(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のユニットを内装する電子機器において、ユニットの挿抜性を確保しつつユニット内部の電子部品の発熱を放熱するために、接触冷却面積を拡大する電子機器を提供する。【解決手段】冷却面６にヒンジ７を介して接続された補助冷却板８を追加し、ヒンジ７の回転により補助冷却板８が回転して、ユニット３の放熱部が冷却板と補助冷却板８とで挟みこまれるように密着するように構成することで、ユニット３と冷却板の接触面６１，６２を増やし、接触部の熱抵抗を低下させる。【選択図】図３
2008227260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を収容し、上記電子部品に熱的に接続され表裏に放熱面を持つ放熱部を有したユニットと、
内部流路が形成され、上記ユニットにおける放熱部の表面が密着する冷却板と、
内部流路が形成され、鉤状の突起部を有した補助冷却板と、
上記補助冷却板を回転可能に軸支するヒンジと、
を備え、
上記ユニットにおける放熱部が上記補助冷却板の突起部に突き当たったとき、上記補助冷却板が回転し、上記放熱部の表面が上記冷却板に密着するとともに上記放熱部の裏面が上記補助冷却板に密着した状態で、上記ユニットにおける放熱部が上記補助冷却板に嵌合することを特徴とした電子機器。
【請求項２】
電子部品を収容し、上記電子部品に熱的に接続される放熱面を持つ第１、第２放熱部を有したユニットと、
内部流路が形成され、上記ユニットにおける第１放熱部が密着する冷却板と、
内部流路が形成され、上記ユニットにおける第１放熱部が上記冷却板に密着した状態で上記第２放熱部と密着するように、上記冷却板から離間配置された補助冷却板と、
上記ユニットにおける第１放熱部を回転可能に軸支するヒンジと、
を備え、
上記冷却板は、上記ユニットにおける第１放熱部の先端部が突き当たったとき、上記第１放熱部の放熱面が上記冷却板に接するように、上記第１放熱部の先端部を滑らせる案内部を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却を必要とする複数のエレクトロニクスモジュールからなる電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、本体フレームに複数のユニットを挿入することで構成される電子機器が知られている。各ユニットは、複数のエレクトロニクスモジュール（以降、モジュール）から構成され、モジュールの整備、および故障による交換作業等においては、ユニット単位で本体フレームより取り外し、整備、交換を完了した後、本体フレームに取り付けされる。
【０００３】
ユニットの取り外し、および取り付けの際の整備性（挿抜性）を考慮する場合、本体フレームの少なくとも１面に開口を設け、その開口部よりユニットを挿抜する。一方、モジュールに内装される電子部品が所望の性能を発揮するためには、発熱による温度上昇を抑制する必要があり、モジュール内部で発生した熱を電子機器の外部に排熱する必要がある。
【０００４】
例えば、本体フレームに冷媒流路による冷却面を有する電子機器の場合、ユニットの一部を、流路を構成する冷却面と接触させることにより、ユニット内部で発生した熱を冷媒へ排熱する。この際、ユニットと冷却面の接触面間に許容できない温度差を生じてしまうため、両者を十分に密着させ、接触熱抵抗を下げる必要がある。
【０００５】
ユニットの挿抜方向と平行に冷却面を配置した電子機器では、冷却板に冷媒が流れる際の圧力により冷却板が膨張し、ユニットと冷却面を密着させることが行われている。また、挿抜性を向上させるため、冷却板に冷媒が流れていない状態でユニットと冷却板の間に隙間を設けて、ユニットが挿抜し易いように構成する場合もある。この場合、挿抜方向に対し垂直に冷却面を配置することにより、ユニットの挿入方向の固定力がそのまま冷却面との密着力となるため、敢えて密着を図る構造は不要となる（例えば特許文献１、および特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特公平３−０２２０７４号公報（第３頁、図３）
【０００７】
【特許文献２】特開２００４−２２１３１５号公報（第８頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の電子機器は、冷却板内の圧力管理や、挿抜のために必要な隙間の管理が必要となり、製造性が悪い。
