特開 2022-26607 制御機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022026607

(43)【公開日】2022-02-10

(54)【発明の名称】制御機器

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/20 20210101AFI20220203BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20220203BHJP

【ＦＩ】

H01M2/10 E

H05K7/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020130163

(22)【出願日】2020-07-31

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(71)【出願人】

【識別番号】000108085

【氏名又は名称】セコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大川 芳利

(72)【発明者】

【氏名】藤江 聡明

【テーマコード（参考）】

5E322

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E322AA03

5E322BA01

5E322BA03

5E322BA04

5E322CA05

5H040AA27

5H040AS22

5H040AY02

5H040CC05

5H040CC38

(57)【要約】

【課題】バッテリに熱が伝わり難くする。
【解決手段】制御機器は、筐体と、前記筐体の内部に配置された回路基板と、前記筐体の内部において、前記回路基板と異なる位置に配置されており、電源装置からの電力によって充電され、前記回路基板に電力を供給するバッテリと、前記回路基板と前記バッテリとの間に設けられた隔壁と、を備え、前記回路基板と前記隔壁との間に間隔が空けられている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御機器であって、
筐体と、
前記筐体の内部に配置された回路基板と、
前記筐体の内部において、前記回路基板と異なる位置に配置されており、電源装置からの電力によって充電され、前記回路基板に電力を供給するバッテリと、
前記回路基板と前記バッテリとの間に設けられた隔壁と、
を備え、
前記回路基板と前記隔壁との間に間隔が空けられている、制御機器。

【請求項2】

請求項１に記載の制御機器であって、
前記バッテリは、前記筐体の側面に隣接して配置されている、制御機器。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の制御機器であって、
前記バッテリと前記筐体の外部とを連通する通気経路を備える、制御機器。

【請求項4】

請求項３に記載の制御機器であって、
前記通気経路は、前記筐体の内部と外部とを連通する貫通孔である、制御機器。

【請求項5】

請求項４に記載の制御機器であって、
前記筐体は、底板であって、表と裏に空間を有する底板を有し、
前記回路基板と前記電源装置と前記バッテリは、前記底板の表に配置され、
前記貫通孔は、前記底板に形成された開口を含む、制御機器。

【請求項6】

請求項５に記載の制御機器であって、
前記開口は、前記バッテリの鉛直上方に設けられている、制御機器。

【請求項7】

請求項６に記載の制御機器であって、
前記開口には、前記電源装置に電力を供給する電線が通過可能である、制御機器。

【請求項8】

請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の制御機器であって、 前記開口と前記バッテリとの間に、前記隔壁の端部から前記開口に向かって延出し、前記回路基板からの熱を前記隔壁から前記開口まで誘導する誘導壁を備える、制御機器。

【請求項9】

請求項５から請求項８のうちのいずれか一項に記載の制御機器であって、
前記バッテリは、前記底板の側の少なくとも一部が、前記底板から離間している、制御機器。

【請求項10】

請求項４に記載の制御機器であって、
前記貫通孔は、前記筐体の側面及び下面に形成され、前記間隔と前記筐体の外部とを連通するスリットを含む、制御機器。

【請求項11】

請求項１から請求項１０のうちのいずれか一項に記載の制御機器であって、
前記バッテリは、前記筐体の側面及び前記隔壁から離間して配置されている、制御機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御機器に関する。

