(57)【要約】【課題】  流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高める電子機器の超音波発生装置と、場所をとらずに設置可能な消音装置の提供。【解決手段】  ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられ、電子機器の筐体内において発生する送風について、送風整流箇所における送風レベルを検出する送風検出手段と、前記の送風検出手段により検出された送風整流箇所の送風レベルに基づき、超音波を発生させる超音波発生手段と、前記送風検出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、送風整流箇所における送風レベルに対応する超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられ、
電子機器の筐体内において発生する送風について、送風整流箇所における送風レベルを検出する送風検出手段と、
前記の送風検出手段により検出された送風整流箇所の送風レベルに基づき、超音波を発生させる超音波発生手段と、
前記送風検出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、送風整流箇所における送風レベルに対応する超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段と、を備え、
流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高めたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、
前記の送風検出手段により検出された送風整流箇所の送風レベルは、送風方向と、送風速度とを含むものであることを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載の発明において、
前記超音波発生手段は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクトの表面に備えられるフィルムスピーカーであって、超音波を前記騒音と干渉させることにより該騒音のレベルを低減することを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項４】
ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられ、
電子機器の筐体内において騒音発生源から発生する騒音について、消音箇所における騒音レベルを検出する騒音検出手段と、
前記の騒音検出手段により検出された消音箇所の騒音レベルに基づき、消音箇所における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させる超音波発生手段と、
前記騒音検出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、消音箇所における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段と、を備え、
前記超音波発生手段は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクトの表面に備えられるフィルムスピーカーであって、超音波を前記騒音と干渉させることにより該騒音のレベルを低減することを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、
複数の送風整流箇所または消音箇所に対し超音波照射をするように、複数の超音波発生手段が設けられたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、
超音波発生手段が設けられた送風整流箇所または消音箇所において、超音波発生手段は対向して２つ以上設けられ、２方向以上からの超音波照射をするようにされたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
超音波発生装置は、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構を騒音源として、空冷ダクト内部に設定された消音箇所に設けられたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
超音波発生装置は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を騒音源として、空冷ダクト内部に設定された消音箇所に設けられたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、
