(57)【要約】【課題】上下に積み重ねて用いられる筐体ユニットにおいて、下段側の筐体ユニットから伝わる熱を効率的に排出することのできる簡易な構成の筐体ユニットを提供する。【解決手段】電気的動作に伴って熱を発生する発熱体を含む電気機器を筐体の内部に収納し、上記熱により前記筐体の内部に生じる温熱風を該筐体の背面部から排出する排熱手段を備え、複数台重ねて使用される筐体ユニットであって、前記電気機器を搭載して前記筐体の底面に装着される実装基板を、前記筐体の前面側に比較して該筐体の背面側に向けて高くして斜めに設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的動作に伴って熱を発生する発熱体を含む電気機器を筐体の内部に収納し、上記熱により前記筐体の内部に生じる温熱風を該筐体の背面部から排出する排熱手段を備え、複数台重ねて使用される筐体ユニットであって、
前記電気機器を搭載して前記筐体の底面に装着される実装基板を、前記筐体の前面側に比較して該筐体の背面側に向けて高くして斜めに設けたことを特徴とする筐体ユニット。
【請求項２】
前記電気機器は、電力変換器であって、前記発熱体は入力電力をスイッチングして所定の出力電圧を生成するスイッチング素子を含む請求項１に記載の筐体ユニット。
【請求項３】
前記排熱手段は、前記筐体の前面部に設けられて該筐体の内部に空気を通流させる送風ファンである請求項１に記載の筐体ユニット。
【請求項４】
前記筐体の内部に斜めに傾けて設けられる前記実装基板は、前記筐体の下面側から受けた熱により該実装基板の下面側に生じる温空気または前記筐体の下面側から前記筐体の内部に入り込む温熱風を該筐体の背面側に導くガイド体としての役割を担う請求項１に記載の筐体ユニット。
【請求項５】
前記筐体は、その底面を形成する下面部材に通風口を備える請求項１に記載の筐体ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばラックに積み重ねて収納されて使用される筐体ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば無停電電源装置等の電力設備においては、その基本単位である電力変換ユニット等の複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて筐体ユニット収納ラックに収納して構築することが多い。またこの種の筐体ユニット（電力変換ユニット）における本体部（スイッチング素子を含む電気機器）は、一般的にはその動作に伴って大量の熱を発する。この為、前記筐体ユニット収納ラックの上段側に収納された筐体ユニットは、その下段側に収納された筐体ユニットからの熱の影響を受け易い。
【０００３】
そこで従来では、上下に積み重ねてラックに収納される複数の筐体ユニット間に熱遮蔽体を設け、前記筐体ユニット間での熱の回り込みを防ぐことが提唱されている（例えば特許文献１を参照）。また複数の回路基板（回路ユニット）等を横並びに収納してラックに装着されるサブラックの底面に熱誘導体を設けて、下段側からの熱を該サブラックの背面側に導くことも提唱されている（例えば特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９６２７７号公報
【特許文献２】特開２０１２−４３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで従来一般的な筐体ユニット１は、例えば図３に示すように、その本体部である電力変換器等の電気機器２を搭載した実装基板３を、当該筐体ユニット１の筐体４の底面を形成する下面板に装着しているに過ぎない。尚、図３において５は、複数の筐体ユニット１を上下に積み重ねて多段に収納するラックを示している。また４ａは前記筐体４の前面に設けられた空気導入口、４ｂは前記筐体４の背面に設けられた温排風の排熱口をそれぞれ示している。
【０００６】
しかしながら上述した構成の従来の筐体ユニット１においては、前記筐体４の内部に籠った熱が必ずしも効率的に排出されるとは限らない。特に下段側の筐体ユニット１の上面から放出される熱が、その上段の筐体ユニット１の下面を通して該筐体ユニット１（筐体４）の内部に伝わり、その熱が該筐体４に収納されている前記実装基板３の下部に籠り易いと言う問題がある。従って上下に積み重ねて用いられる前記筐体ユニット１においては、前記実装基板３の下部に対しても熱的設計を施すことが必要となり、その構成が大掛かりになると言う問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、上下に積み重ねて用いられる筐体ユニットにおいて、特に下段側の筐体ユニットから伝わる熱を効率的に排出することのできる簡易な構成の筐体ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するべく本発明に係る筐体ユニットは、電気的動作に伴って熱を発生する発熱体を含む電気機器を筐体の内部に収納し、上記熱により前記筐体の内部に生じる温熱風を該筐体の背面部から排出する排熱手段を備え、上下に複数台重ねて使用されるものであって、
前記電気機器を搭載して前記筐体の底面に装着される実装基板を、前記筐体の前面側に比較して該筐体の背面側に向けて高くして斜めに設けたことを特徴としている。
【０００９】
