JP2013208385A - 電気機器の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で冷却性能の向上を図れる電気機器の冷却構造を提供すること。
【解決手段】電子部品４５を搭載した電気機器の筐体を構成するトップカバー３２の側面板３２ｓに、筐体内部側に凸形状で天面側に開口を有する、複数のルーバー３２ｒを備える電気機器の冷却構造であって、側面板３２ｓの内面３２ｉに、複数のルーバー３２ｒにそれぞれ対設する複数の風向調整部４１を備えた風向調整装置４０を取り付ける。
【選択図】図６

Description

本発明は、筐体内に回路基板等を有し、筐体を構成するケース体にルーバーを備えた電気機器の冷却構造に関する。

医療分野で使用される内視鏡は、挿入部の先端部に照明光を照射するための照明光学系と、照明光によって照射された観察部位を観察するための観察光学系とを備えている。そして、内視鏡においては、外部装置として、光源装置、ビデオプロセッサー等電気機器が備えられている。

光源装置は、内視鏡の照明光学系に照明光を供給する。光源装置は、筐体内にキセノンランプ或いは複数の光学素子と、電子部品を実装した各種回路基板とを備えて構成されている。

ビデオプロセッサーは、筐体内に観察光学系を構成する固体撮像素子である例えばＣＣＤを制御する回路基板、或いは該ＣＣＤから伝送された電気信号を映像信号に処理する回路基板等を備えている。

光源装置、ビデオプロセッサー等、電気機器の筐体は、例えば、ケース本体と、トップカバーと、フロントパネルと、リアパネルとを備えて構成されている。トップカバーは、例えば、天面と一対の側面とを備え、側面には筐体と外部とを連通する複数の通気孔が形成されている。複数の通気孔は、筐体内の熱気を外部に排出する機能と、外部の冷気を筐体内に冷却風として取り入れる機能とを備えている。

そして、電気機器の筐体に形成される通気孔は、図１に示すように内部に水等、液体の飛沫が侵入することを防止するため、筐体１の内部側に凸形状で天面３ｕ側に開口を有するルーバー３ｒとして形成されている。

このように構成したルーバー３ｒによれば、通気孔としての機能と、飛沫の筐体への侵入を阻止する機能とを有する。
なお、符号２はケース本体、符号３はトップカバー、符号３ｓは側面、符号４は基板、符号５は電子部品である。

しかしながら、図１に示すように形作ったルーバー３ｒでは、外気が矢印に示すようにルーバー３ｒの外側曲面３ｃに沿って天面３ｕに向かって流入する。このため、筐体内に侵入した外気を筐体１内の下部および筐体１の中央に流入させるのが難しかった。また、近年において、電気機器の高性能化及び小型化に伴い発熱密度が増加している。このため、冷却性能の向上が求められている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で冷却性能の向上を図れる電気機器の冷却構造を提供することを目的としている。

本発明の一態様における電気機器の冷却構造は、電子部品を搭載した電気機器の筐体を構成するケース体の側面に、筐体内部側に凸形状で天面側に開口を有する、複数のルーバーを備える電気機器の冷却構造であって、前記側面の内面に、複数のルーバーにそれぞれ対設する複数の風向調整部を備えた風向調整装置を取り付けている。

本発明によれば、簡単な構成で冷却性能の向上を図った電気機器の冷却構造を実現できる。

従来のルーバーと筐体内に流入する風向きとを説明する図 図２−図６は本発明の一実施形態に係り、図２は内視鏡を備える内視鏡システムの構成例を説明する図 カメラコントロールユニットの筐体の構成を説明する図 風向調整装置の取付構造を説明する図 風向調整装置の構成を説明する図 図５のＹ５Ｂ−Ｙ５Ｂ線断面図 風向調整装置の作用を説明する図であって、カメラコントロールユニットに流入する風向きの変化を説明する図 風向調整部の他の構成を説明する図 風向調整装置の他の構成を説明する図 図８の風向調整装置の取付構造を説明する図 図８の風向調整装置の作用を説明する図 ケース体と接続コネクタの端子とが滞留した水によって電気的に接続される不具合を説明する図 滞留した水によってケース体と接続コネクタとが電気的に接続されることを解消した筐体の構成を説明する図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２−図６を参照して本発明の一実施形態を説明する。

