JP2014032337A - 防爆装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内部での発熱量が大きい場合であっても適切に外部へと放熱させることができる上、小型化にも柔軟に対応する。
【解決手段】筒状部６と、筒状部６の一端側開口部を閉鎖する閉鎖部７とを有するハウジング１と、ハウジング１内に収容され、信号を送信又は受信可能な情報伝達部２と、情報伝達部２から信号を出力させるための出力情報処理、又は、情報伝達部で受信した信号の入力情報処理を行う情報処理部１５と、情報処理部１５及びハウジング１に直接又は間接的に面接触するように変形させながら配置され、情報処理部１５から発生する熱をハウジング１を介して外部に放熱させる伝熱部５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、防爆カメラ等の防爆装置に関するものである。

従来、防爆装置の一例として、例えば、カメラの側面と熱受板とを接合し、熱受板を熱受板取付ネジによりカメラケースに取付け、カメラ内の熱を熱受板を介してカメラケースの外側へ放熱させる構成をした防爆形監視カメラ装置が公知である。

しかしながら、前記防爆形監視カメラ装置では、カメラ内で発生した熱を熱受板を介してカメラケースの外側に放熱させるだけの構成となっている。このため、内部で撮影した画像を処理するための情報処理部、具体的には電子部品を実装した基板を内蔵するような構成とした場合、その発熱量が大きく、前記熱受板だけでは十分に放熱できないという問題がある。

また、装置全体を小型化した場合、剛体からなる前記熱受板で対応しようとすれば、特殊な形状に加工しなければならない等、加工コストがかかってしまう。しかも、熱受板は予め装置の内部形状に合わせて加工しておかなければならず、組立性も悪いという問題がある。

特開平１０−３２５９７５号公報

本発明は、内部での発熱量が大きい場合であっても適切に外部へと放熱させることができる上、小型化にも柔軟に対応することができる機能を備えた防爆装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
筒状部と、筒状部の一端側開口部を閉鎖する閉鎖部とを有するハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、信号を送信又は受信可能な情報伝達部と、
前記情報伝達部から信号を出力させるための出力情報処理、又は、前記情報伝達部で受信した信号の入力情報処理を行う情報処理部と、
前記情報処理部及び前記ハウジングに直接又は間接的に面接触するように変形させながら配置され、前記情報処理部から発生する熱を前記ハウジングを介して外部に放熱させる伝熱部と、
を備えたものである。

この構成により、情報処理部で発生した熱は、伝熱部を介して効果的にハウジングへと伝達され、外部へと放熱される。伝熱部は変形容易な材料で構成されているので、情報処理部及びハウジングと直接又は間接的に面接触するように形状変化させて配置することができる。したがって、全体構成が小型であっても、ハウジング内の限られたスペースを有効利用して情報処理部からの放熱経路を形成することができ、かつ、発熱量が多い場合であっても、放熱させることができる。

前記伝熱部は、塑性変形により変形後の形状を維持するものであるのが好ましい。

この構成により、伝熱部を、情報処理部に直接又は間接的に面接触させた状態を維持しながらハウジング内に挿入することができる。また、挿入後、伝熱部を、ハウジングの内面に面接触させるように変形させ、その後もその形状を維持させることができる。したがって、情報処理部とハウジングとの間に良好な面接触状態を維持して放熱性を十分に高めることができる。

前記ハウジングは、閉鎖部として、さらに筒状部の他端側開口部を閉鎖する蓋体を備えていてもよい。

少なくとも、前記情報伝達部と、前記情報処理部とを支持し、前記情報処理部とは面接触する支持部を、さらに備え、
前記伝熱部は、前記支持部と前記ハウジングとに面接触して配置されるのが好ましい。

この構成により、支持部によって情報伝達部と情報処理部とを支持した状態でハウジング内へと挿入することができる。また、伝熱部は、予め支持部に面接触させた状態でハウジング内に挿入し、その後ハウジングの内周面と面接触させることができる。このように、支持部を備えることで、組立性を向上させることができる。

