JP5279565B2

JP5279565B2 - 電子機器筐体

Info

Publication number: JP5279565B2
Application number: JP2009066004A
Authority: JP
Inventors: 勇藁品; 正斎藤; 照明霜島; 高志小宮山
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: JP2010219395A

Description

この発明は、内部に電子回路を備えた電子機器筐体の放熱構造に関するものである。

プラント等の制御に用いる制御盤は、一般的に、各種機器を必要に応じて組み合わせて構成されている。制御盤に配置される電子機器は、発熱体となる電子回路を内部に備えると共に、小型化がすすみ設置密度も高いために放熱構造が必須である。しかしながら、Ｉ／Ｏモジュールの筐体前面には操作部が、筐体背面にはコネクタ用開口部があり、また、筐体側面は制御盤に設置されると他の機器と重なるため、放熱のための通風孔を設けることができず、放熱構造には制約があった。そこで、例えば特許文献１に記載の電子機器筐体には、制御盤に設置されたときに上になる面に放熱用の通風孔が設けられていた。また、特許文献２に記載の電子機器筐体には、制御盤に設置されたときに上になる面および下になる面に、それぞれ放熱用の通風孔が設けられていた。

特開２００８−９０７９７号公報特開２００３−１４２８５５号公報

従来の電子機器筐体は以上のように構成されているので、冷却効果を高めるために筐体上面の通風孔の開口面積を広げると、上方向から落下してきたねじ等の異物が筐体上面の通風孔から内部に侵入してしまうという課題があった。一方、異物の侵入防止のために通気孔の開口面積を狭めると、冷却効果が低下してしまうという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、冷却効果の高い放熱構造を有する電子機器筐体を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る電子機器筐体は、内部に電子回路基板を収容した電子機器筐体において、筐体上面および筐体下面に形成された切欠部と、切欠部に形成された１以上の開口部と、開口部の内側において筐体上面および筐体下面に平行な方向に挿通され、筐体背面側の被取付部材と締結するねじとを備え、筐体下面に形成された切欠部の筐体下面に平行な面および異なる方向を向いた面それぞれに複数の開口部を設けるようにしたものである。

本発明の別の形態の発明に係る電子機器筐体は、筐体上面に形成された複数の上面開口部と、筐体下面に形成された複数の下面開口部とを備えるようにしたものである。

本発明の別の形態の発明に係る電子機器筐体は、切欠部が、筐体上面および筐体下面の一辺を切り欠いた形状、あるいは筐体上面および筐体下面の一部を切り欠いた形状にしたものである。

本発明の別の形態の発明に係る電子機器筐体は、筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面に平行な面に、あるいは下面に形成された切欠部の当該筐体下面に平行な面に、筐体複数の開口部を設けるようにしたものである。

本発明の別の形態の発明に係る電子機器筐体は、筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面とは異なる方向を向いた面に、あるいは筐体下面に形成された切欠部の当該筐体下面とは異なる方向を向いた面に、複数の開口部を設けるようにしたものである。

請求項１の発明によれば、切欠部に１以上の開口部を形成するようにしたので、電子機器筐体を重ねて設置した場合でも、冷却効果の高い放熱構造を有する電子機器筐体を提供することができる。また、筐体下面の切欠部の、筐体下面に平行な面および異なる方向を向いた面それぞれに複数の開口部を形成するようにしたので、筐体内部に空気を取り入れるための放熱部を広く確保することができ、冷却効果を向上させることができる。

本発明の別の形態の発明によれば、切欠部を筐体上面および筐体下面の一辺を切り欠いた形状、あるいは筐体上面および筐体下面の一部を切り欠いた形状にしたので、放熱用の開口部を設けるための面積を広く確保することができる。

本発明の別の形態の発明によれば、筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面に平行な面に、あるいは下面に形成された切欠部の当該筐体下面に平行な面に、筐体複数の開口部を設けるようにしたので、放熱用の開口部の面積を広く確保することができる。

