JP2002242878A - 送風冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機器の発熱による筐体内部の温度を外の空気を
吸い込んで冷却する送風冷却装置のエアーフィルタ４の
外面に堆積した塵埃５を自動的に除去する。 【解決手段】送風量を空気流量検出器８で監視し、送風
量が低下し温度センサ９による内部温度が規定内のと
き、冷却ファン６の羽根車の回転面に沿って設けた回動
軸１１を回動用モータ７で１８０°回動させて送風の向
きを逆にする。塵埃５がエアフィルタ４から外側に吹き
飛ばされ送風量が高くなったとき、冷却ファン６を再び
回動させて元の冷却状態に戻すように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器，通信設
備等の筐体に設けられ、筐体に収容された電子機器の動
作による内部温度の上昇を抑えるための冷却装置に関
し、特に、冷却ファン（多羽根回転形送風機）を回転さ
せ外の空気を吸い込んで冷却する送風冷却装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電気機器や電子機器．通信設備
等には、内部回路の動作による機器内部の温度上昇を抑
えるために、機器を収容した筐体に空冷用のファンが取
付けられている。例えば、自動車電話・携帯電話などの
移動体通信システムにおける無線基地局や中継局の送信
設備には共通増幅器が実装されており、その電力増幅部
は動作時に発熱し筐体内の温度が上昇する。内部の温度
が上昇して規定温度範囲を超えると増幅器の性能が低下
し所定の性能を維持できなくなる恐れがある。そこで、
増幅器を収容する筐体に冷却用のファンを取付け、筐体
内の温度を下げるように構成されている。

【０００３】図４は従来の送風冷却装置の概要を示す側
面部分断面図である。図において、１は機器の筐体、２
は筐体内の機器、３は冷却ファン、４はエアフィルタ、
５はフィルタに堆積した塵埃である。この冷却ファン６
の風向きは、図のように外気を吸い込んで内部を冷やす
ようになっている。従って、塵埃５はフィルタ４の外側
に堆積している。

【０００４】例えば、移動体通信システムの無線基地局
設備は、ビルなどの高層建物の屋上に設置されたアンテ
ナ鉄塔の基礎部分に据付けられ、メンテナンスフリー
（定期点検無用）になっており、遠方監視による故障検
出時以外は無人状態である。移動通信サービスは昼夜連
続で行われているので、通信設備の冷却ファンも連続動
作となっている。

【０００５】屋外設備で外気を吸い込んで冷却している
と、長時間経つと次第にエアフィルタ４の外側に塵埃５
が堆積してくる。エアフィルタ４に過剰な量の塵埃５が
堆積すると冷却風量が減少する。冷却風量が減少すると
冷却能力の低下を引き起こし、筐体内の温度が上昇して
機器２の動作が阻害される。

【０００６】そこで、エアフィルタ４に堆積した塵埃５
を除去するためには、保守要員が現場に行ってエアフィ
ルタ４を取り外して清掃作業を行うことになる。この清
掃作業を各地に分散配置された多数の無線基地局に対し
て行うことは保守費用がかかり、その上、建物の屋上の
アンテナ鉄塔という作業のやり難い場所という極めて困
難な問題があった。

【０００７】例えば、内部機器の実装密度が大きく、フ
ィルタを取り出し難い自動販売機用冷却ユニットの場合
も同様な問題があり、その対策として、冷却ファンのモ
ータ（電動機）として可逆電動機を用い、冷却ファンの
モータを一旦停止させ、スイッチなどでモータ接続を切
換え、回転方向を逆転させる方法が提案されている。冷
却ファンを正回転させている冷却時にフィルタに堆積し
た塵埃を、冷却ファンを逆回転させてフィルタに逆方向
の風圧を与えてフィルタから離脱させる方法である。例
えば、特開平５−４５０２９号公報参照。

【０００８】図５は上記従来の可逆電動機を用いた例を
示す側面部分断面図であり、冷却ファン３を逆回転させ
外側に向かって風を吹き出し、エアフィルタ４に堆積し
た塵埃５を吹き飛ばすように構成されている。

