(57)【要約】【課題】  耐水性やEMIの目的で密閉された電子機器筐体は、実装される電子部品を外気から遮断しつつ冷却空気もしくは冷却液に放熱を行なうために、壁中に冷媒流路を、壁内側に実装モジュールからの熱を伝導する放熱面を設けている。筐体が密閉されているため、実装される電子部品の冷却は、部品から放熱面への熱伝導に頼ることになる。そのため、電子機器筐体に直接空冷のモジュールを搭載しようとした場合、モータを備えた専用のファンを内部に実装し、電源を供給する必要があり、ファンの発熱等で冷却効率を損なう結果となっていた。【解決手段】  冷媒流路中に冷媒の流れで回転するタービン、筐体内にタービンとシール性を有する軸で連結したファンを設けることで、電源を供給せずに筐体内に風を起し、直接空冷のモジュールを冷却したり、内部の空気を攪拌し全体の冷却効率を向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒流路内に冷媒の流れで回転するタービンを備え、
密閉された筐体内部に、前記タービンとシール性を有する回転軸で連結したファンを有することを特徴とする電子機器筐体。
【請求項２】
前記タービンが回転をする前記冷媒の流路を２方向からとしたことを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。
【請求項３】
前記２方向からとした流路は、１８０度の角度差をもち、略逆方向からの流路であることを特徴とする請求項２記載の電子機器筐体。
【請求項４】
前記ファンはシロッコファンであり、前記シロッコファンが吹き出す空気をダクトを用いて直接実装部品に吹き付けることを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。
【請求項５】
前記ファンはラインフローファンであり、前記タービンの動力をベルトにより伝達して前記ラインフローファンを回転させることを特徴とする請求項１、２いずれか記載の電子機器筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器を内部に実装した密閉筐体において、実装品の冷却効率向上が可能な電子機器筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐水性やＥＭＩ（Electromagnetic Interference）の目的で密閉された電子機器筐体は、実装される電子部品を外気から遮断しつつ冷却空気もしくは冷却液に放熱を行なうために、壁中に冷媒流路を、壁内側に実装モジュールからの熱を伝導する放熱面を設けている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１５１８７８号公報（図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような電子機器筐体では、筐体が密閉されているので、実装される電子部品の冷却は、部品から放熱面への熱伝導に頼ることになる。そのため、電子機器筐体に直接空冷のモジュールを搭載しようとした場合、モータを備えた専用のファンを内部に実装し、電源を供給する必要があり、ファンの発熱等で冷却効率を損なう結果となっていた。
【０００５】
本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、電源を供給することなく、密閉された電子機器筐体の内部空気を撹拌させ、強制対流によって対流熱伝達を促進することで、直接空冷のモジュールを冷却し、同時に筐体全体の冷却効率を向上させた電子機器筐体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】
【０００６】
この発明に係る電子機器筐体は、冷媒流路内に冷媒の流れで回転するタービンを備え、
密閉された筐体内部に、前記タービンとシール性を有する回転軸で連結したファンを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電子機器筐体によれば、電源を供給せずに筐体内部空気を撹拌し、直接空冷のモジュールを冷却することができる。