ちなみに前記電気機器は、例えば電力変換器であって、前記発熱体は入力電力をスイッチングして所定の出力電圧を生成するスイッチング素子を含む。そして前記排熱手段は、例えば前記筐体の前面部に設けられて該筐体の内部に空気を通流させる送風ファンからなる。また前記筐体の内部に斜めに傾けて設けられる前記実装基板は、前記筐体の下面側から受けた熱により該実装基板の下面側に生じる温空気または前記筐体の下面側から前記筐体の内部に入り込む温熱風を該筐体の背面側に導くガイド体としての役割を担う。前記筐体は、その底面を形成する下面部材に通風口を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の筐体ユニットによれば、上下に積み重ねて設けられた下段側の筐体ユニットから伝わる熱を、斜めに設けられた実装基板に沿って筐体の背面側に向かって流れる温排風として排出することができる。従って前記実装基板を前記筐体の背面に向けて傾斜させて設けると言う簡易な構成を採用するだけで、該筐体の内部に溜まり易い熱を効果的に排出することができる。従って複数の筐体ユニットを上下に積み重ねて用いる場合でも前述した熱的な問題を効果的に解消することが可能となる。
【００１１】
特に本構造を採用した場合、複数の筐体ユニットを上下に並べてラックに収納した場合、その効果が絶大である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る筐体ユニットの概略構成を示す図。
【図２】筐体ユニットの外観構成の一例を示す図。
【図３】従来の一般的な筐体ユニットの概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る筐体ユニットについて説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態に係る筐体ユニット１の概略構成を示す図であり、複数の筐体ユニット１を上下に並べてラック５に収納した状態を示している。ちなみに前記筐体ユニット１は、その筐体４の内部に、例えば電力変換器等の電気機器２を搭載した電力変換ユニットからなる。この筐体ユニット（電力変換ユニット）１は、図２にその概略的な外観構成を示すように、例えばＥＩＡ規格に準拠したラック５に、その前面側から着脱自在に装着されて該ラック５に固定される筐体構造を有する。
【００１５】
具体的には前記筐体ユニット１の筐体４は、図２に例示するように４Ｕサイズの大きさのものである。ちなみに４Ｕサイズとは、前記ラック５に搭載可能な横幅寸法で、高さが１.７５インチ（略４４.４５ｍｍ）として定められた基本ユニットサイズ（１Ｕ）の４倍の高さを有する筐体４の大きさを指す。また６は前記筐体４の側部前面側に装着されて前記筐体ユニット１を前記ラック５の側部構造体（図示せず）に固定する為の、Ｌ字型の取付部材である。そして７は前記筐体４の前面部に開口された空気導入口４ａに装着されて該筐体４の内部に空気を通流させる送風ファンである。また前記筐体４の背面部には、排熱口４ｂが設けられている。
【００１６】
さて本発明に係る筐体ユニット１が特徴とするところは、図１にその概略構成を示すように、その本体部である電力変換器等の電気機器２を搭載した実装基板３を、当該筐体ユニット１の筐体４の底面を形成する下面板に、斜めに傾けて装着している点にある。具体的には前記実装基板３は、前記筐体４の背面側に位置付けられる後端部を、該筐体４の前面側に位置付けられる前端部に比較してその取り付け高さを高くし、前記筐体４の下面板に対して斜めに傾いた状態で装着されている。そして前記実装基板３の下部、即ち、前記筐体４の下面板との間に、前記筐体４の前面側から背面側に掛けて徐々に広がる空間（隙間）を形成している。
【００１７】
このような内部構造を有する筐体ユニット１によれば、図１に示すように複数の筐体ユニット１を上下に積み重ねてラック５に収納して用いたとき、下段の筐体ユニット１から前記筐体４の下面板を通して該筐体４の内部に侵入した熱は、斜めに傾けて設けられた前記実装基板３に沿って前記筐体ユニット１の背面側に導かれる。即ち、前記下段の筐体ユニット１から伝わる熱によって前記筐体４の下面板と前記実装基板３との隙間に存在する空気層が暖められる。すると暖気となった空気層は軽くなり、前述した如く斜めに設けられた前記実装基板３に沿って上昇する。この結果、上述した如く暖められた空気層は前記筐体４の背面板に穿たれた前記排熱口４ｂに導かれ、前記送風ファン７によって生起される空気流と共に温排風として外部に排出される。
【００１８】
従って上記構成の筐体ユニット１によれば、複数の筐体ユニット１を積み重ねて用いる場合であっても、その下段に設けられた筐体ユニット１の影響を受けて前記実装基板３の下部に熱が籠ることがない。故に前記送風ファン７による温排風の排出作用と相俟って前記実装基板３に搭載された電気機器２を効率的に冷却することが可能となり、該電気機器２の安定した動作を保証することが可能となる。しかも前記実装基板３を傾けて前記筐体４に装着すると言う簡易な構成であり、複雑な熱的設計を施す必要もない。従って簡易にして効果的に熱的対策を講じることができ、その実用的利点が多大である。特に前記ラック５に装着して用いられる筐体ユニット１に適用するに好適である。
【００１９】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば筐体４の大きさや前記実装基板３の傾き角度θについては前記筐体ユニット１の仕様、即ち、前記電気機器２の仕様等に応じて定めれば良いものである。またここでは前記筐体ユニット１の前面側に送風ファン７を設けた例について示したが、前記筐体ユニット１の背面部に排気ファンを設けた構成の筐体ユニット１についても本発明を同様に適用可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１  筐体ユニット
２  電気機器（本体部）
３  実装基板
４  筐体
４ａ  空気導入口
４ｂ  排熱口
５  ラック
６  取付部材
７  送風ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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