JP2005268491A - Electrical connection box - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱構造に改良を加えた電装箱に関する。 The present invention relates to an electrical box having an improved heat dissipation structure.
冷蔵庫では、給電や制御信号の伝達を行うために電装箱が設けられ、例えば冷凍装置が収容された機械室に装備されている。この電装箱は、プリント回路基板上にマイクロコンピュータや各種電気部品が搭載され、これらがボックス内に収容されたものであるが、近年電気部品として、SSR(ソリッドステート・リレー)やFET等の発熱部品が多く使用される傾向にあって、その放熱が重要な問題となっている(例えば、特許文献1参照)。 In a refrigerator, an electrical box is provided to perform power feeding and control signal transmission, and is installed in a machine room in which, for example, a refrigeration apparatus is accommodated. In this electrical box, a microcomputer and various electrical components are mounted on a printed circuit board, and these are housed in the box. Recently, however, as electrical components, heat generation such as SSR (solid state relay) and FETs has occurred. There is a tendency for many parts to be used, and heat dissipation is an important problem (for example, see Patent Document 1).
従来その対策の一例として、ボックスを熱良導性の金属板で形成する一方、同じく熱良導性材により門型をなす放熱板を形成してプリント回路基板上に固定し、この放熱板の側板に発熱部品を当接するとともに、放熱板の天井板をボックスに密着させて固定することにより、発熱部品の熱が放熱板を介してボックスの外面から外気に放散されるようになっている。
しかるに上記従来のものでは、放熱の経路に、放熱板の天井板とボックスの周面といった平面同士の面接触部分があるため、平面に歪みができるとそのまま接触面積の低下に繋がり、放熱効率が低下するという問題があった。これを避けるには、平面の精度を上げる必要があるが、製造や管理が大変となって製造コストの上昇を招くおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡単な構造でもって放熱効率を向上させるところにある。
However, in the above-mentioned conventional one, since there is a plane contact portion between planes such as the ceiling plate of the heat sink and the peripheral surface of the box in the heat dissipation path, if the plane is distorted, the contact area is reduced as it is, and the heat dissipation efficiency is improved. There was a problem of lowering. In order to avoid this, it is necessary to increase the accuracy of the plane, but there is a possibility that the manufacturing and management become difficult and the manufacturing cost increases.
The present invention has been completed based on the above situation, and is to improve the heat dissipation efficiency with a simple structure.
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、導電路を有する基板には各種電気部品と、そのうちの発熱部品と当接した放熱板とが設けられ、これらがボックス内に収容された電装箱において、前記ボックスの周面には窓孔が開口されるとともに、この窓孔を塞いで前記放熱板が配されている構成としたところに特徴を有する。
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記放熱板における前記窓孔の閉鎖部分には、前記窓孔を通して外部に突出する突部が設けられているところに特徴を有する。
As means for achieving the above object, according to the invention of claim 1, the substrate having the conductive path is provided with various electric components and a heat sink in contact with the heat generating component, and these are provided in the box. The accommodated electrical equipment box is characterized in that a window hole is opened on the peripheral surface of the box, and the heat sink is arranged to close the window hole.
The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the closed portion of the window hole in the heat radiating plate is provided with a protrusion protruding outside through the window hole.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記窓孔の口縁と前記放熱板との間には、弾性材料からなるパッキンが挟持されているところに特徴を有する。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のものにおいて、当該電装箱が、圧縮機、空冷式の凝縮器等を備えた冷凍装置を収容した機械室に装備され、前記ボックスの窓孔が、前記凝縮器等の冷却用空気の流路に面して設けられているところに特徴を有する。
The invention of claim 3 is characterized in that, in the one of claim 1 or claim 2, a packing made of an elastic material is sandwiched between a mouth edge of the window hole and the heat radiating plate. Have.
