JP2010182843A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 制御装置の電源回路で発煙・発火があっても延焼を防止する。
【解決手段】 商用電源の一次側電源回路を構成する電気部品が組み付けられたプリント基板と、前記プリント基板を収納する収納ケースと、前記収納ケースを覆う外装ケースとを備えた制御装置において、前記外装ケースの天面部より前記プリント基板に向かって前記プリント基板近傍まで垂下した仕切り壁を有するとともに、前記仕切り壁は前記電気部品を囲んで前記外装ケースの天面と前記仕切り壁とで閉塞された一次側電源空間を形成するように設けられた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源回路を形成したプリント基板をケースに組み込んだ制御装置に関する。

従来、電気回路を形成したプリント基板を、防塵・防湿等のためにケースに組み込んで、制御装置を構成している。そして、このような制御装置を制御機器の本体内部に組込んで、制御機器を駆動する電源を作り出している。
一般的に、商用電源より電力を取り出す場合、この電源回路の部品がある事象（商用電源の異極間でトラッキング現象等）で異常状態になった場合、プリント基板で発煙・発火が発生した場合、プリント基板が焦げたり、合成樹脂のケースに延焼する可能性がある。このために、たとえば、プリント基板を収納ケースに収める場合、発火の可能性があるプリント基板の半田面側に、不燃性材料を設けて、収納ケースとの間に挟み込む構造にしているものもあった。そうすることにより、電源基板が万一故障により発火しても、基板と収納ケース間に設けられた不燃部材によって合成樹脂の収納ケース等に延焼を防いでいた。（例えば、特許文献１）

しかし、こうして、基板と収納ケース間に追加部材を設けるため、部品点数が増加し、制御機器が厚くなったり、制御装置自身のの製造組立て性が悪くなっていた。

また、制御装置において、これらケースはプリント基板を収める収納ケースとその上面に覆う外装ケースと分けて設けているものもある。外装ケースはプリント基板上の電気部品が塵、埃等の異物から保護するために設けられている。これでは、プリント基板を覆う外装ケースの一部分に、当該外装ケースにプリント基板を収納したときにプリント基板に取り付けられている特定の電気部品の周囲を覆うカバー部が一体に成形されている。これによって、電気部品自身を塵、埃等の異物から保護するカバーを外装ケースで兼用させている。（例えば、特許文献２）

特開平９−７５２０９号公報 特開平１１−１５０３７５号公報

本発明が解決しようとする課題は、制御装置において、発煙・発火があっても、新たな延焼を防止する部材を追加することなく、外装ケースを工夫することによりプリント基板で発煙・発火があっても延焼を防止する制御装置を供給することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、商用電源の一次側電源回路を構成する電気部品が組み付けられたプリント基板と、前記プリント基板を収納する収納ケースと、前記収納ケースを覆う外装ケースとを備えた制御装置において、前記外装ケースの天面部より前記プリント基板に向かって前記プリント基板近傍まで垂下した仕切り壁を有するとともに、前記仕切り壁は前記電気部品を囲んで前記外装ケースの天面と前記仕切り壁とで閉塞された一次側電源空間を形成するように設けられたことを特徴とする。
このように、外装ケースには天面部分より垂下した仕切り壁を設け、前記外装ケースの天面と前記仕切り壁とで閉塞された一次側電源空間を形成したので、たとえ一次側電源回路の電気部品等で発煙・発火が発生しても、これによりこの空間内の暖められた空気が抜ける口を有さず、所定の空間として広さを限定しているので、この一次側電源空間の限られた空間内の酸素が消費されて、二酸化炭素が発生しプリント基板の面に滞留する。これにより、この空間内の煙突効果による新しい酸素を供給する空気の置換が起きない。その結果、一次側電源回路で発煙・発火があっても、次々と新しい空気を供給することを防止し、延焼を防ぐことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項1に記載の制御装置において、前記収納ケースに突出した収納ケース仕切り壁を設けるとともに、前記収納ケース仕切り壁と外装ケースに設けられた前記仕切り壁とを勘合させたことを特徴とする。
外装ケースと仕切り壁と収納ケースの収納ケース仕切り壁とを勘合させ、密閉度を向上させた仕切り面を形成することで、この仕切り面が上方に位置するように制御装置が配置されても、一次側電源空間の上方に暖められた空気が抜ける口を形成しないので、より煙突効果における空気の置換が起こらなくする。その結果、制御装置の配置が変わっても、同様に、一次側電源回路で発煙・発火があっても、次々と新しい空気を供給することを防止し、延焼を防ぐことができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の制御装置において、前記プリント基板に前記電気部品に取付けられその放熱を促進するヒートシンクを前記一次側電源空間外に設けるとともに、前記仕切り壁と前記ヒートシンクが接して前記一次側電源空間を形成したことを特徴とする。
それによって、ヒートシンクを一次側電源空間の外に置くことで、電気部品の熱を放熱させるヒートシンクの放熱性能を向上させ、且つ、一次側電源回路で発煙・発火があっても、次々と新しい空気を供給することを防止し、延焼を防ぐことができるので、安全と制御装置の放熱性能の向上が可能となる。

