JP6243392B2 - ファンモータを備えた電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ファンモータを備えた電子機器に関する。特に本発明は、電子部品を収容する筐体の上部にファンモータが取付けられた電子機器の構造に関する。

機械の数値制御装置などに用いられる電子機器は、電子機器の筐体内に収容された制御基板や電子部品などを冷却するファンモータを備える場合がある。このような電子機器を機械工場において長時間使用すると、工場内の空気に含まれている水分や切削液ミストなどがファンモータに蓄積する。前述のファンモータが電子機器の筐体の上部に配置されている場合には、ファンモータに蓄積された水分や切削液ミストなどが液滴となって筐体内に落下し、筐体内の制御基板や電子部品に付着する。その結果、電子部品のショートや劣化などを引起すことがある。

そこで、特許文献１は、筐体の上壁部に形成された通風穴の上にファンモータが配置された電子機器の構造において、ファンモータのハウジングを筐体の上壁部の上面に空隙を介して取付けるようした電子機器の構造を提案している。

図２０は、前述の特許文献１に係る電子機器を示す上面図である。図２１は図２０に示された電子機器のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。また、図２１においては、丸により囲まれたＫ部の拡大図も示している。さらに、図２２は、図２１に示された電子機器内を矢印Ｙの方向から見た図である。

前述の特許文献１に係る電子機器は、図２０〜図２２に示されるように、電子部品１０１が実装された制御基板１０２を収容する筐体１０３と、筐体１０３内の電子部品１０１および制御基板１０２を冷却するファンモータ１０４とを備える。ファンモータ１０４はハウジング１０５を有している。ファンモータ１０４はハウジング１０５を介して筐体１０３の上壁部の上に配置されている。そして、筐体１０３の上壁部には、ファンモータ１０４により発生された風を通す通風穴１０６が形成されている。

さらに、特許文献１に係る電子機器においては、図２１に示されるように、ファンモータ１０４のハウジング１０５が、筐体１０３の上壁部に空隙１０７を介して取付けられている。このような構成によれば、ファンモータ１０４の回転時には、ファンモータ１０４に付着した殆どの液体がファンモータ１０４の遠心力により、ハウジング１０５の内側面に移動する。その結果、当該液体は、図２１に矢印Ｓにより示されるように、ハウジング１０５の内側面から空隙１０７を通って筐体１０３の外側面を流れる。

特開２００７−４８９４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるような電子機器の構造（図２０〜図２２参照）には、次のような問題点がある。

ファンモータ１０４の停止時には、図２１に矢印Ｔにより示されるように、ファンモータ１０４の羽根部に残留している液体が時間経過とともに羽根部の最下点１０８に凝集される。その結果、羽根部の最下点１０８にて液滴が成長し、図２１に矢印Ｕにより示されるように、前述の液滴が筐体１０３内に落下して制御基板１０２や電子部品１０１に付着する。したがって、特許文献１に開示された電子機器の構造であっても、電子部品１０１の短絡や劣化などを引起すことがある。

そこで本発明は、上述したような問題点に鑑み、ファンモータの回転時だけでなく停止時においても、ファンモータから液体が筐体内の電子部品に付着するのを防止できる電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第一態様によれば、通風穴が形成された上壁部を有していて少なくとも電子部品を収容する筐体と、上壁部における通風穴の上に配置されていてハウジングを有するファンモータと、ファンモータの羽根部の最下点の下方に位置していて液体を受容する液受部と、を具備する電子機器が提供される。

本発明の第二態様によれば、上記第一態様の電子機器であって、通風穴の半径を通風穴の中心からファンモータの最下点までの距離よりも小さくすることにより、液受部が形成されている、電子機器が提供される。

本発明の第三態様によれば、上記第一態様の電子機器であって、液受部は、通風穴の内壁部から通風穴の径方向内側に向かって突出している、電子機器が提供される。

本発明の第四態様によれば、上記第三態様の電子機器であって、ファンモータはＤＣファンモータであり、液受部は、ＤＣファンモータの停止時におけるＤＣファンモータの羽根部の最下点に対応した位置のみに配置されている、電子機器が提供される。