本発明の別の形態の発明によれば、筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面とは異なる方向を向いた面に、あるいは筐体下面に形成された切欠部の当該筐体下面とは異なる方向を向いた面に、複数の開口部を設けるようにしたので、電子機器筐体を重ねて設置した場合でも、開口部が他の電子機器筐体に閉塞されることがなく、冷却効果を維持できる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール（電子機器）１０の構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すＡ方向からみたＩ／Ｏモジュール１０の構成を示す斜視図である。図３は、図２に示すＤＤ線に沿ってＩ／Ｏモジュール１０を切断した断面図である。図４は、Ｉ／Ｏモジュール１０を複数組み込んだ制御盤の構成例を示す斜視図である。

図４において、ベースユニット上に重ねて固定された基板２０の上には、外部との通信を行なうＩ／Ｏモジュール１０、不図示のセンサおよび制御対象機器等を接続する端子台３０、端子台３０と連接してセンサ等とＩ／Ｏモジュール１０とを接続するシグナルユニット４０等が取り付けられている。基板２０の上に取り付ける機器類は用途に応じて種類・数を組み合わせればよく、また配置も任意であり、図４に配置の一例を示す。なお、図４に示すような制御盤は、キャビネット内に複数並べて設置され、Ｉ／Ｏモジュール１０を介して上位制御システムに接続される。

Ｉ／Ｏモジュール１０は、内部に発熱体となる電子回路（不図示）を収容している。Ｉ／Ｏモジュール１０の筐体（電子機器筐体）は、キャビネット等に設置されたときに上側になる上面１１と、下側になる下面１２と、上面１１と下面１２とをつなぐ四側面を有する略矩形箱状である。四側面のうちの基板２０に取り付けられる背面は、Ｉ／Ｏモジュール１０内部の電子回路のコネクタを、基板２０のコネクタ挿入口に差し込むために、全面が開口している。また、四側面のうちの正面を向く前面は、Ｉ／Ｏモジュール１０の状態を示す操作部１３が設けられている。また、上面１１側および下面１２側にそれぞれ設けられたねじ等の取付具１６，１７は、Ｉ／Ｏモジュール１０を基板２０に固定する。

上面１１には、複数の上面開口部１１ａが形成されている。各上面開口部１１ａは、例えば短手方向の幅Ｂを有する細長いスリット形状とする。本実施の形態では幅Ｂをねじ等の異物が入らない程度の大きさにして、キャビネット内設置後に上方向から落下してきた異物がＩ／Ｏモジュール１０内部に入って電子回路の故障を引き起こすことを防止する。また、上面開口部１１ａの長手方向は、電子回路の基板の部品配置面と直交させておく。万一、上面開口部１１ａより小さなねじ等が侵入した場合でもねじ等が基板端面にぶつかるため、基板上の部品への直撃を防止することができる。

また、上面１１の一辺には、上面切欠部１４が形成されている。この上面切欠部１４の上面（切欠部の筐体上面に平行な面）にも、幅Ｂを有する細長いスリット形状の上面切欠開口部１４ａが複数形成されている。

下面１２には、複数の下面開口部１２ａが形成されている。各下面開口部１２ａは、例えば短手方向の幅Ｃを有する細長いスリット形状とする。異物が上方向から落下してきても下面開口部１２ａに入る恐れはないため、幅Ｃを、上面開口部１１ａの幅Ｂより大きく形成できる。本実施の形態では、幅Ｃを作業者の指等が入らない程度、かつ、筐体の強度が維持できる程度とする。このように、落下異物の侵入を防止するために上面開口部１１ａの幅Ｂは狭くする代わりに下面開口部１２ａの幅Ｃを広くして、下面１２全体での開口面積を広くする。

また、下面１２の一辺には、下面切欠部１５が形成されている。この下面切欠部１５の下面（切欠部の筐体下面に平行な面）にも、幅Ｃを有する細長いスリット形状の下面切欠開口部１５ａが複数形成されている。さらに、下面切欠部１５の側面（切欠部の筐体下面とは異なる方向を向いた面）にも、幅Ｃを有する細長いスリット形状であって、下面切欠開口部１５ａと連結する下面切欠側面開口部１５ｂが複数形成されている。

