(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置される屋外用電子装置において、
電子回路を搭載した複数のプリント基板が装着可能な装着部を有するシェルフと、
前記シェルフを密閉する筐体と、
前記筐体の外部に湾曲形成した偏平状の放熱部が配置されるとともに、受熱部が前記装着されたプリント基板の発熱部分と接触するように配置されるヒートプレートと、
を有することを特徴とする屋外用電子装置。
【請求項２】
前記ヒートプレートは、前記受熱部の合計の長さと前記放熱部の長さがほぼ等しく、等幅であることを特徴とする請求項１記載の屋外用電子装置。
【請求項３】
前記ヒートプレートの前記受熱部と前記プリント基板の発熱部分は、低硬度の放熱タイプのシリコーンゴムを介して接触するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の屋外用電子装置。
【請求項４】
前記ヒートプレートは、ヒートパイプであることを特徴とする請求項１記載の屋外用電子装置。
【請求項５】
前記プリント基板が前記シェルフに装着されたときに動作して、自動的に前記プリント基板の発熱部分に前記ヒートプレートの前記受熱部を押し付けて接触させる押し付け装置、を有することを特徴とする請求項１記載の屋外用電子装置。
【請求項６】
前記押し付け装置は、一部分が前記プリント基板の端部に押されることにより前記ヒートプレートの前記受熱部を前記プリント基板の発熱部分側に押し付ける方向へ回動するように前記シェルフ側に取り付けられる押し付け部材と、前記押し付け部材を前記ヒートプレートの前記受熱部から引き離す方向に付勢する弾性部材と、を有することを特徴とする請求項５記載の屋外用電子装置。
【請求項７】
筐体内に密閉されるプリント基板用シェルフにおいて、
複数のプリント基板が装着可能な装着部と、
筐体の外部に湾曲形成した偏平状の放熱部が配置されるとともに、受熱部が前記装着されたプリント基板の発熱部分と接触するように配置されるヒートプレートと、
を有することを特徴とするプリント基板用シェルフ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は屋外に設置される屋外用電子装置およびプリント基板用シェルフに関し、特に放熱構造を有する屋外用電子装置およびプリント基板用シェルフに関する。
【０００２】
近年、携帯電話の普及により、基地局装置が増大し、設置場所に制約が生じるようになっている。このため、基地局装置は、アンテナを支持するポールに取り付けられたりするようになっており、小型化、軽量化が求められている。また、これらは屋外に設置されることから、内部の電子回路を保護するために十分な密閉構造にする必要がある。ただし、密閉構造にすると、回路部品の発熱を放出するための工夫が必要となる。
【０００３】
【従来の技術】
図１１は放熱構造を持った従来の屋外用電子装置の構成例を示す図であり、（Ａ）は外観を示す斜視図、（Ｂ）は断面図である。屋外用電子装置７０は、筐体７１を有し、この筐体７１内には、多数のプリント基板７３ａが装着されたシェルフ７３が収納、密閉されている。また、筐体７１には、放熱部材７２が取り付けられている。放熱部材７２の表側部と内側部には、それぞれ多数のフィン７２ａ，７２ｂが形成されている。そして、シェルフ７３の各プリント基板の各種電子部品から生じた熱は、フィン７２ｂが受熱し、フィン７２ａが外部に放熱する。
【０００４】
しかし、放熱部材７２のフィン７２ａ，７２ｂには、熱伝導率を低下させる、いわゆるフィン抵抗があるため、十分な放熱を行うためには、フィン７２ａ，７２ｂをできるだけ多くする必要がある。このため、筐体７１が大型化し、重量も重くなるという問題があった。また、放熱部材７２は、外側のフィン７２ａだけを大きくしても放熱効果は上がらず、内側のフィン７２ｂも外側のフィン７２ａと同じ表面積にする必要がある。この意味でも、筐体７１が大きくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、ファンなどを用いて効率よく放熱を行うようにした屋外用電子装置がある。