本発明の制御装置は、電源回路の電気部品を搭載したプリント基板を収納ケースと外装ケースで覆われた制御装置において、電気部品が発煙・発火しても延焼を防止できる。

本発明における第１実施形態の制御装置を側面から見た断面図である。 本発明における第１実施形態の制御装置を上面から見て天面を透視させた図である。 本発明における第１実施形態の制御装置の斜視図である。 本発明における第２実施形態の制御装置の斜視図である。 本発明における第２実施形態の制御装置を正面から見た断面図である。 本発明における第２実施形態の制御装置を側面から見た断面図である。 本発明における第３実施形態の制御装置を側面から見た断面図である。

図１に、本発明における第１実施形態の制御装置の側面から見た断面図を示す。
収納ケース１にはプリント基板２が配置されており、そのプリント基板２には電源回路を構成する電気部品が実装され制御回路を構成している。なお、電気部品は電気回路を形成する1次側と2次側を絶縁するトランス９やプリント基板２を外来サージから保護するバリスタ８、AC駆動回路を制御するトライアック１０等を指す。そして、これらの電源回路を構成する電気部品の信頼性を向上するために、防水性のウレタン材質のポッティング部材３でこのプリント基板２に実装される電気部品のリード部分が保護されるように部品面側及び裏面側を覆っている。

そして、これら電気部品を搭載したプリント基板２を収納する収納ケース１とこれの開口面を覆う外装ケースを設けている。そして、これらは外装ケース４を収納ケース１の両端の壁５に設けたフック構造にはめ込み、そして取り付けられる構造にしている。なお、外装ケース４を収納ケース１に取付ける構造は、記載したフック構造の代わりに収納ケースと外装ケースにネジ穴を設け、収納ケース１と外装ケース４をネジで共絞めしてもよい。収納ケース１と外装ケース４のすきまがあり外気（空気）が入ってくるケース構造のものに最適である。ここでは作業性向上を考え収納ケースと外装ケースを合体させる構造を代表的にフック構造とし図示した。

さらには、外装ケース４の天面部分より収納ケース１に向かって垂下した仕切り壁６が設けられている。この仕切り壁６で囲まれた空間に電源回路を構成する電気部品を囲うようにするためである。この仕切り壁６の先端はポッティング部材３の近くまで達するようにしている。通常この間は数ミリ程度の離れて設けられている。なお、空気が入れ替わる通路をできるだけ狭くするほうが望ましいが、この程度の間隔は外装ケースと部品（プリント基板を含む）同士が振動等により損傷しないように緩衝防止の面からも必要のため設けている。なお、収納ケース１、外装ケース４は加工性と難燃性を考慮して、例えば塩化ビニル樹脂、ナイロン、ポリカーボネート等の材質で成型されて作られる。
さらに、ここでは、プリント基板２をポッティング材３で覆っているが、覆わなくても発明の効果はある。また、このポッティング材３はウレタン材質なので、外装ケース４からの仕切り壁６の先端が衝撃等で一時的に接触しても衝撃緩衝効果もあるので、仕切り壁と距離をできるだけ縮める時には有効である。

図2は本発明における第１実施形態の制御装置を上面から見て天面を透視させた図を示す。外装ケース4には、仕切り壁6が外装ケース4の天面部に収納ケース1に向かって垂下して仕切り壁6をコの字状に形成している。そして、コの字状の仕切り壁６と収納ケース１の壁面で囲まれる空間に、電気部品が配置される様になっている。このように、仕切り壁6は外装ケース4の内部に設けてあり、1次側の部品はこの外装ケースの仕切り壁６と収納ケース１と外装ケースの天面で覆われた一次側電源空間１１に電気部品が配置されている。ここで、覆われた一次側電源空間１１は、収納ケース１と外装ケース4から垂下した仕切り壁６で、取り付けた状態で1次側回路を収納していればいい。また仕切り壁６だけで囲まれた空間を構成しなくても、仕切り壁のみで四方を囲んで取り付けた状態で形成すればいい。例えば、少なくても、一次側電源空間１１を、外装ケース４と収納ケース１のみで囲われた空間より、空間体積が小さくなるように仕切り壁６を設けるようによればよい。

