JP2015179687A - Cooler, electronic apparatus, and cooling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器における発熱部品を冷却する技術に関する。 The present invention relates to a technique for cooling a heat generating component in an electronic device.
一般に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やビデオチップ等の発熱部品を備える電子機器には、発熱部品を冷却するための冷却装置が搭載されている。一般的な冷却装置は、ヒートシンクおよびファンを備える。ヒートシンクは、間隔をあけて配列された複数の放熱部材により構成され、発熱部品から伝わる熱を空気との熱交換により排熱する。ファンは、放熱部材周辺の空気の移動量を増やすことにより、放熱部材の排熱効率を高める。このような冷却装置では、ヒートシンクの放熱部材に塵が付着し堆積すると、冷却性能が落ちるという問題がある。この問題を防止するには、放熱部材の定期的な掃除が必要であり、電子機器の動作を停止させ除塵作業を行う必要があった。 In general, a cooling device for cooling a heat generating component is mounted on an electronic device including a heat generating component such as a CPU (Central Processing Unit) or a video chip. A typical cooling device includes a heat sink and a fan. The heat sink is composed of a plurality of heat dissipating members arranged at intervals, and exhausts heat transmitted from the heat generating component by heat exchange with air. The fan increases the heat transfer efficiency of the heat dissipation member by increasing the amount of movement of air around the heat dissipation member. In such a cooling device, there is a problem that cooling performance deteriorates when dust adheres to and accumulates on the heat dissipation member of the heat sink. In order to prevent this problem, it is necessary to periodically clean the heat radiating member, and it is necessary to stop the operation of the electronic device and perform dust removal work.
このような問題に対応する関連技術が、特許文献１に記載されている。この関連技術は、ヒートシンクに堆積する埃を取り除くブラシを備える。このブラシは、ヒートシンクの形成する流路に挿入可能な櫛状の突出部を備えている。この関連技術は、押しボタンに加わる操作力（またはモータの回転力）を、ギア機構を介してブラシの軸部に伝えることにより、ブラシを回動させて突出部により埃を掻き出す。 A related technique for dealing with such a problem is described in Patent Document 1. This related technology includes a brush that removes dust accumulated on the heat sink. This brush includes a comb-like protrusion that can be inserted into a flow path formed by a heat sink. In this related technology, the operating force (or the rotational force of the motor) applied to the push button is transmitted to the shaft portion of the brush via the gear mechanism, so that the brush is rotated and dust is scraped out by the protruding portion.
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、以下のような問題があった。この関連技術では、除塵を行うブラシを動作させるため、押しボタンまたはモータ、および、押しボタンに加わる操作力またはモータの回転力をブラシに伝えるためのギア機構が必要となる。このため、必要部品数が多くなり構造が複雑化するという問題があった。 However, the one described in Patent Document 1 has the following problems. In this related art, in order to operate a brush for dust removal, a push button or a motor and a gear mechanism for transmitting an operation force applied to the push button or a rotational force of the motor to the brush are required. For this reason, there is a problem that the number of necessary parts increases and the structure becomes complicated.
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、より簡易な構成で、冷却装置の放熱部材に付着する塵を除去する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a technique for removing dust adhering to a heat radiating member of a cooling device with a simpler configuration.
本発明の冷却装置は、複数の放熱部材を有するヒートシンクと、正方向に回転（正回転）すると前記ヒートシンクに向かって空気を送出し、逆方向に回転（逆回転）すると前記ヒートシンク側から空気を吸引するファンと、前記複数の放熱部材の間の除塵を行う除塵部材と、前記除塵部材を支持する支持機構であって、前記ヒートシンクおよび前記ファンの間を移動可能に配置され、前記ファンの正回転時には、前記空気の送出により前記ファンから離間する方向に移動し、前記ファンの逆回転時には、前記空気の吸引により前記ファンに接近する方向に移動して前記ファンに接するとともに、前記ファンの回転力により、前記複数の放熱部材の間の除塵を行うよう前記除塵部材を移動させる支持機構と、前記ファンの逆回転時には、前記ファンの回転力を前記支持機構に伝達可能に前記ファンおよび前記ファンに接した前記支持機構を連結し、前記ファンの正回転時には前記連結を解除する連結切替機構と、を備える。 The cooling device of the present invention has a heat sink having a plurality of heat radiating members, and sends air toward the heat sink when rotated in the forward direction (forward rotation), and air from the heat sink side when rotated in the reverse direction (reverse rotation). A suction fan, a dust removing member that removes dust between the plurality of heat radiating members, and a support mechanism that supports the dust removing member, and is arranged to be movable between the heat sink and the fan. When rotating, it moves in a direction away from the fan by sending out the air. When the fan rotates backward, it moves in a direction approaching the fan by sucking the air and contacts the fan, and the rotation of the fan A support mechanism for moving the dust removing member to remove dust between the plurality of heat radiating members by force, and the fan during reverse rotation of the fan. The rotational force of the down connecting the support mechanism in contact with the fan and the fan can be transmitted to the support mechanism, and a coupling switching mechanism for releasing the coupling during normal rotation of the fan.
