(57)【要約】【課題】ファンを用いて放熱を行うに際し、信頼性および可用性を高めることができ、保守の容易な放熱構造、および放熱制御方法を提供する。【解決手段】放熱構造１は、第１の放熱ファン５１および第２の放熱ファン５２を有する筐体１０と、第１の放熱ファン５１および第２の放熱ファン５２のうち一方を覆うように構成したシャッタ３０と、を備え、シャッタ３０の変位に応じて、第１の放熱ファン５１および第２の放熱ファン５２のうちシャッタ３０に覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンをと切り替え可能にしたことを特徴とする。【選択図】図１
2014157937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の放熱ファンおよび第２の放熱ファンを有する筐体と、
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成したシャッタと、
を備え、
前記シャッタの変位に応じて、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち当該シャッタに覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンとを切り替え可能にしたことを特徴とする、放熱構造。
【請求項２】
前記シャッタは、スライド移動によって変位させることで、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成した、請求項１に記載の放熱構造。
【請求項３】
前記シャッタは、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方の吸気口および排気口の両側を覆うように構成した、請求項１または２に記載の放熱構造。
【請求項４】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの排気口は、前記シャッタが変位する方向に沿って並べて配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放熱構造。
【請求項５】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの排気口は、垂直方向に配置される、請求項４に記載の放熱構造。
【請求項６】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち、上側に配置される放熱ファンを、下側に配置される放熱ファンの予備として設ける、請求項５に記載の放熱構造。
【請求項７】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち下側に配置されるものの下方に、塵溜りまたは排水用凹部を設ける、請求項５または６に記載の放熱構造。
【請求項８】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの不具合に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有する、請求項１〜７に記載の放熱構造。
【請求項９】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの寿命までの期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有する、請求項１〜８に記載の放熱構造。
【請求項１０】
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンが駆動していない状態が継続している期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有する、請求項１〜９に記載の放熱構造。
【請求項１１】
第１の放熱ファンおよび第２の放熱ファンを並べて設置して、当該第１の放熱ファンおよび当該第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成したシャッタを備え、当該シャッタの変位に応じて、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち当該シャッタに覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンとを切り替え可能にした放熱構造の放熱制御方法であって、
前記シャッタが前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆う状態で、当該第１の放熱ファンおよび当該第２の放熱ファンのうち他方を駆動するステップと、
前記他方の放熱ファンの状態を検出するステップと、
前記他方の放熱ファンの状態に応じて、前記シャッタを変位させて当該他方の放熱ファンを覆うステップと、
前記一方の放熱ファンを駆動するステップと、
を有する放熱制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱構造および放熱制御方法に関するものである。より詳細には、本発明は、例えば発熱体を含む筐体の内部などの熱を、ファンを用いて外部に放出する放熱構造、および、このような放熱構造における放熱制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器または各種装置などの内部には、発熱する電子部品などが収容されることがあり、このような部品が発する熱が蓄積すると、電子部品が熱暴走したり故障したりするなどの不都合が生じることがある。したがって、発熱体の発する熱が内部に蓄積しないように、ファンを用いて熱を外部に放出（放熱）することが知られている。
