JP2010182786A - 電子装置および電子装置防塵方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンユニットとして固定の回転数で回転するファンを使用する場合であっても、効果的な防塵が可能な防塵構造を有する電子装置を提供する。
【解決手段】ファンユニット４により発熱ユニット３を強制空冷する構造を有する電子装置１において、吸気口から流れ込む吸気の温度と発熱ユニット３から排出される排気の温度とを吸気温度センサ６と排気温度センサ７とにより検出し、風量制御ユニット５は、検出した吸気の温度と排気の温度とに応じて、吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する。ここで、発熱ユニット３の正常動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量になるように制御する。さらに、風量制御ユニット５は、塵埃量センサ８が検出した塵埃量に応じて、吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように制御する。なお、風量制御ユニット５による吸気の風量の制御は、吸気口の開口部の面積を変更することによって行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子装置および電子装置防塵方法に関する。特に、無線基地局装置、交換機のような電子装置に好適に利用することが可能な防塵構造を有する電子装置およびその防塵方法に関する。

従来の電子装置においては、例えば特許文献１の特開２００３−１５６７９５号公報「フィルタ装置を備えた液晶プロジェクタ装置」にも記載のように、強制空冷をするために、ファンユニットにより外気を導入する際に防塵用として用いられる防塵構造としては、吸気口に防塵フィルタを設ける構造が採用されている。

図４は、従来の電子装置における防塵構造を示す模式図であり、図４（ａ）は、電子装置を斜め上方向から透視した鳥瞰図を示しており、図４（ｂ）は、電子装置の側面と平行な面で切断した状態の断面構造を示している。図４の電子装置１０１に示すように、ラック１０２に搭載された電子ユニットのうち発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板に搭載している発熱ユニット１０３を冷却するためにファンユニット１０４を備えており、該ファンユニット１０４の回転によって、図４の下側方向の吸気口から冷却用の外気を風の流れＷとして強制的に防塵フィルタ１０５を介して発熱ユニット１０３に流し込んで、図４の上側の排気口から排気するような構造になっている。

図４に示すような防塵構造を採用した電子装置１０１の場合、一般に、塵埃量が少ない環境における運用を想定して設計されているものが多い。しかしながら、設計仕様外の劣悪な塵埃環境で使用されてしまう場面が生じることも多い。かくのごとき劣悪な塵埃環境においては、防塵フィルタ１０５の通過が可能な小さい形状の塵埃の量も多くなり、発熱ユニット１０３に塵埃が蓄積してしまう。その結果、最悪の場合は、発熱ユニット１０３のピン等に塵埃が付着してピン間の短絡現象が発生して電子装置が故障してしまうこともあり得る。

かかる事態を防止するために、例えば、電子装置が吸い込む塵埃量を軽減するための機構として、回転数を制御することが可能な冷却用のファンをファンユニットとして採用することにより、風量を調整可能とする防塵構造の電子装置の提案がある。該提案においては、電子装置から排気される排気温度の計測結果に基づいて、塵埃量が多いか否かを判定し、判定結果に応じて冷却用のファンの回転数を制御して、吸気口からの風の流れを、発熱ユニットの正常な動作が可能な必要最小量の風量に抑えることによって、塵埃の吸い込み量を低減することができる。

しかし、電子装置のコスト設計を行うために、ファンユニットとして、回転数の可変制御が可能な冷却用のファンではなく、あらかじめ定めた固定の回転数で回転する冷却用のファンを、使用する電子装置も多く存在している。特に、設計仕様外の一部の特殊な環境のために、回転数可変制御の高価な冷却用のファンを使用することは得策ではない。一方、あらかじめ定めた固定の回転数の冷却用のファンを使用する電子装置の場合、吸い込み風量を調整することができず、かつ、冷却効果を向上させて、電子装置内の各発熱デバイス（発熱素子）の負荷を充分に軽減させるために必要な最大量の風量が得られるような回転数に設計されているため、設計仕様外の一部の特殊な環境において使用した場合に吸い込む塵埃量も多くなってしまう。

また、回転数可変制御の高価な冷却用のファンを使用している場合であっても、前述のように、電子装置の排気温度に基づいて吸気口からの風量を制御するような構造では、電子装置の周辺の塵埃量の如何に関わらず、排気温度があらかじめ定めた温度閾値を超えてしまった場合、常に、発熱ユニットの正常な動作が可能な必要最小量の風量で稼動するように制御されてしまうため、デバイス（素子）の負荷が大きくなってしまうという問題がある。

特開２００３−１５６７９５号公報（第２−３頁）

以上のように、従来技術の問題点は、コスト設計のためにあらかじめ定めた固定の回転数で回転するファンを冷却用のファンユニットとして使用する場合には、冷却用の吸気の風量の調整ができないことである。ここで、設定されるファンの回転数は、一般に、各発熱デバイス（発熱素子）の負荷を充分に軽減させるために必要な最大量の風量とするように設計されているため、吸い込む塵埃量も多くなるという問題がある。

