(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するケースとカバーとからなる筐体と、電子部品と該電子部品が発生する熱を放熱する放熱フィンを形成したヒートシンクとを一体とした内部ユニットとからなる電子装置において、
前記内部ユニットは、前記放熱フィンを前記開口部に挿入して、前記筐体と接続され、
前記ヒートシンクは、前記放熱フィンの下部に、前記放熱フィンの延在方向との垂直方向に延び、かつ前記ヒートシンクの放熱フィン形成面と上部で接続し下部で別離した水切り部を有することを特徴とする電子装置。
【請求項２】
開口部を有するケースとカバーとからなる筐体と、電子部品と該電子部品が発生する熱を放熱する放熱フィンを形成したヒートシンクとを一体とした内部ユニットとからなる電子装置において、
前記内部ユニットは、前記放熱フィンを前記開口部に挿入して、前記筐体と接続され、
前記ヒートシンクの下部に、前記放熱フィンの延在方向との垂直方向に延び、かつ前記ヒートシンクの放熱フィン形成面と上部で接続し下部で別離した水切り部を有することを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された電子装置であって、
前記ケースと前記ヒートシンクとの間に、溝とリブとからなる水密部を有する電子装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一に記載された電子装置であって、
前記ケースの前記水切り部の下方に吹き上げ水の浸入防止用のリブを有する電子装置。
【請求項５】
請求項３に記載された電子装置であって、
前記ケースと前記ヒートシンクとの間に、複数の前記水密部を有する電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子装置に係り、特に屋外に設置する電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
北米向け屋外設置筐体は、北米独自の規格をクリアする必要がある。特に防水に関しては、非特許文献１に記載された以下の３試験に合格する必要がある。なお、３試験のうちＷｉｎｄ Ｄｒｉｖｅｎ Ｒａｉｎ試験が最も厳しい試験である。
【０００３】
１．Ｗｉｎｄ Ｄｒｉｖｅｎ Ｒａｉｎ試験
雨量１５０ｍｍ／ｈｒ、風速３１ｍ／ｓｅｃの環境下において正面、右側面、左側面のそれぞれの面に３０分ずつ散水し、筐体内への水の浸入量が、１ｃｍ^３（１ ｇｒａｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ）ｐｅｒ ０.０２８ｍ^３（１ｆｔ^３）を越えないこと。
【０００４】
２．Ｒａｉｎ Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ試験
豪雨の直後に、表面やドアの溝にたまった水滴が筐体内部に入らないこと。正面、両側面各１５分ずつ散水し、筐体内への水の浸入量は１ｃｍ^３（１ ｇｒａｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ）ｐｅｒ ０.０２８ｍ^３（１ｆｔ^３）を越えないこと。
【０００５】
３．Ｌａｗｎ Ｓｐｒｉｎｋｌｅｒｓ試験
スプリンクラーを模擬した４５°下方から放水（正面、両側面各１５分：計４５分）後に、筐体内への水の浸入量が１ｃｍ^３（１ ｇｒａｍ ｏｆ ｗａｔｅｒ）ｐｅｒ ０.０２８ｍ^３（１ｆｔ^３）を越えないこと。
【０００６】
これに対して、国際規格ＩＥＣ／ＥＮ６０５２９（ＪＩＳ規格Ｃ０９２０）のＩＰＸ４では、判定基準として水の飛沫によっても有害な影響を受けないことを規定している。すなわち、非特許文献１の規定は、水の飛沫によっても有害な影響を受けないこと以上に、水の浸入を防止することを要件としている点で、特異な規格である。
【０００７】
上述した防水規格に加え、北米向け屋外設置筐体は内部に収容する電子部品を容易に交換できることが求められる。つまり、装置の保守交換作業の際に、装置全体を交換するのではなく、筐体内部の電子部品を含む内部ユニットを交換可能な構造とする必要がある。これは、筐体を先に設置して、後日内部ユニットを設置することを可能とする仕様でもある。
【０００８】
また、筐体の材質は、コスト、質量の観点から樹脂であることが望ましい。しかし、樹脂の密閉筐体では放熱性能を十分に確保することが難しい。そこで樹脂筐体に開口部を設け、電子部品と熱的に接続されたヒートシンクの放熱フィンを樹脂筐体の一部外部に露出させることで放熱性能を確保することが必要である。ここで、放熱フィンには水がかかっても良いが、放熱フィン以外の部分に水を浸入させてはならない。
【０００９】
