(57)【要約】【課題】簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する電子機器冷却構造を提供する。【解決手段】発熱する回路部品１２を搭載した回路基板１１と、回路基板１１を内包し吸気口１４、１４ａと排気口１５、１５ａを備えた略箱状の複数の基板ケース１３、１３ａと、基板ケース１３の排気口１５と別の基板ケース１３ａの吸気口１４ａとを連通接続する接続ダクト１６と、少なくとも一つの基板ケース１３の吸気口１４から周囲の空気を取り込み、接続ダクト１６を経由して、他の基板ケース１３ａの排気口１５ａから外部へ排出するファン１８とを備え、回路基板１１に搭載された回路部品１２の発熱量の多寡によりファン１８の風向を設定するようにしたもので、複数の回路基板１１を経由する単一の風路を形成し回路基板１１の発熱量に応じてファン１８の風向を変えることにより、簡易かつ効率よく複数の回路基板１１を冷却する電子機器冷却構造を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱する回路部品を搭載した回路基板と、前記回路基板を内包し吸気口と排気口を備えた略箱状の複数の基板ケースと、前記基板ケースの排気口と別の基板ケースの吸気口とを連通接続する接続ダクトと、少なくとも一つの基板ケースの吸気口から周囲の空気を取り込み、前記接続ダクトを経由して、他の基板ケースの排気口から外部へ排出する送風手段とを備え、前記回路基板に搭載された前記回路部品の発熱量の多寡により前記送風手段の風向を設定するようにした電子機器冷却構造。
【請求項２】
送風手段の風向を、発熱量の多い回路基板が吸気側に、発熱量の少ない回路基板が排気側にそれぞれ位置するように設定した請求項１に記載の電子機器冷却構造。
【請求項３】
送風手段の風向を、発熱量の多い回路基板が排気側に、発熱量の少ない回路基板が吸気側にそれぞれ位置するように設定した請求項１に記載の電子機器冷却構造。
【請求項４】
送風手段を接続ダクト内に配した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項５】
送風手段を排気口に配した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項６】
送風手段を吸気口に配した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項７】
発熱量の多い回路部品の風上側近傍に第２の吸気口を設けた請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項８】
発熱量の多い回路部品の風下側近傍に第２排気口を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項９】
送風手段の送風方向を切り換える風向切換手段を設けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項１０】
電子機器冷却構造を備えた電子機器に電源が投入されると、送風手段の動作を開始し、前記電源が停止されると前記送風手段の動作を停止させるようにした請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項１１】
回路部品による発熱量が所定の量を超えたときに送風手段を動作させるようにした請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項１２】
基板ケース内の温度又は／回路部品の温度を検知する温度検知手段を備え、前記温度検知手段で検知された温度が所定の温度を超えた場合に送風手段を動作させるようにした請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電子機器冷却構造。
【請求項１３】
温度検知手段により検知された温度に応じて、風向切換手段で送風手段による空気の流れる方向を切り換えるようにした請求項１２に記載の電子機器冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器内の基板ケース内に実装される回路基板上の発熱する回路部品を、送風手段による気流で冷却するようにした電子機器冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子機器内の回路部品の冷却は、基板ケース内に回路部品を実装した複数の回路基板を平行に並べ、該回路基板の前後または上下に冷却ファンを設置し、回路基板の位置に対応してスリットを設けた壁面をダクトと回路基板の間に構成し、該冷却ファンにより基板ケース内の回路基板全体を一括して冷却するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、前記特許文献１に記載された従来の電子機器冷却構造を示すものである。図５に示すように、従来の電子機器冷却構造は、ダクト１と、スリット２と、ファン３と、リブ４と、回路基板５と、半導体素子６と、ＣＰＵ７と、フィン８から構成されている。
【０００４】
冷却空気を発生させるファン３の噴出口となるスリット２をダクト１の正面壁面に形成し、このダクト１を、複数積層して配置した回路基板５の側方に配置することにより、回路基板５間の冷却空気の流れをスムーズにすることができ、またスリット２の開口寸法を制御することにより、冷却したい半導体素子６、ＣＰＵ７、フィン８を集中的に冷却できるようにしていた。
