(57)【要約】【課題】筐体内に堆積した塵埃を基板などにダメージを与えることなく分離除去する手段を備えた電子機器を提供する。【解決手段】基板２が筐体１内に収容された電子機器において、基板２に振動を付与する超音波振動子４と、筐体１に形成された開口部と、筐体内に、該筐体内の空気が前記開口部を通して筐体外に流出する気流を形成するファン５と、を有し、超音波振動子４が基板２に与える振動によって基板２の表面から分離した塵埃を、ファン５が作り出す前記気流によって前記開口部から前記筐体外に排出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が筐体内に収容された電子機器であって、
前記基板に振動を付与する振動子と、
前記筐体に形成された開口部と、
前記筐体内に、該筐体内の空気が前記開口部を通して前記筐体外に流出する気流を形成するファンと、を有し、
前記振動子が前記基板に与える振動によって該基板の表面から分離された塵埃を、前記ファンが作り出す前記気流によって前記開口部から前記筐体外に排出することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記振動子を一定の時間間隔で断続的に動作させる制御部を有する請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記振動子が超音波振動子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板が筐体内に収容された電子機器に関し、特に、前記筐体内に堆積した塵埃等を除去するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータなどに代表される電子機器では、電子部品が実装された基板が筐体内に収容されている。かかる電子機器の多くは、電子部品を正常に動作させるべく、該筐体内を冷却することによって電子部品を間接的に冷却したり、電子部品を直接冷却したりする手段を備えているのが通常である。例えば、外部と連通した開口部を筐体に形成して、筐体内外の空気が入れ替わるようにすることで、筐体内部や電子部品が冷却されるようにした電子機器が知られている。さらには、筐体内に強制的に空気（外気）を導入する吸気ファンや、筐体内の空気を強制的に排気する排気ファンを備えた電子機器も知られている。
【０００３】
上記のように、筐体内や電子部品を冷却するために外気を筐体内に導入すると、外気とともにゴミや埃（以下「塵埃」と呼ぶ。）も筐体内に取り込まれ、取り込まれた塵埃は、電子部品やそれが実装されている基板上に堆積する。塵埃が電子部品や基板上に堆積すると、本来は絶縁されているべき配線パターン同士が塵埃を介して短絡され、誤作動や故障の原因となる虞がある。よって、筐体内の電子部品や基板上に堆積した塵埃を除去することが望まれる。しかし、一般ユーザーが筐体を開けて内部の電子部品や基板を清掃することは困難であるばかりか、高圧電源に触れて感電などの事故が発生する危険性もある。
【０００４】
以上のような状況の下、現時点では、筐体内の電子部品や基板上に堆積した塵埃を除去する効果的な方法は開発されていない。
【０００５】
尚、他の技術分野では、対象物に付着した塵埃を除去する方法として、対象物に振動を加えることによって、対象物から塵埃を分離させて除去する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、集塵袋を叩いて該集塵袋に振動を与えることによって、集塵袋内壁面に付着した塵埃を分離させる振動板を備えた電気掃除機が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、プリント基板から不要部品を除去する方法として、プリント基板の部品リードハンダ付け部分を切削し、その後、前記プリント基板を加熱しながら振動させることによって、該基板から不要部品を脱落させる技術が開示されている。具体的には、まず、前記リードハンダ付け部分が削除ツールによりカットされる。その後、プリント基板は搬送コンベアによって基板加熱部へ移送され、振動子を内蔵した基板ホルダに固定される。前記プリント基板は前記基板加熱部で加熱され、前記プリント基板に付着したハンダが溶解する。同時に、前記基板ホルダは前記プリント基板に振動を加える。これにより不要部品は基板から落下し、除去される。
【特許文献１】特開２００４−１２９７７８号公報
【特許文献２】特許第３６４７２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２に開示されているような技術を筐体内の基板などに堆積した塵埃除去に適用あるいは応用することには次のような問題があった。
（１）特許文献１に開示されている技術が対象とする掃除機の集塵袋は、振動や衝撃によって破損などの不具合を生じるものではない。よって、振動板で連続的に叩いて振動を与えても特に不都合はない。しかし、基板を振動板で叩いて振動を加えたのでは、基板やそれに実装されている電子部品などを破損させる虞が高い。