一方、回転数可変制御の高価なファンを冷却用のファンユニットとして使用しても、排気温度に基づいて吸気口からの風量を制御する構造としているため、電子装置の周辺の塵埃量の如何に基づいて吸気口からの風量を制御することができないことである。したがって、電子装置の周辺の塵埃量が少ない場合であっても、排気温度が高くなると、発熱ユニットの正常な動作に必要とする最小量の風量で稼動してしまい、デバイス（素子）の負荷が大きくなって、非効率な運用となるという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、冷却用のファンユニットとしてあらかじめ定めた固定の回転数で回転するファンを使用する場合であっても、効果的な防塵が可能な防塵構造を有する電子装置およびその防塵方法を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明による電子装置および電子装置防塵方法は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）発熱ユニットを強制空冷するファンユニットと、該ファンユニットによって吸気口から流れ込む吸気の温度を検出する吸気温度センサと、前記発熱ユニットから流れ出る排気の温度を検出する排気温度センサと、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する風量制御手段とを少なくとも備えた電子装置であって、前記風量制御手段は、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する電子装置。

本発明の電子装置および電子装置防塵方法によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の効果は、強制空冷に用いるファンユニットとして回転数が固定の安価なファンを使用したとしても、吸気口の開口部の面積を制御する風量制御ユニットを実装することによって、吸気口からの風量を調整することができ、吸気口からの風量を、発熱ユニットの正常な動作が可能な必要最小量の風量に調整して運転することができるので、電子装置内に吸い込む塵埃量を軽減することができることである。

第２の効果は、電子装置の周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサを備えることによって、検出した塵埃量に応じて吸気口からの吸気の風量を制御することができるので、塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量の場合には、吸気口からの吸気の風量を減らして、塵埃の侵入を抑止し、逆に、塵埃量が前記塵埃量閾値よりも少量の場合には、吸気口からの吸気の風量を増やして、デバイス（素子）の温度を下げて負荷を軽減することができることである。

本発明の電子装置における防塵構造の一例を示す模式図である。 本発明の電子装置における風量制御板の構造の２つの例を示す模式図である。 本発明の電子装置における風量制御ユニットのブロック構成の一例を示すブロック構成図である。 従来の電子装置における防塵構造を示す模式図である。

以下、本発明による電子装置および電子装置防塵方法の好適な実施例について添付図を参照して説明する。

(本発明の特徴)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、強制空冷方式の電子装置に適用するものであって、高密度のデバイス（素子）のピン等ヘの塵埃の付着による短絡事故を防止することが可能な防塵構造を有する電子装置を実現している。つまり、本発明は、電子装置として、発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板上に搭載した発熱ユニットをラックに実装し、冷却用のファンユニットを用いて、当該ラック内へ外気を導入することにより当該ラック内の発熱を強制空冷する構造を用いている場合に適用される電子装置に関するものであり、たとえ、あらかじめ定めた固定の回転数のファンを冷却用のファンユニットとして用いる場合であっても、吸気口からの風量を制御することを可能とし、ラック内への塵埃の侵入を軽減することを可能とする防塵構造を有している点にその特徴としている。

さらに、本発明は、冷却用のファンユニットの強制空冷によりラック内へ外気を導入する電子装置において、周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサを備え、検出した塵埃量に応じて、吸気口からの風量を制御することにより、電子装置の周辺の防塵量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量である場合には、放熱に問題がない範囲内で、風量を抑えて、ラック内へ侵入する防塵量を軽減し、逆に、電子装置の周辺の防塵量が、前記塵埃量閾値よりも少量である場合には、風量を増やしてラック内を冷却し、ラック内の各発熱デバイス（発熱素子）の負荷を軽減させ、各発熱デバイス（発熱素子）の安定的な動作を可能とするとともに、電子装置の寿命を延ばすことを可能としている点に、もう一つの特徴を有している。

つまり、本発明に係る電子装置は、強制空冷によりラック内へ外気を導入する電子装置に適用される防塵構造として、吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する風量制御ユニットを実装することによって、吸気口からの風量を調整することができ、必要に応じて、風量を発熱ユニットの正常な動作が可能な必要最小量に設定して、吸い込む塵埃量を軽減することができる点に特徴を有している。

さらに、本発明に係る電子装置は、塵埃量センサを備えることによって周辺の塵埃量を検出し、検出した塵埃量に応じて吸気口からの風量を制御することができ、検出した塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量である場合には、塵埃の侵入が少ないものと判断して、吸気口からの吸気の風量を増やし、デバイス（素子）の温度を下げて、デバイス（素子）の負荷を軽減することができる点に特徴を有している。

以上のように、本発明に係る電子装置は、前述のように、発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板に搭載した発熱ユニットを、ラックへ実装する構造を有している。また、当該電子装置は、発熱ユニットの発熱を強制空冷するためのファンユニットを実装する構造を有している。強制空冷の外気を吸い込む風の流れは、電子装置の例えば下部にある吸気口から外気を吸気し、発熱ユニットによって温まった空気を電子装置の例えば上部にある排気口から排気する構造を有している。

