(57)【要約】【課題】  デスクトップ型コンピュータ等の情報処理装置おいて複数のファンを用いてＣＰＵを冷却する際に好適な情報処理装置およびファン制御方法を提供する。【解決手段】  ＣＰＵを冷却するために設けられた複数のファンのうち、筐体に設けられた排気口から離れたファンの回転数を他のファンより相対的に高くするようにし、筐体内に気圧分布を発生するようにして排気効率を向上するようにした。さらに、複数のファンの回転数が異なるように制御して、ファンのうなり音を防止した。【選択図】図４
2007115070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部を冷却する放熱フィンと、
前記放熱フィンに平行に設置されて冷却風を送る複数の放熱ファンと、
前記発熱部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサにより検出した前記発熱部の温度に対応して前記放熱ファンのそれぞれの動作を制御するファン制御回路と、を備え、
前記ファン制御回路は、前記冷却ファンの回転数がそれぞれ異なるように制御することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報処理装置において、
前記複数の放熱ファンは該情報処理装置の冷却風の排気口からの距離がそれぞれ異なる位置に配設され、
前記ファン制御回路は前記排気口からの距離に応じて前記放熱ファンの吐出圧を高く制御することを特徴とする情報処理装置。
【請求項３】
発熱部を複数の放熱ファンにより冷却する情報処理装置のファン制御方法において、
予めそれぞれ放熱ファンの動作条件を該情報処理装置の排気口からの距離に応じて設定し、
該情報処理装置の発熱部の温度を検出し、
前記検出した温度に応じて冷却ファンの動作条件を求めて前記放熱ファンを駆動する
ことを特徴とする情報処理装置の冷却ファン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デスクトップ型パーソナルコンピュータ等の情報処理装置おいて複数のファンを用いてＣＰＵを冷却する際に好適なファン制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像情報のデジタル化の方法が標準化され、ＰＣにおいてもテレビ放送やＤＶＤメディアからの映像の視聴やその録画・再生機能が重要な機能として求められるようになってきている。
【０００３】
また、映像コンテンツの視聴を目的とした既存のＡＶ(ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ)機器と同じ環境で用いられるため、外観のデザインも既存のＡＶ機器との親和性が求められ、例えば、ＰＣの筐体の小型化、薄型化が要求されている。
【０００４】
一方で映像情報を扱うためにはＣＰＵに高い性能を要求されるためＣＰＵの発熱量は大きくなる傾向にあり、小型・薄型の筐体でのＣＰＵの発熱の問題およびこれを冷却するファンによる騒音の問題が特に映像コンテンツの視聴時に問題となる。
【０００５】
従来コンピュータ・システムの冷却方法として複数のファンを用いる方法は良く用いられている。また、ＣＰＵの温度を計測し、ＣＰＵ温度に応じてファンの回転数を制御する方法も良く知られている。
【０００６】
例えば特許文献１では、複数のファンを持つコンピュータ・システムにおいて、これら複数のファンの回転数を同期させるように制御する方法について述べられている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１５９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
薄型のデスクトップＰＣに上記従来技術を適用することは可能であるが、単に適用するだけでは、冷却ファンの制御回路が複雑になり、ＰＣのコストアップにつながる問題がある。
【０００９】
また、従来技術によれば、複数のファンの回転数が同期化されるが、僅かな回転数ずれが起きると、うなり音が発生する可能性がある。また、複数の冷却ファンが動作するため、冷却ファンの駆動音が大きくなる。このため、うなり音や冷却ファンの駆動音が、映像コンテンツの視聴時に妨げになる問題がある。
【００１０】
