(57)【要約】【課題】簡単な機構で構成されることで、取り付け場所が限定されず、送風方向を可変制御できる冷却装置を提供する。【解決手段】冷却装置は、送風する送風ファン９と、複数の発熱部の各々の温度を測定する温度センサ３ａ，３ｂと、第１の渦巻状バイメタルにより構成され、送風する方向を変更する方向変更部１０と、第１の渦巻状バイメタルを加熱する電力供給部１１ａと、各々の温度に基づき、電力供給部１１ａを制御する制御部６ａとを備える。【選択図】      図２
2017022252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風する送風部と、
複数の発熱部の各々の温度を測定する温度測定部と、
第１の渦巻状バイメタルにより構成され、前記送風する方向を変更する方向変更部と、
前記第１の渦巻状バイメタルを加熱する加熱部と、
前記各々の温度に基づき、前記加熱部を制御する制御部と
を備える冷却装置。
【請求項２】
前記制御部は、
測定された前記各々の温度を取得する温度取得部と、
各々の前記発熱部の動作補償温度である各々の使用温度及び前記発熱部の位置情報を記憶するメモリ部と、
前記各々の温度と前記各々の使用温度とを比較し、複数の前記発熱部のうち、前記各々の使用温度を超過した前記発熱部が存在すれば、前記超過した前記発熱部が記載された比較結果を出力する比較部と、
前記比較結果及び前記位置情報に基づき、前記方向変更部に前記送風部の送風角度を変更させるファン方向制御部と
を備える請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記ファン方向制御部は、
前記比較結果及び前記位置情報を用いて、前記超過した前記発熱部の位置する方向に前記送風部の送風方向が変更された場合における前記送風部の回転角である偏角度を計算し、計算された前記偏角度に対応する電力量を求め、前記加熱部により前記第１の渦巻状バイメタルに前記電力量が供給されるように前記加熱部を制御すること
を特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記送風部は、
ファンと、
前記ファンを駆動するためのファンモータと
を備え、
前記制御部は、モータ制御部をさらに備え、
モータ制御部は、
前記比較結果に基づき、前記ファンモータを起動及び停止すること
を特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記方向変更部は、
一端が前記送風部に固定され、軸方向が前記送風する方向に対して垂直に設けられた第１の回転軸と、
前記送風する方向及び前記第１の回転軸の軸方向に対して直交する方向に長手方向が向くように設けられ、前記第１の回転軸が回転するための第１の軸受を有し、前記第１の軸受を介して前記第１の回転軸を回転可能に支持する第１の支持部と
を備え、
前記第１の渦巻状バイメタルの外周端は、前記第１の支持部に固定されると共に、前記第１の渦巻状バイメタルの中心部は、前記第１の回転軸に固定されること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記方向変更部は、
前記第１の渦巻状バイメタルに対して平行して設けられ、前記第１の渦巻状バイメタルの渦巻きが巻回された方向と反対方向に巻回された第２の渦巻状バイメタルをさらに備え、
前記第２の渦巻状バイメタルの外周端は、前記第１の支持部に固定されると共に、前記第２の渦巻状バイメタルの中心部は、前記第１の回転軸に固定され、
前記加熱部は、前記第１の渦巻状のバイメタルと前記第２の渦巻状バイメタルとを選択的に加熱すること
を特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記方向変更部は、
前記送風部を挟んで前記第１の渦巻状バイメタルに対向して設けられ、前記第１の渦巻状バイメタルの渦巻きが巻回された方向と反対方向に巻回された第３の渦巻状バイメタルと、
一端が前記送風部に固定され、前記第１の回転軸と同一の軸方向を有する第２の回転軸と、
前記第２の回転軸の軸方向に対して直交する方向に長手方向が向くように設けられ、前記第２の回転軸が回転するための前記第２の軸受を有し、前記第２の軸受を介して前記第２の回転軸を回転可能に支持する第２の支持部と
をさらに備え、
前記第３の渦巻状バイメタルの外周端は、第２の支持部に固定されると共に、前記第３の渦巻状バイメタルの中心部は、前記第２の回転軸に固定され、
前記加熱部は、前記第１の渦巻状バイメタルと前記第３の渦巻状バイメタルとを選択的に加熱すること
を特徴とする請求項５に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記方向変更部は、
一端が前記送風部に固定され、軸方向が前記送風する方向に対して垂直に設けられた第３の回転軸と、
前記第３の回転軸の軸方向及び前記送風する方向に対して直交する軸方向を有する第４の回転軸と、
前記第３の回転軸が回転するための第３の軸受を有し、前記送風する方向及び前記第３の回転軸の軸方向に対して直交する方向が長手方向を向くように設けられ、前記第３の軸受を介して前記第３の回転軸を回転可能に支持する第１の部分と、一端が前記第４の回転軸に固定され、前記送風する方向及び前記第４の回転軸の軸方向に対して直交する方向が長手方向を向くように設けられた第２の部分と、を有する第３の支持部と、
第４の軸受を有し、前記第２の部分が固定された前記第４の回転軸の他端に設けられ、前記第４の軸受を介して前記第４の回転軸を回転可能に支持する固定体と、
前記第１の渦巻状バイメタルと直交する方向に設けられた第４の渦巻状バイメタルと
をさらに備え、
前記第１の部分の長手方向と前記第２の部分の長手方向とが直交しており、
前記第１の渦巻状バイメタルの外周端は、前記第１の部分に固定されると共に、前記第１の渦巻状バイメタルの中心部は、前記第３の回転軸に固定され、
前記第４の渦巻状バイメタルの外周端は、前記固定体に固定されると共に、前記第４の渦巻状バイメタルの中心部は、前記第４の回転軸に固定され、
前記加熱部は、前記第４の渦巻状バイメタルを加熱すること
を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記方向変更部は、前記送風部の送風角度を検知する角度センサを備えること
を特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の冷却装置。
【請求項１０】
筐体と、
前記筐体内に設けられた複数の発熱部と、
前記筐体内に設けられ、前記複数の発熱部を冷却する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の冷却装置と
を備える計装盤。
【請求項１１】
筐体と、
前記筐体内に設けられた複数の発熱部と、
前記筐体内に設けられ、前記複数の発熱部を冷却する請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の冷却装置と
を備えた計装盤であって、
前記第１の支持部が前記筐体に固定されること
を特徴とする計装盤。
【請求項１２】
筐体と、
前記筐体内に設けられた複数の発熱部と、
前記筐体内に設けられ、前記複数の発熱部を冷却する請求項８に記載の冷却装置と
を備えた計装盤であって、
前記固定体は前記筐体に固定されること
