発熱体収納用密封ケース

【課題】密封性，防湿性及び防塵性を確保し、ケース内壁の防滴性を得るとともに、放熱性を高めて電子機器及び電子部品の集積度の許容範囲を大きくして汎用性を拡大する。
【解決手段】発熱体を密封状態に収納するケース本体の上方に、これを覆って冷却空気流路を形成する上部カバーが配され、冷却空気流路に外部空気との熱交換を行なう熱交換部が配されるとともに、熱交換部とケース本体の内部とに、外部ファン及び内部ファンが配されて、空気の強制循環が行なわれる。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発熱体収納用密封ケースに係り、特に、防塵，防湿，防滴，放熱性を高める技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】航空機用及び各種産業用電子機器や電子部品にあっては、種々の環境で利用されており、電子機器及び電子部品を収納するケースには、それぞれの環境に適合した機能が求められている。
【０００３】従来、電子機器等の収納用ケースは、多くは金属製とされるとともに、外部環境に対する密閉性を有するものが活用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電子機器及び電子部品は、その集積化にともなって発熱量が大きくなり、放熱性に加えて、電子機器等の作動時と非作動時との温度変化が顕著になる傾向を示し、外部環境との温度差に基づいてケース内壁に水滴が付着する等の新たな問題が生じて、これらを総合的に配慮することが要求される
【０００５】本発明は、これらの課題に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとしている。
■外部環境との隔離により、密封性，防湿性及び防塵性を確保すること。
■ケース内部の空気の対流を改善して、ケース内壁の防滴性を高めること。
■放熱性を高めて電子機器及び電子部品の集積度び許容範囲を大きくすること。
■汎用性を拡大すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電子機器及び電子部品等の発熱体にあっては、ケース本体の内部に密封状態に収納され、ケース本体は、アルミダイキャスト等の金属製とされるとともに、必要に応じて複数分割構造とされる。ケース本体の内部には、ラック部または内壁面等によって支持された状態に、電子回路基板や電子機器等の発熱体が配され、内部ファンにより強制空冷される。ケース本体の上方には、これを覆うように上部カバーが配され、上部カバーには空気取入れ口が開けられるとともに、ケース本体と上部カバーとの間に冷却空気流路が形成され、冷却空気流路に配された外部ファンにより空気の挿通化が図られる。ケース本体の隔壁には、両方向に突出状態の突起状フィン及びリブ状フィンが配され、上方位置の突起状フィン及び冷却空気流路により熱交換部が形成される。上部カバーの周囲の下縁部は、ケース本体の側部に間隙を開けて被せられ、間隙の部分が熱交換後の空気を放出する排出開口とされる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発熱体収納用密封ケースの一実施形態について、図１ないし図６に基づき説明する。各図において、符号Ｘは発熱体（電子回路基板，電子機器）、１はケース本体、２は上部カバー、３は内部ファン、４は外部ファン、５は熱交換部である。
【０００８】前記ケース本体１は、図１，図４及び図６等に示すように、発熱体Ｘを密封状態に収納するものであり、内部の環境を外部から隔離した状態とするとともにアルミダイキャスト等により作製され金属製とされる隔壁１１と、該隔壁１１に対してその両面に突出状態に配される突起状フィン１２Ａと、少なくとも外側面（望ましくは両側面）に突出状態に配されるリブ状フィン１２Ｂと、隔壁１１の内部に配され発熱体Ｘを支持するラック部１３と、背面位置に配され垂直壁等の支持構造物に取り付けるための上部取付脚１４Ａ及び下部取付脚１４Ｂとを具備している。
【０００９】さらに、ケース本体１にあっては、図３及び図５に示すように、本体Ａ，Ｂ，Ｃの部分に３分割される構造が採用されており、Ｌ型状横断面の隔壁１１を有する本体Ａに対して、必要に応じてＩ型状横断面の隔壁１１を有する本体Ｂ，Ｃを取り外して、内部側方を開放し得るように設定される。これら本体Ａ，Ｂ，Ｃの各接合部１１ａは、ボルト・ナット等の締結具１１ｂで締結されるとともに、シール材等により気密性を保持するように組み付けされる。
【００１０】前記上部カバー２は、図１及び図２に示すように、ケース本体１の上方に、フレーム部２Ａが一体に配され、該フレーム部２Ａに平板状の上板部２Ｂが締結具１１ｂにより取り付けられ、上板部２Ｂに空気取入れ口２１が開けられるとともに、ケース本体１との間に冷却空気流路２２が形成され、フレーム部２Ａの下縁部２３が、ケース本体１の上側部に対して間隙を形成した状態に配され、該間隙の部分が熱交換後の空気を外部に放出するための排出開口２４とされている。また、上板部２Ｂには、ケーブル接続口２５が配されて、電気ケーブルＹによりケース本体１の内部の発熱体Ｘとの電気接続が行なわれる。
【００１１】前記内部ファン３は、ケース本体１の内底部に配されて、図１に矢印で示すように、内部空気を循環させて、隔壁１１に対して直接または突起状フィン１２Ａ，リブ状フィン１２Ｂを経由して放熱を行なうとともに、これらの内表面の付近に空気流を形成して、水滴の付着を防止するようにしている。
【００１２】前記外部ファン４は、図１に示すように、上部カバー２の空気取入れ口２１に取り付けられ、熱交換部５及び冷却空気流路２２に外気を導入するように設定される。
【００１３】前記熱交換部５は、隔壁１１及びその近傍に形成されるが、特に、ケース本体１の上面とその近傍の突起状フィン１２Ａと冷却空気流路２２との部分が、熱交換効率を向上させる点で重要視される。
【００１４】このように構成されている発熱体収納用密封ケースにあって、電子回路基板等（発熱体）Ｘをケース本体１の内部に収納する場合には、本体Ａ，Ｂ，Ｃを分割状態としておき、電子機器Ｘにあっては、ケース本体１の内壁面に直接取り付け、電子回路基板Ｘにあっては、図５に示すように、ラック部１３に立てた状態に取り付ける等の設定がなされる。
【００１５】発熱体Ｘをケース本体１の内部に収納した状態で作動させると、ケース本体１の内部空気の温度が上昇する。この際に内部ファン３を運転すると、図１に矢印で示すように、ケース本体１の内部に空気の強制循環流が形成されて、ラック部１３に取り付けられている発熱体Ｘにあっては、空気流に伝達されることにより除熱が行なわれ、隔壁１１の内面に支持されている発熱体Ｘにあっては、その熱が直接的に隔壁１１または空気流に伝達されることにより除熱が行なわれる。
【００１６】したがって、隔壁１１の温度上昇にともなって、突起状フィン１２Ａ及びリブ状フィン１２Ｂ等から放熱が行なわれることになるが、加えて、外部ファン４を作動させると、図１の矢印で示すように、冷却空気流路２２の部分に空気が挿通して、高温状態の熱交換部５における突起状フィン１２Ａ等の除熱が行なわれ、熱交換後の空気が排出開口２４から外部に排出される。この外部ファン４の作動により、特に高温状態となる図１に示す熱交換部５の突起状フィン１２Ａ等を効率よく冷却し得るようになり、ケース本体１の内部に、電子回路基板，電子機器Ｘを高集積状態に収納している場合にあっても、これらの放熱性を高めて安定作動を確保することができる。
【００１７】なお、発熱体Ｘが発熱している場合に、内部ファン３及び外部ファン４が停止していると、ケース本体１の内部にあっては、図１の矢印で示すように、自然対流が生じて放熱が行なわれるが、この際に、熱交換部５を経由して冷却空気流路２２に熱が伝達されると、上部カバー２の内部空気が、図１の矢印と反対方向に流れる自然対流が生じて、排出開口２４から取り入れられた空気が熱交換後に、空気取入れ口２１から排出される。このため、内部ファン３及び外部ファン４の一方、または両方を停止させた場合にあっても、最小限の冷却作用が確保される。
【００１８】
【発明の効果】本発明に係る発熱体収納用密封ケースによれば、以下のような効果を奏する。
（１）発熱体がケース本体の内部に密封状態に収納され、ケース本体が、アルミダイキャスト等の金属製とされることにより、外部環境との隔離を行なって、密封性，防湿性，及び防塵性を確保することができる。
（２）ケース本体の内部に循環流を生じさせることにより、ケースの内壁面に水滴が生成される現象の発生を防止することができる。
（３）発熱体を、ラック部または内壁面等に複数分割した状態に支持させて、内部ファンにより強制空冷することにより放熱性を高めて、電子機器及び電子部品の集積度び許容範囲を大きくすることができる。
（４）ケース本体の上方に上部カバーを配して冷却空気流路を形成し、外部ファンにより熱交換部の空気の挿通化を行なうことにより、ケース本体の放熱性を高めて、発熱体の健全性を確保することができる。
（５）ケース本体の隔壁に、突起状フィンやリブ状フィンを配して放熱性を高めるとともに、上部カバーの下縁部とケース本体との空気流通性を確保することにより、放熱性の向上に加えて、内部ファン及び外部ファンの停止時の放熱性を確保し、汎用性を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発熱体収納用密封ケースの一実施形態を示す正断面図である。
【図２】本発明に係る発熱体収納用密封ケースの一実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明に係る発熱体収納用密封ケースの一実施形態を示す左側面図である。
【図４】図１の発熱体の正面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図４のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。
【符号の説明】
Ｘ発熱体（電子回路基板，電子機器）
Ｙ電気ケーブル
１ケース本体
Ａ，Ｂ，Ｃ本体
２上部カバー
２Ａフレーム部
２Ｂ上板部
３内部ファン
４外部ファン
５熱交換部
１１隔壁
１１ａ接合部
１１ｂ締結具
１２Ａ突起状フィン
１２Ｂリブ状フィン
１３ラック部
１４Ａ上部取付脚
１４Ｂ下部取付脚
２１空気取入れ口
２２冷却空気流路
２３下縁部
２４排出開口