なお、下面切欠開口部１５ａ、下面切欠側面開口部１５ｂおよび下面開口部１２ａの連結の構成は図２および図３に例示した構成に限定されるものではなく、放熱に必要な開口面積、筐体の強度等に応じて任意に構成すればよい。例えば下面切欠開口部１５ａ、下面切欠側面開口部１５ｂおよび下面開口部１２ａを連結させて単一の大きな切欠開口部を形成するようにしてもよく、または連結させずにそれぞれ個別の開口部にしてもよい。

Ｉ／Ｏモジュール１０において、上面開口部１１ａおよび上面切欠開口部１４ａは、筐体内部の電子部品の発熱を外部へ放熱するための放熱部となり、下面開口部１２ａ、下面切欠開口部１５ａおよび下面切欠側面開口部１５ｂは、筐体内部へ空気を取り入れるための放熱部となる。下面切欠部１５を形成して下面切欠側面開口部１５ｂを設けることにより、単に下面１２に開口部を設けた場合の開口面積より広い開口面積を確保することができるため、冷却効果を向上させることができる。

図４に示すように、複数のＩ／Ｏモジュール１０を基板２０上に並べて取り付けた場合、Ｉ／Ｏモジュール１０の四側面のうちの表面積が大きい二側面に単に開口部を形成しても、他方のＩ／Ｏモジュール１０の側面と重なって開口部が閉塞されてしまい、冷却効果は向上しない。しかし、本実施の形態のＩ／Ｏモジュール１０は他方のＩ／Ｏモジュール１０の側面と重なる面に下面切欠部１５を設けて下面切欠側面開口部１５ｂを形成したので、Ｉ／Ｏモジュール１０を並べても下面切欠側面開口部１５ｂは閉塞されずに放熱可能である。よって、冷却効果を向上させることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、上面１１に複数の上面開口部１１ａを形成すると共に上面切欠部１４を設けて１以上の上面切欠開口部１４ａを形成し、下面１２に複数の下面開口部１２ａを形成すると共に下面切欠部１５を設けて１以上の下面切欠開口部１５ａを形成した。そのため、筐体内部の電子回路の発熱を各開口部から放熱することができる。また、下面１２に下面切欠部１５を設けて下面切欠側面開口部１５ｂを形成することにより、開口面積を広くでき、冷却効果を向上させることができる。さらに、複数のＩ／Ｏモジュール１０を並べて設置した場合に、筐体側面が他方のＩ／Ｏモジュール１０の側面と重なったとしても、下面切欠側面開口部１５ｂは閉塞されることがないため、冷却効果を向上させることができる。また、下面１２側の各開口部の短手方向の幅Ｃを、上面１１側の各開口部の短手方向の幅Ｂより広く形成した。そのため、上方向からの異物侵入を防止しつつ放熱のための開口面積を確保することができる。

なお、上記実施の形態１では、取付具１６，１７が上面１１および下面１２それぞれの一辺の略半分を占領しているために、残り略半分を切り欠いて上面切欠部１４および下面切欠部１５を形成したが、各切欠部の大きさはこれに限定されるものではない。例えば、取付具１６，１７のない一辺全体に上面切欠部および下面切欠部を形成してもよく、この構成の場合には開口部面積が広がり、冷却効果をさらに向上させることができる。

また、下面切欠側面開口部１５ｂと同様に、上面切欠部１４の側面側（切欠部の筐体上面とは異なる方向を向いた面）にも上面切欠側面開口部を設けてもよく、この構成の場合には冷却効果をさらに向上させることができる。

上記実施の形態１では、上面１１および下面１２それぞれの一辺に切欠部（上面切欠部１４および下面切欠部１５）を形成したが、これに限定されるものではなく、上面１１および下面１２の辺上および面上に任意に切欠部を形成することができる。上記実施の形態１以外のＩ／Ｏモジュール１０の放熱部の構成例を図５（ａ）〜（ｅ）に示す。

図５（ａ）〜（ｅ）は、図２に示すＤＤ線に相当する位置で各構成例のＩ／Ｏモジュールを切断した断面図である。図５（ａ）に示すＩ／Ｏモジュール１０は、上面１１と下面１２の対角線上の各一辺に上面切欠部１４および下面切欠部１５を形成し、放熱部として上面開口部１１ａ、上面切欠開口部１４ａ、下面開口部１２ａ、下面切欠開口部１５ａ、下面切欠側面開口部１５ｂを形成している。