また、本発明の電子機器は、上述の冷却装置と、前記冷却装置により冷却される発熱部品と、前記ファンの回転方向を制御する制御部と、を備える。 The electronic device of the present invention includes the above-described cooling device, a heat generating component cooled by the cooling device, and a control unit that controls the rotation direction of the fan.
また、本発明の冷却方法は、複数の放熱部材を有するヒートシンクと、正方向に回転（正回転）することにより前記ヒートシンクに向かって空気を送出し、逆方向に回転（逆回転）することにより前記ヒートシンク側から空気を吸引するファンとの間に、前記複数の放熱部材の間の除塵を行う除塵部材を支持する支持機構を配置し、前記ファンを逆回転させて前記空気の吸引により前記支持機構を前記ファンに接近する方向に移動させ、連結切替機構により前記ファンおよび前記ファンに接した支持機構を連結して前記ファンの回転力を前記支持機構に伝達することにより、前記支持機構に支持された前記除塵部材を、前記複数の放熱部材の間を移動させ、前記ファンを正回転させて前記連結切替機構により前記連結を解除し、前記空気の送出により前記支持機構を前記ファンから離間する方向に移動させる。 Further, the cooling method of the present invention includes a heat sink having a plurality of heat dissipating members, and by sending air toward the heat sink by rotating in the forward direction (forward rotation) and rotating in the reverse direction (reverse rotation). A support mechanism that supports a dust removing member that performs dust removal between the plurality of heat radiating members is disposed between the heat sink and a fan that sucks air from the heat sink side, and the fan is reversely rotated and the support is performed by sucking the air. The mechanism is moved in a direction approaching the fan, and the fan and the support mechanism in contact with the fan are connected by a connection switching mechanism, and the rotational force of the fan is transmitted to the support mechanism, thereby supporting the support mechanism. The dust removing member is moved between the plurality of heat dissipating members, the fan is rotated forward to release the connection by the connection switching mechanism, and the air is fed. To move in the direction away the support mechanism from the fan by.
本発明は、より簡易な構成で、冷却装置の放熱部材に付着する塵を除去する技術を提供することができる。 The present invention can provide a technique for removing dust adhering to a heat dissipation member of a cooling device with a simpler configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態としての電子機器１の構成を図１に示す。 First, the configuration of an electronic device 1 as an embodiment of the present invention is shown in FIG.
図１において、電子機器１は、発熱部品１０と、冷却装置２０と、制御部３０とを備える。ここで、電子機器１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ハードディスク等の記憶装置と、冷却装置コントローラとを備えたコンピュータ装置であってもよい。この場合、発熱部品１０は、例えばＣＰＵである。また、制御部３０は、冷却装置コントローラと、ＲＯＭまたは記憶装置に記憶されたコンピュータ・プログラムをＲＡＭに読み込んで実行するＣＰＵとによって構成される。なお、電子機器１のハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。 In FIG. 1, the electronic device 1 includes a heat generating component 10, a cooling device 20, and a control unit 30. Here, the electronic device 1 is a computer device including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a storage device such as a hard disk, and a cooling device controller. May be. In this case, the heat generating component 10 is, for example, a CPU. The control unit 30 includes a cooling device controller and a CPU that reads a computer program stored in the ROM or the storage device into the RAM and executes the computer program. Note that the hardware configuration of the electronic device 1 is not limited to the above-described configuration.
次に、冷却装置２０の構成について説明する。図１には、冷却装置２０の側断面を示している。 Next, the configuration of the cooling device 20 will be described. In FIG. 1, the side cross section of the cooling device 20 is shown.
図１において、冷却装置２０は、ヒートシンク２１と、ファン２２と、除塵部材２３と、支持機構２４と、連結切替機構２５とを備える。 In FIG. 1, the cooling device 20 includes a heat sink 21, a fan 22, a dust removing member 23, a support mechanism 24, and a connection switching mechanism 25.
ヒートシンク２１は、複数の放熱部材２１１を有する。複数の放熱部材２１１は、間隔を開けて配列され、発熱部品１０から伝導される熱をその表面から排熱する。 The heat sink 21 has a plurality of heat dissipation members 211. The plurality of heat dissipating members 211 are arranged at intervals, and the heat conducted from the heat generating component 10 is exhausted from the surface.
ファン２２は、正方向に回転（正回転）するとヒートシンク２１に向かって空気を送出する。また、ファン２２は、逆方向に回転（逆回転）するとヒートシンク２１側から空気を吸引する。ここで、ファン２２は、正回転することにより、ヒートシンク２１の排熱効果を高める通常の働きをする。なお、ファン２２は、詳細を後述する制御部３０の制御の基に、正回転または逆回転する。 When the fan 22 rotates in the forward direction (forward rotation), the fan 22 sends out air toward the heat sink 21. Further, when the fan 22 rotates in the reverse direction (reverse rotation), air is sucked from the heat sink 21 side. Here, the fan 22 has a normal function of increasing the heat removal effect of the heat sink 21 by rotating forward. The fan 22 rotates forward or backward based on the control of the control unit 30 described later in detail.
除塵部材２３は、複数の放熱部材２１１の間の除塵を行う。 The dust removing member 23 performs dust removal between the plurality of heat radiating members 211.
