JP2001057485A - 屋外設置電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉筐体の日射による熱の影響を低減し、小
型化及び構成を簡素化した屋外設置電子装置を得ること
を目的とする。 【解決手段】 屋外に設置する電子装置において、大き
い熱伝導率を有する金属の密閉筺体21と、その中に固定
された発熱体22と、上記密閉筺体と上記発熱体との間の
空間23に空気による断熱層と、上記発熱体22と上記密閉
筺体の少なくとも外周側面部21bとの間に筺体外側方向
にのみ熱を伝達する複数の方向性熱伝達部材24とを備え
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋外に設置する電
子装置に関し、特に電子装置の密閉筐体の日射による熱
の影響を低減するとともに、電子装置の小型化及び構成
の簡素化に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、屋外に設置する電子装置は耐環境
特性を高めるために密閉筐体を使用することが多くな
り、特に夏の炎天下にも、密閉筐体の日射による熱の影
響を抑えるとともに、小型化及び構成の簡素化が要求さ
れている。

【０００３】図5は、実開平4-67399号公報に示された従
来の電子機器の例を示す構造概念図である。図におい
て、1はプリント配線板、2はプリント配線板1に実装さ
れた発熱電子部品、3は放熱フィン、4はヒ―トパイプ
で、発熱電子部品2と放熱フィン3を連結している。5は
プリント配線板1を収納し放熱フィン3を保持する機器筺
体である。

【０００４】上記プリント配線板1に実装された発熱電
子部品2が発熱すると、まずその熱がブロック6を介して
ヒートパイプ4の蒸発部7に吸収される。ヒートパイプ4
の蒸発部7に吸収された熱は、ヒートパイプ4の内部に封
入された作動液（図示せず）の作用によって即座に凝縮
部8へ輸送され、さらにそこから放熱フィン3を介して機
器筺体5の外部へと放熱される。以下、この作用が繰り
返し行われ、機器筺体5内の冷却が図られる。

【０００５】また、図６は、実開昭59-37790号公報に示
された別の従来の電子機器の例を示す構造概念図であ
る。図において、10は断熱材11からなる箱形状に形成さ
れたシェルタ、12a，12bは夫々上蓋遮熱板，側部遮熱
板、13は電子機器、14は電子機器13を取り囲む集熱板、
15は前記集熱板に固定され、直立に配設されたヒートパ
イプ、16は上記シェルタ10の外部でヒートパイプ15の一
端に取り付けられた放熱器である。

【０００６】上記シェルタ10（密閉筐体）の上部遮熱板
12a及び外周側部遮熱板12bの板面とシェルタ10の外面と
の間に外気の流通経路が形成され、上記上部遮熱板12a
及び外周側部遮熱板12bが受けた日射による熱の遮蔽効
果がある。シェルタ10に伝わった外部からの熱は電子機
器23の周囲に配置された集熱板14に蓄熱される。これら
集熱板14に蓄熱された熱は夜間等外気温が下がった時点
でヒートパイプ15を介して放熱器16から放熱されるの
で、日射による熱の侵入が抑えられ、電子機器のシェル
タ10（密閉筐体）内の電子機器周辺の温度変化が緩和さ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の密閉筐体をもつ
電子装置は以上のように構成されていて、従来技術の前
者は、ヒートパイプを発熱体と機器筐体の上部のみに設
けた放熱フィンとの間に配設して発熱体の放熱を行って
いるが屋内外設置における日射対策はもっていない。

【０００８】従来技術の後者は、断熱材からなる密閉筐
体の外壁から一定の距離をおいて日射の遮熱板を設け、
日中は、発熱体の周囲を囲んだ集熱器で蓄熱し、夜間に
上記集熱器と密閉筐体の上面部のみに設けた放熱器との
間に配設したヒートパイプにより集熱器の熱を放熱して
いるので、電子機器の小型化および簡素化に難点があ
る。またヒートパイプの熱の応答特性が速いという特徴
が生かされていない。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、密閉筐体の日射による熱の影響を
低減するとともに、小型化及び構成を簡素化した屋外設
置電子装置を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明の屋外設置電子装置は、屋外に設
置する電子装置において、大きい熱伝導率を有する金属
の密閉筺体と、その中に固定された発熱体と、上記密閉
筺体と上記発熱体との間の空間に空気または空隙をもつ
複合材等の断熱材による断熱層と、上記発熱体と上記密
閉筺体の少なくとも外周側面部との間に筺体外側方向に
のみ熱を伝達する複数の方向性熱伝達部材とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１１】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
の密閉筺体外壁に放熱フィンを備えたことを特徴とす
る。