前記の空冷ダクトは、可撓性のあるチューブ、蛇腹、その他の部材からなり、その表面にフィルムスピーカーからなる超音波発生手段が設けられたことを特徴とする、電子機器用の超音波発生装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の超音波発生装置が設けられたことを特徴とするコンピュータ装置またはコンピュータ機能が組み込まれた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風効率の向上または消音のための電子機器の超音波発生装置、および超音波発生装置が設けられた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータの高性能化、小型化の進歩は著しく、高性能化に伴ってＣＰＵの高速化や補助記憶装置の大容量化が進み、発熱が大きくなっている。
このため、コンピュータでは内部で発生する熱をファンなどで筐体外へ強制的に排気したり、筐体全体で廃熱をしている。
また、従来のパーソナルコンピュータにおいては、発熱部品であるＣＰＵの熱を、熱伝導体を介してキーボードから放熱したり、ＣＰＵが発生する熱を、熱伝導体を介して筐体より放熱したり、ＣＰＵの上面に冷却ファンを取り付けて、冷却ファンで放熱していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５０６６０号公報
【０００４】
たとえば特開２０００−２５０６６０「コンピュータの冷却装置」においては、実装スペースを低減し、騒音を低減するしたコンピュータの冷却装置が提案されている。中央演算処理装置などの発熱部品の熱を、電源ファンの下流に設けられたヒートシンクまでヒートパイプにより伝達して放出し、電源ファンからの風によりコンピュータの外部に放出するものである。
しかしながら、このようにファンを用いても、風を外部に放出することはできるものの、筐体内で熱を帯びた風をかき回すことになっており、効率的な廃熱ができていない。
熱を外部に排出することと、冷たい空気を取り込むことが、筐体内で無駄に風をかき回すことなく、しかも筐体内で場所を大きくとらずにできるようにすることが求められている。
【０００５】
一方、３Ｇバイト、３.２Ｇバイトを超えるＣＰＵの高速化、高速・大容量のハードディスクや、ゲーム機器に必須の３Ｄ高速描画処理能力を持ったグラフィックアクセラレータなどによる消費電力の増加に伴い放熱問題がますます重要になり、冷却ユニット内のファンも、より高い冷却能力を求められている。
しかしながら、放熱量が飛躍的に増大するにつれ、従来の放熱方法には限界があり、増大する発熱量に対応するためには従来とは異なる冷却装置の構造が求められている。
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−２９４９６５号公報
【特許文献３】特開２０００−２８６５８０号公報
【０００７】
一方、特開２０００−２９４９６５「電子機器の冷却装置」においては、筐体に設けられた空気取入口から、自然空冷ユニットおよび強制空冷ユニットを収容する収容室の吸気口までの間に、導風ダクトを設けて、空気を取り込み、収容室内においては、冷却用空気を取り入れる吸気口を前扉に向けた姿勢で収容室に収容された自然空冷ユニットと、冷却ファンの作動時に冷却用空気を吸い込む吸気口を前扉に向けた姿勢で収容室に収容された強制空冷ユニットとを備えた冷却装置が提案されている。
さらに、特開２０００−２８６５８０「電子装置の冷却装置」においては、筐体の排気口と筐体内の電子機器ユニットの排気口とをダクトで接続し、電子機器ユニットの冷却ファンを駆動することにより、筐体内空気を冷却風として取込み発熱体を強制空冷した後に排気風をダクトに通流させ筐体外部に排出し、筐体内に排気風が排出されず筐体は排気風によって加熱されず温度上昇することから防止されるという冷却装置が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の各出願に開示されている冷却装置は、いずれも、箱状の冷却ユニットを筐体内に設け、この冷却ユニットと筐体の空気取入口または排気口との間をダクトで結ぶものである。
したがって、空気を取り入れるまたは排出することは効率的にできるものの、これは筐体外部と箱状の冷却ユニットとの間のことであり、冷却ユニット内には複数の冷却対象となるＣＰＵ、マザーボードなどが収容されていると共に、複数のファンやヒートシンクなどが設置されるので、風を外部に放出することはできるものの、冷却ユニット内で熱を帯びた風をかき回すことになっており、実際には無駄な風の流れが生じるために効率的な廃熱ができていない。
このような風の流れの乱れを整流し、できるだけ効率よくスムーズに空気が流れるようにすることができるならば、空冷効率も上昇することが期待できる。
【０００９】
【特許文献４】特許第２９９０２７３号公報
【００１０】
一方、流体媒質中における微小物体の操作に、超音波を用いる技術が提案されている。流体中を進む超音波を物体で遮ると、その物体を音の進行方向に押す力が現れ、この力は音響放射圧と呼ばれ、非接触で物体に力を作用させることが可能であるというものである。また、この力は微弱であるが、超音波を集束したり定在波を生成することにより、微小領域への力の集中が可能である。
特許第２９９０２７３号「複数音源を用いた超音波非接触マイクロマニピュレーション方法および装置」において、媒質中の微小物体を複数の超音波を用いて非接触で捕捉し、二次元的又は三次元的に移動させる方法および装置が提案されている。
【００１１】