【０００３】
例えば、太陽光により発電した直流電力を交流電力に変換する電力変換装置が提案されており（例えば引用文献１参照）、このような電力変換装置は、動作中、電気エネルギーの一部が熱に変換されて、筐体内部にて熱を発生する。このため、装置内に熱が蓄積しないように、ファンを用いて筐体内部の熱を外部に放熱するものが知られている。
【０００４】
また、筐体内部に精密な電子部品などを収容する場合、吸気口から空気を吸入して内部の電子部品に吹き付けることにより冷却する方式は、筐体内部に埃や塵も共に吸入してしまうため望ましくない。このような場合、筐体に空気の排出口を設け、ファンを用いて筐体内部の空気を外部に排出することで、内部の熱を外部に放熱することができる。
【０００５】
このような、放熱ファンを用いた放熱構造においては、故障または不具合などが極力生じないようにして機器としての信頼性および可用性を高め、仮に故障または不具合などが発生した場合でも、保守の容易なものが望まれている。
【０００６】
そこで、放熱構造全体としての寿命を延ばすために、複数の放熱ファンを設置した上で、冷却すべき温度に応じて駆動するファンの個数を可変制御することが知られている。このように制御すれば、全てのファンを常に駆動させるのではなく、一部のファンを休止状態にできるため、複数のファン全体としての寿命を延ばすことが期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３１８０４２号公報
【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、上述したような複数の放熱ファンを有する構成においては、一部のファンを休止状態にしている際に、当該休止状態のファンの開口部から外気が内部に侵入することができる。特に、放熱ファンの駆動により筐体内部の空気を外部に排出している状態においては、筐体の内部は負圧になるため、休止状態のファンがあれば、そのファンの開口部から外気が内部に吸入され易い。このため、ファンの駆動により排気口から排気された熱を含む空気が、休止状態のファンの開口部から侵入すると、一度外部に放出した熱気が再び内部に吸入されることになり、放熱の効率を著しく低下させる。筐体内部が放熱の効率が低下すると、筐体内部の電子機器などの信頼性および可用性が低下する要因になる。
【０００９】
また、一部のファンを休止状態にすると、開口部から外気が内部に侵入するため、外部から埃または塵などをはじめとする不要なゴミ等を吸入してしまうおそれもある。このように筐体内部に不要なゴミ等が侵入すると、内部の電子機器などに悪影響を及ぼすのみならず、ゴミ等が休止状態のファンの駆動部などに堆積すると、当該ファンを駆動する際に不具合を生じ得る。ファンの駆動が阻害されると、放熱構造全体としての信頼性および可用性を低下させる要因になる。
【００１０】
さらに、例えば放熱ファンの駆動に不具合が生じたり、放熱ファンが故障したりした場合、そのような放熱ファンを交換する必要がある。このような交換作業は、一般的なユーザにとっては困難を伴うものであることも多い。また放熱ファンが駆動できない状態にあっては、放熱構造としての機能を充分に果たすことができない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、ファンを用いて放熱を行うに際し、信頼性および可用性を高めることができ、保守の容易な放熱構造、および放熱制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する第１の観点に係る放熱構造の発明は、
第１の放熱ファンおよび第２の放熱ファンを有する筐体と、
前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成したシャッタと、
を備え、
前記シャッタの変位に応じて、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち当該シャッタに覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンとを切り替え可能にしたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記シャッタは、スライド移動によって変位させることで、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成してもよい。
【００１４】
また、前記シャッタは、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方の吸気口および排気口の両側を覆うように構成してもよい。
【００１５】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの排気口は、前記シャッタが変位する方向に沿って並べて配置されてもよい。
【００１６】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの排気口は、垂直方向に配置されてもよい。
【００１７】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち、上側に配置される放熱ファンを、下側に配置される放熱ファンの予備として設けてもよい。
【００１８】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち下側に配置されるものの下方に、塵溜りまたは排水用凹部を設けてもよい。
【００１９】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの不具合に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有してもよい。