【００１２】また、請求項３の発明は、屋外に設置する
電子装置において、外壁を太陽光線の吸収率を小さくし
表面の射出率を大きくする材料でコーティングした金属
の密閉筺体と、その中に固定された発熱体と、上記発熱
体と上記密閉筺体の少なくとも外周側面部との間に筺体
外側方向にのみ熱を伝達する複数の方向性熱伝達部材と
を備えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれか1項に記載の方向性熱伝達部材としてヒートパ
イプを発熱体側を蒸発部、密閉筐体内壁側を凝縮部とな
るように配設したことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図1は本発明の実
施の形態１を示す屋外設置電子装置の構成概念図であ
る。図において、21は電子装置の密閉筐体、21aは密閉
筐体の上面部、21bは密閉筐体の外周側面部、21cは密閉
筐体の下面部、22は発熱部品（発熱体）、密閉筐体とそ
の中に固定されている発熱体22との間の空間23に空気の
断熱層が設けられている。24は、発熱体22と密閉筺体内
壁とを熱的に結合し、発熱体22から筺体外方向にのみ熱
伝達を行うよう配設された方向性熱伝達部材である。24
aは、発熱体22と密閉筐体下面部21cの内壁との間を熱的
に結合している熱伝導率の大きい低熱抵抗部材である。

【００１５】まず、本電子装置を屋内で動作させた場合
を想定する。発熱体22より発生した熱は、発熱体22から
筺体外方向にのみ熱伝達を行うよう配設された方向性熱
伝達部材24を介して、密閉筐体の上面部21a，外周側面
部21bへ伝達される。一方、発熱体22から熱伝導率の大
きい低熱抵抗部材24aを介して下面部21c へ伝達され、
大きい熱伝導率を有する金属の密閉筐体の外壁に拡散し
各面と接触する外気に放熱され、密閉筐体内部は、密閉
筐体の外気温度に近づく。次に、本電子装置が屋外に設
置され、日中の時刻ｔ１において、密閉筐体の上面部21
a及び側面部21bが大きな日射量を受けている場合を想定
する。日射を受けて温度上昇したそれらの面の熱は、夫
々の面の方向性熱伝達部材24の熱伝達方向に対して逆行
するため方向性熱伝達部材24を介して筐体内部の発熱体
22へは伝達されない。また、密閉筐体内壁と発熱体22と
の間の空間23に設けられた空気の断熱層による断熱効果
により、日射による熱が発熱体22へ伝達される量は小さ
い。本電子装置では、発熱体22と日射を受けていない密
閉筐体側面部21b、密閉筐体下面部21cとの間に、それぞ
れ方向性熱伝達部材24、低熱抵抗部材24aが配設されて
いるので、上記発熱体の熱は、これらを介して、大きい
熱伝導率を有する金属の密閉筐体の外壁に拡散し各面と
接触する外気に放熱されることにより密閉筐体内部は、
密閉筐体外気温度に近づく。

【００１６】また、日射方向が変った別の時刻ｔ2にお
いて、密閉筐体の上面部21a及びｔ１とは別の側面部21b
が大きな日射量を受けている場合を想定する。時刻ｔ１
におけると同様に、密閉筐体の上面部21a及び別の側面
部21bが日射を受けて温度上昇したそれらの面の熱は、
発熱体22へはほとんど伝達されない。一方、発熱体22の
熱は日射を受けていない別の密閉筐体側面部21b及び密
閉筐体下面部21cへ伝達され、大きい熱伝導率を有する
金属の密閉筐体の外壁に拡散し各面と接触する外気に放
熱される。それにより密閉筐体内部は、密閉筐体の外気
温度に近づく。このように、日射を受けて温度上昇した
面の方向性熱伝達部材24は、発熱体22の放熱には寄与し
なくなるので、発熱体22の熱は、日射方向の変化に応じ
て日射を受けていない面に、発熱体22の必要な放熱量に
応じて配設した方向性熱伝達部材24により、密閉筐体外
部へ放熱される。なお、この電子装置を屋外設置する際
に、予め設置方角を指定してそれに合わせて設置可能に
することにより、例えば、密閉筐体に南面を指定してそ
れに合わせて設置することにより、予め、北向きの鉛直
の外周側面、下面部の水平面からの放熱量を優先的に、
次に、東向きと西向きの鉛直の外周側面からの放熱量を
考慮することにより、日射量の大きい南向き面への方向
性熱伝達部材の配設を省略して構成の簡素化が図れる。

