(57)【要約】【課題】簡単な構成にて、筐体内に配置された複数の発熱部品が高効率にて冷却される電子機器を提供する。【解決手段】電子機器は、吸気口及び排気口を有し、吸気口から排気口に渡る冷却経路が内部に規定された筐体と、冷却経路を流れる空気流を生成する冷却ファン(42)と、筐体内に冷却経路に沿って配置されたプリント基板(28)と、プリント基板(28)に実装され、冷却経路に沿って順々に配置された複数の発熱部品(32a, 32b, 32c, 32d)とを備える。発熱部品(32a, 32b, 32c, 32d)のうち少なくとも２つは、冷却経路に対し垂直な方向であって、プリント基板(28)に対し平行な方向にて相互にずれを存して配置されている。【選択図】図３
2012069561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口及び排気口を有し、前記吸気口から前記排気口に渡る冷却経路が内部に規定された筐体と、
前記冷却経路を流れる空気流を生成する冷却ファンと、
前記筐体内に前記冷却経路に沿って配置されたプリント基板と、
前記プリント基板に実装され、前記冷却経路に沿って順々に配置された複数の発熱部品とを備え、
前記発熱部品のうち少なくとも２つは、前記冷却経路に対し垂直な方向であって、前記プリント基板に対し平行な方向にて相互にずれを存して配置されている
電子機器。
【請求項２】
前記発熱部品として３つ以上の発熱部品を備え、
前記発熱部品の各々は、前記冷却経路の上流側に位置する隣の発熱部品に対し、前記冷却経路に対し垂直な方向であって、前記プリント基板に対し平行な方向にてずれを存して配置されている
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記発熱部品として３つ以上の発熱部品を備え、
前記冷却経路に沿う方向での前記発熱部品同士の間隔は一定ではない
請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記発熱部品として３つ以上の発熱部品を備え、
前記発熱部品のうち、前記冷却経路の下流側の発熱部品同士の間隔は、上流側の発熱部品同士の間隔よりも広い
請求項１乃至３の何れか一項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記発熱部品の各々は、前記プリント基板と反対側にヒートシンクを有し、
前記ヒートシンクは、前記プリント基板と平行な方向にて周期的に配列された、それぞれ前記プリント基板に垂直な方向に延びる複数の突起を有し、
前記ずれを存して配置された２つの発熱部品に取り付けられた前記ヒートシンクのうち一方の前記突起は、前記冷却経路に沿ってみたとき、他方の前記突起の隙間に位置している
請求項１乃至４の何れか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
筐体内に発熱部品を有する電子機器では、発熱部品の温度上昇を抑制するために、一般に、筐体に吸気口及び排気口が設けられ、吸気口又は排気口に冷却ファンが取り付けられる。発熱部品にはヒートシンクが取り付けられ、吸気口から排気口に向かう冷却風がヒートシンクに接触することによって、発熱部品で発生した熱がヒートシンクを介して冷却風に渡され、筐体の外部に運ばれる。
【０００３】
ところで特許文献１によれば、近年、半導体素子の集積度の向上に伴い、半導体素子の発熱量は増加の傾向にあり、該半導体の効率的な冷却構造が求められている。かかる要望に応えるものとして、高発熱素子に取り付けられたヒートシンク上に小型の冷却ファンを搭載して、高発熱素子をスポット的に冷却する冷却方法が注目されている。
【０００４】
そして特許文献１は、かかる冷却方法には、ヒートシンクで暖められた風が再び同じヒートシンクに強制的に送り込まれたり、下流側のヒートシンクに送り込まれることがあることを課題として挙げた上で、各冷却ファンの吸い込み口への風路を構成するダクトを設けることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８３５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されるように、高発熱素子の各々に冷却ファンを取り付けた場合、部品コストが増加して、高発熱素子を備える電子機器の価格が上昇してしまう。
またこの場合、冷却ファンのうち一つでも故障により停止してしまうと、対応する高発熱素子の温度が上昇して電子機器の動作が不安定になる虞があり、電子機器の信頼性を確保する上で問題がある。
【０００７】
一方、各高発熱素子の上部へ冷却風を送るダクトの取り付けは、部品コストの上昇による電子機器の価格上昇を招くのみならず、高さ制限のある電子機器では採用することが困難である。
【０００８】
各高発熱素子に冷却ファンやダクトを取り付けなかった場合、全体冷却用ファンで各高発熱素子を冷却する必要がある。しかしながら、レイアウトの制約上、複数の高発熱素子が、全体冷却用ファンが生成する冷却風の流動方向に沿って順々に、縦に一列に配列させられることがあり、このような場合、全体冷却用ファンのみでは、流動方向の下流側の高発熱素子を充分に冷却することが困難である。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされ、その目的とするところは、簡単な構成にて、筐体内に配置された複数の発熱部品が高効率にて冷却される電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、吸気口及び排気口を有し、前記吸気口から前記排気口に渡る冷却経路が内部に規定された筐体と、前記冷却経路を流れる空気流を生成する冷却ファンと、前記筐体内に前記冷却経路に沿って配置されたプリント基板と、前記プリント基板に実装され、前記冷却経路に沿って順々に配置された複数の発熱部品とを備え、前記発熱部品のうち少なくとも２つは、前記冷却経路に対し垂直な方向であって、前記プリント基板に対し平行な方向にて相互にずれを存して配置されている電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成にて、筐体内に配置された複数の発熱部品が高効率にて冷却される電子機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の電子機器を正面斜め上方からみた概略的な斜視図である。
