(57)【要約】  本発明は、平坦な壁体部分と、該壁体部分にある、開口された通過部と、を備えている、換気されるべき装置、特に回路網部のような電気装置又は電子装置のためのハウジング部品に関する。通過部は、複数の開口部と、各開口部の間に延在するリブとを有している。リブは、壁体部分の面に対して少なくとも部分的にオフセットされており、特に、リブによって区切られる開口部の総面積が増加するように湾曲することによって長くなっている。それにより、通過部の総面積に対する開口面積の割合によって規定される、開口された通過部の流動抵抗が低減される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な壁体部分（３４）と、複数の開口部（４０）及び前記各開口部の間に延在するリブ（４２）を有し、前記壁体部分（３４）にある、開口された通過プレート（３８）と、を備えている、換気されるべき装置のためのハウジング（３０）部品において、前記リブ（４２）が前記壁体部分（３４）の面に対して少なくとも部分的にオフセットされていることを特徴とする部品。
【請求項２】
前記リブ（４２）は、前記壁体部分（３４）の面から突出するように湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記リブ（４２）は、前記壁体部分の面形状に従うリブ（２２）に比較して長くなっていることを特徴とする請求項２に記載の部品。
【請求項４】
前記リブ（４２）は、前記平坦な壁体部分の平面に対して約５乃至１５％だけ長くなっていることを特徴とする請求項３に記載の部品。
【請求項５】
前記リブ（４２）は、楕円切片又は波形の形態で湾曲していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の部品。
【請求項６】
前記リブ（４２）は、捩れていることを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項７】
開口された前記通過プレート（３８）の総面積に対する開口面積の割合が６０％よりも大きく、特に６８％よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項８】
前記壁体部分（３４）は、二次元又は三次元の面を形成していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項９】
前記壁体部分（３４）は、金属でできていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の部品を備えていることを特徴とする、電気装置又は電子装置のためのハウジング。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の部品を備えていることを特徴とする、送風機により冷却される電源供給部のためのハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦な壁体部分と、複数の開口部及び各開口部の間に延在するリブを有し、前記壁体部分にある、開口された通過部と、を備えている、換気されるべき装置のためのハウジング部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電力供給部及び回路網部、コンピュータ、その他の電子機器といった数多くの電気装置及び電子装置は、多くの用途において冷却される必要があり、その場合、冷却を補助するためにしばしば送風機が装置内部で用いられるが、自由な対流によっても冷却を行うことができる機器も少なくない。
【０００３】
このような装置の十分な冷却を確保するために、そのハウジングは、ハウジングを通過する空気の流れを可能にするために、複数の開口部と、各開口部の間に延在するリブとを有する開口された通過部を、ハウジング壁体に有しているのが通例である。ハウジングの最善の換気は、完全に開いた通過部によって実現できるはずであるが、通常は、格子状の換気開口部の方が優先される。格子状の換気開口部は、ハウジングの中にある装置のある程度の機械的保護を保証するとともに、金属製ハウジングが使われているときは、電気部品及び電子部品の電磁的な遮蔽を保証するからである。換気通過部にある開口部は、しばしばスリットの形態において構成されており、ハウジングによって遮蔽されるべき電磁波の波長が短くなればなるほど、開口部は狭くなっているべきである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハウジング壁体に換気通過部を構成するために、今日、通常行われている開口又は穿孔では、機械的な安定性や電磁的な遮蔽効果を損なうことなく、開口された通過部の総面積に対する開口面積の比率を８０％以上にすることは極めて困難である。従って、本発明の課題は、最大の空気流を可能にし、それにも拘わらずハウジングの内部にある装置の十分な電磁的遮蔽を保証するような、冷却のために換気されるべき電気装置又は電子装置のハウジング壁体にある換気通過部の構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、冒頭に述べた種類のハウジング部品において、開口された通過部の各開口部の間に延在するリブが壁体部分の面に対して少なくとも部分的にオフセットされていることによって解決される。リブは、内方又は外方に向かって湾曲し、それによって長くなっているのが好ましい。
