(57)【要約】【課題】冷却対象の大型化および複雑化を抑制しつつ冷却効果を向上できる冷却装置を提供する。【解決手段】基板９１に配置された発熱体を空冷する冷却装置８０であって、基板９１を内部に有し、複数の空気吸入口８１を側面に有する筐体８２と、発熱体が配置された基板９１の面と反対の面の中央部に、筐体８２の外部にその筐体８２の内部の空気を排出するためのファン９２とを備えている。基板９１の中央部には、ファン９２の外形以内の大きさの空気排出口８３が設けられる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に配置された発熱体を空冷する冷却装置であって、
前記基板を内部に有し、複数の空気吸入口を側面に有する筐体と、
前記発熱体が配置された基板の面と反対の面の中央部に、前記筐体の外部に当該筐体の内部の空気を排出するためのファンとを備え、
前記基板の中央部には、前記ファンの外形以内の大きさの空気排出口が設けられる
ことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
筐体は、複数の空気吸入口を発熱体が配置された基板面方向側の筐体側面に有し、
前記空気吸入口は、前記筐体側面の中央から偏心した位置にそれぞれ設けられる
請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
空気吸入口は、筐体の各側面の同じ方向に偏心させて設けられる
請求項１または請求項２記載の冷却装置。
【請求項４】
空気吸入口は、筐体側端から同一側面中央までの位置に設けられる
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項５】
ファンは、遠心式ファンである
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項６】
空気排出口は、複数の穴で形成される
請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の冷却装置。
【請求項７】
筐体内部の基板に配置された発熱体を空冷する冷却方法であって、
前記発熱体が配置された基板の面と反対の面の中央部に設けられたファンを、前記基板の中央部に設けられた当該ファンの外形以内の大きさの空気排出口に配置して駆動させることにより、前記筐体側面に設けられた複数の空気吸入口から外気を取り込み、前記発熱体が配置された基板の面に渦流を発生させて、当該発熱体を空冷する
ことを特徴とする冷却方法。
【請求項８】
筐体は、複数の空気吸入口を発熱体が配置された基板面方向側の筐体側面に有し、
前記空気吸入口は、前記筐体側面の中央から偏心した位置にそれぞれ設けられ、
前記空気吸入口からそれぞれ外気を取り込むことで発熱体が配置された基板の面に渦流を発生させて、当該発熱体を空冷する
請求項７記載の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及び冷却方法に関し、特に冷却効果を向上させた冷却装置及び冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
機器に使用される高発熱部品を冷却する必要性や、より高い環境温度に対応できるよう、発熱部品を効率的に冷却できる方法が必要とされている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、冷却効果を引き出すことができる冷却装置が記載されている。特許文献１に記載された冷却装置は、流入する冷却媒体を所定の方向に流出させて冷却媒体流を形成する反射板を備える。具体的には、特許文献１に記載された冷却装置は、導風板が吸気口から取り入れられた外気を電子機器筐体の内部で円周状に誘導する。
【０００４】
また、特許文献２には、光源装置を空冷できるプロジェクタが記載されている。特許文献２に記載されたプロジェクタは、冷却ファンの空気吐出口の近傍に光源装置を配置し、光源装置に冷却ファンの排出空気を吹き付け、光源装置に吹き付けた空気をプロジェクタの外部に冷却風を排出すると共に、冷却ファンに吸気される外気流によりプロジェクタ内の光源装置以外の発熱源を冷却する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０３８９３５号公報
【特許文献２】特開２００９−０６４０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に記載されているような冷却方法では、機器の空気吸入口から空気排出口へ空気の流路が発生するが、冷却を伴うこの空気の流路は直線になる。情報機器の筐体において、空気流の通わない領域が冷却不全にならないよう、ファンより大きい回路基板をムラなく冷却するためには、複数のファンを使用する場合が一般的である。
【０００７】
しかし、ファンの大きさは回転体となるプロペラの形状に大きく依存する。そのため、回路基板に対し垂直に配されたファンの横サイズを大きくすると、縦サイズも大きくなってしまうため、装置の小型化および薄型化が困難になる。一方で、ファンの縦サイズを抑えようとすると、横サイズも小さくなるため、回路基板を均等に冷やすには複数個のファンが必要となってしまうという問題がある。
【０００８】
特許文献１に記載された冷却方法を用いることにより、回路基板を均等に冷やすことは可能である。一方、複数の反射板を用いることなく、外気を筐体内部で適切に誘導して発熱体を冷却できることが好ましい。
【０００９】
そこで、本発明は、冷却対象の大型化および複雑化を抑制しつつ冷却効果を向上できる冷却装置および冷却方法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】
