(57)【要約】【課題】筐体に発熱源とコンデンサとを内包した構造において、コンデンサの周囲温度環境の悪化を防ぎ、コンデンサの容量の低下や寿命の低下を防止する。【解決手段】筐体１０３内を隔壁１０４によって、ＣＰＵ基板１０１が位置する第１の室（ＣＰＵ室）１０３Ａと、バックアップコンデンサ１０２が位置する第２の室（コンデンサ室）１０３Ｂとに仕切る。隔壁１０４にＣＰＵ室の１０３Ａの空気をコンデンサ室１０３Ｂに送り込むファン１０６を設ける。コンデンサ室１０３Ｂの温度ｔｃがｔｃ＜ｔthL（例えば、１５℃）となった場合、ファン１０６を回転させ、コンデンサ室１０３ＢにＣＰＵ基板１０１の発熱空気を流入させる。筐体１０３の周囲の温度ｔoutがｔout＞ｔthH（例えば、３０℃）となった場合、ファン１０６の回転を停止させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱源とコンデンサとを内包する筐体と、
前記筐体内を前記発熱源が位置する第１の室と前記コンデンサが位置する第２の室とに仕切る隔壁と、
前記筐体の壁面に設けられ、前記筐体の周囲の空気を前記第１の室に送り込む第１のファンと、
前記隔壁に設けられ、前記第１の室の空気を前記第２の室に送り込む第２のファンと、
前記第１のファンおよび前記第２のファンの回転を制御するファンコントロール部とを備え、
前記ファンコントロール部は、
前記第２の室の温度が、低温側の閾値として定められている第１の温度よりも低くなった場合、前記第２のファンを回転させ、
前記筐体の周囲の温度が、高温側の閾値として定められている第２の温度よりも高くなった場合、前記第２のファンの回転を停止させる
ことを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電子装置において、
前記発熱源は、
電源の供給を受けて発熱する電子回路であり、
前記コンデンサは、
前記電子回路への電源の供給をバックアップするコンデンサである
ことを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された電子装置において、
前記第２のファンは、
前記第１の室の空気を前記第２の室へ流入させる流入側の第２のファンと、
前記第２の室の空気を前記第１の室に流出させる流出側の第２のファンとを備える
ことを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項３に記載された電子装置において、
前記第２のファンは、
ファンの回転により風速で開くダンパを備えている
ことを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項１に記載された電子装置において、
前記コンデンサに代えて電池が設けられている
ことを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項１に記載された電子装置において、
前記ファンコントロール部は、
前記筐体の周囲の温度に代えて、前記第２の室の温度が前記第２の温度よりも高くなった場合に、前記第２のファンの回転を停止させる
ことを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項１に記載された電子装置において、
前記ファンコントロール部は、
前記第２の室の温度に代えて、前記筐体の周囲の温度が前記第１の温度よりも低くなった場合に、前記第２のファンを回転させる
ことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体に発熱源とコンデンサとを内包する電子装置に関する。  
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を組み込んだ電子装置の中には、停電やスイッチＯＦＦの後に数秒間電源を維持して、次回の起動時に必要なデータやログなどをストレージ等に書き込んでから終了処理する電子装置がある。
【０００３】
このような電子装置では、ＣＰＵを含む電子回路への電源の供給をバックアップするために、電気二重層コンデンサなどの容量の大きなコンデンサが筐体内に実装される。
【０００４】
この筐体内に実装されるコンデンサは、周囲環境が低温になると容量が低下する。図９に、縦軸を電圧、横軸を時間として、コンデンサを放電させた時の電圧が低下して行く様子を示す。この例では、１７Ｖ付近まで充電後、放電した場合を示している。周囲環境の温度が低いと、速く電圧が下がる。これは、低温時に容量が低下しているからである。このように、周囲環境が低温となると、コンデンサの容量は低下する。
