(57)【要約】【課題】本発明の課題は、外気温が高い場合には、通信装置を収容する箱と電源装置を収容する箱の空気の流通を遮断し、冷却装置は通信装置のみを集中して冷却し、外気温が低い場合には電源装置で温められた空気を利用して、通信装置を加温でき、消費電力を抑えた電源箱を提供することにある。【解決手段】本発明は、通信装置を収容する箱２と、通信装置を冷却する冷却装置３と、通信装置で温められた空気を排出する排出用ファン６と、通信装置と冷却装置に電力を供給する電源装置を収容する箱７と、電源装置を冷却する電源装置用ファン５と、通信装置を収容する箱内と電源装置を収容する箱内の空気を流通もしくは遮断する開閉型の箱仕切板８と、電源装置を収容する箱内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板９とを具備することを特徴とするものである。【選択図】    図１
2004186315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置を収容する箱と、前記通信装置を冷却する冷却装置と、前記通信装置で温められた空気を排出する排出用ファンと、前記通信装置と前記冷却装置に電力を供給する電源装置を収容する箱と、前記電源装置を冷却する電源装置用ファンと、前記通信装置を収容する箱内と前記電源装置を収容する箱内の空気を流通もしくは遮断する開閉型の箱仕切板と、前記電源装置を収容する箱内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板とを具備することを特徴とする電源箱。
【請求項２】
通信装置を収容する第１の箱と、前記通信装置の一方の側部に設けられ通信装置を冷却する冷却装置と、前記通信装置の他方の側部に設けられ通信装置で温められた空気を排出する排出用ファンと、前記第１の箱の上方に設けられ前記通信装置と前記冷却装置に電力を供給する電源装置を収容する第２の箱と、前記第２の箱内の前記電源装置の下部に設けられ前記電源装置を冷却する電源装置用ファンと、前記第１の箱と前記第２の箱の間に設けられる開閉型の箱仕切板と、前記第２の箱内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板と、前記第１の箱および前記第２の箱を覆い開口が設けられた外箱とを具備することを特徴とする電源箱。
【請求項３】
箱仕切板として、長い板と短い板を回転軸を介して連結した複数個の仕切板を、仕切板の長い板の先端が隣の仕切板の短い板の後端に重なるように並設して回転可能に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の電源箱。
【請求項４】
前記箱仕切板と前記外気仕切板において外気温が高い場合には、前記電源装置用ファンによる空気の流れと前記箱仕切板の重さにより前記箱仕切板が閉じ、前記外気仕切板が開くことを特徴とする請求項１、２又は３記載の電源箱。
【請求項５】
前記箱仕切板と前記外気仕切板において外気温が低い場合には、前記電源装置用ファンを逆回転させ、逆転した空気の流れで前記箱仕切板が開き、前記外気仕切板が閉じることを特徴とする請求項１、２又は３記載の電源箱。
【請求項６】
電源装置用ファンは、サーモスタットで測定した外気温度が所定値以上になると順方向に回転すると共に外気温度が所定値以下になると逆回転するようにスイッチを切り換えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の電源箱。
【請求項７】
スイッチとして、バイメタルを使用したスイッチを用いることを特徴とする請求項６記載の電源箱。
【請求項８】
電源装置のバックアップとして、通信装置を収容する箱内に蓄電池を搭載したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の電源箱。
【請求項９】
冷却装置として、ヒートポンプ式の冷却装置もしくはペルチェ素子を用いた冷却装置を用いることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の電源箱。
【請求項１０】
電源装置として、無停電電源装置を用いることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の電源箱。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信装置、冷却装置、電源装置、ファンを収容する箱を含めた電源箱に係り、特に、消費電力を抑えて通信装置を冷却・加温する電源箱に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電源装置と通信装置は同じ箱に収容されていた。
