電子機器及び電子機器の冷却方法
【課題】筐体内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができる電子機器を提供する。
【解決手段】筐体１０は温度上昇部材である液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇを内部に有する。吸気ファン３は温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む。排気ファン５は筐体１０内の空気を排出する。圧力センサ２０は、筐体１０の内圧と外圧との差を検出して圧力データを出力する。制御部２１，圧力・回転数設定テーブル２２，同期化部２３，クロック発生部２４，ＰＷＭ駆動部２５，加算部２６の部分は、圧力データに応じて排気ファン５の回転数を制御して、排気ファン５が空気を排出する程度を制御する。
【解決手段】筐体１０は温度上昇部材である液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇを内部に有する。吸気ファン３は温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む。排気ファン５は筐体１０内の空気を排出する。圧力センサ２０は、筐体１０の内圧と外圧との差を検出して圧力データを出力する。制御部２１，圧力・回転数設定テーブル２２，同期化部２３，クロック発生部２４，ＰＷＭ駆動部２５，加算部２６の部分は、圧力データに応じて排気ファン５の回転数を制御して、排気ファン５が空気を排出する程度を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度上昇部材を冷却する構造・方法を改良した電子機器及び電子機器の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の一例である液晶プロジェクタは、映像信号に応じて液晶を変調させる液晶素子を備える。液晶プロジェクタを動作させると、液晶素子は駆動回路の発熱や照射される光によって温度が上昇する。部材それ自体が発熱する発熱体や外部から与えられる熱によって温度が上昇する部材を温度上昇部材と総称する。液晶プロジェクタでは、液晶素子以外にも電源部，ランプ，電気回路等が温度上昇部材となる。そこで、液晶プロジェクタは、液晶素子等の温度上昇部材を冷却するための冷却ファンを備える。特許文献１に記載されているように、冷却ファンとして吸気ファンと排気ファンとを備える場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８４５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように電子機器が温度上昇部材を冷却するための冷却ファンを複数備える場合には、複数の冷却ファンによる相互影響で筐体の内部は圧力が変化しやすい。圧力が変化すると、冷却ファンの回転数が変動して送風量が変化してしまう。そのため、所望の冷却特性を得ることができず、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができない場合がある。吸気ファンとしては遠心送風方式のシロッコファンが用いられる場合が多い。シロッコファンは軸流方式ファンと比較して圧力変化の影響を受けやすいため、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことが特に求められる。
【０００５】
本発明はこのような要望に対応するため、筐体内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができる電子機器及び電子機器の冷却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】
【０００６】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を内部に有する筐体（１０）と、前記筐体の吸入口に取り付けられ、前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む吸気ファン（３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）と、前記筐体の排出口に取り付けられ、前記筐体内の空気を排出する排気ファン（５）と、前記筐体の内圧と外圧との差を検出し、前記差を示す圧力データを出力する圧力センサ（２０）と、前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する排出制御部（２１〜２６）とを備えることを特徴とする電子機器を提供する。
【０００７】
上記の電子機器において、前記排出制御部は、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御する排気ファン回転数制御部であることが好ましい。
【０００８】
上記の電子機器において、前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを出力する温度センサ（１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ）と、前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部（１１〜１５）とを備えることが好ましい。
【０００９】
上記の電子機器において、前記筐体が複数の温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を有する場合には、前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファン（３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）と、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを出力する温度センサ（１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ）とを備え、前記吸気ファン回転数制御部は、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御することが好ましい。
【００１０】
上記の電子機器において、前記温度上昇部材は液晶素子であり、前記電子機器は液晶プロジェクタであってよい。
【００１１】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を内部に有する筐体（１０）の吸入口に取り付けられた吸気ファン（３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）によって前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込み、前記筐体の排出口に取り付けられた排気ファン（５）によって前記筐体内の空気を排出し、前記筐体の内圧と外圧との差を検出して圧力データを生成し、前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御することを特徴とする電子機器の冷却方法を提供する。
