(57)【要約】【課題】エンクロージャー内の排気効率を高め、放熱効率を良くする。【解決手段】エンクロージャー３内に熱源となる電子部品を搭載した電源部２０と制御部１０とを備え、該エンクロージャー３内の空気を排気することにより放熱を行うエンクロージャー放熱構造であって、電源部２０と制御部１０との間で、電源部２０と制御部１０のいずれか一方から他方へ送風するように設置される送風機３０と、電源部２０を含む領域と制御部１０を含む領域とを分離するように、送風機３０の側面に設置される隔壁３１と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンクロージャー内に熱源となる電子部品を搭載した電源部と制御部とを備え、該エンクロージャー内の空気を排気することにより放熱を行うエンクロージャー放熱構造であって、
前記電源部と前記制御部との間で、前記電源部と前記制御部のいずれか一方から他方へ送風するように設置される送風機と、
前記電源部を含む領域と前記制御部を含む領域とを分離するように、前記送風機の側面に設置される隔壁と、
を備えることを特徴とするエンクロージャー放熱構造。
【請求項２】
前記熱源の一部を構成する電子部品が取り付けられた放熱器を備え、該放熱器は、前記送風機の送風方向前面側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンクロージャー放熱構造。
【請求項３】
前記電子部品は、トランジスターであることを特徴とする請求項２に記載のエンクロージャー放熱構造。
【請求項４】
前記電源部のある領域の送風方向に交差する方向の前記エンクロージャーの側壁に第１の換気口を設け、かつ、前記制御部のある領域の送風方向に交差する方向の前記エンクロージャーの側壁に第２の換気口を設けることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のエンクロージャー放熱構造。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエンクロージャー放熱構造を備えることを特徴とする情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンクロージャー放熱構造及びそのエンクロージャー放熱構造を備えた情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター、スキャナー、コンピューター、ディスクドライブ装置等の情報機器は、電源電圧を所望の電圧に変換する回路を備える電源部、情報機器の制御を統括する制御部を備えている。電源部には、トランジスターや変圧器といった電源回路を構成する電子部品が実装され、制御部には、トランジスター、ＩＣ、抵抗器、コンデンサー等の電子部品が複数設置され制御回路を構成している。上記の電子部品には、使用中、それぞれ必要な電圧が印加されている。その電圧によって、上記の各電子部品から熱が発生する。
【０００３】
上記情報機器においては、制御部に実装された電子部品から発生する輻射ノイズを遮蔽するため、または機械的な保護のため、またプリンターなどでは発熱した電子部品に紙粉が接触しないようにするため、制御部及び電源部をエンクロージャーで覆う場合がある。
【０００４】
上記のように、制御部及び電源部をエンクロージャーで覆う場合は、エンクロージャー内に電子部品から発生する熱が篭ってしまう。このため、エンクロージャーには換気口とファンなどを設けた放熱構造が必要である。このような放熱構造としては、例えば、特許文献１には、筐体内に熱源と、該熱源から発生した熱を放熱する放熱器と、前記筐体内を冷却する冷却手段（ファン）を備えた筐体外放熱構造において、前記放熱器を管状（ダクト状）に形成すると共に、その一端側に前記冷却手段を取り付け、該冷却手段の回転により前記筐体外に排気する筐体外放熱構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１００６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の筐体外放熱構造では、制御部の基板上に、ダクト状の放熱器、即ちダクトが設けられるので、このダクトを設置した分だけ、制御部の基板が狭くなる。また、エンクロージャー内の排気効率を考えると、エンクロージャーの長手方向の端部にできるだけ近い位置に上記ダクトを設置する必要があるという、ダクトの位置に対する制約もある。よって、ダクト（放熱器）に取り付けるトランジスターの位置に対する制約が生じる。