さらに、当該電子装置の吸気口には、風量制御ユニットを実装することができる構造を有している。該風量制御ユニットには、プレート（板）を吸気口上を移動させることによって吸気口の開口部の面積を変化させることが可能な風量制御板を有しており、吸気口からの吸気の風量を制御することができる。ここで、吸気口や風量制御板の形状については、特に限定しない。

また、当該電子装置には、吸気した外気の温度を検出する吸気温度センサと排気した空気の温度を検出する排気温度センサとが設けられており、吸気温度センサと排気温度センサとによって検出された温度データに応じて、発熱ユニットの冷却のために必要とする必要最小量の風量を判定し、風量制御ユニットは判定した風量になるように吸気口からの吸気の風量を制御する。

また、当該電子装置には、周辺の塵埃の量を検出する塵埃量センサが設けられ、該塵埃量センサによって検出された塵埃量データに応じて、発熱ユニットへの塵埃の侵入を防止するために必要とする風量を判定し、風量制御ユニットは判定した風量になるように吸気口からの吸気の風量を制御することができる。なお、吸気口からの吸気の風量は、前述のごとく、吸気温度センサと排気温度センサとによって検出された温度データによっても制御されるが、塵埃量センサによって検出された塵埃量データによる制御の方が優先される。風量制御ユニットは、塵埃量センサによって検出される塵埃量が減少すると、吸気口からの吸気の風量を増やし、逆に、塵埃量センサによって検出される塵埃量が増加すると、吸気口からの吸気の風量を減らすような制御を行う。ただし、吸気口からの吸気の風量を減らすような制御を行う場合であっても、吸気口からの吸気の風量の制御は、発熱ユニットの放熱に問題がないように、発熱ユニットの冷却のために必要とする必要最小量を下回らないように制御される。

（本発明の実施形態の構成例）
次に、本発明の電子装置における防塵構造の一例について図１、図２を用いて説明する。図１は、本発明の電子装置における防塵構造の一例を示す模式図であり、図１(ａ)は、電子装置を斜め上方向から透視した鳥瞰図を示しており、図１（ｂ）は、電子装置の側面と平行な面で切断した状態の断面構造を示している。また、図２は、図１に示す本発明の電子装置における風量制御板の構造の２つの例を示す模式図であり、図２（ａ）は、風量制御板の構造の第１の例を示し、図２（ｂ）は第２の例を示している。

風量制御板の構造の第１の例を示す図２（ａ）においては、風量制御ユニット５ａによって制御される風量制御板６１ａは、スリット状の開口部が形成された複数枚例えば２枚のプレート（板）によって構成されており、２枚のプレート（板）のうち例えば上側に配置されているプレート（板）を左右に移動させることにより、上側と下側とのプレート（板）それぞれに形成されている開口部同士の位置を調整することによって、外気を吸い込む吸気口の開口部６２ａの面積を調整する構造とされている。

また、風量制御板の構造の第２の例を示す図２（ｂ）においては、風量制御ユニット５ｂによって制御される風量制御板６１ｂは、複数枚例えば２枚のプレート（板）によって構成されており、２枚のプレート（板）のうち例えば一番上側に配置されているプレート（板）を上下に移動させることにより、上側と下側とのプレート（板）により開口部６２ｂを覆う面積を変更して、残りの開口部６２ｂの面積を調整することによって、外気を吸い込む吸気口の開口部６２ｂの面積を調整する構造とされている。

なお、以下の説明においては、風量制御板の構造は、図２（ａ）、図２（ｂ）のいずれであっても構わないので、風量制御ユニット５ａ、５ｂ、風量制御板６１ａ、６１ｂ、吸気口の開口部６２ａ、６２ｂを、それぞれ、風量制御ユニット５、風量制御板６１、吸気口の開口部６２と、符号ａ、ｂを削除した形式で説明することとする。なお、図２に示す風量制御板の構造はあくまでも一例として例示したものであり、風量制御板６１を吸気口上を移動させることによって吸気口の開口部６２の面積を調整することが可能な構造であれば、如何なる形状のものであっても良く、風量制御板６１や吸気口の開口部６２の形状は、特に問わない。

図１（ａ）に示すように、電子装置１は、プリント基板や電源ユニットや発熱ユニット３等のユニット類を実装するラック２、発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板上に搭載した発熱ユニット３、発熱ユニット３を強制空冷するための外気を吸気口から導入する冷却用のファンユニット４、吸気口から外気が風の流れＷとして流れ込む吸気の風量を制御する風量制御ユニット５を少なくとも備えて構成されている。さらに、図１（ｂ）に示すように、吸気口の近傍に、吸気口から流れ込む外気つまり吸気の温度を検出する吸気温度センサ６、発熱ユニット３から流れ出て排気口から排出される排気の温度を検出する排気温度センサ７、電子装置１の周辺特に吸気口近傍の塵埃量を検出する塵埃量センサ８も備えている。

