JP4121509B2 - 通信装置、通信装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、放熱対策として、発熱する通信用アンプモジュールの放熱部を筐体内壁に取り付けている通信装置に関し、特にその組み立ての簡易化に関する。

上述の放熱対策が施されている通信装置の１つに、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の基地局装置がある。
下記の特許文献１に、ＰＨＳ基地局装置の内部構造の一例が開示されている。
現在、ＰＨＳの基地局装置は、複数のアンテナから成るアダプティブアレイアンテナを備えたものが主流であり、その筐体内には、各アンテナに対応する複数の通信用アンプモジュールが収納されている。

図１４は、複数の通信用アンプモジュールが収納されている従来の基地局装置の内部構造を断面で示した図である。
基地局装置１００の筐体は、筐体本体１０２と蓋体１０３との組み合わせから成る。
基地局装置１００は、主に電柱等、高所で風雨に曝される場所に設置されるものであるため、その筐体は、できるだけコンパクトで軽量、且つ防錆性、防水性を備えた設計がなされている。一般的に、アルミニウム等、軽量で電気伝導性及び熱伝導性の高い材料で箱型にダイキャスト成形されたものが筐体として用いられている。

図１４に示すように、筐体本体１０２の底面１１２及び蓋体１０３の天井面１１３には、複数の通信用アンプモジュール２００が取り付けられている。
これは、各通信用アンプモジュール２００が稼動時に発熱する熱を、外気と接する筐体で冷却することと、通信用アンプモジュールのグランド強化のためである。また、底面１１２のみならず、天井面１０３にも通信用アンプモジュール２００が取り付けられているのは、筐体をできるだけコンパクトにしているため、天井面１０３を利用しなければ、全ての通信用アンプモジュール２００を筐体内壁に取り付けることができないからである。

通信用アンプモジュール２００の筐体は、全体が熱伝導性の高い金属でできているのが一般的である。なお、通信用アンプモジュール２００の筐体全体が、その内部で発生する熱を放熱する放熱部であると言えるが、本明細書では、基地局装置１００の筐体内壁に密着させる、通信用アンプモジュール２００の筐体の一面を放熱面と呼ぶことにする。
各通信用アンプモジュール２００は、その放熱面２０１が基地局装置１００の筐体内壁に密着するようにネジ止めされているが、そのネジ穴は、防水の面から、基地局装置１００の筐体を貫通するものではない。

台３００は、底面１１２に取り付けられており、その上面３０１には、各通信用アンプモジュール２００を制御する制御基板４００が取り付けられている。
筐体内壁に取り付けられた各通信用アンプモジュール２００は、台３００に取り付けられた制御基板４００と配線ケーブル５００でハーネス接続される。その後、筐体本体１０２と蓋体１０３はネジで接合され、筐体内は密閉される。
特許第３３４９４４５号

しかしながら、図１４に示す基地局装置は、組み立て作業上、以下の点で問題があった。
まず、通信用アンプモジュール２００は高周波信号を扱うため、配線ケーブル５００はできるだけ短いのが望ましいが、蓋体１０３にネジ止めされている通信用アンプモジュール２００と制御基板４００をハーネス接続するためには、配線ケーブル５００をある程度長くしないと、接続作業がし辛いという問題があった。

また、配線ケーブル５００を長くした場合、蓋体１０３と筐体本体１０２を接合する際に撓んだ配線ケーブル５００が、蓋体１０３と筐体本体１０２の接合部分に噛み込む可能性があった。
上述のような組み立て作業上の問題は、ＰＨＳの基地局装置に限らず、例えば、複数の通信用アンプモジュールや電源を箱型筐体内に備えた通信装置（例えば、ケーブルＴＶのメディア変換器や海底ケーブルの中継器等）の組み立てにおいても発生し得る問題である。

そこで、本発明は、上述の問題点を解決し、簡易に組み立てることが可能な通信装置、及び通信装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る通信装置は、放熱部を有する複数の通信用アンプモジュールが、制御基板と配線接続され、前記放熱部を筐体の内壁に密着させた状態で、制御基板と共に筐体内に収納されており、前記筐体は、貫通孔が設けられている蓋体と筐体本体との組み合わせで構成され、複数の通信用アンプモジュールの幾つかは、その放熱部を筐体本体の内壁に密着させており、残りの通信用アンプモジュールは、前記貫通孔に挿通され蓋体外面に頭部が回転自在に係止されたネジを螺入して締め付けることにより、その放熱部を蓋体内壁に圧着させていることを特徴とする。

