特開 2024-149742 電子装置

(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】P2024149742

(43)【公開日】2024-10-18

(54)【発明の名称】電子装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 5/06 20060101AFI20241010BHJP

   E05B 47/00 20060101ALI20241010BHJP

【ＦＩ】

H05K5/06 E

E05B47/00 J

【審査請求】有

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024133973

(22)【出願日】2024-08-09

(62)【分割の表示】P 2020075274の分割

【原出願日】2020-04-21

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り 展示会名 インバウンドマーケットＥＸＰＯ２０２０ 開催日 令和２年２月１８日から２１日

(71)【出願人】

【識別番号】000131511

【氏名又は名称】株式会社シブタニ

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100127340

【弁理士】

【氏名又は名称】飛永 充啓

(72)【発明者】

【氏名】中 利友

(72)【発明者】

【氏名】南都 正英

(57)【要約】

【課題】屋外と屋内を区切る仕切りに対して屋内側に配置される筐体の内側に収容された屋内回路基板における塵埃堆積や塩害を防止することが可能な電子装置を提供する。
【解決手段】屋外と屋内を区切る仕切り１に対して屋内側に配置される筐体２と、筐体２の内側に収容された屋内回路基板３とを備える。筐体２の内側と屋外との間には、仕切り１を介して屋外の空気が筐体２の内側まで侵入可能な外気侵入経路が形成される。筐体２が、屋内に開放した排気口１５を有する。筐体２の内側に通気路３５を設ける。通気路３５は、外気侵入経路から筐体２の内側に侵入した空気を排気口１５まで導き、かつ屋内回路基板３に対して、その空気中のエアロゾル粒子を遮断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋外と屋内を区切る仕切りに対して、屋内側に配置される筐体と、前記筐体の内側に収容された屋内回路基板とを備え、
前記仕切りを介して前記筐体の内側と屋外との間に屋外の空気が前記筐体の内側まで侵入可能な外気侵入経路が形成される電子装置において、
前記筐体が、屋内で下向きに開放した排気口を有し、前記外気侵入経路から侵入した空気を前記排気口まで導く通気路が前記筐体の内側に設けられており、前記通気路の次式１で表される等価直径が５ｍｍ以上で、前記通気路の流路長が１００ｍｍ以下であり、前記通気路の前記排気口側が、前記筐体内部において前記屋内回路基板から離間する方向に向けて設けられていることを特徴とする電子装置。
等価直径＝４×通気路の流路断面積／通気路の流路断面の濡れ縁長さ・・・式１

【請求項2】

前記仕切りが、シリンダ錠によって屋外側から施解錠可能な扉からなり、
前記筐体の内側に施解錠切替用の電動アクチュエータが収容されており、
前記電動アクチュエータの出力を伝達する軸が、前記仕切りの内部に挿入されており、
前記外気侵入経路が、前記筐体と前記軸との間の隙間から前記筐体の内側に連通しており、
前記通気路が、前記筐体と前記軸との間の隙間から前記排気口まで連通している請求項１に記載の電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、屋外と屋内を区切る仕切りに対して屋内側に配置される筐体の内側に屋内回路基板が収容された電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

住宅やオフィスの玄関等の扉では、通常時、電子キーを用いて施解錠し、電子キー等の電池切れ等の緊急時、機械式キーを用いてシリンダ錠を操作して施解錠する電気錠が普及してきている（例えば、特許文献１）。

【0003】

一方、建物の気密性は、省エネルギで屋内の温度を快適に保ち、断熱性能の低下を防ぐために高くする傾向にある。高気密性の屋内の場合、屋内の水蒸気、二酸化炭素、匂い成分等を排出するため、二十四時間、換気扇を回す必要性が高くなっている。このような状況では、換気専用の吸気口を複数箇所設置した上で、換気扇から屋内の空気を排出し、吸気口から外気を吸引することになる。ここで吸気口と換気扇の組み合わせが適切でない場合、玄関のシリンダ錠等の僅かな隙間からも屋外の空気が屋内に吸引されてしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－２３１０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、道路沿いや工場地域、黄砂や花粉の多い地域、海岸近くの地域では、空気中に硫黄酸化物、窒素化合物、塵埃、黄砂、花粉、海塩微粒子等のエアロゾル粒子が含まれている。このようなエアロゾル粒子もシリンダ錠等の隙間から屋内に侵入してしまう。