を特徴とする計装盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却ファンの送風方向を可変制御することで送風方向を調整する冷却装置及びこの冷却装置を用いた計装盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の冷却装置では、冷却ファンの方向を可変制御して送風方向を調整することで、発熱部を効率良く冷却していた（例えば、特許文献１）。また、ファンの方向の制御方法として、モータ及び光エンコーダを用いて冷却ファンの方向を正確に把握することにより冷却ファンの向きを制御するものがあった（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９３２７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような冷却装置にあっては、モータ及び光エンコーダ（フォトインタラプタ、インタラプタスリット及びカウンタ）を用いた複雑な機構を採用することにより冷却ファンの送風方向を可変制御している。しかしながら、そのような冷却装置では、送風方向を可変制御するために複雑な機構を備えることにより冷却装置自体が大型化し、冷却装置の取り付け場所が限定されるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、簡単な機構で構成されることで取り付け場所が限定されず、送風方向を可変制御できる冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る冷却装置は、送風する送風部と、複数の発熱部の各々の温度を測定する温度測定部と、第１の渦巻状バイメタルにより構成され、送風する方向を変更する方向変更部と、第１の渦巻状バイメタルを加熱する加熱部と、各々の温度に基づき、加熱部を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る冷却装置及びこの冷却装置を用いた計装盤によれば、簡単な機構で構成されることで、取り付け場所が限定されず、送風方向を可変制御できる冷却装置を得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１の冷却装置及びこの冷却装置を用いた計装盤を説明する概略図である。
【図２】ファンユニットの構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の冷却装置におけるファンユニットの正面図及び側面図である。
【図４】バイメタルの温度と湾曲量との関係を示した説明図である。
【図５】温度変化に対する渦巻状バイメタルの形状の変化の説明図である。
【図６】制御部の構成及び動作を説明するためのブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態１の冷却装置における加熱部が渦巻状バイメタルと独立して設けられているファンユニットの変形例の正面図及び上面図である。
【図８】計装盤の正面図である。
【図９】本発明の実施の形態１の冷却装置におけるメモリ部に保存されている位置情報及び使用温度の１例である。
【図１０】本発明の実施の形態１の冷却装置における全体の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態１の冷却装置におけるファンユニットの送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例及びこの冷却装置の変形例を用いた計装盤の概略図である。
【図１３】本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例における全体の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例におけるファンユニットの割り当て決定処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態１の冷却装置におけるファンユニットの別の変形例の正面図及び側面図である。
【図１６】本発明の実施の形態１の冷却装置におけるファンユニットの別の変形例の送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニットの正面図及び断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニットの送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【図１９】本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニットの変形例の正面図及び側面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニットの変形例の送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態３の冷却装置におけるファンユニットの正面図及び側面図である。
【図２２】本発明の実施の形態３の冷却装置におけるメモリ部に保存されている位置情報及び使用温度の１例である。
【図２３】本発明の実施の形態３の冷却装置における送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
まず、本発明の実施の形態１の冷却装置の構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１の冷却装置４ａ及びこの冷却装置４ａを用いた計装盤１００ａを説明する概略図である。計装盤１００ａ及び筐体１を図１において左から見た面が計装盤１００ａ及び筐体１の正面であり、計装盤１００ａ及び筐体１を図１において右から見た面が計装盤１００ａ及び筐体１の背面である。以降の説明では、計装盤１００ａ及び筐体１の正面側から見た図を正面図と呼ぶ。計装盤１００ａは、例えば、電源ユニット２ａ及びＣＰＵユニット２ｂを備える。図１において、電源ユニット２ａは、ＣＰＵユニット２ｂの上側に設けられている。計装盤１００ａは、さらに発熱部となる電源ユニット２ａ及びＣＰＵユニット２ｂを冷却するための冷却装置４ａを備えている。また、冷却装置４ａは、温度測定部としての温度センサ３ａ，３ｂを備えている。温度センサ３ａは、電源ユニット２ａに取り付けられ、電源ユニット２ａの温度を測定する。また、温度センサ３ｂは、ＣＰＵユニット２ｂに取り付けられ、ＣＰＵユニット２ｂの温度を測定する。そして、冷却装置４ａは、背面上部に電源ユニット２ａまたはＣＰＵユニット２ｂなどの発熱部に向けて送風するファンユニット５ａを備える。さらに、筐体１内の下部には、ファンユニット５ａを制御する制御部６ａを備える。なお、本発明の実施の形態１においては、発電プラントの計装盤の１例を挙げて説明しているが、計装盤１００ａの用途は発電プラントに限定されず、計装盤に組み込まれる発熱部となるユニット及び冷却装置の構成も図１に示した構成に限定されないのは言うまでもない。
【００１０】
筐体１内の空気の流れの１例について説明する。図１において破線矢印は空気の流れを示している。図１にて、筐体１の外の空気が吸い込まれるための吸気口７が、筐体１の正面下部に設けられている。さらに、筐体１の上面の正面側に筐体１内の空気を排気するための排気口８が設けられている。ファンユニット５ａは、電源ユニット２ａまたはＣＰＵユニット２ｂに向かって送風することにより、吸気口７から外の空気が吸い込まれる。破線矢印が示すように、吸い込まれた空気は正面下部から背面下部に移動し、上方に向きを変えてファンユニット５ａに達する。電源ユニット２ａまたはＣＰＵユニット２ｂに送風された空気の一部は、電源ユニット２ａまたはＣＰＵユニット２ｂを冷却することにより温められ、筐体１の正面上部に設けられた排気口８を介して排気される。排気されなかった残りの空気は、筐体１内を破線矢印に沿って筐体１内を循環する。
【００１１】
計装盤が設置されている環境温度（例えば２５℃）では、ファンユニット５ａの送風方向は、正面から見て、ファンユニット５ａのほぼ正面を向くように設定されている。この方向を上下方向の基準角度とする。図１に示す上下方向の偏角度θｚｘは、ファンユニット５ａの送風方向が発熱部の位置する場所を向いた場合におけるファンユニット５ａの送風方向と上下方向の基準角度が示す方向とのなす角であると定義して説明する。つまり、筐体１の正面から見た上下方向のファンユニット５ａの回転角が上下方向の偏角度θｚｘということになる。
【００１２】
