JP7234664B2 - 検知システム - Google Patents

Description

本発明は、検知システムに関し、特に電子機器の内部に設けられた流路を切り替えるダンパを備えた流路分岐構造における流路の切り替えを検知できる検知システムに関する。

一般的な流路分岐構造では、ダクト（配管）を流れている空気等の流体の流路が切り替えられる際、ダンパ等が用いられて機構的に片方の流路が閉塞される。片方の流路が閉塞されると、もう片方の流路に流れるように流体が誘導される。

上記のダンパ自体は、流路を切り替えることのみを主な目的とする単純な機構部品である。すなわち、流路分岐構造が使用される場合、ダンパ以外の他の装置が流路の切り替えを検知する方法が用いられることが多い。

特許文献１～特許文献３には、流路分岐構造に関する技術がそれぞれ記載されている。特許文献１には、除湿機等に接続されるダクトに介設され、風向きを切り替えるためのダンパボックスが記載されている。

また、特許文献２には、サイドベント吹出口から吹き出す空気量を調節する機能を備えた車両用空調装置が記載されている。

また、特許文献３には、乗員用区画室における空気を加熱、換気および冷却するための手段を含む自動車用空気調和装置が記載されている。

実開平１－１３６８４５号公報 特開２００２－３７０５２０号公報 特表２０１６－５３１７８２号公報

ダンパ以外の他の装置が流路の切り替えを検知する方法には、以下に述べる課題がある。例えば、ダンパによる切り替えに応じて機構的に可動する指針等を配管の外部に設置することによって、視覚的に分かりやすいように切り替え状態を表示する方法がある。

なお、切り替え状態は、流体がどちらの流路を流れているかを表す。すなわち、切り替え状態を継続的に監視すれば、管理者は、流路の切り替えが行われたか否かが分かる。

上記の表示方法が用いられる場合、指針が配管内のダンパの切り替え部付近に設置されていることが多いため、管理者には、指針を目視して切り替え状態を確認することが求められる。すなわち、遠方から切り替え状態を監視することが困難であることが、第１の課題である。

また、流路分岐構造における分岐部付近の流路内圧力または流路内流速を検知し、検知された値を予め設定された圧力の閾値または流速の閾値と比較することによって、流路の切り替えを検知する方法がある。

しかし、流路内圧力の値、または流路内流速の値は、切り替え以外の要因に応じても変動する。すなわち、上記の検知方法が使用された場合、切り替え状態を正確に把握することが困難になる可能性があることが、第２の課題である。

また、閾値の信頼度が低い場合、検知された値が閾値を超えていてもダンパの切り替え部が完全に切り替わっていない可能性がある。切り替え部が完全に切り替わっておらず一部の流体が別流路に流れ込んでしまった場合、上記の検知方法を使用した管理者は、一部の流体が別流路に流れ込んだ状態を把握できなくなる可能性がある。上述したように、閾値を用いる検知方法が使用されると、正確な切り替え状態を把握することが困難になる可能性がある。

また、ダンパの切り替え部にモータを搭載し、モータの回転の度合いを検出することによって流路の切り替えを検知する方法がある。

上記の検知方法が用いられる場合、モータに加えて、モータの回転の度合いを検出する装置も求められる。すなわち、上記の検知方法が用いられると、ダンパを含むシステム全体の構造が複雑になる傾向がある。

また、流路の切り替えにモータが使用されるため、切り替えの動作自体に電力を供給することが求められる。電力の供給が求められること自体も、システム全体の構造を複雑にする要因になる。

すなわち、上記の検知方法が用いられると、システム全体の構造が複雑になることが、第３の課題である。第１の課題～第３の課題を解決できる流路の切り替えの検知方法は、特許文献１～特許文献３には記載されていない。

