(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構成で、小形化の要求を満足したうえで、放熱効率の向上を図り、高効率な冷却を実現する。【解決手段】機器筐体１０の前面と背面との間に基板接続コネクタ１１１及び通風口を形成したマザーボード１１を配して、このマザーボード１１に装着するユニット基板12の両面にヒートシンク２０，１８を分離して設け、このユニット基板１２の一方のヒートシンク２０をダクト部材２１に収容して、機器筐体１０の前面に位置するダクト部材２１の一端部から空気を取り込んでヒートシンク２０を経由してマザーボード１１の通風口に強制的に案内して排気する経路を形成すると共に、機器筐体１０の前面のダクト部材２１の下部側の吸気口から外部の空気を取り込んでヒートシンク１８を経由して機器筐体１０の前面のダクト部材２１の上部側の排気口から排気する経路を形成するように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に複数の第１の吸気口が設けられ、背面に少なくとも一つの第１の排気口が設けられると共に、前記前面の複数の第１の吸気口の下部側及び上部側に配置される第２の吸気口及び排気口が設けられた機器筐体と、
この機器筐体内における前記複数の第１の吸気口及び排気口との間に収容配置されるもので、複数の基板接続コネクタ、及び該基板接続コネクタに併設して前記第１の吸気口に対向される複数の通風口が設けられたマザーボードと、
少なくとも一方面に発熱体が搭載され、先端部に前記マザーボードの前記基板接続コネクタに着脱される接続コネクタが設けられた前記機器筐体内に収容配置される複数のユニット基板と、
この複数のユニット基板にそれぞれ前記発熱体を覆って設けられるシールドケースと、
前記複数のユニット基板の他方面に熱的に結合されてそれぞれ設けられる第１のヒートシンクと、
前記複数のユニット基板の一方面にそれぞれ前記シールドケースに熱的に結合されて設けられ、前記第２の吸気口から前記第２の排気口に導かれる空気が通過される第２のヒートシンクと、
前記第１の吸気口から空気を取り込んで前記第１のヒートシンクに案内して前記マザーボードの通風口を経由して前記第１の排気口に空気を導く強制送風手段と、
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記強制送風手段は、前記第１のヒートシンクが収容され、前記第１の吸気口と前記マザーボードの通風口を連通するダクト部材と、このダクト部材を通して前記第１の吸気口から空気を取り込んで前記マザーボードの通風口を経由して前記第１の排気口に強制的に導く冷却ファンで形成されることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記第２の吸気口及び排気口は、前記機器筐体の前面の複数の第１の吸気口をそれぞれ挟んで複数対配置されることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２のヒートシンクは、前記シールドケースの蓋体を兼用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電子機器。
【請求項５】
空気を前記第２の吸気口から前記第２の排気口に強制的に導く第２の冷却ファンを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の電子機器。
【請求項６】
前記第２のヒートシンクは、前記ユニット基板の発熱体に熱伝送路を介して熱的に結合されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の電子機器。
【請求項７】
前記機器筐体は、複数個が架に積重状に分離されて収容配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば基地局に設置される通信機器等のマザーボードとユニット基板が収容配置される電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子機器においては、機器筐体内にマザーボードを収容して、このマザーボードに対して、例えばＶＭＥ規格の複数のユニット基板を直交状に接続して配列配置する、いわゆる基板実装筐体構造のものがある。このような電子機器は、通常、複数個がラック（架）に積重配置されて使用に供されている。
【０００３】
ところで、このような電子機器は、マザーボードに対して直交状に配列配置した複数のユニット基板に発熱体である各種の電子部品が搭載されることで、その冷却を行うことが必要とされている。そのため、ラックの前面の下部側には、吸気口が設けられ、ラックの上面や背面の上部側には、排気口が設けられる。そして、ラックの排気口には、排気ファンが設けられ、この排気ファンを用いて外部からの空気を吸気口から機器筐体内に導いて、その排気口から強制的に排気することにより、ユニット基板に搭載された電子部品の冷却を行う冷却構造が採られる。
