(57)【要約】 【課題】  簡単な構造でもって放熱効率を向上させる。【解決手段】  基板３０には放熱板３５が固定され、基板３０上に搭載された発熱部品であるＳＳＲ４０が放熱板３５に当接される。放熱板３５の後面板３６Ａには突部３７が形成される一方、ボックス１２のカバー２０には窓孔２４が開口される。放熱板３５は、パッキン４５を挟み、突部３７を窓孔２４に通してカバー２０の内面側にねじ２５で固定される。放熱板３５の突部３７が窓孔２４を通して外部に突出し、パッキン４５が窓孔２４と突部３７との間をシールする。放熱板３５の一部である突部３７が直接に外気と接触する構造であるから、ＳＳＲ４０の発熱が外気中に良く放散でき、すなわち効率良く放熱することができる。しかも、簡単な構造であって製造上や管理上において厳しい精度も要求されないから、製造コストも安価に抑えることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電路を有する基板には各種電気部品と、そのうちの発熱部品と当接した放熱板とが設けられ、これらがボックス内に収容された電装箱において、前記ボックスの周面には窓孔が開口されるとともに、この窓孔を塞いで前記放熱板が配されていることを特徴とする電装箱。
【請求項２】
前記放熱板における前記窓孔の閉鎖部分には、前記窓孔を通して外部に突出する突部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電装箱。
【請求項３】
前記窓孔の口縁と前記放熱板との間には、弾性材料からなるパッキンが挟持されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電装箱。
【請求項４】
当該電装箱が、圧縮機、空冷式の凝縮器等を備えた冷凍装置を収容した機械室に装備され、前記ボックスの窓孔が、前記凝縮器等の冷却用空気の流路に面して設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電装箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造に改良を加えた電装箱に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵庫では、給電や制御信号の伝達を行うために電装箱が設けられ、例えば冷凍装置が収容された機械室に装備されている。この電装箱は、プリント回路基板上にマイクロコンピュータや各種電気部品が搭載され、これらがボックス内に収容されたものであるが、近年電気部品として、ＳＳＲ（ソリッドステート・リレー）やＦＥＴ等の発熱部品が多く使用される傾向にあって、その放熱が重要な問題となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来その対策の一例として、ボックスを熱良導性の金属板で形成する一方、同じく熱良導性材により門型をなす放熱板を形成してプリント回路基板上に固定し、この放熱板の側板に発熱部品を当接するとともに、放熱板の天井板をボックスに密着させて固定することにより、発熱部品の熱が放熱板を介してボックスの外面から外気に放散されるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−２７６４６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに上記従来のものでは、放熱の経路に、放熱板の天井板とボックスの周面といった平面同士の面接触部分があるため、平面に歪みができるとそのまま接触面積の低下に繋がり、放熱効率が低下するという問題があった。これを避けるには、平面の精度を上げる必要があるが、製造や管理が大変となって製造コストの上昇を招くおそれがあった。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、簡単な構造でもって放熱効率を向上させるところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、導電路を有する基板には各種電気部品と、そのうちの発熱部品と当接した放熱板とが設けられ、これらがボックス内に収容された電装箱において、前記ボックスの周面には窓孔が開口されるとともに、この窓孔を塞いで前記放熱板が配されている構成としたところに特徴を有する。  
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記放熱板における前記窓孔の閉鎖部分には、前記窓孔を通して外部に突出する突部が設けられているところに特徴を有する。  
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記窓孔の口縁と前記放熱板との間には、弾性材料からなるパッキンが挟持されているところに特徴を有する。  