図１２はファンを用いた従来の屋外用電子装置の内部構成を示す図である。屋外用電子装置８０の筐体８１には、ファンを用いた放熱装置８２が取り付けられている。この放熱装置８２には、受熱室８２１と放熱室８２２が設けられている。これら受熱室８２１および放熱室８２２は、ヒートパイプ８２３で連結されている。ヒートパイプ８２３の受熱室８２１側部分および放熱室８２２側部分には、それぞれ多数のフィン８２１ａ，８２２ａが設けられている。また、受熱室８２１および放熱室８２２には、それぞれファン８２１ｂ，８２２ｂが設けられている。
【０００６】
このような構成の屋外用電子装置８０では、ファン８２１ｂが駆動することにより、筐体８１内の空気を循環させ、シェルフ８３から発生する熱をフィン８２１ａに当てる。このフィン８２１ａで受けた熱は、ヒートパイプ８２３を通してフィン８２２ａに伝達される。そして、放熱室８２２側では、ファン８２２ｂが駆動することにより、フィン８２２ａが外気によって冷却される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１２のような屋外用電子装置８０では、ファン８２１ｂ，８２２ｂの点検などを必要とし、保守性が悪かった。また、ファン８２１ｂ，８２２ｂによって重量も増大するという問題もあった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、放熱効果が高く、小型化、軽量化が図れ、保守が簡単な屋外用電子装置およびプリント基板用シェルフを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、図１に示すように、屋外に設置される屋外用電子装置において、電子回路を搭載した複数のプリント基板３０が装着可能な装着部を有するシェルフ２０と、シェルフ２０を密閉する筐体１１と、筐体１１の外部に湾曲形成した偏平状の放熱部２３０が配置されるとともに、受熱部２３１，２３２が、装着されたプリント基板３０の発熱部分３２と接触するように配置されるヒートプレート２３と、を有することを特徴とする屋外用電子装置１０が提供される。
【００１０】
このような屋外用電子装置１０では、ヒートプレート２３の放熱部２３０を筐体１１の外部に配置し、一方、受熱部２３１，２３２をプリント基板３０の発熱部分３２と接触するように配置されているので、プリント基板３０の発熱部分３２からの熱を効率よく放出することができる。ヒートプレート２３として大きな部材を用いる必要がなく、またファンなども必要としないので、屋外用電子装置１０全体が小型化、軽量化できる。さらに、ファンなどの動力装置を備えないので、保守も簡単である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一形態を図面を参照して説明する。
図２は本形態の屋外用電子装置の概略構成を示す正面図である。ただし、ここでは、正面側のパネルを取り外した状態を示している。また、図３は屋外用電子装置内に収納されるシェルフの外観構成を示す斜視図である。屋外用電子装置１０は、主に、筐体１１と、筐体１１内に収納されるシェルフ２０とから構成されている。シェルフ２０の枠体２１には、複数のスロット２４が設けられている。枠体２１の上部には、天井板２２が固定されており、この天井板２２を介してシェルフ２０全体が筐体１１内に密閉された状態で収納されている。また、シェルフ２０には、天井板２２を介して多数のヒートプレート２３が取り付けられている。各ヒートプレート２３の放熱部２３０は、筐体１１の外部に露出するように設けられ、かつ湾曲形成されている。一方、ヒートプレート２３の受熱部２３１，２３２は、シェルフ２０の底面部まで延びるように取り付けられている。なお、このヒートプレート２３の具体的な形状および取り付け構造については後述する。
【００１２】
図２に示すように、各スロット２４には、コネクタ２５が取り付けられており、各種プリント基板が装着可能となっている。スロット２４には、高発熱部品を搭載するプリント基板３０や、低発熱部品のみを搭載するプリント基板４０などが挿入される。高発熱部品を搭載するプリント基板３０には、図３に示すように、コネクタ２５と連結可能なコネクタ４１の他に、その部品搭載面に、半導体部品などの高発熱部品を有する発熱ユニット３２が搭載されている。スロット２４に装着されたプリント基板３０は、その発熱ユニット３２がヒートプレート２３の一方の受熱部２３２と概ね接触するようになっている。
