JPH0946077A - 筐体内の空冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筐体の大型化を抑えつつ、騒音を効果的に低
減することが可能な筐体内の空冷装置を提供する。 【解決手段】 筐体１は、第１熱源室２、空気室３、及
び第２熱源室４に分割されており、第１熱源室２と空気
室３の間に吸気ファン５を設け、空気室３と第２熱源室
４の間に排気ファン６を設けている。吸気ファン５及び
排気ファン６を作動させて、空気の流れを発生させる
と、空気は、筐体１の第１通気口１ａから第１熱源室２
内に導入され、各回路基板７の周囲を通過し、吸気ファ
ン５を通じて空気室３に吸入される。そして、この空気
は、空気室３から排気ファン６を通じて第２熱源室４に
導入され、電源９の周囲を通過し、第２通気口１ｂから
排出される。これにより、各回路基板７及び電源９が冷
却される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、筐体に内蔵され
た複数の熱源、例えば各種の回路基板や電源等を空冷す
る筐体内の空冷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空冷装置は、例えば電子装置を
内蔵する筐体に付設され、各種の回路基板や電源等の冷
却を行うものである。図４（ａ）及び（ｂ）は、その一
例を側方及び上方から見て概略的に示している。ここで
は、複数の回路基板１０１、これらの回路基板１０１を
相互に接続するコネクタ基板１０２、及び電源１０３を
筐体１０４に内蔵し、この筐体１０４の壁に吸気ファン
１０５及び排気ファン１０６を取り付けている。この筐
体１０４においては、吸気ファン１０５から排気ファン
１０６に至る空気の流れが発生し、この空気の流れによ
って、各回路基板１０１や電源１０３等が冷却される。

【０００３】このように筐体の壁に吸気ファンや排気フ
ァンを取り付けることが多く、これらのファンによって
空気の流れを発生させて、この筐体内の各熱源を冷却し
ていた。

【０００４】ところが、筐体の壁にファンを取り付ける
場合は、このファンから発生する騒音が大きく、耳障り
であった。

【０００５】このため、例えば図５に示すように吸気フ
ァン１１１及び排気ファン１１２を筐体１１３の内側に
移動させ、吸気ファン１１１と排気ファン１１２の間
に、複数の回路基板１１４、コネクタ基板１１５、及び
電源１１６等を配置した。この場合は、吸気ファン１１
１及び排気ファン１１２の騒音が筐体の壁に直接響かな
いので、騒音を低減させることができる。

【０００６】しかしながら、吸気ファン１１１と筐体１
１３の吸気口１１３ａの間、及び排気ファン１１２と筐
体１１３の排気口１１３ｂの間に、何の部品も無けれ
ば、これらのファン１１１，１１２の騒音が筐体１１３
の外部に漏れ易く、大きな効果が得られなかった。ま
た、各ファン１１１，１１２と吸気口１１３ａ及び排気
口１１３ｂの間が無駄なスペースとなって、筐体１１３
の大型化を招くという欠点があった。

【０００７】このような欠点を解消するために、図６に
示すような筐体１２１内の配置構成が提案された。この
筐体１２１においては、ファン１２２を各回路基板１２
３と電源１２４の間に配設しており、ファン１２２によ
って、空気を各回路基板１２３の周囲を通じて吸入する
とともに、空気を電源１２４の周囲を通じて排出する。
この場合は、ファン１２２の吸排気側に配置された各回
路基板１２３及び電源１２４によって、ファン１２２の
騒音がある程度遮断されるので、この騒音が外部に漏れ
難くなる。また、スペースを無駄に必要としないので、
筐体１２１の大型化を招かずに済む。

【０００８】また、ここでは、ファン１２２の吸気側に
各回路基板１２３を配置し、ファン１２２の排気側に電
源１２４を配置することにより、効果的な冷却を行って
いる。つまり、各回路基板１２３上には、熱源となる集
積回路や抵抗等の素子が散在し、これらの素子の熱が広
く分散している。この広い範囲を冷却するには、ファン
１２２の吸気による分散した空気の流れを利用するのが
良い。また、電源１２４には、パワートランジスタやト
ランス等の発熱し易い部品が集中的に配置され、これら
の部品の熱が一部分に集中している。この一部分を冷却
するには、ファン１２２の排気側の空気を吹き付けるの
が良い。

