JP2011003153A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】送風口における塵埃物の付着による目詰まりの程度を感度良く検出することができる電子機器を提供すること。
【解決手段】複数の排気口（２３）を備えた本体筐体（１０）と、本体筐体の内部において排気口に近接する態様で複数の放熱フィン（３１３）が並設されることにより構成され、内部の素子（２５）からの熱を放熱するための放熱ユニット（３１）と、外部から吸引した空気を放熱ユニットに向けて送風口（３７）より送出することにより放熱フィンに放熱させるファン（３３１）とを備えたノートＰＣ（１）において、送風口から排気口のそれぞれに至る経路のうち空気の風速が相対的に速い検出領域を通過する空気の風速を検出し、検出した風速値と予め設定された基準風速値との差が、予め決められた判定基準値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する制御を行う制御手段４０を備えたものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器に関し、より詳細には、筐体内部に収容された素子から発生した熱を外部に放出する機構を備えた電子機器に関するものである。

従来、電子機器の一例としてノートブック型パーソナルコンピュータ（以下、省略して「ノートＰＣ」と称する）が知られている。このようなノートＰＣは、上面にキーボードが配設された筐体と、この筐体の上面を覆う態様で開閉自在な蓋体とを備えて構成されている。筐体の内部には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等の通電によって発熱する複数の素子と、これら素子を冷却するための冷却装置とが収容されている。

冷却装置は、筐体壁面に設けられた複数の排気口に近接して配置された複数の放熱フィンと、上記ＣＰＵに接続される伝熱板と、この伝熱板と各放熱フィンとを接続するヒートパイプと、放熱フィン間に向けて送風するファンユニットとから構成されている。ファンユニットは、ファンと、ファンを収容するファンケースとから構成されるものである。

上記冷却装置のファンを駆動させると、筐体の適宜個所に設けられた吸気口から筐体の内部に空気が取り入れられ、筐体の内部空間に空気の流れが生ずる。筐体内を通過した空気は、ファンケース内に吸い込まれ、ファンの回転中心から遠心方向に送出され、ファンケースに形成された送風口から吹き出される。送風口から吹き出された空気は、放熱フィン間を通過し、各放熱フィンと熱交換を行うことによって該放熱フィンを冷却する、換言すると、該放熱フィンに放熱させる。放熱フィンに放熱させることで、放熱フィンにヒートパイプを介して接続されたＣＰＵも冷却される。放熱フィンに放熱させることにより高温になった空気は、放熱フィン間を通過後、排気口から外部に排出される。

ところで、上記冷却装置を備えたノートＰＣにおいては、筐体の吸気口から外部の空気を取り入れてファンケース内に吸い込み、ファンケースの送風口から吹き出して放熱フィン間を通過させることになるが、放熱フィン間の入口、すなわち送風口に吸気口より空気とともに取り込んでしまった塵や埃等の塵埃物が付着して目詰まりが発生していた。

そこで、特許文献１に提案されているような技術、すなわちエンジン冷却風をエンジンボンネット内に取り入れるための吸気口に配設された防塵網に風速センサを取り付け、かかる風速センサにより検知される風速が予め決められた大きさを超える場合に、防塵網に付着した塵埃物の除去を促す技術を適用することも考えられる。

特開平９−１３２０４１号公報

ところで、特許文献１に提案されている技術は、コンバイン等の作業車のエンジンボンネットに適用されるもので、比較的大きな開口である吸気口の防塵網における任意の個所に取り付けられた風速センサの検知結果に応じて塵埃物の除去の有無を判断されるものである。

しかしながら、ノートＰＣのような電子機器は、常時小型化の要請があり、筐体に形成された排気口、あるいは筐体内部に配設された放熱フィン間は、上記特許文献１が適用されるものに比して非常に小型なものである。また、筐体内部に配設されたファンは、ファンケース内に収容され、自身が回転することでその遠心力により吸気口より吸い込んだ空気を放熱フィン間に通過させる遠心型のもので、放熱フィン間毎に通過する空気の風速にバラツキが生じ、相対的に風速が速い経路と、相対的に風速が遅い経路とが存在している。

そのため、上記特許文献１に提案されているような技術をノートＰＣのような電子機器に適用した場合、風速センサの配設個所によっては、送風口に塵埃物が付着することによる目詰まりの程度を良好に判断することができず、これにより送風口における塵埃物の付着量が過大となり、筐体内部の素子を冷却できない虞れがある。

