JP2014067761A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効果を維持しつつ、フィルタに埃が付着したままになることを防止できる電子機器を提供する。
【解決手段】 筐体の互いに異なる面にそれぞれ配され、筐体の内へ筐体外の空気を吸気し、または筐体内の空気を筐体外へ排気する第１のファンと第２のファンとを備えた電子機器であって、第１，第２のファンを制御する制御回路が、第１のファンを正転させ、所定回転数となった後、所定時間待機し、その後、第１、第２のファンのそれぞれの回転方向を反転させて吸排気の方向を反転させる電子機器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体に複数のファンを備えた電子機器に関する。

多くの電子機器では内部に発熱する部品を有しているので、これを冷却するためにファンを用いて、筐体内に外気を取り込み、また、筐体内部に気流を生じさせているのが現状である。

また筐体内、あるいは特定の部品の温度を測定し、この温度に基づいてファンの回転数を制御することも行われている。

さらに特許文献１には、２４時間稼働するような装置において、ファンが回転し続けることによって、ファンの外気側に配されたフィルタに埃が詰まってしまうことがあるとして、一定時間ごとにファンの回転方向を逆転する技術が開示されている。

特開平１０−１０３７２４号公報

しかしながら、上記従来の技術においては、ファンを一方方向に回転させた場合（ファンがつくる気流の方向が一方方向である場合）と、これとは反転して他方方向に回転させた場合（ファンがつくる気流の方向が上記一方方向とは逆の他方方向である場合）とで筐体内部の気流流路が変化してしまい、冷却効果が低下する場合がある。また一定の回転数に達したか否かによらず、一定時間ごとに逆転するので、冷却効果が発揮できない場合がある。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、冷却効果を維持しつつ、フィルタに埃が付着したままになることを防止できる電子機器を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、筐体の互いに異なる面にそれぞれ配され、筐体の内へ筐体外の空気を吸気し、または筐体内の空気を筐体外へ排気する第１のファンと第２のファンとを備えた電子機器であって、前記第１，第２のファンを制御する制御回路が、前記第１のファンを正転させ、その回転が所定回転数となるまで維持するとともに、前記第２のファンについて前記第１のファンの吸排気方向とは逆向きの気流を生成する他方方向への回転を、所定回転数となるまで維持し、前記第１、第２のファンの回転数が、所定回転数となった後、所定時間待機し、所定時間待機した後、第１、第２のファンのそれぞれの回転方向を反転させて吸排気の方向を反転させ、前記第１のファンについては逆転させて、所定回転数となるまで維持するとともに、前記第２のファンについて前記他方方向とは逆向きの一方方向への回転を、所定回転数となるまで維持し、前記第１、第２のファンの回転数が、所定回転数となった後、所定時間待機し、所定時間待機した後、第１、第２のファンのそれぞれの回転方向を反転させて吸排気の方向を反転させる動作を繰り返し行うこととしたものである。

ここで前記第１，第２のファンは、それぞれ外気側にフィルタを備え、前記所定回転数となった後、反転まで待機する時間は、当該フィルタの経時変化の経験的状況により定められてもよい。さらに前記所定回転数は、変更可能となっていてもよい。

本発明によると、冷却効果を維持しつつ、フィルタに埃が付着したままになることを防止できる。

本発明の実施の形態に係る電子機器の構成例を表す概要図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器に備えられたファンの例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器のファン制御回路の例を表す構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器内の気流の例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る電子機器におけるファンの反転にかかる所定時間と、フィルタ寿命との関係を表す概要図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る電子機器１は、図１に例示するように、筐体１０と、機能部２０とを含んで構成される。また筐体１０は一例として六面体をなし、この六面体のうち互いに異なる二つの面（図１では互いに対向する面）に、それぞれ第１のファン１１と、第２のファン１２とを備える。さらにこの電子機器１は、第１、第２のファン１１，１２を制御するファン制御回路１３を有している。

機能部２０は、本実施の形態の電子機器１としての機能を提供するための回路や、ハードウェア等を含む。この機能部２０は例えばこの電子機器１がＮＡＳ（Network Attached Storage）であれば、ハードディスクドライブと、ハードディスクドライブを制御する回路とを含む。また、この電子機器１がパーソナルコンピュータであれば、この機能部２０は例えば、ＣＰＵボードやハードディスクドライブ、電源ユニット等を含んでもよい。

なお、本実施の形態では説明のため、２つのファンを備える例を示しているが、第１、第２のファン１１，１２の数はそれぞれ２以上であってもよい。例えば第１のファン１１と、第２のファン１２とがそれぞれ２つずつあってもよいし、また第１のファン１１が１つで、第２のファン１２が２つであってもよい。