【０００５】
また、コンデンサは、高温の周囲環境に長くさらされると、寿命が低下する傾向がある。一般に、１０℃アップで、寿命が半減する。
【０００６】
このように、コンデンサは、周囲環境が低温となると容量が低下し、周囲環境が高温となると寿命が低下する。このため、コンデンサの周囲環境は、常温付近に維持されることが望まれる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、ＣＰＵを組み込んだ電子装置では、一般に、ＣＰＵから出た熱を効率よく筐体外に放出するために筐体にファンが取り付けられる。図１０に、その一例を示す。図中、２０１はＣＰＵ基板（ＣＰＵを含む電子回路）、２０２はＣＰＵ基板２０１への電源の供給をバックアップするバックアップコンデンサ、２０３はＣＰＵ基板２０１とバックアップコンデンサ２０２とを内包する筐体であり、筐体２０３にはファン２０４が取り付けられている。
【０００８】
この電子装置２００では、ファン２０４を回転させることにより、筐体２０３の周囲の空気（外気）が筐体２０３の壁面（スリット）を通して、筐体２０３の内部に吸い込まれ、ＣＰＵ基板（発熱源）２０１を冷却した後、筐体２０３の外に排気される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−０４７０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような構造では、筐体２０３内の空気の流れにもよるが、ＣＰＵ基板２０１だけではなく、バックアップコンデンサ２０２も熱風にさらされる場合がある。例えば、筐体２０３の周囲の温度（筐体外温度（外気温度））が４０℃位であった場合（図１１参照）、筐体外温度＋ＣＰＵ放熱の熱風の影響を受けて、バックアップコンデンサ２０２の周囲温度が４０℃＋１０℃位になる。この場合、バックアップコンデンサ２０２の周囲環境が高温となり、バックアップコンデンサ２０２の寿命の低下につながる。
【００１１】
また、例えば、筐体外温度（外気温度）が０℃位の場合（図１２参照）、筐体２０３の外から冷気を吸い込む影響で、バックアップコンデンサ２０２の周囲温度が筐体外温度近くまで下がる。この場合、バックアップコンデンサ２０２の周囲環境が低温となり、バックアップコンデンサ２０２の容量が低下する。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、筐体に発熱源とコンデンサとを内包した構造において、コンデンサの周囲温度環境の悪化を防ぎ、コンデンサの容量の低下や寿命の低下を防止することが可能な電子装置を提供することにある。
【００１３】
このような目的を達成するために本発明は、発熱源（１０１）とコンデンサ（１０２）とを内包する筐体（１０３）と、筐体内を発熱源が位置する第１の室（１０３Ａ）とコンデンサが位置する第２の室（１０３Ｂ）とに仕切る隔壁（１０４）と、筐体の壁面に設けられ、筐体の周囲の空気を第１の室に送り込む第１のファン（１０５−１）と、隔壁に設けられ、第１の室の空気を第２の室に送り込む第２のファン（１０６−１）と、第１のファンおよび第２のファンの回転を制御するファンコントロール部（１０７）とを備え、ファンコントロール部は、第２の室の温度（ｔｃ）が、低温側の閾値として定められている第１の温度（ｔthL）よりも低くなった場合、第２のファンを回転させ、筐体の周囲の温度（ｔout）が、高温側の閾値として定められている第２の温度（ｔthH）よりも高くなった場合、第２のファンの回転を停止させることを特徴とする。
【００１４】
この発明において、ファンコントロール部は、第２の室の温度が低くなった場合（ｔｃ＜ｔthL（例えば、１５℃））、隔壁に設けられている第２のファンを回転させる。この第２のファンの回転によって、第１の室から第２の室へ空気が流入し、すなわち発熱源の発熱空気が第２の室へ流入し、第２の室の温度が上昇する。これにより、コンデンサの周囲環境が低温となることが避けられ、コンデンサの容量の低下が防止されるものとなる。
【００１５】
また、ファンコントロール部は、筐体の周囲の温度（筐体外温度）が高くなった場合（ｔout＞ｔthH（例えば、３０℃））、隔壁に設けられている第２のファンの回転を停止する。この第２のファンの回転の停止によって、第１の室から第２の室への空気の流入がなくなり、第２の室の温度が筐体外温度以上に上がらないものとなる。これにより、コンデンサの周囲環境が高温となることが避けられ、コンデンサの寿命の低下が防止されるものとなる。
【００１６】
なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって示している。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、第２の室（コンデンサが位置している室）の温度が第１の温度（低温側の閾値）よりも低くなった場合、隔壁に設けられている第２のファンが回転し、第１の室（発熱源が位置している室）から第２の室へ空気が流入し、第２の室の温度が上昇するものとなり、筐体の周囲の温度が第２の温度（高温側の閾値）よりも高くなった場合、隔壁に設けられている第２のファンの回転が停止し、第１の室からの第２の室への空気の流入がなくなり、第２の室の温度が筐体外温度以上に上がらないものとなり、コンデンサの周囲温度環境の悪化を防ぎ、コンデンサの容量の低下や寿命の低下を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電子装置の要部の構成を示す図である。
【図２】図２は、この電子装置の筐体や隔壁に設けるファンの構造の概略を示す図である。
【図３】図３は、この電子装置におけるＣＰＵ基板の冷却時のファンコントロール部の動作を説明する図である。
【図４】図４は、この電子装置におけるコンデンサが位置している第２の室（コンデンサ室）の温度が低いときのファンコントロール部の動作を説明する図である。
【図５】図５は、筐体外温度が低いときのバックアップコンデンサの周囲温度を従来と比較して示す図である。
【図６】図６は、この電子装置における筐体外温度が高いときのファンコントロール部の動作を説明する図である。
【図７】図７は、筐体外温度が高いときのバックアップコンデンサの周囲温度を従来と比較して示す図である。
【図８】図８は、バックアップコンデンサに代えて電池を設けた例を示す図である。
【図９】図９は、コンデンサを放電させた時の電圧が低下して行く様子を示す図である。
【図１０】図１０は、従来の電子装置の要部の構成を示す図である。
【図１１】図１１は、従来の電子装置において筐体外温度が高いときのバックアップコンデンサの周囲温度を説明する図である。
【図１２】図１２は、従来の電子装置において筐体外温度が低いときのバックアップコンデンサの周囲温度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る電子装置１００の要部の構成を示す図である。
【００２０】
図中、１０１はＣＰＵ基板（ＣＰＵを含む電子回路）、１０２はＣＰＵ基板１０１への電源をバックアップするバックアップコンデンサ、１０３はＣＰＵ基板１０１とバックアップコンデンサ１０２とを内包する筐体、１０４は筐体１０３内をＣＰＵ基板１０１が位置する第１の室（ＣＰＵ室）１０３Ａとバックアップコンデンサ１０２が位置する第２の室（コンデンサ室）１０３Ｂとに仕切る隔壁である。
【００２１】
この電子装置１００において、ＣＰＵ室１０３Ａを構成する筐体１０３の壁面には、第１のファン１０５として、筐体１０３の周囲の空気をＣＰＵ室１０３Ａに流入させるファン（流入側の第１のファン）１０５−１と、ＣＰＵ室１０３Ａの空気を筐体１０３の外に流出させるファン（流出側の第１のファン）１０５−２とが設けられている。
【００２２】
また、隔壁１０４には、第２のファン１０６として、ＣＰＵ室１０３Ａの空気をコンデンサ室１０３Ｂへ流入させるファン（流入側の第２のファン）１０６−１と、コンデンサ室１０３Ｂの空気をＣＰＵ室１０３Ａに流出させるファン（流出側の第２のファン）１０６−２とが設けられている。
【００２３】
図２に、ファン１０５の構造の概略を示す。ファン１０５は、ファンの回転により風速で開くダンパＤＰを備えている。ダンパＤＰは、バネＳＰによって閉じる方向に付勢されており、ファン１０５が回転すると、その回転によって生じる風速によって開かれて行く。図中、Ｉは全閉とされた状態（全閉状態）、IIは全開とされた状態（全開状態）、IIIは半開とされた状態（半開状態）を示す。ファン１０６もファン１０５と同様の構造とされている。
【００２４】
この電子装置１００において、筐体１０３の外側には、筐体１０３の周囲の温度（筐体外温度（外気温度））ｔoutを検出する温度センサＳ１が設けられている。また、ＣＰＵ室１０３Ａには、ＣＰＵ室１０３Ａの温度ｔCPUを検出する温度センサＳ２が設けられており、コンデンサ室１０３Ｂには、コンデンサ室１０３Ｂの温度ｔｃを検出する温度センサＳ３が設けられている。
【００２５】
