JP4174919B2 - Electric equipment with fan device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に小型の筐体を有する各種の電気機器に適用して有効なファン装置付き電気機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、各種の電気機器において、筐体内の冷却を行うためのファン装置を設けたものが提供されている。
また、このようなファン装置を用いた電気機器において、筐体内で熱源が分散せざるを得ないような場合には、次のような方法によって冷却効果を得るようにしていた。
(1)熱源に対応して複数のファン装置を設ける。
(2)1つのファン装置を設けるとともに、その他の部分はヒートパイプで熱を低温度部に移動させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、(1)に示す従来の方法では、複数のファン装置を配置するため、かなりの配置スペースが取られてしまい、例えば携帯型の機器等のように小型の筐体を有するものにおいては、採用できないという問題がある。
また、(2)に示す従来の方法では、ヒートパイプに対して熱の移動による冷却効果を得るために、低温側の放熱容量を大きくするか、ヒートパイプの径を太くする必要があり、小型、軽量化が求められる、例えば携帯型の機器等においては、冷却効果に限界がある。さらに、冷却する部位をヒートパイプに取り付ける必要があり、部分的な冷却効果しか得られない。
そこで、このような問題に対応すべく、筐体内の複数の熱源による温度値に応じて1つのファン装置による気流の方向を板状の部材によって制御し、筐体内の複数の熱源を冷却するようにした装置が提案されている。
【0004】
例えば特開平11−40969号公報に開示された冷却構造は、筐体内のエアダクトの側壁に複数の開閉板を設け、かつ筐体内の熱源の温度を検出する温度センサを複数配置し、各温度センサの検出値に応じて各開閉板を開閉制御することにより、エアダクト内に流れる冷却エアを筐体の各部に選択的に供給するものである。
しかしながら、この冷却構造では、筐体内にエアダクトを設ける構造であるため、構造が複雑化し、例えば携帯型の機器等のように小型の筐体を有するものにおいては、採用しづらいという問題がある。
【0005】
また、特開平5−126352号公報に開示された冷却装置では、複数のファン装置の故障等に対応して複数のルーパの傾きを制御することにより、筐体内を均一に冷却するものである。
しかしながら、この冷却装置においても、筐体内に複数のルーパを配置する構造であるため、構造が複雑化し、例えば携帯型の機器等のように小型の筐体を有するものにおいては、採用しづらいという問題がある。
また、この冷却装置では、複数のルーパをモータにより駆動するため、この点からも電気機器の大型化を招くという問題がある。
【0006】
さらに、特開平9−186477号公報に開示された空冷構造では、冷却エアを流通する通風孔を設けた板と、通風孔を塞ぐ板とを重ね合わせてスライドする構造で配置し、スライドさせることにより気流を制御するものである。
しかしながら、この空冷構造においては、ファン装置による気流の方向に対して直交する状態で2つの板を重ね合わせて配置する構造であるため、筐体内のスペースを大きくとり、例えば携帯型の機器等のように小型の筐体を有するものにおいては、採用しづらいという問題がある。
【0007】
例えば携帯電話機では、人の手でつかめる細長い筐体を有しており、この細長い筐体を全体的に1つのファン装置で効率的に冷却しようとすると、筐体の長手方向に冷却エアの気流を発生させて冷却することが有効となる。
また、携帯電話機の筐体内には、複数の基板が配置されており、これらは一般的に、筐体の表側面に設けられた表示/操作面と平行に、筐体の長手方向に沿って配置されることが多い。
また、携帯型のオーディオ装置等においても同様である。
したがって、このような筐体内の基板配置構造を阻害することなく、かつ、構造の複雑化を招くことなく、筐体内の各部にファン装置の冷却エアを供給する構造が必要となる。
【0008】
そこで本発明の目的は、筐体内の複数の熱源の温度に対応して1つのファン装置の冷却エアを有効に分配して供給でき、特に小型の筐体を有する電気機器における各種配線基板等の配置構造を阻害することなく、かつ、構造の複雑化を招くことなく、効率のよい冷却を行うことができるファン装置付き電気機器を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、筐体内の空間を分割する仕切り板を有し、前記仕切り板で仕切られた空間にそれぞれ発熱部材を有する電気機器において、前記筐体の側壁部の前記仕切り板の一方の端部に臨む位置に形成された第1の開口部と、前記筐体の第1の開口部と反対側の側壁部に形成された第2の開口部と、前記筐体の前記第1の開口部の内側に配置され、前記仕切り板の板面方向に沿って気流を発生させるファン装置と、前記仕切り板の他方の端部と前記第2の開口部との間に、前記仕切り板の板面方向に沿って配置され、前記仕切り板側の端部を中心に前記第2の開口部側の端部が傾斜可能に設けられた可動フィンと、前記可動フィンの傾斜角度を制御する圧電素子と、前記仕切り板で仕切られた空間の温度をそれぞれ検出する第1及び第2の温度センサと、前記第1の温度センサと前記第2の温度センサとの検出温度の差に基づいて、前記圧電素子を駆動することにより、前記可動フィンの傾斜角度を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明のファン装置付き電気機器において、筐体内の空間は、仕切り板によって分割され、この仕切り板の板面方向の両側に第1及び第2の開口部が形成され、第1の開口部の内側にファン装置が設けられていることから、ファン装置が駆動すると、基本的には仕切り板の板面方向に気流が生じ、外部から吸引した冷却エアによって仕切り板で仕切られた各空間を冷却し、外部に排気する。
また、仕切り板で仕切られた各空間の温度は、第1、第2の温度センサによって検出され、その検出温度の差に基づいて、圧電素子を介して可動フィンの傾斜角度が制御される。
【0011】
可動フィンは、仕切り板の他方の端部と第2の開口部との間に、仕切り板の板面方向に沿って配置されているため、通常の傾斜しない状態(中立状態)では、仕切り板と同一平面を形成しており、筐体の細長い空間内で邪魔にならない状態で配置されている。この中立状態では、ファン装置による冷却エアの流れは、仕切り板で仕切られた各空間を例えば均等に冷却している。
