電子機器及び電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置
【課題】 吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃が筐体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器を提供する。
【解決手段】 電子機器２の冷却装置１８は、筐体４の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファン２２と、吸気ファン２２の風上側を包囲するように設けられたフードカバー２４と、を有している。フードカバー２４には吸気開口部３８が設けられ、フードカバー２４の内部には、吸気ファン２２の回転によって吸気開口部３８から吸気ファン２２に向けて流れる旋回流が形成されるように構成されている。冷却用外気が吸気開口部３８を通してフードカバー２４の内部に導入されると、吸気ファン２２の回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離される。
【解決手段】 電子機器２の冷却装置１８は、筐体４の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファン２２と、吸気ファン２２の風上側を包囲するように設けられたフードカバー２４と、を有している。フードカバー２４には吸気開口部３８が設けられ、フードカバー２４の内部には、吸気ファン２２の回転によって吸気開口部３８から吸気ファン２２に向けて流れる旋回流が形成されるように構成されている。冷却用外気が吸気開口部３８を通してフードカバー２４の内部に導入されると、吸気ファン２２の回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体の内部に収容された発熱部品を冷却用外気により冷却するための冷却機構を備えた電子機器及び電子機器を収納するための電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＤＶＤレコーダやオーディオプレーヤ、パーソナルコンピュータ等の電子機器は、筐体の内部に回路基板やドライブユニット等が収容されることにより構成されている。この回路基板やドライブユニット等には、例えば半導体デバイス等の発熱部品が実装されており、電子機器の通電時にはこの発熱部品が発熱するようになる。電子機器の性能を十分に発揮するためには発熱部品を冷却する必要があり、従来より、発熱部品を冷却するための種々の冷却機構が提案されている。
【０００３】
図１１は従来の電子機器を示す断面図であり、図示の電子機器１００は、筐体１０２と、筐体１０２の内部の空気を外部に排出するための排気ファン１０４と、を備えている。筐体１０２の内部には複数の回路基板１０８が収容され、各回路基板１０８には発熱部品１０６が実装されている。また、筐体１０２には複数の吸気口１１０が設けられている。排気ファン１０４が作動すると、その回転によって筐体１０２の内部の空気が排気ファン１０４を通して外部に排出され、これにより筐体１０２の内部の圧力が低下するようになる。このように筐体１０２の内外の圧力差が生じることによって、冷却用外気が複数の吸気口１１０を通して筐体１０２の内部に導入され、この冷却用外気により筐体１０２内の発熱部品１０６が冷却される。
【０００４】
しかしながら、このような冷却機構では、塵埃が冷却用外気とともに複数の吸気口１１０を通して筐体１０２の内部に侵入してしまう。また、排気ファン１０４の回転によって、排気ファン１０４の風上側の付近には旋回流が形成されるようになる。塵埃が排気ファン１０４の風上側の付近に到達すると、この旋回流によって遠心分離され、これにより塵埃の大部分は排気ファン１０４を通して外部に排出されることなく筐体１０２の内部に蓄積される。塵埃が筐体１０２内の回路基板１０８等に付着すると、回路基板１０８等の動作に悪影響を与えるおそれがある。また、塵埃が排気ファン１０４のブレードに大量に付着すると、排気ファン１０４の通過風量が低下するおそれがある。更に、塵埃が吸気口１１０及びその周囲に付着して吸気口１１０を塞ぐようになると、冷却用外気は、例えば筐体１０２の前面パネル（図示せず）と操作用ツマミ（図示せず）との間の隙間や、筐体１０２の背面パネル（図示せず）と端子部（図示せず）との間の隙間等を通して筐体１０２の内部に導入されるようになる。すると、塵埃が冷却用外気とともに上記隙間等を通して筐体１０２の内部に侵入し、時間の経過とともに塵埃が上記隙間等及びその周囲に付着して上記隙間等をも塞ぐようになる。これにより、筐体１０２の内部に冷却用外気を効率良く導入することができなくなり、電子機器１００がオーバーヒートを起こすおそれがある。
【０００５】
このように筐体内に塵埃が侵入するのを防止するために、例えば特許文献１に記載のような電子機器の冷却機構が提案されている。この電子機器は、筐体と、筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、吸気ファンの吸気側を覆うようにして設けられたフィルタと、を備えている。筐体には複数の排気口が設けられている。吸気ファンが作動すると、その回転によって冷却用外気が筐体の内部に送り込まれ、この冷却用外気により筐体内の発熱部品が冷却される。このとき、吸気ファンを通過する冷却用外気に含まれる塵埃はフィルタによって捕捉され、これにより筐体内に塵埃が侵入するのが防止される。また、筐体の内部に送り込まれた冷却用外気は、複数の排気口を通して外部に排出される。
【０００６】
また、塵埃の多い環境で使用される電子機器を塵埃から保護するために、例えば特許文献２に記載のような電子機器収納キャビネットが提案されている。この電子機器収納キャビネットは、電子機器を収納するためのキャビネット本体と、キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、吸気ファンの吸気側を覆うようにして設けられたフィルタと、を備えている。キャビネット本体には複数の排気口が設けられている。上述した電子機器と同様に、吸気ファンの回転によって冷却用外気がキャビネット本体の内部に送り込まれ、この冷却用外気によりキャビネット本体内の電子機器が冷却される。吸気ファンを通過する冷却用外気に含まれる塵埃は、フィルタによって捕捉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７４５９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５７３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載の電子機器の冷却機構及び特許文献２に記載の電子機器収納キャビネットでは、次のような問題がある。冷却用外気はフィルタを通過した後に吸気ファンを通過するので、フィルタが設けられていない場合に比べて吸気ファンの通過風量が低下してしまい、冷却用外気による筐体内の発熱部品（又は電子機器収納キャビネット内の電子機器）の冷却効率が低下するという問題がある。また、フィルタが目詰まりした場合には、吸気ファンの通過風量が更に大きく低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の第１の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃が筐体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器を提供することである。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃がキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器収納キャビネットを提供することである。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃が電子機器の内部又は電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の電子機器では、筐体と、前記筐体の内部に収容された発熱部品と、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込んで前記発熱部品を冷却するための冷却装置と、を備え、前記筐体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられた電子機器であって、
前記冷却装置は、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の電子機器では、前記吸気開口部は、前記吸気ファンの軸線方向に対して実質上垂直方向に開口され、前記フードカバーの前記吸気開口部の周囲には、冷却用外気を前記フードカバーの内部に導入するための補助吸気開口部及び／又は前記フードカバーの内部の空気を外部に排出するための補助排気開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の電子機器では、前記補助排気開口部には、前記補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を捕集するための塵埃捕集手段が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の電子機器では、前記フードカバーの前記補助排気開口部に対応する部位は、前記筐体の外部に配設されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の電子機器では、前記フードカバーの前記吸気開口部には、前記吸気ファンに向けて且つ前記吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項６に記載の電子機器では、前記吸気ファンの回転軸には、前記フードカバーの前記吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項７に記載の電子機器では、前記吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、前記旋回流形成補助ブレードは、前記フードカバーの前記吸気開口部と前記吸気ファンとの間に回転自在に配設されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項８に記載の電子機器収納キャビネットでは、電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットであって、
前記電子機器が収納されるキャビネット本体と、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込んで前記電子機器を冷却するための冷却装置と、を備え、前記キャビネット本体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられており、
前記冷却装置は、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項９に記載の冷却装置では、電子機器又はこれを収納するための電子機器収納キャビネットの内部に冷却用外気を送り込むことにより、前記電子機器の内部に収容された発熱部品又は前記電子機器収納キャビネットの内部に収納された前記電子機器を冷却するための冷却装置であって、
吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を備え、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記吸気ファンは、その回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流を形成するように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の電子機器によれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通して筐体の内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、発熱部品の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃が筐体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の電子機器によれば、フードカバーの吸気開口部の周囲には補助吸気開口部が設けられているので、冷却用外気が補助吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されることにより、フードカバーの内部において旋回流をより効率良く発生させることができる。また、フードカバーの吸気開口部の周囲には補助排気開口部が設けられているので、フードカバーの内部の空気が補助排気開口部を通して外部に排出されることにより、旋回流により遠心分離された塵埃を空気とともに補助排気開口部を通して外部に排出させることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載の電子機器によれば、補助排気開口部に塵埃捕集手段が設けられているので、補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を塵埃捕集手段によって捕集することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載の電子機器によれば、フードカバーの補助排気開口部に対応する部位は、筐体の外部に配設されているので、補助排気開口部を通して外部に排出された塵埃が筐体の内部に侵入することがない。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の電子機器によれば、フードカバーの吸気開口部には、吸気ファンに向けて且つ吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられているので、吸気開口部の近傍におけるフードカバーの内周領域にはく離流域を効率良く形成することができる。このはく離流域における圧力は、吸気ファンの風上側の付近における圧力よりも低くなり、この圧力差によって、遠心分離された塵埃がフードカバーの内周領域を吸気開口部側に向けて螺旋軌道を描きながら所定方向に旋回されるようになる。これにより、塵埃を補助排気開口部を通して外部に効率良く排出させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の電子機器によれば、吸気ファンの回転軸には、フードカバーの吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられているので、吸気ファンの風上側の付近では、旋回流は旋回流形成補助突部により径方向外側に押し広げられて旋回流形成補助突部の周囲に形成されるようになる。これにより、吸気ファンの風上側の付近において旋回流の回転方向の流速を高めることができ、塵埃を効率良く遠心分離させることができる。
【００２７】
また、本発明の請求項７に記載の電子機器によれば、吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、旋回流形成補助ブレードは、フードカバーの吸気開口部と吸気ファンとの間に回転自在に配設されている。旋回流形成補助ブレードが回転することによって、フードカバーの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになり、これにより塵埃を効率良く遠心分離させることができる。
【００２８】
また、本発明の請求項８に記載の電子機器収納キャビネットによれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通してキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、キャビネット本体内の電子機器の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃がキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器収納キャビネットを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項９に記載の冷却装置によれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通して電子機器の内部又は電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、電子機器内の発熱部品又は電子機器収納キャビネット内の電子機器の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃が電子機器の内部又は電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による電子機器を示す断面図である。
【図２】図１の冷却装置を示す断面図である。
【図３】図１の冷却装置の分解斜視図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ線による冷却装置の断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による電子機器収納キャビネットを示す斜視図である。
【図１０】図９の冷却装置を示す断面図である。
【図１１】従来の電子機器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う電子機器及び電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置の各種実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
まず、図１〜図４を参照して、第１の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による電子機器を示す断面図であり、図２は、図１の冷却装置を示す断面図であり、図３は、図１の冷却装置の分解斜視図であり、図４は、図２中のＡ−Ａ線による冷却装置の断面図である。
【００３２】
図１を参照して、本実施形態の電子機器２は、例えばＤＶＤレコーダから構成され、ボックス状の筐体４を備えている。筐体４の内部には複数の回路基板６，８が収容され、各回路基板６，８にはそれぞれ、例えば半導体デバイス等の発熱部材１０，１２が実装されている。なお、筐体４の内部には、回路基板６，８の他にも種々の電子部品等（例えば、光ディスクに対する記録又は再生を行う光学系に使用される光ピックアップレンズ等）が収容されているが、図１では回路基板６，８のみを図示してある。筐体４の側壁部１４ａには吸気口１６が設けられ、この吸気口１６には、筐体４の内部に冷却用外気を送り込むための冷却装置１８が取り付けられている。また、筐体４の各側壁部１４ａ〜１４ｄにはそれぞれ、筐体４の内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口２０ａ〜２０ｄが設けられている。
【００３３】
冷却装置１８は、吸気ファン２２と、吸気ファン２２の風上側（即ち、吸気ファン２２の前方周囲及びその前方の一部）を包囲するように設けられたフードカバー２４と、を備えている（図２及び図３参照）。吸気ファン２２は、軸流型ファンから構成されている。この吸気ファン２２は、筐体４の吸気口１６に装着されたハウジング２６と、ハウジング２６に回転自在に支持された羽根車２８と、羽根車２８を回転駆動するための駆動モータ３０と、を有している。羽根車２８は、回転軸３２と、回転軸３２より径方向外方に延びる複数のブレード３４と、を有している。羽根車２８の回転軸３２には、砲弾形状の旋回流形成補助突部３６が固定支持されている。旋回流形成補助突部３６は、フードカバー２４の吸気開口部３８（後述する）に向けて、フードカバー２４の軸方向中央部近傍まで延びている。また、旋回流形成補助突部３６の直径は、羽根車２８の回転軸３２の直径とほぼ等しく構成されている。吸気ファン２２の羽根車２８が所定方向に回転すると、旋回流形成補助突部３６は羽根車２８と一体に回転されるようになる。
【００３４】
フードカバー２４は、吸気ファン２２のハウジング２６に着脱自在に装着されている。フードカバー２４は砲弾形状に構成されており、その先端側は半球面形状に構成され、その基端側は円筒形状に構成されている。フードカバー２４の基端側によって吸気ファン２２の前方周囲が包囲され、その先端側によって吸気ファン２２の前方の一部が包囲されている。フードカバー２４の先端部には、円形状の吸気開口部３８が設けられている。この吸気開口部３８は、吸気ファン２２の軸線方向（即ち、羽根車２８の回転軸線方向）に対して実質上垂直方向に開口され、その中心は、吸気ファン２２の軸線の延長線上（又はその近傍）に配置されている。また、フードカバー２４の吸気開口部３８の周囲には、一対の補助開口部４０ａ，４０ｂ（補助吸気開口部及び補助排気開口部を構成する）が設けられている。これら補助開口部４０ａ，４０ｂはそれぞれ略矩形状に構成され、吸気開口部３８を挟んで上下に略対称に配置されている。下側の補助開口部４０ｂには、塵埃捕集用フィルタ４２（塵埃捕集手段を構成する）が設けられている。フードカバー２４の補助開口部４０ａ，４０ｂに対応する部位は、筐体４の外部に配設されている。なお、吸気開口部３８の開口面積は、フードカバー２４の基端側における横断面積よりも小さく構成されている。また、本実施形態では、補助開口部４０ａ，４０ｂをそれぞれ略矩形状に構成したが、例えば円形状や楕円形状、長円形状等に構成してもよく、適宜の形状に構成することができる。
【００３５】
なお、補助開口部４０ａ，４０ｂは、吸気開口部３８の近傍の部位に配置されている場合には、冷却用外気をフードカバー２４の内部に導入する補助吸気開口部を構成し、また吸気開口部３８から大きく離隔した部位に配置されている場合には、フードカバー２４の内部の空気を外部に排出する補助排気開口部を構成するようになる。また、本実施形態のように、補助開口部４０ａ，４０ｂが上記２つの部位の中間部に配置されている場合には、補助開口部４０ａ，４０ｂは補助吸気開口部及び補助排気開口部の双方を構成するようになる。
【００３６】
次に、本実施形態の電子機器２における冷却用外気の流れについて説明する。吸気ファン２２が作動して羽根車２８が所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８及び補助開口部４０ａ，４０ｂを通してフードカバー２４の内部に導入される。このとき、羽根車２８の回転によって、フードカバー２４の内部には吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れる旋回流が形成される（図２及び図４参照）。この旋回流によって、吸気開口部３８より導入された冷却用外気は、所定方向に螺旋状に回転しながら吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れるようになる。このとき、羽根車２８の風上側の付近では、旋回流は、旋回流形成補助突部３６により径方向外側に押し広げられて旋回流形成補助突部３６の周囲に形成されるようになる。また、上述のように、吸気開口部３８の開口面積はフードカバー２４の基端側における横断面積よりも小さく構成されているので、吸気開口部３８の近傍におけるフードカバー２４の内周領域には、はく離流域４４が形成される。
【００３７】
