シェルフ構造体および無線基地局装置
【課題】効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れた、シェルフ構造体および無線基地局装置を提供する。
【解決手段】シェルフ構造体１００は、複数のプリント基板２と、側面の一部を開口した箱形のシェルフ１と、シェルフ１の上下の面の対向する位置の開口面に対して垂直方向に、プリント基板２を縦置きに支持するガイドレール３、４と、シェルフ１の上面のガイドレール３と平行方向に形成された放熱フィン５および開口部６と、プリント基板２をシェルフ１に固持する挟持部と、を備える。プリント基板２は、端部に電子集積回路部品からの熱を伝導する基板放熱部と、電子集積回路部品からの熱を伝導する放熱パターン層を含む。
【解決手段】シェルフ構造体１００は、複数のプリント基板２と、側面の一部を開口した箱形のシェルフ１と、シェルフ１の上下の面の対向する位置の開口面に対して垂直方向に、プリント基板２を縦置きに支持するガイドレール３、４と、シェルフ１の上面のガイドレール３と平行方向に形成された放熱フィン５および開口部６と、プリント基板２をシェルフ１に固持する挟持部と、を備える。プリント基板２は、端部に電子集積回路部品からの熱を伝導する基板放熱部と、電子集積回路部品からの熱を伝導する放熱パターン層を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェルフ構造体および無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に取り付けられて回路を構成する集積回路等の電子部品で使用時に発熱が著しいものについては冷却する必要がある。また、集積回路等の電子部品はより小型化されたものが好まれるため、コンパクトであって、かつ、効率よく冷却することが求められる。小型化を目的とし、複数のプリント基板を備えるために、シェルフ型の容器に収納する方法が採られている。
【０００３】
しかしながら部品の実装密度が大きくなるにつれて、効率よく冷却する必要がある。たとえば特許文献３のような、安価な構成で、発熱部に対して集中的に冷却を可能とするプリント板ユニットの技術が公開されている。その方法は、プリント板に搭載される発熱素子で発生する熱は、熱的に接続されるプリント板の反対面のアースパターンに伝熱し、アースパターンと接触するように配置された伝熱性の嵌合部材と、嵌合部材によって嵌合される伝熱部材を介して、バックワイヤードボードに備えられた放熱フィンに伝熱して放熱される仕組みである。
【０００４】
また、特許文献１や特許文献２も同様に、プリント基板の組み立て品をシェルフの固定溝に配設すると共に複数枚のプリント基板をシェルフ内に並列収納している。また特許文献１では、収納の際に、バネを用いてプリント基板を伝導ブロックに圧接させ、放熱させている。特許文献２では、収納時のプリント基板の配置により通風性を考慮することで、放熱を行いやすくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−５３２９５号公報
【特許文献２】特開平１１−７４６６６号公報
【特許文献３】特開２００６−１４０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
関連する技術において、放熱の効率化について改善が図られているが、装置が複雑となったり、コストがかかったり、また、備える装置に対して充分な放熱には至らない場合がある。
【０００７】
また、より装置の小型化、高密度化が進み、さらなる放熱の効率化が求められている。それと同時に、低コスト化も重要な課題となっている。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れた、シェルフ構造体および無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るシェルフ構造体は、
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点に係る無線基地局装置は、
本発明の第１の観点に係るシェルフ構造体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れたシェルフ構造体および無線基地局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。
【図２】実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【図３】実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【図４】プリント基板の一例を示す分解斜視図である。
【図５】プリント基板の一例を示す図であり、（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は構成断面図である。
【図６】実施の形態に係るシェルフ構造体の効果の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。
【図８】実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。図２は、実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図２は、図１のＸ−Ｙ平面での断面を示す。図３は、実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図３は、図１のＹ−Ｚ平面での断面を示す。
【００１５】
大気中では、熱せられた空気は重力場の上方向に移動する。基板の発熱によってシェルフの中の空気は上に移動しようとするので、シェルフの上に孔を設けると、空気の対流が生じる。そのため、冷却効果が向上するので、一般的にはシェルフを図１のＹ方向が重力場の上方になるように向けて設置する。本発明においては、シェルフ構造体１００を図１のＹ方向が重力場の上方になるように向けて設置する。
【００１６】
シェルフ構造体１００は、シェルフ１と複数のプリント基板２で構成される。シェルフ構造体１００は、シェルフユニットやプリント基板ユニットなどで称されることがあるが、本発明において、シェルフ構造体１００と称する。
【００１７】
シェルフ１は、側面の一部を開口した箱下部１１と、上部を開放した箱上部１２とが一体形成された形状で構成される。シェルフ１の箱下部１１の内部に、プリント基板２を収納する。
【００１８】
箱下部１１は、棚天井１１ａ、棚床１１ｂ、バックボード１１ｃおよびサイドプレート１１ｄで形成される。箱上部１２は、フロント部１２ａ、上サイド部１２ｂ、上バック部１２ｃで形成される。バックボード１１ｃと上バック部１２ｃ、サイドプレート１１ｄと上サイド部１２ｂ、の各々は連続して一体形成されていてもよい。
【００１９】
シェルフ１の箱下部１１は、バックボード１１ｃおよびサイドプレート１１ｄが、棚床１１ｂより下方にはみ出して形成される。これは、シェルフ構造体１００を配設したときに、シェルフ１と設置場所に間隙を設けることで、シェルフ１を介して、通風可能とするためである。
【００２０】
シェルフ１の箱上部１２は、箱上部１２の上方は開放し、箱上部１２の底面を箱下部１１で覆われた四角筒形状で構成され、四方を側壁で覆う空間となっている。箱上部１２は、筒形状の開口部の一方を箱下部１１で覆われているが、箱下部１１が通風可能となることで、箱上部１２は、筒形状と同様に煙突効果を有し、空気の対流を促進させることができる。煙突効果を高めるために、箱上部１２のフロント部１２ａ、上サイド部１２ｂ、上バック部１２ｃの各々は真っ直ぐ上方へ伸びることが好ましい。煙突効果は、長さは長い方が、断面積は広い方が効果を得られるが、シェルフ構造体１は小型であることが好ましく、長さは少なくとも放熱フィン５をこえる程度であればよく、また、断面積は箱下部１１の棚天井１１ａと同程度とする。
