(57)【要約】【課題】低温環境下においても筐体内の温度を動作保証温度の範囲内に維持することにより部品を動作させることができ、かつ、小型化と高性能化とを図ることのできる電子機器を提供する。【解決手段】本発明に係るパネルコンピュータ２は、ＣＰＵ６と、ハードディスク７と、バッテリー８と、メモリ９とを、筐体６内に備えている。メモリ９は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の温度を監視する温度監視部９２と、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のいずれかの温度が所定の下限設定温度以下である場合に、ＣＰＵ６が演算することによるＣＰＵ６からの発熱量を増加させるための暖機演算をＣＰＵ６に行わせる暖機演算制御部９３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に、集積回路と、所定の温度範囲で動作保証されている部品とが設けられた電子機器であって、
上記部品の温度を監視する温度監視手段と、
上記部品の温度が所定の下限設定温度以下であると上記温度監視手段が判定した場合に、上記集積回路で演算することにより上記集積回路の発熱量を増加させるための暖機演算を上記集積回路に実行させる暖機演算制御手段と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
上記集積回路が暖機演算と暖機演算以外の演算とを実行しているときに、
上記暖機演算制御手段は、上記暖機演算によって上記集積回路が暖機演算以外の演算を実行する速度が所定の実行速度よりも遅くなっていると判断した場合に、上記暖機演算を上記集積回路に終了させることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
上記集積回路から発生する熱を上記筐体内に伝搬させるファンと、上記ファンを制御するファン制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子機器の各手段としてコンピュータを動作させる温度調節プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の温度調節プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パーソナルコンピュータ等の電子機器に関し、特に、低温環境下においても使用可能な電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、パーソナルコンピュータ等の汎用ＬＳＩを使用する電子機器を構成するハードディスク、バッテリー等の部品は、低温での動作が難しいため、その動作保証温度は、０℃以上となっている。しかしながら、電子機器の中でも、例えば、パネルコンピュータをはじめとする産業用コンピュータ（ＩＰＣ）は、寒冷地の工場内等に設けられる場合、０℃以下の低温環境下で稼働させることがある。
【０００３】
この問題を解決するために、電子機器の筐体内にヒーター（抵抗）を設けることで、周囲の環境が０℃以下であっても、筐体内の温度を０℃以上に保温することのできる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図５は、特許文献１に係る計算機システム２００の構成を示すブロック図である。計算機システム２００はハードディスク等の内部ユニットとして特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄを有し、この特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄに隣接して特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ近傍の温度を測定する温度センサ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄを有している。
【０００５】
また、計算機システム２００は、このシステムに電源を供給する電源ユニット１０８と、この電源ユニット１０８に接続され、電源ユニット１０８からの電力供給により発熱する負荷抵抗１０７を内部に有している。そして、計算機起動装置１０３は、計算機システム２００の起動時に、特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄが所定の温度に達していない場合には、電源ユニット１０８に接続された負荷抵抗１０７に電源ユニット１０８から電力を供給して特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄの温度を上昇させる。
【０００６】