外部の塵埃（図１、図２及び図４において×印で示す）が冷却用外気とともに吸気開口部３８よりフードカバー２４の内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は旋回流によって径方向外方に遠心分離される。上述のように、旋回流形成補助突部３６により旋回流が径方向外側に押し広げられることによって、羽根車２８の風上側の付近において旋回流の回転方向の流速が高められる。これにより、羽根車２８の風上側の付近における圧力は、はく離流域４４における圧力よりも大きくなる。このように圧力差が生じることによって、上述のように遠心分離された塵埃は、所定方向に螺旋軌道を描きながらフードカバー２４の内周領域を補助開口部４０ａ，４０ｂに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４の内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４の一対の補助開口部４０ａ，４０ｂを通して外部に排出される。フードカバー２４の下側の補助開口部４０ｂを通して排出された塵埃は、塵埃捕集用フィルタ４２によって捕集される。
【００３８】
なお、遠心分離された塵埃の一部がフードカバー２４の内部に残った場合であっても、この塵埃はフードカバー２４の内周領域で所定方向に旋回されるようになるので、吸気ファン２２の通過風量に影響を与えることがない。吸気ファン２２の作動を停止すると、遠心分離された塵埃がフードカバー２４の内部に溜まるようになるが、フードカバー２４を吸気ファン２２のハウジング２６から取り外すことにより、この塵埃を除去することができる。フードカバー２４の内部に溜まった塵埃を外部から確認できるように、フードカバー２４を例えばポリカーボネート等の透明材料から形成するようにしてもよい。
【００３９】
上述のようにして塵埃の除去された清浄な冷却用外気は、吸気ファン２２を通して筐体４の内部に送り込まれ、回路基板６，８の発熱部品１０，１２を冷却しながら筐体４の内部を流れるようになる。これにより筐体４の内部の圧力が上昇し、筐体４の内外の圧力差が生じることによって、筐体４内の冷却用外気は、複数の排気口２０ａ〜２０ｄを通して外部に排出される（図１参照）。このようにして塵埃が筐体４の内部に侵入するのが防止され、これにより例えば、塵埃が筐体４内の回路基板６，８に付着して回路基板６，８が誤動作するのを防止することができ、また、塵埃が筐体４内の光ピックアップレンズ（図示せず）に付着して光ディスクに対する記録又は再生に動作不良が生じるのを防止することができる。
【００４０】
なお、フードカバー２４の内部に旋回流を効率良く発生させるためには、フードカバー２４によって吸気ファン２２の風上側、即ち、少なくとも吸気ファン２２の前方周囲を包囲するように構成することが好ましい。また、冷却用外気が筐体４の内部を効率良く流れるためには、吸気開口部３８の開口面積と一対の補助開口部４０ａ，４０ｂの開口面積との総和が、吸気ファン２２の開口面積に実質上等しく、また複数の排気口２０ａ〜２０ｄの開口面積の総和に実質上等しくなるようにすることが好ましい。
【００４１】
また、筐体４の内部において特に冷却効果を高めたい箇所がある場合には、その箇所に対応する筐体４の部位に排気ファン（図示せず）を設けるようにしてもよい。かかる場合には、吸気ファン２２を通して筐体４の内部に導入された冷却用外気は、複数の排気口２０ａ〜２０ｄを通して筐体４の外部に排出されるとともに、排気ファンを通して筐体４の外部に排出されるようになる。このとき、排気ファンの通過風量は、吸気ファン２２及び排気ファンが作動している状態において、筐体４の内部が正圧となる（即ち、筐体４の内部の圧力が外部の圧力よりも高い状態となる）ような大きさに設定することが好ましい。
［第２の実施形態］
次に、図５を参照して、第２の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のフードカバーを示す正面図である。なお、以下に示す各実施形態において、上記第１の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の電子機器２Ａの冷却装置１８Ａでは、フードカバー２４Ａの吸気開口部３８Ａには、断面円形状の筒状部４６が設けられている。この筒状部４６は、吸気ファン２２の羽根車２８に向けて且つ吸気ファン２２の軸線方向に延びている。このように筒状部４６を設けることにより、吸気開口部３８Ａの近傍におけるフードカバー２４Ａの内周領域にはく離流域４４を効率良く形成することができる。また、フードカバー２４Ａの基端部側の内周面には、径方向内側に向けて突出する整流用リング４８が設けられている。この整流用リング４８の開口面積は、旋回流の形状に対応して、吸気開口部３８Ａ側から羽根車２８側に向けて漸増するように構成されている。整流用リング４８の一端部（吸気開口部３８Ａ側の端部）における内周縁は、角アールに構成されている。また、フードカバー２４Ａの吸気開口部３８Ａの周囲には、円形状に構成された複数（本実施形態では４つ）の補助開口部４０Ａが周方向に間隔を置いて設けられている（図５（ｂ）参照）。なお、補助開口部４０Ａには、上記第１の実施形態の塵埃捕集用フィルタは設けられていない。
【００４３】
上記第１の実施形態と同様に、吸気ファン２２が作動して羽根車２８が所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８Ａ及び複数の補助開口部４０Ａを通してフードカバー２４Ａの内部に導入される。このとき、羽根車２８の回転によって、フードカバー２４Ａの内部には、吸気開口部３８Ａから羽根車２８に向けて流れる旋回流が形成される。外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ａよりフードカバー２４Ａの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ａから羽根車２８に向けて流れるようになる。旋回流によって遠心分離された塵埃は、整流用リング４８の一端部で吸気開口部３８Ａ側に跳ね返される。このように跳ね返された塵埃は、フードカバー２４Ａの内周領域に形成されたはく離流域４４のはく離流によって、螺旋軌道を描きながらフードカバー２４Ａの内周領域を補助開口部４０Ａに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４Ａの内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４Ａの複数の補助開口部４０Ａを通して外部に排出される。
［第３の実施形態］
次に、図６を参照して、第３の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【００４４】
本実施形態の電子機器２Ｂの冷却装置１８Ｂでは、フードカバー２４Ｂの軸方向の長さが、上記第１及び第２の実施形態よりも短く構成されている。これに対応して、旋回流形成補助突部３６Ｂの軸方向長さは、上記第１及び第２の実施形態よりも短く構成されている。このように構成することにより、筐体４の側壁部１４ａからのフードカバー２４Ｂの突出量を小さく抑えることができ、電子機器２Ｂの省スペース化を図ることができる。また、吸気開口部３８Ｂの周囲には、円形状に構成された複数（本実施形態では８つ）の補助開口部４０Ｂが周方向に間隔を置いて設けられている（図６（ｂ）参照）。従って、本実施形態においても、上記第１及び第２の実施形態と同様の作用効果が達成される。
［第４の実施形態］
次に、図７を参照して、第４の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図７は、本発明の第４の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【００４５】
本実施形態の電子機器２Ｃの冷却装置１８Ｃでは、フードカバー２４Ｃは、断面円形状のキャップ状に構成され、その一端部には吸気開口部３８Ｃが設けられている。フードカバー２４Ｃの吸気開口部３８Ｃの周囲には、円形状に構成された複数の補助開口部４０Ｃが設けられている。また、吸気ファン２２Ｃは遠心型ファン（所謂、シロッコファン）から構成されている。この吸気ファン２２Ｃは、筐体４の吸気口１６に装着されたハウジング２６Ｃと、ハウジング２６Ｃに回転自在に支持された羽根車２８Ｃと、羽根車２８Ｃを回転駆動するための駆動モータ（図示せず）と、を有している。羽根車２８Ｃは、回転軸３２Ｃと、回転軸３２Ｃの外側において周方向に間隔を置いて設けられた複数のブレード３４Ｃと、を有している。羽根車２８Ｃの回転軸３２Ｃには支持軸５０を介して旋回流形成補助ブレード５２が固定支持されており、この旋回流形成補助ブレード５２は、フードカバー２４Ｃの吸気開口部３８Ｃと羽根車２８Ｃとの間に配設されている。旋回流形成補助ブレード５２は１枚の矩形状のプレートから構成されている。旋回流形成補助ブレード５２の長さ方向は、支持軸５０を中心として径方向外側（即ち、吸気ファン２２Ｃの軸方向に対して実質上垂直方向）に略対称に延び、またその幅方向は、吸気ファン２２Ｃの軸方向に対して実質上平行に延びている。旋回流形成補助ブレード５２の中央部には矩形状の開口部５４が設けられ、これにより旋回流形成補助ブレード５２は全体としてロの字形状に構成されている。このように構成することにより、旋回流形成補助ブレード５２の通過風量が吸気ファン２２Ｃの羽根車２８Ｃの通過風量に与える影響を小さく抑えることができる。吸気ファン２２Ｃの羽根車２８Ｃが所定方向に回転すると、旋回流形成補助ブレード５２は羽根車２８Ｃと一体に回転されるようになる。
【００４６】
吸気ファン２２Ｃが作動して羽根車２８Ｃが所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８Ｃ及び複数の補助開口部４０Ｃを通してフードカバー２４Ｃの内部に導入される。このとき、羽根車２８Ｃの回転及び旋回流形成補助ブレード５２の回転によって、フードカバー２４Ｃの内部には、吸気開口部３８Ｃから羽根車２８Ｃに向けて流れる旋回流が形成される。このとき、旋回流形成補助ブレード５２の回転によって、フードカバー２４Ｃの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ｃよりフードカバー２４Ｃの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ｃから羽根車２８Ｃに向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は、旋回流及び上述した径方向外側に向けて流れる気流によって径方向外方に遠心分離され、更に、フードカバー２４Ｃの内周領域に形成されたはく離流域４４Ｃによって、螺旋軌道を描きながらフードカバー２４Ｃの内周領域を補助開口部４０Ｃに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４Ｃの内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４Ｃの複数の補助開口部４０Ｃを通して外部に排出される。
【００４７】
なお、本実施形態では、旋回流形成補助ブレード５２をロの字形状に構成したが、例えばコの字形状に構成してもよく、適宜の形状に構成することができる。また、旋回流形成補助ブレード５２は、例えば複数枚の矩形状のプレートを組み合わせることにより構成してもよい。
［第５の実施形態］
次に、図８を参照して、第５の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図８は、本発明の第５の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【００４８】
本実施形態の電子機器２Ｄの冷却装置１８Ｄでは、フードカバー２４Ｄは、断面円形状のキャップ状に構成され、その先端部には吸気開口部３８Ｄが設けられている。フードカバー２４Ｄの吸気開口部３８Ｄの周囲には、円形状に構成された複数の補助開口部４０Ｄが設けられている。また、吸気ファン２２Ｄは軸流型ファンから構成されている。羽根車２８Ｄの回転軸３２Ｄには支持軸５０Ｄを介して旋回流形成補助ブレード５２Ｄが固定支持されており、この旋回流形成補助ブレード５２Ｄは、フードカバー２４Ｄの吸気開口部３８Ｄと羽根車２８Ｄとの間に配設されている。旋回流形成補助ブレード５２Ｄは１枚のプレートから構成され、その形状は、支持軸５０Ｄから径方向外側に向けて幅が漸減するように（所謂、山形状に）形成されている。旋回流形成補助ブレード５２Ｄの長さ方向は、支持軸５０Ｄを中心として径方向外側（即ち、吸気ファン２２Ｄの軸方向に対して実質上垂直方向）に略対称に延び、またその幅方向は、吸気ファン２２Ｄの軸方向に対して実質上平行に延びている。