本発明の第五態様によれば、上記の第一態様から第四態様のいずれかの電子機器であって、上壁部の上面には、通風穴の開口縁部に沿って環状突出部が設けられている、電子機器が提供される。

本発明の第六態様によれば、上記の第一態様から第五態様のいずれかの電子機器であって、上壁部の上面とファンモータのハウジングとの間に空隙が存在しており、上壁部は、液体を液受部から空隙を通してハウジング外へ排出する排出路を有する、電子機器が提供される。

本発明の第七態様によれば、上記第六態様の電子機器であって、排出路には、排出路内の液体をハウジング外に向けて移動させる勾配が設けられている、電子機器が提供される。

本発明の第一態様によれば、ファンモータの羽根部の最下点の下側に液体を受容する液受部が位置しているので、ファンモータの停止時にファンモータから落下した液滴が電子機器内の電子部品などに付着するのを防ぐことができる。それにより、電子部品の短絡や劣化などを防止できる。

本発明の第二態様によれば、上記の液受部をファンモータの羽根部の最下点の下方に容易に配置することができる。

特に本発明の第三態様および第四態様においては、液受部をファンモータの羽根部の最下点の下側のみに配置すればよいので、通風穴の開口径をファンモータの羽根部を含む外径寸法よりも大きく形成することができる。これにより、上記第一態様および第二態様の構造よりも、通風穴における流れ抵抗が小さくなり、ファンモータの負荷も抑えられる。

また、本発明の第五態様によれば、通風穴の開口縁部に沿って環状突出部を設けることにより、液受部に受容された液体を通風穴内に進入させないように規制できる。

本発明の第六態様によれば、排出路によって、筐体の上壁部の液受部に受容された液体の排出方向を所望の方向に定めることができる。

本発明の第七態様によれば、排出路に設けられた勾配により、排出路内の液体をハウジング外の筐体の一側に向けてスムースに排出することができる。

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれらの目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明確になるであろう。

本発明に係る電子機器を備えた制御装置を示す斜視図である。 図１に示されたＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 図２に示された制御装置内に設置された電子機器の上面図である。 図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。 図４に示された電子機器内を矢印Ｙの方向から見た図である。 図３に示されたＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。 図４に示されたＤ部の変形例を示す図である。 図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面の第一変形例を示す図である。 図８に示されたファンモータとハウジングとが取外された筐体の上壁部の上面を示した図である。 図８に示されたＥ部の変形例を示す図である。 図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面の第二変形例を示す図である。 第二実施形態の電子機器を示す上面図である。 図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。 図１３に示された電子機器内を矢印Ｙの方向から見た図である。 図１２に示されたＧ部の変形例を示す図である。 図１３に示されたＨ部の変形例を示す図である。 図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面の第一変形例を示す図である。 図１７に示されたファンモータとハウジングとが取外された筐体の上壁部の上面を示した図である。 図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面の第二変形例を示す図である。 特許文献１に係る電子機器を示す上面図である。 図２０に示された電子機器のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。 図２１に示された電子機器内を矢印Ｙの方向から見た図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の図面において、同じ部材には同じ参照符号が付けられている。そして、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。

図１は本発明に係る電子機器を備えた制御装置を示す斜視図である。図２は図１に示されたＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

図１に示された制御装置１０は、例えば工作機械などの制御に使用される数値制御装置盤である。制御装置１０内には、図２に示されるように電子機器１１が設置されている。電子機器１１の上部には、ハウジング１６を有するファンモータ１５が配置されている。ハウジング１６はケースなどと呼ばれる場合もある。

（第一実施形態）
第一実施形態の電子機器１１の構造を詳述する。
図３は、図２に示された制御装置１０内に設置された第一実施形態の電子機器１１の上面図である。図４は、図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。また、図４においては、丸により囲まれたＤ部の拡大図も示している。さらに、図５は、図４に示された電子機器１１内を矢印Ｙの方向から見た図である。