図１に示す電子装置１において、風量制御ユニット５は、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によってそれぞれ検出された吸気の温度データ、排気の温度データに基づいて、発熱ユニット３の強制空冷に必要な最小量の風量、つまり、発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を判定し、ファンユニット４の冷却用のファンの回転に伴って発熱ユニット３に吸い込まれる吸気の風量を制御する。つまり、風量制御ユニット５は、発熱ユニット３の吸気口側に位置する、図２に示すような風量制御板６１（図２（ａ）においては風量制御板６１ａ、図２（ｂ）においては風量制御板６１ｂ）を指定した移動量だけ移動させて、吸気口の開口部６２（図２（ａ）においては開口部６２ａ、図２（ｂ）においては開口部６２ｂ）の面積を変えることによって、吸気口から発熱ユニット３に吸い込まれる吸気の風量を、発熱ユニット３の強制空冷に必要な最小量の風量になるように制御する。かくのごとく、吸気口の開口部６２の面積を変えて、発熱ユニット３に吸い込まれる吸気の風量を、発熱ユニット３の強制空冷に必要な最小量の風量に抑えることによって、吸気口から発熱ユニット３へ侵入する塵埃量を軽減することができる。

また、図１（ｂ）に示すように、風量制御ユニット５は、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によってそれぞれ検出された吸気の温度データ、排気の温度データのみならず、塵埃量センサ８によって検出された周辺の塵埃量データに基づいて、発熱ユニット３への塵埃の侵入を抑止することが可能な風量を判定し、ファンユニット４の冷却用のファンの回転に伴って発熱ユニット３に吸い込まれる吸気の風量を制御することも可能である。ここで、風量制御ユニット５は、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によってそれぞれ検出された吸気の温度データ、排気の温度データに基づく判定結果よりも、塵埃量データに基づく判定結果を優先して、風量の制御を行う。ただし、塵埃量データに基づく判定結果を優先して風量の制御を行う場合であっても、発熱ユニット３の動作限界となる温度閾値つまり発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度以下になるように、風量は制御される。

さらに説明すると、風量制御ユニット５は、吸気の温度データ、排気の温度データに基づく風量の制御よりも、塵埃量データに基づく風量の制御を優先して、次のように制御する。塵埃量センサ８によって検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量であった場合は、吸気の温度データ、排気の温度データの如何に関わらず、発熱ユニット３への塵埃の侵入を抑止することが可能な吸気の風量に制限をすることによって、塵埃が発熱ユニット３へ侵入して、発熱ユニット３を構成する発熱デバイス（発熱素子）のピン等に付着することを防止する。

一方、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量であった場合には、発熱ユニット３への塵埃の侵入抑止のための吸気の風量制限を行うことはなく、吸気の温度データ、排気の温度データに基づいて、発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量に制御する。さらには、場合によっては、吸気の温度データ、排気の温度データに基づいて、より多くの風量の吸気を発熱ユニット３に流し込んで、発熱ユニット３の発熱を抑えて、発熱デバイス（発熱素子）に対する負荷を軽減するように、発熱ユニット３をより低い温度になるように冷却することも可能である。

以上のように、本発明の実施形態に係る電子装置１は、発熱ユニット３を強制空冷するファンユニット４によって吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する風量制御手段として風量制御ユニット５を備え、吸気口から流れ込む吸気の温度を検出する吸気温度センサ６、発熱ユニット３から流れ出る排気の温度を検出する排気温度センサ７それぞれによって検出された温度に基づいて、吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することを特徴としている。ここで、風量制御ユニット５が制御する吸気の風量としては、発熱ユニット３が正常に動作を行うことが可能な上限温度を維持するために必要最小量の風量に抑えることにより塵埃の侵入を抑止することを特徴としている。

さらに、風量制御ユニット５は、周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサによって検出された塵埃量に応じて、吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することも特徴としている。ここで、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によって検出された温度に基づく風量の制御よりも優先して、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量に基づく風量の制御を行うこととし、塵埃の侵入をより確実に抑止することが可能とすることを特徴としている。かくのごとく、吸気の風量を抑えるように制御することによって、吸い込む塵埃量を抑止あるいは軽減する防塵構造を備えていることを特徴としている。

ただし、塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量に検出された場合において、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量に基づく風量の制御を優先することとし、検出された塵埃量が前記塵埃量閾値よりも少量の場合には、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によって検出された吸気の温度データ、排気の温度データに基づいて、より多くの風量の吸気が発熱ユニット３に流れるように制御して、発熱ユニット３の各発熱デバイス（発熱素子）の温度を低減して、各発熱デバイス（発熱素子）の負荷を軽減するように制御することも可能としていることを特徴としている。