また、超音波を利用して、乱流場での混合反応を促進させる技術は非常に有望視されており、超音波が反応を促進する理由は、剪断力が主に大スケールでの混合を促進するのに比べ、超音波は小スケールでの混合を促進できることにあるとされている。（小森  悟、化学反応と乱流、流体力学の世界、pp141-168、朝倉書店(1990)、伊藤靖仁、長田孝二、小森  悟、超音波による乱流混合反応促進,日本機械学会論文集Ｂ編、６７巻）。
さらに米国のＮＡＳＡでは超音波のこのような働きを利用して航空力学の観点から利用する研究が行われている。
【００１２】
そこで、本発明においては、冷却ユニット内で熱を帯びた風をかき回すことになっており、実際には無駄な風の流れが生じるために効率的な廃熱ができていないといった従来の冷却装置が解決できていない課題を解決し、風の流れの乱れを整流し、できるだけ効率よくスムーズに空気が流れるようにすることにより、空冷効率を上昇させるための超音波発生装置を提供することを目的とする。コンピュータなどの電子機器内部において、超音波照射による乱流の整流を行うように構成したことにより、流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高めることを目的とするものである。
【００１３】
【特許文献５】特開２００２−３０３１１４号公報
【特許文献６】特開２００２−１２３２６０号公報
【特許文献７】特開２００１−３５６７７７号公報
【００１４】
一方、冷却に際して必要とされる空冷ファンや、あるいはハードディスク、その他のモーター等の駆動装置などの騒音は、コンピュータの高機能化、高性能化に伴い解決できるものとはなっていない。むしろＣＰＵなどにおいて高温の発生する頻度等が大きくなり、これを冷却するために発生する騒音も大きくなる傾向がある。また、発生する騒音自体も前述したように空気の流れを乱れさせることにもつながっている。
このため、特開２００２−３０３１１４「能動消音装置」や、特開２００２−１２３２６０「能動騒音制御装置および能動騒音制御システム」、特開２００１−３５６７７７「能動消音装置」などにおいては、電子機器において発生する騒音と同振幅かつ逆位相の音を発生させることにより、音波の干渉効果により騒音
を打ち消すことが提案されている。
しかしながら、消音装置を設置するにあたっては、小型で、かつ空冷などの邪魔にもならないようにすることが必要である。
そこで、本発明において解決しようとする別の課題は、電子機器内部において発生する騒音を軽減することであり、特に騒音を打ち消すに際して、小型の構成を用いて、空気の流れを乱すこともなく設置することができる消音装置を提供することである。
空気の整流と、騒音の軽減のいずれの場合においても、箱状の整流ユニット、消音ユニット等を設けることなく、大きな場所をとらずに直接に整流箇所、消音箇所において効果をあげることができ、筐体内において設置する場所が限られることのない超音波発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明においては、
ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられ、
電子機器の筐体内において発生する送風について、送風整流箇所における送風レベルを検出する送風検出手段と、
前記の送風検出手段により検出された送風整流箇所の送風レベルに基づき、超音波を発生させる超音波発生手段と、
前記送風検出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、送風整流箇所における送風レベルに対応する超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段と、を備え、
流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高めた、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明においては、
請求項１に記載の発明において、
前記の送風検出手段により検出された送風整流箇所の送風レベルは、送風方向と、送風速度とを含むものである、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、請求項３に記載の発明においては、
請求項１または２のいずれかに記載の発明において、
前記超音波発生手段は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクトの表面に備えられるフィルムスピーカーであって、超音波を前記騒音と干渉させることにより該騒音のレベルを低減する、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、請求項４に記載の発明においては、
ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられ、
電子機器の筐体内において騒音発生源から発生する騒音について、消音箇所における騒音レベルを検出する騒音検出手段と、
前記の騒音検出手段により検出された消音箇所の騒音レベルに基づき、消音箇所における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させる超音波発生手段と、
