(57)【要約】【課題】  機器をラック等に高密度に実装する場合でも筐体内に外気を充分に流通させることができ、保守作業も容易に行える機器の放熱構造を提供する。【解決手段】  筐体１の内部に発熱体２が設置された機器３の放熱構造４であって、前記筐体１内には筐体１の背面１ｂ側に臨んで突設された放熱フィン１１を有するヒートパイプ１０が収納されており、前記ヒートパイプ１０は直接または該ヒートパイプ１０と熱授受可能に連結されたヒートシンク５を介して前記発熱体２と熱授受可能に配設されており、前記放熱フィン１１に対して外気を流通させるための吸気口６及び排気口７が前記筐体１の背面１ｂに設けられている機器３の放熱構造４を用いる。【選択図】  図１
2006005065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体の内部に発熱体が設けられた機器の放熱構造であって、
前記筐体内には筐体の背面側に臨んで突設された放熱フィンを有するヒートパイプが収納されており、前記ヒートパイプは直接または該ヒートパイプと熱授受可能に連結されたヒートシンクを介して前記発熱体と熱授受可能に配設されており、前記放熱フィンに対して外気を流通させるための吸気口及び排気口が前記筐体の背面に設けられていることを特徴とする機器の放熱構造。
【請求項２】
前記ヒートシンクがヒートパイプ埋め込み型ヒートシンクであることを特徴とする請求項１に記載の機器の放熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置等、空冷が必要な機器の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、筐体内部に電子部品などの発熱体が設置された機器を空冷するため、筐体内に外気を流通させるための吸気口と排気口を設けることが広く行われている。強制空冷の場合には吸気口または排気口にファンを配設し、筐体内に外気を流通させて筐体内部の発熱体を冷却する。この際、導入された外気は、発熱体に直接吹き付けるか、もしくは発熱体と熱授受可能に接触させたヒートシンクに吹き付けるかすることが一般的である。
筐体内に多数の発熱体が設置されていて、発熱体が筐体内部に広く分布している場合には、吸気口と排気口を介して流通される外気が筐体内を広く均一に通過するように、吸気口と排気口とは筐体の互いに異なる面に設けられている。例えば、吸気口を筐体の上面または下面に設けて排気口を背面に設置する放熱構造、吸気口を筐体の下面に設けて排気口を上面に設置する放熱構造、または、吸気口を筐体の前面に設けて排気口を背面に設置する放熱構造が広く採用されている（例えば、特許文献１参照）。
図３、図４に従来の機器の放熱構造の一例を示す。同図において、符号１０１は筐体、符号１０１ａは筐体の前面、符号１０１ｂは筐体の背面、符号１０１ｃは筐体の上面、符号１０１ｄは筐体の下面、符号１０１ｅ，１０１ｆは筐体の側面である。この機器１０３の放熱構造１０４においては、発熱体１０２に対して熱授受可能にヒートシンク１０５が配設されており、吸気口１０６は筐体１０１の上面１０１ｃに設けられており、排気口１０７は筐体１０１の背面１０１ｂに設けられている。排気口１０７には、強制空冷のためのファン１０８が配設されている。
通信装置などの機器は、埃など異物の多い場所に設置されることがあるため、吸気口１０７にフィルタ１０９を設けるなどして筐体内部に異物が侵入することを防止することも広く行われている。
【特許文献１】特開２００２−５７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで通信装置などの機器は、例えば１９インチラック（ＪＩＳ、ＥＩＡ規格）などのラックに実装して使用される。このとき吸気口または排気口が筐体の上面または下面に設けられていると、ラックに実装するためには互いに隣接する装置等の間で吸気口や排気口を塞がないように、筐体の上方または下方に空隙を確保する必要がある。このため、ラックの実装密度が低下してしまう。
【０００４】
また、排気口を筐体の上面に設けた場合には、排気口から排出された排熱により、該機器の上方に実装された他の機器を加熱してしまうおそれがある。さらに、吸気口にフィルタを設けた場合ではフィルタの清掃や交換などの保守作業が必要となるが、機器がラックに実装された状態では、フィルタの保守作業に充分なスペースが得られず、機器をラックから取り外して作業を行う必要性がある。
【０００５】
吸気口や排気口が筐体の側面に配置されている場合でも同様に、複数のラックが隣接して配置されている場合などでは、保守作業に充分なスペースが得られない場合がほとんどである。また、筐体の側面とラックの側面壁との間に充分な空隙がない場合には、空冷するために充分な外気を流通させることができないという問題がある。
