(57)【要約】【課題】気体の交換を確実に行うことができる気体交換装置等を提供する。【解決手段】管状部５０に収容された移動部６０が管状部５０の管路に沿って往復移動すると、管状部５０の一方の開口部５１から管状部５０の内部の空気が排出され、他方の開口部５１から外気が管状部５０の内部に導入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する管状部と、
前記管状部に収容され、前記管状部の内部を管路に沿って往復移動可能に設けられた移動部と、
前記移動部を駆動する駆動部とを備え、
前記駆動部が前記移動部を往復移動させることによって、前記管状部の内部、外部の気体が前記開口部を介して交換されること
を特徴とする気体交換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気体交換装置において、
前記管状部には、この管状部の内部と外部との熱を交換する熱交換部が備わっていること
を特徴とする気体交換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の気体交換装置において、
前記熱交換部が前記管状部の内壁面から突き出して形成された放熱フィンを含むこと
を特徴とする気体交換装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、
前記開口部が前記管状部の両端に設けられること
を特徴とする気体交換装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、
前記移動部が前記管路を略閉塞した状態で移動可能に設けられること
を特徴とする気体交換装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、
前記駆動部がリニアモータ又は超音波モータを含むこと
を特徴とする気体交換装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の気体交換装置と、
発熱体とを備え、
前記気体交換装置の熱交換部が前記発熱体の近傍に配置されること
を特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項７に記載の電子機器において、
前記気体交換装置及び前記発熱体を収容する筐体と、
前記筐体に形成された筐体側開口部とを備え、
前記管状部の内部が前記開口部及び前記筐体側開口部を介して前記筐体の外部と連通すること
を特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の気体交換装置と、
発熱体とを備え、
前記気体交換装置の熱交換部が前記発熱体の近傍に配置されること
を特徴とするカメラ。
【請求項１０】
請求項９に記載のカメラにおいて、
前記気体交換装置及び前記発熱体を収容する筐体と、
前記筐体に形成された筐体側開口部とを備え、
前記管状部の内部が前記開口部及び前記筐体側開口部を介して前記筐体の外部と連通すること
を特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体交換装置、電子機器及びカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ等の発熱体の熱を放熱する装置として、発熱体に装着されたフィルムを変形させて発熱体を扇ぐものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１７７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来の装置は、発熱体を扇ぐだけなので、発熱体の周辺の温度が全体的に上昇した場合、放熱が困難である。
本発明の課題は、気体の交換を確実に行うことができる気体交換装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下の解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、開口部（５１）を有する管状部（５０）と、前記管状部に収容され、前記管状部の内部を管路に沿って往復移動可能に設けられた移動部（６０）と、前記移動部を駆動する駆動部（７０）とを備え、前記駆動部が前記移動部を往復移動させることによって、前記管状部の内部、外部の気体が前記開口部を介して交換されることを特徴とする気体交換装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の気体交換装置において、前記管状部（５０）には、この管状部の内部と外部との熱を交換する熱交換部（８０）が備わっていることを特徴とする気体交換装置である。
【０００５】
請求項３の発明は、請求項２に記載の気体交換装置において、前記熱交換部（８０）が前記管状部の内壁面から突き出して形成された放熱フィンを含むことを特徴とする気体交換装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、前記開口部（５１）が前記管状部（５０）の両端に設けられることを特徴とする気体交換装置である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、前記移動部（６０）が前記管路を略閉塞した状態で移動可能に設けられることを特徴とする気体交換装置である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の気体交換装置において、前記駆動部（７０）がリニアモータ又は超音波モータを含むことを特徴とする気体交換装置である。
