JP5277620B2 - 冷凍装置用コントロールボックス - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置用のコントローラが収容されたコントロールボックスに関する。

従来、例えば海上等を輸送されるコンテナ用の冷凍装置には、冷凍機構等の各機構部を制御するコントローラが備えられており、このコントローラは、輸送時における衝撃緩和や雨水等からの防水対策のために、筐体からなるコントロールボックスに収容されている。そして、このコントロールボックスには、下記特許文献１に示される冷凍装置のように、冷凍用の各電子機器に電力を供給する電源部が設けられている。この電源部として充電式のバッテリが用いられることが多いが、バッテリは大型であることから、コントロールボックス内のスペースを有効利用するために、当該バッテリは、コントローラを支持するコントロールボックスの側壁面に取り付けられることが多い。
実開平５−３４５１８号公開公報

しかしながら、上記従来の冷凍装置では、バッテリをコントロールボックスの側壁面に取り付けることから、輸送時の衝撃等で当該バッテリが設置箇所から落下することを防止するため、上記コントロールボックスの側壁面にビス等により強固に固定して取り付けられている。そのため、バッテリの交換時には、当該ビス止めを解除してバッテリを取り外す作業を行わなければならず、バッテリの交換作業が容易ではなかった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、輸送等により振動が生じる環境下であっても、電源部の取付安定性の向上と、コントロールボックス内に設けられている電源部の取り付け及び取り外し時の作業容易性の向上とを両立させることを目的とする。

本発明の請求項１に記載の発明は、冷凍用の各電子機器の動作を制御するコントローラと、前記コントローラに供給する電力を蓄える電源部とを備え、前記電源部として、充電池式電源部および乾電池式電源部のいずれか一方が配設され、前記電源部として配設された前記充電池式電源部又は前記乾電池式電源部は、コントロールボックス本体底部の設置面上であって、前記コントローラの下方となる位置に配設され、緩衝部材を介して前記コントローラ下部と前記設置面とに接触した状態で、面ファスナーにより当該設置面に固定され、前記緩衝部材は、弾性部材と、当該弾性部材を介して前記電源部を支持する下側支持部および上側支持部とを備え、前記下側支持部は、前記設置面に取り付けられ、前記上側支持部は、前記コントローラ下部によって上方から押圧されていることを特徴とする冷凍装置用コントロールボックスである。

この発明によれば、前記電源部として、充電池式電源部および乾電池式電源部のいずれか一方が配設され、前記電源部として配設された前記充電池式電源部又は前記乾電池式電源部は、コントロールボックス本体底部の設置面上であって、当該コントローラの下方位置に配置されるので、当該位置に固定されている充電池式電源部又は乾電池式電源部は、当該コントロールボックスが例えば海上等を輸送されるコンテナ用の冷凍装置に適用される等で振動が生じる場合であっても、当該振動により落下する作用が生じない。このように振動があっても電源部が落下しないことに基づいて、当該電源部を面ファスナーによる上記設置面への固定を可能とし、当該設置面への電源部の取付安定性と、取り付け及び取り外し時の作業容易性を向上させている。

また、この発明では、面ファスナーによる固定に加えて、コントローラ下部による上記設置面への支持を受けて上記設置面に固定されるので、上記設置面への電源部の取付安定性が更に向上する。

さらに、この発明によれば、前記充電池式電源部又は前記乾電池式電源部は、緩衝部材の弾性部材を介してコントローラ下部と上記設置面とに接触するので、当該コントロールボックスに振動が生じる場合であっても、上記弾性部材により振動が緩和される。また、例えば乾電池式電源部が充電池式電源部よりも寸法が小さいような場合であっても、上記弾性部材により、コントローラ下部と上記設置面とに接触するサイズとなるように調整可能となる。このため、コントローラ下部及び設置面間に形成された電源部配置用のスペースを、寸法の異なる充電池式電源部及び乾電池式電源部の共用が可能となる。
また、上記の緩衝部材は、弾性部材と、当該弾性部材を介して電源部を支持する下側支持部および上側支持部とを備え、下側支持部は、設置面に取り付けられ、上側支持部は、コントローラ下部によって上方から押圧されているので、電源部および緩衝部材を設置面上に強固に固定できる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の冷凍装置用コントロールボックスであって、前記コントローラは、複数の基板が水平方向において重ねて配置された構成とされ、
前記電源部は、前記複数の基板のいずれかの下部と前記設置面とに接触した状態とされている。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置用コントロールボックスであって、前記コントローラは、冷凍用の各電子機器の動作を制御する制御機器が搭載されたＣＰＵ基板と、当該ＣＰＵ基板と前記冷凍用の各電子機器とを接続するためのインタフェース回路が搭載された入出力基板とが水平方向において重ねて配置された構成とされ、
前記電源部は、前記ＣＰＵ基板又は入出力基板のいずれかの下部と前記設置面とに接触した状態とされている。