前記支持部は、前記情報伝達部を支持する第１平板部と、第１平板部に平行に配置され、前記情報処理部を支持する第２平板部と、両平板部を接続し、前記ハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う面を有する接続部と、で構成され、
前記伝熱部は、前記ハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う前記接続部の面と前記ハウジングの内周面とに接触するように配置されるのが好ましい。

この構成により、伝熱部をハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う面に設けることで、この伝熱部を予めハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う形状としておくことができる。したがって、ハウジングの内周面への伝熱部の面接触をより容易に行わせることが可能となる。

前記ハウジングの表面に放熱材料からなる被覆層を形成するのが好ましい。

この構成により、ハウジングからの放熱効率をより一層高めることができる。

前記伝熱部は、前記情報処理部で発生した熱を、前記閉鎖部を介して放熱可能に配置されるようにしてもよい。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
防爆装置の製造方法を、
信号を発信又は受信可能な情報伝達部と、前記情報伝達部から信号を発信させるための出力情報処理、又は、前記情報伝達部で受信した信号の入力情報処理を行う情報処理部とを支持部に取り付け、
前記支持部に直接面接触するように変形させて伝熱部を取り付け、
前記支持部を、ハウジングを構成する円筒部の一端側開口部から挿入し、
前記伝熱部を、ハウジングの内周面に面接触させ、
前記筒状部の一端側開口部を閉鎖することより行うようにしたものである。

本発明によれば、変形可能な伝熱部を利用して情報処理部で発生した熱をハウジングの外部へと放熱させることができるので、小型化してもハウジング内の限られたスペースを有効利用して放熱経路を確保することができる。しかも、伝熱部は面接触させて配置することができるので、情報処理部での発熱量が大きい場合であっても効果的に外部へと放熱させることができる。

本実施形態に係る防爆装置の一例である防爆カメラの概略斜視図である。 図１の防爆カメラの概略を示す分解斜視図である。 （ａ）は図１の防爆カメラの正面図、（ｂ）は底面図である。 （ａ）は図１の防爆カメラの左側面図、（ｂ）は右側面図である。 （ａ）は図１のハウジング内に収容される内部機器及び筒状部の一部を示す右側面概略説明図、（ｂ）は左側面概略説明図である。 本実施形態に係る防爆装置のブロック図である。 他の実施形態に係る、図１のハウジング内に収容される内部機器及び筒状部の一部を示す右側面概略説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「一端」、「他端」、「側」等を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本実施形態に係る防爆装置の一例である防爆カメラの斜視図、図２はその分解斜視図（いずれも概略説明図）を示す。この防爆カメラは、ハウジング１と、その内部に収容されるカメラ２及び第１制御基板３と、これらを支持する支持部４と、外部に放熱するための中継部材となる伝熱部５とを備える。

図３（ａ）に示すように、ハウジング１は、筒状部６と、その両端開口部をそれぞれ閉鎖するヘッダ７及び蓋体８とで構成されている。これら部材（ヘッダ７は円筒部１１のみ）はアルミニウム合金を鋳造することにより形成される。

図２に示すように、筒状部６の一端側開口部の外周面には、他の部分よりも外径が小さくなった雄ネジ部６ａが形成されている。また、筒状部６の他端側開口部の内周面には雌ネジ部（図示せず）が形成されている。なお、両螺合部分にはグリス等が塗布され、気密性が高められている。

また、筒状部６の内周面には、内方へと突出する固定片６ｂが、両端側の対向部分の２箇所にそれぞれ形成されている（蓋体８側は図示せず）。ヘッダ７側の一対の固定片６ｂは、中心位置から反対側に偏心して配置されている。これは、後述する第２制御基板１４を固定した支持部４を挿入する際に、支持部４に螺合されるネジの頭部（図示せず）との干渉を回避するためである。

