(57)【要約】【課題】冷却ファンの回転方向を変えることなく、また冷却ファンの付け替えを行わずに、同一の冷却ファンで吸気作用から排気作用へ、もしくは排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能な冷却ファンを提供する。【解決手段】この発明にかかる冷却ファン１００は、略円筒状のボス部１０１と、ボス部１０１から外方向に延出した複数枚の風切部１０２とからなる。風切部１０２を形状記憶合金で構成し、所定の温度に達するとあらかじめ記憶していた形状に変化する性質を備える。具体的には、まず、形状記憶合金で構成された風切部１０２に対して、所定の温度に到達した場合に排気を行うことができるような形状を記憶させておく。このようにすることで、冷却ファン１００の回転方向を変えることなく、同一の冷却ファン１００で、低温時には吸気を行い、高温時には排気を行うようにすることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源を内蔵する電子機器の内部を冷却するための冷却ファンであって、
略円筒状のボス部と、前記ボス部から外方向に延出した複数枚の風切部とからなり、
前記風切部を形状記憶合金で構成し、前記風切部が所定の温度に達するとあらかじめ記憶していた形状に変化して、気流の方向を変えることを特徴とする冷却ファン。
【請求項２】
前記風切部は、温度変化に従って段階的に形状が変化することを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン。
【請求項３】
時間をカウントするためのタイマーと、
請求項１または２に記載の冷却ファンを一方向に回転駆動させる駆動手段と、
前記タイマーが所定の時間を計時するごとに前記冷却ファンの風切部へ導電または導電を停止して前記風切部の温度を変化させることで形状記憶合金で構成された前記風切部の形状変化を制御する形状記憶合金制御手段と、
を備えていることを特徴とする冷却ファン制御装置。
【請求項４】
前記タイマーの計時時間の設定を行う操作手段を備えていることを特徴とする請求項３に記載の冷却ファン制御装置。
【請求項５】
電子機器における所定の処理量を計数するカウンタと、
請求項１または２に記載の冷却ファンを一方向に回転駆動させる駆動手段と、
前記カウンタが所定の前記電子機器の処理量を計数するごとに前記冷却ファンの風切部へ導電または導電を停止して前記風切部の温度を変化させることで形状記憶合金で構成された前記風切部の形状変化を制御する形状記憶合金制御手段と、
を備えていることを特徴とする冷却ファン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱源を内蔵する電子機器の内部を冷却するための冷却ファン、および冷却ファン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の内部には発熱する電子部品が多く存在する。電子部品の発熱を放置しておくと、電子部品の故障や誤作動を引き起こす原因となる。そこで、電子部品の故障や誤作動を防止するため、電子機器内部を空冷する冷却ファン装置が各種電子機器の内部に設けられている（たとえば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７２７１１号公報
【特許文献２】特開２００３−５６１３号公報
【特許文献３】特開平６−３５０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
たとえば、特許文献１には、画像形成装置内部に設けられた、光走査部を除いて少なくとも電装部にファンによって生成された冷却風を送る第１の風路と、前記光走査部に冷却風を送る第２の風路と、この第２の風路を開閉する風路開閉部材とを設け、前記風路開閉部材よって第２の風路を開閉することにより、冷却風を第１および第２の風路の両方に送るか第１の風路にのみ送るかの変更が可能な冷却ファン装置が開示されている。
【０００５】
しかしながら、この特許文献１に開示された冷却ファン装置では、吸気作用もしくは排気作用のいずれか一つの作用しか実行できず、必要に応じて吸気作用から排気作用に切り替えるということはできないという問題がある。他の作用を実現しようとする場合には、風切部の形状が異なる冷却ファンへの付け替えが必要になる。この問題は、特許文献１にとどまらず、特許文献２，３に開示された技術にも当てはまる。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、冷却ファンの回転方向を変えることなく、また冷却ファンの付け替えを行わずに、同一の冷却ファンで吸気作用から排気作用へ、もしくは排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能な冷却ファン、および冷却ファン制御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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる冷却ファンは、熱源を内蔵する電子機器の内部を冷却するための冷却ファンであって、略円筒状のボス部と、前記ボス部から外方向に延出した複数枚の風切部とからなり、前記風切部を形状記憶合金で構成し、前記風切部が所定の温度に達するとあらかじめ記憶していた形状に変化して、気流の方向を変えることを特徴とする。