【０００９】しかしながら、図６に示す配置構成では、
ファン１２２の吸気側及び排気側に、各回路基板１２３
及び電源１２４を配置するので、吸排気側共に空気抵抗
が大きく、空気が速やかに流れない。これに対処するに
は、ファン１２２を大型化して、風量を増加させるしか
なく、この結果として、騒音の低減を達成することが難
しくなった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
各空冷装置では、騒音が大きかったり、騒音を小さくす
る工夫をしても、騒音を効果的に低減させることができ
なかったり、筐体の大型化を招いた。

【００１１】そこで、この発明の課題は、筐体の大型化
を抑えつつ、騒音を効果的に低減することが可能な筐体
内の空冷装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の筐体内の空冷装置においては、筐体は、
各熱源を別々に内蔵する複数の熱源室と、これらの熱源
室の間に介在する少なくとも１つの空気室と、この空気
室と該空気室に隣接する各熱源室間に配設された吸気フ
ァン及び排気ファンとを備え、空気室の吸気ファン及び
排気ファンによって、空気を該筐体内に吸入して、この
空気を各熱源室と空気室に交互に通過させ、この空気を
該筐体から排出する。

【００１３】すなわち、空気は、１つの熱源室を通じて
吸気ファンによって吸入され、空気室に至る。そして、
この空気室の空気は、排気ファンによって、他の１つの
熱源室を通じて外部に排出される。

【００１４】ここで、吸気ファンは、１つの熱源室を通
じて空気を吸入するので、この吸気ファンには、この熱
源室の空気抵抗に基づく負荷が加わる。また、排気ファ
ンは、他の１つの熱源室を通じて空気を排出するので、
この排気ファンには、この他の熱源室の空気抵抗に基づ
く負荷が加わる。したがって、吸気ファン及び排気ファ
ンは、各熱源室の空気抵抗に基づくそれぞれの負荷を分
担する。また、各熱源室の間に介在する空気室は、空気
の流れの緩衝部となり、空気抵抗を軽減する。このた
め、これらのファンとして小型のものを適用することが
でき、これらのファンから発生する騒音を低く抑えるこ
とができる。

【００１５】また、吸気ファン及び排気ファンの騒音
は、それぞれの熱源室を通って外部に漏れるが、これら
の熱源室を通るときに低減される。

【００１６】このように吸気ファン及び排気ファンとし
て小型のものを適用し、これらのファンから発生する騒
音を各熱源室によって低減するので、筐体外部に漏れる
騒音を十分に低く抑えることができる。

【００１７】また、空気室には、外部に通じる微小な通
気孔を形成しても構わない。この微小な通気孔は、吸気
ファン及び排気ファンの騒音を外部に殆ど漏らさずに、
吸気ファン及び排気ファンによる空気の吸排気を速やか
にする。

【００１８】さらに、吸気ファン及び排気ファンを一体
化し、吸気ファン及び排気ファンを着脱自在に取り付け
ても良い。この場合は、吸気ファン及び排気ファンの保
守点検が容易になる。

【００１９】例えば筐体に電子装置を内蔵する場合は、
各熱源が回路基板及び電源であり、これらの回路基板及
び電源をそれぞれの熱源室に内蔵することとなる。

【００２０】また、空気室を筐体の１つの壁に沿って設
け、第１及び第２熱源室を並べて該空気室に隣接させ、
空気室と第１熱源室間に吸気ファンを配設するととも
に、空気室と第２熱源室間に排気ファンを配設し、吸気
ファン及び排気ファンによって、空気を該筐体内に吸入
して、この空気を第１熱源室、空気室、及び第２熱源室
という順序で循環させ、この空気を該筐体から排出す
る。