図３（ｂ）に示すように、筒状部６の外周面には、設置用の第１台座部９と、コード引出用の第２台座部１０とが形成されている。第１台座部９は平面視矩形の環状で、４隅にはネジ止め用の雌ネジ９ａが形成されている。これら雌ネジ９ａは、例えば、図示しないプラント内の所定位置にネジ止め固定するために利用される。第２台座部１０は、両側に形成される一対の円筒部１０ａ、１０ｂをアーチ状の接続部２３で連結したものである。一方の円筒部１０ａの中心孔には信号コードが挿通し、内部では第１制御基板３上の情報処理部１５に接続され、外部ではイーサネット（登録商標）に接続されている。他方の円筒部１０ｂの中心孔には電源コードが挿通し、図示しない外部電源から第１制御基板３及び第２制御基板１４に電力が供給される。

図２に示すように、筒状部６の外周面には被覆層６ｃが形成されている。この被覆層６ｃは放熱材料からなり、例えば、耐熱水溶性シリカ断熱塗料等の熱放射塗料が使用可能である。被覆層６ｃを形成することにより、熱伝導性に優れたアルミニウム合金からなる筒状部６を介して伝えられた熱を、より一層優れた効率で放熱させることができるようになっている。

図４（ａ）に示すように、ヘッダ７は、円筒部１１と、その一端側開口部に装着されるガラス部１２とで構成されている。円筒部１１の一端側外周面は多角形に形成され、筒状部６にヘッダ７を着脱する際の滑りを防止する。円筒部１１の他端側内周面には、筒状部６の雄ネジ部６ａに螺合される雌ネジ部（図示せず）が形成されている。ガラス部１２は、耐熱、耐食性に優れた透明な材料で構成されている。

図４（ｂ）に示すように、蓋体８は、筒状部６の雌ネジ部（図示せず）に螺合する雄ネジ部８ａが形成されている。蓋体８の外周面は多角形に形成され、端面には十字の溝が形成されている。これにより、筒状部６に蓋体８を着脱する際の滑りが防止されている。

カメラ２は、例えば、ＧｉｇＥカメラが使用されている。ＧｉｇＥカメラは、レンズ部１３と第２制御基板１４とからなる。第２制御基板１４は、後述する支持部４の第２平板部２２に固定されている。第２制御基板１４は、ＣＰＵ等の各種電子部品が実装され、コードを介してカメラ２と電気接続され、カメラ２の駆動、焦点の調整等を駆動制御し、撮像した映像を第１制御基板３へと送信する。

図６に示すように、第１制御基板３には、各種電子部品が実装されることにより、情報処理部１５と情報通信部１６が形成されている。

情報処理部１５は、制御部１７と記憶部１８を備え、カメラ２から入力された画像データを処理する（コントラスト変更、輪郭抽出、シャープネス、色彩変更、二値化処理、マスク処理、パターンマッチング、物品カウント、ガンマ補正、ノイズ除去、圧縮処理等）。情報通信部１６は、多線コネクタ端子１９や、イーサネット接続可能な接続端子２０を備える。接続端子２０に接続した信号コードを介して情報処理部１５で処理された画像データを外部へと送信することができるようになっている。

図５に示すように、支持部４は、アルミ合金等の熱伝導性に優れた材料を板状とし、所定間隔で対向する第１平板部２１及び第２平板部２２と、これらの一側部同士を連結する接続部２３とからなる断面略コ字形状に形成したものである。

図５（ａ）に示すように、第１平板部２１には、第２平板部２２との対向面（図２中、下面）側に第１制御基板３がネジ止め固定されている。第１制御基板３はカメラ２で撮像された映像を処理するためのもので、実装した電子部品のうち、最も発熱するＣＰＵ（Central Processing Unit）を第１平板部２１の対向面に面接触させている（両者の間には放熱グリス等を塗布する。）。

