JP2014170765A - 電子装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装置内を冷却する送風部と、送風部の下方に配置された電源部と、送風部の上方に配置された電力増幅部とで構成され、送風部による風が電源部、送風部及び電力増幅部それぞれの内部を通過して装置内部を冷却する電子装置において、電源部及び電力増幅部は、各々、筐体と、発熱部品と、発熱部品を冷却する放熱器と、筐体内部を垂直方向に仕切る仕切板とを備え、発熱部品と放熱器が仕切板の表裏面の各々に取り付けられ、送風部による風が、電源部の放熱器を通過して送風部に流入した後、電力増幅部の放熱器を通過して外部に排出されることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
また、特許文献1では、ファンユニットの側面または背面に設けられた吸気口から空気を取り入れて、ファンによって発熱ユニットの下方から上方に向かって冷却風を送るよう構成されており、水平方向から流入した空気を垂直方向に向きを変えてファン内に取り込むようにしていることから、空気の流れにロスが生じるため、効率的な送風ルートになっていないという問題があった。
また、送風部からの風の流路を複数に分け、複数に分けた風の流路上に所定の放熱器を配置して冷却するようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、送風部からの風の流路を複数に分け、複数に分けた風の流路上に所定の放熱器を配置して冷却するようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、整風板によって送風部からの風を直接放熱器に当てるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、送風部からの風の流路を複数に分け、複数に分けた風の流路上に所定の放熱器を配置して冷却するようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、整風板によって送風部からの風を直接放熱器に当てるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、送風部からの風の流路を複数に分け、複数に分けた風の流路上に所定の放熱器を配置して冷却するようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、整風板によって送風部からの風を直接放熱器に当てるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、放熱器の放熱フィンのピッチ、厚さ及び配置位置を揃えるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
[電子装置1の構成]
以下、本発明を適用した実施形態1に係る電子装置について、図1を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明を適用した実施形態1に係る電子装置の一例を示す斜視図である。
本発明を適用した実施形態1に係る電子装置1は、FM放送用の電波を送出するための送信機として説明するが、テレビ用送信機や電子計算機等のラック内に収納して使用する空冷方式の電子装置であれば、どの様な機器であっても本発明を適用することは可能である。
シャーシ10は、電源ユニット20やファンユニット30やパワーアンプユニット40を、図示しない既製のラックに正面方向から脱着可能に収納するために、既製のラック内部に固定して使用するためのものである。
電源ユニット20は、ファンユニット30やパワーアンプユニット40に電力を供給するためのものである。
ファンユニット30は、電源ユニット20やパワーアンプユニット40の内部を冷却するためのものである。
パワーアンプユニット40は、FM放送用の電波を増幅し、図示しない送信アンテナに出力するものである。
図3は、図2の正面図に対し、背面方向から見た斜視図であり、電源ユニット20、ファンユニット30及びパワーアンプユニット40それぞれの筐体の左側面部を取り除いた図である。
図4は、図2に示すA−A面で切断した場合の断面図である。
図5は、図2に示すB−B面で切断した場合の断面図である。
図6は、図2に示すS方向から見た場合の電源ユニット20の平面図である。
図7は、図2に示すC−C面で切断した場合の断面図である。
図8は、図2に示すD−D面で切断した場合の断面図である。
