JP2003209375A

JP2003209375A - 電子機器筐体

Info

Publication number: JP2003209375A
Application number: JP2002005803A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kamoi; 敦鴨居; Kenichi Yahagi; 鎌一矢作
Original assignee: Nef KK
Current assignee: Nef KK
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】極めて高度な気密性を要せずに防水防塵効果を
十分に発揮でき、密閉筐体内の結露を抑制し、熱交換機
を不要とし、メンテナンス性を向上し、メンテナンス時
の防水・防塵効果を発揮でき、日射対策を講じながら外
観デザイン上の制約を抑制し得る電子機器筐体を提供す
る。【解決手段】電子機器を搭載した電子部品を機能毎に個
別密閉する個別密封モジュール箱４と、個別密封モジュ
ール箱４を搭載し、防水・防塵機能を有すると共に水抜
き穴１５を有する防水筐体３からなる電子ユニット１
と、日射を遮ると共に外観デザインが施された外装筐体
２とから構成し、防水筐体３背面に電子部品の熱を放熱
するヒートシンク１１と、ヒートシンク１１を強制空冷
するダクト２０及び外部防水ファン１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子機器筐体の構造
に関し、特に防水、防塵、日除け等の機能を備えた電子
機器筐体の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器筐体は、水、塵、熱等により悪
影響を与えられるため、様々な構造の電子機器筐体が考
えられてきた。特に屋外に設置される電子機器筐体は雨
風、日射等の自然現象を直接受けるため、これらの対策
を講じることは必須事項となっている。

【０００３】従来、防水・防塵機能及び日射の影響を緩
和する機能を有する電子機器筐体としては、特開２００
１−５７４８５号公報、特開平１０−８９８２０号公報
又は特開２０００−３４９４８５号公報などに開示され
る電子機器筐体が知られている。

【０００４】特開２００１−５７４８５号公報に記載の
電子機器筐体は図５に示すように、金属の密閉筐体３１
内に発熱体３２が低熱抵抗部材３３により下面より固定
され、また発熱体３２と密閉筐体３１は、左右上方へ方
向性熱伝導部材３４で連接され、発熱体３２から密閉筐
体３１へ熱伝達される構造となっており、また、密閉筐
体の３１内面には、断熱材３６が設けられ、日射エネル
ギの内部伝達を緩和している。

【０００５】特開平１０−８９８２０号公報に記載の電
子機器筐体は図６に示すように、発熱体４２を実装した
密閉筐体４１の上方に冷却空気流路４３を形成する上部
カバー４４を配し、冷却空気流路４３に外部空気との熱
交換を行う熱交換部４５が配し、発熱体４２の熱を内部
ファン４６で強制循環すると共に熱交換部４５で冷却空
気流路４３に放出し、更に外部ファン４７により熱交換
部４５を強制空冷することにより放熱する構造となって
いる。

【０００６】特開２０００−３４９４８５号公報に記載
の電子機器筐体は図７に示すように、発熱体である電子
部品５３を密閉筐体５１内に実装し、その発熱を筐体背
面で各種の熱交換器５４により放熱させ、日射対策とし
て、筐体外壁に日除け板５６を、筐体内壁に断熱材５７
を設ける構造となっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、電子機
器筐体である密閉筐体内部では電子部品は暴露されてお
り、パッキンの老化や設計不備、メンテナンス不具合等
のあらゆる要因により筐体の密閉性が損なわれる可能性
がある。また、この密閉性の低下は、外部からの雨滴や
砂塵が侵入し、搭載する電子機器に致命的な故障を誘発
することにも繋がっている。従って、従来の電気機器筐
体は高度な気密性を要する密閉筐体を必要とし、特に電
子機器が大型になるに伴い極めて高い信頼性を持つ密閉
筐体を必要としていた。

【０００８】さらに、電子機器筐体内の結露が生じると
電子機器に致命的な故障を誘発させることが考えられ、
電子機器筐体が大型になると密閉筐体内の空気に含まれ
る水蒸気の量も比例して増加するため、気象の変化が激
しくなると結露する可能性も比例して増加し、電子機器
の信頼性低下を招いていた。

【０００９】また、密閉筐体内に暴露されて実装する電
子部品は、ある程度機能毎に纏めて配置するよう設計す
るが、外観上明確に機能を分離して把握できないためメ
ンテナンス性に問題があった。