本発明は、上記実情に鑑みて、送風口における塵埃物の付着による目詰まりの程度を感度良く検出することができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、複数の排気口を備えた筐体と、前記筐体内部において前記排気口に近接する態様で複数の放熱部材が並設されることにより構成され、筐体内部の素子からの熱を放熱するための放熱ユニットと、外部から吸引した空気を前記放熱ユニットに向けて送風口より送出することにより前記放熱部材に放熱させるファンとを備えた電子機器において、前記送風口から排気口のそれぞれに至る経路のうち空気の風速が相対的に速い検出領域を通過する空気の風速を検出し、検出した風速値と予め設定された基準値との差が、予め決められた閾値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記検出領域に配設され、該検出領域を通過する空気の風速を検知する風速検知手段を備えてなり、前記制御手段は、前記風速検知手段により検知された風速から前記検出領域の風速を検出する検出部と、前記検出部で検出した風速値と前記基準値との差が前記閾値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する判定部とを備えることが好ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、塵埃物を除去する必要があると判定した場合に、その旨を報知することが好ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記制御手段は、前記検出領域のうち前記排気口と前記放熱ユニットとの間における空気の風速を検出することが好ましい。

本発明の電子機器によれば、制御手段が、送風口から排気口のそれぞれに至る経路のうち空気の風速が相対的に速い検出領域を通過する空気の風速を検出し、検出した風速値と予め設定された基準値との差が、予め決められた閾値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する制御を行うので、送風口に塵埃物が付着することによる目詰まりの程度を感度良く判断することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態であるノートブック型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 図２は、図１に示した本体筐体における排気口付近を示す拡大図である。 図３は、冷却装置の要部を左方から見た場合の斜視図である。 図４は、冷却装置の制御系の要部を模式的に示すブロック図である。 図５は、図１に示したノートＰＣの要部の内部構造を上方から見た場合を示す断面図である。 図６は、図１に示したノートＰＣの要部の内部構造を左方から見た場合を示す断面側面図である。 図７は、冷却装置を構成する制御手段が実施する判定制御処理の処理内容を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る電子機器をノートブック型パーソナルコンピュータに適用した場合の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態であるノートブック型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。ここで例示するノートブック型パーソナルコンピュータ（以下、単に「ノートＰＣ」とも称する）１は、本体筐体１０及び蓋体１１を備えて構成してある。

本体筐体１０は、上面部１２、左側面部１３、右側面部１４、前面部１５、後面部１６及び図示せぬ底面部から構成される箱状物である。本体筐体１０の上面部１２には、キーボード１７が設けてある。キーボード１７は、詳細は図に明示しないが、金属板によって構成したベース部材の上面にメンブレンスイッチシート及び複数のキートップ１７ａを配設して構成した入力装置である。上面部１２において手前側に位置する部位にはパームレスト１８が設けてある。

蓋体１１は、本体筐体１０の上面部１２に対向する面に液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等から構成される表示装置２１を備えたものであり、本体筐体１０の奥側縁部にヒンジ部２２によってその下端部が回転可能に支持されている。この蓋体１１は、本体筐体１０に対して開いた場合に本体筐体１０の手前側に向けて表示装置２１を露出させるとともに、本体筐体１０の上面を開放した状態となる。一方、ヒンジ部２２を介して回転させれば、本体筐体１０の上面部１２及び表示装置２１を同時に覆うカバーとして機能する。

本体筐体１０の左側面部１３における奥側には、複数の排気口２３が前後方向に並ぶ態様で並設してある。排気口２３は、本体筐体１０の内部に配設される冷却装置３０（図２参照）から送出される空気を外部に排出させるための矩形状の開口である。尚、図示は省略するが、本体筐体１０の右側面部１４や後面部１６、あるいは底面部等には、外部の空気を本体筐体１０の内部に取り入れるための吸気口が設けてある。

図２は、図１に示した本体筐体１０における排気口２３付近を示す拡大図であり、一部内部構造を示している。本体筐体１０の内部には、図示せぬＣＰＵやメモリ等、通電して動作することにより発熱する複数の電子部品等の素子２５と、これら素子２５を冷却させるための冷却装置３０とが収容してある。尚、これら素子２５は、プリント基板２４上に実装されており、冷却装置３０は、プリント基板２４の外部に配設されている。

図３は、冷却装置３０の要部を左方から見た場合の斜視図であり、一部の内部構造を露出させた状態で示している。ここで例示する冷却装置３０は、放熱ユニット３１、ヒートパイプ３２及びファンユニット３３を備えて構成してある。

