JPH03250698A - キャビネットの冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 電子機器を格納する密閉型キャビネットの冷却構造に関
し、電子機器格納用キャビネットは一体形成の冷却装置
を備えており、この冷却構造はその上方部分にキャビネ
ットの対向端面壁間を長手方向に延設された空気ダクト
を備えており、冷却フィン機構は空気ダクトを下方の壁
内にはめ込まれて、そのフィンが上方に向かって空気ダ
クト内に入り込み、下方に向かってキャビネット内に入
り込むように構成されており、キャビネット内の熱が冷
却フィンに送られ、そのとき空気ダクトの対向端に配置
された１対のファンによって冷却されることにより、密
閉されたキャビネット内の間接冷却が行なわれる。

［産業上の利用分野］ 本発明は電子機器を格納するキャビネットに関し、更に
詳しくは、キャビネット内部発生熱を除去するためのキ
ャビネットの冷却構造に関する。

通信用電子機器といった電子部品を格納するためのカス
タム仕様キャビネットは、アルミ板からなる部品を組み
合せて作られているのが代表的である。ある種のキャビ
ネットは室外にコンクリート・パッド上に取り付けられ
ているので、水が侵入しないように密閉されていること
が不可欠である。これに伴ない、キャビネット内に格納
されている部品は動作時に熱を発生するので、密閉され
たキャビネット内部から熱を除く冷却装置が必要になる
。密閉によって内部部品を保護するという要求と、冷却
によって内部部品から発生した熱を除去するという要求
を同時に満たさなければならない。

〔従来の技術〕

しかしながら、従来の冷却装置の大部分は電子部品を格
納するキャビネット内部の室内に入り込む構造であり、
冷却装置がキャビネット内部の室内への水の通り道とな
る可能性がある。

また、公知冷却装置は、大部分が「アドオン」機構、即
ち、追加設置型の構成となっているので、キャビネット
の他の部分とのまとまりが悪く、最適な冷却性能が得ら
れない。さらに、大部分は、冷却ファンによって発生す
る冷却空気流の通路孔をキャビネットに設ける必要があ
る。アドオン機構はできるだけコンパクト化する傾向に
あることから、このような場合ファンを設けること自体
が、コンパクト化の妨げとなる。

公知のアドオン冷却機構について第１０図を参照して説
明する。なお、この機構は同図に全体が２０で示されて
いる。この機構２０は、キャビネット２２の上面２２に
接続孔２４を開けることによって、キャビネット２２に
接続可能になっている。キャビネット２２の上面２６に
通気孔２８と３０が設けられ、空気が矢印の方向に垂直
に流れるようになっている。ファン３０がら空気流が強
制的に機構の一方の側に送り出され、下方に流れてキャ
ビネット２２に入り込むことによって、温かい空気が矢
示の方向に上昇するようになっている。温かい空気は冷
却フィン機構３２を通って、機構２０から吹き出される
。冷却フィン機構３２は冷却液コイルからなっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１０図を参照して説明した機構は、公知冷却装置に関
連する問題をもっている。１つの問題は、この機構をキ
ャビネットの上面に設置すると、それを遮蔽するものが
なく、水が接続孔２４を通り抜け、通気孔２８と３０に
入り込むので、室外で使用することができないことであ
る。また、ファン３０は露出しているので、水による損
傷を受けやすいことである。

また第１０図に示すような公知の冷却装置では、ファン
３０は、機構全体を取り外さなければ、保守点検ができ
ないので、保守は非常に面倒なものとなる。

最後に、第１０図に示すように、空気流が垂直方向に流
れる冷却機構は、出入りする空気の流れがキャビネット
の一部分に存在し、冷却にばらつきがあるので、冷却装
置の効率が低下する傾向がある。