【特許請求の範囲】
【請求項１】発熱体（Ｘ）を密封状態に収納するケース本体（１）の上方に、これを覆って冷却空気流路（２２）を形成する上部カバー（２）が配され、冷却空気流路に外部空気との熱交換を行なう熱交換部（５）が配されることを特徴とする発熱体収納用密封ケース。
【請求項２】上部カバー（２）の下縁部（２３）と、ケース本体（１）の上方側部との間に、熱交換後の空気を放出するための排出開口（２４）が形成されることを特徴とする請求項１記載の発熱体収納用密封ケース。
【請求項３】ケース本体（１）の内部に、電子回路基板や電子機器等の発熱体（Ｘ）を支持するラック部（１３）が配されることを特徴とする請求項１または２記載の発熱体収納用密封ケース。
【請求項４】冷却空気流路（２２）に、空気の挿通化を図る外部ファン（４）が配されることを特徴とする請求項１、２または３記載の発熱体収納用密封ケース。
【請求項５】ケース本体（１）の内部に、内部空気を強制循環させる内部ファン（３）が配されることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の発熱体収納用密封ケース。
【請求項６】ケース本体（１）の隔壁（１１）に、両方向に突出状態の突起状フィン（１２Ａ）または外方に突出状態のリブ状フィン（１２Ｂ）が配されることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の発熱体収納用密封ケース。

【図１】