さらに、電子部品とヒートシンクとは熱伝導シートにより接続されるのが一般的である。このため、保守交換の際には電子部品が搭載された基板のみを取り外すことは難しく、ヒートシンクごと取外し、交換しなければならない。
【００１０】
特許文献１には、筐体内部から筐体外部への熱伝導を効率よく行うことができる電子機器の筐体構造が記載されている。この筐体構造は、内部の熱を放熱するためのヒートシンクを備え、このヒートシンクの放熱面が筐体底面に露出していることにより、筐体内部から筐体外部への放熱の効率が向上する構造である。しかし、この構造は、防水のためにパッキンを使用している。パッキンを使用するとき、パッキンの潰し量を厳密にコントロールする必要がある。このため、締め付けのためのねじを多数必要とする。また、締め付けトルクの管理もする必要があり、内部ユニットを容易に取付け、取り外しすることは難しい。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１７３３７１号公報
【非特許文献１】”Generic Requirements for Electronic Equipment Cabinets”、Telcordia Technologies、２０００年３月、ＧＲ−４８７−ＣＯＲＥ ｉｓｓｕｅ ２、Ｓｅｃｔｉｏｎ ３.２８〔発明の開示〕〔発明が解決しようとする課題〕
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、屋外設置する電子部品および部品を収容する電子装置において、北米の防水規格をクリアし、しかも内部に収容する電子部品の交換が容易な電子装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、開口部を有するケースとカバーとからなる筐体に、電子部品を実装し該電子部品が発生する熱を放熱するヒートシンクと放熱フィンとからなる内部ユニットの放熱フィンを開口部に挿入してなり、ヒートシンクは、放熱フィンの下部に、放熱フィンの延在方向との垂直方向に延びた水切り部を有する電子装置により、達成できる。
【００１４】
また、開口部を有するケースとカバーとからなる筐体に、電子部品を実装し該電子部品が発生する熱を放熱するヒートシンクと放熱フィンとからなる内部ユニットの放熱フィンを開口部に挿入してなり、ヒートシンクの下部に、放熱フィンの延在方向との垂直方向に延びた水切り部を有する電子装置により、達成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、屋外設置する電子部品および部品を収容する電子装置において、北米の防水規格をクリアし、しかも内部に収容する電子部品の交換が容易な電子装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。ここで、図１は筐体を屋外壁面に取り付けた状態を示す斜視図である。図２は電子装置の筐体のカバーを開放した状態の斜視図である。図３はケースの正面図である。図４は電子装置の組み立て断面図である。図５は電子装置の断面図である。図６は電子装置の要部断面図である。図７は電子装置の要部組み立て図である。図８はヒートシンクのひさし構造の詳細形状を示す断面図である。図９はケースの防水を確保する部分の詳細形状を示す断面図である。図１０はひさし構造周辺の別断面の断面図である。
【００１７】
図１において、屋外筐体１は、ヒートシンクカバー１０、ケース２０およびカバー３０により構成され、壁面７０に固定されている。ヒートシンクカバー１０、ケース２０およびカバー３０は全て樹脂製である。またヒートシンクカバー１０は冷却流路のための下側通気孔１１０および上側通気孔１２０を具備している。屋外筐体１は、壁面７０に固定された状態で、追って実装される内部ユニットを実装できる。
なお、図１では、斜視の方向の理由から、下側通気孔を図示していないが、後述する図１０に明示されている。
【００１８】
図２において、電子装置１０００は、カバー３０を開放した状態を示している。電子装置１０００は、屋外筐体１に内部ユニット５０を接続した状態である。なお、図２ではカバー３０とケース２０はヒンジ４０により接続されているが、カバー３０は取外し可能な構造とし、ケース２０にねじ固定する構造としても良い。また、カバー３０とケース２０とは、樹脂同士の密閉構造であり、容易に水密構造を実現できる。
なお、ケース２０の深さに対して内部ユニット５０の高さが低いが、これは図示の簡便のためである。
【００１９】
図３を参照して、ケース２０を説明する。図３において、ケース２０の最大外形は、３０３×２９６ｍｍとほぼ正方形であり、左側面に枠側ヒンジ部４１、中央に１８６×２１４ｍｍの開口部２１０を有する。また、ケース２０の開口部２１０の周辺には、内部ユニット５０を固定する８個のねじ穴２０３を有する。
【００２０】