【0006】

特許文献１の電気錠は、屋外のシリンダ錠の頭部を覆うカバーを設けることにより、鍵穴への水、塵埃の侵入を防止しているが、換気が必要な状況において、シリンダ錠の鍵穴をカバーで密閉することは電池切れや停電時などの非常時において、密閉されたカバーを開いた上での解錠操作が複雑になり、さらに解錠後に再び密閉措置を施す必要があるため、採用することはできない。非密閉形のカバーで単に覆うだけだと、比較的大きな粉塵を遮断することはできても、吸引の流速が大きいので、ＰＭ２．５等の微粒子を遮断することができない。このため、屋内まで吸引された微粒子が電気錠の屋内回路基板や部品上に付着し、塩害等を招いて動作不良や故障を引き起こしてしまう問題がある。なお塵埃堆積や塩害による故障等を回避するために、屋内回路基板やコネクタ部などに特別なコーティングなどを行うことも考えられるが、コスト面や管理面の問題が残る。

【0007】

上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、屋外と屋内を区切る仕切りに対して屋内側に配置される筐体の内側に収容された屋内回路基板における塵埃堆積や塩害を防止することが可能な電子装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を達成するため、この発明は、屋外と屋内を区切る仕切りに対して、屋内側に配置される筐体と、前記筐体の内側に収容された屋内回路基板とを備え、前記仕切りを介して前記筐体の内側と屋外との間に屋外の空気が前記筐体の内側まで侵入可能な外気侵入経路が形成される電子装置において、前記筐体が、屋内に開放した排気口を有し、前記
外気侵入経路から侵入した空気を前記排気口まで導く通気路が前記筐体の内側に設けられており、前記通気路が、前記屋内回路基板に対して空気中のエアロゾル粒子を遮断するように設けられている構成を採用した。

【発明の効果】

【0009】

上記構成によれば、外気侵入経路から筐体の内側に侵入した空気を通気路で排気口まで導いて屋内に流出させられ、その空気中に含まれたエアロゾル粒子が屋内回路基板に付着しない。したがって、この発明は、屋外と屋内を区切る仕切りに対して屋内側に配置される筐体の内側に収容された屋内回路基板における塵埃堆積や塩害を防止することが可能になり、その結果屋内回路基板やコネクタ部などに特別なコーティングなどを行う必要も無く、低コストな電子装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の実施形態に係る電子装置を仕切りに取り付けた状態の概要を示す断面図

【図2】図１の筐体の分解状態を屋外側から示す斜視図

【図3】図２の筐体の分解状態を屋内側から示す斜視図

【図4】図１の押さえ部周辺の概要を示す断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、この発明の一例としての実施形態に係る電子装置を添付図面に基づいて説明する。

【0012】

図１に示す電子装置は、屋外と屋内を区切る仕切り１に対して屋内側に配置される筐体２と、筐体２の内側に収容された屋内回路基板３と、筐体２の内側に収容された電動アクチュエータとしての電動モータ４とを備える。なお、電動アクチュエータとしては、電動モータに限定されず、ソレノイド、プランジャなど適宜選択することができる。

【0013】

また、屋外側には、屋外からの操作を受け付ける屋外ユニット２６をさらに備える。屋外ユニット２６は、仕切り１の屋外側に固定される屋外ケース２７を有する。屋外ケース２７の内側には、電子キーと交信し、認証に成功した電子キーからの施解錠切替要求を屋内回路基板３との間で通信する屋外回路基板２８が収容されている。

【0014】

仕切り１は、建物の出入口を開閉する扉になっている。仕切り１の屋外側ドアパネル５と、これに対面する屋内側ドアパネル６との間の内部空間に彫込み錠７が配置されている。

【0015】

屋外側ドアパネル５と屋内側ドアパネル６には、それぞれ貫通孔８，９が形成されている。屋外側ドアパネル５の貫通孔８は、シリンダ錠１０の回転を屋外側から彫込み錠７に伝達するためのものである。屋内側ドアパネル６の貫通孔９は、電動モータ４の回転を屋内側から彫込み錠７に伝達するためのものである。

【0016】

筐体２は、屋内側ドアパネル５の貫通孔９を覆い隠すように仕切り１に据え付けられている。筐体２は、図２、図３に示すように、屋内側ドアパネル６に接触するブラケット板１１と、ブラケット板１１に被さるように結合されたカバー１２と、ブラケット板１１とカバー１２との間に位置するようにカバー１２の内側に配置された中仕切り１３と、カバー１２に着脱される蓋１４とを有する。