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、当該電装箱が、圧縮機、空冷式の凝縮器等を備えた冷凍装置を収容した機械室に装備され、前記ボックスの窓孔が、前記凝縮器等の冷却用空気の流路に面して設けられているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００７】
＜請求項１の発明＞
放熱板の一部が窓孔を通して直接に外気と接触する構造であるから、効率良く放熱することができる。しかも、製造上や管理上において厳しい精度も要求されないから、製造コストも安価に抑えることができる。  
＜請求項２の発明＞
放熱板の突部が窓孔を通して外気中に突出するから、外気とより接触しやすくなり、放熱効率がより高められる。
【０００８】
＜請求項３の発明＞
パッキンにより窓孔からボックス内に異物が侵入することが防がれる。また、電装箱が振動を受ける箇所に装備された場合、振動がパッキンにより吸収されて、基板側に伝達することが抑えられる。  
＜請求項４の発明＞
放熱板の一部が、冷凍装置を冷却することに用いる冷却用空気に晒されるから、効果的な放熱が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。  
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。この実施形態では、冷蔵庫に装備されるリレーボックス１０を例示している。  
リレーボックス１０は大まかには、図１に示すように、基板３０上にマイクロコンピュータや各種電気部品が搭載されるとともに、放熱板３５が設けられ、これらがボックス１２内に収容された構造となっている。  
なお以下では、図１の左側を前方として説明する。
【００１０】
ボックス１２は、図４に示すように、ボックス本体１３とカバー２０とから構成されている。ボックス本体１３は金属板製であって、上面と後面とが開口した横長の箱形に形成されており、底板１４の後縁には立ち上がり板１５が曲げ形成されているとともに、左右の側板１６並びに前面板１７の上縁には、フランジ１８が内側に曲げ形成されている。  
一方のカバー２０は、熱良導性の金属板、例えばアルミニウム板を素材として、ボックス本体１３の上面と後面の開口を覆う断面Ｌ形に形成されている。後面板２１の下縁には、掛止板２２が前方に曲げ形成されている。また、この後面板２１の中央部には、やや縦長の方形をなす窓孔２４が開口されている。窓孔２４の回りにおけるほぼ四つ角の位置には、ねじ２５（図６参照）の挿通孔２６が形成されている。
【００１１】
基板３０は、２枚のプリント回路基板３１Ａ，３１Ｂをスペーサ３２を挟んで間隔を開けて組み付けたものであって、この基板３０に各種電気部品が搭載されている。  
また、基板３０の裏面の中央部には放熱板３５が取り付けられている。この放熱板３５は、同じく熱良導性であるアルミダイキャスト製であって、図５に示すように、厚肉のチャンネル状に形成されており、図２に示すように、基板３０の縦寸法よりも少し短い長さ寸法で、また基板３０の横寸法の１／３程度の幅寸法を有している。
【００１２】
この放熱板３５における後面板３６Ａの中央部には、上記したカバー２０の窓孔２４よりも一回り小さい正面方形状をなす突部３７が形成されている。この突部３７は、放熱板３５自身の厚さよりもさらに大きい厚さを有している。また、放熱板３５の後面板３６Ａにおける突部３７の四つ角の回りの位置には、上記したねじ２５が螺合されるねじ孔３８が、カバー２０の挿通孔２６と整合して形成されている。  
この放熱板３５が、裏側のプリント回路基板３１Ｂの裏面のほぼ中央部において、縦向きの姿勢で当てられ、図２に示すように、放熱板３５の両側板３６Ｂの端縁に対して、プリント回路基板３１Ｂの表面側からねじ３９をねじ込むことによって固定されるようになっている。
【００１３】
そして例えば、電気部品のうちの発熱部品であるＳＳＲ４０（ソリッドステート・リレー）は、放熱板３５の側板３６Ｂの外側に配され、そのリード線４１をプリント回路基板３１Ａのスルーホールに挿入して半田付けすることにより、導電路と接続されかつ固定されているとともに、ＳＳＲ４０は、リード線４１の弾力を利用して放熱板３５の側板３６Ｂの外面に当接されている。
【００１４】
また、カバー２０における窓孔２４の内面側の口縁には、パッキン４５が装着されるようになっている。このパッキン４５は、例えばシリコンゴム製であって、弾力性に富んでいることに加え、耐熱性に優れ、また合成樹脂材よりも熱伝導性が良いものとなっている。形状としては、図６に示すように、窓孔２４の内面側の口縁に当たり、また放熱板３５の突部３７の回りに嵌合可能な方形の枠状をなし、そのほぼ四つ角の位置に、ねじ２５の挿通孔４６が、カバー２０の挿通孔２６並びに放熱板３５のねじ孔３８と整合して形成されている。
【００１５】
