(57)【要約】【課題】電子機器の静粛性を高める。【解決手段】実施形態の電子機器は、外装カバーと、基板と、ダクトと、ファンと、を備える。前記基板は、前記外装カバー内に備えられた冷却対象物が配置されている。前記ダクトは、前記冷却対象物を覆い、両端の何れか一方には排気口を備えられており、前記冷却対象物から逆側には複数の吸気口を備える。前記ファンは、前記ダクトの排気口に取り付けられ、当該ダクト内の空気を前記外装カバー外に排出する。【選択図】図２
2014239153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装カバーと、
前記外装カバー内に備えられた冷却対象物が配置される基板と、
前記冷却対象物を覆い、両端の何れか一方には排気口を備え、前記冷却対象物から逆側には複数の吸気口を備えたダクトと、
前記ダクトの排気口に取り付けられ、当該ダクト内の空気を前記外装カバー外に排出するファンと、
を備える電子機器。
【請求項２】
前記ダクトに備えられた前記吸気口の面積は、前記ダクトの断面積と同程度である、
請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記ダクトに備えられた前記吸気口は、空気の流れにおいて、前記冷却対象物の直前に位置する、
請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記外装カバーは、前記ダクトの対面に複数の開口を備える、
請求項１乃至３のいずれか一に記載の電子機器。
【請求項５】
前記ファンの回転を制御する制御回路と、
を更に備え、
前記冷却対象物は、温度センサを更に備え、
前記制御回路は、前記温度センサが示す温度が高くなるに従い前記ファンの回転を早くする、
請求項１乃至４のいずれか一に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＳ（Point  Of  Sale）端末などの電子機器は、近年、様々な機能が追加されたことに伴い、高性能のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が使用される場合が多くなっている。そのため、ＰＯＳ端末などの電子機器は、高性能化に伴って発熱量も増加するＣＰＵを冷却する必要がある。
【０００３】
ＰＯＳ端末などの電子機器は、冷却ファンと筒状のダクトを用いて冷却する構造を採用する場合がある。具体的には、ダクトの排気側に冷却ファンを取り付けるとともに、ダクトの途中にヒートシンクが取り付けられたＣＰＵを配置して、冷却ファンの駆動によりダクトの吸気側から空気を強制的に取り込んで排気口から排気する過程で、ＣＰＵを冷却するものである。
【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、従来のダクトによれば、空気の経路が１本しかない為に、吸気口から空気とともに取り込まれたホコリがヒートシンクに引っかかってしまい、冷却性能を低下させていた。また、従来のダクトによれば、吸気口から一気に空気を吸引するので、風切り音による騒音が発生していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の電子機器は、外装カバーと、基板と、ダクトと、ファンと、を備える。前記基板は、前記外装カバー内に備えられた冷却対象物が配置されている。前記ダクトは、前記冷却対象物を覆い、両端の何れか一方には排気口を備え、前記冷却対象物から逆側には複数の吸気口を備えた。前記ファンは、前記ダクトの排気口に取り付けられ、当該ダクト内の空気を前記外装カバー外に排出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態にかかるＰＯＳ端末を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、電子機器の内部にある基板を示した斜視図である。
【図３】図３は、冷却ファンの制御方法を概略的に示す説明図である。
【図４】図４は、ヒートシンクの斜視図である。
【図５】図５は、外装カバーの上面を取り外した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る電子機器の最良な実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
図１は、実施形態にかかるＰＯＳ端末１００を示す外観斜視図である。電子機器であるＰＯＳ端末１００の本体１０１は、ドロワ１０２の上に載置されており、ドロワ１０２の引出し１０３の開放動作を制御することができる。本体１０１の上面右側にはユーザインターフェースとしてのキーボード１０４と表示部としてのオペレータ用表示器１０５とが配列され、上面左側にはレシート／ジャーナルプリンタ１０６が配列される。オペレータ用表示器１０５は、一例として、液晶ディスプレイ装置である。本体１０１の上面後方には、客用表示器１０７が設けられる。また、本体１０１の外装カバー１０１ａには、無数の開口１１０がある。
【０００９】
図２は、ＰＯＳ端末１００の内部にある基板１０を示した斜視図である。基板１０は、筒状のダクト２０と、冷却ファン３０と、ＣＰＵ５０（図３参照）とを備える。そして、ＣＰＵ５０は、自身を冷却させるためのヒートシンク４０を備える。
【００１０】
