JP2001251077A - 電子機器のファン駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】空気の流通方向を時々変えることによって、空
気流通孔や保護カバーに塵や埃が付着するのをできるだ
け防ぎ、また付着しても取り除かれるようにする。 【解決手段】空気流によって筐体１内部を冷却するファ
ン５に正逆転可能なモータ３を取り付け、ＣＰＵ１０に
よってこのモータ３を、電源オフ直後と電源オフ直前の
一定の時間だけ逆転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、パワーアンプな
どの発熱部を備える電子機器において、電源オン後に筐
体内部に空気流を形成することによって発熱部および筐
体内部を強制冷却するファン駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】筐体内部にパワーアンプを有するオーデ
ィオ信号増幅装置や筐体内部にＣＰＵを有するパソコン
など、筐体内部に発熱部を有する電子機器においては、
一般に、筐体自身にファンを取り付けてファンの外側を
保護カバーで覆ったり、筐体内部にファンを取り付けて
筐体の一部に空気流通孔を形成したりする。そして、電
源オンオフに同期してこのファンを駆動し、ファンの回
転により形成される空気流により上記発熱部の外部への
放熱を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、ファンの回転方向が一方向であったために、
長期間使用しているあいだに、空気流通孔や保護カバー
に塵や埃が付着、堆積して空気の流通が悪化し、放熱が
十分に行われないことがあった。また、温度保護回路を
備えている電子機器では、放熱が十分に行われないこと
によって、その温度保護回路が動作してしまう可能性が
あった。

【０００４】この発明の目的は、空気の流通方向を時々
変えることによって、空気流通孔や保護カバーに塵や埃
が付着するのをできるだけ防ぎ、また付着しても取り除
かれるようにした電子機器のファン駆動装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するために次のように構成される。

【０００６】（１） 電子機器の筐体内部を冷却する空
気流を形成するファンと、該ファンを駆動する正逆転可
能なモータと、所定のタイミングで該モータの正転と逆
転を制御する制御部と、を備えてなる。

【０００７】この発明では、ファンを正逆転可能なモー
タで駆動し、所定のタイミングでこのモータの正転と逆
転を制御するようにしている。これにより、空気の流通
方向が時々変わることになり、筐体に設けられている空
気流通孔やファンの保護カバーに塵や埃が付着するのを
防ぐことができるとともに、付着している塵や埃を除去
することが可能となる。

【０００８】上記モータの正転と逆転のタイミングは種
々考えられるが、たとえば、電源オン直後の一定の時間
だけ逆転したり、電源オフ直前の一定の時間だけ逆転し
たりする方法がある。また、電源オン直後と電源オフ直
前の一定の時間だけ逆転する方法がある。また、予め定
めた一定の時間にモータを逆転制御することも可能であ
る。

【０００９】正逆転可能なモータとしては、両巻モータ
やブラシモータなどを使用することができ、駆動電流の
方向を変えたり、巻線を選択することによって回転方向
を制御する。

【００１０】（２）前記筐体内部の任意の箇所の温度を
検出する温度検出部を有し、前記制御部は、前記モータ
を、前記温度検出部で検出した温度が所定温度以上の時
に一定時間逆転させ、その後、所定温度に低下するまで
高速回転させる。

【００１１】ファンは、その回転方向が正転の時に最も
放熱効果が高くなる羽根形状を有するために、温度検出
部で検出した温度が所定温度以上の時にモータを高速で
正転させて冷却する。そして、この高速正転する直前の
一定時間だけ逆転制御する。このようにすると、ファン
は、冷却に必要な時に高速正転しその直前の逆転によっ
て塵、埃を除去することになる。このような方法によっ
ても、筐体内部の冷却効果と塵、埃の除去効果の両方を
得ることができる。

【００１２】（３）前記ファンは、前記筐体に設けられ
ている空気流通開口部の筐体内部近傍に配置され、該フ
ァンの逆転時の該ファンに流れる空気流の方向が筐体内
部から外部に向く方向であり、該ファンの正転時の該フ
ァンに流れる空気流の方向が外部から筐体内部に向く方
向である。

【００１３】筐体内部を冷却する時のファンに流れる空
気流の方向は筐体内部から外部に向く方向であっても、
外部から筐体内部に向く方向であっても良いが、塵や埃
を除去する時のファンに流れる空気流の方向は、それら
が筐体内部に入り込まないよう筐体内部から外部に向く
方向の方が好ましい。そこで、この発明では、ファンの
逆転時の該ファンに流れる空気流の方向を筐体内部から
外部に向く方向とする。なお、ファンを筐体の一部に一
体的に設け、これに保護カバーを設けた構成の場合で
も、ファン逆転時の該ファンに流れる空気流の方向を、
筐体内部から外部に向く方向とするのがよい。

