JP5920803B2

JP5920803B2 - 電気機器

Info

Publication number: JP5920803B2
Application number: JP2011064235A
Authority: JP
Inventors: 貴幸小口
Original assignee: NEC Personal Computers Ltd
Current assignee: NEC Personal Computers Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2016-05-18
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: JP2012199499A

Description

本発明は、電気機器に関し、特に、ＰＣ、サーバ、ビデオレコーダ、デジタルテレビ等、機器内部の冷却機構を備えた電気機器に好ましく適用される技術に関するものである。

従来、ＰＣやサーバ等の情報処理装置において、ＣＰＵ、ＨＤＤ、電源等のデバイスは、使用状態においてかなりの発熱量がある。その冷却には装置内部にファン等を設置し、装置外部の空気を吸気口から吸気して排気口へ排気することにより強制的に空気を装置内に送り込み、該デバイスの規定の温度まで冷却している。

一方、このようなファン等の冷却装置を使用することにより、装置内部に送り込まれた空気中の浮遊塵埃が情報処理装置内に入り込むこともあり、その場合、装置内に塵埃がたまってしまったり、ファン等の冷却装置による送風で排気口に付着してしまったりする。排気口に塵埃が付着して目詰まりを起こすと、排気空気量が減少して装置内の熱気が装置内へ循環してしまい、そのまま長時間使用すると、ついには装置内部の冷却が十分できなくなり、上述したデバイス等の温度が規定温度以上に上昇して装置が動作不能となる可能性も生じてくる。

なお、上記事情は、ＰＣやサーバ等の情報処理装置に限らず、ビデオレコーダ等の映像再生記録装置等にも同様であり、いわば機器内部の冷却機構を備えた電気機器に共通の問題である。

これに対して、例えば特許文献１には、防塵フィルタの目詰まり状態を正確に検知できるようにした塵埃検知装置が開示されている。当該塵埃検知装置では、排気口を挟んで筐体の内外に取り付けられた２つの圧力センサが所定のタイミングで圧力を検出し、処理部が両圧力センサの検出値の差を演算して、この差が所定の値より小さいとき防塵フィルタの目詰まりと判断する。

特開２００１−２５２５１３号公報

特許文献１の発明は、圧力センサを用いて筐体内外の風量の違いを把握することで防塵フィルタの目詰まりを検知するものである。このため、冷却ファン停止時においてフィルタの目詰まりを検知することはできない。最近の電気機器への省電力化の要請を鑑みた場合、冷却ファン停止時においてもフィルタの目詰まりを検知できるようにすることが望ましい。

そこで、本発明は、機器内部を冷却するためのファンを備えた電気機器において、ファンの動作状態にかかわらず、排気口への塵埃付着による目詰まりを検知し、機器内部を効率的に冷却できるようにすることを目的とする。

本発明の電気機器は、機器内部を冷却するためのファンを備えた電気機器であって、機器外部の照度を検出する第１の照度検出手段と、ファンにより発生した風を排出する排気口近傍又はファンにより発生した風を吸入する吸入口近傍における機器内部の照度を検出する第２の照度検出手段と、第１及び第２の照度検出手段による検出結果に基づいて、第２の照度検出手段の近傍である排気口への埃付着を判定する制御手段と、を有する。

また、上記の電気機器において、制御手段が、第１の照度検出手段による検出結果と第２の照度検出手段による差分が所定の値を上回った場合、排気口又は吸入口に埃が付着していると判定し、ファンの回転速度を上昇させるものであってもよい。

また、上記の電気機器において、制御手段が、第１の照度検出手段による検出結果と第２の照度検出手段による差分が所定の値から上回った状態が所定の期間継続した場合、排気口又は吸入口に埃が付着している旨を通知するものであってもよい。

また、上記の電気機器において、ファンの回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、制御手段が、回転速度検出手段による検出結果が所定の値を下回った場合、ファンに埃が付着していると判定し、ファンの回転速度を上昇させるものであってもよい。

また、上記の電気機器において、制御手段が、回転速度検出手段による検出結果が所定の値を下回った状態が所定の期間継続した場合、ファンに埃が付着している旨を通知するものであってもよい。

また、上記の電気機器において、機器内部の温度を検出する温度検出手段を有し、制御手段が、温度検出手段による検出結果が所定の値を上回った場合、機器内部の温度が上昇していると判定し、ファンの回転速度を上昇させるものであってもよい。