このように、特許文献１では、負荷抵抗１０７を使用することで、周囲温度が特定ユニット１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄの動作温度範囲外の低温である場合でも計算機システム２００を正常に起動させることを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１３９９８６号公報（２００８年６月１９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に係る構成では、電子機器の筐体内に抵抗を設けるための空間が必要となる。ここで、特に、電子機器がＩＰＣである場合、ＩＰＣは工場等の狭い場所に設置することができるように設計されているため、筐体内の空間が限られている。このため、特許文献１に係る構成では、負荷抵抗以外の部品を設けるための空間を縮小させなければならないため、ＩＰＣの小型化と高性能化とを両立させることが難しくなる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、低温環境下においても筐体内の温度を動作保証温度の範囲内に維持することにより部品を動作させることができ、かつ、小型化と高性能化とを図ることのできる電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明に係る電子機器は、筐体内に、集積回路と、所定の温度範囲で動作保証されている部品とが設けられた電子機器であって、上記部品の温度を監視する温度監視手段と、上記部品の温度が所定の下限設定温度以下であると上記温度監視手段が判定した場合に、上記集積回路で演算することにより上記集積回路の発熱量を増加させるための暖機演算を上記集積回路に実行させる暖機演算制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、電子機器の部品の温度が所定の下限設定温度以下であると上記温度監視手段が判定した場合、暖機演算制御手段が、集積回路が演算することにより生じる発熱量を増加させるための暖機演算を集積回路に実行させる。このとき、集積回路の暖機演算による発熱により、筐体内の温度が上昇する。よって、電子機器の周囲環境が低温であっても、電子機器の筐体内の温度を動作保証温度の範囲内に維持することにより部品を動作させることができる。また、筐体内の保温のために、集積回路の演算による発熱を利用しているので、従来構成のように、ヒーター等の保温手段を別途設ける必要がない。したがって、低温環境下においても筐体内の温度を動作保証温度の範囲内に維持することにより部品を動作させることができ、かつ、小型化と高性能化とを図ることのできる電子機器を提供できるという効果を奏する。
【００１２】
本発明に係る電子機器では、上記集積回路が暖機演算と暖機演算以外の演算とを実行しているときに、上記暖機演算制御手段は、上記暖機演算によって上記集積回路が暖機演算以外の演算を実行する速度が所定の実行速度よりも遅くなっていると判断した場合に、上記暖機演算を上記集積回路に終了させることが好ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、上記暖機演算によって暖機演算以外の演算の集積回路での実行速度が遅くなることを防止することができる。
【００１４】
本発明に係る電子機器では、上記集積回路から発生する熱を上記筐体内に伝搬させるファンと、上記ファンを制御するファン制御手段とを備えることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、集積回路から発生する熱を効率よく筐体内および部品に伝搬させることができる。
【００１６】
本発明に係る温度調節プログラムは、上記電子機器の各手段としてコンピュータを動作させるプログラムであり、本発明に係る記録媒体には、当該温度調節プログラムが記録されている。
【００１７】
本発明に係る電子機器では、上記暖機演算制御手段は、上記部品の温度が所定の上限設定温度以上であると上記温度監視手段が判定した場合に、上記暖機演算を終了させることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、筐体内の温度が過度に上昇することを防止できる。
【００１９】
本発明に係る電子機器では、上記集積回路は、複数のコアを有しており、上記複数のコアの１つが、上記温度監視手段と上記暖機演算制御手段とを備えることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、複数のコアの１つにおいて、温度調節のためのタスクを実行し、他のコアにおいて、電子機器の通常のタスクを実行することができる。したがって、それぞれのタスクを迅速に実行することが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電子機器は、筐体内に、集積回路と、所定の温度範囲で動作保証されている部品とが設けられた電子機器であって、上記部品の温度を監視する温度監視手段と、上記部品の温度が所定の下限設定温度以下であると上記温度監視手段が判定した場合に、上記集積回路で演算することにより上記集積回路の発熱量を増加させるための暖機演算を上記集積回路に実行させる暖機演算制御手段と、を備えている。したがって、本発明に係る電子機器は、低温環境下においても筐体内の温度を動作保証温度の範囲内に維持することにより部品を動作させることができ、かつ、小型化と高性能化とを図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は、本実施形態に係るパネルコンピュータの構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、当該パネルコンピュータのＣＰＵおよびメモリの具体的な構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る制御システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】上記パネルコンピュータの筐体内の温度調節手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の変形例を示しており、２つのコアを有するＣＰＵ、およびメモリの構成を示すブロック図である。