【０００６】
吸気口が筐体の前面に設けられ排気口が背面に設けられた機器の場合、吸気口の開口量を充分に確保するためには、筐体の前面に例えばスイッチや表示装置などを配置するスペースに制約が生じてしまい、また、吸気口の開口量が不充分となるおそれもある。また、機器を筐体の前面側で操作しているときに、誤って吸気口から異物を侵入させてしまう可能性もある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、機器をラック等に高密度に実装する場合でも筐体内に外気を充分に流通させることができ、保守作業も容易に行える機器の放熱構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、筐体の内部に発熱体が設置された機器の放熱構造であって、前記筐体内には筐体の背面側に臨んで突設された放熱フィンを有するヒートパイプが収納されており、前記ヒートパイプは直接または該ヒートパイプと熱授受可能に連結されたヒートシンクを介して前記発熱体と熱授受可能に配設されており、前記放熱フィンに対して外気を流通させるための吸気口及び排気口が前記筐体の背面に設けられていることを特徴とする機器の放熱構造を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筐体の上方及び下方に空隙を設ける必要が無いので、機器をラック等に高密度に実装することができる。また、上方に実装された他の機器を排気口から排出された排熱によって加熱するおそれがない。排気口にフィルタを設けた場合でも、フィルタの清掃や交換等の保守作業が容易である。筐体の前面にスイッチや表示装置などを配置するスペースに制約が生じず、これらの配置の自由度を確保することができる。また、機器を操作しているときに、誤って吸気口から異物を侵入させてしまう可能性を極めて低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１、図２に本発明の機器の放熱構造の一例を示す。同図において、符号１は筐体、符号１ａは筐体の前面、符号１ｂは筐体の背面、符号１ｃは筐体の上面、符号１ｄは筐体の下面、符号１ｅ，１ｆは筐体の側面である。機器３は、例えば通信機器、測定機器などである。
【００１１】
機器３の筐体１内には、電子部品、光能動部品などの発熱体２が多数収納されている。電子部品としては、ＣＰＵ、ＩＣ、トランジスタなどが例示される。光能動部品としては、光アンプ（光ファイバ増幅器等の光増幅器）、レーザ光源などが例示される。もちろん、１つの筐体１内に複数種類の発熱体２となる部品が配設されていてもよい。
【００１２】
また、前記筐体１には、前記発熱体２と熱授受可能なヒートシンク５が配設されている。ここでは、ヒートシンク５は、筐体１の両側面１ｅ，１ｆ間に複数並べて配列されており、各ヒートシンク５は、筐体１の前面１ａ側から背面１ｂ側に延びた平板状の形状を有している。それぞれのヒートシンク５には発熱体２が１個または複数個配置されている。
なお、ヒートシンク５の形状や構造、個数や筐体内での配置などは、特に限定されるものではなく、適宜に設計が可能である。
ヒートシンクは、ヒートパイプ埋め込み型ヒートシンクであることが好ましい。
【００１３】
本形態例の機器３の放熱構造４においては、吸気口６と排気口７が筐体１の背面１ｂに設けられている。ここでは吸気口６は筐体１の一方の側面１ｅ側に、排気口７は筐体１の他方の側面１ｆ側に設けられており、吸気口６と排気口７との間で流通される外気の流れが筐体１の背面１ｂに沿って生じるようになっている。
排気口７には、ファン８が配設されている。また、吸気口６には、フィルタ９が設けられており、筐体１内部への異物の侵入が防止されるようになっている。なお、ファン８は排気口７の代わりに吸気口６に配設してもよく、ファン８を吸気口６または排気口７に配設することにより、外気の流通を強制することができ、放熱効率を向上することができる。
【００１４】
各ヒートシンク５には、ヒートシンク５と熱授受が可能にヒートパイプ１０が連結されている。ヒートパイプ１０はヒートシンク５を介して前記発熱体２との熱授受が可能になっている。各ヒートパイプ１０の外周面には複数の放熱フィン１１が突設されており、ヒートパイプ１０は、放熱フィン１１が筐体１の背面１ｂ側に臨むような向きで筐体１内に収納されている。
【００１５】
ヒートパイプ１０は、脱気したパイプなどの密閉容器の内部に水などの凝縮性の流体を作動流体として封入した熱伝導素子である。ヒートパイプ１０は吸熱側（ここでは発熱体２の側）から熱が伝わってくると、この熱によって前記作動流体が蒸発し、その蒸気が放熱側（ここでは放熱フィン１１の側）に移動して放熱する。放熱側で冷却された前記作動流体は、凝縮して再び前記吸熱側に移動する。このような作動流体の作用によって効率のよい熱輸送が実現される。
