JP2016126504A - 電子機器、筐体内の空気流量の算出方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、筐体内の熱環境に応じた部品の経時劣化を把握しやすい、より不都合の少ない新規な構成の電子機器を得る。
【解決手段】実施形態の電子機器は、例えば、筐体と、第一の発熱体と、第二の発熱体と、第一のセンサと、第二のセンサと、演算部と、を備える。第一の発熱体は、筐体内に収容される。第二の発熱体は、筐体内に収容され、その発熱量の経時変化が第一の発熱体よりも小さい。第一のセンサは、筐体内に収容され、第二の発熱体の温度を検出する。第二のセンサは、環境温度を検出する。演算部は、第一のセンサによって検出された温度と、第二のセンサによって検出された温度との差分に基づいて筐体内の気流の流量を算出する。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、電子機器、筐体内の空気流量の算出方法、およびプログラムに関する。

従来、温度によって部品の寿命に悪影響を与える状況か否かを判別する電子機器が知られている。

特開２００９−２５７７８１号公報

筐体内の熱環境に応じた部品の経時劣化を把握しやすい、より不都合の少ない新規な構成の電子機器が得られれば、有意義である。

実施形態の電子機器は、例えば、筐体と、第一の発熱体と、第二の発熱体と、第一のセンサと、第二のセンサと、演算部と、を備える。第一の発熱体は、筐体内に収容される。第二の発熱体は、筐体内に収容され、その発熱量の経時変化が第一の発熱体よりも小さい。第一のセンサは、筐体内に収容され、第二の発熱体の温度を検出する。第二のセンサは、環境温度を検出する。演算部は、第一のセンサによって検出された温度と、第二のセンサによって検出された温度との差分に基づいて筐体内の気流の流量を算出する。

図１は、第１実施形態の電子機器の例示的な斜視図である。 図２は、第１実施形態の電子機器の筐体の内部構成が示された例示的な平面図である。 図３は、第１実施形態の電子機器の例示的かつ模式的なブロック図である。 図４は、第１実施形態の変形例の電子機器における環境温度を検出するための構成の例示的かつ模式的な斜視図である。 図５は、図４の構成における平均熱伝達量と温度との相関関係の例示的なグラフである。 図６は、第１実施形態の別の変形例の電子機器における環境温度を検出するための構成の例示的かつ模式的な斜視図である。 図７は、図６の構成における平均熱伝達量と温度との相関関係の例示的なグラフである。 図８は、第１実施形態の電子機器による演算処理の手順が示された例示的なフローチャートである。 図９は、第１実施形態の電子機器で出力される演算処理結果の例示的かつ模式的な図である。 図１０は、第２実施形態の電子機器の模式的かつ例示的な正面図である。 図１１は、第２実施形態の電子機器の筐体の内部構成が示された模式的かつ例示的な平面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成や制御（技術的特徴）、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。また、以下に例示される複数の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。以下、同様の構成要素には共通の符号が付与され、重複する説明が省略される。

＜第１実施形態＞
図１に例示されるように、本実施形態の電子機器１は、クラムシェル型のパーソナルコンピュータである。電子機器１は、筐体２と筐体３とを備えている。筐体２には、基板６が収容されている。また、筐体２には、キーボード７や、ポインティングデバイス８ａ、クリックボタン８ｂ等の入力部（操作部）が設けられている。筐体３には、ディスプレイ４（表示装置、出力部）の少なくとも一部が収容される。また、筐体３には、ディスプレイ４と重なって透明なタッチパネル（不図示）が設けられてもよい。

筐体２と筐体３とは、ヒンジ機構９（回動支持部）を介して回動可能に接続されている。電子機器１は、筐体２，３が展開された展開状態、折りたたまれた折り畳み状態、およびそれらの間の任意の角度で広げられた状態で、変形可能である。ヒンジ機構９は、筐体２と筐体３とを、回動中心Ａｘ回りに回動可能に、接続している。

キーボード７や、ポインティングデバイス８ａ、クリックボタン８ｂ、スピーカ５（音声出力部、出力部）等は、筐体２の面２ａ（前面）に露出している。また、ディスプレイ４の表示画面４ａは、筐体３の面３ａ（前面）に設けられた開口部３ｒを介して視認可能である。折り畳み状態では、筐体２の面２ａと筐体３の面３ａとが重なり、表示画面４ａや、キーボード７、ポインティングデバイス８ａ、クリックボタン８ｂ等は、筐体２および筐体３に隠される。展開状態では、筐体２の面２ａおよび筐体３の面３ａが露出され、キーボード７や、ポインティングデバイス８ａ、クリックボタン８ｂ、表示画面４ａ等が使用可能になる。