【００１２】
上記の電子機器の冷却方法において、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御することが好ましい。
【００１３】
上記の電子機器の冷却方法において、前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを生成し、前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御することが好ましい。
【００１４】
上記の電子機器の冷却方法において、前記筐体は複数の温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を有し、前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファン（３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）によって前記複数の温度上昇部材それぞれを冷却し、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを生成し、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子機器及び電子機器の冷却方法によれば、筐体内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子機器の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】各実施形態で用いているシロッコファンの風量と圧力との関係を示すP-Q特性図である。
【図３】本発明の電子機器の第２実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の電子機器の第３実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の電子機器及び電子機器の冷却方法の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。後述する各実施形態は、電子機器として液晶プロジェクタを例にして説明する。電子機器は液晶プロジェクタに限定されるものではなく、冷却を必要とする温度上昇部材を有する任意の電子機器でよい。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１において、筐体１０内の所定の位置には温度上昇部材の一例としての液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇが取り付けられている。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇはそれぞれ、赤，青，緑の３原色映像信号を変調するための変調素子である。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇにはそれぞれ、放熱のためのヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇが取り付けられている。筐体１０の図１左側に設けられている吸気口には吸気ファン３が装着されている。第１実施形態では、吸気ファン３としてシロッコファンを用いている。ハッチングを付した矢印は筐体１０内に取り込まれる空気の流れを示している。
【００１９】
吸気ファン３にはダクト４が接続されている。第１実施形態では、１つの吸気ファン３によって筐体１０内に取り込んだ空気をダクト４によって液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ（ヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ）近傍まで導き、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ（ヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ）を冷却する。ダクト４は、ヒートシンク２Ｒに対向する開口４orと、ヒートシンク２Ｂに対向する開口４obと、ヒートシンク２Ｇに対向する開口４ogとを備える。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇによって発熱量が異なるので開口４or，４ob，４ogの面積を異ならせることが好ましく、例えば、開口４or，４ob，４ogの順で１：４：５とする。
【００２０】
筐体１０の図１右側に設けられている排気口には排気ファン５が装着されている。第１実施形態では、排気ファン５として軸流方式ファンを用いている。ハッチングを付した矢印は筐体１０より排出される空気の流れを示している。
【００２１】
図２は、シロッコファンの風量と圧力（静圧）との関係を示すP-Q特性を示している。図２より分かるように、シロッコファンは静圧が低くなれば風量が大きくなり、静圧が高くなれば風量が小さくなる特性を有する。静圧が最大のとき全閉状態で風量が０、風量が最大のときは無圧力のフリーエアの状態となる。筐体１０内の圧力が変化すれば、吸気ファン３による吸気の風量が変化することになる。
【００２２】
特に図示していないが、筐体１０内には、温度上昇部材として、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇの他に電源部やランプ等の発熱体も有し、筐体１０内にはこれらを冷却する冷却ファンも存在する。この冷却ファンによって筐体１０内の圧力が変化しやすく、吸気ファン３による吸気の風量に影響を及ぼすことになる。
【００２３】
そこで、第１実施形態においては、吸気ファン３の回転数と排気ファン５の回転数とを個別に管理して個別に制御する。吸気ファン３より出力された回転パルスＰrt3は同期化部１３に入力される。同期化部１３にはクロック発生部１４が発生する基準クロック（基準パルス）が入力される。ＰＷＭ駆動部１５は、所定のパルス幅の駆動パルスを吸気ファン３に供給する。吸気ファン３は駆動パルスのパルス幅に応じた回転数で回転する。同期化部１３は、回転パルスＰrt3を基準クロックに一致させるようにＰＷＭ駆動部１５を制御する。
【００２４】
吸気ファン３は、吸気ファン３→同期化部１３→ＰＷＭ駆動部１５→吸気ファン３の第１のループによって回転パルスＰrt3が一定になるように制御される。この第１のループではリアルタイムで吸気ファン３の回転数が制御される。
【００２５】