前記騒音検出手段からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、消音箇所における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段と、を備え、
前記超音波発生手段は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクトの表面に備えられるフィルムスピーカーであって、超音波を前記騒音と干渉させることにより該騒音のレベルを低減する、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、請求項５に記載の発明においては、
請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、
複数の送風整流箇所または消音箇所に対し超音波照射をするように、複数の超音波発生手段が設けられた、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００２０】
また、上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明においては、
請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、
超音波発生手段が設けられた送風整流箇所または消音箇所において、超音波発生手段は対向して２つ以上設けられ、２方向以上からの超音波照射をするようにされた、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００２１】
また、上記課題を解決するため、請求項７に記載の発明においては、
請求項４〜６のいずれかに記載の発明において、
超音波発生装置は、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構を騒音源として、空冷ダクト内部に設定された消音箇所に設けられた、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００２２】
また、上記課題を解決するため、請求項８に記載の発明においては、
請求項４〜７のいずれかに記載の発明において、
超音波発生装置は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を騒音源として、空冷ダクト内部に設定された消音箇所に設けられたことを特徴とする、電子機器の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００２３】
また、上記課題を解決するため、請求項９に記載の発明においては、
請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、
前記の空冷ダクトは、可撓性のあるチューブ、蛇腹、その他の部材からなり、その表面にフィルムスピーカーからなる超音波発生手段が設けられた、電子機器用の超音波発生装置であることを特徴としている。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、請求項１０に記載の発明においては、
請求項１〜９のいずれかに記載の超音波発生装置が設けられた、コンピュータ装置またはコンピュータ機能が組み込まれた電子機器であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、冷却ユニット内で熱を帯びた風をかき回すことになっており、実際には無駄な風の流れが生じるために効率的な廃熱ができていないといった従来の冷却装置が解決できていない課題を解決し、風の流れの乱れを整流し、できるだけ効率よくスムーズに空気が流れるようにすることにより、空冷効率を上昇させるための超音波発生装置を提供することができる。コンピュータなどの電子機器内部において、超音波照射による乱流の整流を行うように構成したことにより、流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高める。
また、本発明によれば、電子機器内部において発生する騒音を軽減することができ、特に騒音を打ち消すに際して、小型の構成を用いて、空気の流れを乱すこともなく消音装置を設置することができる。
空気の整流と、騒音の軽減のいずれの場合においても、箱状の整流ユニット、消音ユニット等を設けることなく、大きな場所をとらずに直接に整流箇所、消音箇所において効果をあげることができ、筐体内において設置する場所が限られることのない超音波発生装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
本発明の電子機器用の超音波発生装置は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口および流出口との間に空気を送風させる送風機構が配置された空冷ダクトを有する電子機器に備えられるものである。
電子機器は、代表的なものとしては、入力手段、制御手段、表示手段、出力手段、記憶手段等を備えるコンピュータ装置や、サーバー装置などである。また外部記憶装置、その他の周辺機器や、複写機、通信機器、各種の電子制御機器、その他の電子機器を含む。本明細書においては、主として、パーソナルコンピュータやワークステーション、サーバー装置などのコンピュータ端末を想定して記載するが、これに限定されるものではなく、様々な装置等への利用が可能である。