【特許文献１】特許第２５９６６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示された従来の電子機器冷却構造では、回路基板５を積層して配置することにより、複数の風路を構成することとなり、回路基板５の１枚当たりの風量を増やすためには全体の風量を増やす必要があり、また回路基板５が増えるとファン３の能力を上げなければならないため設置面積や消費電力量が増大するという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する電子機器冷却構造を提供する事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、発熱する回路部品を搭載した回路基板と、前記回路基板を内包し吸気口と排気口を備えた略箱状の複数の基板ケースと、前記基板ケースの排気口と別の基板ケースの吸気口とを連通接続する接続ダクトと、少なくとも一つの基板ケースの吸気口から周囲の空気を取り込み、前記接続ダクトを経由して、他の基板ケースの排気口から外部へ排出する送風手段とを備え、前記回路基板に搭載された前記回路部品の発熱量の多寡により前記送風手段の風向を設定するようにしたもので、複数の回路基板を経由する単一の風路を形成し回路基板の発熱量に応じて送風手段の風向を設定することとなり、簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する電子機器冷却構造を提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電子機器冷却構造は、簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、発熱する回路部品を搭載した回路基板と、前記回路基板を内包し吸気口と排気口を備えた略箱状の複数の基板ケースと、前記基板ケースの排気口と別の基板ケースの吸気口とを連通接続する接続ダクトと、少なくとも一つの基板ケースの吸気口から周囲の空気を取り込み、前記接続ダクトを経由して、他の基板ケースの排気口から外部へ排出する送風手段とを備え、前記回路基板に搭載された前記回路部品の発熱量の多寡により前記送風手段の風向を設定するようにしたもので、複数の回路基板を経由する単一の風路を形成し回路基板の発熱量に応じて送風手段の風向を設定することとなり、簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の送風手段の風向を、発熱量の多い回路基板が吸気側に、発熱量の少ない回路基板が排気側にそれぞれ位置するように設定したもので、発熱量の多い回路基板が吸気口から流入する外気で冷やされるので、効率よく複数の回路基板を冷却することができる電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１の発明の送風手段の風向を、発熱量の多い回路基板が排気側に、発熱量の少ない回路基板が吸気側にそれぞれ位置するように設定したもので、発熱量の多い回路基板で加熱された冷却風で、発熱量の少ない回路基板が暖められることがなく、効率よく複数の回路基板を冷却する電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の送風手段を接続ダクト内に配したもので、スペースを取らない電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の送風手段を排気口に配したもので、適宜必要な個所に吸気口を増設できるので、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の送風手段を吸気口に配したもので、適宜必要な個所に排気口を増設できるので、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の発熱量の多い回路部品の風上側近傍に第２の吸気口を設けたもので、発熱量の多い回路部品を第２の吸気口から流入する外気で直接冷却でき、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の発熱量の多い回路部品の風下側近傍に第２排気口を設けたもので、発熱量の多い回路部品で加熱された空気を第２排気口から排気できるので、効率の良い電子機器電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１７】
第９の発明は、特に、第１〜８のいずれか１つの発明の送風手段の送風方向を切り換える風向切換手段を設けたもので、発熱量の異なる回路部品の配置に応じて冷却風の向きを変えることで、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１８】
第１０の発明は、特に、第１〜９のいずれか１つの発明の電子機器冷却構造を備えた電子機器に電源が投入されると、送風手段の動作を開始し、前記電源が停止されると前記送風手段の動作を停止させるようにしたもので、送風手段を無駄なく運転して、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００１９】
第１１の発明は、特に、第１〜１０のいずれか１つの発明の回路部品による発熱量が所定の量を超えたときに送風手段を動作させるようにしたもので、送風手段を無駄なく運転して、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００２０】
第１２の発明は、特に、第１〜１１のいずれか１つの発明の基板ケース内の温度又は／回路部品の温度を検知する温度検知手段を備え、前記温度検知手段で検知された温度が所定の温度を超えた場合に送風手段を動作させるようにしたもので、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００２１】
