(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記検出手段により検出される温度は、前記電子部品から発せられる熱が前記熱伝導放出部材により前記主基板に放出された後の温度であることを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、前記主基板に接続される従基板と、前記主基板にも接触するよう前記検出手段と前記電子部品との間に設けられ、前記電子部品から発せられる熱を前記検出手段に伝導すると共に、前記電子部品から発せられる熱を前記主基板に放出する熱伝導放出部材と、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記電子部品から発せられる熱を前記筺体の外部へ排出するファンと、を含む情報処理装置の制御方法であって、
前記電子部品が動作しているか否かを検出する工程と、
前記検出する工程により前記電子部品が動作していることを検出すると、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記ファンを回転する工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、前記主基板に接続される従基板と、前記主基板にも接触するよう前記検出手段と前記電子部品との間に設けられ、前記電子部品から発せられる熱を前記検出手段に伝導すると共に、前記電子部品から発せられる熱を前記主基板に放出する熱伝導放出部材と、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記電子部品から発せられる熱を前記筺体の外部へ排出するファンと、を含む情報処理装置のコンピュータに、
前記電子部品が動作しているか否かを検出する処理と、
前記検出する処理により前記電子部品が動作していることを検出すると、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記ファンを回転する処理と、
を実行させるためのプログラム。
【背景技術】
【0002】
情報処理装置の一例であるパーソナルコンピュータ(以下、PCという。)から発せられるブーンという音は、PC内部の電子部品から発生する熱を外部に逃がす役割を果たす冷却ファンの回転により発生する騒音である。発熱デバイス等を冷却するために冷却ファンが広く採用されている。
【0003】
冷却ファンは、CPU(Central Processing Unit)を中心としてそのPCのシステム全体を冷却するべく設けられる。また、CPUの温度を検出する温度検出用センサが設けられており、その温度検出用センサはCPUの温度が予め設定された温度を超えた際に冷却ファンを回転駆動させ、CPUを含むPCのシステム全体を冷却する。機種によっては、内部に複数の冷却ファンが設けられているものもある。このような冷却ファンを制御する冷却ファン制御装置は、電力消費や騒音発生の観点から、冷却ファンの単位時間あたりの回転数を適切に制御することが求められる。
【0004】
PCに内蔵されているプロセッサ(CPU)は、処理速度が速くなるに連れて高温となる傾向にある。また、グラフィック機能を司る回路、TV等のチューナ回路も相当の熱を発生する。これ等の発熱体についても冷却し、奪った熱をPCの外部に逃がす必要があり、プロセッサ(CPU)を冷却するファンとは別個に冷却ファンが設けられている場合もある。
【0005】
冷却ファンを高速で回転すれば、大きな騒音が発生してしまう。そこで、冷却ファンの径を大きくし、低速で回転させても高い冷却効果を持たせることにより、回転により生ずる騒音を低減したり、温度に応じてファンの回転数を制御したりするような仕組みも取り入れられている。
【0006】
いわゆる静音PCは、筐体そのものの熱設計を工夫し、効率的に冷却する空気の流れを考慮した上で、PC内部で発生する騒音が外部に漏れないような仕組みを取り入れている。しかしながら、物理的にはモータが駆動することによりファンが回転するのであるから、完全な無音状態とはいかない。加えて、ハードディスクドライブ(HDD)自体もモータによって円盤が回転しているものであるから騒音は発生してしまう。
【0007】
PCに対し、冷却風は吸気口から入り、排気口から出る。発熱部の冷却を行う場合、吸気口及び排気口は主に一系統であり、PC全体を一括して冷却することが多い。このため、冷却風はPC全体に送りこまれる。
【0008】
特許文献1には、通気口を複数設けることにより、冷却ファンによって生成すべき空気の流量を低減し、冷却ファンから発せられる音量を低減して、電子機器の静音化を図ることが記載されている。また、特許文献2には、2系統の流路構成による静音冷却設計を行う空冷電子機器装置が記載されている。さらに、特許文献3には、冷却対象物の温度を検出する温度センサの検出温度に応じて冷却ファンの回転速度を切り替える冷却ファン制御装置が記載されている。また、特許文献4には、CPUで発生した熱と、CPUを除く被冷却回路素子で発生した熱とを、各々専用冷却ファンで冷却する情報処理装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、単一流路の場合、冷却風は、PC内部の素子又は部品の空気抵抗に応じて様々な経路を通して筐体内を流れるため、局所的には、冷却が十分でなかったり、又は必要以上に冷却されてしまう箇所がある等、PC全体としては、冷却効率が悪くなっていた。また、個々の発熱部に冷却装置を備える方法では冷却効率を改善することができるが、ファンの個数の増加に伴うコスト増加、システムの複雑化、騒音の増加等の問題が生じる。