図４を参照して、電子装置の各構成部品を説明する。なお、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図４において、電子装置は、ケース２０にヒートシンクカバー１０が取り付けられ、これに内部ユニット５０が取り付けられ、さらにカバー３０で蓋をする構成である。
【００２１】
カバー３０には、ドア側ヒンジ部４２が形成され、図３の枠側ヒンジ部４１と係止されて、ヒンジ４０を構成する。内部ユニット５０はヒートシンク５３０、放熱フィン５４０、熱伝導シート５５０、電子部品５６０、基板５２０、シールドケース５１０およびシールドケース固定ねじ５８０により構成される。電子部品５６０は、基板５２０に実装されており、熱伝導シート５５０を介してヒートシンク５３０に熱が伝えられ、放熱フィン５４０から筐体の外の空気中に放熱する。内部ユニット５０をケース２０に固定する際には、８本の内部ユニット固定ねじ５７０を用いる。このとき、ケース２０の開口部２１０（高さ１８６ｍｍ）に、放熱フィン５４０とヒートシンク５３０の一部を通して、組み付ける。換言すると、内部ユニット５０は、８本の内部ユニット固定ねじ５７０を取り外すだけで容易に交換可能である。
【００２２】
図５を参照して、電子装置として組立後の断面構成を説明する。なお、図５も、図３のＡ−Ａ断面図である。図５において、ヒートシンクカバー１０の下側通気孔１１０から流入した空気は、放熱フィン５４０の熱を奪いながら上方に向かって流れ、上側通気孔１２０から流出する。ケース２０は、図３に示したように放熱フィン５４０をケース２０外に露出させるための開口部２１０を具備している。開口部２１０のサイズは露出させる放熱フィン５４０のサイズにより決定する。放熱フィン５４０のサイズは、熱シミュレーションおよび温度試験の結果より決定する。防水試験において、大半の水はヒートシンクカバー１０によって防ぐことができる。しかし、防ぎきれずにヒートシンクカバー１０内部のヒートシンク５３０または放熱フィン５４０を伝う水は、図６以降に説明する水切り部により、筐体１内部への侵入を防ぐ。
【００２３】
なお、図４および図５のケース１０の断面には、上部通気孔１２０および下部通気孔１１０が図示されていない。しかし、これは、Ａ−Ａ断面として中心断面を採ったためであり、他の断面を採れば多数の孔からなる上部通気孔１２０および下部通気孔１１０が表現される。
【００２４】
図６および図７を参照して、図５のＢ部の拡大図である庇（ひさし）部周辺の詳細を説明する。
図６において、上方からヒートシンク５３０を伝って流れ落ちてくる水滴は、ひさし５３１がない場合そのままケース２０とヒートシンク５３０との隙間６０から筐体内部に流れ込んでしまう。この時ヒートシンク５３０にひさし５３１を設けると上方から流れ落ちてきた水滴は、ひさし５３１を伝って流れ、ひさし５３１の先端から下方に流れ落ちる。ひさし５３１により、ケース２０とヒートシンク５３０の隙間６０に、水滴は流れ込まなくなる。この結果、筐体１内部への水の浸入を防ぐことができる。ケース２０とヒートシンク５３０との隙間６０を覆い隠す様にひさし５３１は、長い方が好ましい。しかし、図７に示すように、内部ユニット５０をケース２０に取り付ける際に、ケース２０とひさし５３１が干渉し、取付け作業が困難になる虞がある。そこで、ひさし５３１の長さｂは、ケース２０の開口部２１０内に収まる寸法とするのが望ましい。本実施例においてはケース２０の開口部２１０の下側とひさし５３１との距離ａは１．９４ｍｍとした。
【００２５】
また、ひさし５３１の長さｂは、水滴が切れればいくらでも良いが、あまりに長くするとひさし５３１が破損してしまう可能性があるため、高さ寸法ｃと同程度が望ましいと、発明者は考えている。ひさし５３１の破損を防ぐために肉厚ｄもある程度の厚さを確保する必要がある。さらに、水滴がひさし５３１を伝ってケース２０とヒートシンク５３０との隙間６０に流れ込まないように空間５３２を設ける必要がある。この空間５３２が小さいと、暴風雨の中で水滴がひさし５３１伝いに隙間６０に流れ込んでしまう可能性があるため、ある程度の空間を確保しなければならない。さらにひさし５３１の角度寸法ｅは水滴が流れ落ちる際に隙間６０から遠ざかる方向となるようにするのが好ましい。本実施例において、長さｂは９．８４ｍｍ、高さｃは７．６７ｍｍ、肉厚ｄは３ｍｍおよび角度ｅは１０．１６°とした。この寸法のサンプルでＷｉｎｄ Ｄｒｉｖｅｎ Ｒａｉｎの防水試験を行い、合格することを確認した。
【００２６】
なお、図６および図７を参照して説明した水切り部は、図５の上部には必要がない。これは、上部の隙間６０に水滴が侵入しても、毛細管を形成しない限り重力に逆行して、水が遡上することはないからである。
【００２７】