【００２１】
シェルフ構造体１００は、シェルフ１に、複数のプリント基板２を一定間隔毎に多数枚並列させて固定し収納する。シェルフ１は、ガイドレール３、４、放熱フィン５、開口部６、７、挟持部（クリップ）９および固持部（コネクタ）１０を備える。
【００２２】
ガイドレール３、４は、プリント基板２を嵌合可能であり、シェルフ１の対向する位置に上下に備えられる。プリント基板２をシェルフ１に縦置きに収納したときに、プリント基板２がバックボード１１ｃ、棚天井１１ａおよび棚床１１のそれぞれに垂直となるように、ガイドレール３は箱下部１１の棚天井１１ａに、ガイドレール４は箱下部１１の棚床１１ｂに取付される。
【００２３】
ガイドレール３、４は、鋼性や機械加工性に優れ、かつ、熱伝導率の高い素材で形成されており、プリント基板２はガイドレール３、４に接して嵌合する。プリント基板２がガイドレール３、４に接して嵌合することで、プリント基板２とガイドレール３、４が接する面積が増えて放熱経路が多くなり、プリント基板２が発する熱をガイドレール３、４へ伝導しやすくする。例えば、ガイドレール３、４は、アルミ、マグネシウム、クロムの合金からなるアルミ合金板（Ａ５０５２Ｐ）や、鉄、クロムの合金からなるフェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０）などを用いる。
【００２４】
棚天井１１ａに設けられた切り起こしの、切り起こされた部分は放熱フィン５、欠いた部分は開口部６となる。先に棚天井１１ａに、切り起こしにより放熱フィン５および開口部６を形成しておき、開口部６を避けて、開口部６と平行にガイドレール３を備える。また、棚床１１の、開口部６と対向する位置に、開口部７を形成する。
【００２５】
棚天井１１ａを切り起こして放熱フィン５を一体形成することで、放熱フィン５への熱伝導を効率よく行うことができる。また、放熱フィン５と同時に開口部６を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００２６】
放熱フィン５は棚天井１１ａを切り起こさずに、別途形成して棚天井１１ａに備えてもよい。この場合は、棚天井１１ａに、長径がガイドレール３と平行になるようにして、開口部６も形成しておく。
【００２７】
ガイドレール３と接して放熱フィン５が形成されることで、放熱するための表面積が増え、よりガイドレール３の放熱効率を高めることができる。ガイドレール３と放熱フィン５を熱抵抗が小さくなるように接続することで、より効率的に伝導し放熱することができる。
【００２８】
また、対向する位置に形成された開口部６、７により、シェルフ１を介して通風が可能となり、周囲空気の熱伝達が生じ、空気の対流が促進され、放熱効率を向上させることができる。さらに、プリント基板２をシェルフ１へ収納したときに、プリント基板２の上下に開口部６、７が形成されるような形となり、開口部７からシェルフ１内へ入った空気は、プリント基板２に沿って流れ、対向する開口部６からシェルフ１の外へ出ていく。その結果、空気の対流が生じ、放熱効率を高めることができる。さらに、シェルフ１の箱上部１２が筒形状に形成されており煙突効果を有するので、より効果的に空気の対流を促進させることができる。
【００２９】
シェルフ１内を通り抜ける空気は、必ずしも、シェルフ１の棚床１１ｂに形成された開口部７を通るとは限らず、シェルフ１の前面の開口面からシェルフ１内に流入する場合もある。この場合、シェルフ１前面からシェルフ１内へ入った空気は、シェルフ１を介して、開口部６からシェルフ１の外へ出ていくため、シェルフ１の棚床１１ｂに開口部７を備えなくてもシェルフ１は通風機能を有することが可能となる。ただし、プリント基板２周辺に空気の対流を生じさせ、効率よく空気の対流を生じさせるためには、開口部６に対向する位置に、開口部６を備えておくことが好ましい。
【００３０】
挟持部９および固持部１０は、ガイドレール３、４で張られる平面とシェルフ１の開口した面に対向する面であるバックボード１１ｃとが交わる部分の、バックボード１１ｃに上下に並べて取付される。挟持部９はガイドレール３側に、固持部１０はガイドレール４側に上下に並べて取付する。
【００３１】
挟持部９は、シェルフ１のバックボード１１ｃに取付され、少なくとも一部をガイドレール３と接する、もしくは、熱伝導率の高い部材を介してガイドレール３と機械的に接するようにしておく。具体的には、挟持部９は、溶着や、ネジ・リベットなどの締結部材でバックボード１１ｃに締結され、シェルフ１を介して、ガイドレール３へ熱が伝導するようにしておく。挟持部９の一端をガイドレール３と溶着しておき、熱伝導への影響を最小限に留めてもよい。プリント基板２をシェルフ１へ収納したときに、挟持部９でプリント基板２を固持することができ、また、プリント基板２からシェルフ１へ向けて熱を伝導することができる。
【００３２】
このとき、挟持部９は、例えば、ベリリウム銅などの金属の、バネ特性に優れたクリップなどを用いておく。挟持部９を熱抵抗の少ない部材で形成することで、挟持部９は、プリント基板２からガイドレール３への熱伝導の放熱経路としても機能し、放熱効果を向上させることができる。また、挟持部９をクリップ形状とすることで、容易にプリント基板２を挟持することができる。
【００３３】
固持部１０も挟持部９と同様にバックボード１１ｃに取付され、プリント基板２を収納したときに、固持部１０によりプリント基板２を締結し固持することができる。固持部１０は、また、プリント基板２と固持部１０を機械的に接続しており、バックボード１１ｃを介して相互に電気的接続を得ることができる。
【００３４】
挟持部９は、バックボード１１ｃに取付せずに、直接シェルフ１に取付られていてもよい。具体的には、ガイドレール３、４で張られる平面の、バックボード１１ｃとガイドレール３との間の、シェルフ１の棚天井１１ａ部分に挟持部９を取付する。このとき、挟持部９とガイドレール３が接するように取付することで、挟持部９を介して、プリント基板２の熱を効率よくガイドレール３へ伝導することができる。具体的には、挟持部９は、溶着や、ネジ・リベットなどの締結部材で棚天井１１ａ部分またはガイドレール３に取付することで、熱伝導への影響を最小限に留めることができる。
【００３５】
本実施の形態に係るプリント基板について、図４および図５を用いて説明する。図４は、プリント基板の一例を示す分解斜視図である。図５は、プリント基板の一例を示す図であり、（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は構成断面図である。
【００３６】
プリント基板２は、電子集積回路部品２１が実装された多層からなる基板である。図４（ａ）は実装する電子集積回路部品２１、図４（ｂ）はベース基板２ａ、図４（ｃ）は放熱パターン２ｂ、図４（ｄ）は回路パターン２ｃであり、図４（ａ）ないし図４（ｄ）を、順に組み立ててプリント基板２を構成する。組み立てた完成品であるプリント基板２は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。
【００３７】
ベース基板２ａは、一端に、電子集積回路部品２１から伝導された熱を集約する基板放熱部２２、シェルフ１と電気的に接続するための基板接続部（コネクタ）２３を備える。また、ベース基板２ａは、放熱パターン２ｂと接続するためのサーマル・ビア２４、および電子集積回路部品２１と回路パターン２ｃを接続するための層間接続ビア２５を備える。ベース基板２ａは、表面は例えばシリコンなどの絶縁部材を塗布して形成された絶縁被膜であり、導体層である銅箔層２０ａと絶縁体層２０ｂが多層で形成される。
