(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置されて電気部品を収容する外部筐体と、当該外部筐体内に収容されて屋外の環境情報を取得するセンサと、を備えるデータ収集装置において、
前記外部筐体内に、少なくとも一つの電気部品とともに温度調整機構を収容する内部筐体を収容し、
前記温度調整機構としてシート状のヒータを備えるとともに、前記電気部品が実装される電子回路基板を備え、
前記内部筐体内に、前記シート状のヒータと電子回路基板と間隙をあけて相互に略平行に沿う状態で収容し、前記内部筐体内で気流を循環させるファンを設け、当該ファンによって前記内部筐体内で前記シート状のヒータの表面に沿って流れる気流を形成することを特徴とするデータ収集装置。
【請求項２】
前記内部筐体の下端部に、結露水を排出可能な排水口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のデータ収集装置。
【請求項３】
前記内部筐体の下壁部に、前記排水口に向かって下る傾斜内面を形成したことを特徴とする請求項２に記載のデータ収集装置。
【請求項４】
前記排水口を、前記内部筐体の内外で配索される配線の挿通口として用いることを特徴とする請求項２または３に記載のデータ収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外に設置されるデータ収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のデータ収集装置として、特許文献１に開示されるものが知られている。特許文献１に開示されるデータ収集装置では、筐体内にファンを設けて換気流を生じさせているため、電気部品の発熱に伴って筐体内の温度が上昇するのを抑制することができる。
【特許文献１】特開２００６−１０５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、比較的広い空間として形成される筐体内部のほぼ全域を換気流の通流経路とする構成であるため、所要の空気流量を確保するためにファンを大型化することになって、消費エネルギが増大したり、データ収集装置の重量増を招いたりする虞があった。
【０００４】
そこで、本発明は、筐体内部でより効果的に温度調整することが可能なデータ収集装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明にあっては、屋外に設置されて電気部品を収容する外部筐体と、当該外部筐体内に収容されて屋外の環境情報を取得するセンサと、を備えるデータ収集装置において、上記外部筐体内に、少なくとも一つの電気部品とともに温度調整機構を収容する内部筐体を収容し、上記温度調整機構としてシート状のヒータを備えるとともに、上記電気部品が実装される電子回路基板を備え、上記内部筐体内に、上記シート状のヒータと電子回路基板と間隙をあけて相互に略平行に沿う状態で収容し、上記内部筐体内で気流を循環させるファンを設け、当該ファンによって上記内部筐体内で上記シート状のヒータの表面に沿って流れる気流を形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明にあっては、上記内部筐体の下端部に、結露水を排出可能な排水口を形成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、上記内部筐体の下壁部に、上記排水口に向かって下る傾斜内面を形成したことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明にあっては、上記排水口を、上記内部筐体の内外で配索される配線の挿通口として用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、外部筐体より狭い内部筐体内に温度調整機構とともに電気部品を収容したため、外部筐体の内部全体の温度を調整する場合に比べて、温度調整機構をより小型化できるとともに、温度調整に伴う消費エネルギを低減することができる。
【００１２】
また、電子回路基板に沿ってシート状のヒータを設けたため、電子回路基板を全体的により均一に暖めることが可能となって、局所的な加熱による不具合を抑制することができる。
【００１３】
さらに、ファンを用いて形成した気流によって内部筐体内の温度分布をより均一化することができ、局所的な温度上昇あるいは低下による不具合を抑制することができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、内部筐体内で結露により水が発生しても、この水を排水口から外へ排出して、内部筐体内の電気部品に水の影響が及ぶのを抑制することができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、下壁部の傾斜内面に沿って内部筐体内の水を排水口に集めて、排水性を高めることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、排水口を配線の挿通口と共用する分、別個に設ける場合に比べて構成を簡素化できて、製造コスト低減に資する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置を含むデータ収集システムの概略構成図、図２は、データ収集装置の外観を示す斜視図、図３は、データ収集装置の外部筐体の一部を取り外して内部を示す斜視図、図４は、データ収集装置の外部筐体の一部を取り外して内部の上部を示す斜視図であって、図３とは別方向からみた図、図５は、内部筐体内の構成を示す分解斜視図、図６は、内部筐体を基板と垂直な方向から見た正面図である。