前記蓋体内壁に圧着させている通信用アンプモジュールと前記制御基板は、それぞれの配線接続部位間の略最短距離となる長さの配線で接続されているとしてもよい。
また、本発明に係る通信装置は、放熱部を有する発熱体である通信用アンプモジュール及び電源が、制御基板と配線接続され、前記放熱部を筐体の内壁に密着させた状態で、制御基板と共に筐体内に収納されており、前記筐体は、貫通孔が設けられている蓋体と筐体本体との組み合わせで構成され、前記発熱体のいずれかは、その放熱部を筐体本体の内壁に密着させており、残りの発熱体は、前記貫通孔に挿通され蓋体外面に頭部が回転自在に係止されたネジを螺入して締め付けることにより、その放熱部を蓋体内壁に圧着させていることを特徴としてもよい。

また、本発明に係る通信装置の製造方法は、放熱部を有する複数の通信用アンプモジュールが、制御基板と配線接続され、前記放熱部を筐体の内壁に密着させた状態で、制御基板と共に、蓋体と筐体本体との組み合わせで構成される筐体内に収納されている通信装置の製造方法であって、幾つかの通信用アンプモジュールの放熱部を、前記筐体本体の内壁に密着させて取り付ける第一工程と、前記制御基板及び残りの通信用アンプモジュールを筐体本体に搭載し、制御基板と全ての通信用アンプモジュールとを配線接続する第二工程と、前記第二工程の後、前記筐体本体に前記蓋体を被せて筐体を閉じる第三工程と、前記第三工程の後、前記蓋体に設けられている貫通孔にネジを挿通し、当該ネジを螺入して締め付けることにより、前記残りの通信用アンプモジュールの放熱部を蓋体内壁に圧着させる第四工程とを含むことを特徴とする。

前記第二工程において、前記残りの通信用アンプモジュールは、筐体本体の底面から垂直方向に可動な台に搭載されているとしてもよい。

上記構成の通信装置は、筐体を閉じた後に、外側からネジを螺入して締め付けることで、通信用アンプモジュールの放熱部を蓋体内壁に圧着させることができるので、従来の組み立て方法のように、蓋体の内壁に取り付けられた通信用アンプモジュールと制御基板間を接続する配線を長くする必要がなく、また、その結果、蓋体と筐体本体とを接合するときの配線の噛み込みも発生せず、簡易に組み立てることができるという効果を奏する。

また、上記構成の通信装置において、前記貫通孔の口径は、当該貫通孔に通されるネジの軸径より大きく、当該ネジの頭部直径より小さい大きさであり、前記ネジが通された貫通孔の部位を防水蓋で覆って筐体内を密閉してもよい。
この構成により、貫通孔の位置決めに高い精度は要求されないので、歩留まりを高めることができる。また、貫通孔と挿入したネジとの間に生じる間隙は、防水蓋で覆うことで筐体内を密閉するので、例えば、防水性が要求されるＰＨＳの基地局装置に適している。

また、上記通信装置の製造方法を用いれば、スタッキング方式で、順次、筐体内に部品を搭載することができ、従来の組み立て方法のように、箱型筐体の天井面に取り付けられた発熱素子と制御基板間を接続する配線を長くする必要がなく、また、その結果、蓋体と筐体本体とを接合するときの配線の噛み込みも発生せず、簡易に通信装置を組み立てることができるという効果を奏する。

以下、本発明の一実施形態であるＰＨＳの基地局装置について図面を用いて説明する。
＜基地局装置１の外観＞
図１は、基地局装置１の外観を示す立体斜視図である。
基地局装置１は、筐体本体２と蓋体３とをネジで接合して成る筐体を有する。
筐体本体２の側面２０には、アダプティブアレイアンテナを構成する８本のアンテナとそれぞれ接続するための、８個の接続端子が設けられており、他の側面（一部図示せず）には、放熱用のフィンが形成されている。また、蓋体３の上面３０及び下面４０にも、放熱用のフィンが形成されている。

＜基地局装置１の組み立て手順＞
次に、基地局装置１の組み立て手順の流れを、図３、４、７〜９、１１、１２を主に用いて説明する。
図２は、筐体本体２を上方から見た平面図であり、図３、４、７〜９、１１、１２は、各組み立て段階において、図２に示したＡ−Ａ’線で筐体を垂直に切断した場合の筐体の断面を示した図である。

