(57)【要約】      （修正有）【課題】電子機器を冷却するために必要な最低限度の風量を発生するファンを使用することが可能な電子機器の冷却構造を提供する。【解決手段】電子機器１と軸流ファン２との間にダクト３を設け、そのダクト３の電子機器１と接する面に設けられる２つの通風孔により、軸流ファン２から発生される風量をヒートシンク６のフィン８の間に流すべき必要最低限度の風量とカバー７の内部に流すべき必要最低限度の風量とに分ける。【選択図】図１
2006261352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が接触又は固定されたヒートシンクと、前記電子部品を覆うカバーとを備えて構成される電子機器の冷却構造であって、
前記ヒートシンクを冷却するために前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と、前記カバー内部を冷却するために前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量との合計の風量を発生するファンと、
前記電子機器と前記ファンとの間に設けられるダクトと、
を備え、
前記ダクトの前記電子機器と接する面に設けられる、前記ファンから送られる風を前記ヒートシンクのフィンの間に通すための第１の通風孔及び前記ファンから送られる風を前記カバー内部に通すための第２の通風孔により、前記ファンにより発生される風量を前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量とに分ける、
ことを特徴とする電子機器の冷却構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器の冷却構造であって、
前記第１の通風孔の総面積と前記第２の通風孔の総面積との面積比は、前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量の比である、
ことを特徴とする電子機器の冷却構造。
【請求項３】
請求項１に記載の電子機器の冷却構造であって、
前記ダクトは、側面をもつ立体部材により構成され、
前記側面以外の２面のうち前記電子機器と接する面に前記第１及び第２の通風孔が設けられる、
ことを特徴とする電子機器の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品に接触するヒートシンクとその電子部品を覆うカバーとを備える電子機器の冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられる電子部品は、その使用により発熱する。特に発熱が大きい場合、電子部品から発生する熱によりその他の電子部品が悪影響を及ぼさないように、電子部品をヒートシンクに接触又は固定させて冷却する方法がある。また、さらに、ヒートシンクのフィンの間にファンで発生させた風を通しヒートシンクを冷却することも行われている。これにより、電子部品の冷却効率を向上させることができる。
【０００３】
ところで、上述のように、電子部品とヒートシンクとを備えて構成される電子機器では、異物混入防止、耐ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）性能の向上、及び外部へのＥＭＩ抑制などのために電子部品を覆うカバーが備えられているものがある。しかしながら、電子部品の発熱はすべてヒートシンクから冷却されるわけではなく、このように電子部品をカバーで覆う場合、電子部品から発生し、ヒートシンクから冷却されない熱がカバー内部に篭もりカバー内部の温度が上昇することによりカバー内部の電子部品に悪影響が及ぶおそれがある。そのため、電子部品の信頼性が低下したり、耐熱性の高い電子部品を使用しなくてはならないなどの問題が発生する。
【０００４】
そこで、この問題を解決するために、例えば、ヒートシンクを冷却するために使用されるファンの風をカバー内部にも流すことが考えられている（例えば、特許文献１参照）。これにより、ヒートシンクを冷却しつつ、カバー内部の温度上昇も抑えることができる。
【特許文献１】特開２００４−３９９８０号  （第２〜３頁、第１〜３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、ヒートシンクのフィンの間の方がカバー内部に比べて風の通り道が狭いため、ヒートシンクのフィンの間にファンの風を通すときのその通風抵抗は、カバー内部にファンの風を通すときの通風抵抗よりも大きい。そのため、上述のように、ヒートシンクの温度上昇とカバー内部の温度上昇を１つのファンにより抑える場合では、通風抵抗が大きく風が流れ難いヒートシンクのフィンの間に必要最低限度の量の風を流すことが可能なファンが使用される。そして、このように、少なくともヒートシンクのフィンの間に必要最低限度の量の風を流すことが可能なファンが使用される場合では、カバー内部の通風抵抗がヒートシンクのフィンの間の通風抵抗よりも小さい分、カバー内部に実際に流れるファンの風量がカバー内部に本来流れるべき必要最低限度の風量よりも多くなる。従って、ヒートシンクの温度上昇とカバー内部の温度上昇を１つのファンにより抑える場合に使用されるファンが発生すべき総風量は、電子機器を冷却するために必要な最低限度の風量よりも多くなる。
【０００６】
そのため、例えば、ファンの体格や消費電力や騒音を必要以上に大きくする必要があるなどの問題が発生する。