そして、この中立状態から、可動フィンの傾斜角度が制御されると、可動フィンの第2の開口部に臨む端部が変位し、仕切り板で仕切られた各空間のいずれか一方に傾く。これにより、仕切り板で仕切られた各空間に対するファン装置による冷却エアの割合が変更され、温度上昇の大きい方の空間に多くの冷却エアが供給され、冷却バランスを適正に制御できる。
【0012】
このような可動フィンが傾斜する領域は、筐体内の第2の開口部に近接する領域であるため、空間の全体的なスペースを阻害することなく、第2の開口部に近接する空間だけを用いて冷却エアの流れを制御でき、小型の筐体を有する電気機器に容易に適合できる。
したがって、筐体内の複数の熱源の温度に対応して1つのファン装置の冷却エアを有効に分配して供給でき、特に小型の筐体を有する電気機器における各種配線基板等の配置構造を阻害することなく、かつ、構造の複雑化を招くことなく、効率のよい冷却を行うことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるファン装置付き電気機器の実施の形態について図面に基づき説明する。
図1は、本発明の実施の形態によるファン装置付き電気機器の全体構成を示す断面図であり、図2は、図1に示すファン装置付き電気機器に設けられた可動フィンの傾斜時の状態を示す断面図である。
本例のファン装置付き電気機器は、例えば携帯可能に構成された細長または扁平な直方体状の筐体10を有している。この筐体10は、例えばプラスチック製のものであり、長手方向(図中水平方向)の一方の外側壁に、冷却エアの流出口(第1の開口部)12が形成され、他方の外側部に、冷却エアの流入口(第2の開口部)14が形成されている。なお、流出口12及び流入口14は、例えば格子状に多数の貫通孔を集めたものであり、必要に応じてエアフィルタ等を配置したものであってもよい。
【0014】
そして、筐体10の流出口12の内側にはファン装置20が配置されている。このファン装置20は、筐体10内に流入口14から流出口12に向う方向に気流を発生させ、流入口14から吸引した外気による冷却エアを流出口12より外部に排気して、筐体10内の冷却を行うものである。なお、このファン装置20の駆動量(回転速度)は、後述するMPU(制御手段)100によって制御され、冷却力を調整するようになっている。
また、この筐体10内には、長手方向(図中水平方向)に配置され、筐体10内の空間を2分割する仕切り板40が設けられている。すなわち、筐体10の内部空間は、仕切り板40によって図中垂直方向(仕切り板40の板厚方向)に2分割され、それぞれ分割空間は、図中垂直方向に狭い空間となっている。
この仕切り板40は、例えば筐体10内で各種回路基板や電気部品を支持するとともに、筐体20の補強を図るためなどに設けられたものである。
この仕切り板40の一方の端部は、ファン装置20及び流出口12に臨む位置に配置されており、他方の端部は、流入口14から一定の距離を有する位置に配置されている。
【0015】
そして、仕切り板40の他方の端部には、ヒンジ部42を介して可動フィン30が連結されている。
この可動フィン30は、仕切り板40の板面に沿って配置され、仕切り板40と同一幅の板状に形成されている。
この可動フィン30は、仕切り板40と流入口14との間のスペースに対応する大きさを有し、一方の端部が仕切り板40のヒンジ部42に回動自在に連結され、他方の端部が流入口14に臨む位置に配置されている。
そして、この可動フィン30は、ヒンジ部42を中心に回動し、流入口14側の端部が図中垂直方向に変位するものとなっている。
なお、ヒンジ部42は、例えば合成樹脂により可動フィン30と仕切り板40とを一体成型によって形成するようにし、この可動フィン30と仕切り板40との境界部分を板厚を薄肉に形成することにより、合成樹脂の可撓性により可動フィン30が傾動変位できるようにしたものである。このような可動フィン30と仕切り板40及びヒンジ部42の構成により、さらに小型な構成に容易に対応し得るものである。
【0016】
また、ヒンジ部42には、圧電素子44が設けられており、この圧電素子44を制御電圧の印加によって伸縮変形させることにより、可動フィン30の傾斜角度を段階的に制御するようになっている。なお、圧電素子の形態としては、例えば、単純に圧電素子の伸縮を可動フィン30に垂直方向に伝えて傾斜角度を変えるような形態であってもよいし、あるいは、バイモルフ型の圧電素子を用いることも可能である。
このような圧電素子を用いることにより、例えば駆動モータ等を用いる場合に比べて、筐体10内で微小なアクチュエータにより可動フィン30の傾斜制御を行うようになっている。なお、図2は、可動フィン30の最大傾斜範囲を示している。
このような圧電素子44は、ドライバ回路46によって駆動される。このドライバ回路46は、後述する筐体10内の温度検出等に基づいて、MPU100によって制御される。また、ドライバ回路46は、例えば圧電素子44に印加する電圧の極性を反転することにより、可動フィン30の傾斜方向を逆方向に制御できるものである。
【0017】
また、筐体10内の仕切り板40によって仕切られた上側の分割空間内には、プリント配線基板50が配置され、第1の発熱部材(熱源)52が設けられている。
また、筐体10内の仕切り板40によって仕切られた下側の分割空間内にも、プリント配線基板54が配置され、第2の発熱部材(熱源)56が設けられている。
そして、各発熱部材52、56には、第1、第2の温度センサ60、62が設けられており、各発熱部材52、56の温度が検出される。
また、流出口12の内側には、ファン装置20のほぼ中心部に第3の温度センサ64が設けられている。この温度センサ64により、冷却エアの排気時の温度が検出される。
そして、このような各温度センサ60、62、64による検出温度は、MPU100によって読み取られ、MPU100は、これらの検出温度に基づいて、ファン装置20の回転速度制御と、ドライバ回路46による可動フィン30の傾斜角度制御を行う。
【0018】
また、この電気機器には、MPU100の制御に用いるデータテーブル110が設けられている。このデータテーブル110は、第1のテーブルと第2のテーブルから構成されている。第1のテーブルは、第1、第2の温度センサ60、62による検出温度差と仕切り板40で仕切られた各空間の流量との関係データを記憶している。また、第2のテーブルは、第3の温度センサ64による検出温度とファン装置20の回転速度との関係データを記憶している。