図9は、図2に示すP方向から見た場合のパワーアンプユニット40の底面図である。
図2〜図6を参照し、電源ユニット20の構成について詳細に説明する。
電源ユニット20は、筐体21と、FET、トランス、ダイオード等の発熱部品22aが実装された2つの電源基板22と、複数のフィンを備え、電源基板22の発熱部品22aを冷却する放熱器23と、3つのコンデンサ24と、電源基板22を取り付けるためのベース板(A)26と、筐体21内を左右方向で仕切るためのベース板(B)27と、コンデンサ24を覆い、筐体21内を左右方向で仕切るためのベース板(CL)28a,ベース板(CR)28bと、コンデンサ24を覆い、筐体21内を前後方向で仕切るための仕切板(L)29a,仕切板(R)29bとを含む構成となっている。
また、筐体21には、図2に示す位置に、冷却用の空気を取り込むための吸入口(L)21a、吸入口(M)21b、及び吸入口(R)21cが設けてあり、また、図6に示す位置に、冷却用の空気を吐き出すための排出口(L)21d、排出口(M)21e、排出口(R)21fが設けてある。
図2及び図3を参照し、ファンユニット30の構成について詳細に説明する。
ファンユニット30は、筐体31と、3つのファン32と、ファン32を取り付けるためのファン取付板33とを含む構成となっている。
また、ファン取付板33は、3つのファン32内に流入する空気をそれぞれ仕切るための仕切板33aを備えている。
なお、筐体31の下面には、ファン32に空気を取り込むための開口部31aが設けてあり、また、筐体31の上面には、ファン32から吐き出された空気を排出するための図示しない開口部が設けてある。
図2〜図3及び図7〜図9を参照し、パワーアンプユニット40の構成について詳細に説明する。
パワーアンプユニット40は、筐体41と、高発熱部品であるFET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)42a等が実装されたPA基板42と、サーキュレータ44と、PA基板42及びサーキュレータ44を取り付けるとともに、筐体41内を左右方向で仕切るためのベース板43と、複数の放熱フィンを備え、PA基板42のFET42aを冷却するFET用放熱器45と、複数の放熱フィンを備え、サーキュレータ44を冷却するためのサーキュレータ用放熱器46と、ファン32から排出された空気をFET用放熱器45に導くためのダクト板(LL)47a,ダクト板(LR)47b,ダクト板(ML)48a,ダクト板(MR)48b,ダクト板(UL)49a,ダクト板(UR)49bとを含む構成となっている。これらのダクト板は、サーキュレータ用放熱器46とFET用放熱器45の縦方向両側面を挟み込むように設置され、放熱器以外の部分に風が流入しない構造となっている。
また、筐体41には、図9に示す位置に、ファン32から冷却用の空気を取り込むための吸入口(L)41a、吸入口(M)41b、及び吸入口(R)41cが設けてあり、また、図2に示す位置に、冷却用の空気を吐き出すための排出口(L)41d、排出口(M)41e、排出口(R)41fが設けてある。
なお、吸入口(L)41a、吸入口(M)41b、及び吸入口(R)41cの大きさは、ファン32からの風を効率よく流入させるため、3個のファン32の実装幅よりも広い寸法とする。また、排出口(L)41d、排出口(M)41e及び排出口(R)41fは、吸入口と同等の面積を確保する。
次に、本発明の電源ユニット20内部の冷却構造について、詳細に説明する。
上述したように、電源ユニット20の内部は、ベース板(A)26、ベース板(B)27、ベース板(CL)28a、ベース板(CR)28b及び仕切板(L)29a,仕切板(R)29bによって、電源基板22やコンデンサ24等が実装された部品実装エリアと放熱器23が実装された通風エリアとが分離された構造となっている。
また、電源ユニット20のコンデンサ24は、図2の底面図に示すように、下方から見て、放熱器23の両脇に来るように配置される。また、コンデンサ24は、上記部品実装エリアの高さよりも直径が大きいため、コンデンサ24の実装される部位は、上記通風エリアの高さが低くなっている。そのため、筐体21の吸入口(L)21a、吸入口(M)21b及び吸入口(R)21cは、左右と中央とで異なる大きさ(開口面積)となっている。このような状態で、3つの吸入口から空気が流入すると、吸入口の大きさによって風速が変わり、内部で風の流れに乱れが生じ、圧力損失が増加する恐れがある。そこで、仕切板(L)29a及び仕切板(R)29bを設けて、それぞれの流路を独立させて風の乱れを抑え、圧力損失の増加を抑えるよう構成している。
