(57)【要約】【課題】ファンの直列配置において、複数のファンの中の１個のファンが停止した際に冷却性能の低下を抑制する電子機器を得る。【解決手段】電子機器１は、吸気口１２ａが筺体１０の面に開口し、排気口１４ａが筺体１０の面に開口し、吸気ファン１３が吸気口１２ａに，排気ファン１５が排気口１４ａに取り付けられ、吸気口１２ｂが吸気口１２ａと，排気口１４ｂが排気口１４ａと同一面上に開口し、風路切替弁１９，２０が吸気ファン１３，排気ファン１５の動作時には吸気口１２ａ，排気口１４ａを開口させ、吸気ファン１３，排気ファン１５の停止時には吸気口１２ｂ，排気口１４ｂを開口させるように切り替える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筺体の面に開口する第１の吸気口と、
上記筺体の面に開口する第１の排気口と、
上記第１の吸気口に取り付けた吸気ファンと、
上記第１の排気口に取り付けた排気ファンと、
上記第１の吸気口と同一面上に開口した第２の吸気口と、
上記第１の排気口と同一面上に開口した第２の排気口と、
上記吸気ファンの動作時には上記第１の吸気口を開口させ、上記吸気ファンの停止時には上記第２の吸気口を開口させるように切り替える第１の風路切替弁と、
上記排気ファンの動作時には上記第１の排気口を開口させ、上記排気ファンの停止時には上記第２の排気口を開口させるように切り替える第２の風路切替弁とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
第１の風路切替弁は、吸気ファンの動作時には第１の吸気口を上記吸気ファンの動圧により開口させ、上記吸気ファンの停止時には第２の吸気口を重力により開口させることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
第２の風路切替弁は、排気ファンの動作時には第１の排気口を上記排気ファンの動圧により開口させ、上記排気ファンの停止時には第２の排気口を重力により開口させることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項４】
第１の風路切替弁と接するバネを備え、
上記第１の風路切替弁が、吸気ファンの動作時には第１の吸気口を上記バネの弾性力に抗した上記吸気ファンの動圧により開口させ、上記吸気ファンの停止時には第２の吸気口を上記バネの弾性力により開口させることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項５】
第２の風路切替弁と接するバネを備え、
上記第２の風路切替弁が、排気ファンの動作時には第１の排気口を上記バネの弾性力に抗した上記排気ファンの動圧により開口させ、上記排気ファンの停止時には第２の排気口を上記バネの弾性力により開口させることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷却構造を有する電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の冷却方式には空冷方式があり、この空冷方式は、装置の発熱により温度上昇した空気自体の浮力を利用した自然空冷方式と、ファンを使用して装置内に強制的に空気を流す強制空冷方式に大きく分けることができ、発熱量の大きな装置では強制空冷の構造を採用するのが一般的であり、使用するファンの大きさや数量については装置の発熱量や装置内に空気を流した時の抵抗などを考慮して決定する。
【０００３】
強制空冷方式の電子機器においては、空気を強制的に流すためのファンが故障した場合、風量が著しく減少し、冷却性能が著しく低下することにより、内部に実装されている電気部品の性能低下や破損に繋がる恐れがある。このため、ファンを複数実装し１個が故障した場合も他のファンによって冷却性能を維持する構造を採用する場合が多い。複数個のファンを設けた場合、装置の吸気側あるいは排気側のいずれかに複数のファンを実装する並列配置の構造では、１個のファンが停止した際、空気の逆流による冷却性能の低下が発生する。この減少を防止するための構造としては、従来、特許文献１のように、逆流防止弁を有する構造がある。
【０００４】