図３〜図５に示されるように、電子機器１１は、電子部品１２が実装された制御基板１３を収容する筐体１４と、筐体１４内の電子部品１２および制御基板１３を冷却するファンモータ１５と、を備える。ファンモータ１５はハウジング１６を有している。

より具体的には、筐体１４は、円形の通風穴１７が形成された上壁部を有していて、少なくとも電子部品１２および制御基板１３を収容している。

ハウジング１６を有するファンモータ１５は、筐体１４の上壁部における通風穴１７の上に配置されている。そして、図４から分かるように、ファンモータ１５の回転軸の中心は通風穴１７の中心Ｐと一致している。

筐体１４の上壁部の上面には、通風穴１７の開口縁部に沿って環状突出部１８が設けられている。環状突出部１８は、筐体１４の上壁部の上面に落下した液体を通風穴１７内に進入させない為に設けられている。

筐体１４の上壁部の上面とファンモータ１５のハウジング１６との間には空隙１９が存在している。

さらに、図３〜図５に示されるように、ファンモータ１５の羽根部の最下点２０の下側には、最下点２０から落下した液体を受容する液受部２２が位置している。第一実施形態の場合、図４および図５に示されるように通風穴１７の半径ｒを通風穴１７の中心Ｐからファンモータ１５の羽根部の最下点２０までの距離ｄよりも小さくすることにより、液受部２２が形成されている。つまり、通風穴１７の周囲部が液受部２２となっている。このように液受部２２を形成することにより、液受部２２をファンモータ１５の羽根部の最下点２０の下方に容易に配置できる。

また、前述したファンモータ１５のハウジング１６は、筐体１４の上壁部に空隙１９を介して取付けられている。ここで、図６は、図３に示されたＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図３および図６に示されるように、ハウジング１６には複数（本例においては４つ）の貫通穴１６ａが形成されている。

そして、図６に示されるように、筐体１４の上壁部の上面には、それぞれの貫通穴１６ａと嵌合する段付き凸部１４ａが設けられている。このような段付き凸部１４ａにより、前述した空隙１９が筐体１４の上壁部の上面とハウジング１６との間に形成されている。

さらに、ハウジング１６は、ボルト（図示せず）を貫通穴１６ａに挿通しつつ段付き凸部１４ａにねじ込むことにより筐体１４の上壁部に固定されるのが好ましい。勿論、ハウジング１６の固定方法はボルトによる固定方法に限定されない。

次に、上述した第一実施形態の電子機器１１の構造に基づく効果を説明する。

ファンモータ１５の停止時には、図４に矢印Ｔにより示されるように、ファンモータ１５の羽根部に残留している液体が時間経過とともに羽根部の最下点２０に凝集される。その結果、羽根部の最下点２０にて液滴が成長して落下する。落下した液滴は、前述した液受部２２、すなわち筐体１４の上壁部の上面における通風穴１７の周囲部に受容される。

そして、液受部２２に受容された液体は、環状突出部１８に規制されて通風穴１７内に進入することなく、図４に矢印Ｗにより示されるように空隙１９を通ってハウジング１６外の筐体１４の外側面を流れることとなる。以上のことから、ファンモータ１５の停止時にファンモータ１５から液滴が落下しても、液滴は筐体１４内の電子部品１２や制御基板１３には付着しない。それにより、電子部品１２の短絡や劣化などの障害を防止することができる。

なお、ファンモータ１５の回転時においては、ファンモータ１５に付着した殆どの液体はファンモータ１５の回転時の遠心力によりハウジング１６の内側面に移動する。その結果、当該液体は、ハウジング１６の内側面を伝って筐体１４の上壁部の上面に滴下される。その後、前述したファンモータ１５の停止時と同じように、滴下した液体は空隙１９を通ってハウジング１６外の筐体１４の外側面を流れることとなる。

