(57)【要約】【課題】ＯＮＵ等の電子機器を冷却する冷却ユニットであって、広い範囲に亘って略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能な冷却ユニットを提供すること。【解決手段】冷却風を生成する軸流ファン１２と、軸流ファン１２が装填され冷却風の吹き出し開口を有する筐体１２ａと、筐体１２ａの側辺に取り付けられ冷却風の通路を狭める規制板１８と、冷却風の通路を形成し下流側にＯＮＵ２２が取り付けられたダクト１４とを備えた。ダクト１４は、規制板１８に沿ってダクトの幅が狭められており、筐体１２ａの規制板１８が取り付けられた側辺と直交する側辺に、冷却風の通路を形成するための形成板２０が取り付けられている。また、規制板１８の一辺と、この一辺と相対する形成板２０の面とは隙間がないように取り付けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却風を生成する軸流ファンと、該軸流ファンが装填され前記冷却風の吹き出し開口を有する筐体と、該筐体の側辺に取り付けられ前記冷却風の通路を狭める方向に傾斜して取り付けられた規制板と、前記冷却風の通路を形成し下流側に被冷却対象が取り付けられたダクトと、を備えることを特徴とする冷却ユニット。
【請求項２】
前記ダクトは、前記規制板に沿って該ダクトの幅が狭められていることを特徴とする請求項１に記載の冷却ユニット。
【請求項３】
前記筐体の前記規制板が取り付けられた側辺と直交する側辺に、前記冷却風の通路を形成するための形成板が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却ダクト。
【請求項４】
前記規制板の一辺と、該一辺と相対する前記形成板の面又は辺とは隙間がないように取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の冷却ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の冷却装置、特に、キャビネット内に収納される電子機器を軸流ファンで均一に冷却する電子機器の冷却ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャビネットに収容される電子機器は、動作により発熱するため、通常、ファン等によって冷却することが行われる。特に、軸流ファンはブロワファン等に比較して安価で取り扱い易いため、各種の機器に数多く使用されている。その使用態様には、軸流ファンと被冷却対象である電子機器との間にダクトを設けた構造も見られる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の冷却構造は、複数のスリット状の開口部を一方の面に有するダクトに、軸流ファンをこの一方の面と対向する面に設けたものである。スリットの形状、大きさ等は被冷却対象に応じて種々設計可能であり、この構造を採用することにより、必要な領域のみにほぼ一様な速度分布の冷却空気の流れをスリット状に、冷却の必要な電子回路基板の発熱量に対応しながら適宜制御することが可能となる。
【０００４】
なお、上記の特許文献１において、ダクトの形状は断面が正方形又は長方形であり、スリット状の開口部が設けられた一方の面と、それに対向して軸流ファンが取り付けられる面との距離は短いものとなっている。即ち、特許文献１の冷却構造は、ダクト内で均一の流速を得ることを考慮したものではなく、ダクト外で均一の風速の冷却風をスリット状に得ることを目的としている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０２９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１で開示されている冷却構造では、必要な領域のみにほぼ一様な速度分布の冷却空気をスリット状に得ることが可能であるが、広い範囲に亘って均一な速度分布の冷却空気を得ることは不可能である。即ち、軸流ファンは本質的に羽根回転軌道の外周部の風速が最も高く、中心部では最も低いという特性を有しており、これにスリットを単に設けても、広い範囲に亘って均一な速度分布の冷却空気を得ることはできないからである。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＯＮＵ等の電子機器を冷却する冷却ユニットであって、広い範囲に亘って略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能な冷却ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の冷却ユニットは、冷却風を生成する軸流ファンと、該軸流ファンが装填され前記冷却風の吹き出し開口を有する筐体と、該筐体の側辺に取り付けられ前記冷却風の通路を狭める方向に傾斜して取り付けられた規制板と、前記冷却風の通路を形成し下流側に被冷却対象が取り付けられたダクトと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成により、軸流ファンからの冷却風は規制板によってその通路が狭められてダクト内を流れるので、ダクト内での速度分布が変化する。従って、規制板の傾斜角度と大きさを最適にすることで、ダクト内の断面の全てに亘り略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能である。
