| 【発明の名称】 |
冷却ダクト |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 進
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| 【要約】 |
【課題】ファンとプリント基板との距離を短くし、筐体全体を小さくする。
【解決手段】複数の誘導板５ａ〜５ｄを、渦風流の回転軸方向の長さが互いに異なりその回転方向に沿う方向に長さが順に長くなるように複数のプリント基板の位置に対応する位置に配列する。つまり、渦風流の回転軸方向の長さが階段状に変化するように、複数の誘導板５ａ〜５ｄを配置する。渦風流が放射状に発散するのを防ぐことができ、風量の多い部分に吹き込む風流を抑制し、風量の少ない部分に風流を集中させることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転しながら所定方向に空気が流れる渦風流を複数のプリント基板に分配しこれらプリント基板を冷却する冷却ダクトであって、前記渦風流の回転軸方向の長さが互いに異なり該渦風流の回転方向に沿う方向に該長さが順に長くなるように前記複数のプリント基板の位置に対応する位置に配列された複数の誘導板を含むことを特徴とする冷却ダクト。
【請求項２】 前記複数の誘導板は、平面板であり、かつ、前記複数のプリント基板と略同一平面に位置するように配列されたことを特徴とする請求項１記載の冷却ダクト。
【請求項３】 前記複数のプリント基板は、互いに略平行かつ略等間隔に配置されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却ダクト。
【請求項４】 前記複数の誘導板は、前記回転軸を含み前記複数のプリント基板に垂直な面の両側に夫々配列されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の冷却ダクト。
【請求項５】 前記垂直な面の両側に夫々配列されている複数の誘導板のうち略同一平面に設けられているもの同士が一体化されていることを特徴とする請求項４記載の冷却ダクト。
【請求項６】 前記渦風流は、冷却ファンから吹き込まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の冷却ダクト。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は冷却ダクトに関し、特に無線通信装置や情報処理装置等の各種装置の放熱を目的とする強制空冷用の冷却ダクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体等の熱を発生する部品がプリント基板に実装されている場合、その部品を冷却して発熱を抑える必要がある。この場合、冷却ファンを装置の筐体に設けて筐体内部に空気が流れるようにすることによって、各プリント基板に実装されている部品を冷却するのが一般的である。
【０００３】例えば、図３に示されているように、筐体１０の端部に設けられているファン１を回転させ、筐体１０の内部に矢印Ｙａの方向に風流を吹き込む。この吹き込まれた風流は矢印Ｙｂの方向に筐体１０から吹き出される。このように、風流の吹き込み及び吹き出しを行うことによって筐体１０の内部に配列されているプリント基板２ａ〜２ｅが冷却される。
【０００４】ここで、各プリント基板２ａ〜２ｅは筐体１０の内部において互いに略平行かつ略等間隔に配置され、これらプリント基板２ａ〜２ｅの一点鎖線で示されている部分には図示せぬ部品が実装されているものとする。
【０００５】なお、特開平３―７０１９６号公報には、仕切り板を設けてファンの送風面を分割して筐体内部を冷却する技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術においては、以下のような欠点がある。すなわち、各プリント基板によって筐体内は第１段目８１，第２段目８２，第３段目８３，第４段目８４及び第５段目８５の合計５つの空間に分割される。そして、図４に示されているように、ファン１には風を発生させない回転軸部分３があるので、それら５つの空間に流れる風量が均一ではなくなる。
【０００７】同図において、風を発生させる斜線部分４の面積と風量とは比例関係にある。このため、ファン１によって発生させることのできる風量は、以下の関係となる。
第１段目＝第５段目＞第２段目＝第４段目＞第３段目したがって各プリント基板を流れる風量にはアンバランスが生じる。
【０００８】また、上述した公報に記載されている技術においては、ファン１から発生する渦風流を分割するだけである。このため、分割されたファン１の外周付近を流れる風（速度の速い風）を分割した部分には多量の風が流れ、分割されたファン１の内周付近を流れる風（速度の遅い風）を分割した部分には少量の風しか流れない。
【０００９】したがって、各プリント基板２ａ〜２ｅに対して均等に風を流すためにはファン１とプリント基板２ａ〜２ｅの端部との距離Ｌを充分に確保する必要がある。具体的には、この距離Ｌをファン１の直径程度確保する必要があり、筐体全体が大きくなるという欠点がある。