【００１８】
本実施形態にかかるデータ収集システム１は、図１に示すように、クライアント端末２、データ収集装置（フィールドサーバ）３、およびサーバ４を含んでおり、これらが、インターネット等の電気通信回線５を介して相互に情報通信可能に接続されている。
【００１９】
クライアント端末２は、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の汎用の情報処理装置によって構成される。このクライアント端末２は、電気通信回線５を介してデータ収集装置３やサーバ４が保有する各種情報（例えば収集データ）を閲覧またはダウンロードしたり、電気通信回線５を介してデータ収集装置３を遠隔操作したりすることができる。
【００２０】
データ収集装置３は、屋外に設置されており、各種の情報（データ）を収集する。このデータ収集装置３は、図示しないアクセスポイントとの間で無線通信を行うことにより、電気通信回線５を介してクライアント端末２やサーバ４との間で情報通信を行うことができるようになっている。なお、このデータ収集装置３の詳細については後述する。
【００２１】
サーバ４は、ワークステーション等の汎用の情報処理装置によって構成されている。このサーバ４は、データ収集装置３が検出した情報を受信したり、受信した情報を所定の形式で集計したり、集計した情報を統計処理等の解析手法を利用して解析することにより必要な情報を抽出したり、抽出された情報をクライアント端末２に送信したりすることができるようになっている。
【００２２】
このデータ収集システム１は、農作物の育成を支援する農作物育成支援システムとして構成することができる。この場合には、データ収集装置３において、情報収集範囲Ａ（農地）から、温度、湿度、風速、日照等、センサによって取得された種々の環境情報や、撮像装置によって取得された画像情報などの各種情報（データ）が収集され、当該情報が電気通信回線５を介してクライアント端末２やサーバ４に送信される。このとき、クライアント端末２で、データ収集装置３から送信された各種情報（データ）を直接取り扱うことができるようにしてもよいし、サーバ４で一旦処理された後に取り扱うことができるようにしてもよい。このシステムによれば、取得された情報に基づいて、より適切に施肥や灌水等を行うことができ、農作物の育成に便利である。
【００２３】
データ収集装置３は、図２に示すように、脚部６上に設置された外部筐体７を備えており、図３に示すように、外部筐体７の内部に各種部品が収容されている。
【００２４】
このデータ収集装置３の設置に際しては、長さの異なる脚部６を複数種類準備して適切な脚部６を選択したり、脚部６自体に長さ調整機構を設けたりすることで、脚部６の長さを調整し、外部筐体７の接地面（脚部６が固定される面、地面等）からの高さが調整される。
【００２５】
外部筐体７は、略角筒状に形成されており、その上端部はカバー体８で被覆され、下端開口部は脚部取付ブラケット９で塞がれている。
【００２６】
また、外部筐体７の角筒状の内部空間１０は、長方形状の細長い基板１１で表裏に仕切られている。この基板１１は、外部筐体７の長手方向に沿ってスライド可能に構成されており、カバー体８あるいは脚部取付ブラケット９を取り外した状態で、外部筐体７の上端または下端の開口部から出し入れできるようになっている。
【００２７】
図３に示すように、基板１１の表裏面のうち一方には、電源部１２、フィルタ１３、センサボックス１４、ファン１５、表示部１６等が実装されている。また、基板１１の表裏面のうち他方には、電子回路基板２４（図５参照）を収容する内部筐体２３、データ収集ボード（図示せず）、インタフェース部（図示せず）等が実装されている。これらのうち、電源部１２、フィルタ１３、表示部１６、電子回路基板２４、データ収集ボード、およびインタフェース部は、本発明の電気部品、あるいは電気部品を含む構成要素に相当する。なお、無線通信等に用いるアンテナは、カバー体８の内部に収容されている。
【００２８】
また、内部空間１０には、外部筐体７の側壁に沿って、上下に伸びるダクト１７が設けられており、センサボックス１４の内部には、このダクト１７を介して外部筐体外の空気（外気）が取り入れられるようになっている。すなわち、ダクト１７の上端部は吸入口形成部１８の下端部に接続されており、ダクト１７の管内は吸入口形成部１８の筒内部（図示せず）に連通されている。一方、ダクト１７の下端部はセンサボックス１４の上壁部に接続されており、ダクト１７の管内は、センサボックス１４の内部空間Ｓｂに連通されている。
【００２９】
さらに、このセンサボックス１４の下方に隣接してファン（例えば電動軸流ファン）１５が配置されており、このファン１５によって、センサボックス１４内の空気を外部筐体７の外に排出するようにしてある。すなわち、センサボックス１４の下壁部とファン１５の上壁部とが密着されて、センサボックス１４の下壁部に形成された開口部１４ｂとファン１５の上壁部に形成された吸入口（図示せず）とが重ね合わせられている。また、ファン１５の下壁部と脚部取付ブラケット９の底壁部９ａとが密着され、ファン１５の下壁部に形成された排気口（図示せず）と脚部取付ブラケット９に形成された開口部２０とが重ね合わせられている。