【００４９】
本実施形態においても、上記第４の実施形態と同様に、旋回流形成補助ブレード５２Ｄの回転によって、フードカバー２４Ｄの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。
［第６の実施形態］
次に、図９及び図１０を参照して、第６の実施形態の電子機器収納キャビネット及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図９は、本発明の第６の実施形態による電子機器収納キャビネットを示す斜視図であり、図１０は、図９の冷却装置を示す断面図である。
【００５０】
本実施形態の電子機器収納キャビネット１１２は、ボックス状のキャビネット本体１１４を備えている。キャビネット本体１１４の内部には例えばサーバ１１６（電子機器を構成する）が収納されており、これにより塵埃の多い環境で使用されるサーバ１１６が塵埃から保護される。このキャビネット本体１１４の前面には開口部１１８が設けられ、この開口部１１８には扉部材１２０が開閉自在に取り付けられている。扉部材１２０には、キャビネット本体１１４の内部が外部から見えるように透明のガラス窓１２１が設けられている。この扉部材１２０を開閉することによって、キャビネット本体１１４の内部に対してサーバ１１６を出し入れすることができる。キャビネット本体１１４の側壁部１２２には吸気口１２４が設けられ、この吸気口１２４には、キャビネット本体１１４の内部に冷却用外気を送り込むための冷却装置１８Ｅが取り付けられている。また、キャビネット本体１１４の側壁部１２２には、キャビネット本体１１４の内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口１２６が複数設けられている。
【００５１】
冷却装置１８Ｅのフードカバー２４Ｄは、上記第５の実施形態とほぼ同様に構成されている。羽根車２８Ｅの回転軸３２Ｅには、砲弾形状の旋回流形成補助突部３６Ｅが固定支持されている。更にこの旋回流形成補助突部３６Ｅの外周部には、径方向外側に略対称に延びる一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅが取り付けられている。各旋回流形成補助ブレード５２Ｅは、Ｌ字形状のプレート状に構成されている。吸気ファン２２Ｅの羽根車２８Ｅが所定方向に回転すると、旋回流形成補助突部３６Ｅ及び一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅはそれぞれ羽根車２８Ｅと一体に回転されるようになる。
【００５２】
本実施形態の冷却装置１８Ｅでは、上記各実施形態と同様に、外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ｄよりフードカバー２４Ｄの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ｄから羽根車２８Ｅに向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は旋回流によって径方向外方に遠心分離される。また、旋回流形成補助突部３６Ｅにより旋回流が径方向外側に押し広げられることによって、羽根車２８の風上側の付近において旋回流の回転方向の流速が高められる。更に、一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅの回転によって、フードカバー２４Ｄの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。このように、旋回流形成補助突部３６Ｅに一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅを取り付けることによって、塵埃をより効果的に遠心分離させることができる。
【００５３】
上述のように遠心分離により塵埃の除去された清浄な冷却用外気は、吸気ファン２２Ｅを通してキャビネット本体１１４の内部に送り込まれ、サーバ１１６を冷却しながらキャビネット本体１１４の内部を流れるようになる。これによりキャビネット本体１１４の内部の圧力が上昇し、キャビネット本体１１４の内外の圧力差が生じることによって、キャビネット本体１１４内の冷却用外気は、複数の排気口１２６を通して外部に排出される。
【００５４】
なお、キャビネット本体１１４の内部に収納される電子機器は、サーバ１１６の他に、例えばパーソナルコンピュータやモニタ、ルータ、ＨＵＢ等の種々の電子機器から構成することができる。
【００５５】
以上、本発明に従う電子機器及び電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置の各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００５６】
上記第１〜第３の実施形態では、羽根車２８の回転軸３２に旋回流形成補助突部３６を設けるように構成したが、この旋回流形成補助突部３６は省略してもよい。かかる場合であっても、フードカバー２４（２４Ａ）（２４Ｂ）の内部には、吸気ファン２２の回転によって旋回流が形成されるようになる。
【００５７】
また、上記各実施形態では、電子機器２（２Ａ〜２Ｄ）をＤＶＤレコーダから構成したが、例えばオーディオプレーヤやパーソナルコンピュータ、エアコン、ファンヒータ、テレビ等の種々の電子機器から構成することができる。
【００５８】
また、上記各実施形態では、フードカバー２４（２４Ａ〜２４Ｄ）を吸気ファン２２（２２Ｃ）（２２Ｄ）（２２Ｅ）のハウジング２６（２６Ｃ）に着脱自在に装着するように構成したが、フードカバー２４（２４Ａ〜２４Ｄ）と吸気ファン２２（２２Ｃ）（２２Ｄ）（２２Ｅ）のハウジング２６（２６Ｃ）とを一体的に構成してもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態では、冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を横向きに配置するように構成したが、縦向きに配置するように構成してもよい。また、上記各実施形態では、１台の電子機器２（２Ａ〜２Ｄ）及び電子機器収納キャビネット１１２に付き１つの冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を設けるように構成したが、複数の冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を設けるように構成してもよい。
【００６０】
また、電子機器の筐体内（又は電子機器収納キャビネットのキャビネット本体内）の温度は、電子機器（又は電子機器収納キャビネット）の周囲環境温度の影響を受け易く、夏季では高くなり、冬季では低くなる傾向にある。そのため、電子機器（又は電子機器収納キャビネット）の周囲環境温度を検知するための温度検知センサと、温度検知センサによる検知温度に基づいて吸気ファンの回転数を制御する回転数制御手段と、を設けるようにしてもよい。この回転数制御手段によって、夏季では吸気ファンの回転数を高めに設定し、冬季では吸気ファンの回転数を低めに設定することができ、これにより吸気ファンの回転数を効率良く設定して省電力化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
２，２Ａ〜２Ｄ，１００ 電子機器
４，１０２ 筐体
１０，１２，１０６ 発熱部品
１８，１８Ａ〜１８Ｅ 冷却装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，１２６ 排気口
２２，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ 吸気ファン
２４，２４Ａ〜２４Ｄ フードカバー
３２，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ 回転軸
３６，３６Ｂ 旋回流形成補助突部
３８，３８Ａ〜３８Ｄ 吸気開口部
４０ａ，４０ｂ，４０Ａ〜４０Ｄ 補助開口部
４２ 塵埃捕集用フィルタ
４６，４６Ｂ 筒状部
５２，５２Ｄ 旋回流形成補助ブレード
１１２ 電子機器収納キャビネット
１１４ キャビネット本体
１１６ サーバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体の内部に収容された発熱部品を冷却用外気により冷却するための冷却機構を備えた電子機器及び電子機器を収納するための電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＤＶＤレコーダやオーディオプレーヤ、パーソナルコンピュータ等の電子機器は、筐体の内部に回路基板やドライブユニット等が収容されることにより構成されている。この回路基板やドライブユニット等には、例えば半導体デバイス等の発熱部品が実装されており、電子機器の通電時にはこの発熱部品が発熱するようになる。電子機器の性能を十分に発揮するためには発熱部品を冷却する必要があり、従来より、発熱部品を冷却するための種々の冷却機構が提案されている。
【０００３】
図１１は従来の電子機器を示す断面図であり、図示の電子機器１００は、筐体１０２と、筐体１０２の内部の空気を外部に排出するための排気ファン１０４と、を備えている。筐体１０２の内部には複数の回路基板１０８が収容され、各回路基板１０８には発熱部品１０６が実装されている。また、筐体１０２には複数の吸気口１１０が設けられている。排気ファン１０４が作動すると、その回転によって筐体１０２の内部の空気が排気ファン１０４を通して外部に排出され、これにより筐体１０２の内部の圧力が低下するようになる。このように筐体１０２の内外の圧力差が生じることによって、冷却用外気が複数の吸気口１１０を通して筐体１０２の内部に導入され、この冷却用外気により筐体１０２内の発熱部品１０６が冷却される。
【０００４】
しかしながら、このような冷却機構では、塵埃が冷却用外気とともに複数の吸気口１１０を通して筐体１０２の内部に侵入してしまう。また、排気ファン１０４の回転によって、排気ファン１０４の風上側の付近には旋回流が形成されるようになる。塵埃が排気ファン１０４の風上側の付近に到達すると、この旋回流によって遠心分離され、これにより塵埃の大部分は排気ファン１０４を通して外部に排出されることなく筐体１０２の内部に蓄積される。塵埃が筐体１０２内の回路基板１０８等に付着すると、回路基板１０８等の動作に悪影響を与えるおそれがある。また、塵埃が排気ファン１０４のブレードに大量に付着すると、排気ファン１０４の通過風量が低下するおそれがある。更に、塵埃が吸気口１１０及びその周囲に付着して吸気口１１０を塞ぐようになると、冷却用外気は、例えば筐体１０２の前面パネル（図示せず）と操作用ツマミ（図示せず）との間の隙間や、筐体１０２の背面パネル（図示せず）と端子部（図示せず）との間の隙間等を通して筐体１０２の内部に導入されるようになる。すると、塵埃が冷却用外気とともに上記隙間等を通して筐体１０２の内部に侵入し、時間の経過とともに塵埃が上記隙間等及びその周囲に付着して上記隙間等をも塞ぐようになる。これにより、筐体１０２の内部に冷却用外気を効率良く導入することができなくなり、電子機器１００がオーバーヒートを起こすおそれがある。
【０００５】
このように筐体内に塵埃が侵入するのを防止するために、例えば特許文献１に記載のような電子機器の冷却機構が提案されている。この電子機器は、筐体と、筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、吸気ファンの吸気側を覆うようにして設けられたフィルタと、を備えている。筐体には複数の排気口が設けられている。吸気ファンが作動すると、その回転によって冷却用外気が筐体の内部に送り込まれ、この冷却用外気により筐体内の発熱部品が冷却される。このとき、吸気ファンを通過する冷却用外気に含まれる塵埃はフィルタによって捕捉され、これにより筐体内に塵埃が侵入するのが防止される。また、筐体の内部に送り込まれた冷却用外気は、複数の排気口を通して外部に排出される。