【０００６】
開口された通過部を通る空気流は、必然的に圧力低下と結びついている。開口された通過部を三次元的に利用することによって、本発明は、このような圧力低下を最低限に抑制し、それに伴って、開口された通過部の総面積に対する比率において、開口面積を増加させることにより、電気装置及び電子装置の冷却のための流量を最大限に増大させる。各開口部の間に延在するリブは、通過部が構成されている壁体部分の面に対してオフセットされており、特にこの面から突出して、円弧切片、楕円切片、波形等の形態で湾曲していることによって実効長さが増加するので、各リブの間の開口面積も増加する。換気開口部の総面積は、換気開口部を区切っているリブのそれぞれの側辺の寸法によって規定され、即ち、リブの長さ寸法によって実質的に規定される。開口された通過部全体の基本面積は、常に変動することなく維持される。従って、換気通過部における本発明の構成により、基本面積に対する開口面積の割合を増加させることができ、このことは、流動抵抗の低下につながる。それにより、実質的に同一の空気流、即ち、同一の冷却効果を低い送風速度で実現することができるので、省エネルギー及び低騒音の双方を得ることができる。必要に応じて、同一の送風機回転数で流動速度を高め、それに伴って冷却効果の向上を実現することもできる。
【０００７】
上述のように、空気流にとっての正味の開口面積は、リブの実効表面に対する垂直方向において測定したときの、リブで区切られる開口部によって規定されるので、湾曲させることによってリブが長くなり、それに伴って表面積、即ち、開口面積が拡大する。それに対して、開口された通過部の基本面積は全体として変動しないので、リブの幅をさほど低減させることなく、実効開口面積の割合が高くなる。
【０００８】
前述の通り、電気装置及び電子装置のハウジングには、電磁場を遮蔽する役目もある。この目的のために、ハウジングは、金属製であるのが通常である。本発明による通過部の構成により、電磁的な遮蔽作用を損なうことなく、実効開口面積の割合を明らかに高めることができる。実効遮蔽は、ハウジング壁体における最大の「開放直径」によって規定される。開口された通過部の本発明による構成は、このような最大の開放直径を変動させることがないので、本発明は、電磁遮蔽効果に対してマイナスの影響を及ぼすことがない。
【０００９】
本発明に係るハウジング部品は、電気装置及び電子装置、特に回路網部、コンピュータ等のための金属製ハウジングとして用いられるのが好ましいが、電気部品及び電子部品が空気流によって冷却されるべきあらゆる場合に適用可能であり、空気流は、送風機又は自由対流によって生成することができる。開口された通過部における本発明の構成により、流動抵抗が明らかに低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、図面を参照しながら有利な実施の形態を用いて、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、側壁１２と、後壁１４（図面では前側）と、蓋壁１６とを備えている、任意の電子装置又は電気装置のためのハウジング１０の一例を模式的に示している。ハウジング１０は、長尺状のスリット２０とリブ２２とを交互に備えている平坦な金属プレートとして構成され、開口された通過プレート１８を有している。このような従来の技術に基づく開口された通過部の模式的な平面図が、図３にスリット２０及びリブ２２と共に示されている。リブ２２は、金属ブリッジとも称される。図３においては、開口された領域の総面積が線２４により区切られている。図３の通過プレート１８の模式的な断面図を示す図４においては、リブ２２によって区切られている開放された空気通過面が、模式的に矢印２６により図示されている。
【００１２】
図２は、側壁３２と、後壁３４と、蓋壁３６とを備えている、任意の電気装置又は電子装置のための本発明に基づくハウジング３０を示している。裏壁３４には、ハウジングの内部を換気するための開口された通過プレート３８が装着されている。通過プレート３８は、外方に向かって湾曲したリブ４２によって区切られるスリット４０を有している。図５は、湾曲したリブ４２を備えている通過プレート３８の模式的な断面図を示しており、矢印４６は、湾曲したリブ４２で区切られる通過開口部の実効面を模式的に図示している。