特許文献１の電子機器は、回転翼の軸方向および周方向に吸気口および排気口がそれぞれ開設された複数のファンを、回転翼の軸方向に所定の間隔で並列に配置するとともに、排気口を、ファンの吸気側と排気側とを隔てる隔壁に接続し、個々のファンの吸気流路および排気流路の少なくとも一方には、吸気流路または排気流路を閉じることで、当該ファンの動作停止時における排気口から吸気口への気流の逆流を自律的に阻止する逆流阻止弁を設け、複数のファンを常時動作させるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４２９６４号公報（段落００１１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電子機器は以上のように構成され、装置の吸気側あるいは排気側のいずれかに複数のファンを実装する並列配置の構造であり、複数のファンの中で１個のファンが停止した際、空気の逆流による冷却性能の低下を防止するために逆流防止弁を用いていたが、直列配置されたファン実装構造に対しては配慮されておらず、ファンの直列配置の構造においては、装置内外を繋ぐ穴の部分に回転の止まったファンの羽根が存在するため、このファンの羽根が空気の流れに対する抵抗となり、もう一方の動作中のファンに対して大きな負荷となるため、複数のファンの中の１個のファンが停止した場合に冷却性能の著しい低下を防ぐ手段が無かったという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ファンの直列配置の構造において、複数のファンの中の１個のファンが故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができる電子機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電子機器は、筺体の面に開口する第１の吸気口と、筺体の面に開口する第１の排気口と、第１の吸気口に取り付けた吸気ファンと、第１の排気口に取り付けた排気ファンと、第１の吸気口と同一面上に開口した第２の吸気口と、第１の排気口と同一面上に開口した第２の排気口と、吸気ファンの動作時には第１の吸気口を開口させ、吸気ファンの停止時には第２の吸気口を開口させるように切り替える第１の風路切替弁と、排気ファンの動作時には第１の排気口を開口させ、排気ファンの停止時には第２の排気口を開口させるように切り替える第２の風路切替弁とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ファンの直列配置の構造において、複数のファンの中の１個のファンが故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電子機器１の構成図であり、図２はこの発明の実施の形態１における風路切替弁１９，２０の斜視図である。
実施の形態１における電子機器１は、筐体１０と、吸気口１２ａ（第１の吸気口）と、吸気口１２ｂ（第２の吸気口）と、吸気ファン１３と、排気口１４ａ（第１の排気口）と、排気口１４ｂ（第２の排気口）と、排気ファン１５と、軸受け１７と、軸１８と、風路切替弁１９（第１の風路切替弁）と、風路切替弁２０（第２の風路切替弁）により構成されている。風路切替弁１９は弁体１９ａ，１９ｂを有し、風路切替弁２０は弁体２０ａ，２０ｂを有している。
【００１１】
ここで筐体１０は実施の形態１の電子機器１の筺体であり、吸気口１２ａは電子機器１の筺体１０の側面に開口し、吸気口１２ｂは吸気口１２ａと同一面上に開口する。排気口１４ａは吸気口１２ａが開口する側面と対向する側面に開口し、排気口１４ｂは排気口１４ａと同一面上に開口する。また実施の形態１では、吸気口１２ａは電子機器１の筺体１０の側面に開口しているが、側面ではなく筺体１０のいずれかの面に開口していても良く、排気口１４ａは吸気口１２ａが開口する側面と対向する側面に開口しているが、排気口１４ａは吸気口１２ａと同一平面上にあっても良い。
【００１２】
吸気ファン１３は吸気口１２ａに取り付け、排気ファン１５は排気口１４ａに取り付け、吸気ファン１３により吸気口１２ａは外部空気を筐体１０の内部に取り込み、排気ファン１５により排気口１４ａは筐体１０の内部で温度上昇した空気を筺体１０の外部に排出する。
【００１３】