第１，第２のファン１１，１２は、それぞれ、図２に例示するように、ファン本体２１と、このファン本体２１を筐体１０に取り付けたときに、外気側となる側に配されたフィルタ２２とを含んでなる。

ファン本体２１は、モータＭによって回転駆動される羽根Ｐを含む。ここでモータＭは例えばＤＣモータ等であり、回転方向を外部から制御可能となっている。羽根Ｐは回転することにより、一方向に向かう気流を生成する。またこの羽根Ｐは、モータが逆転すると、気流の方向も逆転するような形状としている。このような形状としては例えばプロペラファン（軸流送風機）がある。本実施の形態の一例では、第１，第２のファン１１，１２は、いずれも所定回転方向（例えば正転方向とする）にモータＭが回転するときに、筐体１０外から筐体１０内への吸気方向への気流を生じさせ、逆転方向にモータＭが回転するときに筐体１０内から筐体１０外への排気方向の気流を生じさせるものとする。フィルタ２２は、例えば繊維状の組織を有し、気流に乗って到来した埃などを絡めとる。

ファン制御回路１３は、図３に例示するように、回転数検出部３１と、タイマ３２と、モータ制御回路３３とを含んで構成されている。回転数検出部３１は、第１、第２のファン１１，１２の各ファン本体２１にそれぞれ含まれるモータＭ（以下、区別の必要があるときには、第１のファン１１のモータＭをモータＭ１１、第２のファン１２のモータＭをモータＭ１２と書く）の回転数をそれぞれ検出する。この検出の方法は特に限られないが、例えばエンコーダを用いることで回転数を検出してもよい。また、この回転数検出部３１は、検出したモータＭ１１，Ｍ１２の回転数が、予め定められた値（所定回転数）を超えたときにその旨を表す信号を出力する。このような構成は、例えばマイクロコンピュータを用いて実現できるので、詳しい説明は省略する。本実施の形態では、各モータＭ１１，１２の回転数がいずれも所定回転数を超えたときに、その旨を表す信号を出力することとする。

タイマ３２は、回転数検出部３１が、モータＭの回転数が予め定められた値（所定回転数）を超えた旨の信号を出力すると、予め定めた時間（所定時間）だけカウントを行う。そしてこのタイマ３２は、所定時間だけのカウントが終了すると、その旨を表す信号を出力する。

モータ制御回路３３は、モータＭ１１，Ｍ１２のそれぞれの回転方向を制御する。このモータ制御回路３３は、当初は、モータＭ１１，Ｍ１２をそれぞれ互いに反対の方向へ回転するよう制御する。また、このモータ制御回路３３は、タイマ３２が所定時間のカウントが終了した旨の信号を出力すると、モータＭ１１，Ｍ１２の回転方向をそれぞれ反転させる。

このファン制御回路１３の働きにより、本実施の形態の電子機器１では、図４に示すように、当初は第１，第２のファン１１，１２がそれぞれ、一方（図４では例えば第１のファン１１）は筐体１０外から筐体１０内への吸気方向の気流を生じさせ、他方（図４では第２のファン１２）は筐体１０内から筐体１０外への排気方向の気流を生じさせる（Ｓ１）。

また、第１、第２のファンの回転数１１，１２が、所定回転数となった後、タイマ３２の働きにより所定時間待機する。こうして第２のファン１２が排気方向の気流を形成している間、第２のファン１２のフィルタ２２の表面に付着した埃が吹き飛ばされる。

そして所定時間待機した後、第１、第２のファン１１，１２のそれぞれの回転方向を反転させる。これにより、各ファンでの気流の吸排気方向が反転し、一方（図４では例えば第１のファン１１）では筐体１０内から筐体１０外への排気方向への気流を生じさせ、他方（図４では第２のファン１２）では筐体１０外から筐体１０内への吸気方向の気流を生じさせる（Ｓ２）。

そして第１、第２のファンの回転数１１，１２が、所定回転数となった後、タイマ３２の働きにより所定時間待機する。こうして第１のファン１１が排気方向の気流を形成している間、第１のファン１１のフィルタ２２の表面に付着した埃が吹き飛ばされる。そして所定時間待機した後、第１、第２のファン１１，１２のそれぞれの回転方向を反転させて、ステップＳ１の状態に戻る。以下、この動作が繰り返される。

また本実施の形態では、筐体１０内を通る気流の流路が、第１のファン１１と第２のファン１２とによって形成されるので、気流の吸排気方向が反転しても主要な流れが変わることがなく、筐体１０内にある機能部２０を冷却する効果が大きく損なわれることがない。