液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇにはそれぞれ温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒが装着されている。制御部１１には、少なくとも液晶素子１Ｂに装着されている温度センサ１３Ｂからの温度データが入力される。破線で示しているように、制御部１１に温度センサ１３Ｇ，１３Ｒからの温度データも入力してもよい。
【００２６】
温度・回転数設定テーブル１２には、液晶素子１Ｂ（１Ｒ，１Ｇ）の温度に対して吸気ファン３の回転数が設定されている。制御部１１は、温度センサ１３Ｂからの温度データに応じた吸気ファン３の回転数とするよう同期化部１３を制御する。液晶素子１Ｂの温度が上昇すれば吸気ファン３の回転数を増加させるよう制御する。吸気ファン３は、液晶素子１Ｂ→制御部１１→同期化部１３→ＰＷＭ駆動部１５→吸気ファン３の第２のループによって、回転パルスＰrt3が液晶素子１Ｂの温度に応じて制御される。この第２のループでは例えば３０秒ごとに制御部１１から出力される制御信号が更新される。
【００２７】
制御部１１が同期化部１３に出力する制御信号は、回転数を指定するためのクロック数である。
【００２８】
図１において、制御部１１，温度・回転数設定テーブル１２，同期化部１３，クロック発生部１４，ＰＷＭ駆動部１５の部分は、温度センサ１３Ｂ（１３Ｒ，１３Ｇ）からの温度データに応じて吸気ファン３の回転数を制御する吸気ファン回転数制御部となっている。
【００２９】
排気ファン５より出力された回転パルスＰrt5は同期化部２３に入力される。同期化部２３にはクロック発生部２４が発生する基準クロック（基準パルス）が入力される。ＰＷＭ駆動部２５は、所定のパルス幅の駆動パルスを排気ファン５に供給する。排気ファン５は駆動パルスのパルス幅に応じた回転数で回転する。同期化部２３は、回転パルスＰrt5を基準クロックに一致させるようにＰＷＭ駆動部２５を制御する。
【００３０】
排気ファン５は、排気ファン５→同期化部２３→ＰＷＭ駆動部２５→排気ファン５の第３のループによって回転パルスＰrt5が一定になるように制御される。この第３のループではリアルタイムに排気ファン５の回転数が制御される。
【００３１】
筐体１０には、筐体１０の内部の圧力（内圧）と外部の圧力（外圧）との差を検出する圧力センサ２０が取り付けられている。制御部２１には、圧力センサ２０からの内圧と外圧との差を示す圧力データが入力される。圧力・回転数設定テーブル２２には、圧力センサ２０からの圧力データに対して排気ファン５の回転数が設定されている。制御部２１は、圧力・回転数設定テーブル２２を参照して圧力センサ２０からの圧力データに応じた排気ファン５の回転数とするよう同期化部２３に対して目標とする回転数を設定する。
【００３２】
排気ファン５は、圧力センサ２０→制御部２１→同期化部２３→ＰＷＭ駆動部２５→排気ファン５の第４のループによって、回転パルスＰrt5が筐体１０の内部と外部との圧力差に応じて制御される。この第４のループでは例えば３０秒ごとに制御部２１から出力される制御信号が更新される。制御部２１が同期化部２３に出力する制御信号は、回転数を指定するためのクロック数である。
【００３３】
筐体１０の内圧をＰａin、外圧をＰａoutとすると、吸気ファン３によって筐体１０内に取り込まれた空気が排気ファン５によって効率的に排出されるためには、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより若干高い程度がよい。即ち、筐体１０内が所定の範囲の陽圧がよい。そこで、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより所定以上高い場合には、上記の第４のループによる制御によって排気ファン５の回転数を増加させ、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutと同じ、または、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより低い場合には、上記の第４のループによる制御によって排気ファン５の回転数を減少させる。
【００３４】
第１実施形態において、第１〜第４のループの具体的な構成は図１に示す構成に限定されることはなく、具体的な構成は適宜変更可能である。
【００３５】
図１において、制御部２１，圧力・回転数設定テーブル２２，同期化部２３，クロック発生部２４，ＰＷＭ駆動部２５の部分は、圧力センサ２０からの圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部となっている。図１では、好適な構成として、排出制御部は、圧力データに応じて排気ファン５の回転数を制御する排気ファン回転数制御部となっている。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図３において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図３に示す第２実施形態においては、液晶素子１Ｒ（ヒートシンク２Ｒ）に対して吸気ファン３Ｒが設けられ、液晶素子１Ｂ（ヒートシンク２Ｂ）に対して吸気ファン３Ｂが設けられ、液晶素子１Ｇ（ヒートシンク２Ｇ）に対して吸気ファン３Ｇが設けられている。吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇはシロッコファンである。
【００３７】
制御部１１には、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇそれぞれに装着されている温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒからの温度データが入力される。制御部１１は、温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒからの温度データが入力され、吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇが液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇに対して個別に設けられているので、上述した第２のループによって吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇを個別に制御することができる。従って、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇは個々の温度に応じて最適な状態に制御される。
【００３８】
図３においては、図１における制御部２１を省略して１つの制御部１１によって同期化部１３と同期化部２３との双方を制御している。圧力センサ２０からの圧力データは制御部１１に入力される。制御部１１は、圧力・回転数設定テーブル２２を参照して、圧力センサ２０からの圧力データに応じた排気ファン５の回転数とするよう同期化部２３に対して目標とする回転数を設定する。
