JP6337547B2 - 電子機器筐体 - Google Patents

Description

本開示の技術は、密閉性を要する電子機器の筐体内から排熱させる技術に関する。

電子機器では、たとえば筐体内に収納された電子部品に対して設置環境などの影響を与えず安定動作させるために、筐体の密閉性が要求される場合がある。このような電子機器に利用される電子部品は、電子機器の設置環境などに関係無く共通品となるため、筐体側の防御機能が重要となる。筐体は、たとえば異物や腐食ガスや塩害などの混入を防止するために防水構造で形成されるほか、筐体の隙間をパッキンなどで遮蔽するなどの対策がとられるものがある。

防水構造などの密閉筐体を備える電子機器では、たとえば収納された電子部品などの発熱部品の排熱を効率よく行う必要がある。すなわち、密閉筐体では、外気を取り込んで発熱部品を冷却する、所謂空冷が行えないため、たとえば金属製の筐体による伝熱を利用して筐体内の温度を低下させるものがある。このとき、筐体内では、空気を流動させて発熱部品から熱を奪うとともに、筐体外部に対する放熱効率を高める手法がとられる。

このような密閉型ケースの排熱手段として、筐体の一部に熱交換器を形成し、筐体内部に空気を流動させて熱交換器に暖気を流し、外部から取り込んだ外気との熱交換によりケース内の空気を冷却するものが知られている（たとえば、特許文献１）。また、筐体板で形成された密閉空間の内部に金属製のダクトを通し、このダクト内に外気を取り込んで筐体内の空気と熱交換するものが知られている（たとえば、特許文献２）。

特開２００３−２１８５７２号公報 特開２０００−１０１２７１号公報

ところで、屋外に設置される電子機器では、たとえば筐体内部に収納され、発熱する電子部品を交換可能にするため、同一または異なる複数の部品の上下または左右をレールなどで固定する、所謂シェルフ構造がとられるものがある。このような電子機器では、たとえば成形処理の簡素化などのために、筐体の内外に冷却手段としてフィン（Fin）を形成し、このフィンを介して筐体内部を流動する空気と筐体外部を流れる外気とを熱交換させて放熱するものがある。

図２７に示すフィン３０８、３１０を備えた電子機器３００は、たとえば筐体３０２の内部に図示しないシェルフ構造により電子部品３０４が収納されている。この電子機器３００の背面側には、たとえばフィンカバー３０６の前面側と背面側にフィン３０８、３１０が形成されている。筐体３０２の内部には、たとえば電子部品３０４の上面側、下面側にそれぞれファン（Fan）３１２が設置されており、筐体３０２の内部で一定方向に空気を流動させる。

フィン３１０は、冷却機能を高めるために筐体３０２内の空気に対する接触面積を大きく形成する手法がとられる。しかし、筐体３０２は、たとえばフィン３１０の大型化や増加によって筐体内３０２の空気の流動が阻害されると、一部に高温の空気が滞留するなどにより冷却効率が低下するという課題がある。また電子部品３０４の着脱操作を容易化するには、シェルフ構造以外の部品にフィンを接触させることができない。このため、フィン３１０は、筐体の限られた空間内で電子部品３０４に接触させないように設置数の増加や大型化するには限界がある。

さらに、電子機器３００は、フィン３１０が大型化や設置数を増加させれば筐体荷重が増加し、またフィン３１０と電子部品３０４との接触を回避するために筐体３０２を大型化すれば、設置や運搬などの取扱い性が低下する。電子機器３００では、たとえば安定動作させるための設定温度にするには全体重量のうちフィン３１０が占める重量比率が約４０〔％〕に達する場合もある。このような取扱い性の低下は、たとえば電子機器３００を設置する設置台やポールなどへの固定強度の増加も招くという課題がある。

そこで、本開示の技術の目的は、筐体内部での空気の流動性を向上させ、電子機器の冷却機能を高めることにある。

また、本開示の技術の他の目的は、筐体の小型化や軽量化による電子機器の取扱い性の向上を図ることにある。

上記目的を達成するため、本開示の技術の一側面は、収納ケースとダクトを備える。収納ケースは、内部にシェルフを備え且つ該シェルフで発熱部品の両端を支持して該発熱部品を収納する収納エリアと、該収納エリアに隣接し、前記シェルフよりも前記収納エリアの端部側で前記収納エリアから突出させた複数の連結部とが形成される。ダクトは、両端が複数の前記連結部間に連通されるとともに、胴体部が前記収納ケースの外部に前記収納エリアから所定幅の空間部を開けて配置され、内部に前記発熱部品により加熱されたケース内の空気を流して放熱させる。そして、密閉状態で連結された前記収納ケースの前記連結部と前記ダクトとの間に、前記収納エリア内の前記シェルフに設置された流動手段によってケース内の空気が循環して、前記ダクトで放熱されたケース内の空気が前記収納エリア側に流される。

本開示の技術によれば、次のいずれかの効果が得られる。

(1) 高温の空気が収納エリアに滞留せずに循環でき、冷却機能の向上が図れる。

(2) 収納エリア内に空気を循環させるスペースが不要となり、電子機器筐体の小型化および軽量化が図れる。

(3) 放熱させるダクトが収納エリア内の発熱部品からの熱による影響を受けないことで、冷却性能が高められる。

そして、本発明の他の目的、特徴および利点は、添付図面および各実施の形態を参照することにより、一層明確になるであろう。

第１の実施の形態に係る電子機器の筐体の一例を示す図である。 電子機器の構成例を示す図である。 第２の実施の形態に係る電子機器の一例を示す図である。 電子機器内部の配置状態の一例を示す図である。 筐体の内部構成例を示す図である。 筐体内部の空気の流動状態の一例を示す図である。 ダクトの内部形状の一例を示す図である。 風向板の一例を示す図である。 筐体に対するダクトの設置構造の一例を示す図である。 ダクトの配置例を示す図である。 第３の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 筐体の内部形状の一例を示す図である。 電子機器の内部の状態例を示す図である。 第４の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 電子機器内部の空気の流動状態の一例を示す図である。 ダクトの変形例を示す図である。 ダクトの変形例を示す図である。 第５の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 収納部とダクトの配置例および空気の流動状態の一例を示す図である。 第６の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す平面図である。 電子機器筐体の断面を示す図である。 他の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 他の実施の形態に係る電子機器筐体の一例を示す図である。 従来の電子機器の冷却構造の一例を示す図である。