【背景技術】

【0002】

家屋の防犯、防災のためのセキュリティシステムが知られている。下記の特許文献１には、家屋の防犯、防災のためのセキュリティシステムに用いられるセキュリティ機器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１８５１３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ホームセキュリティシステムを構成する端末やセキュリティ機器は、セキュリティ上、常時通電が一般的であり、商用交流（以下ＡＣ電源という）で動作する。更に、セキュリティ機器は、ＡＣ電源の停電時に備えて、内部にバッテリを備え、ＡＣ電源の通電時にはバッテリを充電しておき、停電時には、バッテリを電源装置として監視などの動作を継続する。このように、セキュリティ機器のバッテリは、充電と放電のいずれかの状態で長期間に亘って使用状態におかれるから、使用温度範囲が定められているバッテリを、セキュリティ機器内に収納しておくにはかなりの制約を伴う。しかも、動作を保証する停電期間を長くしようとすれば、保証期間に見合ったバッテリ容量を確保することが求められるが、その一方で、セキュリティシステムを構成するセキュリティ機器等の小型化も要請されている。また、セキュリティ機器の基板で生じた熱がバッテリを劣化させる可能性もある。さらに、ファンを用いて、基板で生じた熱を冷却することも考えられるが、ファンの音により利用者に不快感を与えてしまう可能性もあるため、ファンを用いずに冷却することが望まれていた。なお、このような課題は、セキュリティ機器だけでなく、設備監視用機器や設備制御機器に当てはまる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

（１）本開示の一形態によれば、制御機器が提供される。この制御機器は、筐体と、前記筐体の内部に配置された回路基板と、前記筐体の内部において、前記回路基板と異なる位置に配置されており、電源装置からの電力によって充電され、前記回路基板に電力を供給するバッテリと、前記回路基板と前記バッテリとの間に設けられた隔壁と、を備え、前記回路基板と前記隔壁との間に間隔が空けられている。この形態によれば、隔壁及び回路基板と隔壁との間に間隔により、回路基板で生じた熱がバッテリに伝わり難くできる。その結果、バッテリの熱による劣化を抑制し、バッテリの寿命を長くできる。

【0007】

（２）上記形態の制御機器において、前記バッテリは、前記筐体の側面に隣接して配置されていてもよい。この形態によれば、バッテリの熱を筐体の側面から放熱できる。

【0008】

（３）上記形態の制御機器において、前記バッテリと前記筐体の外部とを連通する通気経路を備えてもよい。この形態によれば、通気経路を通して熱を筐体の外部に排出するので、熱がバッテリに伝わり難くできる。

【0009】

（４）上記形態の制御機器において、前記通気経路は、前記筐体の内部と外部とを連通する貫通孔であってもよい。この形態によれば、貫通孔から筐体の外に熱を排出できるので、熱がバッテリに伝わり難くできる。

【0010】

（５）上記形態の制御機器において、前記筐体は、底板であって、表と裏に空間を有する底板を有し、前記回路基板と前記電源装置と前記バッテリは、前記底板の表に配置され、前記貫通孔は、前記底板に形成された開口を含んでもよい。この形態によれば、開口から熱を排出できる。

【0011】

（６）上記形態の制御機器において、前記開口は、前記バッテリの鉛直上方に設けられていてもよい。熱せられた空気は、上昇する。この形態によれば、バッテリの鉛直上方に開口が設けられているので、その開口から熱を排出できる。

【0012】

（７）上記形態の制御機器において、前記開口には、前記電源装置に電力を供給する電線が通過可能であってもよい。この形態によれば、排熱用の開口と、電線を通す開口を共通化できるので、省スペースとなる。

【0013】

（８）上記形態の制御機器において、前記筐体は、本体ケースと、蓋とを備え、前記蓋は、前記蓋が前記本体ケースに取り付けられたときに、前記開口と前記バッテリとの間に挿入されるリブを備えてもよい。この形態によれば、リブにより熱がバッテリに伝わり難くできる。

【0014】

（９）上記形態の制御機器において、前記バッテリは、前記底板の側の少なくとも一部が、前記底板から離間して配置されていてもよい、この形態によれば、底板からの熱を伝わり難くでき、隙間を断熱層として用いることができる。

【0015】

（１０）上記形態の制御機器において、前記貫通孔は、前記筐体の側面及び下面に形成され、前記間隔と前記筐体の外部とを連通するスリットを含んでいてもよい。この形態によれば、筐体の外部からスリットを通して温度の低い空気を流入させることで、筐体内部の温度を下げることができる。