風路切替弁１９は吸気口１２ａ近傍に配置され軸受け１７と軸１８により筐体１０へ回動可能に取り付けられたものであり、樹脂などの軽量な材料で構成され、吸気口１２a，１２ｂを塞ぐのに十分な大きさの弁体１９ａ，１９ｂを備えている。弁体１９ａ，１９ｂは同一平面上ではなく軸１８を挟んで角度を持って配置されており、軸１８により風路切替弁１９が回転動作することで、弁体１９ａ，１９ｂがそれぞれ吸気口１２ａ，１２ｂを塞ぐことができる形状を有している。吸気ファン１３の動作時には、風路切替弁１９が吸気ファン１３の動圧によって回転動作することで吸気口１２ａを開口させることができ、吸気ファン１３の停止時には、風路切替弁１９が重力によって回転動作することで吸気口１２ｂを開口させることができる。
【００１４】
風路切替弁２０は、風路切替弁１９と同様の構造を有し、弁体２０ａ，２０ｂを備える。排気ファン１５の動作時には、風路切替弁２０が排気ファン１５の動圧によって回転動作することで排気口１４ａを開口させることができ、排気ファン１５の停止時には、風路切替弁２０が重力によって回転動作することで排気口１４ｂを開口させることができる。
【００１５】
次に動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における電子機器１の通常運用の状態を示す断面図である。
吸気側の風路切替弁１９は吸気ファン１３により筐体１０の内部に吸気口１２ａを通って流入する空気の動圧を弁体１９ａに受ける。これにより風路切替弁１９には軸１８を支点としたモーメントが発生する。このモーメントの方向は風路切替弁１９が受ける重力によるモーメントと反対方向に発生し、重力によるモーメントよりも大きなモーメントを動圧により受けることで風路切替弁１９は軸１８を支点として回転動作を行い、弁体１９ｂが吸気口１２ｂに当接するまで回転して、吸気口１２ｂを塞いだ状態を維持する。
【００１６】
同様に排気側においても風路切替弁２０は排気ファン１５による動圧を弁体２０ａで受けることにより、排気口１４ｂを弁体２０ｂが塞いだ状態を維持する。
以上の状態においては、筐体１０の外部空気は吸気ファン１３、排気ファン１５によって吸気口１２ａを通って筐体１０の内部に流入し、排気口１４ａを通って筐体１０の外部に流出する。これにより、筐体１０の内部で発生した熱は吸排気される空気を媒体として外部に放熱される。
【００１７】
図４はこの発明の実施の形態１における吸気ファン１３が停止した状態を示した図である。
通常運用の状態では吸気口１２ｂを塞いでいた風路切替弁１９は、吸気ファン１３が停止したことにより弁体１９ａに吸気ファン１３による動圧を受けなくなる。その結果、風路切替弁１９には風路切替弁１９自体の重力によるモーメントのみが働き、軸１８を中心に回転動作を行い、弁体１９ａが吸気口１２ａに当接するまで回転して、吸気口１２ａを塞いだ状態を維持する。これにより、筐体１０の内部に外部空気を取り入れるための吸気口は吸気口１２ａから吸気口１２ｂに切り替わり、排気ファン１５により吸気口１２ｂから筐体１０の内部に流入した外部空気は排気口１４ａを通って筐体１０の外部に流出する。
【００１８】
図５はこの発明の実施の形態１における排気ファン１５が停止した状態を示した図である。
排気ファン１５が停止した場合は、図４で示した吸気ファン１３が停止した場合の動作と同様に、風路切替弁２０が軸１８を中心に回転動作を行い、弁体２０ａが排気口１４ａに当接するまで回転して、排気口１４ａを塞いだ状態を維持する。これにより、筐体１０の内部空気を外部に排出する排気口は排気口１４ａから排気口１４ｂに切り替わり、吸気ファン１３により吸気口１２ａから筐体１０の内部に流入した外部空気は排気口１４ｂを通って筐体１０の外部に流出する。
【００１９】
以上のように、実施の形態１によれば、電子機器１は、筺体１０の面に開口する吸気口１２ａと、筺体１０の面に開口する排気口１４ａと、吸気口１２ａに取り付けた吸気ファン１３と、排気口１４ａに取り付けた排気ファン１５と、吸気口１２ａと同一面上に開口した吸気口１２ｂと、排気口１４ａと同一面上に開口した排気口１４ｂと、吸気ファン１３の動作時には吸気口１２ａを開口させ、吸気ファン１３の停止時には吸気口１２ｂを開口させるように切り替える風路切替弁１９と、排気ファン１５の動作時には排気口１４ａを開口させ、排気ファン１５の停止時には排気口１４ｂを開口させるように切り替える風路切替弁２０とを備えることにより、吸気ファン１３及び排気ファン１５の直列配置の構造において、吸気ファン１３又は排気ファン１５のファンが故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００２０】