筐体３は、正面視および背面視では長方形状（四角形状）に構成されている。また、筐体３は、薄い扁平な直方体状に構成されている。筐体３は、面３ａとこの反対側の面３ｂ（後面）と、を有する。面３ａおよび面３ｂは、いずれも、筐体３の厚さ方向と直交する方向（交叉する方向）に沿って延びている（拡がっている）。面３ａと面３ｂとは略平行である。また、筐体３は、面３ａに対する正面視では、四つの端部３ｃ〜３ｆ（辺部、縁部）と、四つの角部３ｇ〜３ｊ（尖部、端部）と、を有する。端部３ｃ，３ｅは、長辺部の一例である。また、端部３ｄ，３ｆは、短辺部の一例である。

また、筐体３は、面３ａを有する壁部３ｋ（前壁部）と、面３ｂを有する壁部３ｍ（後壁部）と、を有する。壁部３ｋ，３ｍは、長方形状（四角形状）かつ板状である。また、筐体３は、壁部３ｋと壁部３ｍとの間に亘った面３ｐ（側面、周面）を有する四つの壁部３ｎ（側壁部）を有する。なお、壁部３ｋには、四角形状の開口部３ｒが設けられている。よって、壁部３ｋは、四角形状かつ枠状である。なお、壁部は、プレートやフレームとも称されうる。

さらに、筐体３は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されうる。筐体３は、少なくとも壁部３ｋを含む筐体部材３１（前側部材、マスク、フロントカバー）と、少なくとも壁部３ｍを含む筐体部材３２（後側部材、ベース、リヤカバー）とを有する。壁部３ｎは、筐体部材３１および筐体部材３２のうち少なくともいずれか一方（例えば、筐体部材３２）に含まれる。また、筐体３は、筐体部材３１と筐体部材３２との間に位置した別の筐体部材（中間部材、ミドルフレーム、図示されず）を有することができる。筐体３は、金属材料や、合成樹脂材料等で構成されうる。

ディスプレイ４は、正面視では長方形状（四角形状）に構成されている。ディスプレイ４は、前後方向に薄い扁平な直方体状に構成されている。ディスプレイ４は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ，liquid crystal display）や有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ，organic electro-luminescent display）等である。

筐体２は、正面視および背面視では長方形状（四角形状）に構成されている。また、筐体２は、薄い扁平な直方体状に構成されている。筐体２は、面２ａとこの反対側の面２ｂ（後面）と、を有する。面２ａおよび面２ｂは、いずれも、筐体２の厚さ方向と直交する（交叉する方向）に沿って延びている（拡がっている）。面２ａと面２ｂとは略平行である。また、筐体２は、面２ａに対する正面視では、四つの端部２ｃ〜２ｆ（辺部、縁部）と、四つの角部２ｇ〜２ｊ（尖部、曲部、端部）と、を有する。端部２ｃ，２ｅは、長辺部の一例である。また、端部２ｄ，２ｆは、短辺部の一例である。

また、筐体２は、面２ａを有する壁部２ｋ（前壁部）と、面２ｂを有する壁部２ｍ（後壁部）と、を有する。壁部２ｋ，２ｍは、長方形状（四角形状）かつ板状である。また、筐体２は、壁部２ｋと壁部２ｍとの間に亘った面２ｐ（側面、周面）を有する四つの壁部２ｎ（側壁部）を有する。なお、壁部２ｋには、四角形状の開口部２ｒが設けられている。よって、壁部２ｋは、四角形状かつ枠状である。なお、壁部は、プレートやフレームとも称されうる。

さらに、筐体２は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されうる。筐体２は、少なくとも壁部２ｋを含む筐体部材２１（前側部材、マスク、フロントカバー）と、少なくとも壁部２ｍを含む筐体部材２２（後側部材、ベース、リヤカバー）とを有する。壁部２ｎは、筐体部材２１および筐体部材２２のうち少なくともいずれか一方（例えば、筐体部材２２）に含まれる。また、筐体２は、筐体部材２１と筐体部材２２との間に位置した別の筐体部材（中間部材、ミドルフレーム、図示されず）を有することができる。筐体２は、金属材料や、合成樹脂材料等で構成されうる。

また、図１に示されるように、筐体２内には、キーボード７の後側に、一つ以上の基板６が収容されている。基板６は、キーボード７と並行して設けられている。基板６は、壁部２ｋ，２ｍ，２ｎ等と離間した状態で、すなわち、壁部２ｋ，２ｍ，２ｎ等との間に空間（隙間）が形成された状態で、設けられている。基板６は、回路基板、制御基板、メイン基板等とも称されうる。