【００３８】
ベース基板２ａの電子集積回路部品２１が実装される面とは反対側の面に、放熱パターン２ｂと回路パターン２ｃを設ける。放熱パターン２ｂは、サーマル・ビア２４によりベース基板２ａと接続され、効果的に電子集積回路部品２１から発生する熱を基板放熱部２２へ伝導させることができる。また、放熱パターン２ｂは、電子集積回路部品２１から発生する熱をガイドレール３、４へ伝導させる。
【００３９】
回路パターン２ｃは、外部との信号のやりとりをするための外部インターフェースコネクタと接続する回路を備える。ベース基板２ａに実装された電子集積回路部品２１は、銅箔層２０ａおよび層間接続ビア２５を介して、回路パターン２ｃと電気的に接続し、外部との信号のやりとりを行う。
【００４０】
図５（ｃ）は、プリント基板２の構成を部分的に示す断面図である。図示するように、放熱パターン２ｂは、基板放熱部２２およびサーマル・ビア２４と直接に接続させ、層間接続ビア２５および層間接続ビア２５と接続する回路パターン２ｃとは接しないように所定の間隙を設けておく。なお、図５（ｃ）のように、放熱パターン２ｂと層間接続ビア２５および層間接続ビア２５と接続する回路パターン２ｃとを接しないように、プリント基板２を接続することで、静電気などの外乱の影響を受けにくい構造にすることができる。
【００４１】
なお、図２では図示していないが、シェルフ１へプリント基板２を収納する際は、シェルフ１の挟持部９でプリント基板２の基板放熱部２２を挟持するように接続することで、プリント基板２の熱をシェルフ１へ向けて効果的に伝導することが可能となる。また、図２では図示していないが、シェルフ１の固持部１０とプリント基板２の基板接続部２３を接続させ、確実にシェルフ１とプリント基板２を電気的に接続させておく。このとき、基板接続部２３は、シェルフ１とプリント基板２を電気的だけでなく、機械的に接続可能であってもよい
【００４２】
図１ないし図６を参照して、実施の形態に係るシェルフ構造体の効果について説明する。図６は、実施の形態に係るシェルフ構造体の効果の一例を示す概略断面図である。
【００４３】
なお、プリント基板２の電子集積回路部品２１が発生する熱と、その周囲の空気との温度差には以下の式が成り立つ。
（温度差）＝（部品の消費電力）／（放熱面積 × 熱伝達率）
ここでの熱伝達率とは、空気の対流の促進度合いをいう。
【００４４】
プリント基板２の電子集積回路部品２１に発生した熱は、図６の点線矢印で示すように、電子集積回路部品２１側の面に接続したサーマル・ビア２４を介して基板放熱部２２に伝導する。また、同時に、同図中の一点鎖線矢印で示すように、電子集積回路部品２１に発生した熱は、サーマル・ビア２４および放熱パターン２ｂを介して基板放熱部２２に伝導する。さらに、同図中の中白抜き矢印で示すように、電子集積回路部品２１に発生した熱は、放熱パターン２ｂを介してガイドレール３、４、棚天井１１ａおよび棚床１１ｂに伝導する。
【００４５】
同図中の黒矢印で示すように、ガイドレール３、４、棚天井１１ａおよび棚床１１ｂに伝導した熱の一部は、そのままシェルフ１の外部へ向けて放熱し、シェルフ構造体１００の冷却を行う。
【００４６】
また、同図中の斜線模様の矢印で示すように、基板放熱部２２に伝導した熱は、挟持部９を介して、ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導する。挟持部９とガイドレール３が接続する場合は直接に、また、熱伝導率の高い材料を介して機械的に接続する場合は、その部材を介して、熱伝導が行われる。なお、挟持部９を介して、ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導した基板放熱部２２の熱の一部も、同図中の黒矢印で示すように、そのままシェルフ１の外部へ向けて放熱し、シェルフ構造体１００の冷却を行う。
【００４７】
ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導した熱の大部分は、同図中の黒矢印で示すように、放熱フィン５を介して放熱される。プリント基板２の電子集積回路部品２１が発生する熱とその周囲の空気との温度差の関係式より、放熱フィン５の表面積が大きいほど、温度差を小さくし、効率よく冷却することができる。
【００４８】
また、プリント基板２は、シェルフ１の棚天井１１ａ側の、基板放熱部２２を備える上方に熱が伝導しやすい構造のため、プリント基板２からシェルフ１へ熱伝導した場合に、棚天井１１ａが棚床１１ｂより温度が高くなる。並列するプリント基板２に挟まれた空間内に温度差が生じ、結果として棚床１１ｂ側の開口部７から棚天井１１ａ側の開口部６へ向けて、シェルフ１内に空気の対流が生じ、放熱効果を高める。
【００４９】
さらに、シェルフ１を介して下方から上方へ対流した空気は、シェルフ１上部、すなわち箱上部１２の煙突効果により、空気の対流が促進される。また、箱上部１２の内部に放熱フィン５を備えるため、空気の対流を促進することで、放熱効果を高めることができる。このようにして、シェルフ１のガイドレール３、棚天井１１ａおよび放熱フィン５の放熱を効率よく行うことができるので、シェルフ構造体１００を効率よく冷却することができる。
【００５０】
なお、箱上部１２の煙突効果により、シェルフ構造体１００における空気の対流を促進させることができるので、ファンなどの強制空冷装置を備えなくてもよく、シェルフ構造体１００の小型化や、経済性および生産性の向上に寄与する。また、ファンなどの強制空冷装置を用いないので、装置の発生音を小さくでき、騒音を低減したシェルフ構造体１００を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態の変形例）
図７は、本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。図８は、実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図８は、図７のＹ−Ｚ平面での断面を示す。本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体１０１は、実施の形態に係るシェルフ構造体１００の、箱上部１２の開口を覆うようにして、箱上部１２に強制空冷装置（ファン）８を備え、強制的に空気の対流を生じさせることで、効率よく冷却することができる。
【００５２】
本発明に係るシェルフ構造体１０１を用いることで、箱上部１２側への熱の伝導を高めることができ、その熱が伝導する箇所を強制空冷装置８で直接冷却することで、効率よく放熱させることができる。特に、プリント基板２に、放熱パターン２ｂおよび基板放熱部２２を設けることで、電子集積回路部品２１で生じる熱を効果的にプリント基板２からシェルフ１へ伝導させやすく、さらに放熱フィン５を備えることで表面積が大きくなり放熱しやすくなるので、シェルフ構造体１０１を直接冷却したときに、冷却の効果が得られやすい。
【００５３】
なお、シェルフ構造体１０１は、空気の対流を促進させる効果を有するシェルフ構造体１００を用いているので、シェルフの上面に単に孔を開けただけの構造で強制空冷する場合より、強制空冷装置８の能力が小さくても、シェルフ構造体１０１の冷却効果を充分に得ることができる。そのため、強制空冷装置８を小型化したり、稼働を低減させることができ、シェルフ構造体１０１の小型化や騒音の低減が可能となる。
【００５４】
以上、説明したように、本発明に係るシェルフ構造体によれば、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れたものを提供することができる。
【００５５】