また実施の形態１によれば、電子機器１は、風路切替弁１９が、吸気ファン１３の動作時には吸気口１２ａを吸気ファン１３の動圧により開口させ、吸気ファン１３の停止時には吸気口１２ｂを重力により開口させることにより、吸気ファン１３及び排気ファン１５の直列配置の構造において、吸気ファン１３が故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００２１】
また実施の形態１によれば、電子機器１は、風路切替弁２０が、排気ファン１５の動作時には排気口１４ａを排気ファン１５の動圧により開口させ、排気ファン１５の停止時には排気口１４ｂを重力により開口させることにより、吸気ファン１３及び排気ファン１５の直列配置の構造において、排気ファン１５が故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００２２】
また実施の形態１によれば、吸気ファン１３又は排気ファン１５が停止した場合、吸気ファン１３又は排気ファン１５に当接しない吸気口１２ｂ又は排気口１４ｂが開かれるので、停止した吸気ファン１３又は排気ファン１５の羽根により吸気口１２ｂ又は排気口１４ｂの開口面積が縮小されることなく、より広い開口面積を有する吸気口１２ｂまたは排気口１４ｂを通して筐体１０の内部に空気を流すことが可能となるという効果を奏する。
【００２３】
また実施の形態１によれば、停止した吸気ファン１３，排気ファン１５の羽根により開口面積を縮小された吸気口１２ａ，排気口１４ａから吸排気を行う場合と、これよりも大きな開口面積を有した吸気口１２ｂ，排気口１４ｂから吸排気を行う場合を比較すると、放熱に必要な空気の流量を確保するために必要な吸気ファン１３，排気ファン１５の性能は明らかに吸気口１２ｂ，排気口１４ｂを用いる方が低いもので可能となり、吸気ファン１３，排気ファン１５の大きさ、コスト面で有利な構造となるという効果を奏する。
【００２４】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における風路切替弁１９，２０の斜視図であり、実施の形態２における電子機器１は、実施の形態１における電子機器１に加え、風路切替弁１９の切片１９ｃ，風路切替弁２０の切片２０ｃ，バネ３０を備えている。
【００２５】
図６に示すようにバネ３０を軸１８に装着し、バネ３０の一端を風路切替弁１９，２０に設けられた切片１９ｃ，２０ｃに当接させ、もう一端を筐体１０の側面に当接させて、バネ３０の弾性力が風路切替弁１９，２０を吸気ファン１３、排気ファン１５が当接する側の吸気口１２ａ、排気口１４ａの方向に回転作用するように取り付けられている。
【００２６】
実施の形態２の電子機器１は実施の形態１の電子機器１と同様に動作するものである。吸気ファン１３及び排気ファン１５の通常運用は、図３と同様に、吸気側の風路切替弁１９は吸気ファン１３により筐体１０の内部に吸気口１２ａを通って流入する空気の動圧を弁体１９ａに受ける。これにより風路切替弁１９には軸１８を支点としたモーメントが発生する。このモーメントはバネ３０の弾性力によるモーメントに抗し、このモーメントの方向は風路切替弁１９がバネ３０の弾性力によるモーメント及び重力によるモーメントと反対方向に発生し、バネ３０の弾性力によるモーメント及び重力によるモーメントよりも大きなモーメントを吸気ファン１３の動圧により受けることで風路切替弁１９は軸１８を支点として回転動作を行い、弁体１９ｂが吸気口１２ｂに当接するまで回転して、吸気口１２ｂを塞いだ状態を維持する。同様に排気側においても風路切替弁２０は排気ファン１５による動圧を弁体２０ａで受けることにより、排気口１４ｂを弁体２０ｂが塞いだ状態を維持する。
【００２７】
吸気ファン１３が停止した場合、図４と同様に、通常運用の状態では吸気口１２ｂを塞いでいた風路切替弁１９は、吸気ファン１３が停止したことにより弁体１９ａに吸気ファン１３による動圧を受けなくなる。その結果、風路切替弁１９には重力に加えてバネ３０の弾性力によるモーメントが働き、軸１８を中心に回転動作を行い、弁体１９ａが吸気口１２ａに当接するまで回転して、吸気口１２ａを塞いだ状態を維持する。これにより、筐体１０の内部に外部空気を取り入れるための吸気口は吸気口１２ａから吸気口１２ｂに切り替わり、排気ファン１５により吸気口１２ｂから筐体１０の内部に流入した外部空気は排気口１４ａを通って筐体１０の外部に流出する。排気ファン１５が停止した場合も図５と同様である。
【００２８】
