JP5314764B2 - 電子装置用ハウジング - Google Patents

Description

本発明は電子装置用のハウジングに関し、このハウジングはとりわけ屋外での寒冷及び高温環境に適している。

背景技術とその課題

屋外の環境用に電子装置用のハウジングを製造するときに、重要な問題はハウジングが温度の大きな変化に対処することができなければならないということである。すなわち、ハウジングは、寒冷及び高温環境に適していなければならない。多くの関心がそれ故、断熱及び電力消費に必要とされ、経済的及び環境的背景から電力消費を低レベルに保つことが望ましい。

屋外の環境のための電子装置用の保護ハウジングは、通常シェル内部で電子装置を保護するために単一の密封されたシェルを備えている。外部の気温が低い場合、電子装置によって発生するシェルの熱はシェル中に容易に伝えられることができる。しかしながら、外部の温度が高くまたはシェルが太陽放射によって加熱されるときに、内部温度は電子装置及び外部の熱より生成された熱により上昇する。この種の課題の解決は、日除けまたは密封されたシェルの外側にシェルを加えることを配置することでもよい。

電子装置用の従来の二重シェルハウジングは、外部の熱が内側シェルに達することを防止するためシェルの間に空気を使用する。内側シェルの内部が電子装置によって外部の温度より高い温度まで加熱される場合、換気口は通常外側シェルに設けられ、空気の自然な対流を提供する。他の方法は、内部温度を抑えるために外側に電子装置によって発生する熱の伝送を容易にするように熱伝導材料のシェルを製造することである。

同様に、従来の二重シェルハウジングにおいて、シェル間の空気が電子装置周辺で内側シェル内部において都合よく調節された環境を維持する断熱として適用されるように、シェル間の空気は冷たい環境に役立ってもよい。

自然な対流及び外側シェルの開口部を使用しているこの種の二重シェルハウジングにおいて、しかしながら、内側シェルの内部、内側及び外側シェルの間の両方からの効果的でない熱輸送に関する課題が存在する。

欧州特許出願公開第０７４６１９２号明細書は内側及び外側シェルの間に設けられている複数のファンを使用してこの課題に対処し、内側シェルは密閉され、外側シェルは外側シェルの外部環境との循環サポートのためのバイメタル弁を有する。しかしながら、ファン及びファンに接続しているいかなる電子機器も外部環境にさらされるという点で、欧州特許出願公開第０７４６１９２号明細書には欠点がある。外側の環境が冷たく湿っている場合、これはファン及び接続されているいかなる電子機器にも損害を導く。

米国特許第４９８４０８９号明細書において、カメラアセンブリの動作をサポートする屋外の監視装置が開示されている。その装置は、サーモスタットによって制御されるヒーター及び複数のファンを用いて低及び高温に適している。

米国特許第４４１９７１６号明細書は、電気装置を周囲大気から分離するシステムを有する密封された蒸気に耐えるハウジングを開示する。熱はファンを用いて移されそのうえハウジングは複数ある熱交換フィンを含む金属でできている。

従来の解決案を改善するために、第１の側面によれば、電子装置用ハウジングは第１シェル、第２シェル及び少なくとも第１ファンを含むものが提供される。少なくとも一つの開口部を有する第１シェルは、少なくとも部分的に電子装置を覆っており、ガス状の流体が電子装置を囲むことができるように配置される。ガス状の流体がシェルの間に存在してもよいように、少なくとも部分的に第１シェルを囲む第２シェルは第１シェルに関連して配置される。第１及び第２シェルに関して、第２シェルから第１シェルに少なくとも一つの開口部を通してガス状の流体の流れを設けることができ、それにより電子装置から第２シェルまで熱輸送を提供することができる。

換言すれば、上記のような欠点は、シェルの間の熱の流れを可能にする第１シェルに開口部を設けることによって対処される。これは電子装置の周囲を都合の良い温度に保つ。ファンが動くときに、第１シェルからシェル間のガス状の流体への熱輸送は改良され、ファンが動かないときに、シェル間のガス状の流体は保温材として機能する。周囲の環境が冷たいときはファンが切られ、ガス状の流体の層は熱を第１シェルの内部に保つためにシェルの間に保たれる。それ故ハウジングは、寒冷又は温暖環境のために最適化されることができる。

ハウジングの実施例は、ハウジングが周囲の環境に対して密閉され、第１ファンが第１シェルの開口に配置される実施例を含む。密封ハウジングは、悪環境での汚染からの分離を改善する。内側から外側に熱の流れを増す開口に第１ファンを配置し、それによって熱の流れを増やす。

実施例は、少なくとも第２ファンが第１及び第２シェル間に配置されることを含む。この種の実施例において、シェル間のガス状の流体の増加が得られることによって、改善された熱フローも得られる。周囲の環境が極端に熱いときは問題である。

実施例は、温度センサが第１シェル内部で配置され、制御装置に接続していることからも成る。温度センサによって予め定められた上方温度制限を上回る温度を検出するときに、制御装置は少なくとも前記第１ファンを動かすように構成される。温度センサによって予め定められた下方温度制限を下回る温度を検出するときに、制御装置は少なくとも前記第１ファンが動作するのを防止するように構成されることもできる。