【００１４】（４）前記制御部は、前記モータの逆転時
に回転のオンオフまたは回転数を増減制御するようにし
た。

【００１５】モータを逆転する時、すなわち塵や埃を除
去する時には、その回転数をオンオフしたり回転数を増
減させれば塵や埃をより除去しやすくなるものと思われ
る。そこで、この発明ては、モータの逆転時にその回転
数を自動的にオンオフしたり回転数を増減させる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態であ
るオーディオ信号電力増幅装置のファンの取り付け部分
を示している。

【００１７】筐体１の側面には複数の空気流通孔２が形
成され、これに近接して筐体内部にファン５とこれを駆
動するモータ３が設けられている。なお、４は筐体１内
部に設けられている基板である。以上の構成で、モータ
３は正逆転可能な両巻モータやブラシモータなどからな
るモータであって、図外の制御部によって、所定のタイ
ミングで正転と逆点が制御される。モータ３が正転して
いる時には強制冷却モードであって、この時には、図の
矢印に示すようにファン５を基準に外部から筐体内部に
向けて空気流が形成され、これにより、筐体内部および
筐体内部にある図示しない熱源部を強制空冷（冷却）す
る。一方、所定のタイミングでモータ３が逆転すると、
空気流の方向が上記の方向と逆となり、ファン５を基準
にして筐体内部から外部に向けての空気流が形成され
る。これにより、モータ３が正転している時に空気流通
孔２の周囲の部分に付着した塵や埃はこの逆方向に流れ
る空気流によって取り除かれ筐体外部に放出される。ま
た、このようにして筐体内部から外部に流れる空気流に
よって上記塵や埃が一度に完全に除去されなくても、こ
の逆方向の何回かの空気流によって、より完全に除去さ
れる可能性が高く、仮に除去しえないようなものがあっ
ても、堆積してしまうというようなことはない。

【００１８】図２は制御部のブロック図である。

【００１９】この制御部は、ＣＰＵ１０、発熱部である
パワーアンプ部１１、電源部１２およびモータ駆動回路
１３を含んでいる。電源部１２は、パワーアンプ部１１
に電源を供給するパワーアンプ電源部１２ａと、ファン
駆動回路１３に電源を供給するファン電源部１２ｂとで
構成されている。モータ駆動回路１３は正逆転可能なモ
ータ３に対して駆動電流を供給するとともに、ＣＰＵ１
０からの正逆転信号を受けてモータ３を正転させたり逆
転させたりする。

【００２０】なお、電源スイッチＳＷは電源オンオフ信
号形成部１４に接続されていて、ＣＰＵ１０に対し、電
源スイッチＳＷの操作に応じて電源オンオフ信号が出力
される。また、パワーアンプ部１１は、内部にアンプリ
レーを備えており、このアンプリレーが電源スイッチＳ
Ｗの立ち上がり後約４秒後にオンしてアンプ動作を可能
とする。

【００２１】以上の構成において、ＣＰＵ１０は、所定
のタイミングでモータ３の正転と逆転を制御する。以
下、モータ３の正逆転制御の実施例について説明する。

【００２２】（実施例１）実施例１では、電源オン直後
（電源スイッチオン直後）の１０秒間と、電源オフ直後
（電源スイッチオフ直後）の１０秒間だけモータ３を逆
転させ、それ以外の電源オン時においては正転制御す
る。

【００２３】図３は、この実施例のタイミングチャート
を示し、図４はＣＰＵ１０の制御動作を示すフローチャ
ートである。

【００２４】図３において、タイミングｔ１において電
源スイッチＳＷがオンすると、電源オン信号がＣＰＵ１
０に入力され、ＣＰＵ１０からの信号によって電源部１
２が立ち上がる。同時に、パワーアンプ部１１にも電源
が供給され始め、約４秒間経過したｔ２においてパワー
アンプ部１１内のアンプリレーが立ち上がる。一方、Ｃ
ＰＵ１０は、ｔ１からモータ駆動回路１３に対してモー
タ正転信号を送っているために、モータ３はｔ１から正
転を開始する。