【０００６】
また、塵埃の多い環境で使用される電子機器を塵埃から保護するために、例えば特許文献２に記載のような電子機器収納キャビネットが提案されている。この電子機器収納キャビネットは、電子機器を収納するためのキャビネット本体と、キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、吸気ファンの吸気側を覆うようにして設けられたフィルタと、を備えている。キャビネット本体には複数の排気口が設けられている。上述した電子機器と同様に、吸気ファンの回転によって冷却用外気がキャビネット本体の内部に送り込まれ、この冷却用外気によりキャビネット本体内の電子機器が冷却される。吸気ファンを通過する冷却用外気に含まれる塵埃は、フィルタによって捕捉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１７４５９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５７３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１に記載の電子機器の冷却機構及び特許文献２に記載の電子機器収納キャビネットでは、次のような問題がある。冷却用外気はフィルタを通過した後に吸気ファンを通過するので、フィルタが設けられていない場合に比べて吸気ファンの通過風量が低下してしまい、冷却用外気による筐体内の発熱部品（又は電子機器収納キャビネット内の電子機器）の冷却効率が低下するという問題がある。また、フィルタが目詰まりした場合には、吸気ファンの通過風量が更に大きく低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明の第１の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃が筐体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器を提供することである。
【００１０】
また、本発明の第２の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃がキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器収納キャビネットを提供することである。
【００１１】
また、本発明の第３の目的は、吸気ファンの通過風量を低下させることなく、塵埃が電子機器の内部又は電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の電子機器では、筐体と、前記筐体の内部に収容された発熱部品と、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込んで前記発熱部品を冷却するための冷却装置と、を備え、前記筐体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられた電子機器であって、
前記冷却装置は、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の電子機器では、前記吸気開口部は、前記吸気ファンの軸線方向に対して実質上垂直方向に開口され、前記フードカバーの前記吸気開口部の周囲には、冷却用外気を前記フードカバーの内部に導入するための補助吸気開口部及び／又は前記フードカバーの内部の空気を外部に排出するための補助排気開口部が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の電子機器では、前記補助排気開口部には、前記補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を捕集するための塵埃捕集手段が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の電子機器では、前記フードカバーの前記補助排気開口部に対応する部位は、前記筐体の外部に配設されていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の電子機器では、前記フードカバーの前記吸気開口部には、前記吸気ファンに向けて且つ前記吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項６に記載の電子機器では、前記吸気ファンの回転軸には、前記フードカバーの前記吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項７に記載の電子機器では、前記吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、前記旋回流形成補助ブレードは、前記フードカバーの前記吸気開口部と前記吸気ファンとの間に回転自在に配設されていることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項８に記載の電子機器収納キャビネットでは、電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットであって、
前記電子機器が収納されるキャビネット本体と、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込んで前記電子機器を冷却するための冷却装置と、を備え、前記キャビネット本体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられており、
前記冷却装置は、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項９に記載の冷却装置では、電子機器又はこれを収納するための電子機器収納キャビネットの内部に冷却用外気を送り込むことにより、前記電子機器の内部に収容された発熱部品又は前記電子機器収納キャビネットの内部に収納された前記電子機器を冷却するための冷却装置であって、
吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を備え、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記吸気ファンは、その回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流を形成するように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の電子機器によれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通して筐体の内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、発熱部品の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃が筐体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の請求項２に記載の電子機器によれば、フードカバーの吸気開口部の周囲には補助吸気開口部が設けられているので、冷却用外気が補助吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されることにより、フードカバーの内部において旋回流をより効率良く発生させることができる。また、フードカバーの吸気開口部の周囲には補助排気開口部が設けられているので、フードカバーの内部の空気が補助排気開口部を通して外部に排出されることにより、旋回流により遠心分離された塵埃を空気とともに補助排気開口部を通して外部に排出させることができる。
【００２３】
また、本発明の請求項３に記載の電子機器によれば、補助排気開口部に塵埃捕集手段が設けられているので、補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を塵埃捕集手段によって捕集することができる。
【００２４】
また、本発明の請求項４に記載の電子機器によれば、フードカバーの補助排気開口部に対応する部位は、筐体の外部に配設されているので、補助排気開口部を通して外部に排出された塵埃が筐体の内部に侵入することがない。
【００２５】
また、本発明の請求項５に記載の電子機器によれば、フードカバーの吸気開口部には、吸気ファンに向けて且つ吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられているので、吸気開口部の近傍におけるフードカバーの内周領域にはく離流域を効率良く形成することができる。このはく離流域における圧力は、吸気ファンの風上側の付近における圧力よりも低くなり、この圧力差によって、遠心分離された塵埃がフードカバーの内周領域を吸気開口部側に向けて螺旋軌道を描きながら所定方向に旋回されるようになる。これにより、塵埃を補助排気開口部を通して外部に効率良く排出させることができる。
【００２６】
また、本発明の請求項６に記載の電子機器によれば、吸気ファンの回転軸には、フードカバーの吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられているので、吸気ファンの風上側の付近では、旋回流は旋回流形成補助突部により径方向外側に押し広げられて旋回流形成補助突部の周囲に形成されるようになる。これにより、吸気ファンの風上側の付近において旋回流の回転方向の流速を高めることができ、塵埃を効率良く遠心分離させることができる。
【００２７】
また、本発明の請求項７に記載の電子機器によれば、吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、旋回流形成補助ブレードは、フードカバーの吸気開口部と吸気ファンとの間に回転自在に配設されている。旋回流形成補助ブレードが回転することによって、フードカバーの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになり、これにより塵埃を効率良く遠心分離させることができる。
【００２８】
また、本発明の請求項８に記載の電子機器収納キャビネットによれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通してキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、キャビネット本体内の電子機器の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃がキャビネット本体の内部に侵入するのを防止することができる電子機器収納キャビネットを提供することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項９に記載の冷却装置によれば、吸気ファンの風上側を包囲するようにフードカバーが設けられているので、フードカバーの内部において、吸気ファンの回転によって吸気開口部から吸気ファンに向けて流れる旋回流を効果的に形成することができる。冷却用外気が吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入されると、塵埃は冷却用外気よりも重いため、冷却用外気に含まれる塵埃が旋回流によって径方向外方に遠心分離される。このように遠心分離された塵埃は、旋回流によってフードカバーの内周領域を所定方向に旋回するようになり、塵埃が吸気ファンを通して電子機器の内部又は電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる。また、吸気開口部を通してフードカバーの内部に導入された冷却用外気は、従来のようにフィルタを通過することなく吸気ファンを通過するようになるので、吸気ファンの通過風量が低下するのを防止することができる。従って、電子機器内の発熱部品又は電子機器収納キャビネット内の電子機器の冷却効率を高めることができ、且つ塵埃が電子機器の内部又は電子機器収納キャビネットの内部に侵入するのを防止することができる冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による電子機器を示す断面図である。