このような実施例では、第１シェル内の環境の温度調節は更に容易にされる。この効果は必要な場合にだけ、少なくとも第１ファンが動くために制御されることができ、それによって、少なくとも第１ファンが動く全時間を最小化するのと同様に過剰な電力消費を防止し、ファンが限られた耐用年数を有する可動部分を有する機械装置であるという事実を考慮する。

シェルは、プラスチック及び金属などの断熱及び熱伝導材料でできていてもよい。実施例は第１シェルが断熱材でできており、また実施例は第２シェルが熱伝導材料でできていることを含む。第１シェルが断熱材及び第２シェルが熱伝導材料である組合せは、温暖及び寒冷環境両方において少なくとも第１ファンの効率的使用に関し最適化されるということをハウジングにもたらす。

第２の側面において、システムは第１の側面によるハウジング及び単一の電気的接続を有するカメラが設けられている。この電気接続は、電力、カメラへの通信路及び少なくとも第１ファンに設けられている。さらにまた、電気接続はイーサネット（登録商標）接続でもよい。この種のシステムの効果は、上記の効果に加えて、単一の電気接続がすべての必要な電力をシステムへ供給することができるということである。例えば、別の電力接続の必要がない。

図１ａはハウジングの断面図に関して概略的に例示する。 図１ｂは図１ａのハウジングが取付けられる際の断面図に関して概略的に例示する。 図２はカメラを備えるシステムの実施例に関して概略的に例示する断面図である。 図３はカメラを備えるシステムの他の実施例に関して概略的に例示する断面図である。 図４はカメラを備えるシステムのさらにもう一つの実施例に関して概略的に例示する断面図である。

実施例が、ここに添付の図面に関して記載されている。

図１ａ及び１ｂは、壁または天井１１２に載置することができる電子装置用ハウジング１０１の断面図に関して概略的に例示する。ハウジング１０１は第１シェル１０２の中に配列された電子装置１０９を有する第１シェル１０２を含んでいる。第１シェルの外側は第１シェル１０２をカバーするよう配置された第２シェル１０３である。シェル１０２、１０３の配置は、シェル１０２、１０３との間にスペース１１０をつくる。電子装置１０９の動作の間は、電子装置１０９を囲むガス状の流体を加熱する熱を発生させる。第１開口部１１３及び第１シェル１０２の第２開口部１１４は、外側の環境１００から封止される第１シェルと第２シェル１０３内から加熱されたガス状の流体を流れさせるために設けられている。第２シェル１０３を封止することは、国際的な保護評価（ＩＰ）に従って、所望のレベルに適合することができる。例えば、水の強力な噴射を受けるときに、ＩＰ６６で評価されるハウジングは不浸透性であると同様に塵密である。

より効果的にガス状の流体の温度を低下させるために、第１ファン１０４は第１シェル１０２の開口部に配置される。これは第１シェル１０２内及びシェル１０２、１０３の間のスペース１１０にガス状の流体の増加した流れを可能にする。

温度センサ１０６は、第１シェル１０２の中に配置される。温度センサ１０６は制御装置１０８に接続され、温度センサ１０６が第１シェル１０２内の温度が予め定められた上限を上回ることを感知するときに、第１ファン１０４を動かすように構成される。図１に示すように、制御装置１０８は別々のユニットでもよく、または電子装置１０９の一部を形成することができる。第１ファン１０４は、ガス状流体を流動する際に、電子装置１０９周辺及びシェル１０２、１０３の間のスペース１１０の中に循環させる。ガス状の流体は電子装置１０９を通るときに加熱され、２つのシェル１０２、１０３との間のスペース１１０を通過するときに冷却される。

制御装置１０８は、温度センサ１０６によって検出された温度が予め定められた下方温度制限を下回る際に、第１ファン１０４が動作するのを防止するように構成されることもできる。第１ファン１０４が動作しないときに、ガス状の流体は基本的に２つのシェル１０２、１０３との間のスペース１１０において静止しており、これにより保温材として働く。この配置は、外側の冷えた環境１００に対し、第１シェル１０２内部でガス状の流体の熱損失を最小化する。

点線によって示されるように、上記実施例のバリエーションは第２ファン１０５が第１シェル１０２と第２シェル１０３との間のスペース１１０に配置される。この第２ファン１０５は、制御装置１０８に接続しており、温度センサ１０６が温度を予め定められた上限を上回ることを感知するときに動作するように構成される。第１ファン１０４に関しては、温度センサ１０６が予め定められた下方温度制限を下回る温度を検出するときに、第２ファン１０５は動作を防げられる。

第２ファン１０５の使用の結果として、外側の環境温度が予め定められた制限より高いときに、ガス状の流体の流れは第１シェル１０２と第２シェル１０３との間のスペース１１０で増加する。このように、制御装置１０８によって制御される温度センサ１０６からの検知に基づいて、第１ファン１０４及び第２ファン１０５の両方が動作する。