【００１０】さらに、メンテナンスの際は密閉筐体を開
く必要があるため、このメンテナンスの際の天候や気象
条件に重大な影響を受け、電子部品に雨滴や砂塵が付着
することによる電子部品の故障率の増加、若しくはメン
テナンス条件の制約を招いていた。

【００１１】一方、日射対策の観点からは、日除け板等
を別途用いると、配電盤などの外観デザインを望まれな
い装置は別として、屋外設置装置としての景観との調和
等の格好的デザインや、ユニバーサルデザイン等の機能
デザインが望まれる場合であっても、日除け板を別途設
けるとこれら適した電気機器筐体を自由にデザインする
ことが困難であった。

【００１２】また、密閉筐体内部の熱を逃がすために熱
交換器を用いると、装置全体の消費電力を引き上げるこ
ととなり、またその熱交換器の容量と信頼性、更に結露
対策をも講じる必要がある。しかも、熱交換器を用いる
場合、その効率及び結露対策から密閉筐体とする必要が
あり、それ故、熱交換器が故障すると放熱経路が断絶さ
れ、装置全体に重大な損傷を発生するため、熱交換器自
体のＭＴＢＦへの留意や故障監視機能等を必要とし、リ
スクフォーキャストの対策に手間がかかる難点があっ
た。

【００１３】そこで本発明はかかる問題に鑑み、（１）
極めて高度な気密性を要せずに防水防塵効果を十分に発
揮でき、（２）電子部品周囲の結露を抑制し、（３）熱
交換機を不要とし、（４）メンテナンス性を向上し、
（５）メンテナンス時の防水・防塵効果を発揮でき、
（６）日射対策を講じながら外観デザイン上の制約を抑
制し得る電子機器筐体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するため、電子機器の電子部品を所定の機能毎に個別
密閉するモジュール箱と、当該モジュール箱を実装する
電子ユニットケースを有することとし、前記電子ユニッ
トケースは防水又は防塵機能を有し、及び下部に水抜け
穴を有し、又は、さらに下部の水抜け穴からの水滴や砂
塵の侵入を防止する仕切りリブを有することが望まし
い。

【００１５】また、前記電子機器筐体は、前記電子ユニ
ットを搭載すると共に日除け機能を有する外装筐体を有
することとする。

【００１６】更に、前記電子ユニット又は前記外装体
は、空気層を有することが望ましい。また、前記電子ユ
ニットは、外部背面部に外部防水ファンと、整流ダクト
と、ヒートシンクとを有し、内部背面部に前記モジュー
ル箱のうち高発熱の電子部品を個別密封したモジュール
箱を当該ヒートシンクに直接又は熱伝達部材を介して搭
載することが望ましく、更に前記電子ユニットは、内部
に内部ファンを有することが望ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。

【００１８】図１は本発明にかかる屋外設置電子機器筐
体の外観構成を示しており、図２は当該屋外設置電子機
器筐体の内部構造を示している。

【００１９】本発明の電子機器筐体は、図１に示すよう
に、電子機器を搭載した電子ユニット１と、外観デザイ
ンが施された外装筐体２とから構成される。電子ユニッ
ト１は、図２に示すように、高発熱モジュール５と、低
発熱モジュール６と、操作部を有するモジュール７と、
これら機能毎のモジュール５〜７をそれぞれ搭載する個
別密閉モジュール箱４と、これら個別密閉モジュール箱
４が搭載される防水筐体３と、電子ユニット１内の空気
を攪拌する内部ファン８とを有し、防水筐体３の前面に
は電子ユニット１のメンテナンスハッチを兼ねる前面パ
ネル９が防水パッキン１０を介して取り付けられてお
り、防水筐体３の背面は、高発熱モジュール５の熱を放
熱させるヒートシンク１１が設けられており、電子ユニ
ット１の背面全体に空気層を有し化粧を兼ねるリアパネ
ル１３が設けられている。また、電子ユニット１には、
その背面上部に有する外部防水ファン１４と、ヒートシ
ンク１１を覆い外部防水ファン１４に至る整流ダクト１
２が設けられている。更に、密閉筐体３の下部には水抜
け穴１５が設けられている。