【００１０】本発明は上述した従来技術の欠点を解決するためになされたものであり、その目的はファンと各プリント基板との距離を短くして、筐体全体を小さくすることのできる冷却ダクトを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による冷却ダクトは、回転しながら所定方向に空気が流れる渦風流を複数のプリント基板に分配しこれらプリント基板を冷却する冷却ダクトであって、前記渦風流の回転軸方向の長さが互いに異なり該渦風流の回転方向に沿う方向に該長さが順に長くなるように前記複数のプリント基板の位置に対応する位置に配列された複数の誘導板を含むことを特徴とする。また、前記複数の誘導板は、平面板であり、かつ、前記複数のプリント基板と略同一平面に位置するように配列する。
【００１２】また、複数のプリント基板は、互いに平行かつ等間隔に配置される。そして、前記複数の誘導板は、前記回転軸を含み前記複数のプリント基板に垂直な面の両側に夫々配列され、その垂直な面の両側に夫々配列されている複数の誘導板のうち略同一平面に設けられているもの同士が一体化されている。なお、渦風流は、冷却ファンから吹き込まれる。
【００１３】要するに本冷却ダクトは、回転軸方向の長さが階段状に変化するように、複数の誘導板を配置しているので、渦風流が放射状に発散するのを防ぐことができ、風量の多い部分に吹き込む風流を抑制し、風量の少ない部分に風流を集中させることができる。このため、風を効率良くかつ均等に流すことができ、ファンとプリント基板との距離を短くすることができ、筐体全体を小さくすることができるのである。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態について図面を参照して説明する。
【００１５】図１は本発明による冷却ダクトの実施の一形態を示すブロック図である。同図において、図３及び図４と同等部分は同一符号により示されており、その部分の詳細な説明は省略する。
【００１６】図１に示されているように、本実施形態の冷却ダクト５は、ファン１に対向して設けられた誘導板５ａ〜５ｄを含んで構成されている。これら誘導板５ａ〜５ｄは、渦風流の回転軸方向の長さが互いに異なっている。そして、これら誘導板５ａ〜５ｄは、渦風流の回転方向に沿う方向に長さが順に長くなるように、配列されている。
【００１７】すなわち図２に示されているように、冷却ダクト５において、誘導板５ａ〜５ｄは、夫々対応する実線７１〜７４で示されている位置に一辺が接するように配置される。各誘導板５ａ〜５ｄには夫々凸部と凹部とが設けられている。誘導板５ａには凸部６１と凹部５１とが設けられ、誘導板５ｂには凸部６２と凹部５２とが設けられている。誘導板５ｃには凸部６３と凹部５３とが設けられ、誘導板５ｄには凸部６４と凹部５４とが設けられている。
【００１８】ここで、誘導板５ａ〜５ｄの長さは、以下のようになる。
【００１９】すなわち、誘導板５ｄの凹部５４の部分を除いた部分の長さ、誘導板５ｃの凹部５３の部分を除いた部分の長さ、誘導板５ｂの凸部６２の長さ、誘導板５ａの凸部６１の長さの順序で、渦風流の回転軸方向の長さが長くなっている。同じく、誘導板５ａの凹部５１の部分を除いた部分の長さ、誘導板５ｂの凹部５２の部分を除いた部分の長さ、誘導板５ｃの凸部６３の長さ、誘導板５ｄの凸部６４の長さの順序で、渦風流の回転軸方向の長さが長くなっている。つまり、複数の誘導板５ａ〜５ｄは、渦風流を遮蔽及び誘導する部分が凸部になっており、反対側は渦の発生を妨げにくくするために、凹部が設けられているのである。
【００２０】これら誘導板５ａ〜５ｄは、以下のように機能する。
【００２１】すなわち、ファン１によって発生した渦風流は、反時計回りに回転しながら進み、放射方向に発散しようとする。図２に示されている誘導板５ｄは、渦風流が第１段目に流れるのを遮蔽すると共に、第１段目に比べて風量の少ない第２段目に流す役割をする。誘導板５ｄの位置に対し渦風流の回転軸と対称な位置に設けられている誘導板５ａも、誘導板５ｄと同様な機能を有している。
【００２２】また、誘導板５ｃは、第３段目に流す風量を増やし第２段目に流す風量を減らすために設けられている。このため、誘導板５ｃの凸部６３は誘導板５ｄの凸部６４よりも短く、凹部５３の部分を除いた部分は誘導板５ｄの凹部５４の部分を除いた部分よりも長くなっている。誘導板５ｃの位置に対し渦風流の回転軸と対称な位置に設けられている誘導板５ｂも、誘導板５ｃと同様な機能を有している。
【００２３】要するに、本冷却ダクトにおける誘導板は、渦風流の回転軸方向の長さが互いに異なり、その渦風流の回転方向に沿う方向に、かつ、その長さが順に長くなるように（階段状になるように）、複数のプリント基板の位置に対応する位置に配列されていることになる。
【００２４】図１に戻り、矢印Ｙ２の方向に回転しながら矢印Ｙ１の方向に空気が流れる渦風流がファン１によって発生させる場合を考える。かかる場合、回転軸方向の長さが階段状に変化するように、複数の誘導板を配置しているので、渦風流が放射状に発散するのを防ぐことができ、風量の多い部分に吹き込む風流を抑制し、風量の少ない部分に風流を集中させることができる。
【００２５】ここで、本例の冷却ダクトは、図４に示されているように、ファン１とプリント基板２ａ〜２ｅとの間に設けられる。そして、この冷却ダクトを構成する誘導板５ａ〜５ｄは、プリント基板２ａ〜２ｄに対応して設けられ、対応するプリント基板２ａ〜２ｄと略同一平面になるように配置される。
