(57)【要約】【課題】  内部に収納されている発熱体の温度をファン等の特別な装置を要いることなく、所定の値に保持でき、メンテナンスを必要としない簡便、かつ安価な発熱体収納筐体の内部構造を提供する。【解決手段】  外側筐体１内に独立して密閉された内側筐体２を配設し、上部と下部に上方開口部５及び下方開口部６を設け、夫々に内側筐体２上部の熱溜り空間９と連通する廃熱ダクト７及び冷却ダクト８を外側筐体１との間に配設する。これにより熱溜り空間９と内側筐体２の間を独立した２系統のダクトで接続した一連の経路が形成され、内側筐体２内の発熱体４の熱による上昇気流で生じた圧力差が循環気流を発生する。この際、冷却ダクト８の経路には筐体外部へのヒートシンク１０が取り付けられているため従来の様にファン等を様いる事無く筐体内の対流を発生させ効率的な放熱を可能にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体を略密閉状態で収納し環境状態に無関係に前記発熱体をその機能を損わない状態に保持し得ると共に特別の冷却装置を装着しない発熱体密閉収納筐体であって、該筐体は、略密閉箱体からなる外側筐体と、該外側筐体の内部に収納され前記外側筐体の内面との間に上下方向に沿って冷却ダクトを形成し、前記外側筐体の天井内面との間に熱溜り空間を形成し、その内部に前記発熱体を収納すると共にその上方及び下方側に上部開口部及び下部開口部を形成する内側筐体とを有し、前記上方開口部と前記熱溜り空間との間にはこれ等に連通する廃熱ダクトが形成され、前記熱溜り空間に連通する前記冷却ダクトは前記下部開口部に連通することを特徴とする完全ファンレス発熱体収納筐体。
【請求項２】
前記冷却ダクトの前記熱溜り空間側の開口部は、前記廃熱ダクトの前記熱溜り空間側の開口部よりも下方に形成されることを特徴とする請求項１に記載の完全ファンレス発熱体収納筐体。
【請求項３】
前記冷却ダクトにはヒートシンクが隣接して配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載の完全ファンレス発熱体収納筐体。
【請求項４】
前記外側筐体は、空間通路を介して遮熱板により包囲されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の完全ファンレス発熱体収納筐体。
【請求項５】
前記熱溜り空間の上面と前記遮熱板の内の天蓋遮熱板との間にはヒートシンクが配設され、前記天蓋遮熱板には多数個の小孔が開口形成されることを特徴とする請求項４に記載の完全ファンレス発熱体収納筐体。
【請求項６】
前記請求項１乃至５に記載の完全ファンレス発熱体収納筐体の内側筐体の上方開口部の近傍はファンが配設されることを特徴とするハイブリッド発熱体収納筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に略密閉に収納された発熱体を環境状態に無関係にその機能を損わない状態に保持すると共に特別の冷却装置を使用しない完全ファンレス発熱体収納筐体と、前記完全ファンレス発熱体収納筐体の一部にファンを配設し、発熱体の更に完全な機能保持を行うと共に前記ファンの故障時においても発熱体の安定保持ができるハイブリッド発熱体収納筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型発熱体収納筐体において発熱体の温度を一定温度に保持するには発熱体から発する熱を筐体の外部に放熱することが必要である。そのためには筐体内から外部に向かって熱伝導と放熱を行う手段が必要であり、従来の公知技術としては「特許文献１」，「特許文献２」，「特許文献３」等が挙げられる。
【特許文献１】特開２００１−２６７７７４号（図３）
【特許文献２】特開２００１−１４７０６２号（図１０）
【特許文献３】特開２００３−３３２７７３号（図２）
【０００３】