【００２０】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンの寿命までの期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有してもよい。
【００２１】
また、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンが駆動していない状態が継続している期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、前記シャッタの変位を制御する制御部を有してもよい。
【００２２】
さらに、上記目的を達成する第２の観点に係る放熱制御方法の発明は、
第１の放熱ファンおよび第２の放熱ファンを並べて設置して、当該第１の放熱ファンおよび当該第２の放熱ファンのうち一方を覆うように構成したシャッタを備え、当該シャッタの変位に応じて、前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち当該シャッタに覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンとを切り替え可能にした放熱構造の放熱制御方法であって、
前記シャッタが前記第１の放熱ファンおよび前記第２の放熱ファンのうち一方を覆う状態で、当該第１の放熱ファンおよび当該第２の放熱ファンのうち他方を駆動するステップと、
前記他方の放熱ファンの状態を検出するステップと、
前記他方の放熱ファンの状態に応じて、前記シャッタを変位させて当該他方の放熱ファンを覆うステップと、
前記一方の放熱ファンを駆動するステップと、
を有するものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ファンを用いて放熱を行うに際し、信頼性および可用性を高めることができ、保守の容易な放熱構造、および放熱制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る放熱構造を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】図１に示した放熱構造のファンカバーを外した状態を示す外観斜視図である。
【図３】図２に示した放熱構造のシャッタを変位させた状態を示す外観斜視図である。
【図４】図３に示した放熱構造のシャッタを変位させる途中の状態を拡大して示す外観斜視図である。
【図５】図３に示した放熱構造を別の角度から示す外観斜視図である。
【図６】図５に示した放熱構造を一部切り欠いて拡大して示す外観斜視図である。
【図７】図１に示した放熱構造を制御する構成の例を示す機能ブロック図である。
【図８】図７に示した放熱構造の自動制御に係る処理の例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る放熱構造を概略的に示す外観斜視図である。
【００２７】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る放熱構造１は、外観上、筐体１０と、ファンカバー２０と、を備えている。
【００２８】
筐体１０は、後に示すように、内部構造として放熱用フィンを備えており、この放熱用フィンに対して、発熱する電子部品などの熱が伝導するように構成される。ここで、発熱する電子部品などの発熱体（以下、単に「発熱体」と記す）は、筐体１０内部に収容されるように構成してもよいし、筐体１０の外部に設置されて筐体１０内部に熱が伝導するように構成してもよい。以下に図示する例においては、筐体１０内部は部分的に放熱用フィンが配置され、発熱体は筐体１０内部の放熱用フィン以外の部分に配置されるように構成したものについて説明する。しかしながら、筐体１０内部に放熱用フィンを配置せずに、筐体１０内部に発熱体が収容されるようにしてもよい。この筐体１０は、金属またはプラスチックなど、内部に収容された部品を保護する程度の強度を有する任意の素材で構成することができる。
【００２９】
ファンカバー２０は、後に示すように、内部の放熱ファンを覆うように配置される。なお、本発明の実施形態に係る放熱構造１は、放熱ファンを複数備えているが、以下の例においては、放熱ファンが２つの場合について説明する。ファンカバー２０は、当該放熱ファンが内部の空気を排気するのを妨げないように、放熱ファンの排気口を覆う位置がスリット状またはメッシュ状などになるように構成するのが好適である。このファンカバー２０は、内部の放熱ファンを保護するとともに、外部から人間が指などで放熱ファンに触れて怪我をしたりすることを防止する。図１に示すように、ファンカバー２０の左側面には、放熱ファンの排気口を切り替えるシャッタのスライドノブが設けられているが、このシャッタおよびスライドノブについては後述する。このファンカバー２０も、金属またはプラスチックなど、ファンを覆う程度の強度を有する任意の素材で構成することができる。
【００３０】
図２は、図１に示した放熱構造１のファンカバー２０を外した状態を示す外観斜視図である。
【００３１】
図２に示すように、放熱構造１からファンカバー２０を外した状態において、放熱構造１は、外観上、シャッタ３０と、スライドノブ４０と、下側放熱ファン５１と、を備えている。また、放熱構造１は、シャッタ３０および下側放熱ファン５１などの裏側に、放熱フィン６０と、屈曲部７０と、を備えている。
【００３２】
シャッタ３０は、複数の放熱ファンの少なくとも１つを覆うように構成されている。このシャッタ３０は、金属またはプラスチックなど、ファンを保護するための強度を有する任意の素材で構成することができる。
