JP2010182843A - Controller - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a control device in which a printed circuit board on which a power supply circuit is formed is incorporated in a case.
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）
Conventionally, a printed circuit board on which an electric circuit is formed is incorporated into a case for dust prevention, moisture prevention, and the like to constitute a control device. And such a control apparatus is built in the main body of a control apparatus, and the power supply which drives a control apparatus is produced.
Generally, when power is taken out from a commercial power supply, when a part of this power supply circuit becomes abnormal due to an event (tracking phenomenon between different polarities of the commercial power supply), smoke or ignition occurs on a printed circuit board There is a possibility that the printed circuit board may burn or spread to the case of the synthetic resin. For this reason, for example, when a printed circuit board is stored in a storage case, there is a structure in which a nonflammable material is provided on the solder surface side of the printed circuit board that may catch fire and is sandwiched between the storage case. It was. By doing so, even if the power supply board is ignited due to a failure, the non-combustible member provided between the board and the storage case prevents the fire from spreading to the synthetic resin storage case. (For example, Patent Document 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。 However, since an additional member is provided between the board and the storage case in this way, the number of parts increases, the control device becomes thick, and the manufacturing and assembling property of the control device itself deteriorates.
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） In some control apparatuses, these cases are provided separately from a storage case for storing a printed circuit board and an exterior case covering the upper surface. The outer case is provided to protect the electrical components on the printed circuit board from foreign matters such as dust and dirt. In this case, a cover portion that covers the periphery of a specific electrical component attached to the printed circuit board when the printed circuit board is stored in the exterior case is integrally formed in a part of the exterior case that covers the printed circuit board. As a result, a cover that protects the electrical component itself from foreign matters such as dust and dirt is also used as the exterior case. (For example, Patent Document 2)
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。 The problem to be solved by the present invention is that, even if smoke or ignition occurs in the control device, the printed circuit board generates smoke or ignition by devising the exterior case without adding a new member to prevent the spread of fire. However, an object is to provide a control device that prevents the spread of fire.
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。
The invention described in claim 1 includes a printed circuit board on which electrical components constituting a primary power circuit of a commercial power supply are assembled, a storage case that stores the printed circuit board, and an exterior case that covers the storage case. In the control device, a partition wall that hangs from the top surface portion of the exterior case toward the printed circuit board to the vicinity of the printed circuit board, and the partition wall surrounds the electrical component and the top surface of the exterior case and the partition wall And is formed so as to form a primary power supply space closed by the
Thus, the exterior case is provided with a partition wall that hangs down from the top surface portion, and forms a primary power supply space closed by the top surface of the exterior case and the partition wall. Even if smoke or ignition occurs in parts, etc., there is no outlet for the warmed air in this space, and the space is limited as a predetermined space. Oxygen in the created space is consumed, carbon dioxide is generated and stays on the surface of the printed circuit board. This prevents the replacement of air supplying new oxygen due to the chimney effect in this space. As a result, even if smoke or ignition occurs in the primary side power supply circuit, it is possible to prevent the supply of new air one after another and prevent the spread of fire.
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。
According to a second aspect of the present invention, in the control device according to the first aspect, a storage case partition wall protruding from the storage case is provided, and the storage case partition wall and the partition wall provided in the exterior case are provided. It is characterized by having been fitted.
Even if the control device is arranged so that the partition surface is positioned upward by fitting the exterior case, the partition wall, and the storage case partition wall of the storage case to form a partition surface with improved sealing degree, Since there is no opening through which the heated air escapes above the primary side power supply space, air replacement in the chimney effect is prevented. As a result, even if the arrangement of the control device changes, similarly, even if smoke or ignition occurs in the primary power supply circuit, it is possible to prevent the supply of new air one after another and to prevent the spread of fire.
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。
According to a third aspect of the present invention, in the control device according to the first or second aspect, a heat sink that is attached to the electrical component on the printed circuit board and promotes heat radiation is provided outside the primary power supply space. The partition wall and the heat sink are in contact with each other to form the primary power supply space.
