JP2020197193A - Cooling fan system and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却ファンシステム、電子機器に関する。 The present invention relates to a cooling fan system and an electronic device.
各種の電子機器を構成する電子部品には、作動時に発熱するものがある。このような電子部品を冷却するため、電子機器は、冷却ファンを備える場合がある。冷却ファンは、電子機器の筐体の外部から内部に空気を送り込んだり、筐体の内部の空気を筐体の外部に排出したりする。冷却ファンが故障等によって作動を停止した場合、電子部品の冷却が行えなくなる。そこで、電子機器に、複数の冷却ファンを備え、冗長性を高めることが行われている。 Some of the electronic components that make up various electronic devices generate heat during operation. In order to cool such electronic components, the electronic device may include a cooling fan. The cooling fan sends air from the outside to the inside of the housing of the electronic device, and discharges the air inside the housing to the outside of the housing. If the cooling fan stops operating due to a failure or the like, the electronic components cannot be cooled. Therefore, electronic devices are provided with a plurality of cooling fans to enhance redundancy.
複数の冷却ファンを備える場合、複数の冷却ファンのうちの一部が、故障等により作動を停止すると、他の冷却ファンからの冷却風が、作動を停止した冷却ファンを通って逆流してしまうことがある。作動を停止した冷却ファンで逆流が生じると、冷却効率の低下に繋がる。 When a plurality of cooling fans are provided, if some of the plurality of cooling fans stop operating due to a failure or the like, cooling air from the other cooling fans will flow back through the stopped cooling fans. Sometimes. If a backflow occurs in the cooling fan that has stopped operating, it leads to a decrease in cooling efficiency.
特許文献1には、羽根支持ボスの周囲に複数の羽根を配した羽根車を備えた逆流防止機構付き軸流ファンの構成が開示されている。この構成において、各羽根は、羽根間の隙間が増減するよう、角度可変に設けられている。各羽根は、羽根車の駆動回転時に、回転による空気抵抗を受けて角度が変位し、羽根間の隙間が増大する。各羽根は、羽根車の非駆動状態において送風方向と逆方向の風圧を受けた時に、その風圧により羽根間の隙間が小さくなるよう、角度が変位する。このような構成では、軸流ファンが故障等により停止した場合、空気の逆流を羽根自身によって遮断する。 Patent Document 1 discloses a configuration of an axial fan with a backflow prevention mechanism including an impeller having a plurality of blades arranged around a blade support boss. In this configuration, each blade is provided with a variable angle so that the gap between the blades increases or decreases. When the impeller is driven and rotated, the angle of each blade is displaced due to air resistance due to the rotation, and the gap between the blades increases. When each blade receives wind pressure in the direction opposite to the blowing direction in the non-driving state of the impeller, the angle is displaced so that the gap between the blades becomes smaller due to the wind pressure. In such a configuration, when the axial fan stops due to a failure or the like, the backflow of air is blocked by the blades themselves.
しかしながら、特許文献1に開示されたような逆流防止機構では、羽根間の隙間が増減可能なように、各羽根の角度が可変である構造が必要となる。
このため、冷却ファンの羽根の構造によっては、逆流を抑制することが難しいことがある。
However, the backflow prevention mechanism as disclosed in Patent Document 1 requires a structure in which the angle of each blade is variable so that the gap between the blades can be increased or decreased.
Therefore, it may be difficult to suppress backflow depending on the structure of the blades of the cooling fan.
本発明の目的は、上述した課題のいずれを解決する冷却ファンシステム、電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a cooling fan system and an electronic device that solve any of the above-mentioned problems.
本発明の冷却ファンシステムは、電子機器の筐体に並べて設けられ、それぞれ一方向に向かって冷却風を送る複数の冷却ファンと、前記各冷却ファンに、前記一方向に並べて接続された逆流抑制弁と、を備え、前記逆流抑制弁は、前記冷却ファンに接続されて前記一方向に延びる筒状のハウジングと、前記ハウジング内に設けられて前記一方向と交差する方向に延びる回動軸と、前記ハウジング内に設けられ、前記回動軸から前記一方向に延びる開状態と前記開状態よりも前記一方向と逆方向に回動して前記ハウジング内を塞ぐ閉状態との間で、前記回動軸周りに回動自在に設けられた弁板と、前記閉状態において、前記逆方向への前記弁板の回動角度を規制するストッパと、を備える。 The cooling fan system of the present invention is provided side by side in the housing of an electronic device, and is connected to a plurality of cooling fans that send cooling air in one direction and backflow suppression connected to each cooling fan in one direction. The check valve includes a valve, a tubular housing connected to the cooling fan and extending in one direction, and a rotating shaft provided in the housing and extending in a direction intersecting the one direction. Between the open state, which is provided in the housing and extends from the rotation shaft in the one direction, and the closed state, which rotates in the direction opposite to the one direction from the open state and closes the inside of the housing. A valve plate rotatably provided around a rotation shaft and a stopper that regulates the rotation angle of the valve plate in the opposite direction in the closed state are provided.