【００１３】
図示した実施の形態の別案として、リブ４２がハウジングの内部の方向に湾曲していてもよく、又は、外方と内方とに向かって交互に湾曲していてもよい。さらに、リブは、図示した形態とは異なる形態で、円形、方形、波形又はその他の形態で湾曲していてもよい。本発明に係る通過プレート３８の構成において重要なのは、開口部を区切るリブ４２が、通過開口部を備えている壁体部分の平面から突出するように少なくとも部分的にオフセットされることによって、開口部２０の面積が拡張されることである。特に、リブ４２は湾曲させられることによって壁体部分の平面長より長くなり、その結果、リブにより区切られるスリット４０の面積が拡大する。図１及び図２に示す２種類のハウジングを用いて、次のような比較測定を実施した。
【００１４】
１．  図１に示すハウジング１０について、長さが３４．５ｍｍ、幅が３ｍｍの全部で１６個のスリットと、１５個のリブとによって形成され、かつ、開口された面積が７５ｍｍ×３４．５ｍｍである標準的開口を選択した。各スリット間の金属リブの幅は、１．８ｍｍとした。それにより、総面積に対する開口面積の割合は６３％となる。
【００１５】
２．  図２に示す本発明に係るハウジング３０には、次のような特徴を有する通過プレート３８を設けた。即ち、開口された通過部の基本面は、図１の実施の形態と同じく７５ｍｍ×３４．５ｍｍである。この基本面は、伸張させたときの長さが３７ｍｍ（選択した例の場合）、幅が３ｍｍの全部で１６個のスリットと、１５個のリブとを備えている。金属リブの幅は、同じく１．８ｍｍとした。それにより、通過開口部の総面積に対する開口面積の割合はおよそ６８％となる。
【００１６】
４５Ｐａの最大静圧及び１．２５ｍ３／ｍｉｎの最大流量を供給することができる型式ＮＭＢ３１１０ＫＬ−０４Ｗ−Ｂ６０（１２Ｖ  ＤＣ）の送風機を使用した。
【００１７】
Ａｄ１．  図１に示す標準的開口では、０．５３８８ｍ３／ｍｉｎの空気流量に相当する１．３４ｍ／ｓの空気速度が測定された。さらに、定格出力では、毎分３，６２７回転の送風機回転数が測定された。
【００１８】
Ａｄ２．  これに対して、図２に示す本発明に係る通過部３８の構成では、１．４４ｍ／ｓの空気速度が発生しており、これは０．５７ｍ３／ｍｉｎの流量に相当している。同一の出力で測定された送風機回転数は、毎分３，５７０回転であった。
【００１９】
３．  従来の技術に基づく通過プレートと比較したときに、本発明による通過プレートが空気流に対して及ぼす影響をさらによく評価できるようにするために、上記に加えて、ハウジングの裏面を取り外すことによって、開口された通過プレートで生成される流動抵抗のない空気流を測定した。測定された空気速度は２．８８ｍ／ｓであり、これは１．１４ｍ３／ｍｉｎの流量に相当している。同一の出力で測定された送風機回転数は、毎分３，７１０回転であった。
【００２０】
この比較測定は、摩擦等に基づくハウジングと裏側の通過穴とによる圧力低下を含めた、残りのシステムの流動抵抗を示している。これらの測定を全体的に考察してみると、平坦な標準的開口に代えて、上記２項の仕様に基づいて開口された通過部の本発明による構成を適用すると、流量がほぼ６％増加していることがわかる。開口された面における流動状況又は圧力状況についての流動シミュレーション（ＣＦＤ）を用いた、より厳密な分析が示すように、標準的開口に代えて、本発明の図示した実施の形態に基づく開口を適用すると、１５Ｐａの同じ圧力損失では約１２％だけ増加した流量が発生し、また、０．０９ｍ３／ｓの同じ流量では２６％だけ減少した圧力損失が発生する。通過開口部の間のリブ４２の湾曲をさらに大きくして長さを増加させることにより、上記の割合をさらに向上させることができる。
【００２１】
図６は、上に説明した実施の形態に基づいて改良された、送風機により冷却される装置における流動曲線のグラフを示している。図６において符号Ａが付してある曲線は、前述した実施の形態において用いられた送風機の圧力（Ｐ）−流量（Ｑ）特性曲線を表している。この特性曲線Ａが、システムの動作点を規定する。裏面が取り外されたハウジングの内部で送風機が動作すると、特性曲線Ｂが成立する。本発明に係る通過開口部を有するハウジングの内部で送風機が動作すると、特性曲線Ｃが成立する。そして、従来の技術に基づく標準的開口を備えている通過部を有するハウジングの内部で送風機が動作すると、特性曲線Ｄが成立する。図６が示すように、本発明に係る通過開口部の構成により、同一の送風機を使用しながら、少ない圧力低下で高い流量が得られる。上述したように、実験した実施の形態では、圧力損失が同じならば約１２％高い流量が発生し、又は、流量が同じならば約２６％だけ少ない圧力損失が発生する。さらに、通過プレートのリブをより長くすることによって、これらの値の明らかな向上を実現することができ、図示した実施の形態は、出願人による最初の試験的構成であることに留意すべきである。