図５（ｂ）に示すように、第２平板部２２には、第１平板部２１との対向面側にカメラ２の第２制御基板１４がネジ止め固定されている。ネジの頭部は、第２平板部２２の外面中央部から突出している。第２制御基板１４は、カメラ２の駆動、焦点の調整等を制御するためのものである。第２制御基板１４に実装した信号処理ＩＣ（Integrated Circuit）も第１制御基板３と同様に第２平板部２２に面接触させている。

接続部２３は、第１平板部２１及び第２平板部２２から対向方向に向かって斜めに延び、垂直部分で繋がることにより、その外面が筒状部６の内周面にほぼ沿うように形成されている。勿論、接続部２３は、図７に示すように、筒状部６の内周面に沿った湾曲面に形成することもできる。なお、第１平板部２１及び第２平板部２２の両端部分には、外方側に突出する固定片２１ａ及び２１ｂがそれぞれ形成され、筒状部６の固定片６ｂとの間にネジ止め固定される。

伝熱部５は、変形可能な材料、特に、塑性変形することにより形状変化可能な範囲が広く、しかも変形後の形状を維持する材料（例えば、thermal gap filler pad（Laird Technologies社製））で構成されている。これにより、伝熱部５を、接触させる対象物の形状に応じて、又、隙間の大小に拘わらず自由に形状を変更することができる。ここでは、図５に示すように、支持部４の一部を構成する接続部２３の外面に面接触するように設けられる。そして、支持部４をハウジング１に収容した状態で固定することにより（詳細については後述）、伝熱部５がハウジング１の内周面に面接触するようになっている。なお、伝熱部５は、伝熱性及び変形性だけでなく、耐熱性及び絶縁性を有するのが好ましい。

次に、前記防爆装置の製造（組立）方法について説明する。

支持部４の第１平板部２１に第１制御基板３をネジ止め固定し、第２平板部２２にカメラ２の第２制御基板１４をネジ止め固定する。また、支持部４を構成する接続部２３の湾曲面に伝熱部５を変形させて取り付ける。これにより、ハウジング１内に挿入する内部機器が完成する。そして、完成した内部機器を筒状部６の一端側開口部（ヘッダ７が装着される側の開口部）から、カメラ２がヘッダ７側、多線コネクタ端子１９及び接続端子２０が蓋体８側に位置するように挿入する。このとき、筒状部６内に形成される固定片６ｂは、中心から反対側に偏心して形成されているので、支持部４へのネジ止めに使用するネジの頭部を干渉させることなく、内部機器をスムーズに挿入することができる。このとき、伝熱部５が筒状部６の内周面に干渉しないようにする。

筒状部６内に挿入された内部機器は、伝熱部５が筒状部６の内周面に面接触するように変形させながら位置をずらせ、支持部４の固定片２１ａ、２１ｂを筒状部６の固定片６ｂにネジ止め固定することにより筒状部６内での固定を完了する。多線コネクタ端子１９への電源コードの接続や接続端子２０への信号コードの接続、カメラ２と第２制御基板１４との電気接続等を行う。信号コードと電源コードとは、それぞれ筒状部６に形成した第２台座部１０の各円筒部１０ａ及び１０ｂを介して外部に引き出しておく。この状態で、蓋体８及びヘッダ７を螺合により取り付けることにより防爆装置が完成する。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、ハウジング１に収容する情報伝達部の一例としてカメラ２を挙げたが、このカメラ２には、可視光カメラ、赤外線カメラ等、種々のカメラを採用することができる。また、情報伝達部として、カメラに限らず、レーザ測定器（レーザセンサ）、赤外線センサ、放射温度計等の各種センサを採用することもできる。

