JP3209655U - 制御盤の放熱構造 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内が電子機器からの熱で昇温したときに、非常に簡単な構成であっても筐体内外の空気を効率よく入れ替え得るようにした制御盤の放熱構造を提供する。【解決手段】所定高さを有した略密閉状態の筐体１内に通電時に発熱する電子機器を収容してなる制御盤において、筐体１に制御盤設置状態において筐体底面を設置面から浮上状態で支持させるための支持脚１０を設けている一方、筐体１の底面部１１に筐体内外を連通させる底面通気口１７と、筐体１の側面部１３の上部寄り位置に筐体内外を連通させる側面通気口１８とをそれぞれ設けていることにより、筐体内で発生する昇温空気が軽くなって上昇気流となることを利用して、筐体内の昇温空気を自動的に且つ強制的に換気し得るようにしている。【選択図】図１

Description

本願考案は、各種の装置や機械の制御に使用される制御盤に関し、さらに詳しくは筐体内に収容した電子機器から発生する熱を簡単な構成で効率よく筐体外に放出し得るようにした制御盤の放熱構造に関するものである。

各種の装置や機械（本件出願人は、主力製品の１つとして穀類計量機を扱っている）を制御するのに制御盤が使用されているが、制御盤は、略密閉状態の筐体内に各種の制御を行う電子機器（例えば電子制御基盤）を収容して構成されている。

ところで、制御盤を長時間継続使用していると、電子機器から発生する熱で該電子機器が過熱状態になることがあり、その過熱により各種電子機器の制御機能に悪影響（作動遅延や誤作動等）を及ぼすことがある。

そこで、制御盤には、筐体内で各種電子機器から発生する熱を外部に放出するための各種の放熱手段が設けられているが、この放熱手段の代表例として、ファンを用いて筐体内の空気を強制的に入れ替えることで電子機器に対する過熱を防止するようにしたものがある。尚、放熱手段にファンを用いた制御装置の放熱構造は、特許出願の中でも多数見受けられるが、一例として特開２０００−３１５８８３号公報（特許文献１）に開示されたものがある。

ところが、このようにファンを用いた放熱手段では、筐体内の空気を強制的に入れ替えることができるので、各電子機器への冷却機能が高いものであるが、該ファンに拘わるコスト（ファン代金及びファン駆動電気代等）が必要であり、さらにファンの取付作業（電気配線も含む）が面倒であったり、筐体にファン取付スペースを確保する必要がある等の各種難点があった。

他方、制御盤の放熱構造として、筐体の壁面に単に通気口を設けただけのもの（強制換気機能のないもの）もあるが、筐体の壁面に単に（設置位置を特定せずに）通気口を設けただけのものでは、放熱構造として極めて簡単且つ安価であるものの、筐体内の空気の入れ替え機能（電子機器に対する冷却機能）は非常に乏しいものである。従って、制御盤を長時間継続使用していると、筐体内に設置されている電子機器が許容限度を超えて昇温（過熱）することがあり、その昇温によって各種電子機器の制御機能に悪影響（作動遅延や誤作動等）を及ぼすことが予想される。尚、電子機器が熱で誤作動を起こすと、該電子機器が冷えるまでに待ち時間を要するので運転効率が悪くなったり、故障の原因になることもある。

特開２０００−３１５８８３号公報

そこで、本願考案は、筐体内が電子機器からの熱で昇温したときに、非常に簡単な構成であっても筐体内外の空気を効率よく入れ替え得るようにした制御盤の放熱構造を提供することを目的としてなされたものである。

本願考案は、上記課題を解決するための手段として次の構成を有している。尚、本願考案は、制御盤の放熱構造を対象にしたものである。

［本願請求項１の考案］
本願請求項１で対象となる制御盤は、所定高さを有した略密閉状態の筐体内に通電時に発熱する電子機器を収容して構成されたものである。

そして、本願請求項１の制御盤の放熱構造は、筐体に制御盤設置状態において筐体底面を設置面から浮上状態で支持させるための支持脚を設けている一方、筐体の底面部に筐体内外を連通させる底面通気口と、筐体の側面部の上部寄り位置に筐体内外を連通させる側面通気口とをそれぞれ設けていることを特徴としている。