本発明の目的は、冷却装置が一体構造になった電子機器
格納用キャビネットを提供することである。

また本発明の別の目的は、キャビネット内部部品や冷却
装置部品がエレメントに露出するのを可能な限り少なく
した電子機器格納用キャビネッ１゜を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記およびその他の目的を達成するために、本発明によ
る電子機器格納用キャビネット３４、第１図に示すよう
にキャビネット３４を支えるベース３６と、ベース３６
から直立して、動作時に熱を発生する電子機器を取り付
けるための内室を形成する長手方向の対向側壁４２．４
４および左右の端面壁４６，４８と、両側の側壁および
左右の端面壁を覆う上面３８と、それぞれが左右の端面
壁の上部に設けられた１対の通気孔６４．６６と、内室
の上方のキャビネット上部に通気孔間に配置された空気
ダクト６２と、その一部が空気ダクト内に位置し、その
一部が内室内に位置して、電子機器から発生した熱を空
気ダクトに誘導するための熱交換器８２．８４と、外気
を空気ダクトに送り込んで、電子機器から発生した熱を
除去するための手段とから構成されている。

空気ダクト６２は、それぞれの基端が通気孔の下方のキ
ャビネットの左右の端面壁に取り付けられ、その終端が
キャビネットの上面に向かって延びている１対の傾斜板
７４．７６と、傾斜板に接続され、その終端間に延びて
いる縦長板７８．８０と（傾斜板と縦長板によって、空
気ダクトの底壁が形成される）、キャビネットの左右の
端面壁間を長手方向にキャビネットの上面から空気ダク
トの底壁に向かって下方に延びた対の対向側壁と、キャ
ビネットの上面によって形成された土壁３８とで構成す
ることが好ましい。縦長板７８．８０は、空気ダクトの
上部が空気ダクト内に、下部がキャビネットの内室内に
位置するように、熱交換器８２．８４を取り付けるため
の開口が形成されている。

〔作用〕

熱交換器８２．８４により、キャビネット内室５０内で
発生した熱は、空気ダクト６２に導かれる。そして、空
気ダク［・６２に導びかれた熱は、通気孔６４．６６に
よって生ずる空気流（図中、ＡＩＲＦＬＯＷの矢印で示
される）によって、放熱される。

空気ダクトおよび熱交換器は、完全にキャビネット内に
内蔵されており、密閉型の間接冷却機構を提供しており
、キャビネット外部に露出した機構を無くし、且つ、内
蔵型であるため、外気からの水滴の流入等を防止できる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は、本発明の一実施例による電子機器格納用キャ
ビネットの概略図である。

第１図に示すように、キャビネット３４は、コンクリー
ト・バッドまたは他の適当な支台にキャビネットを載置
するためのベース部分３６を備えている。上面３８はベ
ース部分３６から直立して、動作時に熱を発生する電子
機器を取り付けるための内室５０を形成する対向側壁と
左右端面壁４６と４８を覆っている。例えば、キャビネ
ット３４内には、各種プリント板パッケージ、ＤＣ電源
装置、サージ保護装置、バックアップ用の電池等が格納
される。

キャビネットは、１／８インチ厚アルミ・シートで構成
し、露出する継ぎ目はすべて完全に溶接することが好ま
しい。キャビネット・ボディと内部パネルにはポリエス
テル粉末塗装が施されている。

キャビネット３４の上部はキャビネットと一体になった
冷却装置４０が設けられている。冷却袋Ｗ３４の各種構
成部品とキャビネット３４の詳細構造について、以下第
１図〜第８図を参照して説明する。