図１に記載されたＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向について説明する。以下の説明ではファンユニット５ａの位置を座標系の原点とするものとする。計装盤１００ａの背面側に設けられたファンユニット５ａの位置から筐体１の正面に向かう方向がＸ方向であり、図面の表から裏に向かう向きがＹ方向であり、図面の上下方向でありファンユニット５ａの位置を原点として下向きがＺ方向である。このファンユニット５ａの位置を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標系については、後の冷却装置４ａの動作を説明する際に用いる。
【００１３】
図２はファンユニット５ａの構成及び動作を説明するためのブロック図である。ファンユニット５ａは、送風ファン９、方向変更部１０、及び電力供給部１１ａから構成されている。送風部としての送風ファン９は筐体１内で送風を行う。また、送風ファン９は、温度センサ３ａ，３ｂの測定温度に応じて制御部６ａにより制御され、起動及び停止する。また、方向変更部１０は、送風ファン９に取り付けられており、送風ファン９の送風方向を変更する。加熱部としての電力供給部１１ａは、方向変更部１０と電気的に接続されている。電力供給部１１ａは、温度センサ３ａ，３ｂの測定温度に応じて、制御部６ａにより制御される。そして、電力供給部１１ａは、方向変更部１０により送風ファン９の送風方向が変わるように方向変更部１０に電力を供給する。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１４】
図３は本発明の実施の形態１の冷却装置４ａにおけるファンユニット５ａの正面図及び側面図である。図３（ａ）は、計装盤１００ａの正面から見たファンユニット５ａの正面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）にて破線矢印で示したＡ方向から見たファンユニット５ａの側面図である。送風ファン９は、ファン１２とファン１２を回転させるためのファンモータ（図示せず）とから構成されている。また、図３において配線１３ａは、渦巻状バイメタル１７ａと接続しており、配線１３ａに実線矢印の方向の電流が流れている。図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１５】
次に、方向変更部１０について図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ），（ｂ）において、送風ファン９、電力供給部１１ａ、及び配線１３ａ以外の部分が方向変更部１０である。方向変更部１０は、回転軸１４ａ、支持部１５ａ、軸受１６ａ、及び渦巻状バイメタル１７ａから構成されており、送風ファン９の送風方向を変更する。回転軸１４ａの一端には、送風ファン９が固定されている。軸受１６ａには、回転軸１４ａが嵌挿されている。支持部１５ａは、回転軸１４ａの軸方向と送風ファン９の送風方向とに直交する方向が支持部１５ａの長手方向となるように設けられている。支持部１５ａは、軸受１６ａを介して回転軸１４ａを回転可能に支持する。また、支持部１５ａは筐体１に固定されている。
【００１６】
渦巻状バイメタル１７ａの中心部は、回転軸１４ａに固定されると共に、渦巻状バイメタル１７ａの外周端は、支持部１５ａに固定されている。回転軸１４ａは軸受１６ａにより回転可能となっている。渦巻状バイメタル１７ａの形状の変化により回転軸１４ａが回転する。そして、回転軸１４ａが回転することで送風ファン９の送風方向が変更される。
【００１７】
図３（ａ），（ｂ）において、加熱部としての電力供給部１１ａは、配線１３ａを通じて電力を渦巻状バイメタル１７ａに供給する。まず、電流は、電力供給部１１ａに接続された配線１３ａを通って、実線矢印のように渦巻状バイメタル１７ａの外周端に向かって流れる。次に、渦巻状バイメタル１７ａの外周端から中心部に向かい、さらに、中心部に接続された配線１３ａを通って、実線矢印のように電力供給部１１ａに戻る。この際、供給された電力により渦巻状バイメタル１７ａの温度が上昇する。温度の上昇により渦巻状バイメタル１７ａは、その形状を変化させる。図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００１８】
ここで、渦巻状バイメタル１７ａについて詳細に説明する。バイメタルとは、熱膨張係数の異なる複数枚の金属板を積層して作製されたものであり、温度変化に応じて湾曲する性質を有する。バイメタルの構成材料の１例としては、熱膨張係数の高い高膨張側に銅、ニッケル及びマンガンからなる合金板を、熱膨張係数の低い低膨張側にニッケル及び鉄からなる合金板を配するものがある。図４は、バイメタルの温度と湾曲量との関係を示した説明図である。図４に示すように、バイメタルを加熱することにより湾曲量が変化する。
【００１９】
次に、渦巻状バイメタル１７ａの温度変化に伴う形状の変化について説明する。図５は、温度変化に対する渦巻状バイメタル１７ａの形状の変化の説明図である。渦巻状バイメタル１７ａは、高膨張側が外側に、低膨張側が内側となるように渦巻状にバイメタルを形成して作製されたものである。
【００２０】
図５では、渦巻状バイメタル１７ａの中心部１８ａ及び渦巻状バイメタルの外周端１８ｂを示している。また、加熱前の渦巻状バイメタルの外周端１８ｂを破線にて示し、加熱後の渦巻状バイメタル１７ａの外周端１８ｂを実線にて示している。式（１）は、外周端１８ｂの角度の変化と温度変化との関係を示す式である。式（１）に示す通り、渦巻状バイメタル１７ａの温度がＴ１（K）からＴ２（K）まで上昇すると、外周端１８ｂの角度が加熱前に比べて変化することになる。
【００２１】
【数１】
2017022252.tif 000003
式（１）において、はバイメタルの湾曲係数（１/K）であり、は回転角度（度）であり、はバイメタルの厚さ（ｍｍ）であり、は渦巻状バイメタル１７ａを展開した場合における中心部１８ａから外周端１８ｂまでの長さ（ｍｍ）である。
【００２２】
渦巻状バイメタル１７ａは、中心部１８ａから外周端１８ｂに向かい、図３（ａ）に示すＡ側から見て反時計回りの方向に巻回されている。渦巻状バイメタル１７ａの温度変化が生じると、外周端１８ｂは温度変化に対応して角度変化し、渦巻状バイメタル１７ａの角度変化に対応する角度だけ回転軸１４ａを回転させる。図３（ｂ）を例に挙げて説明すると、渦巻状バイメタル１７ａが加熱されると、送風ファン９は、図３（ａ）に示すＡ側から見て反時計回りの方向に、回転軸１４ａを軸として回転する。このように、渦巻状バイメタル１７ａの温度を制御することで送風ファン９の送風方向を制御することができる。なお、渦巻状バイメタル１７ａの巻き方向は、反時計回りに限らず、図３（ａ）に示すＡ側から見て時計回りの方向に巻回されていてもよい。
【００２３】
図６は制御部６ａの構成及び動作を説明するためのブロック図である。制御部６ａは、温度取得部２０、比較部２１、メモリ部２２、モータ制御部２３、及びファン方向制御部２４から構成されている。図６において、温度取得部２０は、温度センサ３ａ，３ｂが測定した測定温度を取得し比較部２１に出力する。メモリ部２２には、電源ユニット２ａとＣＰＵユニット２ｂの使用温度が記録されている。使用温度の定義については後述する。
【００２４】
メモリ部２２には、使用温度に加えて、電源ユニット２ａとＣＰＵユニット２ｂが設けられている位置を示す位置情報が記録されている。位置情報は、上述したファンユニット５ａの位置を原点とするＸ，Ｙ，Ｚ座標系を用いて表記されている。なお、電源ユニット２ａとＣＰＵユニット２ｂの位置情報の代わりに、温度センサ３ａ，３ｂの位置情報が記録されていてもよい。また、メモリ部２２には、各送風ファンユニットの割り当てを決める際に用いる設定情報が記録されている。ファンユニットの個数、ファンユニットの送風時間の割り当て方、高温箇所一箇所に対して複数ファンユニットで送風することを許容するか等の項目が設定情報として記録されている。ここで使用温度とは、電源ユニット２ａとＣＰＵユニット２ｂの使用温度範囲の上限温度でも下限温度でもよく、設計マージン等を加味してユーザが決めた温度でもよい。例えば、ＣＰＵユニットのカードにおける使用温度は、１００℃であり、デジタル入力モジュールの使用温度は、１１０℃である。また、ＣＰＵユニットのカードの周囲温度の上限は６０℃である。