尚、以下の説明では、筐体の底面部を単に筐体底面部ということがあり、筐体の側面部を単に筐体側面部ということがある。

そして、本願請求項１の制御盤の放熱構造では、下部側（筐体底面部）の底面通気口と、筐体内と、上部側（筐体側面部の上部寄り位置）の側面通気口とで、筐体内外を連通させる一連の放熱通路を構成している。

本願請求項１の制御盤において外装体となる筐体は、所定高さ（特に限定するものではないが、例えば３００mm程度の高さ）を有するものであれば適宜の形状のものが採用できる。

この筐体には、制御盤を設置面上（例えばテーブル面上）に設置した状態において筐体底面を設置面（テーブル面）から浮上状態で支持させるための支持脚を設けているが、この支持脚は、筐体底面の４隅付近の４箇所に設けるのが一般的である。この支持脚による筐体底面の浮上高さは、該筐体底面と設置面（テーブル面）との間に外気が十分に入り込み得るものであればよく、該浮上高さを例えば２０mm程度（特に限定するものではない）に設定することができる。

筐体底面部に設けている底面通気口は、筐体内部に収容される電子機器で塞がない位置において、例えば細長スリット状の開口を多数個近接並置したものを採用できる。

筐体側面部に設けている側面通気口も、筐体内部に収容される電子機器で塞がない位置において、例えば細長スリット状の開口を多数個近接並置したものを採用できる。この側面通気口は、筐体の左右両側面部にそれぞれ設けるとよい。

ところで、筐体側面部の上部寄り位置に設けた通気口（本願の側面通気口）は、機能面では筐体の上面部に設けるのが最も有効である（筐体内での上昇気流が抜け易い）が、本願において上部側の通気口（側面通気口）を筐体側面部の上部寄り位置に設けた理由は、次の通りである。即ち、上部側の通気口を筐体上面部に設けると、該通気口が上向き開口となるので、筐体内へのホコリの侵入が多くなるという難点があるが、本願のように上部側の通気口を筐体側面部に設けると、該通気口が横向きに開口するので、ホコリの侵入を大幅に減少させることができる。他方、上部側の通気口（本願では側面通気口）を、筐体の背面部や前面部の上部寄り位置に設けることも考えられるが、該背面部や前面部の上部寄り位置は各種電子機器の設置部分となる可能性が高いので通気口形成場所として利用しにくいものであり、従って、筐体の上部寄りに形成する通気口としては筐体側面部の上部寄り位置が最も適した場所となる。

又、筐体底面部にある底面通気口は、下向きに開口しているので、自然状態で底面通気口から筐体内にホコリが侵入しにくくなっている。

この請求項１の制御盤の放熱構造は、次のように機能する。即ち、この制御盤の使用時には、筐体内部の電子機器に通電されることにより、筐体の内部空間が電子機器からの熱により加熱される。そして、筐体内で加熱された昇温空気は、比重が軽くなるので該筐体内を上昇気流となって上動し、筐体側面部の上部寄り位置に設けている側面通気口から外気中に自然放出される一方、その側面通気口から放出された空気量と同量の外気（低温）が底面通気口から筐体内に自然流入する。

従って、この請求項１の制御盤の放熱構造を採用していると、電子機器からの熱で筐体内の空気が昇温したときに、筐体内で上昇気流が発生することにより、該筐体内が連続して自動で外気と入れ替わる（換気できる）ようになる。尚、底面通気口から筐体内に流入した外気は低温であり、その低温空気が各電子機器の表面に接触することにより、電子機器に対する冷却機能が発揮されることになる。

［本願請求項２の考案］
本願請求項２の考案は、上記請求項１の制御盤の放熱構造において、筐体の前面部を下半部が鉛直面で上半部が後方側に上り傾斜する傾斜面として、上記側面通気口を形成している筐体上半部の容積部分が筐体下半部の容積部分より狭くなるようにしていることを特徴としている。