組み付けの手順の一例を説明する。まず裏側のプリント回路基板３１Ｂの裏面に放熱板３５が当てられ、表側からねじ３９で止めて固定する。続いて、表側のプリント回路基板３１Ａを組み付けて基板３０を完成する。  
このような基板３０に対して、マイクロコンピュータや各種電気部品が搭載される。そのうち発熱部品であるＳＳＲ４０は、既述したように、基板３０に搭載されるとともに放熱板３５の側板３６Ｂに当接される。
【００１６】
基板３０に対する電気部品等の搭載が完了したら、図６に示すように、放熱板３５における突部３７の回りにパッキン４５を嵌めたのち、カバー２０の窓孔２４内に突部３７を嵌め、窓孔２４の回りの４箇所において、カバー２０並びにパッキン４５の挿通孔２６，４６にねじ２５を通し、放熱板３５の後面板３６Ａのねじ孔３８に螺合して締め付けることにより、カバー２０の後面板２１の表側（内側）に、パッキン４５を挟んで放熱板３５並びに基板３０が取り付けられた状態となる。
【００１７】
このように放熱板３５並びに基板３０を一体的に設けたカバー２０が、ボックス本体１３に被せられ、図１に示すように、カバー２０の後面板２１の下縁から掛止板２２にわたる部分が、ボックス本体１３の立ち上がり板１５から底板１４の前縁にわたる部分の外側に重ねられ、また、カバー２０の上面板２３の周縁が、ボックス本体１３の上縁のフランジ１８に重ねられ、適宜箇所がねじ４８で止められる等によって固定される。
【００１８】
これにより図３にも示すように、各種電気部品が搭載された基板３０と、放熱板３５とがボックス１２内に収容されたリレーボックス１０の組み付けが完了する。このとき、図１に示すように、放熱板３５の突部３７がカバー２０の窓孔２４を通して外部に突出した状態とされる。またパッキン４５が、窓孔２４の内面側の口縁と、放熱板３５の後面板３６Ａにおける突部３７の回りの部分との間で弾性的に挟持され、窓孔２４と突部３７との間がシールされる。
【００１９】
このリレーボックス１０が、冷蔵庫の機械室５０内に装備される。機械室５０は、図７に示すように冷蔵庫本体５１の上面に設けられ、フロントパネル５２と左右のサイドパネル５３により３面を覆われた形態で形成されている。この機械室５０の底面（冷蔵庫本体５１の天井壁）に形成された開口を覆うようにして断熱性のユニット台５４が搭載される。ユニット台５４上には冷凍装置５５が設置され、例えば正面から見た左寄りの位置に、凝縮器ファン５６Ａを備えた凝縮器５６と、圧縮機５７が前後に並んで搭載されている。なお、この冷凍装置５５は、冷蔵庫本体５１内の天井部に配された冷却器（図示せず）と冷媒配管により循環接続されて、周知の冷凍サイクルが構成されている。  
そしてリレーボックス１０は、ユニット台５４上における正面から見た右寄り位置の前縁部に、放熱板３５の突部３７を後方に向けた姿勢で、図示しないブラケット等によって取り付けられている。
【００２０】
本実施形態は上記のような構造であって、冷凍装置５５（圧縮機５７）が駆動されると、冷却器付近で生成された冷気が庫内に循環されることで、庫内が冷却される。このとき凝縮器ファン５６Ａが併せて駆動され、図７の矢線に示すように、フロントパネル５２に設けられた吸気口や上面開口から外気が吸入されて、凝縮器５６を通過して流通し、凝縮器５６等を冷却する。その冷却用空気の一部が、リレーボックス１０の後面側に突出した放熱板３５の突部３７の後方を通って流通する。
【００２１】
一方、通電によってリレーボックス１０内のＳＳＲ４０が発熱するが、このＳＳＲ４０は放熱板３５に当てられ、この放熱板３５は特にその突部３７がボックス１２の外部に突出しており、しかもその後方に冷却用空気が流通していることで、放熱板３５と外気との熱交換が効率良く行われ、すなわち発熱部であるＳＳＲ４０の発熱が効率良く外気中に放散されて、ボックス１２内の温度上昇が抑えられる。  
放熱板３５はまた、比較的熱伝導性に優れたパッキン４５を介して熱良導性のカバー２０に当てられていることで、カバー２０による間接的な放熱も補助的に果たされる。
【００２２】
以上説明したように本実施形態によれば、放熱板３５に設けられた突部３７が、カバー２０の窓孔２４を通して外部に突出して、直接に外気と接触するようになっており、さらに外気が流通していることで効率良く放熱することができる。そのため、ボックス１２内の温度上昇がより確実に抑えられて、基板３０に搭載された電気部品の損傷等が未然に防止できる。しかも構造的には、放熱板３５に突部３７を設けてこれをカバー２０の窓孔２４から突出させるだけであるから、製造上や管理上において厳しい精度も要求されることがなく、製造コストも安価に抑えることができる。
【００２３】
カバー２０の窓孔２４の内面側の口縁では、放熱板３５との間でパッキン４５が挟持されてシールされているから、ボックス１２内に異物が侵入することが防止される。また、放熱板３５をカバー２０に固定することで、自ずから基板３０がカバー２０に固定されることになるから、組み付け作業も簡略化される。  