【００１７】以上のように実施の形態１によれば、日射
による密閉筐体外壁面の温度上昇による熱は、その面に
配設された方向性熱伝達部材の方向性により、筐体内部
に固定されている発熱体へは伝達されず、また、密閉筐
体外壁面から筐体内部空間への熱の侵入は、筐体内部の
空間に設けた空気の断熱層により小さく抑えられ、一
方、密閉筐体内の発熱体の発生熱は、発熱体22と日射の
当たらない密閉筐体外壁との間の方向性熱伝達部材と低
熱抵抗部材を介して、それぞれ密閉筐体の外壁から外気
へ効率よく放熱されるので、密閉筐体の日射による熱の
影響を低減するとともに、日射の遮蔽板を備えることな
く、密閉筐体外面を放熱器として使用することにより、
電子装置の小型化、構成の簡素化を図ることができる。

【００１８】実施の形態２．図２は、この発明の実施の
形態２を示す屋外設置電子装置の構成概念図である。図
２は実施の形態１を示す図１における、電子装置の密閉
筐体21とその中に固定されている発熱体22との間の空間
23の空気の断熱層に代って、空隙をもつ複合材、または
発泡材等の断熱材26による断熱層を備えたものである。
実施の形態１において、日射量が大きく密閉筐体外壁面
から筐体内部空間への熱の侵入に対して、筐体内部の空
間に設けた空気の断熱層による断熱効果が十分期待出来
ない場合に、空間23の空気の断熱層に代って空隙をもつ
複合材、または発泡材等の断熱材26による断熱層を備え
たことにより、密閉筐体外壁面から筐体内部空間を介し
ての熱の侵入をより抑えることが出来る。

【００１９】以上のように、実施の形態２によれば、実
施の形態１の効果に加えて、電子装置の密閉筐体と発熱
体22との間の空間に空気の断熱層に代って、空隙をもつ
複合材、または発泡材等の断熱材26による断熱層を設け
ることにより、密閉筐体外壁面から筐体内部空間を介し
ての熱の侵入をより抑えることが出来、密閉筐体の日射
による熱の影響を低減することができる。

【００２０】実施の形態３．図３は、この発明の実施の
形態３を示す屋外設置電子装置の構成概念図である。図
３は実施の形態１を示す図１における電子装置の密閉筐
体21の外壁に放熱フィン27を設けたものである。実施の
形態１において、発熱部品22（発熱体）の発熱量に対し
て、電子装置の密閉筐体の表面積が小さく筐体表面から
外気への放熱量が十分でない場合に放熱フィン27を設け
ることにより、外気と接触する表面積を増加し必要な放
熱量を得ることが出来る。なお、日射に対しては、放熱
フィン27の投影面積は変わらないことから放熱フィン27
を設けることによる影響は小さい。放熱フィン27は密閉
筐体21の製作における金属成形や切削加工等により密閉
筐体と一体構造とすることにより、熱伝達の損失を防
ぎ、構成を簡素化することができる。

【００２１】以上のように、実施の形態３によれば、実
施の形態１の効果に加えて、発熱体の発熱量に対して、
電子装置の密閉筐体の表面積が小さく筐体表面から外気
への放熱量が十分でない場合に密閉筐体の外壁に放熱フ
ィン27を設けることにより、外気と接する密閉筐体表面
積を増加するので、密閉筐体の日射による熱の影響を低
減することができる。

