(57)【要約】【課題】電子機器装置において、ケース内部における温度勾配を緩和して、複数の発熱部の冷却が不十分となることを抑制できるようにする。【解決手段】電子機器装置１は、内部空間１１、及び、内部空間１１における一方向の両端に設けられ内部空間１１を外側につなぐ開口１２を有するケース２と、ケース２の内部において一方向に配列された複数の発熱部３と、内部空間１１において一方向に空気を流すための冷却用ファン４と、冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替える制御部５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間、及び、前記内部空間における一方向の両端に設けられ前記内部空間を外側につなぐ開口を有するケースと、
前記ケースの内部において前記一方向に配列された複数の発熱部と、
前記内部空間において前記一方向に空気を流すための冷却用ファンと、
前記冷却用ファンによる空気の流れ方向を切り替える制御部と、を備える電子機器装置。
【請求項２】
前記冷却用ファンが前記一方向に互いに間隔をあけて二つ配され、
第一冷却用ファンは、前記一方向の一方側のみに空気を流し、
第二冷却用ファンは、前記一方向の他方側のみに空気を流す請求項１に記載の電子機器装置。
【請求項３】
二つの前記冷却用ファンは、それぞれ外側から前記開口を通して前記内部空間に空気を吸い込む位置に配されている請求項２に記載の電子機器装置。
【請求項４】
二つの前記冷却用ファンは、それぞれ前記内部空間から前記開口を通して外側に空気を排出する位置に配されている請求項２に記載の電子機器装置。
【請求項５】
前記冷却用ファンが、前記空気の流れ方向を前記一方向の一方側と他方側とに切り替え可能なリバーシブルファンである請求項１に記載の電子機器装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記ケースの内部のうち、一方の開口側の領域における温度と他方の開口側の領域における温度との温度差に応じて、前記空気の流れ方向を切り替える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電子機器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子機器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通電によって発熱する発熱部を複数備える電子機器装置には、発熱部が所定の温度以上にならないように、ファンを用いて複数の発熱部を強制空冷するものがある。特許文献１には、複数の発熱部（半導体部品）を所定の流路（トンネル）内において流路の長手方向に配列し、ファン（モータファンユニット）によって流路の一方の開口（上流）から他方の開口（下流）に向けて空気を流す構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１０２８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、空気を流路の一方の開口から他方の開口に向けて流す場合には、流路に流れる空気が発熱部によって暖められるため、流路の下流側における温度が、流路の上流側における温度よりも高くなってしまう。すなわち、同一方向に空気を流し続けると、空気が流れる方向における温度勾配が大きくなってしまう。この場合、他方の開口側に位置する発熱部の冷却が不十分となる可能性があり、好ましくない。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、流路における温度勾配を緩和して、複数の発熱部の冷却が不十分となることを抑制できる電子機器装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、内部空間、及び、前記内部空間における一方向の両端に設けられ前記内部空間を外側につなぐ開口を有するケースと、前記ケースの内部において前記一方向に配列された複数の発熱部と、前記内部空間において前記一方向に空気を流すための冷却用ファンと、前記冷却用ファンによる空気の流れ方向を切り替える制御部と、を備える電子機器装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ケースの内部における温度勾配を緩和して、複数の発熱部の冷却が不十分となることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る電子機器装置を示す図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】図１，２の電子機器装置において、第一冷却用ファンの動作によって空気がケースの内部空間において一方向の一方側に流れている状態を示す図である。