MPU100は、このようなデータテーブル110に記憶された関係データと各温度センサ60、62、64からの検出温度データとに基づいて、ファン装置20の回転速度を制御するとともに、ドライバ回路46による可動フィン30の傾斜角度を段階的に制御する。
【0019】
図3は、本例における電気機器におけるファン装置20と可動フィン30の制御動作の流れを示すフローチャートである。以下、本フローチャートに基づいて本例の制御動作について説明する。
まず、ステップS1において、温度センサ60、62により各分割空間の温度を検出する。そして、これらの検出温度t1、t2をMPU100で読み取り、上側分割空間の検出温度t1と理想温度との温度差、及び下側分割空間の検出温度t2と理想温度との温度差を求める(ステップS2)。
【0020】
次に、このような温度差のデータに基づいて、データテーブル110の第1のテーブルを参照し(ステップS3、S4)、この参照結果によって可動フィン30の傾斜角度を決定する(ステップS5)。上述した第1のテーブルには、各分割空間の検出温度t1、t2とそれぞれの理想温度との温度差から、冷却エアの流入量の割合が定義されており、この定義から可動フィン30の傾斜角度を決定するものとする。
このようにして可動フィン30の傾斜角度を決定すると、その傾斜角度に応じて制御信号をドライバ回路46に出力し、ドライバ回路46は、この制御信号に対応する駆動電圧を圧電素子44に印加し、可動フィン30をステップS5で決定した傾斜角度に制御する(ステップS6)。
【0021】
次に、温度センサ64により流出口12の温度を検出する(ステップS7)。そして、この検出温度tをMPU100で読み取り、この検出温度tのデータに基づいて、データテーブル110の第2のテーブルを参照し、この参照結果によってファン装置20の回転速度を決定する(ステップS8、S9)。ファン装置20の回転速度は、多段階に分かれており、温度センサ64で検出された温度tからデータテーブル110を使用してファン装置20の回転速度を決定する。
そして、このように決定した回転速度に応じて制御信号をファン装置20に供給し、ファン装置20を必要な回転速度で駆動制御する。
なお、以上のようなファン装置20と可動フィン30の制御動作は、電気機器の起動時や定期的な割り込み動作によって実行するものとする。
以上のようにして、仕切り板40によって上下に仕切られた筐体10の2つの空間に対し、ファン装置20によって供給する冷却エアの量をファン装置20と可動フィン30の制御動作によって適正に制御することができ、各空間内を最適な温度に維持することができる。
【0022】
以上のような本形態の電気機器によれば、筐体内の空間が上下2層に分割された小型(細長型または扁平型)の機器において、それぞれの層に熱源があるような構成の電気機器に特に有効な冷却構造を提供することができる。
また、2層に分割された筐体内の各層に温度センサを取り付けることにより、その温度差に応じて外気を温度の高い方に優先的に流入し、機器全体の冷却効果を高めることができる。
また、層を分割している仕切り板40の一部を構成する可動フィン30を変位させることにより、流入する冷却エアの振り分けを行うことから、筐体内の空間を仕切る構造を利用して冷却エアの制御を行うことができ、上述した先行発明として列挙した別部品によるルーパや開閉板を設ける構成のように、冷却エアを制御するためだけの専用の部品を付加する必要がなく、構造の簡素化を図ることができる。
【0023】
また、可動フィン30を圧電素子44により駆動することから、モータ等の機構を用いる構成に比べて、可動装置を小型に抑えることができ、例えばフィンの駆動用モータが配置できないような小型の形態機器に有利である。
また、ファン装置20の回転速度を流出温度の高いときには速く、低いときには遅く多段階に自動調整させることから、省電力化を図ることが可能である。
また、フィンの傾斜角度は、各層の温度差と冷却エアの流量の関係データから決定するため、この関係データを変更することにより、ハードウエアの変更を行うことなく、各層に対する冷却エアの変更を容易に行うことができる。
また、筐体内を仕切っている仕切り板40に可動フィンを取り付けた構成であるため、層を増やしたい分だけ可動フィンも増やすことが可能である。したがって、筐体内が多層に分割されている場合にも、同様の構造により各層の冷却が実現可能となる。
【0024】
なお、本発明の変形例として、フィンの角度を決めるデータテーブルのデータを変更することにより、性質の異なる2つの気体を目的に合わせて混合する装置を実現することも可能である。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のファン装置付き電気機器では、筐体内の空間を分割する仕切り板を有し、仕切り板で仕切られた空間にそれぞれ発熱部材を有する電気機器において、筐体の側壁部の仕切り板の一方の端部に臨む位置に形成された第1の開口部と、筐体の第1の開口部と反対側の側壁部に形成された第2の開口部と、筐体の第1の開口部の内側に配置され、仕切り板の板面方向に沿って気流を発生させるファン装置と、仕切り板の他方の端部と第2の開口部との間に、仕切り板の板面方向に沿って配置され、仕切り板側の端部を中心に第2の開口部側の端部が傾斜可能に設けられた可動フィンと、可動フィンの傾斜角度を制御する圧電素子と、仕切り板で仕切られた空間の温度をそれぞれ検出する第1及び第2の温度センサと、第1の温度センサと第2の温度センサとの検出温度の差に基づいて、圧電素子を駆動することにより、可動フィンの傾斜角度を制御する制御手段とを設けた。
したがって、筐体内の複数の熱源の温度に対応して1つのファン装置の冷却エアを有効に分配して供給でき、特に小型の筐体を有する電気機器における各種配線基板等の配置構造を阻害することなく、かつ、構造の複雑化を招くことなく、効率のよい冷却を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるファン装置付き電気機器の全体構成を示す断面図である。
【図2】図1に示すファン装置付き電気機器に設けられた可動フィンの傾斜時の状態を示す断面図である。
【図3】図1に示す電気機器における制御動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
