JP6471582B2 - 電子機器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器及びその製造方法に関し、特に、屋外設置用電子機器の冷却構造に関する。

屋外に設置される電子機器においては、その電子回路が水や塵埃に曝されるのを防ぐように、密閉構造の中空筐体を採用するのが一般的である。それ故、日射によって、筐体内部の温度が過度に上昇し、その内部に収容された電子部品が動作不良を起こす場合がある。

これに対し、従来技術では、電子部品を収容する外装の合成樹脂製筐体を耐候性塗料で塗布することによって、太陽光を反射させて、筐体内部の温度上昇を抑制しているものがある（特許文献１、参照）。

特開２０１２−０９５２４６号公報

しかしながら、従来技術では、日射による屋外設置用電子機器の温度上昇は抑制できても、その筐体内部に収容された電子部品の自己発熱による温度上昇は抑制できないという問題があった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、屋外に設置される筐体収容電子機器の電子回路に含まれる発熱素子の温度上昇を抑制することにある。さらに、日射による電子機器の温度上昇だけでなく、その筐体内部に収容された電子部品の自己発熱による温度上昇も抑制できる電子機器及びその製造方法を提供することも目的とする。

少なくとも１つの発熱素子を含む電子回路と前記電子回路を収容する中空筐体とを含む電子機器であって、
前記電子回路は前記中空筐体内部空間を囲む内壁面の固着部に固着しており、
前記中空筐体の前記固着部の近傍の外壁面が放熱塗料で塗布された放熱面であり、
前記中空筐体の前記放熱面を除く少なくとも１部の外壁面が反射型遮熱塗料で塗布された遮熱面であることを特徴とする。

本発明に係る電子機器の製造方法は、外部に取り付け金具を備え且つ少なくとも１つの電子部品が内部に収容され且つ内部にアクセス可能な合成樹脂製の筐体を用意する工程と、
屋外の日射に曝されるように前記筐体を、前記取り付け金具を介して支持部材に固定する工程と、
前記筐体の日陰面の群の外部面上に亘って放熱塗料を塗布して前記放熱塗料の塗膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明の電子機器によれば、太陽光を受けない方向に前記放熱面を向けることにより、日射による筐体内部の温度上昇を抑制すると共に収容された電子部品の自己発熱を外部への放射を促進して、該電子回路の温度上昇を抑制できる。本発明の製造方法によれば、日射を受ける面の日向面と受けない面の日陰面でそれぞれ反射型遮熱塗料と放熱塗料に塗分けにより、日射による筐体内部の温度上昇を抑制すると共に収容された電子部品の自己発熱を外部に放射でき、該電子部品の動作不良を抑制できる。

本発明によれば、電子機器は、前記日陰面の群の少なくとも１つの面に設けられた前記筐体の固定用の取り付け金具を有することができる。これにより、該取り付け金具からも熱を外部に放射できる。これにより、該電子部品の温度上昇がさらに抑制可能となる。

本発明によれば、前記電子部品は、日陰面の群の少なくとも１つの面の内部面に熱伝導部材を介して固定されることができる。これにより、該取り付け金具からも熱を外部に放射できる。筐体内部に収容された電子部品の放熱ルートを設けることで、筐体内部の温度上昇の抑制が可能となる。

本発明によれば、前記日向面の群の少なくとも１つの面の内部面に、空気断熱層を区画する仕切り壁を有することができる。これにより、該空気断熱層が筐体内部の温度上昇を抑制できる。

本発明によれば、前記電子部品は、前記仕切り壁の前記空気断熱層の反対側の面に熱伝導部材を介して固定されることができる。これにより、該電子部品の放熱ルートとして熱伝導部材を設けることで、筐体内部の温度上昇の抑制が可能となる。

本発明によれば、前記電子部品が複数収容される場合は、動作時に発熱量が最も高い電子部品が前記日陰面の群の少なくとも１つの面の内部面に配置されることができる。これにより、該発熱量の高い電子部品以外の電子部品の温度上昇の抑制が可能となる。