また、図２に示されるように、筐体２内には基板６が収容され、基板６の面６ａには、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）や、グラフィックコントローラ、電源回路部品、ＰＣＨ（platform controller hub）、メモリスロットコネクタ、ＬＣＤコネクタ、Ｉ／Ｏ（input/output）コネクタ、電源コイル、素子、コネクタ等の複数の部品６１（電気部品）が実装されている。また、基板６や部品６１等によって構成される制御回路は、例えば、映像信号処理回路や、チューナ部、ＨＤＭＩ（high-definition multimedia interface、登録商標）信号処理部、ＡＶ（audio video）入力端子、リモコン信号受信部、制御部、セレクタ、オンスクリーンディスプレイインタフェース、記憶部（例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、ＨＤＤ（hard disk drive）、ＳＳＤ（solid state drive）等）、音声信号処理回路等を、含むことができる。制御回路は、ディスプレイ４の表示画面４ａでの映像（動画や静止画等）の出力や、スピーカ（図示されず）での音声の出力、ＬＥＤ（light emitting diode、図示されず）での発光等を制御する。ディスプレイ４や、スピーカ、ＬＥＤ等は、出力部の一例である。

部品６１は、発熱体（第一の発熱体）の一例である。発熱体の加熱による温度上昇を抑制するため、筐体２内には、ファン１０が設けられている。ファン１０には、吸気口１０ａと排気口１０ｂとが設けられている。吸気口１０ａは、筐体２の壁部２ｍに設けられた開口部２ｔと重なっている。また、排気口１０ｂは、筐体２内の空間に開口されている。よって、ファン１０の動作によって、吸気口１０ａと重なる開口部２ｔ、吸気口１０ａ、および排気口１０ｂを経て、筐体２内に、筐体２の周囲の空気（外気）が導入される。また、筐体２の、ファン１０とは離れた壁部には、筐体２の内部と外部とを接続する開口部２ｓが設けられている。よって、ファン１０によって導入された空気は、筐体２内を経て、開口部２ｔとは離れた開口部２ｓを介して筐体２の外部に排出される。すなわち、筐体２内には、ファン１０の動作によって、ファン１０に近い開口部２ｔからファン１０から離れた開口部２ｓへ向かう空気流Ｆ（気流）が生じる。この空気流Ｆにより、部品６１が冷却される。なお、本実施形態では、ファン１０は、筐体２内への空気の導入側に設けられているが、排出側に設けられてもよい。この場合、筐体２の、ファン１０から離れた開口部２ｓから外気（空気）が筐体２内に導入され、ファン１０が、ファン１０に近い開口部２ｔから筐体２内の空気を筐体２の外部へ排出する。筐体２内には、開口部２ｓからファン１０へ向かう空気流が形成される。

また、本実施形態では、図２に示されるように、筐体２内に、ファン１０によって形成される空気流Ｆの流量を算出（推定）するために温度を検出するセンサ１０１，１０２が設けられている。

センサ１０１は、比較的高温となる部品６１とは異なる部品１２の温度を検出する。部品１２は、部品６１よりも単位時間あたりの発熱量、すなわち発熱量の経時変化が小さい。部品１２は、単位時間あたりの発熱量が略一定となるよう構成される。部品１２は、例えば、略一定の電力が与えられる抵抗や、当該抵抗を覆う熱伝導部材等である。センサ１０１は、第一のセンサの一例である。部品１２は、第二の発熱体の一例である。

センサ１０２は、環境温度を検出する。環境温度とは、筐体２内の部品６１（第一の発熱体）の発熱の影響を受けない雰囲気温度であり、外気温度とも称されうる。センサ１０２は、部品６１による熱影響の少ない位置に設けられる。図２の例では、部品６１よりも空気流の上流側、すなわち、部品６１よりもファン１０の排気口１０ａに近い位置に設けられている。この位置では、センサ１０２には、部品６１によって加熱される前の空気流が当たるので、環境温度がより精度良く検出されやすい。センサ１０２は、第二のセンサの一例である。

ここで、センサ１０１，１０２による温度の検出結果を用いた、空気流の流量の推定手法について説明する。部品ｉの温度は、以下の式（１）で表すことができる。
ここに、Ｔ_ｉ：部品の温度、Ｑ_ｉ：部品による伝熱量、Ｒ_ｉ：部品の熱抵抗、Ｔ_ｅ：環境温度である。

ファン１０による空気流、すなわち強制対流による冷却が支配的である条件では、熱抵抗Ｒ_ｉは次の式（２）で表せる。
ここに、ｈ_ｉ：平均熱伝達率、Ｓ_ｉ：伝熱面積である。

強制対流の場合、平均熱伝達率は、気体速度に依存することが判明している。例えば、断面が正方形状の角柱回りの平均ヌセルト数Ｎｕは、種々のレイノルズ数Ｒｅ、流れの方向について、係数Ａ，ｎを用いて、次の式（３）で表せることが知られている。