また、上記の電気機器において、記憶手段が、温度検出手段による検出結果を温度情報のデータベースとして蓄積するものであってもよい。

本発明によれば、機器内部を冷却するためのファンを備えた電気機器において、ファンの動作状態にかかわらず、排気口への塵埃付着による目詰まりを検知し、機器内部を効率的に冷却することが可能となる。

本発明の実施形態に係るＰＣの構成を示したブロック図である。本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整・埃付着通知処理（光センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整・埃付着通知処理（速度センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整（熱センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。本発明の実施形態に係る機器内温度情報のデータベース例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

はじめに構成について述べる。図１は、本発明の実施形態に係るＰＣの構成を示したブロック図である。本実施形態のＰＣ１は、コントローラ１０、光センサＡ１１、光センサＢ１２、速度センサ１３、駆動モータ１４、ファン１５、熱センサ１６、メモリ１６、メモリ１７、ディスプレイ１８、スピーカ１９を有する。

コントローラ１０は、各デバイス（光センサＡ１１〜スピーカ１９）を制御して、本実施形態における埃付着検知、機器内温度調整、埃付着通知処理を行う。所定の記憶装置（ＲＯＭ等）に格納されたプログラムを読み込んだＣＰＵにより構成してもよいし、専用の回路等により構成してもよい。

光センサＡ１１は、ＰＣ１の装置外部（筐体外）の照度を検出するセンサである。光センサＢ１２は、ＰＣ１の装置内部（筐体内）における排気口近傍の照度を検出するセンサである。両センサによる検出結果は、メモリ１７に一時的に記憶されたうえで、コントローラ１０によって定期的に取得される。

速度センサ１３は、ファン１５の回転速度を検出するセンサである。速度センサ１３による検出結果は、メモリ１７に一時的に記憶されたうえで、コントローラ１０によって定期的に取得される。

駆動モータ１４は、コントローラ１０からの命令に従ってファン１５の回転駆動を行うモータである。

ファン１５は、駆動モータ１４の駆動を受けて回転し、吸気口から吸気した空気を筐体内に送り込んで排気口へ排気する。

熱センサ１６は、筐体内の温度を検出するセンサである。熱センサ１６による検出結果は、メモリ１７に筐体内温度情報のデータベースとして記憶されたうえで、コントローラ１０によって定期的に取得される。

メモリ１７は、光センサＡ１１、光センサＢ１２、速度センサ１３の検出結果を取得して一時的に記憶し、熱センサの検出結果を筐体内温度情報のデータベースとして記憶する。また、埃付着や筐体内の温度情報を判定する際に用いる閾値（照度の差分の判定値）や基準値（回転速度、温度）のデータを記憶する。メモリ１７は、ＲＯＭやＲＡＭで構成してもよく、またコントローラをＣＰＵで構成したとき読み込まれる制御プログラム等を記憶してもよい。

ディスプレイ１８は、ユーザへの画面出力を行う表示装置で、コントローラ１０からの命令に従ってユーザに対する埃付着通知を行う。スピーカ１９は、ユーザへの音声出力を行う表示装置で、コントローラ１０からの命令に従ってユーザに対する埃付着通知を行う。

本実施形態のＰＣ１は、排気口埃付着検知機能、ファン埃付着検知機能、筐体内温度上昇検知機能、ファン回転速度調整機能、ファン埃付着通知機能を持つ。

排気口埃付着検知機能は、光センサＡ１１及び光センサＢ１２の検出結果に基づいて、排気口への埃付着を検知する機能である。ファン埃付着検知機能は、速度センサ１３の検出結果に基づいて、ファンへの埃付着を検知する機能である。筐体内温度上昇検知機能は、熱センサ１６の検出結果を蓄積した筐体内温度情報のデータベースに基づいて、筐体内の温度上昇を検知する機能である。ファン回転速度調整機能は、排気口への埃付着、ファンへの埃付着、筐体内の温度上昇が検知されたとき、ファン１５の回転速度を上昇させて、排気口やファンに付着した埃を除去したり、筐体内温度を適正に保つ機能である。ファン埃付着通知機能は、排気口やファンに埃が付着した状態が一定期間継続したとき、ディスプレイ１８やスピーカ１９を介して埃付着をユーザに通知して清掃を推奨する機能である。

次に動作処理について述べる。図２は、本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整・埃付着通知処理（光センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。