第１３の発明は、第１２の発明の温度検知手段により検知された温度に応じて、風向切換手段で送風手段による空気の流れる方向を切り換えるようにしたもので、効率の良い電子機器冷却構造を提供することができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電子機器冷却構造の側断面図である。
【００２４】
図１において、回路基板１１は、回路部品１２を搭載しており、回路部品１２は通電することにより発熱する。基板ケース１３は回路基板１１を内包し、吸気口１４と排気口１５を備えている。
【００２５】
接続ダクト１６は、基板ケース１３の排気口１５と別の基板ケース１３ａの吸気口１４ａを接続し、基板ケース１３の吸気口１４から周囲の空気を取り込み、基板ケース１３、接続ダクト１６、基板ケース１３ａを経由して基板ケース１３ａの排気口１５ａから外部に排出する風路１７を形成する。１８は、基板ケース１３の吸気口１４に設けられ送風手段を形成するファンであり、風路１７に対して吸排気を行う。ファン１８の風向は、風向切換手段１９により切り換えられ、本実施の形態では矢印の方向に設定されている。
【００２６】
吸気口１４、吸気口１４ａ、排気口１５、排気口１５ａの構造は同一であり、風向切換手段１９により設定されるファン１８の風向により吸気側と排気側が設定されるため、例えば吸気口１４から排気を行う場合もある。高温発熱回路部品２０、２０ａには、放熱を促進するために金属製の放熱フィン２１、２１ａが取り付けられている。矢印Ａは冷却用空気の流れを示す。
【００２７】
この時、当該電子機器冷却構造を有する電子機器を動作させると、回路部品１２や高温発熱回路部品２０、２０ａに通電され、発熱する。ここで、ファン１８は電子機器の動作開始と同時に運転を開始し、吸気口１４から冷却用の空気を吸気し、回路部品１２や高温発熱回路部品２０、２０ａ、放熱フィン２１、２１ａから熱を奪いながら風路１７を経由して排気口１５ａより排気することとなり、単一の送風手段、つまり１個のファン１８により複数の回路基板１１を冷却することができるため、簡易かつ効率のよい電子機器冷却構造を実現することができる。ファン１８は電子機器の動作が停止すると同時に停止する。２２は、放熱フィン２２に取り付けられその温度を検知する温度検知手段である。なお温度検知手段２２は、放熱フィン２２の他に、回路部品１２に取り付けたり或いは、基板ケース１３、１３ａ内部の温度を検知するようにしても良い。
【００２８】
次に、ファン１８による送風方向について説明する。
【００２９】
回路部品１２や高温発熱回路部品２０、２０ａにはそれぞれ使用可能な温度範囲が設定されており、動作中に発熱して上昇した部品の温度が使用可能な温度範囲の上限に近くなるほど冷却の必要性が高いことになる。
【００３０】
ここで、冷却用空気に目を向けると、吸気口１４から吸気される空気は室温であり、その空気が、風路１７に沿って進んでいく間に回路部品１２や高温発熱回路部品２０、２０ａから発生した熱を吸収し、温度が上昇した状態で排気口１５ａから排気される。そのため、風路１７内での冷却用空気の温度分布を考えると、吸気口１４から吸気された直後が最も低く、排気口１５ａから排出される直前が最も高くなる。
【００３１】
この時、ファン１８の近くに設置された高温発熱回路部品２０の温度上昇の度合いが他の部品より高く、しかも使用可能な温度範囲の上限に近い場合には、吸気口１４から取り込んだ温度の低い空気をすぐに高温発熱回路部品２０へ当たるように風路１７内の風向を設定すると、高温発熱回路部品２０を効率的に冷却することとなり、安定的に電子機器を運転できる。
【００３２】
また、ファン１８の近くに設置された高温発熱回路部品２０の温度上昇の度合いが他の部品より高いものの、使用可能な温度範囲の上限に近くない場合には、高温発熱回路部品２０が排気側になるように風路１７の風向を設定すると、冷却用空気は高温発熱回路部品２０の手前までは比較的低い温度を維持することができ、高温発熱回路部品２０の近傍を通過して温度が上昇するとすぐに排気されることとなり、風路１７内の部品を効率よく冷却することができ、安定的に電子機器を運転できる。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、風向切換手段１９によりファン１８による風向を設定することとしているが、風向切換手段１９を用いず、例えば組み立て時のファン１８の取付方向により風向を設定するようにしてもよい。
【００３４】
また、時系列的に回路部品１２の発熱状態が変化するような構成では、状態により風向切換手段１９により随時風向を切り換えてもよい。また、温度検知手段２２により検知した温度に応じて風向切換手段１９で随時風向を切り換えてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態では、２台の基板ケース１３、１３ａを接続した例を示したが、３台以上の基板ケースを接続してもよい。また、本実施の形態において、１台の基板ケースは１枚の回路基板１１を内包することとしているが、風路の妨げにならければ１台の基板ケース１３内に複数の回路基板１１を内包してもよい。
【００３６】
また、本実施の形態において、電子機器の動作開始と同時にファン１８の運転を開始し、電子機器の動作停止と同時に停止することとしているが、電子機器の動作状態を予め分類しておき、回路部品１２による発熱量が所定の量を超える動作状態の場合にのみファン１８を運転させたり、温度検知手段２２にて検知した温度にしたがってファン１８の運転と停止を制御するようにしてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態において、温度検知手段２２は１つ設けられているだけであるが、複数設置して、よりきめ細かく温度を検知し、その検知された温度に応じて効率よくファン１８を運転するようにしてもよい。