ダクト２０は、吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ及び排気口２２を備える。吸気口２１ａは、吸気口２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの吸気口に比べ、排気口２２から遠い位置（図２のダクト２０の左面側）に空けられる。吸気口２１ｂは、吸気口２１ａよりも排気口２２に近く、吸気口２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの吸気口に比べ、排気口２２から遠い位置（図２のダクト２０の上側の左端）に空けられる。吸気口２１ｃは、吸気口２１ａ、２２ｂよりも排気口２２に近く、ダクト２０の上側の位置（図２のダクト２０の上側の略中央）に空けられる。吸気口２１ｄは、吸気口２１ａ、２２ｂよりも排気口２２に近く、ダクト２０の側面の位置（図２のダクト２０の奥側側面の略中央）に空けられる。吸気口２１ｅは、吸気口２１ａ、２２ｂよりも排気口２２に近く、ダクト２０の側面の位置（図２のダクト２０の手前側側面の略中央）に空けられる。排気口２２は、ダクト２０の端部（図２のダクト２０の上側の右端）に空けられる。ダクト２０は、冷却対象物であるＣＰＵ５０を覆い、両端の何れか一方には排気口２２を備え、冷却対象物の位置から排気口２２の逆側には複数の吸気口を備える。
【００１１】
空気は粘性を有するため、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの大きさは、ダクト２０の断面積と同等以上であることが好ましい。各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの断面積がダクト２０の断面積と比較して、圧倒的に小さい場合に、風切り音が大きくなってしまう可能性がある。各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの大きさが、ダクト２０の断面積と同等以上であることで、冷却対象物の冷却を効率的に行い、騒音を抑制することができる。
【００１２】
ダクト２０は、基板１０上のＣＰＵ５０及びヒートシンク４０を覆う態様で配置される。ダクト２０は、内部にヒートシンク４０が取り付けられたＣＰＵ５０（図３参照）を備える。冷却ファン３０が回転して空気の排出を開始すると、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから外気を吸引する。吸引した外気は、ダクト２０で集約されて風速が増す。
【００１３】
冷却ファン３０は、ダクト２０の排気口２２に取り付けられる。そして、冷却ファン３０は、ファンを回転させることによりダクト２０内の空気を排出することで空気の流れを発生させ、ヒートシンク４０を冷やすことにより、ＣＰＵ５０を冷却させる装置である。そして、冷却ファン３０は、ＣＰＵ５０の温度によりファンの回転数を変えることができる。ここで、図３は、冷却ファン３０の制御方法を概略的に示す説明図である。冷却ファン３０の制御方法には、ＣＰＵ５０の内部にある温度センサ５１と、冷却ファン制御回路３１とが用いられる。温度センサ５１は、例えば、サーミスタなどである。冷却ファン制御回路３１は、温度センサ５１から出力される温度により、冷却ファン３０を回転させるモーターに供給する電圧を変化させる。電圧が変化することでモーターの回転数が変化し、冷却ファン制御回路３１は、冷却ファン３０の回転数を制御する。
【００１４】
ヒートシンク４０は、取り付けられたＣＰＵ５０の温度を下げるための部品である。ヒートシンク４０は、風が当てられることで熱が奪われ冷却される。これにより、冷却対象物であるＣＰＵ５０は、冷却される。なお、冷却対象物は、ＣＰＵ５０以外であってもよい。例えば、冷却対象物は、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）などであってもよい。ここで、図４は、ヒートシンク４０の斜視図である。ヒートシンク４０は、アルミニウムや銅などの熱伝導率の高い材料を用いて作成される。ヒートシンク４０は、複数の突起物４１を備える。突起物４１は、表面積を広げて、ヒートシンク４０の冷却能力を高める効果がある。
【００１５】
外装カバー１０１ａは、冷却ファン３０から排出された空気の排出と、ダクト２０が外気を取り込む吸引と、を実現するために十分な数の開口１１０を備える。ここで、図５は、外装カバー１０１ａの上面を取り外した状態を示す斜視図である。ダクト２０は、開口１１０から吸引した空気を吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから吸引する。その後、ダクト２０は、排気口２２から冷却ファン３０によって排出された空気を、更に開口１１０から排出する。また、空気の流れにおいて、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、ＣＰＵ５０及びヒートシンク４０の直前に位置するのが好ましい。このような各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの位置により、冷えた外気がＣＰＵ５０及びヒートシンク４０に当てられるため、冷却効率は、より向上する。
【００１６】
ここで、図５により、外装カバー１０１ａの開口１１０と吸気口の位置について説明する。外装カバー１０１ａの左側面の開口１１０と、吸気口２１ａ、２１ｂとは、対面する位置にある。また、外装カバー１０１ａの手前側の面の開口１１０と、吸気口２１ｅとは、対面する位置にある。また、外装カバー１０１ａの奥側の面の開口１１０と、吸気口２１ｄとは、対面する位置にある。このように、吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｅ、２１ｄは、開口１１０と対面する位置にあるため外気を効率的に取り込むことが可能となる。また、排気口２２は、外装カバー１０１ａの右側面の開口１１０の近くにある。よって、排気口２２から排出された空気は、外装カバー１０１ａ内にとどまることなく排出される。
