JP6323175B2 - 電子機器およびフィルタ装置 - Google Patents
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Description
しかし、装置の稼働時間の経過と共にフィルタに異物が溜って目詰まりが起こる。フィルタの目詰まりが起こると、冷却効率が低下し、温度上昇等の不具合が装置に発生するのでフィルタの定期的な清掃が必要である。
また、容易に装置を停止させることができないミッションクリティカルな業務においても、ストレージ装置等の情報処理装置は使用されている。例えば、このようなミッションクリティカルな業務に用いられるストレージ装置においては、顧客のデータの読み出し、保存の動作を常時行なっている。
1つの側面では、本発明は、装置を稼働させた状態で異物の侵入を阻止しながらフィルタを清掃することを目的とする。
図1は実施形態の一例としての電子機器1の外観を模式的に示す斜視図、図2はその内部構成を模式的に示す分解斜視図、図3はその側面図である。
電子機器1は、図1〜図3に示すように、箱状の筐体500を備え、この筐体500の内部に電子部品501や冷却ファン付ユニット502等が配置される。
以下、電子機器1が、電子部品501としてハードディスクを備えるストレージ装置である例について示す。ハードディスクや制御回路は電源装置から供給される電力により動作する。
また、電子部品501はその動作に伴い発熱するものであり、冷却ファン付ユニット502の冷却ファン510によって生じさせる冷却風により冷却される。すなわち、電子部品501が、筐体500内に配置される被冷却物に相当する。
以下、便宜上、筐体500におけるフロントベゼル100が取り付けられている側を、前側とし、筐体500におけるフロントベゼル100と対向する他端側を後側とする。
なお、筐体500内に配置される流量センサ511の数や位置は、これに限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
後述の如く、フロントベゼル100には、通過する冷却風中の異物を除去するフィルタ103が備えられる。このフィルタ103が目詰まりすると、筐体500内に流入する冷却風の流量は低下し、流量センサ511による流量の測定値も低下する。従って、流量センサ511の測定結果に基づき、フィルタ103の目詰まりを検知することができる。
冷却ファン付ユニット502は、冷却ファン510とコントローラ512とを備える。冷却ファン510は送風を行なう装置であり、図示しないファン及びモータをそなえる。冷却ファン510は、例えば、多翼遠心式ファンであって、回転軸を中心に複数のブレードを放射状に配置して形成され、モータにより回転軸が回転駆動される。
また、この筐体500内に流入した冷却風は、電子部品501の周囲を通過して筐体500の後側に形成された図示しない開口から流出する。冷却風は、電子部品501の周囲を通過する際に、電子部品501から熱を奪って冷却する。
コントローラ512は、本電子機器1における電子部品501の冷却およびフロントベゼル100のフィルタ103の清掃を制御する。
図4は実施形態の一例としての電子機器1におけるコントローラ512の機能構成を示す図である。
冷却制御部51は、本電子機器1における電子部品501の冷却を制御する。冷却制御部51は、例えば、冷却ファン510のモータの回転速度を変更することで、冷却ファン510によって生成される冷却風の流量を増減させる制御を行なう。例えば、冷却制御部51は、冷却ファン510のモータの回転速度を増加させることで、冷却風の流量を増加させる。
クリーニング制御部52は、フロントベゼル100に備えられたフィルタ103(図6等参照)を清掃する制御を行なう。
また、クリーニング制御部52は、フロントベゼル100に備えられた複数のフィルタユニット400について、個別に清掃を行なう。すなわち、クリーニング制御部52は、フロントベゼル100に備えられた2つのフィルタユニット400のうち、いずれか一方のフィルタユニット400を選択し、この選択したフィルタユニット400のフィルタ103の清掃を行なう。以下、清掃対象のフィルタユニット400を清掃対象フィルタユニット400という場合がある。また、清掃対象フィルタユニット400に備えられたフィルタ103を清掃対象フィルタ103という場合がある。
シャッタ開閉制御部53は、後述するフロントベゼル100に備えられたシャッタ開閉機構300(図7(a),(b)等参照)を制御し、フィルタ103に沿って配設されたシャッタ104を開状態と閉状態とで切り替える。