【０００７】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、エンクロージャー内にダクトを設けずに、エンクロージャー内の排気効率を高められるエンクロージャー放熱構造及びそのエンクロージャー放熱構造を備えた情報機器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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るエンクロージャー放熱構造は、エンクロージャー内に熱源となる電子部品を搭載した電源部と制御部とを備え、該エンクロージャー内の空気を排気することにより放熱を行うエンクロージャー放熱構造であって、
前記電源部と前記制御部との間で、前記電源部と前記制御部のいずれか一方から他方へ送風するように設置される送風機と、
前記電源部を含む領域と前記制御部を含む領域とを分離するように、前記送風機の側面に設置される隔壁と、
を備えることを特徴とする。
上記構成により、送風機の周囲の空気の流れが遮断され、送風機の周囲から送風方向と逆方向への空気の回り込み（空気の対流）がなくなるので、送風方向への空気の流れが乱れず、エンクロージャー内の気流が安定するので、エンクロージャー内にダクトを設けずとも、エンクロージャーの排気効率を高めることができ、放熱効率が良くなる。
また好ましくは、前記熱源の一部を構成する電子部品が取り付けられた放熱器を備え、該放熱器は、前記送風機の送風方向前面側に設置されていることを特徴とする。
上記構成により、特に発熱量の大きい電子部品を放熱器に取り付ければ、この電子部品に対する放熱効率がより高くなるので、エンクロージャー内全体としての放熱効率も良くなる。
また好ましくは、前記電子部品は、トランジスターであることを特徴とする。
上記構成により、トランジスターに対する放熱効率がより高くなるので、エンクロージャー内全体としての放熱効率も良くなる。
また好ましくは、前記電源部のある領域の送風方向に交差する方向の前記エンクロージャーの側壁に第１の換気口を設け、かつ、前記制御部のある領域の送風方向に交差する方向の前記エンクロージャーの側壁に第２の換気口を設けることを特徴とする。
上記構成により、第１の換気口と第２の換気口との間で、エンクロージャー内に直線的に気流が発生するので、気流がより安定してエンクロージャーの排気効率をより高めることができ、より放熱効率が良くなる。
【０００９】
また、本発明に係る情報機器は、上記エンクロージャー放熱構造を備えることを特徴とする。
上記構成により、放熱効率が良いエンクロージャーを備えるので動作の安定性及び信頼性の高い情報機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンター（情報機器）を前方側から見た斜視図である。
【図２】図１のプリンターの筐体上部及び紙送りガイド等を除いて印刷機構部及びエンクロージャーを露出した状態を示す斜視図である。
【図３】図２における印刷機構部を除いてエンクロージャーを示す斜視図である。
【図４】図３をＡ方向から見た斜視図である。
【図５】図３におけるエンクロージャーのカバーを除いてエンクロージャー内部を示す斜視図である。
【図６】図５をＢ方向から見た斜視図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ断面を示す図である。
【図８】図５のＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図９】制御部の温度計測箇所を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る情報機器の一例としてプリンターを挙げてその実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るプリンターを前方側から見た斜視図である。図２は図１のプリンターの筐体上部及び紙送りガイド等を除いて印刷機構部及びエンクロージャーを露出した状態を示す斜視図である。図３は図２における印刷機構部を除いてエンクロージャーを示す斜視図である。図４は図３をＡ方向から見た斜視図である。図５は図３におけるエンクロージャーのカバーを除いてエンクロージャー内部を示す斜視図である。図６は図５をＢ方向から見た斜視図である。図７は図５のＣ−Ｃ断面を示す図である。図８は図５のＤ−Ｄ断面を示す図である。図９は制御部の温度計測箇所を示す模式図である。
【００１２】
図１に示す本発明の実施形態に係るプリンター（情報機器）１は、筐体５の上部及び紙送りガイド６などを除くと、図２に示すように、印刷機構部２及びエンクロージャー３を備えている。
【００１３】
プリンター（情報機器）１は、図２〜図４に示すように、電子部品から発生する輻射ノイズを遮蔽するため、機械的な保護のため、あるいは、プリンター１の印刷機構２において発生する紙粉が、発熱する電子部品を搭載した基板（後述する制御部１０及び電源部２０）のある領域に入らないようにするために、カバー４で覆われたエンクロージャー３が設けられている。
【００１４】
なお、望ましくは、エンクロージャー３は、金属など難燃性の部材で形成されると良い。さらに、エンクロージャー３は、制御部１０に実装された電子部品から発生する輻射ノイズを遮蔽するように、導電性の部材で形成されることが好ましい。