【0016】

（１１）上記形態の制御機器において、前記バッテリは、前記筐体の側面及び前記隔壁から離間して配置されていてもよい。この形態によれば、筐体の側面や隔壁からバッテリへ熱が伝わり難くできる。

【0017】

なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、制御機器の他、制御機器における放熱方法等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】セキュリティシステムが設置された家を示す説明図である。

【図2】セキュリティ機器の正面図である。

【図3】セキュリティ機器の右側面図である。

【図4】セキュリティ機器の左側面図である。

【図5】セキュリティ機器の上面図である。

【図6】セキュリティ機器の下面図である。

【図7】セキュリティ機器の背面図である。

【図8】蓋を外した本体ケースの正面図である。

【図9】本体ケースの斜視図である。

【図10】蓋を裏面側から見た斜視図である。

【図11】バッテリの収納構造を示す平面図である。

【図12】バッテリの収納構造を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１は、セキュリティシステムが設置された家１０を示す説明図である。この家１０は、玄関２０、ＬＤＫ３０、和室４０、洋室５０がある家である。玄関２０には、扉２２があり、ＬＤＫ３０、和室４０、洋室５０には、それぞれ窓３２、４２、５２がある。セキュリティシステムは、セキュリティ機器１００と、各種センサ１０２、１０３、１０４、１０５、１０６を備え、家１０への侵入を検知する。具体的には、扉２２、窓３２、４２、５２には、それぞれ侵入センサ１０２、１０３、１０４、１０５が設置されている。洋室５０には、カメラ１０６が設置されている。セキュリティ機器１００は、玄関２０とＬＤＫ３０との間の壁６０に設置されている。なお、セキュリティ機器１００の設置場所については、家１０の屋内の壁であれば、とくに制限はない。

【0020】

セキュリティ機器１００が警戒状態のときに、扉２２や窓３２、４２、５２が開けられると、対応する侵入センサ１０２、１０３、１０４、１０５が検知し、セキュリティ機器１００に対して、扉２２や窓３２、４２、５２が開けられた旨の検知情報を送信する。また、セキュリティ機器１００が警戒状態のときに、カメラ１０６は、洋室５０で動く物を検知した場合には、セキュリティ機器１００に対して、動く物を検知した旨の検知情報を送信する。センサは、侵入センサ１０２～１０５やカメラ１０６に限られず、ガス漏れセンサ、火災センサを含んでいてもよい。

【0021】

図２から図７は、それぞれ、セキュリティ機器１００の正面図、右側面図、左側面図、上面図、下面図、背面図を示す。セキュリティ機器１００は、本体ケース１１０と、蓋１８０と、アンテナ１９０を備える。本体ケース１１０と蓋１８０とを合わせて、セキュリティ機器１００の筐体を為している。本体ケースの上面１１０ｔ、下面１１０ｂ、左側面１１０ｌ、右側面１１０ｒは、取付面である壁６０と略垂直である。ここで、上、下、左、右は、正面から見たときの方向である。本体ケース１１０の右側面１１０ｒの鉛直上方の略半分、左側面１１０ｌの鉛直上方の略半分、及び下面１１０ｂの略中央には、それぞれスリット１１２ｒ、１１２ｌ、１１２ｂが形成されている。スリット１１２ｒ、１１２ｌ、１１２ｂは、本体ケース１１０の内部と外部とを連通する。本体ケース１１０の内部には、後述する回路基板、電源装置、バッテリが配置される。アンテナ１９０は、本体ケース１１０の右側面１１０ｒに配置されている。アンテナ１９０は、各種センサ１０２、１０３、１０４、１０５、１０６と通信を行い、検知情報を受信する。蓋１８０の下部の略中央には、スリット１８２と、開口１８４が形成されている。スリット１８２の奥側には、スピーカが設置されている。スピーカは、セキュリティ機器１００が検知情報を受信したときに警報を発する。スリット１８２の右側の開口１８４の中には、停止ボタン１４３が配置されている。停止ボタン１４３は、スピーカの警報を停止する。本体ケース１１０の背面側には、取付面である壁６０と略平行な底板１２０とバッテリ底板１７２が配置されている。バッテリ底板１７２には、バッテリが配置されている。底板１２０を挟んでその表と裏には、空間が形成され、底板１２０の表には、バッテリ以外の回路基板、電源装置が配置される。ここで表は、正面側、裏は背面側を意味する。バッテリ底板１７２は、鉛直上方に、スリット１７４を備え、底板１２０は、バッテリ底板１７２よりも鉛直上方に開口１２２、１２４を備える。