【００２７】
コンピュータ装置は、制御手段、記憶手段、入力手段、出力手段、表示手段などを備え、タワー型の筐体を有するものや、デスクトップ型のもの、あるいはノート型コンピュータなどの様々なサイズ、形状の筐体を有するものがある。
また、コンピュータ装置に装着されるファンも、様々なサイズや形状を有するものがあり、また一つの装置に複数のファンが装着されることもある。
筐体内には、主な電気回路を収納し、特に発熱素子などの空冷対象はファンによる冷却の必要があるが、パーソナルコンピュータ等のＣＰＵがこれに相当する。ＣＰＵなどの空冷対象は冷却ファンと近接して備えられ、さらに筐体内には基板、その他の電子部品が実装される。
また、筐体内において、騒音発生源は、空冷ダクト等に備えられるファンや、ＣＰＵ、モーターなどの駆動装置、その他のデバイスである。
【００２８】
図１および図３はそれぞれ、本発明の第一の実施形態と、第二の実施形態におけるブロック図の一例を示したものである。
本発明の超音波発生装置が備えられる電子機器は、通常の多くの形態では、空冷ダクト３を備えている。
すなわち、ファン１により送風される空気の流入口１および流出口２と、流入口１と流出口２との間に空気を送風させるファン４などの送風機構が配置されており、ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために送風するようにされている。
【００２９】
(第一の実施形態）
初めに、本発明の第一の実施形態について説明する。
本発明の第一の実施形態は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口１および流出口２との間に空気を送風させる送風機構４が配置された空冷ダクト３を有する電子機器に備えられ、流入口から流入し空冷ダクト３を流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高めたことを特徴とする電子機器の超音波発生装置である。
図１は、本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示すブロック図である。
また図２は、本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示す平面断面図及び側面断面図である。
図１および図２において、符号１は空気の流入口、２は空気の流出口、３は空冷ダクト、４はファン等の送風機構、５は送風整流箇所を示している。
また符号１０は送風検出手段、２０は超音波発生手段、３０は演算処理手段を示している。
空冷ダクト３は、流入口１と流出口２との間に空気を送風させるファン４を配置させた例を示しているが、コンピュータ装置等に装着されるファンの数、収納される筐体内の位置、装着されるファンの向き、などの要素には左右されず、様々な形態を含むものである。
【００３０】
本発明の超音波発生装置の第一の実施形態において、超音波発生装置は、電子機器の筐体内において発生する送風について、送風整流箇所５における送風レベルを検出する送風検出手段１０を備えている。
送風検出手段１０は、送風の整流を行う送風整流箇所５に対して検知を行うように設けられ、送風整流箇所５における送風レベルを感知するセンサである。送風検出手段１０により検出される送風整流箇所５の送風レベルは、送風方向と、送風速度とを含むものであることが好ましい。
送風整流箇所５の送風レベルとして送風方向を検知するために、送風検出手段１０を近接する複数箇所に設けることが好ましい。
図３および図４は、空冷ダクト３の断面図の一例を示しており、ダクト内部に送風検出手段１０と、後述する超音波発生手段２０とが設けられた例を示している。図４においては、送風検出手段１０が、近接する複数箇所に設けられている。
【００３１】
送風検出手段１０は、送風の風速と方向とをセンサにより感知し、ファンなどの送風機構４により発生するとともに空冷ダクト３の構造や、各種のデバイスの設置により発生する、送風整流箇所５における乱流などのデータを収集し、演算処理手段３０にデータを伝送する。送風の風速データと方向データとは、各ファンユニットの運転状況などにより変動するため、常にセンサにより感知して、データを伝送することにより、随時、略リアルタイムでの感知と演算とが可能になる。
【００３２】
次に、本発明の超音波発生装置の第一の実施形態において、超音波発生装置は、前記の送風検出手段１０により検出された送風整流箇所５の送風レベルに基づき、超音波を発生させる超音波発生手段２０を備えている。
超音波発生手段２０は、送風の風速データと方向データとに基づき、周波数や照射強度などを変動可能にしたことが好ましい。