【００２１】このような構成においては、第１及び第２
熱源室を並設し、これらの熱源室を空気室に重ね合わせ
るので、筐体が纏まり易く、この筐体の設置スペースの
節減を図ることができる。

【００２２】例えば第１熱源室に回路基板を内蔵し、第
２熱源室に電源を内蔵すれば、回路基板の分散した熱を
吸気ファン側の分散した空気の流れによって冷却し、電
源の集中した熱を排気ファンの空気の吹き付けによって
冷却することができ、効果的な冷却を行うことができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面を参照して説明する。

【００２４】図１は、この発明の筐体内の空冷装置を実
施した第１形態を概略的に示している。同図（ａ）は、
側方から見て示し、同図（ｂ）は、上方から見て示す。

【００２５】この空冷装置は、筐体１に内蔵されている
電子装置を空冷するものである。この筐体１は、第１熱
源室２、空気室３、及び第２熱源室４に分割されてお
り、第１熱源室２と空気室３の間に吸気ファン５を設
け、空気室３と第２熱源室４の間に排気ファン６を設け
ている。

【００２６】第１熱源室２には、複数の回路基板７、及
びコネクタ基板８が内蔵されており、各回路基板７をコ
ネクタ基板８に着脱自在に取り付け、これらの回路基板
７をコネクタ基板８を介して相互に接続している。ま
た、第２熱源室４には、各回路基板７に電力を供給する
電源９が内蔵されている。

【００２７】なお、吸気ファン５及び排気ファン６を空
気室３と一体化して、空気室３を筐体１に着脱自在に取
り付ける構造が好ましく、これにより吸気ファン５及び
排気ファン６の保守管理が容易になる。

【００２８】さて、吸気ファン５及び排気ファン６を作
動させて、空気の流れを発生させると、空気は、筐体１
の第１通気口１ａから第１熱源室２内に導入され、各回
路基板７の周囲を通過し、吸気ファン５を通じて空気室
３に吸入される。そして、この空気は、空気室３から排
気ファン６を通じて第２熱源室４に導入され、電源９の
周囲を通過し、第２通気口１ｂから排出される。これに
より、各回路基板７及び電源９が冷却される。

【００２９】ここでは、各回路基板７の分散した熱を吸
気ファン５の吸気側の分散した空気の流れによって冷却
し、電源９の集中した熱を排気ファン６の空気の吹き付
けによって冷却し、これにより冷却を効果的に行ってい
る。

【００３０】このような構成において、空気室３の容量
が十分に大きければ、この空気室３が緩衝部となって、
空気抵抗が軽減され、吸気ファン５及び排気ファン６に
対するそれぞれの負担が軽くなる。あるいは、空気室３
の容量が小さくても、この空気室３に微小な通気孔を形
成すれば、吸気ファン５及び排気ファン６の負担が軽く
なる。また、第１通気口１ａから空気室３まで空気を流
す役目、及び空気室３から第２通気口１ｂまで空気を流
す役目を吸気ファン５及び排気ファン６に分担すること
によっても、吸気ファン５及び排気ファン６の負担が軽
くなる。このため、吸気ファン５及び排気ファン６とし
て小型のものを適用することができ、これらのファン
５，６の騒音を抑えることができる。

【００３１】また、吸気ファン５の騒音は、第１熱源室
２を通って外部に漏れるが、この第１熱源室２内の各回
路基板７及びコネクタ基板８によって、この吸気ファン
５の騒音がある程度遮断される。同様に、第２熱源室３
内の電源９によって、排気ファン６の騒音がある程度遮
断される。

【００３２】このように吸気ファン５及び排気ファン６
として小型のものを適用して、それらの騒音を抑え、こ
れらの騒音を各回路基板７及びコネクタ基板８や、電源
９によってある程度遮断するので、この筐体１から漏れ
る騒音を極めて低く抑えることができる。

【００３３】図２（ａ），（ｂ）は、この発明の筐体内
の空冷装置を実施した第２形態を概略的に示している。
なお、同図において、図１の装置と同様の作用を果たす
部位には同じ符号を付している。