支持機構２４は、除塵部材２３を支持する。また、支持機構２４は、ヒートシンク２１およびファン２２の間を移動可能に配置される。また、支持機構２４は、ファン２２の正回転時には空気の送出ａにより、ファン２２から離間する方向Ａに移動する。また、支持機構２４は、ファン２２の逆回転時には空気の吸引ｂにより、ファン２２に接近する方向Ｂに移動してファン２２に接する。そして、支持機構２４は、ファン２２に接すると、後述の連結切替機構２５によりファン２２に連結される。そして、支持機構２４は、ファン２２の回転力により、複数の放熱部材２１１の間の除塵を行うよう除塵部材２３を移動させる
連結切替機構２５は、ファン２２の逆回転時には、ファン２２の回転力を支持機構２４に伝達可能に、ファン２２およびファン２２に接した支持機構２４を連結する。また、連結切替機構２５は、ファン２２の正回転時には、ファン２２および支持機構２４の連結を解除する。
The support mechanism 24 supports the dust removing member 23. The support mechanism 24 is disposed so as to be movable between the heat sink 21 and the fan 22. Further, the support mechanism 24 moves in the direction A away from the fan 22 by the air delivery a during the forward rotation of the fan 22. Further, the support mechanism 24 moves in the direction B approaching the fan 22 and contacts the fan 22 due to air suction b when the fan 22 rotates in the reverse direction. When the support mechanism 24 comes into contact with the fan 22, it is connected to the fan 22 by a connection switching mechanism 25 described later. The support mechanism 24 moves the dust removing member 23 to remove dust between the plurality of heat radiating members 211 by the rotational force of the fan 22. The connection switching mechanism 25 rotates the rotational force of the fan 22 during the reverse rotation of the fan 22. Are connected to the support mechanism 24 so that the fan 22 and the support mechanism 24 in contact with the fan 22 are connected. Further, the connection switching mechanism 25 releases the connection between the fan 22 and the support mechanism 24 when the fan 22 rotates forward.
制御部３０は、ファン２２の回転方向を正方向または逆方向に切り替え制御する。例えば、制御部３０は、通常動作時にはファン２２を正回転させる。また、例えば、制御部３０は、冷却装置コントローラに内蔵されたタイマーによって起動されると、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。また、制御部３０は、冷却装置コントローラに内蔵された温度センサ（図示せず）から得られる値が所定条件を満たす場合に、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。また、制御部３０は、電子機器１上で動作するオペレーティングシステム等のコンピュータ・プログラムからの指示に応じて、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。また、制御部３０は、冷却装置コントローラまたは電子機器１に設けられた操作ボタンの押下に応じて、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。また、制御部３０は、電子機器１の起動またはスリープに基づくタイミングで、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。また、制御部３０は、電子機器１のアイドル時間が所定期間に達した場合に、ファン２２の回転を逆方向に切り替えてもよい。 The control unit 30 switches and controls the rotation direction of the fan 22 between the forward direction and the reverse direction. For example, the control unit 30 rotates the fan 22 forward during normal operation. Further, for example, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction when activated by a timer built in the cooling device controller. Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction when a value obtained from a temperature sensor (not shown) built in the cooling device controller satisfies a predetermined condition. Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction in response to an instruction from a computer program such as an operating system that operates on the electronic device 1. Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction in response to pressing of an operation button provided in the cooling device controller or the electronic device 1. Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction at a timing based on activation or sleep of the electronic device 1. Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction when the idle time of the electronic device 1 reaches a predetermined period.
また、制御部３０は、ファン２２の回転を逆方向に切り替えた後、所定の期間後に、正方向に切り替えてもよい。あるいは、制御部３０は、ファン２２の回転を逆方向に切り替えた後、タイマー、温度センサ、コンピュータ・プログラムからの指示、操作ボタンの押下、または、起動やスリープ、アイドル時間に基づくタイミングで、正方向に切り替えてもよい。 Further, the control unit 30 may switch the rotation of the fan 22 in the reverse direction, and then switch it in the forward direction after a predetermined period. Alternatively, the control unit 30 switches the rotation of the fan 22 in the reverse direction, and then at the timing based on the timer, the temperature sensor, the instruction from the computer program, the operation button press, or the start, sleep, or idle time. The direction may be switched.
このように、制御部３０は、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２の回転方向を逆方向に切り替え、その後、所定期間経過後、または、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２の回転方向を正方向に切り替えればよい。 As described above, the control unit 30 switches the rotation direction of the fan 22 in the reverse direction when a predetermined timing or a predetermined condition is satisfied, and then, after a predetermined period of time has elapsed, or the predetermined timing or the predetermined condition is satisfied. In such a case, the rotation direction of the fan 22 may be switched to the positive direction.
以上のように構成された電子機器１におけるヒートシンク２１の除塵動作について説明する。なお、以下の動作の開始時には、支持機構２４は、ファン２２から離間した位置にあるものとする。 The dust removal operation of the heat sink 21 in the electronic apparatus 1 configured as described above will be described. It is assumed that the support mechanism 24 is at a position separated from the fan 22 at the start of the following operation.
