JP5927357B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、機器筐体内に電気部品を実装した各種回路基板、トランス等を実装した電源基板等を備え、電気エネルギ、または、電気信号を供給する電気機器に関する。

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学系と観察光学系とを備えている。照明光学系は、照明光を照射する光学系であり、観察光学系は照明光によって照射された観察部位を観察する光学系である。そのため、内視鏡においては、外部装置として、光源装置、ビデオプロセッサ等の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、電子部品を実装した回路基板、及びトランス、コンデンサ等を実装した電源基板等を備えている。

ビデオプロセッサは、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、及びトランス、コンデンサを実装した電源基板等を備えている。

日本国特開平１１−３４６０６９号公報には、ケース内部が２つの部屋に区画されている電気機器におけるシールド構造が示されている。この電気機器においては、中シャーシによってケース内に上下に２つの領域が形成されている。下側の領域には、高周波変圧器等の発熱部品、冷却用ファン、及びヒートシンクが取り付けられている。そして、上側の領域には制御回路、非発熱部品を配置した基板が取り付けられている。

また、日本国特開２００５−３４２４１号公報の図１には筐体本体と天井板部とを有して構成される筐体が示されている。筐体本体には、図１、図２に示すように光源ランプ、ランプハウス、イオン発生装置、トランス、放熱用のファン等が設けられている。

そして、上述した特開平１１−３４６０６９号公報の電気機器及び特開２００５−３４２４１号公報の医療機器においては、発熱部品から発生する熱をケース内（筐体内）に設けたファンによって放熱している。
しかしながら、放熱のために設ける上述したファン或いはヒートシンクは、電気機器のコストアップの要因になる。加えて、機器筐体内の熱を効率良く排出する流路の確保、機器内における配線の干渉を無くす構成、等を考慮することによって、機器内の構造が複雑になって機器筺体が大型化する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、機器筐体を大型化させること無く、簡単な構造で容易に電気部品に及ぶ熱影響を低減する電気機器を提供することを目的にしている。

本発明の一態様の電気機器は、電気エネルギ、または、電気信号により動作する医療機器が接続される、予め定めた向きに設置される電気機器であって、内部空間を有するように構成された筐体と、前記筐体の天面を構成するトップカバーと、第１電気部品を実装した第１基板と、前記第１電気部品よりも重量が重く発熱量が多い第２電気部品を実装した第２基板と、一端が前記トップカバーの内面に固定されており、前記第１基板を前記筐体の内部空間内に固定する第１の支柱と、前記トップカバーと前記第１基板の間に前記第２基板を配置するように、一端が前記トップカバーの内面に固定される第２の支柱と、前記第２基板に近接して配置され、前記第２電気部品によって形成された空気を前記筐体の外部に放出する通気部と、を具備している。

内視鏡と電気機器であるカメラコントロールユニットとを備える内視鏡装置を説明する図 ＣＣＵを構成する筐体の構成を主に説明する図 トップカバーの構成を説明する図 トップカバーに接合される第３固定板を説明する図 第３固定板を形成するための板部材を説明する図 ＣＣＵを構成する構成部品を説明する図 ＣＣＵの組付工程であって、第２の基板をトップカバーに取り付ける工程を説明する図 トップカバーに第２の基板が取り付けられた状態を説明する図 トップカバーに固定された第２の基板に電源シールドケースを取り付けた状態を説明する図 第１の基板をトップカバーに取り付ける工程を説明する図 トップカバーに第１の基板が取り付けられた状態を説明する図 トップカバーに固定された第１の基板に制御基板用シールドケースを取り付けた状態を説明する図 ＣＣＵの組み付けを完了した状態を示す図 ＣＣＵを予め定めた向きに設置させた状態における説明段面図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明に用いる各図において、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものもある。本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。

図１に示すように内視鏡装置１は、内視鏡２と、例えばカメラコントロールユニット（以下、ＣＣＵと記載する）３と、モニタ４と、を有して構成されている。ＣＣＵ３及びモニタ４は、内視鏡外部装置であって、電気機器である
本実施形態のＣＣＵ３は、内視鏡２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である。なお、ＣＣＵ３内には送気管路（不図示）に空気等を供給する送気ポンプ（図２の符号２６参照）が設けられている。符号２７は、操作パネルである。