本発明は、薄型のデスクトップＰＣにおいて複数のファンを用いてＣＰＵを冷却する際に、上記課題を解決するために好適な情報処理装置やファンの制御方法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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の情報処理装置は、発熱部を冷却する放熱フィンと、  前記放熱フィンに平行に設置されて冷却風を送る複数の放熱ファンと、前記発熱部の温度を検出する温度センサと、前記温度センサにより検出した前記発熱部の温度に対応して前記放熱ファンのそれぞれの動作条件を制御するファン制御回路とを備える構成とし、ファン制御回路は、前記冷却ファンの回転数がそれぞれ異なるように制御するようにした。
【００１２】
さらに、前記複数の放熱ファンは該情報処理装置の冷却風の排気口からの距離がそれぞれ異なる位置に配設して、前記ファン制御回路は前記排気口からの距離に応じて前記放熱ファンの吐出圧を高く制御するようにした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、うなり音の発生を防止や排気効率の向上による冷却ファンの低駆動音化により、情報処理装置の静穏化が行えるので、ＰＣを映像コンテンツの視聴を目的とした既存のＡＶ機器と同様に扱うことができ、ＰＣの可用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明を適用したデスクトップ型パーソナルコンピュータ（以下ＰＣと記す）の一実施形態を説明する。
図１は、ＰＣのシステム構成を示す図である。本実施例のＰＣシステムは、ＣＰＵとメモリとＯＳ等のプログラムを記憶したドライブを内蔵するＰＣ１と、プログラムの処理内容を表示するモニタ２と、利用者の操作情報を入力するキーボード３・マウス４・リモコン５から構成される。
【００１５】
モニタ２は、ＰＣアナログ映像信号、ＤＶＩ（Digital Visual Interface）、ＨＤＶＩ（High-Definition Multimedia Interface）等のモニタ映像入力をもち、ＰＣ１の出力する映像信号をＬＣＤ等の表示部に表示するともに、ＣＤ−Ｒ等のオプティカルディスクや半導体メモリカードの読み書き用のドライブ（図示せず）やスピーカを内蔵している。これらのドライブは、ＰＣ１とケーブルにより接続され、ＰＣから読み書き可能な構成となっている。
【００１６】
キーボード３・マウス４・リモコン５は、モニタ２に内蔵する赤外線インターフェイスや無線インターフェイスにより、操作情報の通信をおこなう。これらの操作情報は、モニタ２とＰＣ１を接続するケーブルを介して、ＰＣ１に通知される。
【００１７】
図２は、本発明を適用したＰＣ１の装置内部構成を示す斜視図である。図２では、ＰＣ１を平たく据え置きしたときに、斜め上部から斜視した図となっている。ＰＣ１には、底面にＣＰＵやチップセットが搭載されたマザーボード６が設置されている。このマザーボード６には、モニタ２等の外部装置をケーブル接続するためのインターフェイスコネクタも搭載されている。コネクタは、ケーブルの接続性を考慮して、マザーボードの一端に集中して配置され、さらに、コネクタが配置されたマザーボード６の端部が装置の背面に位置するようにＰＣ１に格納されている。
【００１８】
マザーボード６にはＣＰＵ（図示せず）が実装され、このプロセッサを冷却する放熱フィン７がプロセッサ上に積層設置されている。
【００１９】
筐体の幅に合わせた大きさの複数の放熱ファン８１〜８３は、放熱フィン７の幅に合せて設置されている。
【００２０】
放熱フィン７の大きさと放熱ファン８１〜８３の個数は、通常動作状態特に静音化が期待されるＴＶ視聴やＤＶＤ再生などの映像コンテンツの再生時には放熱ファン８１〜８３の最大能力用いることなくＣＰＵを十分に冷却できるように決めることが好ましい。
【００２１】
放熱ファン８１〜８３の前面（吸気側）には、吸気ポートを設ける。この吸気ポートにより、装置側面に設けられた吸気穴９から吸気した外気を流れの方向を装置の前面から背面の方向に変える。
【００２２】
拡張ボード１０は、放熱フィン７を通流した冷却風が装置背面に通流するのを妨げないように、マザーボード６と並行に設置されている。また、メモリ１１も同様に、冷却風の通流方向に合わせて、装置の前面から背面に向かって配置している。
【００２３】