【００３３】
シャッタ３０は、図２において上下方向（図２に示すＺ軸方向）にスライド移動することにより変位することが可能である。このように変位することにより、シャッタ３０は、複数の放熱ファンのうちの少なくとも１つを覆うとともに、当該少なくとも１つの覆われた放熱ファン以外の放熱ファンを覆わないように構成される。
【００３４】
また、図２においてシャッタ３０の下側には、下側放熱ファン５１が配置されている。下側放熱ファン５１は、筐体１０内部に熱が蓄積しないように、内部の空気を外部に排出することにより、筐体１０内部の熱を外部に放熱する。この下側放熱ファン５１は、任意の各種のファンにより構成することができるため、より詳細な説明は省略する。なお、図２においては下側放熱ファン５１の回転する羽根などの図示は省略してある。シャッタ３０の裏側には、上側放熱ファン５２が配置されているが、図２においてはシャッタ３０に覆われており外側からは視認できない。すなわち、図２に示す放熱構造１には、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の２つの放熱ファンが設置されている。
【００３５】
図３は、図２に示した放熱構造１のシャッタ３０を下方に変位させた状態を示す外観斜視図である。図２に示した状態から、シャッタ３０を下方にスライドさせてシャッタ３０を変位させると、図３に示すような状態になる。図２においては、上側放熱ファン５２がシャッタ３０により覆われて、下側放熱ファン５１が露出している。一方、図３においては、下側放熱ファン５１がシャッタ３０により覆われて、上側放熱ファン５２が露出している。
【００３６】
なお、図１に示したように、筐体１０にファンカバー２０を取り付けた状態でも、外部からシャッタ３０をスライドさせることができるように、ファンカバー２０にスリット状の隙間を形成して、スライドノブ４０を操作できるようにするのが望ましい。
【００３７】
このように、本実施形態に係る放熱構造１は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２を有する筐体１０と、これらの放熱ファンのうち一方を覆うように構成したシャッタ３０と、を備えている。また、本実施形態に係る放熱構造１は、シャッタ３０の変位に応じて、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうちシャッタ３０に覆われる放熱ファンと覆われない放熱ファンとを切り替え可能に構成する。ここで、シャッタ３０は、スライド移動によって変位させることで、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち一方を覆うように構成するのが好適である。また、本実施形態において、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の排気口は、シャッタ３０が変位する方向に沿って並べて配置されるようにするのが好適である。
【００３８】
図４は、図３に示した放熱構造１のシャッタ３０を上方に変位させる途中の状態を拡大して示す外観斜視図である。
【００３９】
図４は、下方に変位していたシャッタ３０を少し上方にスライドさせた状態を示している。シャッタ３０は、下側放熱ファン５１または上側放熱ファン５２のうち一方の放熱ファンの通気を遮るとともに、当該一方の放熱ファンを保護する機能を備えるようにするのが望ましい。このため、シャッタ３０は、例えば図４に示す下側放熱ファン５１の吸気口５１Ａおよび排気口５１Ｂのうち少なくとも一方が覆われるように構成し、好適には、吸気口５１Ａおよび排気口５１Ｂの両側が覆われるように構成するのが好適である。すなわち、本実施形態において、シャッタ３０は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち一方の放熱ファンの吸気口および排気口の両側を覆うように構成するのが好適である。
【００４０】
このような構成により、本実施形態に係る放熱構造１は、シャッタ３０を上下に変位させて、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち、シャッタ３０に覆われる放熱ファンと、シャッタ３０に覆われない放熱ファンとを切り替えることができる。下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち、シャッタ３０に覆われる方は、当該シャッタ３０により通気が遮断されるとともに、当該放熱ファンはシャッタ３０により塵や埃などから保護される。また、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち、シャッタ３０に覆われない方は、当該放熱ファンによる通気が遮断されないため、筐体１０の放熱を行うことができる。したがって、シャッタ３０を上下に変位させて、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち、駆動する方の放熱ファンを通気させつつ、駆動しない方の放熱ファンを保護することができる。
【００４１】
なお、図２〜図４に示すように、本実施形態に係る筐体１０の内部において、下側放熱ファン５１の吸気口５１Ａ側には、放熱フィン６０が形成される。この放熱フィン６０は、筐体１０の内部において、横方向（図２および３に示すＸ軸およびＹ軸方向）の隙間を多数形成したものであり、筐体１０内部の熱を放出する領域の表面積が大きくなるようにしている。このような構成により、筐体１０に伝導される熱は、筐体１０内部の放熱フィン６０から放出され、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち駆動されるファンから外部に放熱される。