従って、ファンユニット30の3つのファン32が動作して、筐体21の吸入口(L)21a、吸入口(M)21b及び吸入口(R)21cから冷却用の空気が流入する。吸入口(L)21aから流入した空気は、図2のR1で示すルートを通って筐体21の排出口(L)21dから排出され、手前側のファン32に流入する。また、吸入口(M)21bから流入した空気は、図1のR2で示すルートを通り、放熱器23を冷却した後、筐体21の排出口(M)21eから排出され、中央のファン32に流入する。また、吸入口(R)21cから流入した空気は、図1のR3で示すルートを通って筐体21の排出口(R)21fから排出され、奥側のファン32に流入する。
次に、本発明のパワーアンプユニット40内部の冷却構造について、詳細に説明する。
上述したように、パワーアンプユニット40の内部は、ベース板43によって、PA基板42やサーキュレータ44等が実装された部品実装エリアとFET用放熱器45、サーキュレータ用放熱器46が実装された通風エリアとが分離された構造となっている。
また、上記通風エリアでは、パワーアンプユニット40の前方に設けたダクト板(LL)47a、ダクト板(ML)48a及びダクト板(UL)49aと、後方に設けたダクト板(LR)47b、ダクト板(MR)及びダクト板(UR)49bによって、ファン32から排出された空気を絞り込むことにより、集中してFET用放熱器45に流入するようにしている。
また、FET用放熱器45を通過した空気は、サーキュレータ用放熱器46にも流れる。このとき、圧力損失を極力低減させるために、FET用放熱器45の放熱フィンとサーキュレータ用放熱器46の放熱フィンは、同じフィンピッチ及び厚さである放熱フィンを有する放熱器を選定するとともに、空気が上下方向でまっすぐに流れるようにするため、上下方向で放熱フィンの位置が揃うように配置する。
また、排出口(L)41d、排出口(M)41e及び排出口(R)41fでは、吸気口と同等の面積を確保して排気を行うため、ダクト板(UL)49a及びダクト板(UR)49bで流路を拡大し滑らかに排気を行う。
上記した各ユニットの冷却構造を基に、電子装置1の冷却構造についてまとめると、以下のようになる。
通常、同じ空気の流れの中に直列に発熱部品を配置すると、下流の風温上昇の影響を受けて上流の部品の温度上昇が高くなり、部品の寿命を短くする原因となる。そこで本発明の電子装置1では、電源ユニット20の発熱部品22a、パワーアンプユニット40のFET42a及びサーキュレータ44を配置する際に、FET42aとサーキュレータ44、及び発熱部品22aとFET42aが上下方向で重ならないように配置する。また、できるだけ下流に高発熱部品を配置し、下流の比較的温度の低い風で部品を冷やす工夫をした。さらに温度的に余裕のある発熱部品を上流に配置することにより部品の温度ディレーティングを改善する。
また、ファンからの風の流路を複数に分け、複数に分けた風の流路上に所定の放熱器を配置して冷却するようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、整風板によってファンからの風を直接放熱器に当てるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、放熱器の放熱フィンのピッチ、厚さ及び配置位置を揃えるようにしたので、冷却効率が向上し、電子装置が高出力を得ることができる。
また、本発明は以下の実施の態様を含む。
上記発明によれば、冷却の必要な部分(熱源部)にのみ放熱フィンを設けることによる小型化、軽量化を実現し、さらに冷却の必要な部分を効率よく冷却できる構造であるため、電源部の圧力損失が低減すると共に、冷却効率向上により、高出力を得ることが可能となる。
上記発明によれば、整風板を設けることにより、熱源部裏面に取り付けられた放熱フィンを効率よく冷却することができる。また、吸気口及び排気口の裾が広がるように整風板を設けることにより、冷却風の出入りがスムーズになり、冷却効率が向上する。
上記発明によれば、送風部からの冷却風を余すことなく放熱フィンの冷却に利用することができる。
上記発明によれば、風が熱源部上部にまんべんなくまっすぐに流れることにより圧力損失が低下する。
上記発明によれば、低温部品からはじめに冷却することにより、冷却効率が向上する。
上記発明によれば、コンデンサのような冷却不要な部分には冷却風を当てず、冷却の必要な熱源部のみ冷却できる構造であるため、冷却効率が向上する。