【０００４】
また、ユニット基板に搭載した電子部品の高出力化等により、発熱量が多くなり、排熱量を高めることが要求される場合には、例えば機器筐体毎に前面の下部側に吸気口を設けて、背面の上部側に排気口を設けて、それぞれを独立して排熱することにより、その排熱量を高める方法が採られている。
【０００５】
しかし、上記方法では、機器筐体自体に空気の流通スペースを設ける必要があるために、機器筐体が大形となるという問題を有する。これにより、上記ラックへの実装密度が低下されるという不都合が生じる。
【０００６】
そこで、このような電子機器においては、機器筐体の前面側及び背面側に吸気口及び排気口を設けて、機器筐体内に収容配置されるマザーボードに通風用の貫通孔を設けて、この貫通孔には、排気口が排気ファンを含むダクトを介して連通した放熱構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、機器筐体には、その排気口とマザーボードの貫通孔との間がダクトを介して連通された空気流通スペースである排気路が構成され、この排気路を通してユニット基板の熱を、機器筐体外に効率的に放熱することが可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１０７４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記電子機器では、さらに、放熱効率の促進を図る場合、ヒートシンクを大きくして放熱面積を大きく採ると共に、マザーボードの貫通孔を広くして、充分な空気流通スペースを採ることにより、その排熱能力を高めなければならないことで、大形となるうえ、強度、あるいはスペース的にもマザーボードに大きな通風用貫通孔を形成することが困難なために、電子部品の高出力化の要請を満足することができないという問題を有する。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、小形化の要求を満足したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な冷却を実現した電子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】
【０００９】
この発明は、前面に複数の第１の吸気口が設けられ、背面に少なくとも一つの第１の排気口が設けられると共に、前記前面の複数の第１の吸気口の下部側及び上部側に配置される第２の吸気口及び排気口が設けられた機器筐体と、この機器筐体内における前記複数の第１の吸気口及び排気口との間に収容配置されるもので、複数の基板接続コネクタ、及び該基板接続コネクタに併設して前記第１の吸気口に対向される複数の通風口が設けられたマザーボードと、少なくとも一方面に発熱体が搭載され、先端部に前記マザーボードの前記基板接続コネクタに着脱される接続コネクタが設けられた前記機器筐体内に収容配置される複数のユニット基板と、この複数のユニット基板にそれぞれ前記発熱体を覆って設けられるシールドケースと、前記複数のユニット基板の他方面に熱的に結合されてそれぞれ設けられる第１のヒートシンクと、前記複数のユニット基板の一方面にそれぞれ前記シールドケースに熱的に結合されて設けられ、前記第２の吸気口から前記第２の排気口に導かれる空気が通過される第２のヒートシンクと、前記第１の吸気口から空気を取り込んで前記第１のヒートシンクに案内して前記マザーボードの通風口を経由して前記第１の排気口に空気を導く強制送風手段とを備えて電子機器を構成した。
【００１０】
上記構成によれば、機器筐体の第1の吸気口には、強制送風手段により外部から空気が強制的に取り込まれ、その空気がユニット基板の第１のヒートシンクの間に案内されてマザーボードの通風口に導かれ、この通風口を通り機器筐体の第１の排気口から排気される。同時に、第２の吸気口には、外部の空気が取り込まれ、その空気がユニット基板の第２のヒートシンクの間を通過して第２の排気口から排気され、ユニット基板が２系統の経路で放熱される。
【００１１】
従って、大形化することなく、ユニット基板の放熱面積の向上を図ることが可能となり、しかも、所望の強度が確保可能な小径の通風口をマザーボードに設けるだけで、ユニット基板の熱を、効率よく、機器筐体外に排熱することが可能となるため、小形化を実現したうえで、高効率な放熱を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、小形化の要求を満足したうえで、放熱効率の向上を図り得るようにして、高効率な冷却を実現した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２は、この発明の一実施の形態に係る電子機器を示すもので、図１は、機器筐体１０内に配したマザーボード１１に例えばＶＭＥ規格のユニット基板１２を装着した状態を上面側から示し、図２は、その状態を前面側から示す。
【００１５】