10……筐体、12……流出口、14……流入口、20……ファン装置、30……可動フィン、40……仕切り板、42……ヒンジ部、44……圧電素子、46……ドライバ回路、50、54……プリント配線基板、52、56……熱源、60、62、64……温度センサ、100……MPU、110……データテーブル。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric device with a fan device which is particularly effective when applied to various electric devices having a small casing.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, various electric devices have been provided with a fan device for cooling the inside of a casing.
Further, in an electrical apparatus using such a fan device, when the heat source has to be dispersed in the casing, a cooling effect is obtained by the following method.
(1) A plurality of fan devices are provided corresponding to the heat sources.
(2) While providing one fan device, the other part moves heat to a low temperature part with a heat pipe.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method shown in (1), since a plurality of fan devices are arranged, a considerable arrangement space is taken. For example, in a device having a small casing such as a portable device, There is a problem that it cannot be adopted.
Further, in the conventional method shown in (2), in order to obtain a cooling effect due to the movement of heat with respect to the heat pipe, it is necessary to increase the heat dissipation capacity on the low temperature side or increase the diameter of the heat pipe. For example, in portable devices that require weight reduction, the cooling effect is limited. Furthermore, it is necessary to attach the part to be cooled to the heat pipe, and only a partial cooling effect can be obtained.
Therefore, in order to cope with such a problem, the direction of the air flow by one fan device is controlled by a plate-like member in accordance with the temperature values of the plurality of heat sources in the casing, and the plurality of heat sources in the casing is cooled. A device that has been proposed is proposed.
[0004]
For example, in the cooling structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-40969, a plurality of opening / closing plates are provided on the side wall of the air duct in the casing, and a plurality of temperature sensors for detecting the temperature of the heat source in the casing are arranged. The cooling air flowing in the air duct is selectively supplied to each part of the casing by controlling the opening and closing of each opening and closing plate according to the detected value.
However, since this cooling structure is a structure in which an air duct is provided in the housing, the structure is complicated, and there is a problem that it is difficult to adopt a device having a small housing such as a portable device.
[0005]
Further, in the cooling device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-126352, the inside of the housing is uniformly cooled by controlling the inclination of the plurality of loopers in response to failure of the plurality of fan devices.