本発明の電子機器は、上記冷却ファンシステムを備える。 The electronic device of the present invention includes the above cooling fan system.
本発明の冷却ファンシステム、電子機器は、冷却ファンの羽根の構造によらず、逆流を抑制することが可能である。 The cooling fan system and electronic device of the present invention can suppress backflow regardless of the structure of the blades of the cooling fan.
本発明の複数の実施形態に関して図面を参照して以下に説明する。 A plurality of embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は、本実施形態による冷却ファンシステムの最小構成を示す図である。図2は、図1の冷却ファンシステムにおいて、一つの冷却ファンの作動が停止した状態を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a minimum configuration of a cooling fan system according to the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the operation of one cooling fan is stopped in the cooling fan system of FIG.
(構成)
図1が示すように、冷却ファンシステム10Aは、複数の冷却ファン20と、逆流抑制弁30Aと、を備える。
(Constitution)
As shown in FIG. 1, the
複数の冷却ファン20は、電子機器1Aの筐体2Aに並べて設けられる。各冷却ファン20は、それぞれ一方向D1に向かって冷却風Wを送る。
以降、一方向D1とは、冷却ファン20(作動している冷却ファン20の送風方向)の上流から下流に向かう方向である。
例えば、各冷却ファン20は、下方から上方に向かって冷却風Wを送ってもよい。
The plurality of
Hereinafter, the one-way D1 is a direction from the upstream to the downstream of the cooling fan 20 (the blowing direction of the operating cooling fan 20).
For example, each
逆流抑制弁30Aは、ハウジング31と、回動軸32と、弁板33と、ストッパ34と、を備える。
The
逆流抑制弁30Aは、各冷却ファン20に一方向D1に並べて接続される。
例えば、複数の逆流抑制弁30Aの各々が、対応する冷却ファン20に接続されてもよい。
例えば、逆流抑制弁30Aは、各冷却ファン20上に接続されてもよい。
The
For example, each of the plurality of
For example, the
ハウジング31は、冷却ファン20に接続されて一方向D1に延びる筒状のハウジングである。
例えば、ハウジング31は、冷却ファン20に接続されて上下方向に延びる筒状のハウジングであってもよい。
The
For example, the
回動軸32は、ハウジング31内に設けられる。
回動軸32は、一方向D1と交差する方向に延びる。
例えば、回動軸32は、水平方向に延びていてもよい。
弁板33は、ハウジング31内に設けられる。
弁板33は、開状態V1と閉状態V2との間で、回動軸32周りに回動自在に設けられる。開状態V1では、弁板33は、回動軸32から一方向D1に延びる。閉状態V2では、弁板33は、開状態V1よりも一方向D1と逆方向に回動してハウジング31内を塞ぐ。
ストッパ34は、閉状態V2において弁板33の一方向D1と逆方向への回動角度を規制する。
例えば、ストッパ34は、閉状態V2において弁板33の下方への回動角度を規制してもよい。
The rotating
The
For example, the
The
The
The
For example, the
(作用)
この冷却ファンシステム10Aでは、冷却ファン20が作動しているときには、弁板33が開状態V1となる。
例えば、この冷却ファンシステム10Aでは、冷却ファン20からの冷却風Wによって弁板33が一方向D1に押圧されることで、弁板33が開状態V1となる。
これにより、冷却ファン20からの冷却風Wがハウジング31内を通過し、冷却ファン20による筐体2A内の冷却が行われる。
(Action)
In this
For example, in this
As a result, the cooling air W from the
図2に示すように、複数の冷却ファン20のうち、一部の冷却ファン20(例えば、図2における右側の冷却ファン20)が作動を停止すると、冷却ファン20からの冷却風Wが止まる。
すると、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Aでは、冷却風Wによる弁板33を上方に押圧する力がなくなる。
As shown in FIG. 2, when some of the cooling fans 20 (for example, the
Then, the
さらに、他の冷却ファン20(例えば、図2における左側の冷却ファン20)の作動により、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Aには、一方向D1と逆方向の負圧が作用する。
すると、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Aでは、弁板33を一方向D1と逆方向に押圧する力P1が作用する。
Further, the
Then, in the
このような力が弁板33に作用すると、弁板33が一方向D1と逆方向に回動してストッパ34に突き当たる。
When such a force acts on the
これにより、弁板33は、ハウジング31内を塞ぎ、閉状態V2となる。
したがって、隣接する他の冷却ファン20からの冷却風Wの一部がハウジング31を通って逆流するのを抑える。
As a result, the
Therefore, it is possible to prevent a part of the cooling air W from the other adjacent cooling
加えて本実施形態の一例では、開状態V1から閉状態V2に移行する際、弁板33が下方に回動するときには、弁板33の自重による力F1がさらに作用する。
In addition, in one example of the present embodiment, when the
(効果)
本実施形態では、逆流抑制弁30Aが、各冷却ファン20に一方向D1に並べて接続される。
このため、冷却ファン20の羽根の構造によらず、各冷却ファン20に逆流抑制弁30Aを取り付けることが可能である。
したがって、本実施形態では、冷却ファン20の羽根の構造によらず、逆流を抑制することが可能である。
(effect)
In the present embodiment, the
Therefore, regardless of the structure of the blades of the cooling
Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress backflow regardless of the structure of the blades of the cooling
本実施形態では、開状態V1から閉状態V2に移行する際、弁板33が一方向D1と逆方向に回動するときには、他の冷却ファン20からの冷却風Wの一部がハウジング31内に流れ込むことで弁板33を一方向D1と逆方向に押圧する力P1が作用する。
加えて本実施形態の一例では、開状態V1から閉状態V2に移行する際、弁板33が下方に回動するときには、弁板33の自重による力F1がさらに作用する。
このため、弁板33は、速やかに開状態V1から閉状態V2へと移行する。
したがって、冷却ファン20が停止してから、逆流が遮断されるまでに時間が掛かり、冷却効率が低下してしまうことを抑制できる。
In the present embodiment, when the
In addition, in one example of the present embodiment, when the
Therefore, the
Therefore, it is possible to prevent the cooling efficiency from being lowered because it takes time from the cooling
<第2の実施形態>
図3は、本実施形態による電子機器の最小構成を示す図である。図4は、図3の電子機器において、一つの冷却ファンの作動が停止した状態を示す図である。
<Second embodiment>
FIG. 3 is a diagram showing a minimum configuration of an electronic device according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a state in which the operation of one cooling fan is stopped in the electronic device of FIG.