【００２５】ｔ２になると、ＣＰＵ１０が上記アンプリ
レーの立ち上がりを検出してモータ駆動回路１３に対し
モータ逆転信号を送る。この時から、モータ３は逆転し
始める。ＣＰＵ１０で、約１０秒間を計数すると、モー
タ駆動回路１３に対して送る信号をモータ逆転信号から
モータ正転信号に切り換える。これによって、モータ３
はｔ３から正転に切り替わる。以下、電源がオフされる
までモータ３は正転を継続し、筐体内部からの放熱を行
う。

【００２６】ｔ４において電源スイッチＳＷがオフされ
ると、約４秒経過したｔ５において上記アンプリレーが
立ち下がる。ＣＰＵ１０はこの立ち下がりを検出して、
この時のタイミングｔ５からモータ駆動回路１３に対し
て送っているモータ正転信号をモータ逆転信号に切替
え、約１０秒間その状態を保持するとともに、電源部１
２に対してもこの１０秒間電源をオフしないように制御
する。したがって、モータ３はｔ５から１０秒間経過す
るｔ６まで逆転する。ｔ６になるとＣＰＵ１０から電源
オフ信号が電源部１２に対して送られ、この段階で電源
部１２が電源をオフする。したがって、モータ３の回転
も停止する。

【００２７】図４（Ａ）は電源スイッチＳＷがオンした
時の動作を示している。すなわち、電源スイッチＳＷが
オンされると電源部１２がオンし（ＳＴ１）、モータ正
転信号をモータ駆動回路１３に送って（ＳＴ２）、アン
プリレーがオンするのを待つ（ＳＴ３）。アンプリレー
がオンすると、今度はモータＭの逆転信号をモータ駆動
回路１３に出力し（ＳＴ４）、１０秒経過するのを待っ
て（ＳＴ５）、モータ正転信号をモータ駆動回路１３に
対して送る。

【００２８】図４（Ｂ）は電源スイッチＳＷがオフされ
た時の動作を示す。すなわち、電源スイッチＳＷがオフ
されると、アンプリレーがオフするのを待ち（ＳＴ１
０）、モータ駆動回路１３に対してモータ逆転信号を出
力する。そして、１０秒間経過するのを待ち（ＳＴ１
２）、その後電源部１２に対して電源オフ信号を出力す
る。

【００２９】以上の実施例１では、電源スイッチのオン
オフのたびに、約１０秒間モータＭが逆転する。このた
め、この時間において筐体に設けられている空気流通孔
や保護カバーに付着した塵や埃を除去することができ
る。

【００３０】なお、実施例１では、電源オン直後と電源
オフ直後にそれぞれ１０秒間モータ３の逆転制御を行っ
たが、いずれか一方のみモータ３の逆転制御を行うよう
にしてもよい。

【００３１】（実施例２）図５は、実施例２のタイミン
グチャート、図６は同実施例２のＣＰＵ１０の動作を示
すフローチャートである。この実施例２では、ＣＰＵ１
０のタイマ手段によって予め設定した一定の時間にモー
タ３を逆転制御する。

【００３２】図５において、ｔ１において電源スイッチ
ＳＷがオンされると、約４秒後にアンプリレーが立ち上
がり、且つ電源スイッチＳＷのオンと同時にモータ３が
正転制御される。同時に、ＣＰＵ１０のタイマ手段が計
数を開始し、時間Ｔ１が経過するのを待つ。時間Ｔ１が
経過するまではモータ３が正転制御されているが、この
時間Ｔ１を経過するとＣＰＵ１０はモータ駆動回路１３
に対してモータ逆転信号を送り、モータ３を逆転制御す
る。モータ３を逆転制御した時から時間Ｔ２が経過する
と、ＣＰＵ１０が再びモータ正転信号をモータ駆動回路
１３に送ることによってモータ３を正転制御する。以上
の動作（Ｔ１＋Ｔ２）を１サイクルとして、電源スイッ
チがオフされるまで連続的に同サイクルを繰り返す。こ
れにより、モータ３は電源がオンされている間、正転と
逆転が一定の周期で繰り返されることになる。

【００３３】ＣＰＵ１０は、図６（Ａ）および（Ｂ）の
動作を行う。すなわち、電源スイッチＳＷがオンされる
と、ＣＰＵ１０は電源部１２に対し電源オン信号を送る
とともに、モータ駆動回路１３に対してモータ正転信号
を送る。また、内部のタイマ手段の計数を開始する。こ
れにより、ＳＴ２１においてモータ３が正転を開始す
る。パワーアンプ部１１内のアンプリレーは、電源スイ
ッチオン後約４秒経過してオンするために、この時間が
経過してアンプリレーがオンすると（ＳＴ２２）、ＳＴ
２３において、タイマが時間Ｔ１だけ経過するのを待
つ。時間Ｔ１が経過すると、モータ駆動回路１３に対し
てモータ逆転信号を送り、モータ３を逆転制御する（Ｓ
Ｔ２４）。さらに、タイマが時間Ｔ２だけ経過するのを
待ち（ＳＴ２５）、時間Ｔ２を経過するとＳＴ２３に戻
って、再びタイマが時間Ｔ１だけ経過するのを待つ。Ｓ
Ｔ２３からＳＴ２５の動作を１サイクルとして、電源ス
イッチがオフされるまでこれを繰り返す。

