(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱性能を変えることなく、横長方向へも縦長方向へも設置することが可能な電子装置の筐体及び電子装置を提供する。【解決手段】電子部品を格納する電子装置の筐体であって、電子装置の筐体を構成するシャーシと一体化されて形成される、電子部品からの熱を伝導するヒートシンクと、ヒートシンクからの熱を外部へ放熱するフィン５と、を有し、フィン５は、垂直平面に対して４５度傾けて配置され、自然空冷により放熱を行う。【選択図】図６
2007088376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直平面に対して４５度傾けて配置されたフィンを有することを特徴とする電子装置の筐体。
【請求項２】
電子部品を格納する電子装置の筐体であって、
前記電子装置の筐体の一面に、
前記電子部品からの熱を伝導するヒートシンクと、
前記ヒートシンクからの熱を外部へ放熱するフィンと、を有し、
前記フィンは、垂直平面に対して４５度傾けて配置されることを特徴とする電子装置の筐体。
【請求項３】
前記フィンは、前記ヒートシンクと一体化して形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の電子装置の筐体。
【請求項４】
前記フィンは、アルミで構成された平板であり、前記電子装置の筐体の一面に等間隔で配列され、自然空冷により放熱を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子装置の筐体。
【請求項５】
前記ヒートシンクは、前記電子装置の筐体を構成するシャーシと一体化されて形成されることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の電子装置の筐体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子装置の筐体を有することを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の熱を放熱する機能を備えた電子装置の筐体及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子装置を横長に設置しても縦長に設置しても放熱能力が変わらないようにするには、フィンの形状をピンフィンにする必要があった。しかし、ピンフィンは製造面で押し出したものにさらに切削加工が必要となるなど、手間やコストがかかるという問題があった。
【０００３】
その一方で、従来の電子装置では、電子装置の設置方向に対して垂直方向にフィンを配列し、図１に示すように、フィン間およびフィン先端からの（空気の）対流により放熱させていた。
しかしながら、電子装置を９０°回転し、フィンが水平に配列される場合においては、フィン間で上昇する空気は、図２に示すように、上部に配置されるフィンにより阻害され、フィン両端部およびフィン先端部のみからしか対流できないため、放熱効果は垂直配列時に比較すると約１／３程度に低下する（これは実験に基づいた仮定である）。
従って、従来は、放熱効果を確保するため、電子装置の設置方向が制約されるという問題があった。
【０００４】
また、従来、電子装置の筐体において、取り付け方向が筐体の設計段階から決まっている大型の筐体が多かったが、昨今、筐体の小型化が進み、筐体を縦横いずれの方向にも取り付ける場合も出てきた。よって、筐体の取り付け方向によらずに筐体自体を冷却できる必要がある。
【０００５】
また、筐体が小型化した場合など、筐体の取り付け場所において、熱を強制空冷するための冷却ファンを備えることができないこともある。よって、自然空冷に対応する必要がある。
【０００６】
このような放熱構造に係る従来技術例として、直交方向からの空気ストリームのどちらか片方からの流れが停止しても効率良く冷却するために、空気の流れに対して一定の角度を持ったフィンを有する「電子部品から熱を除去するフィン付き装置」がある（例えば、特許文献１参照）。
また、基板方向に対してヒートシンクが４５°前後傾いていると、基板のどちらかの方向から冷却風が流れてもほぼ同様な冷却性能を得ることができる「電子装置」がある（例えば、特許文献２参照）。
また、リブ状フィンが約４５°の角度で取り付けられる「放熱フィン」がある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−０１２２１２号公報
【特許文献２】特開平０７−２２１２２９号公報
【特許文献３】特開平０８−０８８３０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３記載の発明は、電子部品単体を冷却するためのものであり、従来、電子部品を収容する筐体自体を冷却するものはなかった。また、上記特許文献１〜３記載の発明は、強制空冷のみを想定しており、自然空冷には対応していない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電子装置を横長に設置しても縦長に設置しても同等な放熱性能を有し、垂直配列からの劣化が少なく、所定の放熱能力を満足するフィン配置とし、筐体自体を冷却できる電子装置の筐体及び電子装置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】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、垂直平面に対して４５度傾けて配置されたフィンを有することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、電子部品を格納する電子装置の筐体であって、電子装置の筐体の一面に、電子部品からの熱を伝導するヒートシンクと、ヒートシンクからの熱を外部へ放熱するフィンと、を有し、フィンは、垂直平面に対して４５度傾けて配置されることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、フィンは、ヒートシンクと一体化して形成されることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、フィンは、アルミで構成された平板であり、電子装置の筐体の一面に等間隔で配列され、自然空冷により放熱を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、ヒートシンクは、電子装置の筐体を構成するシャーシと一体化されて形成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の電子装置の筐体を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、筐体自体を冷却でき、電子装置の放熱性能を変えることなく、電子装置を横長方向へも縦長方向へも設置することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例について図４、図５、図６を参照して説明する。