第２図および第３図に示すように、キャビネ、。

トは、左右の端面壁４６と４８と共に、ベース部分３６
から直立している１対の長手方向対向側壁４２と４４か
ら構成されている。上面３８は対向側壁４２と４４およ
び左右端面壁４６と４８を覆うことによって、内室５０
を形成し、この中に動作時に熱を発生する各種電子機器
が取り付けられるようになっている。第１図〜第８図に
示すキャビネットは約８６インチ長、３４インチ奥行、
６６インチ高さであり、その中に１０インチ高さの取付
は基板が含まれている。取付は基板は着脱可能な端面カ
バーが付いており、ケーブル、ＡＣ電源供給線、バンド
取付はボルトがアクセスできるようになっている。ケー
ブル支持う・ツク５２（第３図）、バッテリ棚５４、そ
の他の取付は構造物５６が内室５０内に設けられ、各種
構成部品がキャビネント３４内に取り付けられるように
している。

キャビネットは前面と後面に機器を点検するためのドア
が付いている。従って、第２図において、側壁４２は、
実際には、キャビネ・ントの長手方向の対向端に設けら
れた連続スティンレス・スチール・ヒンジ（図示せず）
によって、キャビネット・ボディに取り付けられた２重
ドアになっている。

これらのドアは３点式ラッチ機構（図示せず）によって
ラッチが掛けられる。このラッチ機構は機械的にインタ
ロックし、ナンキン錠になっている。

この機械的インタロツタ機構は自動ロック式で、アレン
・レンチで操作するようになっている。

キャビネットは、埃や湿気が電子機器の場所に入り込ま
ないように完全に密閉されている。キャビネットの上面
３８は、オーババング部分５８と６０（第３図）を含む
特別な構成になっている。

このオーバハング部分は対向側壁４２と４４から突出し
て、水滴が内室５０内に入るのを防止している。オーバ
ハング部分の各々は上面３８の向き合う側に停滞空気空
間を形成するので、キャビネットの表面積を大きくする
効果があり、従って、キャビネットから熱を発散させる
ことができる。

また、オーバハング部分５８と６０は、ドアを開いたと
き、キャビ不ント内に格納されている機器に水滴が入り
込むのを防止する働きをする。ドアの周囲にガスケット
を設ければ、風雪、埃、雨などが入り込むのを防止する
ことができる。

冷却装置４０は、内部温度を所定温度以下に保つ設計に
なっている。図示のキャビネットでは、内部温度は例え
ば６５°Ｃ以下に保つことが好ましい。冷却装置は、第
１図に示すように、空気ダクト６２を備えており、５こ
の空気ダクトは、向き合う端面壁４６と４８の上部に設
けられた１対の通気孔６４と６６の間を、キャビネット
３４の左右端面の一方から他方に向かって延設されてい
る。熱交換器６８は、一部が空気ダクト６２内に、一部
が内室５０内に設けられて、電子機器から発生した熱を
空気ダクトに誘導するようにしている。ファン７０と７
２が空気ダクト６２の両端部に取り付けられ、空気流を
引き起して矢示の方向に空気ダクト内を通るようにして
いる。

熱交換器６８とキャビネット３４の上面３８は空気ダク
ト６２の一部を構成している。もっと具体的に説明すれ
ば、対の傾斜板７４と７６は、それぞれ、その基端が通
気孔６４と６８の下方のキャビネット３４の向き合う端
面壁４６と４８に取り付けられ、その終端がギヤビネッ
トの上面３８に向かって延びている。縦長の仕切板７８
は傾斜板７４と７６に接続され、その終端間に延設され
ている。傾斜板７４と７６および縦長仕切板７８は、一
方の対向端面壁４６から他方の端面壁に向かって延びた
空気ダクト６２の底壁８０を形成している。

縦長仕切板７８は開口が設けられ、その中に第１関に示
すように１対の冷却フィン機構が収められている。

第３図に示すように、冷却フィン機構８４ば、縦長仕切
板７８に取り付けられている。冷却フィン機構８４の上
部８１は空気ダクト６２内に入り込んでおり、下部８３
は下方に向かって内室５０内に入り込んでいる。

第４図と第５図は、冷却装置の一方の端部を詳細に示し
たものである。端面壁４８には通気孔８６が設けられ、
スクリーンとルーバが付いた通気カバー（図示せず）を
受は入れるようにしている。