【００３０】
すなわち、このデータ収集装置３では、吸入口形成部１８の開口部（吸気開口部）１９から、当該吸入口形成部１８の筒内部、ダクト１７の管内、センサボックス１４の内部空間Ｓｂ、およびファン１５を経て、脚部取付ブラケット９の開口部（排気開口部）２０に至る空気通路Ｓａが形成されている。この空気通路Ｓａは、その全区間に亘って外部筐体７の内部空間１０とシール（気密および液密）が確保されて隔離されており、各種電気部品等の影響を避けながら、センサボックス１４内に設置される外気温センサや湿度センサ等のセンサ１４ａによって、外部筐体７外部の空気の性状について検出できるようにしてある。
【００３１】
また、ダクト１７の外周は、断熱材２２で被覆され、ダクト１７の管内と外部筐体７の内部空間１０との間での熱交換が抑制されている。ダクト１７自体を合成樹脂等の断熱性を有する素材で形成してもよい。
【００３２】
吸入口形成部１８には、図示しないが、開口部１９から雨水等の水の進入を抑制する防水障壁等を設けるのが好適である。
【００３３】
センサボックス１４では、内部空間Ｓｂの最下端で開口する開口部１４ｂを形成し、内部空間Ｓｂから、センサボックス１４の開口部１４ｂ、ファン１５、および脚部取付ブラケット９の開口部２０を経由して排水できるようにしてある。なお、開口部２０にはメッシュフィルタ２１を設け、雨水等の水が開口部２０から内部空間Ｓｂに進入するのを抑制してある。なお、脚部取付ブラケット９に防水障壁（図示せず）等を設けて、防水性をさらに向上させるようにしてもよい。
【００３４】
また、図４〜図６に示すように、本実施形態では、外部筐体７内に温度調整機構を内蔵する箱状の内部筐体２３を設け、温度管理をするのが望ましい部品や装置を内部筐体２３内に収容することで、より効率良く温度調整できるようにしてある。
【００３５】
内部筐体２３は、本実施形態では、基板１１の一部（上部）と、これを覆う略有底角筒状でフランジ付きのカバー２３ａとで構築されており、基板１１の表面上に部品が実装された領域にカバー２３ａを被せて、当該領域がカバー２３ａと基板１１とで囲まれるようにしている。
【００３６】
そして、この内部筐体２３の内部には、部品が実装された電子回路基板（例えばＣＰＵボード等）２４と、温度調整機構としてのヒータ２８とが収容してある。
【００３７】
電子回路基板２４は、配線パターンが形成されたプリント基板２５上に各種電気部品（例えば、ＩＣ、回路素子等）２６が実装されたものである。この電子回路基板２４には、コネクタ付きのケーブル３０を介して電源部１２（図３参照）等から電源電力が供給されるとともに、各種演算信号が入出力されるようになっている。
【００３８】
ヒータ２８は、例えばその内部に電熱線を張り巡らせたシート状のヒータ２８として構成することができ、内部筐体２３内に設けられた温度センサ（図示せず）の検知結果に基づいて、電子回路基板２４として構築されたＣＰＵによってヒータ２８の通電のＯＮ／ＯＦＦが切替制御されるようになっている。これにより、内部筐体２３内の温度の調整が行われる。かかる温度調整としては、例えば、一定の温度範囲内に維持する場合もあるし、限界温度以下となった場合に加熱する場合もある。なお、温度調整機構として、例えばペルチェ素子等の冷却機構を設けてもよいし、加熱機構と冷却機構の双方を設けてもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、このシート状のヒータ２８と電子回路基板２４とを間隙をあけて相互に略平行に沿わせた状態で配置してある。具体的には、基板１１上に突設された四本の取付脚部２９を用いて、基板１１の表面から隙間をあけて当該表面と略平行にシート状のヒータ２８を取り付け、さらに、このシート状のヒータ２８から隙間を空けて当該ヒータ２８と略平行に電子回路基板２４を取り付けてある。
【００４０】
さらに、内部筐体２３内には、当該内部筐体２３内で気流を循環させる電動ファン２７を設けてある。この電動ファン２７は、本実施形態では、電子回路基板２４の上方の左右方向中央部に配置されて下方の電子回路基板２４に向けて下方に空気を吹き出すようになっており、これにより、内部筐体２３内には、図６に白抜き矢印で示すように、中央部で下向きに流れて下端部で折り返し、左右両側を吹き上がって循環する空気流が形成される。さらに、本実施形態では、電動ファン２７の送風方向を、基板１１、シート状のヒータ２８、および電子回路基板２４の表面に沿う方向に設定し、電動ファン２７からの送風をこれらの隙間を通すようにしてある。具体的には、基板１１、シート状のヒータ２８、および電子回路基板２４を相互に略平行に配置するとともに、当該基板１１、ヒータ２８および電子回路基板２４の表面に沿う方向と、電動ファン２７の軸方向とを略平行に設定すればよい。
【００４１】