【図５】従来の計算機システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の一形態について図１〜図４に基づいて説明すれば以下のとおりである。本実施形態では、産業用コンピュータ（ＩＰＣ）の一種であるパネルコンピュータが、低温環境の工場内に設けられる場合について説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る制御システム１の概略構成を示すブロック図である。制御システム１は、パネルコンピュータ２と、プログラマブル・ロジック・コントローラ（ＰＬＣ）３と、デバイス４とを備えており、工場内に設けられる。パネルコンピュータ２は、オペレータによって操作されるユーザインターフェース装置であり、ＰＬＣ３に接続されている。ＰＬＣ３は、予め記憶された制御プログラム（例えば、ラダープログラムなど）に基づいて、各デバイス４を制御し、かつ、各デバイス４の状態を取得する。また、ＰＬＣ３は、パネルコンピュータ２からの指示に応じて制御プログラムを変更し、かつ、取得した各デバイス４の状態の情報をパネルコンピュータ２へ送信している。
【００２５】
これにより、ユーザはパネルコンピュータ２を操作することにより、各デバイス４の制御や状態情報取得を行うことができる。ここで、パネルコンピュータ２のＣＰＵの使用率が高い場合は、ＣＰＵの演算動作によるＣＰＵからの発熱量が多くなる。一方、パネルコンピュータ２のＣＰＵの使用率が低い場合は、ＣＰＵの演算動作によるＣＰＵからの発熱量が少なくなる。
【００２６】
したがって、パネルコンピュータ２のＣＰＵの使用率が低いときは、制御システム１が設けられる工場内が低温である場合、パネルコンピュータ２の本体内部の温度が、パネルコンピュータ２内部の部品の動作保証温度よりも低下するおそれがある。そこで、パネルコンピュータ２は、パネルコンピュータ２内部の部品のいずれかが所定の下限設定温度以下になった場合、パネルコンピュータ２のＣＰＵの使用率を高める演算動作を行うことによりＣＰＵからの発熱量を増加させるように構成されている。
【００２７】
図１（ａ）は、本実施形態に係るパネルコンピュータ２の構成を示すブロック図である。パネルコンピュータ２は、筐体５内に、ＣＰＵ６と、ハードディスク７と、バッテリー８と、メモリ９とを備えている。ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９は、いずれも動作保証温度が０℃〜７０℃の部品である。
【００２８】
ＣＰＵ６の使用率が高いときは、パネルコンピュータ２の周囲温度が０℃以下であっても、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９は、いずれも自身の動作による発熱により、動作保証温度以下になることはない。一方、ＣＰＵ６の使用率が低いときは、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９は、いずれも自身の動作による発熱量が減少する。
【００２９】
そこで、パネルコンピュータ２は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のそれぞれの近傍に、温度センサ１１ａ〜１１ｄを備え、さらに、ＣＰＵ６の近傍にファン１２を備えている。温度センサ１１ａ〜１１ｄは、それぞれＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の温度を検知し、温度情報をＣＰＵ６に出力する。ファン１２は、筐体５内に発生した熱を均等に伝搬させるために設けられており、筐体５内の熱を排出するための図示しない排気用ファンとは別に設けられる。
【００３０】
ここで、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のいずれかの温度が、下限設定温度（例えば５℃）以下になった場合、ＣＰＵ６は、自身の動作による発熱量を増加させるための演算（以下「暖機演算」とする）を実行する。さらに、ファン１２が回転して風１３を発生させ、ＣＰＵ６から発生する熱を筐体５内に均等に伝搬させる。これにより、ＣＰＵ６が発生する熱が、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９に効率よく伝搬することにより、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の温度を上昇させることができる。さらに、特許文献１に係る構成のように、保温のための負荷抵抗を設ける必要がないので、他の部品を設けるための空間を確保しやすい。なお、ファン１２は、通常の電子機器に備わっているＣＰＵの近傍に設けられているＣＰＵ冷却用のファンを転用できるので、ファン１２によって他の部品のための空間に制約は生じない。したがって、パネルコンピュータ２の小型化と高性能化を容易に実現できる。続いて、ＣＰＵ６およびメモリ９の具体的な構成について説明する。