傾斜板７６は通気孔８６を取り巻く支持板８日に接続さ
れている。傾斜板７６は、フランジ９０によって支持板
８８に接続されている。さらに、反対側の端のフランジ
９２によって、この傾斜板は縮長仕切板７８に接続され
ている。対向側壁９３と９４は傾斜板７６から突出して
、キャビネットの上面３８まで達している。かくして、
傾斜板７６、対向側壁９３と９４およびキャビネットの
上面３８の対応する部分によって、空気ダクトの拡大部
が形成される。空気ダクトの反対側の端も同しような構
成になっている。

空気ダクトの反対側の端の拡大部は、ファン７０と７２
の取付けを容易にするために設けられたものである。フ
ァン７２は、取付は板１０２によって傾斜板７６に支え
られているハウジング１００内に取り付けられている。

ファン７２（および反対側のファン７０）を冷却フィン
機構が設けられている空気ダクトの中心部に対して角度
をなして取り付けると、空気ダクトの長さ方向の主要部
に対して大径のファンが使用できるので、空気流量と冷
却能力が向上することになる。さらに、保守のための点
検がしやすくなる。

ファン・ハウジング］、　ＯＯのベース部分１０１は、
ねじ付きファスナ、リベット。溶接といった従来の方法
で取付は板１０２に接続可能である。

ファン・ハウジング１００のハンド部分１３２はベース
部分１０１」二に形成されている。内蔵ファン機構は、
回転可能な羽根と駆動モータを備えており、ハンド部分
１３２にはめ込むことが可能である。

空気ダクトの両側にビーム１０４と１０６が設けられ、
その側壁１０８と１１０は空気ダクト６２の側壁となっ
ている。ビーム側壁１０８と１１０の対向端部は、それ
ぞれ、対向側壁と重なり合っていて、空気ダクトの一端
側から他端側に向かって連続壁を形成している。しかし
、この重なり合いはなくてもよい。ビーム１０４と１０
６の上壁１１２と１１４は、それぞれ、キャ゛ビフット
の上面３８に接続されている。上壁１１２と１１４には
穴１１６が設けられており、上面と穴１１６に挿通され
るアイボルトを受は入れるようになっている。アイボル
ト（図示せず）は、キャビネットを持ち上げて、そのパ
ッド上に位置付けて、そこに取り付けるときに使用でき
る。正しい位置になったら、美観上アイボルトを取り除
くことも、取り付けたままにしておくことも可能である
。取り除く場合は、キャビネットの上面の対応する穴を
プラグやカバーで隠すことが可能である。

再び第３図に示すように、ビーム１０４と１０６の内部
側壁１０８と１１０は仕切板７８の下端まで下方に延び
ているので、仕切板７８の下の内室の総断面積は冷却フ
ィン機構８４の下方部分８３と連絡している。従って、
キャビネット内の特定の個所で発生した熱は、２個の冷
却フィン機構の下方部分に伝えられることになる。

次に、第６図と第７図を参照して、冷却フィン機構８４
の詳細を説明する。この機構は、スペーサ・バー１１８
によって間隔が置かれた複数のフィン１１７から構成さ
れている。スペーサ・バー１１８の上方のフィン１１７
部分は、冷却フィン機構の上方部分を構成し、空気ダク
ト内に入り込んでいる。他方、スペース・バー１１８の
下方に延びた下方部分は冷却フィン機構の下方部分を構
成している。フィン１１７とスペーサ・バー１１８は、
これらに所定間隔で設けた位置合わせ穴にねじ付きロッ
ド１２０を通すことによって、結合される。ねじ付きロ
ッド１２０はヘッド端と、ねじ付きナンドを受は入れる
端とをもっている。アングル・バー１２２と１２４にも
、その垂直部分にねじ付きロッド１２０を受は入れるた
めの穴が設けられている。フィン機構を組み立てるとき
は、フィン１１７とスペーサ・バー１１８を互い違いに
積層し、その積層物の両端をアングル・バー１２２と１
２４で固定する。次に、積層物の位置合わせ穴にねじ付
きロッド１２０を通し、ヘッド端の反対側のロッド端に
ナンドをはめて、ねじ付きロッドをねじ留めし、フィン
機構構成部品を締結する。スペーサ・バー１１８はフイ
７１１７（７）全長にわたっているので、フィンの上方
部分と下方部分との間のスペーサ・バー１１８に強固な
壁が形成されることになる。この壁は、仕切板７８に設
けられた開口内に組み立てられるとき、空気ダクトの底
と一体になる。仕切板７８の水平部分とアングル・バー
１２２，１２４は、ねじ付きファスナ、リベット、溶接
といった適当な方法で接合することが可能である。

