JP5823444B2 - Electronics - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、電子機器に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electronic apparatus.
POS(Point Of Sale)端末などの電子機器は、近年、様々な機能が追加されたことに伴い、高性能のCPU(Central Processing Unit)が使用される場合が多くなっている。そのため、POS端末などの電子機器は、高性能化に伴って発熱量も増加するCPUを冷却する必要がある。 In recent years, electronic devices such as POS (Point Of Sale) terminals are often used with high-performance CPUs (Central Processing Units) as various functions are added. For this reason, electronic devices such as POS terminals need to cool CPUs that generate more heat as performance increases.
POS端末などの電子機器は、冷却ファンと筒状のダクトを用いて冷却する構造を採用する場合がある。具体的には、ダクトの排気側に冷却ファンを取り付けるとともに、ダクトの途中にヒートシンクが取り付けられたCPUを配置して、冷却ファンの駆動によりダクトの吸気側から空気を強制的に取り込んで排気口から排気する過程で、CPUを冷却するものである。 An electronic device such as a POS terminal may employ a cooling structure using a cooling fan and a cylindrical duct. Specifically, a cooling fan is attached to the exhaust side of the duct, and a CPU with a heat sink attached is arranged in the middle of the duct, and air is forcibly taken in from the intake side of the duct by driving the cooling fan. In the process of exhausting from the CPU, the CPU is cooled.
しかしながら、従来のダクトによれば、空気の経路が1本しかない為に、吸気口から空気とともに取り込まれたホコリがヒートシンクに引っかかってしまい、冷却性能を低下させていた。また、従来のダクトによれば、吸気口から一気に空気を吸引するので、風切り音による騒音が発生していた。 However, according to the conventional duct, since there is only one air path, dust taken together with air from the intake port is caught by the heat sink, and cooling performance is lowered. Further, according to the conventional duct, since air is sucked from the intake port at once, noise due to wind noise has been generated.
実施形態の電子機器は、外装カバーと、基板と、ダクトと、ファンと、を備える。前記基板は、前記外装カバー内に備えられた冷却対象物が配置されている。前記ダクトは、前記冷却対象物を覆い、両端の何れか一方には排気口を備え、前記冷却対象物の位置から前記排気口の逆側には複数の吸気口を備えた。前記ファンは、前記ダクトの排気口に取り付けられ、当該ダクト内の空気を前記外装カバー外に排出する。そして、前記ダクトは、空気の流れにおいて、前記冷却対象物の直前に、前記ダクトの断面積以上の面積の前記吸気口を備える。 The electronic device according to the embodiment includes an exterior cover, a substrate, a duct, and a fan. The substrate is provided with a cooling object provided in the exterior cover. The duct covered the object to be cooled, provided with an exhaust port at one of both ends, and provided with a plurality of intake ports on the opposite side of the exhaust port from the position of the object to be cooled. The fan is attached to an exhaust port of the duct, and discharges air in the duct to the outside of the exterior cover. And the said duct is provided with the said inlet of the area more than the cross-sectional area of the said duct just before the said cooling target in the flow of air.
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る電子機器の最良な実施形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of an electronic apparatus according to embodiments will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施形態にかかるPOS端末100を示す外観斜視図である。電子機器であるPOS端末100の本体101は、ドロワ102の上に載置されており、ドロワ102の引出し103の開放動作を制御することができる。本体101の上面右側にはユーザインターフェースとしてのキーボード104と表示部としてのオペレータ用表示器105とが配列され、上面左側にはレシート/ジャーナルプリンタ106が配列される。オペレータ用表示器105は、一例として、液晶ディスプレイ装置である。本体101の上面後方には、客用表示器107が設けられる。また、本体101の外装カバー101aには、無数の開口110がある。
FIG. 1 is an external perspective view showing a