【０００３】
このため外気温が高い場合、電源装置で温められた空気が通信装置に影響を及ぼし、通信装置を十分に冷却できなかった。従って通信装置を十分に冷却しようとすると、冷却能力の高い冷却装置を使う必要があり、冷却装置のサイズ、消費電力が大きくなる問題があった。逆に外気温が低い場合には、ヒーターを使う必要があり、ヒーターの設置スペース、消費電力が大きくなる問題があった。
【０００４】
また、開示された関連技術として、電子機器筐体内部の冷却方法および装置（特許文献１）、通信装置用キャビネット（特許文献２）、屋外設置用キャビネット型通信装置（特許文献３）がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６８３８８号公報
【特許文献２】
特開平８−１１６１９０号公報
【特許文献３】
特開平１０−３１１６３８号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、外気温が高い場合には、通信装置を収容する箱と電源装置を収容する箱の空気の流通を遮断し、冷却装置は通信装置のみを集中して冷却し、外気温が低い場合には電源装置で温められた空気を利用して、通信装置を加温でき、消費電力を抑えた電源箱を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の電源箱は、通信装置を収容する箱と、前記通信装置を冷却する冷却装置と、前記通信装置で温められた空気を排出する排出用ファンと、前記通信装置と前記冷却装置に電力を供給する電源装置を収容する箱と、前記電源装置を冷却する電源装置用ファンと、前記通信装置を収容する箱内と前記電源装置を収容する箱内の空気を流通もしくは遮断する開閉型の箱仕切板と、前記電源装置を収容する箱内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板とを具備することを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明の電源箱は、通信装置を収容する第１の箱と、前記通信装置の一方の側部に設けられ通信装置を冷却する冷却装置と、前記通信装置の他方の側部に設けられ通信装置で温められた空気を排出する排出用ファンと、前記第１の箱の上方に設けられ前記通信装置と前記冷却装置に電力を供給する電源装置を収容する第２の箱と、前記第２の箱内の前記電源装置の下部に設けられ前記電源装置を冷却する電源装置用ファンと、前記第１の箱と前記第２の箱の間に設けられる開閉型の箱仕切板と、前記第２の箱内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板と、前記第１の箱および前記第２の箱を覆い開口が設けられた外箱とを具備することを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明は、前記電源箱において、箱仕切板として、長い板と短い板を回転軸を介して連結した複数個の仕切板を、仕切板の長い板の先端が隣の仕切板の短い板の後端に重なるように並設して回転可能に設けられたことを特徴とするものである。
【０００９】
また本発明は、前記電源箱において、前記箱仕切板と前記外気仕切板において外気温が高い場合には、前記電源装置用ファンによる空気の流れと前記箱仕切板の重さにより前記箱仕切板が閉じ、前記外気仕切板が開くことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明は、前記電源箱において、前記箱仕切板と前記外気仕切板において外気温が低い場合には、前記電源装置用ファンを逆回転させ、逆転した空気の流れで前記箱仕切板が開き、前記外気仕切板が閉じることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明は、前記電源箱において、電源装置用ファンは、サーモスタットで測定した外気温度が所定値以上になると順方向に回転すると共に外気温度が所定値以下になると逆回転するようにスイッチを切り換えることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明は、前記電源箱において、スイッチとして、バイメタルを使用したスイッチを用いることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明は、前記電源箱において、電源装置のバックアップとして、通信装置を収容する箱内に蓄電池を搭載したことを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記電源箱において、冷却装置として、ヒートポンプ式の冷却装置もしくはペルチェ素子を用いた冷却装置を用いることを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記電源箱において、電源装置として、無停電電源装置を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態例に係る電源箱の一例で外気温が高い場合を示す構成説明図である。図において、１は通信装置、２は通信装置を収容する第１の箱、３は冷却装置、４は電源装置、５は電源装置用ファン、６は排出用ファン、７は電源装置を収容する第２の箱、８は箱仕切板、９は外気仕切板、１０は外箱である。なお、図の矢印は電源箱内部の空気の流れを示す。すなわち、外箱１０は中空状よりなり、側面に複数の開口部が設けられる。前記外箱１０の内部には周囲に間隙をおいて第１の箱２および第２の箱７が収容され、第１の箱２上に第２の箱７が一体に設けられる。前記第２の箱７の上部には排気口が設けられる。前記第１の箱２と前記第２の箱７の境界部には空気を流通もしくは遮断する開閉型の箱仕切板８が設けられる。前記第２の箱７の下部側面には第２の箱７内へ外気を浸入させるもしくは遮断する開閉型の外気仕切板９が設けられる。前記第１の箱２には通信装置１が収容され、前記通信装置１の一方の側部には冷却装置３が通信装置１を冷却するようにして第１の箱２に設けられる。前記通信装置１の他方の側部には排出用ファン６が通信装置１で温められた空気を排出するようにして第１の箱２に設けられる。前記第２の箱７には電源装置４が収容され、電源装置４は通信装置１、冷却装置３および排出用ファン６、後述の電源装置用ファン５等に電力を供給する。前記第２の箱７内の電源装置４の下部には電源装置用ファン５が設けられ、電源装置用ファン５は電源装置４を冷却する。
【００１８】
外気温が高い場合、図１に示すように、電源装置用ファン５が順方向に回転して空気が上方に流れ、箱仕切板８が閉じ、通信装置１を収容する箱２と電源装置４を収容する箱７の間の空気の流通を遮断する。冷却装置３が駆動し通信装置１を集中して冷却する。冷却装置３内側の吸気口は外気のみを取り込み、通信装置１で温められた空気は排出用ファン６を介して第１の箱２の外に放出され、通信装置１で温められた空気が冷却装置３の吸気口に入らないようにすることで、冷却装置３の冷却能力を高める。また、電源装置用ファン５の順方向の回転による空気の流れにより外気仕切板９が開き、外気が電源装置用ファン５を介して電源装置４に流れ、電源装置４を冷却する。電源装置４で温められた空気は外箱１０の側面の開口部を通じて外部に放出される。また、電源箱は通信装置１を収容する箱２と電源装置４を収容する箱７を外箱１０が覆っているため、２重構造となっており、通信装置１を収容する箱２や電源装置４を収容する箱７が直接日射によって温められることはない。日射を遮断する２重構造と外箱１０の表面の塗料、雨水浸入を防止する構造に関しては、特願２００２−０７１３８５のような電源装置を適用することができる。また、外箱１０と通信装置１を収容する箱２や電源装置４を収容する箱７の間の空気が温められたとしても外箱１０の上部側面の排出口から熱を放出できるため、日射によって温められた空気が通信装置１を収容する箱２や電源装置４を収容する箱７に及ぼす影響を小さくすることができる。さらに、外箱１０の天井においては、日射によって温められた空気が電源装置４を収容する箱７の内部に流れようとしても、電源装置用ファン５によって発生した空気の流れによって、外箱１０の側面上部の排出口から排出される。
【００１９】
図２は本発明の実施形態例に係る箱仕切板の一部を示す斜視図であり、図３は本発明の実施形態例に係る箱仕切板の他の例を示す斜視図である。すなわち、箱仕切板８として、長い板８０１と短い板８０２を回転軸８０３を介して連結した複数個の仕切板を、仕切板の長い板８０１の先端が隣の仕切板の短い板８０２の後端に重なるように並設して回転可能に設けられる。ここで、長い板８０１の重心と回転軸８０３との距離をｘ、短い板８０２の重心と回転軸８０３との距離をｙ、長い板８０１の質量をＷｘ、短い板８０２の質量をＷｙとすると、