According to a fourth aspect of the present invention, the electrical equipment box according to any one of the first to third aspects is provided in a machine room that houses a refrigeration apparatus including a compressor, an air-cooled condenser, and the like. The window hole of the box is characterized in that it is provided facing the cooling air flow path of the condenser or the like.
<請求項1の発明>
放熱板の一部が窓孔を通して直接に外気と接触する構造であるから、効率良く放熱することができる。しかも、製造上や管理上において厳しい精度も要求されないから、製造コストも安価に抑えることができる。
<請求項2の発明>
放熱板の突部が窓孔を通して外気中に突出するから、外気とより接触しやすくなり、放熱効率がより高められる。
<Invention of Claim 1>
Since a part of the heat radiating plate directly contacts the outside air through the window hole, heat can be radiated efficiently. In addition, since strict accuracy is not required in manufacturing and management, the manufacturing cost can be reduced.
<Invention of Claim 2>
Since the protrusion of the heat radiating plate protrudes into the outside air through the window hole, it becomes easier to come into contact with the outside air, and the heat radiation efficiency is further improved.
<請求項3の発明>
パッキンにより窓孔からボックス内に異物が侵入することが防がれる。また、電装箱が振動を受ける箇所に装備された場合、振動がパッキンにより吸収されて、基板側に伝達することが抑えられる。
<請求項4の発明>
放熱板の一部が、冷凍装置を冷却することに用いる冷却用空気に晒されるから、効果的な放熱が図られる。
<Invention of Claim 3>
The packing prevents foreign matter from entering the box through the window hole. In addition, when the electrical box is installed at a location that receives vibration, the vibration is suppressed from being absorbed by the packing and transmitted to the substrate side.
<Invention of Claim 4>
Since a part of the heat radiating plate is exposed to the cooling air used for cooling the refrigeration apparatus, effective heat radiation is achieved.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1ないし図7によって説明する。この実施形態では、冷蔵庫に装備されるリレーボックス10を例示している。
リレーボックス10は大まかには、図1に示すように、基板30上にマイクロコンピュータや各種電気部品が搭載されるとともに、放熱板35が設けられ、これらがボックス12内に収容された構造となっている。
なお以下では、図1の左側を前方として説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<Embodiment 1>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
As shown in FIG. 1, the
In the following description, the left side of FIG.
ボックス12は、図4に示すように、ボックス本体13とカバー20とから構成されている。ボックス本体13は金属板製であって、上面と後面とが開口した横長の箱形に形成されており、底板14の後縁には立ち上がり板15が曲げ形成されているとともに、左右の側板16並びに前面板17の上縁には、フランジ18が内側に曲げ形成されている。
一方のカバー20は、熱良導性の金属板、例えばアルミニウム板を素材として、ボックス本体13の上面と後面の開口を覆う断面L形に形成されている。後面板21の下縁には、掛止板22が前方に曲げ形成されている。また、この後面板21の中央部には、やや縦長の方形をなす窓孔24が開口されている。窓孔24の回りにおけるほぼ四つ角の位置には、ねじ25(図6参照)の挿通孔26が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