まず、コントローラ１０は、光センサＡ１１から検出結果（筐体外の照度）を取得する（ステップＳ１０１）。また、光センサＢ１２から検出結果（筐体内の照度）を取得する（ステップＳ１０２）。タイマ値が０の場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、両センサの検出結果の差分とメモリ１７から読み込んだ閾値との比較を行う（ステップＳ１０４）。

差分が閾値以上の場合（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、排気口に塵埃が付着していると判定し（ステップＳ１０５）、駆動モータ１４によりファン１５の回転速度を上昇させる（ステップＳ１０６）。そして、タイマでの計測を開始する（ステップＳ１０７）。なお、タイマはコントローラ１０内に設けても、コントローラ１０とは別に設けてもよい。一方、差分が閾値未満の場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、コントローラ１０は、タイマをリセットし（ステップＳ１１０）、両センサの検出結果に基づく埃付着判定を行う（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０８）。

コントローラ１０は、一旦、排気口への埃付着と判定してタイマでの計測を開始した後（ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７）には、一定のタイミングでタイマの計測時間（タイマ値）を監視し、所定時間が経過するまで（ステップＳ１０８／ＮＯ）、両センサの検出結果の差分と閾値との比較を繰り返す（ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３／ＮＯ、ステップＳ１０９）。差分が閾値以上である間（ステップＳ１０９／ＹＥＳ）は、タイマの計測が継続され（ステップＳ１０８）、所定時間経過する前に（ステップＳ１０８／ＮＯ）差分が閾値未満となれば（ステップＳ１０９／ＮＯ）、コントローラ１０は、タイマをリセットする（ステップＳ１１０）。

光センサＡ１１及び光センサＢ１２の検出結果の差分が閾値以上である状態が所定時間継続した場合（ステップＳ１０８／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ディスプレイ（ＤＰ）１８やスピーカ（ＳＰ）１９により、排気口に塵埃が付着していることを通知する（ステップＳ１１１）。

図３は、本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整・埃付着通知処理（速度センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。

まず、コントローラ１０は、速度センサ１３から検出結果（ファンの回転速度の検出値）を取得する（ステップＳ２０１）。また、メモリ１７から基準値（あらかじめ設定したファンの回転速度）を取得する（ステップＳ２０２）。タイマ値が０の場合（ステップＳ２０３／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、速度センサ１３による検出値と基準値との比較を行う（ステップＳ２０４）。

検出値が基準値未満の場合（ステップＳ２０４／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ファンに塵埃が付着していると判定し（ステップＳ２０５）、駆動モータ１４によりファン１５の回転速度を上昇させる（ステップＳ２０６）。そして、タイマでの計測を開始する（ステップＳ２０７）。一方、検出値が基準値以上の場合（ステップＳ２０４／ＮＯ）、コントローラ１０は、タイマをリセットし（ステップＳ２１０）、速度センサ１３の検出結果に基づく埃付着判定を行う（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８）。

コントローラ１０は、一旦、ファンへの埃付着と判定してタイマでの計測を開始した後（ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７）には、一定のタイミングでタイマの計測時間（タイマ値）を監視し、所定時間が経過するまで（ステップＳ２０８／ＮＯ）、速度センサ１３による検出値と基準値との比較を繰り返す（ステップＳ２０１〜ステップＳ２０３／ＮＯ、ステップＳ２０９）。検出値が基準値未満である間（ステップＳ２０９／ＹＥＳ）は、タイマの計測が継続され（ステップＳ２０８）、所定時間経過する前に（ステップＳ２０８／ＮＯ）検出値が基準値以上となれば（ステップＳ２０９／ＮＯ）、コントローラ１０は、タイマをリセットする（ステップＳ２１０）。

速度センサ１３による検出値が基準値未満である状態が所定時間継続した場合（ステップＳ２０８／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、ディスプレイ（ＤＰ）１８やスピーカ（ＳＰ）１９により、ファンに塵埃が付着していることを通知する（ステップＳ２１１）。

図４は、本発明の実施形態に係る埃付着検知・ファン回転速度調整（熱センサを利用したもの）の流れを示したフローチャートである。

まず、コントローラ１０は、熱センサ１６の検出結果（筐体内の温度情報）をメモリ１７から読み込んで取得する（ステップＳ３０１）。ここでの検出結果は、一定のタイミングで熱センサ１６が検出した値をメモリ１７にデータベースとして記憶した温度情報である。図５にデータベースの例を示す。例えば、経過時間を所定のレンジで区切り、その時間帯での最高値（ＭＡＸ）、最小値（ＭＩＮ）、平均値（ＡＶＥ）を検出値として基準値とともに保持する。このようにデータベース化することで、瞬間的な温度変化にとらわれることなくロングスパンでの温度上昇を検知できるようにする。