本発明において、超音波発生手段２０は電子機器の筐体内の細部に設けられるので、サイズが小さいとともに各種の形状、構造から構成される部分に設置可能であることが好ましい。このため超音波発生手段２０は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクト３の表面に備えられる超音波振動子であって、検知されたフィルムスピーカーであることが望ましい。フィルムスピーカーは、フィルム形状の超薄型スピーカーであり、圧電性質をもつプラスチックフィルム（ＰＶＤＦ）の表面を、プラズマ応用加工技術を用いて表面改質を行うことにより、フィルム表面に電極を形成し、フィルム状のスピーカーとして利用することができる。厚さ０．５〜５０ｍｍ程度の超薄型スピーカーが実現でき、折り曲げも可能で、形態や角度により多様な構成を採用することができる。
図３および図４は、空冷ダクト３の断面図の一例を示しており、ダクト内部に設けられた超音波発生手段２０としてフィルムスピーカーを採用した例を示している。
【００３３】
超音波を利用して、乱流場での混合反応を促進させる技術は非常に有望視されており、超音波が反応を促進する理由は、剪断力が主に大スケールでの混合を促進するのに比べ、超音波は小スケールでの混合を促進できることにあるとされている。（小森  悟、化学反応と乱流、流体力学の世界、pp141-168、朝倉書店(1990)、伊藤靖仁、長田孝二、小森  悟、超音波による乱流混合反応促進,日本機械学会論文集Ｂ編、６７巻）。
本発明の超音波発生装置においては、コンピュータなどの電子機器内部において、超音波照射による乱流の整流を行うように構成したことにより、流入口１から流入し空冷ダクト３を流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高めたことを特徴としている。
【００３４】
次に、本発明の超音波発生装置の第一の実施形態において、超音波発生装置は、前記送風検出手段１０からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、送風整流箇所５における送風レベルに対応する超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段２０に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段３０を備えている。所定の閾値は、「０」を含まず「０」よりも大きければよい。
演算処理手段３０には、前記の送風検出手段１０が感知した、送風整流箇所５における送風の風速と方向とを含む乱流などのデータが伝送される。演算処理手段３０は、伝送されたデータに基づき、送風整流箇所５に対し、どの方向から、どの周波数の超音波を、どの強さで発振するかといった演算処理を行い、整流に最適と判断した超音波照射の駆動指示を超音波発生手段２０に対して行う。送風の風速データと方向データとは、各ファンユニットの運転状況などにより変動するため、送風検出手段１０からのデータを常に受領することにより、随時、略リアルタイムでの演算を行うことが望ましい。
【００３５】
（第二の実施形態）
初めに、本発明の第二の実施形態について説明する。
本発明の第二の実施形態は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を空冷するために、空気の流入口１および流出口２との間に空気を送風させる送風機構４が配置された空冷ダクト３を有する電子機器に備えられ、筐体または筐体に設けられた空冷ダクト３の表面に備えられるフィルムスピーカーからなる超音波発生手段２５により発生させた超音波を騒音と干渉させることにより、該騒音のレベルを低減する電子機器の超音波発生装置である。
図５は、本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示すブロック図である。
また図６および図７は、本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示す平面断面図及び側面断面図である。
図５および図６において、符号１は空気の流入口、２は空気の流出口、３は空冷ダクト、４はファン等の送風機構、６は騒音発生源、７は消音箇所を示している。
また符号１５は騒音検出手段、２５は超音波発生手段、３５は演算処理手段を示している。
空冷ダクト３は、流入口１と流出口２との間に空気を送風させるファン４を配置させた例を示しているが、コンピュータ装置等に装着されるファンの数、収納される筐体内の位置、装着されるファンの向き、などの要素には左右されず、様々な形態を含むものである。
【００３６】
本発明の超音波発生装置の第二の実施形態において、超音波発生装置は、電子機器の筐体内において騒音発生源７から発生する騒音について、消音箇所６における騒音レベルを検出する騒音検出手段１５を備えている。
騒音検出手段１５は、消音を行う消音箇所６に対して検知を行うように設けられ、消音箇所６における騒音レベルを感知するセンサである。騒音検出手段１５により検出される消音箇所５の騒音レベルは、騒音の発生する方向と、騒音の周波数や大きさとを含むものであることが好ましい。
消音箇所６の騒音レベルとして騒音の方向を検知するために、騒音検出手段１５を近接する複数箇所に設けることが好ましい。
図３および図４は、空冷ダクト３の断面図の一例を示しており、ダクト内部に送風検出手段１５と、後述する超音波発生手段２５とが設けられた例を示している。図４においては、送風検出手段１５が、近接する複数箇所に設けられている。
【００３７】