【0017】

ブラケット板１１は、図１に示す彫込み錠７の錠ケースと結合されて、仕切り１に対して屋内側の所定位置に据え付けられる。またブラケット板１１には、屋外回路基板２８と
屋内回路基板３とを電気的に接続するケーブル４３を通すための第１配線口４１が設けられている。

【0018】

カバー１２は、図１、図２に示すように、上下左右の側壁と、これら各側壁の屋内側を繋ぐ正面壁とを有する。カバー１２の下方の側壁には、下方に向けて屋内に開放した排気口１５が設けられている。

【0019】

屋内回路基板３は、電子キー（図示省略）を用いた施解錠切替要求に応じて電動モータ４を制御する。電動モータ４の正逆回転を出力する駆動軸１６は、モータケース１７から突出している。駆動軸１６は、カバー１２の外側に配置されたサムターン１８の正逆回転も出力するようになっている。

【0020】

ケーブル４３は、図１において一点鎖線Ｐ１で示されるように、仕切り１の貫通孔８，９を通過して、屋外回路基板２８と屋内回路基板３とを接続している。ここで図４に示すように、ケーブル４３は、開口部４６から屋内側に通される。ここで開口部４６とは、仕切り１の筐体取付面である屋内側ドアパネル６のパネル面を正面視した状態で、ブラケット板１１に設けた第１配線口４１と、屋内側ドアパネル６の貫通孔９とを重ね合わせてできる開口領域である。さらにケーブル４３は、屋内側ドアパネル６のパネル平面に沿って這わせて、屋内回路基板３のコネクタ２１に接続されている。開口部４６から筐体取付面に沿って這わせたケーブル４３の一部までを連続して覆うように、第一のシール材３６を配設している。第一のシール材３６は、弾性を有しシート状をなす多孔質材料製のものである（第一のシール材３６の詳細形状については後述する）。ケーブル４３と第一のシール材３６の上側のシール部３９とを屋内側ドアパネル６のパネル面側に向かって押さえつけるように、中仕切１３上に３．４５を配設してある。こうすることで、屋外側から屋内側へケーブル４３を通すための開口部４６において、空気中のエアロゾル粒子の侵入を遮断している。

【0021】

一方、屋内回路基板３と電動モータ４は、中仕切り１３とカバー１２との間に上下に並んで配置され、図１において一点鎖線Ｐ２で示されるようにケーブル４４で接続されている（図４も参照）。中仕切り１３は、カバー１２の内側にねじ止めされている。このねじ止め後、カバー１２は、屋内側ドアパネル６に据え付けられたブラケット板１１に被せられ、さらにブラケット板１１にねじ止めされる。これにより、筐体２が仕切り１に対して屋内側の所定位置に配置される。なお、中仕切り１３には、中仕切り１３を貫通する第２配線口４２が形成されている。第２配線口４２は、図４に示すように、屋内回路基板３のコネクタ２０，２１に接続するケーブル４３，４４を通すために使用される。

【0022】

カバー１２の正面壁と蓋１４との間には、屋内回路基板３、屋外回路基板２８及び電動モータ４の電源となる電池２２が収容されている。

【0023】

駆動軸１６は、中仕切り１３に形成された貫通孔２３に挿通され、軸２４と連結されている。ブラケット板１１には、軸２４を挿通するための軸孔２５が形成されている。軸２４は、駆動軸１６の回転を彫込み錠７に伝達する。

【0024】

屋外ケース２７は、屋外側ドアパネル５の貫通孔８に挿入された筒部２９を有する。シリンダ錠１０は、筒部２９に嵌め込まれている。シリンダ錠１０のロータ３０は、軸２４と連結されている。

【0025】

電子キー又はサムターン１８を用いて施解錠する場合、電動モータ４又はサムターン１８による駆動軸１６の正逆回転を軸２４経由で彫込み錠７に伝達し、その伝達力で彫込み錠７が作動して施解錠が切り替わる。電子キー等の電池切れ等の緊急時、機械式キーを用
いてシリンダ錠１０を仕切り１に対して屋外側から操作することで施解錠する場合、ロータ３０の回転を軸２４経由で彫込み錠７に伝達し、その伝達力で彫込み錠７が作動して施解錠が切り替わる。

【0026】

通常、使用されないシリンダ錠１０は、屋外ケース２７に着脱可能な錠カバー３１によって覆い隠される。錠カバー３１と屋外ケース２７との間には、微小な嵌め合い隙間３２が生じている。また、シリンダ錠１０と筒部２９との間にも微小な嵌め合い隙間３３が生じている。また、軸２４とブラケット板１１との間にも隙間３４が生じている。なお、図１では、これら隙間３２～３４を誇張して描いている。