シェルフの上部に筒形状の側壁を形成することで、煙突効果により、空気の対流を促進できる。その結果、熱伝達率が向上し、シェルフ構造体を効率よく放熱させ冷却することができ、シェルフ構造体の小型化や、構造の簡易化、経済性の向上につながる。さらに、条件によっては、ファンを用いなくても必要な冷却効果を得ることができ、少なくともファンの能力を小さくできるので、騒音を低減できる。
【００５６】
プリント基板を、放熱パターン層を間に備える多層からなるプリント基板とすることで、電子集積回路部品で生じる熱を効果的にプリント基板からシェルフへ伝導させることができる。また、放熱フィンを備えることで表面積が大きくなり放熱しやすくなるので、効率よくシェルフ構造体を冷却することができる。
【００５７】
なお、電子集積回路部品を実装したプリント基板が実装された無線基地局装置を、本発明に係るシェルフ構造体を用いて構成することができる。本発明に係るシェルフ構造体を用いることで、電子集積回路部品が高集積化したプリント基板を実装することができ、無線基地局装置を小型化することができる。また、高速化を可能とする電子集積回路部品を用いたり、電子集積回路部品の高集積化により、プリント基板の発熱量の増大を伴う場合であっても、効率よく放熱が可能となり、冷却することができるので、小型化かつ高性能化した無線基地局装置を提供することができる。また、無線基地局装置にファンを備えなくてもよいので、装置音などによる騒音の低減が可能となる。
【００５８】
上述したプリント基板の構造は一例であり、電子集積回路部品の配置や、多層の層構成などは任意に設定可能である。また、プリント基板は、片面実装に限らず、両面実装でもよく、放熱パターン層を間に備える多層からなる基板であればよい。
【００５９】
上述したシェルフ構造体の構造は一例であり、シェルフ構造体に備えるプリント基板の数や、並列の間隔など、任意に設定可能である。また、シェルフ構造体の、シェルフに備えた放熱フィンは、平面形状に限らず、凹凸を有した形状、例えば複数枚の放熱フィンを形成しており表面積の大きな形状であってもよい。
【００６０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００６１】
（付記１）
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とするシェルフ構造体。
【００６２】
（付記２）
前記シェルフは、該シェルフの下面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成されることを特徴とする付記１に記載のシェルフ構造体。
【００６３】
（付記３）
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面の前記ガイドレールと一体形成されることを特徴とする付記１または２に記載のシェルフ構造体。
【００６４】
（付記４）
前記プリント基板の前記基板放熱部を挟持し、該プリント基板を前記シェルフに固持し、かつ、前記ガイドレールを介して、該基板放熱部の熱を前記放熱フィンへ伝導させる挟持部を備えることを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６５】
（付記５）
前記挟持部は、前記ガイドレールと少なくとも一部を接し、または、熱伝導補助部を介して前記ガイドレールと機械的に接し、前記シェルフに溶着または締結部材で接続されることを特徴とする付記４に記載のシェルフ構造体。
【００６６】
（付記６）
前記シェルフの上方であって、前記放熱フィンの周辺部に、少なくとも前記放熱フィンの高さを越え、該放熱フィンの四方を囲み、上部を開放した側壁を備えることを特徴とする付記１ないし５のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６７】
（付記７）
前記プリント基板は、前記電子集積回路が実装されている面と前記放熱パターン層を接続し、熱伝導させるサーマル・ビアを備えることを特徴とする付記１ないし６のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６８】
（付記８）
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面を切り起こして形成されることを特徴とする付記１ないし７のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６９】
（付記９）
前記側壁に囲まれた空間の前記シェルフの上面に強制空冷装置を備えることを特徴とする付記１ないし８のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００７０】
（付記１０）
付記１ないし９のいずれかに記載のシェルフ構造体を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【符号の説明】
【００７１】
１ シェルフ
２ プリント基板
２ａ ベース基板
２ｂ 放熱パターン
２ｃ 回路パターン
３、４ ガイドレール
５ 放熱フィン
６、７ 開口部
８ 強制空冷装置（ファン）
９ 挟持部（クリップ）
１０ 固持部（コネクタ）
１１ 箱下部
１１ａ 棚天井
１１ｂ 棚床
１１ｃ バックボード
１１ｄ サイドプレート
１２ 箱上部
１２ａ フロント部
１２ｂ 上サイド部
１２ｃ 上バック部
２０ａ 銅箔層
２０ｂ 絶縁体層
２１ 電子集積回路部品
２２ 基板放熱部
２３ 基板接続部（コネクタ）
２４ サーマル・ビア
２５ 層間接続ビア
１００、１０１ シェルフ構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シェルフ構造体および無線基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に取り付けられて回路を構成する集積回路等の電子部品で使用時に発熱が著しいものについては冷却する必要がある。また、集積回路等の電子部品はより小型化されたものが好まれるため、コンパクトであって、かつ、効率よく冷却することが求められる。小型化を目的とし、複数のプリント基板を備えるために、シェルフ型の容器に収納する方法が採られている。
【０００３】
しかしながら部品の実装密度が大きくなるにつれて、効率よく冷却する必要がある。たとえば特許文献３のような、安価な構成で、発熱部に対して集中的に冷却を可能とするプリント板ユニットの技術が公開されている。その方法は、プリント板に搭載される発熱素子で発生する熱は、熱的に接続されるプリント板の反対面のアースパターンに伝熱し、アースパターンと接触するように配置された伝熱性の嵌合部材と、嵌合部材によって嵌合される伝熱部材を介して、バックワイヤードボードに備えられた放熱フィンに伝熱して放熱される仕組みである。
【０００４】
また、特許文献１や特許文献２も同様に、プリント基板の組み立て品をシェルフの固定溝に配設すると共に複数枚のプリント基板をシェルフ内に並列収納している。また特許文献１では、収納の際に、バネを用いてプリント基板を伝導ブロックに圧接させ、放熱させている。特許文献２では、収納時のプリント基板の配置により通風性を考慮することで、放熱を行いやすくしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−５３２９５号公報
【特許文献２】特開平１１−７４６６６号公報
【特許文献３】特開２００６−１４０２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
関連する技術において、放熱の効率化について改善が図られているが、装置が複雑となったり、コストがかかったり、また、備える装置に対して充分な放熱には至らない場合がある。
【０００７】
