(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却ファンの方向を左右と上下方向に制御し、また冷却ファンの方向を正確に制御することで、電子機器内部の温度を効率的に下げることを目的とする。【解決手段】電子機器において、各デバイスの発熱温度を監視するために該デバイス近傍に配置される複数の温度センサと、前記各デバイスを冷却するための冷却ファンと、前記各デバイス毎の設定温度および前記複数の温度センサの位置情報を格納するためのメモリと備え、前記冷却ファンの水平方向の角度を設定するための横軸モータと、前記冷却ファンの垂直方向の角度を設定するための縦軸モータとを設け、前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けるよう制御する冷却ファン制御手段を設ける。【選択図】図１
2008186558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各デバイスの発熱温度を監視するために該デバイス近傍に配置される複数の温度センサと、前記各デバイスを冷却するための冷却ファンと、前記各デバイス毎の設定温度および前記複数の温度センサの位置情報を格納するためのメモリと備えるハードディスク内蔵ＤＶＤ記録再生機において、
前記冷却ファンの水平方向の角度を設定するための横軸モータと、前記冷却ファンの垂直方向の角度を設定するための縦軸モータと、前記横軸モータおよび縦軸モータそれぞれの回転数を検知するためのフォトインタラプタと、前記フォトインタラプタを投光遮光するためのインタラプタスリットと、前記インタラプタスリットの投光遮光によって前記フォトインタラプタから出力されるパルス数をカウントするためのカウンタとを備え、前記各温度センサが監視する温度が前記メモリから読み出された前記設定温度を超えたときには、該当するデバイスの温度上センサの位置情報に従って前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けて該デバイスを冷却するよう制御することを特徴とするハードディスク内臓ＤＶＤ記録再生機。
【請求項２】
各デバイスの発熱温度を監視するために該デバイス近傍に配置される複数の温度センサと、前記各デバイスを冷却するための冷却ファンと、前記各デバイス毎の設定温度および前記複数の温度センサの位置情報を格納するためのメモリと備える電子機器において、
前記冷却ファンの水平方向の角度を設定するための横軸モータと、前記冷却ファンの垂直方向の角度を設定するための縦軸モータとを設け、前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けるよう制御する冷却ファン制御手段を設けたことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
前記横軸モータおよび縦軸モータそれぞれの回転数を検知するためのフォトインタラプタを備える請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記フォトインタラプタからの信号をカウントするためのカウンタを備える請求項２乃至３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項５】
前記各温度センサが監視する温度が前記メモリから読み出された前記設定温度を超えたときには、該当する温度センサの位置情報に従って前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けて該デバイスを冷却するよう制御する請求項２乃至４のいずれかに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内部に発熱量の多い電気部品を配し、前記電子部品の温度上昇を抑えることを目的とする冷却ファンを有する電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、民生電子機器の記録媒体として光ディスク記憶媒体に加えて、ハードディスクのような磁気ディスクを用いた大容量記録媒体も併用されるようになり、この磁気ディスクは回転数を高速にすることで書き込み速度を早くするよう開発されている。前述のように高速で回転させることによって駆動モータからの発熱量は増えている。また、前記民生電子機器を制御するためのメインプロセッサも前述のような光ディスクとハードディスクの２つの記憶装置の制御を行う必要性、および制御処理の高速化や小型化のための高集積化によって発熱量が増加している。電子機器を構成する電子部品には動作補償温度が定められており、これは電子部品が正常に動作しうる温度範囲のことを表す。半導体を用いた電子部品は特に、温度によって電気的な特性が変化するので、前述の動作補償温度の範囲内で製品設計を行わなければならない。前述のような記憶装置やメインプロセッサのような主要電子部品の発熱は機器内部の温度を上昇させ、主要電子部品自身のみならず、その他の電子部品の異常動作を発生させる可能性がある。これを防ぐために電子部品本体への放熱板の取り付けや、電子機器内部の空気の流れを考慮した部品配置にするなどの対策がなされているが、前述のような発熱量の高い電子部品を採用する近年の電子機器においてはこれらの対策は十分ではない。これらの対策として、電子機器内部に冷却用ファンを設ける対策が用いられている。
【０００３】