【００３９】
図３においても、図１と同様に、２つの制御部１１，２１を備えて、同期化部１３と同期化部２３とを個別に制御してもよい。第１〜第４のループの具体的な構成、吸気ファン回転数制御部及び排出制御部（排気ファン回転数制御部）の具体的な構成は適宜変更可能である。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図４において、図１，図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図４に示す第３実施形態では、排気ファン５に対する制御が図１，図３と異なっている。圧力センサ２０からの圧力データは制御部２６に入力される。圧力・シャッタ設定テーブル２７には、圧力センサ２０からの圧力データに対して、筐体１０の内部に設けられている排気ファン５に対するシャッタ３０の位置（開閉の程度）が設定されている。
【００４１】
制御部２６は、圧力・シャッタ設定テーブル２７を参照して、圧力センサ２０からの圧力データに応じたシャッタ３０の位置データをシャッタ制御部２８に入力する。シャッタ制御部２８は入力された位置データに応じて駆動部２９を駆動して、シャッタ３０を適宜の位置に移動させる。シャッタ３０は、破線両矢印で示すように駆動部２９によってその位置が制御される。シャッタ３０が排気ファン５を塞ぐ方向（図４の上方向）に移動すれば、排気ファン５による排気量が減少し、シャッタ３０が排気ファン５を塞がない方向（図４の下方向）に移動すれば、排気ファン５による排気量が増加する。
【００４２】
図４において、制御部２６，圧力・シャッタ設定テーブル２７，シャッタ制御部２８，駆動部２９，シャッタ３０の部分は、圧力センサ２０からの圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部となっている。図４における排出制御部は排気ファン５の回転数を一定とし、シャッタ３０によって排気ファン５を塞ぐ程度を異ならせることによって、排気ファン５が空気を排出する程度を制御する構成である。
【００４３】
以上説明した各実施形態によれば、筐体１０の内圧と外圧との差である圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部を備えるので、筐体１０内を適度な陽圧に保つことができる。従って、筐体１０内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことが可能となる。好ましい構成として、各実施形態は、温度上昇部材の温度に応じて吸気ファン３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部を備えるので、温度上昇部材の温度制御をさらに的確に行うことが可能となる。
【００４４】
各実施形態によれば、的確に温度上昇部材の温度を制御することが可能になるので、必要以上に吸気ファン３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇや排気ファン５を回転させることがなく、騒音を抑えることが可能となり、消費電力を削減することができるという副次的な効果も奏する。
【００４５】
本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。前述のように、各実施形態は電子機器として液晶プロジェクタを例にしたが、これに限定されるものではない。また、冷却する対象の温度上昇部材は液晶素子に限定されるものでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ 液晶素子（温度上昇部材）
２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ ヒートシンク
３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ 吸気ファン
４ ダクト
５ 排気ファン
１０ 筐体
１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ 温度センサ
１１，２１，２６ 制御部
１２ 温度・回転数設定テーブル
１３，２３ 同期化部
１４，２４ クロック発生部
１５，２５ ＰＷＭ駆動部
２０ 圧力センサ
２２ 圧力・回転数設定テーブル
２７ 圧力・シャッタ設定テーブル
２８ シャッタ制御部
２９ 駆動部
３０ シャッタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度上昇部材を冷却する構造・方法を改良した電子機器及び電子機器の冷却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の一例である液晶プロジェクタは、映像信号に応じて液晶を変調させる液晶素子を備える。液晶プロジェクタを動作させると、液晶素子は駆動回路の発熱や照射される光によって温度が上昇する。部材それ自体が発熱する発熱体や外部から与えられる熱によって温度が上昇する部材を温度上昇部材と総称する。液晶プロジェクタでは、液晶素子以外にも電源部，ランプ，電気回路等が温度上昇部材となる。そこで、液晶プロジェクタは、液晶素子等の温度上昇部材を冷却するための冷却ファンを備える。特許文献１に記載されているように、冷却ファンとして吸気ファンと排気ファンとを備える場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−８４５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように電子機器が温度上昇部材を冷却するための冷却ファンを複数備える場合には、複数の冷却ファンによる相互影響で筐体の内部は圧力が変化しやすい。圧力が変化すると、冷却ファンの回転数が変動して送風量が変化してしまう。そのため、所望の冷却特性を得ることができず、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができない場合がある。吸気ファンとしては遠心送風方式のシロッコファンが用いられる場合が多い。シロッコファンは軸流方式ファンと比較して圧力変化の影響を受けやすいため、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことが特に求められる。
【０００５】
本発明はこのような要望に対応するため、筐体内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができる電子機器及び電子機器の冷却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】