また、より装置の小型化、高密度化が進み、さらなる放熱の効率化が求められている。それと同時に、低コスト化も重要な課題となっている。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れた、シェルフ構造体および無線基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るシェルフ構造体は、
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点に係る無線基地局装置は、
本発明の第１の観点に係るシェルフ構造体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れたシェルフ構造体および無線基地局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。
【図２】実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【図３】実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【図４】プリント基板の一例を示す分解斜視図である。
【図５】プリント基板の一例を示す図であり、（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は構成断面図である。
【図６】実施の形態に係るシェルフ構造体の効果の一例を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。
【図８】実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。図２は、実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図２は、図１のＸ−Ｙ平面での断面を示す。図３は、実施の形態に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図３は、図１のＹ−Ｚ平面での断面を示す。
【００１５】
大気中では、熱せられた空気は重力場の上方向に移動する。基板の発熱によってシェルフの中の空気は上に移動しようとするので、シェルフの上に孔を設けると、空気の対流が生じる。そのため、冷却効果が向上するので、一般的にはシェルフを図１のＹ方向が重力場の上方になるように向けて設置する。本発明においては、シェルフ構造体１００を図１のＹ方向が重力場の上方になるように向けて設置する。
【００１６】
シェルフ構造体１００は、シェルフ１と複数のプリント基板２で構成される。シェルフ構造体１００は、シェルフユニットやプリント基板ユニットなどで称されることがあるが、本発明において、シェルフ構造体１００と称する。
【００１７】
シェルフ１は、側面の一部を開口した箱下部１１と、上部を開放した箱上部１２とが一体形成された形状で構成される。シェルフ１の箱下部１１の内部に、プリント基板２を収納する。
【００１８】
箱下部１１は、棚天井１１ａ、棚床１１ｂ、バックボード１１ｃおよびサイドプレート１１ｄで形成される。箱上部１２は、フロント部１２ａ、上サイド部１２ｂ、上バック部１２ｃで形成される。バックボード１１ｃと上バック部１２ｃ、サイドプレート１１ｄと上サイド部１２ｂ、の各々は連続して一体形成されていてもよい。
【００１９】
シェルフ１の箱下部１１は、バックボード１１ｃおよびサイドプレート１１ｄが、棚床１１ｂより下方にはみ出して形成される。これは、シェルフ構造体１００を配設したときに、シェルフ１と設置場所に間隙を設けることで、シェルフ１を介して、通風可能とするためである。
【００２０】
シェルフ１の箱上部１２は、箱上部１２の上方は開放し、箱上部１２の底面を箱下部１１で覆われた四角筒形状で構成され、四方を側壁で覆う空間となっている。箱上部１２は、筒形状の開口部の一方を箱下部１１で覆われているが、箱下部１１が通風可能となることで、箱上部１２は、筒形状と同様に煙突効果を有し、空気の対流を促進させることができる。煙突効果を高めるために、箱上部１２のフロント部１２ａ、上サイド部１２ｂ、上バック部１２ｃの各々は真っ直ぐ上方へ伸びることが好ましい。煙突効果は、長さは長い方が、断面積は広い方が効果を得られるが、シェルフ構造体１は小型であることが好ましく、長さは少なくとも放熱フィン５をこえる程度であればよく、また、断面積は箱下部１１の棚天井１１ａと同程度とする。
【００２１】
シェルフ構造体１００は、シェルフ１に、複数のプリント基板２を一定間隔毎に多数枚並列させて固定し収納する。シェルフ１は、ガイドレール３、４、放熱フィン５、開口部６、７、挟持部（クリップ）９および固持部（コネクタ）１０を備える。
【００２２】
ガイドレール３、４は、プリント基板２を嵌合可能であり、シェルフ１の対向する位置に上下に備えられる。プリント基板２をシェルフ１に縦置きに収納したときに、プリント基板２がバックボード１１ｃ、棚天井１１ａおよび棚床１１のそれぞれに垂直となるように、ガイドレール３は箱下部１１の棚天井１１ａに、ガイドレール４は箱下部１１の棚床１１ｂに取付される。
【００２３】
ガイドレール３、４は、鋼性や機械加工性に優れ、かつ、熱伝導率の高い素材で形成されており、プリント基板２はガイドレール３、４に接して嵌合する。プリント基板２がガイドレール３、４に接して嵌合することで、プリント基板２とガイドレール３、４が接する面積が増えて放熱経路が多くなり、プリント基板２が発する熱をガイドレール３、４へ伝導しやすくする。例えば、ガイドレール３、４は、アルミ、マグネシウム、クロムの合金からなるアルミ合金板（Ａ５０５２Ｐ）や、鉄、クロムの合金からなるフェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０）などを用いる。
【００２４】
棚天井１１ａに設けられた切り起こしの、切り起こされた部分は放熱フィン５、欠いた部分は開口部６となる。先に棚天井１１ａに、切り起こしにより放熱フィン５および開口部６を形成しておき、開口部６を避けて、開口部６と平行にガイドレール３を備える。また、棚床１１の、開口部６と対向する位置に、開口部７を形成する。
【００２５】
棚天井１１ａを切り起こして放熱フィン５を一体形成することで、放熱フィン５への熱伝導を効率よく行うことができる。また、放熱フィン５と同時に開口部６を形成することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００２６】
放熱フィン５は棚天井１１ａを切り起こさずに、別途形成して棚天井１１ａに備えてもよい。この場合は、棚天井１１ａに、長径がガイドレール３と平行になるようにして、開口部６も形成しておく。
【００２７】
ガイドレール３と接して放熱フィン５が形成されることで、放熱するための表面積が増え、よりガイドレール３の放熱効率を高めることができる。ガイドレール３と放熱フィン５を熱抵抗が小さくなるように接続することで、より効率的に伝導し放熱することができる。
【００２８】
また、対向する位置に形成された開口部６、７により、シェルフ１を介して通風が可能となり、周囲空気の熱伝達が生じ、空気の対流が促進され、放熱効率を向上させることができる。さらに、プリント基板２をシェルフ１へ収納したときに、プリント基板２の上下に開口部６、７が形成されるような形となり、開口部７からシェルフ１内へ入った空気は、プリント基板２に沿って流れ、対向する開口部６からシェルフ１の外へ出ていく。その結果、空気の対流が生じ、放熱効率を高めることができる。さらに、シェルフ１の箱上部１２が筒形状に形成されており煙突効果を有するので、より効果的に空気の対流を促進させることができる。
【００２９】