【００１０】
本発明による冷却装置は、基板に配置された発熱体を空冷する冷却装置であって、基板を内部に有し、複数の空気吸入口を側面に有する筐体と、発熱体が配置された基板の面と反対の面の中央部に、筐体の外部にその筐体の内部の空気を排出するためのファンとを備え、基板の中央部には、ファンの外形以内の大きさの空気排出口が設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明による冷却方法は、筐体内部の基板に配置された発熱体を空冷する冷却方法であって、発熱体が配置された基板の面と反対の面の中央部に設けられたファンを、基板の中央部に設けられたそのファンの外形以内の大きさの空気排出口に配置して駆動させることにより、筐体側面に設けられた複数の空気吸入口から外気を取り込み、発熱体が配置された基板の面に渦流を発生させて、その発熱体を空冷することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、冷却対象の大型化および複雑化を抑制しつつ冷却効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による冷却装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】空気排出口が複数の穴で形成されている場合の例を示す説明図である。
【図３】複数の空気吸入口から吸気されていることの例を示す説明図である。
【図４】空気吸入口が１つの場合の渦流の例を示す説明図である。
【図５】空気吸入口が複数の場合の渦流の例を示す説明図である。
【図６】空気吸入口が１つの場合の渦流の他の例を示す説明図である。
【図７】本発明による冷却装置の概要を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明による冷却装置の一実施形態を示す断面図である。本実施形態の冷却装置１００は、筐体１と、基板２と、ファン３とを備えている。基板２には、発熱する１または複数の発熱体（図示せず）が配置される。以下の説明では、基板で発熱体が配置される側を表側と記し、その反対側を裏側と記すこともある。発熱体は、例えば、電子機器であり、基板２は、例えば、回路基板である。本発明は、基板２に配置された発熱体を、ファン３を用いて空冷する。すなわち、ファン３は、筐体１の外部に筐体１内部の空気を排出するためのものである。
【００１６】
ファン３には、遠心式ファンが用いられる。遠心式ファンを用いることで、後述する空気排出口５から基板２の裏面に導いた空気を筐体１の外側へ排出することが可能になる。
【００１７】
筐体１は、基板２を内部に有する。基板２は、筐体の上面および底面と平行に配される。以下の説明では、筐体１の上方向に基板２の発熱体が配置されているものとする。また、筐体１は、例えば、直方体であり、必要に応じて、筐体１の一辺を装置幅方向と記し、他の一辺を装置前後方向と記す。
【００１８】
筐体１の側面には、複数の空気吸入口４が基板２の表側の上側に設けられる。また、空気吸入口４は、筐体１の側面の中央から偏心した位置に設けられる。すなわち、空気吸入口４は、発熱体が配置された基板面方向側（すなわち、基板２の上側）であって筐体１の側面の中央から偏心した任意の位置に設けられる。より具体的には、筐体１の側面の中央とは、後述する空気排出口５の位置である
【００１９】
図１に示す例では、装置幅方向および装置前後方向の側面のいずれにも、基板２の上部であって筐体１の左端部分に空気吸入口４が設けられていることを示す。なお、図１に示す例では、空気吸入口４の形状が矩形で示されているが、空気吸入口の形状は矩形に限定されない。
【００２０】
図１に示すように、各側面の同じ方向に空気吸入口４を偏心させて設けることにより、空気吸入口４から取り入れられた外気を筐体１の内部でより強力な渦状に誘導することが可能になる。また、空気吸入口４を、筐体側端から同一側面中央までの位置に設けることにより、外気を大きく円周上に誘導することが可能になる。
【００２１】
基板２の中央部には、ファン３の外形以内の大きさの空気排出口５が設けられる。また、ファン３は、発熱体が配置された基板２の面と反対の面の中央部に配置される。図１に示す例では、基板２の中央部に円形の空気排出口５が設けられていることを示す。ファン３は、その空気排出口５の下側に配置される。
【００２２】
図１に示す例では、空気排出口５の形状が１つの円形で示されているが、空気排出口５の形状は円形に限定されず、また、空気排出口５の数も１つに限定されない。図２は、空気排出口５が複数の穴で形成されている場合の例を示す説明図である。このように、複数の穴で空気排出口５を形成することで基板を残すことができるため、配線領域を確保することが可能になる。
【００２３】
また、筐体１の基板２の下側には、ファン３からの空気を筐体１の外側に排出する排出口（図示せず）が設けられる。このような構造により、ファン３を用いて空気排出口５から空気を排出すると、複数の空気吸入口４から空気が吸入され、冷却する空気を渦流に発生させることができる。
【００２４】
図３は、複数の空気吸入口４から吸気されていることの例を示す説明図である。このように、複数の空気吸入口４を備えることで、単独の空気吸入口のみの場合と比較し、より多くの外気を取り込むことが可能になり、冷却効果を向上させることができる。
【００２５】
図４は、空気吸入口４が１つの場合の渦流の例を示す説明図である。また、図５は、空気吸入口４が複数の（筐体の各側面に設けられている）場合の渦流の例を示す説明図である。図４および図５を比較すると、図５に例示するように、各側面に空気吸入口４を設けることで、多くの外気を取り込むことができるとともに、安定した渦流を発生させることが可能になる。