図６は前述の冷却用ファンを用いたハードディスク内蔵ＤＶＤレコーダのブロック図を示す。電子機器内部を冷却するための冷却ファン６０１、前記冷却ファンを駆動するためのファンモータ６０３、前記ファンモータの動作をオンオフするためのファンモータオンオフスイッチ６０５、電子機器内部の温度を検知するための温度センサ６０７、６０９および６１１、電子機器を制御するためのメインプロセッサ６１３、電子機器外部からの映像信号などを記録するためのハードディスクドライブ６１５、光ディスクに映像情報や音声情報を記録再生するＤＶＤ記録再生部６１７である。
【０００４】
温度センサ６０７、６０９および６１１は発熱量の多い電子部品もしくはその近傍に配置され、いずれかの温度センサが予め決められた閾値を超えた場合には、ファンモータオンオフスイッチ６０５がオンされ、ファンモータ６０３が駆動を始めて冷却用ファン６０１が動作して熱を電子機器外部に追い出すとともに各電子部品の温度を下げる。温度が下がれば、温度センサからのファンモータオンオフスイッチ６０５をオンさせる信号が出力されず、ファンモータ６０３の駆動は停止して冷却用ファン６０１動作を停止する。
【０００５】
特許文献１には、複数の温度センサ群からの情報により、排気ファンの方向を可変制御して風の方向を調整することで熱を電子機器外部に効率よく排出し、かつ各熱部品の許容温度リストによって最も故障しやすい温度状態にある熱部品を判断して冷却する手段が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−９３２７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１に開示されている技術では、排気ファンの方向を平面内でしか制御できず、電子機器内部の部品の高さや配置によっては十分に熱を下げることが出来ないという課題が残る。また、排気ファンの方向を正確に制御するための手段についての開示が無いため、効率的な熱の排気方向を制御できないという課題も残る。特にＤＶＤレコーダとハードディスクの複合記録再生機のような電子機器においては、発熱部品が多いことからより効率的な冷却手段が求められる。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を鑑みて、冷却ファンの方向を左右と上下方向に制御し、また冷却ファンの方向を正確に制御することで、電子機器内部の温度を効率的に下げることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ハードディスク内蔵ＤＶＤ記録再生機において、各デバイスの発熱温度を監視するために該デバイス近傍に配置される複数の温度センサと、前記各デバイスを冷却するための冷却ファンと、前記各デバイス毎の設定温度および前記複数の温度センサの位置情報を格納するためのメモリと備え、前記冷却ファンの水平方向の角度を設定するための横軸モータと、前記冷却ファンの垂直方向の角度を設定するための縦軸モータと、前記横軸モータおよび縦軸モータそれぞれの回転数を検知するためのフォトインタラプタと、前記フォトインタラプタを投光遮光するためのインタラプタスリットと、前記インタラプタスリットの投光遮光によって前記フォトインタラプタから出力されるパルス数をカウントするためのカウンタとを備え、前記各温度センサが監視する温度が前記メモリから読み出された前記設定温度を超えたときには、該当するデバイスの温度上センサの位置情報に従って前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けて該デバイスを冷却するよう制御する。
【０００９】
電子機器において、各デバイスの発熱温度を監視するために該デバイス近傍に配置される複数の温度センサと、前記各デバイスを冷却するための冷却ファンと、前記各デバイス毎の設定温度および前記複数の温度センサの位置情報を格納するためのメモリと備え、前記冷却ファンの水平方向の角度を設定するための横軸モータと、前記冷却ファンの垂直方向の角度を設定するための縦軸モータとを設け、前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けるよう制御する冷却ファン制御手段を設ける。
【００１０】
電子機器において、前記横軸モータおよび縦軸モータそれぞれの回転数を検知するためのフォトインタラプタを備える。
【００１１】
電子機器において、前記フォトインタラプタからの信号をカウントするためのカウンタを備える。
【００１２】
電子機器において、前記各温度センサが監視する温度が前記メモリから読み出された前記設定温度を超えたときには、該当する温度センサの位置情報に従って前記横軸モータおよび前記縦軸モータを駆動して前記冷却ファンを前記温度センサ方向に向けて該デバイスを冷却するよう制御する。
【００１３】