エンド・アングル・バー１２６はボルトまたは他の方法
によって、フィン１１７の軸方向の反対側の端と結合さ
れ、これによって冷却フィン機構は仕切板７８に取り付
けられる。仕切板７８は単独でビーム１０４．１０６の
側壁に接続可能である。また、仕切板の反対側の端は傾
斜板７６のフランジ９２に接続される。

フィンとスペーサ・バーの穴の位置合わせは長さが大き
くなると、困難になるので、フィン機構は、１つのフィ
ン機構をキャビネット全長に渡って設けるよりも、第１
図に示すように２つにするのが好ましい。

フィン機構のスペーサ・バーとフィンは、アルミ・シー
トをカットまたは打ち抜いて形成するが、図面に示すも
のとほぼ同しように、構造全体を１つの部品としてモー
ルド成形する方法も可能である。

第８図は、端面壁４８の内側の面４９を示したものであ
る。図示のように、通気孔８６はほぼ四角であり、その
中心に支持板８８がある。この支持板８８は溶接または
他の適当な方法で取り付けることが可能である。

第９図はルーバ付き通気カバー１２８を示しており、こ
のカバーは通気孔８６と同一面になるようにはめ込まれ
、支持板８８に設けられた穴１３１にねじ込まれている
。スクリーン１３０は独立部品として通気カバー１２８
の裏側に取り付けられるか、あるいは通気カバー１２８
と一体に設けられる。通気カバーの縁を折ま曲げて、ス
クリーン１３０の縁部分に重ねてることにより、スクリ
ーンをカバーに取り付ける。

図示キャビネットの冷却装置は、内部温度を６５°Ｃ以
下に保つ設計になっている。冷却フィン機構は、外気に
熱を伝達する個所として働く、空気ダクト６２は内室の
他の部分から密閉されているので、水や埃がキャビネッ
トに入り込んで、キャビネット内に格納されている部品
に損傷を与えることがない。外気を空気ダクトに送り込
むファンは空気ダクトの対向端に位置しており、補完的
な働きをする。つまり、一方は空気をダクトに引き込み
、他方は空気をダクトから送り出す。前述した寸法のキ
ャビネットの場合は、ファンは６インチ径であり、４８
ボルト（直流）で動作し、５０°Ｃで電源が入り、４０
°Ｃで電源が切れるようにサーモスタットで制御される
。このサーモスタット制御を行なうために、第１図に示
すように、ファン７０と７２はコントローラＣに接続さ
れている。

このコントローラは集積回路と、温度検出機能をもつリ
レーと、検出温度に応じてファンを断接するスイッチと
で構成されている。ＤＣ電源はコントローラに接続され
、ファン７０と７２に電力を供給し、その充電はＡＣ電
源に接続されたバッテリ充電装置によって行なわれる。

キャビネット上面は第５図および第６図に示す絶縁層１
３４のような、フォイル絶縁材で絶縁されている。絶縁
材は、抵抗（Ｒ）値が９．２のＲＥＦＬＥＣＴＩＸバブ
ル・パック・フォイル絶縁材という商標名で販売されて
いるものが好ましい。絶縁の主目的は、太陽の放射熱を
減少することである。