【０００９】しかし、この提案による構成では、可逆電
動機の価格が、現在無線基地局等の送信機に用いられて
いる単一方向回転の長寿命モータに比べて高価であり、
その上、長時間連続使用のときの寿命に問題がある。さ
らに、筐体内の温度に関係なく逆回転させると、例え
ば、筐体内の温度が高いとき逆回転すると、冷却効果が
なくなるばかりでなく装置がさらに高温になって、動作
不良や故障を発生するという問題がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
単一方向回転モータを用いた送風冷却装置の場合は、安
価で長寿命であるが、塵埃の除去清掃作業に時間と費用
がかかるという問題がある。また、逆回転可能なモータ
を用いた送風冷却装置の場合は、高価で寿命が十分でな
いという問題がある。

【００１１】本発明はこれらの問題点を解決するために
行ったものであり、安価で長期連続使用に耐え、しか
も、現地でフィルタを取り外して行う清掃作業が不要で
自動的に塵埃が除去され、高温時には除去動作しないよ
うにした送風冷却装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の送風冷却装置
は、動作中の発熱により温度上昇する電子機器を収容し
その温度上昇部分の近くの面に開口部を有する筐体と、
該開口部の内側に設けられモータによる羽根車の回転に
より外部の空気を吸い込み前記温度上昇部分に吹きつけ
て内部温度の上昇を抑えるための冷却ファンと、該開口
部の全面を塞ぐように取り付けられ外部の空気に含まれ
る塵埃を濾過するエアフィルタとが備えられた送風冷却
装置において、前記冷却ファンの羽根車の回転面に沿っ
て設けられ該回転面を回動させるための回動軸と、該回
動軸を回動させるための回動用モータと、前記冷却ファ
ンの送風量を測定する空気流量検出器と、前記電子機器
の発熱部分の温度を検出する温度センサと、前記空気流
量検出器による送風量と前記温度センサによる内部温度
を監視し前記回動用モータを制御する制御部とが設けら
れ、前記制御部は、前記空気流量検出器による送風量が
所定の値より低下したとき、前記内部温度が所定の値の
範囲内であれば、前記回動用モータを回転させて前記回
動軸を回動させ、前記冷却ファンの羽根車の回転面を回
動させて該冷却ファンによる送風方向を逆にして前記エ
アフィルタの外面に堆積した塵埃を外側に吹き飛ばし、
前記空気流量検出器による送風量が所定の値以上になっ
たとき、前記回動用モータを回転させて前記冷却ファン
の羽根車の回転面を回動させて該冷却ファンによる送風
方向を元に戻す制御をするように構成されたことを特徴
とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例を示す平面
部分断面図（Ａ）と側面部分断面図（Ｂ）である。図に
おいて、１は筐体、２は筐体内の機器、４はエアフィル
タ、５は塵埃、６は冷却ファン、７は冷却ファン６の回
動用モータ（Ｍ）、８は空気流量検出器、９は温度セン
サ、１０は取付枠、１１は回動軸、１２は歯車である。

【００１４】図２は本発明の実施例の回路ブロック図で
あり、図３は本発明の送風冷却装置の塵埃除去動作フロ
ーチャートである。図２において、２は冷却対象の機
器、６は冷却ファン、７は回動用モータ、８は空気流量
検出器、９は温度センサ、２１は回動用モータ駆動部、
２２はタイマ、２３は制御部である。制御部２３は筐体
内に収容された冷却対象機器２の内部の制御部に本発明
の動作制御を兼用させることができる。図３の３１〜３
４はステップ番号である。

【００１５】これらの図１〜図３によって本発明を詳細
に説明する。先ず、冷却ファン６は、その上下に羽根車
の回転面に沿って（平行に）垂直の回動軸１１が設けら
れ、ファン取付枠１０の内側に、冷却ファン６が垂直軸
１１を軸として３６０°回動可能に保持されている。垂
直の回動軸１１の下端側（上側でもよい）は取付枠１０
を貫通し、例えば、ウオームギアのような歯車１２で回
動用モータ７に係合されている。即ち、回動用モータ７
を回転させることにより、冷却ファン６を垂直の回動軸
１１を軸として３６０°回動させることができ、かつ、
任意の角度で止めることができるように構成されてい
る。

【００１６】図１（Ａ）は冷却ファン６が垂直の回動軸
１１を軸にして回動する様子を示している。図１（Ｂ）
は冷却ファン６を１８０°回動させて風向きを外向きに
して、エアフィルタ４に堆積した塵埃５を外側に吹き飛
ばしている様子を示している。