これらの発明によれば、コントローラは、複数の基板が水平方向において重ねて配置された構成とされているので、各基板が重なり合う面積を調整することで、コントローラ下部及び設置面間に、所要の大きさからなる電源部配置用のスペースを確保することが容易になる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の冷凍装置用コントロールボックスであって、前記ＣＰＵ基板には、前記電源部の動作を制御する動作制御用回路が取り込まれているものである。

この発明によれば、ＣＰＵ基板に、電源部の動作を制御する動作制御用回路が取り込まれており、当該動作制御用回路搭載用の基板が別個に設けられていないので、基板の配置に要するスペースを削減でき、上記コントローラ下部及び設置面間に、電源部配置用のスペースを確保することが容易になる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の冷凍装置用コントロールボックスであって、前記ＣＰＵ基板には、前記充電池式及び乾電池式のいずれにも共用される前記電源部の動作制御用回路が取り込まれている。

この発明によれば、ＣＰＵ基板に、充電池式及び乾電池式で共用される電源部の動作制御用回路が取り込まれているので、上記コントローラ下部及び設置面間に形成される電源部配置用のスペースを、充電池式及び乾電池式のいずれの電源部にも適用可能になる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の冷凍装置用コントロールボックスであって、前記ＣＰＵ基板は、前記入出力基板に搭載されている点検作業の対象となる電子部品が露出する位置に配置されているものである。

この発明によれば、ＣＰＵ基板が、入出力基板に搭載されている上記点検作業対象となる電子部品が露出する位置に配置されているので、当該電子部品の点検作業の容易性を確保しつつ、コントローラのダウンサイジング化を図ることができる。

本願発明によれば、振動生じる環境下であっても、電源部の取付安定性の向上と、コントロールボックス内に設けられている電源部の取り付け及び取り外し時の作業容易性の向上とを両立させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る冷凍装置用コントロールボックスについて図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る冷凍装置用コントロールボックスが搭載された海上輸送用等のコンテナを示す概略側面図である。

コンテナ１００は、コンテナ用冷凍装置（以下、単に「冷凍装置」という。）１０とコンテナ本体２とを備えて構成される。コンテナ本体２は内部が空洞となっており、このコンテナ内部２ａに荷物が積載される。冷凍装置１０はコンテナ本体２の一方端側に配置されてコンテナ内部２ａを冷却する。

冷凍装置１０は、コンテナ内部２ａを冷却するための冷凍機構３０と、コンテナ内部２ａの温度を計測するための温度センサ６０と、コンテナ内部２ａの状態や冷凍装置１０の運転状況等をユーザに対して表示するための表示部４０と、ユーザが冷凍装置１０に対する設定変更や操作入力等を行うための操作パネル５０と、上記各部を制御するためのコントローラ２０とを備えて構成される。なお、温度センサ６０は、コンテナ内部２ａの空気吹き出し口１２の付近に設置された第１温度センサ６２と、空気吸い込み口１１の付近に設置された第２温度センサ６１とを備えており、それぞれがコンテナ内部２ａの異なる位置での温度を計測するように配置されている。