シェルフ１内を通り抜ける空気は、必ずしも、シェルフ１の棚床１１ｂに形成された開口部７を通るとは限らず、シェルフ１の前面の開口面からシェルフ１内に流入する場合もある。この場合、シェルフ１前面からシェルフ１内へ入った空気は、シェルフ１を介して、開口部６からシェルフ１の外へ出ていくため、シェルフ１の棚床１１ｂに開口部７を備えなくてもシェルフ１は通風機能を有することが可能となる。ただし、プリント基板２周辺に空気の対流を生じさせ、効率よく空気の対流を生じさせるためには、開口部６に対向する位置に、開口部６を備えておくことが好ましい。
【００３０】
挟持部９および固持部１０は、ガイドレール３、４で張られる平面とシェルフ１の開口した面に対向する面であるバックボード１１ｃとが交わる部分の、バックボード１１ｃに上下に並べて取付される。挟持部９はガイドレール３側に、固持部１０はガイドレール４側に上下に並べて取付する。
【００３１】
挟持部９は、シェルフ１のバックボード１１ｃに取付され、少なくとも一部をガイドレール３と接する、もしくは、熱伝導率の高い部材を介してガイドレール３と機械的に接するようにしておく。具体的には、挟持部９は、溶着や、ネジ・リベットなどの締結部材でバックボード１１ｃに締結され、シェルフ１を介して、ガイドレール３へ熱が伝導するようにしておく。挟持部９の一端をガイドレール３と溶着しておき、熱伝導への影響を最小限に留めてもよい。プリント基板２をシェルフ１へ収納したときに、挟持部９でプリント基板２を固持することができ、また、プリント基板２からシェルフ１へ向けて熱を伝導することができる。
【００３２】
このとき、挟持部９は、例えば、ベリリウム銅などの金属の、バネ特性に優れたクリップなどを用いておく。挟持部９を熱抵抗の少ない部材で形成することで、挟持部９は、プリント基板２からガイドレール３への熱伝導の放熱経路としても機能し、放熱効果を向上させることができる。また、挟持部９をクリップ形状とすることで、容易にプリント基板２を挟持することができる。
【００３３】
固持部１０も挟持部９と同様にバックボード１１ｃに取付され、プリント基板２を収納したときに、固持部１０によりプリント基板２を締結し固持することができる。固持部１０は、また、プリント基板２と固持部１０を機械的に接続しており、バックボード１１ｃを介して相互に電気的接続を得ることができる。
【００３４】
挟持部９は、バックボード１１ｃに取付せずに、直接シェルフ１に取付られていてもよい。具体的には、ガイドレール３、４で張られる平面の、バックボード１１ｃとガイドレール３との間の、シェルフ１の棚天井１１ａ部分に挟持部９を取付する。このとき、挟持部９とガイドレール３が接するように取付することで、挟持部９を介して、プリント基板２の熱を効率よくガイドレール３へ伝導することができる。具体的には、挟持部９は、溶着や、ネジ・リベットなどの締結部材で棚天井１１ａ部分またはガイドレール３に取付することで、熱伝導への影響を最小限に留めることができる。
【００３５】
本実施の形態に係るプリント基板について、図４および図５を用いて説明する。図４は、プリント基板の一例を示す分解斜視図である。図５は、プリント基板の一例を示す図であり、（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は構成断面図である。
【００３６】
プリント基板２は、電子集積回路部品２１が実装された多層からなる基板である。図４（ａ）は実装する電子集積回路部品２１、図４（ｂ）はベース基板２ａ、図４（ｃ）は放熱パターン２ｂ、図４（ｄ）は回路パターン２ｃであり、図４（ａ）ないし図４（ｄ）を、順に組み立ててプリント基板２を構成する。組み立てた完成品であるプリント基板２は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示す。
【００３７】
ベース基板２ａは、一端に、電子集積回路部品２１から伝導された熱を集約する基板放熱部２２、シェルフ１と電気的に接続するための基板接続部（コネクタ）２３を備える。また、ベース基板２ａは、放熱パターン２ｂと接続するためのサーマル・ビア２４、および電子集積回路部品２１と回路パターン２ｃを接続するための層間接続ビア２５を備える。ベース基板２ａは、表面は例えばシリコンなどの絶縁部材を塗布して形成された絶縁被膜であり、導体層である銅箔層２０ａと絶縁体層２０ｂが多層で形成される。
【００３８】
ベース基板２ａの電子集積回路部品２１が実装される面とは反対側の面に、放熱パターン２ｂと回路パターン２ｃを設ける。放熱パターン２ｂは、サーマル・ビア２４によりベース基板２ａと接続され、効果的に電子集積回路部品２１から発生する熱を基板放熱部２２へ伝導させることができる。また、放熱パターン２ｂは、電子集積回路部品２１から発生する熱をガイドレール３、４へ伝導させる。
【００３９】
回路パターン２ｃは、外部との信号のやりとりをするための外部インターフェースコネクタと接続する回路を備える。ベース基板２ａに実装された電子集積回路部品２１は、銅箔層２０ａおよび層間接続ビア２５を介して、回路パターン２ｃと電気的に接続し、外部との信号のやりとりを行う。
【００４０】
図５（ｃ）は、プリント基板２の構成を部分的に示す断面図である。図示するように、放熱パターン２ｂは、基板放熱部２２およびサーマル・ビア２４と直接に接続させ、層間接続ビア２５および層間接続ビア２５と接続する回路パターン２ｃとは接しないように所定の間隙を設けておく。なお、図５（ｃ）のように、放熱パターン２ｂと層間接続ビア２５および層間接続ビア２５と接続する回路パターン２ｃとを接しないように、プリント基板２を接続することで、静電気などの外乱の影響を受けにくい構造にすることができる。
【００４１】
なお、図２では図示していないが、シェルフ１へプリント基板２を収納する際は、シェルフ１の挟持部９でプリント基板２の基板放熱部２２を挟持するように接続することで、プリント基板２の熱をシェルフ１へ向けて効果的に伝導することが可能となる。また、図２では図示していないが、シェルフ１の固持部１０とプリント基板２の基板接続部２３を接続させ、確実にシェルフ１とプリント基板２を電気的に接続させておく。このとき、基板接続部２３は、シェルフ１とプリント基板２を電気的だけでなく、機械的に接続可能であってもよい
【００４２】
図１ないし図６を参照して、実施の形態に係るシェルフ構造体の効果について説明する。図６は、実施の形態に係るシェルフ構造体の効果の一例を示す概略断面図である。
【００４３】
なお、プリント基板２の電子集積回路部品２１が発生する熱と、その周囲の空気との温度差には以下の式が成り立つ。
（温度差）＝（部品の消費電力）／（放熱面積 × 熱伝達率）
ここでの熱伝達率とは、空気の対流の促進度合いをいう。
【００４４】
プリント基板２の電子集積回路部品２１に発生した熱は、図６の点線矢印で示すように、電子集積回路部品２１側の面に接続したサーマル・ビア２４を介して基板放熱部２２に伝導する。また、同時に、同図中の一点鎖線矢印で示すように、電子集積回路部品２１に発生した熱は、サーマル・ビア２４および放熱パターン２ｂを介して基板放熱部２２に伝導する。さらに、同図中の中白抜き矢印で示すように、電子集積回路部品２１に発生した熱は、放熱パターン２ｂを介してガイドレール３、４、棚天井１１ａおよび棚床１１ｂに伝導する。
【００４５】
同図中の黒矢印で示すように、ガイドレール３、４、棚天井１１ａおよび棚床１１ｂに伝導した熱の一部は、そのままシェルフ１の外部へ向けて放熱し、シェルフ構造体１００の冷却を行う。
【００４６】
また、同図中の斜線模様の矢印で示すように、基板放熱部２２に伝導した熱は、挟持部９を介して、ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導する。挟持部９とガイドレール３が接続する場合は直接に、また、熱伝導率の高い材料を介して機械的に接続する場合は、その部材を介して、熱伝導が行われる。なお、挟持部９を介して、ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導した基板放熱部２２の熱の一部も、同図中の黒矢印で示すように、そのままシェルフ１の外部へ向けて放熱し、シェルフ構造体１００の冷却を行う。