【００３４】電源スイッチＳＷがオフされると、アンプ
リレーがオフするのを待ち（ＳＴ３０）、その後電源部
１２に対して電源オフ信号を出力する。

【００３５】なお、時間Ｔ１は時間Ｔ２に比較して長く
設定するのが好ましいが、このＴ１およびＴ２につて
は、予め適当な値に設定することが可能である。

【００３６】以上のタイマを使用した実施例２の装置に
おいても、モータ３の逆転と正転を適当なタイミングで
制御することによって、筐体内部の放熱と、空気流通孔
や保護カバーへの塵、埃の付着防止および除去を行うこ
とができる。

【００３７】（実施例３）図７は、実施例３の装置のタ
イミングチャートを示し、図８（Ａ）、（Ｂ）は、同実
施例３のＣＰＵ１０の動作を示すフローチャートであ
る。

【００３８】この実施例３では、筐体内の温度を検出す
るポジスタ１５（図２参照）を備えており、このポジス
タ１５の温度検出出力に基づいてモータ３の正逆転制御
を行う。なお、ポジスタ１５は、筐体内の任意の位置に
取り付けることができる。

【００３９】図７において、ｔ１において電源スイッチ
ＳＷがオンされると、約４秒経過後のｔ２においてパワ
ーアンプ部１１内のアンプリレーがオンする。一方、Ｃ
ＰＵ１０は、電源スイッチＳＷがオンした直後からモー
タ駆動回路１３に対してモータ逆転信号を出力する。こ
れにより、モータ３は電源オン直後から逆転し、上記塵
や埃を除去するよう空気流を形成する。一方、筐体内部
の温度を検出するポジスタ１５による検出温度はＣＰＵ
１０によって監視されており、この温度検出出力が所定
のしきい値を上回った時、すなわち、筐体内部の温度が
ある一定温度以上になった時、ＣＰＵ１０はモータ駆動
回路１３に対してモータ逆転信号を一定時間出力する
（例えば、１０秒間）。図７では、この時のモータ逆転
信号を出力するタイミングはｔ１０、ｔ１２，ｔ１４で
ある。この後上記一定時間が経過すると（例えば、１０
秒間）、その後、モータ高速正転信号に切り替える。こ
のときのタイミングはｔ１３、ｔ１５、ｔ１６である。
これにより、保護カバーに付着した塵や埃を取り除き、
さらに高速正転することにより、筐体内部の放熱を開始
する。筐体内部の放熱が開始され、それによって、ポジ
スタ１５の検出温度が低下し始めて同検出温度が上記し
きい値未満になると、ＣＰＵ１０はモータ駆動回路１３
に対して出力するモータ高速正転信号を通常のモータ正
転信号に切り替える。

【００４０】以上の動作を繰り返すことによって、筐体
内部の温度が一定温度以上になればモータ３が一時逆転
して，その後高速正転する。これにより、筐体内部の放
熱と塵、埃等の除去を共に実現することができる。な
お、パワーアンプ部１１には、通常、加熱状態になった
時に回路を保護するための温度プロテクション回路が内
蔵されているが、ポジスタ１５は、それよりも低い温度
で作動する。したがって、比較的低い温度範囲で、モー
タ３の正逆転制御が行われる。

【００４１】図８（Ａ）は、電源スイッチＳＷがオンし
た時のＣＰＵ１０の動作を示し、同図（Ｂ）は電源スイ
ッチＳＷがオフした時の動作を示している。

【００４２】電源スイッチＳＷがオンされると、ＣＰＵ
１０から電源部１２に対して電源オン信号が出力され、
電源部１２がオンする。また、モータ駆動回路１３に対
してはモータ逆転信号が出力される。これにより、モー
タ３は逆転を始める。約４秒経過してパワーアンプ部１
１内のアンプリレーがオンすると（ＳＴ４２）、ポジス
タ１５を含む温度検出部の信号に基づくモータ３の正逆
転制御を行う。すなわち、ＳＴ４３において、ポジスタ
１５による筐体内部の検出温度Ｔが所定のしきい値温度
Ｔ₀ 以上であれば、ＳＴ４５においてモータ駆動回路１
３に対してモータ逆転信号を一定時間出力し、その直後
にモータ高速正転信号を出力する。そうでなければＳＴ
４４においてモータ正転信号を出力する。この動作を電
源スイッチＳＷがオフされるまで行う。電源スイッチＳ
Ｗがオフされると、図８（Ｂ）のＳＴ５０において、ア
ンプリレーがオフされるのを待ち、オフされると、ＳＴ
５１において電源オフ信号を電源部１２に対して出力す
る。