内視鏡２は、挿入部５と、操作部６と、ユニバーサルケーブル７と、を有している。挿入部５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５は、先端部８と、湾曲部９と、可撓管部１０と、を連設して構成されている。先端部８は、硬質な部材で構成されている。湾曲部９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１０は、長尺で可撓性を有する管状部材である。

操作部６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などが設けられている。
湾曲操作部１１は、上下ノブ１５と、の左右ノブ１６とを備えている。上下ノブ１５は、湾曲部９を上下方向に湾曲させる際に操作される。左右ノブ１６は、湾曲部９を左右方向に湾曲させる際に操作される。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り替え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７は、操作部６の側面より延出されている。ユニバーサルケーブル７の端部には内視鏡コネクタ１８が設けられている。本実施形態においては、内視鏡コネクタ１８の一側部からは、撮像ケーブル２０が延出されている。撮像ケーブル２０端部には撮像用コネクタ１９が設けられている。

ＣＣＵ３を構成する筐体２１は、六面体で内部空間を有する箱構造である。
図２に示すように筐体２１は、正面板２２、背面板２３、天面側面一体板（以下、トップカバーと略記する）２４、及び底板２５を備えて構成されている。
なお、図２においては、筐体２１の天地を反転させた状態にして、該筐体２１の箱構造を説明している。

正面板２２は、剛性を有する絶縁部材であって、例えば樹脂製である。これに対して、背面板２３、トップカバー２４、及び底板２５は、剛性を有する金属製である。本実施形態において、正面板２２には送気ポンプ２６及びパネル本体２７ａが一体に組み付けられるようになっている。

本実施形態においてトップカバー２４は、収容部材であって、一枚の金属板を折り曲げて形成されている。具体的に、トップカバー２４は、天面部２４Ｕと、天面部２４Ｕを挟んで対向する側面部２４Ｌ、２４Ｒとを設けて凹字形状に形作られている。

トップカバー２４の凹部内には、電源部２８、制御部３０が収容される。電源部２８には、電源基板（図６の符号５２の第２基板）が内蔵され、制御部３０にはメイン基板２９（図６の符号５１の第１基板）が内蔵されている。メイン基板２９は、制御回路及び信号処理回路を備える。制御回路は、固体撮像素子である例えばＣＣＤを制御する。信号処理回路は、ＣＣＤから伝送された電気信号を処理する。

なお、右側面部２４Ｒには図１に示すように取手３１が固設されている。一方、左側面部２４Ｌには図２に示すように放熱部３２が設けられている。放熱部３２は、通気部であって、筐体内部空間と筐体外部とを連通する。放熱部３２は、ルーバーを形成して構成される開口３３を複数配列して構成されている。
図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すようにトップカバー２４には複数の固定板３４、３５、３６が一体固定されている。
第１固定板３４は、略長方形形状に形成された取付板であって、予め定めた剛性を有する平板部材で形成されている。

本実施形態において、第１固定板３４は、４つである。具体的に、トップカバー２４の左側面部２４Ｌの先端面に設けられる先端側固定板３４Ｌｆと、び左側面部２４Ｌの基端面に設けられる基端側固定板３４Ｌｒと、トップカバー２４の右側面部２４Ｒの先端面に設けられる先端側固定板３４Ｒｆと、右側面部２４Ｒの基端面に設けられる基端側固定板３４Ｒｒと、である。

先端側固定部３４Ｌｆは、左側面部２４Ｌの先端面に例えばスポット溶接によって一体接合されている。先端側固定部３４Ｒｆは、右側面部２４Ｒの先端面にスポット溶接によって一体接合されている。基端側固定部３４Ｌｒは、左側面部２４Ｌの基端面にスポット溶接によって一体接合されている。基端側固定部３４Ｒｒは、右側面部２４Ｒの基端面にスポット溶接によって一体接合されている。

先端側固定板３４Ｌｆ、３４Ｒｆの両端部には、それぞれねじが通過する、ねじ孔３４ｈが形成されている。基端側固定板３４Ｌｒ、３４Ｒｒの両端部には、それぞれ逃がし溝が形成されている。逃がし溝の間の予め定めた位置には、例えば１つのねじ孔３４ｈが形成されている。

先端面側に一体接合された先端側固定部３４Ｌｆ、３４Ｒｆの先端側面には正面板２２の内面が当接配置される。一方、基端側固定部３４Ｌｒ、３４Ｒｒの背面側面には背面板２３の内面が当接配置される。