〔第１の実施の形態〕

図１は、第１の実施の形態に係る電子機器の筐体の一例を示している。図２は、電子機器の構成例を示している。この電子機器の筐体２は、本開示の電子機器筐体の一例である。

この電子機器の筐体２は、たとえば電子機器４を形成する電子部品を収納し、これらの電子部品を固定保持するとともに外部から物理的な接触を遮断する。筐体２は、内部に電子部品を収納する収納部６が形成される本体部８や、本体部８の外装側にダクト１０が形成されている。本体部８は、本開示の収納ケースの一例であり、内部に収納する電子部品の大きさや収納時の外形形状などに応じて、収納エリアである収納部６の大きさや形状が設定される。また本体部８は、外部に対して空気を通さないように密閉構造で形成されており、たとえばアルミニウムやカーボンなど、軽量で一定の強度を維持するとともに、熱伝導性のよい金属材料で形成されればよい。

ダクト１０は、両端が収納部６に対してそれぞれ異なる位置に連通されており、内部の中空部分に収納部６内の空気を流動させる空気流路が形成される。筐体２には、たとえば本体部８の一辺側に沿って、所定幅で直線状に形成された複数本のダクト１０が設置されている。これらのダクト１０は、それぞれ一定の間隔をとって配置されている。ダクト１０は、たとえば本体部８と同材料で形成されている。またダクト１０は、独立した部品として形成されてもよく、または本体部８と一体に形成されてもよい。

ダクト１０は、断面形状が中空の四角形などの多角形状のほか、円形形状で形成されている。また、ダクト１０の胴体部は、端部側と同等に一定の幅で形成されている。

本体部８には、たとえば背面側の一部をダクト１０の配置面積に応じて突出させた連結部１２、１４が形成されており、これら連結部１２、１４にダクト１０の両端が密閉状態を維持して連結されている。

電子機器４は、たとえば図２に示すように筐体２の収納部６内に電子部品２０、ファン２２が収納されている。この筐体２は、連結部１２、１４を通じて収納部６とダクト１０とが連通されており、ファン２２の回転により本体部８の収納部６とダクト１０との間で一方向に内部空気を流す循環経路が形成される。筐体２では、たとえば収納部６内の低温の空気Ｐ２がファン２２の回転により流動すると、電子部品２０から吸熱して加熱された空気Ｐ１となり、連結部１２側に流れる。空気Ｐ１は、連結部１２からダクト１０内に流入すると、ダクト１０の胴体部を流動しながら外気との間で熱交換により放熱して冷却され、低温の空気Ｐ２となる。ダクト１０では、内部に流れる加熱された空気Ｐ１と低温の外気との温度差により、外部に熱量Ｑ１を放熱させる。

冷却された空気Ｐ２は、連結部１４を通じて収納部６内に流れる。電子機器４では、収納部６とダクト１０とを循環する空気の吸熱と放熱の繰り返しを利用して、発熱する電子部品２０が冷却される。

電子部品２０は、本開示の発熱部品の一例であり、電子機器４の駆動により発熱する。電子部品２０は、たとえば電子機器４を機能させるコンピュータを構成する部品であって、単一または複数の部品で形成されている。この電子部品２０は、たとえば演算処理や通信処理などを行うＩＣ（Integrated Circuit）や抵抗器など発熱を伴う部品を実装した基板などで形成されている。そして電子部品２０は、たとえば電子機器４に動作させる機能や動作能力に対応して交換可能にするために、本体部８に対して図示しないレール部品などを含むシェルフ構造で固定支持されている。

ファン２２は、本開示の流動手段の一例であり、収納部８内に設置されて、収納部８とダクト１０との間で空気を一定方向に循環させる。これによりファン２２は、ダクト１０側で放熱した低温の空気Ｐ２を収納部８内に導く。ファン２２は、たとえば空気を流動させる方向に関し、電子部品２０の収納位置に対し上流側または下流側の少なくともいずれか一方、または両方に配置される。ファン２２は、電子部品２０の外装側に設置してもよく、または筐体２に固定設定されてもよい。

ファン２２は、たとえば電子部品２０の設定温度や収納部６の容積などに基づいて空気の循環流量を調整するため、回転数が制御される。また、ファン２２は、たとえば収納部６内の空気の温度に基づいて回転数が制御されてもよい。

ダクト１０は、たとえば本体部８の背面板との間に所定幅Ｌ１の空間部２４を開けて設置されている。この空間部２４は、本開示の通風経路の一例であり、外気を通過させることで、背面板側に設置されたダクト１０の放熱能力を維持させている。すなわち、空間部２４を設けることで、背面板を通じてダクト１０の一部に収納部６内の電子部品２０から伝熱させないようにするとともに、ダクト１０毎の冷却能力のばらつきを抑える。

なお、本実施の形態の筐体２は、一定幅で複数本のダクト１０が配列された場合を示したが、これに限られず、同等の断面面積をもった単一のダクト１０が設置されてもよい。また、この実施の形態では、ダクト１０を連結させる部位として本体部８の一部に連結部１２、１４を形成したが、これに限られない。ダクト１０は、本体部８の側壁部分に直接嵌合させてもよい。

斯かる構成によれば、発熱部品によって加熱された空気を収納部６内に滞留させずに循環させることができ、冷却機能の向上が図れる。加熱された空気Ｐ１を流すダクト１０を備えることで、収納部６内に空気を循環させるスペースを設ける必要がなく、筐体２を小型化および軽量化でき電子機器筐体の取扱い性の向上が図れる。本体部８とダクト１０との間に空間部２４を設けることで、放熱させるダクト１０が収納部６内の電子部品２０から熱による影響を受けずに放熱でき、冷却性能が高められる。