ヌセルト数Ｎｕは、熱伝達率に比例し、レイノルズ数Ｒｅは、気体速度に比例するから、上記式（３）より、次の式（４）が得られる。
ここに、Ｕ：気体速度である。

したがって、式（１）のＱ_ｉを定数とした場合、式（１），（２），（４）より、次の式（５）が得られる。
この式（５）は、伝熱量Ｑ_ｉが一定の部品６１の温度Ｔ_ｉと環境温度Ｔ_ｅとの差分ΔＴが、気体速度Ｕの関数となることを示している。よって、予め、伝熱量Ｑ_ｉが一定の部品６１について、気体速度Ｕと温度の差分ΔＴとの関数ΔＴ＝ｆ（Ｕ）を取得し、ΔＴと気体速度Ｕとの相関関係を取得しておくことにより、流速計等を設けることなく、電子機器１の使用中のΔＴから、当該部品６１における気体速度Ｕを得ることができる。

また、筐体２内には、センサ１０３が設けられている。センサ１０３は、部品６１に接して設けられるかあるいは部品６１の近くに設けられ、部品６１の温度を検出する。

図３には、上述したセンサ１０１，１０２による温度の検出結果に基づくパラメータの算出や当該算出したパラメータに基づく各部の制御を実行する制御部１００のブロック図である。制御部１００は、第一の温度取得部１００ａ、第二の温度取得部１００ｂ、第三の温度取得部１００ｃ、演算部１００ｄ、判断部１００ｅ、出力情報生成部１００ｆ、表示制御部１００ｇ、および音声制御部１００ｈを有する。制御部１００は、ＣＰＵ等によって、具現化されうる。

制御部１００は、ロードされたプログラム（例えばＯＳやアプリケーション等）にしたがって、種々の演算処理を実行することができ、第一の温度取得部１００ａ、第二の温度取得部１００ｂ、第三の温度取得部１００ｃ、演算部１００ｄ、判断部１００ｅ、出力情報生成部１００ｆ、表示制御部１００ｇ、および音声制御部１００ｈ等として機能することができる。この場合、プログラムには、第一の温度取得部１００ａ、第二の温度取得部１００ｂ、第三の温度取得部１００ｃ、演算部１００ｄ、判断部１００ｅ、出力情報生成部１００ｆ、表示制御部１００ｇ、および音声制御部１００ｈ等の各機能を実行するためのモジュールが含まれている。なお、プログラムは、それぞれインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭや、ＦＤ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等の、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されうる。また、プログラムは、通信ネットワークに接続されたコンピュータの記憶部に記憶され、ネットワーク経由でダウンロードされることによって導入されうる。また、プログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれてもよい。

第一の温度取得部１００ａは、センサ１０１の検出結果に基づく温度を取得する。第二の温度取得部１００ｂは、センサ１０２の検出結果に基づく温度を取得する。第三の温度取得部１００ｃは、センサ１０３の検出結果に基づく温度を取得する。演算部１００ｄは、取得された温度に基づいて各種のパラメータを算出する。判断部１００ｅは、パラメータの算出結果に基づいて、所定の出力を実行するか否かを判断する。出力情報生成部１００ｆは、所定の出力を実行する場合における当該出力情報を生成する。表示制御部１００ｇは、生成された出力情報に対応する画像が表示されるよう、ディスプレイ４を制御する。音声制御部１００ｈは、生成された出力情報に対応する音声が出力されるよう、スピーカ５を制御する。表示出力に関しては、出力情報生成部１００ｆおよび表示制御部１００ｇが出力制御部の一例であり、音声出力に関しては、出力情報生成部１００ｆおよび音声制御部１００ｈが出力制御部の一例である。例えば、複数の出力情報が記憶部１０４に記憶されており、出力情報生成部１００ｆは、空気流の流量に応じて、当該流量（の範囲）に対応付けて記憶されている情報を記憶部１０４から取得し、当該取得した情報を含む出力情報を生成する。

記憶部１０４には、空気流の流量と、部品６１の温度との相関関係を示すデータが、テーブルやマップ等として記憶されている。当該データの温度は、温度自体であってもよいし、温度の時間変化率（例えば係数）を示すデータや、温度の経時変化を示すデータ、温度上昇による到達温度を示すデータ等であってもよい。当該データは、例えば、実験やシミュレーションによって取得されうる。なお、記憶部１０４には、複数の部品６１のデータが記憶されてもよいし、例えば、許容温度に対する温度の余裕が少ない部品６１や、温度上昇率（変化率）が最も高い部品６１、到達温度が最も高い部品６１等、選択された一部の部品６１に対応したデータが記憶されてもよい。また、相関関係を示すデータは、関数の係数等であってもよい。また、関数の場合、当該関数がプログラムに記述されてもよい。また、上述したように、記憶部１０４には、少なくとも一つの出力情報、あるいは出力情報の元になる少なくとも一つの情報も、記憶されうる。

図４には、環境温度を検出するセンサ１０２の実装例（変形例）が示されている。センサ１０２は、環境温度を検出するため、発熱体としての部品６１から離れた位置に設けられればよい。しかしながら、そのような実装位置が確保し難いような状況にあっては、図４に示されるように、温度の高い部分（図４の場合、基板６の面６ａ）とセンサ１０２との間に断熱部材１１を介在させることにより、当該センサ１０２によって環境温度をより精度良く検出することができる。