第２固定板３５は、取付板と補強板とを兼用する平板部材である。第２固定板３５は、左側第２固定部３５Ｌと、右側第２固定部３５Ｒとである。
左側第２固定部３５Ｌは、放熱部３２が設けられたトップカバー２４の左側面部２４Ｌの内面にスポット溶接によって一体接合される。左側第２固定部３５Ｌは、予め定めた剛性を有する。左側第２固定部３５Ｌは、Ｌ字形状に形成されている。左側第２固定部３５Ｌの長手側に設けられた折曲部には、取付部３５Ｌａ、３５Ｌｂ、３５Ｌｃが設けられている。取付部３５Ｌａ、３５Ｌｂ、３５Ｌｃには、底板２５をトップカバー２４に固設するためのねじが螺合する雌ねじ部を有する。

右側第２固定部３５Ｒは、取手３１が固設されるトップカバー２４の右側面部２４Ｒの内面にスポット溶接によって一体接合される。右側第２固定部３５Ｒは、予め定めた剛性を有する。右側第２固定部３５Ｒは、、略凸字形状に形作られている。右側第２固定部３５Ｒの長手側に設けられた折曲部には取付部３５Ｒａ、３５Ｒｂ、３５Ｒｃが設けられている。取付部３５Ｒａ、３５Ｒｂ、３５Ｒｃには、取付部３５Ｌａ、３５Ｌｂ、３５Ｌｃと同様に底板２５をトップカバー２４に固設するためのねじが螺合する雌ねじ部を有する。

本実施形態において、先端左側第１取付部３５Ｌａと先端右側第１取付部３５Ｒａとはトップカバー２４の中心軸２４ａを挟んで対向している。また、基端左側第２取付部３５Ｌｂと基端右側第２取付部３５Ｒｂとは中心軸２４ａを挟んで対向している。また、基端左側第３取付部３５Ｌｃと基端右側第２取付部３５Ｒｃとは中心軸２４ａを挟んで対向している。

第３固定板３６は、図３の（Ａ）、（Ｂ）、図４に示すように本体部３７と、第１の支柱３８と、第２の支柱３９と、を有している。本体部３７は、補強部となる。第１の支柱３８及び第２の支柱３９は、本体部３７に対して直立している。第１の支柱３８には第１基板取付部３８ｆが設けられている。第２の支柱３９には第２基板取付部３９ｆが設けられている。
第３固定板３６は、図３の（Ａ）、（Ｂ）に示すようにトップカバー２４の天面部２４Ｕの内面の予め定めた位置にスポット溶接によって一体接合される。
図４に示す第２支柱３９の第２基板取付部３９ｆの端面には、重量が重く発熱量が多い電気部品、熱耐性の高い電気部品を実装した電源基板が固定されるようになっている。

一方、第１支柱３８の第１基板取付部３８ｆの端面及び第２基板取付部３９ｆに固設された破線に示すスペーサ４６の端面には、軽量で発熱量が少なく熱耐性の低い電気部品を実装したメイン基板が固定されようになっている。

第１の支柱３８は、電源基板とメイン基板との離間距離を可能な範囲で大きくとれるように第２の支柱３９の高さを考慮して設定される。第２の支柱３９の高さは、電源基板が天面部２４Ｕの内面から規定された距離だけ離間し、且つ、予め定めた剛性を有するように設定される。

そして、第３固定板３６は、図５に示すように形作られた板部材４０によって形成される。板部材４０は、第２の支柱３９の剛性を考慮した剛性を有する平板部材を打ち抜いて形作られている。

板部材４０には、本体部３７と、第１支柱形成部４１と、第２支柱形成部４２と、が設けられている。第１支柱形成部４１は、第１の支柱３８に対応し、第２支柱形成部４２は第２の支柱３９に対応する。

第１支柱形成部４１及び第２支柱形成部４２の端部側の予め定めた位置には貫通孔が形成されている。貫通孔には雌ねじ部が設けられる。第１支柱形成部４１の根本部及び第２支柱形成部４２の根本部は、折曲部４３である。

第３固定板３６の第１支柱３８は、板部材４０に形成されている第１支柱形成部４１の折曲部４３を本体部３７に対して予め定めた方向に折り曲げて直立に形成される。第３固定板３６の第２支柱３９は、板部材４０に形成されている第２支柱形成部４２の折曲部４３を本体部３７に対して予め定めた方向に折り曲げて第１の支柱３８と同様に直立に形成される。