【０００６】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を内部に有する筐体（１０）と、前記筐体の吸入口に取り付けられ、前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む吸気ファン（３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）と、前記筐体の排出口に取り付けられ、前記筐体内の空気を排出する排気ファン（５）と、前記筐体の内圧と外圧との差を検出し、前記差を示す圧力データを出力する圧力センサ（２０）と、前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する排出制御部（２１〜２６）とを備えることを特徴とする電子機器を提供する。
【０００７】
上記の電子機器において、前記排出制御部は、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御する排気ファン回転数制御部であることが好ましい。
【０００８】
上記の電子機器において、前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを出力する温度センサ（１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ）と、前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部（１１〜１５）とを備えることが好ましい。
【０００９】
上記の電子機器において、前記筐体が複数の温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を有する場合には、前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファン（３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）と、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを出力する温度センサ（１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ）とを備え、前記吸気ファン回転数制御部は、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御することが好ましい。
【００１０】
上記の電子機器において、前記温度上昇部材は液晶素子であり、前記電子機器は液晶プロジェクタであってよい。
【００１１】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を内部に有する筐体（１０）の吸入口に取り付けられた吸気ファン（３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）によって前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込み、前記筐体の排出口に取り付けられた排気ファン（５）によって前記筐体内の空気を排出し、前記筐体の内圧と外圧との差を検出して圧力データを生成し、前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御することを特徴とする電子機器の冷却方法を提供する。
【００１２】
上記の電子機器の冷却方法において、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御することが好ましい。
【００１３】
上記の電子機器の冷却方法において、前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを生成し、前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御することが好ましい。
【００１４】
上記の電子機器の冷却方法において、前記筐体は複数の温度上昇部材（１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ）を有し、前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファン（３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ）によって前記複数の温度上昇部材それぞれを冷却し、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを生成し、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の電子機器及び電子機器の冷却方法によれば、筐体内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の電子機器の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】各実施形態で用いているシロッコファンの風量と圧力との関係を示すP-Q特性図である。
【図３】本発明の電子機器の第２実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の電子機器の第３実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の電子機器及び電子機器の冷却方法の各実施形態について、添付図面を参照して説明する。後述する各実施形態は、電子機器として液晶プロジェクタを例にして説明する。電子機器は液晶プロジェクタに限定されるものではなく、冷却を必要とする温度上昇部材を有する任意の電子機器でよい。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１において、筐体１０内の所定の位置には温度上昇部材の一例としての液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇが取り付けられている。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇはそれぞれ、赤，青，緑の３原色映像信号を変調するための変調素子である。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇにはそれぞれ、放熱のためのヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇが取り付けられている。筐体１０の図１左側に設けられている吸気口には吸気ファン３が装着されている。第１実施形態では、吸気ファン３としてシロッコファンを用いている。ハッチングを付した矢印は筐体１０内に取り込まれる空気の流れを示している。
【００１９】