【００１７】図１の実施例では、冷却ファン６の回動は
垂直の回動軸１１を軸としているが、これを９０°変え
て水平の回動軸を軸として冷却ファン６を回動させても
よい。

【００１８】図３のフローチャートにより本発明の送風
冷却装置の動作を説明する。冷却ファン６が連続動作中
は、その送風量を空気流量検出器８で検出し、筐体の内
部温度を温度センサ９で監視している。時間が経過して
エアフィルタ４に塵埃５が堆積してくると検出送風量が
低下する。検出送風量が予め定めた送風量（空気流量）
の範囲より少なくなるとステップ３１からステップ３２
に進み、筐体の内部温度が規格範囲内か否かを判断す
る。規格範囲を超えて温度が高いときは冷却ファン６の
回転をそのまま続けて冷却を続ける。温度が規格範囲内
にあるときは、塵埃除去動作をさせるためステップ３３
に進んで回動用モータ７をモータ駆動部２１で始動さ
せ、冷却ファン６を１８０°回動させる。エアフィルタ
４に対する風向きが逆向きとなり外側に吹き出す風圧に
より、図１（Ｂ）に示すようにフィルタ４に堆積した塵
埃５が吹き飛ばされる。その状態を塵埃が離脱する時間
に設定したタイマ２４で保持した後、ステップ３４で再
び回動用モータ７を始動し、冷却ファン６を１８０°回
動させて元の風向きにして冷却状態にする。

【００１９】以上のように、エアフィルタ４に塵埃５が
堆積して冷却効果が低下したとき、筐体内温度が規定温
度範囲内であることを条件として、冷却ファン６を回転
させたまま１８０°回動させてエアフィルタ４に逆方向
の風を当てて塵埃５を吹き飛ばし、除去された頃、例え
ば、送風量が所定の値以上になったとき、または、予め
定めた時間をタイマで検出して、１８０°回動させて元
の状態に戻し、検出した空気流量が規定範囲になるよう
にして冷却動作を続けさせることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、安価で長期連続使用に耐えるモータ
を用いた冷却ファンによって、エアフィルタに堆積した
塵埃が規定温度範囲内で自動的に除去され、冷却効果が
回復して維持されるという実用上極めて大きい効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す平面及び側面部分断面図
である。

【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図３】本発明の動作フローチャートである。

【図４】従来の構成例の側面部分断面図である。

【図５】従来の構成例の側面部分断面図である。

【符号の説明】 １ 筐体 ２ 機器 ３ 冷却ファン ４ エアフィルタ ５ 塵埃 ６ 冷却ファン ７ 回動用モータ ８ 空気流量検出器 ９ 温度センサ １０ 取付枠 １１ 回動軸 １２ 歯車 ２１ モータ駆動部 ２２ タイマ ２３ 制御部 ３１〜３４ ステップ番号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作中の発熱により温度上昇する電子機
   器を収容しその温度上昇部分の近くの面に開口部を有す
   る筐体と、該開口部の内側に設けられモータによる羽根
   車の回転により外部の空気を吸い込み前記温度上昇部分
   に吹きつけて内部温度の上昇を抑えるための冷却ファン
   と、該開口部の全面を塞ぐように取り付けられ外部の空
   気に含まれる塵埃を濾過するエアフィルタとが備えられ
   た送風冷却装置において、 前記冷却ファンの羽根車の回転面に沿って設けられ該回
   転面を回動させるための回動軸と、該回動軸を回動させ
   るための回動用モータと、前記冷却ファンの送風量を測
   定する空気流量検出器と、前記電子機器の発熱部分の温
   度を検出する温度センサと、前記空気流量検出器による
   送風量と前記温度センサによる内部温度を監視し前記回
   動用モータを制御する制御部とが設けられ、 前記制御部は、前記空気流量検出器による送風量が所定
   の値より低下したとき、前記内部温度が所定の値の範囲
   内であれば、前記回動用モータを回転させて前記回動軸
   を回動させ、前記冷却ファンの羽根車の回転面を回動さ
   せて該冷却ファンによる送風方向を逆にして前記エアフ
   ィルタの外面に堆積した塵埃を外側に吹き飛ばし、前記
   空気流量検出器による送風量が所定の値以上になったと
   き、前記回動用モータを回転させて前記冷却ファンの羽
   根車の回転面を回動させて該冷却ファンによる送風方向
   を元に戻す制御をするように構成されたことを特徴とす
   る送風冷却装置。