図２に示すように内視鏡システム１０は、内視鏡２０と、外部装置である例えばカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載する）３０と、モニター（不図示）と、を有して構成されている。

本実施形態のＣＣＵ３０は、電気機器であって、内視鏡２０に照明光を供給するための光源装置と、内視鏡２０が備える撮像素子の各種信号処理等を行うビデオプロセッサーとを兼用している。

内視鏡２０は、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルケーブル２３とを有している。挿入部２１は、観察対象部位へ挿入される細長な長尺部材である。挿入部２１は、先端部２４と、湾曲部２５と、可撓管部２６とを連設して構成されている。

先端部２４にはライトガイド（不図示）を備える照明光学系及び撮像装置を備える観察光学系が内蔵されている。湾曲部２５は、例えば上下左右の四方向に湾曲自在に構成されている。可撓管部２６は、長尺で可撓性を有する管状部材である。

操作部２２には、湾曲操作部１１、各種スイッチ１２、送気送水ボタン１３、吸引ボタン１４等が設けられている。湾曲操作部１１は、上下用ノブ１５と、左右用ノブ１６等とを有している。スイッチ１２は、例えば、レリーズスイッチ、フリーズスイッチ、及び、通常観察と蛍光観察との切替を行うための観察モード切替スイッチ等である。
なお、符号１７は処置具挿入口である。

ユニバーサルケーブル２３は、操作部２２の側部より延出している。ユニバーサルケーブル２３の端部には内視鏡コネクタ２７が設けられている。本実施形態において内視鏡コネクタ２７の側部から信号伝達ケーブル２８が延出している。信号伝達ケーブル２８の他端側には電気コネクタ２９が設けられている。
図２、図３に示すようにカメラコントロールユニット３０の筐体は、例えば、ケース本体３１と、ケース体であるトップカバー３２と、フロントパネル３３と、リアパネル３４とを備えて構成されている。

図３に示すようにケース本体３１には複数の基板３５、電気コネクタ２９が接続される接続コネクタ３６が設けられている。複数の基板３５は、筐体内に積層して配置されており、基板３５同士の間隔は、スペーサー３７ａ、３７ｂ、３７ｃによって予め定めた寸法に設定されている。

符号３８は固定ネジである。固定ネジ３８は、複数の基板３５をケース本体３１に一体固定する。基板３５及びスペーサー３７ａ、３７ｂ、３７ｃには、固定ネジ３８が通過する貫通孔（不図示）が形成されている。また、ケース本体３１の底面の予め定めた位置には雌ネジを形成した固定用ブロック（不図示）が固設されている。固定ネジ３８は、基板３５及びスペーサー３７ａ、３７ｂ、３７ｃの貫通孔を通過して固定用ブロックの雌ネジに螺合して基板３５を固定する。

一方、トップカバー３２は、金属製であって、天板３２ｕおよび一対の側面板３２ｓを備えてコの字形状に構成されている。即ち、一対の側面板３２ｓは、天板３２ｕを挟んで対向するように形成されている。トップカバー３２の側面板３２ｓには複数のルーバー３２ｒが形成されている。図６に示すルーバー３２ｒの形状は、前記図１で示したように筐体の内部側に凸形状で天面側に開口を有している。
そして、図３、図４に示すように側面板３２ｓの内面３２ｉには風向調整装置４０がボルト５１とナット５２によって一体に取り付けられている。符号５３は、ワッシャーである。

図４、図５Ａに示す風向調整装置４０は、例えば金属製で、複数の風向調整部４１を備える調整板本体４２と、一対の取付部４３とを有して構成されている。複数の風向調整部４１は、複数のルーバー３２ｒにそれぞれ対応して構成されている。一対の取付部４３は、調整板本体４２の長手方向端部に設けられている。
なお、符号４３ｈは逃がし孔であり、ボルト５１が通過する貫通孔である。また、本実施形態において、取付部４３を一対としているが、取付部４３は２つ以上であってもよい。また、本実施形態において、ボルト５１とナット５２によって一体に取り付ける代わりに、スポット溶接によって一体に取り付ける構成であってもよい。