「特許文献１」の「特開２００１−２６７７７４号」の「機器収納筐体」は密閉筐体（１１）内の両側面に内部ファン（４４）と外部フィン（４５）を設けた熱交換部（４１）を配置すると共に上方側に内部フィン（６４）と外部フィン（６５）を設け、天井の外気排出口（６７）近傍にファン（１３）を設けたものである。このものは前記の全体構成によって発熱体の冷却を行うものであり、前記の夫々の要素が必要構成要素である。
【０００４】
「特許文献２」の「特開２００１−１４７０６２号」の「発熱体収納筐体の放熱構造」は本発明と同一出願人による公知技術であるが、その特徴としては発熱体（１７）のまわりに黒面体（１９）や内面側突出片（１１）や外面側突出片（１２）を設けて発熱体（１７）からの発熱をダクト（１３）に導き、天井板（２１）から排熱するようにしたものであるが、その「図１０」に示すように発熱体（１７）からの熱放熱を有効に行うため発熱体（１７）の収納室内に循環流（１６）を形成させるための循環用ファン（３１）が配置されている。
【０００５】
また、「特許文献３」の「特開２００３−３３２７７３号」の「筐体のヒートシンク構造」は本発明と同一出願人によるものであるが、その「図２」等に示すように発熱体１０のまわりにはヒートシンク（１）が配置されると共に内部ファン（８）が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、前記の従来技術では発熱体を囲む空間に存在する空気を筐体外部に効率的に排出する構造からなるが、筐体内部の空気量が限られているためすぐに飽和し放熱効率が低下する。そのためには空気の早い移動が必要であり、どうしてもファン等により強制的に空気を循環，放出することが必要となる。一方、ファンを使用する場合にはその動力部と駆動部が必要となり、これ等は故障するリスクがあり一定期間毎のメンテナンスが必要となる。
【０００７】
発熱体を一定温度で格納する場合、筐体毎にメンテナンスが必要となるが、メンテナンスを必要とする装置としては一部の通信装置や制御装置についてのみが主に対象とされていたが高速、かつ高度に情報化した現在では高精度で多様な性能，機能を有する情報機器等の発熱体が必要であり、その温度保持のためにはどうしてもファンを必要とし、かつメンテナンスを要求する。
一方、発熱体を収納する筐体の設置場所としては多様であり、メンテナンスを定期的に行うことが困難な場所も多い。そのためメンテナンスを必要としない冷却手段を工夫することも不可能ではないが複雑で効果なものとなる。そのため動力部や駆動部等を必要としないで自立的に一定の温度環境を作りだすことが可能な筐体が存在すれば極めて有用である。即ち、メンテナンスフリーの発熱体収納筐体が要請される。一方、メンテナンスフリーの筐体が最も望ましいが、外部環境が大きく変化する場合もあり、より完全な信頼性を保持するためにファンを設置することが安全でもある。しかしながら、母体としてメンテナンスフリーの筐体を使用するため、仮りにファンが故障したり、一定期間のメンテナンスが出来ない場合においても完全ファンレス発熱体収納筐体の機能により発熱体の安全保護ができる。以上によりファンを用いたハイブリッド発熱体収納筐体についても要請される。
【０００８】
本発明は、以上の要請に基づいて発明されたものであり、ファンを使用することなく発熱体を環境状態に無関係にその機能を保持し得る温度に保持できメンテナンスフリーの効果を有する完全ファンレス発熱体収納筐体を提供することを目的とする。また、より完全な発熱体の保護のためにファンを併用しファンが故障した場合でも発熱体の保護が完全にできるようにするため前記の完全ファンレス発熱体収納筐体にファンを併用させたハイブリッド発熱体収納筐体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】
【０００９】