【図４】図１，２の電子機器装置において、第二冷却用ファンの動作によって空気がケースの内部空間において一方向の他方側に流れている状態を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る電子機器装置を示す図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る電子機器装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
〔第一実施形態〕
以下、図１〜４を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１，２に示すように、本実施形態に係る電子機器装置１は、ケース２と、複数の発熱部３と、冷却用ファン４と、制御部５と、を備える。
【００１０】
ケース２は、内部空間１１、及び、開口１２（１２Ａ，１２Ｂ）を有する。開口１２は、内部空間１１における一方向（図１，２においてＸ軸方向）の両端に設けられ、内部空間１１をケース２の外側につなぐ。
内部空間１１の両端にそれぞれ設けられる開口１２の数は、任意であってよいが、本実施形態では一つである。また、内部空間１１の両端に設けられた一対の開口１２Ａ，１２Ｂは、例えば一方向に直交する直交方向（図１，２においてＹ軸方向やＺ軸方向）に互いにずれてもよいが、本実施形態ではずれていない。すなわち、一対の開口１２Ａ，１２Ｂが一方向に並んでいる。
【００１１】
本実施形態のケース２は、筒状に形成された筒部材１３を備える。ケース２の内部空間１１及び一対の開口１２Ａ，１２Ｂは、筒部材１３によって構成されている。ケース２の内部空間１１は、筒部材１３の内面１３ａによって囲まれた空間である。ケース２の一対の開口１２Ａ，１２Ｂは、筒部材１３の軸方向（Ｘ軸方向）の両端に設けられる。筒部材１３は、例えば蛇行又は湾曲してよいが、本実施形態では直線状に形成されている。
【００１２】
筒部材１３の軸方向に直交する筒部材１３の断面形状は、例えば円形などであってよいが、本実施形態では矩形である。矩形に形成された筒部材１３の断面は、筒部材１３の軸方向に直交する第一直交方向（図２においてＹ軸方向）に延びる辺と、軸方向及び第一直交方向に直交する第二直交方向（図２においてＺ軸方向）に延びる辺と、を有する。
【００１３】
本実施形態のケース２は、放熱フィン１４をさらに備える。放熱フィン１４は、筒部材１３の内部空間１１に設けられている。放熱フィン１４は、筒部材１３の軸方向及び第二直交方向に延びる板状に形成されている。第二直交方向における放熱フィン１４の両端は、筒部材１３の内面１３ａに接続されている。放熱フィン１４の数は、例えば一つであってよいが、本実施形態では複数である。複数の放熱フィン１４は、第一直交方向に間隔をあけて配列されている。
筒部材１３及び放熱フィン１４は、例えばアルミニウムなど熱伝導率の高い金属で構成されるとよい。
【００１４】
本実施形態のケース２は、筒部材１３の外面１３ｂを覆うカバー部材１５をさらに備える。カバー部材１５は、筒状部１６と、筒状部１６の軸方向（Ｘ軸方向）の両端に設けられた一対のフランジ部１７と、を備える。
【００１５】
筒状部１６は、その内面１６ａが筒部材１３の外面１３ｂに対向するように、筒部材１３を収容する。筒状部１６の軸方向に直交する筒状部１６の断面形状は、例えば円形などであってよいが、本実施形態では矩形である。矩形に形成された筒状部１６の断面は、筒部材１３の断面と同様に、第一直交方向（Ｙ軸方向）に延びる辺と、第二直交方向（Ｚ軸方向）に延びる辺と、を有する。
【００１６】
各フランジ部１７は、筒状部１６の軸方向の端部から径方向内側に延びる環状に形成されている。フランジ部１７の内周側の縁は、筒部材１３の軸方向の端部に接続されている。これにより、筒部材１３の外面１３ｂと筒状部１６の内面１６ａとの間には、内部空間１１や外部に対して隔離された筒状の空間１８（以下、収容空間１８と呼ぶ）が形成されている。
【００１７】
発熱部３は、例えば、通電によって発熱する電子部品である。この種の電子部品は、例えば電源ユニットを構成する。
複数の発熱部３は、ケース２の内部において一方向（Ｘ軸方向）に配列される。発熱部３は、例えば筒部材１３の内部空間１１に配されてもよいが、本実施形態では筒部材１３（内部空間１１）の外側に配される。具体的に、発熱部３は筒部材１３の外面１３ｂに配される。すなわち、発熱部３は筒部材１３とカバー部材１５（筒状部１６）との間の収容空間１８に配される。また、発熱部３は、筒部材１３のうち放熱フィン１４が接続される部位（第二直交方向に配列された部位）に配されている。
【００１８】
図１に示すように、冷却用ファン４は、ケース２の内部空間１１において一方向に空気を流す。
本実施形態において、冷却用ファン４は、一方向に互いに間隔をあけて二つ配されている。第一冷却用ファン４１は、一方向の一方側（図１においてＸ軸正方向）のみに空気を流す。図１における矢印Ｄ１は、第一冷却用ファン４１による空気の流れ方向を示している。第二冷却用ファン４２は、一方向の他方側（図１においてＸ軸負方向）のみに空気を流す。図１における矢印Ｄ２は、第二冷却用ファン４２による空気の流れ方向を示している。第一、第二冷却用ファン４１，４２の各数は、例えば複数であってもよいが、本実施形態では一つである。