そこで、本発明は、上述した課題を解決する、流路分岐構造における流路の切り替えを正確かつ容易に検知できる検知システムを提供することを目的とする。

本発明による検知システムは、流路分岐構造と、流路分岐構造における流路の切り替えを検知する検知装置とを含む検知システムであって、流路分岐構造は、流路の分岐点に設けられた導体である軸部と、分岐した一方の流路の内壁に設けられた導体である第１ストッパ部と、分岐した他方の流路の内壁に設けられた導体である第２ストッパ部と、基端部が軸部に枢着され、先端部が第１ストッパ部または第２ストッパ部に接触する導体であるプレート部とを有し、検知装置は、軸部、第１ストッパ部、および第２ストッパ部それぞれと配線を介して接続され、第１ストッパ部と先端部が接触したこと、および第２ストッパ部と先端部が接触したことをそれぞれ検知する検知部を有する。

本発明によれば、流路分岐構造における流路の切り替えを正確かつ容易に検知できる。

本発明による検知システムの第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。 切り替え検知機能を有するダンパ部１２０の近傍を示す側面図である。 検知システム１０が相当するスイッチ回路の例を示す説明図である。 ダンパ部１２０における流路の切り替えの例を示す側面図である。 ダンパ部１２０における流路の切り替えの他の例を示す側面図である。 本発明による検知システムの第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。 送風機３５１の近傍を示す側面図である。 ダンパ部３４０の近傍を示す側面図である。 発熱体３３０の近傍を示す側面図である。 ダンパ部３４０における流路の切り替えの例を示す側面図である。 プレート部１２１と第１ストッパ部１２２の変形例を示す側面図である。 本発明による検知システムの概要を示すブロック図である。

実施形態１．
［構成の説明］
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明による検知システムの第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図１に示す検知システム１０は、流路分岐構造１００と、検知装置２００とを含む。図１は、流路分岐構造１００の全体構成の例を示す。

図１に示す流路分岐構造１００は、分岐部に切り替え検知機能を有するダンパを含む。流路分岐構造１００は、送風機やポンプ等が流体をダクト内に送り出す際、分岐部のダンパを用いて流体の流路を切り替えることができる機能を有する。

また、図１に示す検知装置２００は、流路分岐構造１００における流路の切り替えを容易に検知できる機能を有する。図１に示すように、検知装置２００は、検知部２１０を含む。また、検知装置２００は、有線を介して流路分岐構造１００と接続されている。

図２は、切り替え検知機能を有するダンパ部１２０の近傍を示す側面図である。図２（ｂ）に示すように、流路分岐構造１００は、ダクト１１０と、ダンパ部１２０とを含む。

また、図２（ａ）に示すように、ダンパ部１２０は、プレート部１２１と、第１ストッパ部１２２と、第２ストッパ部１２３と、シャフト部（軸部）１２４とを有する。なお、図２に示す黒色の矢印は、空気の流れを表す。

図２（ａ）に示すように、シャフト部１２４は、流路の分岐点に設けられている。また、第１ストッパ部１２２は、分岐した一方の流路の内壁に設けられている。また、第２ストッパ部１２３は、分岐した他方の流路の内壁に設けられている。

また、図２（ａ）に示すように、プレート部１２１は、基端部がシャフト部１２４に枢着され、先端部が第１ストッパ部１２２または第２ストッパ部１２３に接触する。

本実施形態において、プレート部１２１、第１ストッパ部１２２、第２ストッパ部１２３、およびシャフト部１２４は、流路の切り替えを検知するスイッチの構成要素の一部に相当する。よって、検知装置２００は、ダンパ部１２０以外の他の装置を使用せずに、流路の切り替えを検知できる。以下、検知装置２００が流路の切り替えを検知できる理由を説明する。

図３は、検知システム１０が相当するスイッチ回路の例を示す説明図である。例えば、ダンパ部１２０における流路の切り替えを検知する検知装置２００は、図３に示すように、ダンパ部１２０のシャフト部１２４を接点ＣＯＭ（コモン）、プレート部１２１をスイッチ（ＳＷ）切り替え部、切り替え検知部Ａを接点Ａ、切り替え検知部Ｂを接点Ｂとしてそれぞれ扱う。