(構成)
図3が示すように、電子機器1Bは、冷却ファンシステム10Bを、備える。
冷却ファンシステム10Bは、複数の冷却ファン20と、逆流抑制弁30Bと、を備える。
(Constitution)
As shown in FIG. 3, the
The cooling
複数の冷却ファン20は、電子機器1Bの筐体2Bに並べて設けられる。
各冷却ファン20は、一方向D1に向かって冷却風Wを送る。
例えば、各冷却ファン20は、下方から上方に向かって冷却風Wを送ってもよい。
The plurality of cooling
Each cooling
For example, each cooling
逆流抑制弁30Bは、ハウジング31と、回動軸32と、弁板33と、ストッパ34と、を備える。
The
逆流抑制弁30Bは、各冷却ファン20に一方向D1に並べて接続される。
例えば、複数の逆流抑制弁30Bの各々が、対応する冷却ファン20に接続されてもよい。
例えば、逆流抑制弁30Bは、各冷却ファン20上に接続されてもよい。
The
For example, each of the plurality of
For example, the
ハウジング31は、冷却ファン20に接続されて一方向D1に延びる筒状のハウジングである。
例えば、ハウジング31は、冷却ファン20に接続されて上下方向に延びる筒状のハウジングであってもよい。
The
For example, the
回動軸32は、ハウジング31内に設けられる。
回動軸32は、一方向D1と交差する方向に延びる。
弁板33は、ハウジング31内に設けられる。
弁板33は、開状態V11と閉状態V12との間で、回動軸32周りに回動自在に設けられる。
回動軸32は、例えば、水平方向に延びていてもよい。
The rotating
The
The
The
The
開状態V11では、弁板33は、回動軸32から一方向D1に延びる。
閉状態V12では、弁板33は、開状態V11よりも一方向D1と逆方向に回動してハウジング31内を塞ぐ。
例えば、開状態V11では、弁板33は、回動軸32から上方に延び、閉状態V12では、弁板33は、開状態V11よりも下方に回動してハウジング31内を塞いでもよい。
In the open state V11, the
In the closed state V12, the
For example, in the open state V11, the
ストッパ34は、閉状態V12において一方向D1と逆方向への弁板33の回動角度を規制する。
例えば、ストッパ34は、閉状態V12において下方への弁板33の回動角度を規制してもよい。
The
For example, the
(作用)
この電子機器1Bは、冷却ファンシステム10Bの冷却ファン20が作動しているときには、弁板33が開状態V11となる。
例えば、この電子機器1Bは、冷却ファン20からの冷却風Wによって弁板33が一方向D1に押圧されることで、弁板33が開状態V11となる。
これにより、冷却ファン20からの冷却風Wがハウジング31内を通過し、冷却ファン20による筐体2B内の冷却が行われる。
(Action)
In this
For example, in this
As a result, the cooling air W from the cooling
図4に示すように、複数の冷却ファン20のうち、一部の冷却ファン20(例えば、図4における右側の冷却ファン20)が作動を停止すると、冷却ファン20からの冷却風Wが止まる。
すると、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Bでは、冷却風Wによる弁板33を一方向D1に押圧する力がなくなる。
As shown in FIG. 4, when some of the cooling fans 20 (for example, the cooling
Then, in the
さらに、他の冷却ファン20(例えば、図4における左側の冷却ファン20)の作動により、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Bには、一方向D1と逆方向の負圧が作用する。
すると、作動を停止した冷却ファン20に接続された逆流抑制弁30Bでは、弁板33を一方向D1と逆方向に押圧する力P2が作用する。
Further, the
Then, in the
このような力が弁板33に作用すると、弁板33は、閉状態V12において一方向D1と逆方向に回動してストッパ34に突き当たる。
When such a force acts on the
これにより、弁板33は、ハウジング31内を塞ぎ、閉状態V12となる。
したがって、隣接する他の冷却ファン20からの冷却風Wの一部がハウジング31を通って逆流するのを抑える。
As a result, the
Therefore, it is possible to prevent a part of the cooling air W from the other adjacent cooling
加えて本実施形態の一例では、開状態V11から閉状態V12に移行する際、弁板33が下方に回動するときには、弁板33の自重による力F2がさらに作用する。
In addition, in one example of the present embodiment, when the
(効果)
本実施形態では、逆流抑制弁30Bが、各冷却ファン20に一方向D1に並べて接続される。
このため、冷却ファン20の羽根の構造によらず、各冷却ファン20に逆流抑制弁30Aを取り付けることが可能である。
したがって、本実施形態では、冷却ファン20の羽根の構造によらず、逆流を抑制することが可能である。
(effect)
In the present embodiment, the