【００２５】
比較部２１の比較結果によりモータ制御部２３は、送風ファン９に設けられているファンモータを起動及び停止する。ファン方向制御部２４は、メモリ部２２から使用温度を超過した高温箇所の位置情報読み出し、位置情報から高温箇所に対する送風ファン９の偏角度を計算する。
【００２６】
図７は、本発明の実施の形態１の冷却装置における加熱部が渦巻状バイメタルと独立して設けられているファンユニットの変形例の正面図及び側面図である。図７（ａ）はファンユニット５ｂの正面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）にて破線矢印で示したＡ方向から見たファンユニット５ｂの側面図である。図３では渦巻状バイメタル１７ａに電流を流すことで渦巻状バイメタル１７ａが直接加熱されている。一方、図７に示すファンユニット５ｂでは、発熱体としての抵抗１９を渦巻状バイメタル１７ａと独立して設けることで、間接的に渦巻状バイメタル１７ａを加熱するようにしている。電力供給部１１ａは、抵抗に電流を流し、抵抗を発熱させる。そして、抵抗の発熱による輻射熱が渦巻状バイメタル１７ａを間接的に加熱している。また、抵抗１９は、抵抗１９と電力供給部１１ａとが接続された配線１３ｂを通じて抵抗１９に電流が流れることにより、電力が供給されている。ここでは、電力供給部１１ａ及び抵抗1９が加熱部に対応するものとする。また、以上では渦巻状バイメタル１７ａを加熱する方式について説明したが、ペルチェ素子のような熱電素子を使って、渦巻状バイメタル１７ａを加熱に代えて加冷熱してもよい。なお、図７に記載した配線１３ｂを流れる電流の向きは、実線矢印の向きと逆でも構わない。また、これ以降の図において、実線矢印は、電流が流れる方向を示す。
【００２７】
図８は、計装盤１００ａの正面図である。筐体１の正面には扉開閉用ハンドル２５と吸気口７が設けられている。図９は本発明の実施の形態１の冷却装置におけるメモリ部２２に保存されている位置情報及び使用温度の１例である。図９における位置情報には、ファンユニット５ａを原点として設定した場合における、電源ユニット２ａとＣＰＵユニット２ｂの位置情報が座標位置（ｍｍ）として記録されている。ここで、図１にて説明した通り、Ｘ方向は、ファンユニット５ａの位置から筐体１の正面に向かう方向であり、Ｙ方向は図面の表から裏に向かう向きであり、Ｚ方向は計装盤１００ａの高さ方向である。例えば、図９においてＣＰＵユニット２ｂの位置情報は、ファンユニット５ａから見て（Ｘ,Ｙ,Ｚ）＝（１００，０，９００）の位置であり、ＣＰＵユニット２ｂの使用温度は１００℃であることがわかる。図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２８】
ファン方向制御部２４による制御について詳細に述べる。比較部２１から出力された使用温度を超えた発熱部の位置情報から、式（２）により上下方向の偏角度θｚｘを導出する。ここで、上下方向の偏角度θｚｘの計算方法について、図９を例に挙げて説明する。ＣＰＵユニット２ｂは、（Ｘ,Ｙ,Ｚ）＝（１００，０，９００）に存在する。送風ファン９をＣＰＵユニット２ｂに向けるための送風ファン９の上下方向の偏角度θｚｘは、座標位置から式（２）により導出される。
【００２９】
【数２】
2017022252.tif 000004
【００３０】
式（２）により導出した偏角度θｚｘの値を式（１）のφに代入することより、渦巻状バイメタル１７ａを加熱すべき温度Ｔ２が求まる。電力供給部１１ａは、求められた電力を渦巻状バイメタル１７ａに供給する。なお、式（１）及び式（２）を用いた具体的な電力の求め方については、以下の動作の説明で述べる。
【００３１】
次に、動作について説明する。図１０は、本発明の実施の形態１の冷却装置４ａにおける全体の処理の流れを説明するフローチャートである。温度取得部２０は、温度センサ３ａ，３ｂの測定温度を取得する（ステップＳ１）。比較部２１は、メモリ部２２から発熱部である電源ユニット２ａ及びＣＰＵユニット２ｂの使用温度を読み出す（ステップＳ２）。比較部２１は、メモリ部２２から読み出した電源ユニット２ａ，ＣＰＵユニット２ｂの使用温度とそれぞれの測定温度とを比較する（ステップＳ３）。測定温度が使用温度を超えた高温箇所が存在すれば、制御部６ａは、ファンモータを起動すると共に、電力供給部１１ａを制御して送風ファン９の送風方向が高温箇所を向くように制御し（ステップＳ４）、その後ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ３にて、測定温度が使用温度を超えたものが存在しなければステップＳ１に戻る。
【００３２】
図１１は、本発明の実施の形態１の冷却装置４ａにおけるファンユニット５ａの送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートであり、図１０のステップＳ４の送風方向変更処理を詳細に説明するものである。
【００３３】
図１１では、まず、比較部２１は、モータ制御部２３を通じてファンモータを駆動させ、電源ユニット２ａ及びＣＰＵユニット２ｂのうち、使用温度を超えた高温箇所をファン方向制御部２４に出力する。ファン方向制御部２４は、メモリ部２２から、発熱部となる電源ユニット２ｂ及びＣＰＵユニット２ｂのうち使用温度を超えた高温箇所の位置情報を読み出す（ステップＳ４１１）。次に、ファン方向制御部２４は、式（２）を用いて、送風ファン９の偏角度θｚｘを算出する（ステップＳ４１２）。さらに、算出された偏角度θｚｘ、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤１００ａが設置されている場所の環境温度の関係を式（１）に代入して、対応する渦巻状バイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２を計算する（ステップＳ４１３）。
【００３４】
さらに、ファン方向制御部２４は、渦巻状バイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２、渦巻状バイメタル１７ａの加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ａが渦巻状バイメタル１７ａに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める（ステップＳ４１４）。なお、渦巻状バイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２、渦巻状バイメタル１７ａの加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤１００ａが設置されている場所の環境温度の関係から、供給するべき電力の大きさ及び電力供給時間を求めるにあたっては、数値シミュレーションで計算するものとする。なお、数値シミュレーションによる計算の代わりに、実験により換算テーブルを前もって作成し、この換算テーブルを参照して、供給するべき電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない。最後に、ファン方向制御部２４は、必要な電力の大きさ及び電力供給時間を、電力供給部１１ａが供給するように制御し、電力供給部１１ａは、ファン方向制御部２４により計算された電力供給時間及び電力を用いて渦巻状バイメタル１７ａに電力を供給することで渦巻状バイメタル１７ａを加熱する（ステップＳ４１５）。電力供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４１６）。
【００３５】
