ａ）は吸気Ａか
ら熱を奪って吸気Ａを冷却することとなる。この結果、
吸気Ａ（温度し）は仕切板１８の下面１８ａ側及び吸熱
フィン１９を通過後にｔ−Δｔの温度となり、電子ユニ
ット１７の冷却能力が向上する。−例として、ｔ−１５
℃、ｔ＋　＝２５°Ｃ（ちなみに電子ユニットの耐熱温
度上限は２５℃が標＄）、１−α＝−２５°Ｃ，ｔ＋β
＝５０°Ｃ（つまり温度差α＋β＝７５℃）の場合、交
差部仕切板１８の吸熱面（下面１８ａ）と吸気Ａとの温
度差が１−（１−α）＝４０℃となり、仕切板１８の発
熱面（上面１８ｂ）と排気Ｂとの温度差がＬ＋β−ｔ＋
＝２５℃となり、吸気Ａは収容室１６（電子ユニット１
７）に流入する前にかなり低温に冷却されることになる
。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第２実施例を示す
図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその外観
斜視図である。尚、第３図において、前出の第１．２図
（第１実施例）と同一部分又は相当部分は同一符号を付
して示されている。本例は前出の第１実施例と基本的に
は同様に構成されたものであるが、電子ユニット収容筺
体１１の外形が横長状（偏平形）の角形に形成された点
が第１実施例と異なるのみで、その作用、効果は第１実
施例と同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、ファン（２１）
によって筐体（１１）に吸入された吸気（Ａ）は順次、
吸気用水平通風路（１４）、電子ユニット収容室（１６
）　（電子ユニ７）１７）及び排気用垂直通風路（１５
）を円滑に流れながら効率良く奪熱して排気（Ｂ）とな
って筐体（１１）外部に排出され、かつ吸気（Ａ）がペ
ルチェ効果素子から成る交差部仕切板（１８）の吸熱面
（下面１８ａ）側で冷却され、排気（Ｂ）が仕切板（１
８）の発熱面（上面１８ｂ）側から奪熱することにより
、電子ユニット（１７）に対する冷却能力を高めること
が可能となり、収容筐体（１１）の小形化（コンパクト
化）、あるいは収容７＝子ユニツトにおける部品実装の
高密度化を図ることができるという好ましい効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第１実施例を示す
図、 第２図は第１図の交差部仕切板（１８）、吸熱フィン（
１９）及び放熱フィン（２０）を一体化した形状例を示
す斜視図、 第３図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の第２実施例を示す
図である。 第１．２図において、 １１は電子ユニット収容筐体、 １１ａは前側板（一側板）、 １１ｂは後側板（他側板）、 １１ｃは底板、　　　　　　ｌｉｄは天井板、ｌｉｅは
外部吸気孔、　　　Ｉｌｆは外部排気孔、１２は水平仕
切板、　　　１２ａは内部吸気孔、１３は垂直仕切板、
　　　１３ａは内部排気孔、１・１は吸気用水平通風路
、 １５は排気用垂直ｉｉｌ風路、 １６は電子ユニット収容室、 １７は電子ユニット・ １８は交差部仕切板、 ｌｅａは下面（吸熱面）、 １８ｂは上面（発熱面）、 １９は吸熱フィン、 ２０は放熱フィン、 ２１はファン（送風機）、 ２２は吸気誘導板、　　　　２３は排気誘導板、Ａは吸
気、　　　　　　　　Ｂは排気、をそれぞれ示す。 外観斜視図 （ｂ） 本発明の第１実施例を示す図 第１図 第１図の交差部仕切板α樽、吸熱フィンα傷及びｍフィ
ン翰を一体化した形状例を示す斜視図第２図 縦断面図 （Ｃ１） 本発明の第２実施例を示す図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外形が角形状に形成された電子ユニット収容筐体（
   １１）の内部に、前記筐体（１１）の一側板（１１ａ）
   に連結されかつ底板（１１ｃ）と所定間隔を保って水平
   に延在し前記一側板（１１ａ）に対向する他側板（１１
   ｂ）と所定間隔をもって終端する水平仕切板（１２）と
   、該仕切板（１２）の終端に連結されると共に上方に延
   びて筐体（１１）の天井板（１１ｄ）に連結される垂直
   仕切板（１３）とを配設し、筐体（１１）の内部断面を
   Ｌ字状に仕切って筐体（１１）の底板（１１ｃ）側に吸
   気用水平通風路（１４）及び筐体（１１）の他側板（１
   １ｂ）側に排気用垂直通風路（１５）をＬ字状に交差す
   る形態で形成し、 前記水平仕切板（１２）の全面に内部吸気孔（１２ａ）
   を設け、かつ前記垂直仕切板（１３）の上部に内部排気
   孔（１３ａ）を設け、 前記水平及び垂直仕切板（１２、１３）によって囲まれ
   た内側空間を断面角形状の電子ユニット収容室（１６）
   に形成し、 前記Ｌ字状に交差する水平及び垂直通風路（１４、１５
   ）の交差部に、ペルチェ効果素子から成る交差部仕切板
   （１８）をその下面（１８ａ）が前記水平仕切板（１２
   ）の下面とほぼ整合する形態で水平状に配設し、 前記交差部仕切板（１８）の下面（１８ａ）上に前記水
   平通風路（１４）内のほぼ全体にわたって延在する吸熱
   フィン（１９）を固設すると共に、上面（１８ｂ）上に
   前記垂直通風路（１５）内を上方に突出して前記内部排
   気孔（１３ａ）近傍まで延在する放熱フィン（２０）を
   固設し、 前記垂直通風路（１５）内の前記放熱フィン（２０）の
   上端と内部排気孔（１３ａ）との中間位置に排気強制送
   風用のファン（２１）を配設し、 前記交差部仕切板（１８）の下面（１８ａ）と対向する
   筐体底板（１１ｃ）の一部分に外部吸気孔（１１ｅ）を
   設け、かつ前記放熱フィン（２０）と対向する筐体他側
   板（１１ｂ）の一部分に外部排気孔（１１ｆ）を設け、 かつ、前記交差部仕切板（１８）の下面（１８ａ）を吸
   熱面、上面（１８ｂ）を発熱面に設定して構成したこと
   を特徴とする冷却装置内蔵型電子ユニット収容筐体。