【００１０】
請求項２に記載の冷却ユニットは、前記ダクトは、前記規制板に沿って該ダクトの幅が狭められていることを特徴とする。従って、規制板によってその通路が狭められ略均一な速度分布となった冷却風は、ダクトの形状によって効果的にその速度分布が保たれ、広い範囲に亘って略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能である。
【００１１】
請求項３に記載の冷却ユニットは、前記筐体の前記規制板が取り付けられた側辺と直交する側辺に、前記冷却風の通路を形成するための形成板が取り付けられていることを特徴とする。従って、冷却風の通路が良好に形成されることとなり、規制板による流速均一化が一層容易となる。
【００１２】
請求項４に記載の冷却ユニットは、前記規制板の一辺と、該一辺と相対する前記形成板の面又は辺とは隙間がないように取り付けられていることを特徴とする。従って、規制板と形成板とによって冷却風の通路がより狭く形成されるので、規制板と形成板の効果が相まって、効果的に冷却空気の流速の均一化を可能にしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の冷却ユニットは、冷却風を生成する軸流ファンと、該軸流ファンが装填され前記冷却風の吹き出し開口を有する筐体と、該筐体の側辺に取り付けられ前記冷却風の通路を狭める方向に傾斜して取り付けられた規制板と、前記冷却風の通路を形成し下流側に被冷却対象が取り付けられたダクトとを備えたので、軸流ファンからの冷却風は規制板によってその通路が狭められてダクト内を流れることとなり、規制板の傾斜角度と大きさを最適にすることで、ダクト内の断面の全てに亘り略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の冷却ユニットが設置されるキャビネット本体の概略平面図である。但し、キャビネットの扉を外した状態を示している。キャビネット本体３０には、ＶＤＳＬ（Very high bit rate Digital Subscriber Line）装置３２が図１上の上部に、冷却ユニット１０が図１上の下部に配置されている。冷却ユニット１０内には後述するようにＯＮＵ（Optical Network Unit）２２が取り付けられている。ＯＮＵ２２及びＶＤＳＬ装置３２は、共に動作により熱を発するので、それぞれ送風による冷却機構が設けられており、その冷却風は上部に設けられた排気口３４から排出される。
【００１５】
図２は、本発明の冷却ユニットの概略斜視図である。図３は、図１からダクト１４を除いた部分を示しており、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は右側面図、同図（ｄ)は底面図である。キャビネット本体３０にＯＮＵ２２の冷却のために設置される冷却ユニット１０は、軸流ファン１２、ダクト１４、吸気ダクト１６、規制板１８、形成板２０を有する。図１には、被冷却対象のＯＮＵ２２を破線で示し、ダクト１４は、その内部が解るように透明で示している。
【００１６】
冷却風を生成する軸流ファン１２は、通常の市販のものであり、冷却風の速度分布は、羽根回転軌道の外周部で最も速く、中心軸上で最も遅い。この軸流ファン１２は冷却風の吹き出し開口を有する筐体１２ａに装填され、吹き出し開口にはファンガード１２ｂが設けられて、回転しているファンが容易に妨害されないように構成されている。
【００１７】
規制板１８は、筐体１２ａの側辺に冷却風の通路を狭める方向に傾斜して取り付けられている。軸流ファン１２からの冷却風は規制板１８によってその通路が狭められてダクト１４内を流れるので、ダクト１４内での速度分布が変化することとなる。従って、規制板１２の傾斜角度と大きさを最適にすることで、ダクト１２内の断面の全てに亘り略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能となる。
【００１８】
形成板２０は、筐体１２ａの規制板１８が取り付けられた側辺と直交する側辺に、冷却風の通路を形成するために取り付けられている。この形成板２０により、冷却風の通路が良好に形成されることとなり、規制板１８による流速均一化が一層容易となる。
【００１９】
規制板１８は、ファンガード１２ｂの筐体１２ａへの止めネジ１２ｃを利用して固定されているが、筐体１２ａの側辺に取り付けても良い。形成板２０は、筐体１２ａの、規制板２０を固定した側辺と直交する側辺に、ネジ等を利用して固定されている。ここで、図２（ｂ）の平面図から解るように、規制板１８の一辺と、この一辺と相対する形成板２０の面とは隙間がないように取り付けられている。これにより、規制板１８と形成板２０とによって冷却風の通路がより狭く形成されるので、規制板１８と形成板２０の効果が相まって、効果的に冷却空気の流速の均一化を可能にしている。
【００２０】
また、図３（ａ）から解るように、形成板２０の規制板１８側の端部は、後述するダクト１４を規制板１８に沿って幅を狭めることを可能とするために、規制板１８と略並行に切り取られている。