まず、制御部３０は、通常動作時には、ファン２２を正回転させる。すると、ファン２２は、ヒートシンク２１に向かって空気を送出する。このとき、支持機構２４は、ファン２２による空気の吸引ｂがないため、離間した位置を保持する。 First, the control unit 30 rotates the fan 22 forward during normal operation. Then, the fan 22 sends out air toward the heat sink 21. At this time, the support mechanism 24 maintains a separated position because there is no air suction b by the fan 22.
次に、制御部３０は、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２を逆回転させる。すると、ファン２２は、ヒートシンク２１側から空気を吸引する。そして、支持機構２４は、空気の吸引ｂにより方向Ｂに移動してファン２２に接近する。そして、支持機構２４がファン２２に接すると、連結切替機構２５は、ファン２２および支持機構２４を連結する。そして、ファン２２が逆回転している間、ファン２２および支持機構２４の連結が継続する。これにより、ファン２２の回転力が支持機構２４に伝達される。そして、支持機構２４は、ファン２２の回転力により、複数の放熱部材２１１の間の除塵を行うよう除塵部材２３を移動させる。 Next, the control unit 30 reversely rotates the fan 22 when a predetermined timing or a predetermined condition is satisfied. Then, the fan 22 sucks air from the heat sink 21 side. Then, the support mechanism 24 moves in the direction B by the air suction b and approaches the fan 22. When the support mechanism 24 comes into contact with the fan 22, the connection switching mechanism 25 connects the fan 22 and the support mechanism 24. Then, while the fan 22 rotates in the reverse direction, the connection between the fan 22 and the support mechanism 24 continues. Thereby, the rotational force of the fan 22 is transmitted to the support mechanism 24. Then, the support mechanism 24 moves the dust removing member 23 so as to remove dust between the plurality of heat radiating members 211 by the rotational force of the fan 22.
次に、制御部３０は、所定期間経過後、または、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２を正回転させる。すると、連結切替機構２５は、ファン２２および支持機構２４の連結を解除する。そして、支持機構２４は、空気の送出ａにより方向Ａに移動してファン２２から離間する。 Next, the control unit 30 causes the fan 22 to rotate forward after a predetermined period has elapsed or when a predetermined timing or a predetermined condition is satisfied. Then, the connection switching mechanism 25 releases the connection between the fan 22 and the support mechanism 24. Then, the support mechanism 24 moves in the direction A by the air delivery a and is separated from the fan 22.
以上で、電子機器１の除塵動作の説明を終了する。 Above, description of the dust removal operation | movement of the electronic device 1 is complete | finished.
次に、冷却装置２０の構成および動作を具体例で示す。 Next, the configuration and operation of the cooling device 20 will be described with specific examples.
まず、冷却装置２０の構成の具体例を図２に示す。図２において、（ａ）は、冷却装置２０の一例の斜視図であり、（ｂ）は、分解斜視図である。 First, a specific example of the configuration of the cooling device 20 is shown in FIG. In FIG. 2, (a) is a perspective view of an example of the cooling device 20, and (b) is an exploded perspective view.
この例では、ヒートシンク２１は、同心円状に配置された複数の放熱部材２１１を有している。また、さらに具体的には、図３に示すように、ヒートシンク２１は、複数の放熱部材２１１に加えて、台座２１２およびシャフト２１３によって構成されていてもよい。複数の放熱部材２１１は、台座２１２に間隔を開けて配設される。また、シャフト２１３は、ファン２２を支えるために、台座２１２に配設される。 In this example, the heat sink 21 has a plurality of heat dissipating members 211 arranged concentrically. More specifically, as shown in FIG. 3, the heat sink 21 may be configured by a pedestal 212 and a shaft 213 in addition to the plurality of heat radiating members 211. The plurality of heat dissipating members 211 are disposed on the pedestal 212 with a space therebetween. The shaft 213 is disposed on the pedestal 212 to support the fan 22.
また、図２の例では、除塵部材２３は、放熱部材２１１の間を移動して塵を取り除くことが可能なワイパーによって構成される。 In the example of FIG. 2, the dust removing member 23 is configured by a wiper that can move between the heat radiating members 211 to remove dust.
また、図２に示した具体例における支持機構２４の詳細を、図４に示す。図４において、支持機構２４は、支持軸２４１および羽根２４２によって構成される。支持軸２４１は、同心円状に放熱部材２１１が配置されたヒートシンク２１の中心において回転可能かつ軸方向に移動可能に配置される。また、羽根２４２は、除塵部材２３を支持し、支持軸２４１のファン２２側の端部に放射状に結合される。 FIG. 4 shows details of the support mechanism 24 in the specific example shown in FIG. In FIG. 4, the support mechanism 24 includes a support shaft 241 and a blade 242. The support shaft 241 is disposed so as to be rotatable and movable in the axial direction at the center of the heat sink 21 in which the heat radiation member 211 is disposed concentrically. The blades 242 support the dust removing member 23 and are radially coupled to the end of the support shaft 241 on the fan 22 side.
このように構成されることにより、支持軸２４１が回転すると、羽根２４２が回転する。そして、羽根２４２の回転により、羽根２４２に支持される除塵部材２３は、同心円状に配置された放熱部材２１１の間を回動して除塵を行う。 With this configuration, when the support shaft 241 rotates, the blade 242 rotates. And by the rotation of the blade | wing 242, the dust removal member 23 supported by the blade | wing 242 rotates between the thermal radiation members 211 arrange | positioned concentrically, and performs dust removal.