放熱ユニット３１は、上面を構成する上方伝熱板３１１と、下面を構成する下方伝熱板３１２との間に複数の放熱部材である放熱フィン３１３を所定の間隔毎に立設させる態様で並設させて構成したものであり、その全体形状は、直方状をなしている。ここで、上方伝熱板３１１及び下方伝熱板３１２、並びに放熱フィン３１３は、例えば銅やアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属材料から構成してある。このような放熱ユニット３１には、放熱フィン３１３の並設方向（前後方向）に沿って多数の開口が形成してあり、内側の開口、すなわち右側の開口が空気導入口３１４であり、外側の開口、すなわち左側の開口が空気送出口３１５となる。

上記放熱ユニット３１は、空気導入口３１４がファンユニット３３の後述する送風口３７に一致する一方、空気送出口３１５が本体筐体１０の排気口２３に近接した状態で配設してある。つまり、放熱ユニット３１は、本体筐体１０の内部において排気口２３に近接する態様で複数の放熱フィン３１３が並設されることにより構成してある。ここで、放熱ユニット３１における互いに隣接する放熱フィン３１３間の距離、すなわち空気導入口３１４及び空気送出口３１５の幅は、排気口２３の幅よりも小さいものである。

ヒートパイプ３２は、例えば銅やアルミニウム等の金属から構成される管に作動液が封入された熱伝達部材である。このヒートパイプ３２は、一端が、素子２５に接続された受熱部材（図示せず）に熱的に接続してある一方、他端が、放熱ユニット３１の上方伝熱板３１１に載置され、該上方伝熱板３１１に熱的に接続してある。ここで受熱部材は、例えば銅やアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属材料で構成してものであり、例えばＣＰＵ等の素子２５に接続してある。このようにヒートパイプ３２は、素子２５で生じた熱を放熱ユニット３１に熱伝達するものである。

ファンユニット３３は、ファン３３１とファンケース３３２とを備えて構成してある。ファン３３１は、ファンケース３３２に支持される回転軸３３１ａと、この回転軸３３１ａから放射状に拡がる複数枚の羽根３３１ｂとからなるものである。このファン３３１は、いわゆる遠心式ファンと称されるものであり、駆動させた場合に回転軸３３１ａの径方向（遠心方向）に空気を送り出すように構成してある。

ファンケース３３２は、上述したファン３３１を収容する箱体である。このファンケース３３２は、ファン３３１の回転軸３３１ａに対して垂直な上面部３４及び底面部（図示せず）と、回転軸３３１ａの周りを取り囲む側周部３５とから構成してある。ファンケース３３２の上面部３４及び底面部には、ファンケース３３２の外部から内部に空気を取り入れる吸気用開口３６が形成してある。また、ファンケース３３２における側周部３５の左側部位には矩形状の送風口３７が形成してある。送風口３７は、ファン３３１を駆動させた際にファンケース３３２内に発生する気流をファンケース３３２の外部に送り出すための開口である。このようなファンケース３３２は、上述したように送風口３７が放熱ユニット３１の放熱フィン３１３のそれぞれにより形成される空気導入口３１４に一致する態様で放熱ユニット３１に隣接して配設してある。

ところで、このようなファンユニット３３においては次のような特性がある。すなわち、上記ファン３３１は、回転軸３３１ａ回りに回転して遠心方向に空気を送り出すものであり、かかるファン３３１により押し出された空気は送風口３７から外部に送り出されることになるが、通過する空気の風速に前後方向に沿って差が生じ、これにより放熱ユニット３１の放熱フィン３１３間を通過する空気の風速にバラツキが生ずる。つまり、ファンユニット３３においては、相対的に風速が速い経路と、相対的に風速が遅い経路とが存在するという特性を有している。そして、図示の例では、例えば手前から３つめの排気口２３に対向する放熱ユニット３１間を通過する空気の風速が最も速いものとなる。

図４は、上記冷却装置３０の制御系の要部を模式的に示すブロック図である。ここで例示するように上記冷却装置３０は、上記の構成の他、風速検知センサＳ及び制御手段４０を備えている。

風速検知センサＳは、通過する空気の風速を検知する風速検知手段であり、図５及び図６に示すように、放熱ユニット３１と本体筐体１０の左側面部１３との間に配設してある。

より詳細に説明すると、図５及び図６は、それぞれ図１に示したノートＰＣ１の要部の内部構造を模式的に示すものであり、図５は、上方から見た場合を示す断面図であり、図６は、左方から見た場合を示す断面側面図である。これらに例示するように、風速検知センサＳは、風速が相対的に最も速い経路である手前から３つめの排気口２３と放熱ユニット３１との間に配設してある。このような風速検知センサＳは、風速を検知した場合に、その検知信号を制御手段４０に与えるものである。尚、風速検知センサＳとしては、図示のようにセンシング部分が上下方向に延在する索状体のようなものであっても良いし、他の形態を有するものであっても良く、その形態については特に限定されるものではない。