【図２】図１の電子機器を背面斜め上方からみた概略的な斜視図である。
【図３】図１の電子機器の筐体内に配置されたプリント基板を、主要な電子部品とともに示す概略的な平面図である。
【図４】図３中の光トランシーバモジュールを配列された状態で示す概略的な斜視図である。
【図５】比較例の電子機器の筐体内に配置されたプリント基板を、主要な電子部品とともに示す概略的な平面図である。
【図６】実施例及び比較例の電子機器における、第１乃至第４の光トランシーバモジュールの温度上昇量を示すグラフである。
【図７】第２実施形態の電子機器における、第１乃至第４の光トランシーバモジュールの配列を説明するための概略的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態の電子機器１０を正面斜め上方から見た概略的な斜視図である。電子機器１０は、例えば、４０ギガビットイーサネット（登録商標）対応のメディアコンバータである。
【００１４】
電子機器１０は金属製の筐体１２を有し、筐体１２は、１辺が他の２辺よりも短い扁平な箱形状をなしている。筐体１２の前面パネル１４は細長の四角形状を有し、前面パネル１４においては、種々のポート、例えば、ＬＨ（ロングホール）ポート１６、及び、ユーザーポート１８が表出している。
【００１５】
ＬＨポート１６は、長距離伝送用のポートであり、広域網において対向配置された他の電子機器１０のＬＨポート１６と光ファイバを介して光学的に接続される。ユーザーポート１８は、例えば、広域網のエッジスイッチ等に光ファイバを介して光学的に接続される。
この場合、メディアコンバータとしての電子機器１０は、短距離光通信と長距離光通信とを相互に接続する役割を担っている。
【００１６】
また、前面パネル１４には、略全面に渡って周期的に配置された複数の吸気口２０が形成されている。吸気口２０は、前面パネル１４を厚さ方向に貫通しており、吸気口２０を介して、筐体１２の内部と外部とが繋がっている。
【００１７】
図２は、電子機器１０を背面斜め上方から見た概略的な斜視図である。筐体１２は、前面パネル１４と反対側に背面パネル２２を有し、背面パネル２２は、前面パネル１４と略同じ細長の四角形状を有する。
背面パネル２２においては、例えば、２つの電源ポート２４が表出している。また、背面パネル２２には、例えば２つの四角形の排気口２６が形成されている。排気口２６を通じて、筐体１２の内部と外部とが繋がっている。
【００１８】
図３は、筐体１２内に配置されたプリント基板２８を、プリント基板２８に実装された主要な電子部品とともに概略的に示す平面図である。プリント基板２８の厚さ方向は、筐体１２の短辺の方向（高さ方向）に揃えられ、プリント基板２８は、例えば筐体１２の短辺の一方の側（底側）に配置されている。つまり、プリント基板２８は、筐体１２の底壁の近傍に平行に配置されている。なお、図３でみたとき、プリント基板２８の上側が筐体１２の背面側に位置し、プリント基板２８の下側が筐体１２の前面側に位置している。
【００１９】
プリント基板２８には、ＬＨポート１６に光学的に接続された合分波器３０が設置され、合分波器３０は、長距離伝送用の第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄに光学的に接続されている。
なお、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄの仕様、即ち、外形形状は略同一であり、以下では、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄのことをまとめて光トランシーバモジュール３２ともいう。
【００２０】
光トランシーバモジュール３２は、中継用ＬＳＩ（大規模集積回路）３４に電気的に接続されている。中継用ＬＳＩ３４は、ユーザーポート１８と一体の短距離伝送用の光トランシーバモジュール３６に電気的に接続されるとともに、管理用のＣＰＵ（中央演算処理装置）３８にも電気的に接続されている。
【００２１】
また、プリント基板２８の背面パネル２２側には、２つの電源ユニット４０が配置されるとともに、２つの冷却ファン４２が配置されている。冷却ファン４２は、排気口２６に対応して、背面パネル２２に沿うように並んで配置されている。
冷却ファン４２が作動すると、前面パネル１４の吸気口２０を通じて筐体１２内に外部の空気が冷却風として流入する。そして、冷却風は、前面パネル１１４から背面パネル２２に向かうように流れ、排気口２６を通じて外部に流出する。
【００２２】
つまり、筐体１２内には、前面パネル１４から背面パネル２２に向けて、筐体１２の前後方向に延びる冷却経路が規定されている。プリント基板２８は、冷却経路に沿って配置され、プリント基板２８に実装された電子部品は、冷却経路に設置されている。
【００２３】
ここで、本実施形態では、プリント基板２８における電子部品のレイアウトの制約により、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２は、筐体１２の前後方向にて順々に、略一列に配置されている。
【００２４】