Therefore, regardless of the structure of the blades of the cooling
Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress backflow regardless of the structure of the blades of the cooling
さらに、弁板33は、第1の実施形態と同様に、速やかに開状態V11から閉状態V12へと移行する。
したがって、冷却ファン20が停止してから、逆流が遮断されるまでに時間が掛かり、冷却効率が低下してしまうことを抑制できる。
Further, the
Therefore, it is possible to prevent the cooling efficiency from being lowered because it takes time from the cooling
<第3の実施形態>
(構成)
図5は、本実施形態による電子機器の構成を示す斜視図である。
図5に示すように、本実施形態の電子機器1Cは、電子機器本体3と、冷却ファンシステム10Cと、を備える。
<Third embodiment>
(Constitution)
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of an electronic device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the
電子機器本体3は、例えば中空箱状の筐体2Cと、筐体2C内に組み込まれた複数の電子部品(図示無し)と、を備える。本実施形態において、筐体2Cは、その一部に、筐体2Cの天面2tよりも低い位置に形成された段差面(一方向D1を向く面)2dを有する。
例えば、段差面2dは、上方を向く面であってもよい。
以下本実施形態では、一方向D1が上方向である場合について説明するが、一方向D1は上方向に限らない。
The electronic device
For example, the stepped
Hereinafter, in the present embodiment, the case where the one-way D1 is the upward direction will be described, but the one-way D1 is not limited to the upward direction.
段差面2dは、筐体2Cの上部に設けられている。筐体2Cは、水平面内に位置し、鉛直上方を向いて形成されている。
The stepped
冷却ファンシステム10Cは、筐体2Cの段差面2d上に設けられている。冷却ファンシステム10Cは、通風性を有したカバー9により覆われている。冷却ファンシステム10Cは、複数の冷却ファン20C、および逆流抑制弁30Cを備えている。冷却ファン20C、および逆流抑制弁30Cは、本実施形態では、例えば6組が、段差面2d上に水平方向に並べて設けられている。
The cooling
図6は、本実施形態による冷却ファンシステムを構成する冷却ファン、および逆流抑制弁を示す断面図である。
図6に示すように、各冷却ファン20Cは、ファンケース21と、ファン本体22と、を備えている。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a cooling fan constituting the cooling fan system according to the present embodiment and a check valve.
As shown in FIG. 6, each cooling
ファンケース21は、ケース本体21aと、下部フランジ21bと、上部フランジ(一方向D1を向くフランジ)21cと、を一体に有している。ケース本体21aは、上下方向に延びる筒状で、その内側にファン本体22を収容する。ケース本体21aは、筐体2Cの段差面2dに形成されて筐体2Cの内外を連通するファン開口4に連通するよう配置される。下部フランジ21bは、ケース本体21aの下端から径方向外側に延びている。下部フランジ21bは、ファン開口4の径方向外側で段差面2d上に載置される。下部フランジ21bは、図示しないボルト等により段差面2dに固定される。上部フランジ21cは、ケース本体21aの上端から径方向外側に延びている。
The
ファン本体22は、ファンケース21のケース本体21a内に設けられている。ファン本体22は、ケース本体21a内で、モータ(図示無し)によって鉛直軸周りの所定方向に回転駆動される。
The fan
このような冷却ファン20Cは、ファン本体22がモータ(図示無し)によって回転駆動されることで、下方から上方に向かう冷却風W(図8参照)を生成する。冷却ファン20Cは、ファン本体22によって生成される冷却風Wにより、筐体2C内の雰囲気(空気)を、ファン開口4、ケース本体21aを通して筐体2Cの外部に排出する。この冷却ファンシステム10Cでは、冷却ファン20Cを複数備えることで、その一部が故障等により作動を停止した場合にも、筐体2C内の冷却を図り、冗長性を確保している。
In such a
図7は、本実施形態による冷却ファンシステムを構成する冷却ファン、および逆流抑制弁を示す斜視図である。
図6、図7に示すように、逆流抑制弁30Cは、それぞれの冷却ファン20C上に接続される。逆流抑制弁30Cは、ハウジング51と、回動軸52と、弁板53A、53Bと、ストッパ54(図6参照)と、を備える。
FIG. 7 is a perspective view showing a cooling fan constituting the cooling fan system according to the present embodiment and a check valve.