【００２０】図３は個別密閉モジュール箱４の内部構造
を示しており、気密パッキン１６で気密性が確保され、
その内部に電子部品１７が実装されている。なお、電子
部品１７のうちで高発熱部品１８は伝熱ブロック１９を
介して個別密閉モジュール箱４の外壁に密着されてお
り、高発熱部品１８の放熱性を確保している。

【００２１】図４は本発明の電子ユニット１と外装筐体
２を組み合わせた状態の断面図を示しており、外観デザ
インが施された外装筐体２は大別してサイドパネル２１
と、天板２２と、棚板２３にて形成されており、電子ユ
ニット１は棚板２３に載せる形で嵩上げされて搭載され
る。また、棚板２３には仕切りリブ２４が設けられてお
り、防水筐体３の水抜け穴１５に対してラビリンスフィ
ルターが形成されている。更に、電子ユニット１と外装
筐体２との間には上下左右に空気層２０が設けられてい
る。なお、この空気層２０は設計に応じて電子ユニット
１又は外装筐体２の何れに設けられてもよいが、本実施
例では電子ユニット１と外装筐体２を組合わせた際に形
成される例を示している。

【００２２】次に本発明にかかる電子機器筐体につい
て、更に詳細に説明する。

【００２３】図２に示すように、電子機器筐体に搭載さ
れる電子部品は、機能構成別に個別密閉モジュール箱４
内に実装されてパッケージモジュール化されている。パ
ッケージモジュールの内、操作部を有するモジュール７
が搭載された個別密閉モジュール箱４は前面パネル９に
実装され、低発熱モジュール６が搭載された個別密閉モ
ジュール箱４は防水筐体３の底面側に実装され、高発熱
モジュール５が搭載された個別密閉モジュール箱４は背
面のヒートシンク１１に直接接触させて実装している。

【００２４】機能構成別にパッケージモジュール化して
個別密閉モジュール箱４に搭載しているため、高発熱モ
ジュール５の発熱が他のモジュールに伝達されるエネル
ギは極めて少なくなる。一方、高発熱モジュール５で発
生した発熱は高発熱モジュール５が搭載される個別密閉
モジュール箱４とヒートシンク１１に接触された伝熱ブ
ロック１９を介して、ヒートシンク１１に接触熱伝達で
伝達され、ヒートシンク１１から熱が放熱される。

【００２５】また、ヒートシンク１１は外部防水ファン
１４により強制空冷されるため、ヒートシンク１１に伝
わった熱は電子ユニット１の背面下方から吸入した空気
で冷やされ、ヒートシンク１１から熱を奪った空気は外
部防水ファン１４から外部に放出されることにより、高
発熱モジュール４を十分に冷却することができる。な
お、ヒートシンク１１を整流ダクト１２で囲うことによ
り、気流の方向が安定し、流速を得られることにより、
放熱効率を向上している。

【００２６】一方、屋外に設置すると日射の影響がある
が、外装筐体２に設けられ電子ユニットの上下左右を覆
う空気層２０と、電子ユニット１の背面全体に設けられ
た空気層２０を有するリアパネル１３とが、日射を遮
り、日射エネルギの電子ユニット１内部への伝達を遮断
している。

【００２７】また、前面パネル９の材質を樹脂製とする
ことで、又はその表面に樹脂パネルを設けることで、前
面からの日射エネルギの内部への伝達を更に緩和するこ
とができる。

【００２８】電子ユニット１内においては、内部ファン
８が電子ユニット１内部の空気を撹拌して上下の空気温
度を平衡化するため、局所的に高温状態が発生するのを
防止し、また空気の流動により結露発生を抑制する。

【００２９】ここで、電子ユニット１内で結露が発生し
た場合や、外部から雨滴等が浸入した場合を考える。ま
ず、電子部品自体は個別密閉モジュール箱４で保護され
ているため当該電子部品に雨滴等が付着する恐れはな
い。また、電子ユニット１内の当該雨滴等は底面の水抜
き穴１５から排水されて電子ユニット１内に留まること
ないので、これによる電子部品への悪影響を防止するこ
とができる。

【００３０】次に、個別密閉モジュール箱４について、
高発熱モジュール５を搭載した個別密閉モジュール箱４
を例として説明する。

【００３１】上述したように、個別密閉モジュール箱４
には機能毎に分けられた電子部品が搭載されており、気
密パッキン１６により外部からの雨滴等から保護されて
いる。しかも、個別密閉モジュール箱４は電子ユニット
１に比べて極めて小さいため、内部空気に含まれる水分
量が少なく、気温の変化が生じても個別密閉モジュール
箱４内に結露する可能性は極めて低い。