図2は、POS端末100の内部にある基板10を示した斜視図である。基板10は、筒状のダクト20と、冷却ファン30と、CPU50(図3参照)とを備える。そして、CPU50は、自身を冷却させるためのヒートシンク40を備える。
FIG. 2 is a perspective view showing the
ダクト20は、吸気口21a、21b、21c、21d、21e及び排気口22を備える。吸気口21aは、吸気口21b、21c、21d、21eの吸気口に比べ、排気口22から遠い位置(図2のダクト20の左面側)に空けられる。吸気口21bは、吸気口21aよりも排気口22に近く、吸気口21c、21d、21eの吸気口に比べ、排気口22から遠い位置(図2のダクト20の上側の左端)に空けられる。吸気口21cは、吸気口21a、22bよりも排気口22に近く、ダクト20の上側の位置(図2のダクト20の上側の略中央)に空けられる。吸気口21dは、吸気口21a、22bよりも排気口22に近く、ダクト20の側面の位置(図2のダクト20の奥側側面の略中央)に空けられる。吸気口21eは、吸気口21a、22bよりも排気口22に近く、ダクト20の側面の位置(図2のダクト20の手前側側面の略中央)に空けられる。排気口22は、ダクト20の端部(図2のダクト20の上側の右端)に空けられる。ダクト20は、冷却対象物であるCPU50を覆い、両端の何れか一方には排気口22を備え、冷却対象物の位置から排気口22の逆側には複数の吸気口を備える。
The
空気は粘性を有するため、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eの大きさは、ダクト20の断面積と同等以上であることが好ましい。各吸気口21a、21b、21c、21d、21eの断面積がダクト20の断面積と比較して、圧倒的に小さい場合に、風切り音が大きくなってしまう可能性がある。各吸気口21a、21b、21c、21d、21eの大きさが、ダクト20の断面積と同等以上であることで、冷却対象物の冷却を効率的に行い、騒音を抑制することができる。
Since air has viscosity, it is preferable that the size of each
ダクト20は、基板10上のCPU50及びヒートシンク40を覆う態様で配置される。ダクト20は、内部にヒートシンク40が取り付けられたCPU50(図3参照)を備える。冷却ファン30が回転して空気の排出を開始すると、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eから外気を吸引する。吸引した外気は、ダクト20で集約されて風速が増す。
The
冷却ファン30は、ダクト20の排気口22に取り付けられる。そして、冷却ファン30は、ファンを回転させることによりダクト20内の空気を排出することで空気の流れを発生させ、ヒートシンク40を冷やすことにより、CPU50を冷却させる装置である。そして、冷却ファン30は、CPU50の温度によりファンの回転数を変えることができる。ここで、図3は、冷却ファン30の制御方法を概略的に示す説明図である。冷却ファン30の制御方法には、CPU50の内部にある温度センサ51と、冷却ファン制御回路31とが用いられる。温度センサ51は、例えば、サーミスタなどである。冷却ファン制御回路31は、温度センサ51から出力される温度により、冷却ファン30を回転させるモーターに供給する電圧を変化させる。電圧が変化することでモーターの回転数が変化し、冷却ファン制御回路31は、冷却ファン30の回転数を制御する。
The
ヒートシンク40は、取り付けられたCPU50の温度を下げるための部品である。ヒートシンク40は、風が当てられることで熱が奪われ冷却される。これにより、冷却対象物であるCPU50は、冷却される。なお、冷却対象物は、CPU50以外であってもよい。例えば、冷却対象物は、GPU(Graphics Processing Unit)などであってもよい。ここで、図4は、ヒートシンク40の斜視図である。ヒートシンク40は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料を用いて作成される。ヒートシンク40は、複数の突起物41を備える。突起物41は、表面積を広げて、ヒートシンク40の冷却能力を高める効果がある。
The
外装カバー101aは、冷却ファン30から排出された空気の排出と、ダクト20が外気を取り込む吸引と、を実現するために十分な数の開口110を備える。ここで、図5は、外装カバー101aの上面を取り外した状態を示す斜視図である。ダクト20は、開口110から吸引した空気を吸気口21a、21b、21c、21d、21eから吸引する。その後、ダクト20は、排気口22から冷却ファン30によって排出された空気を、更に開口110から排出する。また、空気の流れにおいて、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eは、CPU50及びヒートシンク40の直前に位置するのが好ましい。このような各吸気口21a、21b、21c、21d、21eの位置により、冷えた外気がCPU50及びヒートシンク40に当てられるため、冷却効率は、より向上する。
The
ここで、図5により、外装カバー101aの開口110と吸気口の位置について説明する。外装カバー101aの左側面の開口110と、吸気口21a、21bとは、対面する位置にある。また、外装カバー101aの手前側の面の開口110と、吸気口21eとは、対面する位置にある。また、外装カバー101aの奥側の面の開口110と、吸気口21dとは、対面する位置にある。このように、吸気口21a、21b、21e、21dは、開口110と対面する位置にあるため外気を効率的に取り込むことが可能となる。また、排気口22は、外装カバー101aの右側面の開口110の近くにある。よって、排気口22から排出された空気は、外装カバー101a内にとどまることなく排出される。
Here, the positions of the
次に、冷却ファン30を回転させた場合の冷却処理について説明を行う。
Next, the cooling process when the cooling
冷却ファン30が回転すると、本体101の外の空気が開口110を通って本体101内に吸引される。外の空気は、ダクト20に空けられた吸気口21a、21b、21c、21d、21eからダクト20内に入り込む。
When the cooling
そして、ダクト20で集約されたことにより、空気は、風速を上げてダクト20内にあるヒートシンク40を通過する。特に、ヒートシンク40を通過する際は、ヒートシンク40があることにより、ダクト20の断面積が狭くなり風速が速くなる。
And by being concentrated in the
そして、ヒートシンク40の熱を奪った空気は、ダクト20の排気口22から冷却ファン30によって排出される。よって、ヒートシンク40に取り付けられたCPU50は、冷却される。
The air deprived of heat from the