制御手段４０は、図示せぬ内蔵メモリに記憶されたプログラムやデータにしたがって冷却装置３０の動作を統括的に制御するもので、入力処理部４１、検出部４２、判定部４３及び出力処理部４４を備えて構成してある。この制御手段４０は、ノートＰＣ１の主制御部に組み込まれる態様で設けてあっても良いし、独立した態様で設けてあっても良く、その設置形態については特に限定されるものではない。また、内蔵メモリには、上記プログラム等の他、種々のデータが記憶されており、本実施の形態において特徴的なものとしては、風速基準情報や判定基準情報が記憶されている。風速基準情報は、風速検知センサＳが配設される経路（検出領域）における初期の基準風速値（基準値）を含むものである。つまり、風速基準情報は、塵埃物等の影響がない場合における基準風速値を含むものである。判定基準情報は、判定部４３での判定に用いられる判定値（閾値）を含むものである。

入力処理部４１は、制御手段４０に与えられる各種の信号を入力処理するもので、本実施の形態では風速検知センサＳにより与えられる検知信号を入力処理するものである。検出部４２は、入力処理部４１を通じて入力処理された検知信号に含まれる情報に基づき風速を検出するものである。

判定部４３は、検出部４２を通じて検出された風速値と、内蔵メモリから読み出した風速基準情報に含まれる風速基準値との差を演算し、その演算値（差）が内蔵メモリから読み出した判定基準情報に含まれる判定基準値以下の場合には、塵埃物を除去する必要がないと判断する一方、演算値が判定基準値を超える場合には、塵埃物を除去する必要があると判定するものである。

出力処理部４４は、判定部４３を通じて塵埃物を除去する必要があると判定された場合に、表示装置２１にその旨の表示指令を出力するものである。

以上のような構成を有するノートＰＣ１の冷却装置３０においては、図示しないモータを駆動させてファン３３１を回転させると、空気が本体筐体１０の吸気口から取り入れられることにより、本体筐体１０の内部に空気の流れが発生する。この空気の流れは、本体筐体１０の内部空間全体に拡がり、その後吸気用開口３６からファンケース３３２に吸い込まれる。ファンケース３３２の内部に吸い込まれた空気は、ファン３３１の回転中心から遠心方向に送り出され、ファンケース３３２の側周部３５の内壁面に沿って送風口３７まで誘導され、該送風口３７から送出される。

送風口３７から送出された空気は、放熱ユニット３１における放熱フィン３１３間を通過し、該放熱フィン３１３を放熱させて冷却する。放熱フィン３１３のそれぞれは、上方伝熱板３１１、ヒートパイプ３２及び受熱部材を介して素子２５に熱的に接続してあり、放熱フィン３１３を冷却することにより、素子２５も冷却される。放熱フィン３１３に放熱させることにより高温になった空気は、空気送出口３１５を通過した後に排気口２３から外部に排出される。

そして、このように動作する冷却装置３０においては、所定のタイミングで次のような判定制御処理が行われる。図７は、冷却装置３０を構成する制御手段４０が実施する判定制御処理の処理内容を示すフローチャートである。この図７の処理内容を説明しながら、ノートＰＣ１における冷却装置３０の動作についてさらに説明する。

図７における判定制御処理における制御手段４０は、風速検知センサＳが風速を検知して入力処理部４１を通じてその検知信号を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、検出部４２を通じて風速を検出する（ステップＳ１０２）。検出部４２を通じて風速を検出した制御手段４０は、判定部４３を通じて内蔵メモリから風速基準情報を読み出し、検出部４２を通じて検出された検出値と、風速基準情報に含まれる風速基準値との差を演算する（ステップＳ１０３）。そして、判定部４３を通じて内蔵メモリから判定基準情報を読み出して、ステップＳ１０３での演算値が判定基準情報に含まれる判定基準値を超えるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。

演算値が判定基準値以下の場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、制御手段４０は、後述する処理を実施することなく手順をリターンさせて今回の処理を終了する一方、演算値が判定基準値を超える場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、制御手段４０は、送風口３７（空気導入口３１４）に付着する塵埃物を除去する必要がある旨を判定する（ステップＳ１０５）。