図５（ｂ）に示すＩ／Ｏモジュール１０は、上面１１と下面１２の各面上に上面切欠部１４および下面切欠部１５を形成し、放熱部として２つの上面開口部１１ａ、上面切欠開口部１４ａ、２つの下面開口部１２ａ、下面切欠開口部１５ａ、２つの下面切欠側面開口部１５ｂを形成している。

また、面上に形成した切欠部と辺上に形成した切欠部を組み合わせた構成にしてもよい。図５（ｃ）に示すＩ／Ｏモジュール１０は、図５（ａ）および（ｂ）に示す切欠部を組み合わせた構成であり、上面１１の面上に上面切欠部１４を形成し、下面１２の一辺に下面切欠部１５を形成している。そして、放熱部として、２つの上面開口部１１ａ、上面切欠開口部１４ａ、下面開口部１２ａ、下面切欠開口部１５ａ、下面切欠側面開口部１５ｂを形成している。

図５（ｄ）に示すＩ／Ｏモジュール１０は、下面１２の二辺にそれぞれ下面切欠部１５を形成し、放熱部として、上面開口部１１ａ、下面開口部１２ａ、２つの下面切欠開口部１５ａ、２つの下面切欠側面開口部１５ｂを形成している。

図５（ｅ）に示すＩ／Ｏモジュール１０は、下面１２の一辺を斜めに切り欠いて下面切欠部１５を形成し、放熱部として上面開口部１１ａ、下面開口部１２ａ、下面切欠開口部１５ｃを形成している。このように、一辺を斜めに切り欠いて形成した切欠面（切欠部の筐体上下面とは異なる方向を向いた面）に放熱用の開口部を形成することもできる。

図５（ａ）〜（ｅ）に示すような構成の場合にも、複数のＩ／Ｏモジュール１０を並べて設置しても隣接するＩ／Ｏモジュール１０との重なりによって切欠部の開口部が閉塞されることはなく、冷却効果を向上させることができる。なお、図５（ａ）〜（ｄ）においても、上面切欠部１４の側面側に上面側切欠側面開口部１４ａを形成することができる。また、図５（ｅ）においても、上面１１の一辺を斜めに切り欠いて上面切欠開口部を形成することができる。

この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール１０の構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール１０の、図１に示すＡ方向からみた構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール１０を、図２に示すＤＤ線に沿って切断した断面図である。この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール１０を複数組み込んだ制御盤の構成例を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係るＩ／Ｏモジュール１０の構成例を示し、図２に示すＤＤ線に相当する位置で各構成例のＩ／Ｏモジュールを切断した断面図である。

１０Ｉ／Ｏモジュール
１１上面
１１ａ上面開口部
１２下面
１２ａ下面開口部
１３操作部
１４上面切欠部
１４ａ上面切欠開口部
１５下面切欠部
１５ａ，１５ｃ下面切欠開口部
１５ｂ下面切欠側面開口部
１６，１７取付具
２０基板
３０端子台
４０シグナルユニット

Claims

内部に電子回路基板を収容した電子機器筐体において、
前記筐体上面および筐体下面に形成された切欠部と、
前記切欠部に形成された１以上の開口部と、
前記開口部の内側において前記筐体上面および前記筐体下面に平行な方向に挿通され、筐体背面側の被取付部材と締結するねじとを備え、
前記筐体下面に形成された前記切欠部の前記筐体下面に平行な面および異なる方向を向いた面それぞれに複数の開口部を設けたことを特徴とする電子機器筐体。
筐体上面に形成された複数の上面開口部と、
筐体下面に形成された複数の下面開口部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体。
切欠部は、筐体上面および筐体下面の一辺を切り欠いた形状であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子機器筐体。
切欠部は、筐体上面および筐体下面の一部を切り欠いた形状であることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電子機器筐体。
筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面に平行な面に、複数の開口部を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の電子機器筐体。
筐体上面に形成された切欠部の当該筐体上面とは異なる方向を向いた面に、複数の開口部を設けることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の電子機器筐体。