【００２１】
吸気ダクト１６は、軸流ファン１２の吸気側に取り付けられ、図３に示すように冷却風の吸気口１６ｂは吸気ダクト１６の底面に設けられている。即ち、空気は、図３（ｂ）の正面図では、下方から吸い上げられて右方向に流れることとなる。また、吸気ダクト１６の一部分に開口部１６ａが設けられている。この開口部１６ａの面積を調整することで、軸流ファン１２で吸入される空気の量を微調整することが可能であり、より綿密に冷却却空気の噴流の速度を調整することが可能になっている。
【００２２】
図４は、ダクトについて示しており、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図、同図（ｃ）は右側面図である。ダクト１４は、軸流ファン１２を装填する筐体１２ａと吸気ダクト１６の一部を覆う第１領域１４ｂと、規制板１８及び形成板２０を覆う第２領域１４ｃと、幅が狭められた第３領域１４ｄとからなる。断面形状は何れの部分においても略長方形であり、図４（ａ）の平面図では第２領域１４ｃは、その片側が吹き出し方向に向かって漸次幅がＷ１からＷ３へと小さくなるテーパ形状になっている。
【００２３】
被冷却対象の電子機器であるＯＮＵ２２は、ダクト１４の第３領域１４ｄ内に、ＯＮＵブラケット２４によって設置されている。このＯＮＵ２２は、前述のように動作により発熱するため、ＯＮＵ２２の近傍において最低流速が規定されている。但し、規定の最低流速を得るために能力の高い軸流ファンを使用すると騒音の問題が発生する。従って、騒音が所定のレベル値以下であって、かつ流速が最低値をクリアすることが求められる。
【００２４】
図５は、本発明の冷却ユニットの流速測定の説明図である。同図（ａ）は正面方向での測定点を示し、同図（ｂ）は側面方向での測定点を示している。冷却ユニット１０は概略的に示されており、各測定点Ａ〜Ｆは何れもＯＮＵ２２の近傍の場所である。流速の測定は室温で日本カノマックス社製のアネモマスター６１１４（登録商標）を用いて行った。
【００２５】
実験に用いた噴流ダクト１４の寸法は以下の通りである。第１領域については、Ｗ１＝１２８、Ｌ１＝５９、Ｈ１＝１６４である。単位はｍｍであり、各符号は図３（ａ）、（ｂ）に示した通りである。第３領域については、Ｗ３＝７８、Ｌ３＝１８８、Ｈ３＝１９１である。第２領域についてはＬ２＝４８、Ｈ２はＨ３と同一である。また、実験に用いた軸流ファン１２は、噴流ダクト１４の第１領域にちょうど取り付け可能なものであり、発生する騒音が規定値以下のものを用いた。なお、規制板１８と形成板２０の筐体１２ａとの傾斜角度は略４５度である。
【００２６】
測定結果を以下に示す。
【００２７】
【表１】
2009009961.tif 000003
【００２８】
表１において、上段は規制板１８がある場合、下段は規制板１８がない場合について示す。規制板１８がある場合は、Ａ〜Ｆの何れの測定場所においても流速は、所定の風速規格を充たしている。規制板１８がない場合は、単に軸流ファンに幅の変化のないダクトを取り付けた場合よりは流速が改善されているものの、所定の流速の規格値をクリアできないことが解る。
【００２９】
従って、本発明の冷却ユニットは、冷却風を生成する軸流ファンと、軸流ファンが装填され冷却風の吹き出し開口を有する筐体と、筐体の側辺に取り付けられ冷却風の通路を狭める方向に傾斜して取り付けられた規制板と、冷却風の通路を形成し下流側に被冷却対象が取り付けられたダクトとを備え、規制板の傾斜角度と大きさを最適にすることで、ダクト内の断面の全てに亘り略均一な速度分布の冷却空気を得ることが可能である。
【００３０】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、規制板及び形成板の筐体１２ａに対する角度は略４５度としたが、用いる軸流ファンの性能等により任意に設計可能である。また、ダクトの形状も一方向の幅のみを狭くしたが両方向から狭くしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る冷却ユニットが設置されるキャビネット本体の概略平面図である。
【図２】本発明の冷却ユニットの斜視図である。但し、ダクトは透明で示している。
【図３】本発明の冷却ユニットの平面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）、底面図（ｄ）である。但し、ダクトは省略している。
【図４】図１のダクトの平面図（ａ）、正面図（ｂ）、右側面図（ｃ）である。
【図５】本発明の冷却ユニットの流速測定の説明図である。但し、同図（ａ）は冷却ユニットの概略斜視図、同図（ｂ）は概略側面図を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１０  冷却ユニット
１２  軸流ファン
１２ａ  筐体
１４  ダクト
１４ａ  開口部
１６  吸気ダクト
１８  規制板
２０  形成板
２２  ＯＮＵ
２４  ＯＮＵブラケット
【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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