ここで、環境温度として代用するのに所要の精度を確保しうる高さ断熱部材１１の高さＨについて考察する。断熱部材１１が、図４に示されるように、断面積が一定の角柱状に構成されている場合、温度分布θ_Ｈは、次の式（６）で表せる。
ここに、θ_Ｈ：温度分布、Ｈ：断熱部材１１の高さ、Ｔ_１：断熱部材１１の先端部分の温度、Ｔ_０：基板６の面６ａの温度、Ｔ_ｅ：環境温度である。また、ｍは、次の式（７）で表せる。
ここに、Ｗ：断熱部材１１の断面の幅、Ｌ：断熱部材１１の断面の長さ、λ：断熱部材１１の熱伝導率である。

図５は、断熱部材１１のスペックを決定するための上記式（６）による計算結果の一例である。図５には、基板６の面６ａの温度、断熱部材１１の断面の幅Ｗ、および断面の長さＬを所定の値に固定し、高さＨ（図４参照）をＨ１〜Ｈ４まで変化させた場合における、平均熱伝達率ｈ_ｉとセンサ１０２によって検出された温度Ｔ_１との相関関係の一例が示されている。この相関関係は、例えば、実験やシミュレーションによって得られる。ここで、電子機器１の通常の使用状態においては、平均熱伝達率ｈ_ｉが、例えば、図５中のｈｌ〜ｈ２の範囲であることが判明している場合、図５から、断熱部材１１の高さＨが、Ｈ２〜Ｈ４であれば、断熱部材１１による遮熱効果が得られることが理解できよう。また、このような場合、遮熱効果が所定の条件を満たす高さＨ２〜Ｈ４の範囲のうち、最も低い高さＨ２が、断熱部材１１の高さＨとして選定されうる。

また、図６には、発熱体１２の温度を検出するセンサ１０１、および環境温度を検出するセンサ１０２の実装例（変形例）が示されている。この図６に示されるように、基板６の面６ａ上に、断熱部材１１を介して、第二の発熱体としての部品１２および当該部品１２が収容された熱伝導部材１３が設けられている。熱伝導部材１３は、例えば金属材料であり、具体的には、例えば、熱伝導部材１３に設けられた穴に部品１２が収容された後、当該穴が塞がれる、すなわち埋められることにより、図６の構成が得られる。センサ１０１ａは、熱伝導部材１３の先端部に設けられており、センサ１０１ｂは、断熱部材１１と熱伝導部材１３との境界部分に設けられている。センサ１０１としては、センサ１０１ａおよびセンサ１０１ｂのうちいずれか一方が設けられればよい。センサ１０１とセンサ１０２との間には部品１２の発熱に対する遮熱性を確保できるスペックの断熱部材１１が介在している。よって、センサ１０２の検出結果は、部品１２の発熱による影響を受け難い。

図７には、環境温度４０℃、センサ１０１ａの温度６０℃を一定とし、部品１２による伝熱量（発熱量）を三つの値に変化させた場合における、センサ１０１ｂでの温度Ｔ_２の検出結果が例示されている。一例として、部品１２による伝熱量Ｑ_ｉを０．５Ｗに設定した場合、平均熱伝達率が５０Ｗ／（ｍ^２・Ｋ）より小さくなるほど、センサ１０１ｂの温度Ｔ_２が急激に増加している。よって、このような場合にあっては、正常時の平均熱伝達率が約５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の場所に一定発熱体を配置することにより、風量変化を温度変化としてより精度良く検出することが可能となる。このような構成にあっては、熱伝導部材１３の寸法、部品１２による発熱量、および位置のうちいずれか二つを設定することにより、より適切な結果が得られるように、他の一つを設定することができる。

図８には、制御部１００による、空気流の流量の算出、ならびに算出された流量の値に基づく演算処理の一例が示されている。まず、第一の温度取得部１００ａはセンサ１０１の検出結果から部品１２の温度を取得し、第二の温度取得部１００ｂはセンサ１０２の検出結果から環境温度を取得し、第三の温度取得部１００ｃはセンサ１０３の検出結果から部品６１の温度を取得する（Ｓ１）。次に、演算部１００ｄは、部品１２の温度および環境温度に基づいて、上述した手法により、空気流の流量を算出する（Ｓ２）。