【００３２】また、この個別密閉モジュール箱４に搭載
された電子部品をメンテナンスする場合を考えると、電
子部品は機能毎に個別密閉モジュール箱４に搭載されて
いるため、所望の電子部品が搭載されている個別密閉モ
ジュール箱４自体を交換すればよい。つまり、外したモ
ジュールは室内の良好な環境下でメンテナンスを行えば
よい。従って、各個別密閉モジュール箱４は気密性を保
ったままの状態が維持されるため、メンテナンスに際し
ても、これらの個別密閉モジュール箱４に搭載された電
子部品に雨滴や砂塵等が付着することを防止することが
できる。

【００３３】一方、電子ユニット１は外装筐体２の棚板
２３上に嵩上げして搭載することにより、地面からの輻
射熱の影響を受けなくし、また、電子ユニット１と外装
筐体２の間に形成された空気層２０により、日射エネル
ギの電子ユニット１内部への伝達を防止し、内部空気の
温度上昇を防いでいる。

【００３４】棚板２３に設けられた仕切りリブ２４は、
ラビリンスフィルターを形成し、防水筐体３底面の水抜
け穴１５から浸入する水滴や砂塵の浸入を防止してい
る。

【００３５】以上本発明の実施の形態を説明したが、電
子部品の発熱量が総じて比較的低い場合は、外部防水フ
ァン１４及び整流ダクト１２を必要とせず、自然空冷方
式とすることが可能である。この場合、リアパネル１３
はパンチングメタルとするなど、ヒートシンク１１への
通風量を増加させる工夫を施すと良い。但し、ヒートシ
ンク１１を暴露させることは、日射をヒートシンクが受
けることになるため、ある程度の開効率を有するパンチ
ングメタル化したリアパネル１３が望ましい。

【００３６】一方、電子部品の発熱量が総じて高い場合
は、その発熱量レベルを整理し、最も発熱量の高いモジ
ュールを背面のヒートシンク１１へ直接接触させて実装
するが、ヒートシンク１１に実装しきれない高発熱モジ
ュールについては、ヒートパイプ等の熱輸送媒体部品で
モジュールとヒートシンク１１を熱的に結合させて熱伝
達させるのが望ましい。

【００３７】また、上記実施例ではリアパネル１３を電
子ユニット１側の構成品としたが、可能であれば、外装
筐体２の構成品としても良い。さらに、上記実施例では
前面に操作部を有する電子機器として説明したが、特に
操作部や表示部を有さない電子機器においては、電子ユ
ニット１の全面を外装筐体２で覆い、空気層２０を確保
するようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子機器に搭載される電子部品を所定の機能毎に個別密閉
するモジュール箱に搭載することにより、筐体に高度な
気密性を要せずに電子機器の防水防塵効果を十分に発揮
できる効果がある。具体的には、密閉する単位が大きな
電子ユニットではなくモジュール箱であるため、当該モ
ジュール箱に内在する水蒸気の量が大きさに比例して少
なくなり、これによりモジュール箱内の結露を抑制する
ことができ、また電子機器のメンテナンスの際は、メン
テナンスを行う電子機器が搭載されているモジュール箱
を交換すれば良いため、各モジュール箱は密閉状態が維
持され外部との接触を最大限防止することができ、メン
テナンス時のリスクフォーキャストが簡便に図られる。

【００３９】また、電子ユニットの下部に水抜け穴を設
けたことにより、もし電子ユニットの筐体内に結露が発
生したり、雨滴や砂塵等が侵入したりしても、当該水抜
け穴から外部に排出され、電子機器への影響を最大限抑
えることができ、電子ユニットの下部に仕切りリブを備
えることで、水抜け穴から雨滴や砂塵が電子機器筐体内
に侵入するのを防止することができる。

【００４０】さらに、電子ユニットとは別の外装筐体を
設け、この外装筐体自体に日除け機能を持たせること
で、電子機器筐体の外観デザインを自由にすることと、
電子ユニットと外装筐体の間に空気層を設けることによ
る日射影響を更に軽減することの両立ができる。