【００２６】
図６は、空気吸入口４が１つの場合の渦流の他の例を示す説明図である。多くの外気を取り込むためには、図６に例示するように、空気吸入口４を大きくすることも考えられる。しかし、空気吸入口４を大きくした場合、安定した渦流を発生させることが難しいため、図５に例示するように、各側面に空気吸入口４を設けることが好ましい。
【００２７】
このような構成により、情報機器などを収める筐体１の側端に設けた空気吸入口４から取り入れられた空気は、空気吸入口４と空気排出口５との位置を偏心させることにより、筐体内部（装置中央）で渦流になる。そして、装置中央に生成された風は、基板２の中央に設けられた空気排出口５及びファン３により、基板２の裏面に送られる。すなわち、本実施形態では、基板２の上下で吸気および排気が分離されている。ファン３に遠心式ファンを使用することで風の流れの方向を変え、装置外側へ空気を排出する構造にすることで装置を薄くすることが可能になる。また、冷却する空気を渦流にすることで、基板２の発熱部品をムラなく冷却することが可能になる。
【００２８】
次に、本実施形態の冷却装置により、筐体内部の基板に配置された発熱体をファンを用いて空冷する冷却方法を説明する。
【００２９】
上述するように、本実施形態の冷却装置１００は、発熱体が配置された基板２の面と反対の面（すなわち、基板２の裏側）の中央部にファン３が設けられる。また、基板２の中央部には、ファン３の外形以内の大きさの空気排出口５が設けられる。ファン３を駆動させることにより、筐体１側面に設けられた複数の空気吸入口４から外気が取り込まれ、発熱体が配置された基板の面（すなわち、基板２の表側）に渦流（渦巻状の放熱流路）を発生させて、その発熱体を空冷する。
【００３０】
具体的には、筐体１は、複数の空気吸入口４を発熱体が配置された基板面方向側（すなわち、基板２の上側）の筐体側面に有し、空気吸入口４は、筐体側面の中央から偏心した位置にそれぞれ設けられている。このような構成で、複数の空気吸入口４からそれぞれ外気を取り込むことで発熱体が配置された基板２の面に渦流を発生させて、発熱体を空冷する。
【００３１】
筐体１の内部に取り込まれた空気は、ファン３を駆動させることにより、空気排出口５から基板２の裏側（すなわち、発熱体が配置された基板２の面と反対側）に導かれ、排出口から排出される。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、基板２の裏側中央部に設けられたファン３を、基板２の中央部に設けられたファン３の外形以内の大きさの空気排出口５に配置して駆動させることにより、筐体１側面に設けられた複数の空気吸入口４から外気を取り込み、発熱体が配置された基板の面に渦流を発生させて、その発熱体を空冷する。
【００３３】
このように、本実施形態の冷却装置１００は、基板２表面に渦流を発生させ、基板２中央（空気排出口５）で排気することにより、ファン１個で冷却可能な構造を有する。そのため、冷却能力を向上させることに伴うファンの大型化も、装置の高さに依存せず対応可能である。また、装置の高さ以内にファン３を格納したことで、装置の高さ以上の大型ファンを実装した場合も、薄型の筐体を構成可能である。
【００３４】
次に、本発明の概要を説明する。図７は、本発明による冷却装置の概要を示す説明図である。本発明による冷却装置は、基板９１（例えば、基板２）に配置された発熱体をファン９２（例えば、ファン３）を用いて空冷する冷却装置８０（例えば、冷却装置１００）であって、基板９１を内部に有し、複数の空気吸入口８１を側面に有する筐体８２（例えば、筐体１）と、発熱体が配置された基板９１の面と反対の面の中央部に、筐体８２の外部にその筐体８２の内部の空気を排出するためのファン９２（例えば、ファン３）とを備えている。
【００３５】
基板９１の中央部には、ファン９２の外形以内の大きさの空気排出口８３が設けられる。
【００３６】
そのような構成により、冷却対象の大型化および複雑化を抑制しつつ冷却効果を向上できる。
【００３７】
具体的には、筐体８２は、複数の空気吸入口８１を発熱体が配置された基板９１面方向側（すなわち、基板９１の上側）の筐体８２側面に有し、空気吸入口８１は、筐体８２側面の中央から偏心した位置にそれぞれ設けられる。
【００３８】
また、空気吸入口８１は、筐体９２の各側面の同じ方向に偏心させて設けられていてもよい。そのような構成により、空気吸気口から取り入れられた外気を筐体の内部でより強力な渦状に誘導することが可能になる。
【００３９】
また、空気吸入口８１は、筐体８２側端から同一側面中央までの位置に設けられていてもよい。そのような構成により、外気を大きく円周上に誘導することが可能になる。
【００４０】
ファン９２は、具体的には、遠心式ファンである。
【００４１】
また、空気排出口８３は、複数の穴で形成されていてもよい。そのような構成により、基板を残すことができるため、配線領域を確保することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、例えば、通信機器等の情報処理装置に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  筐体
２  基板
３  ファン
４  空気吸入口
５  空気排出口
１００  冷却装置
【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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【図７】
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