なお、切り替え検知部Ａは第１ストッパ部１２２に、切り替え検知部Ｂは第２ストッパ部１２３にそれぞれ相当する。図３に示す回路の一部としてダンパ部１２０が扱われるように、予め検知装置２００とダンパ部１２０との間に配線が施される。

具体的には、検知装置２００の検知部２１０は、第１ストッパ部１２２、第２ストッパ部１２３、シャフト部１２４それぞれと配線を介して接続される。また、ダンパ部１２０の各要素が、いずれも導体で構成される。

各接点とスイッチ切り替え部との接触を検知装置２００の検知部２１０が検知することによって、流路の切り替え状態と各接点の接触状態とが一致するシステムとして検知システム１０が実現される。以下、検知部２１０による検知処理の具体例を説明する。

図４は、ダンパ部１２０における流路の切り替えの例を示す側面図である。図４に示す黒色の矢印は、空気の流れを表す。例えば、図４（ａ）に示すように、プレート部１２１がどちらのストッパ部にも接触していない状態で、流路分岐構造１００の右下方から流体（空気）が流入してきたとする。

図４（ｂ）に示すように、プレート部１２１は、第１ストッパ部１２２に接触する。プレート部１２１が第１ストッパ部１２２に接触した時、検知部２１０は、スイッチ切り替え部が接点Ａに接触したことを検知する。

すなわち、スイッチ切り替え部が接点Ａに接触したことを検知したことはプレート部１２１が第１ストッパ部１２２に接触したことを検知したことに相当するため、検知部２１０は、ダンパ部１２０における流路の切り替えを検知できる。

図５は、ダンパ部１２０における流路の切り替えの他の例を示す側面図である。図５に示す黒色の矢印は、空気の流れを表す。例えば、図５（ａ）に示すように、プレート部１２１がどちらのストッパ部にも接触していない状態で、流路分岐構造１００の左下方から流体（空気）が流入してきたとする。

図５（ｂ）に示すように、プレート部１２１は、第２ストッパ部１２３に接触する。プレート部１２１が第２ストッパ部１２３に接触した時、検知部２１０は、スイッチ切り替え部が接点Ｂに接触したことを検知する。

すなわち、スイッチ切り替え部が接点Ｂに接触したことを検知したことはプレート部１２１が第２ストッパ部１２３に接触したことを検知したことに相当するため、検知部２１０は、ダンパ部１２０における流路の切り替えを検知できる。

［効果の説明］
本実施形態のように、切り替え検知機能を有するダンパ部１２０を含む分岐部を備える流路分岐構造１００が用いられることによって、以下の効果が実現されることが期待される。

検知装置２００は、ダンパ部１２０と配線を介して接続されているため、ダンパ部１２０と遠く離れた場所に設置されていても流路の切り替えを検知できる。

また、プレート部１２１が何らかの理由により途中で止まってしまい、完全に流路が切り替わっていない現象が発生することが考えられる。上記の現象が発生した場合であっても、検知装置２００は、プレート部１２１が所定時間以上ストッパ部（スイッチ回路の切り替え検知部）に触れていないことを検知することによって、プレート部１２１が途中で止まってしまっていることを早期に検知できる。

また、本実施形態において流路を切り替えることを目的とするダンパ部１２０が、切り替え検知スイッチとして兼用されている。ダンパ部１２０が切り替え検知スイッチとして兼用されることによって、別途用意することが求められた切り替えを通知する専用の装置が不要になる。従って、ダンパ部１２０を含むシステム全体の構成が簡素化されるため、システムの信頼性が向上する。

実施形態２．
［構成の説明］
次に、本発明による検知システムの第２の実施形態を、図面を参照して説明する。図６は、本発明による検知システムの第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図６に示すように、検知システム２０は、検知装置２００と、テレビ送信機３００とを含む。検知装置２００は、有線を介してテレビ送信機３００と接続されている。

図６に示すように、テレビ送信機３００は、機器筐体３１０と、送風ダクト３２０と、発熱体３３０と、ダンパ部３４０と、送風機３５１～送風機３５２とを含む。また、図６に示す黒色の矢印は、空気の流れを表す（他の図においても同様）。