〔第２の実施の形態〕

図３は、第２の実施の形態に係る電子機器の一例を示している。図３に示す構成は一例である。

図３に示す無線装置３０は、本開示の電子機器の一例であり、装置ケース３２は、内部に無線通信の機能部品を収納する本体部３４と、この本体部３４の背面側に放熱手段であるダクト３６を備えている。無線装置３０は、ＰＣ（Personal Computer）や携帯電話機、情報処理装置などの無線通信を中継する基地局として機能する。この無線装置３０は、たとえば屋外において設置台やポール（軸）、または建物の壁面に固定させるほか、専用の局舎内に設置される。無線装置３０は、設置手段や設置位置によって周囲の環境が異なるほか、高い頻度でメンテナンスを行えない場合や通信の維持性などを想定し、装置ケース３２の密閉性を高めて異物混入などのトラブルを回避している。

ダクト３６は、上下端部側が本体部３４の一部を突出させた連結部３８、４０に連結され、本体部３４との間で空気を循環させて放熱させる。本体部３４の前面側には、本体部３４に収納された機能部品の交換を行うために開閉または着脱可能な前面パネル４２が設置されている。ダクト３６は、たとえば本体部３４の背面側に対して一定の間隔Ｌ１を開けて配置される。この間隔Ｌ１は、本体部３４内部からの熱をダクト３６に伝えないとともに、ダクト３６の放熱が本体部３４に作用させない距離が設定されればよい。

前面パネル４２は、本体部３４に対して密閉状態を維持させるように設置され、たとえば図示しない密閉構造が施されている。本体部８の上部側には、たとえば無線通信波を伝送させる導波管部４４が設置されている。導波管部４４は、たとえば金属などで形成された複数の管路や金属板などを備え、外部のアンテナなどに接続させるように形成されている。

＜装置ケース３２の内部構成について＞

本体部３４には、たとえば図４に示すように、収納部３５内に機能部品を固定支持するためのシェルフ（Shelf）５０、５２を備えている。シェルフ５０、５２は、たとえば収納部３５内に収納される機能部品の上下を支持するとともに、メンテナンス時に機能部品の全てまたは一部を着脱可能にするためのレール構造や挿抜レバー５８、６０を備えている。収納部３５の内部には、複数の機能部品を実装するための制御基板として、ＢＷＢ（Back Wired Board）５４が収納されており、両端をシェルフ５０、５２で支持される。ＢＷＢ５４には、複数の無線パッケージ５６や、その他実装部品６２、６４などが実装されている。

無線パッケージ５６は、本開示の発熱部品の一例であり、無線通信モジュールを実装した基板で形成される。無線パッケージ５６は、たとえば無線装置３０に接続させる端末などの数や通信環境、通信種別などに応じてＢＷＢ５４に実装させる枚数が異なる。無線パッケージ５６は、一面側にＢＷＢ５４に実装させる図示しない端子部が形成されるとともに、この端子部が形成される面と異なる面であって、無線装置３おの上下面に並行な側面がシェルフ５０、５２に形成されたレールに設置される。そして無線パッケージ５６は、収納部３５の前面側の面を挿抜レバー５８、６０によって支持されている。

その他実装部品６２、６４は、たとえば無線装置３０全体を制御する制御回路や送受信する無線信号から特定の信号を峻別させるフィルタ、その他給電回路などが含まれる。制御回路は、本開示の制御部の一例である。

またシェルフ５０、５２は、収納部３５の上部側または下部側に、ＢＷＢ５４の支持部分に合せて複数のファン２２が設置されている。シェルフ５０、５２には、図５に示すように、ファン２２が載置される部分に合せて開口部７４、７６が形成されておりファン２２の回転により生じる収納部３５内の空気の流れを妨げないようにしている。この開口部７４、７６は、たとえば各無線パッケージ５６の消費電力を考慮するとともに、各無線パッケージ５６が許容温度以下となるように、空気の循環を妨げない開口広さが設定される。ファン２２の配置位置は、シェルフ５０、５２に対して前後または横方向に設置位置を調整することができる。

本体部３４内部の側面には、たとえば収納部３５の前後側に２本の支柱７０、７２が形成されている。支柱７０、７２は、シェルフ５０、５０の側面に接触させ、所定の高さ位置で支持する。シェルフ５２は、連結部３８内のダクト３６の接続部分よりも低い位置に配置されている。また、シェルフ５０は、連結部４０内のダクト３６の接続部分よりも高い位置に配置される。その他、支柱７０、７２は、収納部３５内に収納させるＢＷＢ５４やその他の電子部品を支持してもよい。

＜装置ケース３２内の空気の流動状態について＞

収納部３５には、図６に示すように上下に配置されたファン２２がケース内の空気をプッシュ・プルの状態で設定されており、下部から上部に向けて一方向に空気が流動する。そしてシェルフ５２側のファン２２が下部側から取り込んだ空気Ｐ１を連結部３８側に流すことで空気Ｐ１がダクト３６内に流入する。また、シェルフ５０側のファン２２は、連結部４０側から空気Ｐ２を取り込み、収納部３５側に向けて流す。これにより、装置ケース３２では、収納部３５とダクト３６との間で空気が循環する。

収納部３５とダクト３６との間で効率よく空気を流す手段として、シェルフ５０は、たとえば連結部４０の開口部分よりも高く配置し、シェルフ５２は、連結部３８の開口部分よりも低く配置する。そして、各シェルフ５０、５２側に設置されたファン２２は、流入側、または排出側の高さを、連結部３８、４０とダクト３６との連結部分の高さに合せて配置されればよい。

そのほか装置ケース３２の内部には、天井側に収納部３５と連結部３８とに跨って形成された風向板８０が形成されるとともに、底部側に連結部４０と本体部３４に跨って形成された風向板８２が形成されている。これらの風向板８０、８２は、本開示の風向手段の一例であり、流動する空気に接触させて一定方向に流動させる。

装置ケース３２は、このように空気を流動させることで、駆動により発熱する無線パッケージ５６などで温められた空気をダクト３６内に流す。ダクト３６は、胴体部分がケース外部の空気（外気）に接触することで熱伝達により内部の空気を冷やすことができる。このとき、外部の空気の温度がケース内部の温度よりも低いことが必要である。

＜ダクト３６について＞

ダクト３６は、たとえば図７に示すように横方向に複数本が設定された間隔をもって１列ずつ配列され、かつ１列毎に一定の間隔をもたせて形成されている。各ダクト３６の開口面積Ａ１は、同等に形成されている。この開口面積Ａ１は、収納部３５内部の温度、発熱部品について想定される温度に基づいて設定される。