【００３４】この実施形態の空冷装置では、空気室１１
を筐体１２の底に沿って設け、第１熱源室１３及び第２
熱源室１４を並べて空気室１１に重ね合せ、空気室１１
と第１熱源室１３の間に吸気ファン５を配設し、空気室
１１と第２熱源室１４の間に排気ファン６を配設してい
る。

【００３５】第１熱源室１３には、複数の回路基板７、
及びコネクタ基板８が内蔵されている。各回路基板７
は、垂直に立てられた状態で、コネクタ基板８に接続さ
れている。コネクタ基板８は、第１及び第２熱源室１
３，１４の間の隔壁を兼ねている。第２熱源室１４に
は、電源９が図１とは異なる姿勢で配置されている。

【００３６】また、空気室１１の壁には、微小な通気孔
１１ａが形成されている。この通気孔１１ａは、吸気フ
ァン５及び排気ファン６の騒音を外部に殆ど漏らさず
に、空気を空気室１１に吸入したり排出する。これによ
り、吸気ファン５及び排気ファン６の送風量の差が補償
され、これらのファン５，６による速やかなる吸排気が
可能となる。なお、通気孔１１ａの代わりに、細いスリ
ットを空気室１１の壁に形成しても構わない。

【００３７】このような構成において、吸気ファン５及
び排気ファン６を作動させると、空気は、筐体１２の第
１通気口１２ａ→第１熱源室１３→吸気ファン５→空気
室１１→排気ファン６→第２熱源室１４→筐体１２の第
２通気口１２ｂという経路で通過し、その途中で各回路
基板７及び電源９を冷却する。

【００３８】このように筐体１２の底に空気室１１を設
け、第１熱源室１３及び第２熱源室１４を並べて空気室
１１に重ね合せた構造の場合は、筐体１２の設置スペー
スが小さくて済む。

【００３９】ここで、図１の筐体１の寸法と、図２の筐
体１２の寸法を比較する。この比較のために、各回路基
板７の寸法（縦×横×高さ）をＡ×Ｂ×Ｃとし、空気室
３（及び空気室１１）の幅をＤとし、電源９の寸法（縦
×横×高さ）をＥ×Ｆ×Ｇとする。ただし、一般的に
は、各回路基板７の方が電源９よりも大きく、Ａ＞Ｅ、
Ｂ＞Ｆ、Ｃ＞Ｇである。

【００４０】この場合、筐体１の最小の寸法（縦×横×
高さ）は、（Ａ＋Ｄ＋Ｅ）×Ｂ×Ｃとなる。これに対
し、筐体１２の最小の寸法（縦×横×高さ）は、（Ｂ＋
Ｇ）×Ｃ×（Ａ＋Ｄ）となる。したがって、筐体１２
は、高くなるものの、その縦幅を短くし易い。このた
め、筐体１２の方が、設置スペースの節減を図り易い。

【００４１】なお、この発明は、上記各実施形態に限定
されるものでなく、多様な変形が可能である。例えば、
１つの空気室に３つ以上の熱源室を隣接させて、空気室
と各熱源室の間に３つ以上のファンを設け、空気を循環
させることができる。あるいは、複数の空気室を３つ以
上の熱源室の間に介在させ、各空気室と各熱源室の間に
それぞれのファンを配設し、空気を各空気室と各熱源室
に交互に通過させても構わない。さらに、空気室と熱源
室の間に、複数の吸気ファン、または複数の排気ファン
を並設しても良い。また、空気室のスペースに部品を適
宜に配置しても構わない。さらに、熱源は、回路基板や
電源だけでなく、他の種類のものであっても良い。