As shown in FIGS. 6 and 7, the
ハウジング51は、円筒状部51aと、取付フランジ51bと、を一体に備える。円筒状部51aは、上下方向に延びる円筒状で、冷却ファン20Cのケース本体21aに連通している。円筒状部51aは、その内側に、冷却ファン20Cによって生成される冷却風Wの流路部51rを形成する。取付フランジ51bは、円筒状部51aの下端から径方向外側に延びている。取付フランジ51bは、冷却ファン20Cの上部フランジ21c上に載置される。取付フランジ51bは、上部フランジ21cに、ボルト(図示無し)等によって接続される。このようなハウジング51は、冷却ファン20Cに接続されて上下方向に延びる筒状である。
例えば、ハウジング51は、冷却ファン20Cの一方向D1側の開口20Ca全体を覆ってもよい。
The
For example, the
回動軸52は、ハウジング51内に設けられる。回動軸52は、水平方向に延びる。回動軸52は、ハウジング51の円筒状部51aの中心を通る位置に配置されている。回動軸52は、その両端がハウジング51の円筒状部51aに支持されている。
The rotating
弁板53A、53Bは、ハウジング51内に設けられる。弁板53A、53Bは、二枚一対で、回動軸52を挟んで一方の側と他方の側とに設けられている。図7に示すように、弁板53A、53Bは、それぞれ、板状部55と、支持金具取付部56と、逃げ凹部57と、を有している。
The
板状部55は、平板状で、略半円弧状をなしている。
支持金具取付部56は、略半円弧状の板状部55から、回動軸52を挟んで反対側に延びている。支持金具取付部56は、回動軸52の軸方向に間隔をあけて複数個所(例えば2個所)に設けられている。支持金具取付部56上には、支持金具58が設けられている。支持金具58は、回動軸52を挟んだ両側に、支持金具取付部56にビス、リベット、溶接、接着剤等によって固定された固定部58aを有する。支持金具58は、両側の固定部58aの間で回動軸52を跨ぐように湾曲した湾曲部58bを有する。弁板53A、53Bは、それぞれ、支持金具58の湾曲部58bと支持金具取付部56との間に回動軸52が挿通されることで、回動軸52周りに回動自在に設けられている。
The plate-shaped
The support metal
逃げ凹部57は、略半円弧状の板状部55において、回動軸52から窪むように形成されている。逃げ凹部57は、回動軸52の軸方向に間隔をあけて複数個所(例えば2個所)に設けられている。回動軸52を挟んで設けられる弁板53A,53Bは、弁板53Aおよび弁板53Bの一方の支持金具取付部56が、他方の逃げ凹部57内に入り込むよう設けられている。
The
図6に示すように、ストッパ54は、弁板53A、53Bの下方への回動角度を規制する。ストッパ54は、円環状で、円筒状部51aの内周面に固定されている。ストッパ54は、円筒状部51aの内周面から径方向内側に突出している。弁板53A、53Bは、閉状態V22において、ストッパ54に上方から突き当たることで、下方への回動角度が規制される。弁板53A、53Bは、ストッパ54に突き当たった状態で、略水平面内に位置する。
As shown in FIG. 6, the
図8は、本実施形態による冷却ファンシステムを構成する複数の冷却ファンが作動している状態を示す断面図である。
図6、図8に示すように、上記逆流抑制弁30Cにおいて、弁板53A、53Bは、それぞれ、開状態V21と閉状態V22との間で、回動軸52周りに回動自在に設けられている。
図8に示すように、開状態V21では、弁板53A、53Bは、回動軸52から上方に延びる。このとき、弁板53Aと弁板53Bとは、回動軸52から略鉛直上方に延び、板状部55どうしが互いに平行となるように配置される。
これにより、弁板53A、53Bが開状態V21であるとき、ハウジング51の円筒状部51aの内側に形成される冷却風Wの流路部51rは、その開口面積を最大限に確保し、圧力損失を抑える。
図6に示すように、閉状態V22では、弁板53A、53Bは、ストッパ54に上方から突き当たって水平状態となり、ハウジング51の円筒状部51aの内側に形成される流路部51rを閉塞する。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a plurality of cooling fans constituting the cooling fan system according to the present embodiment are operating.