ダクト３６内に取り込まれた空気は、ファン２２により流される流量に対し、開口面積Ａ１に基づいて流速が決まる。開口面積Ａ１が大きいほど流速が遅くなるため、ダクト３６内を流れる時間が多くなるので、放熱する時間が多くとれる。しかし開口面積Ａ１が大きい場合、ダクト３６全体に流れる空気の容量が多くなるため、外気温度との差が小さい場合、放熱しにくくなる場合がある。これにより、開口面積Ａ１は、たとえばファン２２の流量や設置環境の外気温度の条件と組み合わせて設定されればよい。

ダクト３６は、流動時に外部空気との熱伝達性を高めるため、薄肉状に形成される。そのほかダクト３６の長さは、装置ケース３２の高さに応じて形成されるほか、発熱部品に対する設定温度などに応じて、開口面積Ａ１の条件と組み合わせて、要求される冷却能力を発揮できる空気の流動距離に基づいて設定すればよい。

なお、ファン２２の流量制御は、制御回路を利用すればよく、たとえば設置される無線パッケージ５６の数や種類に応じて一定の回転数が設定されればよい。また、制御回路は、収納部３５内の温度上昇に応じてファン２２の回転数を調整させてもよい。収納部３５内の温度に応じて冷却能力を調整することで、消費電力の削減を行えるほか、低温時にファン２２を止めておくことで、無線装置３０を低温起動させることもできる。収納部３５内の温度検出は、たとえば本体部３４内に温度センサを設置すればよい。

＜風向板８０、８２について＞

風向板８０は、図８に示すように、連結部３８側の一部に屈曲部分を形成し、連結部３８側に流れ込んだ空気Ｐ１をダクト３６側に導く。同様に、図示しない風向板８２は、連結部４０側の一部に屈曲部分を形成し、ダクト３６から流入した空気Ｐ２を収納部３５側に導く。これらの屈曲部分は、本開示の接触壁の一例である。

そのほか風向板８０、８２は、たとえば収納部３５側のファン２２の直上、直下、またはその付近に立壁部を形成し、連結部３８、４０と収納部３５との間で空気を一定方向に流れやすくさせてもよい。

＜ダクト３６の連結手段について＞

図９は、連結部３８、４０に対するダクト３６の連結状態を示している。図９に示す構成は一例である。

ダクト３６の設置では、連結部３８、４０に対して密閉性を維持して接続させる必要がある。そこでダクト３６は、たとえば連結部３８、４０との接続部分にフランジ８６を介在させるとともに、外部側から固定手段の一例であるナット８９を利用して、連結部３８、４０側に向けて強固に締結させてもよい。フランジ８６は、ダクト３６の外装面との接触部分および連結部３８、４０の内壁面との接触部分に防水用パッキン８８を備えており、連結部３８、４０を外気から遮断している。このようなフランジ８６およびナット８９による締め込み構造をとることで、ダクト３６を交換する場合や密閉性を維持するためにナット８９を締め増すことなどが可能となり、メンテナンス性を高められる。

なお、ダクト３６と連結部３８、４０との連結には、たとえば連結部分をロウ付けするほか、溶接などで一体化させてもよい。

＜ダクト３６の変形例について＞

図１０は、ダクト３６の配置例を示している。図１０のＡに示すダクト３６は、本体部３４の前後方向に３列で配置されており、２列目のダクト３６の本数を減らすとともに、１列毎に左右方向に配置位置をずらすことで、２列目のダクト３６を他の列のダクト３６に対して斜め方向に配置させている。一列ごとのダクト３６の配置間隔Ｌ２は、たとえば本体部３４と隣接するダクト３６の配置間隔Ｌ１（図３）と同等に設定してもよい。

装置ケース３２は、たとえば図１０のＢに示すように、本体部３４の背面側に連結部３８、４０を大きくとり１列毎のダクト３６の配置間隔Ｌ３を大きくとってもよい。この場合、装置ケース３２では、隣り合うダクト３６間で放熱された熱の影響を受けに難くなるほか、ダクト３６間に外気が流入し易くなるため、冷却機能が高くなる。

また、図１０のＣに示す装置ケース３２は、たとえばダクト３６の開口面積Ａ２を大きくとるとともに、配置数や配列数を減らしている。このように開口面積Ａ２を大きくなることで、ダクト３６は、内部に流れる空気の流速が遅くなり、内部を通過するまでの空気Ｐ１の流動時間を多くすることで、放熱機能を高めることができる。

このようなダクト３６の形成条件は、設定する収納部３５内の空気温度やファン２２の設定回転数、無線装置３０の使用条件などに応じて設定すればよい。

斯かる構成によれば、高温の空気を収納部３５内に滞留させずに循環させることができ、冷却機能の向上が図れる。高温の空気を流すダクト３６を備えることで、収納部３５内に空気を循環させるスペースを設ける必要がなく、装置ケース３２の小型化および軽量化が図れる。本体部３４とダクト３６との間に空間部を設けることで、放熱させるダクト３６が収納部３５内の無線パッケージ５６からの熱による影響を受けずに放熱でき、冷却性能が高められる。また、装置ケース３２の長さ方向に沿って設置されたダクト３６内に空気を流動させることで、放熱区間を長くとることができ、放熱能力を高めることができる。収納部３５内の温度条件に基づいて、ダクト３６での放熱条件を設定でき、装置ケース３２の利便性が高められる。またダクト３６を利用して本体部３４と独立して放熱させる構造によれば、従来のように、筐体に大型化したフィンを多数形成する場合に比べて装置ケース３２を小型化し、かつ軽量化することができる。

〔第３の実施の形態〕

図１１は、第３の実施の形態に係る電子機器筐体を示している。図１１に示す構成は一例である。

筐体９０は、本開示の電子機器筐体の一例であり、屋内外に設置される無線装置やその他の電子機器の外装筐体として利用される。筐体９０は、たとえば本体部３４の背面側の左右側に、本体部３４と同等の高さで所定幅に形成された連結部９２、９４が形成されている。そして連結部９２、９４には、対向面の間に所定間隔Ｌ５で形成された複数本のダクト３６が筐体９０の載置面に対して水平方向またはそれに近似した角度で連結されている。ダクト３６は、内部が中空であって、連結部９２、９４を通じて本体部３４内の収納部３５に連通している。