すなわち、テレビ送信機３００の構造は、分岐部を含む送風ダクト３２０を備える冷却構造に相当する。本実施形態のテレビ送信機３００は、内部の発熱体３３０を冷却できる電子機器である。

また、ダンパ部３４０は、第１の実施形態のダンパ部１２０に相当する。図６に示すように、ダンパ部３４０は、プレート部３４１と、第１ストッパ部３４２と、第２ストッパ部３４３と、シャフト部３４４とを有する。

プレート部３４１、第１ストッパ部３４２、第２ストッパ部３４３、およびシャフト部３４４は、第１の実施形態におけるプレート部１２１、第１ストッパ部１２２、第２ストッパ部１２３、およびシャフト部１２４とそれぞれ同様である。

また、本実施形態においても、ダンパ部３４０における流路の切り替えを検知する検知装置２００とダンパ部３４０とが、配線を介して接続されている。具体的には、検知装置２００の検知部２１０は、第１ストッパ部３４２、第２ストッパ部３４３、シャフト部３４４それぞれと配線を介して接続されている。

以下、テレビ送信機３００の使用例を、図７～図９を参照して説明する。図７は、送風機３５１の近傍を示す側面図である。図７に示すように、発熱体３３０を冷却するために、送風機３５１が冷却風を送る。図７は、正面左側に位置する送風機３５１が稼働した例を示す。

図８は、ダンパ部３４０の近傍を示す側面図である。次いで、図８に示すように、ダンパ部３４０のプレート部３４１が、第２ストッパ部３４３（スイッチ回路の切り替え検知部）に接触する。

プレート部３４１が第２ストッパ部３４３に接触すると、検知装置２００の検知部２１０は、第１の実施形態と同様の方法で流路の切り替えを検知する。また、流路の切り替えが検知されると同時に、ダンパ部３４０のプレート部３４１が、分岐部における他方の流路を閉塞する。

図９は、発熱体３３０の近傍を示す側面図である。最終的に、図９に示すように、発熱体３３０に冷却風が流れることによって、発熱体３３０が冷却される。

［効果の説明］
本実施形態のように、２台の送風機が冷却を行う電子機器において、切り替え検知機能を有するダンパ部３４０を含む分岐部を備える流路分岐構造が用いられることによって、以下の効果が実現されることが期待される。

検知装置２００は、分岐部におけるダンパ部３４０が切り替えを行ったことで、流路が切り替えられたことを検知できる。すなわち、２台の送風機が設置されている場合、検知装置２００は、どちらの送風機が稼働しているかを検知できる。

上述したように、本実施形態の検知装置２００は、２台の送風機が冷却を行う電子機器において、送風機のいずれか１つのみが稼働している場合に、容易に流路や稼働中の送風機の切り替えを検知できる。

また、送風機の冗長性を持たせるために通常時において同時に２台の送風機を稼働させる装置に対して本実施形態の流路分岐構造が用いられている場合も、検知装置２００は、どちらかの送風機が故障したことを検知できる。

図１０は、ダンパ部３４０における流路の切り替えの例を示す側面図である。図１０（ａ）に示すように、通常時において同時に２台の送風機を稼働させる装置に用いられている流路分岐構造において、２台の送風機が各々の流路から空気を流入させる。

２台の送風機から流入された空気により、プレート部３４１は、図１０（ａ）に示すように、中央付近に位置する。なお、本例において２台の送風機から流入される空気の量は、同程度である。

図１０（ａ）に示す状態において、左側の送風機が故障し、左下方から流入される空気の量が低下した場合、または無くなった場合を考える。右側の送風機から送り出される空気により、プレート部３４１は、図１０（ｂ）に示すように第１ストッパ部３４２に接触する。

プレート部３４１が第１ストッパ部３４２に接触したことを検知することによって、検知装置２００は、左側の送風機が故障したことを検知できる。同様にプレート部３４１が第２ストッパ部３４３に接触したことを検知することによって、検知装置２００は、右側の送風機が故障したことを検知できる。