【０００８】
また。請求項２の発明にかかる冷却ファンは、請求項１に記載の発明において、前記風切部が、温度変化に従って段階的に形状が変化することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３の発明にかかる冷却ファン制御装置は、時間をカウントするためのタイマーと、請求項１または２に記載の冷却ファンを一方向に回転駆動させる駆動手段と、前記タイマーが所定の時間を計時するごとに前記冷却ファンの風切部へ導電または導電を停止して前記風切部の温度を変化させることで形状記憶合金で構成された前記風切部の形状変化を制御する形状記憶合金制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４の発明にかかる冷却ファン制御装置は、請求項３に記載の発明において、前記タイマーの計時時間の設定を行う操作手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５の発明にかかる冷却ファン制御装置は、電子機器における所定の処理量を計数するカウンタと、請求項１または２に記載の冷却ファンを一方向に回転駆動させる駆動手段と、前記カウンタが所定の前記電子機器の処理量を計数するごとに前記冷却ファンの風切部へ導電または導電を停止して前記風切部の温度を変化させることで形状記憶合金で構成された前記風切部の形状変化を制御する形状記憶合金制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明にかかる冷却ファンによれば、冷却ファンの回転方向を変えることなく、また冷却ファンの付け替えを行わずに、同一の冷却ファンで吸気作用から排気作用へ、もしくは排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になるという効果を奏する。
【００１３】
また、この発明にかかる冷却ファンと冷却ファン制御装置によれば、電子機器内部の温度上昇によらず、一定時間ごと（または所定の処理が終了するたびに）に強制的に冷却ファンの風切部の形状を変化させて、吸気作用から排気作用へ、または排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかる冷却ファン、冷却ファン制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
（冷却ファンの形状）
図１は、この発明の一実施形態にかかる冷却ファンの形状を示す部分図である。この冷却ファン１００は、略円筒状のボス部１０１と、ボス部１０１から外方向に延出した複数枚の風切部（プレート）１０２とからなる。この冷却ファン１００は、熱源を内蔵するパソコンや、薄型テレビ、液晶プロジェクタ、画像形成装置などの各種電子機器の内部を空冷するのに使用する。電子機器内部が低温時には吸気を行い、高温時には排気を行うようにすれば、より電子機器内の空冷効果を高めることができる。
【００１６】
そこで、風切部１０２を形状記憶合金で構成し、所定の温度に達するとあらかじめ記憶していた形状に変化する性質を備える。具体的には、まず、形状記憶合金で構成された風切部１０２に対して、所定の温度に到達した場合に排気を行うことができるような形状を記憶させておく。このようにすることで、冷却ファン１００の回転方向を変えることなく、同一の冷却ファン１００で、低温時には吸気を行い、高温時には排気を行うようにすることが可能になる。
【００１７】
図２は、この発明の一実施形態にかかる冷却ファンを側面方向からみた部分図である。図２（ａ）は吸気作用状態における風切部の形状を示す図であり、図２（ｂ）は排気作用状態における風切部の形状を示す図である。
【００１８】
まず、この冷却ファン１００の風切部１０２が、図２（ａ）に示す吸気作用状態で作動しているとする。この状態で電子機器内部の温度が次第に上昇し、風切部１０２があたためられて所定の温度に達した場合に、形状記憶合金で構成されている風切部１０２が、図２（ｂ）に示す排気作用状態（あらかじめ記憶している形状）に変化する。風切部１０２の形状を変化させる規準となる温度は、電子機器内の電子部品が故障または誤作動をするおそれがある温度が好ましく、おおよそ４０℃が好適である。
【００１９】