【００４３】（実施例４）図９は、実施例４の一部構成
図を示している。この実施例では、ＣＰＵ１０からモー
タ駆動回路１３に対して、正逆信号とともに電圧の大き
さを可変できるモータ駆動電圧を出力している。すなわ
ち、モータ駆動回路１３は、ＣＰＵ１０からモータ逆転
信号を受けている時に同時に駆動電圧の大きさの制御を
受け、モータ３の逆転時の回転数を制御する。図１０
は、モータ３逆転時の回転数ｎの変化パターンを示して
いる。モータ３の逆転時の回転数パターンを、たとえば
図１０に示すように制御することにより、塵、埃などを
更に除去しやすくなる。なお、モータ３の正転時にもこ
のように回転数制御を行ってもよい。

【００４４】以上の実施形態は、筐体内の発熱源として
パワーアンプ部を用いたオーディオ信号の増幅装置を示
したが、発熱源として、ＣＰＵを用いた、パソコンやデ
ィジタル電子機器にもこの発明を適用することが可能で
ある。

【００４５】

【発明の効果】この発明によれば、１つのファンで筐体
内部の冷却を行うことができるとともに、筐体に設けら
れる空気流通孔やファンに取り付けられる保護安全カバ
ーに塵、埃等が付着するのを防止でき、且つ付着したそ
れらの異物を除去することができるため、塵、埃等が空
気流通孔や保護安全カバーに堆積することによって空気
の流通が悪くなり筐体内部の温度が上昇するのを簡単に
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態のオーディオ信号増幅装置
の筐体の一部概略図

【図２】上記装置の制御部の構成図

【図３】実施例１のタイミングチャート

【図４】実施例１の動作を示すフローチャート

【図５】実施例２のタイミングチャート

【図６】実施例２の動作を示すフローチャート

【図７】実施例３のタイミングチャート

【図８】実施例３の動作を示すフローチャート

【図９】実施例４の一部構成図

【図１０】実施例４のモータ回転数制御パターン例を示
す図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器の筐体内部を冷却する空気流を
   形成するファンと、該ファンを駆動する正逆転可能なモ
   ータと、所定のタイミングで該モータの正転と逆転を制
   御する制御部と、を備えてなる、電子機器のファン駆動
   装置。
2. 【請求項２】 前記制御部は、電源オン直後の一定の時
   間だけ前記モータを逆転し、それ以外は正転させる請求
   項１記載のファン駆動装置。
3. 【請求項３】 前記制御部は、電源オフ直前の一定の時
   間だけ前記モータを逆転し、それ以外は正転させる請求
   項１記載のファン駆動装置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、電源オン直後と電源オフ
   直前の一定の時間だけ前記モータを逆転し、それ以外は
   正転させる請求項１記載のファン駆動装置。
5. 【請求項５】 前記制御部は、予め設定した一定の時間
   に前記モータを逆転し、それ以外は正転させる請求項１
   記載のファン駆動装置。
6. 【請求項６】 前記筐体内部の任意の箇所の温度を検出
   する温度検出部を有し、前記制御部は、前記モータを、
   前記温度検出部で検出した温度が所定温度以上の時に一
   定時間逆転させ、その後、所定温度に低下するまで高速
   回転させる請求項１記載のファン駆動装置。
7. 【請求項７】 前記ファンは、前記筐体に設けられてい
   る空気流通開口部の筐体内部近傍に配置され、該ファン
   の逆転時の該ファンに流れる空気流の方向が筐体内部か
   ら外部に向く方向であり、該ファンの正転時の該ファン
   に流れる空気流の方向が外部から筐体内部に向く方向で
   ある、請求項１〜６のいずれかに記載のファン駆動装
   置。
8. 【請求項８】 前記制御部は、前記モータの逆転時に回
   転のオンオフまたは回転数を増減制御する、請求項１〜
   ７のいずれかに記載のファン駆動装置。