【０００６】
請求項７の発明は、請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の気体交換装置（４０）と、発熱体（３０）とを備え、前記気体交換装置の熱交換部（８０）が前記発熱体の近傍に配置されることを特徴とする電子機器である。
請求項８の発明は、請求項７に記載の電子機器において、前記気体交換装置（４０）及び前記発熱体（３０）を収容する筐体（１０）と、前記筐体に形成された筐体側開口部（１１）とを備え、前記管状部（５０）の内部が前記開口部（５１）及び前記筐体側開口部を介して前記筐体の外部と連通することを特徴とする電子機器である。
【０００７】
請求項９の発明は、請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の気体交換装置（４０）と、発熱体（３０）とを備え、前記気体交換装置の熱交換部（８０）が前記発熱体の近傍に配置されることを特徴とするカメラ（１）である。
請求項１０の発明は、請求項９に記載のカメラにおいて、前記気体交換装置（４０）及び前記発熱体（３０）を収容する筐体（１０）と、前記筐体に形成された筐体側開口部（１１）とを備え、前記管状部（５０）の内部が前記開口部（５１）及び前記筐体側開口部（１１）を介して前記筐体の外部と連通することを特徴とするカメラ（１）である。
なお、符号を付して説明した構成は適宜変更してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明の気体交換装置等は、移動部の往復移動によって管状部の内部の気体と外部の気体とを開口部を介して交換できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
［実施形態］
以下、図面を参照して、本発明を適用したカメラの実施形態について説明する。
図１は、カメラを被写体側から見た斜視図である。
図２は、図１のＩＩ―ＩＩ部矢視断面図であり、カメラに備えられた放熱ユニットを示す斜視図である。
【００１０】
実施形態のカメラ１は、レンズ非交換式のデジタルスチルカメラである。
カメラ１は、筐体１０、レンズ鏡筒２０、回路ユニット３０、放熱ユニット４０を備えている。
筐体１０は、例えば、合成樹脂材料やアルミニウム合金等の金属材料によって直方体状に形成され、内部に空間を備えた箱型の容器である。なお、図１において、筐体１０は、その内部構造を示すために一部が切り欠かれて示されている。
この筐体１０は、一対の筐体側開口部１１を備えている。筐体側開口部１１は、筐体１０の内部と外部とを連通させる矩形の孔である。これらの筐体側開口部１１は、通常撮影位置のカメラ１を被写体側から見た場合に、筐体１０の左右の側面にひとつずつ設けられている。
ここで、カメラ１の通常撮影位置とは、レンズ鏡筒２０に備えられたレンズ群の光軸を水平にして横長の画像を撮影する際のカメラ１の姿勢を指すものとする。また、図１における矢印Ｒ、Ｌは、筐体１０の右側、左側をそれぞれ示している。
【００１１】
レンズ鏡筒２０は、筐体１０に収容されたカメラ１の撮影光学系である。
レンズ鏡筒２０は、光軸方向の最も被写体側に配置された第１レンズ群を含む複数のレンズ群を備えている。なお、図１において第１レンズ群以外のレンズ群は、その図示を省略する。
また、レンズ鏡筒２０は、図示しない撮像素子を備えている。この撮像素子は、複数のレンズ群が結像する被写体像光を電気的な信号に変換する光−電気変換素子である。
回路ユニット３０は、ＩＣ等を含み、筐体１０に収容されている。この回路ユニット３０は、例えば、撮像素子の出力に基づいて画像データを生成する等の処理を行う部分であり、その際に発熱するものである。
この回路ユニット３０は、カメラ１を通常撮影位置にして被写体側から見た場合に、筐体１０の左右方向の中心よりも左側にオフセットした状態で配置されている。これによって、回路ユニット３０は、筐体側開口部１１の近傍に配置されている。
【００１２】
放熱ユニット４０は、筐体１０に収容されている。この放熱ユニット４０は、回路ユニット３０を冷却するものであり、管状部５０、移動部６０、駆動部７０、放熱フィン８０を備えている。
管状部５０は、その管路に直交する断面の形状が矩形とされた角筒状に形成されている。この管状部５０は、筐体１０における左右の側面にわたして配置され、その管路は、カメラ１を通常撮影位置とした状態において、筐体１０の左右方向と略平行に延在している。
【００１３】
管状部５０は、その両端部に管状部側開口部５１を備えている。
これらの管状部側開口部５１は、それぞれ筐体側開口部１１に重なる位置に配置されており、管状部５０の内部は、管状部側開口部５１及び筐体側開口部１１を介して筐体１０の外部に連通している。
以下、この管状部側開口部５１と筐体側開口部１１とを併せて、単に開口部９０と称して説明する。また、カメラ１を通常撮影位置とした場合に、筐体１０の左側の側面に形成された開口部を開口部９０Ｌ、筐体の右側の側面に形成された開口部を開口部９０Ｒと称して説明する。
管状部５０は、その外周面の一部が回路ユニット３０に接触している。
【００１４】