（２）一方、特許文献２に開示されている技術は基板を対象とするものであるが、その基板は既に不要となった基板であり、破損を考慮する必要はない。従って、特許文献２記載の技術は、筐体から取り外され、リードハンダ付け部分がカットされた基板をホルダで保持して振動を加えている。しかし、筐体内に収容されている現用の基板をホルダで保持することは不可能であり、回収済みの基板から不要部品を除去することを前提とする特許文献２記載の技術によっては、筐体内に収容されている現用の基板に堆積した塵埃を分離したり、除去したりすることはできない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体内に堆積した塵埃を基板などにダメージを与えることなく分離除去する手段を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子機器は、基板が筐体内に収容された電子機器であって、前記基板に振動を付与する振動子と、前記筐体に形成された開口部と、前記筐体内に、該筐体内の空気が前記開口部を通して前記筐体外に流出する気流を形成するファンとを有し、前記振動子が前記基板に与える振動によって該基板の表面から分離された塵埃を、前記ファンが作り出す前記気流によって前記開口部から前記筐体外に排出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の電子機器は、前記振動子を一定の時間間隔で断続的に動作させる制御部を有することが望ましい。また、前記振動子は、超音波振動子であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筐体内に堆積した塵埃が自動的に筐体外へ排出される電子機器が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態の一例について図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態の電子機器の概略構造を示す模式的斜視図である。図２は、本実施形態の電子機器の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態の電子機器の動作を示すフローチャートである。
【００１３】
図１、図２に示すように、本実施形態の電子機器は、筐体１、基板２、開口部３、振動子（超音波振動子４）、ファン５、電源部６及びこれらを統括的に制御する制御部８を有する。
【００１４】
筐体１は、一対の前面部及び背面部と、一対の側面部と、一対の天面部及び底面部とから構成される箱状の容器である。なお、図１では、筐体１の内部構造を明示すべく、前面部１ａ、側面部１ｃ、天面部１ｄ及び底面部１ｅを図示し、側面部１ｃと対向する側面部の図示は省略してある。
【００１５】
開口部３は、前面部１ａの下部に設けられている。具体的には、前面部１ａの下部に、前面部１ａの短辺方向に沿って細長いスリット状の貫通穴が同長辺方向に沿って複数形成されている。後に詳述するように、この開口部３から筐体内に外気が導入される。すなわち、開口部３は、外気を筐体内に導入するための吸気口として機能する。よって、以下の説明では、開口部３を吸気口と呼ぶ場合もある。
【００１６】
基板２は、底面部１ｅの筐体内部側の面に固定されている。基板２は、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の電子部品が実装され、その部品間を接続して電子回路を構成する配線が形成された板状またはフィルム状の部品である。
【００１７】
超音波振動子４は、基板２に固定さている。超音波振動子４は基板２に振動を与えるものであって、圧電セラミックスの圧電効果を利用した超音波振動子などが好適に用いられる。
【００１８】
背面部１ｂの上部には、不図示の開口部が形成されており、その内側にファン５が設けられている。ファン５の構造は公知の一般的なファンと異なるところはないので、詳しい説明は省略するが、フレームにモーターとモーターの動力を風力へ変換するプロペラが収められ、電力が投入されると羽根が回転し風力が発生するように構成されている。従って、ファン５が作動すると、筐体内の空気が上記開口部から筐体外部へ排出される。すなわち、上記開口部は、筐体内の空気を筐体外に排出するための排気口として機能する。よって、以下の説明では、上記開口部を排気口と呼ぶ場合もある。
【００１９】
制御部８は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等から構成されている。制御部８は、主記憶部７に記憶されている各種制御プログラムを読み出し、電子機器を統括的に制御する。上述のように、超音波振動子４及びファン５の動作も制御部８によって制御される。
【００２０】
電源部６は、ＡＣ／ＤＣ変換や電圧変換などを行って各部に必要な電力を供給する電源装置である。制御部８、超音波振動子４及びファン５の動作に必要な電力も電源部６から供給される。なお、当該電子機器は、商用電源（ＡＣ100Ｖ）に接続可能な電源ケーブルを備えており、該ケーブルを商用電源に接続することによって、電源部６に電力が供給され、電源部６は、供給された電力を上記のように処理して各部に配電する。もっとも、電源ケーブルに代えて、または電源ケーブルと共に二次電池を備えていてもよい。この場合、電源ケーブルが商用電源その他の電源に接続されていない状態では、二次電池から電源部６に電力が供給される。
【００２１】
次に本実施形態の電子機器の動作について説明する。図３に示すように、ユーザーが電子機器の電源スイッチをＯＮ状態にすると、電源部６から各部に電力が供給される（ステップＳ１）。その後、筐体内部の温度が一定温度を超えると、制御部８はファン５を作動させる（ステップＳ２）。具体的には、筐体内部には温度センサーが設置されている。一方、制御部８は温度センサーによって測定される筐体内部の温度値をモニターしており、温度センサーによって測定される筐体内部の温度が所定温度を超えるとファン５を作動させる。その後、筐体内部の温度が所定温度以下に低下すると、ファン５を停止させる。以後、温度センサーによって測定される筐体内部の温度値に基づいてファン５の作動及び停止を繰り返す。