As a result, by placing the heat sink outside the primary power supply space, the heat dissipation performance of the heat sink that dissipates the heat of the electrical components is improved, and even if there is smoke or ignition in the primary power supply circuit, new air is generated one after another Therefore, it is possible to prevent the spread of fire and to improve safety and heat dissipation performance of the control device.
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。 The control device of the present invention can prevent the spread of fire even if the electrical component smokes or ignites in the control device in which the printed circuit board on which the electrical component of the power supply circuit is mounted is covered with the storage case and the exterior case.
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。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of the control device according to the first embodiment of the present invention as viewed from the side.
A printed circuit board 2 is disposed in the storage case 1, and electrical components constituting a power supply circuit are mounted on the printed circuit board 2 to form a control circuit. The electrical components refer to the transformer 9 that insulates the primary side and the secondary side that form the electrical circuit, the varistor 8 that protects the printed circuit board 2 from external surges, the triac 10 that controls the AC drive circuit, and the like. Then, in order to improve the reliability of the electric parts constituting these power supply circuits, the lead parts of the electric parts mounted on the printed board 2 are protected by the waterproof potting member 3 made of urethane material. The surface side and the back surface side are covered.
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。 And the storage case 1 which accommodates the printed circuit board 2 which mounts these electrical components, and the exterior case which covers the opening surface of this are provided. These are structured so that the exterior case 4 is fitted into the hook structure provided on the walls 5 at both ends of the storage case 1 and attached. In addition, the structure which attaches the exterior case 4 to the storage case 1 may provide a screw hole in a storage case and an exterior case instead of the described hook structure, and may squeeze the storage case 1 and the exterior case 4 together with a screw. It is most suitable for a case structure having a clearance between the storage case 1 and the outer case 4 and receiving outside air (air). Here, in order to improve workability, the structure in which the storage case and the outer case are combined is shown as a representative hook structure.
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。
Furthermore, a partition wall 6 that is suspended from the top surface portion of the outer case 4 toward the storage case 1 is provided. This is because the electrical components constituting the power supply circuit are enclosed in the space surrounded by the partition wall 6. The front end of the partition wall 6 reaches the vicinity of the potting member 3. Usually, this distance is about several millimeters. It is desirable to make the passage through which air is exchanged as narrow as possible, but this interval is provided from the standpoint of buffering so that the exterior case and components (including the printed circuit board) are not damaged by vibration or the like. . The storage case 1 and the outer case 4 are made by molding from a material such as vinyl chloride resin, nylon, polycarbonate, etc. in consideration of processability and flame retardancy.
Furthermore, although the printed circuit board 2 is covered with the potting material 3 here, the effect of the invention is obtained even if it is not covered. Further, since the potting material 3 is made of urethane material, even if the tip of the partition wall 6 from the outer case 4 is temporarily contacted by an impact or the like, there is an impact buffering effect, which is effective when the distance from the partition wall is reduced as much as possible. .
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。 FIG. 2 shows a top view of the control device according to the first embodiment of the present invention as seen from above. In the outer case 4, a partition wall 6 hangs down from the top surface of the outer case 4 toward the storage case 1 to form the partition wall 6 in a U shape. The electrical components are arranged in a space surrounded by the U-shaped partition wall 6 and the wall surface of the storage case 1. Thus, the partition wall 6 is provided in the exterior case 4, and the primary side components are the primary side power supply space 11 covered with the partition wall 6, the storage case 1, and the top surface of the exterior case. Electrical components are arranged in Here, the covered primary side power supply space 11 may be a partition wall 6 hanging from the storage case 1 and the outer case 4, as long as the primary side circuit is stored in the attached state. Further, even if the space surrounded only by the partition wall 6 is not configured, it may be formed in a state of being attached by surrounding the four sides only by the partition wall. For example, at least, the partition wall 6 may be provided in the primary power supply space 11 so that the space volume is smaller than the space surrounded only by the outer case 4 and the storage case 1.