【００３１】
図１（ｂ）は、パネルコンピュータ２のＣＰＵ６およびメモリ９の具体的な構成を示すブロック図である。メモリ９には、システム制御部９１と、温度監視部９２と、暖機演算制御部９３と、ファン制御部９４とが展開されている。システム制御部９１は、ユーザの操作に応じて図２に示すデバイス４を制御する等の、制御システム１を制御するための機能ブロックである。温度監視部９２、暖機演算制御部９３およびファン制御部９４は、本実施形態に係る温度調節プログラムを実行することにより実現される機能ブロックである。ＣＰＵ６は、メモリ９に展開されているこれらの機能ブロックからデータを読み込んで演算処理を実行する。
【００３２】
温度監視部９２には、図１（ａ）に示す温度センサ１１ａ〜１１ｄからの温度情報が入力され、温度監視部９２は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の少なくともいずれかの温度が、下限設定温度以上であるか否かを監視する。暖機演算制御部９３は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の少なくともいずれかの温度が下限設定温度以下であると温度監視部９２が判定した場合、ＣＰＵ６が演算を実行することによりＣＰＵ６の温度を上昇させるための暖機演算をＣＰＵ６に実行させる。また、暖機演算制御部９３には、いわゆるタスクマネージャーの機能も有しており、ＣＰＵ６の使用率を測定し、かつ、ＣＰＵ６で実行されているタスク（工程）を管理する。タスクマネージャーの機能は、予めＯＳに組み込まれているものでも、本実施形態に係る温度調節プログラムに改めて組み込まれているものでもよい。ファン制御部９４は、図１（ａ）に示すファン１２の回転動作を制御する機能を有している。
【００３３】
上記の温度調節プログラムは、パネルコンピュータ２と分離可能に構成される記録媒体にも記録可能であり、その記録媒体からパネルコンピュータ２にインストールされてもよい。当該記録媒体は、磁気テープやカセットテープなどのテープ系、フレキシブルディスクやハードディスクなどの磁気ディスク系、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤなどの光ディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）、光カードなどのカード系が好適である。その他、上記の記録媒体は、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどによる半導体メモリを含めた固定的にプログラムを担持する媒体であってもよい。また、図２に示す制御システム１が、インターネットを含む通信ネットワークと接続可能に構成されていれば、当該通信ネットワークから温度調節プログラムをパネルコンピュータ２にダウンロードするように構成してもよい。
【００３４】
図３は、パネルコンピュータ２の筐体５内の温度調節手順を示すフローチャートである。まず、動作保障温度内の環境下でパネルコンピュータ２を起動させる（ステップＳ１）。続いて、温度調節プログラムが起動し、図１（ｂ）に示す温度監視部９２、暖機演算制御部９３およびファン制御部９４がメモリ９に形成される（ステップＳ２）。
【００３５】
ここで、温度監視部９２が、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のいずれかの部品の温度が下限設定温度以下になったと判定した場合（ステップＳ３において「ＹＥＳ」）、暖機演算制御部９３が、ＣＰＵ６が演算を行うことによるＣＰＵ６からの発熱量を増加させるための暖機演算をＣＰＵ６に実行させる。これにより、ＣＰＵ６からの発熱量が増加する。
【００３６】
ここで、暖機演算の具体的な演算内容は、ＣＰＵ６の使用率を増加させるものであれば特に限定されない。例えば、パネルコンピュータ２の表示パネルに、動きの複雑なスクリーンセイバー画面を表示させる演算処理であってもよい。また、下限設定温度は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の動作保証温度の下限値と同一か又は当該下限値よりも少し高い温度に設定される。
【００３７】
ファン制御部９４は、ファン１２を回転させて、ＣＰＵ６の発生する熱を筐体５内に伝搬させる（ステップＳ５）。これにより、ＣＰＵ６の発生する熱をハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９に効率よく伝搬させることができ、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９を、動作保証温度内に保温することができる。
【００３８】
その後、筐体５内の温度が上昇し、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のいずれかの部品が、上限設定温度以上になったと温度監視部９２が判定した場合（ステップＳ６において「ＹＥＳ」）、暖機演算制御部９３は暖機演算を終了させる（ステップＳ８）。これにより、筐体５内の温度が過度に上昇することを防止できる。
【００３９】