図４、図５Ｂに示すように風向調整部４１は、ルーバー３２ｒから流入した外気の風向きを変更するための風向調整面４１ｆを備えている。風向調整面４１ｆは、ルーバー３２ｒの天面側の開口に対向して設けられている。

風向調整部４１は、いわゆる庇であり、例えば、風向調整面４１ｆは、平面４１ａと傾斜面４１ｂとを備えて構成されている。平面４１ａは、ケース本体３１の底面３１ｂに略平行になるように形成され、傾斜面４１ｂは、ケース本体３１の底面に対して予め定めた角度、傾斜して形成されている。本実施形態において、風向調整面４１ｆは、ルーバー３２ｒから侵入した飛沫が基板３５側に飛散することを防止する兼用部材である。。

ここで、風向調整装置４０の作用を説明する。
側面板３２ｓの内面３２ｉに風向調整装置４０を取り付けた結果、図６に示すようにルーバー３２ｒから侵入する矢印Ｙ６Ａに示す外気は、ルーバー３２ｒの外側曲面３２ｃに沿って風向調整面４１ｆに向かう。その後、外気は、風向調整面４１ｆの平面４１ａ及び傾斜面４１ｂによって風向きが変更され、矢印Ｙ６Ｂに示すように予め定めた空間である基板３５と基板３５と間の隙間に向かって流れ込んでいく。この結果、基板３５上に実装されている電子部品４５は、外気によってスムーズに冷却される。

このように、風向調整装置４０を側面板３２ｓの内面３２ｉに配設して、風向調整面４１ｆをルーバー３２ｒの天面側開口に対向配置させる。この結果、ルーバー３２ｒを介して風向調整部４１内に流入した外気の風向きは、風向調整面４１ｆの備える平面４１ａ及び傾斜面４１ｂによって変更されて、予め定めた空間に外気を流入させることができる。
つまり、ＣＣＵ３０において、ルーバー３２ｒを備える側面板３２ｓの内面３２ｉに風向調整部４１を備える風向調整装置４０を取り付けることによって、ＣＣＵ３０の冷却性能の向上を図れる。

なお、本実施形態においては、図６に示すように電子部品４５が実装されている空間４６を効率良く冷却するため、２つのルーバー３２ｒを介して風向調整部４１内に流入した外気を、１つの空間４６内に流れ込んで発熱した電子部品４５を冷却している。そのため、上述した実施形態において、風向調整面４１ｆの傾斜面４１ｂと風向調整面４１ｆ１の傾斜面４１ｂ１の傾斜角度が調整されている。即ち、風向調整面４１ｆの形状と風向調整面４１ｆ１の形状とを異なる形状にしている。

また、上述した実施形態においては、風向調整面４１ｆを平面４１ａ及び傾斜面４１ｂで構成するとしている。しかし、風向調整部４１を角度の異なる２つ以上の傾斜面、或いは予め定めた曲面形状で構成して、ルーバー３２ｒから風向調整部４１内に流入した外気を所望の基板間空間に流れ込むようにしてもよい。
例えば、図７に示すように風向調整部４１の風向調整面４１ｆ２の形状を天面方向に向かって湾曲した予め定めた曲面形状に構成してもよい。この構成によれば、２つのルーバー３２ｒを介して風向調整部４１内に流入した外気が、風向調整面４１ｆと風向調整面４１ｆ２とによって風向きが変更されて１つの空間４６内に流し込まれる。
なお、上述においては、２つのルーバー３２ｒを介して風向調整部４１内に流入した外気を１つの空間４６内に流し込む構成を示している。しかし、３つ以上のルーバー３２ｒを介して風向調整部４１内に流入した外気を１つの空間４６内に流し込む場合には、それぞれのルーバー３２に対応する風向調整部４０の風向調整面４１を予め定めた形状に構成して風向きを変更する。

また、上述した実施形態においては、風向調整装置４０を金属製としている。しかし、風向調整装置は、金属製に限定されるものではなく、図８、図９に示すように樹脂製の風向調整装置４０Ａであってもよい。

風向調整装置４０Ａは、庇形状で構成される風向調整部４１に代えて、断面形状が角形の貫通孔で構成された風向調整部４１Ａと風向調整部４１とを備えている。そして、風向調整部４１Ａは、該調整部４１Ａの天面に上述した風向調整面４１ｆを備えている。