より具体的には、本発明の実施形態による電子装置１は、発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板上に搭載した発熱ユニット３をラック２に実装し、発熱ユニット３の発熱を冷却用のファンユニット４により強制空冷する構造を有し、かつ、吸排気温度を検出する手段（吸気温度センサ６、排気温度センサ７）と、検出した吸排気温度に応じて、吸気口側の開口部６２の面積を変えることによって、吸気口から発熱ユニット３に流れ込む吸気の風量を制御する手段（風量制御ユニット５、風量制御板６１）とを備えている。

さらに、本実施形態の電子装置１は、塵埃量を検出する手段（塵埃量センサ８）を備え、風量制御ユニット５は、風量制御板６１を制御して、検出した吸排気温度よりも優先して、検出した塵埃量に応じて、吸気口側の開口部６２の面積を変えることによって、吸気口から発熱ユニット３に流れ込む吸気の風量を制御する。ここで、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量の場合は、吸気の風量を塵埃の侵入を抑止可能な風量に制御して、吸気口から吸い込む塵埃量を軽減する。一方、塵埃量が前記塵埃量閾値よりも少量の場合は、検出した吸排気温度に応じて、発熱ユニット３の正常な動作が可能な必要最小量の風量に制限して塵埃の侵入を軽減したり、あるいは、場合によっては、吸気口から発熱ユニット３に流れ込む吸気の風量をさらに増やして、デバイス（素子）の温度を下げて、デバイス（素子）の負荷を軽減したりする。

かくのごとく、風量制御ユニット５は、電子装置１の周辺の塵埃量が減少すると、吸気口から発熱ユニット３へ流れ込む吸気の風量を増やし、電子装置１の周辺の塵埃量が増加すると、吸気口から発熱ユニット３へ流れ込む吸気の風量を減らすように、風量制御板６１の移動量を制御して、吸気口の開口部６２の面積を変更する。

（風量制御ユニットの構成例）
次に、図１に示す電子装置１内の風量制御ユニット５の内部構成について図３を用いて説明する。図３は、本発明の電子装置における風量制御ユニットのブロック構成の一例を示すブロック構成図であり、図１に示す風量制御ユニット５の内部構成の一例を示している。

図３に示すように、風量制御ユニット５は、発熱ユニット３を正常な動作が可能な上限温度にまで冷却するために必要とする最小量の風量を検出する冷却風量検出部５１、発熱ユニット３への塵埃の侵入抑止に必要とする風量を検出する設定風量検出部５２、塵埃量センサ８によって検出される塵埃量と発熱ユニット３への塵埃の侵入抑止用として設定する風量との関係を記憶する設定風量記憶メモリ５３、冷却風量検出部５１の検出結果と設定風量検出部５２の検出結果と温度アラーム検出部５５の検出結果とに基づいて、吸気口からの吸気の風量を決定して、風量制御板６１の移動量（つまり吸気口の開口部６２の面積を決定する吸気口の開閉量）を出力する風量制御処理部５４、発熱ユニット３の温度が許容温度を超えて異常に高くなっているか否かを排気温度により検出する温度アラーム検出部５５、吸気温度センサ６が検出した吸気温度を抽出する吸気温度抽出部５６、排気温度センサ７が検出した排気温度を抽出する排気温度抽出部５７、塵埃量センサ８が検出した塵埃量を抽出する塵埃量抽出部５８、および、発熱ユニット３の許容温度を記憶する許容温度記憶メモリ５９を、少なくとも備えて構成されている。

図３に示す風量制御ユニット５において、吸気温度センサ６と吸気温度抽出部５６とにより検出された吸気の温度データと、排気温度センサ７と排気温度抽出部５７とにより検出された排気の温度データは、冷却風量検出部５１へ出力される。吸気の温度データと排気の温度データとを受け取った冷却風量検出部５１は、発熱ユニット３を冷却するために必要とする最小量の風量を算出し、冷却風量制御信号Ｂとして、風量制御処理部５４へ送信する。

また、塵埃量センサ８と塵埃量抽出部５８とにより検出された塵埃量のデータは、設定風量検出部５２へ出力される。塵埃量のデータを受け取った設定風量検出部５２は、設定風量記憶メモリ５３にあらかじめ設定された塵埃量に対応する設定風量（つまり、検出された塵埃量毎に、塵埃の侵入を抑止することが可能な風量としてあらかじめ設定している設定風量）を読み出して、設定風量を決定する。設定風量検出部５２は、決定した設定風量を、防塵量に対する設定風量制御信号Ａとして、風量制御処理部５４へ送信する。

冷却風量検出部５１からの冷却風量制御信号Ｂ、設定風量検出部５２からの設定風量制御信号Ａを受け取った風量制御処理部５４は、冷却風量制御信号Ｂよりも防塵量に対する設定風量制御信号Ａを優先して、吸気口からの吸気の風量を決定し、決定した風量に基づいて風量制御板６１の移動量を算出して、吸気口開閉制御信号Ｄとして、風量制御板６１の駆動手段に対して送信する。

