(57)【要約】【課題】発熱量の異なる複数種の電子機器の冷却に利用可能であって、その消費電力の増大を抑制することができ、かつ従来の冷却装置と比べて製造コストが低い冷却装置を提供する。【解決手段】上記冷却装置１００は、ファン１と、ファン１よりも下流側に配置されており、ファン１が回転しているときに内部に空気の流路が形成されるダクト２と、上記内部空間に配置されており、かつダクト２の延在方向から内部空間を視たときの内部空間の面積を絞る絞り部３とを備える。絞り部３は、絞り部３における面積が第１面積である第１状態と、絞り部３における面積が第１面積よりも小さい第２面積である第２状態とを切り替えるように設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンと、
前記ファンよりも下流側に配置されており、前記ファンが回転しているときに内部に空気の流路が形成される管部と、
前記管部の内部に配置されており、かつ前記管部の延在方向から前記流路を視たときの流路投影面積を変化させる絞り部とを備え、
前記絞り部は、前記絞り部における前記流路投影面積が第１面積である第１状態と、前記絞り部における前記流路投影面積が前記第１面積よりも小さい第２面積である第２状態とを切り替えるように設けられている、冷却装置。
【請求項２】
前記絞り部は、
前記絞り部における前記流路投影面積を変化させる変形部と、
前記変形部の変形量を調整する調整部とを含み、
前記第１状態と前記第２状態との切り替えは、前記調整部によって前記変形部が変形されることにより、実現される、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記変形部は、板部を有し、
前記調整部は、前記管部の延在方向に対する前記板部の傾斜角を変更するように設けられている、請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記絞り部は、
前記絞り部における前記流路投影面積が前記第１面積である第１開口部が設けられている第１絞り部材と、
前記第１絞り部材とは別体であって、前記絞り部における前記流路投影面積が前記第２面積である第２開口部が設けられている第２絞り部材とを含み、
前記第１絞り部材および前記第２絞り部材は、前記管部に対して着脱するように設けられている、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記ファンの回転速度は、前記第１状態および前記第２状態において一定とされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンを用いた電子機器の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の冷却装置として、ファンを回転させることにより電子機器に向けてまたは電子機器の周囲に風を発生させるものが知られている。このような冷却装置は、例えば特開平１１―３９０６３号公報および特開２００１―２４８５８８号公報に開示されているように、電子機器と上記風との熱交換によって電子機器の放熱を促し、電子機器を冷却する。
【０００３】
一般的な電子機器の冷却装置では、ファンは電子機器の主電源に連動するように設けられている。この場合、電子機器が動作している間、ファンの回転速度は一定とされ、例えばその最大値（最大回転速度）で一定とされる。
【０００４】
一方で、特開２００１―２４８５８８号公報には、ファンの回転速度を変更させる冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１―３９０６３号公報
【特許文献２】特開２００１―２４８５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ファンの回転速度が一定とされる上記冷却装置を発熱量の異なる複数種の電子機器の冷却に利用する場合、冷却装置はそのうちの最も発熱量が多い電子機器を冷却可能な能力を有している必要がある。そのため、発熱量が比較的少ない電子機器の冷却に利用される場合、冷却装置の消費電力は要求される冷却能力を実現するための必要十分な消費電力と比べて大きくなる。このような問題を解決するためには、電子機器の発熱量に応じてファンの仕様を変更する必要があり、その結果上記冷却装置の製造コストは比較的高くなる。
【０００７】
また、ファンの回転速度が変更される上記冷却装置は、ファンの回転速度が適切に制御されることにより、要求される冷却能力を実現しながらもその消費電力を抑えることができる。しかし、このような冷却装置はファンの回転速度を制御する制御部を備えるため、当該冷却装置の製造コストはファンの回転速度が一定とされる上記冷却装置と比べて高くなる。