【0011】
また、特許文献1及び特許文献2に記載された技術では、通気口を複数設け、複数系統の流路構成による静音冷却設計を行うことが記載されているが、流路が複数あった場合でも、検出する温度に応じて冷却ファンの回転数を適切に制御しなければ、静音化を図ることができないという問題がある。
【0012】
さらに、特許文献3に記載された技術では、温度センサの検出温度に応じて冷却ファンの回転速度を切り替えているが、最大負荷時には発熱量が最大となるので、通気口が一箇所しか設けられていないと、冷却ファンの回転による騒音がそのまま直に外部に放出されてしまうという問題がある。
【0013】
また、特許文献4に記載された技術では、発熱素子に応じて専用の冷却ファンを設けているが、発熱素子が増えると、冷却ファンの数も比例して増加してしまうので、部品のレイアウト設計に制約を与えてしまい、冷却ファンの数だけコストが上昇してしまうという問題がある。
【0014】
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、放熱効率を向上させると共に静音性能を向上させることが可能な情報処理装置、制御方法、及びプログラム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】
【0015】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明における情報処理装置は、温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、前記主基板に接続される従基板と、前記主基板にも接触するよう前記検出手段と前記電子部品との間に設けられ、前記電子部品から発せられる熱を前記検出手段に伝導すると共に、前記電子部品から発せられる熱を前記主基板に放出する熱伝導放出部材と、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記電子部品から発せられる熱を前記筺体の外部へ排出するファンと、を含むことを特徴とする。
【0016】
また、請求項2に記載の電子機器は、請求項1に記載の情報処理装置において、前記検出手段により検出される温度は、前記電子部品から発せられる熱が前記熱伝導放出部材により前記主基板に放出された後の温度であることを特徴とする。
【0017】
さらに、上記課題を解決するため、請求項3に記載の情報処理装置の制御方法は、温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、前記主基板に接続される従基板と、前記主基板にも接触するよう前記検出手段と前記電子部品との間に設けられ、前記電子部品から発せられる熱を前記検出手段に伝導すると共に、前記電子部品から発せられる熱を前記主基板に放出する熱伝導放出部材と、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記電子部品から発せられる熱を前記筺体の外部へ排出するファンと、を含む情報処理装置の制御方法であって、前記電子部品が動作しているか否かを検出する工程と、前記検出する工程により前記電子部品が動作していることを検出すると、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記ファンを回転する工程と、を含むことを特徴とする。
【0018】
また、上記課題を解決するため、請求項4に記載のプログラムは、温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、前記主基板に接続される従基板と、前記主基板にも接触するよう前記検出手段と前記電子部品との間に設けられ、前記電子部品から発せられる熱を前記検出手段に伝導すると共に、前記電子部品から発せられる熱を前記主基板に放出する熱伝導放出部材と、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記電子部品から発せられる熱を前記筺体の外部へ排出するファンと、を含む情報処理装置のコンピュータに、前記電子部品が動作しているか否かを検出する処理と、前記検出する処理により前記電子部品が動作していることを検出すると、前記検出手段により検出される温度に応じた風量で前記ファンを回転する処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、放熱効率を向上させると共に静音性能を向上させることが可能な情報処理装置、制御方法、及びプログラムが得られる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明の内容を簡潔に説明すると、温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、主基板に接続される従基板と、主基板にも接触するよう検出手段と電子部品との間に設けられ、電子部品から発せられる熱を検出手段に伝導すると共に、電子部品から発せられる熱を主基板に放出する熱伝導放出部材と、検出手段により検出される温度に応じた風量で電子部品から発せられる熱を筺体の外部へ排出するファンと、を含むことにより、放熱効率を向上させると共に静音性能を向上させることが可能な情報処理装置を提供することができるのである。
【0022】
まず、
図1を用いて本発明の実施形態における情報処理装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の実施形態における情報処理装置の全体構成について説明する概略ブロック図である。