また、羽根２４２は、ファン２２による空気の送出ａによりファン２２から離間し、空気の吸引ｂによりファン２２に吸い寄せられる。羽根２４２は、例えば板状に形成されていてもよい。また、羽根２４２がファン２２から離間することにより、支持機構２４全体が方向Ａに移動しファン２２から離間する。また、羽根２４２がファン２２に吸い寄せられることにより、支持機構２４全体が方向Ｂに移動しファン２２に接近する。 Further, the blade 242 is separated from the fan 22 by the air delivery a by the fan 22 and is sucked to the fan 22 by the air suction b. The blade | wing 242 may be formed in plate shape, for example. Further, when the blades 242 are separated from the fan 22, the entire support mechanism 24 moves in the direction A and is separated from the fan 22. Further, when the blades 242 are attracted to the fan 22, the entire support mechanism 24 moves in the direction B and approaches the fan 22.
図４に示した支持機構２４は、図５に示すように、図３に示したヒートシンク２１の中心に設置される。 The support mechanism 24 shown in FIG. 4 is installed at the center of the heat sink 21 shown in FIG. 3, as shown in FIG.
また、図２に示した具体例における連結切替機構２５の詳細を、図６に示す。図６において、連結切替機構２５は、ラチェット爪２５１および２５２によって構成される。図６（ｂ）に示すように、ラチェット爪２５１は、ファン２２の回転軸２２１において、空気の吸引ｂ時に支持軸２４１に接する面に設けられる。具体的には、ラチェット爪２５１は、回転軸２２１の支持機構２４側の端面に設けられている。また、図６（ａ）に示すように、ラチェット爪２５２は、支持軸２４１において、空気の吸引ｂによりファン２２に接する面に設けられる。具体的には、ラチェット爪２５２は、支持軸２４１のファン２２側の端面に設けられている。 Details of the connection switching mechanism 25 in the specific example shown in FIG. 2 are shown in FIG. In FIG. 6, the connection switching mechanism 25 includes ratchet claws 251 and 252. As shown in FIG. 6B, the ratchet pawl 251 is provided on the surface of the rotating shaft 221 of the fan 22 that contacts the support shaft 241 during air suction b. Specifically, the ratchet pawl 251 is provided on the end surface of the rotating shaft 221 on the support mechanism 24 side. As shown in FIG. 6A, the ratchet pawl 252 is provided on the surface of the support shaft 241 that contacts the fan 22 by air suction b. Specifically, the ratchet pawl 252 is provided on the end surface of the support shaft 241 on the fan 22 side.
また、ラチェット爪２５１は、図７に示すように、ファン２２の逆回転方向側の面２５１ｂに逆テーパが付けられて形成される。また、ラチェット爪２５２は、ラチェット爪２５１の逆テーパ面２５１ｂに噛み合う面２５２ｂに逆テーパが付けられて形成される。これにより、ファン２２の逆回転時には、ラチェット爪２５１および２５２の噛み合いが継続する。この場合、ラチェット爪２５１および２５２の噛み合いにより、ファン２２の回転軸２２１の回転力が、支持機構２４の支持軸２４１に伝達される。また、ファン２２の正回転時には、ラチェット爪２５１および２５２の噛み合いが解除される。 Further, as shown in FIG. 7, the ratchet pawl 251 is formed by reversely tapering the surface 251 b of the fan 22 on the reverse rotation direction side. Further, the ratchet pawl 252 is formed by reversely tapering a surface 252b that meshes with the reverse taper surface 251b of the ratchet pawl 251. Thereby, the engagement of the ratchet claws 251 and 252 continues during the reverse rotation of the fan 22. In this case, the rotational force of the rotation shaft 221 of the fan 22 is transmitted to the support shaft 241 of the support mechanism 24 by the engagement of the ratchet claws 251 and 252. Further, when the fan 22 rotates forward, the meshing of the ratchet claws 251 and 252 is released.
このような具体例の冷却装置２０を備えた電子機器１の動作を、図８〜図１２を用いて説明する。なお、以下の動作では、ファン２２は、ヒートシンク２１の上部に設置されているものとする。 The operation of the electronic device 1 including the cooling device 20 of such a specific example will be described with reference to FIGS. In the following operation, the fan 22 is assumed to be installed on the heat sink 21.
まず、制御部３０は、通常動作時には、ファン２２を正回転させる。 First, the control unit 30 rotates the fan 22 forward during normal operation.
次に、制御部３０は、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２を逆回転させる。すると、図８に示すように、空気の吸引ｂにより、羽根２４２が吸い上げられる。そして、羽根２４２が接続されている支持軸２４１には上下方向の遊びがあるため、支持軸２４１、羽根２４２、ラチェット爪２５２、および、除塵部材２３は、上方向Ｂに浮き上がる。 Next, the control unit 30 reversely rotates the fan 22 when a predetermined timing or a predetermined condition is satisfied. Then, as shown in FIG. 8, the blades 242 are sucked up by the air suction b. Since the support shaft 241 to which the blades 242 are connected has play in the vertical direction, the support shaft 241, the blades 242, the ratchet claws 252, and the dust removing member 23 are lifted in the upward direction B.