判定部４３を通じて塵埃物を除去する必要がある旨を判定した制御手段４０は、出力処理部４４を通じて表示装置２１にその旨の表示指令を出力し（ステップＳ１０６）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

このように表示装置２１に塵埃物を除去する必要がある旨の表示指令を出力する結果、表示装置２１にその旨が表示され、ノートＰＣ１を使用する者に対して、塵埃物を除去するためのメンテナンスを行うべきであることを認識させることができる。

以上のような構成を有する冷却装置３０を備えたノートＰＣ１によれば、制御手段４０が、送風口３７から排気口２３のそれぞれに至る経路のうち空気の風速が相対的に速い経路（検出領域）を通過する空気の風速を検出し、検出した風速値と風速基準値との差が判定基準値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する制御を行うので、送風口３７に塵埃物が付着することによる目詰まりの程度を感度良く判断することができる。

また、上記ノートＰＣ１によれば、制御手段４０が、判定部４３を通じて塵埃物を除去する必要がある旨を判定した場合には、出力処理部４４を通じて表示装置２１にその旨の表示指令を出力するので、ノートＰＣ１を使用する者に対して、塵埃物を除去するためのメンテナンスを行うべきであることを認識させることができ、塵埃物の除去を促すことができる。かかる塵埃物の除去を行わせることにより、素子２５を良好に冷却することが可能になる。

更に、上記ノートＰＣ１によれば、風速検知センサＳが特定の排気口２３と放熱ユニット３１との間に配設してあるので、風速検知センサＳが放熱フィン３１３間に配設した場合に比して、センサ自体による風速の低下、すなわち塵埃物がセンサ自体に付着して目詰まりを発生させることを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では風速検知センサＳは、風速を検知するものであったが、本発明においては、当該検出領域における圧力変化を検知するセンサを配設しても良い。この場合、該センサにより検知された圧力変化の結果に応じて制御手段が検出部を通じて風速を検出することになる。

また、上述した実施の形態では、判定部４３を通じて塵埃物の除去が必要であると判定した場合に、出力処理部４４を通じて表示装置２１に表示指令を出力して、該表示装置２１に塵埃物の除去が必要である旨の表示を行っていたが、本発明では、表示装置２１に限らず、ブザー等の音声により塵埃物の除去が必要である旨を報知する報知手段であっても良い。更に、塵埃物の除去の表示については、ノートＰＣ１（電子機器）の起動時に行うようにしても構わない。

以上のように、本発明に係る電子機器は、筐体内部に収容された素子から発生した熱を外部に放出するのに有用である。

１ ノートブック型パーソナルコンピュータ
１０ 本体筐体
１１ 蓋体
１２ 上面部
１３ 左側面部
１４ 右側面部
１５ 前面部
１６ 後面部
１７ キーボード
１８ パームレスト
２１ 表示装置
２２ ヒンジ部
２３ 排気口
２４ プリント基板
２５ 素子
３０ 冷却装置
３１ 放熱ユニット
３１１ 上方伝熱板
３１２ 下方伝熱板
３１３ 放熱フィン
３１４ 空気導入口
３１５ 空気送出口
３２ ヒートパイプ
３３ ファンユニット
３３１ ファン
３３２ ファンケース
３６ 吸気用開口
３７ 送風口
４０ 制御手段
４１ 入力処理部
４２ 検出部
４３ 判定部
４４ 出力処理部
Ｓ 風速検知センサ

Claims (4)

1. 複数の排気口を備えた筐体と、
   前記筐体内部において前記排気口に近接する態様で複数の放熱部材が並設されることにより構成され、筐体内部の素子からの熱を放熱するための放熱ユニットと、
   外部から吸引した空気を前記放熱ユニットに向けて送風口より送出することにより前記放熱部材に放熱させるファンと
   を備えた電子機器において、
   前記送風口から排気口のそれぞれに至る経路のうち空気の風速が相対的に速い検出領域を通過する空気の風速を検出し、検出した風速値と予め設定された基準値との差が、予め決められた閾値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする電子機器。
2. 前記検出領域に配設され、該検出領域を通過する空気の風速を検知する風速検知手段を備えてなり、
   前記制御手段は、前記風速検知手段により検知された風速から前記検出領域の風速を検出する検出部と、
   前記検出部で検出した風速値と前記基準値との差が前記閾値を超える場合に塵埃物を除去する必要があると判定する判定部と
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制御手段は、塵埃物を除去する必要があると判定した場合に、その旨を報知することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
4. 前記制御手段は、前記検出領域のうち前記排気口と前記放熱ユニットとの間における空気の風速を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の電子機器。

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