【００２２】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
示す屋外設置電子装置について実施の形態１を示す図１
を参照して説明する。図１における実施の形態１と同様
に、21は電子装置の密閉筐体、21aは密閉筐体の上面
部、21bは密閉筐体の外周側面部、21cは密閉筐体の下面
部、22は発熱部品（発熱体）、密閉筐体とその中に固定
されている発熱体22との間の空間23に空気の断熱層が設
けられている。24は、発熱体22と密閉筺体内壁とを熱的
に結合し、発熱体22から筺体外方向にのみ熱伝達を行う
よう配設された方向性熱伝達部材である。24aは、発熱
体22と密閉筐体下面部21cの内壁との間を熱的に結合し
ている熱伝導率の大きい低熱抵抗部材である。ここで、
実施の形態１との差異は、密閉筐体21の外壁を、太陽光
線の吸収率を小さくし表面の射出率を大きくする材料、
例えば白色系塗料でコーティングしていることである。

【００２３】電子装置の密閉筐体外壁を上記のような白
色系塗料等でコーティングすることにより、密閉筐体外
壁表面に受ける日射量が大きい場合にも日射による密閉
筐体外壁面の発熱は、実施の形態１における場合と比較
して低く抑えられ、且つその外壁面の熱は、その面に配
設された方向性熱伝達部材の方向性により、筐体内部に
固定されている発熱体へは伝達されず、また、密閉筐体
外壁面から筐体内部の空間への熱の侵入は筐体内部の空
間に設けた空気の断熱層により抑えられる。一方、密閉
筐体内の発熱体の発生熱は、発熱体22と日射の当たらな
い密閉筐体外壁との間の方向性熱伝達部材と低熱抵抗部
材とを介して、それぞれ密閉筐体の外壁から外気へ効率
よく放熱されるので、密閉筐体の日射による熱の影響を
低減するとともに、日射の遮蔽板を備えることなく、密
閉筐体外面を放熱器として使用することにより、電子装
置の小型化、構成の簡素化を図ることができる。

【００２４】以上のように、実施の形態４によれば、日
射の影響を低減するのに、実施の形態１，２，３が密閉
筐体の内部に熱の侵入を防ぐとともに、密閉筐体の内部
の発熱体の発生熱を効率よく密閉筐体外に放熱していた
のに対して、密閉筐体外壁表面に受ける日射量が大きい
場合にも密閉筐体外壁表面の発熱を抑え、一方、密閉筐
体の内部の発熱体の発生熱を効率よく密閉筐体外に放熱
することにより、密閉筐体の日射による熱の影響を低減
するとともに、電子装置の小型化、構成の簡素化を図る
ことができる。

【００２５】実施の形態５．図4は、この発明の実施の
形態５を示す屋外設置電子装置の構成概略図である。図
4は、例えば、実施の形態１を示す図１における電子装
置の密閉筐体内の方向性熱伝達部材としてヒートパイプ
28を発熱体側を蒸発部、密閉筺体側を凝縮部となるよう
に配設したものである。ヒートパイプ28は密閉筐体内に
おいて、発熱体22の側に蒸発部、密閉筺体の内壁側を凝
縮部とし、一般に、蒸発部に対して凝縮部を上に直立ま
たは傾斜をもたせ、且つ蒸発部、凝縮部においてそれぞ
れ発熱体、密閉筺体の側面部内壁に低熱抵抗で結合させ
配設することにより、発熱部品22（発熱体）より密閉筐
体21の外側方向へのみ熱を伝達する方向性熱伝達部材と
して効率的に機能する。この電子装置の密閉筺体内の発
熱体の発熱量及び実装密度の上から実施の形態２，３，
４に示される構成をとることも可能である。

【００２６】以上のように、実施の形態５によれば、方
向性熱伝達部材としてヒートパイプを発熱体側を蒸発
部、密閉筺体内壁側を凝縮部となるように配設すること
により、密閉筐体の日射による熱の影響を低減するとと
もに、小型化及び構成の簡素化を図ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、日射による密閉筐体外壁面の温度上昇による熱は、
その面に配設された方向性熱伝達部材の方向性により、
筐体内部に固定されている発熱体へは伝達されず、ま
た、密閉筐体外壁面から筐体内部空間への熱の侵入は、
筐体内部の空間に設けた空気又は空隙をもつ複合材等の
断熱材による断熱層により小さく抑えられ、一方、密閉
筐体内の発熱体の発生熱は、発熱体と日射を受けていな
い密閉筐体外壁との間の方向性熱伝達部材を介して、そ
れぞれ密閉筐体の外壁から外気へ効率よく放熱されるの
で、密閉筐体の日射による熱の影響を低減するととも
に、電子装置の小型化及び構成を簡素化した屋外設置電
子装置を得ることが出来る。