吸気ファン３にはダクト４が接続されている。第１実施形態では、１つの吸気ファン３によって筐体１０内に取り込んだ空気をダクト４によって液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ（ヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ）近傍まで導き、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ（ヒートシンク２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ）を冷却する。ダクト４は、ヒートシンク２Ｒに対向する開口４orと、ヒートシンク２Ｂに対向する開口４obと、ヒートシンク２Ｇに対向する開口４ogとを備える。液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇによって発熱量が異なるので開口４or，４ob，４ogの面積を異ならせることが好ましく、例えば、開口４or，４ob，４ogの順で１：４：５とする。
【００２０】
筐体１０の図１右側に設けられている排気口には排気ファン５が装着されている。第１実施形態では、排気ファン５として軸流方式ファンを用いている。ハッチングを付した矢印は筐体１０より排出される空気の流れを示している。
【００２１】
図２は、シロッコファンの風量と圧力（静圧）との関係を示すP-Q特性を示している。図２より分かるように、シロッコファンは静圧が低くなれば風量が大きくなり、静圧が高くなれば風量が小さくなる特性を有する。静圧が最大のとき全閉状態で風量が０、風量が最大のときは無圧力のフリーエアの状態となる。筐体１０内の圧力が変化すれば、吸気ファン３による吸気の風量が変化することになる。
【００２２】
特に図示していないが、筐体１０内には、温度上昇部材として、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇの他に電源部やランプ等の発熱体も有し、筐体１０内にはこれらを冷却する冷却ファンも存在する。この冷却ファンによって筐体１０内の圧力が変化しやすく、吸気ファン３による吸気の風量に影響を及ぼすことになる。
【００２３】
そこで、第１実施形態においては、吸気ファン３の回転数と排気ファン５の回転数とを個別に管理して個別に制御する。吸気ファン３より出力された回転パルスＰrt3は同期化部１３に入力される。同期化部１３にはクロック発生部１４が発生する基準クロック（基準パルス）が入力される。ＰＷＭ駆動部１５は、所定のパルス幅の駆動パルスを吸気ファン３に供給する。吸気ファン３は駆動パルスのパルス幅に応じた回転数で回転する。同期化部１３は、回転パルスＰrt3を基準クロックに一致させるようにＰＷＭ駆動部１５を制御する。
【００２４】
吸気ファン３は、吸気ファン３→同期化部１３→ＰＷＭ駆動部１５→吸気ファン３の第１のループによって回転パルスＰrt3が一定になるように制御される。この第１のループではリアルタイムで吸気ファン３の回転数が制御される。
【００２５】
液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇにはそれぞれ温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒが装着されている。制御部１１には、少なくとも液晶素子１Ｂに装着されている温度センサ１３Ｂからの温度データが入力される。破線で示しているように、制御部１１に温度センサ１３Ｇ，１３Ｒからの温度データも入力してもよい。
【００２６】
温度・回転数設定テーブル１２には、液晶素子１Ｂ（１Ｒ，１Ｇ）の温度に対して吸気ファン３の回転数が設定されている。制御部１１は、温度センサ１３Ｂからの温度データに応じた吸気ファン３の回転数とするよう同期化部１３を制御する。液晶素子１Ｂの温度が上昇すれば吸気ファン３の回転数を増加させるよう制御する。吸気ファン３は、液晶素子１Ｂ→制御部１１→同期化部１３→ＰＷＭ駆動部１５→吸気ファン３の第２のループによって、回転パルスＰrt3が液晶素子１Ｂの温度に応じて制御される。この第２のループでは例えば３０秒ごとに制御部１１から出力される制御信号が更新される。
【００２７】
制御部１１が同期化部１３に出力する制御信号は、回転数を指定するためのクロック数である。
【００２８】
図１において、制御部１１，温度・回転数設定テーブル１２，同期化部１３，クロック発生部１４，ＰＷＭ駆動部１５の部分は、温度センサ１３Ｂ（１３Ｒ，１３Ｇ）からの温度データに応じて吸気ファン３の回転数を制御する吸気ファン回転数制御部となっている。
【００２９】
排気ファン５より出力された回転パルスＰrt5は同期化部２３に入力される。同期化部２３にはクロック発生部２４が発生する基準クロック（基準パルス）が入力される。ＰＷＭ駆動部２５は、所定のパルス幅の駆動パルスを排気ファン５に供給する。排気ファン５は駆動パルスのパルス幅に応じた回転数で回転する。同期化部２３は、回転パルスＰrt5を基準クロックに一致させるようにＰＷＭ駆動部２５を制御する。
【００３０】
排気ファン５は、排気ファン５→同期化部２３→ＰＷＭ駆動部２５→排気ファン５の第３のループによって回転パルスＰrt5が一定になるように制御される。この第３のループではリアルタイムに排気ファン５の回転数が制御される。
【００３１】
筐体１０には、筐体１０の内部の圧力（内圧）と外部の圧力（外圧）との差を検出する圧力センサ２０が取り付けられている。制御部２１には、圧力センサ２０からの内圧と外圧との差を示す圧力データが入力される。圧力・回転数設定テーブル２２には、圧力センサ２０からの圧力データに対して排気ファン５の回転数が設定されている。制御部２１は、圧力・回転数設定テーブル２２を参照して圧力センサ２０からの圧力データに応じた排気ファン５の回転数とするよう同期化部２３に対して目標とする回転数を設定する。
【００３２】
排気ファン５は、圧力センサ２０→制御部２１→同期化部２３→ＰＷＭ駆動部２５→排気ファン５の第４のループによって、回転パルスＰrt5が筐体１０の内部と外部との圧力差に応じて制御される。この第４のループでは例えば３０秒ごとに制御部２１から出力される制御信号が更新される。制御部２１が同期化部２３に出力する制御信号は、回転数を指定するためのクロック数である。
【００３３】
筐体１０の内圧をＰａin、外圧をＰａoutとすると、吸気ファン３によって筐体１０内に取り込まれた空気が排気ファン５によって効率的に排出されるためには、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより若干高い程度がよい。即ち、筐体１０内が所定の範囲の陽圧がよい。そこで、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより所定以上高い場合には、上記の第４のループによる制御によって排気ファン５の回転数を増加させ、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutと同じ、または、内圧Ｐａinが外圧Ｐａoutより低い場合には、上記の第４のループによる制御によって排気ファン５の回転数を減少させる。
【００３４】
第１実施形態において、第１〜第４のループの具体的な構成は図１に示す構成に限定されることはなく、具体的な構成は適宜変更可能である。
【００３５】