以上のように、この冷却ファン１００は、所定の温度に到達すると風切部１０２があらかじめ記憶されている形状に変化するので、冷却ファン１００の回転方向を変えることなく、また冷却ファン１００の付け替えを行わずに、同一の冷却ファン１００で気流方向を変えて吸気作用から排気作用へ移行することができる。また、この冷却ファン１００は、所定の温度を下回った場合には、風切部１０２がもと形状に戻り、再び吸気を行うことができるようになる。このような特性を備えた冷却ファン１００を用いれば、電子機器内の温度に適した冷却効果が得られるようになる。また、より効果的な冷却作用を望む場合には、電子機器内に複数の冷却ファン１００を設ければよい。
【００２０】
さらなる効果的な電子機器内の冷却を行おうとする場合には、温度変化に従い段階的に風切部１０２の形状が変化するように構成し、気流の方向に加え、気流の量も変化させるようにするとよい。
【００２１】
たとえば、温度Ａに達した時点で風切部１０２の形状が吸気作用状態から排気作用状態へ切り替わり、次に温度Ｂ（Ａ＜Ｂ）に達した時点で風切部１０２の角度をさらに変化させ、より強い排気作用が行えるように（より多量の排気気流が発生するように）形状記憶合金で構成された風切部１０２の記憶形状を設定するとよい。また、図２（ａ）から図２（ｂ）の状態に徐々に変化するようにしてもよい。
【００２２】
また、段階的に形状変化する風切部１０２を備えた冷却ファン１００を電子機器内に複数備えることで、より効果的な冷却作用が期待できる。特に、各冷却ファン１００の風切部１０２の形状変化する温度を異ならせれば、細かい気流量の調節を行うことができる。
【００２３】
（冷却ファン制御装置の機能的構成）
図３は、この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この冷却ファン制御装置３００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ３０１と、時間をカウントするためのタイマー３０２と、冷却ファンを一方向に回転駆動させる駆動部３０３と、形状記憶合金からなる冷却ファン１００の風切部１０２の形状変化を制御する形状記憶合金制御部３０４と、を備えている。なお、ここで用いられる冷却ファン１００は、図１に示したものと同様のものである。
【００２４】
図１に示した冷却ファン１００は、風切部１０２自体が自ら温度変化によって形状を変化させることができるものである。この冷却ファン１００を図３に示す冷却ファン制御装置３００とともに用いることで、形状記憶合金制御部３０４の動作により一定時間ごとに風切部１０２の形状を変化させることができる。
【００２５】
すなわち、冷却ファン１００を回転駆動させる駆動部３０３か駆動し始めると同時にタイマー３０２がカウントを開始し、タイマー３０２があらかじめ設定された時間までカウントすると、ＣＰＵ３０１からの命令で形状記憶合金制御部３０４から形状記憶合金で構成された風切部１０２に導電し形状記憶合金が変形する温度まで風切部１０２を発熱させ、風切部１０２の形状を変化させる。その後、タイマー３０２が再び設定された時間までカウントすると、ＣＰＵ３０１の命令で形状記憶合金制御部３０４から風切部１０２への導電を停止させることで形状記憶合金で構成された風切部１０２の温度が低下し、風切部１０２は変形前の形状に戻る。
【００２６】
このようにすることで、電子機器内部の温度上昇によらず、一定時間ごとに強制的に冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させて、吸気作用から排気作用へ、または排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になる。
【００２７】
また、より効果的な冷却作用を望む場合には、電子機器内に複数の冷却ファン１００と、それぞれの冷却ファン１００の風切部１０２の形状を制御する複数の冷却ファン制御装置３００を設ければよい。そして、各冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させる時間が異なるようにタイマー設定を行えば、風切部１０２が形状変化する時間がずれ、ある冷却ファン１００には吸気作用を担当させ、別の冷却ファン１００には排気作用を担当させるといったことも可能になる。このようにすることで、より効果的な冷却作用が期待できる。
【００２８】
さらなる効果的な電子機器内の冷却を行おうとする場合には、温度変化に従い段階的に風切部１０２の形状が変化するように構成された冷却ファン１００を複数設けるとともに、それぞれの冷却ファン１００の風切部１０２の形状を制御する複数の冷却ファン制御装置３００も冷却ファン１００と同数設ければよい。
【００２９】