フローに戻ると、コントローラ１０は、基準値（あらかじめ設定したファンの回転速度）をメモリ１７から読み込んで取得する（ステップＳ３０２）。タイマ値が０の場合（ステップＳ３０３／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、熱センサ１６による検出値と基準値との比較を行う（ステップＳ３０４）。

検出値が基準値を超えている場合（ステップＳ３０４／ＹＥＳ）、コントローラ１０は、筐体内の温度が上昇していると判定し（ステップＳ３０５）、駆動モータ１４によりファン１５の回転速度を上昇させる（ステップＳ３０６）。そして、タイマでの計測を開始する（ステップＳ３０７）。なお、ここでタイマによる計測を行うのは、所定のタイミングで検出値と基準値との比較を行うためである。一方、検出値が基準値以下の場合（ステップＳ３０４／ＮＯ）、筐体内の温度に問題はなくファン１５による冷却が機能しているといえ、終了となる。

コントローラ１０は、一旦、筐体内温度の上昇と判定してタイマでの計測を開始した後（ステップＳ３０５〜ステップＳ３０７）には、一定のタイミングで（ステップＳ３０８／ＹＥＳ）、熱センサ１６による検出値と基準値との比較を行う（ステップＳ３０１〜ステップＳ３０３／ＮＯ、ステップＳ３０９）。

検出値が基準値を超えている（ステップＳ３０９／ＹＥＳ）場合、コントローラ１０は、タイマをリセットして計測を開始する（ステップＳ３１０）。すなわち、機器内の温度上昇が解消されない状態が継続している間は、タイマを計測して一定のタイミングで熱センサ１６による検出値と基準値との比較を繰り返す。他方、検出値が基準値以下となれば（ステップＳ３０９／ＮＯ）、コントローラ１０は、駆動モータ１４により、ファン１５の回転速度を上昇前に戻す（ステップＳ３１１）。

なお、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、上記の実施形態では、光センサＢを排気口近傍に設けたが、光センサＢは吸気口近傍に設けるように構成してもよいし、また排気口近傍及び吸気口近傍の双方に設けるように構成してもよい。また、本発明は、機器内部の冷却機構を備えた電気機器に適用することができ、このような電気機器としては、サーバ等の情報処理装置、ビデオレコーダ等の映像再生記録装置、またテレビ受信装置等が挙げられる。

１ＰＣ
１０コントローラ
１１光センサＡ
１２光センサＢ
１３速度センサ
１４駆動モータ
１５ファン
１６熱センサ
１７メモリ
１８ディスプレイ
１９スピーカ

Claims

機器内部を冷却するためのファンを備えた電気機器であって、
機器外部の照度を検出する第１の照度検出手段と、
前記ファンにより発生した風を排出する排気口近傍又は前記ファンにより発生した風を吸入する吸入口近傍における機器内部の照度を検出する第２の照度検出手段と、
前記第１及び第２の照度検出手段による検出結果に基づいて、前記第２の照度検出手段の近傍である前記排気口への埃付着を判定する制御手段と、
を有することを特徴とする電気機器。
前記制御手段は、前記第１の照度検出手段による検出結果と前記第２の照度検出手段による差分が所定の値を上回った場合、前記排気口に埃が付着していると判定し、前記ファンの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
前記制御手段は、前記第１の照度検出手段による検出結果と前記第２の照度検出手段による差分が所定の値から上回った状態が所定の期間継続した場合、前記排気口に埃が付着している旨を通知することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器。
前記ファンの回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記回転速度検出手段による検出結果が所定の値を下回った場合、前記ファンに埃が付着していると判定し、前記ファンの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気機器。
前記制御手段は、前記回転速度検出手段による検出結果が所定の値を下回った状態が所定の期間継続した場合、前記ファンに埃が付着している旨を通知することを特徴とする請求項４に記載の電気機器。
機器内部の温度を検出する温度検出手段を有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出結果が所定の値を上回った場合、機器内部の温度が上昇していると判定し、前記ファンの回転速度を上昇させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気機器。
前記温度検出手段による検出結果を温度情報のデータベースとして蓄積する記憶手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の電気機器。