【００４２】

【実施例】図３は、この発明の筐体内の空冷装置の一実
施例を示している。同図に示す筐体３１の底には、空気
室３２が設けられており、この空気室３２の上に、第１
及び第２熱源室３３，３４を並設している。空気室３２
の壁には、スリット群３２ａを形成している。第１熱源
室３３には、複数の回路基板３５を垂直に立てて挿入
し、これらの回路基板３５をコネクタ基板３６に接続す
る。また、第２熱源室３４には、１組の電源３７，３８
を内蔵している。空気室３２と第１熱源室３３の間に
は、３つの吸気ファン３９が配設され、空気室３２と第
２熱源室３４の間には、２つの排気ファン４０が配設さ
れている。

【００４３】空気は、筐体３１の第１スリット群３１ａ
から第１熱源室３３内に導入され、各回路基板３５の周
囲を通過し、各吸気ファン３９を通じて空気室３２に吸
入される。そして、この空気は、空気室３２から各排気
ファン４０を通じて第２熱源室３４に導入され、各電源
３７，３８の周囲を通過し、筐体３１の第２スリット群
３１ｂから排出される。

【００４４】

【効果】以上説明したように、この発明の空冷装置は、
吸気ファン及び排気ファンとして小型のものを適用する
ことができ、これらのファンによって発生される騒音を
各熱源室によってある程度遮断するので、筐体外部に漏
れる騒音を十分に低く抑えることができる。また、無駄
な空間が少なく、空気室を筐体の底に配せば、筐体の設
置スペースが増大することも無い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、この発明の筐体内の空冷装置を
実施した第１形態を概略的に示す側面図、図１（ｂ）
は、この第１形態を概略的に示す平面図

【図２】図２（ａ）は、この発明の筐体内の空冷装置を
実施した第２形態を概略的に示す側面図、図２（ｂ）
は、この第２形態を概略的に示す平面図

【図３】この発明の筐体内の空冷装置の一実施例を示す
斜視図

【図４】図４（ａ）は、従来の空冷装置の一例を概略的
に示す側面図、図４（ｂ）は、この従来例を概略的に示
す平面図

【図５】従来の空冷装置の他の例を概略的に示す平面図

【図６】従来の空冷装置の別の例を概略的に示す側面図

【符号の説明】

１，１２ 筐体 ２，１３ 第１熱源室 ３，１１ 空気室 ４，１４ 第２熱源室 ５ 吸気ファン ６ 排気ファン ７ 回路基板 ８ コネクタ基板 ９ 電源

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筐体に内蔵された複数の熱源を空冷する
   筐体内の空冷装置において、 筐体は、各熱源を別々に内蔵する複数の熱源室と、これ
   らの熱源室の間に介在する少なくとも１つの空気室と、
   この空気室と該空気室に隣接する各熱源室間に配設され
   た吸気ファン及び排気ファンとを備え、 空気室の吸気ファン及び排気ファンによって、空気を該
   筐体内に吸入して、この空気を各熱源室と空気室に交互
   に通過させ、この空気を該筐体から排出する筐体内の空
   冷装置。
2. 【請求項２】 空気室には、外部に通じる微小な通気孔
   を形成してなる請求項１に記載の筐体内の空冷装置。
3. 【請求項３】 空気室の吸気ファン及び排気ファンを一
   体化し、吸気ファン及び排気ファンを着脱自在に取り付
   けてなる請求項１に記載の筐体内の空冷装置。
4. 【請求項４】 筐体は、電子装置を内蔵しており、各熱
   源が回路基板及び電源である請求項１乃至３のうちのい
   ずれかに記載の筐体内の空冷装置。
5. 【請求項５】 空気室を筐体の１つの壁に沿って設け、
   第１及び第２熱源室を並べて該空気室に隣接させ、空気
   室と第１熱源室間に吸気ファンを配設するとともに、空
   気室と第２熱源室間に排気ファンを配設し、 吸気ファン及び排気ファンによって、空気を該筐体内に
   吸入して、この空気を第１熱源室、空気室、及び第２熱
   源室という順序で循環させ、この空気を該筐体から排出
   する請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の筐体内の
   空冷装置。
6. 【請求項６】 第１熱源室には、回路基板を内蔵し、第
   ２熱源室には、電源を内蔵してなる請求項５に記載の筐
   体内の空冷装置。