JPH0983167A - 屋外設置電子装置筐体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子回路部と商用電源により浮動充電される
バッテリとを収納する屋外設置電子装置筐体に関し、電
子回路部の冷却効率の向上と、バッテリ加温用電熱器を
用いず冷却後の温風を利用して加温して省電力とバッテ
リの適正放電特性の確保とを図り、更に冷却ファンから
発する筐体外への騒音の低減を図ること。 【解決手段】 両端が筐体外に通じ冷却ファン21を備え
た空冷流路22中に電子回路部９の発熱を伝達させた放熱
フィン23を配置させて冷却する熱交換部２と、バッテリ
収容部３に通じ且つ前記電子回路部９を取り巻くように
設けられ、両端は筐体外及び熱交換部２とバルブ41〜44
を介して通じ、内部に通気ファン45〜47を備える風流路
４とを有し、少なくとも筐体外、電子回路部９及びバッ
テリ収容部３の各温度に応じて、冷却ファン21及び通気
ファン45〜47とバルブ41〜44とを個々に動作させ、流路
4,22における風量及び向きを制御して筐体内温度を適正
維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋外に設置し、電
子装置を構成する電子回路部と商用電源により浮動充電
されるバッテリとを収納する屋外設置電子装置筐体に関
する。

【０００２】近年の電子装置は、電子部品の微小化及び
高性能化により、装置の小形高密度実装化及び省電力化
が急速に進み、屋外設置装置や携帯型装置が広範に用い
られるようになって来た。

【０００３】この屋外設置電子装置にあっては、設置場
所は郊外に限らず、市内住宅地にも進出してきており、
周囲の環境に適合した装置であることが要求される。例
えば、騒音の発生や爆発等の危険性は厳に回避させなけ
ればならない。

【０００４】

【従来の技術】図４は従来の屋外設置電子装置筐体の外
観図を示し、図５は従来の筐体の熱交換部の詳細図であ
る。

【０００５】筐体91は、図４の如く、電子回路を収容し
た電子回路部９と、電子回路部品から発する熱を処理す
る熱交換部92と、浮動充電のバッテリを収容するバッテ
リ収容部93とから構成される。

【０００６】バッテリは、老朽化した場合や、異常な充
電電圧、異常な温度で充電された場合に、バッテリの内
部で処理しきれない分の水素がケース外に放出され、こ
れが蓄積されて空気中で一定濃度を超えると爆発する危
険性があるので、バッテリ収容部93に筐体外と通気する
雨の入滴を防止する日差し付き通気窓（以下ルーバと記
す）94が設けてある。

【０００７】又、図５の如く、熱交換部92は、放熱フィ
ン96と冷却ファン95から構成され、冷却風の筐体91の出
入口にはルーバ97が設けてある。電子装置は電子回路の
稼動時に生じる発熱は、主に熱交換部92を通して放熱さ
せており、寒冷時にも、内部の発熱による温度によって
は熱交換部92を通して放熱が行われ、一方、バッテリは
適切な充電量を確保するための最低使用温度が決められ
るが、水素の排気用のルーバ94が設けてあることによっ
て、バッテリ収容部93内部は外気と同等な温度まで低下
してしまうので、電熱器を用いて適度な加温を行ってい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、 かように、寒冷時では、一方で放熱・冷却しながら
もう一方では可成りの電力をバッテリの加温に使用して
いた。 更に、寒冷時における商用電源の停電発生時には、
電子回路の稼動確保を優先するためバッテリ用の電熱器
は停止せざるを得ず、故に、急冷され急激にバッテリの
放電時間が低下してしまう。 又、筐体内の発熱による温度上昇を抑制するのに、
主に熱交換部92に依存しているため、冷却ファン95が稼
動し、設置場所によっては騒音の発生に関する問題もあ
った。 筐体内の発熱は、主に熱交換部92での放熱・冷却に
依存しており冷却ファン95が稼動するので、設置場所に
よっては騒音の発生に関する問題もあった。 等の問題点がある。