However, since this cooling device also has a structure in which a plurality of loopers are arranged in the housing, the structure is complicated, and it is difficult to employ in a device having a small housing such as a portable device. There's a problem.
Moreover, in this cooling device, since a plurality of loopers are driven by a motor, there is a problem that the size of the electric device is increased from this point.
[0006]
Further, in the air cooling structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-186477, a plate provided with a vent hole for circulating cooling air and a plate that closes the vent hole are arranged and slid to slide. This controls the airflow.
However, this air-cooling structure is a structure in which two plates are overlapped and arranged in a state orthogonal to the direction of the airflow by the fan device, so that a large space is taken in the housing, such as a portable device. Thus, in what has a small housing | casing, there exists a problem that it is difficult to employ | adopt.
[0007]
For example, a cellular phone has an elongated casing that can be grasped by a human hand, and when the entire casing is efficiently cooled by a single fan device, an airflow of cooling air is formed in the longitudinal direction of the casing. It is effective to generate and cool.
In addition, a plurality of substrates are arranged in the casing of the mobile phone, and these are generally along the longitudinal direction of the casing in parallel with the display / operation surface provided on the front side surface of the casing. Often placed.
The same applies to portable audio devices and the like.
Therefore, there is a need for a structure for supplying cooling air for the fan device to each part in the housing without hindering the substrate arrangement structure in the housing and without complicating the structure.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to effectively distribute and supply the cooling air of one fan device corresponding to the temperatures of a plurality of heat sources in the housing, and particularly to various wiring boards in an electric apparatus having a small housing. An object of the present invention is to provide an electric device with a fan device that can perform efficient cooling without hindering the arrangement structure and without complicating the structure.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an electric apparatus having a partition plate that divides a space in a housing, and each having a heat generating member in the space partitioned by the partition plate. A first opening formed at a position facing one end of the plate; a second opening formed on a side wall opposite to the first opening of the housing; Between the first opening and the fan device that generates an air flow along the direction of the plate surface of the partition plate, between the other end of the partition plate and the second opening, A movable fin disposed along a plate surface direction of the partition plate, the end of the second opening side being inclined with respect to an end of the partition plate, and an inclination angle of the movable fin Detects the temperature of the piezoelectric element that controls the temperature of the space partitioned by the partition plate The tilt angle of the movable fin is determined by driving the piezoelectric element based on a difference between detected temperatures of the first and second temperature sensors and the first temperature sensor and the second temperature sensor. And control means for controlling.
[0010]
In the electric apparatus with a fan device of the present invention, the space in the housing is divided by a partition plate, and first and second openings are formed on both sides of the partition plate in the plate surface direction. Since the fan device is provided on the inside, when the fan device is driven, an air flow is basically generated in the direction of the plate surface of the partition plate, and each space partitioned by the partition plate is cooled by the cooling air sucked from the outside. And exhaust to the outside.
Further, the temperature of each space partitioned by the partition plate is detected by the first and second temperature sensors, and the inclination angle of the movable fin is controlled via the piezoelectric element based on the difference between the detected temperatures.
[0011]
Since the movable fin is disposed along the plate surface direction of the partition plate between the other end of the partition plate and the second opening, the partition plate is in a normal non-inclined state (neutral state). Are arranged in an unobstructed state in the elongated space of the housing. In this neutral state, the flow of cooling air by the fan device cools, for example, each space partitioned by the partition plate evenly.
When the tilt angle of the movable fin is controlled from this neutral state, the end portion of the movable fin facing the second opening is displaced and tilted to one of the spaces partitioned by the partition plate. Thereby, the ratio of the cooling air by the fan device to each space partitioned by the partition plate is changed, and a large amount of cooling air is supplied to the space with the larger temperature rise, so that the cooling balance can be controlled appropriately.
[0012]
Since the region where such a movable fin is inclined is a region close to the second opening in the housing, only the space close to the second opening can be obtained without obstructing the overall space. It can be used to control the flow of cooling air and can be easily adapted to electrical equipment having a small casing.
Therefore, it is possible to effectively distribute and supply the cooling air of one fan device corresponding to the temperatures of a plurality of heat sources in the housing, and particularly disturb the arrangement structure of various wiring boards and the like in an electric apparatus having a small housing. In addition, efficient cooling can be performed without causing a complicated structure.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an electric device with a fan device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an electric device with a fan device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG.
The electric apparatus with a fan device of the present example includes an elongated or flat rectangular parallelepiped casing 10 configured to be portable, for example. The casing 10 is made of, for example, plastic, and has a cooling air outlet (first opening) 12 formed on one outer wall in the longitudinal direction (horizontal direction in the figure), and the other outer portion. In addition, a cooling air inlet (second opening) 14 is formed. In addition, the outflow port 12 and the inflow port 14 collect many through-holes, for example in a grid | lattice form, and may arrange | position an air filter etc. as needed.