なお、本実施形態の流路分岐構造が製品等に応用される際に流路分岐構造が簡素な形状のみで構成される場合、プレート部がストッパ部に接触する箇所の付近を流体が通過することによって、接触する箇所の付近において微振動が発生する場合が考えられる。

微振動が発生すると、チャタリングが発生したり、時間の経過と共にプレート部またはストッパ部が摩耗したりして、プレート部およびストッパ部が劣化する可能性がある。

プレート部およびストッパ部の劣化を遅らせるために、例えば第１の実施形態において、図１１に示す構造を用いることが考えられる。図１１は、プレート部１２１と第１ストッパ部１２２の変形例を示す側面図である。

図１１（ａ）に示すように、第１ストッパ部１２２に板バネ１２５が用いられている。また、プレート部１２１の先端部１２６の構造は、第１ストッパ部１２２の板バネ１２５に挿入可能な構造である。

図１１（ｂ）に示すように、プレート部１２１が第１ストッパ部１２２に接触する際、第１ストッパ部１２２の板バネ１２５の弾性力により、プレート部１２１の先端部１２６が所定の大きさの力で板バネ１２５により保持される。すなわち、板バネ１２５の弾性力により、プレート部１２１の先端部１２６と第１ストッパ部１２２の板バネ１２５が接触した状態が保持されるため、微振動の発生が抑制される。

図１１に示す板バネ１２５の弾性力は、板バネ１２５の形状や材質で調整可能である。また、板バネ１２５の弾性力は、流体の流路の切り替えに求められる流量に基づいて任意に定められてもよい。また、第２ストッパ部１２３にも板バネが用いられ、プレート部１２１の先端部の構造が第２ストッパ部１２３の板バネに挿入可能な構造であってもよい。

なお、各実施形態の検知装置２００は、例えば、記憶媒体に格納されているプログラムに従って処理を実行するCPU(Central Processing Unit)によって実現される。すなわち検知部２１０は、例えば、プログラム制御に従って処理を実行するCPUによって実現される。

また、各実施形態の検知装置２００における検知部２１０は、ハードウェア回路によって実現されてもよい。一例として、検知部２１０が、LSI(Large-scale Integrated Circuit)で実現される。

次に、本発明の概要を説明する。図１２は、本発明による検知システムの概要を示すブロック図である。本発明による検知システム３０は、流路分岐構造４０（例えば、流路分岐構造１００）と、流路分岐構造４０における流路の切り替えを検知する検知装置５０（例えば、検知装置２００）とを含む検知システムであって、流路分岐構造４０は、流路の分岐点に設けられた導体である軸部４１（例えば、シャフト部１２４）と、分岐した一方の流路の内壁に設けられた導体である第１ストッパ部４２（例えば、第１ストッパ部１２２）と、分岐した他方の流路の内壁に設けられた導体である第２ストッパ部４３（例えば、第２ストッパ部１２３）と、基端部が軸部４１に枢着され、先端部が第１ストッパ部４２または第２ストッパ部４３に接触する導体であるプレート部４４（例えば、プレート部１２１）とを有し、検知装置５０は、軸部４１、第１ストッパ部４２、および第２ストッパ部４３それぞれと配線を介して接続され、第１ストッパ部４２と先端部が接触したこと、および第２ストッパ部４３と先端部が接触したことをそれぞれ検知する検知部５１（例えば、検知部２１０）を有する。