冷凍装置１０の通常運転時には、コントローラ２０が温度センサ６０によって計測されるコンテナ内部２ａの温度と設定温度とを比較しつつ冷凍機構３０を動作させる。これにより、空調された空気が吹き出し口１２からコンテナ内部２ａに吹き出し、吸い込み口１１からコンテナ内部２ａの空気が吸い込まれる。このような動作によってコンテナ内部２ａが設定された温度で冷凍状態に維持される。また、通常運転時において、表示部４０に冷凍装置１０の運転状態やコンテナ内部２ａの温度が表示されるとともに、設定温度等の変更を行う際にはユーザが操作パネル５０より所定の操作入力を行う。

コントローラ２０は、表示部４０及び操作パネル５０が取り付けられた操作盤１４１の裏面側に設けられている冷凍装置用コントロールボックス（以下、コントロールボックス）１４内に設置されている。操作盤１４１は開閉自在に構成され、コントロールボックス１４の開放部を覆う蓋部として機能する。コントロールボックス１４の構成の詳細は後述する。

図２は、コントローラ２０の主要構成及びコントローラ２０と冷凍装置１０内の各部との接続状態を示す図である。図２に示すように、コントローラ２０は、冷凍機構３０を含む冷凍用の各電子機器の動作を制御し、ＣＰＵ基板２０１と、I/O基板（入出力基板）２０２とを備えてなる。

ＣＰＵ基板２０１には、ＣＰＵ２０１１と、メモリ２０１２とが搭載されている。ＣＰＵ２０１１は、冷凍機構３０及び後述の電源部を含む冷凍用の各電子機器の動作を制御する。ＣＰＵ２０１１は、冷凍装置１０の機種に応じた制御動作を実現する。メモリ２０１２は、ＣＰＵ２０１１による冷凍装置１０の機種に応じた制御動作を実現するために、冷凍装置１０の種類分の初期パラメータを記憶している。

I/O基板２０２は、ＣＰＵ基板２０１上のＣＰＵ２０１１と上記各電子機器とを接続するためのインタフェース回路を搭載する。I/O基板２０２には、ＣＰＵ２０１１と上記各電子機器とを接続するための接続部（コネクタ）２４ａ〜２４ｅと、ヒューズ２５等とが搭載されている。すなわち、コントローラ２０は、冷凍装置１０の各部（すなわち、冷凍用の各電子機器）と、ＣＰＵ２０１１からの制御ライン２３が、上記接続部２４ａ〜２４ｅにて接続される構成である。このため、コントローラ２０に故障等が生じ、コントローラ２０を交換する必要がある場合には、冷凍装置１０の各部（冷凍用の各電子機器）と接続部２４ａ〜２４ｅとの接続を解除してコントローラ２０を冷凍装置１０から取り外し、当該取り外したコントローラ２０に代えて、新たなコントローラ２０を冷凍装置１０に取り付け、当該新たなコントローラ２０のI/O基板２０２に搭載されている接続部２４ａ〜２４ｅに、冷凍装置１０の各部を接続する。

コントローラ２０には、上記冷凍装置１０の各部（冷凍用の各電子機器）として、例えば、表示部４０と、操作パネル５０と、冷凍機構３０と、温度センサ６０と、電源部７０とが、I/O基板２０２の接続部２４ａ〜２４ｅを介して、ＣＰＵ基板２０１のＣＰＵ２０１１に接続されている。

コントローラ２０の冷凍装置１０への取り付けが終了すると、次にユーザは、コントローラ２０の初期設定を行う。例えば、ユーザは、当該冷凍装置１０を動作制御するために予め定められた初期パラメータを、メモリ２０１２に記憶されている複数の初期パラメータ群から選択する操作を行う。そして、ユーザは、コントローラ２０を冷凍装置１０に取り付けた後に、冷凍装置１０の電源部をオン状態にして、コントローラ２０の初期設定の操作を開始する。

図３はコントロールボックス１４の蓋部を開けた状態を示す正面図である。図４は更にコントロールボックス１４のカバー部材を開け、内部のコントローラ２０が露出した部分を示す正面図である。

コントロールボックス１４は、筐体１４０と、蓋部１４１と、カバー部材１４２と、コントローラ２０とを備える。筐体１４０は、その一部が開放された開放部１４０ａを有する。筐体１４０には、この開放部１４０ａから図３及び図４における奥行き方向に延び、内部にコントローラ２０の配設が可能とされた空間が形成されている。