一方、第１の支柱３８の第１基板取付部３８ｆとなる部位は、第１支柱形成部４１の先端側折曲部４４を第１支柱形成部４１に対して直角に折り曲げて、本体部３７に対して平行に形成される。第２の支柱３９の第２基板取付部３９ｆとなる部位は、第２支柱形成部４２の先端側折曲部４４を第２支柱形成部４２に対して直角に折り曲げて、第１の支柱３８と同様に本体部３７に対して平行に形成される。

本実施形態において、複数の折曲部４３は、平行折曲部４３ｐと、交差折曲部４３ｃと、に区分されている。平行折曲部４３ｐは、トップカバー中心軸２４ａに対して平行に折曲される。交差折曲部４３ｃは、トップカバー中心軸２４ａに対して直交交差する方向に折曲される。つまり、平行折曲部４３ｐの向きと交差折曲部４３ｃの向きとが９０度ずれている。

そして、メイン基板が直接固定される第１基板取付部３８ｆを有する第１の支柱３８及びメイン基板がスペーサ４６を介して固設される第２基板取付部３９ｆを有する第２の支柱３９の折曲部４３は、隣り合う折曲部４３が異なる折曲方向となるように、平行折曲部４３ｐと交差折曲部４３ｃとを交互に設けて構成されている。

このように、第２の支柱３９においては、板部材４０の剛性を設定すると共に高さ寸法を設定して予め定めた剛性を確保している。この結果、振動、或いは、横方向からの衝撃を受けた際、電源基板を安定した状態で固定保持できる。

一方、第１の支柱３８においては、高さ寸法を第２の支柱３９よりも高く設定した上で、支柱３８、３９の折曲部４３の曲げ方向が互い違いになる平行折曲部４３ｐと交差折曲部４３ｃとに設定して予め定めた剛性を確保している。この結果、振動、或いは、横方向からの衝撃を受けた際、メイン基板を安定した状態で固定保持できる。

ここで、ＣＣＵ３の組付工程及びＣＣＵ３の作用を説明する。
このＣＣＵ３は、組付け作業にあたって、設置状態である正立位置とは上下を反転させて行うものであることが特徴である。つまり、ＣＣＵ３の組立においては、周知の筐体形の電気機器のように正立位置で基板或いは部品を積み重ねるように組立てるのでは無く、最初に上下を反転させて倒立した状態にして基板或いは部品を組立て、組立てを完了した時点で正立位置にひっくり返す組立てに対して、特に、有効な構造になっている。

ＣＣＵ３を組み付けるに当たって、作業者は、図６に示すように筐体２１を構成する正面板２２、背面板２３、トップカバー２４、底板２５と、第１基板５１、第２基板５２、スペーサ兼用固定部材５３、第１シールドケース５４、第２シールドケース５５、及び複数種類の固定ねじ（不図示）を用意する。

なお、正面板２２には予め送気ポンプ２６、パネル本体２７ａ等が一体に組み付けられている。また、トップカバー２４には予め第１固定板３４、第２固定板３５、及び第３固定板３６が接合されている。

スペーサ兼用固定部材５３は、３本であり、一端側に雄ねじ部５３ｍを有し、他端部側に雌ねじ部５３ｆを有している。スペーサ兼用固定部材５３の他面から段部までの長さＬは予め定めた長さに設定されている。
第１基板５１は、制御基板であってメイン基板である。第１基板５１には、接続コネクタ５６ａ、５６ｂ、電気部品５６ｃ、５６ｄ、５６ｅが実装されている。電気部品５６ｃ、５６ｄは、発熱量が小さく電気部品５６ｅは発熱量が小さく熱に対する耐性が低い。このため、電気部品５６ｅには放熱部材であるヒートシンク５６ｆが鉛直方向に密着配置されている。

一方、第２基板５２は、電源基板であって、電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃ、５７ｄ等が実装されている。電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃは、電気部品５６ｃ、５６ｄに比べて、重量が重く、発熱量が多いトランス、コンデンサ等であり、電気部品５７ｄは耐熱温度が高い。
符号５５ｈ１はスペーサ逃がし孔である。スペーサ逃がし孔５５ｈ１にはスペーサ兼用固定部材５３が挿通される。符号５５ｈ２は、放熱用開口である。放熱用開口５５ｈ２は、放熱部３２に対向する一側面に複数配列されている。符号５８は、４つの脚部である。脚部５８は、底板２５を設置面から予め定めた寸法離間させている。符号５９ａは底板止めねじである。符号５９ｂは、兼用止めねじである。