図８および図９を参照して、ヒートシンクとケースの詳細構造を説明する。図８において、ひさし５３１周辺のヒートシンク５３０には、第１の溝５３３と第２の溝５３４を具備している。これらの溝５３３、５３４は、ヒートシンク５３０の外周付近に切れ目なく存在している。孔５３５は、内部ユニット５０をケース２０にねじ固定する際に使用するねじ孔である。
【００２８】
一方、図９において、ケース２０は、第１のリブ２０１と第２のリブ２０２を具備している。これらのリブ２０１、２０２は、ケース２０の開口部２１０の周辺に切れ目なく存在している。ねじ穴２０３は、内部ユニット５０をケース２０にねじ固定する際に使用する下穴である。
【００２９】
第１の溝５３３と第１のリブ２０１は組み立てると勘合する。同様に、第２の溝５３４と第２のリブ２０２が勘合する。万一ひさし５３１でも防ぎきれなかった水滴がケース２０とヒートシンク５３０との隙間６０から侵入してきたとき、第１の溝５３３と第１のリブ２０１との第１の勘合部により、筐体１内部への水の浸入を防ぐ（水密）。この第１の勘合部には微小な空間を設け、表面張力を利用して水滴をこの空間に保持し、水が筐体内に入らないようにしている。本実施例ではこの空間のｆ寸法（ｆ１）を１ｍｍとした。さらに第２の溝５３４と第２のリブ２０２との第２の勘合部においても浸水を防ぐので、２重に水の浸入を防ぐ構造となっている。なお、第２の勘合部のｆ寸法（ｆ２）は、ｆ２＜ｆ１として、更なる水閉じ込めを実現した。
【００３０】
図１０において、水滴は上方からヒートシンク５３０伝いに流れてくるものがほとんどだが、Ｗｉｎｄ Ｄｒｉｖｅｎ Ｒａｉｎ試験のような暴風雨の中ではヒートシンクカバー１０の下側通気孔１１０から水滴が吹き込んでくる可能性がある。これを防ぐためにケース２０とヒートシンク５３０との隙間６０の下方にリブ２０４を設けると良い。このリブの高さ寸法ｇは高いほど防水性能は向上するが、あまりに高いと放熱フィン５４０への空気の流れを遮断し、放熱性能を損ねてしまうので、放熱を阻害しない範囲で寸法ｇの値を決定する必要がある。本実施例ではｇの値は５ｍｍとした。ここで、ｇの値は、下側通気孔１１０を形成する多数の孔のうち、一番ヒートシンク５３０側の孔の左端と、ひさし５３１とを結んだ直線上に、リブ２０４の先端を配置する値である。
【００３１】
図１１を参照して、水切り部の変形実施例を説明する。ここで、図１１は電子装置の他の要部断面図である。図１１において、ひさし部５３１Ａは、外側に延伸してはいないが、溝部５３３、５３４より、十分遠い位置に、水を切るので、筐体１内部への侵入を防ぐ。
なお、水切り部は、ひさし部５３１、５３１Ａ以外の変形実施構造を含み、要は水を重力印加方向に切ればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】筐体を屋外壁面に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】電子装置の筐体のカバーを開放した状態の斜視図である。
【図３】ケースの正面図である。
【図４】電子装置の組み立て断面図である。
【図５】電子装置の断面図である。
【図６】電子装置の要部断面図である。
【図７】電子装置の要部組み立て図である。
【図８】ヒートシンクのひさし構造の詳細形状を示す断面図である。
【図９】ケースの防水を確保する部分の詳細形状を示す断面図である。
【図１０】ひさし構造周辺の別断面の断面図である。
【図１１】電子装置の他の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…屋外筐体、１０…ヒートシンクカバー、１１０…下側通気孔、１２０…上側通気孔、２０…ケース、２０１…第１のリブ、２０２…第２のリブ、２０３…ねじ穴、２０４…リブ、２１０…開口部、３０…カバー、４０…ヒンジ、４１…枠側ヒンジ部、４２…ドア側ヒンジ部、５０…内部ユニット、５１０…シールドケース、５２０…基板、５３０…ヒートシンク、５３１…ひさし、５３２…空間、５３３…第１の溝、５３４…第２の溝、５３５…ねじ孔、５４０…放熱フィン、５５０…熱伝導シート、５６０…電子部品、５７０…内部ユニット固定ねじ、５８０…シールドケース固定ねじ、６０…ヒートシンク−ケース間の隙間、７０…壁面、１０００…電子装置。
【図１】
0004426610.tif 000002
【図２】
0004426610.tif 000003
【図３】
0004426610.tif 000004
【図４】
0004426610.tif 000005
【図５】
0004426610.tif 000006
【図６】
0004426610.tif 000007
【図７】
0004426610.tif 000008
【図８】
0004426610.tif 000009
【図９】
0004426610.tif 000010
【図１０】
0004426610.tif 000011
【図１１】
0004426610.tif 000012