【００１９】
二つの冷却用ファン４は、例えばケース２の内部空間１１に配されてよい。本実施形態において二つの冷却用ファン４は、ケース２の一対の開口１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ配されている。具体的に、第一冷却用ファン４１は、一方向の他方側に位置するケース２の第一開口１２Ａに配されている。また、第二冷却用ファン４２は、一方向の一方側に位置するケース２の第二開口１２Ｂに配されている。
これにより、二つの冷却用ファン４は、それぞれケース２の外側から開口１２を通して内部空間１１に空気を吸い込む位置に配されている。
【００２０】
制御部５は、冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替える。
本実施形態において、制御部５は、二つの冷却用ファン４の一方の動作を停止させ、他方の動作を開始させることで、空気の流れ方向を切り替える。制御部５は、第一冷却用ファン４１によって空気がケース２の内部空間１１において一方向の一方側（Ｘ軸正方向）に流れている状態（例えば図３参照）で、第一冷却用ファン４１の動作を停止させると共に、第二冷却用ファン４２の動作を開始させる。これにより、内部空間１１における空気の流れ方向が、一方向の一方側から他方側（Ｘ軸負方向）に切り替えられる（例えば図４参照）。同様に、制御部５が、第二冷却用ファン４２の動作を停止させると共に、第一冷却用ファン４１の動作を開始させることで、内部空間１１における空気の流れ方向が、一方向の他方側から一方側に切り替えられる。
【００２１】
制御部５は、電子機器装置１の状態に応じて、冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替える。本実施形態において、制御部５は、ケース２の内部のうち、第一開口１２Ａ（一方の開口）側の領域における温度と、第二開口１２Ｂ（他方の開口）側の領域における温度との温度差に応じて、冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替える。
例えば、空気がケース２の内部空間１１において一方向の一方側に流れている状態（例えば図３参照）で、第二開口１２Ｂ側の領域（空気の流れ方向の下流側の領域）における温度が、第一開口１２Ａ側（空気の流れ方向の上流側の領域）の領域における温度よりも高くなり、当該温度差が所定値以上となった場合に、制御部５は、空気がケース２の内部空間１１において一方向の他方側（逆向き）に流れるように、冷却用ファン４の動作を切り替える。
【００２２】
本実施形態の電子機器装置１は、ケース２の内部の温度を検出する温度センサ６を備える。温度センサ６は、ケース２内部のうち、第一開口１２Ａ側の領域及び第二開口１２Ｂ側の領域に配される。各温度センサ６は、例えば空気が流れるケース２の内部空間１１に配されてもよい。本実施形態において、各温度センサ６は、発熱部３と共にケース２の収容空間１８に配される。各温度センサ６は、一方向に配列された複数の発熱部３のうち、一方向の両端に位置する発熱部３の温度を検出する。温度センサ６が発熱部３の温度を検出する場合には、温度センサ６がケース２の内部空間１１に流れる空気の温度を検出する場合と比較して、温度センサ６において検出される温度のばらつきを小さく抑えることができる。
制御部５は、上記した二つの温度センサ６において検出された温度の差に基づいて、冷却用ファン４による空気の流れ方向を制御する。
【００２３】
以上のように構成される電子機器装置１では、冷却用ファン４の動作により空気をケース２の内部空間１１において一方向に流す。本実施形態では、第一、第二冷却用ファン４１，４２の一方のみが動作し、他方が停止することで、空気がケース２の内部空間１１において一方向の一方側又は他方側に流れる。
空気がケース２の内部空間１１において流れることで、複数の発熱部３を冷却することができる。具体的には、発熱部３の熱が、筒部材１３及び放熱フィン１４に伝えられ、さらに、筒部材１３及び放熱フィン１４から筒部材１３の内部空間１１に流れる空気に伝わることで、発熱部３を冷却できる。すなわち、筒部材１３及び放熱フィン１４は、発熱部３の熱を逃がすヒートシンクとして機能する。
【００２４】
また、本実施形態の電子機器装置１では、制御部５が冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替えることで、ケース２の内部における温度勾配を緩和できる。
具体的に説明すれば、図３に示すように、第一冷却用ファン４１により、空気がケース２の内部空間１１において第一開口１２Ａから第二開口１２Ｂに向けて流れている状態では、時間の経過とともに、第二開口１２Ｂ側の領域における温度が、第一開口１２Ａ側の領域における温度よりも高くなる。