作業者は、前述の通りＣＣＵ３の組付け作業を開始するにあたって、まず、トップカバー２４を設置状態に対して反転させ、天面を作業台（不図示）上に配置する。その後、作業者は、図７に示すように送気ポンプ２６及びパネル本体２７ａが組み付けられた正面板２２をトップカバー２４の先端側に一体固定する。

このとき、作業者は、図示しない固定ねじを筐体内部空間側から先端側固定板３４Ｌｆ、３４Ｒｆのねじ孔３４ｈ等を通して螺合する。この結果、トップカバー２４を構成する天面部２４Ｕに設けられた先端側部、左側面部２４Ｌの先端側部及び右側面部２４Ｒが正面板２２に隙間無く組み付けられる。

次に、作業者は、第２基板５２を第２支柱３９の第２基板取付部３９ｆ上に載置する。そして、作業者は、該基板５２をスペーサ兼用固定部材５３及び図示しない固定ねじによって、第２基板取付部３９ｆ上に一体固定する。

このとき、作業者は、固定ネジを、第２基板５２の一側面５２ａに沿って配列された貫通孔５２ｈ１を介して、第２基板取付部３９ｆの雌ねじ部に螺合する。また、作業者は、スペーサ兼用固定部材５３の雄ねじ部５３ｍを、第２基板５２の一側面５２ａとは反対側に配列された貫通孔５２ｈ２を介して、第２基板取付部３９ｆの雌ねじ部に螺合する。

この結果、図８に示すように第２基板５２が第２の支柱３９の第２基板取付部３９ｆ上に固定される。また、第２基板５２の一面上から３つのスペーサ兼用固定部材５３が突出する。

天面部２４Ｕの内面から雌ねじ部５３ｍを有するスペーサ兼用固定部材５３の端面までの高さと、天面部２４Ｕの内面から突出する第１支柱３８の雌ねじ部を有する第１基板取付部３８ｆの他面までの高さとは、一致している。

次いで、作業者は、図９に示すように電源用シールドケースである第２シールドケース５５を、第２基板５２上に予め定めた向きで載置し、図示しない固定ねじによって第２基板５２に一体固定する。

このことによって、第２シールドケース５５に設けられている放熱用開口５５ｈ２が、左側面部２４Ｌに第２の基板５２の配置高さから該シールドケース５５の範囲に対応するように形成され、放熱部３２の開口３３に近接して配置される。また、スペーサ兼用固定部材５３の端部は、電源用シールドケース５５から突出している。

なお、他の組立て方として、作業者は、第２基板５２に対し、スペーサ兼用固定部材５３を介して第２シールドケース５５を予め定めた向きで載置し、固定ねじによって第２基板５２に一体固定したユニットを形成し、その後、ユニット状態のものを固定ねじで第２基板取付部３９ｆ上に一体固定する、ようにしてもよい。この組立て方によれば、第２シールドケース５５に先に配線を固定しておける。したがって、第２基板５２を第２基板取付部３９ｆ上に取り付けるにあたって、配線を誤って挟んでしまう懸念を軽減できる。

作業者は、電源用シールドケース５５を一体固定した後、背面板２３をトップカバー２４の基端側に配置し、固定ねじで背面板２３とトップカバー２４とを仮止めしておく。

次に、作業者は、図１０に示すように第１基板５１を、第１支柱３８の第１基板取付部３８ｆ上及び電源用シールドケース５５から突出する雌ねじ部５３ｆを有するスペーサ兼用固定部材５３の端面上に載置するために移動させる。

そして、作業者は、図１１に示すように第１基板５１を第１基板取付部３８ｆ上及びスペーサ兼用固定部材５３の端面上に載置しつつ、不図示の接続コネクタ等を背面板２３の取付孔内に配設する。
その後、作業者は、第１基板５１を固定ねじ４７によって第１基板取付部３８ｆ上及びスペーサ兼用固定部材５３の端面上に一体固定する。このとき、固定ねじ４７の一部は、第１基板５１の一側面５１ａに沿って配列された貫通孔５１ｈ１を介して、スペーサ兼用固定部材５３の雌ねじ部５３ｆに螺合される。一方、残りの固定ねじ４７は、第１基板５１の一側面５１ａとは反対側に配列された貫通孔５１ｈ２を介して、第１基板取付部３８ｆの雌ねじ部に螺合される。