筐体本体２は、上方が開口した箱型筐体であり、その側面の内壁には、図２に示す所定位置に、２つの直方体形状の凸部から成るガイド溝６が、その溝軸が垂直方向となるように８個形成されている。
また、筐体本体２の底面２１には、通信用アンプモジュール５をネジ止めするためのネジ穴が２４個（１つの通信用アンプモジュールについて６個のネジ穴×モジュール数４＝２４個）形成されている（図示せず）。

まず、その筐体本体２の底面に、通信用アンプモジュール５を４個、それぞれの放熱面５１が底面に密着するようにネジ止めする。
なお、放熱面５１は、グランド接続面でもある。
筐体本体２の底面に通信用アンプモジュール５をネジ止めした後、図４に示すように、台７を、筐体本体２の上方から底面に配置する。

図５は、筐体本体２に２つの台７が配置された状態で、筐体本体２を上方から見た平面図であり、図６は、台７の立体斜視図である。
図６に示すように、台７は、天板７１、中段板７２、左右の脚板７４から成り、左右の脚板７４の外面にはそれぞれ、直方体形状の凸部７３が、その長尺方向が垂直方向となるように２つずつ設けられている。

天板７１の上面には、ネジ止めする通信用アンプモジュール９用のネジ穴が形成されている。
中段板７２の上面には、各通信用アンプモジュール５、９を制御する制御基板８が搭載される。
台７は、図５に示すように各凸部７３を各ガイド溝６に沿って挟入して筐体本体２の底面に配置されている。

２つの台７を配置した後、図７に示すように、底面にネジ止めされている通信用アンプモジュール５と制御基板８とを配線ケーブル１０でハーネス接続する。
次に、図８に示すように、台７の天板７１上面に、通信用アンプモジュール９をネジ止めし、通信用アンプモジュール９と制御基板８とを配線ケーブル１０でハーネス接続する。図示されていないが、１つの天板７１の上面に、２つの通信用アンプモジュール９がネジ止めされる。すなわち、２つの台７に合計４つの通信用アンプモジュール９がネジ止めされる。

各通信用アンプモジュール９は、天板７にネジで固着された面の反対側の面に放熱面９１と、２つのネジ穴９２を有する。
次に、図９に示すように、筐体本体２の開口部に蓋体３を被せて、ネジで蓋をする。そして、蓋体３の主面に穿孔されている貫通孔３１にネジ１１を通し、そのネジ１１を筐体内部の通信用アンプモジュール９に設けられているネジ穴９２に螺嵌する。

図１０は、貫通孔３１と通信用アンプモジュール９に設けられているネジ穴９２の断面を拡大した図である。
同図に示すように、貫通孔３１の口径ｙは、ネジ１１の軸径ｘより大きく、ネジ１１の頭部直径ｚより小さい大きさである。これにより、貫通孔３１の位置決めに高い精度は要求されないので、歩留まりを高めることができる。

各通信用アンプモジュール９は、ネジ止めされている台７毎に、各ネジ１１を同時に螺入して締め付けることで、図１１に示すように、台７ごと上方に持ち上げられる。その結果、各通信用アンプモジュール９の放熱面９１は、蓋体３の天井面に圧着される。
全てのネジ１１を螺嵌した後、図１２に示すように、貫通孔３１周辺を覆う形で、平板状の防水蓋４を蓋体３の主面外側からネジ止めする。これは、貫通孔３１とネジ１１の間には間隙が生じるので、防水の観点から行っている。なお、貫通孔３１周縁若しくは防水蓋４の下面周縁には、パッキンゴムが付設されていることが望ましい。

上述のように、基地局装置１は、下の層から上の層に順番に部品を搭載していく、いわゆるスタッキング方式で簡易に組み立てることが可能であるため、従来の組み立て方法に比べると、組み立て効率が良い。
また、基地局装置１の筐体を閉じた後に、筐体の外側からネジを締め付けることで、通信用アンプモジュール９の放熱面９１を、蓋体３の天井面に密着してネジ止めることができるので、従来の組み立て方法のように配線を長くする必要がなく、また、その結果、蓋体３と筐体本体２とを接合する際に生じる配線の噛み込みが発生しなくなる。
＜補足＞
なお、本発明は、上述の基地局装置１に限定されるものではない。以下のものも本発明に含まれる。
（１）図１３は、基地局装置１Ａの筐体の断面を示した図である。同図に示す基地局装置１Ａが、上述の基地局装置１と異なる点は、通信用アンプモジュール９Ａには、ネジ穴９２がなく、代わりに、台７Ａに、ネジ１１Ａに対応するネジ穴７１Ａが設けられている点である。