【０００９】
また、挿抜方向に対し垂直に冷却面を配置した従来の電子機器では、モジュールに内装される電子部品の高出力化、高密度実装化、稼働率の向上等に伴って発熱量が増大するに従い、冷却性能、すなわち冷却流路を流れる冷媒とモジュール内部の電子部品との熱抵抗を減じる必要が生じる。しかしながら、ユニットと冷却面との接触面積は、モジュールの配置ピッチの制約、および電子機器の小型化の要求等により、十分な放熱面積を確保することが困難である。このため、発熱量が冷却板の放熱能力を超え、接触部における熱抵抗によりモジュールと冷媒間に許容できない温度差が生じてしまうという問題があった。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ユニットの取り付け取り外し時の作業効率を確保したまま、モジュールと冷媒流路の接触部の熱抵抗を低下させることのできる、電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電子機器は、電子部品を収容し、上記電子部品に熱的に接続され表裏に放熱面を持つ放熱部を有したユニットと、内部流路が形成され、上記ユニットにおける放熱部の表面が密着する冷却板と、内部流路が形成され、鉤状の突起部を有した補助冷却板と、上記補助冷却板を回転可能に軸支するヒンジと、を備え、上記ユニットにおける放熱部が上記補助冷却板の突起部に突き当たったとき、上記補助冷却板が回転し、上記放熱部の表面が上記冷却板に密着するとともに上記放熱部の裏面が上記補助冷却板に密着した状態で、上記ユニットにおける放熱部が上記補助冷却板に嵌合することを特徴としたものである。
【００１２】
また、電子部品を収容し、上記電子部品に熱的に接続される放熱面を持つ第１、第２放熱部を有したユニットと、内部流路が形成され、上記ユニットにおける第１放熱部が密着する冷却板と、内部流路が形成され、上記ユニットにおける第１放熱部が上記冷却板に密着した状態で上記第２放熱部と密着するように、上記冷却板から離間配置された補助冷却板と、上記ユニットにおける第１放熱部を回転可能に軸支するヒンジと、を備え、上記冷却板は、上記ユニットにおける第１放熱部の先端部が突き当たったとき、上記第１放熱部の放熱面が上記冷却板に接するように、上記第１放熱部の先端部を滑らせる案内部を備えたものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、ヒンジを介して接続された補助冷却板を付加し、ユニットの挿入時に、ヒンジの回転によりユニットと冷却板の接触面を増やし、接触部の熱抵抗を低下させることによって、ユニット挿抜の容易性を確保しつつ、ユニット内部の電子部品の放熱能力を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１（ａ）および（ｂ）は、この発明に係る実施の形態１を示す図であり、例えば電子走査アンテナ装置のようなモジュール１が規則正しく配列された電子機器の斜視図である。図２（ａ）はユニットの斜視図、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＡ−Ａにおける断面図である。なお、図２中では、この実施の形態１の特徴を成す補助冷却板やヒンジの記載を省略している。
【００１５】
実施の形態１による電子機器は、本体フレーム２と、複数のユニット３で構成される。本体フレーム２は、裏面側に複数の開口部を設け、その各開口部にて複数のユニット３を挿抜することで、ユニット３が本体フレーム２に電気的および機械的に接続される。
【００１６】
各ユニット３は、複数個のモジュール１が収納されて構成される。また、ユニット３は、本体フレーム２の導電コネクタ（図示せず）に電気的に接続するための信号ピン６１を有し、信号ピン６１を介して、本体フレーム２に設けられたアンテナ素子４０を含む電気部品に接続される。モジュール１は、高出力増幅器、低雑音増幅器等の高発熱性の電子部品を内蔵している。このため、モジュール１を構成する電子部品の保護や所定の性能を得るために、各ユニット３の冷却が必要となる。本体フレーム２の裏面側に複数個のユニット３を挿入することで、ユニット３に規則正しく配列された複数のモジュール１が本体フレーム２の一面にアレイ状に配置される。
【００１７】