【００４２】
すなわち、図２で示すように、下側放熱ファン５１を駆動すると、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２と、放熱フィン６０との間に形成された空間が減圧されるようになる。この空間を、以下、「負圧室９０」と記す（図４参照）。負圧室９０は、その全体が減圧されるため、放熱フィン６０のスリット状の部分に熱気の流れができ、放熱フィン６０から下側放熱ファン５１の吸気口５１Ａに熱気が吸入されることで、放熱フィン６０に熱を伝導する発熱体を冷却することが出来る。
【００４３】
上述のように、本実施の形態に係る放熱構造１によれば、駆動していない休止状態の放熱ファンがシャッタ３０で覆われるようにすることで、休止状態の放熱ファンを経て外気が内部に侵入することは防止される。このため、駆動している放熱ファンから一度外部に放出した熱気が再び内部に吸入されることはなく、放熱の効率を低下させることはない。したがって、筐体内部の電子機器などの信頼性および可用性を向上させることができる。
【００４４】
また、本実施の形態に係る放熱構造１によれば、駆動していない休止状態の放熱ファンがシャッタ３０で覆われるようにすることで、休止状態の放熱ファンに、外部から埃または塵などをはじめとする不要なゴミ等が吸入されることも防止される。すなわち、図２に示すように、上側放熱ファン５２は、もともとシャッタ３０に覆われていたため、シャッタ３０を下方にスライドさせるまでは塵や砂塵などに曝されておらず、安定した稼動が可能となる。したがって、内部の電子機器などに悪影響が及ばないのみならず、休止状態の放熱ファンにゴミ等が堆積して当該ファンを駆動する際に不具合が生じるおそれもなくなる。したがって、放熱構造全体としての信頼性および可用性を向上させることができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態に係る放熱構造１によれば、例えば駆動している放熱ファンに不具合が生じたり、駆動している放熱ファンが故障したりした場合、スライドノブ４０をスライド移動するだけで、駆動する放熱ファンを切り替えることができる。このような切り替え作業は、一般的なユーザにとって極めて容易に行うことができる。すなわち、下側放熱ファン５１が寿命を迎えたり故障したりした場合、ユーザは、図２に示すスライドノブ４０をスライドさせてシャッタ３０を下方に引き下げてから、駆動する放熱ファンを上側放熱ファン５２に切り替えることができる。したがって、放熱ファンが駆動できない状態を著しく短縮することができ、放熱構造としての機能を充分に果たすことができる。
【００４６】
なお、下側放熱ファン５１を駆動している際に、当該ファンが寿命を迎えたり故障したりした場合、例えば装置の表示部にその旨表示したり、またはアラーム音でユーザに報知等するとともに、下側放熱ファン５１の駆動を停止するのが好適である。ここで、下側放熱ファン５１の寿命は、例えば放熱ファンの稼動時間に基づいて判定することができる。また、下側放熱ファン５１の故障は、例えば放熱ファンにロックセンサを搭載することにより検出することができる。
【００４７】
次に、本実施形態に係る放熱構造１において、外部から侵入する塵または埃などに対処し、放熱ファンが安定して駆動可能な期間をさらに長くし得る構成について説明する。
【００４８】
本実施形態に係る放熱構造１を例えば屋外設置する場合、下側放熱ファン５１または上側放熱ファン５２がたとえ排気状態であっても、外部から塵または埃などが入り込むことが懸念される。したがって、本実施形態に係る放熱構造１は、図２および３に示すように、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のそれぞれの排気口が垂直方向（図に示すＺ軸方向）に並べて配置されるようにするのが好適である。すなわち、本実施形態に係る放熱構造１において、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２は、鉛直方向に連続して配置されるようにするのが好適である。この場合、本実施形態に係る放熱構造１においては、上側放熱ファン５２を、下側放熱ファン５１の予備として設けるのが好適である。
【００４９】
このような構成により、図４に示すように、下側放熱ファン５１よりも低い位置に負圧室９０の底部を形成して、この底部に塵または埃などが溜まるようにすることができる。仮に負圧室９０の底部に塵または埃などが蓄積して、下側放熱ファン５１の位置に達したとしても、駆動している下側放熱ファン５１の風圧により、塵または埃などは外部に排出される。逆に、下側放熱ファン５１を予備として、上側放熱ファン５２から駆動させて使用開始すると、負圧室９０の底部に塵または埃などが蓄積して、下側放熱ファン５１の位置に達してしまうことが想定される。この場合、上側放熱ファン５２が寿命を迎え、シャッタ３０を上方に移動させると、下側放熱ファン５１の位置まで蓄積した塵または埃などが下側放熱ファン５１に入り込むため、下側放熱ファン５１に悪影響を及ぼしたり、放熱の効率が悪くなることが懸念される。
【００５０】
このように、本実施形態に係る放熱構造１によれば、屋外に設置して塵または埃などが進入したとしても、放熱ファンが安定して駆動可能な期間をさらに長くし得る。
【００５１】
次に、本実施形態に係る放熱構造１において、外部から侵入する雨などの水分に対処し、放熱ファンが安定して駆動可能な期間をさらに長くし得る構成について説明する。
【００５２】