図１２は、本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例及びこの冷却装置の変形例を用いた計装盤１００ｂの概略図である。図１では、ファンユニットの個数が１つの場合について記載したが、冷却装置４ｂは、図１２に示すようにファンユニットを複数備えている。温度センサ３ａ，３ｂによる測定温度のうち使用温度より高い箇所が複数存在する場合、ファンユニット５ｃの送風方向及びファンユニット５ｄの送風方向を時間毎に切り替えることで、複数箇所を冷却することが可能になる。ファンユニット５ｃ及びファンユニット５dの送風方向を切り替える時間は、複数箇所で等分した時間でもよく、温度センサ３ａ，３ｂによる測定温度と使用温度の差の大小に応じて、送風方向を切り替える時間の長さを変更してもよい。図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００３６】
本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例における制御部６ｂの処理について説明する。図１３は、本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例における全体の処理の流れを説明するフローチャートである。図１０のステップに加えて、ファンユニットの個数や使用温度を超過した発熱部の個数に応じて、各々高温箇所に対するファンユニットの割り当てを決めるためのファンユニットの割り当て決定処理（ステップＳ５１）が追加されている。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００３７】
図１４は、図１３において追加された本発明の実施の形態１の冷却装置の変形例におけるファンユニットの割り当て決定処理（ステップＳ５１）の詳細な流れを説明するフローチャートである。はじめに、ファン方向制御部２４は、メモリ部２２からファンユニットの個数及び設定情報を取得すると共に使用温度を超えた高温箇所の個数を比較部２１から取得する（ステップＳ５１１）。次に、ファンユニットの個数と使用温度を超えた高温箇所の個数とを比較し（ステップＳ５１２）、ファン方向制御部２４は、ファンユニットの個数が高温箇所の個数より少ない場合は、ファンユニットの高温箇所に向ける時間の割り当てを等分にするように設定されているかどうかを調べる（ステップＳ５１３）。時間の割り当てが等分となるように設定されていれば、１つのファンユニットで複数の高温箇所を冷却するように、一定の時間間隔で、ファンユニットの送風方向が切り替えられるように設定する（ステップＳ５１４）。
【００３８】
ステップＳ５１３にて、ファンユニットの高温箇所に時間の割り当てが不等分となるように設定されていれば、例えば、高温箇所の測定温度と使用温度との差の大きさに応じてファンユニットの送風方向を切り替える時間が割り振られるように設定する（ステップＳ５１５）。ステップＳ５１２において、ファンユニットの個数が高温箇所の個数より少なくない場合、ファンユニットの個数と高温箇所の個数が等しいかどうか調べ（ステップＳ５１６）、ファンの個数と高温箇所の個数が等しければ、最も冷却効率の良いファンユニットが高温箇所に向けて送風するように、各々ファンユニットをそれぞれの高温箇所に割り当てる（ステップＳ５１７）。ステップＳ５１７で、例えば、それぞれの高温箇所に対して最も近いファンユニットを割り当ててもよい。
【００３９】
ここで、ステップＳ５１６にて、ファンの個数と高温箇所の個数が等しくなければ、さらに、高温箇所一箇所に向けるファンユニットの個数が複数でもよいと設定されているかどうか調べ（ステップＳ５１８）、一箇所に向けるファンユニットの個数が複数でもよければ、複数のファンユニットを高温箇所に向かって同時に送風するよう設定する（ステップＳ５１９）。また、ステップＳ５１８にて、高温箇所一箇所に向けるファンユニットの個数は１つであると設定されていれば、ステップＳ５１７に進む。なお、ステップＳ５１６及びステップＳ５１８で必要とされる設定は、例えば、メモリ部２２に記録されている設定情報から読み出す。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４０】
図１５は、本発明の実施の形態１の冷却装置におけるファンユニットの別の変形例についての正面図及び側面図である。図１５（ａ）は、ファンユニット５ｅの正面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）にて破線矢印で示したＡ方向から見たファンユニット５ｅの側面図である。ファンユニット５ｅは、さらに回転軸１４ａに角度センサ２６を加えた構成となっている。角度センサ２６の例として、ロータリポジションセンサ等の回転軸の回転角度を検知するセンサ等が挙げられる。図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４１】
ファンユニットの別の変形例であるファンユニット５ｅを適用した冷却装置制御部の処理について説明する。図１６は、ファンユニット５ｅを適用した冷却装置の送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートであり、図１０のステップＳ４の送風方向変更処理を詳細に説明するものである。
【００４２】
まず、ファン方向制御部２４は、電源ユニット２ｂ及びＣＰＵユニット２ｂのうち、使用温度を超えた高温箇所の位置情報を読み出す（ステップＳ４１１）。次に、送風ファン９の上下方向の偏角度θｚｘを算出する（ステップＳ４２１）。さらに、角度センサ２６により現在の送風ファン９の現在の回転角度θｍｅａｓを取得する（ステップＳ４２２）。渦巻状バイメタル１７ａに一定時間電流を印加し（ステップＳ４２３）、回転角度θｍｅａｓと上下方向の偏角度θｚｘとを比較し（ステップＳ４２４）、ファン方向制御部２４は、現在の回転角度θｍｅａｓと上下方向の偏角度θｚｘが等しければ、渦巻状バイメタル１７ａへの電流の印加を停止し（ステップＳ４２５）、処理を終了する。ステップＳ４２４にて現在の回転角度θｍｅａｓと上下方向の偏角度θｚｘが等しくない場合、ステップＳ４２２に戻る。
【００４３】
以上のように、ファンユニット５ｅに設けられた送風ファンに対して角度センサ２６を設けることで、送風ファン９の回転角度θｍｅａｓと上下方向の偏角度θｚｘとが等しくなったことを角度センサ２６が検知した際に、電力供給部１１ａが電力の供給を停止すればよいため、制御部において供給する電力の大きさ及び電力供給時間の計算や渦巻状バイメタルの特性等を考慮する必要がない。そのため、制御部における制御をより簡単にすることができるという効果がある。また、送風ファン９の送風角度を正確に把握することができる。そのため、送風ファン９の初期角が基準角から大幅にずれた場合においても、送風ファン９の送風方向を正確に制御することが可能となる。角度センサ２６をさらに備えることにより、環境温度の変化に伴う送風ファン９の実際の送風方向と偏角度との差を減少させることができる。
【００４４】
以上のように、本発明の実施の形態１によれば、送風方向を発熱部に向ける手段を渦巻状バイメタル１７ａで構成したので、冷却装置を電子部品が少ない簡単な構成で実現できる。そのため、冷却装置を構成する電子部品の故障による冷却装置の故障確率を低く抑えることが可能である。
【００４５】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２について説明する。図１７は、本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニット５ｆの正面図及び断面図である。図１７（ａ）はファンユニット５ｆの正面図である。また、図１７（ｂ）は、ａ−Ａ断面によるファンユニット５ｆの断面図であり、図１７（ｃ）はｂ−B断面によるファンユニット５ｆの断面図である。本実施の形態に係るファンユニット５ｆの方向変更部には、実施の形態１において説明した渦巻状バイメタル１７aに加えてさらに渦巻状バイメタル１７ｂが設けられている。なお、本発明の実施の形態１と共通する部分の説明は省略する。また、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００４６】