図１において、制御部２１，圧力・回転数設定テーブル２２，同期化部２３，クロック発生部２４，ＰＷＭ駆動部２５の部分は、圧力センサ２０からの圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部となっている。図１では、好適な構成として、排出制御部は、圧力データに応じて排気ファン５の回転数を制御する排気ファン回転数制御部となっている。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図３において、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図３に示す第２実施形態においては、液晶素子１Ｒ（ヒートシンク２Ｒ）に対して吸気ファン３Ｒが設けられ、液晶素子１Ｂ（ヒートシンク２Ｂ）に対して吸気ファン３Ｂが設けられ、液晶素子１Ｇ（ヒートシンク２Ｇ）に対して吸気ファン３Ｇが設けられている。吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇはシロッコファンである。
【００３７】
制御部１１には、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇそれぞれに装着されている温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒからの温度データが入力される。制御部１１は、温度センサ１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒからの温度データが入力され、吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇが液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇに対して個別に設けられているので、上述した第２のループによって吸気ファン３Ｒ，３Ｂ，３Ｇを個別に制御することができる。従って、液晶素子１Ｒ，１Ｂ，１Ｇは個々の温度に応じて最適な状態に制御される。
【００３８】
図３においては、図１における制御部２１を省略して１つの制御部１１によって同期化部１３と同期化部２３との双方を制御している。圧力センサ２０からの圧力データは制御部１１に入力される。制御部１１は、圧力・回転数設定テーブル２２を参照して、圧力センサ２０からの圧力データに応じた排気ファン５の回転数とするよう同期化部２３に対して目標とする回転数を設定する。
【００３９】
図３においても、図１と同様に、２つの制御部１１，２１を備えて、同期化部１３と同期化部２３とを個別に制御してもよい。第１〜第４のループの具体的な構成、吸気ファン回転数制御部及び排出制御部（排気ファン回転数制御部）の具体的な構成は適宜変更可能である。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図４において、図１，図２と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。図４に示す第３実施形態では、排気ファン５に対する制御が図１，図３と異なっている。圧力センサ２０からの圧力データは制御部２６に入力される。圧力・シャッタ設定テーブル２７には、圧力センサ２０からの圧力データに対して、筐体１０の内部に設けられている排気ファン５に対するシャッタ３０の位置（開閉の程度）が設定されている。
【００４１】
制御部２６は、圧力・シャッタ設定テーブル２７を参照して、圧力センサ２０からの圧力データに応じたシャッタ３０の位置データをシャッタ制御部２８に入力する。シャッタ制御部２８は入力された位置データに応じて駆動部２９を駆動して、シャッタ３０を適宜の位置に移動させる。シャッタ３０は、破線両矢印で示すように駆動部２９によってその位置が制御される。シャッタ３０が排気ファン５を塞ぐ方向（図４の上方向）に移動すれば、排気ファン５による排気量が減少し、シャッタ３０が排気ファン５を塞がない方向（図４の下方向）に移動すれば、排気ファン５による排気量が増加する。
【００４２】
図４において、制御部２６，圧力・シャッタ設定テーブル２７，シャッタ制御部２８，駆動部２９，シャッタ３０の部分は、圧力センサ２０からの圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部となっている。図４における排出制御部は排気ファン５の回転数を一定とし、シャッタ３０によって排気ファン５を塞ぐ程度を異ならせることによって、排気ファン５が空気を排出する程度を制御する構成である。
【００４３】
以上説明した各実施形態によれば、筐体１０の内圧と外圧との差である圧力データに応じて排気ファン５が空気を排出する程度を制御する排出制御部を備えるので、筐体１０内を適度な陽圧に保つことができる。従って、筐体１０内部の圧力の変化を抑えることができ、温度上昇部材の温度制御を的確に行うことが可能となる。好ましい構成として、各実施形態は、温度上昇部材の温度に応じて吸気ファン３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部を備えるので、温度上昇部材の温度制御をさらに的確に行うことが可能となる。
【００４４】
各実施形態によれば、的確に温度上昇部材の温度を制御することが可能になるので、必要以上に吸気ファン３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇや排気ファン５を回転させることがなく、騒音を抑えることが可能となり、消費電力を削減することができるという副次的な効果も奏する。
【００４５】
本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。前述のように、各実施形態は電子機器として液晶プロジェクタを例にしたが、これに限定されるものではない。また、冷却する対象の温度上昇部材は液晶素子に限定されるものでもない。
【符号の説明】
【００４６】
１Ｒ，１Ｂ，１Ｇ 液晶素子（温度上昇部材）
２Ｒ，２Ｂ，２Ｇ ヒートシンク
３，３Ｒ，３Ｂ，３Ｇ 吸気ファン
４ ダクト
５ 排気ファン
１０ 筐体
１３Ｇ，１３Ｂ，１３Ｒ 温度センサ
１１，２１，２６ 制御部
１２ 温度・回転数設定テーブル
１３，２３ 同期化部
１４，２４ クロック発生部
１５，２５ ＰＷＭ駆動部
２０ 圧力センサ
２２ 圧力・回転数設定テーブル
２７ 圧力・シャッタ設定テーブル
２８ シャッタ制御部
２９ 駆動部
３０ シャッタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度上昇部材を内部に有する筐体と、
前記筐体の吸入口に取り付けられ、前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む吸気ファンと、
前記筐体の排出口に取り付けられ、前記筐体内の空気を排出する排気ファンと、
前記筐体の内圧と外圧との差を検出し、前記差を示す圧力データを出力する圧力センサと、