次に、図９（ａ）に示すように、浮き上がったラチェット爪２５２は、ファン２２側の逆回転中のラチェット爪２５１と噛み合う。そして、図９（ｂ）に示すように、ラチェット爪２５１の逆テーパ面２５１ｂおよびラチェット爪２５２の逆テーパ面２５２ｂにより、ファン２２の逆回転の間、噛み合いは継続される。これにより、ファン２２の回転軸２２１の回転力が支持機構２４の支持軸２４１に伝達される。 Next, as shown in FIG. 9A, the raised ratchet pawl 252 meshes with the ratchet pawl 251 that is rotating in the reverse direction on the fan 22 side. 9B, the reverse taper surface 251b of the ratchet pawl 251 and the reverse taper surface 252b of the ratchet pawl 252 keep the meshing during the reverse rotation of the fan 22. Thereby, the rotational force of the rotation shaft 221 of the fan 22 is transmitted to the support shaft 241 of the support mechanism 24.
そして、図１０に示すように、支持軸２４１の回転により羽根２４２が回転する。これに伴い、除塵部材２３は、ヒートシンク２１の中心でスムーズに回転し、放熱部材２１１の間を除塵する。 Then, as shown in FIG. 10, the blades 242 are rotated by the rotation of the support shaft 241. Accordingly, the dust removing member 23 smoothly rotates at the center of the heat sink 21 to remove dust between the heat radiating members 211.
次に、制御部３０は、所定期間経過後、または、所定のタイミングまたは所定条件が満たされた場合に、ファン２２を正回転させる。すると、図１１（ａ）に示すようにラチェット爪２５１は、正回転する。そして、図１１（ｂ）に示すように、ラチェット爪２５１の逆テーパ面２５１ｂおよびラチェット爪２５２の逆テーパ面２５２ｂにより、噛み合いが解除される。また、図１２に示すように、ファン２２からの空気の送出ａにより、支持機構２４は下方向Ａに押し下げられてファン２２から離間する。これにより、ファン２２の回転力は、支持機構２４に伝わらなくなり、ファン２２の通常動作は、除塵部材２３により阻害されない。 Next, the control unit 30 causes the fan 22 to rotate forward after a predetermined period has elapsed or when a predetermined timing or a predetermined condition is satisfied. Then, the ratchet pawl 251 rotates forward as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 11B, the meshing is released by the reverse tapered surface 251b of the ratchet pawl 251 and the reverse tapered surface 252b of the ratchet pawl 252. In addition, as shown in FIG. 12, the support mechanism 24 is pushed down in the downward direction A by the air supply a from the fan 22 and separated from the fan 22. Thereby, the rotational force of the fan 22 is not transmitted to the support mechanism 24, and the normal operation of the fan 22 is not hindered by the dust removing member 23.
以上で、具体例の構成および動作の説明を終了する。 This is the end of the description of the configuration and operation of the specific example.
なお、本実施の形態において、除塵部材２３がワイパーによって構成される例を中心に説明したが、除塵部材２３は、例えば、図１３（ａ）に示すようにブラシによって構成されていてもよい。また、図２に示した放熱部材２１１は、詳細には、図１３（ａ）に示すように配列されたブレード２１１０からなることが考えられる。この場合、図１３（ｂ）に示すように、除塵部材２３をブラシによって構成することにより、ファン２２の逆回転時には、ブラシが、ブレード２１１０の並びに沿って移動し、ブレード２１１０の間の塵をより多く取り除くことができる。 In the present embodiment, the example in which the dust removing member 23 is configured by a wiper has been mainly described. However, the dust removing member 23 may be configured by a brush, for example, as illustrated in FIG. Further, in detail, the heat radiating member 211 shown in FIG. 2 may be composed of blades 2110 arranged as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 13B, the dust removal member 23 is configured by a brush, so that the brush moves along the blade 2110 when the fan 22 rotates in the reverse direction, and dust between the blades 2110 is removed. More can be removed.
また、本実施の形態において、ヒートシンク２１が有する放熱部材２１１の配列や形状が、図２に示したものである例を中心に説明したが、放熱部材２１１の配列や形状は、これに限らない。例えば、ヒートシンク２１は、図１４（ａ）に示すように、リング状に形成された放熱部材（放熱板）２１１によって構成されていてもよい。この場合、放熱部材２１１は、間隔をあけて積み重ねられ、ヒートパイプ２１４により支持されていてもよい。この場合も、図１４（ｂ）に示すように、除塵部材２３をブラシによって構成することにより、ファン２２の逆回転時には、ブラシは、放熱板２１１の間の塵をより多く取り除くことができる。なお、除塵部材２３をブラシによって構成する場合、図１３（ａ）に示すヒートシンク２１より、図１４（ａ）に示すヒートシンク２１の方が、ブラシはより少ない抵抗で移動可能である。 Moreover, in this Embodiment, although demonstrated centering on the example in which the arrangement | sequence and shape of the heat radiating member 211 which the heat sink 21 has are what was shown in FIG. 2, the arrangement | sequence and shape of the heat radiating member 211 are not restricted to this. . For example, as shown in FIG. 14A, the heat sink 21 may be configured by a heat radiating member (heat radiating plate) 211 formed in a ring shape. In this case, the heat radiating member 211 may be stacked at intervals and supported by the heat pipe 214. Also in this case, as shown in FIG. 14B, the dust removal member 23 is configured by a brush, so that the brush can remove more dust between the heat radiating plates 211 when the fan 22 rotates backward. When the dust removing member 23 is configured by a brush, the brush can move with less resistance in the heat sink 21 shown in FIG. 14A than in the heat sink 21 shown in FIG.