【００１５】
次に、図３〜図８を参照して、エンクロージャー３内の構成について説明する。
図５〜図８に示すように、エンクロージャー３はその中に制御部１０と電源部２０とを備えている。なお、制御部１０と電源部２０は別々の基板上に設けられているものとして以下説明を続けるが、同じ基板上に設けられているものであってよい。
【００１６】
電源部２０と制御部１０との間で、送風方向がエンクロージャー３のプリンター後方側の側壁３ａに沿う方向となるように、側壁３ａ側に送風機３０が設置されている。好ましくは、送風機３０と側壁３ａとの間は、できるだけ隙間が無くなるように設置される。
【００１７】
また、エンクロージャー３内の空間を、電源部２０側の領域２０ａと制御部１０側の領域１０ａとに分離するように、送風機３０の側面とエンクロージャー３の側壁３ａに対抗する面の側壁３ｂ（プリンター前方側の側壁）との間に、隔壁３１が設置されている。
【００１８】
また、図７の断面図に示すように、電源部２０と制御部１０は、それぞれ別の基板上に設けられている。送風機３０及び隔壁３１は、これら二つの基板の間に、エンクロージャー３の底部３ｅ上に設置される。そして、隔壁３１は底部３ｅと一体に形成されたものでもよい。また、送風機３０は、底部３ｅに設けられたフック（図示せず）に係合させて固定するようにしてもよい。
【００１９】
送風機３０の送風方向前面側に、特に発熱量の多い電子部品であるモーター制御用トランジスター１１が取り付けられた放熱器１２（例えば、放熱フィン）が設置されている。このモーター制御用トランジスター１１は、印刷機構部２のモーターを制御するトランジスターである。モーター制御用トランジスター１１は電力を供給する電力線と制御部１０で生成される制御信号の信号線を使用するので、上記電力線及び信号線が配線し易いように、制御部１０上の電源部２０側の端部に設置される。
【００２０】
制御部１０上には図示しない、トランジスター、ＩＣ、抵抗器、コンデンサー等の電子部品が複数設置され、プリンター１の制御回路を構成している。また、制御部１０上のプリンター後方側の側壁３ａの右端に外部のホストコンピューター等と接続するためのインタフェースコネクター１３が設けられている。
【００２１】
また、エンクロージャー３の右側の側壁３ｃには複数の小開口部１４ａによる第１の換気口１４を備えている（図３参照）。
【００２２】
電源部２０上には、トランス２１、コンデンサー２２、その他の電子部品２３などが設置されている。また、電源部２０と筐体５のプリンター後方側の側壁５ａに設けられた電源端子７とは、電源ケーブル２４によって接続されており、電源部２０とプリンター左側の側壁５ｂの電源制御端子８とは、電源制御ケーブル２５によって接続されている。
【００２３】
また、エンクロージャー３の左側の側壁３ｄには複数の小開口部２６ａによる第２の換気口２６を備えている（図４参照）。
【００２４】
制御部１０及び電源部２０は、カバー４により覆われたエンクロージャー３内にあるので、制御部１０及び電源部２０に実装された各電子部品から、通電時に発生する熱が篭ってしまう。このため、エンクロージャー３の両側面の側壁３ｃ，３ｄに、上記の第１の換気口１４と第２の換気口２６を設けている。
【００２５】
送風機３０を駆動することにより、エンクロージャー３内の空間の電源部２０側の領域２０ａと、制御部１０側の領域１０ａとの間で、１方向に空気の流れが発生する。発生した空気の流れにより、第１の換気口１４及び第２の換気口２６のうち、一方の換気口は吸気口、他方の換気口は排気口として機能する。例えば、領域２０ａから領域１０ａの方向に空気の流れが発生する場合は、第２の換気口２６が吸気口となり、第１の換気口１４が排気口として機能する。第１の換気口と第２の換気口との間で、エンクロージャー内に直線的に気流が発生するので、気流がより安定する。
【００２６】
さらに、第１の換気口１４に相対する筐体５の右側に開口部５ｃが設けられており（図１参照）、上記領域２０ａから領域１０ａの方向に空気の流れが発生する場合は、第１の換気口１４及び開口部５ｃを通してプリンター１の外部に熱が排出される。
【００２７】
（実験結果）
次に、プリンター１における本実施形態の放熱構造の効果を検証する実験及びその結果について述べる。
【００２８】
プリンター１の筐体５の上部及び紙送りガイド６等を外し、次の比較例（１）及び（３）と、本実施形態に係る放熱構造（２）とについて放熱効果の実験を行った。
（１）エンクロージャー３を装着し、隔壁を取り除いた場合（隔壁が無い状態）。
（２）エンクロージャー３を装着した場合（隔壁がある状態）。
（３）エンクロージャー３が無い状態であり、制御部及び電源部が露出した状態。
【００２９】
エンクロージャー３内の制御部１０の任意の箇所の温度を計測した。制御部１０上に取付けた、熱電対の取付け部分（温度計測箇所）を図９の模式図に示す。図９において、Ｑは制御部１０の任意の電子部品であり、Ｐ１〜Ｐ３は制御部１０上の気温測定箇所である。