また本実施形態にように、リレーボックス１０が、冷凍装置５５を搭載したユニット台５４に設置された場合は、圧縮機５７の振動の影響を受けやすいと言えるが、ボックス１２に伝わった振動は、弾力性に富んだパッキン４５によって吸収され、基板３０にまで伝わることが抑制される。
【００２４】
＜関連技術＞
なお、図１の鎖線に示すように、ボックス１２内の温度を検知するサーミスタ素子５９を、基板３０を構成する表側のプリント回路基板３１Ａの表面側に設け、検知温度が設定温度を上回ったら警告を発するようにすると、ボックス１２内が過剰に昇温することを未然に防止することが可能となる。  
この種の冷蔵庫では、庫内検知温度に応じて冷凍装置５５のオンオフを制御したり、冷却器の検知温度に応じて除霜運転の停止を制御したりと、各部位で温度を検知しているが、これらと同じサーミスタ素子５９を用いると、マイクロコンピュータのソフトウェアを若干変更するだけで、ボックス１２内の昇温抑制の制御にも簡単に対応できる。  
また、サーミスタ素子５９を基板３０に取り付けるようにしたことで、格別の取付板が不要にできて構造がシンプルとなり、しかもこの基板３０は振動を受け難いことから、サーミスタ素子５９の破損も防がれる。また、基板３０の表側といった、発熱部品とは反対側に取り付けられていることで、発熱部品の定常発熱による誤動作も防止できる。
【００２５】
＜実施形態２＞
図８は本発明の実施形態２を示す。この実施形態２では、放熱板６０における外気中に突出する突部６１の形状に変更が加えられており、すなわち突部６１の突出面には、複数本の縦溝６２が一定のピッチで形成されている。  
この構造であると、縦溝６２の側面や底面によって外気との接触面積が大幅に増加され、放熱効率をさらに高めることができる。
【００２６】
＜実施形態３＞
図９は本発明の実施形態３を示す。本発明は、冷蔵庫の機械室５０のフロントパネル５２に設けられる制御ボックス６５にも同様に適用できる。  
この制御ボックス６５は、実施形態１と同様に、マイクロコンピュータや各種電気部品を搭載した基板３０と、放熱板３５とがボックス１２内に収容され、それに加えて、ボックス１２の前面に操作盤が設けられた構造となっている。したがって、放熱板３５に設けられた突部３７は、ボックス１２の後面から突出した状態で設けられる。
【００２７】
この実施形態３によれば、冷却運転時において凝縮器ファン５６Ａの駆動により、上記と同様に、凝縮器５６等の冷却のために冷却用空気が流れ、その一部が制御ボックス６５の後方に突出した放熱板３５の突部３７の後方を通って流通する。ここで、この突部３７の後方を流通する冷却用空気は、凝縮器５６と熱交換される前の低温の空気であることから、制御ボックス６５の場合は、放熱板３５の突部３７がより低温の外気に晒されることとなって、放熱効率がきわめて良くなる。
【００２８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）ボックスのカバーに窓孔を開け、この窓孔を内側から塞ぐように放熱板を配するだけでも、放熱板の一部を窓孔を通して外気と直接接触させることが可能であって、放熱効率の向上を図ることができるから、このようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。
（２）本発明の電装箱は、上記実施形態に例示したように冷却用空気等の外気が流通している場所に限らず、放熱板が外気と直接に接触可能な場所である限り、設置場所は任意である。
（３）本発明は、上記実施形態に例示した冷蔵庫用の電装箱に限らず、他の機器に装備されるものであっても、要はボックス内に発熱部品を収容してなる電装箱全般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係るリレーボックスの側断面図
【図２】その一部切欠正面図
【図３】その斜視図
【図４】ボックスの分解斜視図
【図５】放熱板の斜視図
【図６】放熱板をカバーに取り付ける部分の構造を示す分解斜視図
【図７】冷蔵庫の機械室内を示す概略平面図
【図８】実施形態２に係る放熱板の斜視図
【図９】実施形態３に係る冷蔵庫の機械室内を示す概略平面図
【符号の説明】
【００３０】
１０…リレーボックス（電装箱）  １２…ボックス  １３…ボックス本体  ２０…カバー  ２４…窓孔  ２５…ねじ  ３０…基板  ３５…放熱板  ３６Ａ…後面板  ３７…突部  ４０…ＳＳＲ（発熱部品）  ４５…パッキン  ５０…機械室  ５５…冷凍装置  ５６…凝縮器  ５６Ａ…凝縮器ファン  ５７…圧縮機  ６０…放熱板  ６１…突部  ６２…縦溝（溝）  ６５…制御ボックス（電装箱）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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