また、通信用アンプモジュール及び台のいずれにも、外部から挿通されたネジに対応するネジ穴を設けて、筐体外部からネジを螺入して締め付けることで、通信用アンプモジュールを台ごと、上に移動させ、放熱面を筐体内壁に密着させても良い。また、台は必ず必要なものではなく、なくてもよい。
（２）本発明は、ＰＨＳの基地局装置以外に、例えば、複数の通信用アンプモジュールを箱型筐体内に備えた通信装置（例えば、ケーブルＴＶのメディア変換器や海底ケーブルの中継器等）、或いは箱型筐体内にアンプや電源等の複数の発熱体を備えて成る電子装置にも適用することができる。

本発明は、放熱対策として筐体の内壁に、発熱体が取り付けられている電子装置に適用することができる。

基地局装置１の外観を示す立体斜視図である。 筐体本体２を上方から見た平面図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 ２つの台７が配置された状態で、筐体本体２を上方から見た平面図である。 台７の立体斜視図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 貫通孔３１及びネジ穴９２の断面を拡大した図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 基地局装置１の組み立て段階を説明するために用いる、基地局装置１の筐体断面を示した図である。 基地局装置１Ａの筐体の断面を示した図である。 複数の通信用アンプモジュールが収納されている従来の基地局装置の内部構造を断面で示した図である。

符号の説明

１、１Ａ、１００ 基地局装置
２、１０２ 筐体本体
３、３Ａ、１０３ 蓋体
４、４Ａ 防水蓋
５、９、９Ａ、２００ 通信用アンプモジュール
６ ガイド溝
７、７Ａ、３００ 台
８、４００ 制御基板
１０、５００ 配線ケーブル
１１、１１Ａ ネジ
２０ 側面
２１、１１２ 底面
３０ 上面
３１ 貫通孔
４０ 下面
５１、９１、２０１ 放熱面
７１ 天板
７２ 中段板
７３ 凸部
７４ 脚板
７１Ａ、９２ ネジ穴
１１３ 天井面

Claims (5)

1. 放熱部を有する複数の通信用アンプモジュールと、
   複数の通信用アンプモジュールを収納する本体筐体と、
   本体筐体を覆い、貫通孔が設けられている蓋体とからなる通信装置において、
   前記複数の通信アンプモジュールうち少なくとも一つが固定され、本体筐体に収納される台とを備え、
   前記台に固定されない前記複数の通信アンプモジュールうち少なくとも一つが、本体筐体の内壁に前記放熱部を接した状態で固定され、
   前記貫通孔に挿通され蓋体の外面に頭部が回転自在に係止されたネジを螺入して締め付けることにより、本体筐体に収納された前記台を蓋体に固定するとともに、台に固定された前記通信アンプモジュールの放熱部を蓋体の内壁に圧着させていることを特徴とする通信装置。
2. 前記台には制御基板が配置されており、
   前記ネジの締め付けることにより、前記台が蓋体に引き寄せられ、本体筐体に固定された通信アンプモジュールと前記制御基板がそれぞれの配線接続部位間に配線で接続されることを特徴とする通信装置。
3. 前記貫通孔の口径は、当該貫通孔に通されるネジの軸径より大きく、当該ネジの頭部直径より小さい大きさであり、
   前記ネジが通された貫通孔の部位を防水蓋で覆って筐体内を密閉していることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 放熱部を有する複数の通信用アンプモジュールが、制御基板と配線接続され、前記放熱部を筐体の内壁に密着させた状態で、制御基板と共に、蓋体と筐体本体との組み合わせで構成される筐体内に収納されている通信装置の製造方法であって、
   前記複数の通信用アンプモジュールのうち少なくとも一つの放熱部を、前記筐体本体の内壁に密着させて取り付ける第一工程と、
   前記制御基板及び前記第一工程で前記筐体本体の内壁に密着される以外の通信用アンプモジュールのうち一つを筐体本体に収納される台に搭載し、制御基板と全ての通信用アンプモジュールとを配線接続する第二工程と、
   前記第二工程の後、前記筐体本体に前記蓋体を被せて筐体を閉じる第三工程と、
   前記第三工程の後、前記蓋体に設けられている貫通孔にネジを挿通し、当該ネジを螺入して締め付けることにより、前記残りの通信用アンプモジュールの放熱部を蓋体内壁に圧着させるとともに、前記台を前記蓋体側に固定する第四工程とを含む
   ことを特徴とする通信装置の製造方法。
5. 前記第二工程において、前記残りの通信用アンプモジュールは、筐体本体の底面から垂直方向に可動な台に搭載されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置の製造方法。

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