本実施形態に係る放熱構造１を例えば屋外設置する場合、下側放熱ファン５１または上側放熱ファン５２がたとえ排気状態であっても、放熱ファンの部分のみならず筐体１０の他の部分などから例えば雨水などの水分が入り込むことが懸念される。そこで、本実施形態に係る放熱構造１においては、上述した負圧室９０の底部に、屈曲部７０を設けるのが好適である。さらに、屈曲部７０の底面には、放熱構造１の筐体１０の外部に貫通する排水孔８０を形成するのが望ましい。すなわち、本実施形態に係る放熱構造１は、下側放熱ファン５１の下方に、塵溜りまたは排水用凹部を設けるのが好適である。
【００５３】
この排水孔８０を形成することで、放熱ファンまたは筐体１０の他の部分などから入り込んだ雨水などの水分を排出することができる。また、この排水孔８０を形成することで、負圧室９０に堆積する塵または埃なども、ある程度排出することができる。負圧室９０の一部に排水孔８０を形成すると、負圧室９０における減圧の効果が薄れて放熱構造１としての放熱効率が悪化する可能性がある。しかしながら、屈曲部７０を設けることにより、排水孔８０を経て負圧室９０に流入する空気の抵抗を大きくすることができるため、負圧室９０における減圧を大きく妨げることはない。この屈曲部７０を構成する板状部材同士の間隔を調整することにより、排水孔８０を経て負圧室９０に流入する空気の抵抗を調節することができる。また、この屈曲部７０を構成する板状部材同士の間隔を機械的に調整可能な構成にしたり、排水孔８０の大きさを機械的に調整可能な構成にしたりしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態に係る放熱構造１によれば、屋外に設置して筐体１０の外部から雨などの水分が進入したとしても、放熱ファンが安定して駆動可能な期間をさらに長くし得る。
【００５５】
次に、本実施形態に係る放熱構造１における発熱体の設置の例について説明する。
【００５６】
図５は、図３に示した放熱構造１を別の角度から示す外観斜視図である。図５に示すように、本実施形態に係る放熱構造１は、筐体１０の一側面に、発熱部材配置領域１２を設けてある。この発熱部材配置領域１２に、例えば発熱体が含まれるプリント基板などを設置することができる。発熱部材配置領域１２には、ＦＥＴやダイオードなど、放熱用のヒートシンクを必要とする部品を、絶縁などを考慮しながら、密着させて固定することができる。また、これら電子部品を搭載するプリント基板も、発熱部材配置領域１２上に設置することができる。このとき、必要に応じて放熱グリスなどを使用することが望ましい。さらに、発熱部材配置領域１２に各種の部品を設置した後、発熱部材配置領域１２上にカバーを取り付ければ、筐体１０と一体化した構造として外観上の美感が増すのみならず、発熱部材配置領域１２上に設置した各種部品を保護することもできる。
【００５７】
このような発熱体を発熱部材配置領域１２に設置して、当該発熱体が発する熱を、発熱部材配置領域１２の裏側に配置された放熱フィン６０に伝導させることができる。なお、上述したように、発熱体は、放熱構造１の筐体１０の内部に収容される構成とすることもできる。
【００５８】
次に、本実施形態に係る放熱構造１における放熱ファンの切り替えに係る制御の例について説明する。
【００５９】
放熱構造１において、駆動する放熱ファンを切り替える際は、例えば下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のそれぞれにスイッチを設置して、ユーザが、シャッタ３０をスライドさせた後で、駆動する放熱ファンのスイッチをオンにすることもできる。一方、本実施形態に係る放熱構造１において、シャッタ３０のスライドに応じて、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち、駆動するファンが選択されるようにもできる。この場合、シャッタ３０が下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のどちらの放熱ファンの位置に変位しているかを検出するシャッタセンサを設置するのが望ましい。
【００６０】
図６は、図５に示した放熱構造１を一部切り欠いて拡大して示す外観斜視図である。図６においては、上述した発熱部材配置領域１２周囲の側壁を部分的に切り欠いて、シャッタセンサ配置領域１４Ａおよび１４Ｂを示してある。シャッタセンサ配置領域１４Ａは下側放熱ファン５１の位置に対応し、シャッタセンサ配置領域１４Ｂは上側放熱ファン５２の位置に対応する。図６に示す例においては、シャッタセンサ配置領域１４Ａおよび１４Ｂにそれぞれ開口を形成し、シャッタ３０がそれぞれの位置に変位すると、シャッタ３０の一部が当該開口を塞ぐように構成している。したがって、シャッタセンサ配置領域１４Ａおよび１４Ｂの位置にそれぞれシャッタセンサを設けることにより、シャッタ３０が下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のどちらの放熱ファンの位置に変位しているかを検出することができる。なお、シャッタセンサ配置領域１４Ａおよび１４Ｂの位置に配置されたシャッタセンサのリード線などは、発熱部材配置領域１２に設置されたプリント基板または電子部品などに接続することができる。
【００６１】
このような構成において、本実施形態に係る放熱構造１は、シャッタ３０が上方つまり上側放熱ファン５２を覆う位置にある時は、上側放熱ファン５２を駆動させずに、下側放熱ファン５１を駆動させるように制御する。また、本実施形態に係る放熱構造１は、シャッタ３０が下方つまり下側放熱ファン５１を覆う位置にある時は、下側放熱ファン５１を駆動させずに、上側放熱ファン５２を駆動させるように制御する。このように、本実施形態に係る放熱構造１は、シャッタ３０のスライドをシャッタセンサが検出すると、放熱ファンの駆動を、下側放熱ファン５１から上側放熱ファン５２に、またはその逆に切り替えるように制御することができる。