本体部３４側のダクト３６は、本体部３４の背面板９６に対して所定幅Ｌ４の空間部をもって配置されている。これによりダクト３６と本体部３４との間に一定量の外気が通過可能な状態となっている。

本体部３４は、図１２に示すように、背面側に、高さ方向に沿ってダクト３６の開口部分が配列される。そして収納部３５には、たとえば連結部９４を通じてダクト３６から空気Ｐ２が流入し、水平方向に空気が流れる。そして筐体９０は、収納部３５内を通過した空気Ｐ１が連結部９２を介してダクト３６内に排出させることで、本体部９４とダクト３６との間で空気を循環させる。

＜筐体９０を利用した電子機器１００について＞

図１３は、電子機器の内部構成例を示している。

電子機器１００は、たとえば無線装置を形成しており、収納部３５内に形成されたシェルフ１０２、１０４により複数の無線パッケージ５６が収納されている。そのほか、収納部３５内には、図示しないＢＷＢ５４やその他の機能部品が搭載されている。またシェルフ１０２、１０４には、無線パッケージ５６の配置側面に沿って複数のファン２２が設置されている。このファン２２の回転により収納部３５内の空気を一定方向に流動させており、筐体９０内の空気の循環方向が設定される。

電子機器１００では、無線パッケージ５６から発した熱で加熱された空気が連結部９２を通じてダクト３６に流され、ダクト３６内で外気によって放熱し、連結部９４を通じて収納部３５内に流入する。そして電子機器１００では、空気の循環により収納部３５内の熱を筐体９０外部に効率よく放熱させることで、無線パッケージ５６の異常過熱などを防止し、安定的な動作を確保している。

〔第４の実施の形態〕

図１４は、第４の実施の形態に係る電子機器筐体例を示している。図１４に示す構成は一例である。

電子機器１１０の筐体１１２には、本体部３４の背面側にダクト１１４を備えている。このダクト１１４は、たとえば胴体部が本体部３４の背面部に対して平行またはそれに近い角度で配置された単一の広い放熱面を備えている。そしてダクト１１４は、胴体部の上下方向に一定の長さをもっており、その上限端を本体部３４側に屈曲させて連結されている。ダクト１１４は、上下両端の屈曲された部分からも内部を流動する空気の放熱を行うことができる。すなわちこのダクト１１４は、本体部３４から取り込んだ高温の空気Ｐ１に対して単一の流路内に取り込み、外気に対して広い面で放熱させている。筐体１１２は、本体部３４とダクト１１４との間に連結部が形成されず、直接本体部３４からダクト１１４内に空気を流入させる。

またダクト１１４は、本体部３４の背面部の上下の所定位置に上下両端を連結させることで、「Ｃ」字形状に形成されており、本体部３４との間に一定距離の空間部１１６が形成される。この空間部１１６は、外気Ｋを流動させることでダクト１１４の胴体部および両端側との間で熱交換させるとともに、本体部３４の背面側とダクト１１４の間で熱の影響を受けさせない。

＜電子機器１１０の内部の状態について＞

電子機器１１０は、たとえば図１５に示すように、本体部３４の収納部３５内に収納された発熱部品の一例として無線パッケージ５６が収納されるとともに、空気を流動させるファン２２を備えている。筐体１１２は、収納部３５内の空気を上部側の連結部分からダクト１１４内に流入させ、下部側の連結部分から冷却された空気を取り込むことで、ダクト１１４との間で空気を循環させている。空間部１１６は、たとえば筐体１１２の外形寸法や設置スペースなどに基づくとともに、本体部３４側からの熱の影響を受けない距離Ｌ６が設定されればよい。またダクト１１４の厚さＬ７は、たとえば収納部３５の容積やファン２２による空気の流量などに応じて設定すればよい。

＜ダクト１１４の変形例について＞

ダクト１１４は、たとえば図１６に示すように、幅広な放熱面を利用し、その胴体部分の内部および外部、またはそれらのいずれか一方に放熱部品としてフィン１１９を備えてもよい。フィン１１９は、たとえば胴体部の平面部分に対し、フィンベース１１８を介して設置すればよく、ダクト１１４内を流れる空気と外気との間の熱交換効率を上げることができる。なお、ダクト１１４内部のフィン１１９は、空気の流動を妨げないように、短く形成するほか、幅方向に対して連続して形成せず、複数枚を上下方向にずらして配置させてもよい。

また、ダクト１１４は、たとえば図１７に示すように、筐体１１２の本体部３４の背面側に対して並列に複数本設置してもよい。この場合、ダクト１１４間には、一定の距離Ｌ８の空間部１１７を形成すればよい。この空間部１１７は、空間部１１６と同様に、内部に外気を通すことで、並列するダクト１１４同士の熱干渉を防止するほか、胴体部に対する外気との接触面積を確保している。そして外側に形成されたダクト１１４には、たとえばフィン１１９を備えてもよい。

これにより筐体１１２は、収納部３５で加熱された空気Ｐ１が並列するいずれかのダクト１１４側に取り込まれ、外気との熱交換により放熱し、冷却された空気Ｐ２となって収納部３５側に戻される。このようにダクト１１４により空気を循環させることで、電子機器１１０の冷却を行う。

なお、この実施の形態では、ダクト１１４は、上下両端部分が本体部３４に対して直接連結される場合を示したが、これに限られない。本体部３４は、たとえば背面側の一部に連結部を形成し、その連結部に対して「Ｃ」字形状、または直線状の幅広な単一のダクト１１４を連結させてもよい。

斯かる構成によれば、加熱された空気Ｐ１が収納部３５内に滞留せずに循環でき、冷却機能の向上が図れる。加熱された空気Ｐ１を流すダクト１１４を備えることで、収納部３５内に空気を循環させるスペースを設ける必要がない。本体部３４とダクト１１４との間に空間部１１６、１１７を設けることで、放熱させるダクト１１４が効率よく空気Ｐ１を冷却することができるとともに、ダクト１１４が収納部３５からの熱による影響を受けない。