【図２】図１の冷却装置を示す断面図である。
【図３】図１の冷却装置の分解斜視図である。
【図４】図２中のＡ−Ａ線による冷却装置の断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の第２の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の第３の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による電子機器収納キャビネットを示す斜視図である。
【図１０】図９の冷却装置を示す断面図である。
【図１１】従来の電子機器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う電子機器及び電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置の各種実施形態について説明する。
［第１の実施形態］
まず、図１〜図４を参照して、第１の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による電子機器を示す断面図であり、図２は、図１の冷却装置を示す断面図であり、図３は、図１の冷却装置の分解斜視図であり、図４は、図２中のＡ−Ａ線による冷却装置の断面図である。
【００３２】
図１を参照して、本実施形態の電子機器２は、例えばＤＶＤレコーダから構成され、ボックス状の筐体４を備えている。筐体４の内部には複数の回路基板６，８が収容され、各回路基板６，８にはそれぞれ、例えば半導体デバイス等の発熱部材１０，１２が実装されている。なお、筐体４の内部には、回路基板６，８の他にも種々の電子部品等（例えば、光ディスクに対する記録又は再生を行う光学系に使用される光ピックアップレンズ等）が収容されているが、図１では回路基板６，８のみを図示してある。筐体４の側壁部１４ａには吸気口１６が設けられ、この吸気口１６には、筐体４の内部に冷却用外気を送り込むための冷却装置１８が取り付けられている。また、筐体４の各側壁部１４ａ〜１４ｄにはそれぞれ、筐体４の内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口２０ａ〜２０ｄが設けられている。
【００３３】
冷却装置１８は、吸気ファン２２と、吸気ファン２２の風上側（即ち、吸気ファン２２の前方周囲及びその前方の一部）を包囲するように設けられたフードカバー２４と、を備えている（図２及び図３参照）。吸気ファン２２は、軸流型ファンから構成されている。この吸気ファン２２は、筐体４の吸気口１６に装着されたハウジング２６と、ハウジング２６に回転自在に支持された羽根車２８と、羽根車２８を回転駆動するための駆動モータ３０と、を有している。羽根車２８は、回転軸３２と、回転軸３２より径方向外方に延びる複数のブレード３４と、を有している。羽根車２８の回転軸３２には、砲弾形状の旋回流形成補助突部３６が固定支持されている。旋回流形成補助突部３６は、フードカバー２４の吸気開口部３８（後述する）に向けて、フードカバー２４の軸方向中央部近傍まで延びている。また、旋回流形成補助突部３６の直径は、羽根車２８の回転軸３２の直径とほぼ等しく構成されている。吸気ファン２２の羽根車２８が所定方向に回転すると、旋回流形成補助突部３６は羽根車２８と一体に回転されるようになる。
【００３４】
フードカバー２４は、吸気ファン２２のハウジング２６に着脱自在に装着されている。フードカバー２４は砲弾形状に構成されており、その先端側は半球面形状に構成され、その基端側は円筒形状に構成されている。フードカバー２４の基端側によって吸気ファン２２の前方周囲が包囲され、その先端側によって吸気ファン２２の前方の一部が包囲されている。フードカバー２４の先端部には、円形状の吸気開口部３８が設けられている。この吸気開口部３８は、吸気ファン２２の軸線方向（即ち、羽根車２８の回転軸線方向）に対して実質上垂直方向に開口され、その中心は、吸気ファン２２の軸線の延長線上（又はその近傍）に配置されている。また、フードカバー２４の吸気開口部３８の周囲には、一対の補助開口部４０ａ，４０ｂ（補助吸気開口部及び補助排気開口部を構成する）が設けられている。これら補助開口部４０ａ，４０ｂはそれぞれ略矩形状に構成され、吸気開口部３８を挟んで上下に略対称に配置されている。下側の補助開口部４０ｂには、塵埃捕集用フィルタ４２（塵埃捕集手段を構成する）が設けられている。フードカバー２４の補助開口部４０ａ，４０ｂに対応する部位は、筐体４の外部に配設されている。なお、吸気開口部３８の開口面積は、フードカバー２４の基端側における横断面積よりも小さく構成されている。また、本実施形態では、補助開口部４０ａ，４０ｂをそれぞれ略矩形状に構成したが、例えば円形状や楕円形状、長円形状等に構成してもよく、適宜の形状に構成することができる。
【００３５】
なお、補助開口部４０ａ，４０ｂは、吸気開口部３８の近傍の部位に配置されている場合には、冷却用外気をフードカバー２４の内部に導入する補助吸気開口部を構成し、また吸気開口部３８から大きく離隔した部位に配置されている場合には、フードカバー２４の内部の空気を外部に排出する補助排気開口部を構成するようになる。また、本実施形態のように、補助開口部４０ａ，４０ｂが上記２つの部位の中間部に配置されている場合には、補助開口部４０ａ，４０ｂは補助吸気開口部及び補助排気開口部の双方を構成するようになる。
【００３６】
次に、本実施形態の電子機器２における冷却用外気の流れについて説明する。吸気ファン２２が作動して羽根車２８が所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８及び補助開口部４０ａ，４０ｂを通してフードカバー２４の内部に導入される。このとき、羽根車２８の回転によって、フードカバー２４の内部には吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れる旋回流が形成される（図２及び図４参照）。この旋回流によって、吸気開口部３８より導入された冷却用外気は、所定方向に螺旋状に回転しながら吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れるようになる。このとき、羽根車２８の風上側の付近では、旋回流は、旋回流形成補助突部３６により径方向外側に押し広げられて旋回流形成補助突部３６の周囲に形成されるようになる。また、上述のように、吸気開口部３８の開口面積はフードカバー２４の基端側における横断面積よりも小さく構成されているので、吸気開口部３８の近傍におけるフードカバー２４の内周領域には、はく離流域４４が形成される。
【００３７】
外部の塵埃（図１、図２及び図４において×印で示す）が冷却用外気とともに吸気開口部３８よりフードカバー２４の内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８から羽根車２８に向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は旋回流によって径方向外方に遠心分離される。上述のように、旋回流形成補助突部３６により旋回流が径方向外側に押し広げられることによって、羽根車２８の風上側の付近において旋回流の回転方向の流速が高められる。これにより、羽根車２８の風上側の付近における圧力は、はく離流域４４における圧力よりも大きくなる。このように圧力差が生じることによって、上述のように遠心分離された塵埃は、所定方向に螺旋軌道を描きながらフードカバー２４の内周領域を補助開口部４０ａ，４０ｂに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４の内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４の一対の補助開口部４０ａ，４０ｂを通して外部に排出される。フードカバー２４の下側の補助開口部４０ｂを通して排出された塵埃は、塵埃捕集用フィルタ４２によって捕集される。
【００３８】
なお、遠心分離された塵埃の一部がフードカバー２４の内部に残った場合であっても、この塵埃はフードカバー２４の内周領域で所定方向に旋回されるようになるので、吸気ファン２２の通過風量に影響を与えることがない。吸気ファン２２の作動を停止すると、遠心分離された塵埃がフードカバー２４の内部に溜まるようになるが、フードカバー２４を吸気ファン２２のハウジング２６から取り外すことにより、この塵埃を除去することができる。フードカバー２４の内部に溜まった塵埃を外部から確認できるように、フードカバー２４を例えばポリカーボネート等の透明材料から形成するようにしてもよい。
【００３９】
上述のようにして塵埃の除去された清浄な冷却用外気は、吸気ファン２２を通して筐体４の内部に送り込まれ、回路基板６，８の発熱部品１０，１２を冷却しながら筐体４の内部を流れるようになる。これにより筐体４の内部の圧力が上昇し、筐体４の内外の圧力差が生じることによって、筐体４内の冷却用外気は、複数の排気口２０ａ〜２０ｄを通して外部に排出される（図１参照）。このようにして塵埃が筐体４の内部に侵入するのが防止され、これにより例えば、塵埃が筐体４内の回路基板６，８に付着して回路基板６，８が誤動作するのを防止することができ、また、塵埃が筐体４内の光ピックアップレンズ（図示せず）に付着して光ディスクに対する記録又は再生に動作不良が生じるのを防止することができる。
【００４０】
なお、フードカバー２４の内部に旋回流を効率良く発生させるためには、フードカバー２４によって吸気ファン２２の風上側、即ち、少なくとも吸気ファン２２の前方周囲を包囲するように構成することが好ましい。また、冷却用外気が筐体４の内部を効率良く流れるためには、吸気開口部３８の開口面積と一対の補助開口部４０ａ，４０ｂの開口面積との総和が、吸気ファン２２の開口面積に実質上等しく、また複数の排気口２０ａ〜２０ｄの開口面積の総和に実質上等しくなるようにすることが好ましい。
【００４１】
また、筐体４の内部において特に冷却効果を高めたい箇所がある場合には、その箇所に対応する筐体４の部位に排気ファン（図示せず）を設けるようにしてもよい。かかる場合には、吸気ファン２２を通して筐体４の内部に導入された冷却用外気は、複数の排気口２０ａ〜２０ｄを通して筐体４の外部に排出されるとともに、排気ファンを通して筐体４の外部に排出されるようになる。このとき、排気ファンの通過風量は、吸気ファン２２及び排気ファンが作動している状態において、筐体４の内部が正圧となる（即ち、筐体４の内部の圧力が外部の圧力よりも高い状態となる）ような大きさに設定することが好ましい。
［第２の実施形態］
次に、図５を参照して、第２の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のフードカバーを示す正面図である。なお、以下に示す各実施形態において、上記第１の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態の電子機器２Ａの冷却装置１８Ａでは、フードカバー２４Ａの吸気開口部３８Ａには、断面円形状の筒状部４６が設けられている。この筒状部４６は、吸気ファン２２の羽根車２８に向けて且つ吸気ファン２２の軸線方向に延びている。このように筒状部４６を設けることにより、吸気開口部３８Ａの近傍におけるフードカバー２４Ａの内周領域にはく離流域４４を効率良く形成することができる。また、フードカバー２４Ａの基端部側の内周面には、径方向内側に向けて突出する整流用リング４８が設けられている。この整流用リング４８の開口面積は、旋回流の形状に対応して、吸気開口部３８Ａ側から羽根車２８側に向けて漸増するように構成されている。整流用リング４８の一端部（吸気開口部３８Ａ側の端部）における内周縁は、角アールに構成されている。また、フードカバー２４Ａの吸気開口部３８Ａの周囲には、円形状に構成された複数（本実施形態では４つ）の補助開口部４０Ａが周方向に間隔を置いて設けられている（図５（ｂ）参照）。なお、補助開口部４０Ａには、上記第１の実施形態の塵埃捕集用フィルタは設けられていない。