カバー部材１４２は、筐体１４０の開放部１４０ａにヒンジにより開閉自在に取り付けられている。なお、カバー部材１４２は、筐体１４０の開放部に嵌め込み可能な形状とされ、当該開放部１４０ａの内壁部に対して取り付け及び取り外しが可能に構成されてもよい。

コントローラ２０は、筐体１４０の開放部１４０ａにおけるカバー部材１４２の取付位置よりも内側となる筐体１４０の奥部に固定されている。例えば、コントローラ２０は、開放部１４０ａから見て筐体１４０の最も奥となる側壁に固定される。コントローラ２０は、上述したように、ＣＰＵ基板２０１とI/O基板２０２とを備えてなるが、これらＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２は、筐体１４０の奥行き方向においてＣＰＵ基板２０１をI/O基板２０２よりも手前側として、互いの基板の一部が重ねて配置されている。ＣＰＵ基板２０１は、カバー部材１４２が開状態となってコントローラ２０が露出したとき（筐体１４０の外部から作業者が視認できる状態になったとき）、I/O基板２０２に搭載されているヒューズ２５及びコネクタ（接続部２４ａ〜２４ｅ）等の点検作業対象となる電子部品が露出する位置に、筐体１４０の上記側壁に固定されている。

ＣＰＵ基板２０１は、カバー部材１４２が開状態となってコントローラ２０が露出したとき、I/O基板２０２に搭載されている点検作業対象とならない電子部品を覆う位置に、筐体１４０の上記側壁に固定されている。すなわち、I/O基板２０２上には、点検作業対象とならない電子部品が、筐体１４０に固定された状態のＣＰＵ基板２０１によって覆われる位置に配置され、点検作業対象となる電子部品が、筐体１４０に固定された状態のＣＰＵ基板２０１から外れた位置に配置されている。

また、ＣＰＵ基板２０１には、充電池式及び乾電池式のいずれの電源部にも共用される電源動作制御用回路（以下、電源回路という）２０１５が組み込まれている。すなわち、電源回路２０１５搭載用の基板をＣＰＵ基板２０１とは別個とはせずに、ＣＰＵ基板２０１が電源回路２０１５搭載用の基板を兼ねる構成とされている。これにより、筐体１４０内部に設置すべき基板数を減らし、コントローラ２０下部と底面１４０ｂとの間における電源部７０配置用スペースの確保を容易にしている。

なお、筐体１４０の上記側壁には、ＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２が筐体１４０に対して固定される位置を位置決めする位置決めピン５１が設けられている。また、ＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２には、位置決めピン５１の径に対応する大きさの径を有する孔部５２が形成されている。例えば、孔部５２は、四角形状でなるＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２のそれぞれの四隅（各コーナ部）に形成されており、この孔部５２と同数で位置決めピン５１が筐体１４０に設けられている。各位置決めピン５１は、それぞれ対応する孔部５２が定められており、ＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２の各孔部５２に、対応するそれぞれの位置決めピン５１が嵌入されると、筐体１４０の上記側壁に対するＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２の取付位置が定まるようになっている。ＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２は、孔部５２と位置決めピン５１との係止により筐体１４０に固定される。

なお、図４には、上記複数設けられている位置決めピン５１及び孔部５２の一部のみを図示している。

また、筐体１４０の底面１４０ｂには、充電池式の電源部７０が配設されている。電源部７０の配設位置は、ＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２からなるコントローラ２０の下方位置となる筐体１４０の底面１４０ｂ（コントローラ２０の設置面）上である。