また、この電子装置１００において、ＣＰＵ室１０３Ａにはファンコントロール部１０７が設けられている。ファンコントロール部１０７は、温度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が検出する温度ｔout，ｔCPU，ｔｃに基づいて、ファン１０５（１０５−１，１０５−２）およびファン１０６（１０６−１，１０６−２）の回転を制御する。
【００２６】
なお、ファンコントロール部１０７の機能は、ＣＰＵ基板１０１に搭載されている機能の一部として設けられていてもよい。また。温度センサＳ２は、ＣＰＵ室１０３Ａの温度としてＣＰＵ基板１０１の温度を検出してもよく、ファンコントロール部１０７が搭載されている基板（ファンコントロール基板）の温度を検出するものとしてもよい。
【００２７】
以下、ファンコントロール部１０７が有する本実施の形態特有の機能について、その動作を交えながら具体的に説明する。なお、初期状態として、ファン１０５−１，１０５−２およびファン１０６−１，１０６−２は全て停止しており、そのダンパＤＰは全て閉じられているものとする。この状態において、ＣＰＵ基板１０１とバックアップコンデンサ１０２との間は、隔壁１０４によって断熱されている。また、この電子装置１００は、筐体外温度（外気温度）として、０℃〜３５℃の範囲で使われるものと仮定する。
【００２８】
〔ＣＰＵ基板の冷却〕
ＣＰＵ基板１０１は、通電により発熱し、ＣＰＵ室１０３Ａの温度を上昇させる。  ファンコントロール部１０７は、温度センサＳ２が検出するＣＰＵ室１０３Ａの温度ｔCPUが所定の温度ｔthCPU（例えば、４０℃）を超えると、ファン１０５−１，１０５−２を回転させる。
【００２９】
このファン１０５−１，１０５−２の回転により、図３に示すように、ファン１０５−１のダンパＤＰが開き、ＣＰＵ室１０３Ａ内に筐体１０３の周囲の空気（外気）が流入し、ＣＰＵ基板（発熱源）１０１を冷却する。ＣＰＵ基板１０１を冷却した空気は、ファン１０５−２を通して、筐体２０３の外に排気される。これにより、ＣＰＵ基板１０１の周辺の温度は４０℃〜５０℃の間で推移するものとなる。
【００３０】
〔筐体外温度（外気温度）が低いとき〕
ファンコントロール部１０７は、温度センサＳ３が検出するコンデンサ室１０３Ｂの温度ｔｃが低温側の閾値として定められている第１の温度ｔthL（例えば、１５℃）よりも低くなった場合、ファン１０６−１，１０６−２を回転させる。
【００３１】
これにより、図４に示すように、ファン１０６−１のダンパＤＰが開き、ＣＰＵ室１０３Ａの空気がコンデンサ室１０３Ｂに流入し、すなわちＣＰＵ基板１０１の発熱空気がコンデンサ室１０３Ｂに流入し、コンデンサ室１０３Ｂの温度が上昇するものとなる。コンデンサ室１０３Ｂに流入した空気は、ファン１０６−２を通して、ＣＰＵ室１０３Ａに流出する。
【００３２】
すなわち、本実施の形態において、ファンコントロール部１０７は、コンデンサ室１０３Ｂの温度が低温側の閾値として定められる第１の温度ｔthLよりも低くなった場合（ｔｃ＜ｔthL）、ＣＰＵ室１０３Ａの空気（ＣＰＵ基板１０１の発熱空気）をコンデンサ室１０３Ｂへ循環させ、コンデンサ室１０３Ｂの温度を上昇させる。これにより、バックアップコンデンサ１０２の周囲環境が低温となることが避けられ、バックアップコンデンサ１０２の容量の低下が防止されるものとなる。また、この場合、ＣＰＵ基板１０１の発熱空気を利用することから、効率的かつ省エネルギーともなる。
【００３３】
図５に、筐体外温度（外気温度）が低い（例えば０℃）ときのバックアップコンデンサ１０２の周囲温度を従来と比較して示す。図５（ａ）は、従来の構成（図１２参照）におけるバックアップコンデンサ２０２の周囲温度（ｔｃ）を示し、図５（ｂ）は、本願の構成（図４参照）におけるバックアップコンデンサ１０２の周囲温度（ｔｃ）を示す。なお、図５には、参考として、ＣＰＵ基板の温度（ｔCPU）や筐体外温度（ｔout）も合わせて示している。この図に示されるように、本願の構成とすることにより、筐体外温度（ｔout）に対し、バックアップコンデンサ１０２の周囲温度（ｔｃ）が大きく上昇するものとなる。
【００３４】
なお、ファン１０６−１，１０６−２を回転させた後、ファンコントロール部１０７によって、コンデンサ室１０３Ｂの温度が常温付近（３０℃付近）に維持されるように、ファン１０６−１，１０６−２の回転数（あるいはオン／オフ）を制御するようにしてもよい。コンデンサ特性は２０℃以上の場合に良好となる（図９参照）。コンデンサ室１０３Ｂの温度は２０℃〜４０℃程度とされることが望まれ、コンデンサ室１０３Ｂの温度を３０℃付近に維持することによって、バックアップコンデンサ１０２の特性を良好な状態に保つことができる。
【００３５】
〔筐体外温度（外気温度）が高いとき〕