本発明は、以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、発熱体を略密閉状態で収納し環境状態に無関係に前記発熱体をその機能を損わない状態に保持し得ると共に特別の冷却装置を装着しない発熱体密閉収納筐体であって、該筐体は、略密閉箱体からなる外側筐体と、該外側筐体の内部に収納され、前記外側筐体の内面との間に上下方向に沿って冷却ダクトを形成し、前記外側筐体の天井内面との間に熱溜り空間を形成し、その内部に前記発熱体を収納すると共にその上方及び下方側に上部開口部及び下部開口部を形成する内側筐体とを有し、前記上方開口部と前記熱溜り空間との間にはこれ等に連通する廃熱ダクトが形成され、前記熱溜り空間に連通する前記冷却ダクトは前記下部開口部に連通することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明は、前記冷却ダクトの前記熱溜り空間側の開口部は、前記廃熱ダクトの前記熱溜り空間側の開口部よりも下方に形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明は、前記冷却ダクトにはヒートシンクが隣接して配設されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明は、前記外側筐体は、空間通路を介して遮熱板により包囲されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明は、前記熱溜り空間の上面と前記遮熱板の内の天蓋遮熱板との間にはヒートシンクが配設され、前記天蓋遮熱板には多数個の小孔が開口形成されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明は、前記請求項１乃至５に記載の完全ファンレス発熱体収納筐体の内側筐体の上方開口部の近傍はファンが配設されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１の完全ファンレス発熱体収納筐体によれば、発熱体は内側筐体内の空気を加熱するが、加熱によって膨張し、軽くなった空気は上昇し上部開口部から上方気流となって廃熱ダクトを介して上方の熱溜り空間に流入する。この上昇気流によって熱溜り空気は加圧されるが、一方の内側筐体内は減圧され両者の間に圧力差が生じ、この圧力差により熱溜り空間から冷却ダクトを介して下降気流が生じる。この気流は再び内側筐体内に入って循環する空気流れが生じて発熱体からの熱を除去する作用が行なわれる。なお、下降気流として冷却ダクトを通過した空気は下部開口部より減圧されている内部筐体内に導入され発熱体の冷却を行う。
以上の空気流れによって発熱体は冷却されることになる。以上のように本発明はファンを使用しないメンテナンイフリーの効果を上げることができる。即ち、放置した状態で発熱体を所望温度に自然に保持できる。また、資源や環境に対して負担を与えない。
【００１６】
また、請求項２の完全ファンレス発熱体収納筐体によれば、廃熱ダクトの開口部を冷却ダクトの開口部より上方に配置するため、上昇気流と下降気流との混合が発生しないため安定した気流循環ができる。
【００１７】
また、請求項３の完全ファンレス発熱体収納筐体によれば、冷却ダクトにはヒートシンクが隣接して配置されるため下降気流が十分に冷却され、発熱体を所望温度に冷却保持することができる。
【００１８】
また、請求項４の完全ファンレス発熱体収納筐体によれば、外側筐体は遮熱板により包囲されているため、外気温が遮断されると共に外側筐体との間の空間から内部の熱が放熱される。
【００１９】
また、請求項５の完全ファンレス発熱体収納筐体によれば、熱溜り空間の上方にヒートシンクを設けることにより熱溜り空間内で予め空気は冷却されて冷却ダクト側に送られると共に遮熱板と外側筐体との間の空間内の空気が天井遮熱板の小孔から排出され、この流れにより循環気流の増速が行われる。
【００２０】
また、請求項６のハイブリッド発熱体収納筐体によれば、完全ファンレス発熱体収納筐体にファンを設けることにより、より確実な発熱体の温度保持で出来ると共に、仮りにファンが故障しても発熱体の温度保持ができる。また、ファンのメンテナンスも可能な時に実施すればよく、そのメンテナンスに対する負担が大幅に低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の完全ファンレス発熱体収納筐体及びハイブリッド発熱体収納筐体の実施の形態を図面を参照して詳述する。なお、「図１」乃至「図３」は完全ファンレス発熱体収納筐体を示し、「図４」がハイブリッド発熱体収納筐体の一例を示すものである。