【００２５】
この温度差が所定値以上となった際に、制御部５は、第一冷却用ファン４１の動作を停止させると共に、第二冷却用ファン４２の動作を開始させる。これにより、図４に示すように、空気がケース２の内部空間１１において第二開口１２Ｂから第一開口１２Ａに向けて流れる。そして、内部空間１１のうち第二開口１２Ｂ側の領域には、外部から流入したばかりの温度の低い空気が流れる。このため、第二開口１２Ｂ側の領域における温度が下がる。したがって、第一開口１２Ａ側における温度と第二開口１２Ｂ側における温度との温度差を小さくすることができる。すなわち、ケース２内部における温度勾配を緩和できる。
【００２６】
なお、第二冷却用ファン４２により、空気がケース２の内部空間１１において第二開口１２Ｂから第一開口１２Ａに向けて流れている状態で、制御部５が、第二冷却用ファン４２の動作を停止させると共に、第一冷却用ファン４１の動作を開始させることでも、ケース２内部における温度勾配を同様に緩和できる。
以上のことから、ケース２内部に配された複数の発熱部３の冷却が不十分となることを抑制できる。
【００２７】
また、ケース２内部のうち空気の流れ方向の下流側の温度が高くなることを抑制できることで、筒部材１３やその内部空間１１に配される放熱フィン１４の熱容量を小さく抑えても、複数の発熱部３を効率よく冷却できる、あるいは、複数の発熱部３の温度が所定温度以上になることを効果的に抑制できる。これにより、筒部材１３や放熱フィン１４の小型化を図ることができる。また、筒部材１３や放熱フィン１４を小型化することで筒部材１３や放熱フィン１４の軽量化も図ることができる。その結果として、電子機器装置１の小型軽量化を図ることができる。
【００２８】
また、ケース２内部のうち空気の流れ方向の下流側の温度が高くなることを抑制できることで、冷却用ファン４で発生させる空気の流れ（風量）を低減しても、複数の発熱部３を効率よく冷却できる、あるいは、複数の発熱部３の温度が所定温度以上になることを効果的に抑制できる。これにより、冷却用ファン４の動作に基づく騒音も低減することができる。
【００２９】
また、本実施形態の電子機器装置１によれば、第一冷却用ファン４１は空気を一方向の一方側のみに流し、第二冷却用ファン４２は空気を一方向の他方側のみに流す。空気を一方向の一方側のみ又は他方側のみに流す第一、第二冷却用ファン４１，４２は、空気の流れ方向を一方向の一方側と他方側とに切り替え可能なリバーシブルファンと比較して、同一の消費電力でケース２の内部空間１１に流れる空気の量（風量）をより大きくすることができる。したがって、発熱部３を効率よく冷却することができる。また、第一、第二冷却用ファン４１，４２は、リバーシブルファンと比較して、小さい消費電力で所定の風量を得ることができる。
【００３０】
また、本実施形態の電子機器装置１によれば、第一、第二冷却用ファン４１，４２（二つの冷却用ファン４）は、それぞれケース２の外側から開口１２を通してケース２の内部空間１１に空気を吸い込む位置に配されている。このため、冷却用ファン４が空気を内部空間１１から外側に排出する位置に配される場合と比較して、冷却用ファン４の長寿命化を図ることができる。
【００３１】
具体的に説明すれば、冷却用ファン４が空気をケース２の内部空間１１から外側に排出する位置に配される場合には、動作中の冷却用ファン４が内部空間１１から外側に排出される空気によって暖められてしまうため、冷却用ファン４の寿命が短くなる可能性がある。これに対し、冷却用ファン４が空気をケース２の外側から内部空間１１に吸い込む位置に配される場合、冷却用ファン４には、ケース２から排出される空気よりも比較的温度の低い空気が通る。これにより、動作中の冷却用ファン４が、空気によって暖められることを抑制又は防止できる。したがって、冷却用ファン４の長寿命化を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態の電子機器装置１によれば、制御部５が、ケース２内部のうち、第一開口１２Ａ（一方の開口）側の領域における温度と第二開口１２Ｂ（他方の開口）側の領域における温度との温度差に応じて、冷却用ファン４による空気の流れ方向を切り替える。このため、第一開口１２Ａ側と第二開口１２Ｂ側との間で、温度差が大きくなることを確実に抑制できる。すなわち、ケース２内部における温度勾配を確実に緩和できる。
【００３３】
〔第二実施形態〕
次に、図５を参照して本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態の電子機器装置１Ｃは、第一実施形態と同様に、ケース２、複数の発熱部３、冷却用ファン４Ｃ、制御部５及び温度センサ６を備える。ケース２、複数の発熱部３、制御部５、温度センサ６の構成や機能などは、第一実施形態と同様である。
本実施形態における冷却用ファン４Ｃの数は、第一実施形態と同様に二つである。二つの冷却用ファン４Ｃは、第一実施形態と同様に、互いに逆の方向のみに空気を流す。また、第一実施形態と同様に、第一冷却用ファン４１Ｃはケース２の第一開口１２Ａに配され、第二冷却用ファン４２Ｃはケース２の第二開口１２Ｂに配される。