この構成によれば、上述した構成と同様に、ルーバー３２ｒを介して風向調整部４１Ａ内に流入した外気の風向きは、風向調整面４１ｆの備える平面４１ａ及び傾斜面４１ｂによって変更されて、予め定めた空間に外気を流入させることができる。
本実施形態においては、トップカバー３２の線膨張率と、風向調整装置４０Ａの線膨張率とが異なる。このため、風向調整装置４０Ａにおいては、調整板本体４２に一対の取付部４３を設ける代わりに、第１取付部４３Ａと第２取付部４３Ｂとを設けている。

第１取付部４３Ａは、上述した取付部４３と同様の構成であり、逃がし孔４３ｈを有する。これに対して、第２取付部４３Ｂは、逃がし孔４３ｈの代わりに長手軸方向に細長な長孔４３ｃを有している。

そして、樹脂製の風向調整装置４０Ａの第１取付部４３Ａは、側面板３２ｓの内面３２ｉに対してボルト５１、ナット５２、及びワッシャー５３によって一体に取り付ける。一方、第２取付部４３Ｂは、図１０に示すように側面板３２ｓの内面３２ｉに対してスライド可能となるようにボルト５１及びナット５２によって隙間ｓを設けて取り付けられる。

具体的に、図に示すように長孔４３ｃ内にはスペーサーブロック４７が配置される。スペーサーブロック４７は、円柱形状で、ボルト５１が通過する貫通孔を有している。スペーサーブロック４７の径寸法は、長孔４３ｃの幅寸法より小さく設定され、高さ寸法は第２取付部４３Ｂの高さ寸法より予め定めた寸法ｓ分高く設定されている。符号５３Ｂは、例えばスプリングワッシャーであり、ナット５２の緩みを防止する。

この構成によれば、第２取付部４３Ｂは、上述したようにボルト５１及びナット５２によって側面板３２ｓの内面３２ｉに対してスライド可能に保持される。言い換えれば、風向調整装置４０の第２取付部４３Ｂは、自由度を持って側面板３２ｓに取り付けられている。

この構成によれば、筐体内の温度が上昇、或いは下降した際、自由度を有する第２取付部４３Ｂが温度の変化に伴って伸縮する。この結果、風向調整装置４０Ａが筐体内の温度変化によって変形する不具合の発生を無くすことができる。

なお、上述した構成においては、第１取付部４３Ａと第２取付部４３Ｂとを１つずつ設ける構成である。しかし、第１取付部４３Ａを一箇所にして、第２取付部４３Ｂを複数箇所とする構成であってもよい。

また、上述の構成において、トップカバー３２は、天板３２ｕと一対の側面板３２ｓとを備える構成としている。しかし、トップカバー３２にさらに背面パネルを一体に設ける構成、或いはトップカバー３２を天板３２ｕ単体で構成するようにしてもよい。

ところで、図１１に示すように接続コネクタ３６が筐体を構成するリアパネル３４から突設する構造においては、誤って、リアパネル付近に水がかけられおそれがある。そして、接続コネクタ３６にかかった水は、破線の矢印に示すように接続コネクタ３６の受け部空間３６ｓに侵入することがある。
従来の電気機器においては、受け部空間３６ｓに侵入した水は、絶縁のための隙間及びケース本体３１に設けられた水抜き孔３１ｈを介して筐体外部に排出されていた。

近年、装置の小型化に伴って、電気機器においては、絶縁距離を規格値に近い寸法に設計する必要が生じている。この構成を採ると、図１１に示すように外装であるケース本体３１の底面と、絶縁体との隙間が狭小部３９となり、筐体外部に排出されるべく水が表面張力によって狭小部３９に溜まる。すると、ケース本体３１と接続コネクタ３６の端子とが滞留した水によって電気的に接続されるおそれがある。

このため、装置の小型化を実現しつつ、ケース本体３１と接続コネクタ３６の端子とが滞留した水によって電気的に接続されることを確実に解消する技術が望まれている。

図１２に示すように本実施形態の電気機器においては、ケース本体３１の予め定めた位置に筐体外側に対して凸形状の排出部形成部３１ａを形成し、その排出部の底面に水抜き孔３１ｈを設けている。排出部形成部３１ａは、例えば、絞り加工によって形成される。