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。
Next, FIG. 3 shows a perspective view of the control device according to the first embodiment of the present invention. A partition wall 6 is provided that hangs down from the top surface portion of the outer case 4 toward the boundary portion between the primary circuit and the secondary circuit that hangs down toward the storage case.
Here, on the front side, there is no wall surface of the exterior case 4 itself, and a partition wall 6 is formed. The width of this partition wall is made shorter than the width of the exterior case in the left-right direction, so that the space surrounded by the partition wall 6 is reduced. In this way, a space surrounded by the partition wall 6 is formed further inside the space surrounded by the outer case 4 and the storage case 1, and the power supply unit on the primary side of the commercial power supply is stored and arranged, thereby the power supply unit Even if smoke or ignition occurs, warmed air does not escape from the top surface, and the structure is designed to reduce the inflow of air from the outside into this space. In other words, it is possible to prevent the spread of fire by making the space in a state caused by smoke and ignition without oxygen substitution, without oxygen.
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。 Next, FIG. 4 shows a perspective view of a control device according to the second embodiment of the present invention. First, the control device of the present invention is installed so that the arrow direction is the upper surface as shown in FIG. In this control device, the outer case 4 is provided with a partition wall 6 formed in a U-shape. The tip of the partition wall 6 is made to engage with the tip of the storage case partition wall 12. By adopting a configuration in which a part of the partition wall 6 in the outer case 4 and the partition wall from the case cover are just combined, the part plays a sealing role. In addition, the storage case partition wall 12 divides the area in which the printed circuit board 2 is stored in the storage case 1 and the area that is not stored in the storage case 1. The height of the storage case partition wall 12 is set so as not to spill even when the potting material 3 injected therein is injected.
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。
Next, FIG. 5 shows a sectional view of the control device according to the second embodiment of the present invention as seen from the front.
This control device is arranged so that the arrow direction is upward. By being engaged with the partition wall 6 and the storage case partition wall 12, the sealed state of the partition surface is ensured. The primary-side power supply space 11 formed in this way is arranged as shown in the figure, and the partition surface that secures the sealed state in which the partition wall 6 and the storage case partition wall 12 are fitted is used as the primary-side power circuit. Positioning above, prevents outflow of warm air and smoke even if smoke or fire occurs. As a result, air replacement due to the chimney effect is not performed and combustion or the like does not continue.
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。
Next, FIG. 6 shows a sectional view of the control device according to the second embodiment of the present invention as seen from the side.
In this way, the partition wall 6 and the storage case partition wall 12 which are arranged so that the direction of the arrow is upward are fitted to ensure a sealed state of this surface. The primary power supply space 11 formed in this way is located above the primary power supply circuit, so that the above-described effects can be achieved.
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。
Next, FIG. 7 shows a cross-sectional view of the control device according to the third embodiment of the present invention as viewed from the side.
In the control device to which the exterior case 4 is attached, a partition surface is formed by the partition wall 6 and the heat sink 7 in the heat sink 7 mounted on the printed circuit board 2 instead of the storage case partition wall 12. That is, when the heat dissipation effect of the heat sink 7 attached to the heat generating component mounted on the printed board 2 is deteriorated, the heat sink 7 is disposed so as to be exposed to the outside air. As a result, the heat sink 7 dissipates the heat of the triac 10, but since this heat dissipates to a space other than the primary power supply space 11 with which the heat sink contacts, heat dissipation is performed quickly. As shown in FIG. 1, the heat sink 7 is expected to dissipate heat more efficiently than the heat sink 7 disposed in the primary power supply space 11. In this way, it is possible to achieve both heat dissipation efficiency and deletion of the storage case partition wall 12.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Storage case 2 ... Printed circuit board 3 ... Potting material 4 ... Exterior case 5 ... Storage case hook part,
6 ... Partition wall 7 ... Heat sink 8 ... Varistor 9 ... Transformer 10 ... Triac 11 ... Primary power supply space 12 ... Storage case partition wall
Claims (3)
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