より詳しくは、第１の光トランシーバモジュール３２ａが最も前面パネル１４側に配置されている。筐体１２の前後方向にて、第１の光トランシーバモジュール３２ａの後ろ隣には、第２の光トランシーバモジュール３２ｂが間隔Ｇ１を存して配置され、第２の光トランシーバモジュール３２ｂの後ろ隣には、第３の光トランシーバモジュール３２ｃが間隔Ｇ２を存して配置され、そして、第３の光トランシーバモジュール３２ｃの後ろ隣には、第４の光トランシーバモジュール３２ｄが間隔Ｇ３を存して配置されている。
【００２５】
一方、筐体１２の幅方向での位置は、第１のトランシーバモジュール３２ａの位置と第２の光トランシーバモジュール３２ｂとでは相互に揃っており、且つ、第３のトランシーバモジュール３２ｃと第４の光トランシーバモジュール３２ｄとでは相互に揃っているが、第２のトランシーバモジュール３２ｂと第３のトランシーバモジュール３２ｃとでは、距離ｍ１だけずれている。
そして、本実施形態では、好ましい態様として、間隔Ｇ１、間隔Ｇ２及び間隔Ｇ３が一定ではなく、冷却経路の下流側の間隔Ｇ３が、上流側の間隔Ｇ１及び間隔Ｇ２よりも大きい。
【００２６】
図４は、配列された状態の第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２のみを概略的に示す斜視図である。
光トランシーバモジュール３２は、それぞれ、扁平な直方体形状のケース４６と、ケース４６のプリント基板２８と反対側に固定されたヒートシンク４８とを含む。
【００２７】
ケース４６内には、図示しないけれども、プリント基板が配置され、プリント基板には、半導体レーザ素子、フォトダイオード素子、及び、これらの素子に接続された集積回路等が実装されている。
ヒートシンク４８は、ケース４６のプリント基板２８とは反対側に取り付けられている。ヒートシンク４８は、筐体１２の短辺方向に延びる複数の突起５０を有し、突起５０は、プリント基板２８と平行な方向に周期的に配列されている。
【００２８】
本実施形態では、好ましい態様として、図４に一点鎖線で示したように、筐体１２の前後方向でみたときに、第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂのヒートシンク４８の突起５０が、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄのヒートシンク４８の突起５０同士の間に位置するように、距離ｍ１が微調整されている。
【実施例】
【００２９】
実施例として、ケース４６の大きさが、約５６ｍｍ×２９ｍｍ×１１４ｍｍである第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２を、Ｇ１＝Ｇ２＝５ｍｍ、Ｇ３＝８ｍｍ、ｍ１＝７ｍｍにて図３に示したように配置したメディアコンバータを用意した。
一方、比較例として、Ｇ４＝Ｇ５＝Ｇ６＝５ｍｍで、図５に示したように、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２を筐体１２の前後方向に真っ直ぐに順々に配列したメディアコンバータを準備した。
【００３０】
実施例及び比較例のメディアコンバータを動作させ、動作前後で第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２の各々の温度上昇量を測定した。測定結果を図６の棒グラフに示す。
図６に示したように、比較例のメディアコンバータでは、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２の温度上昇量が、冷却経路の下流にいくほど大きくなっている。これは、上流側の第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂの周囲に比べて、下流側の第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄの周囲では、冷却風の流動状況が悪くなるという問題に起因している。
【００３１】
同様に、実施例のメディアコンバータでも、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２の温度が、冷却経路の下流にいくほど高くなっている。
ただし、第１の光トランシーバモジュール３２ａ同士、第２の光トランシーバモジュール３２ｂ同士、第３の光トランシーバモジュール３２ｃ同士、第４の光トランシーバモジュール３２ｄ同士を比べると、いずれも実施例の方が比較例よりも温度上昇量が少ない。
【００３２】
これは以下の理由によると考えられる。
（１）実施例のメディアコンバータでは、距離ｍ１だけ、第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂに対し、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄがずらして配置されている。
これにより、冷却風の一部が、上流の第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂによって阻害されることなく、下流の第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄまで流れ、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄの周囲での冷却風の流速が改善される。
【００３３】
また、実施例のメディアコンバータでは、冷却風の一部が、上流の第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂによって加熱されることなく、下流の第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄまで流れる。このため、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄに低温の冷却風が接触する。
従って、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄの温度上昇が抑制される。