この請求項２の考案のように、筐体上半部の容積部分が筐体下半部の容積部分より狭くなるようにしていると、筐体内の空気が昇温したときに筐体内における側面通気口がある空気出口側（筐体上半部）において上昇気流の流速が速くなる。

［本願請求項１の考案の効果］
本願請求項１の制御盤の放熱構造は、上記の構成により、筐体内の空気が電子機器からの熱で昇温したときに、その昇温空気（比重が軽くなる）が筐体内で上昇気流となることで、その昇温空気が筐体側面部の上部寄り位置にある側面通気口から外気中に自然放出される一方で、側面通気口から放出された空気量と同量の外気（冷気）が筐体底面部の底面通気口から筐体内に自然流入するようになっている。即ち、筐体内で発生する昇温空気が上昇気流となることを利用して、筐体内の空気を自動的に入れ替え得る（昇温した電子機器を冷却し得る）ようになっている。

従って、本願請求項１の制御盤の放熱構造では、筐体の底面部と側面部にそれぞれ通気口を設けるという非常に簡単な構成でもって、筐体内で発生する昇温空気を自動的且つ強制的に換気できるので、コスト面でも放熱機能面でも優れた効果を発揮するものである。

又、本願請求項１の制御盤の放熱構造では、下部側の底面通気口が筐体底面部において下向き開口となっている一方、上部側の側面通気口が筐体側面部（上部寄り位置）において横向き開口となっているので、上下いずれの通気口からも大気中のホコリが筐体内に侵入しにくい構造となっているという効果もある。

［本願請求項２の考案の効果］
本願請求項２の考案は、上記請求項１の制御盤の放熱構造において、筐体の前面部を下半部が鉛直面で上半部が後方側に上り傾斜する傾斜面として、側面通気口を形成している筐体上半部の容積部分が筐体下半部の容積部分より狭くなるようにしているので、筐体内で上昇気流が発生したときにその上昇気流の流速が速くなる。

従って、この請求項２の制御盤の放熱構造では、上記請求項１の効果に加えて、筐体内での空気の流速が速くなることで、筐体内部にある電子機器に接触する空気量が多くなり、それによって電子機器への冷却効率が向上するという効果がある。

本願実施例の放熱構造を備えた制御盤の全体斜視図である。 図１のII−II断面図である。 図１のIII−III断面図である。

図１〜図３を参照して本願実施例の制御盤の放熱構造を説明すると、この実施例で使用する制御盤は、本件出願人の主力製品の１つである穀類計量機を制御するためのものである。尚、本願で使用する制御盤は、各種の装置や機械の制御用に適用できるものであり、上記の穀類計量機用に特定するものではないことは勿論である。

図１〜図３に示す制御盤は、所定高さを有した筐体１内に通電時に発熱する各種の電子機器２，２・・を収容して構成されている。

筐体１は、底面部１１と前面部１２と左右の側面部１３，１３と背面部１４と上面部１５とで略密閉状態の箱型に形成されている。尚、この実施例の説明では、筐体１における、底面部１１、前面部１２、側面部１３、背面部１４、上面部１５を、それぞれ筐体底面部１１、筐体前面部１２、筐体側面部１３、筐体背面部１４、筐体上面部１５ということがある。

この筐体１の大きさは、特に限定するものではないが、例えば前面部１２の左右幅が２５０mm、側面部１３の下半部の奥行き幅が２６０mm、高さが３００mm程度の大きさのものを採用できる。尚、この実施例の筐体１では、背面部１４が２重壁となっているが、これは本願の要旨とは特に関係がないものである。

筐体底面部１１には、その４隅付近にそれぞれ所定高さ（例えば２０mm高さ）の支持脚１０，１０・・が取付けられている。そして、図２及び図３に示すように、この制御盤を設置面（例えばテーブル面）Ｆ上に置いた状態では、各支持脚１０，１０・・が設置面Ｆに接地して筐体底面が設置面Ｆから所定高さ（隙間Ｓ）を隔てて浮上状態で支持されるようになっている。尚、筐体底面部１１の浮上高さ（隙間Ｓ）は、後述するように筐体底面部１１の下面側から筐体１内に外気Ａ２を流入させ得るものであればよく、例えば１０mm程度の低高さでも十分に機能するものである。