図４に示すように、上記電源部７０は緩衝部材７２に組み付けられている。緩衝部材７２は、ゴム７２ａ等の弾性部材と、当該ゴム７２ａを介して電源部７０を支持する支持部７２ｂ，７２ｃとを備える。電源部７０下部の両側端部に宛われた２つの支持部７２ｂは、当該支持部７２ｂの内側の底面及び内側壁面にゴム７２ａが貼り付けられた状態で、コントローラ２０の下方位置となる底面１４０ｂに取り付けられている。電源部７０は、当該支持部７２ｂ底面のゴム７２ａ上に載置される。さらに当該電源部７０の上部には、内側にゴム７２ａが取り付けられ、電源部７０の幅よりも大きな幅を有する支持部７２ｃが、当該ゴム７２ａを電源部７０に接触させる状態で宛われる。この支持部７２ｃは、支持部７２ｂ及び７２ｃにより電源部７０を挟んだ状態で支持部７２ｂと締結される。

電源部７０には、図４に示すように、面ファスナー７１の一部をなす係合片７１ａが巻き付けられている。一方、上記緩衝部材７２で狭持された状態の電源部７０の下方位置となる底面１４０ｂ部分には、面ファスナー７１の一部をなす係合片７１ｂが取り付けられている。これら係合片７１ａ及び７１ｂが係合することで、面ファスナー７１により電源部７０が底面１４０ｂに固定される。

また、電源部７０を狭持した状態の緩衝部材７２の支持部７２ｃは、その上部がコントローラ２０のI/O基板２０２の下部に接触するように構成されている。すなわち、I/O基板２０２は、筐体１４０の上下方向（高さ方向）において、I/O基板２０２の下部が、電源部７０を狭持した状態の緩衝部材７２の支持部７２ｃの上面を押圧する位置に設置される。そして、当該I/O基板２０２下部による押圧によって、電源部７０及び緩衝部材７２が底面１４０ｂ上に更に強固に固定されるようになっている。

なお、２つの支持部７２ｂは、(1)上述した底面１４０ｂへの取付及びI/O基板２０２による押圧での固定の他、(2) I/O基板２０２による押圧のみによる固定も採用可能である。

また、上述したように、ＣＰＵ基板２０１には、充電池式及び乾電池式のいずれの電源部にも共用される電源回路２０１５が組み込まれているため、コントローラ２０の電源として、充電池式及び乾電池式のいずれも適用可能とされている。緩衝部材７２としては、上記充電池式の電源部７０の寸法に合わせたものと、乾電池式の電源部７０の寸法に合わせたものの二種が用いられる。すなわち、I/O基板２０２下部及び底面１４０ｂ間は、充電池式電源部７０を狭持した状態でなる充電池式用緩衝部材７２及び充電池式電源部７０を収容可能なサイズに形成されている。一方、乾電池式用緩衝部材７２は、乾電池式電源部７０を狭持した状態での寸法が、充電池式電源部７０を狭持した状態の充電池式用緩衝部材７２と同一とされている。一般に、充電池式電源部７０は、乾電池式電源部７０よりも大きなサイズになるが、コントローラ２０の電源として、充電池式又は乾電池式のいずれの電源部７０を用いる場合であっても（I/O基板２０２下部及び底面１４０ｂ間に設置する場合であっても）、電源部７０を狭持した状態の緩衝部材７２が同一サイズとなり、I/O基板２０２下部による押圧で上記底面１４０ｂに固定されるようになっている。

なお、図４に示す本実施形態のコントロールボックス１４では、電源部７０は、緩衝部材７２により底面１４０ｂに固定され、当該緩衝部材７２を介してI/O基板２０２の下部と接触して押圧されるようになっているが、緩衝部材７２を用いることなく、電源部７０が面ファスナー７１により底面１４０ｂに固定され、更に電源部７０が直接にI/O基板２０２の下部と接触して押圧されることで、電源部７０の底面１４０ｂ上への固定が強固にされる構成であってもよい。なお、この場合は、I/O基板２０２下部及び底面１４０ｂ間は、充電池式電源部７０を収容可能なサイズに形成されることが好ましい（但し、このサイズの場合、乾電池式電源部７０はI/O基板２０２下部による支持を受けられない）。

また、本実施形態のコントロールボックス１４では、緩衝部材７２に狭持された電源部７０又は電源部７０自体は、I/O基板２０２の下部と接触して押圧されるようになっているが、ＣＰＵ基板２０１下部がI/O基板２０２下部よりも下方となるように筐体１４０に両基板が取り付けられる場合は、緩衝部材７２に狭持された電源部７０又は電源部７０自体は、ＣＰＵ基板２０１の下部と接触して押圧されるようにする。