【００３４】
（２）実施例のメディアコンバータでは、好ましい態様として、間隔Ｇ３が、間隔Ｇ１，Ｇ２に比べて大きい。
これにより、第３の光トランシーバモジュール３２ｃと第４の光トランシーバモジュール３２ｄとの間の隙間に対し、冷却風が流入し易くなり、冷却風の流入量が増える。
換言すれば、第３の光トランシーバモジュール３２ｃと第４の光トランシーバモジュール３２ｄとの間に冷却風の経路が確保され、第３の光トランシーバモジュール３２ｃ及び第４の光トランシーバモジュール３２ｄに対する冷却風の接触面積が実質的に増加する。
従って、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄの温度上昇が更に抑制される。
【００３５】
（３）第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄの温度上昇が抑制された結果、第３及び第４の光トランシーバモジュール３２ｃ，３２ｄから、第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂに移動してくる熱量が抑制される。換言すれば、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２が相互に加熱し合うことが抑制される。
従って、第１及び第２の光トランシーバモジュール３２ａ，３２ｂの温度上昇も抑制される。
【００３６】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の電子機器について説明する。
第２実施形態の電子機器では、図７に示すように、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２が、冷却風即ち冷却経路に対し垂直な方向に、距離ｍ２，ｍ３，ｍ４だけ段階的にずらされている。距離ｍ２，ｍ３，ｍ４は、全て同一であってもよいし、３つのうち２つが同一で１つは異なっていてもよいし、３つの全てが異なっていてもよい。つまり、距離ｍ２，ｍ３，ｍ４は、一定の値でなくてもよい。
【００３７】
また、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２同士の間隔Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９についても、全て同一であってもよいし、３つのうち２つが同一で１つは異なっていてもよいし、３つの全てが異なっていてもよい。ただし、下流側の間隔Ｇ９は、間隔Ｇ７及び間隔Ｇ８に比べて大きいのが好ましい。
【００３８】
第２実施形態の電子機器においても、第１実施形態の電子機器１０と同様に、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２の温度上昇が抑制される。
特に、第１の光トランシーバモジュール３２ａと第２の光トランシーバモジュール３２ｂ、第２の光トランシーバモジュール３２ｂと第３の光トランシーバモジュール３２ｃ、第３の光トランシーバモジュール３２ｃと第４の光トランシーバモジュール３２ｄの全てが相互にずらして配置されていることで、第１乃至第４の光トランシーバモジュール３２の温度上昇がより一層抑制される。
【００３９】
なお、距離ｍ２，ｍ３，ｍ４、及び、間隔Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９が大きくなると、プリント基板２８上にデッドスペースが増える。このため、冷却効率の向上とデッドスペースの増加を考慮して、距離ｍ２，ｍ３，ｍ４、及び、間隔Ｇ７，Ｇ８，Ｇ９が設定される。
【００４０】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されることはなく、上述した第１実施形態及び第２実施形態に変更を加えた形態も含む。
例えば、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、プリント基板２８上に、発熱する同一仕様の電子部品（発熱部品）として、４つの光トランシーバモジュール３２が実装されていたが、本発明は、２つ以上の発熱部品を有する電子機器に適用可能であり、好ましくは、３つ以上の発熱部品を有する電子機器に適用される。
【００４１】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置は、いずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
最後に、本発明において、発熱部品は光トランシーバモジュールに限定されることはなく、電子機器もメディアコンバータに限定されることはないのは勿論である。
【符号の説明】
【００４２】
１０                    電子機器
１２                    筐体
２８                    プリント基板
３２ａ                  第１の光トランシーバモジュール（発熱部品）
３２ｂ                  第２の光トランシーバモジュール（発熱部品）
３２ｃ                  第３の光トランシーバモジュール（発熱部品）
３２ｄ                  第４の光トランシーバモジュール（発熱部品）
４２                    冷却ファン
【図１】
2012069561.tif 000003
【図２】
2012069561.tif 000004
【図３】
2012069561.tif 000005
【図４】
2012069561.tif 000006
【図５】
2012069561.tif 000007
【図６】
2012069561.tif 000008
【図７】
2012069561.tif 000009