この構成によれば、ケース本体３１に凸形状の排出部形成部３１ａを形成したことによって、表面張力によって水が滞留していた狭小部３９を、水が表面張力によって滞留することなく、矢印に示すように排出される幅広部３９ｗが構成される。

この結果、受け部空間３６ｓに侵入した水は、絶縁のための隙間、排出部形成部３１ａを設けて構成される幅広部３９ｗ、及び水抜き孔３１ｈを介して筐体外部に確実に排出される。したがって、小型化した電気機器において、受け部空間３６ｓに侵入して滞留した水によって、ケース本体３１と接続コネクタ３６の端子とが電気的に接続される不具合の解消を図れる。

尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…筐体 ２…ケース本体 ３…トップカバー ３ｃ…外側曲面 ３ｒ…ルーバー
３ｓ…側面 ３ｕ…天面 ４…基板 ５…電子部品 １０…内視鏡システム
１１…湾曲操作部 １２…スイッチ １３…送気送水ボタン １４…吸引ボタン
１５…上下用ノブ １６…左右用ノブ １７…処置具挿入口 ２０…内視鏡
２１…挿入部 ２２…操作部 ２３…ユニバーサルケーブル ２４…先端部
２５…湾曲部 ２６…可撓管部 ２７…内視鏡コネクタ ２８…信号伝達ケーブル
２９…電気コネクタ ３０…カメラコントロールユニット（ＣＣＵ） ３１…ケース本体
３１ａ…排出部 ３１ｂ…底面 ３１ｈ…水抜き孔 ３２…トップカバー
３２ｃ…外側曲面 ３２ｉ…内面 ３２ｒ…ルーバー ３２ｓ…側面板 ３２ｕ…天板
３３…フロントパネル ３４…リアパネル ３５…基板 ３６…接続コネクタ
３６ｓ…受け部部空間 ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ…スペーサー ３８…固定ネジ
３９…狭小部 ３９ｗ…幅広部 ４０、４０Ａ…風向調整装置
４１、４１Ａ…風向調整部 ４１ａ…平面 ４１ｂ、４１ｂ１…傾斜面
４１ｆ、４１ｆ１…風向調整面 ４２…調整板本体 ４３…取付部 ４３Ａ…第１取付部
４３Ｂ…第２取付部 ４３ｃ…長孔 ４３ｈ…逃がし孔 ４５…電子部品 ４６…空間
４７…スペーサーブロック ５１…ボルト ５２…ナット ５３…ワッシャー
５３Ｂ…スプリングワッシャー

Claims (5)

1. 電子部品を搭載した電気機器の筐体を構成するケース体の側面に、筐体内部側に凸形状で天面側に開口を有する、複数のルーバーを備える電気機器の冷却構造において、
   前記側面の内面に、複数のルーバーにそれぞれ対設する複数の風向調整部を備えた風向調整装置を取り付けたことを特徴とする電気機器の冷却構造。
2. 前記風向調整部は、前記ルーバーを介して筐体内に流入した外気の風向きを変更する風向調整面を有することを特徴とする請求項１に記載の電気機器の冷却構造。
3. 前記複数の風向調整部のうち、予め定めた風向調整部の風向調整面の形状をそれぞれ予め定めた形状に構成して、複数のルーバーを介して流入する外気を予め定めた１つの空間に流し込むことを特徴とする請求項２に記載の電気機器の冷却構造。
4. 前記風向調整装置が金属製において、
   前記風向調整部は、風向調整面を有する庇形状であって、
   前記風向調整装置は、前記筐体を構成するケース体に一体に固定されることを特徴とする請求項１−３の何れか１項に記載の電気機器の冷却構造。
5. 前記風向調整装置が樹脂製において、
   前記風向調整部は、貫通孔であって、該貫通孔内の天面側に風向調整面を有し、
   前記風向調整装置は、前記筐体を構成するケース体に一体に固定され第１取付部と、該ケース体に対して自由度を有して取り付けられる第２取付部とを備えることを特徴とする請求項１−３の何れか１項に記載の電気機器の冷却構造。

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