【０００８】
本発明の主たる目的は、発熱量の異なる複数種の電子機器の冷却に利用可能であって、その消費電力の増大を抑制することができ、かつ従来の冷却装置と比べて製造コストが低い冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る冷却装置は、ファンと、ファンよりも下流側に配置されており、かつファンが回転しているときに内部に空気の流路が形成される管部と、管部の内部に配置されており、かつ管部の延在方向から上記流路を視たときの流路投影面積を絞る絞り部とを備える。絞り部は、絞り部における流路投影面積が第１面積である第１状態と、絞り部における流路投影面積が第１面積よりも小さい第２面積である第２状態とを切り替えるように設けられている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絞り部が第１状態と第２状態とを切り替えることにより管部の圧力損失を変更することができる。そのため、ファンの回転速度を変更することなく管部内の風量を変更することができ、ファンの消費電力を調整することができる。その結果、第１状態と第２状態との切り替えが冷却対象とする電子機器の発熱量に応じて実行されることにより、冷却装置はその消費電力の増大を抑制することができる。つまり、本発明によれば、発熱量の異なる複数種の電子機器の冷却に利用可能であって、その消費電力の増大を抑制することができ、かつ従来の冷却装置と比べて製造コストが低い冷却装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る冷却装置を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る冷却装置の絞り部を示す斜視図である。
【図３】冷却装置の圧力損失、消費電力、およびファンの風量−静圧特性を示すグラフである。
【図４】実施の形態２に係る冷却装置の第１状態を示す斜視図である。
【図５】実施の形態２に係る冷却装置の絞り部の第１絞り部材および第２絞り部材を示す斜視図である。
【図６】実施の形態１，２に係る冷却装置および電子機器の電気的接続関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１３】
実施の形態１．
図１および図２に示されるように、実施の形態１に係る冷却装置１００は、ファン１、管部としてのダクト２、および絞り部３を主に備える。
【００１４】
ファン１は、回転軸Ｏを中心として回転するように設けられている。ファン１は、ダクト２の内部に風を形成可能な限りにおいて、任意の構成を備えていればよいが、例えば軸流ファンである。ファン１は、冷却装置１００が冷却対象とする電子機器２００（図６参照）の主電源に連動するように設けられている。ファン１へ供給される電力は電子機器２００が駆動している間一定とされ、これによりファン１の回転速度は電子機器２００が駆動している間一定とされる。異なる観点から言えば、冷却装置１００は、ファン１へ供給される電力を変更させる構成を備えていない。ファン１は、回転軸Ｏの延在方向において後述するダクト２の流入口２Ａと重なるように配置されている。
【００１５】
ダクト２は、ファン１の下流側に配置されている。ダクト２には、ファン１から吹き出された空気が流入する流入口２Ａ、該空気が電子機器に向けて流出させる流出口２Ｂ、および流入口２Ａと流出口２Ｂとの間を接続する内部空間が設けられている。流入口２Ａは、上記回転軸Ｏの延在方向におけるダクト２の一端に設けられている。流出口２Ｂは、上記回転軸Ｏの延在方向におけるダクト２の他端に設けられている。ファン１が回転することにより、ダクト２の内部には流入口２Ａから流出口２Ｂに至る気体の流路が形成される。ダクト２の延在方向は、例えば回転軸Ｏの延在方向に沿っており、例えば平行である。流出口２Ｂの平面形状は、例えば冷却装置１００が冷却対象とする電子機器の吸気口の平面形状に等しい。ダクト２の上記内部空間は、流入口２Ａおよび流出口２Ｂのみによってダクト２の外部の空間と接続されている。
【００１６】
絞り部３は、ダクト２の内部に配置されている。絞り部３は、ダクト２の延在方向から上記内部空間を視たときの上記流路の流路投影面積を変化させる。絞り部３は、絞り部３における上記面積が第１面積である第１状態と、絞り部３における上記面積が第１面積よりも小さい第２面積である第２状態とを切り替えるように設けられている。
【００１７】