【実施例１】
【００２２】
図１（ａ），（ｂ）に示すように完全ファンレス発熱体収納筐体１００は大別して次の構成要素からなる。即ち、略密閉箱体の外側筐体１と、この内部に収納され発熱体４を収納する内側筐体２と、外側筐体１を囲む遮熱板３等とからなる。
【００２３】
外側筐体１は、図１（ａ）に示すように３面を側面板１ａにより囲まれ天面に天井板１ｂを有し側面に１つに開閉扉１ｃを有し、下面に底板１ｄを有する略密閉状の箱体からなる。なお、開閉扉１ｃは内側筐体２の出入のためであり、完全シールがされている。
【００２４】
内側筐体２は上下左右を板体によって囲まれ、一面に開閉扉を有する略密閉状の箱体からなり、内部に発熱体４を収納する。前記開閉扉は発熱体４の出入のためである。図１（ａ），（ｂ）に示すように外面筐体１の内面と内側筐体２の内面との間には間隙が形成される。この間隙を説明の都合上、図１（ａ）における間隙を間隙Ａ，間隙Ｂとし、図１（ｂ）における間隙を間隙Ｃ，間隙Ｄとする。また、外側筐体１の天井板１ａの内面と内側筐体２の上面との間には間隙Ｅが形成される。間隙Ａ側には図１（ｂ）に示すような上部開口部５が形成され間隙Ｃ及び間隙Ｄには図１（ａ）に示すような下部開口部６が形成される。
【００２５】
間隙Ａの上方側には上部開口部５に連通する廃熱ダクト７が形成される。また、間隙Ｃ及び間隙Ｄは冷却ダクト８，８となり、下部開口部６に連通する。廃熱ダクト７及び冷却ダクト８は共にその上部の開口部が熱溜り空間９となる間隙Ｅに連通しているが、廃熱ダクト７の開口部７ａは冷却ダクト８の開口部８ａよりも上方に配置される。また、冷却ダクト８，８には図１（ａ）に示すようにヒートシンク１０，１０が配置されている。
【００２６】
一方、外側筐体１のまわりには遮熱板３が外側筐体１を包囲して配置される。なお、説明の都合上、天井側の遮熱板３を天井遮熱板３ａとし側面の遮熱板３を側面遮熱板３ｂとする。外面筐体１と遮熱板３との間には空間１１が形成され、説明の都合上、天井側の空間１１を天井空間１１ａとし側面の空間１１を側面空間１１ｂとする。図２は図１の要部を模式的に表示した斜視図である。
【００２７】
次に、図１及び図２に示す完全ファンレス発熱体収納筐体１００における発熱体４の温度保持について説明する。
発熱体４の発熱により内側筐体２内の空気が加熱されて膨張する。これによって軽くなった空気は上昇し上部開口部５からこれに連通している廃熱ダクト７内に入り上昇気流となてその開口部７ａに向かって上昇する。この上昇気流の発生により内側筐体２内は減圧される。開口部７ａを出た空気はこれに連通している熱溜り空間９内に入り、一時的に溜る。そのため、熱溜り空間９内の圧力は高くなる。熱溜り空間９は冷却ダクト８の開口部８ａに連通しており、下方は下部開口部６を介して内側筐体２内に連通している。前記のように内側筐体２内は減圧されており、熱溜り空間９は加圧されているため冷却ダクト８内には下降気流が生じ、この下降気流の空気が内側筐体２内に導入される。
一方、冷却ダクト８にはヒートシンク１０が隣接して配置されているため下降気流の空気は冷却される。これにより内側筐体２内の発熱体４は冷却される。発熱体４からの発熱はこの冷却空気によって冷却されるが、高温になって内側筐体２内に膨張し、前記のステップを繰返し行うことになる。なお、外側筐体１は遮熱板３により囲まれているが遮熱板３と外側筐体１との間に空間１１があるため、ヒートシンク１０からの熱は空間１１を介して遮熱板３から外部に放熱されることになる。
【００２８】
以上のように、各ダクト７，８の大きさや熱溜り空間９の大きさやヒートシンクの容量を工夫することにより、発熱体４を所望の温度に保持することができる。
前記のように何等の冷却装置を設けていないため、メンテナンスを必要とせず、メンテナンスフリーの筐体となる。従って、この完全ファンレス発熱体収納筐体１００を任意の場所に設置してもメンテナンスフリーのため放置しておいても発熱体を安全管理することができる。よって、メンテナンスを必要とする従来の筐体に較べて極めてメリットがあり、環境保全に対して大きく貢献するものである。