騒音検出手段１５は、小型のマイクであって、騒音の方向と周波数や大きさなどを感知し、ファンなどの送風機構４やＣＰＵ、モーターなどの作動などにより発生するとともに空冷ダクト３の構造や、共振、共鳴等により発生する、消音箇所６における騒音レベルなどのデータを収集し、演算処理手段３５にデータを伝送する。モーター、ファンなどが回転すると、これらは騒音源または振動源となり、空冷ダクト３内あるいは狂態内に騒音が発生する。この騒音を検出するために、振動ピックアップやマイクロホンで構成された騒音検出手段１５が設けられており、発生するノイズ信号を検出し、検出したノイズ信号を演算処理手段３５にデータを伝送する。騒音レベル等のデータは、各ファンユニットやＣＰＵ、モーターなどの作動状況などにより変動するため、常にセンサにより感知して、データを伝送することにより、随時、略リアルタイムでの感知と演算とが可能になる。
【００３８】
次に、本発明の超音波発生装置の第二の実施形態において、超音波発生装置は、前記騒音検出手段１５からの出力が所定の閾値を越えているか否かを判定し、閾値を超えている場合には、消音箇所における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させるための音信号を生成し、超音波発生手段２５に対し超音波照射の駆動指示を行う演算処理手段３５を備えている。所定の閾値は、「０」を含まず「０」よりも大きければよい。
演算処理手段３５は、消音用信号生成手段として、好ましくはＡ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換器、信号処理回路、Ｄ／Ａ（デジタル・アナログ）変換器を備えて構成されている。Ａ／Ｄ変換器は、騒音検出手段１５の検出によるアナログ量のノイズ信号をデジタル信号Ｓ１に変換し、デジタル信号を信号処理回路に出力する。信号処理回路は、デジタル信号を受けたときに、消音箇所６において、ノイズ信号と相殺関係を有する、ノイズ信号を打ち消すための消音用信号として、ノイズ信号と逆位相・同振幅の消音用信号を生成する。消音用信号はＤ／Ａ変換器においてアナログ信号に変換され、アナログ信号がアンプで増幅されて超音波発生手段２５により出力される。
【００３９】
次に、本発明の超音波発生装置の第二の実施形態において、超音波発生装置は、前記の騒音検出手段１５により検出された消音箇所６の騒音レベルに基づき、消音箇所６における騒音と同振幅かつ逆位相の超音波を発生させる超音波発生手段２５を備えている。
超音波発生手段２５は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクト３の表面に備えられるフィルムスピーカーであって、超音波を前記騒音と干渉させることにより該騒音のレベルを低減する。
騒音発生源７からノイズ信号が発生した場合に、消音箇所においてノイズ信号と相殺関係を有する消音用信号である、ノイズ信号と逆位相・同振幅の消音用信号が生成され、この消音用信号にしたがった音が消音箇所６に向けて照射されるため、音波の干渉効果によりノイズ信号が打ち消され、消音効果を高めることができる。ノイズ信号の振幅やレベルが変化しても、騒音レベル等のデータは、各ファンユニットやＣＰＵ、モーターなどの作動状況などにより変動するため、常にセンサにより感知して、データを伝送することにより、随時、略リアルタイムでの感知と演算とが可能になる。
【００４０】
第一の実施形態と同様に、超音波発生手段２５は、筐体または筐体に設けられた空冷ダクト３の表面に備えられる超音波振動子であって、検知されたフィルムスピーカーであることが望ましい。フィルムスピーカーは、フィルム形状の超薄型スピーカーであり、圧電性質をもつプラスチックフィルム（ＰＶＤＦ）の表面を、プラズマ応用加工技術を用いて表面改質を行うことにより、フィルム表面に電極を形成し、フィルム状のスピーカーとして利用することができる。厚さ０．５〜５０ｍｍ程度の超薄型スピーカーが実現でき、折り曲げも可能で、形態や角度により多様な構成を採用することができる。
【００４１】
超音波発生装置は、空気の流入口１および流出口２との間に空気を送風させる送風機構４を騒音源として、空冷ダクト３内部に設定された消音箇所６に設けるようにしてもよい。
また、超音波発生装置は、ＣＰＵソケット等の空冷対象を騒音源として、空冷ダクト３内部に設定された消音箇所６に設けるようにしてもよい。
さらに、筐体内であって、空冷ダクト３以外の場所に消音箇所６を設定し、設けるようにしてもよい。
これらの設置箇所を複数組み合わせて動作させるようにしてもよい。
【００４２】
（実施例）
次に、本発明の第一の実施形態、および第二の実施形態の様々な実施例について説明する。
本発明の超音波発生装置は、複数の送風整流箇所５または消音箇所６に対し超音波照射をするように、複数の超音波発生手段２０または２５が設けられるようにすることができる。
また別の一例としては、超音波発生手段が設けられた送風整流箇所５または消音箇所６において、超音波発生手段２０または２５は対向して２つ以上設けられ、２方向以上からの超音波照射をするようにされていてもよい。その一例は図８に示されている。
【００４３】