〔第５の実施の形態〕

図１８は、第５の実施の形態に係る電子機器筐体例を示している。図１８に示す構成は一例である。

筐体１２０には、図１８に示すように本体部１２２の背面側とともに左右両面側にもダクト１２４が配置されている。筐体１２０は、たとえば本体部１２２の上部および下部側に、高さ方向に一定の厚さをもたせて、背面側および左右両側に突出させた連結部１２６、１２８が形成されている。この連結部１２６、１２８の対向面の間に複数本のダクト１２４が配置されている。

ダクト１２４は、たとえば図１９に示すように、本体部１２２との間に所定の距離Ｌ９の間隔をもって配置されており、収納部１３０内に収納される図示しない発熱部品からの熱の干渉を受けない。また筐体１２０の前面側には、収納部１３０内に収納される部品の交換などを行うために開閉可能な前面パネル１３２が密閉状態で設置される。

これにより筐体１２０は、たとえば収納部１３０内で加熱された空気が連結部１２６を通じて上部側からダクト１２４内に流入する。そして空気は、ダクト１３０内で外気Ｋと熱交換により放熱し、冷却され、連結部１２８を通じて収納部１３０の下部側に流されることで収納部１３０とダクト１２４との間を循環する。

なお、連結部１２６、１２８は、本体部１２２の上部側または下部側の一部を突出させて形成する場合のほか、本体部１２２の上面側および下面側に連結部品を設置してもよい。

斯かる構成によれば、筐体１２０の背面側に対し、ダクト１２４の配置スペースを大きくとらないので、筐体１２０の前後方向の長さを短く形成することができる。また本体部１２２の周囲にダクト１２４を配置することで、収納部１３０内の空気が背面側に集中せず、収納部１３０の側面側または前面側の空気を近い位置にあるダクト１２４に取り込ませることができ、冷却効率を上げることができる。

〔第６の実施の形態〕

図２０は、第６の実施の形態に係る電子機器筐体の上部側の構成例を示している。図２０に示す構成は一例である。

電子機器筐体１４０は、内部に収納部３５が形成された本体部１４２の背面側にケース内の空気を流動させて放熱するダクト１４４が形成されている。このダクト１４４は、たとえば本体部１４２の前後方向に対して一定の幅をもち、その断面形状が四角形状や円環状に形成されている。ダクト１４４の厚さは、内部を流動させる加熱された空気Ｐ１と外気Ｋとの熱交換効率を考慮し、薄く形成されている。ダクト１４４は、本体部１４２の背面部の左右幅と同等の幅で形成されており、背面部に平行に形成された胴体部に２つの流路が形成される。そしてこのダクト１４４の胴体部の中央には、外気Ｋを通過させる通過窓部１４６が形成されている。

ダクト１４４は、胴体部と本体部１４２の背面部との間に外気Ｋを通過させる一定幅の空間部１４８が形成されている。この空間部１４８は、本開示の通風経路の一例であり、たとえば電子機器筐体１４０の左右両側面側から外気Ｋが流動可能となっている。

この電子機器筐体１４０には、たとえば空間部１４８の左右両端側またはいずれかの一端側に外気Ｋを空間部１４８側に導く風向部品１５０、１５２を備えている。この風向部品１５０、１５２は、本開示の風誘導手段の一例であり、たとえば断面が三角形状などであり電子機器筐体１４０の前後方向に対して傾斜面を向け、その傾斜面の先端が空間部１４８に向くように形成されている。また空間部１４８内部には、たとえば本体部１４２の背面部側の一部に傾斜面をもった風向部品１５４が設置され、傾斜先が通過窓部１４６側に向けられている。これにより空間部１４８に導かれた外気Ｋは、たとえばダクト１４４の表面で熱交換すると、風向部品１５４によって通過窓部１４６に向けて流される。また、外気Ｋは、通過窓部１４６から空間部１４８内に取り込まれ、風向部品１５４を介して空間部１４８の左右両側に指向された後、空間部１４８の左右両端側から風向部品１５０、１５２により所定の方向に排出されてもよい。

ダクト１４４は、たとえば図２１に示すように、胴体部の上下端部を本体部１４２の背面部側に向け屈曲させており、図示しない本体部１４２の背面部の上部側および下部側に直接連結されている。本体部１４２とダクト１４４は、内部の収納部３５とダクト１４４内管とが密閉状態を維持するように溶接やろう付け、その他の密閉手段により連結されている。風向部品１５０、１５２は、ダクト１４４の空間部１４８の開口高さと同等に形成されており、端面部分をダクト１４４と本体部１４２とを連結する底面部分に一体化させている。風向部品１５０、１５２は、たとえばダクト１４４に対して着脱可能に設置され、または任意に傾斜方向を調整可能に設置されている。これにより電子機器筐体１４０が配置される環境として、外気の風向に応じて空間部１４８に対する外気Ｋの流動状態を調整すればよい。

なお、ダクト１４４と本体部１４２との連結部分は、ダクト１４４の上下両端側の一部を屈曲させる場合に限られず、本体部１４２の背面側の一部を突出させて連結部を形成してもよい。そして連結部の対向面間にダクト１４４を接続させてもよい。

斯かる構成によれば、風向部品１５０、１５２により電子機器筐体１４０の周囲に流れる外気を空間部１４８側に多く導くことでダクト１４４内を流れる加熱された空気Ｐ１に対して熱交換効率を高めることができる。さらに、風向部品１５０、１５２、１５４を組み合わせ、外気を指向させて空間部１４８や通過窓部１４６に一定の流動方向を設定でき、ダクト１４４の表面に効率よく外気を接触させることができるので、ケース内空気の冷却機能が高められる。

〔他の実施の形態〕

以上説明した実施形態について、変形例を以下に列挙する。

(1) 上記実施の形態では、本体部８、３４の背面側の一部を突出させて連結部１２、１４、３８、４０を形成し、その連結部１２、１４の間にダクト１０、３６を接続させる場合を示したがこれに限られない。連結部１２、１４、３８、４０およびダクト１０、３６は、本体部８、３４の前面側または側面側のいずれに形成してもよい。また連結部１２、１４、３８、４０およびダクト１０、３６は、本体部８、３４の一面に形成される場合に限られず、複数の辺に跨って形成されてもよい。連結部１２、１４、３８、４０は、たとえば収納部６、３５内の設定温度とファン２２の回転数などに基づく必要な冷却流路の長さをとるために、ダクト１０、３６を長く形成できる位置に配置すればよい。