次に、第一実施形態の電子機器１１の変形例について説明する。

図７は、図４に示されたＤ部の変形例を示す図である。図４を用いて前述したとおり、ファンモータ１５の羽根部の最下点２０から落下した液滴は、筐体１４の上壁部における通風穴１７の周囲部である液受部２２に受容される。この場合、筐体１４の上壁部の上面に付着した液体が通風穴１７内に進入しないように、当該液体を通風穴１７から離れる方向に確実に移動させるのが望ましい。このため、図７に示されるように、環状突出部１８の外周面は、環状突出部１８の上端から下端に向かうにつれて外側に傾斜する傾斜面１８ａを有していることが好ましい。

さらに、図７に示されるように、環状突出部１８の先端は鋭角で、通風穴１７の半径ｒを大きく、また、筐体１４の上壁部の下面における通風穴１７の開口縁部に傾斜面１４ｃが形成されていることが好ましい。この構成においては、筐体１４内から通風穴１７を通ってファンモータ１５に向かう空気の流れ抵抗をより少なくすることができる。

また、上述した第一実施形態において、筐体１４の上壁部は、液体を液受部２２から空隙１９を通してハウジング１６外へ排出する排出路２１を有することが好ましい。ここで、図８は図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面の第一変形例を示す図である。図８においては、丸により囲まれたＥ部の拡大図も示している。図９は、図８に示されたファンモータ１５とハウジング１６とが取外された筐体１４の上壁部の上面を示した図である。

図８および図９に示されるように、筐体１４の上壁部の上面における液受部２２に対応する位置に溝を環状突出部１８の外周に沿って形成するとともに、その溝の出口部を筐体１４の一側１４ｂに延ばすことにより、前述の排出路２１が設けられている。このような排出路２１は、ファンモータ１５の羽根部の最下点２０から落下した液滴を直接的に受容して、筐体１４の一側１４ｂに向けて排出することができる。言い換えれば、排出路２１を設ける構成によると、筐体１４の上壁部の液受部２２に受容された液体の排出方向を所望の方向に定めることができる。

図１０は、図８に示されたＥ部の変形例を示す図である。前述のような排出路２１が設けられた場合においても、図１０に示されるように、環状突出部１８の外周面が、環状突出部１８の上端から下端に向かうにつれて外側に傾斜する傾斜面１８ａを有していることが好ましい。

また、図１１は、図２に示されたＢ−Ｂ’線に沿った断面の第二変形例を示す図である。図１１に示されるように、上述した排出路２１においては、排出路２１を成す溝内の液体をハウジング１６外の筐体１４の一側１４ｂに向けて移動させる勾配ｇが設けられていることが好ましい。これにより、排出路２１による液体の排出をスムースに行うことができる。

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について説明する。但し、以下では、上述した第一実施形態とは異なる点を主に説明することとし、上述した第一実施形態と同じ構成要素には同一の符号を用いることによってその説明を割愛する。

図１２は、第二実施形態の電子機器１１を示す上面図である。図１２においては、丸により囲まれたＧ部の拡大図も示している。図１３は、図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。また、図１３においては、丸により囲まれたＨ部の拡大図も示している。さらに、図１４は、図１３に示された電子機器１１内を矢印Ｙの方向から見た図である。

上述した第一実施形態の電子機器１１においては、ファンモータ１５の種類は限定されない。これに対し、第二実施形態の電子機器１１は、ファンモータ１５がＤＣファンモータである場合に好適である。

ＤＣファンモータの場合、ＤＣファンモータの停止時にはＤＣファンモータの羽根部は所定の位置に常に止まる。つまり、ＤＣファンモータの場合、ＤＣファンモータ停止時には、羽根部の最下点２０が常に同じ位置となる。

よって、第二実施形態においては、図１２〜図１４に示されるように、液受部２２が、ＤＣファンモータの停止時におけるＤＣファンモータの羽根部のそれぞれの最下点２０に対応した位置のみに配置されている。そして、それぞれの液受部２２は、通風穴１７の内壁部１７ａから通風穴１７の径方向内側に向かって突出している。
その他の構成については、上述した第一実施形態の電子機器１１の構造と同じである。