【0022】

図８は、蓋１８０を外した本体ケース１１０の正面図であり、図９は、本体ケース１１０の斜視図である。本体ケース１１０は、底板１２０と、隔壁１３０を備える。底板１２０は、壁６０から数ｍｍから１０ｍｍ程度離間する上げ底構造を有する。本体ケース１１０の内部には、回路基板１４０、１４２、１４６、１４８と、ＡＣ電源装置１５０（以下「電源装置１５０」と呼ぶ。）とバッテリ１７０が収納されている。電源装置１５０は、回路基板１４０、１４２、１４６に電力を供給すると共に、バッテリ１７０の充電を行う。バッテリ１７０は、停電の発生していない非停電時では、電源装置１５０から充電される状態にあるが、停電が発生した停電時には、電源装置１５０に代わって回路基板１４０、１４２、１４６に電力を供給する。なお、バッテリ１７０は、常時充電と給電を行い、非停電時においても、回路基板１４０、１４２、１４６に電力を供給してもよい。

【0023】

回路基板１４０は、底板１２０上で、正面から見て右下の位置に配置されている。回路基板１４０には、通信回路が搭載されており、アンテナ１９０と接続されている。また、回路基板１４０は、電線１７６によりバッテリに接続されている。この電線１７６は、バッテリ１７０への電力の充放電に用いられる。電線１７６は、クリップ１７７により、底板１２０に係止されている。回路基板１４０の板上には、回路基板１４２、１４６が配置されている。回路基板１４２には、停止ボタン用マイクロスイッチ１４３ｓ、ＣＰＵ１４４を含む制御回路が配置されている。回路基板１４６は、本体ケース１１０の中央下部に配置され、回路基板１４６には、スピーカ１６０が配置されている。回路基板１４８は、底板１２０の上で、正面から見て左上の位置に配置されている。回路基板１４８は、電源回路を有しており、電源装置１５０と接続されている。電源装置１５０は、底板１２０の上で、回路基板１４０、１４２、１４６、１４８と異なる位置、具体的には、正面から見て右上の位置に配置されている。バッテリ１７０は、左側面１１０ｌに隣接し、底板１２０の上で、回路基板１４０、１４２、１４６、１４８、及び電源装置１５０と異なる位置、具体的には、正面から見て左下の位置に配置されている。ここで、バッテリ１７０が、左側面１１０ｌに隣接するとは、バッテリ１７０が左側面１１０ｌと接触し、あるいは、バッテリ１７０が左側面１１０ｌとわずかな隙間を空けて配置されていることを意味する。隙間は、後述するように、リブにより空けられていてもよい。

【0024】

隔壁１３０は、バッテリ１７０と回路基板１４０との間に、形成されている。隔壁１３０と回路基板１４０とは、数ｍｍから１０ｍｍ程度離間している。また、バッテリ１７０と回路基板１４８とは、３０ｍｍから４０ｍｍ程度離間している。バッテリ１７０と回路基板１４８との間の底板１２０には、貫通孔としての開口１２２、１２４が開けられている。開口１２２、１２４のｚ方向の大きさは、２０ｍから２５ｍｍ程度である。隔壁１３０と回路基板１４０との間の空間は、開口１２２、１２４につながると共に、本体ケース１１０の下面のスリット１１２ともつながっている。なお、隔壁１３０と回路基板１４０との間は、離間していなくても良い。回路基板１４０上の電子部品と隔壁１３０とは、離間し、回路基板１４０上の電子部品と隔壁１３０との間に空間が形成される。