次に、本発明の実施の形態の効果について述べる。 Next, effects of the embodiment of the present invention will be described.
本発明の実施の形態は、より簡易な構成で、冷却装置の放熱部材に付着する塵を除去することができる。 Embodiment of this invention can remove the dust adhering to the heat radiating member of a cooling device with a simpler structure.
その理由は、冷却装置において、複数の放熱部材を有するヒートシンクと、正回転するとヒートシンクに向かって空気を送出し、逆回転するとヒートシンク側から空気を吸引するファンとの間に、複数の放熱部材の間の除塵を行う除塵部材を支持する支持機構を移動可能に配置し、ファンの逆回転時にファンおよび支持機構を連結し、正回転時に連結を解除する連結切替機構を設けたからである。そして、電子機器に設けられた制御部が、ファンを逆回転させると、支持機構が、ファンによる空気の吸引によりファンに接近する方向に移動してファンに接し、連結切替機構が、ファンおよびファンに接した支持機構を連結してファンの回転力を支持機構に伝達し、支持機構が、ファンの回転力により、複数の放熱部材の間の除塵を行うよう除塵部材を移動させるからである。そして、制御部が、ファンを正回転させると、連結切替機構が、ファンおよび支持機構の連結を解除し、支持機構が、ファンからの空気の送出によりファンから離間する方向に移動し、ファンの回転力が支持機構に伝達されないからである。 The reason for this is that in the cooling device, a plurality of heat radiating members are disposed between a heat sink having a plurality of heat radiating members and a fan that sends air toward the heat sink when rotated forward and sucks air from the heat sink side when rotated reversely. This is because the support mechanism that supports the dust removal member that performs dust removal in the meantime is movably disposed, and the connection switching mechanism that connects the fan and the support mechanism when the fan rotates in the reverse direction and releases the connection when the fan rotates in the forward direction is provided. When the control unit provided in the electronic device rotates the fan in the reverse direction, the support mechanism moves in a direction approaching the fan by suction of air by the fan and comes into contact with the fan, and the connection switching mechanism includes the fan and the fan. This is because the support mechanism in contact with the fan is connected to transmit the rotational force of the fan to the support mechanism, and the support mechanism moves the dust removing member to perform dust removal between the plurality of heat radiating members by the rotational force of the fan. When the controller rotates the fan in the forward direction, the connection switching mechanism releases the connection between the fan and the support mechanism, and the support mechanism moves in a direction away from the fan by sending air from the fan. This is because the rotational force is not transmitted to the support mechanism.
このように、本実施の形態では、ファンの逆回転により除塵部材が移動して除塵を行うため、除塵部材を動かすための動力としてファンを流用することができ、新たな動力機構を設ける必要がない。その結果、本実施の形態は、電子機器の動作を停止することなく冷却装置の除塵を行い冷却性能の低下を防ぐ装置を、より簡易な構成で実現できる。 As described above, in the present embodiment, the dust removal member moves by the reverse rotation of the fan to perform dust removal. Therefore, the fan can be used as power for moving the dust removal member, and a new power mechanism needs to be provided. Absent. As a result, this embodiment can realize a device that removes dust from the cooling device and prevents the cooling performance from decreasing without stopping the operation of the electronic device with a simpler configuration.
なお、本発明の実施の形態において、ヒートシンクが有する放熱部材が、同心円状に配列されている例を中心に説明したが、本発明における放熱部材は、同心円状に配列されていなくてもよい。例えば、放熱部材は、間隔をあけて平行に配列されていてもよい。この場合、除塵部材を放熱部材の間で除塵可能に往復移動させるよう、支持機構または連結切替機構が、ファンの回転運動を往復運動に変換する機構を備えていてもよい。その他、放熱部材の形状や配列に関わらず、支持機構は、ファンの回転力を用いて、除塵部材を放熱部材の間で除塵可能に移動させる構成であればよい。 In the embodiment of the present invention, the example in which the heat dissipation members included in the heat sink are arranged concentrically has been described. However, the heat dissipation members in the present invention may not be arranged concentrically. For example, the heat dissipation members may be arranged in parallel at intervals. In this case, the support mechanism or the connection switching mechanism may be provided with a mechanism for converting the rotational movement of the fan into the reciprocating movement so that the dust removing member is reciprocated between the heat radiating members so as to be able to remove dust. In addition, the support mechanism may be configured to move the dust removing member between the heat radiating members so as to be dust-removed using the rotational force of the fan regardless of the shape and arrangement of the heat radiating members.