本実施の形態に係るファンユニット５ｆの方向変更部は、実施の形態１において説明した方向変更部１０の構成に加えて、渦巻状バイメタル１７ｂをさらに備えた構成となっている。渦巻状バイメタル１７ｂは、Ａ側から見て渦巻状バイメタル１７ｂの中心部から渦巻状バイメタル１７ｂの外周端に向かって時計回りの方向に巻回されている。また、渦巻状バイメタル１７ｂの中心部は、回転軸１４ａに固定されており、渦巻状バイメタル１７ｂの外周端は、支持部１５ａに固定されている。
【００４７】
電流供給部１１ｂは、配線１３ｃを介し、渦巻状バイメタル１７ｂに電力を供給している。図１７（ａ），（ｃ）において、電流は電力供給部１１ｂに接続された配線１３ｂを通って、実線矢印のように渦巻状バイメタル１７ｂに流れる。図１７（ｃ）において電力供給部１１ｂを通じて渦巻状バイメタル１７ｂが加熱されることにより、送風ファン９の送風方向が変更される。渦巻状バイメタル１７ａが加熱された際には、Ａ側から見て時計回りの方向に回転軸１４ａが回転する。一方、渦巻状バイメタル１７ｂが加熱された際には、Ａ側から見て反時計回りの方向に回転軸１４ａが回転する。
【００４８】
渦巻状バイメタル１７ａの巻回されている方向は、図１７（ｂ）にて時計回りの方向であり、渦巻状のバイメタル１７ｂの巻回されている方向は、図１７（ｃ）にて反時計回りの方向であってもよい。すなわち、渦巻状バイメタル１７ａ、１７ｂが加熱された場合、渦巻状バイメタル１７ａと渦巻状バイメタル１７ｂとの外周端の回転方向がお互いに逆であればよい。ファンユニット５ｆにおいては、渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｂを選択加熱することで、Ａ側から見て反時計回り及び時計回りの両方向に回転軸１４ａを回転させることが可能となる。
【００４９】
本発明の実施の形態１においては、送風ファン９に取り付けられた回転軸を片方に回転させることのみ可能であり、反対の方向に送風方向を変更する場合、自然冷却を待つしかなかった。一方、本発明の実施の形態２のファンユニットにおいては、渦巻状バイメタルを選択加熱することで送風方向を両方向に変更することが可能となる。また、使用温度を超過した発熱部が複数存在する場合であっても、送風ファン９の方向を迅速に変更することができるため、高温箇所を速やかに冷却することができる。
【００５０】
ファンユニット５ｆを適用した実施の形態２の冷却装置の制御部の全体の処理の流れは、実施の形態１において説明した図１０のフローチャートと同様であるが、図１０の送風変更処理ステップＳ４の内容とは異なるので以下に説明する。図１８は、ファンユニット５ｆを適用した実施の形態２の冷却装置の送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。
【００５１】
まず、高温箇所の位置情報を読み込み（ステップＳ４１１）、高温箇所の位置情報から上下方向の偏角度θｚｘを式（２）により算出する（ステップＳ４３１）。筐体１の正面側から見て、上下方向に対して、基準角度から反時計回りの方向を正の方向、基準角度から時計回りの方向を負の方向と定義して説明する。次に、ファン方向制御部２４は、上下方向の偏角度θｚｘが上下方向の基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内にあるかどうかを調べ（ステップＳ４３２）、上下方向の偏角度θｚｘが上下方向の基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内にあれば、算出された上下方向の偏角度θｚｘと加熱前の温度Ｔ１とを式（１）に代入して、渦巻状のバイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２を算出する（ステップＳ４３３）。さらに、渦巻状バイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ａが渦巻状バイメタル１７ａに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照することで電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない（ステップＳ４３４）。さらに、電流供給部１１ａは、電流を印加することにより電力を渦巻状バイメタル１７ａに供給する（ステップＳ４３５）。電力供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（Ｓ４３６）。なお、ステップＳ４３２にて用いる基準角度に対する上下方向の回転角の範囲は、０度以上９０度以下の範囲だけでなく、０度以上１２５度以下の範囲のように定めてもよく、上下方向の回転角の範囲の上限は９０度を超えてもよいのは言うまでもない。
【００５２】
ここで、ファン方向制御部２４は、ステップＳ４３２にて、偏角度θｚｘが基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内になければ、算出された上下方向の偏角度θｚｘと加熱前の温度Ｔ１とを式（１）に代入して、渦巻状のバイメタル１７ｂの加熱後の温度Ｔ２を算出する（ステップＳ４３７）。次に、渦巻状バイメタル１７ｂの加熱後の温度Ｔ２、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ｂが渦巻状バイメタル１７ｂに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照することで電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない（ステップＳ４３８）。最後に、電力供給部１１ｂは、電流を印加することにより渦巻状バイメタル１７ｂに電力を供給する（ステップＳ４３９）。電流供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４４０）。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００５３】
以上の構成によれば、送風ファン９に取り付けられた回転軸を両方向に回転させることが可能であるため、迅速に送風ファン９の送風方向を変更することが可能である。
【００５４】
図１９は、本発明の実施の形態２の冷却装置のファンユニットの変形例についての正面図及び側面図である。図１９（ａ）は、ファンユニット５ｇの正面図である。図１９（ｂ）は、図１９（ａ）にて破線矢印で示したＡ方向から見たファンユニット５ｇの側面図である。図１９（ｃ）は、図１９（ａ）にて破線矢印で示したＢ側から見たファンユニット５ｇの側面図である。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００５５】
本実施の形態に係るファンユニット５ｆの方向変更部には、送風ファン９の１側面に２つの渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｂが平行に設けられているのに対し、本実施の形態に係るファンユニット５ｇの方向変更部には、２つの渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃが送風ファン９を挟んで平行に設けられている点が異なる。
【００５６】
本実施の形態に係るファンユニット５ｇの方向変更部は、実施の形態１に係る方向変更部１０の構成にさらに回転軸１４ｂ、支持部１５ｂ、軸受１６ｂ、及び渦巻状バイメタル１７ｃを加えた構成となっている。回転軸１４ｂの軸方向は、回転軸１４ａの軸方向と同じ方向である。回転軸１４ｂの一端には、送風ファン９が固定されている。支持部１５ｂは、回転軸１４ｂの軸方向と送風ファン９の送風方向とに直交する方向が支持部１５ｂの長手方向となるように設けられている。支持部１５ｂは、軸受１６ｂを介して回転軸１４ｂを回転可能に支持する。渦巻状バイメタル１７ｃは、渦巻状バイメタル１７ｃの中心部から渦巻状バイメタル１７ｃの外周端に向かってＢ側から見て反時計回りの方向に巻回されており、渦巻状バイメタル１７ｃの中心部が回転軸１４ｂに固定され、渦巻状バイメタル１７ｃの外周端は支持部１５ｂに固定されている。渦巻状バイメタル１７ｃには、電力供給部１１ｃから、図１９（ａ）に示す実線矢印の向きに電力が供給されている。なお、電力供給部１１ｃと渦巻状バイメタル１７ｃとは、配線１３ｄを介して電気的に接続している。