As shown in FIGS. 6 and 8, in the
As shown in FIG. 8, in the open state V21, the
As a result, when the
As shown in FIG. 6, in the closed state V22, the
(作用)
図8に示すように、このような電子機器1Cは、冷却ファンシステム10Cの各冷却ファン20Cが正常に作動しているときには、各冷却ファン20Cに接続された逆流抑制弁30Cが、それぞれ開状態V21となる。各逆流抑制弁30Cでは、逆流抑制弁30Cが接続された冷却ファン20Cからの冷却風Wが下方から弁板53A、53Bに当たることで、弁板53A、53Bが上方に押圧される。
これにより、弁板53A、53Bが回動軸52周りに回動し、開状態V21となる。すると、冷却ファン20Cからの冷却風Wがハウジング51内を通過し、冷却ファン20Cによる筐体2C内の冷却が行われる。
(Action)
As shown in FIG. 8, in such an
As a result, the
図9は、本実施形態による冷却ファンシステムを構成する複数の冷却ファンのうちの一つが、作動を停止している状態を示す断面図である。
図9に示すように、電子機器1Cは、複数の冷却ファン20Cのうちの少なくとも一つ(例えば、図9において右側の冷却ファン20C)が作動を停止すると、作動を停止した冷却ファン20Cからの冷却風Wが止まる。
すると、作動を停止した冷却ファン20Cに接続された逆流抑制弁30Cは、閉状態V22となる。閉状態V22となる逆流抑制弁30Cでは、逆流抑制弁30Cが接続された冷却ファン20から弁板53A、53Bに下方から当たる冷却風Wが止まると、弁板53A、53Bを上方に押圧する力がなくなる。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which one of the plurality of cooling fans constituting the cooling fan system according to the present embodiment is stopped.
As shown in FIG. 9, in the
Then, the
このような力が弁板53A、53Bに作用すると、弁板53A、53Bが下方に回動して、ストッパ54に上方から突き当たる。
When such a force acts on the
これにより、弁板53A、53Bは、ハウジング51内を塞いで閉状態V22となり、隣接する他の冷却ファン20Cからの冷却風Wの一部がハウジング51を通って筐体2C内に逆流するのを抑える。
As a result, the
加えて本実施形態では、開状態V21から閉状態V22に移行する際、弁板53A、53Bが下方に回動するとき、弁板53A、53Bの自重による力F3がさらに作用する。
In addition, in the present embodiment, when the
(効果)
本実施形態では、逆流抑制弁30Cが、各冷却ファン20Cに一方向D1に並べて接続される。
このため、冷却ファン20Cの羽根の構造によらず、各冷却ファン20Cに逆流抑制弁30Cを取り付けることが可能である。
したがって、本実施形態では、冷却ファンの羽根の構造によらず、逆流を抑制することが可能である。
(effect)
In the present embodiment, the
Therefore, the
Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress backflow regardless of the structure of the blades of the cooling fan.
本実施形態では、逆流抑制弁30Cは、上下方向に延びる筒状のハウジング51内に設けられて水平方向に延びる回動軸52と、ハウジング51内に設けられた弁板53A、53Bと、を備える。
弁板53A、53Bは、回動軸52から上方に延びる開状態V21と、開状態V21よりも下方に回動してハウジング51内を塞ぐ閉状態V22との間で、回動軸52周りに回動自在に設けられる。
このような冷却ファンシステム10C、電子機器1Cによれば、冷却ファン20Cが作動を停止すると、弁板53A、53Bが、ハウジング51内を塞ぎ、閉状態V22となる。
したがって、隣接する他の冷却ファン20Cからの冷却風Wの一部がハウジング51を通って逆流するのを抑えることができる。
弁板53A、53Bが下方に回動するときには、他の冷却ファン20Cからの冷却風Wの一部がハウジング51内に流れ込むことで弁板53A、53Bを下方に押圧する力P3が作用する。
加えて本実施形態では、弁板53A、53Bが下方に回動するときには、弁板53A、53Bの自重による力F3がさらに作用する。
In the present embodiment, the
The
According to the cooling
Therefore, it is possible to prevent a part of the cooling air W from the other
When the
In addition, in the present embodiment, when the
このため、弁板53A、53Bは、速やかに開状態V21から閉状態V22へと移行する。
したがって、冷却ファン20Cが停止してから、逆流が遮断されるまでに時間が掛かり、冷却効率が低下してしまうことを抑制できる。
Therefore, the
Therefore, it is possible to prevent the cooling efficiency from being lowered because it takes a long time from the time when the cooling
本実施形態では、弁板53A、53Bは、ハウジング51内に二枚一対で設けられている。
このため、各弁板53A、53Bを軽量なものとすることができる。
したがって、冷却ファン20Cからの冷却風Wによって弁板53A、53Bが押圧されることで開状態V21となるとき、冷却ファン20Cが停止して、弁板53A、53Bが下方に回動することで閉状態V22となるときの応答性が向上する。
In the present embodiment, the
Therefore, the
Therefore, when the
本実施形態では、複数の冷却ファン20Cおよび逆流抑制弁30Cは、筐体2Cにおいて上方を向く段差面2dに設けられている。
このため、筐体2C内に設けられた電子機器1Cで発生する熱は、対流により筐体2C内の上部に集まる。
したがって、冷却ファン20Cおよび逆流抑制弁30Cを筐体2Cの上部に設けられた段差面2dに設けることで、筐体2C内の上部に集まった熱を効率良く排出し、その冷却性能を高めることができる。
In the present embodiment, the plurality of cooling
Therefore, the heat generated in the
Therefore, by providing the cooling
本実施形態では、開状態V21において、板状部55どうしが互いに平行となるまで弁板53Aと弁板53Bが開く。
このため、開状態V21において冷却ファン20Cの開口面積に相当する開口を維持できる。
したがって、開状態V21における圧力損失を抑制することができる。
In the present embodiment, in the open state V21, the
Therefore, the opening corresponding to the opening area of the cooling
Therefore, the pressure loss in the open state V21 can be suppressed.