次に、演算部１００ｄは、記憶部１０４に記憶されたデータや、プログラムに記述された関数等から、空気流の流量と各部品６１における温度上昇との相関関係を示す関数あるいはデータ（例えば、テーブルや、マップ）等とに基づいて、Ｓ２で算出された空気流の流量に対応する部品６１の温度のデータを取得する（Ｓ３）。このＳ３では、全ての部品６１の温度を取得する必要は無く、許容温度に対する温度の余裕が少ない部品６１や、温度上昇率（変化率）が最も高い部品６１、到達温度が最も高い部品６１等、選択された一部の部品６１に対応した温度が取得されてもよい。また、Ｓ３では、温度の経時変化率や、現在時刻より後の温度の経時変化、その後に予測される最高到達温度等が算出されてもよい。また、Ｓ３の演算において、演算部１００ｄは、Ｓ１で取得された部品６１の温度とを比較し、部品６１の動作の負荷による温度上昇分と、空気流の流量の低下に伴う温度上昇分とを、分けて算出してもよい。これにより、電子機器１の一時的な演算負荷の増大による温度上昇を、部品６１の劣化の推定の要因として除外することができる。なお、演算負荷の増大に伴う温度上昇が所定時間を超えて生じた場合にあっては、劣化要因に加えてもよい。

次に、演算部１００ｄは、Ｓ３で算出された部品６１の温度、すなわち、空気流の流量の変化に対応する温度変化に基づいて、当該部品６１の経時劣化を演算する（Ｓ４）。Ｓ４では、例えば、経時劣化を示す劣化パラメータが設定される。劣化パラメータは、数値が高いほど劣化が進み、寿命の際に所定値（例えば１００）となるように設定される。なお、劣化パラメータは、時間の経過に応じて数値が下がってもよい。そして、部品６１に対する実験やシミュレーション等によって、温度に対応した劣化パラメータの傾き（時間変化率）が予め取得され、当該傾きが記憶部１０４に記憶されている。演算部１００ｄは、記憶部１０４を参照することにより、Ｓ３で算出された温度に対応した劣化パラメータの傾きを取得することができるとともに、当該部品６１の劣化パラメータの累積値を算出することができる。また、温度に対する劣化パラメータの傾きの変化率を、部品６１毎に設定しておくことができる。具体的には、例えば、空気流の流量の低下に伴って温度が通常状態よりも５℃高い状態であることが取得された場合、演算部１００ｄは、劣化パラメータの傾き（時間変化率）を１．５倍に変更し、１０℃高いことが取得された場合、演算部１００ｄは、劣化パラメータの傾きを２倍に変更することができる。

次に、判断部１００ｅは、Ｓ４での演算結果に基づいて、出力情報を出力するか否かを判断する（Ｓ５）。部品６１に対応した劣化パラメータの傾きの変化の閾値が記憶部１０４に記憶されており、Ｓ５で、判断部１００ｅは、Ｓ４で算出された劣化パラメータの傾きの変化とこの閾値とを比較することにより、出力情報を出力するか否かを判断する。

Ｓ５でＹｅｓの場合、出力情報生成部１００ｆは出力情報を生成し、表示制御部１００ｇは、当該出力情報が表示されるようディスプレイ４を制御する。また、音声制御部１００ｈは、当該出力情報が音声出力されるようスピーカ５を制御することができる（Ｓ６）。ここで、出力情報は、筐体２内の空気の気流に応じた情報であって、具体的には、例えば、気流の良否や、程度、数値等の気流の状況を提示したり、気流の状況の改善を促したり、気流の障害要因の解消を促したり、警告したりする情報である。なお、Ｓ５でＮｏの場合、出力情報は出力されない。

図９には、Ｓ６においてディスプレイ４に表示された出力情報に対応した画像Ｉｍが例示されている。画像Ｉｍには、経時劣化を示すグラフＩｍｇとともに、文字情報等によるメッセージＩｍｍが含まれている。

グラフＩｍｇは、横軸を時間、縦軸を部品ダメージ（劣化パラメータ）とし、いくつかの参照線とともに現状の経時劣化の状況が示されている。参照線としては、熱環境が良好な場合の劣化パラメータの経時変化と、熱環境が不良の場合の劣化パラメータの経時変化と、が示されている。参照線の作成にあたっては、熱環境（空気流の流量）が異なる複数の実験結果あるいはシミュレーション結果が取得される。そして、熱環境が良好な場合の参照線は、例えば、複数の実験あるいはシミュレーション結果における中央値＋２σ等であり、熱環境が不良である場合の参照線は、例えば、当該中央値−２σ等である。また、現状の熱環境における経時劣化の状況は、「あなたの使用状況」と記されたハッチングが施された領域であり、中央の線が、Ｓ４で算出された劣化パラメータである。なお、図９では、模式的に、劣化パラメータが直線である場合が例示されているが、実際には、折れ曲がった線であってもよい。

メッセージＩｍｍは、空気流の流量低下（通流障害）の推定される要因が含まれた、当該要因を解消することを促すメッセージである。これにより、ユーザ等は、フィルタの入口にゴミが詰まっていた場合には除去することができるし、筐体２の吸気口あるいは排気口が何らかの物体等で覆われている場合には当該状況（障害要因）を解消することができる。