前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する排出制御部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記排出制御部は、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御する排気ファン回転数制御部であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを出力する温度センサと、
前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記筐体は複数の温度上昇部材を有し、
前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファンと、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを出力する温度センサとを備え、
前記吸気ファン回転数制御部は、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御する
ことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記温度上昇部材は液晶素子であり、前記電子機器は液晶プロジェクタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
温度上昇部材を内部に有する筐体の吸入口に取り付けられた吸気ファンによって前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込み、
前記筐体の排出口に取り付けられた排気ファンによって前記筐体内の空気を排出し、
前記筐体の内圧と外圧との差を検出して圧力データを生成し、
前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する
ことを特徴とする電子機器の冷却方法。
【請求項７】
前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項６記載の電子機器の冷却方法。
【請求項８】
前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを生成し、
前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の電子機器の冷却方法。
【請求項９】
前記筐体は複数の温度上昇部材を有し、
前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファンによって前記複数の温度上昇部材それぞれを冷却し、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを生成し、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御する
ことを特徴とする請求項８記載の電子機器の冷却方法。
【請求項１】
温度上昇部材を内部に有する筐体と、
前記筐体の吸入口に取り付けられ、前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込む吸気ファンと、
前記筐体の排出口に取り付けられ、前記筐体内の空気を排出する排気ファンと、
前記筐体の内圧と外圧との差を検出し、前記差を示す圧力データを出力する圧力センサと、
前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する排出制御部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記排出制御部は、前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御する排気ファン回転数制御部であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを出力する温度センサと、
前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する吸気ファン回転数制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記筐体は複数の温度上昇部材を有し、
前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファンと、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを出力する温度センサとを備え、
前記吸気ファン回転数制御部は、前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御する
ことを特徴とする請求項３記載の電子機器。
【請求項５】
前記温度上昇部材は液晶素子であり、前記電子機器は液晶プロジェクタであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
温度上昇部材を内部に有する筐体の吸入口に取り付けられた吸気ファンによって前記温度上昇部材を冷却するための空気を取り込み、
前記筐体の排出口に取り付けられた排気ファンによって前記筐体内の空気を排出し、
前記筐体の内圧と外圧との差を検出して圧力データを生成し、
前記圧力データに応じて前記排気ファンが空気を排出する程度を制御する
ことを特徴とする電子機器の冷却方法。
【請求項７】
前記圧力データに応じて前記排気ファンの回転数を制御することを特徴とする請求項６記載の電子機器の冷却方法。
【請求項８】
前記温度上昇部材の温度を検出して温度データを生成し、
前記温度データに応じて前記吸気ファンの回転数を制御する
ことを特徴とする請求項６または７に記載の電子機器の冷却方法。
【請求項９】
前記筐体は複数の温度上昇部材を有し、
前記複数の温度上昇部材それぞれに対応した複数の吸気ファンによって前記複数の温度上昇部材それぞれを冷却し、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度を検出してそれぞれの温度データを生成し、
前記複数の温度上昇部材それぞれの温度データに応じて前記複数の吸気ファンの回転数を個別に制御する
ことを特徴とする請求項８記載の電子機器の冷却方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−９８４５４（Ｐ２０１３−９８４５４Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１９５５（Ｐ２０１１−２４１９５５）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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