この上限設定温度は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９の動作保証温度の上限値よりも低い温度に設定される。ただし、上限設定温度を、各部品の動作保証温度の上限値に近い値とすると、動作効率が低下しやすいので、上限設定温度は、汎用のコンピュータが通常使用される室温程度（１５℃〜２０℃）に設定することが望ましい。また、ステップＳ８において、図示しない排気用ファンを稼働させてもよい。
【００４０】
また、ステップＳ６において、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のいずれの部品も、上限設定温度未満である場合であっても（ステップＳ６において「ＮＯ」）、システム制御部９１やメモリ９に展開されている図示しない他のプログラムからのタスクをＣＰＵ６が実行するときに、暖機演算のタスクを実行しているために、システム制御部９１等のタスクの実行速度が、そのタスクにとって円滑であると規定されている実行速度よりも遅くなっていると暖機演算制御部９３が判定した場合（ステップ７において「ＹＥＳ」）、暖機演算制御部９３は暖機演算を終了させる（ステップＳ８）。これにより、暖機演算によって、ＣＰＵ６による暖機演算以外の演算の実行速度が遅くなることを防止することができる。すなわち、温度調節プログラムによりパネルコンピュータ２の性能が劣化することはない。
【００４１】
以上のように、本実施形態に係るパネルコンピュータ２は、低温環境下でＣＰＵ６の使用率が低い状態となり、筐体５内の各部品が下限設定温度以下になっても、ＣＰＵ６が暖機演算を実行するように構成されているので、筐体５内に保温のための部材を別途設けることなく、筐体５内の温度を動作保証温度の範囲内に維持できる。
【００４２】
なお、上記では、パネルコンピュータ２の起動中は、温度調節プログラムも起動させる構成であったが、これに限定されない。例えば、パネルコンピュータ２が通常のタスクを実行している間は、ＣＰＵ６からの発熱により筐体５内を十分に保温できると考えられるため、温度調節プログラムを起動させない構成としてもよい。具体的には、ＣＰＵ６の使用率が所定値以下である場合のみ、温度調節プログラムを起動させる構成としてもよい。
【００４３】
本実施形態では、ＣＰＵ６は、１つのコアを有するシングルコアＣＰＵであった。これに対し、パネルコンピュータのＣＰＵが、複数のコアを有するマルチコアＣＰＵである場合、いずれか１つのコアで温度調節プログラムを動作させ、他のコアで通常のタスクを実行させてもよい。
【００４４】
図４は、本実施形態の変形例を示しており、２つのコア１６ａ・１６ｂを有するＣＰＵ１６、およびメモリ９の構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１６は、コア１６ａがシステム制御部９１のデータを読み込んで演算処理を実行する一方、コア１６ｂが温度監視部９２、暖機演算制御部９３、およびファン制御部９４のデータを読み込んで演算処理を実行するように構成されている。これらの温度監視部９２、暖機演算制御部９３およびファン制御部９４の構成は、図１に示すものと同一である。これにより、コア１６ａは、パネルコンピュータの通常のタスクを実行するために用いられ、コア１６ｂは、温度調節プログラムを動作させるために用いられる。このように、通常のタスクと温度調節のタスクとを、異なるコアで実行することにより、それぞれのタスクを迅速に実行することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９のそれぞれの近傍に温度センサ１１ａ〜１１ｄを設けていた。ここで、パネルコンピュータ２のＣＰＵ６の使用率が低い状態であってもＣＰＵ６からある程度の熱が発生するため、低温環境下でもＣＰＵ６が動作保証温度の下限よりも低温になることはないと考えられる場合は、ＣＰＵ６近傍の温度センサ１１ａは設けなくてもよい。また、温度監視部９２の監視対象となる部品は、ＣＰＵ６、ハードディスク７、バッテリー８およびメモリ９に限定されず、温度監視部９２は、動作保証温度が設定されている筐体５内のあらゆる部品の温度を監視することが望ましい。
【００４６】
以上のように、本発明は、通常の電子機器では、過熱防止のために排出されるＣＰＵからの熱を、筐体内部の保温のために利用するという特有の技術思想を有している。
【００４７】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、パネルコンピュータの他、屋外で使用されるノートパソコン等に特に好適であるが、これらに限定されず、あらゆる電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  制御システム
２  パネルコンピュータ（電子機器）
５  筐体
６  ＣＰＵ（集積回路）
７  ハードディスク（部品）
８  バッテリー（部品）
９  メモリ（部品）
１１ａ〜１１ｄ  温度センサ
１２  ファン
１６  ＣＰＵ
１６ａ・１６ｂ  コア
９２  温度監視部（温度監視手段）
９３  暖機演算制御部（暖機演算制御手段）
９４  ファン制御部（ファン制御手段）
【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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