【００２２】
上記の説明、特許請求の範囲、及び、図面に開示されている構成要件は、単独でも任意の組み合せの形でも、本発明を様々な実施の形態において具現化するために有意義であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の技術に基づく開口された通過部を備えているハウジングを示す斜視図である。
【図２】本発明に基づく開口された通過部を備えているハウジングを示す斜視図である。
【図３】従来の技術に基づく開口された通過部を示す模式的な平面図である。
【図４】図３の開口された通過部を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明に基づく開口された通過部を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の利点を説明するために、送風機により冷却される装置における流動状況を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  ハウジング
１２  側壁
１４  後壁
１６  蓋壁
１８  通過プレート
２０  スリット
２２  リブ
２４  通過開口部を表す線
２６  実効通過面を表す矢印
３０  ハウジング
３２  側壁
３４  後壁
３６  蓋壁
３８  通過プレート
４０  スリット
４２  リブ
４６  実効通過面を表す矢印
【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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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月27日(2004.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な壁体部分（３４）と、複数の開口部（４０）及び前記各開口部の間に延在するリブ（４２）を有し、前記壁体部分（３４）にある、開口された通過プレート（３８）と、を備えている、換気されるべき装置のためのハウジング（３０）部品において、前記開口部（４０）は、平坦な前記壁体部分（３４）の平面に位置しており、前記リブ（４２）は、平坦な前記壁体部分（３４）の平面に対して少なくとも部分的にオフセットされていることを特徴とするコンポーネント。
【請求項２】
前記リブ（４２）は、前記壁体部分（３４）の面から突出するように湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記リブ（４２）は、前記壁体部分の面形状に従うリブ（２２）に比較して長くなっていることを特徴とする請求項２に記載の部品。
【請求項４】
前記リブ（４２）は、前記平坦な壁体部分の平面に対して約５乃至１５％だけ長くなっていることを特徴とする請求項３に記載の部品。
【請求項５】
前記リブ（４２）は、楕円切片又は波形の形態で湾曲していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の部品。
【請求項６】
前記リブ（４２）は、捩れていることを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項７】
開口された前記通過プレート（３８）の総面積に対する開口面積の割合が６０％よりも大きく、特に６８％よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の部品。
【請求項８】
前記壁体部分（３４）は、二次元又は三次元の面を形成していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の部品。
【請求項９】
前記壁体部分（３４）は、金属でできていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の部品。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の部品を備えていることを特徴とする、電気装置又は電子装置のためのハウジング。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の部品を備えていることを特徴とする、送風機により冷却される電源供給部のためのハウジング。
【国際調査報告】
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