Claims (5)
- 装置内を冷却する送風部と、前記送風部の下方に配置された電源部と、前記送風部の上方に配置された電力増幅部とで構成され、前記送風部による風が前記電源部、前記送風部及び前記電力増幅部それぞれの内部を通過して装置内部を冷却する電子装置において、
前記電源部及び前記電力増幅部は、各々、筐体と、発熱部品と、前記発熱部品を冷却する放熱器と、前記筐体内部を垂直方向に仕切る仕切板とを備え、前記発熱部品と前記放熱器が前記仕切板の表裏面の各々に取り付けられ、
前記送風部による風が前記電源部の前記放熱器を通過して前記送風部に流入した後、前記電力増幅部の前記放熱器を通過して外部に排出されることを特徴とする電子装置。 - 装置内を冷却する送風部と、前記送風部の下方に配置された電源部と、前記送風部の上方に配置された電力増幅部とで構成され、前記送風部による風が前記電源部、前記送風部及び前記電力増幅部それぞれの内部を通過して装置内部を冷却する電子装置において、
前記電源部は、第1の筐体と、第1の発熱部品と、前記第1の発熱部品を冷却する第1の放熱器と、前記第1の筐体内部を垂直方向に仕切る第1の仕切板とを備え、前記第1の発熱部品と前記第1の放熱器が前記第1の仕切板の表裏面の各々に取り付けられ、
前記電力増幅部は、第2の筐体と、第2の発熱部品と、第3の発熱部品と、前記第2の発熱部品を冷却する第2の放熱器と、前記第3の発熱部品を冷却する第3の放熱器と、前記第2の筐体内部を垂直方向に仕切る第2の仕切板とを備え、前記第2の発熱部品及び前記第3の発熱部品、前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器が前記第2の仕切板の表裏面の各々に取り付けられ、
前記送風部は、複数のファンを有し、前記複数のファンの一つによる風が、前記電源部の前記第1の放熱器を通過して前記送風部に流入した後、前記電力増幅部の前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器を通過して外部に排出され、また、前記複数のファンの他のファンによる風が、前記電源部の前記第1の放熱器を通過することなく前記送風部に流入した後、前記電力増幅部の前記第2の放熱器を通過して外部に排出されることを特徴とする電子装置。 - 請求項2記載の電子装置において、前記電力増幅部は、前記第2の筐体の前記第2の仕切板で仕切られた前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器側のエリアに、前記送風部による風が前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器のみに当たるよう前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器の縦方向両側面を挟み込むように2枚の整風板を備えたことを特徴とする電子装置。
- 請求項3記載の電子装置において、前記整風板は、前記電力増幅部の風の吸気口及び排気口側に向かうに従い2枚の整風板の間の幅を広くすることを特徴とする電子装置。
- 請求項4記載の電子装置において、前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器は、水平方向に並ぶ複数の放熱フィンを有し、前記複数の放熱フィンのピッチ及び厚さを同一とする放熱器であって、
前記第2の放熱器及び前記第3の放熱器は、互いに垂直方向に上下に並べて配置され、前記複数の放熱フィンの縦方向の位置関係を揃えるように配置されたことを特徴とする電子装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019060274A (ja) * | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 株式会社島津製作所 | 真空ポンプ制御装置 |
| JP2020119958A (ja) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 富士通株式会社 | 伝送装置 |
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2013
- 2013-03-01 JP JP2013040239A patent/JP2014170765A/ja active Pending
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