[0014]
And the fan apparatus 20 is arrange | positioned inside the outflow port 12 of the housing | casing 10. FIG. The fan device 20 generates an air flow in a direction from the inlet 14 toward the outlet 12 in the casing 10, and exhausts cooling air from outside air sucked from the inlet 14 to the outside through the outlet 12. 10 is cooled. The driving amount (rotational speed) of the fan device 20 is controlled by an MPU (control means) 100 described later to adjust the cooling power.
Further, a partition plate 40 that is arranged in the longitudinal direction (horizontal direction in the drawing) and divides the space in the housing 10 into two is provided in the housing 10. That is, the internal space of the housing 10 is divided into two in the vertical direction in the drawing (the plate thickness direction of the dividing plate 40) by the partition plate 40, and each of the divided spaces is a narrow space in the vertical direction in the drawing.
The partition plate 40 is provided, for example, for supporting various circuit boards and electrical components in the housing 10 and for reinforcing the housing 20.
One end of the partition plate 40 is disposed at a position facing the fan device 20 and the outlet 12, and the other end is disposed at a position having a certain distance from the inlet 14.
[0015]
The movable fin 30 is connected to the other end of the partition plate 40 via a hinge portion 42.
The movable fins 30 are disposed along the plate surface of the partition plate 40 and are formed in a plate shape having the same width as the partition plate 40.
The movable fin 30 has a size corresponding to the space between the partition plate 40 and the inflow port 14, and one end thereof is rotatably connected to the hinge portion 42 of the partition plate 40, and the other end. The part is disposed at a position facing the inflow port 14.
And this movable fin 30 rotates centering on the hinge part 42, and the edge part by the side of the inflow port 14 is displaced to the orthogonal | vertical direction in a figure.
The hinge portion 42 is formed by integrally molding the movable fin 30 and the partition plate 40 using, for example, a synthetic resin, and the boundary portion between the movable fin 30 and the partition plate 40 is formed with a thin plate thickness. The movable fin 30 can be tilted and displaced by the flexibility of the synthetic resin. With such a configuration of the movable fin 30, the partition plate 40, and the hinge portion 42, it is possible to easily cope with a more compact configuration.
[0016]
In addition, the hinge portion 42 is provided with a piezoelectric element 44, and the tilt angle of the movable fin 30 is controlled stepwise by causing the piezoelectric element 44 to expand and contract by applying a control voltage. . The form of the piezoelectric element may be, for example, a form in which the expansion and contraction of the piezoelectric element is simply transmitted to the movable fin 30 in the vertical direction to change the tilt angle, or a bimorph type piezoelectric element is used. It is also possible.
By using such a piezoelectric element, the inclination of the movable fin 30 is controlled by a minute actuator in the housing 10 as compared with, for example, a drive motor or the like. FIG. 2 shows the maximum inclination range of the movable fin 30.
Such a piezoelectric element 44 is driven by a driver circuit 46. The driver circuit 46 is controlled by the MPU 100 based on temperature detection in the housing 10 described later. The driver circuit 46 can control the tilt direction of the movable fin 30 in the reverse direction by reversing the polarity of the voltage applied to the piezoelectric element 44, for example.
[0017]
A printed wiring board 50 is disposed in the upper divided space partitioned by the partition plate 40 in the housing 10, and a first heat generating member (heat source) 52 is provided.
The printed wiring board 54 is also arranged in the lower divided space partitioned by the partition plate 40 in the housing 10, and a second heat generating member (heat source) 56 is provided.
Each heating member 52, 56 is provided with first and second temperature sensors 60, 62, and the temperature of each heating member 52, 56 is detected.
A third temperature sensor 64 is provided inside the outflow port 12 at substantially the center of the fan device 20. The temperature sensor 64 detects the temperature when the cooling air is exhausted.
The temperatures detected by the temperature sensors 60, 62, and 64 are read by the MPU 100, and the MPU 100 controls the rotational speed of the fan device 20 and the movable fin 30 by the driver circuit 46 based on these detected temperatures. Inclination angle control is performed.
[0018]
In addition, this electric device is provided with a data table 110 used for controlling the MPU 100. The data table 110 includes a first table and a second table. The first table stores relational data between the temperature difference detected by the first and second temperature sensors 60 and 62 and the flow rate of each space partitioned by the partition plate 40. Further, the second table stores relationship data between the temperature detected by the third temperature sensor 64 and the rotational speed of the fan device 20.
The MPU 100 controls the rotational speed of the fan device 20 based on the relationship data stored in the data table 110 and the detected temperature data from the temperature sensors 60, 62, 64, and is movable by the driver circuit 46. The inclination angle of the fin 30 is controlled stepwise.
[0019]
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the control operation of the fan device 20 and the movable fin 30 in the electrical apparatus in this example. Hereinafter, the control operation of this example will be described based on this flowchart.
First, in step S1, the temperature of each divided space is detected by the temperature sensors 60 and 62. These detected temperatures t1 and t2 are read by the MPU 100, and a temperature difference between the detected temperature t1 of the upper divided space and the ideal temperature, and a temperature difference between the detected temperature t2 of the lower divided space and the ideal temperature are obtained (step S2). ).