One
基板30は、2枚のプリント回路基板31A,31Bをスペーサ32を挟んで間隔を開けて組み付けたものであって、この基板30に各種電気部品が搭載されている。
また、基板30の裏面の中央部には放熱板35が取り付けられている。この放熱板35は、同じく熱良導性であるアルミダイキャスト製であって、図5に示すように、厚肉のチャンネル状に形成されており、図2に示すように、基板30の縦寸法よりも少し短い長さ寸法で、また基板30の横寸法の1/3程度の幅寸法を有している。
The
A
この放熱板35における後面板36Aの中央部には、上記したカバー20の窓孔24よりも一回り小さい正面方形状をなす突部37が形成されている。この突部37は、放熱板35自身の厚さよりもさらに大きい厚さを有している。また、放熱板35の後面板36Aにおける突部37の四つ角の回りの位置には、上記したねじ25が螺合されるねじ孔38が、カバー20の挿通孔26と整合して形成されている。
この放熱板35が、裏側のプリント回路基板31Bの裏面のほぼ中央部において、縦向きの姿勢で当てられ、図2に示すように、放熱板35の両側板36Bの端縁に対して、プリント回路基板31Bの表面側からねじ39をねじ込むことによって固定されるようになっている。
A
The
そして例えば、電気部品のうちの発熱部品であるSSR40(ソリッドステート・リレー)は、放熱板35の側板36Bの外側に配され、そのリード線41をプリント回路基板31Aのスルーホールに挿入して半田付けすることにより、導電路と接続されかつ固定されているとともに、SSR40は、リード線41の弾力を利用して放熱板35の側板36Bの外面に当接されている。
For example, the SSR 40 (solid state relay), which is a heat generating component among the electrical components, is disposed outside the
また、カバー20における窓孔24の内面側の口縁には、パッキン45が装着されるようになっている。このパッキン45は、例えばシリコンゴム製であって、弾力性に富んでいることに加え、耐熱性に優れ、また合成樹脂材よりも熱伝導性が良いものとなっている。形状としては、図6に示すように、窓孔24の内面側の口縁に当たり、また放熱板35の突部37の回りに嵌合可能な方形の枠状をなし、そのほぼ四つ角の位置に、ねじ25の挿通孔46が、カバー20の挿通孔26並びに放熱板35のねじ孔38と整合して形成されている。
A
組み付けの手順の一例を説明する。まず裏側のプリント回路基板31Bの裏面に放熱板35が当てられ、表側からねじ39で止めて固定する。続いて、表側のプリント回路基板31Aを組み付けて基板30を完成する。
このような基板30に対して、マイクロコンピュータや各種電気部品が搭載される。そのうち発熱部品であるSSR40は、既述したように、基板30に搭載されるとともに放熱板35の側板36Bに当接される。
An example of the assembly procedure will be described. First, the
A microcomputer and various electrical components are mounted on such a
基板30に対する電気部品等の搭載が完了したら、図6に示すように、放熱板35における突部37の回りにパッキン45を嵌めたのち、カバー20の窓孔24内に突部37を嵌め、窓孔24の回りの4箇所において、カバー20並びにパッキン45の挿通孔26,46にねじ25を通し、放熱板35の後面板36Aのねじ孔38に螺合して締め付けることにより、カバー20の後面板21の表側(内側)に、パッキン45を挟んで放熱板35並びに基板30が取り付けられた状態となる。
When the mounting of the electrical components and the like on the
このように放熱板35並びに基板30を一体的に設けたカバー20が、ボックス本体13に被せられ、図1に示すように、カバー20の後面板21の下縁から掛止板22にわたる部分が、ボックス本体13の立ち上がり板15から底板14の前縁にわたる部分の外側に重ねられ、また、カバー20の上面板23の周縁が、ボックス本体13の上縁のフランジ18に重ねられ、適宜箇所がねじ48で止められる等によって固定される。
Thus, the
これにより図3にも示すように、各種電気部品が搭載された基板30と、放熱板35とがボックス12内に収容されたリレーボックス10の組み付けが完了する。このとき、図1に示すように、放熱板35の突部37がカバー20の窓孔24を通して外部に突出した状態とされる。またパッキン45が、窓孔24の内面側の口縁と、放熱板35の後面板36Aにおける突部37の回りの部分との間で弾性的に挟持され、窓孔24と突部37との間がシールされる。
As a result, as shown in FIG. 3, the assembly of the
このリレーボックス10が、冷蔵庫の機械室50内に装備される。機械室50は、図7に示すように冷蔵庫本体51の上面に設けられ、フロントパネル52と左右のサイドパネル53により3面を覆われた形態で形成されている。この機械室50の底面(冷蔵庫本体51の天井壁)に形成された開口を覆うようにして断熱性のユニット台54が搭載される。ユニット台54上には冷凍装置55が設置され、例えば正面から見た左寄りの位置に、凝縮器ファン56Aを備えた凝縮器56と、圧縮機57が前後に並んで搭載されている。なお、この冷凍装置55は、冷蔵庫本体51内の天井部に配された冷却器(図示せず)と冷媒配管により循環接続されて、周知の冷凍サイクルが構成されている。