【００４３】
上記第１の実施形態と同様に、吸気ファン２２が作動して羽根車２８が所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８Ａ及び複数の補助開口部４０Ａを通してフードカバー２４Ａの内部に導入される。このとき、羽根車２８の回転によって、フードカバー２４Ａの内部には、吸気開口部３８Ａから羽根車２８に向けて流れる旋回流が形成される。外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ａよりフードカバー２４Ａの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ａから羽根車２８に向けて流れるようになる。旋回流によって遠心分離された塵埃は、整流用リング４８の一端部で吸気開口部３８Ａ側に跳ね返される。このように跳ね返された塵埃は、フードカバー２４Ａの内周領域に形成されたはく離流域４４のはく離流によって、螺旋軌道を描きながらフードカバー２４Ａの内周領域を補助開口部４０Ａに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４Ａの内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４Ａの複数の補助開口部４０Ａを通して外部に排出される。
［第３の実施形態］
次に、図６を参照して、第３の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図６（ａ）は、本発明の第３の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のフードカバーを示す正面図である。
【００４４】
本実施形態の電子機器２Ｂの冷却装置１８Ｂでは、フードカバー２４Ｂの軸方向の長さが、上記第１及び第２の実施形態よりも短く構成されている。これに対応して、旋回流形成補助突部３６Ｂの軸方向長さは、上記第１及び第２の実施形態よりも短く構成されている。このように構成することにより、筐体４の側壁部１４ａからのフードカバー２４Ｂの突出量を小さく抑えることができ、電子機器２Ｂの省スペース化を図ることができる。また、吸気開口部３８Ｂの周囲には、円形状に構成された複数（本実施形態では８つ）の補助開口部４０Ｂが周方向に間隔を置いて設けられている（図６（ｂ）参照）。従って、本実施形態においても、上記第１及び第２の実施形態と同様の作用効果が達成される。
［第４の実施形態］
次に、図７を参照して、第４の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図７は、本発明の第４の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【００４５】
本実施形態の電子機器２Ｃの冷却装置１８Ｃでは、フードカバー２４Ｃは、断面円形状のキャップ状に構成され、その一端部には吸気開口部３８Ｃが設けられている。フードカバー２４Ｃの吸気開口部３８Ｃの周囲には、円形状に構成された複数の補助開口部４０Ｃが設けられている。また、吸気ファン２２Ｃは遠心型ファン（所謂、シロッコファン）から構成されている。この吸気ファン２２Ｃは、筐体４の吸気口１６に装着されたハウジング２６Ｃと、ハウジング２６Ｃに回転自在に支持された羽根車２８Ｃと、羽根車２８Ｃを回転駆動するための駆動モータ（図示せず）と、を有している。羽根車２８Ｃは、回転軸３２Ｃと、回転軸３２Ｃの外側において周方向に間隔を置いて設けられた複数のブレード３４Ｃと、を有している。羽根車２８Ｃの回転軸３２Ｃには支持軸５０を介して旋回流形成補助ブレード５２が固定支持されており、この旋回流形成補助ブレード５２は、フードカバー２４Ｃの吸気開口部３８Ｃと羽根車２８Ｃとの間に配設されている。旋回流形成補助ブレード５２は１枚の矩形状のプレートから構成されている。旋回流形成補助ブレード５２の長さ方向は、支持軸５０を中心として径方向外側（即ち、吸気ファン２２Ｃの軸方向に対して実質上垂直方向）に略対称に延び、またその幅方向は、吸気ファン２２Ｃの軸方向に対して実質上平行に延びている。旋回流形成補助ブレード５２の中央部には矩形状の開口部５４が設けられ、これにより旋回流形成補助ブレード５２は全体としてロの字形状に構成されている。このように構成することにより、旋回流形成補助ブレード５２の通過風量が吸気ファン２２Ｃの羽根車２８Ｃの通過風量に与える影響を小さく抑えることができる。吸気ファン２２Ｃの羽根車２８Ｃが所定方向に回転すると、旋回流形成補助ブレード５２は羽根車２８Ｃと一体に回転されるようになる。
【００４６】
吸気ファン２２Ｃが作動して羽根車２８Ｃが所定方向に回転すると、冷却用外気が吸気開口部３８Ｃ及び複数の補助開口部４０Ｃを通してフードカバー２４Ｃの内部に導入される。このとき、羽根車２８Ｃの回転及び旋回流形成補助ブレード５２の回転によって、フードカバー２４Ｃの内部には、吸気開口部３８Ｃから羽根車２８Ｃに向けて流れる旋回流が形成される。このとき、旋回流形成補助ブレード５２の回転によって、フードカバー２４Ｃの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ｃよりフードカバー２４Ｃの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ｃから羽根車２８Ｃに向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は、旋回流及び上述した径方向外側に向けて流れる気流によって径方向外方に遠心分離され、更に、フードカバー２４Ｃの内周領域に形成されたはく離流域４４Ｃによって、螺旋軌道を描きながらフードカバー２４Ｃの内周領域を補助開口部４０Ｃに向けて流れるようになる。そして、この塵埃はフードカバー２４Ｃの内周領域で所定方向に旋回され、その一部は、フードカバー２４Ｃの複数の補助開口部４０Ｃを通して外部に排出される。
【００４７】
なお、本実施形態では、旋回流形成補助ブレード５２をロの字形状に構成したが、例えばコの字形状に構成してもよく、適宜の形状に構成することができる。また、旋回流形成補助ブレード５２は、例えば複数枚の矩形状のプレートを組み合わせることにより構成してもよい。
［第５の実施形態］
次に、図８を参照して、第５の実施形態の電子機器及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図８は、本発明の第５の実施形態による電子機器の冷却装置を示す断面図である。
【００４８】
本実施形態の電子機器２Ｄの冷却装置１８Ｄでは、フードカバー２４Ｄは、断面円形状のキャップ状に構成され、その先端部には吸気開口部３８Ｄが設けられている。フードカバー２４Ｄの吸気開口部３８Ｄの周囲には、円形状に構成された複数の補助開口部４０Ｄが設けられている。また、吸気ファン２２Ｄは軸流型ファンから構成されている。羽根車２８Ｄの回転軸３２Ｄには支持軸５０Ｄを介して旋回流形成補助ブレード５２Ｄが固定支持されており、この旋回流形成補助ブレード５２Ｄは、フードカバー２４Ｄの吸気開口部３８Ｄと羽根車２８Ｄとの間に配設されている。旋回流形成補助ブレード５２Ｄは１枚のプレートから構成され、その形状は、支持軸５０Ｄから径方向外側に向けて幅が漸減するように（所謂、山形状に）形成されている。旋回流形成補助ブレード５２Ｄの長さ方向は、支持軸５０Ｄを中心として径方向外側（即ち、吸気ファン２２Ｄの軸方向に対して実質上垂直方向）に略対称に延び、またその幅方向は、吸気ファン２２Ｄの軸方向に対して実質上平行に延びている。
【００４９】
本実施形態においても、上記第４の実施形態と同様に、旋回流形成補助ブレード５２Ｄの回転によって、フードカバー２４Ｄの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。
［第６の実施形態］
次に、図９及び図１０を参照して、第６の実施形態の電子機器収納キャビネット及びこれに用いられる冷却装置について説明する。図９は、本発明の第６の実施形態による電子機器収納キャビネットを示す斜視図であり、図１０は、図９の冷却装置を示す断面図である。
【００５０】
本実施形態の電子機器収納キャビネット１１２は、ボックス状のキャビネット本体１１４を備えている。キャビネット本体１１４の内部には例えばサーバ１１６（電子機器を構成する）が収納されており、これにより塵埃の多い環境で使用されるサーバ１１６が塵埃から保護される。このキャビネット本体１１４の前面には開口部１１８が設けられ、この開口部１１８には扉部材１２０が開閉自在に取り付けられている。扉部材１２０には、キャビネット本体１１４の内部が外部から見えるように透明のガラス窓１２１が設けられている。この扉部材１２０を開閉することによって、キャビネット本体１１４の内部に対してサーバ１１６を出し入れすることができる。キャビネット本体１１４の側壁部１２２には吸気口１２４が設けられ、この吸気口１２４には、キャビネット本体１１４の内部に冷却用外気を送り込むための冷却装置１８Ｅが取り付けられている。また、キャビネット本体１１４の側壁部１２２には、キャビネット本体１１４の内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口１２６が複数設けられている。
【００５１】
冷却装置１８Ｅのフードカバー２４Ｄは、上記第５の実施形態とほぼ同様に構成されている。羽根車２８Ｅの回転軸３２Ｅには、砲弾形状の旋回流形成補助突部３６Ｅが固定支持されている。更にこの旋回流形成補助突部３６Ｅの外周部には、径方向外側に略対称に延びる一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅが取り付けられている。各旋回流形成補助ブレード５２Ｅは、Ｌ字形状のプレート状に構成されている。吸気ファン２２Ｅの羽根車２８Ｅが所定方向に回転すると、旋回流形成補助突部３６Ｅ及び一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅはそれぞれ羽根車２８Ｅと一体に回転されるようになる。
【００５２】
本実施形態の冷却装置１８Ｅでは、上記各実施形態と同様に、外部の塵埃が冷却用外気とともに吸気開口部３８Ｄよりフードカバー２４Ｄの内部に侵入すると、この塵埃は、旋回流によって螺旋軌道を描きながら吸気開口部３８Ｄから羽根車２８Ｅに向けて流れるようになる。このように流れる間に、塵埃は旋回流によって径方向外方に遠心分離される。また、旋回流形成補助突部３６Ｅにより旋回流が径方向外側に押し広げられることによって、羽根車２８の風上側の付近において旋回流の回転方向の流速が高められる。更に、一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅの回転によって、フードカバー２４Ｄの内周領域では、旋回流の回転方向の流速が高められるとともに、径方向外側に向けて流れる気流が生じるようになる。このように、旋回流形成補助突部３６Ｅに一対の旋回流形成補助ブレード５２Ｅを取り付けることによって、塵埃をより効果的に遠心分離させることができる。
【００５３】
上述のように遠心分離により塵埃の除去された清浄な冷却用外気は、吸気ファン２２Ｅを通してキャビネット本体１１４の内部に送り込まれ、サーバ１１６を冷却しながらキャビネット本体１１４の内部を流れるようになる。これによりキャビネット本体１１４の内部の圧力が上昇し、キャビネット本体１１４の内外の圧力差が生じることによって、キャビネット本体１１４内の冷却用外気は、複数の排気口１２６を通して外部に排出される。
【００５４】
なお、キャビネット本体１１４の内部に収納される電子機器は、サーバ１１６の他に、例えばパーソナルコンピュータやモニタ、ルータ、ＨＵＢ等の種々の電子機器から構成することができる。
【００５５】
以上、本発明に従う電子機器及び電子機器収納キャビネット並びにこれらに用いられる冷却装置の各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００５６】