このように、アレイ状に配列された複数のユニット３が本体フレーム２に装着されることで、本体フレーム２の表面に電波放射面４が形成され、例えばアクティブフェーズドアレイアンテナのような電子走査アンテナが構成される。アクティブフェーズドアレイアンテナでは、各モジュール１が複数のアンテナ素子に接続され、各モジュール１に移相器を有する。各モジュール１を電波放射面４に配置される複数のアンテナ素子に接続することで、アンテナ素子の位相を個別に制御し、電波放射面４にて送受信する電波のビーム方向を走査することができる。
【００１８】
また、モジュール１の整備、および故障による交換作業等においては、ユニット３単位で本体フレーム２より取り外しを行うことで、モジュール１の整備、交換作業を一括処理することができる。モジュール１の整備、交換作業が完了した後、ユニット３単位で本体フレーム２に再び取り付けされる。
【００１９】
本体フレーム２は、複数のユニット３の保持を行うと共に、電波放射面４の内部に冷媒５１の流れる冷却流路５を有する。図２（ｂ）においては、紙面に垂直な方向に冷媒５１が流れる状態を示している。電波放射面４の背面には冷却面６が構成されており、冷却流路５と冷却面６とで冷却板が構成される。
【００２０】
ユニット３は、その放熱部６０が本体フレーム２の電波放射面４の背面に設けられた冷却面６に接触するように挿入され、本体フレーム２の冷却面６と熱的に接続される。これによって、モジュール１で発生した熱はユニット３の放熱部６０を経由し、本体フレーム２の冷却面６に達し、冷却流路５を流れる冷媒５１に排熱される。ユニット３の放熱部６０はＴ字形状断面を成し、放熱部６０の先端部は冷却面と対向する面が傾斜している。
【００２１】
本体フレーム２の冷却面６とユニット３の冷却範囲は、ユニット３の配置のピッチに応じて決まり、図２（ａ）に示すように、放熱部６０と冷却面６とが接触する接触面６１の範囲に制限される。この実施の形態１では、補助冷却板を設けることにより、この接触面積、すなわち放熱面積を増やすことで接触部の熱抵抗を低下させることができる。
以下、図３を用いて補助冷却板を用いた冷却構造について、詳細を説明する。
【００２２】
図３は実施の形態１における本体フレーム２とユニット３の熱的な接続構造を示す断面図である。図において、本体フレーム２の電波放射面４の背面にヒンジ７により回転する補助冷却板８を図示している。なお、信号ピン６２については図示を省略している。
【００２３】
補助冷却板８は鉤状の突起部６３が設けられ、アルミ合金の押し出し成型によってＬ字形状断面を成すように一体的に形成される。補助冷却板８における突起部６３の取り付け部は断面がＶ字形状となる凹みが設けられている。補助冷却板８には冷媒流路が形成され、図における紙面に垂直な方向に、冷媒５１が流れる。この補助冷却板８の冷媒流路は、冷却面６の冷媒流路５と、冷却管（図示せず）を介して接続される。この際、補助冷却板８が可動できるように、冷却管は自在に折れ曲がるように撓み性を有した弾性材料を用いるのが良い。補助冷却板８は、突起部６３と冷媒流路の交差する角部が冷却面６に固定されたヒンジ７で支持され、補助冷却板８はヒンジ７によって回転可能に軸支されている。図の例では、ユニット３を挟む両側二箇所に、ヒンジ７が設けられている。また、ユニット３の挿入時に、ユニット３の放熱部６０が突起部６３に突き当たるように、突起部６３とヒンジ７の相対位置が調整されている。
【００２４】
ユニット３が本体フレーム２に挿入されると、ユニット３の放熱部６０が突起部６３に突き当たる。この状態でユニット３がさらに押し込まれると、補助冷却板８が図の白抜き矢印方向にヒンジ７が回転する。これによって、Ｔ字形状断面を成す放熱部６０の表面側の接触面６１が本体フレーム２の冷却面６に当接する。また、Ｔ字形状断面を成す放熱部６０の裏面側（接触面６１と反対側）の接触面６２が、補助冷却板８に密着する。このように、ユニット３の挿入時にヒンジ７が回転し、ユニット３が接触面６１を介して冷却面６に密着し、補助冷却板８が反対側の接触面６２に密着することによって、放熱部６０の接触面積が拡大し、接触部の熱抵抗をより低下させることができる。この際、突起部６３のＬ字形状断面が放熱部６０のＴ字形状断面に嵌合すので、放熱部６０は冷却面６に強固に密着する。
【００２５】
なお、ユニット３を取外す際には、ユニット３を所定以上の力で引き抜くことによって、ヒンジ７が逆回転し、ユニット３を容易に引き抜くことができる。このように、ユニット３の挿抜性が妨げられないように成されている。