[0020]
Next, based on such temperature difference data, the first table of the data table 110 is referred to (steps S3 and S4), and the inclination angle of the movable fin 30 is determined based on the reference result (step S5). In the first table described above, the ratio of the inflow amount of the cooling air is defined from the temperature difference between the detected temperatures t1 and t2 of each divided space and the respective ideal temperatures, and the inclination of the movable fin 30 is determined from this definition. The angle shall be determined.
When the tilt angle of the movable fin 30 is determined in this way, a control signal is output to the driver circuit 46 according to the tilt angle, and the driver circuit 46 applies a drive voltage corresponding to the control signal to the piezoelectric element 44. The movable fin 30 is controlled to the inclination angle determined in step S5 (step S6).
[0021]
Next, the temperature sensor 64 detects the temperature of the outlet 12 (step S7). The detected temperature t is read by the MPU 100, the second table of the data table 110 is referred to based on the data of the detected temperature t, and the rotation speed of the fan device 20 is determined based on the reference result (step S8, S9). The rotational speed of the fan device 20 is divided into multiple stages, and the rotational speed of the fan device 20 is determined using the data table 110 from the temperature t detected by the temperature sensor 64.
And a control signal is supplied to the fan apparatus 20 according to the rotational speed determined in this way, and the fan apparatus 20 is drive-controlled at a required rotational speed.
Note that the control operation of the fan device 20 and the movable fin 30 as described above is executed when the electric device is started or by a periodic interrupt operation.
As described above, the amount of cooling air supplied by the fan device 20 is appropriately controlled by the control operation of the fan device 20 and the movable fin 30 for the two spaces of the casing 10 that are partitioned vertically by the partition plate 40. And each space can be maintained at an optimum temperature.
[0022]
According to the electrical device of the present embodiment as described above, in a small (elongated or flat) device in which the space in the housing is divided into upper and lower layers, the electrical device is configured such that each layer has a heat source. A particularly effective cooling structure can be provided.
In addition, by attaching a temperature sensor to each layer in the housing divided into two layers, the outside air can be preferentially flowed into the higher temperature according to the temperature difference, and the cooling effect of the entire device can be enhanced.
Further, since the cooling air that flows in is distributed by displacing the movable fins 30 that constitute a part of the partition plate 40 that divides the layers, the cooling air is utilized using a structure that partitions the space in the housing. It is not necessary to add a dedicated part only for controlling the cooling air as in the configuration in which the looper and the opening / closing plate are provided as separate parts listed as the above-described prior invention, and the structure is simple. Can be achieved.
[0023]
In addition, since the movable fin 30 is driven by the piezoelectric element 44, the movable device can be reduced in size compared to a configuration using a mechanism such as a motor. For example, a small form in which a fin driving motor cannot be arranged. It is advantageous for equipment.
In addition, since the rotation speed of the fan device 20 is automatically adjusted in multiple stages when the outflow temperature is high, the rotation speed is high, and when the outflow temperature is low, power can be saved.
In addition, since the inclination angle of the fin is determined from the relationship data of the temperature difference of each layer and the flow rate of cooling air, changing this relationship data allows the cooling air to be changed for each layer without changing the hardware. It can be done easily.
Moreover, since it is the structure which attached the movable fin to the partition plate 40 which partitioned off the inside of a housing | casing, it is possible to increase a movable fin by the part which wants to increase a layer. Therefore, even when the housing is divided into multiple layers, the cooling of each layer can be realized by the same structure.
[0024]
As a modification of the present invention, it is also possible to realize an apparatus for mixing two gases having different properties in accordance with the purpose by changing data in a data table that determines the angle of the fin.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the electric device with a fan device of the present invention, in the electric device having the partition plate that divides the space in the housing and having the heating members in the spaces partitioned by the partition plate, the side wall portion of the housing A first opening formed at a position facing one end of the partition plate, a second opening formed on a side wall portion opposite to the first opening of the housing, A plate of the partition plate disposed between the first opening and the fan device that generates an air flow along the plate surface direction of the partition plate and the other end of the partition plate and the second opening. A movable fin that is arranged along the surface direction and has an end on the second opening side that can be tilted around an end on the partition plate side; a piezoelectric element that controls the tilt angle of the movable fin; and a partition First and second temperature sensors for detecting the temperature of the space partitioned by the plates, respectively; Temperature sensors and on the basis of the difference between the detected temperature of the second temperature sensor, by driving the piezoelectric element, provided with a control means for controlling the inclination angle of the movable fins.
Therefore, it is possible to effectively distribute and supply the cooling air of one fan device corresponding to the temperatures of a plurality of heat sources in the housing, and particularly disturb the arrangement structure of various wiring boards and the like in an electric apparatus having a small housing. In addition, efficient cooling can be performed without causing a complicated structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall configuration of an electric device with a fan device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a state when a movable fin provided in the electric apparatus with a fan device shown in FIG. 1 is tilted.
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of control operation in the electric device shown in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Housing, 12 ... Outlet, 14 ... Inlet, 20 ... Fan device, 30 ... Movable fin, 40 ... Partition plate, 42 ... Hinge part, 44 ... Piezoelectric element, 46 ... ... driver circuit, 50, 54 ... printed wiring board, 52, 56 ... heat source, 60, 62, 64 ... temperature sensor, 100 ... MPU, 110 ... data table.