【実施例２】
【００２９】
図３（ａ），（ｂ）は図１，図２と全体構造として近似するものであるが、熱溜り空間９の上方にヒートシンク１０を設けた点が相異する。また、遮熱板３の天井遮熱板３ａには多数の小孔１２が貫通形成される。以上の構造により、熱溜り空間９内の空気はヒートシンク１０により冷却されると共に、天井遮熱板３ａと熱溜り空間９の上面との間の空気が加熱され、この加熱空気は外気温よりも高温のため外部に向かって放熱が行われ、この放熱作用によって側面遮熱板３ｂと外側筐体１の側面板１ａとの間の側面空気１１ｂ内の空気が上昇気流となって天井遮熱板３ａに導かれて放熱される。この空気流入により廃熱ダクト７からの上昇気流が加速され全体としての発熱体４の温度保持がより効率的に行われる。
【実施例３】
【００３０】
図４はハイブリッド発熱体収納筐体１００Ａを示すものである。この場合、ベースとなる筐体としては図１乃至図３に示した完全ファンレス発熱体収納筐体１００となるが、図４では図３に示した完全ファンレス発熱体収納筐体１００をベースとして表示したものである。図示のようにこのハイブリッド発熱体収納筐体１００Ａは内側筐体２の内部の上方開口部５の近傍にファン１３を配置したものである。
このファン１３には発熱体４から発した熱の廃熱ダクト７への導通が更に加速され、前記熱循環の効率を向上することができる。
【００３１】
ハイブリッド発熱体収納筐体１００Ａは前記のようにファン１３を有するものであるが、仮りにファン１３が故障した場合は基本となる完全ファンレス発熱体収納筐体として作用するため発熱体の保持温度は所望の温度に保持される。従って、ファン１３のメンテナンスはすぐに行う必要がなく、任意の時期に行えばよい。これにより、メンテナンスの管理のの容易化が図れ、メンテナンスコストの大幅な低減ができる。
【００３２】
本発明は、以上に説明した構成と作用からなるが、本発明は以上の内容に限定するものではなく、同一技術的範疇のものが適用されることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の筐体内に収納される発熱体としては主として通信機器や情報管理機器のように使用されている電機や電子機器の発熱によって高温化するようなものであるが、勿論これに限定するものではなくすべての機器に対して適用されるものでその利用範囲は広い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の完全ファンレス発熱体収納筐体の全体構造を示す側断面図（ａ）及び正面断面図（ｂ）。
【図２】本発明の完全ファンレス発熱体収納筐体の主要構造をわかり易く示すための模式的斜視図。
【図３】本発明の完全ファンレス発熱体収納筐体の全体構造の別の実施例を示す側断面図（ａ）及び正面断面図（ｂ）。
【図４】本発明のハイブリッド発熱体収納筐体の全体構造を示す正面断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１    外側筐体
１ａ      側面板
１ｂ      天井板
１ｃ      開閉扉
１ｄ      底板
２        内側筐体
３        遮熱板
３ａ      天井遮熱板
３ｂ      側面遮熱板
４        発熱体
５        上部開口部
６        下部開口部
７        廃熱ダクト
７ａ      開口部
８        冷却ダクト
８ａ      開口部
９        熱溜り空間
１０      ヒートシンク
１１      空間
１１ａ    天井空間
１１ｂ    側面空間
１２      小孔
１３      ファン
１００    完全ファンレス発熱体収納筐体
１００Ａ  ハイブリッド発熱体収納筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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