イーサネット（登録商標）接続１１１は、電子装置１０９及び制御装置１０８に接続されている。イーサネット（登録商標）接続１１１は、単一の電力接続として、及び装置１０９と外部の器材（図示せず）間の通信路として用いられる。低電力が必要とされ最適に構成されたファン１０４については、イーサネット（登録商標）接続１１１は、電子装置１０９を有するハウジング１０１にすべての必要な電力を提供することができ、接続システムの電力予算に厳しい制限が課せられるイーサネット（登録商標）標準（ＩＥＥＥ ８０２．３ａｆ）を超える電力については注意をする。

シェルの材料は好ましくはプラスチック及び金属の組合せである。すでに要説したように、第１シェルが断熱材及び第２シェルが伝導材料でできている組合せは、ハウジング１０１が温暖及び寒冷環境両方において少なくとも第１ファンの効率的使用に関して最適化されることをもたらす。

図２、３及び４を参照すれば、システム２０１、３０１、４０１の実施例はカメラの形の電子装置用ハウジングから成ることが例示される。図２において、第１シェル２０２は部分的にカメラ２０９を囲む。第１シェル２０２は、第１開口部２１３及び第２開口部２１４を備えている。図１に関連して上記で述べた通りで、カメラ２０９を囲んでいる加熱された空気は、ファン２１５によって循環される。第２シェル２０３は、部分的に第１シェル２０２を囲む。透明なドーム２２０は、第２シェル２０３に取り付けられる。ドーム２２０は、システム２０１のハウジングの一部を形成するように、第２シェル２０３に取り付けられる。

図３において、第１シェル３０２は部分的にカメラ３０９を囲む。第１シェル３０２は、第１開口部３１３及び第２開口部３１４を備えている。図１に関連して上記で述べた通りで、カメラ３０９を囲んでいる加熱された空気は、ファン３１５によって循環される。第２シェル３０３は、部分的に第１シェル３０２を囲む。透明なドーム３２０は、第１シェル３０２に取り付けられる。ドーム３２０は、システム３０１のハウジングの一部を形成するように、第１シェル３０２に取り付けられる。

図４において、第１シェル４０２は部分的にカメラ４０９を囲む。第１シェル４０２は、第１開口部４１３及び第２開口部４１４を備えている。図１に関連して上記で述べた通りで、カメラ４０９を囲んでいる加熱された空気はファン４１５によって循環される。第２シェル４０３は部分的に第１シェル４０２を囲む。平坦な透明窓４２０の形の「ビューポート」は、第２シェル４０３に取り付けられる。ウインドウ４２０は、システム４０１のハウジングの一部を形成するように第２シェル４０３に取り付けられる。

当業者がわかるように、図２、３及び４の実施例はそれぞれの温度センサ、電気接続及び制御装置も通常含み、図１に関連して上記で述べた実施例と同様である。また、シェル２０２、２０３、３０２、３０３、４０２及び４０３用の材料の選択は、図１に関連して上記で述べた実施例と同様である。

Claims (6)

1. ハウジングおよびカメラからなるシステムであって、
   該ハウジングは周囲環境に対して密閉されていて、
   断熱材でできた一つの第１シェルは、該カメラを少なくとも部分的に覆い、前記第１シェルは前記カメラを囲むガス状の流体を与えるように配置され、前記第１シェルは少なくとも一つの開口部を有し、
   伝熱材料でできた一つの第２シェルは、前記第１シェルを覆い、前記第１シェルおよび前記第２シェルの間にガス状の流体を存在させるように第１シェルに関連して配置され、
   少なくとも一つの第１ファンは、該ファンが動作しているときに、ガス状の流体を前記第１シェルの前記少なくとも一つの開口部を通し、前記第２シェルへガス状の流体の流れを供給することができるように前記第１および第２シェルに関連して配置され、これにより前記カメラから前記第２シェルに熱を輸送することができ、
   前記ファンは、前記ファンが動作していないときに、前記ガス状の流体が前記二つのシェルの間で静止状態であるように、前記第１、第２シェルに関連して配置され、これにより外部の寒冷環境から断熱され、
   さらに、
   前記カメラおよび少なくとも前記第１ファンに電力および通信回線を供給する一つの電気的接続を含むシステム。
2. 前記電気的接続は一つのイーサネット（登録商標）接続である請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１ファンは、前記開口部に配置される請求項１あるいは２に記載のシステム。
4. 前記ハウジングは、前記第１シェルおよび前記第２シェルの間に少なくとも一つの第２ファンを含む請求項１ないし３のいずれかに記載のシステム。
5. 前記ハウジングは、前記第１シェルの中に配置されるとともに一つの制御装置に接続されている一つの第１温度センサを含み、該制御装置は、前記少なくとも第１温度センサによって感知された温度が所定の上限温度を超えるとき、少なくとも前記第１ファンを動作させるよう構成された請求項１ないし４のいずれかに記載のシステム。
6. 前記制御装置は、前記温度センサによって感知された温度が、所定の下限温度よりも低いとき、少なくとも前記第１ファンが動作することがないように構成された請求項５に記載のシステム。
   

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