【００２６】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２における本体フレーム２とユニット３の熱的な接続構造を示す。図中、図３と同じ部分については、同じ符号を付与している。この実施の形態２は、実施の形態１とはユニットと本体フレームとの、放熱部の熱的な接続構造が異なる。
【００２７】
ユニット３の先端には、２枚のプレート９と、このプレート９を二股に広げるように回転させるヒンジ７１が設けられている。すなわち、各プレート９の端部はヒンジ７１によって回転可能に軸支されている。ヒンジ７１には巻きバネが設けられ、通常状態で二股が閉じる方向に作用する回転トルクが付与されている。また、ユニット３における、先端から離れたモジュール１寄りの部分に、平坦な放熱面を有して第２の放熱部を構成する放熱部７２が設けられる。
【００２８】
また、本体フレーム２は、冷却面６上に接触面６４が設けられる。また、接触面が２段になるように２枚の補助冷却板８１を付加して、追加の接触面６５を備えている。この際、接触面６４と接触面６５は、相互に平行になるように、段違いに離間して配置される。また、補助冷却板８１は、ユニット３における２枚のプレート９を、重なった状態（閉じた状態）で挿入するための間隙を有して配置される。補助冷却板８には冷媒流路が形成され、図における紙面に垂直な方向に、冷媒５１が流れる。この補助冷却板８の冷媒流路は、冷却面６の冷却流路５と、冷却管（図示せず）を介して接続される。
【００２９】
さらに、２枚のプレート９から成る二股には、閉じた状態で先端部に若干の窪み１０が形成されるように、円弧形状の曲面が設けられている。また、この実施の形態２による本体フレーム２の冷却面６には、微小な突出部１１が設けられている。冷却面６は第１の放熱部を構成する。
【００３０】
ユニット３の挿入時、先端の２枚のプレート９は、閉じた状態で本体フレーム２の補助冷却板８１の間隙を通過する。その後、プレート９の先端が本体フレーム２の冷却面６に接触し、２枚のプレート９から成る窪み１０が冷却面６の突出部１１に突き当たる。この際、冷却面６の突出部１１がプレート９の窪み１０に嵌合すると、プレート９の先端部の間隙が僅かに開く。これに伴い、プレート９の窪み１０を形成する曲面がカムの如く作用し、プレート９が接触面６１を滑りながら開いていくことにより、ユニット３をさらに押し込むことができる。かくして、ユニット３の取り付け完了時には、プレート９は完全に開き、その長手側面が接触面６４と密着することとなる。また、プレート９が接触面６４と密着することにより、ユニット３の放熱部７２は接触面６５を介して、本体フレーム２の補助冷却板８１に密着する。すなわち、ユニット３は、接触面６４および接触面６５で接触するため、合計２段の接触面によって接触面積が拡大し、全体として接触部の熱抵抗を下げることができる。
【００３１】
なお、ユニット３の取り付け、取り外しの際には、プレート９がヒンジ７１のバネ力によって自動的に閉じるため、ユニット３の挿抜容易性を妨げることはない。
【００３２】
また、ユニット３の先端に付加するプレート９、および本体フレーム２に付加する接触面は１段だけではなく、複数段付与することも可能である。これにより、さらに接触面を増やすことができ、接触部の熱抵抗をより低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１による電子機器の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるユニットと本体フレームの接続構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるユニットの熱的な接続構造を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるユニットの熱的な接続構造を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  モジュール、２  本体フレーム、３  ユニット、４  電波放射面、５  冷却流路、５１  冷媒、６  冷却面、７  ヒンジ、８  補助冷却板、９  プレート、１０  窪み、１１  突出部、６１  接触面、６２  信号ピン、６３  突起部、６４  接触面、６５  接触面、７１  ヒンジ。
【図１】
2008227260.tif 000003
【図２】
2008227260.tif 000004
【図３】
2008227260.tif 000005
【図４】
2008227260.tif 000006