【０００９】本発明は、かかる問題点に鑑みて、電子回
路部の冷却効率の向上と、バッテリ加温用電熱器を用い
ず冷却後の温暖風を利用して加温して省電力とバッテリ
の適正放電時間の確保とを図り、更に冷却ファンから発
する筐体外への騒音の低減を図ることを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１の原理図に示す如
く、上記課題は、 〔１〕電子回路部９と商用電源により浮動充電されるバ
ッテリ33とを収納する屋外設置電子装置筐体１であっ
て、両端が筐体外に通じ冷却ファン21を備えた空冷流路
22中に電子回路部９の発熱を伝熱させた放熱フィン23を
配置させて冷却する熱交換部２と、バッテリ収容部３に
通じ且つ前記電子回路部９を取り巻くように設けられ、
両端は筐体外及び熱交換部２とバルブ41〜44を介して通
じ、内部に通気ファン45〜47を備える風流路４と、を有
し、少なくとも筐体外、電子回路部９及びバッテリ収容
部３の各温度に応じて、冷却ファン21及び通気ファン45
〜47とバルブ41〜44とを個々に動作させ、流路4,22にお
ける風量及び向きを制御して筐体内各部温度を適正維持
して成る、本発明の屋外設置電子装置筐体１により達成
される。 〔２〕バッテリ33から発生する水素を、風流路４を通じ
て常に筐体外に排出させるように制御する、本発明の上
記屋外設置電子装置筐体１によっても適えられる。 〔３〕寒冷時には図(c) の如く、電子回路部９の受熱冷
却風を風流路４に分流させ、所定放電特性を確保する適
温にバッテリ33を暖めて成る、本発明の上記屋外設置電
子装置筐体１によっても達成される。

【００１１】即ち、図(a) の構成図に示すように、筐体
１の上部に熱交換部２、その下に電子回路部９、最下部
にバッテリ収容部３が設けられ、電子回路部９の両側面
と、下面に接するバッテリ収容部３とを通して風流路４
が形成してあり、この風流路４の両端部はバルブ41,42
にて筐体外に通じ、バルブ43,44 にて熱交換部２の流路
の両端部に通じており、更に、両側部とバッテリ収容部
３の中央部とに夫々通気ファン45,46,47が備えてある。

【００１２】熱交換部２の冷却風の出入口には夫々冷却
ファン21が設けてある。筐体１の内部温度は、電子回路
部９の稼動状態に依存する発熱量と筐体外の外気温度と
により影響される。

【００１３】筐体外の気温が最高温状態の時、或いは筐
体１の複数側面に直射日光が照射した場合や、電子回路
部９が高電力消費に稼動した状態では、図(b) のよう
に、熱交換部２はフル稼動し、更に、風流路４は、バル
ブ43,44 が閉じて熱交換部２と遮断し、バルブ41,42 が
開いて筐体外と通じさせ、通気ファン45〜47をフル稼動
させることにより、電子回路部９を周囲の金属壁からも
冷却するので冷却力の増大が図れる。

【００１４】次の高温〜通常温度状態では、冷却ファン
21や通気ファン45〜47の回転数を適宜下げたり、通気フ
ァン47を除いて適宜停止させることにより、筐体１の内
部を所定温度以内に制御でき、ファンから発する騒音は
低減される。

【００１５】更に、筐体外の気温がバッテリ33の所定放
電特性を確保する最低温度以下になると、図(c) のよう
に、バルブ41,42 が閉じ、バルブ43,44 が開いて風流路
４の両端を筐体外と遮断し熱交換部２に通じさせ、更
に、通気ファン45〜47を上記とは逆向きに回転させて、
熱交換部２にて受熱して温まった冷却風を風流路４に取
り込み、再度熱交換部２の外気取り入れ部側に排出させ
ることにより、熱交換部２にて外気より高く暖められた
空気が流通されて、所定放電特性を確保する最低温度以
上にバッテリ33を加温させることができると共に、筐体
１の外側面から伝達される外気冷気に対する断熱が行わ
れる。

