JP2008244332A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＰＵに対する確実かつ適切な冷却を可能としながら、冷却ファンの回転音および風切り音を低減できる電子機器を提供する。
【解決手段】ＣＰＵ１の温度Ｔcpuが設定値Ｔｓ以上の場合にデューティ１００％のＰＷＭ信号を生成し、設定値Ｔｓ未満の場合にデューティ０％のＰＷＭ信号を生成する。冷却ファン２４は、２速度モータを有している。２速度モータは、上記生成されるＰＷＭ信号がデューティ１００％の場合に高速度回転し、デューティ０％の場合に低速度回転する。
【選択図】図２

Description

この発明は、制御用のＣＰＵに取付けられるヒートシンクおよびそのヒートシンクを冷却する冷却ファンを備えた電子機器に関する。

パーソナルコンピュータ等の電子機器は、制御用のＣＰＵにヒートシンクを取付け、そのヒートシンクを冷却ファンによって冷却する（例えば特許文献１）。

上記冷却ファンは例えばＰＷＭにより速度制御が可能な可変速度モータを有しており、その可変速度モータの速度制御に必要なＰＷＭ信号が例えばＰＷＭ付コネクタによって生成される。このＰＷＭ付コネクタは、ＣＰＵと共に、マザーボードに搭載される。
特開２００１―２８４８６５号公報

パーソナルコンピュータ等の電子機器に使用されるＣＰＵは、年々、性能が向上しており、それに伴い消費電力および発熱量が増加する傾向にある。

このため、ＣＰＵを冷却するための冷却ファンも、年々、大型化しかつ高速回転化しており、その回転音および風切り音が問題となってきている。

この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的は、ＣＰＵに対する確実かつ適切な冷却を可能としながら、冷却ファンの回転音および風切り音を低減できる電子機器を提供することにある。

請求項１に係る発明の電子機器は、制御用のＣＰＵと、このＣＰＵに設けられたヒートシンクと、上記ＣＰＵの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出温度が設定値以上の場合にデューティ１００％のＰＷＭ信号を生成し設定値未満の場合にデューティ０％のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、このＰＷＭ信号生成手段で生成されるＰＷＭ信号がデューティ１００％の場合に高速度回転しデューティ０％の場合に低速度回転する２速度モータを有し、上記ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、を備えている。

この発明の電子機器によれば、ＣＰＵに対する確実かつ適切な冷却を可能としながら、冷却ファンの回転音および風切り音を低減できる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、電子機器の筐体２０にマザーボード１０が収容され、そのマザーボード１０に主制御部であるＣＰＵ１が搭載されている。そして、ＣＰＵ１の上面にヒートシンク２が取付けられている。ヒートシンク２は、ＣＰＵソケット１の上面と接する側に、互いに間隔を空けて配列された多数枚の放熱フィン２ａを有する。

また、筐体２０の側面部２０ａに空気を取込むための通気口２１が形成され、別の側面部２０ｂに排気口２２が形成されている。そして、排気口２２の内側に、埃を取るためのフィルタ２３、およびヒートシンク冷却用の冷却ファン２４が設けられている。

冷却ファン２４が動作すると、筐体２０の外の空気が通気口２１を通って筐体２０内に吸込まれ、その吸込まれた空気がヒートシンク２の各放熱フィン２ａの相互間に送り込まれる。送り込まれた空気は各放熱フィン２ａから熱を奪って冷却ファン２４側に流れ、それがフィルタ２３および排気口２２を通って筐体２０の外に排出される。こうして、ヒートシンク２およびＣＰＵ１が冷却される。

制御回路の要部を図２に示している。
商用交流電源３０に電源回路３１が接続されている。電源回路３１は、商用交流電源３０の交流電圧を整流し、その整流後の電圧を所定レベルの直流電圧に変換し動作用電圧として出力する。

この電源回路３１の出力端にＰＷＭ付コネクタ１１が接続されている。ＰＷＭ付コネクタ１１は、後述するファンコントローラ４５からの指令に基づき、ＣＰＵ１の温度Ｔcpuが設定値Ｔｓ以上の場合にデューティ１００％のＰＷＭ信号を生成し、設定値Ｔｓ未満の場合にデューティ０％のＰＷＭ信号を生成する機能を有するとともに、生成したＰＷＭ信号を冷却ファン２４に供給する機能、冷却ファン２４の速度を検出する機能、冷却ファン２４に動作電圧を供給する機能を有するいわゆる４ピンコネクタであり、ＣＰＵ１と共にマザーボード１０に搭載され、４つの入出力端子が動作電圧（Ｖｃｃ）ラインＬ１、接地ライン（ＧＮＤ）Ｌ２、速度検出ラインＬ３、ＰＷＭ信号ラインＬ４を介して冷却ファン２４に接続されている。

冷却ファン２４は、駆動モータとして２段階の速度切換が可能な単純構成の２速度モータ（直流モータ等）２４Ｍを採用し、その２速度モータ２４Ｍによって羽根２４Ｆを回転駆動するとともに、ＰＷＭ付コネクタ１１からの動作電圧およびＰＷＭ信号に応じて２速度モータ２４Ｍを駆動するＩＣ（集積回路）２４ａを内蔵している。ＩＣ２４ａは、ＰＷＭ付コネクタ１１から供給されるＰＷＭ信号がデューティ１００％の場合に２速度モータ２４Ｍを高速度回転させ、デューティ０％の場合に低速度回転させる。