そこで、本発明では、電子機器を冷却するために必要な最低限度の風量を発生するファンを使用することが可能な電子機器の冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の電子機器の冷却構造は、電子部品が接触又は固定されたヒートシンクと、前記電子部品を覆うカバーとを備えて構成される電子機器の冷却構造であって、前記ヒートシンクを冷却するために前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と、前記カバー内部を冷却するために前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量との合計の風量を発生するファンと、前記電子機器と前記ファンとの間に設けられるダクトとを備え、前記ダクトの前記電子機器と接する面に設けられる、前記ファンから送られる風を前記ヒートシンクのフィンの間に通すための第１の通風孔及び前記ファンから送られる風を前記カバー内部に通すための第２の通風孔により、前記ファンにより発生される風量を前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量とに分けることを特徴とする。
【０００８】
ここで、「必要最低限度の風量」とは、電子機器の使用環境において、電子部品が動作可能な温度に保つことの出来る最低限の風量であり、例えば電子機器の使用雰囲気温度範囲の最高温度や、電子部品の使用状態の最大発熱量、ヒートシンクの熱伝導率などの値に安全率を考慮して決定される値である。
【０００９】
このように、ファンを備えることにより、ヒートシンク及びカバー内部をファンの風により冷却することができる。また、ダクトを備えることにより、ヒートシンク及びカバー内部を冷却するために必要な最低限度の風量を発生するファンを使用することができる。これにより、本発明の電子機器の冷却構造は、ダクトを備えない従来の電子機器の冷却構造と比べて、ファンの体格や消費電力を小さくすることができる。
【００１０】
また、前記第１の通風孔の総面積と前記第２の通風孔の総面積との面積比は、前記ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量と前記カバー内部に流すべき必要最低限度の風量の比となるように構成してもよい。
【００１１】
ヒートシンクのフィンの間に流すべき必要最低限度の風量とカバー内部に流すべき必要最低限度の風量との比によって各通風孔の面積が決められているので、さらに適したファンを使用することが出来る。
【００１２】
また、上記ダクトは、側面をもつ立体部材により構成され、前記側面以外の２面のうち前記電子機器と接する面に前記第１及び第２の通風孔が設けられるように構成してもよい。
【００１３】
これにより、ファンから送られてくる風をダクト内に一旦ためることができるので、第１及び第２の通風孔にそれぞれほぼ同じ量の風を同時に送ることができないような送風口をもつファンも使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電子機器を冷却するために必要な最低限度の風量を発生するファンを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の電子機器１の冷却構造を示す図である。図１（ａ）は、電子機器１の冷却構造の全体構成を示す図であり、図１（ｂ）は、電子機器１の内部を示す図である。
【００１６】
まず、図１（ａ）に示す電子機器１の冷却構造は、軸流ファン２（ファン）と、ダクト３とを備えて構成され、ダクト３は、電子機器１と軸流ファン２との間に設けられている。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示す電子機器１は、電子基板４に搭載される電子部品５に接触又は固定されるヒートシンク６と、電子基板４及び電子部品５を覆う金属製のカバー７とを備えて構成されている。なお、電子基板４に搭載されている電子部品全てにヒートシンク６が接触又は固定されている必要は無く、発熱量の小さい制御部品などの電子部品はヒートシンクに接触又は固定されてなくてもよい。本実施例では、発熱量の小さい制御部品などの電子部品はヒートシンク６に接触又は固定されておらず、図示を省略している。
【００１８】
上記軸流ファン２は、ヒートシンク６を冷却するためにヒートシンク６のフィン８の間に流すべき必要最低限度の風量と、カバー７の内部を冷却するためにカバー７の内部に流すべき必要最低限度の風量との合計の風量を発生する。
【００１９】
図２は、ダクト３の一例を示す図である。図２（ａ）は、ダクト３の斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）において、ダクト３を矢印Ａ方向から見た図である。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ダクト３は、側面をもつ立体部材により構成され、側面以外の２面のうちの一方の面、すなわち、電子機器１と接する面に、軸流ファン２から送られる風をヒートシンク６のフィン８の間に通すための通風孔９（第１の通風孔）と軸流ファン２から送られる風をカバー７の内部に通すための通風孔１０（第２の通風孔）とが設けられている。なお、通風孔９及び通風孔１０の数や形は、特に限定されない。また、ダクト３の側面以外の２面のうちの他方の面はすべて開口している。
【００２０】
図２（ｃ）は、本実施形態の電子機器１の冷却構造の断面図である。なお、図２（ｃ）に示す矢印は風の流れを示している。また、図２（ｃ）に示すように、カバー７のダクト３が設けられる面と反対側の面には、通風孔１０からカバー７の内部に入ってくる風を外部に出すための通風孔１１が設けられているものとする。また、通風孔１１の大きさは、カバー７内部への異物混入や耐ＥＭＩ性能の悪化などを防止することが可能な大きさであることが望ましい。また、通風孔１１は、電子機器１の入出力の配線などを通すための孔を兼ねるように構成してもよい。
【００２１】