【００５７】
図１９（ｃ）において巻状バイメタル１７ｃは、電力供給部１１ｃを通じて加熱されると、送風ファン９は、Ａ側から見て反時計回りの方向に回転軸１４ｂが回転する。なお、渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃが巻回されている方向については、図１９（ａ）にて示したＡ側から見て渦巻状バイメタル１７ａの巻回されている方向が時計回りの方向であり、図１９（ａ）にてＢ側から見て渦巻状バイメタル１７ｃが時計回りの方向であってもよい。すなわち、渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃが加熱された場合において、渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃによる回転軸１４ａと１４ｂの回転方向がお互いに逆であればよい。
【００５８】
本発明の実施の形態２の冷却装置におけるファンユニットの変形例の全体の処理の流れは、実施の形態１において説明した図１０のフローチャートと同様であるが、図１０の送風方向変更処理（ステップＳ４）の内容が実施の形態１とは異なるので以下に説明する。図２０は、ファンユニットの変形例の場合の送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。まず、高温箇所の位置情報を読み込み（ステップＳ４１１）、高温箇所の位置情報から上下方向の偏角度θｚｘを式（２）により算出する（ステップＳ４４１）。次に、ファン方向制御部２４は、上下方向の偏角度θｚｘが基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内にあるかどうかを調べ（ステップＳ４４２）、上下方向の偏角度θｚｘが基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内にあれば、算出された上下方向の偏角度θｚｘと加熱前の温度Ｔ１とを式（１）に代入して、渦巻状のバイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２を算出する（ステップＳ４４３）。さらに、渦巻状バイメタル１７ａの加熱後の温度Ｔ２、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ａが渦巻状バイメタル１７ａに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照することで電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない（ステップＳ４４４）。さらに、電流供給部１１ａは、渦巻状バイメタル１７ａに電流を印加することにより電力を供給する（ステップＳ４４５）。電流供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４４６）。
【００５９】
まず、ファン方向制御部２４は、ステップＳ４４２にて、偏角度θｚｘが基準角度に対して０度以上９０度以下の範囲内になければ、算出された上下方向の偏角度θｚｘと加熱前の温度Ｔ１とを式（１）に代入して、渦巻状のバイメタル１７ｃの加熱後の温度Ｔ２を算出する（ステップＳ４４７）。次に、渦巻状バイメタル１７ｃの加熱後の温度Ｔ２、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ｃが渦巻状バイメタル１７ｃに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照することで電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない（ステップＳ４４８）。最後に、電力供給部１１ｃは、電流を印加することにより渦巻状バイメタル１７ｃに電力を供給する（ステップＳ４４９）。電流供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４５０）。なお、図中、同一符号は、同一または相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００６０】
以上の構成によれば、２つの渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃがより離れた位置に設けられている。そのため、ファンユニット５ｅに比べて、渦巻状バイメタル１７ａ，１７ｃの一方または両方の発熱により、一方の渦巻状バイメタルが他方の渦巻状バイメタルに輻射熱を与えることによる送風方向の制御への影響を抑制できる。
【００６１】
以上のように、本発明の実施の形態２によれば、１つのファンユニットに対して２つの渦巻状バイメタルを設けた構成にしたことで、反時計回り及び時計回りの両方向の回転方向に送風方向を変更することができるため、送風方向の変更をより迅速に行うことができるという効果がある。
【００６２】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３について説明する。図２１は、本発明の実施の形態３におけるファンユニット５ｈの正面図及び側面図である。図２１（ａ）は、ファンユニット５ｈの正面図であり、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）にて破線矢印で示したＡ方向から見たファンユニット５ｈの側面図である。
【００６３】
回転軸１４ｃの軸方向は、送風ファン９の送風方向と直交する向きに設けられている。また、回転軸１４ｃは、回転軸１４ｃが回転するための軸受１６ｃを有する支持部１５ｃにより回転可能に支持されている。同様に、回転軸１４ｄの軸方向は、送風ファン９の送風方向と回転軸１４ｃの軸方向とに直交する向きに設けられている。また、回転軸１４ｄは、回転軸１４ｄが回転するための軸受１６ｄを有する固定体２７により回転可能に支持されている。支持部１５ｃは、軸受１４ｃが設けられている第１の部分と、回転軸１４ｄの一端に固定されている第２の部分とを有する。ここで、第１の部分の長手方向は、送風方向及び回転軸１４ｃの軸方向に対して直交する向きに設けられている。また、第２の部分の長手方向は、送風方向及び回転軸１４ｄの軸方向に対して直交する向きに設けられている。なお、本発明の実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分の説明は省略する。
【００６４】
実施の形態２に係る方向変更部では、回転軸の軸方向が同じであったが、本発明の実施の形態３に係るファンユニット５ｈの方向変更部には、２つの回転軸１４ｃ及び回転軸１４ｄの軸方向がお互いに直交するように設けられている点が異なる。この構成により上下方向と左右方向の２つの軸方向で送風方向を変化させることが可能となる。ファンユニット５ｇと同様に、ファンユニット５ｈにおける方向変更部は、回転軸１４ｃ，１４ｄ、支持部１５ｃ、及び軸受１６ｃ，１６ｄを備えている。また、ファンユニット５ｈの方向変更部は、渦巻状バイメタル１７ｄ，１７ｅをさらに備える。
【００６５】
支持部１５ｃは、図２１（ａ）に示すように、送風ファン９の隣接する側面に沿って２つの渦巻状バイメタルが対向するように、Ｌ字にて形成されている。また、回転軸１４ｃの一端には送風ファン９が固定されている。支持部１５ｃをＬ字状に形成する代わりに、２つのお互いに直交する向きに支持部を設け、支持部１５ｃと支持部１５ｄが連結する点で固定されるように支持部１５ｃを形成してもよい。回転軸１４ｄは送風ファン９と固定されておらず、送風ファンが固定されている回転軸１４ｄの他端は、軸受１６ｄを介して固定体２７により回転可能に支持されている。また、固定体２７は筐体１に固定されている。