プログラムやデータを記憶するＨＤＤ等のドライブ１２は、ＰＣ１の前面側に設置し、ドライブ１２の後部にＰＣ１の電源ユニット１３を配置する。
【００２４】
図３により、本実施例の冷却風の吸入口と排気口の配置を説明する。図３はＰＣ１を縦置き設置したときの概観斜視図である。
【００２５】
本実施例の冷却風の吸入口９は、ＰＣ１の前面側の両側面（据え置き時には、底面部と天面部に相当）に、装置の上部から下部に所定の幅で設けられている。ＰＣ１を据え置きする時やＰＣ１を他の装置に並べて縦置き設置する場合には、一方の側面に設けられた吸入口からの外気の流入量が低下するため、それを考慮して吸入口の面積を決定するとよい。
【００２６】
ＰＣ１の背面側には、つぎの排気口を設ける。第一にＰＣ１のマザーボード６と反対側の側面（据え置き時には、天面部に相当）に排気口１６を設ける。第二にＰＣ１の上部に排気口１７を設ける。
【００２７】
つぎに図４により、ＰＣ１内部の冷却風の流れを詳細に説明する。
図４は、縦置きされたＰＣ１を側面から見た（据え置きされたＰＣ１を上部から見た）ときの冷却風の流れを説明する図である。冷却フィン７の下には冷却フィン７に接するようにＣＰＵ８が設置されている。また、通常動作状態でのＣＰＵ８を冷却するための冷却風の流れを斜線でハッチングした矢印の向きで示し、冷却風の強さを矢印の大きさで示している。
【００２８】
まず、マザーボード６側の冷却風の流れを説明する。外気は、冷却ファン８１〜８３により装置側面に設けられた吸気口９から内部に吸気され、冷却ファン８１〜８３と筺体により形成される吸気ポートで、流れの向きが変わる。冷却ファン８１〜８３により吐出された冷却風は、マザーボード６のＣＰＵ８に設けられた冷却フィン７を通流する。冷却フィン７は、そのフィンが冷却風の流れの方向に設けられているので、冷却風の通流は円滑に行われ、冷却フィンからＣＰＵ８の発生熱を受熱してＣＰＵ８を冷却する。冷却フィン８１〜８３を通流した冷却風は、マザーボード６の他のデバイス（たとえば、チップセット）と、マザーボード６に平行に設置された表示ボード等の拡張ボード１０を冷却しながら通流する。そして、ＰＣ１の側面に設けられた排気口１６とＰＣ１の上部に設けられた排気口１７から装置外部に流れの方向を変えて排気される。
【００２９】
次に本発明の冷却ファン８１〜８３の回転数を調整することによる冷却風の流れに対する効果を、図４を用いて説明する。本発明では、筐体の内部に近い冷却ファン８１の回転数を外部に近い冷却ファン８３の回転数に対し相対的に高くするようにしている。こうすることによって筐体の内部から外部に向かって気圧に勾配を設けることができ、ＣＰＵ８の発生熱を、冷却フィン７を介して受熱した冷却風を効率的に排気することができる。排気口１６、１７から筐体外に排気された冷却風は外気温に対して相対的に温度が高く、自然な対流によって上昇するため、筐体内ばかりでなく筐体周辺を含めて気圧に勾配を設けることができ、冷却風の滑らかな流れを得ることができる。
【００３０】
本発明のもう一つの効果は、通常動作状態特に静音化が期待されるＴＶ視聴やＤＶＤ再生などの映像コンテンツの再生時には放熱ファン８１〜８３の最大能力用いることなくＣＰＵを十分に冷却できるように放熱フィン７の大きさと放熱ファン８１〜８３の個数を決めることにより、それぞれの放熱ファン８１〜８３が発生する雑音を低減することができるということである。また、そればかりでなく、ファンが発生する雑音の周波数がファンの羽の数と回転数によって決まるため、同一のファンを異なる回転数で回転させることにより、うなりを発生しないことである。同一のファンを同じ回転数で回転させる場合、特許文献１にあるような同期化の機構を設けないと、耳障りなうなりを発生させてしまう。
【００３１】
次に図５および図６を用いて本発明のファン制御方法について説明する。図５はファン制御の回路のブロック図である。制御ＬＳＩ３０は冷却ファン８１〜８３に対応し、これを制御するファン制御部３１〜３３を持っている。ファン制御部３１〜３３は信号線３９を介してＣＰＵ８の温度を測る温度センサ（図示せず）からの温度情報を受け、あらかじめ設定されたファン制御情報に基づきファン制御信号３４〜３６を生成する。ファン制御情報はＢＩＯＳなどのプログラムによってシステムの初期化時などにデータバス４０を介して設定されるが、設定方法については初期化時に設定される種々のレジスタと同様に行えばよく、詳細な説明は省略する。