次に、上述した第二実施形態の電子機器１１の構造に基づく効果を説明する。

ファンモータ１５の停止時には、図１３に矢印Ｔにより示されるように、ファンモータ１５の羽根部に残留している液体が時間経過とともに羽根部の最下点２０に凝集される。その結果、羽根部の最下点２０にて液滴が成長して落下する。第二実施形態においては、ファンモータ１５がＤＣファンモータであり、液受部２２は、ＤＣファンモータの停止時におけるＤＣファンモータの羽根部のそれぞれの最下点２０に対応した位置に対して通風穴１７の内壁部から突出している。これにより、停止しているＤＣファンモータの最下点２０から落下した液滴は、液受部２２に受容される。

そして、液受部２２に受容された液体は、環状突出部１８に規制されて通風穴１７内に進入することなく、図１３に矢印Ｗにより示されるように空隙１９を通ってハウジング１６外の筐体１４の外側面を流れることとなる。以上のことから、ファンモータ１５の停止時にファンモータ１５から液滴が落下しても、液滴は筐体１４内の電子部品１２や制御基板１３には付着しない。それにより、電子部品１２の短絡や劣化などの障害を防止することができる。

なお、ファンモータ１５の回転時においては、ファンモータ１５に付着した殆どの液体はファンモータ１５の回転時の遠心力によりハウジング１６の内側面に移動する。その結果、当該液体は、ハウジング１６の内側面を伝って筐体１４の上壁部の上面に滴下される。その後、前述したファンモータ１５の停止時と同じように、滴下した液体は空隙１９を通ってハウジング１６外の筐体１４の外側面を流れることとなる。

また、第二実施形態の場合、電子部品１２や制御基板１３への液滴の付着を防止するためには、ファンモータ１５の羽根部のそれぞれの最下点２０の下側のみに液受部２２が在ればよい。このため、通風穴１７の開口径（直径２ｒ）をファンモータ１５の羽根部を含む外径寸法よりも大きく形成することができる。これにより、第一実施形態の構造よりも、通風穴１７における流れ抵抗が小さくなり、ファンモータ１５の負荷も抑えられる。

次に、第二実施形態の電子機器１１の変形例について説明する。

図１５は、図１２に示されたＧ部の変形例を示す図である。図１６は、図１３に示されたＨ部の変形例を示す図である。図１３を用いて前述したとおり、ファンモータ１５の羽根部の最下点２０から落下した液滴は、通風穴１７の内壁部から突出した液受部２２に受容される。この場合、筐体１４の上壁部の上面に付着した液体が通風穴１７内に進入しないように、当該液体を通風穴１７から離れる方向に確実に移動させるのが望ましい。このため、図１５および図１６に示されるように、環状突出部１８の外周面は、環状突出部１８の上端から下端に向かうにつれて外側に傾斜する傾斜面１８ａを有していることが好ましい。

さらに、図１６に示されるように、環状突出部１８の先端は鋭角で、通風穴１７の径方向内側に向かっている突出量を小さく、また、筐体１４の上壁部の下面における通風穴１７の開口縁部に傾斜面１４ｃが形成されていることが好ましい。この構成においては、筐体１４内から通風穴１７を通ってファンモータ１５に向かう空気の流れ抵抗をより少なくすることができる。

また、第二実施形態においても、上述した第一実施形態と同様に、筐体１４の上壁部は、液体を液受部２２から空隙１９を通してハウジング１６外へ排出する排出路２１を有することが好ましい。ここで、図１７は、図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面の第一変形例を示す図である。図１７においては、丸により囲まれたＩ部の拡大図も示している。図１８は、図１７に示されたファンモータ１５とハウジング１６とが取外された筐体１４の上壁部の上面を示した図である。