本実施形態では、ハウジング51は、冷却ファン20Cの一方向D1側の開口20Ca全体を覆っている。
このため、開状態V21において冷却ファン20Cの開口面積に相当する開口を維持できる。
したがって、開状態V21における圧力損失を抑制することができる。
In the present embodiment, the
Therefore, the opening corresponding to the opening area of the cooling
Therefore, the pressure loss in the open state V21 can be suppressed.
ところで、上記各実施形態で示した冷却ファンシステム10A〜10Cは、既設の冷却ファン20、20Cに、逆流抑制弁30A〜30Cを追設することで実現することもできる。
By the way, the cooling
また、上記各実施形態で示した冷却ファンシステム10A〜10Cを備える電子機器1A〜1Cは、筐体2A〜2C内に、作動時に発熱する電子部品を備えているのであれば、その具体的な外形形状、内部構成については、いかなるものであってもよい。
Further, if the
さらに、電子機器1A〜1Cは、その用途を何ら限定するものではない。このような電子機器1A〜1Cは、例えば、サーバ装置、衛星管制装置、監視装置、医療用機材、船舶搭載機材等に用いることができる。
Furthermore, the
例えば、通信用途やレーダ用途の送信機といった電子機器では、電力増幅機能を満足するため半導体素子を用いることで、その機能を得ることができる。
半導体素子は、小型・大容量化しており性能が向上してきているが、性能を満足するためには半導体素子の冷却が必要である。
このため、放熱器を用いて発生する熱を放熱し、必要な電気性能を得ている。
For example, in electronic devices such as transmitters for communication applications and radar applications, the function can be obtained by using a semiconductor element in order to satisfy the power amplification function.
Semiconductor devices are becoming smaller and larger in capacity, and their performance is improving. However, in order to satisfy the performance, it is necessary to cool the semiconductor device.
Therefore, the heat generated by the radiator is dissipated to obtain the required electrical performance.
一方で、製品の安全性・冗長性についてもすでに強化が進んでおり、システムの運用を停止しない工夫を求められている。
例えば、送信・受信に必要なアンテナを2系統準備し、片方ずつ運用することで、一方が故障し運用が不可の状態に陥ったとしても、全体の運用への影響を受けないようにすることが挙げられる。
On the other hand, the safety and redundancy of products have already been strengthened, and it is required to devise ways to keep the system operation.
For example, by preparing two antennas required for transmission and reception and operating one by one, even if one of them breaks down and becomes inoperable, it will not be affected by the overall operation. Can be mentioned.
このような冗長系は設備の二重化が必要となり、費用が単純計算で倍になることを意味する。
そこで冗長系についてはできる限り、信頼性の高い製品を用いて故障を発生させないか、故障が発生しても運用が可能の状態に抑える工夫が必要になる。
これまでは、冗長系の冷却ファンを搭載したものでも、冷却ファンの静圧によっては停止しているファンの羽が逆回転し、流路に入り込むことで冷却が必要な放熱器への冷却風の供給が十分に得られないケースがある。
半導体素子の性能が向上するにつれ、冷却ファンについても静圧・風量と言う観点で、高性能化してきている。
このため、冷却ファン停止時の逆流現象が発生しやすい状況が増加してきている。
Such a redundant system requires duplication of equipment, which means that the cost is doubled by simple calculation.
Therefore, for redundant systems, it is necessary to use highly reliable products as much as possible to prevent failures or to keep them in a state where they can be operated even if failures occur.
Until now, even if a redundant cooling fan is installed, the fan blades that are stopped due to the static pressure of the cooling fan rotate in the reverse direction and enter the flow path to cool the radiator that needs to be cooled. There are cases where the supply of
As the performance of semiconductor elements has improved, the performance of cooling fans has also improved from the viewpoint of static pressure and air volume.
For this reason, the situation where the backflow phenomenon when the cooling fan is stopped is likely to occur is increasing.
これに対し、上述の各実施形態では、冷却ファンで故障が発生した際の逆流を抑制できる。
これにより、複数の冷却ファンを有するシステムであれば、冷却ファンに逆流抑制弁を取り付ける程度の費用にて、冷却ファンの冗長化が図れる。
したがって、システム全体を2重化するのに比べ有利にすることができ、製品価値の向上に寄与することができる。
On the other hand, in each of the above-described embodiments, it is possible to suppress backflow when a failure occurs in the cooling fan.
As a result, in the case of a system having a plurality of cooling fans, the cooling fan can be made redundant at a cost of attaching a check valve to the cooling fan.
Therefore, it can be advantageous as compared with duplicating the entire system, and can contribute to the improvement of product value.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、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、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものとする。 Although some embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof shall be included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as well as in the scope and gist of the invention.