また、本実施の形態において、支持機構が板状の羽根を有する例を中心に説明したが、支持機構が有する羽根は、板状に限らない。また、支持機構は、必ずしも羽根を有していなくてもよい。本発明の支持機構は、ファンによる空気の送出または吸引によってファンおよびヒートシンクの間を移動する構成であればよい。 In the present embodiment, the example in which the support mechanism has a plate-like blade has been described. However, the blade that the support mechanism has is not limited to a plate shape. Further, the support mechanism does not necessarily have a blade. The support mechanism of this invention should just be the structure which moves between a fan and a heat sink by the sending or suction of the air by a fan.
また、本実施の形態において、除塵部材が、ワイパーまたはブラシである例を中心に説明したが、本発明の除塵部材は、放熱部材の間を除塵可能であればその他の部材によって構成されていてもよい。 Further, in the present embodiment, the example in which the dust removing member is a wiper or a brush has been mainly described. However, the dust removing member of the present invention is configured by other members as long as dust can be removed between the heat radiating members. Also good.
また、本実施の形態において、連結切替機構が、ラチェット爪によって構成される例を中心に説明したが、本発明の連結切替機構は、ファンの逆回転時にファンおよび支持機構を連結してファンの回転力を支持機構に伝達し、ファンの正回転時に連結を解除するその他の機構であってもよい。 Further, in the present embodiment, the description has been made centering on an example in which the connection switching mechanism is configured by a ratchet pawl. However, the connection switching mechanism of the present invention connects the fan and the support mechanism when the fan rotates in the reverse direction. Other mechanisms that transmit the rotational force to the support mechanism and release the connection when the fan rotates forward may be used.
また、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes.
１ 電子機器
１０ 発熱部品
２０ 冷却装置
３０ 制御部
２１ ヒートシンク
２２ ファン
２３ 除塵部材
２４ 支持機構
２５ 連結切替機構
２１１ 放熱部材
２１２ 台座
２１３ シャフト
２１４ ヒートパイプ
２２１ 回転軸
２４１ 支持軸
２４２ 羽根
２５１、２５２ ラチェット爪
２５１ｂ、２５２ｂ 逆テーパ面
２１１０ ブレード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electronic device 10 Heat generating component 20 Cooling device 30 Control part 21 Heat sink 22 Fan 23 Dust removal member 24 Support mechanism 25 Connection switching mechanism 211 Heat radiation member 212 Base 213 Shaft 214 Heat pipe 221 Rotating shaft 241 Support shaft 242 Blade 251, 252 Ratchet claw 251b , 252b Reverse taper surface 2110 Blade
Claims (5)
正方向に回転（正回転）すると前記ヒートシンクに向かって空気を送出し、逆方向に回転（逆回転）すると前記ヒートシンク側から空気を吸引するファンと、
前記複数の放熱部材の間の除塵を行う除塵部材と、
前記除塵部材を支持する支持機構であって、前記ヒートシンクおよび前記ファンの間を移動可能に配置され、前記ファンの正回転時には、前記空気の送出により前記ファンから離間する方向に移動し、前記ファンの逆回転時には、前記空気の吸引により前記ファンに接近する方向に移動して前記ファンに接するとともに、前記ファンの回転力により、前記複数の放熱部材の間の除塵を行うよう前記除塵部材を移動させる支持機構と、
前記ファンの逆回転時には、前記ファンの回転力を前記支持機構に伝達可能に前記ファンおよび前記ファンに接した前記支持機構を連結し、前記ファンの正回転時には前記連結を解除する連結切替機構と、
を備えた冷却装置。 A heat sink having a plurality of heat dissipation members;
When rotating in the forward direction (forward rotation), air is sent out toward the heat sink, and when rotating in the reverse direction (reverse rotation), a fan that sucks air from the heat sink side,
A dust removing member for removing dust between the plurality of heat dissipating members;
A support mechanism for supporting the dust removing member, which is movably disposed between the heat sink and the fan, and moves in a direction away from the fan by sending out the air when the fan is rotating forward; At the time of reverse rotation, the air is moved in a direction approaching the fan by suction of the air to come into contact with the fan, and the dust removing member is moved by the rotational force of the fan to remove dust between the plurality of heat radiating members. A supporting mechanism
A connection switching mechanism that connects the fan and the support mechanism in contact with the fan so that the rotational force of the fan can be transmitted to the support mechanism when the fan rotates in the reverse direction, and releases the connection when the fan rotates forward; ,
With cooling device.
前記支持機構は、前記ヒートシンクの中心において回転可能かつ軸方向に移動可能な支持軸と、前記除塵部材を支持するとともに前記支持軸の前記ファン側の端部に放射状に結合される羽根であって、前記空気の送出により前記ファンから離間し前記空気の吸引により前記ファンに吸い寄せられる羽根とを有することを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。 The heat sink has the plurality of heat dissipating members arranged concentrically,
The support mechanism is a support shaft that is rotatable and axially movable at the center of the heat sink, and a blade that supports the dust removing member and is radially coupled to an end of the support shaft on the fan side. 2. The cooling device according to claim 1, further comprising: a blade that is separated from the fan by sending the air and sucked to the fan by sucking the air.
前記冷却装置により冷却される発熱部品と、
前記ファンの回転方向を制御する制御部と、
を備えた電子機器。 The cooling device according to any one of claims 1 to 3,
A heat generating component cooled by the cooling device;
A control unit for controlling the rotation direction of the fan;
With electronic equipment.
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