(2) 上記実施の形態では、ダクト３６が本体部３４の背面に対して平行に配置され、かつ対向する連結部３８、４０、９２、９４に対して略直交する方向に配置される場合を示したがこれに限られない。ダクト３６は、たとえば対向する連結部３８、４０、または連結部９２、９４に対して所定角度をもたせて斜め方向に配置させてもよい。またダクト３６は、直線状のダクトに限られず、連結部３８、４０または連結部９２、９４の間で屈曲させてもよい。このようにダクト３６を配置、または形成するとで、ダクト３６による冷却流路を長くとることができ、冷却機能が高められる。また、筐体の背面側を建物やポールなどに設置する場合、ダクト３６が設置対象に接触するのを回避させることもできる。

(3) 上記実施の形態では、ダクト１０が筐体２の背面部分に連結部１２、１４を介して連結される場合を示したが、これに限られない。電子機器筐体１６０は、図２２に示すように本体部１６２の上面部１６８および下面部１７０にダクト１６６を連結させている。すなわち収納部１６４内で加熱された空気Ｐ１は、収納部１６４の天井側からダクト１６６内に取り込まれ、屈曲したダクト１６６に従って流動しながら外気と熱交換して低温の空気Ｐ２となる。ダクト１６６内の空気Ｐ２は、収納部１６２の下面部１７０の連結部分から本体部１６４の底部側に排出される。

電子機器筐体１６０に対するダクト１６６の固定手段は任意に設定すればよく、たとえば電子機器筐体１６０が設置される建物や支持ポールなどに対してダクト１６６を支持してもよく、またはダクト１６６の所定位置に対して電子機器筐体１６０と一体化させる図示しない支持手段を備えてもよい。またダクト１６６は、電子機器筐体１６０に対して所定距離Ｌ１０の空間部１７２を形成するように離間して固定される。これにより本体部１６２の外装側からの熱がダクト１６６に影響するのを防止できるとともに、外気に対するダクト１６６の接触面積を広くとることができる。

斯かる構成によれば、電子機器筐体１６０の設置環境などに応じてダクト１６６の配置状態を任意に設定でき、取扱い性が高くなる。またダクト１６６の形成長さが電子機器筐体１６０の寸法に関わらず設定でき、空気を放熱するための流動区間を長くとることができる。

(4) 上記実施の形態では、筐体２の本体部８の一部を突出させて同等の長さのダクト１０を接続する連結部１２、１４が形成される場合を示したがこれに限られない。ダクト１６６は、図２３に示すように本体部１６２の背面部分に長さの異なるダクト１６６を直接連結させてもよい。この場合、本体部１６２とダクト１６６との間には、外気を通過させる所定幅の空間部１７２が設定される。

(5) 上記実施の形態では、ケース内の空気を内部に流動させて外気と熱交換させるダクト１０の内部流路が直線状である直管で形成される場合を示したがこれに限られない。電子機器１８０は、図２４に示すように、たとえば螺旋状の流路をもったダクト１８２を利用してもよい。このダクト１８２は、たとえば上下方向の距離に対して螺旋状の流路を通じて空気を流すことで、流動経路が長くとれるとともに螺旋部分の内部にも空気が流動して熱交換できるので、外気に対する接触面積を多くとることができる。これにより、ダクト１８２によるケース内空気の冷却機能を高めることができる。

(6) 電子機器筐体１９０は、たとえば図２５に示すように、ダクト１９２の内部に吸熱効果を向上させる部材として、発泡アルミ１９４を充填してもよい。この発泡アルミ１９４は、複数の微小な気孔が形成されており空気を流動可能な吸熱部材の一例であり、熱伝導性がよく、ダクト１９２を介して外気に対する熱交換効率を高めることができる。

ダクト１９２は、たとえば胴体部の一定の距離または全部に発泡アルミ１９４が充填され、その内部に加熱された空気Ｐ１を通過させることで、外気に対して放熱させることができる。

(7) 筐体２および装置ケース３２では、たとえば収納部６、３５内の空気の流動状態を安定化させるために、収納部６、３５内の電子部品２０の配置状態に応じて空気の流動状態を調整してもよい。そこで、収納部６には、たとえば図２６に示すように、シェルフ５０の一部またはシェルフ５０と独立して開閉板２００を備えてもよい。この開閉板２００は、本開示の流量制御手段の構成部品の一例であり、ＢＷＢ５４またはシェルフ５０に対する電子部品２０の配置に基づいて開閉位置を設定すればよい。この開閉板２００には、たとえばシェルフ５０に対する電子部品２０の着脱に連動して回転する開閉板２００を「開」状態または「閉」状態に切替える支持軸２０４が設置されている。

開閉板２００は、シェルフ５０に対して電子部品２０が装着されると、たとえば図示しない検出手段により電子部品２０の装着状態を検知し、その検知に連動して支持軸２０４の回転により「開」状態となる。この検出手段は、たとえばシェルフ５０やＢＷＢ５４の近傍に電気的または物理的に電子部品２０の接近、または接触を検出するもので形成される。そして支持軸２０４は、たとえば検出手段に対する電子部品２０の接触によって動作させてもよく、または独立してモータなどの動力を備え、図示しない制御回路による制御で開閉動作を行ってもよい。

このような開閉板２００は、たとえば収納部６、３５に収納される電子部品２０がＢＷＢ５４に対してフルシステムでない場合に、シェルフ５０に電子部品２０が装着されていない部分への通気を阻止する。これにより電子部品２０が設置されていない部分にダクト３６で冷却された空気が多く流入し、電子部品２０が密集した部分への空気の流入が少なくなるのを防止している。

斯かる構成によれば、収納部６、３５内に対し発熱部品が密集する部分に効率よく空気を流すことができ、電子機器筐体による冷却機能が高められる。

次に、以上述べた実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。以下の付記に本開示の技術が限定されるものではない。