図１７および図１８に示されるように、筐体１４の上壁部の上面に溝を環状突出部１８の外周に沿って形成するとともに、その溝の出口部を筐体１４の一側１４ｂに延ばすことにより、前述の排出路２１が設けられている。また、各液受部２２は排出路２１に連通している。このような排出路２１は、ファンモータ１５の羽根部の最下点２０から落下した液滴を液受部２２を介して受容して、筐体１４の一側１４ｂに向けて排出することができる。言い換えれば、排出路２１を設ける構成によると、筐体１４の上壁部の液受部２２に受容された液体の排出方向を所望の方向に定めることができる。なお、図１７および図１８に示された構成例においても、図１５および図１６に示されたような傾斜面１８ａを有することが好ましい。

また、図１９は、図１２に示されたＦ−Ｆ’線に沿った断面の第二変形例を示す図である。図１９においては、丸により囲まれたＪ部の拡大図も示している。図１９に示されるように、上述した排出路２１においては、排出路２１を成す溝内の液体をハウジング１６外の筐体１４の一側１４ｂに向けて移動させる勾配ｇが設けられていることが好ましい。これにより、排出路２１による液体の排出をスムースに行うことができる。

なお、以上に説明した第一実施形態および第二実施形態においては、筐体１４の上壁部の上面とファンモータ１５のハウジング１６との間に空隙１９が存在している電子機器１１を示した（図４、図１３など参照）。しかし、本願発明には、空隙１９が設けられていない電子機器１１も含まれる。

以上では典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、上述した各実施形態に変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。また、上述した各実施形態を適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。

１０ 制御装置
１１ 電子機器
１２ 電子部品
１３ 制御基板
１４ 筐体
１４ａ 段付き凸部
１４ｂ 筐体の一側
１４ｃ 傾斜面
１５ ファンモータ
１６ ハウジング
１６ａ 貫通穴
１７ 通風穴
１７ａ 通風穴の内壁部
１８ 環状突出部
１８ａ 傾斜面
１９ 空隙
２０ ファンモータの羽根部の最下点
２１ 排出路
２２ 液受部

Claims (7)

1. 通風穴（１７）が形成された上壁部を有していて少なくとも電子部品（１２）を収容する筐体（１４）と、
   前記上壁部における前記通風穴（１７）の上に配置されていてハウジング（１６）を有するファンモータ（１５）と、
   前記ファンモータ（１５）の羽根部の最下点（２０）の下方に位置していて液体を受容する液受部（２２）と、
   を具備する電子機器（１１）。
2. 前記通風穴（１７）の半径（ｒ）を前記通風穴（１７）の中心（Ｐ）から前記ファンモータ（１５）の前記最下点（２０）までの距離（ｄ）よりも小さくすることにより、前記液受部（２２）が形成されている、請求項１に記載の電子機器（１１）。
3. 前記液受部（２２）は、前記通風穴（１７）の内壁部（１７ａ）から前記通風穴（１７）の径方向内側に向かって突出している、請求項１に記載の電子機器（１１）。
4. 前記ファンモータ（１５）はＤＣファンモータであり、
   前記液受部（２２）は、前記ＤＣファンモータの停止時における前記ＤＣファンモータの羽根部のそれぞれの最下点（２０）に対応した位置のみに配置されている、請求項３に記載の電子機器（１１）。
5. 前記上壁部の上面には、前記通風穴（１７）の開口縁部に沿って環状突出部（１８）が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器（１１）。
6. 前記上壁部の上面と前記ファンモータ（１５）の前記ハウジング（１６）との間に空隙（１９）が存在しており、
   前記上壁部は、前記液体を前記液受部（２２）から前記空隙（１９）を通して前記ハウジング（１６）外へ排出する排出路（２１）を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の電子機器（１１）。
7. 前記排出路（２１）には、前記排出路（２１）内の前記液体を前記ハウジング（１６）外に向けて移動させる勾配（ｇ）が設けられている、請求項６に記載の電子機器（１１）。

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