前記の通り構成することによって、冷却ファンが前後左右に制御可能となり、効率的に電子機器内の温度を下げるように作用する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、冷却ファンの方向を左右と上下方向に制御し、また冷却ファンの方向を正確に制御することで、電子機器内部の温度を効率的に下げることが可能となる。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、複数の温度センサを設け、温度の高いセンサのある箇所に対して、冷却ファンの方向を前後上下にむくように縦軸モータと横軸モータの二つのモータを配したことで可能とし、ファンの方向はフォトインタラプタでカウント縦軸モータおよび横軸モータの軸の回転を検知することで正確に検知することが可能となり、また各熱部品の正常動作温度の上限値リストを有していずれの熱部品も最低限の冷却で済むようにファンの回転数を制御、およびオンオフを行なうことで電子機器本体の消費電力を削減することが可能となる。さらには全ての熱部品が上限値を超えた場合にはどの部品を優先的に冷却するかも任意に設定することで、熱による誤動作をした場合に電子機器の動作に最も支障をきたす電子部品を優先的に冷却することが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、複数の温度センサを設け、温度の高いセンサのある箇所に対して、冷却ファンの方向を前後上下にむくように縦軸モータと横軸モータの二つのモータを配したことで可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、フォトインタラプタで縦軸モータおよび横軸モータの軸の回転を検知することでファンの方向を正確に検知また制御することが可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、フォトインタラプタからの出力をカウントすることよって、ファンの方向を正確に検知また制御することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、電子部品が動作補償温度データを超えた場合に、冷却ファンを駆動するよう制御して、電子機器の動作に支障を来たすことを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に図１から図４を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２１】
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハードディスク内臓ＤＶＤレコーダのブロック図を説明する。周囲温度を検知する温度センサ１０１、１０３、および１０５、電子部品を冷却するための冷却ファン１０９、冷却ファン１０９を回転させるためのファンモータ１１１、各主要電子部品の動作補償温度と、前述の主要電子部品の近くに配置された各センサが検知した周囲温度を比較してファンモータ１１１の制御を行なう温度比較手段１１３（例えば図４に示すように温度センサ１０１の検知した温度が８５度を超えた時に冷却ファン１０９を駆動する）、冷却ファン１０９の左右方向の向きを調整するための横軸モータ１１５、冷却ファン１０９の上下方向の向きを調整するための縦軸モータ１１７、横軸モータ１１５のモータ軸の回転角度を検知するフォトインタラプタ１１９、縦軸モータ１１７のモータ軸の回転角度を検知するフォトインタラプタ１２１、フォトインタラプタ１１９を投光遮光するインタラプタスリット１２３、フォトインタラプタ１２１を投稿遮光するインタラプタスリット１２５、インタラプタスリット１２３のオンオフ信号をカウントする横軸カウンタ１２７、インタラプタスリット１２５のオンオフ信号をカウントする縦軸カウンタ１２９、各デバイスの動作補償温度上限値を記録するメモリ１３０、横軸モータ１１５および縦軸モータ１１７を駆動するファン方向制御手段１３１、映像や音声を記録するためのハードディスクドライブ１３３、光ディスクに映像や音声を記録再生するためのＤＶＤ記録再生部１３５、ハードディスク内臓ＤＶＤレコーダの全動作を制御するためのメインプロセッサ１３７で構成される。温度センサ１０１、１０３、および１０５のいずれかがメモリ１３０に記憶されている動作補償温度上限値を超えた場合には、温度比較手段１１３がファンモータ１１１を駆動してファンモータ１０９を回転させる。同時にファン方向制御手段１３１がメモリ１２９に記憶されている前記動作補償温度上限値を超えたことを検知した温度センサの位置情報を読み出して横軸モータ１１５および縦軸モータ１１７を回転させる。次に横軸モータ１１５および縦軸モータ１１７の回転軸にそれぞれに設けられたインタラプタスリット１２３および１２５が、フォトインタラプタ１２１および１２３のそれぞれ２極間の光を投光遮光する。投光遮光を１パルスとして横軸カウンタ１２７および縦軸カウンタ１２９がフォトインタラプタ１１９および１２１それぞれからのパルス数をカウントする。前記位置情報は、フォトインタラプタ１１９および１２１それぞれのパルス数であり、パルス分をカウントしたところで横軸モータ１１５及び縦軸モータ１１７の回転を止めることによって前記温度センサの位置に正確に冷却ファンが向くように制御する。
【００２２】
次に、図２（１）を参照して、フォトインタラプタの概要を説明する。フォトインタラプタは、内部にフォトダイオード２０１とフォトトランジスタ２０３を備えた半導体であり、フォトダイオード２０１とフォトトランジスタ２０３の間にはギャップ２０５が設けられている。フォトダイオード２０１が導通すると赤外線が発生し、この赤外線がフォトトランジスタ２０３のベースに入力されることによってコレクタエミッタ間が導通する。
【００２３】