そのような構成により、検知システムは、流路分岐構造における流路の切り替えを正確かつ容易に検知できる。

また、検知部５１は、軸部４１を接点ＣＯＭ、第１ストッパ部４２を接点Ａ、第２ストッパ部４３を接点Ｂとしてそれぞれ扱ってもよい。

そのような構成により、検知システムは、スイッチ回路を構成できる。

また、検知部５１は、先端部が所定時間以上第１ストッパ部４２と第２ストッパ部４３のいずれにも接触していないことを検知してもよい。

そのような構成により、検知システムは、流路の切り替えが完全に行われなかった可能性を検知できる。

また、流路分岐構造４０は、流体による冷却が求められる発熱体を備える装置の内部に設けられていてもよい。

そのような構成により、検知システムは、冷却用流体の流路の切り替えを検知できる。

また、装置は、流路分岐構造４０における分岐した一方の流路から空気を発熱体に送る送風機（例えば、送風機３５１）と、流路分岐構造４０における分岐した他方の流路から空気を発熱体に送る送風機（例えば、送風機３５２）とを備え、検知部５１は、２台の送風機のいずれが稼働しているかを検知してもよい。

そのような構成により、検知システムは、稼働中の送風機の切り替えを検知できる。

また、検知部５１は、２台の送風機のいずれが故障しているかを検知してもよい。

そのような構成により、検知システムは、故障した送風機を検知できる。

また、第１ストッパ部４２は、板バネ（例えば、板バネ１２５）を有し、先端部（例えば、先端部１２６）は、板バネに挿入可能でもよい。また、第２ストッパ部４３は、板バネを有し、先端部は、板バネに挿入可能でもよい。

そのような構成により、検知システムは、プレート部およびストッパ部の劣化を遅らせることができる。

本発明は、発熱体を内蔵し、何らかの流体が発熱体を冷却する構造を有する電子機器等に好適に適用される。

１０、２０、３０ 検知システム
４０、１００ 流路分岐構造
４１ 軸部
１１０ ダクト
１２０、３４０ ダンパ部
４２、１２２、３４２ 第１ストッパ部
４３、１２３、３４３ 第２ストッパ部
４４、１２１、３４１ プレート部
１２４、３４４ シャフト部
１２５ 板バネ
１２６ 先端部
５０、２００ 検知装置
５１、２１０ 検知部
３００ テレビ送信機
３１０ 機器筐体
３２０ 送風ダクト
３３０ 発熱体
３５１～３５２ 送風機

Claims (8)

1. 流路分岐構造と、前記流路分岐構造における流路の切り替えを検知する検知装置とを含む検知システムであって、
   前記流路分岐構造は、
   流路の分岐点に設けられた導体である軸部と、
   分岐した一方の流路の内壁に設けられた導体である第１ストッパ部と、
   分岐した他方の流路の内壁に設けられた導体である第２ストッパ部と、
   基端部が前記軸部に枢着され、先端部が前記第１ストッパ部または前記第２ストッパ部に接触する導体であるプレート部とを有し、
   前記検知装置は、
   前記軸部、前記第１ストッパ部、および前記第２ストッパ部それぞれと配線を介して接続され、前記第１ストッパ部と前記先端部が接触したこと、および前記第２ストッパ部と前記先端部が接触したことをそれぞれ検知する検知部を有する
   ことを特徴とする検知システム。
2. 検知部は、軸部を接点ＣＯＭ、第１ストッパ部を接点Ａ、第２ストッパ部を接点Ｂとしてそれぞれ扱う
   請求項１記載の検知システム。
3. 検知部は、先端部が所定時間以上第１ストッパ部と第２ストッパ部のいずれにも接触していないことを検知する
   請求項１または請求項２記載の検知システム。
4. 流路分岐構造は、流体による冷却が求められる発熱体を備える装置の内部に設けられている
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の検知システム。
5. 装置は、流路分岐構造における分岐した一方の流路から空気を発熱体に送る送風機と、前記流路分岐構造における分岐した他方の流路から空気を前記発熱体に送る送風機とを備え、
   検知部は、２台の送風機のいずれが稼働しているかを検知する
   請求項４記載の検知システム。
6. 検知部は、２台の送風機のいずれが故障しているかを検知する
   請求項５記載の検知システム。
7. 第１ストッパ部は、板バネを有し、
   先端部は、前記板バネに挿入可能である
   請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の検知システム。
8. 第２ストッパ部は、板バネを有し、
   先端部は、前記板バネに挿入可能である
   請求項７記載の検知システム。

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