Claims (8)

筐体内の空間を分割する仕切り板を有し、前記仕切り板で仕切られた空間にそれぞれ発熱部材を有する電気機器において、
前記筐体の側壁部の前記仕切り板の一方の端部に臨む位置に形成された第1の開口部と、
前記筐体の第1の開口部と反対側の側壁部に形成された第2の開口部と、
前記筐体の前記第1の開口部の内側に配置され、前記仕切り板の板面方向に沿って気流を発生させるファン装置と、
前記仕切り板の他方の端部と前記第2の開口部との間に、前記仕切り板の板面方向に沿って配置され、前記仕切り板側の端部を中心に前記第2の開口部側の端部が傾斜可能に設けられた可動フィンと、
前記可動フィンの傾斜角度を制御する圧電素子と、
前記仕切り板で仕切られた空間の温度をそれぞれ検出する第1及び第2の温度センサと、
前記第1の温度センサと前記第2の温度センサとの検出温度の差に基づいて、前記圧電素子を駆動することにより、前記可動フィンの傾斜角度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするファン装置付き電気機器。
In an electrical device having a partition plate that divides the space in the housing, and each having a heating member in the space partitioned by the partition plate,
A first opening formed at a position facing one end of the partition plate of the side wall of the housing;
A second opening formed in a side wall portion opposite to the first opening portion of the housing;
A fan device that is arranged inside the first opening of the housing and generates an air flow along a plate surface direction of the partition plate;
Between the other end of the partition plate and the second opening, it is disposed along the plate surface direction of the partition plate, and the second opening side with respect to the end on the partition plate side. A movable fin provided with an end of which can be inclined;
A piezoelectric element for controlling an inclination angle of the movable fin;
First and second temperature sensors for detecting temperatures of spaces partitioned by the partition plates,
Control means for controlling an inclination angle of the movable fin by driving the piezoelectric element based on a difference in detected temperature between the first temperature sensor and the second temperature sensor;
An electric device with a fan device, comprising:
前記ファン装置は、前記第2の開口部から外気を吸引し、前記第1の開口部より排出する方向の気流を発生させるものであることを特徴とする請求項1記載のファン装置付き電気機器。2. The electric device with a fan device according to claim 1, wherein the fan device sucks outside air from the second opening and generates an air flow in a direction of discharging from the first opening. . 前記筐体は、直方体状に形成されるとともに、前記第1の開口部から前記第2の開口部の方向に沿って長手形状を有することを特徴とする請求項1記載のファン装置付き電気機器。2. The electric device with a fan device according to claim 1, wherein the casing is formed in a rectangular parallelepiped shape and has a longitudinal shape along a direction from the first opening to the second opening. . 前記制御手段は、前記第1、第2の温度センサによる検出温度差と前記仕切り板で仕切られた各空間の流量との関係データを記憶した第1のテーブルを有し、前記第1のテーブルに基づいて前記可動フィンの傾斜角度を決定することを特徴とする請求項1記載のファン装置付き電気機器。The control means includes a first table storing relational data between a temperature difference detected by the first and second temperature sensors and a flow rate of each space partitioned by the partition plate, and the first table The electric device with a fan device according to claim 1, wherein an inclination angle of the movable fin is determined based on the equation (1). 前記制御手段は、前記温度センサによる検出温度に基づいて、前記ファン装置の回転速度を制御することを特徴とする請求項1記載のファン装置付き電気機器。The electric device with a fan device according to claim 1, wherein the control unit controls a rotation speed of the fan device based on a temperature detected by the temperature sensor. 前記制御手段は、前記温度センサによる検出温度と前記ファン装置の回転速度との関係データを記憶した第2のテーブルを有し、前記第2のテーブルに基づいて前記ファン装置の回転速度を決定することを特徴とする請求項5記載のファン装置付き電気機器。The control means has a second table storing relational data between the temperature detected by the temperature sensor and the rotational speed of the fan device, and determines the rotational speed of the fan device based on the second table. The electric device with a fan device according to claim 5. 前記第1の開口部における温度を検出する第3の温度センサを有し、前記制御手段は、前記第1、第2の温度センサと第3の温度センサとの検出温度の差に基づいて、前記ファン装置の回転速度を制御することを特徴とする請求項1記載のファン装置付き電気機器。A third temperature sensor for detecting a temperature in the first opening, and the control means is based on a difference between detected temperatures of the first and second temperature sensors and the third temperature sensor; The electric device with a fan device according to claim 1, wherein a rotation speed of the fan device is controlled. 前記ファン装置の回転速度を、前記第3の温度センサの検出温度が高いときには速く、低いときには遅く多段階的に自動調整することを特徴とする請求項7記載のファン装置付き電気機器。8. The electric device with a fan device according to claim 7, wherein the rotational speed of the fan device is automatically adjusted in a multistage manner when the temperature detected by the third temperature sensor is high and when the temperature is low.
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