次に、図２（２）を参照して、フォトインタラプタとインタラプタスリットの動作を説明する。インタラプタスリット２１３は円盤の形状をしており、その円の中心から放射状にスリット２１５を備えている。このインタラプタスリット２１３が横軸モータ１１５および縦軸モータ１１７のそれぞれのモータシャフト１２４および１２６に備えられている。ここでは簡略化のために横軸モータ１１５についてのみ説明を進めて行くこととする。インタラプタスリット２１３はフォトインタラプタ１１９のギャップに挿入されている。横軸モータ１１５の回転に従ってインタラプタスリット１２３も回転し、スリット２１５がギャップ２０５を通過するときに赤外線をフォトトランジスタ２０３のベースに投光し、遮光部２１４がギャップ２０５を通過するときに赤外線を遮光する。スリット２１５と遮光部２１４の小さくすることで、インタラプタスリット２１３が一回転して得られる投光と遮光の回数が多くなり、その回数分の段階で回転角度を制御することが出来るため、より精度の高い方向性を制御することが可能となる。
【００２４】
次に、図２（３）を参照して、インタラプタスリット２１３によって投光遮光されるフォトインタラプタ１１９のエミッタ２１１の電位遷移を説明する。フォトインタラプタ１１９のコレクタ２０９には一定電圧Ｖｃｃが印加されており、フォトトランジスタ２０３のベース２１０に赤外線が投光されるとコレクタ２０９とエミッタ２１１が導通してエミッタ２１１は一定電圧Ｖｃｃとほぼ同電位となる。前記コレクタ２０９とエミッタ２１１が導通している状態（投光している状態）をＨｉ、導通していない状態（遮光されている状態）をＬｏとして、矩形波が構成される。この矩形波の任意のＨｉの立ち上がりから次のＨｉの立ち上がりまでを１パルスとする。
【００２５】
次に、図３を参照して、冷却ファン１０９の方向制御を説明する。横軸モータ１１５が回転することによって横軸モータシャフト１２４が回転して冷却ファン１０９が横軸線１１６を中心として矢印Ａのように左右方向に向きを回転する。また、縦軸モータ１１７が回転することによって縦軸モータシャフト１２６が回転して冷却ファン１０９が縦軸先１１８を中心として矢印Ｂのように上下方向に向きを回転する。
【００２６】
次に、図４を参照しながら、各温度センサ近傍のデバイスの動作補償上限温度と位置情報について説明する。上段が各温度センサを示し、中段が各温度センサに対応する動作補償上限温度を示し、下段が各温度センサの位置情報を示している。本実施例では、電子機器における主要デバイスを４つとして、それらの近傍に温度センサを配置している。動作補償上限温度は、デバイスの仕様書に記載の数値とするか、設計思想によって余裕度を考慮して仕様書の数値よりも小さくしても良い。位置情報は、横軸モータが回転したときにカウンタがカウントするフォトインタラプタから出力されるパルス数と、同じく縦軸モータが回転したときにカウンタがカウントするフォトインタラプタから出力されるパルス数がそれぞれ記憶されている。
【００２７】
次に、図５を参照しながら、一連の制御動作について説明する。温度センサ検知温度と動作補償上限温度を比較し（ステップＳ５０１）、動作補償上限温度を超えれば（ステップＳ５０２）、冷却ファンの駆動を開始する（ステップＳ５０３）。次にメモリに予め記憶されたセンサ位置情報を読み出し（ステップＳ５０４）、横軸モータと縦軸モータの駆動を開始する（ステップＳ５０５およびステップＳ５１０）。次に横軸モータおよび縦軸モータそれぞれのモータ軸の回転角度をフォトインタラプタを経由してカウンタがカウントするパルス数としてカウントする（ステップＳ５０６およびステップＳ５１１）。なお、センサ位置情報の詳細については後に説明する。次にメモリから読み出した位置情報とカウンタがカウントしたパルス数が一致するかどうかを判断し（ステップＳ５０７およびステップＳ５１２）、一致すれば横軸モータおよび縦軸モータの駆動を停止させる（ステップＳ５０８およびステップＳ５１３）。次に温度センサ検知温度を監視し（ステップＳ５０９）、動作補償上限温度より下回ったかを判断し（ステップＳ５１４）、下回れば冷却ファンの駆動を停止する（ステップＳ５１５）。
【００２８】
なお、横軸モータ１１５と縦軸モータ１１７の駆動を直列に行なうよりは、本実施形態のように並列で行なう方がより早くデバイスを冷却可能なので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係るブロック図を示す。
【図２】（１）本発明の実施形態に係るフォトインタラプタの等価回路を示す。（２）本発明の実施形態に係るフォトインタラプタとインタラプタスリットを示す。（３）本発明の実施形態に係るフォトインタラプタのエミッタ電位の遷移グラフを示す。
【図３】本発明の実施形態に係る冷却ファンの駆動概念を示す。
【図４】本発明の実施形態に係る各デバイスの動作補償上限温度と各温度センサの位置情報のデータテーブルを示す
【図５】本発明の実施形態に係る一連の動作を表すフォローチャートを示す。
【図６】従来例を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１０１／１０３／１０５／１０７  温度センサ
１０９  冷却ファン
１２９  メモリ
１１５  横軸モータ
１１７  縦軸モータ
１１９／１２１  フォトインタラプタ
１２３／１２５  インタラプタスリット
１２７  横軸カウンタ
１２９  縦軸カウンタ
【図４】
2008186558.tif 000003
【図５】
2008186558.tif 000004
【図１】
2008186558.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図６】
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