さらに、排気温度センサ７と排気温度抽出部５７とにより検出された排気の温度データは、温度アラーム検出部５５にも出力される。排気の温度データを受け取った温度アラーム検出部５５は、許容温度記憶メモリ５９にあらかじめ設定されている許容温度を読み出して、受け取った排気温度が該許容温度を超えていた場合には、発熱ユニット３が許容温度を超えた異常な温度にまで上昇している旨を示す温度アラーム信号Ｃを、風量制御処理部５４に対して送信する。温度アラーム検出部５５からの温度アラーム信号Ｃを受け取った風量制御処理部５４は、温度アラーム信号Ｃを受信し続けている間、発熱ユニット３を最大限の風量で強制空冷を行うために吸気口を全開の状態に設定するように、風量制御板６１の移動量を決定して、吸気口開閉制御信号Ｄとして、風量制御板６１の駆動手段に対して送信する。

（本実施形態の動作の説明）
次に、図１〜図３に示すような防塵構造を有する電子装置１における動作についてさらに説明する。

図１において、電子装置１は、前述のように、発熱デバイス（発熱素子）をプリント基板上に搭載した発熱ユニット３をラック２へ実装する構造を有している。また、電子装置１は、発熱ユニット３の発熱を強制空冷するための冷却用のファンユニット４を実装する構造を有している。強制空冷における風の流れＷとしては、電子装置１の例えば下部に設けられた吸気口から外気を吸気し、発熱ユニット３の熱によって温まった空気を電子装置１の例えば上部に設けられた排気口から排気するような流路を有する構造としている。

さらに、電子装置１の例えば下部に設けられた吸気口側には、風量制御ユニット５の風量制御板６１を実装することが可能な構造を有している。また、電子装置１には、前述のように、吸気温度センサ６と、排気温度センサ７とが備えられており、それぞれのセンサによって検出された温度データ（吸気の温度データ、排気の温度データ）に基づいて、発熱ユニット３の冷却に必要な最小量の風量が算出され、風量制御ユニット５は、図２に例示するような風量制御板６１の移動量を指示する吸気口開閉制御信号Ｄを、風量制御板６１の駆動手段に送信することによって、算出された必要最小量の風量になるように、吸気口の開口部の面積を制御する。

さらに、図１（ｂ）に示すように、電子装置１には、塵埃量センサ８が備えられており、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量データに応じて、風量制御ユニット５は、塵埃の吸気口からの侵入を抑止するために必要な風量が算出され、風量制御ユニット５は、図２に例示するような風量制御板６１の移動量を指示する吸気口開閉制御信号Ｄを、風量制御板６１の駆動手段に送信することによって、算出された塵埃抑止用の設定風量になるように、吸気口の開口部の面積を制御することができる。

ここで、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量データに基づく塵埃抑止用の設定風量への風量制御は、吸気温度センサ６、排気温度センサ７によって検出された温度データに基づく必要最小量の風量への風量制御よりも優先される。塵埃量センサ８によって検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量である場合は、風量制御ユニット５は、吸気口から流れ込む風量を減らすような風量制御を行う。ただし、吸気口からの風量を減らすような風量制御を行う場合であっても、発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を下回らないように制御される。逆に、検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量である場合は、風量制御ユニット５は、発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度の維持に必要な最小量よりも、吸気口から流れ込む風量を増やすような風量制御を行うことが可能である。

なお、風量制御ユニット５が制御する風量制御板６１の一つの構造例として、図２（ａ）に示したように、スリット（窓）を有する複数枚例えば２枚の風量制御板６１ａの一方を移動することによって、吸気口の開口部６２ａの面積を変えて、指定した風量に変更するようにしても良い。あるいは、風量制御板６１の他の構造例として、図２（ｂ）に示したように、吸気口を蛇腹形式で覆う構造を有する複数枚の風量制御板６１ｂのいずれかを移動することによって、吸気口の開口部６２ｂの面積を変えて、指定した風量に変更するようにしても良い。ただし、図２に示す風量制御板６１の構造例はあくまでも一例であり、風量制御板６１や開口部６２の形状を特に限定するものではなく、如何なる形状であっても構わない。また、風量制御板６１の移動は、例えばモータ駆動などによって移動させる駆動手段であっても、ばね構造の駆動手段であっても良いし、特に限定するものではなく、如何なる駆動手段を用いても良い。

また、図３に示す風量制御ユニット５においては、前述したように、吸気温度センサ６の検出結果から吸気温度抽出部５６にて抽出された吸気の温度データと、排気温度センサ７の検出結果から排気温度抽出部５７にて抽出された排気の温度データとに基づいて、冷却風量検出部５１は、発熱ユニット３の正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を算出し、風量制御処理部５４へ冷却風量制御信号Ｂとして送信する。