ファンコントロール部１０７は、温度センサＳ１が検出する筐体外温度（外気温度）ｔoutが高温側の閾値として定められている第２の温度ｔthH（例えば、３０℃）よりも高くなった場合、ファン１０６−１，１０６−２の回転を停止させる。
【００３６】
これにより、図６に示すように、ファン１０６−１，１０６−２のダンパＤＰが閉じられ、ＣＰＵ室１０３Ａからコンデンサ室１０３Ｂへの空気の流入がなくなる。すなわち、ＣＰＵ室１０３Ａとコンデンサ室１０３Ｂとの間の空気の出入りが禁じられ、コンデンサ室１０３Ｂの温度は筐体外温度（外気温度）以上に上がらないものとなる（バックアップコンデンサ１０２の自己発熱がないため）。これにより、バックアップコンデンサ１０２の周囲環境が高温となることが避けられ、バックアップコンデンサ１０２の寿命の低下が防止されるものとなる。
【００３７】
図７に、筐体外温度（外気温度）が高い（例えば４０℃）ときのバックアップコンデンサ１０２の周囲温度を従来と比較して示す。図７（ａ）は、従来の構成（図１１参照）におけるバックアップコンデンサ２０２の周囲温度（ｔｃ）を示し、図７（ｂ）は、本願の構成（図６参照）におけるバックアップコンデンサ１０２の周囲温度（ｔｃ）を示す。なお、図７には、参考として、ＣＰＵ基板の温度（ｔCPU）や筐体外温度（ｔout）も合わせて示している。この図に示されるように、本願の構成とすることにより、バックアップコンデンサ１０２の周囲温度（ｔCPU）が筐体外温度（ｔout）付近まで下げられるものとなる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態では、コンデンサ室１０３Ｂにバックアップコンデンサ１０２が設けられているものとしたが、図８に示すように、バックアップコンデンサ１０２に代えて電池１０８が設けられていてもよい。
【００３９】
電池の場合にも、低温になると性能が悪くなる傾向があり（放電インピーダンスの上昇など）、周囲環境が高温に長くさらされると寿命が低下する傾向がある。電池を用いた場合にも、上述と同様の構成を採用することによって、電池の周囲温度環境の悪化を防ぎ、電池の性能の悪化や寿命の低下を防止することが可能となる。
【００４０】
また、上述した実施の形態では、第１のファン１０５として流入側の第１のファン１０５−１と流出側の第１のファン１０５−２を設けるようにしたが、筐体１０３にスリットを設けるなどして、何れか一方を省略するようにしてもよい。
【００４１】
また、上述した実施の形態では、第２のファン１０６として流入側の第２のファン１０６−１と流出側の第２のファン１０６−２を設けるようにしたが、隔壁１０４にスリットを設けるなどして、何れか一方を省略するようにしてもよい。
【００４２】
また、上述した実施の形態では、ファン１０５，１０６をダンパＤＰが付設されたものとしたが、必ずしもダンパＤＰは付設されていなくてもよい。
【００４３】
また、上述した実施の形態において、ファンコントロール部１０７は、筐体外温度ｔoutが高温側の閾値として定められた第２の温度ｔthHよりも高くなった場合にファン１０６−１，１０６−２の回転を停止するようにしたが、コンデンサ室１０３Ｂの温度ｔｃが第２の温度ｔthHよりも高くなった場合にファン１０６−１，１０６−２の回転を停止するようにしてもよい。
【００４４】
また、上述した実施の形態において、ファンコントロール部１０７は、コンデンサ室１０３Ｂの温度ｔｃが低温側の閾値として定められた第１の温度ｔthLよりも低くなった場合にファン１０６−１，１０６−２を回転させるようにしたが、筐体外温度ｔoutが第１の温度ｔthLよりも低くなった場合にファン１０６−１，１０６−２を回転させるようにしてもよい。
【００４５】
〔実施の形態の拡張〕
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００…電子装置、１０１…ＣＰＵ基板、１０２…バックアップコンデンサ、１０３…筐体、１０３Ａ…第１の室（ＣＰＵ室）、１０３Ｂ…第２の室（コンデンサ室）、１０４…隔壁、１０５（１０５−１，１０５−２）…第１のファン、１０６（１０６−１，１０６−２）…第２のファン、ＤＰ…ダンパ、１０７…ファンコントロール部、１０８…電池、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…温度センサ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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