管状部５０は、本体部５２及びレール７１を備えている。
本体部５２は、平行な状態で対向して配置された一対の側面板、及び、これらの側面板に対し直交した状態でこれらの一方の端部同士を接続する底面板によって形成され、カメラ１を通常使用位置とした場合に上方に開口した開口部を備えている。
この本体部５２は、アルミニウム合金の角材を切削加工することによって上記側面板、底面板が一体に形成される。また、後述する放熱フィン８０も、この切削加工時に本体部５２と一体に形成される。
【００１５】
レール７１は、後述する駆動部７０に備えられているものである。レール７１は、本体部５２と同様にアルミニウム合金によって形成された帯状の板材である。このレール７１は、その長手方向が筐体１０の左右方向に延在して配置され、本体部５２における前述した上方に開口した開口部を閉塞している。
このレール７１のその他の構造については、後に説明する。
【００１６】
移動部６０は、移動フィン６１を備えている。
移動フィン６１は、矩形の板材であり、その厚さ方向が管状部５０の管路と平行な状態で管状部５０に収容されている。
この移動フィン６１の縁部と管状部５０の内面との間には、移動フィン６１の管状部５０に対する移動を可能するための微小な隙間が設けられている。この隙間は、気体の流れを殆んど無視することができる程度に狭く、移動フィン６１は、管状部５０の管路を略閉塞した状態となっている。
【００１７】
駆動部７０は、レール７１及びスライダ７２を含む公知のリニアモータである。
レール７１は、前述のように管状部５０の一部であり、管状部５０の内部を向いた面に図示しない溝を備えている。この溝は、管状部５０の管路と略平行に形成されている。
スライダ７２は、図示しない凸部を備え、この凸部がレールの溝に対して摺動可能に嵌合している。スライダ７２は、この凸部が溝に案内されることによって、レール７１に対し管路に沿って往復移動可能になっている。
このスライダ７２は、前述の移動フィン６１が接続されている。移動フィン６１は、スライダ７２が管状部５０の管路に沿って駆動されることによって管状部５０の内部を往復移動するようになっている。
【００１８】
レール７１は、図示しない複数のコイルを備えている。このコイルは、リニアモータの固定子であり、電気の供給を受けることによって管路に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列された電磁石となる。
スライダ７２は、図示しない複数の磁石を備えている。これらの磁石は、リニアモータの可動子であり、管路に沿ってＮ極とＳ極とが交互に配列されている。
この駆動部７０は、移動部６０の進行方向に向けてレール７１のコイル（電磁石）に順次磁界を発生させることによって、スライダ７２の磁石との間に引力と斥力とを発生させ、これによって、スライダ７２をレール７１に対し、管路に沿った方向に推進させるようになっている。
【００１９】
放熱フィン８０は、図２に示すように、管状部５０の本体部５２と一体に形成された２枚の板状の部分であり、その厚さ方向が管路に対し直交した状態で本体部５２の底面から管状部５０の管路に突き出して形成されている。
２枚の放熱フィン８０は、互いに対向する面が離間し、かつ、この面とは反対側の面が本体部５２の側面から離間した状態で配置されている。
放熱フィン８０は、管状部５０の内部において、管状部５０と回路ユニット３０との接続部分に重なる位置に設けられている。前述のように、回路ユニット３０は、カメラ１を通常撮影位置とした場合における左側の筐体側開口部１１の近傍に設けられているので、この放熱フィン８０は、開口部９０Ｌの近傍に設けられている。
したがって、移動部６０は、管状部５０のうち、開口部９０Ｒからこの放熱フィン８０の開口部９０Ｒ寄りの端部までの間が移動範囲となっている。
なお、この放熱フィン８０は、本実施形態では、２枚設けられているが、放熱フィンの枚数は、２枚に限られず、例えば、１枚でも３枚以上でもよい。
【００２０】
この放熱ユニット４０は、図示しない温度センサ及びコントローラを備えている。
温度センサは、回路ユニット３０の近傍の温度を測定するものである。コントローラは、温度センサの出力に応じて駆動部７０を制御するものである。具体的に説明すると、コントローラは、回路ユニット３０の近傍の温度が上昇して予め設定された温度となった場合に駆動部７０を駆動させて移動部６０を管路に沿って移動させるようになっている。
また、コントローラは、移動部６０が管状部５０の内部における移動範囲の端部に達すると、駆動部７０を数秒間停止させる制御を行った後、直前の移動方向とは反対の方向に移動部６０を移動させる制御を行うようになっている。
【００２１】
以上説明したカメラ１を用いて撮影等を行うと、回路ユニット３０は、発熱する。この回路ユニット３０の熱は、管状部５０の本体部５２、レール７１及び放熱フィン８０を伝わって管状部５０の内部の温度を上昇させる。
管状部５０の内部の温度が上昇すると、この熱は、自然対流によって管状部５０の表面から放熱される。
また、カメラ１は、この自然対流による放熱と併せて、放熱ユニット４０によって管状部５０の内部の空気と外気とを交換して管状部５０の冷却を行う。
以下、放熱ユニット４０の動作について説明する。
【００２２】
コントローラは、温度センサの出力に応じて駆動部７０のレール７１に設けられたコイルに供給される電気を制御し、移動部６０を管状部５０に対し管路に沿って移動させる。