上記機器筐体１０は、例えば金属材料で箱状に形成され、その背面には、第1の排気口を構成する、例えば二つ排気口１０１が所定の間隔を有して設けられる。そして、この排気口１０１には、強制送風手段を構成する冷却ファン１３が取付けられ、この冷却ファン１３により吸引された空気を機器筐体１０の外に排気する。この排気口１０１は、機器筐体１０の背面に二箇所設ける構成に限るものでなく、一箇所として構成してもよい。
【００１６】
また、機器筐体１０の中間部には、その前面と排気口１０１の設けられた背面とを分離するように上記マザーボード１１が収容配置される。このマザーボード１１には、例えば図３に示すように二個一組の基板接続コネクタ１１１が二列、所定の間隔に設けられ、この基板接続コネクタ１１１にそれぞれ併設して、例えば矩形状孔構造の通風口１１２が設けられる。
【００１７】
上記機器筐体１０の前面には、例えば前面パネル１４が取付けられ、この前面パネル１４には、開口１４１が上記マザーボード１１の基板接続コネクタ１１１及び通風口１１２に対向して設けられる。これにより、機器筐体１０内には、その前面パネル１４の開口１４１から上記ユニット基板１２が二台、図示しない案内機構を介して抜脱自在に装着される。
【００１８】
ユニット基板１２には、その一方面に、発熱体である電子部品１５が搭載される。そして、このユニット基板１２の先端部には、接続コネクタ１２１が上記マザーボード１１の基板接続コネクタ１１１に接続可能に設けられる（図４乃至図６参照）。
【００１９】
このユニット基板１２は、例えばシールドケース１６内に収容されて、このシールドケース１６の開口側には、蓋体１７が被着されて電磁シールドされる。ここで、ユニット基板１２は、その一方面の上記電子部品１５がシールドケース１６及び蓋体１７により電磁シールドされる。
【００２０】
蓋体１７上には、第２のヒートシンクであるヒートシンク１８が熱的に結合されて取付けられる。このヒートシンク１８には、例えば機器筐体１８の下部側から上部側の矢印Ｘ方向に空気路を構成するように配置構成される（図２参照）。例えば、上記蓋体１７は、上記ユニット基板１２の電子部品１５に対して、熱伝送路、例えば金属材料等のヒートパス材１９を介して熱的に結合される。
【００２１】
なお、このヒートシンク１８は、例えば蓋体１７と一体的に形成し、蓋体を兼用するように構成してもよい。
【００２２】
また、上記ユニット基板１２の他方面には、第1のヒートシンクであるヒートシンク２０が上記マザーボード１１の通風口１１２に対向して熱的に結合されて配置される。このヒートシンク２０は、例えば機器筐体１０の前面から背面方向の矢印Ｙ方向に空気路を形成するように（図１参照）、強制送風手段を構成するダクト部材２１に収容されて配置される。ダクト部材２１は、ユニット基板１２の接続コネクタ１２１が、マザーボード１１の基板接続コネクタ１１１に装着された状態で、その一端部が上記前面パネル１４の開口１４１に位置されて第１の吸気口を構成し、その他端部が上記マザーボード１１の通風口１１２に挿通されて配置される。
【００２３】
上記ヒートシンク１８，２０は、フィン構造としてストレート形状、ピン形状等、各種形状のものを用いて構成することが可能である。
【００２４】
また、上記ユニット基板１２には、その前面側にブランクパネル２２が上記シールドケース１６及びヒートシンク１８を目隠しするように設けられる。このブランクパネル２２の上下両端部には、例えばイジェクタ部２３が設けられ、このイジェクタ部２３を操作してユニット基板１２が機器筐体１０からの抜脱操作が行われる。
【００２５】
ここで、機器筐体１０の前面には、その前面パネル１４及びブランクパネル２２で形成される開口のうち上記ダクト部材２１の下部側及び上部側が、第２の吸気口及び排気口である吸気口２４及び排気口２５として利用され、いわゆる自然対流により、その吸気口２４で外部の空気が取り込まれ、その空気がヒートシンク１８を通って排気口２５から排気される空気路を形成する。
【００２６】
上記構成において、マザーボード１１及び二台のユニット基板１２が収容配置された機器筐体１０は、複数、例えば図７に示すように３個、がラック（架）２６に積重状に配置されて使用に供される（但し、図７においては、図の便宜上、１個のみを図示）。この機器筐体１０は、選択的に駆動制御されて使用に供され、その駆動に連動して、ユニット基板１２の電子部品１５から熱が発生され、その熱が両面のヒートシンク１８，２０に熱移送される。
【００２７】
同時に、冷却ファン１３が駆動され、外部の空気がダクト部材２１の一端から取り込まれる。すると、ダクト部材２１の一端から取り込まれた空気は、ヒートシンク２０を通過してユニット基板１２から熱輸送された熱を奪ってダクト部材２１の他端を通ってマザーボード１１の背面側に排出され、冷却ファン１３を介して機器筐体１０の排気口１０１から外部に排気される。
【００２８】