【００３０】
なお、本実験ではプリンター１として、ドットインパクトプリンタを使用し、１３６桁ノーマルモードにおける９ｐｉｎ印字／１３６桁ノーマルモードにおける７ｐｉｎ印字の２種類のパターンにて上記箇所の温度を計測した。
【００３１】
電子部品Ｑに対する温度計測の結果、エンクロージャー３を装着し、隔壁を取り除いた場合（隔壁が無い状態）（１）場合は、エンクロージャー３が無い状態（３）と比較して、温度差は最大約７［℃］程度になるが、エンクロージャー３を装着した場合（隔壁がある状態）（２）は、エンクロージャー３が無い状態（３）と略同等の値に維持できる事が確認できた。
また、制御部１０上の気温Ｐ１〜Ｐ３も、エンクロージャー３が無い状態（３）では３１〜３８［℃］程度までばらついていたのが、３２．４〜３３．５［℃］程度のばらつき（気温が均一になる）となる事が確認できた。
【００３２】
上記計測結果は、エンクロージャー３内部を送風機３０及び隔壁３１で２つの領域に分離することにより、送風機３０の周辺で起きていた空気の対流が無くなり、一定方向にのみ流れる様になったためと考えられる。
【００３３】
送風機３０を駆動すると、空気の取入れ側（送風方向の背面側）は負圧となり、空気の送り出し側（送風方向の前面側）は正圧となる。即ち、送風機３０の前後で気圧の差が生じる。上記（１）または（３）の場合は、送風機３０の周囲に空気の流れを制御する手段が無いので、上記気圧の差によって、送風機３０の送風方向の前面側から背面側へ向けて、送風機３０の周囲から空気が回り込む。即ち、送風機３０の周囲で空気の対流が起こり、一定方向への空気の流れを乱すので放熱効率が上がらなくなる。
【００３４】
このため、送風機３０の側部とエンクロージャー３の側壁との間に隔壁３１を設置して、送風機３０の空気の取入れ側（送風方向の背面側）と、空気の送り出し側（送風方向の前面側）の領域を分離した、本実施形態に係る放熱構造（２）により、エンクロージャー３無しの場合と同等の放熱効率を実現することができ、エンクロージャー３による電子部品の温度上昇の影響が無くなったと考えられる。このように、本実施形態に係る放熱構造の放熱効率が良好であるとの結果を得た。
【００３５】
以上、詳述したように、本実施形態によれば、電源部２０と制御部１０との間で、送送風方向がエンクロージャー３のプリンター後方側の側壁３ａに沿う方向となるように、側壁３ａ側に設置されている送風機３０と、エンクロージャー３内の空間を、電源部２０側の領域２０ａと制御部１０側の領域１０ａとに分離するように、送風機３０の側面とエンクロージャー３の側壁３ａに対抗する面の側壁３ｂとの間に設置されている隔壁３１とを備えたので、送風機３０の周囲の空気の流れが遮断され、送風機３０の周囲から送風方向と逆方向への空気の回り込み（空気の対流）がなくなる。従って、送風方向への空気の流れが乱れず、エンクロージャー３内の気流が安定するので、エンクロージャー３内にダクトを設けずとも、エンクロージャー３の排気効率を高めることができる。よって、放熱効率が良くなる。そして、本実施形態に係る情報機器は、上記のように放熱効率が良いエンクロージャーを備えるので動作の安定性及び信頼性を高めることができる。
【００３６】
なお、上記実施形態では、電源部２０側の領域２０ａから制御部１０側の領域１０ａへ空気の流れが発生するように、送風機３０を設置したが、逆向きの空気の流れが発生するように送風機３０（ファン）の回転方向を逆向きに設置してもよい。
なお、本発明に係るエンクロージャー放熱構造を適用する情報機器は、プリンターに限定されるものではなく、スキャナー、コンピューター、ディスクドライブ装置等、他の様々な情報機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…プリンター、３…エンクロージャー、３ａ、３ｂ、３ｃ，３ｄ…側壁、３ｅ…底部、４…カバー、５…筐体、５ａ、５ｂ…側壁、５ｃ…開口部、６…紙送りガイド、７…電源端子、８…電源制御端子、１０…制御部、１０ａ…領域、１１…モーター制御用トランジスター、１２…放熱器、１３…インタフェースコネクター、１４…第１の換気口、１４ａ…小開口部、２０…電源部、２０ａ…領域、２１…トランス、２２…電解コンデンサー、２３…電子部品、２４…電源ケーブル、２６…第２の換気口、２６ａ…小開口部、３０…送風機、３１…隔壁
【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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【図８】
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【図９】
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