ｘ・Ｗｘ≦ｙ・Ｗｙ
となるようにする。
【００２０】
前記箱仕切板８は軽い板で構成し、各仕切板の回転軸８０３をはさんで短い板８０２のほうが長い板８０１よりもモーメントを大きくしておけば、外気温が高い、すなわち、電源装置用ファン５が下から上に風を吹いている時には、各仕切板は短い板８０２のモーメントが長い板８０１のモーメントより大きいため短い板の方向に回転しようとする。しかし各仕切板は重なっており、一番左端の仕切板は箱に固定されている板８０４で長い板８０１が上方向に行くのを止めているため、仕切板は閉じた状態で保つことができる。また、箱仕切板８が閉じられているため、電源装置用ファン５によって箱仕切板８と電源装置用ファン５の間の空気は第２の箱７の外に吐き出されることとなり、外気仕切板９はこの空気の流れによって開くことになる。
【００２１】
箱仕切板８の開閉は、電源装置用ファン５が逆回転すると、箱仕切板８の各仕切板は長い板８０１の方が短い板８０２に比べて面積が広く、電源装置用ファン５で発生する空気を多く受けるため長い板８０１が下方向に押されることになり、箱仕切板８は開く。箱仕切板８の各仕切板が回転しすぎないようにするためには、図３に示すようにストッパー８０５を設ければよい。外気仕切板９は電源装置用ファン５によって発生する空気の圧力によって、外方向（図１の左方向）に押されることになり、閉じる。
【００２２】
図４は本発明の実施形態例に係る電源箱の一例で外気温が低い場合を示す構成説明図である。すなわち、外気温が低い場合、電源装置４が発する熱で通信装置１を温めるために電源装置用ファン５の回転が逆転し、電源装置用ファン５による空気の流れにより図４に示すように、箱仕切板８が開き、電源装置４で温められた空気が通信装置１を収容する箱２に流れ、通信装置１を温める。同時に外気仕切板９は閉じ、冷たい外気が箱７内に浸入しないようにする。
【００２３】
図５は本発明の実施形態例に係る電力供給系統の一例を示すブロック図である。すなわち、電源装置４は商用電源１１に接続され、電源装置４は通信装置１、冷却装置３および排出用ファン６に接続されると共に、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を介して電源装置用ファン５に接続される。前記スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はサーモスタット１２に接続される。図５に示すように、サーモスタット１２で外気温度がある閾値温度ａ以上となるとスイッチＳ１，Ｓ４が閉じ、スイッチＳ２，Ｓ３が開き電源装置用ファン５は順方向に回転し、箱仕切板８は閉じ、外気仕切板９は開く。順方向とは電源装置４で温められた空気を箱７の外に排出する回転方向である。外気温がある閾値温度ｂ（ａ＞ｂ）以下となるとスイッチＳ１，Ｓ４が開き、スイッチＳ２，Ｓ３が閉じ電源装置用ファン５は逆回転する。電源装置用ファン５は極性を反転させることで、回転を逆にすることができるため、簡単に空気の流れを変えることができる。
【００２４】
図６は本発明の実施形態例に係る電力供給系統の他の例を示すブロック図である。すなわち、電源装置用ファン５の極性を反転させる方法として、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の代りに、バイメタルＢ１，Ｂ２、接点ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４を用いたもので、サーモスタット１２で外気温度がある閾値温度ａ以上となるとバイメタルＢ１，Ｂ２が曲がり、接点ｔ１，ｔ３に接して電源装置用ファン５を順方向に回転し、外気温度が閾値温度ｂ（ａ＞ｂ）以下となるとバイメタルＢ１，Ｂ２が逆方向に曲がり接点ｔ２，ｔ４に接して電源装置用ファン５を逆転する方法でもよい。
【００２５】
なお、箱仕切板８と外気仕切板９が開閉する構造は、エアコンのルーバーの様にモータを用いて、箱仕切板８用のモータの回転方向と外気仕切板９用のモータの回転方向を逆にしておくことで、一方の仕切板が開いたときには、他方の仕切板が閉じるようにしてもよいことは言うまでもない。また、外気仕切板９に通じる外気取り入れ口は外箱１０の下からでもよいし、外気仕切板９近くの外箱１０の背面からでもよい。さらに、塵埃に関しては、外気取り入れ口にフィルタを設置すればよい。
【００２６】
さらに、冷却装置３は例えばヒートポンプ式の冷却装置でも、ペルチェ素子を用いた冷却装置でもよい。ペルチェ素子の場合には極性を反転させることで、暖房することもできる。排出用ファン６は熱交換器に置き換えてもよい。また、通信装置１が交流入力の場合、電源装置４はＵＰＳ（無停電電源装置）とすることもできる。