【００２２】
上記のようにしてファン５が作動すると、筐体内の空気が排気口より排出され、これに応じて開口部３から筐体内に空気が導入される。これによって、相対的に高温の筐体内の空気が排気され、相対的に低温の筐体外の空気が導入され、筐体内の電子部品その他が冷却される。ここで、外部から導入される空気（外気）には塵埃が含まれているので、外気と共に筐体内に塵埃が取り込まれる。筐体内に取り込まれた塵埃の一部は、基板２や基板２に実装されている電子部品（以下、「基板２等」とする。）に付着し、堆積する。
【００２３】
再び図３を参照する。制御部８は、上記のようにして作動と停止とが繰り返されるファン５の作動時間を積算しており、積算値が一定値（一定時間Ｘ）を超えると、超音波振動子４を作動させる（ステップＳ３、ステップＳ４）。より具体的には、一定時間Ｘは予め主記憶部７に記録さており、制御部８は、ファン５の実際の作動時間を積算するとともに、一定時間Ｘとファン５の作動時間の積算値とを比較し、ファン５の作動時間の積算値が一定時間Ｘを超えると、超音波振動子４を作動させる。超音波振動子４が作動すると基板２等が振動し、この振動によって、基板２等に堆積している塵埃が基板２等から分離され、筐体内を浮遊する。このとき、筐体内の空気は開口部（排気口）から排出され、これに応じて開口部（吸気口）３から筐体内に空気が導入されている。換言すれば、筐体内には、筐体内の空気が排気口を通して筐体外に流出する気流が形成されている。従って、基板２等から分離し、筐体内を浮遊する塵埃は、排気口から外部へ排出される。すなわち、ファン５の作動によって、筐体内の電子部品その他が冷却されるとともに、筐体内の塵埃が筐体外へ排出される。
【００２４】
次に、超音波振動子４の作動時間が一定時間Ｙを超えると、制御部８は、超音波振動子４を停止させる（ステップＳ５，Ｓ６）。このように、超音波振動子４は、一定時間継続して作動するので、一度基板２等から分離された塵埃の一部が基板２等に再付着したとしても、それら塵埃もいずれ排出される。この点についてより詳しく説明すれば、超音波振動子４が与える振動によって基板２等から分離された塵埃は、ファン５が発生させる気流によって外部へ排出されるのであるが、分離された塵埃の全てが直ちに筐体外に排出されるわけではない。すなわち、上記気流に乗ることなく筐体内に残留し、浮遊を続ける塵埃もある。さらに、かかる塵埃の一部は基板２等へ落下し、再度付着する。しかし、この間も超音波振動子４は作動しており、基板２等は振動している。よって、基板２等へ落下した塵埃は、基板２等から再び分離され、筐体内を浮遊する。この一連の動作が一定時間繰り返されることによって超音波振動子４が作動する前に基板２等に堆積していた塵埃の全て或いは略全てが筐体外へ排出される。尚、一定時間Ｙは任意に設定可能であるが、以上の点に鑑みれば、筐体内を浮遊する塵埃が完全に外部へ排出されるために必要な時間を想定して一定時間Ｙを設定することが望ましい。かかる観点からは、一定時間Ｙを決定するためのパラメーターの一つとして、筐体１の容積が重要となる。また、一定時間Ｘも任意に設定可能であるが、以上に鑑みれば、外気と共に筐体内部に導入される塵埃の量が所定量に達するまでの時間を要すると予想される時間を想定して一定時間Ｘを設定することが望ましい。かかる観点からは、一定時間Ｘを決定するためのパラメーターとしては、基板２等の表面積や基板２に実装された電子部品の形状が重要となる。
【００２５】
制御部８は、超音波振動子４を停止させた後、ファン５の作動時間の積算値をゼロにする。即ち、初期値にリセットしてから、作動時間の積算を再開する。そして、積算時間が一定時間Ｘに達したら、再び超音波振動子４を一定時間Ｙだけ作動させる。すなわち、制御部８は、超音波振動子４を一定の時間間隔で断続的に作動させる。
【００２６】
もっとも、ユーザーが電子機器の電源スイッチをＯＦＦ状態にすれば、電源部６から各部への電力供給が停止し、各部の動作が停止することは勿論である。
【００２７】
以上のように、本発明によれば、筐体内の基板や該基板に実装されている電子機器に堆積した塵埃が自動的に筐体外に排出される。よって、本来は絶縁されているべき配線パターン同士が塵埃を介して短絡され、誤作動や故障の原因となるなど、塵埃に起因する様々な不具合が回避される。さらには、塵埃が筐体内部へ侵入することを防止するための防塵フィルタを不要とすることもできる。もっとも、防塵フィルタを設けることを除外するものではない。
【００２８】
また、本明細書では、振動子が断続的に作動する場合について説明したが、当該電子機器の電源がＯＮ状態の間、振動子を連続的に作動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３０】
１       筐体
１ａ  前面部
１ｂ  背面部
１ｃ  側面部
１ｄ  天面部
１ｅ  底面部
２       基板
３       開口部
４       超音波振動子
５       ファン
６       電源部
７       主記憶部
８       制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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