【００１３】
スロット２４のうち高発熱の発熱ユニットを有するプリント基板３０が装着されるスロットには、図２に示すように、押し付け装置２６が取り付けられている。この押し付け装置２６は、後述するように、プリント基板３０がスロット２４に装着されたときに、発熱ユニット３２をヒートプレート２３の受熱部２３２に密着させる。押し付け装置２６の具体的な構造については、後述する。
【００１４】
このような屋外用電子装置１０は、筐体１１の図示されていない正面側のパネルが取り付けられることにより、シェルフ２０が筐体１１内に完全に密閉される。
【００１５】
図４はシェルフ２０の組み立て構造を示す分解斜視図である。枠体２１の上側部２１ａおよび下側部２１ｂには、スロット２４を構成するため互いに対をなすレール２１１，２１２が複数組設けられている。枠体２１の上側部２１ａには天井板２２が固定される。天井板２２には、多数のスリット２２１が形成されており、このスリット２２１にヒートプレート２３が挿入される。
【００１６】
一方、枠体２１の下側部２１ｂのレール２１３，２１４には、２枚の取り付け板２７，２８が互いに逆方向からスライド装着される。これら取り付け板２７，２８には、ヒートプレート２３の受熱部２３１，２３２に対応する位置にそれぞれスリット２７１，２８１が形成されている。ヒートプレート２３は、受熱部２３１，２３２の下端部がスリット２７１，２８１間に挟持されることにより筐体２１に固定される。
【００１７】
また、筐体２１の背面部には、背面板２９が取り付けられる。この背面板２９には、図２で示したコネクタ２５を取り付けるための穴２９ａと、複数の押し付け装置２６が取り付けられている。
【００１８】
図１はヒートプレート２３の取り付け状態を具体的に示す一部断面図である。ヒートプレート２３は、シェルフ２０の天井板２２のスリット２２１に挿入され、さらに受熱部２３１，２３２の各下端部が取り付け板２７，２８のスリット２７１，２８１間に挟まれるようにして固定されている。このとき、ヒートプレート２３と天井板２２のスリット２２１との間は、溶接、またはシール部材２２１ａを介して接着されている。一方、受熱部２３１，２３２の各下端部は、弾性部材２３１ａ，２３２ａが接着された状態で固定されている。弾性部材２３１ａ，２３２ａとしては、厚手の両面テープが好ましい。
【００１９】
ヒートプレート２３は、受熱部２３１，２３２の合計の長さと放熱部２３０の長さがほぼ等しくなるように取り付けられている。ただし、放熱部２３０は図１に示すように、放熱部２３０の高さＬ２が受熱部２３１，２３２の長さＬ１の約１／２となるように湾曲形成されている。これにより、屋外用電子装置１０の小型化、および軽量化が図れる。
【００２０】
このようなヒートプレート２３は、例えばアルミニウム製の多孔偏平型のヒートパイプであり、パイプ内部には、高真空で作動液が封入されている。作動液は、液体と気体の２層流体であり、受熱部２３１，２３２で受けた熱によって核沸騰する。このとき発生する圧力波によって放熱部２３０側に流動し、熱量を輸送する。なお、ヒートプレート２３は、その幅（図１の奥行き方向）が数ｃｍで一定、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度が好ましい。
【００２１】
ヒートプレート２３の少なくとも一方の受熱部２３２には、プリント基板３０に搭載された発熱ユニット３２が接触するようになっている。このとき、発熱ユニット３２は、押し付け装置２６の作用によって、受熱部２３２に密着している。また、発熱ユニット３２に放熱シート３３を貼り付けることにより、熱伝導率が高まり、より放熱性が高まる。ここで、放熱シート３３としては、放熱タイプのシリコーンゴムと低硬度の放熱タイプのシリコーンゴムとを貼り合わせたものを使用することが好ましい。この場合、発熱ユニット３２との接着側に低硬度のシリコーンゴムを用いる。
【００２２】
次に、押し付け装置２６の具体的な構成について説明する。