【0025】

回路基板１４０、１４２が発生させた熱は、図８の矢印に示すように、隔壁１３０により誘導され、開口１２２、１２４から排出される。

【0026】

図１０は、蓋１８０を裏面側から見た斜視図である。なお、図１０は、上下をひっくり返して蓋１８０を図示している。蓋１８０は、スリット１８２、開口１８４に加え、裏面に隔壁１３０の端部から開口１２２、１２４に向かって延出する、誘導壁であるリブ１８６を備える。リブ１８６は、蓋１８０を本体ケース１１０に取り付けたときに、開口１２２、１２４と、バッテリ１７０との間に挿入される。リブ１８６は、バッテリ１７０と回路基板１４８との間の空気の移動を遮蔽、誘導し、熱がバッテリ１７０に伝わり難くする。また、リブ１８６は、バッテリ１７０と回路基板１４８との間の空気の熱を開口１２２、１２４に誘導する。

【0027】

図１１は、バッテリ１７０の収納構造を示す平面図である。図１１では、蓋１８０のリブ１８６も図示している。バッテリ１７０と本体ケース１１０の左側面１１０ｌとの間にリブ１１４が設けられ、バッテリ１７０と隔壁１３０との間にリブ１３４が設けられている。リブ１１４は、バッテリ１７０と本体ケース１１０の左側面１１０ｌとの間に、隙間を形成し、リブ１３４は、バッテリ１７０と隔壁１３０との間に、隙間を形成する。その結果、隔壁１３０及び本体ケース１１０の左側面１１０ｌからバッテリ１７０に熱が伝わり難くできる。また、蓋１８０のリブ１８６は、開口１２２、１２４とバッテリ１７０との間に挿入されており、リブ１８６の左側面１１０ｌ側は鉛直上方、すなわち、開口１２２に向けて折れ曲がっている。そのため、リブ１８６は、矢印に示すように、バッテリ１７０の熱をスリット１１２ｌに誘導し排熱できる。また、リブ１８６は、図１１の矢印に示すように回路基板１４０、１４２からの熱をスリット１２２、１２４に誘導し排熱できる。なお、本実施形態では、蓋１８０にリブ１８６が設けられているが、本体ケース１１０側にあるいは、蓋１８０と本体ケース１１０の両側にリブ１８６が設けられていてもよい。なおリブ１８６は、蓋１８０あるいは本体ケース１１０と別部材とし、蓋１８０あるいは本体ケース１１０に固定される構造であってもよい。リブ１８６は、補強と排熱誘導の両方の機能を有していても良い。

【0028】

図１２は、バッテリ１７０の収納構造を示す断面図である。バッテリ底板１７２のスリット１７４より鉛直下方側のバッテリ１７０側の面には、リブ１７８が形成されている。これにより、バッテリ１７０と底板１２０との間に空間を形成でき、空間を断熱層として断熱できる。スリット１７４は、矢印に示すように、バッテリ１７０と底板１２０との間の空気を底板１２０の裏側に誘導できる。

【0029】

セキュリティ機器１００の動作中は、回路基板１４０、１４２、１４６、１４８上の回路部品が発熱する。その結果、特に、回路基板１４０、１４２、１４６、１４８上において、温度が高くなる。一方、バッテリ１７０は、充放電中でなければ、発熱しない。セキュリティ機器１００が電源装置１５０の電力で動作している間は、バッテリ１７０は、ほぼ満充電であり、充放電されないので、発熱しない。隔壁１３０を形成する樹脂の熱伝導率は、０．数Ｗ・ｍ／Ｋであり、金属に比べると、熱伝導率が低い。また、隔壁１３０は、回路基板１４０とバッテリ１７０の間の空気の移動を抑制するので、空気の対流による回路基板１４０からバッテリ１７０への熱の移動を抑制する。セキュリティ機器１００は、このように、隔壁１３０を備えることで、バッテリ１７０への熱の移動を抑制できる。また、バッテリ１７０は、左側面１１０ｌに隣接しているため、バッテリ１７０に伝わった熱は、左側面１１０ｌから放熱できる。その結果、バッテリ１７０の熱により劣化を抑制し、バッテリ１７０の寿命を長くできる。