【００３２】
次に図６を用いて初期化時に設定されるファン制御情報について説明する。図６はファン制御部３１〜３３内のファン制御情報レジスタ（図示せず）に設定されるファン制御情報を説明するグラフである。横軸は測定されたＣＰＵ８の温度（℃）、縦軸はファン制御部３１〜３３が出力するファン制御信号３４〜３６によって制御する冷却ファン８１〜８３の回転数（ｒｐｍ）を表している。ファン制御情報レジスタには回転を開始する温度ｔｍｉｍ（回転数はＲｍｉｎ）および最大回転数（Ｒｍａｘ）で回転させる温度ｔｍａｘ（ｔｍｉｎ＜ｔｍａｘ）の２つの温度を設定する。ｔｍｉｎとｔｍａｘの間の温度では冷却ファンの回転数はリニアに増加するよう制御される。
【００３３】
ファン制御部３１のファン制御情報レジスタにはｔ１およびｔ４を設定する。同様に制御部３２のファン制御情報レジスタにはｔ２、ｔ５、制御部３３のファン制御情報レジスタにはｔ３、ｔ６を設定する。本実施例ではｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４＜ｔ５＜ｔ６となるように設定している。
【００３４】
ＣＰＵ８の温度がｔｎ（ｔ３＜ｔｎ＜ｔ４）のときにはファン制御部３１〜３３が出力する冷却ファン８１〜８３の回転数は、それぞれＲ１ｔｎ、Ｒ２ｔｎ、Ｒ３ｔｎであり、筐体の内部に近い冷却ファン８１が最大の回転数で、筐体の外部に向かって徐々に回転数が小さくなるように設定されている。
【００３５】
次に、通常動作状態のＣＰＵ８の温度をｔ３とｔ４の間に保つことが比較的容易であることを説明する。ＣＰＵ８の発熱量は、ＣＰＵ８が実行している処理に応じて変動する。メインメモリへのアクセスが比較的少なく、算術論理演算部や浮動小数点処理演算部などＣＰＵ８内の計算資源が多用される科学技術計算では発熱量が高くなる。一方静音化が要求される映像コンテンツの再生の処理などでは、メインメモリへのアクセスが多く、算術論理演算量は比較的多いが浮動小数点演算部はほとんど使われないため、発熱量は少なくはないが最大に近いという程には至らない。また、文章編集や表計算などの通常の事務処理を行う場合は、ＣＰＵ８は入力待ちの状態がほとんどで発熱量は小さい。
【００３６】
このため、ＣＰＵ８の最大の発熱量を冷却ファン８１〜８３の最大能力を用いて冷却できるようにすれば、静音化が要求される映像コンテンツの再生や事務処理などの通常動作状態でＣＰＵ８の温度をｔ３とｔ４の間に保つことは容易である。
【００３７】
本実施例によれば、騒音を抑えながら、複数のファンを持つことで小型・薄型の筐体でもＣＰＵを冷却する十分な性能を達成することができる。
【００３８】
また、本発明によれば、筐体内の内側から外側に向かって気圧の勾配を作ることができるため、効率よく暖気を排気することができ、その分ファンの回転数の減少、騒音の低減に貢献することができる。
【００３９】
また、最も回転数の高くその結果騒音が大きいファンが内側にあるため、筐体外に漏れる騒音をより小さくするという効果もある。
【００４０】
さらに、ファンの回転数を同期させる機構を設けずに同一の回転数になるように設定した場合、僅かな回転数の違いが低周波数の耳障りなうなりを発生させる原因となるが、本発明では複数のファンの回転数を異なるようにするため、うなりを抑える効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】システム構成図
【図２】装置構成斜視図
【図３】装置概観斜視図
【図４】装置内部の冷却風の通風路を示す図
【図５】ファン制御の回路のブロック図
【図６】ファン制御部に設定する情報を説明するグラフ
【符号の説明】
【００４２】
１…ＰＣ、２…モニタ、３…キーボード、４…マウス、５…リモコン、
６…マザーボード、７…放熱フィン、８…ＣＰＵ、８１〜８３…放熱ファン、
９…吸気口、１０…拡張ボード、１１…メモリ、１２…ドライブ、
１６、１７…排気口、３０…制御ＬＳＩ、３１〜３３…ファン制御部、
３４〜３６…ファン制御信号、３９…信号線、４０…データバス
【図１】
2007115070.tif 000003
【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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