本実施例では、電子装置の一例として小型通信装置について以下に説明する。小型通信装置Ａは、図４（a）に外観を示すように、カバー１及びシャーシ２で構成される筐体を有する構成となっている。また、小型通信装置Ａにおいて、カバー１はシャーシ２に対して着脱可能であり、カバー１を外すと、図４（ｂ）に示すように、筐体内部にプリント基板３（電子部品の一例）を格納する構成となっている。この小型通信装置Ａは、ヒートシンクを用いた放熱構造を有する矩形形状となっている。
【００１８】
この小型通信装置Ａにおいて、図５に示すように、シャーシ２は小型通信装置Ａを冷却するためのヒートシンクとなっており、プリント基板３上の発熱デバイス（電子部品の一例）４と連結しており、発熱デバイス４の熱を装置の外装面（本実施例では背面）に配置された複数の放熱フィン５を介して自然空冷するように構成されている。このような構成により、本実施例の小型通信装置Ａは、自然空冷により筐体自体を冷却することができる。
【００１９】
また、上記小型通信装置Ａにおいて、図５に示すように、放熱フィン５は、シャーシ２と一体形成されている。なお、本実施例の放熱フィン５は、幅（厚さ）約２ｍｍ、高さ約２０ｍｍの平面形状であり、材質はアルミである。
【００２０】
図６はシャーシ２を背面から見た図である。放熱フィン５は垂直平面Ｂに対して４５度の傾斜をもった配置となっている。また、放熱フィン５は、シャーシ２の背面において等間隔（例えば、１２．５ｍｍ）で互いに平行に複数配置されている。
【００２１】
垂直フィンの場合の横長設置、縦長設置した場合の対流の様子を図１、図２に示す。
放熱フィンの温度上昇によって温められた空気は、膨張により密度が下がるため、上昇して対流を発生するが、横長方向に設置した場合、フィンは垂直方向に配列されるため、図１のように、フィン間を上昇することが可能であり、空気の流れ（対流）は阻害されない。しかし、縦長方向に設置すると、フィンは水平方向に配列されるため、図２に示すように、上部のフィンによりフィン間での対流が阻害され、放熱性能が大幅に下がってしまう。
【００２２】
これに対して、垂直平板に対して４５度傾けたフィンの場合、図３のように、フィン間での空気の対流経路が確保されるため、どちら方向に設置しても同等の放熱性能が得られる。
【００２３】
ここで、斜めに設置された平板間の流れについて考察すると、垂直平板の熱伝達率はPrGrの１／４乗に比例する。なお、プラントル数Prはν/aで表される無次元数で、流体の物性値ν（動粘性係数）、a(温度伝導率)のみで定まり、流れの状態に関係しない。
【００２４】
また、グラスホフ数GrはgβΔTL3/ν2で表され（但し、g：重力、β：体膨張係数、ΔT：壁と流体の温度差、L：物体の長さν：動粘性係数）、浮力と粘性の釣合いを示す無次元数である。垂直平板が垂直方向との角度θをなす時、見かけのグラスホフ数はcosθを乗じた値となる。従って、垂直方からθ傾いた平板の熱伝達率は垂直平板の熱伝達率に対して、(cosθ)の１／４乗に比例することになる。
【００２５】
故に、４５度傾けた斜めフィンの熱伝達率hは、垂直フィンの熱伝導率をh0とすると次のように表される。
h=(cos45°)1/4×h0=0.917h0
【００２６】
このようなことから、垂直フィンの場合と比較して対流の放熱能力は９２％程であることがわかる。
【００２７】
また、輻射伝熱は変わらないので、垂直フィンと斜めフィンの放熱能力にほとんど差は無いと考えられる。
【００２８】
また、本実施例はヒートシンクのフィンを垂直方向に対して４５°傾けた場合を考えているので、図７、図８に示すように小型通信装置Ａの設置方向を変えても放熱能力は変わらない。
【００２９】
従って、垂直フィンで得られる放熱性能を低下させることなく、装置の設置方向に制約を与えない放熱構造が実現可能となる。
【００３０】
以上説明したように、本実施例の第１の効果は、電子装置を横長に設置した場合も縦長に設置した場合も放熱性能が変わらないため、設置方向の制約がなく、横長、縦長共に設置が可能である。
【００３１】
また、第２の効果は、電子装置の設置方向に制約を受けないことから、例えば、装置の設置面の横幅が狭く横長に設置できない等、限られたスペースにおける設置の可能性が広がる。
【００３２】
本発明では、フィンの配置を垂直平板に対して４５°傾けた形状にしたため、従来の垂直フィンの場合と比べ、製造面及びコスト面においても大差なく製造することが可能である。
【００３３】
なお、上記実施例では、筐体構造について述べているが、発熱デバイスを放熱するヒートシンク単体の場合も実施可能である。
【００３４】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】垂直フィンのヒートシンクを持つ小型通信装置を横長設置した場合の対流の様子を示す図である。
【図２】垂直フィンのヒートシンクを持つ小型通信装置を縦長設置した場合の対流の様子を示す図である。
【図３】フィンを垂直平板に対して４５°傾けて配置した場合を示す図である。
【図４】本発明の実施例である小型通信装置の正面の外観を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施例である小型通信装置の内部構造を示す側断面図である。
【図６】本発明の実施例である小型通信装置の背面の外観を示す正面図である。
【図７】本発明の実施例である小型通信装置を横向きに設置した場合の垂直平面に対するフィンの傾きの状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例である小型通信装置を縦向きに設置した場合の垂直平面に対するフィンの傾きの状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    カバー（筐体の一部）
２    シャーシ（ヒートシンク、筐体の一部）
３    プリント基板（電子部品の一例）
４    発熱デバイス（電子部品の一例）
５    フィン（放熱フィン）
Ａ    小型通信装置（電子装置の一例）
Ｂ    垂直平面
【図１】
2007088376.tif 000003
【図２】
2007088376.tif 000004
【図３】
2007088376.tif 000005
【図４】
2007088376.tif 000006
【図５】
2007088376.tif 000007
【図６】
2007088376.tif 000008
【図７】
2007088376.tif 000009
【図８】
2007088376.tif 000010