異なる観点から言えば、絞り部３は、ダクト２の延在方向から絞り部３を視たときの絞り部３の占有面積、すなわちダクト２の延在方向に垂直な断面に投影された絞り部３の投影面積が第３面積である第１状態と、絞り部３の上記占有面積が上記第３面積よりも大きい第４面積である第２状態とを切り替えるように設けられている。第１面積と第３面積との和は、第２面積と第４面積との和に等しい。第１面積と第３面積との和は、絞り部３が配置されているダクト２の一部分の単体の流路断面積である。
【００１８】
上記第１面積は、流入口２Ａの開口面積以下である。上記第２面積は、流出口２Ｂの開口面積よりも小さくてもよいが、例えば流出口２Ｂの開口面積よりも大きい。
【００１９】
図２に示されるように、絞り部３は、絞り部３における上記面積を変化させる変形部と、上記変形部の変形量を調整する調整部３３とを含む。
【００２０】
変形部は、複数の板部３１および支持部３２とを有している。複数の板部３１は、ダクト２の延在方向に直交する方向、例えば上下方向に並んで配置されている。各板部３１は、最表面のうち相対的に面積が大きい主面を有している。複数の板部３１の各主面は、互いに平行である。各板部３１は、ダクト２の延在方向に直交する軸を中心とする周方向に回動可能である。各板部３１は、支持部３２によって、上記主面がダクト２の延在方向に対して成す傾斜角θを変更可能に支持されている。支持部３２は、ダクト２に固定されている。例えば、ダクト２の上記内部空間に面する内周面には凹部が設けられており、支持部３２は該凹部に嵌合されている。
【００２１】
調整部３３は、ダクト２の延在方向に対する複数の板部３１の上記傾斜角θの各々を一括して変更するように設けられている。絞り部３が上記第１状態にあるときの上記傾斜角θは、絞り部３が上記第２状態にあるときの上記傾斜角θよりも小さい。
【００２２】
絞り部３は、上記第１状態、上記第２状態、および絞り部３における上記面積が上記第１面積超えであって上記第２面積未満である第３状態を切り替えるように設けられていてもよい。絞り部３が上記第３状態にあるときの上記傾斜角θは、絞り部３が上記第１状態にあるときの上記傾斜角θよりも大きく、絞り部３が上記第２状態にあるときの上記傾斜角θよりも小さい。
【００２３】
さらに、絞り部３は、絞り部３における上記面積を、上記第１面積以上上記第２面積以下の範囲内で連続的に切り替えるように設けられていてもよい。絞り部３は、上記傾斜角θを、絞り部３が上記第１状態にあるときの上記傾斜角θ以上、絞り部３が上記第２状態にあるときの上記傾斜角θ以下の範囲内で、連続的に切り替えるように設けられていてもよい。
【００２４】
調整部３３の一部はダクト２の外部に配置されている。調整部３３の上記一部には、調整部３３に対し板部３１を駆動するための駆動力を供給する駆動部が接続されている。駆動部は、例えば把持部４として構成されている。把持部４は、ダクト２の外部に配置されており、人によって上記周方向に回転されたときに調整部３３に対し板部３１を駆動するための駆動力を供給することができる。
【００２５】
図３は、冷却装置１００の圧力損失、ファン１の風量−静圧特性、およびファン１の消費電力を示すグラフである。図３の横軸は冷却装置１００の上記流路の風量を示す。図３の左縦軸はファン１の静圧を示し、右縦軸はファン１の消費電力を示す。図３中の実線Ｌ１はファン１の静圧特性を示し、一点鎖線Ｌ２は上記流路の圧力損失特性を示し、点線Ｌ３はファン１の消費電力を示す。図３中の実線Ｌ１で示されるファン１の風量−静圧特性は、ファン１に固有のものである。ファン１の動作点は、ファン１の風量−静圧特性と上記流路の圧力損失との交点である。上記冷却装置１００では、絞り部３によって、図３中の一点鎖線Ｌ２で示される上記流路の圧力損失が増減する。該圧力損失が大きくなると、上記流路の風量が少なくなり、図３中の一点鎖線Ｌ２の傾きは大きくなる。つまり、冷却装置１００では、ファン１の回転速度を変更することなく、ファン１の動作点が変動する。図３中の点線Ｌ３で示されるように、ファン１の消費電力は、ファン１の動作点での風量に依存する。そのため、冷却装置１００では、絞り部３によって圧力損失を任意に調整することができるため、ファン１の入力電力を変更することなく、ファン１の消費電力を任意に調整することができる。
【００２６】