図７はこの発明の実施の形態２における電子機器１の吸気口１２ｂ，排気口１４ｂが吸気口１２ａ，排気口１４ａの下方についている場合の動作状態を示す斜視図である。
バネ３０の弾性力は風路切替弁１９が吸気口１２ａを塞ぐ方向に作用するので、図７に示すように吸気口１２ｂが吸気口１２ａの下方に配置した場合でも、吸気ファン１３が停止すると、バネ３０の弾性力により、吸気口は吸気口１２ａから吸気口１２ｂに切り替えることができる。同様に排気ファン１５が停止した場合も、バネ３０が風路切替弁２０を排気口１４ａを塞ぐ方向に作用し、排気口は排気口１４ａから排気口１４ｂに切り替えることができる。
【００２９】
前述の実施形態１においては、風路切替弁１９，２０がファン停止時に重力により吸気口１２ａ、排気口１４ａを塞ぐように動作するためには、吸気口１２ｂは吸気口１２ａの上方に、排気口１４ｂは排気口１４ａの上方に配置する必要があったが、図６に示すようにバネ３０の弾性力を利用することにより、吸気口１２ａ，１２ｂと排気口１４ａ、１４ｂの配置上の制約が緩和される。これにより、図７に示すように吸気口１２ｂが吸気口１２ａの下方に配置することが可能となった。
【００３０】
以上のように、実施の形態２によれば、風路切替弁１９と接するバネ３０を備え、風路切替弁１９が、吸気ファン１３の動作時には吸気口１２ａをバネ３０の弾性力に抗した吸気ファン１３の動圧により開口させ、吸気ファン１３の停止時には吸気口１２ｂをバネ３０の弾性力により開口させることにより、吸気ファン１３及び排気ファン１５の直列配置の構造において、吸気ファン１３が故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００３１】
また実施の形態２によれば、風路切替弁２０と接するバネ３０を備え、風路切替弁２０が、排気ファン１５の動作時には排気口１４ａをバネ３０の弾性力に抗した排気ファン１５の動圧により開口させ、排気ファン１５の停止時には排気口１４ｂをバネ３０の弾性力により開口させることにより、吸気ファン１３及び排気ファン１５の直列配置の構造において、排気ファン１５が故障等で停止した際に冷却性能の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【００３２】
また実施の形態２によれば、吸気口１２ａ，１２ｂと排気口１４ａ，１４ｂの配置上の制約が緩和されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１における電子機器の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における風路切替弁の斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１における電子機器の通常運用の状態を示す断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１における吸気ファンが停止した状態を示した図である。
【図５】この発明の実施の形態１における排気ファンが停止した状態を示した図である。
【図６】この発明の実施の形態２における風路切替弁の斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態２における電子機器１の第２の吸気口，第２の排気口が第１の吸気口，第１の排気口の下方についている場合の動作状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  電子機器、１０  筐体、１２ａ，１２ｂ  吸気口、１３  吸気ファン、１４ａ，１４ｂ  排気口、１５  排気ファン、１７  軸受け、１８  軸、１９，２０  風路切替弁、１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ  弁体、１９ｃ，２０ｃ  切片、３０  バネ。
【図１】
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【図２】
2008263078.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008263078.tif 000006
【図５】
2008263078.tif 000007
【図６】
2008263078.tif 000008
【図７】
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