（付記１）発熱部品を収納する収納エリアが形成された収納ケースと、
両端が前記収納エリアの異なる位置に連通されるとともに、胴体部が前記収納ケースの外部に配置され、内部に前記発熱部品により加熱されたケース内の空気を流して放熱させるダクトと、
を備え、
密閉状態で連結された前記収納エリアと前記ダクトとの間に、前記収納ケースに設置された流動手段によってケース内の空気が循環して、前記ダクトで放熱されたケース内の空気が前記収納エリア側に流されることを特徴とする電子機器筐体。

（付記２）前記ダクトは、前記胴体部と前記収納ケースとの間に外部の空気が通過可能な通風経路が形成されることを特徴とする付記１に記載の電子機器筐体。

（付記３）前記収納ケースは、前記収納エリア内に前記ダクトとの連結側に向けて、ケース内の空気の流動方向を指向させる風向手段を備えることを特徴とする付記１または付記２に記載の電子機器筐体。

（付記４）前記収納ケースは、前記ダクトの端部が接続される部分およびその周縁部分を突出させた連結部が形成され、
前記ダクトは、該連結部の内部を通じて前記収納エリアと連通することを特徴とする付記１ないし付記３のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記５）前記連結部は、前記収納エリアと前記ダクトとの間で循環されるケース内の空気の流量に応じて突出量または内部の容積が設定されることを特徴とする付記４に記載の電子機器筐体。

（付記６）前記連結部は、前記収納エリアと前記ダクトとの間で流動するケース内の空気に接触させてケース内の空気の流動方向を変化させるとともに、一定方向に流動させる接触壁を備えることを特徴とする付記４ないし付記５のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記７）前記連結部は、前記ダクトの端部を固定指示する固定手段または接着手段を介して前記ダクトと連結することを特徴とする付記４ないし付記６のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記８）前記ダクトは、放熱能力に基づいて設定された間隔で並列に設置されることを特徴とする付記１ないし付記７のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記９）前記ダクトは、外装側に放熱部品が形成されることを特徴とする付記１ないし付記８のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記１０）前記ダクトは、内部にケース内の空気から吸熱する吸熱部材が充填されることを特徴とする付記１ないし付記９のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記１１）前記収納ケースは、外装側の一部に、前記ダクトに向けて外部の空気を流動させる風誘導手段を備えることを特徴とする付記１ないし付記１０のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記１２）さらに、前記収納ケースは、前記発熱部品の着脱に応じて開閉する開閉板が形成された流量制御手段を備え、
該流量制御手段は、前記開閉板の開閉によって前記収納エリア内のケース内空気の流動を制限することを特徴とする付記１ないし付記１１のいずれか１つに記載の電子機器筐体。

（付記１３）処理の実行により発熱する発熱部品を備える電子機器であって、
前記発熱部品を収納する収納エリアが形成された収納ケースと、
両端が前記収納エリアの異なる位置に連通されるとともに、胴体部が前記収納ケースの外部に配置され、内部に前記発熱部品により加熱されたケース内空気を流して放熱させるダクトと、
前記収納ケースに設置され、前記収納エリアのケース内空気を設定方向に流動させる流動手段と、
を備え、
密閉状態で連結された前記収納エリアと前記ダクトとの間に、前記流動手段によってケース内の空気を循環し、前記ダクトで放熱されたケース内の空気が前記収納エリア側に流されることを特徴とする電子機器。

（付記１４）さらに、前記発熱部品の発熱量、または前記ダクトに対する設定放熱量に応じて前記流動手段によるケース内の空気の循環流量を制御する制御部を備えることを特徴とする付記１３に記載の電子機器。

以上、本開示の構成の好ましい実施形態等について説明した。しかし、本開示の技術は上記実施の形態の記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された技術の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論である。そして斯かる変形や変更が本開示の技術に含まれることは言うまでもない。

２、９０、１１２、１２０、３０２ 筐体
４、１００、１１０、１８０ 電子機器
６、３５、１３０、１６４ 収納部
８、３４、１２２、１４２、１６２ 本体部
１０、３６、１１４、１２４、１４４、１６６、１８２、１９２ ダクト
１２、１４、３８、４０、９２、９４、１２６、１２８ 連結部
２０ 電子部品
２２ ファン
２４、１１６、１４８、１７２ 空間部
３０ 無線装置
３２ 装置ケース
４２、１３２ 前面パネル
５０、５２、１０２、１０４ シェルフ
５４ ＢＷＢ
５６ 無線パッケージ
６２、６４ その他実装部品
７０、７２ 支柱
７４、７６ 開口部
８０、８２ 風向板
９６ 背面板
１１８ フィンベース
１１９ フィン
１４０、１６０、１９０ 電子機器筐体
１４６ 通過窓部
１５０、１５２、１５４ 風向部品
１６８ 上面部
１７０ 下面部
１９４ 発泡アルミ
２００ 開閉板
２０４ 支持軸

Claims (5)

1. 内部にシェルフを備え且つ該シェルフで発熱部品の両端を支持して該発熱部品を収納する収納エリアと、該収納エリアに隣接し、前記シェルフよりも前記収納エリアの端部側で前記収納エリアから突出させた複数の連結部とが形成された収納ケースと、
   両端が複数の前記連結部間に連通されるとともに、胴体部が前記収納ケースの外部に前記収納エリアから所定幅の空間部を開けて配置され、内部に前記発熱部品により加熱されたケース内の空気を流して放熱させるダクトと、
   を備え、
   密閉状態で連結された前記収納ケースの前記連結部と前記ダクトとの間に、前記収納エリア内の前記シェルフに設置された流動手段によってケース内の空気が循環され、前記ダクトで放熱されたケース内の空気が前記収納エリア側に流されることを特徴とする電子機器筐体。
2. 前記ダクトは、前記胴体部と前記収納ケースとの間に外部の空気が通過可能な通風経路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器筐体。
3. 前記収納ケースの前記連結部は、前記ダクトの端部が接続される部分およびその周縁部分を突出させて形成され、
   前記ダクトは、該連結部の内部を通じて前記収納エリアと連通することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器筐体。
4. 前記連結部は、前記収納エリアと前記ダクトとの間で流動するケース内の空気に接触させてケース内の空気の流動方向を変化させるとともに、一定方向に流動させる接触壁を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電子機器筐体。
5. 前記収納ケースは、外装側の一部に、前記ダクトに向けて外部の空気を流動させる風誘導手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電子機器筐体。

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