【００２８】また、請求項２の発明によれば、請求項１
の効果に加えて、電子装置の発熱体の発熱量に対して密
閉筐体の表面積が小さく筐体表面から外気への放熱量が
十分でない場合に放熱フィンを設けることにより、外気
と接する密閉筐体表面積を増加するので、密閉筐体の日
射による熱の影響を低減するとともに、小型化及び構成
を簡素化した屋外設置電子装置を得ることが出来る。

【００２９】また、請求項３の発明によれば、電子装置
の密閉筐体外壁を太陽光線の吸収率を小さくし表面の射
出率を大きくする材料でコーティングすることにより、
密閉筐体外壁の受ける日射量が大きい場合にも密閉筐体
外壁の発熱が抑えられ、一方、密閉筐体内の発熱体の発
生熱は、発熱体と日射を受けていない密閉筐体外壁との
間の方向性熱伝達部材を介して、それぞれ密閉筐体の外
壁から外気へ効率よく放熱されるので、密閉筐体の日射
による熱の影響を低減するとともに、小型化及び構成を
簡素化した屋外設置電子装置を得ることが出来る。

【００３０】また、請求項４の発明によれば、請求項１
〜3のいずれか１項に記載された屋外設置電子装置の方
向性熱伝達部材として、ヒートパイプを発熱体側を蒸発
部、密閉筐体内壁側を凝縮部となるように配設したこと
により、密閉筐体の日射による熱の影響を低減するとと
もに、小型化及び構成を簡素化した屋外設置電子装置を
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態1を示す屋外設置電子
装置の構成概念図である。

【図２】 この発明の実施の形態2を示す屋外設置電子
装置の構成概念図である。

【図３】 この発明の実施の形態3を示す屋外設置電子
装置の構成概念図である。

【図４】 この発明の実施の形態4を示す屋外設置電子
装置の構成概略図である。

【図５】 従来のプラグイン型電子機器を示す構造概念
図である。

【図６】 従来の内部熱量交換形屋外設置シェルタを示
す構造概念図である。

【符号の説明】

21 電子装置の密閉筐体、 21ａ 密閉筐体の上面部、
21ｂ 密閉筐体の外周側面部、 21ｃ 密閉筐体の下
面部、 22 発熱部品（発熱体）、23 空間、24 方向
性熱伝達部材、 24ａ 低熱抵抗部材、 25 基板、
26 断熱材、27放熱フィン、28 ヒートパイプ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 屋外に設置する電子装置において、大き
   い熱伝導率を有する金属の密閉筺体と、その中に固定さ
   れた発熱体と、上記密閉筺体と上記発熱体との間の空間
   に空気または空隙をもつ複合材等の断熱材による断熱層
   と、上記発熱体と上記密閉筺体の少なくとも外周側面部
   との間に筺体外側方向にのみ熱を伝達する複数の方向性
   熱伝達部材とを備えたことを特徴とする屋外設置電子装
   置。
2. 【請求項２】 密閉筺体外壁に放熱フィンを備えたこと
   を特徴とする請求項１記載の屋外設置電子装置。
3. 【請求項３】 屋外に設置する電子装置において、外壁
   を太陽光線の吸収率を小さくし表面の射出率を大きくす
   る材料でコーティングした金属の密閉筺体と、その中に
   固定された発熱体と、上記発熱体と上記密閉筺体の少な
   くとも外周側面部との間に筺体外側方向にのみ熱を伝達
   する複数の方向性熱伝達部材とを備えたことを特徴とす
   る屋外設置電子装置。
4. 【請求項４】 方向性熱伝達部材としてヒートパイプを
   発熱体側を蒸発部、密閉筐体内壁側を凝縮部となるよう
   に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1
   項に記載の屋外設置電子装置。