そしてリレーボックス10は、ユニット台54上における正面から見た右寄り位置の前縁部に、放熱板35の突部37を後方に向けた姿勢で、図示しないブラケット等によって取り付けられている。
The
The
本実施形態は上記のような構造であって、冷凍装置55(圧縮機57)が駆動されると、冷却器付近で生成された冷気が庫内に循環されることで、庫内が冷却される。このとき凝縮器ファン56Aが併せて駆動され、図7の矢線に示すように、フロントパネル52に設けられた吸気口や上面開口から外気が吸入されて、凝縮器56を通過して流通し、凝縮器56等を冷却する。その冷却用空気の一部が、リレーボックス10の後面側に突出した放熱板35の突部37の後方を通って流通する。
This embodiment has the structure as described above, and when the refrigeration apparatus 55 (compressor 57) is driven, the cool air generated in the vicinity of the cooler is circulated in the refrigerator, thereby cooling the interior. The At this time, the
一方、通電によってリレーボックス10内のSSR40が発熱するが、このSSR40は放熱板35に当てられ、この放熱板35は特にその突部37がボックス12の外部に突出しており、しかもその後方に冷却用空気が流通していることで、放熱板35と外気との熱交換が効率良く行われ、すなわち発熱部であるSSR40の発熱が効率良く外気中に放散されて、ボックス12内の温度上昇が抑えられる。
放熱板35はまた、比較的熱伝導性に優れたパッキン45を介して熱良導性のカバー20に当てられていることで、カバー20による間接的な放熱も補助的に果たされる。
On the other hand, the
The
以上説明したように本実施形態によれば、放熱板35に設けられた突部37が、カバー20の窓孔24を通して外部に突出して、直接に外気と接触するようになっており、さらに外気が流通していることで効率良く放熱することができる。そのため、ボックス12内の温度上昇がより確実に抑えられて、基板30に搭載された電気部品の損傷等が未然に防止できる。しかも構造的には、放熱板35に突部37を設けてこれをカバー20の窓孔24から突出させるだけであるから、製造上や管理上において厳しい精度も要求されることがなく、製造コストも安価に抑えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
カバー20の窓孔24の内面側の口縁では、放熱板35との間でパッキン45が挟持されてシールされているから、ボックス12内に異物が侵入することが防止される。また、放熱板35をカバー20に固定することで、自ずから基板30がカバー20に固定されることになるから、組み付け作業も簡略化される。
また本実施形態にように、リレーボックス10が、冷凍装置55を搭載したユニット台54に設置された場合は、圧縮機57の振動の影響を受けやすいと言えるが、ボックス12に伝わった振動は、弾力性に富んだパッキン45によって吸収され、基板30にまで伝わることが抑制される。
Since the packing 45 is sandwiched and sealed with the
Further, as in the present embodiment, when the
<関連技術>
なお、図1の鎖線に示すように、ボックス12内の温度を検知するサーミスタ素子59を、基板30を構成する表側のプリント回路基板31Aの表面側に設け、検知温度が設定温度を上回ったら警告を発するようにすると、ボックス12内が過剰に昇温することを未然に防止することが可能となる。
この種の冷蔵庫では、庫内検知温度に応じて冷凍装置55のオンオフを制御したり、冷却器の検知温度に応じて除霜運転の停止を制御したりと、各部位で温度を検知しているが、これらと同じサーミスタ素子59を用いると、マイクロコンピュータのソフトウェアを若干変更するだけで、ボックス12内の昇温抑制の制御にも簡単に対応できる。
また、サーミスタ素子59を基板30に取り付けるようにしたことで、格別の取付板が不要にできて構造がシンプルとなり、しかもこの基板30は振動を受け難いことから、サーミスタ素子59の破損も防がれる。また、基板30の表側といった、発熱部品とは反対側に取り付けられていることで、発熱部品の定常発熱による誤動作も防止できる。
<Related technologies>
As shown by a chain line in FIG. 1, a
In this type of refrigerator, the temperature of each part is detected by controlling the on / off of the
Further, since the
<実施形態2>
図8は本発明の実施形態2を示す。この実施形態2では、放熱板60における外気中に突出する突部61の形状に変更が加えられており、すなわち突部61の突出面には、複数本の縦溝62が一定のピッチで形成されている。
この構造であると、縦溝62の側面や底面によって外気との接触面積が大幅に増加され、放熱効率をさらに高めることができる。
<Embodiment 2>
FIG. 8 shows Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the shape of the