本発明によれば、前記電子部品が１つ収容される場合は、前記電子部品が前記日陰面の群の少なくとも１つの面の内部面に配置されることができる。これにより、前記日陰面の前記放熱塗料の塗膜から効率的に熱を外部に放射できる。

本発明によれば、前記日陰面の群の外部面に凹凸構造を有することができる。これにより、該凹凸構造により放熱効果が高まり、より熱を外部に放射できる。

図１は、本発明による第１の実施例である通信機器の外観を示す斜視図である。 図２は、通信機器の構造を示す図１の線XXにおける概略断面図である。 図３は、本発明による第２の実施例である通信機器の外観を示す斜視図である。 図４は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図５は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図６は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図７は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図８は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図９は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。 図１０は、本発明による第３の実施例である製造工程の一部における通信機器の構造を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例の通信機器の例について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１に示すように、通信機器の筐体１は中空筐体であって、その背面１ｒに内部横板２ａを介して設けた取り付け金具２によって、支柱Ｐなどの屋外構造部に固定される。設置する方向の目印として、筐体１の外壁面の一部に日差し方向を示す表示部１Ｄが設けられてもよい。

筐体１の素材には、金属よりも軽量かつ放熱率の高い合成樹脂が好適に用いられる。該素材には、汎用プラスチックと呼ばれる熱可塑性の合成樹脂を使用する。汎用プラスチックとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC）、ポリスチレン(PS)、ポリウレタン(PUR)、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ABS）、アクリロニトリルスチレン樹脂（AS）、アクリル樹脂(PMMA)、ポリカーボネイト(PC）が挙げられる。また、筐体１には、エンジニアリングプラスチックも用いることもできる。

図１に示すように、日射すなわち太陽光を受ける筐体１の日向面の群の面、つまり天面１ｔと前面１ｆと側面１ｓには、それらの外側面の全面を被覆する反射型遮熱塗料の塗膜（図示せず）が形成されている。なお、反射型遮熱塗料とは、合成樹脂に金属粉を配合することで、塗布面を照射する太陽光を反射する機能を有した塗料である。反射型遮熱塗料には、例えば、屋根用高日射反射率塗料（JIS K 5675）がある。

日射を受けない筐体１の日陰面の群の面、つまり背面１ｒと底面１ｂには、それらの外側面の全面を被覆する放熱塗料の塗膜（図示せず）が形成されている。放熱塗料とは、合成樹脂例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アクリル樹脂(PMMA)に、放射率の優れた材料例えば、セラミック粉、ガラス粉、炭粉が配合、分散されることで、塗布された下地素材の放射率を向上させて熱を外部に逃がす機能を有した塗料である。

図２は、本実施形態に係る通信機器を示した断面側面図である。図示のように、本通信機器の筐体１は、筺体本体１Ａ及び扉部１Ｂから構成されている。扉部１Ｂは、筺体１Ａの前面１ｆにネジＳｃにより固定されている。筺体本体１Ａ及び扉部１Ｂの間にパッキン（図示せず）を挟み込んでもよい。扉部１Ｂの取り外しにより、筐体内部にアクセス可能となる。筐体１は、その空洞内に、少なくとも１つの発熱素子を含む電子回路を含む電子部品を収容する。なお、収容される電子部品や基板の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

筺体本体１Ａの天面１ｔと前面１ｆ（扉部１Ｂの外表面）には反射型遮熱塗料の塗膜３が形成されている。また、筺体本体１Ａの図示しない両側面にも、それらの外側面の全面を被覆する反射型遮熱塗料の塗膜が形成されて、天面１ｔと前面１ｆと側面１ｓが遮熱面となる。筐体１の背面１ｒと底面１ｂは、それらの外側面の全面を被覆する放熱塗料の塗膜４が形成されて、放熱面となる。通信機器の筺体の日陰面の放熱塗料の塗膜４が外気への放熱を可能としている。