次に、図3は、本発明における第１実施形態の制御装置の斜視図を示す。外装ケース4の天面部から収納ケース方向に垂下する1次側回路と2次側回路の境界部位に向かって垂下される仕切り壁６が設けてある。
ここでは、手前側には、外装ケース4自体の壁面はなく、仕切り壁６が形成されている。この仕切り壁の幅は左右方向には外装ケースの幅より短くして、仕切り壁６で囲まれる空間を小さくしている。このように、外装ケース４と収納ケース１で囲まれる空間のさらなる内側に仕切り壁６で囲われる空間を形成し、商用電源の一次側の電源回路を収納して配置することにより、この電源部で発煙・発火が発生しても、暖められた空気は上面から抜けることがなく、この空間に外部からの空気の流入を少なくした構造としている。つまり、空気の置換をさせないで発煙・発火による状態の空間を酸素不足にして、延焼を防止することを可能としている。

次に、図４に、本発明における第２実施形態の制御装置の斜視図を示す。まず、本発明の制御装置は図４の如く矢印方向が上面になるように設置される。この制御装置は、外装ケース４には、コの字状に形成された仕切り壁６を設けられている。この仕切り壁６の先端は、収納ケース仕切り壁１２の先端と勘合させるようにしている。外装ケース４にある仕切り壁６の一部分と、前記ケースカバーからの仕切り壁がちょうど合わさるような構成にすることで、その部分が密閉の役割を果たす。また、この収納ケース仕切り壁１２で、収納ケース１にプリント基板２を収納する領域と、収納しない領域を収納ケース仕切り壁１２で分れている。この収納ケース仕切り壁１２の壁の高さはここに注入されるポッティング材３を注入してもこぼれないようにする高さにしている。

次に、図５に、本発明における第２実施形態の制御装置を正面から見た断面図を示す。
この制御装置は、矢印方向が上方になるように配置される。仕切り壁６と、収納ケース仕切り壁１２とで勘合されることにより、この仕切り面の密閉状態を確保するようになっている。このように形成された一次側電源空間１１は、本図のように配置されて、仕切り壁６と収納ケース仕切り壁１２との勘合された密閉状態を確保した仕切り面を1次側の電源回路の上方に位置することで、発煙・発火が起きても、暖められた空気や煙の流出を防ぐ。その結果、煙突効果による空気の置換が行われなくなり燃焼等は継続しない。

次に、図６に、本発明における第２実施形態の制御装置を側面から見た断面図を示す。
このように、矢印方向が上方になるように配置した仕切り壁６と収納ケース仕切り壁１２との勘合されてこの面の密閉状態を確保するようになっている。このように形成された一次側電源空間１１は、一次側電源回路の上方に位置することで、前述の効果が可能となる。

次に、図７に、本発明における第３実施形態の制御装置を側面から見た断面図を示す。
外装ケース４を取り付けた制御装置において、収納ケース仕切り壁１２の代わりにプリント基板２に搭載したヒートシンク７にて、その仕切り壁６とヒートシンク７で仕切り面を形成している。つまり、プリント基板２に実装されている発熱部品に取り付けられているヒートシンク７の放熱効果が悪化する場合においては、ヒートシンク７を外気に露出するように配置する。その結果、ヒートシンク７はトライアック１０の熱を放熱させるが、この熱はヒートシンクが接する一次側電源空間１１でない空間に、放熱させるので、放熱が迅速に行なわれる。図１で示したようにヒートシンク７は一次側電源空間１１に配置されるよりも効率よい放熱が期待される。このように、放熱効率と収納ケース仕切り壁１２の削除を、両立させることが可能となる。

１…収納ケース
２…プリント基板
３…ポッティング材
４…外装ケース
５…収納ケースフック部、
６…仕切り壁
７…ヒートシンク
８…バリスタ
９…トランス
１０…トライアック
１１…一次側電源空間
１２…収納ケース仕切り壁

Claims (3)

1. 商用電源の一次側電源回路を構成する電気部品が組み付けられたプリント基板と、前記プリント基板を収納する収納ケースと、前記収納ケースを覆う外装ケースとを備えた制御装置において、前記外装ケースの天面部より前記プリント基板に向かって前記プリント基板近傍まで垂下した仕切り壁を有するとともに、前記仕切り壁は前記電気部品を囲んで前記外装ケースの天面と前記仕切り壁とで閉塞された一次側電源空間を形成するように設けられたことを特徴とする制御装置。
2. 請求項1に記載の制御装置において、前記収納ケースに突出した収納ケース仕切り壁を設けるとともに、前記収納ケース仕切り壁と外装ケースに設けられた前記仕切り壁とを勘合させたことを特徴とする制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の制御装置において、前記プリント基板に前記電気部品に取付けられその放熱を促進するヒートシンクを前記一次側電源空間外に設けるとともに、前記仕切り壁と前記ヒートシンクが接して前記一次側電源空間を形成したことを特徴とする制御装置。