この後、作業者は、図１２に示すように制御基板用シールドケースである第１シールドケース５４を、予め定めた向きで第１基板５１上に載置し、図示しない固定ねじによって第１基板５１に一体固定し、仮止めしてあった固定ねじを締結して背面板２３とトップカバー２４とを一体固定する。さらに、パネル本体２７ａから延出しているフレキシブル基板２７ｆを第１の基板５１に実装されているパネル用接続コネクタ５６ｂに接続する。

最後に、作業者は、図１３に示すように底板２５をトップカバー２４の開口を塞ぐように配置し、底板２５に止めねじ５９ａ、５９ｂを配置し、止めねじ５９ａ、５９ｂを筐体２１の内面中央方向に突出するように構成された折曲部に設けられた取付部３５Ｌａ、３５Ｌｂ、３５Ｌｃ、３５Ｒａ、３５Ｒｂ、３５Ｒｃ等に螺合し、底板２５をトップカバー２４に螺合固定してＣＣＵ３の組付けを完了する。

この構成によれば、止めねじ５９ａ、５９ｂを底板２５に配置してＣＣＵ３が構成される。この結果、ＣＣＵ３の側面を構成するトップカバー２４の左側面部２４Ｌ及び右側面部２４Ｒの表面に露出する止めねじを無くして見た目が向上する。また、ユーザーが止めねじに触れること、及び止めネジを気にすることが無くなるので取り扱い性が向上する。

なお、兼用止めねじ５９ｂは、脚部５８に設けられた貫通孔（不図示）を介して取付部３５Ｌａ、３５Ｌｃ、３５Ｒａ、３５Ｒｃの雌ねじ部に螺合される。この螺合状態において、兼用止めねじ５９ｂは、脚部５８を底板２５に一体にするとともに、底板２５をトップカバー２４に固定する。

そして、組付け完了後のＣＣＵ３は、組立時と天地が反転されて設置状態となる。つまり、図１４に示すようにＣＣＵ３の脚部５８は、設置面５０上に配置される。
この結果、第１の支柱３８（図１４中には不図示）及び第２の支柱３９は、天面部２４Ｕの内面から底板２５に向かって垂直方向上側から下側に向かって設けられた状態になる。したがって、ＣＣＵ３内に収容された第２基板５２がトップカバー２４の天面部２４Ｕの内面に近似して対向配置されて、第１基板５１が底板２５の内面に近似して対向配置される。

つまり、第２基板５２が第１基板５１より筐体内部空間内において上側に配置された状態になる。また、各基板５１、５２に実装される電気部品５６ｃ、５６ｄ、…、５７ｃ、５７ｄは、各基板５１、５２の垂直方向下側を向く面に実装された状態になる。

したがって、第２の基板５２に実装された発熱量が多い電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃが筐体内部空間の上方に配置される。これらに対して、第１の基板５１に実装された熱耐性が低い電気部品５６ｅ等は、電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃから所定の距離だけ離間して、筐体内部空間の下方に、配置される。

このように、発熱量が多い電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃを筐体内部空間の上方に配置し、熱耐性が低い電気部品５６ｅを発熱量が多い電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃから予め定めた距離だけ離間させた上で、筐体内部空間の下方に配置している。

この結果、筐体内部空間の上方に配置された第２シールドケース５５内に電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃが発生する熱による高温領域が形成され、筐体内部空間の電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃより下方に高温領域よりも温度の低い低温領域が形成される。したがって、熱耐性の低い電気部品５６ｅが電気部品５７ａ、５７ｂ、５７ｃが発生する熱の影響を受け難い構成を採ることができる。

また、第２の基板５２に固設される第２シールドケース５５の一側面に、トップカバー２４に設けられた放熱部３２の開口３３に近接配置される、放熱用開口５５ｈ２を複数設けている。この結果、第２シールドケース５５内の高温領域を形成する空気が放熱用開口５５ｈ２、放熱部３２の開口３３を通過して筐体２１の外部に放出されていく。

そして、ＣＣＵ３が検査室に設置されている場合には、検査室の室温と高温領域内の温度との温度差が大きいため、熱交換が速やかに行われて筐体内部空間における自然対流が大きくなる。したがって、ＣＣＵ３内に冷却用ファンを設けること無く、熱耐性の低い電気部品が発熱量の多い電気部品から発生される熱による温度上昇を未然に防止することができる。