電動ファン２７によって生じる気流（電動ファン２７からの送風）は、電子回路基板２４を冷却する効果もあるが、ヒータ２８によって暖められた気流を内部筐体２３の内部で全体的に循環させ、これにより内部筐体２３内で温度を均一化するとともに、結露を抑制あるいは結露水の蒸発を促進するという効果もある。すなわち、本実施形態ではヒータ２８と電動ファン２７とをともに（同時に）作動させる場合がある。具体的には、冬季や夜間等に温度が低下したり結露が生じたりした場合（あるいは、湿度センサと温度センサとの検知結果からＣＰＵ等で結露が生じる条件となることが予知された場合）に、ヒータ２８と電動ファン２７とを同時並行して作動させることで、内部筐体２３内でより迅速な昇温あるいは結露水の蒸発を図ることができる。さらに、本実施形態では、ヒータ２８がシート状で、電動ファン２７の送風をシート状のヒータ２８の表面（本実施形態では表裏面両方）に沿わせたため、より一層迅速に昇温および結露水の蒸発（あるいは結露の抑制）を図ることができる。
【００４２】
また、図６に示すように、内部筐体２３をなすカバー２３ａの下壁部２３ｃには、下方を指向する開口部２３ｄが形成されるとともに、この開口部２３ｄに向けて下る傾斜内面２３ｅが形成されている。かかる構成により、内部筐体２３の内部で結露が生じた場合にも、その結露水を開口部２３ｄから内部筐体２３の外へ排出することができる。また、開口部２３ｄは、内部筐体２３の内外で配索されるケーブル（配線）３０の挿通口としても用いられている。なお、本実施形態では、開口部２３ｄを、下壁部２３ｃから下方に向けて突設させた半筒状部分の筒内部として設け、当該半筒状部分を排水ガイドとして機能させるようにしたが、下壁部２３ｃに形成した貫通孔としてもよい。
【００４３】
以上の本実施形態では、外部筐体７内に、少なくとも一つの電気部品２６とともに温度調整機構としてのヒータ２８等を収容する内部筐体２３を収容した。このため、外部筐体７の内部全体の温度を調整する場合に比べて、より狭い内部筐体２３内を温度調整すればよくなる分、温度調整機構をより小型化できるとともに、温度調整に伴う消費エネルギを低減することができる。
【００４４】
また、本実施形態では、温度調整機構として、シート状のヒータ２８を備えるとともに、電気部品２６が実装される電子回路基板２４を備え、内部筐体２３内に、シート状のヒータ２８と電子回路基板２４とを相互に沿う状態で収容した。このため、電子回路基板２４を全体的により均一に暖めることが可能となって、局所的な加熱による不具合を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、内部筐体２３内で気流を循環させる電動ファン２７を設け、当該電動ファン２７によって内部筐体２３内でシート状のヒータ２８の表面に沿って流れる気流を形成するようにした。このため、この気流によって内部筐体２３内の温度分布をより均一化することができ、内部筐体２３内での局所的な温度上昇（例えば過熱）あるいは低下（例えば加熱不足）による不具合を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、内部筐体２３の下端部に結露水を排出することが可能な排水口として開口部２３ｄを設けた。このため、内部筐体２３内で結露により水が発生しても、この水を開口部２３ｄから外へ排出することができ、内部筐体２３内の電気部品２６等に水の影響が及ぶのを抑制することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態では、内部筐体２３の下壁部２３ｃに、排水口としての開口部２３ｄに向かって下る傾斜内面２３ｅを形成した。このため、下壁部２３ｃの傾斜内面２３ｅに沿って内部筐体２３内の水を排水口としての開口部２３ｄに集めて、排水性を高めることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、開口部２３ｄを、結露水の排水口として利用するとともに、内部筐体２３の内外で配索される配線の挿通口としても共用するようにしたため、排水口と挿通口とをそれぞれ別個に設ける場合に比べて構成を簡素化できて、製造コスト低減に資する。
【００４９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置を含むデータ収集システムの概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置の外部筐体の一部を取り外して内部を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置の外部筐体の一部を取り外して内部の上部を示す斜視図であって、図３とは別方向からみた図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置の内部筐体内の構成を示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるデータ収集装置の内部筐体の正面図である。
【符号の説明】
【００５１】
３  データ収集装置
７  外部筐体
１４ａ  センサ
２３  内部筐体
２３ｃ  下壁部
２３ｄ  開口部（排水口，挿通口）
２３ｅ  傾斜内面
２４  電子回路基板
２６  電気部品
２７  電動ファン（ファン）
２８  ヒータ（温度調整機構）
３０  ケーブル（配線）
【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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