一方、装置内部においては、筐体１の内部には、動作時の発熱量が低い低発熱電子部品５を実装したプリント回路板の低熱側基板５ａと、動作時の発熱量が該低発熱電子部品よりも高い電子部品６を実装した高熱側基板６ａが収容されている。低熱側基板５ａは、筐体１の日射を受ける面の内側に、高熱側基板６ａは、筐体１の日射を受けない面の内側に、それぞれ熱伝導部材７を挟んで配置される。なお、収容される電子部品や基板の数は、１つであっても良いし、複数であっても良い。

熱伝導部材７は、例えば銅やアルミニウムなどの金属やセラミックスから成る。また、熱伝導部材７には、高熱伝導プラスチックも用いることができる。

扉部１Ｂ（前面１ｆ）の内側は、空気断熱層８を区画する仕切り壁９を設けた二重構造になっている。仕切り壁９上に低熱側基板５ａが配置されている。

筐体１が日射を受けた場合、天面１ｔと前面１ｆと側面１ｓの外側に塗布された反射型遮熱塗料の塗膜３が、太陽光線を反射することで筐体内部への熱伝導を低減し、太陽光による筐体１内部の温度上昇が抑制される。

筐体１が日射を受けた場合に関わらず、電子部品５，６が動作電流により発熱した場合、低熱側基板５ａ及び高熱側基板６ａを通じた熱は、それぞれ熱伝導部材７によって筐体１に伝わる。筐体１に伝わった熱は、筐体１の背面１ｒに設けられた取り付け金具２と、筐体１の背面１ｒと底面１ｂに塗布された放熱塗料の塗膜４から、筐体１の外部へ放射される。よって、筐体１内部の温度上昇が常に抑制される。

複数の電子部品が筐体１に収容される場合、動作時に発熱量が最も高い電子部品６が、最も熱を放射しやすい筐体１の背面１ｒ又はその近傍に配置されるようにする。これにより、その他の面に配置された場合に比べ、より多くの熱が放熱塗料の塗膜４から放射される。

筺体の前面１ｆ（扉部１Ｂ）側の仕切り壁９に低発熱部品５が配置されているので、空気断熱層８により、日射による直接的な熱の伝導を受けない。

以上のように、実施例１によれば、日向面と日陰面の外面を反射型遮熱塗料と放熱塗料とで塗り分けた塗面を組み合わせることで、日射による筐体内部の温度上昇だけでなく、筐体内部に収容された電子部品の自己発熱による影響も抑制できるという効果が得られる。

図３に示すように、実施例２の通信機器の筐体１は、その背面１ｒに設けた取り付け金具２によって、支柱などの屋外構造部に固定される。

実施例２の通信機器の筐体１は、日射を受けない筐体１の背面１ｒと底面１ｂの外部面には凹凸構造ＣＣが形成されている以外、実施例１と実質的に同一である。凹凸構造ＣＣにより、放熱塗料の塗膜４の面積を、凹凸構造ＣＣがない場合に比べ大きくでき、放熱効果が向上する。

実施例１及び実施例２の通信機器はすべて工場で組み立てて、日向面と日陰面の指定を明示した仕様を付して、出荷できる。しかし、本実施例によれば、反射型遮熱塗料と放熱塗料の塗面の形成を施工する現場で実行して、通信機器を完成させることができる。

以下に、通信機器の製造方法を説明する。

図４に示すように、外部に取り付け金具２を備え且つ少なくとも１つの電子部品５，６が内部に収容され且つ内部にアクセス可能な合成樹脂製の筐体１を用意する。

図５に示すように、屋外の日射に曝されるように筐体１を、取り付け金具２を介して支持部材の支柱Ｐに固定する。そして、筐体１の日向面の群の外部面上に亘って反射型遮熱塗料３ａを塗布して、乾燥させて、反射型遮熱塗料３ａの塗膜３を形成する。

次に、図６に示すように、筐体１の日陰面の群の外部面上に亘って放熱塗料４ａを塗布して、乾燥させて、放熱塗料４ａの塗膜４を形成する。反射型遮熱塗料３ａの塗膜３と放熱塗料４ａの塗膜４の形成順序は問わない。このようにして、通信機器を完成させる。