図1において、PC100は、TVチューナ部101と、ネットワーク接続部105と、CPU106と、ROM(Read Only Memory)102と、RAM(Random Access Memory)103と、HDD(Hard Disk Drive)104と、表示部107と、入力部108と、電源部109とから構成される。
【0023】
TVチューナ部101は、図示しない放送局から送信される地上デジタル、BS(Broadcasting Satellite)、及びCS(Communications Satellite)放送をアンテナから受信し復調するものである。ネットワーク接続部105は、インターネットに代表される図示しないネットワークに接続され、ネットワークとのインタフェースを図るものである。CPU106は、PC100全体の動作を制御するものであり、ROM102に格納された制御プログラムをロードし、PC100の動作によって得られた様々なデータをRAM103に展開するものである。HDD104は、PC100のアプリケーションソフトウェアプログラムを格納したり、TVチューナ部101によって受信されたテレビ番組を録画したりするものである。
【0024】
表示部107は、LCD(Liquid Crystal Display)等で構成される表示画面であり、PC100によって実行されたアプリケーションソフトウェアプログラムの結果やTVチューナ部101によって受信されたテレビ番組を表示するものである。入力部108は、キーボード、マウス、タッチパネル等、ユーザがPC100に対して指示を与えるものである。そして、電源部109は、PC100に対してAC(Alternative Current:交流)、又はDC(Direct Current:直流)電源を与えるものである。
【0025】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置を背面から見た外観図について説明する。
図2は、本発明の実施形態における情報処理装置を背面から見た外観図である。
図2において、PC200は、後述する第1筺体400(
図4)(裏面側)と、第2筺体300(
図3)(表面側)とをネジ等の締結部材を用いて結合することにより組み立てられる。そして、第1筺体400(裏面側)には、後述するように、内蔵する電子部品から発せられる熱を筺体の外部に排出するための第1の通気口202、第2の通気口203が、それぞれ穿孔されている。なお、
図2では、第1の通気口202がPC200の上面中央部に、第2の通気口203がPC200の背面右下部にそれぞれ形成されているが、内蔵する電子部品から発せられる熱を効率的に排出することができれば、任意の場所に形成することも可能である。
【0026】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置を分解したときの第2筺体(表面側)の内部を構成する部品の配置について説明する。
図3は、本発明の実施形態における情報処理装置を分解したときの第2筺体(表面側)の内部を構成する部品の配置について概略を示す平面図である。
【0027】
図3において、PC200の表面側から見て、第2筺体300(表面側)には、右上部にDVD(Digital Versatile Disk)等のディスクドライブ301、中央下部にHDD302、左側に配置されたマザーボード(主基板)307の上側にCPU(プロセッサ)303、下側にTVチューナデバイス(電子部品)310が実装されたTVチューナボード(従基板)305、及びTVチューナデバイス310が動作しているときに発せられる熱を流動させる第2の冷却ファン306が載置されている。そして、PC200が起動しているとき、CPU303から発せられる熱を流動させる第1の冷却ファン304が搭載されている。なお、後述するようにTVチューナボード305は、マザーボード307に接続されている。
【0028】
本実施形態におけるCPU(プロセッサ)303の最大発熱量は、従来採用していたCPU(プロセッサ)が約45Wであったのに対し、約3分の1の発熱量である約15Wに減少した。また、本実施形態における第1の冷却ファン304の外形寸法は、従来採用していた第1の冷却ファンが、縦約129mm、横約120mm、高さ約25mmであったものに対し、縦約98.5mm、横約89mm、高さ約18.5mmとなり、容積比で約58%減少している。それに対して、CPU(プロセッサ)の最大負荷時の回転数は、従来採用していた第1の冷却ファンが2200rpm(revolutions per minute)であったのに対し、2350rpmと約107%の上昇に留まっている。これは、CPU(プロセッサ)303を低発熱タイプのものを採用したこと、及び後述するように、TVチューナボード305から発せられる熱による第2の冷却ファン306の回転数を高精度に制御可能としたことにより、CPU(プロセッサ)303から発せられる熱を第1の通気口402(
図4)へ流動させる第1の冷却ファン304を、最大負荷時の回転数を微増に留まらせつつ小型化することにより、第1の冷却ファン304の回転により発生する騒音を低減している。
【0029】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置を分解したときの第1筺体(裏面側)の内部構成について説明する。
図4は、本発明の実施形態における情報処理装置を分解したときの第1筺体(裏面側)の内部構成について概略を示す平面図である。
【0030】