また、塵埃量センサ８の検出結果から塵埃量抽出部５８にて塵埃量データを抽出する際に、検出した塵埃の数量をカウントして数値化した塵埃量データとして出力することができる。塵埃量抽出部５８によって抽出された塵埃量データに基づいて、設定風量検出部５２は、塵埃量に対する設定風量記憶メモリ５３に塵埃量ごとに塵埃の侵入抑止用としてあらかじめ設定された設定風量の中から、該当する塵埃量に対応した設定風量を読み出して、塵埃侵入の抑止が可能な風量を算出し、風量制御処理部５４へ防塵量に対する設定風量制御信号Ａとして送信する。

防塵量に対する設定風量制御信号Ａと冷却風量制御信号Ｂとを受信した風量制御処理部５４は、防塵量に対する設定風量制御信号Ａを優先して、吸気口からの吸気の風量を決定し、吸気口開閉制御信号Ｄとして、風量制御板６１の駆動手段に対して送信し、風量制御板６１を移動させて、指定した風量になるような風量制御を行う。

なお、風量制御処理部５４は、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量であった場合は、発熱ユニット３の正常な動作が可能な必要最小量の風量よりも風量を増やす制御を行うことも可能である。逆に、塵埃量センサ８によって検出された塵埃量が前記塵埃量閾値以上に多量であった場合は、風量を減らす制御を行う。ただし、風量の制御は、冷却風量信号Ｂによって指定される必要最小量の風量を下回らないように制御される。

さらに、排気温度センサ７の検出結果から排気温度抽出部５７にて抽出された排気の温度データは、温度アラーム検出部５５へも出力される。排気の温度データを受信した温度アラーム検出部５５は、許容温度記憶メモリ５９にあらかじめ設定されている許容温度と比較し、受信した排気の温度データが該許容温度を超えていることを検出した場合、発熱ユニット３が異常な高温になっている旨を、風量制御処理部５４へ温度アラーム信号Ｃとして送信する。風量制御処理部５４は、温度アラーム信号Ｃを受信すると、以降、温度アラーム検出部５５からの温度アラーム信号Ｃが受信されなくなるまでの間、継続して、吸気口からの風量を最大の量に決定し、吸気口開閉制御信号Ｄとして、風量制御板６１の駆動手段に対して送信し、風量制御板６１を移動させて、吸気口を全開にするような風量制御を行う。

（本実施形態の効果の説明）
以上に説明したように、本発明による実施形態においては、以下に記載するような効果を奏することができる。

第１の効果は、強制空冷に用いるファンユニット４として回転数が固定の安価なファンを使用したとしても、吸気口の開口部の面積を制御する風量制御ユニット５を実装することによって、吸気口からの風量を調整することができ、吸気口からの風量を、発熱ユニット３の正常な動作が可能な必要最小量の風量に調整して運転することができるので、吸い込む塵埃量を軽減することができることである。

第２の効果は、電子装置の周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサ８を備えることによって、検出した塵埃量に応じて吸気口からの吸気の風量を制御することができるので、塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量の場合には、吸気口からの吸気の風量を減らして、塵埃の侵入を抑止し、逆に、塵埃量が前記塵埃量閾値よりも少量の場合には、吸気口からの吸気の風量を増やして、デバイス（素子）の温度を下げて負荷を軽減することができることである。

以上、本発明の好適実施例の構成を説明した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。例えば、本発明の実施態様は、課題を解決するための手段における構成（１）に加えて、次のような構成として表現できる。
（２）前記風量制御手段は、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１）電子装置。
（３）周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサをさらに備え、前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する上記（１）または（２）の電子装置。
（４）前記風量制御手段は、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（３）の電子装置。
（５）前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に応じて、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を下回らないように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（４）の電子装置。
（６）前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に基づく風量の制御を、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させる上記（３）ないし（５）のいずれかの電子装置。
（７）前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量であった場合に、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に基づく風量の制御を、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させる上記（６）の電子装置。
（８）前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量であった場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度の維持に必要な最小量よりも、前記吸気口から流れ込む風量を増加させるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（３）ないし（７）のいずれかの電子装置。
（９）前記風量制御手段は、前記排気温度センサが検出した排気の温度が、前記発熱ユニットに許容される許容温度よりも高温であった場合、前記吸気口から流れ込む風量が最大になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１）ないし（８）のいずれかの電子装置。
（１０）前記風量制御手段は、前記吸気口の開口部の面積を変更することによって、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１）ないし（９）のいずれかの電子装置。
（１１）前記風量制御手段は、前記吸気口から流れ込む風量を増加させる場合、前記吸気口の開口部の面積を増加させ、前記吸気口から流れ込む風量を減少させる場合、前記吸気口の開口部の面積を減少させる上記（１０）の電子装置。
（１２）前記ファンユニットのファンは、あらかじめ定めた固定の回転速度で回転する上記（１０）または（１１）の電子装置。
（１３）発熱ユニットを強制空冷する構造を有する電子装置への塵埃の侵入を防止する電子装置防塵方法であって、吸気口から流れ込む吸気の温度と前記発熱ユニットから排出される排気の温度とに応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する電子装置防塵方法。
（１４）前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要最小量の風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１３）の電子装置防塵方法。
（１５）検出した塵埃量に応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する上記（１３）または（１４）の電子装置防塵方法。
（１６）前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１５）の電子装置防塵方法。
（１７）検出した塵埃量に応じて、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を下回らないように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１６）の電子装置防塵方法。
（１８）検出した塵埃量に基づく風量の制御を、吸気の温度と排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させる上記（１５）ないし（１７）のいずれかの電子装置防塵方法。
（１９）前記吸気口の開口部の面積を変更することによって、前記吸気口から流れ込む風量を制御する上記（１３）ないし（１８）のいずれかの電子装置防塵方法。