図５は背面板２９に取り付けられた状態の押し付け装置２６の外観構成を示す図である。押し付け装置２６は、主に、押し付け板２６１と、支持部材２６２と、軸部材２６３とから構成されている。押し付け板２６１は、軸部材２６３を介して支持部材２６２に回動自在に取り付けられている。プリント基板３０が装着された状態では、押し付け板２６１は、その上下の当接部２６１ｅ，２６１ｆがプリント基板３０によって押され、図のようにプリント基板３０とほぼ平行な状態にある。
【００２３】
図６は押し付け装置２６の分解斜視図である。押し付け板２６１を背面板２９に取り付ける支持部材２６２は、概ねストッパ部２６２ａからなり、その上下端の取り付け片２６２ｂ，２６２ｃが、孔２６２ｄ，２６２ｅに挿入されるネジ５１，５２によって背面板２９に固定される。
【００２４】
一方、押し付け板２６１の押し付け面２６１ａには、取り付け片２６１ｂ，２６１ｃが形成されている。この取り付け片２６１ｂには孔２６１ｄが取り付け片２６１ｃには孔２６１ｄと対向する図示されていない孔が形成されている。これら孔２６１ｄおよび図示されていない孔が、支持部材２６２の孔２６２ｆ，２６２ｇと重なるように、押し付け板２６１を位置決めし、すべての孔に軸部材２６３を挿入し、軸部材２６３の上下端部を固定部材２６３ａ，２６３ｂで固定することにより、押し付け板２６１を支持部材２６２に回動自在に取り付けることができる。
【００２５】
また、押し付け板２６１には、図５で示したように、プリント基板の端部が当接する当接部２６１ｅ，２６１ｆが形成されている。これら当接部２６１ｅ，２６１ｆには、孔２６１ｇ，２６１ｈが形成されており、それぞれに保持部材５３，５４が挿入される。そして、保持部材５３，５４の背面板２９（図５参照）側部分には、コイルバネ５５，５６が装着される。この状態で、保持部材５３，５４の先端部は、その軸方向にスライド可能な状態で、背面板２９に取り付けられる。
【００２６】
図７は押し付け装置２６の定常状態を示す上面図である。押し付け装置２６は、軸部材２６３が、ヒートプレート２３よりもややプリント基板側（図面右側）に位置するように位置決めされている。また、押し付け板２６１は、コイルバネ５５，５６によって、常に背面板２９と反対の方向に付勢されている。ただし、支持部材２６２のストッパ部２６２ａによって、適度な角度だけ開いた状態で静止している。
【００２７】
次に、押し付け装置２６の動作について説明する。
まず、図８に示すように、スロットに沿ってプリント基板３０を挿入すると、プリント基板３０の端部が当接部２６１ｅ，２６１ｆに当接する。そして、コイルバネ５５，５６の弾性力に抗してさらにプリント基板３０を挿入すると、押し付け板２６１が軸部材２６３を中心に図面左回りに回動する。
【００２８】
図９はプリント基板３０のコネクタ３１を背面板２９側のコネクタ２５に接続させた状態を示す上面図である。プリント基板３０のコネクタ３１が背面板２９側のコネクタ２５に完全に接続された状態では、図に示すように、押し付け板２６１は、数枚（ここでは２枚）のヒートプレート２３の受熱部２３２をプリント基板３０の発熱ユニット３２に押し付ける。これにより、発熱ユニット３２で発生した熱は、放熱シート３３を介してヒートプレート２３の受熱部２３２に効率よく伝達される。特に、放熱シート３３は弾力性があるので、受熱部２３２との密着性も高く、熱伝導率がより高い。受熱部２３２に伝達された熱は、前述したように、ヒートプレート２３内を伝わって外部の放熱部２３０（図１などを参照）で放熱される。
【００２９】
スロットに装着されたプリント基板３０を交換や点検のために取り外すと、プリント基板３０による付勢が解かれるので、押し付け板２６１は、コイルバネ５５，５６の付勢力を受けて回動し、図７、図８などで示した定常状態の位置に戻る。
【００３０】
このように、本形態では、ヒートプレート２３の受熱部２３２をプリント基板３０の発熱ユニット３２に接触させる構造としたので、放熱効率を高くすることができる。特に、ヒートプレート２３として偏平状のヒートパイプを使用したので、より放熱効率を向上させることができる。また、ファンなども必要としないので、屋外用電子装置１０全体が小型化、軽量化できる。さらに、ファンなどの動力装置を備えないので、保守も簡単である。
【００３１】
また、本形態では、受熱部２３２と発熱ユニット３２とは固定させず、プリント基板３０が装着されたときのみ押し付け装置２６が動作して、両者を接触させる構成としたので、プリント基板３０の着脱が簡単にでき、保守点検がより簡単となる。