With this structure, the contact area with the outside air is greatly increased by the side surfaces and the bottom surface of the
<実施形態3>
図9は本発明の実施形態3を示す。本発明は、冷蔵庫の機械室50のフロントパネル52に設けられる制御ボックス65にも同様に適用できる。
この制御ボックス65は、実施形態1と同様に、マイクロコンピュータや各種電気部品を搭載した基板30と、放熱板35とがボックス12内に収容され、それに加えて、ボックス12の前面に操作盤が設けられた構造となっている。したがって、放熱板35に設けられた突部37は、ボックス12の後面から突出した状態で設けられる。
<Embodiment 3>
FIG. 9 shows Embodiment 3 of the present invention. The present invention can be similarly applied to the
As in the first embodiment, the
この実施形態3によれば、冷却運転時において凝縮器ファン56Aの駆動により、上記と同様に、凝縮器56等の冷却のために冷却用空気が流れ、その一部が制御ボックス65の後方に突出した放熱板35の突部37の後方を通って流通する。ここで、この突部37の後方を流通する冷却用空気は、凝縮器56と熱交換される前の低温の空気であることから、制御ボックス65の場合は、放熱板35の突部37がより低温の外気に晒されることとなって、放熱効率がきわめて良くなる。
According to the third embodiment, the cooling
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)ボックスのカバーに窓孔を開け、この窓孔を内側から塞ぐように放熱板を配するだけでも、放熱板の一部を窓孔を通して外気と直接接触させることが可能であって、放熱効率の向上を図ることができるから、このようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
(2)本発明の電装箱は、上記実施形態に例示したように冷却用空気等の外気が流通している場所に限らず、放熱板が外気と直接に接触可能な場所である限り、設置場所は任意である。
(3)本発明は、上記実施形態に例示した冷蔵庫用の電装箱に限らず、他の機器に装備されるものであっても、要はボックス内に発熱部品を収容してなる電装箱全般に広く適用することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
(1) It is possible to make a part of the heat sink directly contact with the outside air through the window hole just by opening a window hole in the box cover and arranging the heat sink so as to close the window hole from the inside. Since the heat radiation efficiency can be improved, such a thing is also included in the technical scope of the present invention.
(2) The electrical box of the present invention is not limited to the place where the outside air such as cooling air is circulated as exemplified in the above embodiment, but is installed as long as the heat sink is a place where the outside air can be in direct contact with the outside air. The location is arbitrary.
(3) The present invention is not limited to the electrical box for refrigerators exemplified in the above embodiment, and the electrical equipment box is generally composed of heat-generating components housed in a box, even if it is equipped in other equipment. Can be widely applied to.
10…リレーボックス(電装箱) 12…ボックス 13…ボックス本体 20…カバー 24…窓孔 25…ねじ 30…基板 35…放熱板 36A…後面板 37…突部 40…SSR(発熱部品) 45…パッキン 50…機械室 55…冷凍装置 56…凝縮器 56A…凝縮器ファン 57…圧縮機 60…放熱板 61…突部 62…縦溝(溝) 65…制御ボックス(電装箱)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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