上記第１〜第３の実施形態では、羽根車２８の回転軸３２に旋回流形成補助突部３６を設けるように構成したが、この旋回流形成補助突部３６は省略してもよい。かかる場合であっても、フードカバー２４（２４Ａ）（２４Ｂ）の内部には、吸気ファン２２の回転によって旋回流が形成されるようになる。
【００５７】
また、上記各実施形態では、電子機器２（２Ａ〜２Ｄ）をＤＶＤレコーダから構成したが、例えばオーディオプレーヤやパーソナルコンピュータ、エアコン、ファンヒータ、テレビ等の種々の電子機器から構成することができる。
【００５８】
また、上記各実施形態では、フードカバー２４（２４Ａ〜２４Ｄ）を吸気ファン２２（２２Ｃ）（２２Ｄ）（２２Ｅ）のハウジング２６（２６Ｃ）に着脱自在に装着するように構成したが、フードカバー２４（２４Ａ〜２４Ｄ）と吸気ファン２２（２２Ｃ）（２２Ｄ）（２２Ｅ）のハウジング２６（２６Ｃ）とを一体的に構成してもよい。
【００５９】
また、上記各実施形態では、冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を横向きに配置するように構成したが、縦向きに配置するように構成してもよい。また、上記各実施形態では、１台の電子機器２（２Ａ〜２Ｄ）及び電子機器収納キャビネット１１２に付き１つの冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を設けるように構成したが、複数の冷却装置１８（１８Ａ〜１８Ｅ）を設けるように構成してもよい。
【００６０】
また、電子機器の筐体内（又は電子機器収納キャビネットのキャビネット本体内）の温度は、電子機器（又は電子機器収納キャビネット）の周囲環境温度の影響を受け易く、夏季では高くなり、冬季では低くなる傾向にある。そのため、電子機器（又は電子機器収納キャビネット）の周囲環境温度を検知するための温度検知センサと、温度検知センサによる検知温度に基づいて吸気ファンの回転数を制御する回転数制御手段と、を設けるようにしてもよい。この回転数制御手段によって、夏季では吸気ファンの回転数を高めに設定し、冬季では吸気ファンの回転数を低めに設定することができ、これにより吸気ファンの回転数を効率良く設定して省電力化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
２，２Ａ〜２Ｄ，１００ 電子機器
４，１０２ 筐体
１０，１２，１０６ 発熱部品
１８，１８Ａ〜１８Ｅ 冷却装置
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，１２６ 排気口
２２，２２Ｃ，２２Ｄ，２２Ｅ 吸気ファン
２４，２４Ａ〜２４Ｄ フードカバー
３２，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ 回転軸
３６，３６Ｂ 旋回流形成補助突部
３８，３８Ａ〜３８Ｄ 吸気開口部
４０ａ，４０ｂ，４０Ａ〜４０Ｄ 補助開口部
４２ 塵埃捕集用フィルタ
４６，４６Ｂ 筒状部
５２，５２Ｄ 旋回流形成補助ブレード
１１２ 電子機器収納キャビネット
１１４ キャビネット本体
１１６ サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体の内部に収容された発熱部品と、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込んで前記発熱部品を冷却するための冷却装置と、を備え、前記筐体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられた電子機器であって、
前記冷却装置は、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記吸気開口部は、前記吸気ファンの軸線方向に対して実質上垂直方向に開口され、前記フードカバーの前記吸気開口部の周囲には、冷却用外気を前記フードカバーの内部に導入するための補助吸気開口部及び／又は前記フードカバーの内部の空気を外部に排出するための補助排気開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記補助排気開口部には、前記補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を捕集するための塵埃捕集手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記フードカバーの前記補助排気開口部に対応する部位は、前記筐体の外部に配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記フードカバーの前記吸気開口部には、前記吸気ファンに向けて且つ前記吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記吸気ファンの回転軸には、前記フードカバーの前記吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項７】
前記吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、前記旋回流形成補助ブレードは、前記フードカバーの前記吸気開口部と前記吸気ファンとの間に回転自在に配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項８】
電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットであって、
前記電子機器が収納されるキャビネット本体と、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込んで前記電子機器を冷却するための冷却装置と、を備え、前記キャビネット本体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられており、
前記冷却装置は、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする電子機器収納キャビネット。
【請求項９】
電子機器又はこれを収納するための電子機器収納キャビネットの内部に冷却用外気を送り込むことにより、前記電子機器の内部に収容された発熱部品又は前記電子機器収納キャビネットの内部に収納された前記電子機器を冷却するための冷却装置であって、
吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を備え、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記吸気ファンは、その回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流を形成するように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする冷却装置。
【請求項１】
筐体と、前記筐体の内部に収容された発熱部品と、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込んで前記発熱部品を冷却するための冷却装置と、を備え、前記筐体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられた電子機器であって、
前記冷却装置は、前記筐体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記吸気開口部は、前記吸気ファンの軸線方向に対して実質上垂直方向に開口され、前記フードカバーの前記吸気開口部の周囲には、冷却用外気を前記フードカバーの内部に導入するための補助吸気開口部及び／又は前記フードカバーの内部の空気を外部に排出するための補助排気開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記補助排気開口部には、前記補助排気開口部を通して外部に排出される塵埃を捕集するための塵埃捕集手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記フードカバーの前記補助排気開口部に対応する部位は、前記筐体の外部に配設されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記フードカバーの前記吸気開口部には、前記吸気ファンに向けて且つ前記吸気ファンの軸方向に延びる筒状部が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項６】
前記吸気ファンの回転軸には、前記フードカバーの前記吸気開口部に向けて延びる旋回流形成補助突部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項７】
前記吸気ファンの回転軸には旋回流形成補助ブレードが設けられ、前記旋回流形成補助ブレードは、前記フードカバーの前記吸気開口部と前記吸気ファンとの間に回転自在に配設されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項８】
電子機器を収納するための電子機器収納キャビネットであって、
前記電子機器が収納されるキャビネット本体と、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込んで前記電子機器を冷却するための冷却装置と、を備え、前記キャビネット本体には、その内部に送り込まれた冷却用外気を外部に排出するための排気口が設けられており、
前記冷却装置は、前記キャビネット本体の内部に冷却用外気を送り込むための吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を有し、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記フードカバーの内部には、前記吸気ファンの回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流が形成されるように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする電子機器収納キャビネット。
【請求項９】
電子機器又はこれを収納するための電子機器収納キャビネットの内部に冷却用外気を送り込むことにより、前記電子機器の内部に収容された発熱部品又は前記電子機器収納キャビネットの内部に収納された前記電子機器を冷却するための冷却装置であって、
吸気ファンと、前記吸気ファンの風上側を包囲するように設けられたフードカバーと、を備え、前記フードカバーには吸気開口部が設けられ、前記吸気ファンは、その回転によって前記吸気開口部から前記吸気ファンに向けて流れる旋回流を形成するように構成されており、
冷却用外気が前記吸気開口部を通して前記フードカバーの内部に導入されると、前記吸気ファンの回転により形成された旋回流によって、冷却用外気に含まれる塵埃が径方向外方に遠心分離されることを特徴とする冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１９６７０（Ｐ２０１１−１１９６７０Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９３２１（Ｐ２０１０−２３９３２１）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【特許番号】特許第４６８８９７１号（Ｐ４６８８９７１）
【特許公報発行日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（３０４０４０８４３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【特許番号】特許第４６８８９７１号（Ｐ４６８８９７１）
【特許公報発行日】平成２３年５月２５日（２０１１．５．２５）
【出願人】（３０４０４０８４３）
【Ｆターム（参考）】
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