筐体前面部１２は、下半部１２ａが鉛直面で上半部１２ｂが後方側に上り傾斜する傾斜面１２ａとなっている。従って、筐体１の内部は、上半部の容積部分１ｂが下半部の容積部分１ａより狭くなっている。

筐体１内に収容される制御用の電子機器２，２・・は、用途に応じた各種のもの（例えば、シーケンサユニット、サーキットプロテクタ、ノイズフィルター、リレー回路等）が採用されるが、いずれも通電時には発熱する性質を有している。尚、この実施例の制御盤では、各電子機器２，２・・の間に空気が十分に流動し得るスペースを有している。

図１〜図３に示す制御盤は、例えば穀類計量機の制御に使用されるものであって、筐体前面部１２の上半部（傾斜面）１２ｂには、液晶表示部３０（タッチパネル式）と、開始ボタン３１、停止ボタン３２、端量取出しボタン３３をそれぞれ設けている一方、筐体前面部１２の下半部１２ａには、サンプル取出し用のレバースイッチ３４と、ＵＳＢ接続ポート３５をそれぞれ設けている。尚、これらの部品は、本願の要旨とは直接関係がないものである。

ところで、制御盤を長時間継続使用していると、電子機器２，２・・から発生する熱で該電子機器２，２・・が過熱状態になることがあり、その過熱により各種電子機器２，２・・の制御機能に悪影響（作動遅延や誤作動等）を及ぼすことがある。

そこで、この実施例の制御盤には、筐体１内で各種電子機器２，２・・から発生する熱を外部に放出するための放熱構造を採用しているが、この実施例の制御盤の放熱構造は次のように構成されている。

即ち、この実施例の放熱構造は、筐体底面部１１に筐体内外を連通させる底面通気口１７を設けている一方、筐体側面部１３の上部寄り位置（上面部１５に近い位置）に筐体内外を連通させる側面通気口１８を設けて構成している。この実施例では、上記側面通気口１８は筐体１の左右両側面部１３，１３にそれぞれ設けている。

筐体底面部１１に設けた底面通気口１７は、筐体内部に収容される電子機器２で塞がれない位置において、細長スリット状の開口を多数個近接並置したものを採用している。尚、この実施例では、底面通気口１７として、細長スリット状のものを筐体底面部１１における背面寄り位置に多数個集約して並置しているが、筐体底面部１１に電子機器２で塞がれない余剰部分が広範囲にある場合には、底面通気口１７を筐体底面部１１における広範囲の場所に分散状態で設けてもよい（この場合は、筐体底面部１１の広範囲の面積部分から外気を流入させることができる）。

他方、左右の筐体側面部１３，１３に設けた各側面通気口１８，１８も、細長スリット状の開口を多数個近接並置したものを採用している。この各側面通気口１８，１８は、筐体側面部１３の上部寄り位置（上面部１５に近い位置）にのみ設けているとともに、図３に示すように筐体１内に収容される電子機器２が各側面通気口１８，１８を塞がない位置（筐体１内の空気の流動を阻害しない位置）に設置されている。

ところで、空気の出口となる上部側の通気口（本願では側面通気口１８）は、機能的には筐体上面部１５に設けることが好ましい（筐体内での上昇気流が抜け易い）が、筐体上面部１５に通気口を設けると、該通気口が上向き開口となるのでホコリの侵入量が多くなる。他方、上部側の通気口を筐体１の前面部１２や背面部１４の上部寄り位置に設けることも考えられるが、筐体の前面部１２や背面部１４には各種電子機器２の設置部分となる可能性が高いので通気口形成場所として利用しにくいものである。そして、筐体１の上部側に形成する通気口としては、本願のように筐体側面部１３の上部寄り位置が最も適した場所となる。

この実施例の制御盤では、筐体底面部１１に設けた底面通気口１７と、筐体内部の空所（図２の１ａ，１ｂ）と、左右の筐体側面部１３，１３のそれぞれ上部寄り位置に設けた各側面通気口１８，１８とで、上下方向に連続する一連の放熱通路を構成している。そして、この実施例の制御盤の放熱構造は、次のように機能する。