上記第１状態の圧力損失は、例えばファン１が定格電圧で駆動されているときに、冷却装置１００が第１電子機器を冷却する場合にファン１に要求される第１風量が実現されるように設定される。上記第２状態の圧力損失は、例えばファン１が定格電圧で駆動されているときに、冷却装置１００が第２電子機器を冷却する場合にファン１に要求される第２風量が実現されるように設定される。第２風量は、第１風量未満である。異なる観点から言えば、絞り部３は、ファン１に入力される電力が一定とされているときに、上記第１状態におけるファン１の風量が上記第１風量以上となり、かつ上記第２状態におけるファン１の風量が上記第２風量以上第１風量未満となるように設けられている。絞り部３は、冷却装置１００が第１電子機器を冷却するときに第１状態とされ、冷却装置１００が第２電子機器を冷却するときに第２状態とされる。
【００２７】
好ましくは、上記第１状態の圧力損失は、図３に基づいて、第１風量以上においてファン１の消費電力が最小となるときの風量が実現されるように設定される。好ましくは、上記第２状態の圧力損失は、図３に基づいて、上記第２風量以上においてファン１の消費電力が最小となるときの風量が実現されるように設定される。
【００２８】
＜作用効果＞
上記冷却装置１００は、ファン１と、ファン１が回転しているときに内部に空気の流路が形成されるダクト２と、ダクト２の内部に配置されており、かつダクト２の延在方向から流路を視たときの流路投影面積を変化させる絞り部３とを備える。絞り部３は、絞り部３における流路投影面積が第１面積である第１状態と、絞り部３における流路投影面積が第１面積よりも小さい第２面積である第２状態とを切り替えるように設けられている。
【００２９】
上記冷却装置１００では、ファン１への入力電力を変更するための制御部を備えることなく、絞り部３による第１状態と第２状態との切り替えによってファン１の消費電力を任意に調整することができる。つまり、冷却装置１００では、絞り部３の第１状態と第２状態との切り替えが冷却対象とする電子機器の発熱量に応じて実行されることにより、ファン１の消費電力の増大が抑制されている。さらに、冷却装置１００の製造コストは、上記制御部を備える従来の冷却装置のそれと比べて、低減されている。その結果、冷却装置１００は、発熱量の異なる複数種の電子機器の冷却に利用可能であって、その消費電力の増大が抑制されており、かつ従来の冷却装置と比べて製造コストが低い。
【００３０】
上記冷却装置１００において、絞り部３は、絞り部３における面積を変化させる変形部と、変形部の変形量を調整する調整部３３とを含む。上記第１状態と上記第２状態との切り替えは、調整部３３によって変形部が変形されることにより、実現される。
【００３１】
このような上記冷却装置１００によれば、絞り部３が上記第１状態とされている冷却装置１００と絞り部３が上記第２状態とされている冷却装置１００とが同一の製造プロセスにより製造され得る。そのため、冷却装置１００の製造コストは、上述した従来の冷却装置の製造コストと比べてより低減されている。さらに、冷却装置１００は、ダクト２の内部の構成を組み直すことなく、上記第１状態と上記第２状態とを切り替えることができる。そのため、上記冷却装置１００は、製造された後に、冷却対象とする電子機器を変更できる。
【００３２】
上記絞り部３において、変形部は、板部３１を有している。調整部３３は、ダクト２の延在方向に対する板部３１の傾斜角θを変更するように設けられている。
【００３３】
このような絞り部３の構成は比較的簡便であるため、冷却装置１００の製造コストは上述した従来の冷却装置と比べてより低減されている。
【００３４】
実施の形態２．
図４および図５に示されるように、実施の形態２に係る冷却装置１０１は、実施の形態１に係る冷却装置１００と基本的に同様の構成を備えるが、絞り部３に替えて絞り部５を備える点で異なる。
【００３５】
絞り部５は、上記内部空間に配置されており、かつダクト２の延在方向から上記内部空間を視たときの上記内部空間の面積を絞る。絞り部５は、第１絞り部材６および第２絞り部材７を含む。第１絞り部材６および第２絞り部材７は、互いに別体である。冷却装置１０１では、絞り部５の第１絞り部材６および第２絞り部材７のいずれか一方が、ダクト２の上記内部空間に配置されている。第１絞り部材６が上記内部空間の面積を絞るようにダクト２に固定されているときに、絞り部５は上記第１状態とされている。第２絞り部材７が上記内部空間の面積を絞るようにダクト２に固定されているときに、絞り部５は上記第２状態とされている。
【００３６】
第１絞り部材６は、板部６１および固定部６２を有している。板部６１には、第１開口部６Ａが設けられている。ダクト２の延在方向から上記第１状態にある絞り部５を視たときに、第１開口部６Ａの開口面積が、絞り部５における上記内部空間の面積である。第１開口部６Ａの開口面積は、上記第１面積である。上記第１状態において、第１開口部６Ａは、例えばダクト２の延在方向において流入口２Ａと流出口２Ｂとの間に配置されている。ダクト２の延在方向から上記第１状態にある絞り部５を視たときに、第１開口部６Ａは、例えばファン１の回転軸と重なるように配置されている。固定部６２は、板部６１に接続されている。上記第１状態において、固定部６２はダクト２に固定されている。例えば、固定部６２およびダクト２の各々にはネジ孔が設けられている。各ネジ孔が重なるように配置された状態で両者がネジ留めされることにより、第１絞り部材６はダクト２に固定されている。また、第１絞り部材６は、ネジ留めが解かれることにより、ダクト２から取り外される。