たとえば、温度Ａに達した時点で風切部１０２の形状が吸気作用状態から排気作用状態へ切り替わり、次に温度Ｂ（Ａ＜Ｂ）に達した時点で風切部１０２の角度をさらに変化させ、より強い排気が行えるように（より多量の排気気流が発生するように）形状記憶合金で構成された風切部１０２の記憶形状を設定するとよい。そのうえで、形状記憶合金制御部３０４から風切部１０２に導かれる電流の量を変化させることで、風切部１０２の温度を変化させ、風切部１０２の形状を段階的に変化させることができるようになる。また、図２（ａ）から図２（ｂ）の状態に徐々に変化するようにしてもよい。特に、各冷却ファン１００の風切部１０２の形状変化する温度を異ならせ、それぞれの形状記憶合金制御部３０４から風切部１０２へ導かれる電流の量の変化を個別に制御できるようすれば、さらに細かい気流量の調節を行うことができる。また、前述のように、各冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させる時間が異なるようにタイマー設定を行えば、より優れた冷却効果が得られる。
【００３０】
また、風切部１０２を変化させる時間をユーザが自由に設定できるようにすると、電子機器の特性に応じたより優れた冷却効果が得られるようになる。以下、このように構成された冷却ファン制御装置の一実施形態を示す。
【００３１】
図４は、この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この冷却ファン制御装置４００は、図３に示した冷却ファン制御装置３００の構成に加え、時間をカウントするためのタイマー３０２のカウント時間を任意に設定する操作部４０１を備えている。このため、ユーザが操作部４０１から風切部１０２の形状を変化させるまでの時間を入力することで、タイマー３０２に風切部１０２の形状を変化させるまでの時間を任意に設定することができる。したがって、この冷却ファン制御装置４００によれば、ユーザの判断により、風切部１０２の形状を変化させる時間を選択できるので、図３に示した冷却ファン制御装置３００に比べ、より電子機器の特性に適応した冷却効果が得られるようになる。
【００３２】
なお、この冷却ファン制御装置４００を採用する際にも図３に示した冷却ファン制御装置３００と同様に、複数の冷却ファン１００および冷却ファン制御装置４００を設けるとよい。また、冷却ファン１００も温度変化にともない段階的に形状が変化するものを採用するとより優れた冷却効果が得られることになる。
【００３３】
また、電子機器の処理状況に連動して冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させるようにすることもできる。以下、このように構成された冷却ファン制御装置の一実施形態を示す。
【００３４】
図５は、この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この冷却ファン制御装置５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ３０１と、冷却ファン制御装置５００が搭載された電子機器の処理量をカウントするカウンタ５０１と、冷却ファンを回転駆動させる駆動部３０３と、形状記憶合金からなる冷却ファン１００の風切部１０２の形状変化を制御する形状記憶合金制御部３０４と、を備えている。なお、ここで用いられる冷却ファン１００も、図１に示したものと同様のものである。
【００３５】
この冷却ファン制御装置５００は、この装置が搭載された電子機器の処理量が所定の値に到達したことをカウンタ５０１が計数すると、ＣＰＵ３０１からの命令で形状記憶合金制御部３０４から形状記憶合金で構成された風切部１０２に導電することで形状記憶合金が変形する温度まで風切部１０２を発熱させ、風切部１０２の形状を変化させる。その後、カウンタ５０１が再び所定の処理量を計数すると、ＣＰＵ３０１の命令で形状記憶合金制御部３０４から風切部１０２への導電を停止させることで形状記憶合金で構成された風切部１０２の温度が低下し、風切部１０２は変形前の形状に戻る。以下では、この冷却ファン制御装置５００が画像形成装置に搭載された場合を想定して動作を説明する。
【００３６】
カウンタ５０１は、画像形成装置における連続印刷枚数をカウントする（連続印刷が停止するとカウンタ５０１もクリアされる）。たとえば、連続印刷枚数が５０枚に到達したときに風切部１０２の形状を変化させるように設定されているとする。画像形成装置が５０枚連続印刷すると、カウンタ５０１の値が５０になり、ＣＰＵ３０１からの命令で形状記憶合金制御部３０４から形状記憶合金で構成された風切部１０２に導電し形状記憶合金が変形する温度まで風切部１０２を発熱させ、風切部１０２の形状を変化させる。その後、カウンタ５０１が再び連続印刷枚数が５０になったことを計数すると、ＣＰＵ３０１の命令で形状記憶合金制御部３０４から風切部１０２への導電を停止させることで形状記憶合金で構成された風切部１０２の温度が低下し、風切部１０２は変形前の形状に戻る。
【００３７】
このようにすることで、電子機器内部の温度上昇によらず、電子機器による所定の処理が終了するたびに強制的に冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させて、吸気作用から排気作用へ、または排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になる。
【００３８】