このように、ダクト20は、複数の吸気口21a、21b、21c、21d、21eから空気を取り込む。よって、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eでの風速は、吸気口が一つの場合と比べて遅くなる。そのため、ダクト20は、風切り音を少なくすることができる。
Thus, the
また、ダクト20は、複数の吸気口21a、21b、21c、21d、21eから空気を吸引する。そのため、さまざまな気流が発生することから、ホコリは、ヒートシンク40以外の場所にも溜まることになり、ヒートシンク40自体に溜まるホコリの量が少なくなる。
The
また、吸気口21c、21d、21eは、ヒートシンク40に近い位置にある。さらに、電子機器の外装カバー101aには、複数の開口110がある。よって、吸気口21c、21d、21eは、電子機器内部の温められた空気ではなく外気がヒートシンク40にあてられることから冷却効率を高めることができる。
Further, the
以上のように、本実施形態に係る電子機器よれば、ダクト20は、ダクト20の断面積と同等の大きさの吸気口を複数備えた。これにより、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eからの空気の吸引が緩やかになり騒音の発生を抑えることができる。また、各吸気口21a、21b、21c、21d、21eから吸引することにより、ヒートシンク40だけにホコリが溜まらなくなり冷却効率の低下を防止することができる。
As described above, according to the electronic apparatus according to the present embodiment, the
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。これら新規な実施形態は、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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
なお、本実施形態において、冷却ファン30を回転させるモーターは、電圧を変えることで回転数を制御すると説明している。しかし、モーターの回転数の制御方法は、これに限らない。例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御によりモーターの回転数を制御してもよい。PWM制御の場合には、オンタイム期間にモーターの端子に電圧を印加すればよい。
In the present embodiment, it is described that the motor that rotates the cooling
なお、本実施形態において、ダクト20の吸気口21a、21b、21c、21d、21eは、冷却ファン30を基準にヒートシンク40より遠くに配置している。しかし吸気口21a、21b、21c、21d、21eの配置場所は、これに限らない。例えば、冷却ファン30を基準にヒートシンク40より近くに吸気口21a、21b、21c、21d、21eを配置してもよい。この場合、新たに設けた吸気口は、ヒートシンク40の冷却には貢献しないが、より空気の吸引が緩やかになるため、静粛性を向上させることができる。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態において、電子機器としてPOS端末100を例に説明を行った。しかし、電子機器は、POS端末100に限らない。例えば、パーソナルコンピュータ、プリンタ、複合機、計量器などであってもよい。
In the present embodiment, the
100 POS端末
101a 外装カバー
110 開口
10 基板
20 ダクト
30 冷却ファン
40 ヒートシンク
50 CPU
21a、21b、21c、21d、21e 吸気口
22 排気口
DESCRIPTION OF
21a, 21b, 21c, 21d,
Claims (3)
前記外装カバー内に備えられた冷却対象物が配置される基板と、
前記冷却対象物を覆い、両端の何れか一方には排気口を備え、前記冷却対象物の位置から前記排気口の逆側には複数の吸気口を備えたダクトと、
前記ダクトの排気口に取り付けられ、当該ダクト内の空気を前記外装カバー外に排出するファンを備え、
前記ダクトは、空気の流れにおいて、前記冷却対象物の直前に、前記ダクトの断面積以上の面積の前記吸気口を備える電子機器。 An exterior cover;
A substrate on which a cooling object provided in the exterior cover is disposed;
A duct that covers the object to be cooled, has an exhaust port on either one of both ends, and has a plurality of air intake ports on the opposite side of the exhaust port from the position of the object to be cooled;
The fan is attached to the exhaust port of the duct and includes a fan for discharging the air in the duct to the outside of the exterior cover,
The duct is an electronic device provided with the air inlet having an area equal to or larger than the cross-sectional area of the duct immediately before the object to be cooled in the flow of air .
請求項1に記載の電子機器。 The exterior cover includes a plurality of openings on the opposite side of the duct.
The electronic device according to claim 1.
を更に備え、
前記冷却対象物は、温度センサを更に備え、
前記制御回路は、前記温度センサが示す温度が高くなるに従い前記ファンの回転を早くする、
請求項1または2に記載の電子機器。 A control circuit for controlling rotation of the fan;
Further comprising
The cooling object further includes a temperature sensor,
The control circuit speeds up the rotation of the fan as the temperature indicated by the temperature sensor increases.
The electronic device according to claim 1 or 2.
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