【００３２】
次に、押し付け装置の他の構成例について説明する。
図１０は押し付け装置の他の構成例を示す分解斜視図である。押し付け装置５０は、主に、押し付け部材５１と、支持部材５２と、軸部材５３と、コイルバネ５４とから構成されている。押し付け部材５１には、プリント基板が挿入されたときに当接する当接部５１１，５１２が形成されている。この押し付け部材５１は、支持部材５２の支持片５２２，５２３間に、軸部材５３を介して回動自在に取り付けられる。支持部材５２は、その本体部５２１の取り付け面５２１ａが、図示されていないネジにより、図４などで示した背面板２９に固定される。
【００３３】
軸部材５３は、その上下端にそれぞれネジ６１，６２が締結されることによって、押し付け部材５１を軸支する。このとき、軸部材５３には、コイルバネ５４が取り付けられている。コイルバネ５４の一方のピン状の端部５４１は、支持部材５２の支持片５２２の立ち上げ部５２２ａに形成された孔５２２ｂに挿入される。また、コイルバネ５４の他方のピン状の端部５４２は、押し付け部材５１側に当接する。
【００３４】
支持部材５２に取り付けられた押し付け部材５１は、支持片５２２，５２３の立ち上げ片５２２ａ，５２３ａ，５２３ｂなどによって、その回動範囲が制限されている。また、定常状態では、押し付け部材５１は、図８に示した押し付け部材２６１と同様に、コイルバネ５４の付勢力によって反プリント基板３０側に開いている。そして、プリント基板３０が挿入されると、当接部５１１，５１２が押されてヒートプレート２３をプリント基板の発熱ユニット３２に押し付ける。これにより、押し付け装置２６と同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、放熱用フィンの放熱部を筐体の外部に配置し、一方、受熱部をプリント基板の発熱部分と接触するように配置したので、プリント基板の発熱部分からの熱を効率よく放出することができる。
【００３６】
また、放熱用フィンとして大きな部材を用いる必要がなく、ファンなども必要としないので、屋外用電子装置全体が小型化、軽量化できる。
さらに、ファンなどの動力装置を備えないので、保守も簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ヒートプレートの取り付け状態を具体的に示す一部断面図である。
【図２】本形態の屋外用電子装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】屋外用電子装置内に収納されるシェルフの外観構成を示す斜視図である。
【図４】シェルフの組み立て構造を示す分解斜視図である。
【図５】背面板に取り付けられた状態の押し付け装置の外観構成を示す図である。
【図６】押し付け装置の分解斜視図である。
【図７】押し付け装置の定常状態を示す上面図である。
【図８】プリント基板の端部が押し付け装置の当接部に当接したときの状態を示す上面図である。
【図９】プリント基板のコネクタを背面板側のコネクタに接続させた状態を示す上面図である。
【図１０】押し付け装置の他の構成例を示す分解斜視図である。
【図１１】放熱構造を持った従来の屋外用電子装置の構成例を示す図であり、（Ａ）は外観を示す斜視図、（Ｂ）は断面図である。
【図１２】ファンを用いた従来の屋外用電子装置の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  屋外用電子装置
１１  筐体
２０  シェルフ
２１  枠体
２２  天井板
２３  ヒートプレート
２４  スロット
２５  コネクタ
２６  押し付け装置
２９  背面板
３０，４０  プリント基板
３１  コネクタ
３２  発熱ユニット
３３  放熱シート
２３０  放熱部
２３１，２３２  受熱部
２６１  押し付け部材
２６１ｅ，２６１ｆ  当接部
２６２  支持部材
２６３  軸部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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