以上、説明したように、本実施形態では、演算部１００ｄは、部品６１よりも発熱量の経時変化が小さい部品１２の温度と、環境温度と、に基づいて筐体２内の空気流（気流）の流量を算出する。よって、流量計を設けることなく筐体２内の空気流の流量を検出することができる。また、部品６１の温度上昇が生じた場合に、当該温度上昇のうち筐体２内の空気流の流量の低下による影響度（割合）を検出することができる。よって、例えば、部品の経時劣化の予測がより精度良く行われうる。また、ファンの回転速度の検出結果を組み合わせることにより、空気流の低下が、ファンの回転速度の低下によるのか、ファンの性能低下以外の要因（例えば、フィルタの目詰まりや障害物）によるのか、を区別することができる。よって、例えば、ファンの性能低下や、フィルタの目詰まり、障害物等による空気流の通流障害が生じた場合に、通流障害が生じたこととともに、当該通流障害のモード（故障モード）を識別して、対応する要因（推定される要因）をユーザに知らせる等の対策が可能となる。また、ファンの回転速度とは別の検出結果と組み合わせることで、他の事象による影響度（割合）が算出されうる。

また、本実施形態では、環境温度を検出するセンサ１０２（第二のセンサ）が、部品６１（第一の発熱体）よりも空気流の上流側に位置される。よって、例えば、センサ１０２による温度の検出に、部品６１の発熱の影響が及び難くなる。

また、本実施形態では、センサ１０２（第二のセンサ）が、筐体２に設けられた。よって、例えば、より簡素な構成によって環境温度を検出することができる。

また、本実施形態の変形例のように、断熱部材１１（第一の断熱部材）が、基板６（回路基板）に設けられ、センサ１０２（第二のセンサ）が、断熱部材１１の基板６とは反対側に設けられてもよい。よって、筐体２内で環境温度を検出するセンサ１０２の設置できる場所が増える。

また、本実施形態の別の変形例のように、センサ１０２（第二のセンサ）が基板６（回路基板）に設けられ、断熱部材１１（第二の断熱部材）が、基板６に設けられ、部品１２（第二の発熱体）が断熱部材１１の基板６とは反対側に設けられる。よって、センサ１０２による温度の検出に、部品１２による熱影響が及び難い。

また、本実施形態では、部品１２（第二の発熱体）の発熱量の経時変化が略一定である。よって、検出された温度による空気流の流量の推定の精度が向上しやすい。

また、本実施形態では、部品１２（第二の発熱体）は抵抗である。よって、部品１２がより簡素な構成によって得られやすい。

また、本実施形態では、部品６１（第一の発熱体）の温度を検出するセンサ１０３（第三のセンサ）が設けられる。よって、また、部品６１の温度上昇の要因を、演算負荷による発熱と、空気流の流量の低下すなわち冷却不足による温度上昇とに区別して、検出することができる。よって、例えば、部品６１の経時劣化の予測がより精度良く行われうる。

また、本実施形態では、電子機器１は、ファン１０と、部品６１と、センサ１０１と、ファン１０の冷却性能に応じた部品６１の経時劣化を示す画像Ｉｍ（情報）を出力するディスプレイ４（出力部）と、備える。よって、ユーザは、ファン１０の冷却性能に応じた部品６１の経時劣化を知ることができる。

＜第２実施形態＞
図１０，１１に例示されるように、本実施形態の電子機器１Ａは、サーバ装置である。電子機器１Ａは、扁平な直方体状の筐体２を備えている。そして、本実施形態でも、サーバ装置１Ａの筐体２内に、基板６が収容され、基板６に、部品６１（第一の発熱体）および部品１２（第二の発熱体）が設けられている。また、部品６１にはセンサ１０３（第三のセンサ）が設けられ、部品１２にはセンサ１０１（第一のセンサ）が設けられている。また、センサ１０２（第二のセンサ）は、部品６１，１２等による熱影響の少ない位置に設けられる。具体的には、例えば、センサ１０２は、第１実施形態と同様の基板６上の位置Ｐ１の他、筐体２内であって筐体２の壁部２ｎの内側に接した位置Ｐ２や、筐体２を隙間Ｇをあけて覆うカバー部材２３（外カバー）内の位置Ｐ３（隙間Ｇ内の位置）、筐体２外の位置Ｐ４等に設けられてもよい。なお、位置Ｐ２は、壁部２ｎとは異なる壁部の内側であってもよい。

筐体２には、図１１の左側（端部２ｃ側）の壁部２ｎを覆うカバー部材２３には、筐体２外から筐体２内へ空気を取り入れる吸気口として機能する開口部２ｔが設けられるとともに、その反対側の図１１の右側の壁部２ｎには、筐体２内から筐体２外へ空気を排出する排気口として機能する開口部２ｓが設けられている。カバー部材２３は筐体２に対して着脱可能に設けられている。

また、本実施形態では、筐体２内に空気流を生じさせる複数（三つ）のファン１０を備えている。それらのうちファン１０ｉは、吸気口としての開口部２ｔの近傍に位置され、ファン１０ｅは、排気口としての開口部２ｓの近傍に位置されている。ファン１０ｉは、吸気ファンの一例であり、ファン１０ｅは排気ファンの一例である。