【００３５】
ただし、本実施形態において、二つの冷却用ファン４Ｃは、それぞれケース２の内部空間１１から開口１２を通して外側に空気を排出する位置に配されている。すなわち、第一開口１２Ａに配された第一冷却用ファン４１Ｃは、Ｘ軸負方向（図５において矢印Ｄ３で示す方向）のみに空気を流す。また、第二開口１２Ｂに配された第二冷却用ファン４２Ｃは、Ｘ軸正方向（図５において矢印Ｄ４で示す方向）のみに空気を流す。
【００３６】
第二実施形態の電子機器装置１Ｃでは、第一実施形態と同様に、第一、第二冷却用ファン４１Ｃ，４２Ｃの一方のみが動作し、他方が停止することで、空気がケース２の内部空間１１において一方向の一方側又は他方側に流れる。
【００３７】
第二実施形態の電子機器装置１Ｃによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、第二実施形態の電子機器装置１Ｃによれば、第一、第二冷却用ファン４１Ｃ，４２Ｃ（二つの冷却用ファン４Ｃ）は、それぞれケース２の内部空間１１から開口１２を通してケース２の外側に空気を排出する位置に配されている。このため、冷却用ファン４Ｃが空気をケース２の外側から内部空間１１に吸い込む位置に配される場合と比較して、同一の消費電力でケース２の内部空間１１に流れる空気の量（風量）をより大きくすることができる。したがって、発熱部３を効率よく冷却することができる。また、冷却用ファン４Ｃが空気を内部空間１１に吸い込む位置に配される場合と比較して、小さい消費電力で所定の空気の風量を得ることができる。
【００３８】
〔第三実施形態〕
次に、図６を参照して本発明の第三実施形態について説明する。第三実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００３９】
図６に示すように、本実施形態の電子機器装置１Ｄは、第一実施形態と同様に、ケース２、複数の発熱部３、冷却用ファン４Ｄ、制御部５及び温度センサ６を備える。ケース２、複数の発熱部３、制御部５、温度センサ６の構成や機能などは、第一実施形態と同様である。
【００４０】
ただし、本実施形態における冷却用ファン４Ｄは、ケース２の内部空間１１における空気の流れ方向を、一方向の一方側（図６において矢印Ｄ５で示す方向）と他方側（図６において矢印Ｄ６で示す方向）とに切り替え可能なリバーシブルファンである。冷却用ファン４Ｄは、図６に例示するようにケース２の内部空間１１に配されてよいし、例えばケース２の開口１２に配されてもよい。なお、発熱部３による冷却用ファン４Ｄの加熱を抑制するため、冷却用ファン４Ｄは発熱部３から離れた位置に配されることがより好ましい。また、冷却用ファン４Ｄは、図６に例示するように一つだけ配されてよいし、例えば複数配されてもよい。
制御部５は、冷却用ファン４Ｄによる空気の流れ方向が切り替えられるように、冷却用ファン４Ｄの動作を制御する。
【００４１】
第三実施形態の電子機器装置１Ｄによれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、第三実施形態の電子機器装置１Ｄによれば、冷却用ファン４Ｄがリバーシブルファンであることで、第一、第二実施形態のような第一、第二冷却用ファンを用いる場合と比較して、ケース２の内部空間１１において空気を円滑に流すことができる。例えば、第一、第二実施形態の第一、第二冷却用ファンを用いる場合には、停止中の冷却用ファンが内部空間１１における空気の流れに対する抵抗となる可能性がある。一方、冷却用ファンがリバーシブルファンである場合には、停止中となる冷却用ファンが無いため、内部空間１１において空気を円滑に流すことが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００４３】
本発明の電子機器装置において、制御部は、例えば所定の時間ごと（例えば３０分ごと）に、冷却用ファンによる空気の流れ方向を切り替えてもよい。また、電子機器装置が車両の蓄電池などに充電する充電装置に含まれる場合、制御部は、例えば充電作業の合間に、空気の流れ方向を切り替えてもよい。この場合でも、上記実施形態の場合と同様に、ケース内部における温度勾配を緩和できる。
【符号の説明】
【００４４】
１，１Ｃ，１Ｄ  電子機器装置
２  ケース
３  発熱部
４，４Ｃ，４Ｄ  冷却用ファン
４１，４１Ｃ  第一冷却用ファン
４２，４２Ｃ  第二冷却用ファン
５  制御部
６  温度センサ
１１  内部空間
１２  開口
１２Ａ  第一開口（一方の開口）
１２Ｂ  第二開口（他方の開口）
１３  筒部材
１４  放熱フィン
１５  カバー部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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