【００６６】
渦巻状バイメタル１７ｄは、渦巻状バイメタル１７ｄの中心部から渦巻状バイメタル１７ｄの外周端に向かって反時計回りの方向に巻回されている。渦巻状バイメタル１７ｄの中心部が回転軸１４ｃに固定されていると共に、渦巻状バイメタル１７ｄの外周端は、支持部１５ｃに固定されている。同様に、渦巻状バイメタル１７ｅは、筐体１の上面から見て渦巻状バイメタル１７ｅの中心部から渦巻状バイメタル１７ｅの外周端に向かって時計回りの方向に巻回されている。渦巻状バイメタル１７ｅの中心部は、回転軸１４ｄに固定されると共に、渦巻状バイメタル１７ｅの外周端は固定体２７に固定されている。
【００６７】
電力供給部１１ｄは、渦巻状バイメタル１７ｄに電力を供給する。図２１（ａ）に示す実線矢印の向きに、配線１３ｅに電流が流れることで渦巻状バイメタル１７ｄに電力が供給されている。同様に、電力供給部１１ｅは、図２１（ａ）に示す実線矢印の向きに、配線１３ｆを通じて渦巻状バイメタル１７ｅに電力を供給している。巻状バイメタル１７ｄは、加熱されると、送風ファン９は、図２１（ａ）に示したＡ側から見て時計回りの方向に、回転軸１４ｃを軸として回転する。渦巻状バイメタル１７ｅを加熱することで、計装盤上面から見て時計回りの方向に支持部１５ｃは、回転軸１４ｄを軸として回転する。つまり、送風ファン９は、支持部１５ｃが回転することで筐体１正面から見て左右方向に回転する。なお、渦巻状バイメタル１７ｄ及び渦巻状バイメタル１７ｅの巻回されている方向は、時計回りでも反時計回りのいずれでもよい。
【００６８】
本発明の実施の形態１及び本発明の実施の形態２においては、上下方向の偏角度θｚｘのみを考慮していたが、本発明の実施の形態３では、上下方向の偏角度に加えて、左右方向の偏角度をも考慮している。
【００６９】
本発明の実施の形態１，２と同様、計装盤が設置されている環境温度（例えば２５℃）では、ファンユニット５ｈの送風方向は、左右方向の回転角度に対してほぼ筐体１の正面を向くように設定されている。上下方向の偏角度の場合と同様、左右方向の回転において、この方向を左右方向の基準角度とする。左右方向の偏角度θｘｙは、ファンユニット５ｈの送風方向が発熱部の位置する場所を向いた場合におけるファンユニット５ｈの送風方向と左右方向の基準角度が示す方向とのなす角であると定義して説明する。つまり、筐体１の正面から見たファンユニット５ｈの左右方向の回転角が左右方向の偏角度θｘｙということになる。
【００７０】
【数３】
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【００７１】
図２２は、本発明の実施の形態３におけるメモリ部２２に保存されている位置情報及び使用温度の１例である。図２２を用いて、送風ファン９の方向を制御する方法を説明する。ＣＰＵユニット２ｂが使用温度を超過した場合は、ＣＰＵユニット２ｂに対する送風ファン９の上下方向の偏角度θｚｘと、左右方向の偏角度θｘｙとを計算する。ＣＰＵユニット２ｂは（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１００，４００，９００）の位置にあるため、上下方向の偏角度θｚｘが式（２）により導出され、左右方向の偏角度θｘｙが式（３）により導出される。
【００７２】
本発明の実施の形態３の冷却装置の全体の処理の流れは、実施の形態１において説明した図１０のフローチャートと同様であるが、図１０の送風方向変更処理（ステップＳ４）の内容が実施の形態１とは異なるので以下に説明する。図２３は、実施の形態３の冷却装置における送風方向変更処理の詳細な流れを説明するフローチャートである。まず、高温箇所の位置情報をメモリから読み込む（ステップＳ４１１）。次に、ファン方向制御部２４は、送風ファン９の基準角度から高温箇所に向けた上下方向の偏角度θｚｘを式（２）により計算する（ステップＳ４５１）。次に、上下方向の偏角度θｚｘと加熱前の渦巻状バイメタル１７ｄの温度Ｔ１とを式（１）に代入して加熱後の温度Ｔｚｘを計算する。なお、Ｔｚｘは式（１）のＴ２に対応する（ステップＳ４５２）。さらに、渦巻状バイメタル１７ｄの加熱後の温度Ｔｚｘ、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ｄが渦巻状バイメタル１７ｄに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照して求めてもよいのは言うまでもない。（ステップＳ４５３）。そして、電力供給部１１ｄは、渦巻状バイメタル１７ｄに電流を流すことにより電力を供給する（ステップＳ４５４）。電流供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４５５）。
【００７３】
まず、ファン方向制御部２４は、送風ファン９の基準角度から高温箇所に向けた左右方向の偏角度θｘｙを、式（３）により計算する（ステップＳ４５６）。次に、左右方向の偏角度θｘｙと渦巻状バイメタル１７ｅの加熱前の温度Ｔ１とを式（１）に代入して、渦巻状バイメタル１７ｅの加熱後の温度Ｔｘｙを計算する。なお、Ｔｘｙは式（１）のＴ２に対応する（ステップＳ４５７）。さらに、渦巻状バイメタル１７ｅの加熱後の温度Ｔｘｙ、加熱前の温度Ｔ１、及び計装盤が設置されている場所の環境温度の関係から、電力供給部１１ｅが渦巻状バイメタル１７ｅに供給する電力の大きさ及び電力供給時間を求める。なお、ここでは、図１１に示したステップＳ４１４と同様、数値シミュレーションにより電力の大きさ及び電力供給時間を算出しているが、予め作成された換算テーブルを参照することで電力の大きさ及び電力供給時間を求めてもよいのは言うまでもない（ステップＳ４５８）。最後に、電力供給部１１ｅは、渦巻状バイメタル１７ｅに電流を供給することにより電力を供給する（ステップＳ４５９）。電流供給時間だけ電流を印加した後、電流の印加を停止する（ステップＳ４６０）。
【００７４】
上下方向の偏角度θｚｘ及び左右方向の偏角度θｘｙだけ送風ファン９の送風方向を変化させることにより、上下方向の回転だけなく、左右方向の回転による送風ファン９の送風方向の制御が可能である。そして、高温箇所に対して左右方向及び上下方向のずれなく送風することが可能となる。そのため、高温箇所が位置する場所を集中的に冷やすことで高温箇所を効率的に冷却することができる。
【００７５】
以上のように本発明の実施の形態３によれば、２つの軸の回転によりファンの送風方向を制御できるため、発熱部が設けられている部分を一層効果的に冷却することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００ａ，１００ｂ  計装盤
２ａ，２ｂ  電源ユニット，ＣＰＵユニット
３ａ，３ｂ  温度センサ
４ａ，４ｂ，４ｃ  冷却装置
６ａ，６ｂ  制御部
９  送風ファン
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  電力供給部
１２  ファン
１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  回転軸
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  支持部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  軸受
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ  渦巻状バイメタル
２０  温度取得部
２１  比較部
２２  メモリ部
２４  ファン方向制御部
２６  角度センサ
２７  固定体
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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