また、この冷却ファン制御装置５００を採用する際にも図３に示した冷却ファン制御装置３００と同様に、複数の冷却ファン１００および冷却ファン制御装置５００を設けるとよい。また、制御を行う冷却ファン１００も温度変化にともない段階的に形状が変化するものを採用するとより優れた冷却効果が得られることになる。
【００３９】
（冷却ファン、冷却ファン制御装置の使用例）
図６は、この発明にかかる冷却ファン、冷却ファン制御装置の一使用例を示す図である。ここでは、画像処理装置に使用する場合の一例を示す。この画像形成装置６００は、給紙部６０１と、読取部６０２と、画像形成部６０３と、定着部６０４と、排紙部６０５と、表示部６０６と、電源６０７と、冷却ファン１００と、冷却ファン制御装置６０８と、を備える。
【００４０】
この画像形成装置６００では、給紙部６０１から送られた印刷用紙が、読取部６０２で読み取られた画像データを画像化するための画像形成部６０３に送られる。そして、画像が定着部６０４で前記印刷用紙に定着される。その後、排紙部６０５に印字物が排紙され印字動作が完了する。表示部６０６は、画像形成装置６００の各種情報を表示してユーザに認識させるためのものである。電源６０７は、外部からの商用電源を入力し、画像形成装置６００内の各電気部品に電気を供給するためのものである。冷却ファン１００は、画像形成装置６００の内部を冷却するためのものであり、図１に示したものを用いる。また、冷却ファン制御装置６０８は、冷却ファン１００の回転駆動を制御するためのものである。
【００４１】
この画像形成装置６００では、冷却ファン１００を用いているので、画像形成装置６００内の温度変化に従って風切部１０２の形状が変化し、画像形成装置６００内の冷却を行うことができるため、冷却ファン制御装置６０８には冷却ファン１００の回転駆動のみを制御する一般的な冷却ファン制御装置を用いてもよい。ただし、冷却ファン制御装置６０８に図３〜図５のいずれか一つに示した冷却ファン制御装置を用いれば、画像形成装置６００内部の温度上昇によらず、意図的に冷却ファン１００の風切部１０２の形状を変化させて、吸気作用から排気作用へ、または排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になるので、より効果的な冷却が行える。
【００４２】
以上説明したように、この発明にかかる冷却ファンによれば、所定の温度に到達すると冷却ファンの風切部があらかじめ記憶されている形状に変化するので、冷却ファンの回転方向を変えることなく、また冷却ファン付け替えを行わずに、同一の冷却ファンで気流方向を変えて吸気作用から排気作用へ移行することができる。また、この冷却ファンは、所定の温度を下回った場合には、前記風切部がもと形状に戻り、再び吸気を行うことができるようになる。
【００４３】
また、この発明にかかる冷却ファンと冷却ファン制御装置によれば、電子機器内部の温度上昇によらず、一定時間ごと（または所定の処理が終了するたびに）に強制的に冷却ファンの風切部の形状を変化させて、吸気作用から排気作用へ、または排気作用から吸気作用への気流方向の切替えが可能になる。よって、より効果的な電子機器内部の冷却を行うことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
以上のように、この発明にかかる冷却ファン、冷却ファン制御装置は、熱源を内蔵するパソコンや、薄型テレビ、液晶プロジェクタ、画像形成装置などの各種電子機器の内部を空冷するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施形態にかかる冷却ファンの形状を示す部分図である。
【図２】この発明の一実施形態にかかる冷却ファンを側面方向からみた部分図である。
【図３】この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の一実施形態にかかる冷却ファン制御装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図６】この発明にかかる冷却ファン、冷却ファン制御装置の一使用例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  冷却ファン
１０１  ボス部
１０２  風切部
３００，４００，５００，６０８  冷却ファン制御装置
３０１  ＣＰＵ
３０２  タイマー
３０３  駆動部
３０４  形状記憶合金制御部
４０１  操作部
５０１  カウンタ
６００  画像形成装置
６０１  給紙部
６０２  読取部
６０３  画像形成部
６０４  定着部
６０５  排紙部
６０６  表示部
６０７  電源
【図１】
2009117781.tif 000003
【図２】
2009117781.tif 000004
【図３】
2009117781.tif 000005
【図４】
2009117781.tif 000006
【図５】
2009117781.tif 000007
【図６】
2009117781.tif 000008