【００３７】
第１絞り部材６が上記内部空間の面積を絞るようにダクト２に固定されているときに、第２絞り部材７は、上記内部空間の面積を絞るようにダクト２に固定されておらず、例えばダクト２の外部に配置されている。
【００３８】
第２絞り部材７は、板部７１および固定部７２を有している。板部７１には、第２開口部７Ａが設けられている。ダクト２の延在方向から上記第２状態にある絞り部５を視たときに、第２開口部７Ａの開口面積が、絞り部５における上記内部空間の面積である。第２開口部７Ａの開口面積は、上記第２面積である。上記第２状態において、第２開口部７Ａは、例えばダクト２の延在方向において流入口２Ａと流出口２Ｂとの間に配置されている。ダクト２の延在方向から上記第２状態にある絞り部５を視たときに、第２開口部７Ａは、例えばファン１の回転軸と重なるように配置されている。固定部７２は、板部７１に接続されており、かつダクト２に固定されている。例えば、固定部７２およびダクト２の各々にはネジ孔が設けられている。各ネジ孔が重なるように配置された状態で両者がねじ留めされることにより、第２絞り部材７はダクト２に固定されている。また、第２絞り部材７は、ネジ留めが解かれることにより、ダクト２から取り外される。固定部７２のネジ孔は、例えば固定部６２のネジ孔と同様の構成を有している。第１絞り部材６および第２絞り部材７は、例えば同一の構成を備えるネジによって、ダクト２に対して着脱可能とされている。つまり、絞り部５が上記第１状態とされている冷却装置１０１と絞り部５が上記第２状態とされている冷却装置１０１とが同一の製造プロセスにより製造され得る。
【００３９】
第１絞り部材６および第２絞り部材７は、第１開口部６Ａおよび第２開口部７Ａの各開口面積が異なる点を除いて、同等の構成を有している。冷却装置１０１の絞り部５は、第１絞り部材６および第２絞り部材７は、外部からの信号に基づいて変形する変形部を有していない。
【００４０】
＜作用効果＞
冷却装置１０１において、絞り部５は、絞り部５における面積が第１面積である第１開口部６Ａが設けられている第１絞り部材６と、第１絞り部材６とは別体であって、絞り部５における面積が第２面積である第２開口部７Ａが設けられている第２絞り部材７とを含む。第１絞り部材６および第２絞り部材７は、ダクト２に対して着脱するように設けられている。上記第１状態は、第１絞り部材６が上記内部空間に配置されて第２絞り部材７がダクト２の外部に配置されているときに実現される。上記第２状態は、第２絞り部材７が上記内部空間に配置されて第１絞り部材６がダクト２の外部に配置されているときに実現される。
【００４１】
上記冷却装置１０１は、実施の形態１に係る冷却装置１００と同様に、ファン１への入力電力を変更するための制御部を備えることなく、絞り部５による第１状態と第２状態との切り替えによってファン１の消費電力を任意に調整することができる。そのため、冷却装置１０１は、冷却装置１００と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
冷却装置１０１の絞り部５は、冷却装置１００の絞り部３よりもさらに簡便な構成とすることができる。さらに、絞り部５が上記第１状態とされている冷却装置１０１と絞り部５が上記第２状態とされている冷却装置１０１とが同一の製造プロセスにより製造され得る。そのため、冷却装置１０１の製造コストは、冷却装置１００の製造コストと比べて、より低減されている。
【００４３】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１  ファン、２  ダクト、２Ａ  流入口、２Ｂ  流出口、３，５  絞り部、４  把持部、６  第１絞り部材、６Ａ  第１開口部、７  第２絞り部材、７Ａ  第２開口部、３１，６１，７１  板部、３２  支持部、３３  調整部、６２，７２  固定部、１００，１０１  冷却装置。 
【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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