例えば、上述の各実施形態において、冷却ファンシステムは、冷却ファン20が作動しているときには、冷却ファン20からの冷却風Wによって弁板が一方向D1に押圧されることで、弁板が開いて開状態となるが、冷却ファン20が作動にかかわらず、弁板は開く状態を保っていてもよい。
変形例として、弁板が開く状態を保つため、スプリング等により弁板に付勢を与えてもよい。
これにより、一方向D1が上方向か否かにかかわらず、冷却ファンシステムは、開状態を維持できる。
For example, in each of the above-described embodiments, in the cooling fan system, when the cooling
As a modification, the valve plate may be urged by a spring or the like in order to keep the valve plate open.
This allows the cooling fan system to remain open regardless of whether the unidirectional D1 is upward or not.
1A 電子機器
1B 電子機器
1C 電子機器
2A 筐体
2B 筐体
2C 筐体
2d 段差面(一方向を向く面)
2t 天面
3 電子機器本体
4 ファン開口
9 カバー
10A 冷却ファンシステム
10B 冷却ファンシステム
10C 冷却ファンシステム
20 冷却ファン
20C 冷却ファン
20Ca 開口(一方向側の開口)
21 ファンケース
21a ケース本体
21b 下部フランジ
21c 上部フランジ(一方向を向くフランジ)
22 ファン本体
30A 逆流抑制弁
30B 逆流抑制弁
30C 逆流抑制弁
31 ハウジング
32 回動軸
33 弁板
34 ストッパ
51 ハウジング
51a 円筒状部
51b 取付フランジ
51r 流路部
52 回動軸
53A 弁板
53B 弁板
54 ストッパ
55 板状部
56 支持金具取付部
57 凹部
58 支持金具
58a 固定部
58b 湾曲部
D1 一方向
F1 自重による力
F2 自重による力
F3 自重による力
P1 押圧する力
P2 押圧する力
P3 押圧する力
V1 開状態
V2 閉状態
V11 開状態
V12 閉状態
V21 開状態
V22 閉状態
W 冷却風
21
22
Claims (7)
前記各冷却ファンに、前記一方向に並べて接続された逆流抑制弁と、を備え、
前記逆流抑制弁は、
前記冷却ファンに接続されて前記一方向に延びる筒状のハウジングと、
前記ハウジング内に設けられて前記一方向と交差する方向に延びる回動軸と、
前記ハウジング内に設けられ、前記回動軸から前記一方向に延びる開状態と前記開状態よりも前記一方向と逆方向に回動して前記ハウジング内を塞ぐ閉状態との間で、前記回動軸周りに回動自在に設けられた弁板と、
前記閉状態において前記逆方向への前記弁板の回動角度を規制するストッパと、を備える冷却ファンシステム。 Multiple cooling fans that are installed side by side in the housing of the electronic device and send cooling air in one direction,
Each cooling fan is provided with a check valve and a check valve connected side by side in one direction.
The check valve is
A tubular housing connected to the cooling fan and extending in one direction,
A rotation shaft provided in the housing and extending in a direction intersecting the one direction,
The rotation is performed between an open state provided in the housing and extending in the one direction from the rotation shaft and a closed state in which the housing is rotated in a direction opposite to the one direction from the open state to close the inside of the housing. A valve plate that is rotatably provided around the axis of motion and
A cooling fan system including a stopper that regulates a rotation angle of the valve plate in the opposite direction in the closed state.
前記ハウジングは、前記フランジに取り付け可能な取付フランジをさらに備える請求項1に記載の冷却ファンシステム。 The cooling fan further comprises a flange pointing in one direction.
The cooling fan system according to claim 1, wherein the housing further includes a mounting flange that can be mounted on the flange.
前記ハウジングが接続された前記冷却ファンからの冷却風によって前記弁板が押圧されることで前記開状態となり、
前記冷却ファンが停止した場合、他の前記冷却ファンから前記ハウジング内で逆流する冷却風によって前記弁板が押圧されるとともに、前記弁板の自重によって、前記弁板が前記回動軸周りに前記一方向と逆方向に回動することで前記閉状態となる
請求項1または2に記載の冷却ファンシステム。 The valve plate
The valve plate is pressed by the cooling air from the cooling fan to which the housing is connected, so that the valve plate is opened.
When the cooling fan is stopped, the valve plate is pressed by the cooling air flowing back in the housing from the other cooling fan, and the valve plate is moved around the rotation axis by the weight of the valve plate. The cooling fan system according to claim 1 or 2, wherein the cooling fan system is closed by rotating in the direction opposite to one direction.
請求項1から3のいずれか一項に記載の冷却ファンシステム。 The cooling fan system according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve plates are provided in pairs in the housing.
請求項1から4のいずれか一項に記載の冷却ファンシステム。 The cooling fan system according to any one of claims 1 to 4, wherein the housing covers the entire opening on the one-way side of the cooling fan.
請求項6に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 6, wherein the plurality of cooling fans and the check valve are provided on the surface of the housing facing in one direction.
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- 2019-06-05 JP JP2019105007A patent/JP2020197193A/en active Pending
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