１ 電子装置
２ ラック
３ 発熱ユニット
４ ファンユニット
５ 風量制御ユニット
５ａ 風量制御ユニット
５ｂ 風量制御ユニット
６ 吸気温度センサ
７ 排気温度センサ
８ 塵埃量センサ
５１ 冷却風量検出部
５２ 設定風量検出部
５３ 設定風量記憶メモリ
５４ 風量制御処理部
５５ 温度アラーム検出部
５６ 吸気温度抽出部
５７ 排気温度抽出部
５８ 塵埃量抽出部
５９ 許容温度記憶メモリ
６１ 風量制御板
６１ａ 風量制御板
６１ｂ 風量制御板
６２ 開口部（吸気口）
６２ａ 開口部（吸気口）
６２ｂ 開口部（吸気口）
１０１ 電子装置
１０２ ラック
１０３ 発熱ユニット
１０４ ファンユニット
１０５ 防塵フィルタ
Ａ 設定風量制御信号
Ｂ 冷却風量制御信号
Ｃ 温度アラーム信号
Ｄ 吸気口開閉制御信号
Ｗ 風の流れ

Claims (19)

1. 発熱ユニットを強制空冷するファンユニットと、該ファンユニットによって吸気口から流れ込む吸気の温度を検出する吸気温度センサと、前記発熱ユニットから流れ出る排気の温度を検出する排気温度センサと、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御する風量制御手段とを少なくとも備えた電子装置であって、前記風量制御手段は、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することを特徴とする電子装置。
2. 前記風量制御手段は、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 周辺の塵埃量を検出する塵埃量センサをさらに備え、前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の電子装置。
4. 前記風量制御手段は、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項３に記載の電子装置。
5. 前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に応じて、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を下回らないように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項４に記載の電子装置。
6. 前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に基づく風量の制御を、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の電子装置。
7. 前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値以上に多量であった場合に、前記塵埃量センサが検出した塵埃量に基づく風量の制御を、前記吸気温度センサが検出した吸気の温度と前記排気温度センサが検出した排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させることを特徴とする請求項６に記載の電子装置。
8. 前記風量制御手段は、前記塵埃量センサが検出した塵埃量があらかじめ定めた塵埃量閾値よりも少量であった場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度の維持に必要な最小量よりも、前記吸気口から流れ込む風量を増加させるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の電子装置。
9. 前記風量制御手段は、前記排気温度センサが検出した排気の温度が、前記発熱ユニットに許容される許容温度よりも高温であった場合、前記吸気口から流れ込む風量が最大になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電子装置。
10. 前記風量制御手段は、前記吸気口の開口部の面積を変更することによって、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の電子装置。
11. 前記風量制御手段は、前記吸気口から流れ込む風量を増加させる場合、前記吸気口の開口部の面積を増加させ、前記吸気口から流れ込む風量を減少させる場合、前記吸気口の開口部の面積を減少させることを特徴とする請求項１０に記載の電子装置。
12. 前記ファンユニットのファンは、あらかじめ定めた固定の回転速度で回転することを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子装置。
13. 発熱ユニットを強制空冷する構造を有する電子装置への塵埃の侵入を防止する電子装置防塵方法であって、吸気口から流れ込む吸気の温度と前記発熱ユニットから排出される排気の温度とに応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することを特徴とする電子装置防塵方法。
14. 前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要最小量の風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１３に記載の電子装置防塵方法。
15. 検出した塵埃量に応じて、前記吸気口から流れ込む吸気の風量を制御することを特徴とする請求項１３または１４に記載の電子装置防塵方法。
16. 前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１５に記載の電子装置防塵方法。
17. 検出した塵埃量に応じて、前記吸気口からの塵埃の侵入の抑止が可能な風量になるように、前記吸気口から流れ込む風量を制御する場合、前記発熱ユニットの正常な動作が可能な上限温度を維持するために必要な最小量の風量を下回らないように、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１６に記載の電子装置防塵方法。
18. 検出した塵埃量に基づく風量の制御を、吸気の温度と排気の温度とに基づく風量の制御よりも優先させることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれかに記載の電子装置防塵方法。
19. 前記吸気口の開口部の面積を変更することによって、前記吸気口から流れ込む風量を制御することを特徴とする請求項１３ないし１８のいずれかに記載の電子装置防塵方法。

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