図２（ｃ）に示すように、軸流ファン２からダクト３内に送られてくる風は、ダクト３の通風孔９及び通風孔１０により、ヒートシンク６のフィン８の間とカバー７の内部とに分けて流すことができる。そのため、通風孔９及び通風孔１０のそれぞれの大きさを適切な大きさにすることにより、軸流ファン２で発生する風量をヒートシンク６のフィン８の間に流すべき必要最低限度の風量とカバー７の内部に流すべき必要最低限度の風量とに分けることができる。なお、上記ヒートシンク６のフィン８の間に流れるべき必要最低限度の風量は、例えば、電子部品５からヒートシンク６に伝わる熱量及びヒートシンク６のフィン８の形状により決めてもよい。また、上記カバー７の内部に流れるべき必要最低限度の風量も同様に、例えば、電子部品５からカバー７の内部の空気に伝わる熱量及びカバー７の内部の形状により決めてもよい。
【００２２】
このように、軸流ファン２を備えることにより、ヒートシンク６及びカバー７の内部を軸流ファン２の風により冷却することができる。また、ダクト３を備えることにより、ヒートシンク６及びカバー７の内部を冷却するために必要な最低限度の風量を発生する軸流ファン２、すなわち、電子機器１を冷却するために必要な最低限度の風量を発生する軸流ファン２を使用することができる。
【００２３】
また、通風孔９の総面積を変えることによりヒートシンク６のフィン８の間に流れる風量が調整される。また、通風孔１０の総面積を変えることによりカバー７の内部に流れる風量が調整される。例えば、通風孔９の総面積を小さくすると、ヒートシンク６のフィン８の間に流れる風量が少なくなり、一方、通風孔１０の総面積を大きくすると、カバー７の内部に流れる風量が多くなる。これにより、電子部品５の発熱量が変化した場合でも、現在使用中の軸流ファン２から変化後の発熱量に対応する風量を発生させる軸流ファン２に取り替えることなくヒートシンク６及びカバー７の内部を冷却することができる。
【００２４】
図３は、軸流ファン２で発生する風量をダクト３の通風孔９及び通風孔１０により分けたときの風量の分配比の一例を示す棒グラフである。なお、図３に示す棒グラフの左側の項目はヒートシンク６のフィン８の間に流れる風量を示し、右側の項目はカバー７の内部に流れる風量を示している。
【００２５】
図３に示す例では、軸流ファン２で発生する風量をダクト３により分けたときのヒートシンク６のフィン８の間に流れる風量は、１０．０であり、カバー７の内部に流れる風量は、１．０である。従って、図３に示す例では、軸流ファン２で発生する風量をダクト３により分けたときの風量の分配比は、１０：１となる。
【００２６】
ここで、例えば、表１に示すように、ヒートシンク６のフィン８の間の通風抵抗が大きく、カバー７の内部の通風抵抗が小さく、ヒートシンク６のフィン８の間に流すべき必要最低限度の風量（必要風量）を１０．０、カバー７の内部に流すべき必要最低限度の風量を１．０、ダクト３を設けない従来の電子機器１の冷却構造におけるヒートシンク６のフィン８の間に実際に流れる風量（実際風量（ダクト無し））が１０．０、従来の電子機器１の冷却構造におけるカバー７の内部に実際に流れる風量が９．０、本実施形態の電子機器１の冷却構造におけるヒートシンク６のフィン８の間に実際に流れる風量（実際風量（ダクト有り））が１０．０、本実施形態の電子機器１の冷却構造におけるカバー７の内部に実際に流れる風量が１．０となる場合を考える。
【００２７】
【表１】
2006261352.tif 000003
【００２８】
このような場合、従来の電子機器１の冷却構造の軸流ファン２が発生すべき総風量は１９．０となる。また、本実施形態の電子機器１の冷却構造の軸流ファン２が発生すべき総風量は１１．０となる。従って、このような場合、本実施形態の電子機器１の冷却構造の軸流ファン２は、従来の電子機器１の冷却構造の軸流ファン２よりも発生すべき総風量を少なくすることができるので、従来の電子機器１の冷却構造と比べて、軸流ファン２の体格や消費電力や騒音を小さくすることができる。
【００２９】
上記実施形態では、ダクト３に風を送るファンとして、軸流ファン２を使用しているが、シロッコファンやブロワーファンなどの遠心ファンを使用してもよい。
図４は、ダクト３に風を送るファンとして、遠心ファン１２を使用したときの電子機器１の冷却構造を示す図である。
【００３０】
上述したように、ダクト３は立体部材により構成されているため、ダクト３を遠心ファン１２と電子機器１との間に設けることにより遠心ファン１２から送られる風をダクト３に一旦ためておくことができる。そのため、図４に示すように、通風孔９及び通風孔１０にそれぞれほぼ同じ量の風を同時に送ることができないような送風口１３をもつ遠心ファン１２を使用しても、遠心ファン１２から送られてくる風をダクト３に一旦ためることができる。そのため、送風口１３が小さい遠心ファン１２であっても、電子機器１に必要最低限度の風量を流すことが可能であれば使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態の電子機器の冷却構造を示す図である。
【図２】ダクトの一例を示す図である。
【図３】風量の分配比の一例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態の電子機器の冷却構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１      電子機器
２      軸流ファン
３      ダクト
４      電子基板
５      電子部品
６      ヒートシンク
７      カバー
８      フィン
９      通風孔
１０      通風孔
１１      通風孔
１２      遠心ファン
１３      送風口
【図３】
2006261352.tif 000004
【図１】
2006261352.tif 000005
【図２】
2006261352.tif 000006
【図４】
2006261352.tif 000007