【００４１】また、ヒートシンクに直接又は熱伝達部材
を介してモジュール箱を搭載し、このヒートシンクを整
流ダクト及び外部防水ファンにより強制空冷すること
で、電子ユニット内部に搭載される高発熱の電子部品を
良好に冷却でき、他の電子部品への熱影響を抑制するこ
とができると共に従来用いていた熱交換機が不要とな
り、また、電子ユニット内部に内部ファンを設けること
で、電子ユニット内部の熱分布が均一化され、局所的な
高熱により電子部品への熱影響を更に抑制することがで
きる。

【００４２】全体としては、電子機器筐体の構造を、不
慮の雨滴や砂塵の侵入や結露等から電子部品を保護する
と共にモジュール箱と筐体内に雨滴や砂塵等が侵入する
のを防止し、加えて水抜き穴を有する電子ユニット筐体
と、日射を遮蔽すると共に外観デザインを受け持つ外装
筐体の３層の機能区分に筐体を分けることで、防水、防
塵機能を十分に発揮しながらも、メンテナンス時や不慮
の雨滴や砂塵の侵入や結露等から電子部品を保護するこ
とができ、日射による影響を十分に軽減しながらも自由
なデザインの外観を形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる電子機器筐体の外観構成を示し
た図。

【図２】本発明にかかる電子機器筐体の内部構成を示し
た図。

【図３】個別密閉モジュール箱４の内部構造を示した図

【図４】電子ユニット１と外装筐体２を組み合わせた状
態の断面図。

【図５】従来の電子機器筐体の１例を示した図。

【図６】従来の電子機器筐体の１例を示した図。

【図７】従来の電子機器筐体の１例を示した図。

【符号の説明】

１電子ユニット２外装筐体３防水筐体４個別密閉モジュール箱５高発熱モジュール６低発熱モジュール７操作部を有するモジュール８内部ファン９前面パネル１０防水パッキン１１ヒートシンク１２整流ダクト１３リアパネル１４外部防水ファン１５水抜け穴１６気密パッキン１７電子部品１８高発熱部品１９伝熱ブロック２０空気層２１サイドパネル２２天板２３棚板２４仕切りリブ２５水抜け穴３１密閉筐体３２発熱体３３低熱抵抗部材３４方向性熱伝導部材３５電子部品３６断熱材３７空間４１密閉筐体４２発熱体４３冷却空気流路４４上部カバー４５熱交換部４６内部ファン４７外部ファン５１密閉筐体５２発熱体５３電子部品５４熱交換器５５ヒートパイプ５６日除け板５７断熱材５８前面パネル５９内部フレーム６０防水パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０５Ｋ 7/20 ＸＹＦターム(参考） 4E360 AB02 AB14 AB20 AB33 AB54 AB59 AB64 BA04 BA06 BB12 BB23 BD03 CA03 EA16 FA05 GA22 GA23 GA24 GA29 GB92 5E322 AA03 AA11 BA03 BB03 BC02 CA02 CA03 FA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子機器の電子部品を所定の機能毎に個
別密閉するモジュール箱と、当該モジュール箱を実装す
る電子ユニットを有することを特徴とする電子機器筐
体。
【請求項２】前記電子ユニットは防水又は防塵機能を
有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器筐
体。
【請求項３】前記電子ユニットは、下部に水抜け穴を
有することを特徴とする請求項２に記載の電子機器筐
体。
【請求項４】前記電子ユニットは、下部に仕切りリブ
を備えることを特徴とする請求項３記載の電子機器筐
体。
【請求項５】前記電子機器筐体は、前記電子ユニット
を搭載すると共に日除け機能を有する外装筐体を有する
ことを特徴とする請求項２から４の何れかに記載の電子
機器筐体。
【請求項６】前記電子ユニット又は前記外装体は、空
気層を有することを特徴とする請求項１から５の何れか
に記載の電子機器筐体。
【請求項７】前記電子ユニットは、外部背面部に外部
防水ファンと、整流ダクトと、ヒートシンクとを有し、
内部背面部に前記モジュール箱のうち高発熱の電子部品
を個別密封したモジュール箱を当該ヒートシンクに直接
又は熱伝達部材を介して搭載することを特徴とする請求
項１から６の何れかに記載の電子機器筐体。
【請求項８】前記電子ユニットは、内部に内部ファン
を有することを特徴とする請求項１から７の何れかに記
載の電子機器筐体。