図4において、PC200の表面側から見て、第1筺体400(裏面側)には、上記したように第1の冷却ファン304によって流動されるCPU303から発せられる熱をPC200の筺体の外部へ排出するための第1の通気口402が上面中央部に設けられている。また、第2の冷却ファン306によって流動されるTVチューナデバイス310が動作しているときに発せられる熱をPC200の筺体の外部へ排出するための第2の通気口403が左下部に設けられている。これ等の位置は、第1の冷却ファン304、及び第2の冷却ファン306から流動される熱風を効率的にPC200の筺体の外部へ排出可能な位置である。
【0031】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置を分解したときの第2筺体(表面側)の内部を構成する部品の配置のうち、TVチューナボード305、及び第2の冷却ファン306について詳細に説明する。
図5は、
図3のA−A断面を示す断面図である。
【0032】
図5において、マザーボード307の裏面側には、左側に第2の冷却ファン306、右側にはTVチューナボード305が載置されている。そして、TVチューナボード305の下部のマザーボード307には、TVチューナデバイス310が動作することにより発熱し、その熱が伝導するTVチューナボード305の熱の温度を検出するセンサ(検出手段)309が実装されている。また、TVチューナボード305とセンサ309との間には、TVチューナデバイス310が動作することにより発熱し、その熱が伝導するTVチューナボード305の熱をセンサ309に伝導すると共に、後述するようにTVチューナデバイス310が動作することにより発熱し、その熱が伝導するTVチューナボード305の熱をマザーボード307に放出する熱伝導放出部材308が設けられている。
【0033】
熱伝導放出部材308は、熱伝導率が1.5W/mKのアクリル樹脂化合物からなる熱伝導サーマルパッドである。また、第2の冷却ファン306の回転数は、実使用条件の下で4000rpmとしており、TVチューナボード305の異常発熱といえるような温度を検出した場合、最大4900rpmとしている。
【0034】
センサ(検出手段)309によって検出される温度は、TVチューナボード305上のTVチューナデバイス310の温度と比較して、約6℃から10℃程度低下する。しかしながら、センサ(検出手段)309の検出温度と第2の冷却ファン306の回転数との関係は絶対的に定まっているものではなく、TVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間の温度の相関と温度に関する設計規格とに基づいて、調整して定めている。
【0035】
しかしながら、上記したように、センサ(検出手段)309が検出するTVチューナデバイス310の温度の差は、熱伝導放出部材308の有無により約5℃程度存在するため、熱伝導放出部材308が放熱部材としての効果を発揮している。もし、熱伝導放出部材308が設けられていない状態で、第2の冷却ファン306のみで熱伝導放出部材308が設けられている場合と同程度の温度まで冷却すると仮定した場合、第2の冷却ファン306の回転により発生する騒音レベルは、約25dB(A)から約28dB(A)へと増加してしまう。すなわち、熱伝導放出部材308を設けることにより、約3dB(A)程度の静音化がもたらされている。
【0036】
また、熱伝導放出部材308を、TVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間に設けることにより、現実の温度に応じた第2の冷却ファン306の回転数の制御が可能となった。すなわち、熱伝導放出部材308が設けられていない場合、TVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間に存在する距離により、TVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間における温度の相関関係が希薄となるため、TVチューナボード305の温度上昇に応じた第2の冷却ファン306の回転数の制御が難しくなり、常時高回転数で第2の冷却ファン306を回転させる傾向になりがちであった。
【0037】
本実施形態では、熱伝導放出部材308を、TVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間に設けることにより、上記したようにTVチューナボード305上のTVチューナデバイス310の温度が約5℃程度低下するので、第2の冷却ファン306の回転により必要とされる風量が少なくて済むこととなった。
【0038】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置の動作を司る機能ブロックについて説明する。
図6は、本発明の実施形態における情報処理装置の動作について説明する機能ブロック図である。
【0039】
図6(a)において、CPU106(
図1)内のCPU動作状態検出部601は、CPU106の動作状態を検出する。CPU106の動作状態としては、通常モード、最大負荷モード、スリープモード等がある。CPU106の第1の冷却ファン回転数制御部602は、CPU動作状態検出部で検出されたCPUの動作状態に基づいて、ROM102(
図1)の記憶部605に記憶されているCPUの動作状態と対応付けられた第1の冷却ファン回転数を求める。第1の冷却ファン回転駆動部603は、第1の冷却ファン回転数制御部602で求められた回転数により、第1の冷却ファン604を回転させる。
【0040】
図6(b)において、センサ(検出手段)309(