同時に、機器筐体１０の前面パネル１４の開口１４１におけるダクト部材２１の下部側の吸気口２４から外部の空気が流入され、その上部側の排気口２５から機器筐体１０内の内部空気が排気される自然対流が発生する。このダクト部材２１の下部側の吸気口２４から取り込まれた空気は、ユニット基板１２のヒートシンク１８の間を通過してシールドケース１６を通って熱移送された熱を奪ってダクト部材２１の上部側の排気口２５から機器筐体１０外に排気される。
【００２９】
ここで、上記機器筐体１０内のユニット基板１２は、その駆動に伴う熱が、それぞれ両面に配したヒートシンク２０，１８に分離されて熱移送され、このヒートシンク２０，１８に独立に構成した空気の流れにより、排熱されて冷却される。
【００３０】
このように、上記電子機器は、機器筐体１０の前面と、排気口１０１を設けた背面との間に基板接続コネクタ１１１及び通風口１１２を形成したマザーボード１１を配して、このマザーボード１１に装着するユニット基板１２の両面にヒートシンク２０，１８を分離して設け、このユニット基板１２の一方のヒートシンク２０をダクト部材２１に収容して、機器筐体１０の前面に位置するダクト部材２１の一端部から空気を取り込んでヒートシンク２０を経由してマザーボード１１の通風口１１２に強制的に案内して機器筐体１０の背面の排気口１０１から排気する経路を形成すると共に、機器筐体１０の前面のダクト部材２１の下部側の吸気口２４から外部の空気を取り込んでヒートシンク１８を経由して機器筐体１０の前面のダクト部材２１の上部側の排気口２５から排気する経路を形成するように構成した。
【００３１】
これによれば、大形化することなく、ユニット基板１２の放熱面積の向上を図ることが可能となり、しかも、マザーボード１１に対して所望の強度が確保可能な小さな形状の通風口を設けるだけで、ユニット基板１２の熱を、効率よく、機器筐体１０外に排熱することが可能となるため、小形化を保ったうえで、高効率な放熱を実現することができて、ユニット基板１２に搭載する電子部品１５の高性能化を容易に図ることが可能となる。
【００３２】
なお、上記実施の形態では、吸気口２４及び排気口２５を機器筐体１０の前面のダクト部材２１の下部側及び上部側に配して、その吸気口２４から外部の空気を取り込んで、ヒートシンク１８を経由させて排気口２５から排気させる自然対流の経路を構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、図示しない冷却ファンを用いて空気を強制的に循環させるように構成することも可能である。
【００３３】
また、上記実施の形態では、機器筐体１０の前面パネル１４及びブランクパネル２２で形成される開口１４１のうち上記ダクト部材２１の下部側及び上部側を、吸気口２４及び排気口２５として構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば図８に示すように機器筐体１０の前面の上記吸気口２４及び排気口２５のさらに下部側及び上部側にも吸気窓３０及び排気窓３１を設けるように構成してもよい。
【００３４】
さらに、上記実施の形態では、マザーボード１１に二枚のユニット基板１２を抜脱自在に装着するように構成した場合について説明したが、この枚数に限ることなく、構成可能である。
【００３５】
よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【００３６】
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の一実施の形態に係る電子機器を説明するために機器筐体内に収容配置したマザーボードにユニット基板を装着した状態を、上面側から見た状態を示した図である。
【図２】図１のマザーボードにユニット基板を装着した状態を、前面側から見た状態を示した図である。
【図３】図１のマザーボードが概略構成を示した図である。
【図４】図１のユニット基板を前面側から見た状態を示した図である。
【図５】図１のマザーボードとユニット基板とを上面側から見た状態を示した図である。
【図６】図１のマザーボードとユニット基板とを側面側から見た状態を示した図である。
【図７】図１の機器筐体をラックに積重状に配置した状態を示した図である。
【図８】この発明の他の実施の形態に係る電子機器の要部を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…機器筐体、１０１…排気口、１１…マザーボード、１１１…基板接続コネクタ、１１２…通風口、１２…ユニット基板、１２１…接続コネクタ、１３…冷却ファン、１４…前面パネル、１４１…開口、１５…電子部品、１６…シールドケース、１７…蓋体、１８…ヒートシンク、１９…ヒートパス材、２０…ヒートシンク、２１…ダクト部材、２２…ブランクパネル、２３…イジェクタ部、２４…吸気口、２５…排気口、２６…ラック、３０…吸気窓、３１…排気窓。
【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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