【００６２】
図７は、放熱構造１においてシャッタ３０のスライドによる放熱ファンの駆動の切り替えを制御する構成を示す機能ブロック図である。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態に係る放熱構造１は、機能的な構成として、上述した下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２と、制御部１００と、駆動センサ１１０と、シャッタセンサ１２０と、を備えている。
【００６４】
制御部１００は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の駆動を制御する。駆動センサ１１０は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の駆動状態を検出して、その検出結果を制御部１００に通知する。シャッタセンサ１２０は、図６において説明したシャッタセンサ配置領域１４Ａおよび１４Ｂに設置されるセンサであり、シャッタ３０が下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のどちらの放熱ファンの位置に変位しているかを検出する。制御部１００は、シャッタセンサ１２０が検出するシャッタ３０の位置に応じて、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち一方を駆動させて他方を駆動させないように制御する。
【００６５】
なお、本実施形態に係る放熱構造１において、駆動する放熱ファンを切り替える際に、シャッタ３０をスライドさせる動作は、ユーザによる手動の動作とすることも、機械的に駆動させる自動の動作とすることもできる。
【００６６】
すなわち、放熱構造１において、駆動していた下側放熱ファン５１が寿命を迎えたり故障などにより不具合が生じた際、ユーザがスライドノブ４０をスライドさせてシャッタ３０を下方に変位させ、駆動を上側放熱ファン５２に切り替えることができる。この場合、駆動センサ１１０は下側放熱ファン５１の駆動状態を検出しておき、下側放熱ファン５１の不具合が生じた際にはその旨ユーザに知らせるように、警告表示または警告音などを発するようにするのが好適である。
【００６７】
また、放熱構造１において、シャッタ３０が上方または下方にスライドできるような動力機構を設置することもできる。この場合、放熱構造１において、駆動センサ１１０は、駆動していた下側放熱ファン５１に不具合が生じたことを検出すると、制御部１００は、シャッタ３０を下方に変位させ、駆動を上側放熱ファン５２に切り替えるように制御する。このようにすれば、一方の放熱ファンに不具合が生じても、ユーザに手間を生じさせずに、駆動するファンを切り替えることができる。
【００６８】
次に、通常駆動していない放熱ファンに不具合が生じないようにするための措置について説明する。
【００６９】
上述した例においては、放熱構造１の動作開始時に、下側放熱ファン５１から駆動させて、上側放熱ファン５２は予備として駆動させないものとして説明した。しかしながら、このように予備として用意した放熱ファンを長期間駆動させないままで放置すると、回転機構の部分に障害が発生するおそれがある。例えば、放熱ファンの回転軸および軸受けに塗布してあるグリスなどが固着したり、これらの部材が油膜切れを起こしたりして、放熱ファンの滑らかな回転が阻害されることが考えられる。
【００７０】
このため、本実施形態に係る放熱構造１において、予備として用意した放熱ファンは、シャッタ３０で覆われている時であっても、通常の駆動時よりも遅い回転速度で、間欠的に駆動させるのが好適である。
【００７１】
図８は、通常駆動していない放熱ファンに不具合が生じないようにしつつ、駆動している放熱ファンに不具合が生じた場合に駆動するファンを切り替える制御の例を説明するフローチャートである。
【００７２】
図８に示す制御が開始する時点では、下側放熱ファン５１を通常駆動させており、上側放熱ファン５２は予備としてシャッタ３０で覆い、通常駆動させていないものとして説明する。図８に示す制御が開始すると、制御部１００は、内蔵のタイマにより、所定の期間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１１）。なお、ここで、「所定の期間」とは、予備としてシャッタ３０で覆ってある上側放熱ファン５２の回転軸および軸受けに塗布してあるグリスなどが固着したり、これらの部材が油膜切れを起こしたりしない等のような期間を予め設定しておくのが好適である。また、制御部１００は、タイマを内蔵していない場合、外部から時刻または時間の情報を受信するようにしてもよい。
【００７３】
ステップＳ１１において所定の期間が経過したと判定されたら、制御部１００は、シャッタ３０で覆われた上側放熱ファン５２を一時的に駆動するように制御する（ステップＳ１２）。ここで、予備としての上側放熱ファン５２を駆動する際には、上述したように、シャッタ３０で覆われるようにしたまま、通常の駆動時よりも遅い回転速度で、間欠的に駆動させるのが好適である。
【００７４】
その後、下側放熱ファン５１を通常駆動させている間、駆動センサ１１０が下側放熱ファン５１の駆動状態の不具合を検出したか否かを検出する（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において下側放熱ファン５１の不具合が検出されたら、制御部１００は、下側放熱ファン５１の駆動を停止して（ステップＳ１４）、シャッタ３０を下方に変位させて（ステップＳ１５）、上側放熱ファン５２を駆動するように制御する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１５においてシャッタ３０を下方に変位させて駆動するファンを切り替える動作は、上述したように、ユーザによる手動の動作とすることも、機械的に駆動させる自動の動作とすることもできる。