また、図７に示すように、電子部品が内部に収容されていなくて、外部に取り付け金具２を備えた内部にアクセス可能な筐体１を用意する。該筐体１内部には、空気断熱層用枠９ａが内部面に複数形成されている。設置場所により日射される外部面が異なるために、複数の空気断熱層用枠９ａは内部面毎１枠ずつ設けられてもよい。また、内部にアクセス可能とする扉部１Ｂは筺体本体１Ａの底面１ｂとして設けられている、
図８に示すように、屋外の日射に曝されるように筐体１を、取り付け金具２を介して支持部材に固定する。

図９に示すように、筐体１の日陰面の群のうちの少なくとも１つの面の内部面に、電子部品６，６ａなどを熱伝導部材７を介して固定する。電子部品５，５ａなどを搭載した仕切り壁９を空気断熱層用枠９ａに取り付ける。仕切り壁９の空気断熱層の反対側の面に、電子部品５が位置するようにする。なお、筐体１を支持部材に固定する際に、空気断熱層用枠９ａ上に、空気断熱層を区画する仕切り壁９のみを先に形成してもよい。

図１０に示すように、扉部１Ｂを筺体本体１Ａに取り付ける。そして、上記図５、図６に示すように、反射型遮熱塗料３ａの塗膜３と放熱塗料４ａの塗膜４を形成して、通信機器を完成させる。

以上の実施例では、通信機器に適用した例を説明したが、本発明は、合成樹脂製の筐体に収容可能であれば、その他電子機器にも適用可能である。

１ 筐体
２ 取り付け金具
３ 反射型遮熱塗料の塗膜
４ 放熱塗料の塗膜
５，６ 電子部品
７ 熱伝導部材
９ 仕切り壁
Ｐ 支柱

Claims (11)

1. 少なくとも１つの発熱素子を含む電子回路と前記電子回路を収容する中空筐体とを含む電子機器であって、
   前記電子回路は前記中空筐体内部空間を囲む内壁面の熱伝導部材の固着部に固着しており、
   前記中空筐体の前記熱伝導部材の固着部の近傍の外壁面が放熱塗料で塗布された放熱面であり、
   前記中空筐体の前記放熱面を除く少なくとも１部の外壁面が反射型遮熱塗料で塗布された遮熱面であり、
   前記遮熱面の内壁面に、空気断熱層を区画する仕切り壁を有し、
   前記仕切り壁の前記空気断熱層の反対側の面に熱伝導部材を介して固定された電子部品が収容されていることを特徴とする電子機器。
2. 前記遮熱面は天面と前面と両側面を含み、前記放熱面は背面と底面であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記放熱面に設けられた前記中空筐体の固定用の取り付け金具を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記放熱面に凹凸構造を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の電子機器。
5. 前記中空筐体は合成樹脂製であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の電子機器。
6. 前記中空筐体の前記外壁面の一部に日差し方向を示す表示部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の電子機器。
7. 少なくとも１つの発熱素子を含む電子回路と前記電子回路を収容する中空筐体とを含む電子機器であって、
   前記電子回路は前記中空筐体内部空間を囲む内壁面の熱伝導部材の固着部に固着しており、
   前記中空筐体の前記熱伝導部材の固着部の近傍の外壁面が放熱塗料で塗布された放熱面であり、
   前記中空筐体の前記放熱面を除く少なくとも１部の外壁面が反射型遮熱塗料で塗布された遮熱面であり、
   前記中空筐体の前記外壁面の一部に日差し方向を示す表示部を設けたことを特徴とする電子機器。
8. 前記遮熱面は天面と前面と両側面を含み、前記放熱面は背面と底面であることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 前記放熱面に設けられた前記中空筐体の固定用の取り付け金具を有することを特徴とする請求項７または８に記載の電子機器。
10. 前記放熱面に凹凸構造を有することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１に記載の電子機器。
11. 前記中空筐体は合成樹脂製であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１に記載の電子機器。

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