【００４７】
ガイドレール３および棚天井１１ａへ向けて伝導した熱の大部分は、同図中の黒矢印で示すように、放熱フィン５を介して放熱される。プリント基板２の電子集積回路部品２１が発生する熱とその周囲の空気との温度差の関係式より、放熱フィン５の表面積が大きいほど、温度差を小さくし、効率よく冷却することができる。
【００４８】
また、プリント基板２は、シェルフ１の棚天井１１ａ側の、基板放熱部２２を備える上方に熱が伝導しやすい構造のため、プリント基板２からシェルフ１へ熱伝導した場合に、棚天井１１ａが棚床１１ｂより温度が高くなる。並列するプリント基板２に挟まれた空間内に温度差が生じ、結果として棚床１１ｂ側の開口部７から棚天井１１ａ側の開口部６へ向けて、シェルフ１内に空気の対流が生じ、放熱効果を高める。
【００４９】
さらに、シェルフ１を介して下方から上方へ対流した空気は、シェルフ１上部、すなわち箱上部１２の煙突効果により、空気の対流が促進される。また、箱上部１２の内部に放熱フィン５を備えるため、空気の対流を促進することで、放熱効果を高めることができる。このようにして、シェルフ１のガイドレール３、棚天井１１ａおよび放熱フィン５の放熱を効率よく行うことができるので、シェルフ構造体１００を効率よく冷却することができる。
【００５０】
なお、箱上部１２の煙突効果により、シェルフ構造体１００における空気の対流を促進させることができるので、ファンなどの強制空冷装置を備えなくてもよく、シェルフ構造体１００の小型化や、経済性および生産性の向上に寄与する。また、ファンなどの強制空冷装置を用いないので、装置の発生音を小さくでき、騒音を低減したシェルフ構造体１００を実現することができる。
【００５１】
（実施の形態の変形例）
図７は、本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す構成斜視図である。図８は、実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体の一例を示す概略断面図である。図８は、図７のＹ−Ｚ平面での断面を示す。本発明の実施の形態の変形例に係るシェルフ構造体１０１は、実施の形態に係るシェルフ構造体１００の、箱上部１２の開口を覆うようにして、箱上部１２に強制空冷装置（ファン）８を備え、強制的に空気の対流を生じさせることで、効率よく冷却することができる。
【００５２】
本発明に係るシェルフ構造体１０１を用いることで、箱上部１２側への熱の伝導を高めることができ、その熱が伝導する箇所を強制空冷装置８で直接冷却することで、効率よく放熱させることができる。特に、プリント基板２に、放熱パターン２ｂおよび基板放熱部２２を設けることで、電子集積回路部品２１で生じる熱を効果的にプリント基板２からシェルフ１へ伝導させやすく、さらに放熱フィン５を備えることで表面積が大きくなり放熱しやすくなるので、シェルフ構造体１０１を直接冷却したときに、冷却の効果が得られやすい。
【００５３】
なお、シェルフ構造体１０１は、空気の対流を促進させる効果を有するシェルフ構造体１００を用いているので、シェルフの上面に単に孔を開けただけの構造で強制空冷する場合より、強制空冷装置８の能力が小さくても、シェルフ構造体１０１の冷却効果を充分に得ることができる。そのため、強制空冷装置８を小型化したり、稼働を低減させることができ、シェルフ構造体１０１の小型化や騒音の低減が可能となる。
【００５４】
以上、説明したように、本発明に係るシェルフ構造体によれば、効率のよい放熱が可能となり、装置の小型化に寄与し、かつ、経済性に優れたものを提供することができる。
【００５５】
シェルフの上部に筒形状の側壁を形成することで、煙突効果により、空気の対流を促進できる。その結果、熱伝達率が向上し、シェルフ構造体を効率よく放熱させ冷却することができ、シェルフ構造体の小型化や、構造の簡易化、経済性の向上につながる。さらに、条件によっては、ファンを用いなくても必要な冷却効果を得ることができ、少なくともファンの能力を小さくできるので、騒音を低減できる。
【００５６】
プリント基板を、放熱パターン層を間に備える多層からなるプリント基板とすることで、電子集積回路部品で生じる熱を効果的にプリント基板からシェルフへ伝導させることができる。また、放熱フィンを備えることで表面積が大きくなり放熱しやすくなるので、効率よくシェルフ構造体を冷却することができる。
【００５７】
なお、電子集積回路部品を実装したプリント基板が実装された無線基地局装置を、本発明に係るシェルフ構造体を用いて構成することができる。本発明に係るシェルフ構造体を用いることで、電子集積回路部品が高集積化したプリント基板を実装することができ、無線基地局装置を小型化することができる。また、高速化を可能とする電子集積回路部品を用いたり、電子集積回路部品の高集積化により、プリント基板の発熱量の増大を伴う場合であっても、効率よく放熱が可能となり、冷却することができるので、小型化かつ高性能化した無線基地局装置を提供することができる。また、無線基地局装置にファンを備えなくてもよいので、装置音などによる騒音の低減が可能となる。
【００５８】
上述したプリント基板の構造は一例であり、電子集積回路部品の配置や、多層の層構成などは任意に設定可能である。また、プリント基板は、片面実装に限らず、両面実装でもよく、放熱パターン層を間に備える多層からなる基板であればよい。
【００５９】
上述したシェルフ構造体の構造は一例であり、シェルフ構造体に備えるプリント基板の数や、並列の間隔など、任意に設定可能である。また、シェルフ構造体の、シェルフに備えた放熱フィンは、平面形状に限らず、凹凸を有した形状、例えば複数枚の放熱フィンを形成しており表面積の大きな形状であってもよい。
【００６０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００６１】
（付記１）
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とするシェルフ構造体。
【００６２】
（付記２）
前記シェルフは、該シェルフの下面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成されることを特徴とする付記１に記載のシェルフ構造体。
【００６３】
（付記３）
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面の前記ガイドレールと一体形成されることを特徴とする付記１または２に記載のシェルフ構造体。
【００６４】
（付記４）
前記プリント基板の前記基板放熱部を挟持し、該プリント基板を前記シェルフに固持し、かつ、前記ガイドレールを介して、該基板放熱部の熱を前記放熱フィンへ伝導させる挟持部を備えることを特徴とする付記１ないし３のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６５】
（付記５）
前記挟持部は、前記ガイドレールと少なくとも一部を接し、または、熱伝導補助部を介して前記ガイドレールと機械的に接し、前記シェルフに溶着または締結部材で接続されることを特徴とする付記４に記載のシェルフ構造体。
【００６６】
（付記６）
前記シェルフの上方であって、前記放熱フィンの周辺部に、少なくとも前記放熱フィンの高さを越え、該放熱フィンの四方を囲み、上部を開放した側壁を備えることを特徴とする付記１ないし５のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６７】
（付記７）