絶縁の二次的効果は、外気温度が周期的にまたは急激に
変化したとき、内部温度を一定に保つことである。また
、絶縁は、酷寒状態から保護する働きもする。

酷寒環境下で設置する場合には、第３図に示すバッテリ
棚５４にヒータを付けることが可能である。ヒータ（図
示せず）は１５Ａ、１２０Ｖ　　ＡＣ回路に接続され、
０°Ｃでオンに、１５°Ｃでオフになるようにサーモス
タットで制御される。ヒータは、ネオブレン・ラバー・
シート間を金属メツキした抵抗性素子を巻き付けて構成
する。各ヒータは定格出力が約２２５ワツトであるので
、４Ａヒユーズで保護する必要がある。この種のキャビ
ネットには、１００Ａ負荷センタ、サーキット・ブレー
力、２重コンセント電圧サージ保護装置からなるＡＣ電
源システムが付いているのが普通であるので、ＡＣｔ源
が使用可能である。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、一体型で、かつ
キャビネットに内蔵された冷却機構を提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子機器格納用キャビネットの概
略図、 第２図は本発明による電子機器格納用キャビネットの好
適実施例を示す斜視図、 第３図は第２図に図示のキャビネットの断面図、第４図
は第２図のキャビネットに組み込まれた冷却ファン機構
の一部を示す部分平面図、第５図はキャビネットの上面
、ファンおよび支持構造からなる第４図図示の構造の側
面図、第６図は第３図図示の冷却ファン機構の拡大図、
第７図は第６図図示の冷却ファン機構の一部展開斜視図
、 第８図は第２図のキャビネットの左右端面壁の一方の裏
側を示す部分図、 第９図は第２図に図示のキャビネットの対向端面に設け
られたルーバ付き通気孔の一方を示す一部破切側面図、 第１０図は公知の冷却装置を示す一部展開図、である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子機器を格納する密閉型キャビネットの冷却構
   造であって、 ベース部分と、 当該ベース部分から直立し、動作時に熱を発生する電子
   機器を収納するための内室を形成する長手方向の対向側
   壁と左右の対向端面壁と、 それぞれが対向端面壁の上方部分に設けられた１対の通
   気孔と、 当該通気孔間に配置され、左右端面壁の一方から他方に
   向かって延設された底壁によって当該内室の上方部分か
   ら隔離されている空気ダクトと、その一部が空気ダクト
   の底壁内に位置し、その一部が内室内に位置して、電子
   機器から発生した熱を空気ダクトに伝達するための熱交
   換手段と、外気を空気ダクトに送り込むことによって、
   電子機器から発生した熱を除去するための手段とから構
   成されたキャビネットの冷却構造。
2. （２）前記熱交換手段は少なくとも１つの冷却フィン機
   構から構成され、該冷却フィン機構はキャビネットの上
   方部分に取り付けられ、空気ダクト内の位置する上方部
   分と内室内に位置する下方部分とからなる請求項（１）
   記載のキャビネットの冷却構造。
3. （３）前記空気ダクトは、各々が基端部と終端部をもつ
   と共に、それぞれの基端部が通気孔の下のキャビネット
   の対向端面壁に接続され、終端部がキャビネットの上面
   に向かって上方に延びている１対の傾斜板と、傾斜板に
   接続されると共に、その終端間に延設された縦長仕切板
   とからなり、該傾斜板と該縦長仕切板は空気ダクトの底
   壁を形成し、さらに、キャビネットの対向端面壁間を長
   手方向にキャビネットの上面から空気ダクトの底壁に向
   かって下方に延びた１対の対向側壁と、キャビネットの
   上面によって形成された上面壁とからなる請求項（１）
   記載のキャビネット。