また、ＣＰＵ１に、チップセット４１を介して、ＢＩＯＳＲＯＭ４２、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４３、ＲＡＭ４４、およびファンコントローラ３５が接続されている。ＢＩＯＳＲＯＭ４２には、ハードウェア初期化用のＢＩＯＳが格納されている。ハードディスクドライブ４３には、ＣＰＵ１の制御に必要なオペレーションシステム（ＯＳ）およびアプリケーションプログラム（ＡＰＬ）などが記憶されている。メインメモリ３４は、データ記憶用である。

また、ＣＰＵ１に、温度検出手段として、例えば温度ダイオード１ａが内蔵されている。温度ダイオード１ａは、ＣＰＵ１の温度Ｔcpuを検出する。この検出温度Ｔcpuがファンコントローラ４５に供給される。ファンコントローラ４５は、検出温度Ｔcpuに応じて上記ＰＷＭ付コネクタ１１によるＰＷＭ信号の生成を制御するもので、ＰＷＭ付コネクタ１１と共にＰＷＭ信号生成手段を形成している。

つぎに、図３のフローチャートを参照しながら、作用について説明する。
ＣＰＵ１の温度Ｔcpuが検出され（ステップ１０１）、その検出温度Ｔcpuと予め定められている設定値Ｔｓとが比較される（ステップ１０２）。

検出温度Ｔcpuが設定値Ｔｓ以上の場合（ステップ１０２のＹＥＳ）、デューティ１００％のＰＷＭ信号が生成される。このデューティ１００％のＰＷＭ信号が冷却ファン２４に供給されることにより、その冷却ファン２４が高速度回転する。この高速度回転により、多量の冷却風がヒートシンク２を通る。

検出温度Ｔcpuが設定値Ｔｓ未満の場合（ステップ１０２のＮＯ）、デューティ０％のＰＷＭ信号が生成される。このデューティ０％のＰＷＭ信号が冷却ファン２４に供給されることにより、その冷却ファン２４が低速度回転する。この低速度回転により、ヒートシンク２を通る風の量が減少する。

なお、冷却ファン２４が高速度回転している状態から、検出温度Ｔcpuの下降に伴う低速度回転への切換に際しては、設定値Ｔｓよりも所定値ΔＴだけ低い値が新たな設定値Ｔｓとして設定される。また、冷却ファン２４が低速度回転している状態から、検出温度Ｔcpuの上昇に伴う高速度回転への切換に際しては、設定値Ｔｓよりも所定値ΔＴだけ高い値が新たな設定値Ｔｓとして設定される。こうして、設定値Ｔｓにヒステリシス特性を持たせることにより、高速度回転と低速度回転が頻繁に切換わるいわゆるチャタリング現象を防ぐことができる。

以上のように、冷却ファン２４の駆動モータとして、２段階の速度切換が可能な単純構成の２速度モータ２４Ｍを採用することにより、従来の速度可変域の広いモータを採用する場合に比べ、コストの低減が図れる。しかも、２速度モータ２４Ｍの採用にあたっては、マザーボード１０にもともと搭載されているＰＷＭ付コネクタ１１をそのまま利用できるので、無駄がなく、この点でもコストの低減が図れる。

２速度モータ２４Ｍの場合、本来のＰＷＭ制御によって駆動されるモータのように広い速度可変域を持つことはできないが、ヒートシンク２に対する冷却作用としてはＣＰＵ温度Ｔcpuと設定値Ｔｓとの比較に基づく高速度回転と低速度回転だけで十分である。すなわち、高速度回転によってＣＰＵ１の過熱を未然に防ぐことができ、低速度回転によってＣＰＵ１に対する適切な冷却作用を確保しながら回転音および風切り音を低減できる。

なお、この発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

一実施形態の要部の構成を示す斜視図。 一実施形態の制御回路のブロック図。 一実施形態の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…ＣＰＵ、２…ヒートシンク、１０…マザーボード、１１…ＰＷＭ付コネクタ、２０…筐体、２１…通気口、２２…排気口、２３…フィルタ、２４…冷却フィン、２４Ｍ…２速度モータ、２４Ｆ…羽根、２４ａ…ＩＣ、３０…商用交流電源、３１…電源回路、４１…チップセット、４４…ＢＩＯＳＲＯＭ、４５…ファンコントローラ

Claims (2)

1. 制御用のＣＰＵと、
   前記ＣＰＵに設けられたヒートシンクと、
   前記ＣＰＵの温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出温度が設定値以上の場合にデューティ１００％のＰＷＭ信号を生成し設定値未満の場合にデューティ０％のＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段と、
   前記ＰＷＭ信号生成手段で生成されるＰＷＭ信号がデューティ１００％の場合に高速度回転しデューティ０％の場合に低速度回転する２速度モータを有し、前記ヒートシンクを冷却する冷却ファンと、
   を備えていることを特徴とする電子機器。
2. 前記ＰＷＭ信号生成手段は、前記ＰＷＭ信号を生成する機能、生成したＰＷＭ信号を前記冷却ファンに供給する機能、前記冷却ファンの速度を検出する機能、前記冷却ファンに動作電圧を供給する機能を有するＰＷＭ付コネクタであり、
   前記ＣＰＵおよび前記ＰＷＭ付コネクタが搭載されるマザーボードをさらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。

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