【0027】

筐体２の内側と屋外との間には、屋外の空気を嵌め合い隙間３２、嵌め合い隙間３３、仕切り１の内部空間、隙間３４の順に通過して筐体２の内側まで導く外気侵入経路が形成される。

【0028】

筐体２の内側には、その外気侵入経路の終端である隙間３４から筐体２の内側に侵入した空気を排気口１５まで導く通気路３５が設けられている。

【0029】

通気路３５は、ブラケット板１１と、中仕切り１３と、ブラケット板１１と中仕切り１３との間を屋内回路基板３に対して密閉する第一のシール材３６と、モータケース１７と、中仕切り１３とモータケース１７との間を屋内回路基板３に対して密閉する第二のシール材３７とで形成されている。

【0030】

第一のシール材３６は、図１、図２に示すように、上下方向に延びる左右両側のシール部３８と、左右両側のシール部３８の上部を繋ぐ上側のシール部３９とを有する門型に形成されている。上側のシール部３９は、軸２４及び駆動軸１６の周囲であって中仕切り１３の第２配線口４２よりも下方の位置を通っている。左右両側のシール部３８，３８は、カバー１２の下壁から上側のシール部３９まで連続している。

【0031】

第二のシール材３７は、図１、図３に示すように、駆動軸１６の周囲を取り囲むシート状に形成されている。

【0032】

図１に示す第一のシール材３６と第二のシール材３７は、例えばウレタンゴム（Ｕ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム（Ｓｉ，Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などのゴム系材料等が混合され弾性を有するスポンジ状の多孔質材料によって形成されている。なお、これらシール材３６，３７は、それぞれ空気中のエアロゾル粒子を遮断することが可能な適宜の材料で形成すればよく、上記材料に限定されるものではない。

【0033】

通気路３５の形状は、流路抵抗（圧力損失）ΔＰを考慮して設定する必要がある。例えば、流路が直径ｄ、管長Ｌの円管の場合、ΔＰはＬ／ｄに比例する。実際の電子装置では必ずしも円管形状には限られず、矩形形状などになることが多いが、その場合は直径ｄに替えて、次式で表される等価直径Ｄｅを用いて形状を評価すれば良い。等価直径Ｄｅとは、流路が、流動の点から、直径いくらの円管の集合と等価であるかを示す代表長さであって、次式で表される。
Ｄｅ＝４Ａｆ／Ｗｐ
ここで、Ａｆ：流路断面積、Ｗｐ：濡れ縁長さ（断面にある壁面の長さ）である。したがって、例え断面積Ａｆが大きくとも、濡れ縁長さＷｐが大きい平たく潰れた形状だと、等価直径Ｄｅは小さくなり、流路抵抗ΔＰが大きくなってしまうため、侵入したエアロゾル粒子混じりの外気を排気口から効率的に排出することができなくなる。一般的な住宅における電子装置においては、等価直径Ｄｅを５ｍｍ以上、流路長Ｌ（例えば本実施形態に
おいては駆動軸１６から排気口１５までの距離に相当）を１００ｍｍ以下とすれば良い。より望ましくは、Ｄｅは７ｍｍ以上、流路長Ｌは７０ｍｍ以下が良い。

【0034】

軸２４とブラケット板１１間の隙間３４から筐体２の内側に侵入した空気の大部分は、通気路３５のうち、第一のシール材３６と中仕切り１３とブラケット板１１とで囲まれた空間を下方に流れ、排気口１５から下方に向かって流出する。また、侵入した空気の一部は、通気路３５のうち、中仕切り１３の貫通孔２３と駆動軸１６間の隙間４０の部分に流れ込むが、第二のシール材３７（図３も参照）や電動モータ４のモータケース１７（図２も参照）にぶつかるので、やがて第一のシール材３６と中仕切り１３とブラケット板１１とで囲まれた空間に戻され、この空間を下方に流れて排気口１５から下方に向かって流出する。通気路３５を流れる空気中に含まれた海塩粒子、塵埃等のエアロゾル粒子は、中仕切り１３とブラケット板１１に密着する第一のシール材３６と、中仕切り１３とモータケース１７に密着する第二のシール材３７とによって中仕切り１３とブラケット板１１間、中仕切り１３とモータケース１７間のいずれの間からも漏洩することができず、また、第一のシール材３６及び第二のシール材３７を通り抜けることもできず、屋内回路基板３まで到達することができない。このように、通気路３５は、屋内回路基板３に対して筐体２の内側に侵入した空気中のエアロゾル粒子を遮断するように設けられている。