図5)内のTVチューナ温度検出部606は、TVチューナデバイス310が動作することにより発熱し、その熱が伝導するTVチューナボード305の温度を検出する。TVチューナボード305の温度は、上記したように、熱伝導放出部材308によって伝導放出された後の温度である。CPU106の第2の冷却ファン回転数制御部607は、ROM102(
図1)の記憶部610に記憶されている熱伝導放出部材308によって伝導放出された後の温度と対応付けられた第2の冷却ファン回転数を求める。第2の冷却ファン回転駆動部608は、第2の冷却ファン回転数制御部607で求められた回転数により、第2の冷却ファン609を回転させる。
【0041】
次に、本発明の実施形態における情報処理装置の動作について説明する。
図7は、本発明の実施形態における情報処理装置の動作について説明するフロー図である。
【0042】
図7において、まずステップ(以下、Sという。)701の処理で、PC200が起動状態であるか否かが判断される。起動状態である(S701:YES)と判断されると、S702の処理へ移行する。起動状態でない(S701:NO)と判断されると、処理を終了する。
【0043】
S702の処理では、CPU動作状態検出部(
図6)によって検出されたCPU106の動作状態に基づいて、第1の冷却ファン304(
図3)を、第1の冷却ファン回転数制御部602(
図6)で求められた所定の回転数で回転させる。S703の処理では、第1の冷却ファン304により、CPU(プロセッサ)303から発生する熱を第1の通気口202(402)から放出する。
【0044】
S704の処理では、TVチューナが起動状態であるか否かが判断される。TVチューナが起動状態である(S704:YES)と判断されると、S705の処理へ移行する。TVチューナが起動状態でない(S705:NO)と判断されると、処理を終了する。
【0045】
S705の処理では、TVチューナ温度検出部606(
図6)により、TVチューナデバイス310が起動することにより発熱し、その熱が伝導するTVチューナボード305の温度(熱伝導放出部材308によって伝導放出された後の温度)が検出される。S706の処理では、第2の冷却ファン306を、TVチューナ温度検出部606で検出された温度に応じた所定の回転数で回転させる。S707の処理では、第2の冷却ファン306により、TVチューナボード305から発生する熱を第2の通気口203(403)から放出する。
【0046】
図7に示した本実施形態に係る情報処理装置の一例であるPCを構成する各機能ブロックの動作は、コンピュータ上のプログラムに実行させることもできる。すなわち、CPU106が、ROM102格納されたプログラムをロードし、プログラムの各処理ステップが順次実行されることによって実現される。
【0047】
なお、上記説明では、発熱源として、CPU(プロセッサ)303とTVチューナボード305の2つの電子部品を具体例に挙げて説明しているが、他に発熱源となり得る電子部品があれば、当該電子部品に対して本発明を適用しても良い。また、マザーボード307に接続される発熱源として、TVチューナボード305を例に挙げて説明しているが、マザーボード307に接続される発熱源は、TVチューナボード305に限定されることなく、主基板に接続され得るあらゆる発熱源を有する従基板に対して本発明を適用することが可能である。
【0048】
さらに、上記説明では、情報処理装置としてPCを具体例に挙げて説明しているが、PDA(Personal Digital Assistant)等の情報端末装置に対しても本発明を適用可能であることは勿論である。
【0049】
このように、従来のCPU(プロセッサ)は、本実施形態のCPU(プロセッサ)と比較して約3倍の発熱量を有していたため、本実施形態の第1の冷却ファン304の容積比約2.4倍の第1の冷却ファンを回転させると共に、TVチューナボードの温度上昇に対応した第2の冷却ファンの回転数制御が難しかったため、常時高回転数で第2の冷却ファンを回転させる制御を行っていた。そのため、従来、第1及び第2の冷却ファンの回転による騒音レベルが大きいという課題があった。
【0050】
本実施形態では、CPU(プロセッサ)303を低発熱タイプのものを採用したこと、及びTVチューナボード305とセンサ(検出手段)309との間に熱伝導放出部材308を設けたことにより、PC200全体の発熱量が低下した。また、CPU(プロセッサ)303の低発熱化に伴い、容積比で約58%減少した第1の冷却ファン304を採用したこと、及びTVチューナボード305から発せられる熱による第2の冷却ファンの回転数を高精度に制御することにより、冷却ファンの回転により発生する騒音レベルを大幅に低下させ、PC200全体の静音化を図ることが可能となった。具体的には、PC200の最大負荷時の騒音レベルは、従来と比較して、約35dB(A)から約30dB(A)に低下した。また、通常使用時の騒音レベルは、従来と比較して約28dBから約25dBに低下した。
【0051】
このように、本発明によれば、温度を検出する検出手段が実装され、筺体の内部に配置される主基板と、動作することにより発熱する電子部品が実装され、主基板に接続される従基板と、主基板にも接触するよう検出手段と電子部品との間に設けられ、電子部品から発せられる熱を検出手段に伝導すると共に、電子部品から発せられる熱を主基板に放出する熱伝導放出部材と、検出手段により検出される温度に応じた風量で電子部品から発せられる熱を筺体の外部へ排出するファンと、を含むことにより、放熱効率を向上させると共に静音性能を向上させることが可能な情報処理装置、制御方法、及びプログラムを得ることができるのである。
【0052】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。