即ち、この制御盤の使用時には、筐体内部の電子機器２に通電されることにより、筐体１の内部空間が電子機器２からの熱により加熱される。そして、筐体１内で加熱された昇温空気は、比重が軽くなるので該筐体１内を上昇気流となって上動し（図２、図３の矢印Ａ０）、筐体側面部１３，１３の上部寄り位置に設けている各側面通気口１８，１８から外気中に自然放出される（図１〜図３の矢印Ａ１）一方、その側面通気口１８，１８から放出された空気量と同量の外気（低温）が底面通気口１７から筐体１内に自然流入する（図１〜図３の矢印Ａ２）。

従って、この実施例の制御盤の放熱構造を採用していると、電子機器２からの熱で筐体１内の空気が昇温したときに、筐体１内で上昇気流が発生することにより、該筐体１内が連続して自動で外気と入れ替わる（換気できる）ようになる。即ち、筐体１内で発生する昇温空気が上昇気流（矢印Ａ０）となることを利用して、筐体１内の空気を自動的に入れ替え得る（昇温した電子機器２を冷却し得る）という機能を有している。尚、底面通気口１７から筐体１内に流入した外気（矢印Ａ２）は低温であり、その低温空気が各電子機器２の表面に接触することにより、電子機器２に対する冷却機能が発揮されることになる。

このように、この実施例の制御盤の放熱構造では、筐体の底面部１１と側面部１３にそれぞれ通気口１７，１８を設けるという非常に簡単な構成でもって、筐体１内で発生する昇温空気を自動的且つ強制的に換気できるので、コスト面でも放熱機能面でも優れた効果を発揮するものである。

又、この実施例の制御盤の放熱構造では、下部側の底面通気口１７が筐体底面部１１において下向き開口となっている一方、上部側の側面通気口１８が筐体側面部１３（上部寄り位置）において横向き開口となっているので、上下いずれの通気口１７，１８からも大気中のホコリが筐体内に侵入しにくい構造となっている。尚、上記底面通気口１７及び上記各側面通気口１８，１８のそれぞれ内面側には、ホコリ侵入防止用のフィルターを設けておくと、一層の防塵機能を発揮する。

又、この実施例の制御盤では、筐体前面部１２を下半部１２ａが鉛直面で上半部１２ｂが後方側に上り傾斜する傾斜面としているので、上記側面通気口１８，１８を形成している筐体上半部の容積部分１ｂ（図２参照）が筐体下半部の容積部分１ａ（図２参照）より狭くなっている。従って、筐体１内を上昇する空気は、筐体１内における側面通気口１８がある空気出口側（筐体上半部の容積部分１ｂ）において流速が速くなる。このように筐体１内での空気の流速が速くなると、筐体内部にある電子機器１に接触する空気量が多くなり、それによって電子機器２への冷却効率が向上するという機能が生じる。

１は筐体、２は電子機器、１０は支持脚、１１は筐体の底面部、１２は筐体の前面部、１３は筐体の側面部、１７は底面通気口、１８は側面通気口である。

Claims (2)

1. 所定高さを有した略密閉状態の筐体（１）内に通電時に発熱する電子機器（２）を収容してなる制御盤において、
   上記筐体（１）に制御盤設置状態において筐体底面を設置面から浮上状態で支持させるための支持脚（１０）を設けている一方、
   上記筐体（１）の底面部（１１）に筐体内外を連通させる底面通気口（１７）と、上記筐体（１）の側面部（１３）の上部寄り位置に筐体内外を連通させる側面通気口（１８）とをそれぞれ設けている、
   ことを特徴とする制御盤の放熱構造。
2. 請求項１において、
   上記筐体（１）の前面部（１２）を下半部（１２ａ）が鉛直面で上半部（１２ｂ）が後方側に上り傾斜する傾斜面として、上記側面通気口（１８）を形成している筐体上半部の容積部分（１ｂ）が筐体下半部の容積部分（１ａ）より狭くなるようにしている、
   ことを特徴とする制御盤の放熱構造。

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