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解決事例 電源メーカーX社(従業員数:300名) 電源装置に求められる,“冷却効率”の改善。 長寿命化・信頼性向上に不可欠な,「最適な冷却ファンの選定ポイント」

課題・問題

情報通信機器,産業用機器から家電にいたるまで,あらゆる機器の動作を支える電源装置。この電源装置は,CPUなど発熱源となる部品が密集した狭いスペースに実装されます。また,自身も発熱源となるため,高い信頼性はもちろん,何よりも高効率や長寿命であることが求められます。

そこで,電源装置の信頼性向上に必要不可欠な存在となっているのが,「冷却ファン」などのクーリングシステムです。しかし,一口に冷却ファンといってもその種類はさまざまで,電源装置の用途やサイズ,スペックにより,求められる性能も異なります。

従来の冷却ファンでは要求仕様を満たせず…冷却性能向上・騒音低減・信頼性向上のカギは?

X社は,基板単体型やオンボード型,ユニット型など,さまざまなタイプの機器組み込み型電源装置を開発・製造する電源メーカーです。特に情報通信機器向けのスイッチング電源を主力とし,汎用品からカスタマイズ品まで多種多様な製品を手がけています。

近年,この情報通信の分野ではICTの著しい進歩とともに,電源装置においてもより一層の省電力化や小型化,長寿命化といったニーズが高まっており,搭載する電源に対する,各機器メーカーの要求は厳しさを増しています。
X社においても,電力変換効率の向上や高密度設計など,さまざまな研究開発を続けてきましたが,その中でも“冷却効率の向上”は,信頼性の面からも重要な課題となっていました。

X社はこれまで製品コスト低減のために,廉価な海外製の冷却ファンを長く採用していましたが,徐々に,求められる冷却性能・静音・信頼性などの要件を満たせなくなっていたのでした。そこで,電源装置に搭載する冷却ファンの選定について,一から見直しをおこなうことにしました。

多種多様な「冷却ファン」。最適な“選定基準”が分からず,開発は膠着状態に…。

しかし,ここでX社は大きな壁に直面します。それは,最適な冷却ファンの“選定基準”でした。電源装置が搭載される機器ごとに,冷却ファンに求められる性能はさまざまです。たとえば,PC搭載時には,静音化が絶対条件です。一方で,サーバ搭載時には高い排熱性能を維持しつつ,低振動であることが要求されます。

X社が直面した課題について,同社技術開発部マネージャーY氏はこう語ります。
「電子機器の高機能化により,機器内部の発熱量が増加傾向にあり,さらに装置内部の高密度実装により,以前に比べて高い冷却性能が要求されています。そのため,冷却効率の改善は非常に重要なポイントでした。また,電源装置の長寿命化を求められる事案もあり,搭載機器それぞれの特性に合わせて,最適な特性やサイズのファンを選択・実装するのは容易ではありませんでした。」

また,海外メーカーとのやりとりは,納期および細かな要望に対するサポート面などにおいても制約が多く,製品開発におけるボトルネックのひとつとなっていました。

課題・問題のポイント
  • 新規開発において,今までの冷却ファンでは冷却性能・静音・信頼性などの要件を満たせなくなっていた。
  • 海外メーカーのサポートが不十分で,最適な冷却ファンの“選定基準”が分からず,装置開発に時間がかかっていた。
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