そして、冷却用ファンを不要にすることによって装置筐体の小型化を実現することができる。

なお、上述した実施形態においては、熱に対する耐性の低い電気部品５６ｅにヒートシンク５６ｆを設ける構成としている。しかし、ＣＣＵ３において、電気部品５６ｅからヒートシンク５６ｆを取り外して、装置筐体のさらなる小型化を実現するようにしてもよい。

また、図１３に示す底板２５の幅寸法Ｗｂを図３（Ａ）に示すトップカバー２４の幅寸法Ｗｔより小さく設定して、トップカバー２４の側部と底板２５の側部と間に隙間を形成する。この結果、トップカバー２４の側部と底板２５の側部と間に形成された隙間が自然対流を促す隙間として作用して、更に効率良い熱交換が可能なＣＣＵ３を構成することができる。

また、各基板５１、５２に実装された電気部品５６ｃ…、５６ｅ、５７ａ、…５７ｄが各基板５１、５２の重力方向下向きの面に配置されることによって、基板５１、５２に実装された電気部品５６ｃ…、５６ｅ、５７ａ、…５７ｄの上に埃等が堆積することが防止されて、埃等によって発生するショートを軽減することができる。

加えて、筐体２１内に設けられたねじ等の金属部材が脱落した場合においては、脱落したねじ等が基板に実装された電気部品に接触して留まる不具合が解消される。

また、筐体２１内に設けられているフレキシブル基板２７ｆ、或いは、図示しない配線等が重力によって底板２５側に垂れ下がった際、該基板２７ｆ及び配線が基板に実装された電気部品に接触して導通する不具合を解消することができる。

本構成のような電気機器の更なる効果として、筐体を内側から組み立てることが容易になるので、筐体の外側面にねじが突出しない構造を実現することもできる。
例えば、外側面に取手が設けられるような電気機器であっても、本発明の構造であれば外表面を可能な限りフラットにして、美観性、安全性、清掃の容易性に寄与することができる。

また、筐体を構成する板の各部に発生する、公差によるずれ、或いは、隙間は、組立の際に外観への影響が少ない底板によってほぼ全て吸収することができるようになる。この結果、コストの上昇を招くこと無く、組立精度を向上させることができるようになり、構造上のがたつき、或いは、歪みを抑え、埃の侵入をより確実に抑えられる。加えて、前述の熱交換を行うための外気取入口を別途設けることなく、自然に外気を筐体内に取り入れるための隙間を形成することもできるようになる。
更には、組立の際に基板、或いは、部品を筐体に取り付けるねじの方向を可能な限り統一した構造を実現することも容易になり、組立作業性も向上する。

上述した実施形態においては、電気機器を内視鏡が接続されるＣＣＵとしている。しかし、電気機器は、ＣＣＵに限定されるものでは無く、ビデオ機器などの画像処理機器、パソコン等のコンピュータ、信号処理機器などの各種制御ボックス、無線信号処理機等の通信機器等、筺体を持って構成されて電気エネルギ、または、電気信号により動作する電気機器である。

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。

本出願は、２０１４年３月１０日に日本国に出願された特願２０１４−０４６７０９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims (4)

1. 電気エネルギ、または、電気信号により動作する医療機器が接続される、予め定めた向きに設置される電気機器であって、
   内部空間を有するように構成された筐体と、
   前記筐体の天面を構成するトップカバーと、
   第１電気部品を実装した第１基板と、
   前記第１電気部品よりも重量が重く発熱量が多い第２電気部品を実装した第２基板と、
   一端が前記トップカバーの内面に固定されており、前記第１基板を前記筐体の内部空間内に固定する第１の支柱と、
   前記トップカバーと前記第１基板の間に前記第２基板を配置するように、一端が前記トップカバーの内面に固定される第２の支柱と、
   前記第２基板に近接して配置され、前記第２電気部品によって形成された空気を前記筐体の外部に放出する通気部と、
   を具備することを特徴とする電気機器。
2. 前記第１基板は、垂直方向下側を向く面に前記第２電気部品よりも熱に対する耐性が低い前記第１電気部品を実装することを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記第１の支柱及び前記第２の支柱は、それぞれ折曲部を有し、隣り合う前記折曲部の向きが異なる折曲方向となるように交互に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
4. 前記第１電気部品または前記第２電気部品には、熱を垂直方向側に放熱する放熱部材が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。

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