また、強制対流による対流熱伝達を促進することで、筐体全体の冷却効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子機器筐体を示す図であり、（ａ）は電子機器筐体の斜視図、（ｂ）は冷媒流路内に備えたタービンの構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る電子機器筐体を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る電子機器筐体を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について、以下図面を用いて説明する。
図１は本実施の形態に係る電子機器筐体の構成を示した図である。図１（ａ）は、ファン４とタービン６を備えた電子機器筐体についての斜視図であり、筐体１は周囲の４つの側壁１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと上面壁、下面壁からなり、密閉構造を有する。図１（ｂ）は、冷媒流路内に備えたタービン６の構成図である。
図１（ａ）において、電子機器筐体は筐体１の側壁面内に２つの冷却空気の流路２０ａ、２０ｂ（以下、単に「流路２０ａ」、「流路２０ｂ」という）を有する。
流路２０ａと２０ｂは側壁面１ａの中で仕切り板により上下に区分けされており、それぞれ、側壁１ａ内に設けられた冷却空気入口３ａ、３ｂとつながれている。冷却空気入口３ａ、３ｂから取り入れられた冷却空気は側壁１ａ、１ｂ、１ｃ内に設けられた流路２０ａ、２０ｂに流れ込み、冷却空気出口２ａ、２ｂから排出される構造を有している。
【００１０】
冷却空気入口３ａ、３ｂは、筐体の側壁１ａの面の中心位置Ｃに関して略点対象の位置に設けられている。図１（ａ）の図では、冷却空気入口３ａは筐体の側壁１ａの右側上方の位置に設けられており、もう１つの冷却空気入口３ｂは側壁１ａの左側下方の位置に設けられている。このように２つの冷却空気入口３ａ、３ｂが、側壁１ａの面中心位置に対して略点対象となる位置に設けられている。
冷却空気入口３ａは、側壁１ａのおよそ上半分を流路として持つ流路２０ａと連結されており、流路２０ａは更に側壁１ｂの壁面内に設けられた空気流路２０ａとつながれている。側壁１ｂ内の空気の流路２０ａは冷却空気出口２ａと連結され、流路２０ａ内の空気（冷媒）は冷却空気出口２ａから排出される。
なお、図のように筐体１内側は凹凸形状をした放熱面を有しており、効果的に放熱が行える構造を有している。
【００１１】
同様に、冷却空気入口３ｂは、側壁１ａのおよそ下半分を流路として持つ流路２０ｂと連結されており、流路２０ｂは更に側壁１ｃ内に設けられた空気流路２０ｂと連結されている。側壁１ｃ内の空気流路２０ｂは冷却空気出口２ｂと連結され、流路２０ｂ内の空気（冷媒）は冷却空気出口２ｂから排出される。
【００１２】
また、側壁１ａにおける流路２０ａと流路２０ｂは冷却空気の流れる方向が逆であり、流路２０ａと流路２０ｂとは行き違いの位置関係にある。
【００１３】
筐体１の側壁１ａの中央位置Ｃには、図１（ａ）に示すようにタービン６の回転軸及びこの回転軸と連結されたファン４が設置されている。なお、このタービン６の回転軸はシール性を有したものである。
筐体１の側壁１ａの中にタービン６があり、流路２０ａ、２０ｂの中にタービン６が設けられている。すなわち、タービン６の羽根は流路２０ａ、２０ｂの中にあって冷却空気の流れを直接受け、これによりタービン６が回転する仕組みとなっている。
【００１４】
一方、密閉された筐体１の内側には内部撹拌用ファン４が設置されており、内部撹拌用ファン４の回転軸はタービン６の回転軸と連結されている。すなわち、タービン６が回転することで、ファン４も回転する構造となっている。
【００１５】
図１（ｂ）において、冷却空気入口３ａから取り入れた空気は流路２０ａに沿って図中右方向に流れて、タービン６を時計回りの方向に回転させる働きを行う。
一方、冷却空気入口３ｂから取り入れた空気は流路２０ｂに沿って図中左方向に流れて、タービン６を同じ時計回りの方向に回転させる働きを行う。
このように２方向からの冷却空気の流れを受けてタービン６を回転させることで、より効率的に内部撹拌用ファン４を回転させることができる。
【００１６】
次に、図１を用いて本実施の形態に係る電子機器筐体の動作の説明を行う。
冷却空気入口３ａからの冷却空気は、側壁１ａ及び側壁１ｂの壁面内の流路２０ａを経由して冷却空気出口２ａから排出される。このとき、流路中の冷却空気は筐体内の放熱面から放熱された熱を吸収する。同様に、冷却空気入口３ｂからの冷却空気は、側壁１ａ及び側壁１ｃの壁面内の流路２０ｂ中を経由して冷却空気出口２ｂから排出される。