また、情報伝達部としては、レーザ通信器、無線器（無線通信に用いる情報を含む電磁波を発生させる、又は、電磁波を受信して当該電磁波に含まれる通信情報を取得する機器。アンテナからのケーブルを防爆容器に引き込むなどして使用する。）、有線通信器（ 優先通信に用いる情報を含む信号を発生させる、又は、信号を受信して当該信号に含まれる通信情報を取得する機器。有線通信には、デジタル信号通信、アナログ信号通信、電圧信号通信、シリアル信号通信、パラレル信号通信、パルス通信などが含まれる。有線通信に用いるケーブルを防爆容器に引き込んで使用する。）、可視光通信器等の通信機器等を採用することも可能である。なお、無線器、有線通信器等であれば、ヘッダ７にガラス部１２は不要となる。

その他、プロジェクタ、分光器、加速度計、機器制御器（外部機器と接続し、当該機器の制御を行うための信号を送受信するための機器。制御には、パルス制御、電圧制御などが含まれる。外部機器と接続するためのケーブルを防爆容器に引き込んで使用する。）、照明機器（可視光を発信する機器全般）等を採用することも可能である。

また、前記実施形態では、伝熱部５を支持部４を構成する接続部２３の外面に面接触させるようにしたが、支持部４の他の部分に面接触させるようにしてもよいし、伝熱部５は筒状部６ではなく、ヘッダ７や蓋体８に面接触させるように構成するようにしてもよい。さらに、支持部４を設けることなく、伝熱部５を、直接、第１制御基板３のＣＰＵと筒状部６の内周面との間に配置するようにしてもよい。但し、この場合には、第１制御基板３や第２制御基板１４等をハウジング１内に固定（位置決め）する手段は別途必要である。

また、前記実施形態では、ハウジング１の筒状部６は円筒形状としたが、これに限らず多角形とすることもできる。

１…ハウジング
２…カメラ
３…第１制御基板
４…支持部
５…伝熱部
６…筒状部
７…ヘッダ（閉鎖部）
８…蓋体（閉鎖部）
９…第１台座部
１０…第２台座部
１１…円筒部
１２…ガラス部
１３…レンズ部
１４…第２制御基板
１５…情報処理部
１６…情報通信部
１７…制御部
１８…記憶部
１９…多軸コネクタ端子
２０…接続端子
２１…第１平板部
２２…第２平板部
２３…接続部

Claims (7)

1. 筒状部と、筒状部の一端側開口部を閉鎖する閉鎖部とを有するハウジングと、
   前記ハウジング内に収容され、信号を送信又は受信可能な情報伝達部と、
   前記情報伝達部から信号を出力させるための出力情報処理、又は、前記情報伝達部で受信した信号の入力情報処理を行う情報処理部と、
   前記情報処理部及び前記ハウジングに直接又は間接的に面接触するように変形させながら配置され、前記情報処理部から発生する熱を前記ハウジングを介して外部に放熱させる伝熱部と、
   を備えたことを特徴とする防爆装置。
2. 前記伝熱部は、塑性変形により変形後の形状を維持するものであることを特徴とする請求項１に記載の防爆装置。
3. 少なくとも、前記情報伝達部と、前記情報処理部とを支持し、前記情報処理部とは面接触する支持部を、さらに備え、
   前記伝熱部は、前記支持部と前記ハウジングとに面接触して配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の防爆装置。
4. 前記支持部は、前記情報伝達部を支持する第１平板部と、第１平板部に平行に配置され、前記情報処理部を支持する第２平板部と、両平板部を接続し、前記ハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う面を有する接続部と、で構成され、
   前記伝熱部は、前記ハウジングの内周面に沿う又はほぼ沿う前記接続部の面と前記ハウジングの内周面とに接触するように配置されることを特徴とする請求項３に記載の防爆装置。
5. 前記ハウジングの表面に放熱材料からなる被覆層を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の防爆装置。
6. 前記伝熱部は、前記情報処理部で発生した熱を、前記閉鎖部を介して放熱可能に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の防爆装置。
7. 前記情報伝達部は、撮像部材であり、
   前記情報処理部は、前記撮像部材で撮像された画像データを処理する画像処理部であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の防爆装置。