本発明においては、超音波発生手段２０又は２５として、フィルムスピーカーを利用することにより、ダクト３は、図９にその設置形態の一例を示すように、曲面を有する構成とした場合にも動作させることができ、コンピュータ装置等の筐体内には、ＣＰＵやファン、ハードディスクその他の駆動装置のモーター等などに代表される空気の整流対象や消音対象が、様々な位置の複数箇所に配置されることがあるために、これらに近接するように空冷ダクト３が配置されるようにすることができる。
また、空冷ダクト３を可撓性のあるチューブ、蛇腹、その他の部材として構成し、その表面にフィルムスピーカーからなる超音波発生手段２０または２５を設けることができる。
【００４４】
（第三の実施形態）
請求項１〜９のいずれかに記載の超音波発生装置が設けられた、コンピュータ装置またはコンピュータ機能が組み込まれた電子機器であることを特徴としている。
電子機器は、代表的なものとしては、入力手段、制御手段、表示手段、出力手段、記憶手段等を備えるコンピュータ装置や、サーバー装置などである。また外部記憶装置、その他の周辺機器や、複写機、通信機器、各種の電子制御機器、その他の電子機器を含む。本明細書においては、主として、パーソナルコンピュータやワークステーション、サーバー装置などのコンピュータ端末を想定して記載するが、これに限定されるものではなく、様々な装置等への利用が可能である。
【００４５】
コンピュータ装置は、制御手段、記憶手段、入力手段、出力手段、表示手段などを備え、タワー型の筐体を有するものや、デスクトップ型のもの、あるいはノート型コンピュータなどの様々なサイズ、形状の筐体を有するものがある。
コンピュータ装置には、ノートブック型、各種の携帯型、デスクトップ型、省スペースのデスクトップ型、タワー型などの様々な形態を含むことができ、またファンあるいはファン収納部を複数個設置することもできる。着脱自在のユニット式であってもよい。
さらにコンピュータ装置には、ワークステーション、サーバー装置、各種の大型コンピュータ、コンピュータ制御により動作する各種の電子機器、電子情報機器、通信機器、コンピュータ制御の工場機械、コンピュータ制御の医療機器、コンピュータ制御の移動・運搬機器、コンピュータ制御の家庭用機器、これらコンピュータ装置の周辺機器、複数のコンピュータ装置が接続された大規模システム、たとえばデータセンターや各種のシステム制御・管理センター、通信会社やインターネット・サービス・プロバイダー等の通信ネットワークの拠点システム、その他の様々なシステムを含む。
ファンまたはファン収納部の大きさなども、これら大規模システムに設けられれる場合には大型のものが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、風の流れの乱れを整流し、できるだけ効率よくスムーズに空気が流れるようにすることにより、空冷効率を上昇させるための超音波発生装置を提供することができる。コンピュータなどの電子機器内部において、超音波照射による乱流の整流を行うように構成したことにより、流入口から流入し空冷ダクトを流れる空気を整流し、送風効率を上昇させることにより空冷効率を高める。
また、本発明によれば、電子機器内部において発生する騒音を軽減することができ、特に騒音を打ち消すに際して、小型の構成を用いて、空気の流れを乱すこともなく消音装置を設置することができる。
空気の整流と、騒音の軽減のいずれの場合においても、箱状の整流ユニット、消音ユニット等を設けることなく、大きな場所をとらずに直接に整流箇所、消音箇所において効果をあげることができ、筐体内において設置する場所が限られることのない超音波発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示す平面断面図及び側面断面図である。
【図３】空冷ダクト３の断面図の一例を示しており、ダクト内部に送風検出手段と、後述する超音波発生手段とが設けられた例を示している。
【図４】空冷ダクト３の断面図の一例を示しており、ダクト内部に送風検出手段と、後述する超音波発生手段とが設けられた例を示している。
【図５】本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示す平面断面図及び側面断面図である。
【図７】本発明の電子機器用の超音波発生装置がコンピュータ等の電子機器の筐体に設けられた一例を示す平面断面図及び側面断面図である。
【図８】超音波発生手段が設けられた送風整流箇所５または消音箇所６において、超音波発生手段２０または２５は対向して２つ以上設けられた一例を示す断面図である。
【図９】超音波発生手段２０又は２５として、フィルムスピーカーを利用することにより、曲面を有する構成においても動作させることが可能にされたコンピュータ装置等の平面断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  空気の流入口
２  空気の流出口
３  空冷ダクト
４  ファン等の送風機構
５  送風整流箇所
６  騒音発生源
７  消音箇所
１０  送風検出手段
１５  騒音検出手段
２０，２５  超音波発生手段
３０，３５  演算処理手段
【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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