【００１７】
次に、冷却ファン３０を回転させた場合の冷却処理について説明を行う。
【００１８】
冷却ファン３０が回転すると、本体１０１の外の空気が開口１１０を通って本体１０１内に吸引される。外の空気は、ダクト２０に空けられた吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅからダクト２０内に入り込む。
【００１９】
そして、ダクト２０で集約されたことにより、空気は、風速を上げてダクト２０内にあるヒートシンク４０を通過する。特に、ヒートシンク４０を通過する際は、ヒートシンク４０があることにより、ダクト２０の断面積が狭くなり風速が速くなる。
【００２０】
そして、ヒートシンク４０の熱を奪った空気は、ダクト２０の排気口２２から冷却ファン３０によって排出される。よって、ヒートシンク４０に取り付けられたＣＰＵ５０は、冷却される。
【００２１】
このように、ダクト２０は、複数の吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから空気を取り込む。よって、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅでの風速は、吸気口が一つの場合と比べて遅くなる。そのため、ダクト２０は、風切り音を少なくすることができる。
【００２２】
また、ダクト２０は、複数の吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから空気を吸引する。そのため、さまざまな気流が発生することから、ホコリは、ヒートシンク４０以外の場所にも溜まることになり、ヒートシンク４０自体に溜まるホコリの量が少なくなる。
【００２３】
また、吸気口２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、ヒートシンク４０に近い位置にある。さらに、電子機器の外装カバー１０１ａには、複数の開口１１０がある。よって、吸気口２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、電子機器内部の温められた空気ではなく外気がヒートシンク４０にあてられることから冷却効率を高めることができる。
【００２４】
以上のように、本実施形態に係る電子機器よれば、ダクト２０は、ダクト２０の断面積と同等の大きさの吸気口を複数備えた。これにより、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅからの空気の吸引が緩やかになり騒音の発生を抑えることができる。また、各吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅから吸引することにより、ヒートシンク４０だけにホコリが溜まらなくなり冷却効率の低下を防止することができる。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００２６】
なお、本実施形態において、冷却ファン３０を回転させるモーターは、電圧を変えることで回転数を制御すると説明している。しかし、モーターの回転数の制御方法は、これに限らない。例えば、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御によりモーターの回転数を制御してもよい。ＰＷＭ制御の場合には、オンタイム期間にモーターの端子に電圧を印加すればよい。
【００２７】
なお、本実施形態において、ダクト２０の吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、冷却ファン３０を基準にヒートシンク４０より遠くに配置している。しかし吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅの配置場所は、これに限らない。例えば、冷却ファン３０を基準にヒートシンク４０より近くに吸気口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅを配置してもよい。この場合、新たに設けた吸気口は、ヒートシンク４０の冷却には貢献しないが、より空気の吸引が緩やかになるため、静粛性を向上させることができる。
【００２８】
なお、本実施形態において、電子機器としてＰＯＳ端末１００を例に説明を行った。しかし、電子機器は、ＰＯＳ端末１００に限らない。例えば、パーソナルコンピュータ、プリンタ、複合機、計量器などであってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００    ＰＯＳ端末
１０１ａ  外装カバー
１１０    開口
１０      基板
２０      ダクト
３０      冷却ファン
４０      ヒートシンク
５０      ＣＰＵ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ  吸気口
２２      排気口
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２０１１−１９９２０５号公報
【図１】
2014239153.tif 000003
【図２】
2014239153.tif 000004
【図３】
2014239153.tif 000005
【図４】
2014239153.tif 000006
【図５】
2014239153.tif 000007