【００１６】従って、外気温度が更に低下した場合に
は、熱交換部２の冷却ファン21は徐々に回転数を対応し
て落とし、遂には回転停止させても電子回路を正常稼動
させて、取り入れを行う冷却受熱風の温度をバッテリ33
の所定放電特性を確保する最低温度以上とすることが可
能である。

【００１７】上記のように、何れの外気温度状態におい
ても筐体内の各部温度を所定範囲内に抑えることが出来
ると共に、バッテリ収容部３には常に空気が流通され、
放出される水素は筐体外に排出され、爆発の危険性は無
くなる。

【００１８】かくして、本発明により、電子回路部の冷
却効率の向上と、バッテリ加温用電熱器を用いず冷却後
の温暖風を利用して加温して省電力とバッテリの適正放
電時間の確保とを図り、更に冷却ファンから発する筐体
外への騒音の低減を図ることの課題を解決することが出
来る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下図面に示す実施例によって本
発明を具体的に説明する。全図を通し同一符号は同一対
象物を示す。図２は本発明の実施の形態の構成図、図３
は本発明の実施の形態の熱交換部の詳細図を示す。

【００２０】本発明の実施の形態は光通信方式を用いた
屋外設置遠隔端局装置に適用したもので、最大消費電力
が１kW以下の電子回路部を収容し、−40℃〜＋40℃の環
境周囲温度にて正常稼動可能としたもので、図２に示す
如く、外形が高150 ×幅150×奥50cmのコンクリート基
盤に直接自立設置させる筐体で、筐体１は、扉付き中央
部に電子回路部９、上部は電子回路部９の発熱を伝達さ
せた放熱フィン23を空冷させる熱交換部２、下部は浮動
充電されるバッテリ33を収容するバッテリ収容部３、更
に、電子回路部９の側面と筐体１の側面との間を空けて
形成しバッテリ収容部３と通じて電子回路部９を取り巻
く風流路４とから構成される。

【００２１】熱交換部２は図３に詳細を示すように、筐
体１の左右側面に設けられた外気出入口のルーバ24と、
その内側に強制通風用の冷却ファン21が夫々備えられ、
この空洞部は空冷流路22を形成し、その中に電子回路部
９の放熱フィン23が空気流にフィンの向きを揃えて整列
して配置される。更に、空冷流路22の両端部で筐体１の
風流路４の端部と接する部分にバルブ43,44 が 図１
(a) に示す向きに設けてある。

【００２２】バッテリ収容部３は、商用電源の停電バッ
クアップ用の所定容量を有する４個構成のバッテリ33を
収納すると共に、中央部に左右方向に空気を流通させる
通気ファン47が設けてあり、前面は図示省略のカバーに
て覆われバッテリ33の保守が出来るようにしてある。

【００２３】風流路４は、上端部の熱交換部２と接して
バルブ43,44 が設けられ、更に、筐体１の側面に開閉型
通気口が図１(a) に示す向きにバルブ41,42 付きのルー
バ48が設けられ、下部のバッテリ収容部３との境部に通
気ファン45,46 が夫々左右に設けてある。

【００２４】この他、外気温度、電子回路部９の内部の
重要部温度、バッテリ収容部３の内部温度を検知するセ
ンサが各所に設けられ、筐体内部の各点での正常温度範
囲が設定してあり、検知温度が前記正常範囲を逸脱する
と、冷却ファン21、通気ファン45〜47の稼動／停止及び
回転数と回転向きをプログラムに従って個々に制御し
て、検知温度が正常範囲内に戻るように自動制御を行
う。

【００２５】例えば、電子回路部が最大１kWの消費電力
のものにあっては、筐体内の要部温度が＋55℃であれ
ば、冷却ファン21、通気ファン45〜47は略最高稼動状態
にあり、且つバルブ41,42 は開き外気を直接に導入し、
バルブ43,44 は閉じられ、熱交換部２の空冷流路22と風
流路４とは独立に通気され、電子回路部９は熱交換部２
による冷却以外に風流路４の最大流速により周囲側面か
らも冷却され、前述の従来例に比べ冷却能力が増し、冷
却効率も高まった。