移動部６０が管状部５０の一方の開口部９０側から他方の開口部９０側に移動する場合、移動部６０から他方の開口部９０までの空気は、移動部６０によって他方の開口部９０から押し出され、筐体１０の外部に排気される。
ここで、移動部６０は、管状部５０の管路を略閉塞しているので、移動部６０が一方の開口部９０側から他方の開口部９０側に移動すると、移動部６０よりも一方の開口部９０側の空間に負圧が発生する。管状部５０は、この負圧によってその内部に一方の開口部９０を介して外気が導入される。
移動部６０が開口部９０Ｌ側から開口部９０Ｒ側に向けて移動する場合、管状部５０は、開口部９０Ｒから管状部５０の内部の空気が排出されるとともに開口部９０Ｌから外気が導入される。開口部９０Ｌと移動部６０との間には、放熱フィン８０が配置されているので、この放熱フィン８０が外気によって冷却される。
【００２３】
以上、説明したように、実施形態のカメラ１によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）管状部５０の内部をその管路に沿って移動部６０が移動することによって、管路部５０の内部の空気を筐体１０の外部に排気するとともに、筐体１０の外気を管状部５０の内部に取り込むことができる。
このように、管状部５０の内部の空気と外部の空気とを効率よく交換することができるので、カメラ１は、筐体１０の内部の温度上昇を抑制できる。
（２）移動フィン６１を駆動する駆動部６０のレール７１を管状部５０の一部にしたので、放熱ユニット４０がコンパクトである。
（３）管状部５０を比較的熱伝導率が大きいアルミニウムによって形成したから、回路ユニット３０が発生する熱を管状部５０の内部に効率よく取り込むことができる。
（４）管状部５０に放熱フィン８０を設け、管状部５０の表面積を広くしたから、伝熱面積が増大し、回路ユニット３０を効率よく冷却することができる。
（５）管状部５０に放熱フィン８０を設け、管状部５０の管路の断面積を狭くしたから、この放熱フィン８０が設けられている部分は、管状部５０の他の部分に比べ、移動部６０に押し出される空気及び開口部９０から吸引する空気の流速が上昇する。その結果、熱伝導率が増大し、放熱フィン８０を効率よく冷却することができる。
（６）駆動部７０は、移動部６０の移動方向を直前の移動方向とは反対の方向とする際に数秒間停止するので、この間に筐体１０から排気された外気よりも温度の高い空気が外気に拡散する。これによって、排出した管状部５０の内部の空気をそのまま管状部５０の内部に吸引することを防止できる。また、駆動部７０の消費電力を低減することもできる。
（７）管状部５０は、開口部９０の近傍の方が管状部５０内のその他の部分に比べ、突入する空気の風圧が衰えていないため開口部９０から吸入した空気の流速が速い。実施形態のカメラ１は、放熱フィン８０を開口部９０Ｌの近傍の流速の大きい部分に配置したから、放熱フィン８０を効率よく冷却できる。
【００２４】
［変形形態］
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施形態において、本発明の気体交換装置は、カメラの筐体に収容されたが、気体交換装置の使用の態様は、これに限られず、携帯電話等の他の電子機器の筐体に収容されてもよい。
（２）本発明の気体交換装置は、実施形態において管状部の内部の空気を交換するものであったが、気体交換装置によって交換される気体は、これに限られず、例えば、水蒸気や可燃性ガス等であってもよい。
（３）実施形態の駆動部は、リニアモータを備えていたが、駆動部の構成は、これに限られない。
一例として、駆動部は、超音波モータによって移動部を駆動してもよい。この場合、超音波モータは、例えば、弾性体に対し縦振動モード、屈曲モードを発生させる一組の電気−機械変換素子を備え、これらの合成振動によって生ずる楕円運動によって弾性体を駆動するタイプのものを使用することができる。
このような自走式の超音波モータを用いる場合、実施形態のレール、スライダに相当するものが不要となるので、装置の構成が簡素化される。
また、駆動部は、リニアモータ、超音波モータ以外のモータを備えていてもよい。駆動部は、このモータがカメラの撮影に支障が生じる程度の振動や音を発生するものである場合、カメラの撮影時にモータの駆動を停止する制御をおこなうとよい。
（４）実施形態の管状部は、筐体の左右方向に延在して設けられていたが、管状部の形状、配置は、これに限られない。例えば、管状部の管路は、カーブしていてもよい。また、管状部における開口部が形成される位置は、管状部の両端部以外でもよい。
（５）実施形態は、移動部と管状部との間に微小な隙間が設けられていたが、例えば、移動部にパッキン等を設けて、この隙間を塞いでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態であるカメラを被写体側から見た斜視図である。
【図２】図１のカメラに備えられた放熱ユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  カメラ  ：  １０  筐体  ：  １１  筐体側開口部
３０  回路ユニット  ：  ４０  放熱ユニット
５０  管状部  ：  ５１  管状部側開口部  ：  ６０  移動フィン
７０  駆動部  ：  ８０  放熱フィン
【図１】
2007280980.tif 000003
【図２】
2007280980.tif 000004