さらに、筐体１４０には、上記カバー部材１４２を更に外方から覆う蓋部１４１が、筐体１４０の開放部１４０ａよりも外方となる位置に、ヒンジ等により開閉自在に取り付けられている。この蓋部１４１は、上述したように、表示部４０及び操作パネル５０が取り付けられた操作盤として機能する。

なお、本発明は上記実施の形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、コントローラ２０はＣＰＵ基板２０１及びI/O基板２０２でなるものとされているが、コントローラ２０は、当該2枚の基板からなる構成に限定されず、3枚以上の基板からなる構成であってもよい。なお、この場合、緩衝部材７２に狭持された電源部７０、又は電源部７０自体は、上記複数の基板のうち、下部が最も下方に位置する基板の下部によって押圧される構成とされる。

本発明の一実施形態に係る冷凍装置用コントロールボックスが搭載された海上輸送用等のコンテナを示す概略側面図である。 コントローラの主要構成及びコントローラと冷凍装置内の各部との接続状態を示す図である。 コントロールボックスの蓋部を開けた状態を示す正面図である。 コントロールボックスのカバー部材を開け、内部のコントローラを露出させた状態を示す正面図である。

符号の説明

１０ 冷凍装置
１４ コントロールボックス
２０ コントローラ
２０１ ＣＰＵ基板
２０１１ ＣＰＵ
２０１５ 電源回路
２０２ I/O基板
２５ ヒューズ
３０ 冷凍機構
７０ 電源部
７１ 面ファスナー
７１ａ 係合片
７１ｂ 係合片
７２ 緩衝部材
７２ａ ゴム
７２ｂ，７２ｃ 支持部
１００ コンテナ
１４０ 筐体
１４０ｂ 底面

Claims (6)

1. 冷凍用の各電子機器の動作を制御するコントローラと、
   前記コントローラに供給する電力を蓄える電源部とを備え、
   前記電源部として、充電池式電源部および乾電池式電源部のいずれか一方が配設され、
   前記電源部として配設された前記充電池式電源部又は前記乾電池式電源部は、コントロールボックス本体底部の設置面上であって、前記コントローラの下方となる位置に配設され、緩衝部材を介して前記コントローラ下部と前記設置面とに接触した状態で、面ファスナーにより当該設置面に固定され、
   前記緩衝部材は、弾性部材と、当該弾性部材を介して前記電源部を支持する下側支持部および上側支持部とを備え、
   前記下側支持部は、前記設置面に取り付けられ、
   前記上側支持部は、前記コントローラ下部によって上方から押圧されている
   ことを特徴とする冷凍装置用コントロールボックス。
2. 前記コントローラは、複数の基板が水平方向において重ねて配置された構成とされ、
   前記電源部は、前記複数の基板のいずれかの下部と前記設置面とに接触した状態とされている請求項１に記載の冷凍装置用コントロールボックス。
3. 前記コントローラは、冷凍用の各電子機器の動作を制御する制御機器が搭載されたＣＰＵ基板と、当該ＣＰＵ基板と前記冷凍用の各電子機器とを接続するためのインタフェース回路が搭載された入出力基板とが水平方向において重ねて配置された構成とされ、
   前記電源部は、前記ＣＰＵ基板又は入出力基板のいずれかの下部と前記設置面とに接触した状態とされている請求項１又は請求項２に記載の冷凍装置用コントロールボックス。
4. 前記ＣＰＵ基板には、前記電源部の動作を制御する動作制御用回路が取り込まれている請求項３に記載の冷凍装置用コントロールボックス。
5. 前記ＣＰＵ基板には、前記充電池式及び乾電池式のいずれにも共用される前記電源部の動作制御用回路が取り込まれている請求項４に記載の冷凍装置用コントロールボックス。
6. 前記ＣＰＵ基板は、前記入出力基板に搭載されている点検作業の対象となる電子部品が露出する位置に配置されている請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の冷凍装置用コントロールボックス。

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