【0035】

図１～４に示す電子装置は、上述のように、筐体２が屋内に開放した排気口１５を有し、外気侵入経路から侵入した空気を排気口１５まで導く通気路３５が筐体２の内側に設けられており、通気路３５が屋内回路基板３に対して空気中のエアロゾル粒子を遮断するように設けられているので、外気侵入経路から筐体２の内側に侵入した空気を通気路３５で排気口１５まで導いて屋内に流出させられ、その空気中に含まれたエアロゾル粒子が屋内回路基板３に付着しない。したがって、図示の電子装置は、屋外と屋内を区切る仕切り１に対して屋内側に配置される筐体２の内側に収容された屋内回路基板３における塵埃堆積や塩害を防止することができる。

【0036】

また、図示の電子装置は、筐体２の排気口１５が筐体において屋内回路基板３から離間する方向に向けて開放されているので、排気口１５から流出する空気中のエアロゾル粒子がカバー１２の隙間から筐体２の内部に再侵入する確率を抑制でき、特に、下方に向けて開放されているので、屋内で空中に舞い上がることを抑制することができる。

【0037】

また、図示の電子装置は、仕切り１がシリンダ錠１０によって屋外側から施解錠可能な扉からなり、筐体２の内側に施解錠切替用の電動モータ４が収容されており、電動モータ４の出力を伝達する軸２４が仕切り１の内部に挿入されており、外気侵入経路が筐体２と軸２４との間の隙間３４から筐体２の内側に連通しており、通気路３５が筐体２と軸２４との間の隙間３４から排気口１５まで連通しているので、密閉性の高い住宅、マンション、ホテル等の建物で二十四時間換気扇を回す環境であっても、シリンダ錠１０、電動モータ４の設置に伴う外気侵入経路から空気が通気路３５、排気口１５を通じて屋内に吸引されることを許容しつつ、電動モータ４の設置に伴う筐体２内の屋内回路基板３、コネクタ２０，２１に接続される配線等の電気回路において塵埃や塩分の堆積を無くし、電子装置の故障を防止することができる。

【0038】

図示の電子装置は、扉に設置する電気錠を例示したが、この発明は電気錠に限定されず、屋外から仕切りを通じて筐体の内側に連通する外気侵入経路が生じる電子装置に採用することができ、例えば、インターホン、ドアホン、監視カメラ等が挙げられる。

【0039】

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0040】

１ 仕切り
２ 筐体
３ 屋内回路基板
４ 電動モータ（電動アクチュエータ）
５ 屋外側ドアパネル
６ 屋内側ドアパネル
８，９ 貫通孔
１０ シリンダ錠
１１ ブラケット板
１３ 中仕切り
１５ 排気口
２４ 軸
３２，３３ 嵌め合い隙間
３４ 隙間
３５ 通気路
３６ 第一のシール材
３７ 第二のシール材
４１ 第１配線口
４２ 第２配線口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-08-22

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0020】

ケーブル４３は、図１において一点鎖線Ｐ１で示されるように、仕切り１の貫通孔８，９を通過して、屋外回路基板２８と屋内回路基板３とを接続している。ここで図４に示すように、ケーブル４３は、開口部４６から屋内側に通される。ここで開口部４６とは、仕切り１の筐体取付面である屋内側ドアパネル６のパネル面を正面視した状態で、ブラケット板１１に設けた第１配線口４１と、屋内側ドアパネル６の貫通孔９とを重ね合わせてできる開口領域である。さらにケーブル４３は、屋内側ドアパネル６のパネル平面に沿って這わせて、屋内回路基板３のコネクタ２１に接続されている。開口部４６から筐体取付面に沿って這わせたケーブル４３の一部までを連続して覆うように、第一のシール材３６を配設している。第一のシール材３６は、弾性を有しシート状をなす多孔質材料製のものである（第一のシール材３６の詳細形状については後述する）。ケーブル４３と第一のシール材３６の上側のシール部３９とを屋内側ドアパネル６のパネル面側に向かって押さえつけるように、中仕切１３上に押さえ部４５を配設してある。こうすることで、屋外側から屋内側へケーブル４３を通すための開口部４６において、空気中のエアロゾル粒子の侵入を遮断している。