そして第１、第２のファン１１，１２において排気方向の気流を形成している間、これらのファン１１，１２のフィルタ２２に付着した埃が吹き飛ばされるので、フィルタ２２に埃が付着したままになることを防止できる。

さらに、ここでは第１，第２のファン１１，１２は、いずれも所定回転方向（例えば正転方向とする）にモータＭが回転するときに、筐体１０外から筐体１０内への気流を生じさせ、逆転方向にモータＭが回転するときに筐体１０内から筐体１０外への排気方向の気流を生じさせるものとしたが、筐体１０への取り付け方向を異ならせることで、第１のファン１１と第２のファン１２とのうち一方は、所定回転方向（例えば正転方向とする）にモータＭが回転するときに、筐体１０外から筐体１０内への吸気方向への気流を生じさせるが、他方は、所定回転方向（例えば正転方向とする）にモータＭが回転するときに、筐体１０内から筐体１０外への排気方向の気流を生じさせるようにしてもよい。この場合はもちろん、逆転方向にモータＭが回転するときに、上記一方は、筐体１０内から筐体１０外への排気方向の気流を生じさせ、他方は筐体１０外から筐体１０内への吸気方向の気流を生じさせる。

この例では、モータ制御回路３３は、当初、モータＭ１１，Ｍ１２をそれぞれ互いに同じ方向へ回転するよう制御する。また、このモータ制御回路３３は、タイマ３２が所定時間のカウントが終了した旨の信号を出力すると、モータＭ１１，Ｍ１２の回転方向をそれぞれ反転させる。

また、上述の例におけるタイマ２２がカウントする所定時間は、経験的に定めることとすればよい。例えば、本実施の形態では、第１，第２のファン１１，１２はそれぞれ外気側にフィルタ２２を備えることとしている。そこで、第１または第２のファン１１，１２が筐体１０外から筐体１０内への気流を生じさせているときには、筐体１０外の埃などがこのフィルタ２２に侵入していくこととなる。また、第１または第２のファン１１，１２が筐体１０内から筐体１０外への気流を生じさせているときには、フィルタ２２に侵入した埃のうち、フィルタ２２の表面付近の埃は吹飛ばされて取り除かれる。

そこで上記の所定時間は、フィルタ２２の経時変化の経験的状況により定めてもよい。具体的には、フィルタ２２が所望の性能を維持できる期間（寿命）は、中に詰った埃の量に影響される。つまり、タイマ２２がカウントする所定時間を長くすれば、それだけフィルタ２２の奥へ入り込む埃の量は多くなるので、反転時に吹飛ばされなくなる埃が多くなる。従ってタイマ２２がカウントする所定時間と、フィルタ２２の寿命とは図５にその概要を示すようなものとなる。そこでこの図５に概要を例示するようなグラフを作成する実験を行い、希望する寿命を達成するように、タイマ２２のカウントする所定時間を定めればよい。さらに本実施の形態では、回転数検出部３１が信号を出力する、上記の所定回転数が、利用者により変更可能となっていてもよい。

１ 電子機器、１０ 筐体、１１，１２ ファン、１３ ファン制御回路、２０ 機能部、２１ ファン本体、２２ フィルタ、３１ 回転数検出部、３２ タイマ、３３ モータ制御回路。

Claims (3)

1. 筐体の互いに異なる面にそれぞれ配され、筐体の内へ筐体外の空気を吸気し、または筐体内の空気を筐体外へ排気する第１のファンと第２のファンとを備えた電子機器であって、
   前記第１，第２のファンを制御する制御回路が、
   前記第１のファンを正転させ、その回転が所定回転数となるまで維持するとともに、前記第２のファンについて前記第１のファンの吸排気方向とは逆向きの気流を生成する他方方向への回転を、所定回転数となるまで維持し、
   前記第１、第２のファンの回転数が、所定回転数となった後、所定時間待機し、
   所定時間待機した後、第１、第２のファンのそれぞれの回転方向を反転させて吸排気の方向を反転させ、前記第１のファンについては逆転させて、所定回転数となるまで維持するとともに、前記第２のファンについて前記他方方向とは逆向きの一方方向への回転を、所定回転数となるまで維持し、
   前記第１、第２のファンの回転数が、所定回転数となった後、所定時間待機し、所定時間待機した後、第１、第２のファンのそれぞれの回転方向を反転させて吸排気の方向を反転させる動作を繰り返し行う電子機器。
2. 請求項１記載の電子機器であって、
   前記第１，第２のファンは、それぞれ外気側にフィルタを備え、前記所定回転数となった後、反転まで待機する時間は、当該フィルタの経時変化の経験的状況により定められる電子機器。
3. 請求項１または２記載の電子機器であって、
   前記所定回転数が変更可能となっている電子機器。
   

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