【００７５】
したがって、本実施形態に係る放熱構造１において、制御部１００は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の不具合に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、シャッタ３０の変位を制御することができる。また、制御部１００は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２の寿命までの期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、シャッタ３０の変位を制御してもよい。さらに、制御部１００は、下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２が駆動していない状態が継続している期間に応じて、当該放熱ファンの駆動を制御するとともに、シャッタ３０の変位を制御してもよい。
【００７６】
このように、本実施形態に係る放熱構造１によれば、通常駆動していない放熱ファンに不具合が生じるおそれを低減しつつ、駆動している放熱ファンに不具合が生じた場合には、駆動するファンを容易に切り替えることができる。
【００７７】
以下、本実施形態に係る放熱構造１による効果を更に説明する。
【００７８】
太陽光発電を行なう際に、太陽光パネルで発電した直流電流を交流電流に変換するパワーコンディショナにおいて、放熱ファンは保守部品として交換を要することが前提であることが多い。このような放熱ファンはある程度の期間使用すると寿命を迎えるため、メンテナンスフリーのパワーコンディショナを実現するのは困難である。また、放熱ファンの交換に際しても、太陽光パネルが発電する限りパワーコンディショナ内部には常に電流が流れるため、活電状態で太陽光パネルのケーブルを外すなど大掛かりな作業が必要であり、このような作業は、専門知識を有する技術者でないと困難である。このため、放熱ファンの交換にかかる費用は高額になる。さらに、放熱ファンが寿命により停止してから、専門の業者などが放熱ファンを交換するまではパワーコンディショナの運転を中断せざるを得ないため、その間、本来ならば発電し得る電力を売電することはできない。
【００７９】
しかしながら、本実施形態に係る放熱構造１によれば、寿命により停止した放熱ファンを直ちに交換する必要はないため、停止した放熱ファンを交換するまでの時間にも、パワーコンディショナを運転させて、発電した電力を売電することができる。また、本実施形態に係る放熱構造１によれば、寿命により停止した放熱ファンを新しいものに交換する際、ファンカバー２０およびシャッタ３０を取り外すだけで、容易に交換作業を行うことができる。さらに、放熱ファンの交換作業を行う際に、パワーコンディショナの動作を止めることなく、高電圧側のプリント基板に触れることもないため、安全に作業を行うことができる。
【００８０】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の機能部やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本発明の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせて実施することもできる。
【００８１】
例えば、上述した説明においては、本発明を放熱構造の発明として記載したが、本発明は放熱構造の発明に限定されるものではなく、上述したような放熱構造の放熱制御方法にも適用することができる。この場合、当該方法は、シャッタ３０が下側放熱ファン５１および上側放熱ファン５２のうち一方の放熱ファンを覆う状態で、これらの放熱ファンのうち他方を駆動するステップと、他方の放熱ファンの状態を検出するステップと、他方の放熱ファンの状態に応じて、シャッタ３０を変位させて当該他方の放熱ファンを覆うステップと、一方の放熱ファンを駆動するステップと、を有するようにするのが好適である。
【００８２】
また、上述した説明においては、放熱構造１が２つの放熱ファンを備えるものとして記載したが、本発明による放熱構造が備える放熱ファンは２つに限定されるものではない。例えば、本発明による放熱構造は、少なくとも２つの任意の数とすることもできる。この場合、２つの放熱ファンをユニットとして、このようなユニットを多数設置してもよいし、複数の放熱ファンのうち少なくとも１つがシャッタで覆われて、それ以外のものがシャッタに覆われないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  放熱構造
１０  筐体
１２  発熱部材配置領域
１４Ａ，１４Ｂ  シャッタセンサ配置領域
２０  ファンカバー
３０  シャッタ
４０  スライドノブ
５１  下側放熱ファン
５１Ａ  吸気口
５１Ｂ  排気口
５２  上側放熱ファン
６０  放熱フィン
７０  屈曲部
８０  排水孔
９０  負圧室
１００  制御部
【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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【図７】
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【図８】
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