【００３８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における電子機器冷却構造の側断面図である。なお、上記第１の実施の形態における電子機器冷却構造と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態は、図２に示すように、ファン１８を接続ダクト１６の内部に配したもので、これにより、基板ケース１３、１３ａにファン１８取り付け用の加工を施す必要が無くなるため、全て標準的な形状で製造することができ、製造時のコストや手間を少なくすることができる。また、基板ケース１３、１３ａに、ファン１８取り付け用のスペースを確保する必要もなくなるため、吸気口１４、１４ａや排気口１５、１５ａの設計の自由度も高まり、回路部品１２を効率よく冷却できる基板ケース１３、１３ａを設計することができる。
【００４０】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態における電子機器冷却構造の側断面図である。なお、上記実施の形態における電子機器冷却構造と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
本実施の形態は、図３に示すように、特に冷却を必要とする回路部品１２ａの近傍に第２の吸気口１４ｂを設けると共に、排気口１５ａにファン１８を設けたもので、矢印Ｂは、第２の吸気口１４ｂから吸入される冷却用空気の流れを示す。
【００４２】
本実施の形態においては、特に高温発熱回路部品２０と２０ａ、回路部品１２ａを冷却する必要があるが、単一の風路のみ形成した場合、例えば吸気口１４のみを設けた場合は、回路部品１２ａを通る風路が形成されず、回路部品１２ａが冷却されにくくなる。そこで、ファン１８を排気口１５ａに設置すると、回路部品１２ａを経由する風路Ｂが形成される。これにより、回路部品１２ａを効率よく冷却することができる。
【００４３】
このように、排気口１５ａにファン１８を設置することにより、複数の吸気口を設けることが可能となり、回路部品１２、１２ａを効率よく冷却できる基板ケース１３、１３ａを設計することができる。
【００４４】
この場合、特に冷却を要する回路部品１２ａの風上側近傍に第２の吸気口１４ｂを設けているので、特に冷却を要する回路部品１２ａに外気を直接当てることが可能となり、回路部品１２ａを効率よく冷却することができる。
【００４５】
（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態における電子機器冷却構造の側断面図である。なお、上記実施の形態における電子機器冷却構造と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
本実施の形態は、図４に示すように、吸気口１４にファン１８を設け、特に冷却を要する回路部品１２ａの風下側近傍に第２の排気口１５ｂを設けたもので、矢印Ｃは、第２の排気口１５ｂへ排気される冷却用空気の流れを示す。
【００４７】
本発明の実施の形態においては、特に高温発熱回路部品２０と２０ａ、回路部品１２ａを冷却する必要があるが、回路部品１２ａの発熱量が極端に大きい場合、回路部品１２ａ以降の風路１７内に設置された部品が、回路部品１２ａより奪った熱で暖められた冷却用空気により加熱される場合がある。そこで、本実施の形態のように、ファン１８を吸気口１４に設置すると、回路部品１２ａを経由し、第２の排気口１５ｂより排気される風路Ｃが形成される。これにより、回路部品１２ａから熱を奪って加熱された冷却用空気が他の回路部品１２に当たる前に基板ケース１３ａ外に排気することができる。
【００４８】
このように、吸気口１４にファン１８を設置することにより、複数の排気口を設けることが可能となり、回路部品１２、１２ａを効率よく冷却できる基板ケース１３、１３ａを設計することができる。
【００４９】
また、この場合、特に冷却を要する回路部品１２ａの風下側近傍に第２の排気口１５ｂを設けることにより、冷却用空気が回路部品１２ａに当たった直後に基板ケース１３ａ外に排気することが可能となり、回路部品１２ａを効率よく冷却することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように、本発明にかかる電子機器冷却構造は、簡易かつ効率よく複数の回路基板を冷却する事ができるので、複数の回路基板を有する機器全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１における電子機器冷却構造の側断面図
【図２】本発明の実施の形態２における電子機器冷却構造の側断面図
【図３】本発明の実施の形態３における電子機器冷却構造の側断面図
【図４】本発明の実施の形態４における電子機器冷却構造の側断面図
【図５】従来の電子機器冷却構造の側断面図
【符号の説明】
【００５２】
１１  回路基板
１２  回路部品
１３、１３ａ  基板ケース
１４、１４ａ  吸気口
１４ｂ  第２の吸気口
１５、１５ａ  排気口
１５ｂ  第２の排気口
１６  接続ダクト
１７  風路
１８  ファン（送風手段）
１９  風向切換手段
２２  温度検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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