【0030】

本実施形態では、回路基板１４０と隔壁１３０との間に間隔が開けられている。この間隔には、空気があり、空気は、熱を断熱する断熱層として機能するので、隔壁１３０、及びバッテリ１７０への熱の移動を抑制できる。

【0031】

本実施形態では、上げ底構造の底板１２０の隔壁１３０の鉛直上方に開口１２２、１２４を備えており、回路基板１４０と隔壁１３０との間の間隔にたまった熱を、開口１２２、１２４から本体ケース１１０の外に排出できる。このとき、回路基板１４０と隔壁１３０との間の間隔及び、開口１２２、１２４は、熱を本体ケース１１０の外に排出する通気経路として機能する。また、開口１２２、１２４は、バッテリ１７０の鉛直上方にある。熱くなった空気は、軽いので、開口１２２、１２４、あるいは、左側面のスリット１１２から排出され、バッテリ１７０を加熱しない。さらに、空気が本体ケース１１０の外部から本体ケース１１０の下面１１０ｂのスリット１１２を通って熱せられていない空気が本体ケース１１０の内部に流れるので、回路基板１４０を冷却できる。本体ケース１１０の下面１１０ｂのスリット１１２から、本体ケース１１０の内部を通って、開口１２２、１２４あるいは、本体ケース１１０の左側面１１０ｌのスリット１１２に至る空気の流れを形成し、本体ケース１１０の内部を冷却できる。

【0032】

本実施形態において、開口１２２、１２４は、電源装置１５０に接続される電線が通過可能であってもよい。排熱用の開口と、通線用の開口とを強要できるので、省スペースとなる。

【0033】

本実施形態によれば、バッテリ１７０を収納する領域には、リブ１１５が設けられ、バッテリ１７０と、隔壁１３０及び本体ケース１１０の左側面１１０ｌとの間に、隙間が形成されている。そのため、隔壁１３０及び本体ケース１１０の左側面１１０ｌからバッテリ１７０に熱が伝わり難くできる。また、バッテリ１７０を収納する領域の底板１２０には、リブ１２５が設けられ、バッテリ１７０の鉛直上側が底板１２０から離間している。これにより、バッテリ１７０と底板１２０との間に断熱層を形成でき、断熱できる。また、リブ１２５の鉛直上方の底板スリット１２７から、バッテリ１７０と底板１２０との間の空気を底板１２０の裏側に誘導することで、バッテリ１７０の熱を排熱できる。

【0034】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１０…家、１２０…玄関、２２…扉、３０…ＬＤＫ、３２…窓、４０…和室、４２…窓、５０…洋室、５２…まど、６０…壁、１００…セキュリティ機器、１０２、１０３、１０４、１０５…侵入センサ、１０６…カメラ、１１０…本体ケース、１１０ｂ…下面、１１０ｌ…左側面、１１０ｒ…右側面、１１０ｔ…上面、１１２…スリット、１１２ｒ…スリット、１１４…リブ、１１５…リブ、１２０…底板、１２２…開口、１２７…底板スリット、１３０…隔壁、１３４…リブ、１４０、１４２、１４６、１４８…回路基板、１４３…停止ボタン、１４３ｓ…停止ボタン用マイクロスイッチ、１４４…ＣＰＵ、１５０…ＡＣ電源装置（電源装置）、１６０…スピーカ、１７０…バッテリ、１７２…バッテリ底板、１７４…スリット、１７６…電線、１７７…クリップ、１７８…リブ、１８０…蓋、１８２…スリット、１８４…開口、１８６…リブ、１９０…アンテナ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】