ここではヒートパイプ１０は、ほぼ細長い円柱状のものとして図示しているが、ヒートパイプ１０の形状や構造などは特に限定されるものではなく、場合に応じて柱状、平板状など、適当なものを使用することが可能である。
【００１６】
筐体１内には、筐体１の両側面１ｅ，１ｆ間にわたって仕切り板１２が設けられており、筐体１の内部空間は、発熱体２が収納された発熱体収納部１３と、外気が流通する放熱部１４とに区分けされている。本形態例においては、前記ヒートシンク５は、発熱体収納部１３に収納されており、前記ヒートパイプ１０は放熱部１４に収納されている。
仕切り板１２は外気が放熱部１４に流入することが抑制されるように、通気性の低い材料から構成されている。仕切り板１２は本発明において必須の構成ではないが、仕切り板１２を設けることにより、発熱体収納部１３に流れる外気の量を抑制して、放熱フィン１１の周囲を流通する外気の流量を増加させ、放熱効率を向上させることができる。
なお、図２には、仕切り板１２は、ヒートシンク５及びヒートパイプ１０の下方（筐体１の下面１ｄ側）を仕切るように設けられているが、特にこれに限定されるものではない。仕切り板１２がヒートシンク５及びヒートパイプ１０の上方（筐体１の上面１ｃ側）で筐体内を仕切っている構成、またはヒートシンク５及びヒートパイプ１０の上方及び下方の両方で筐体内を仕切っている構成なども採用可能である。
【００１７】
ファン８を作動させると、吸気口６から筐体１内に外気が導入され、この外気は筐体１の背面１ｂ近傍を流通して排気口７から排出させる。この際、放熱フィン１１が外気の流れにさらされることにより、発熱体２からの発熱は、ヒートシンク５及びヒートパイプ１０を介して放熱フィン１１に伝達され、放熱フィン１１は、筐体１の背面１ｂ近傍（ここでは特に放熱部１４）を流通する外気に放熱する。さらに前記外気が排気口７から排出されることにより、発熱体２の熱が筐体１外に排出される。
【００１８】
したがって、発熱体収納部１３に外気を特に流通させなくとも、発熱体２の熱を効率よく筐体１外に排出することができる。これにより、発熱体に外気が接触しにくくなり、電子部品などを保護することができる。
【００１９】
上記のような放熱構造によれば、筐体の上方及び下方に空隙を設ける必要が無いので、機器をラック等に高密度に実装することができる。また、上方に実装された他の機器を排気口から排出された排熱によって加熱するおそれがない。排気口にフィルタを設けた場合でも、フィルタの清掃や交換等の保守作業が容易である。筐体の前面にスイッチや表示装置などを配置するスペースに制約が生じず、これらの配置の自由度を確保することができる。また、機器を操作しているときに、誤って吸気口から異物を侵入させてしまう可能性を極めて低くすることができる。
【００２０】
以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
上述の放熱構造においては、ヒートパイプは、ヒートシンクを介することで発熱体と熱授受可能になっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヒートパイプが筐体の背面側から前面側まで延びていて、ヒートパイプが発熱体と直接熱授受可能に配設されている構成を採用することも可能である。
筐体の背面における吸気口および排気口の数や配置等は特に限定されるものではない。排気口や吸気口はそれぞれ筐体背面の複数箇所に設けてもよい。例えば、排気口を筐体の背面の中央部に設け、吸気口を排気口の両側（筐体の一方および他方の側面の側）に２箇所設けるなどの構成も採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、例えば通信装置等、空冷が必要な機器に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）本発明の機器の放熱構造の概略構成の一例を示す平面図である。（ｂ）放熱構造の要部を示す拡大図である。
【図２】図１の機器の放熱構造を示す側面図である。
【図３】（ａ）従来の機器の放熱構造の概略構成の一例を示す平面図である。（ｂ）放熱構造の要部を示す拡大図である。
【図４】図３の機器の放熱構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…筐体、１ｂ…筐体の背面、２…発熱体、３…機器、４…放熱構造、５…ヒートシンク、６…吸気口、７…排気口、１０…ヒートパイプ、１１…放熱フィン。
【図１】
2006005065.tif 000003
【図２】
2006005065.tif 000004
【図３】
2006005065.tif 000005
【図４】
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