開口部２ｔの近傍には、フィルタ１４が設けられている。ファン１０ｉおよびフィルタ１４は、カバー部材２３が取り外された状態で、着脱可能に設計されている。よって、ユーザは、ファン１０ｉおよびフィルタ１４をより容易にメンテナンスすることができる。

上記構成により、本実施形態では、筐体２内には、開口部２ｔから開口部２ｓへ向かう空気流Ｆが生じる。本実施形態でも、センサ１０１，１０２は、第一の発熱体としての部品６１とは離れて設けられるとともに、当該部品６１よりも空気流Ｆの上流側に設けられている。また、センサ１０１は、第二の発熱体としての部品１２と接して設けられている。このような構成の本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の作用および効果が得られうる。なお、筐体２内には、部品１２（第二の発熱体）および当該部品１２に対応するセンサ１０１の複数のセットが設けられてもよい。また、センサ１０１〜１０３の検出結果に基づく演算部１００による演算処理結果は、ＲＡＳ（reliability availability and serviceability）機能の一部として用いられうる。また、本実施形態にも、図４，６等に示された上記第１実施形態の変形例の構成を適用することができるのは、勿論である。

以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各実施形態や各変形例の構成や形状は、部分的に入れ替えて実施することも可能である。また、各構成や形状等のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、センサ１０１，１０２の位置は適宜に変更可能である。

１，１Ａ…電子機器、２…筐体、４…ディスプレイ（出力部）、５…スピーカ（出力部）、６…基板（回路基板）、１０…ファン、１１…断熱部材（第一の断熱部材、第二の断熱部材）、１２…部品（第二の発熱体）、６１…部品（第一の発熱体）、１００ｄ…演算部、１００ｆ…出力情報生成部（出力制御部）、１００ｇ…表示制御部（出力制御部）、１００ｈ…音声制御部（出力制御部）、１０１…センサ（第一のセンサ）、１０２…センサ（第二のセンサ）、１０３…センサ（第三のセンサ）。

Claims (13)

1. 筐体と、
   前記筐体内に収容された第一の発熱体と、
   前記筐体内に収容され、発熱量の経時変化が前記第一の発熱体よりも小さい第二の発熱体と、
   前記筐体内に収容され、前記第二の発熱体の温度を検出する第一のセンサと、
   環境温度を検出する第二のセンサと、
   前記第一のセンサによって検出された温度と、前記第二のセンサによって検出された温度との差分に基づいて前記筐体内の気流の流量を算出する演算部と、
   を備えた、電子機器。
2. 前記第二のセンサが、前記第一の発熱体よりも前記気流の上流側に位置された、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記第二のセンサが前記筐体に設けられた、請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記筐体内に収容された回路基板と、
   前記回路基板に設けられ熱伝達を抑制する第一の断熱部材と、
   を備え、
   前記第二のセンサが、前記第一の断熱部材の前記回路基板とは反対側に設けられた、請求項１または２に記載の電子機器。
5. 前記筐体内に収容され、第二のセンサが設けられた回路基板と、
   前記回路基板に設けられ熱伝達を抑制する第二の断熱部材と、
   を備え、
   前記第二の発熱体が前記第二の断熱部材の前記回路基板とは反対側に設けられた、請求項１または２に記載の電子機器。
6. 前記第二の発熱体の発熱量の経時変化が略一定である、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の電子機器。
7. 前記第二の発熱体は抵抗である、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の電子機器。
8. 前記第一の発熱体の温度を検出する第三のセンサを備えた、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の電子機器。
9. 前記演算部による前記流量の算出結果に応じた情報を出力するよう出力部を制御する出力制御部を備えた、請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の電子機器。
10. 前記流量の算出結果に応じた情報は、空気流の障害要因の解消を促す情報である、請求項９に記載の電子機器。
11. 電子機器が、
    筐体内に収容された第一の発熱体よりも発熱量の経時変化が小さい、前記筐体内に収容された第二の発熱体の、温度を検出し、
    環境温度を検出し、
    前記第二の発熱体の温度と前記環境温度との差分に基づいて前記筐体内の気流の流量を算出する、
    筐体内の空気流量の算出方法。
12. コンピュータに、
    筐体内に収容された第一の発熱体よりも発熱量の経時変化が小さい、前記筐体内に収容された第二の発熱体の、温度を検出させ、
    環境温度を検出させ、
    前記第二の発熱体の温度と前記環境温度との差分に基づいて前記筐体内の気流の流量を算出させる、ためのプログラム。
13. 筐体と、
    前記筐体内に設けられた部品と、
    前記筐体内に設けられた温度センサと、
    前記筐体内の熱環境に応じた前記部品の経時劣化を示す情報を出力する出力部と、
    を備えた、電子機器。