【００２６】この稼動状態にて、筐体内同部温度が48℃
まで下がれば、冷却ファン21は約50％、通気ファン45〜
47も約50％の稼動状態に低下させて、効率良く適正温度
範囲で動作させると共に、ファンが発する騒音は、筐体
外にて上記に比べて明確に低減させることができる。

【００２７】又、バッテリ収容部３の内部温度が正常充
電特性範囲を逸脱して低下（０℃以下）すると、通気フ
ァン45〜47は前記の場合と逆回転させ、バルブ41,42 が
閉じて筐体外とは絶たれ、バルブ43,44 が開いて熱交換
部２と通気し、放熱フィン23を冷却させた受熱空気を風
流路４に導入して、バッテリ33を適温まで加温させる。
これにより、従来の技術のように加温用の電熱器を廃止
することができた。

【００２８】尚、バッテリ収容部３に設けた通気ファン
47は、回転方向は変わっても絶対に停止させないように
制御しており、バッテリ33から放出する水素を風流路４
を通じて筐体外に常に排出させて、爆発の危険性を皆無
としており、若し、通気ファン47が故障した場合には、
他の通気ファン45,46 を直ちに稼動させ、停止させない
ように警報により制御して安全性を高めている。

【００２９】上記実施の形態は一例を示し、各部の構
造、形状、寸法は上記のものに限定するものではない。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く、本発明の屋外設置電子装置
筐体により、 筐体内で冷却空気の流動の向きと量、及び排出・循
環を制御することにより、寒冷〜温暖の広域温度内にて
も電子回路を正常・安全に動作させることができると共
に、冷却効率の向上が図れる。 浮動充電しているバッテリから放出される水素を、
常に低濃度にて筐体外に排出させて、爆発の危険性を皆
無としている。 バッテリ加温用電熱器を用いず冷却後の温暖風を利
用して加温して省電力化と、バッテリの充電量・放電量
を常に適切に確保することができる。 冷却ファン、通気ファンの稼動・停止を個々に制御
して周囲環境への騒音の低減を図ることができる。 等の効果があり、実用上大きな効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理図 (a) 構成図 (b) 高温時の各部動作状態 (c) 低温
時の各部動作状態

【図２】 本発明の実施の形態の構成図

【図３】 本発明の実施の形態の熱交換部の詳細図

【図４】 従来の屋外設置電子装置筐体の外観図

【図５】 従来の筐体の熱交換部の詳細図

【符号の説明】

1,91 筐体 2,92 熱交換部
3,93 バッテリ収容部 ４ 風流路 ９ 電子回路部
21,95 冷却ファン 22 空冷流路 23,96 放熱フィン
24,48,94,97 ルーバ 33 バッテリ 41〜44 バルブ
45〜47 通気ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯野 和広 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼田 潔 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 中村 元子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子回路部と商用電源により浮動充電さ
   れるバッテリとを収納する屋外設置電子装置筐体であっ
   て、 両端が筐体外に通じ冷却ファンを備えた空冷流路中に電
   子回路部の発熱を伝熱させた放熱フィンを配置させて冷
   却する熱交換部と、 バッテリ収容部に通じ且つ電子回路部を取り巻くように
   設けられ、両端は筐体外部及び該熱交換部とバルブを介
   して通じ、内部に通気ファンを備える風流路と、を有
   し、 少なくとも筐体外、電子回路部及びバッテリ収納部の各
   温度に応じて、該冷却ファン及び該通気ファンと該バル
   ブとを個々に動作させ、流路における風量及び向きを制
   御して筐体内各部温度を適正維持して成ることを特徴と
   する屋外設置電子装置筐体。
2. 【請求項２】 バッテリから発生する水素を、風流路を
   通じて常に筐体外に排出させるように制御することを特
   徴とする請求項１記載の屋外設置電子装置筐体。
3. 【請求項３】 寒冷時、電子回路部の受熱冷却風を風流
   路に分流させ、所定放電特性を確保する適温にバッテリ
   を暖めて成ることを特徴とする請求項１記載の屋外設置
   電子装置筐体。