【００２６】つまり本発明では、ファン１によって発生する反時計回りの渦風流を利用し、本来風量の少ない部分（本例では第３段目）の風量を増やすために、図示されているように階段状の誘導板５ａ〜５ｄを設けているのである。
【００２７】また本例においては、各誘導板に凹部と凸部とが設けられているので、渦風流の回転軸を含みかつ複数のプリント基板に垂直な面の両側に、複数の誘導板が夫々配列される状態に等しくなる。このため、反時計回りの渦風流が、複数のプリント基板による各段（第１段目〜第５段目）に対してより均等に吹き込むことになる。
【００２８】さらに本例では、複数のプリント基板に垂直な面の両側に夫々配列されている複数の誘導板のうち、略同一平面に設けられているもの同士が一体化されている。これら複数の誘導板のうち、同一平面に設けられているもの同士を一体化しなくても良いが、一体化すれば部品点数が少なくなり、組立て工数を削減でき、コストを低く抑えることができる。
【００２９】以上のように本冷却ダクトにおいては、渦風流の回転軸方向（矢印Ｙ１の方向）に長さが互いに異なる誘導板を、渦風流の回転方向（矢印Ｙ２の方向）に沿う方向に長さが順に長くなるように配列している。つまり、本例では、ファンから吹き込まれる風が渦風流であることに着目し、階段状の誘導板を設けることによって、本来風量の少ない部分（本例では第３段目）付近の風量を増加させているのである。
【００３０】そして、回転軸方向の長さが階段状に変化するように、複数の誘導板を配置しているので、渦風流が放射状に発散するのを防ぐことができ、風量の多い部分に吹き込む風流を抑制し、風量の少ない部分に風流を集中させることができる。このため、風を効率良くかつ均等に流すことができ、ファンとプリント基板との距離を短くすることができ、筐体全体を小さくすることができる。
【００３１】なお、図１においては、渦風流が反時計回り方向であるので、その反時計回り方向に沿って回転軸方向の長さが順に長くなるように誘導板を配置している。渦風流が時計回り方向である場合には、その時計回り方向に沿って回転軸方向の長さが順に長くなるように誘導板を配置すれば良い。
【００３２】また以上は、プリント基板の枚数が５枚で、その各基板の間が４箇所であるので、５枚の基板のうちの４枚に対応させて誘導板を設けているが、誘導板の枚数はプリント基板の枚数に応じて増減させれば良い。例えば、プリント基板が６枚の場合には、その各基板の間が５箇所であるので、その６枚の基板のうちの５枚に対応させて誘導板を設ければ良い。
【００３３】先述したように、本例では、複数のプリント基板に垂直な面の両側に夫々配列されている複数の誘導板のうち、略同一平面に設けられているもの同士が一体化されているので、誘導板の枚数が奇数の場合には、中央に配置される誘導板は、凹部と凸部とが等しい長さになり、実際には凹凸のない誘導板となる。
【００３４】上述したように誘導板を配置すれば、冷却ファンによる風を効率良くかつ均等に流すことができるのである。その結果、ファンとプリント基板との距離をより短くすることができ、筐体全体を小さくすることができるのである。
【００３５】
【実施例】次に、より具体的な実施例について説明する。
【００３６】図１において、本実施例におけるファン１の直径を１２０φ、最大風量を２．５ｍ3 ／ｍｉｎとし、ファン１とプリント基板２ａ〜２ｅの端部との距離Ｌを５０ｍｍとして冷却ダクトを構成した。このように、ファン１とプリント基板端部との距離がファンの直径よりも短い場合であっても、本冷却ダクトを用いれば、各プリント基板を流れる風量を均等に配分することができるのである。
【００３７】発明者による実験の結果、本冷却ダクトを使用しなかった場合には、風量の少ない部分（本例では第３段目）は、風量の多い部分（本例では第１段目）に比べて基板上の温度が２３℃高かった。これに対し、本ダクトを使用した場合には、第３段目の基板上の温度が７℃低下したことが確認された。ただし、第１段目はの基板の温度は、本ダクト使用前に比べて４℃上昇した。
【００３８】このように、誘導板を使用することによって、使用前よりも風量が第１段目〜第５段目に対して均等に分配され、各プリント基板の温度を均等に抑えることができるのである。このことは、本ダクトを使用することによって第１段目と第３段目との温度差が１２℃になったことからも、確認することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、誘導板を配置して冷却ファンによる風を効率良くかつ均等に流すことにより、ファンとプリント基板との距離をより短くすることができ、筐体全体を小さくすることができるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３２０４７
【氏名又は名称】日本電気エンジニアリング株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０４９７５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６２７７ |
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