前記プリント基板は、前記電子集積回路が実装されている面と前記放熱パターン層を接続し、熱伝導させるサーマル・ビアを備えることを特徴とする付記１ないし６のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６８】
（付記８）
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面を切り起こして形成されることを特徴とする付記１ないし７のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００６９】
（付記９）
前記側壁に囲まれた空間の前記シェルフの上面に強制空冷装置を備えることを特徴とする付記１ないし８のいずれかに記載のシェルフ構造体。
【００７０】
（付記１０）
付記１ないし９のいずれかに記載のシェルフ構造体を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【符号の説明】
【００７１】
１ シェルフ
２ プリント基板
２ａ ベース基板
２ｂ 放熱パターン
２ｃ 回路パターン
３、４ ガイドレール
５ 放熱フィン
６、７ 開口部
８ 強制空冷装置（ファン）
９ 挟持部（クリップ）
１０ 固持部（コネクタ）
１１ 箱下部
１１ａ 棚天井
１１ｂ 棚床
１１ｃ バックボード
１１ｄ サイドプレート
１２ 箱上部
１２ａ フロント部
１２ｂ 上サイド部
１２ｃ 上バック部
２０ａ 銅箔層
２０ｂ 絶縁体層
２１ 電子集積回路部品
２２ 基板放熱部
２３ 基板接続部（コネクタ）
２４ サーマル・ビア
２５ 層間接続ビア
１００、１０１ シェルフ構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とするシェルフ構造体。
【請求項２】
前記シェルフは、該シェルフの下面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ構造体。
【請求項３】
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面の前記ガイドレールと一体形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のシェルフ構造体。
【請求項４】
前記プリント基板の前記基板放熱部を挟持し、該プリント基板を前記シェルフに固持し、かつ、前記ガイドレールを介して、該基板放熱部の熱を前記放熱フィンへ伝導させる挟持部を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項５】
前記挟持部は、前記ガイドレールと少なくとも一部を接し、または、熱伝導補助部を介して前記ガイドレールと機械的に接し、前記シェルフに溶着または締結部材で接続されることを特徴とする請求項４に記載のシェルフ構造体。
【請求項６】
前記シェルフの上方であって、前記放熱フィンの周辺部に、少なくとも前記放熱フィンの高さを越え、該放熱フィンの四方を囲み、上部を開放した側壁を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項７】
前記プリント基板は、前記電子集積回路が実装されている面と前記放熱パターン層を接続し、熱伝導させるサーマル・ビアを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項８】
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面を切り起こして形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項９】
前記側壁に囲まれた空間の前記シェルフの上面に強制空冷装置を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシェルフ構造体を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【請求項１】
電子集積回路部品が実装されて、該電子集積回路部品から発生する熱を伝導する基板放熱部を端部に有するプリント基板と、
側面の一部を開口した箱形のシェルフと、
前記シェルフの上下の面の対向する位置に、前記開口した面に対して垂直方向に、少なくとも１以上の前記プリント基板を縦置きに支持するガイドレールと、
前記シェルフの上面に、前記ガイドレールと平行方向に形成された放熱フィンと、
前記ガイドレールに支持した状態で、前記基板を前記シェルフに固持する固持部と、
を備え、
前記シェルフは、該シェルフの上面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成され、
前記プリント基板は、前記電子集積回路部品から発生する熱を、該電気集積回路部品から前記基板放熱部に伝導する放熱パターン層を含む
ことを特徴とするシェルフ構造体。
【請求項２】
前記シェルフは、該シェルフの下面に、長径が前記ガイドレールと平行な孔が形成されることを特徴とする請求項１に記載のシェルフ構造体。
【請求項３】
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面の前記ガイドレールと一体形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のシェルフ構造体。
【請求項４】
前記プリント基板の前記基板放熱部を挟持し、該プリント基板を前記シェルフに固持し、かつ、前記ガイドレールを介して、該基板放熱部の熱を前記放熱フィンへ伝導させる挟持部を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項５】
前記挟持部は、前記ガイドレールと少なくとも一部を接し、または、熱伝導補助部を介して前記ガイドレールと機械的に接し、前記シェルフに溶着または締結部材で接続されることを特徴とする請求項４に記載のシェルフ構造体。
【請求項６】
前記シェルフの上方であって、前記放熱フィンの周辺部に、少なくとも前記放熱フィンの高さを越え、該放熱フィンの四方を囲み、上部を開放した側壁を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項７】
前記プリント基板は、前記電子集積回路が実装されている面と前記放熱パターン層を接続し、熱伝導させるサーマル・ビアを備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項８】
前記放熱フィンは、前記シェルフの上面を切り起こして形成されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項９】
前記側壁に囲まれた空間の前記シェルフの上面に強制空冷装置を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシェルフ構造体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシェルフ構造体を備えることを特徴とする無線基地局装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４３７９８（Ｐ２０１２−２４３７９８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０９３７９（Ｐ２０１１−１０９３７９）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（３９００１０１７９）埼玉日本電気株式会社 (1,228)
【Ｆターム（参考）】
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