【００１７】
同時に、本実施の形態に係る電子機器筐体は、タービン６が冷却空気の流れにより回転することにより、ファン４が筐体内で回転する。ファン４が回転することより、筐体１内部の空気を撹拌することで、筐体内部に空気の流れができるため、実装された電子部品は、通常の熱伝導による放熱に加え、強制対流によって対流熱伝達が促進される。
【００１８】
このように本実施の形態に係る電子機器筐体は、ファン４は冷却空気の流れを利用するので、ファン４自身の発熱は無く、放熱を熱伝導のみに頼る場合と比較して冷却効率が向上する。
【００１９】
また、本実施の形態に係る電子機器筐体は、冷却空気の流路内に設置されたタービン６は、図１（ｂ）のように流路を行き違いとすることで、タービンの効率を高めることができる。
【００２０】
なお、本実施の形態では冷媒として空気を用いたが、冷媒として空気以外に、水やエチレングリコール等の液体を使うことも可能である。その場合、タービンとファンを銅等の熱伝導率の高い材料で製造することで、冷却効率をより高めることができる。
【００２１】
実施の形態２．
実施の形態２に係る電子機器筐体について、以下、図面を用いて説明する。実施の形態１では筐体１内にファン４を設け、冷却空気６の流れによるタービン６の回転を利用して、ファン４が筐体１内部の空気を撹拌することで冷却効果を高めるようにしたが、実施の形態２では、熱的仕様の厳しいクリティカル部品に直接空気を吹き付ける構造とする。
【００２２】
図２は、実施の形態２に係る電子機器筐体を説明するための斜視図である。なお、図２では、主に実施の形態１と異なる点を図示しており、実施の形態１と構成が同じ筐体１やタービン６等については、省略している。
実施の形態２に係る電子機器筐体は、実施の形態１で筐体１内に設けた内部撹拌用のファン４をシロッコファン１１とし、また、シロッコファン１１から吹き出される冷却空気は筐体１内のダクト８を通り、実装モジュール１０上のクリティカル部品９に直接吹き付けられる構造になっている。
【００２３】
次に、図２を用いて本実施の形態に係る電子機器筐体の動作説明を行う。
タービン６（図示せず）の回転を利用し、タービン６の回転軸と連結された回転軸を有するシロッコファン１１で生成した冷却空気７を、熱的仕様の厳しい部品９に、ダクト８を通して直接吹き付ける。
【００２４】
このように、直接空気を吹き付ける構造とすることで、高い流速で強制対流による対流熱伝達が促進され、冷却の必要な部位を効率よく冷却することができる。
【００２５】
実施の形態３．
実施の形態３に係る電子機器筐体について、以下、図面を用いて説明する。実施の形態２では筐体１内にシロッコファン１１とダクト８を設け、熱的仕様の厳しいクリティカル部品に直接空気を吹き付ける構造としたが、実施の形態３では、ラインフローファンを用いて内部撹拌をより効率的に行うようにする。
【００２６】
図３は、実施の形態３に係る電子機器筐体を説明するための斜視図である。なお、実施の形態２の説明のときと同様、主に実施の形態１と異なる点を図示しており、実施の形態１と構成が同じ筐体１やタービン６等については、省略している。
実施の形態３に係る電子機器筐体は、内部撹拌用のファンをラインフローファン１３とし、また、タービン６（図示せず）の動力は筐体１内のベルト１２を介してファンに伝達される。
【００２７】
次に、図３を用いて本実施の形態に関する動作の説明を行う。
タービン６の回転を利用し、タービン６からベルトドライブ１２によりラインフローファンを駆動する。
【００２８】
このように、ベルトドライブ１２によりラインフローファンを駆動することで、筐体内部空気を全体的に撹拌することができ、冷却効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１ 電子機器の筐体（筐体）、２ 冷却空気出口、３ａ、３ｂ 冷却空気入口、４ 内部撹拌用ファン、５ 内部空気の流れ、６ タービン、７ 冷却空気の流れ、８ ダクト、９ クリティカル部品、１０ 実装モジュール、１１ シロッコファン、１２ ベルト、１３ ラインフローファン、２０ａ、２０ｂ 筐体１の壁面内に設けられた流路（流路）、Ｃ 筐体側壁１ａの面の中心位置（内部撹拌用ファン４およびタービン６の設置位置）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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