【００２７】
図７は本発明の実施形態例に係る電源箱の他の例を示す構成説明図である。電源装置４のバックアップが必要な場合には蓄電池１３を搭載できる。蓄電池１３は通信装置１を収容する第１の箱２内に搭載することで、著しく高温や低温にはならないので、蓄電池１３の劣化進行を防ぐことができる。蓄電池１３の種類は鉛蓄電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などバックアップ時間や重量、コストに応じて種類を選定すればよい。
【００２８】
本発明の実施形態例に係る電源箱においては、通信装置を収容する箱と電源装置を収容する箱の空気の流通を遮断する開閉型の箱仕切板と外気の浸入を遮断する開閉型の外気仕切板を設けることで、外気温が高い場合には上記箱仕切板が閉じ、通信装置を収容する箱と電源装置を収容する箱の空気の流通が遮断され、電源装置で温められた空気が通信装置に及ぼす影響を少なくすることができ、冷却装置は通信装置のみを集中して冷却できるため、冷却能力の高い冷却装置が不要となり、仕切板の開閉には、空気の流れと仕切板の重さで駆動することで外部からの駆動電力も不要なため、消費電力と設置スペースを削減することができる。
【００２９】
また外気仕切板が開くことで、通信装置で温められた空気よりも低い外気が電源装置用ファンによって電源装置を冷却し、また外箱天板裏の空気が日射や外気温で温められても、電源装置用ファンによって箱の外に放出し、電源装置も効果的に冷却することができるため、電源装置の寿命を延ばし、故障発生の可能性を低くすることができる。通信装置は室内で使用する例えばルータ、サーバ、光通信装置等のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）装置など、使用温度範囲が限られている通信装置を収容することができ、汎用性のある電源箱にできる。
【００３０】
さらに外気温が低い場合には、ファンの回転が逆転し箱仕切板が開き、電源装置で温められた空気を通信装置に送り、通信装置を温めることができ、追加のヒーターを使用する必要がない、あるいは小容量のヒーターで十分となり、仕切板の開閉には外気温が高い場合と同様に外部からの駆動電力も不要なため、消費電力と設置スペースを削減することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、外気温が高い場合には、通信装置を収容する箱と電源装置を収容する箱の空気の流通を遮断し、冷却装置は通信装置のみを集中して冷却し、外気温が低い場合には電源装置で温められた空気を利用して、通信装置を加温でき、消費電力を抑えた電源箱を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る電源箱の一例で外気温が高い場合を示す構成説明図である。
【図２】本発明の実施形態例に係る箱仕切板の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態例に係る箱仕切板の他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態例に係る電源箱の一例で外気温が低い場合を示す構成説明図である。
【図５】本発明の実施形態例に係る電力供給系統の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態例に係る電力供給系統の他の例を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施形態例に係る電源箱の他の例を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１  通信装置
２  通信装置を収容する第１の箱
３  冷却装置
４  電源装置
５  電源装置用ファン
６  排出用ファン
７  電源装置を収容する第２の箱
８  箱仕切板
９  外気仕切板
１０  外箱
【図１】
2004186315.tif 000003
【図２】
2004186315.tif 000004
【図３】
2004186315.tif 000005
【図４】
2004186315.tif 000006
【図５】
2004186315.tif 000007
【図６】
2004186315.tif 000008
【図７】
2004186315.tif 000009