シャッタ開閉制御部53は、後述するフィルタ振動制御部54がフィルタ103を振動させて清掃する際に、その清掃対象のフィルタ103に対応するシャッタ104を閉状態にする。また、この際、シャッタ開閉制御部53は、清掃が行なわれない側(非清掃対象)のフィルタ103に対応するシャッタ104は開状態にする。
フィルタ振動機構200は、フィルタユニット400(フィルタ103)を所定方向(例えば上下方向)に沿って連続的に往復させる(振動させる)ことで、フィルタ103に付着したゴミやホコリ等の異物を落下させて除去する。
清掃対象フィルタ103に対応するシャッタ104を閉状態にすることで、このフィルタ103を介して冷却風が流入することができず、筐体500内へ流入する冷却風の流量が減少する。そこで、ファン制御部55は、清掃対象フィルタ103に対応するシャッタ104を閉状態にしている間、冷却ファン510のモータの回転速度を増加させることで、非清掃対象のフィルタ103を介して流入する冷却風の流量を増加させる。これにより、筐体500内に流入する冷却風の流量をフィルタ103の清掃前と同程度に維持し、電子部品501の冷却性能を維持する。
なお、上述したコントローラ512としての各機能は、例えば、機能を実現するよう構成された回路部品(制御チップ)として搭載されてもよく、また、図示しないプロセッサ(コンピュータ)がプログラムを実行することにより実現してもよく、種々変形して実施することができる。
図5は実施形態の一例としての電子機器1に搭載されるフロントベゼル100の外観を示す斜視図、図6はフロントベゼル100の部品構成を説明するための展開図である。なお、これらの図5および図6においては、フロントベゼル100を筐体500側から見た状態(すなわち後側)を示す。
ケース101は、矩形の底面部1011を有し、この底面部1011の周囲四辺を折り曲げ立ち上がり部とするトレイ形状を有する。このケース101の底面部1011は筐体500の開口5001とほぼ同サイズもしくは若干大きいサイズの同形状を有する。
ステイ102は、上述したケース101の底面部1011とほぼ同形状の底面部1020を有し、この底面部1020の周囲四辺のうち、長手方向の一辺を折り曲げ立ち上がり部とするトレイ形状を有する。
具体的には、ケース101の左右方向に沿って、板状に形成された2つのフィルタユニット400が、ケース101の底面部1011を均等に分割するように並べて配置されている。これにより、フロントベゼル100を筐体500の開口5001に取り付けた状態では、開口5001を2つのフィルタユニット400a,400bで案分して閉鎖する。
フィルタユニット400は、フィルタ103とフィルタフレーム401とを備える。フィルタ103は、冷却風に混入した異物を除去し、異物の筐体500へ侵入を阻止するものであり、冷却風は通過させる一方で、この冷却風内に混入した埃等の所定サイズの異物の通過を阻止する。通過を阻止された異物は例えばフィルタ103に付着する。
ステイ102の底面部1020におけるフィルタ103と隣接する位置には開口1021が形成されている。図6等に示す例においては、開口1021として、底面部1020に上下方向に伸びるスリットが形成されており、このスリット状の開口1021が、底面部1020に左右方向に連続して形成されている。なお、これらの複数の開口1021は底面部1020において左右方向に等間隔に形成されている。
ただし、ケース101の底面部1011の開口や、ステイ102の底面部1020の開口1021の形状は、図6に示した形状に限定されるものではなく種々変形して実施することができる。例えば、ケース101の底面部1011の開口として、ステイ102の底面部1020の開口1021と同様のスリットを形成してもよく、また、ステイ102の底面部1020の開口1021として、ケース101の底面部1011の開口と同様に、円形の穴を上下方向に並べて開口を形成してもよい。
シャッタ104は、フィルタ103とほぼ同サイズの矩形の板状部材であり、ステイ102の底面部1020の開口1021と同様の開口1041が形成されている。シャッタ104は、フィルタユニット400とステイ102との間において、図示しないレール上に配置され、後述するシャッタ開閉機構300により左右方向に摺動可能に構成されている。そして、シャッタ開閉機構300がシャッタ104を左右方向に移動させることにより、シャッタ104は、フィルタユニット400とステイ102との間において、第1の位置と第2の位置とに択一的に配置される。
また、シャッタ104が第2の位置にある状態では、ステイ102の各開口1021とシャッタ104における開口1041以外の部分とが対向して、各開口1021を閉鎖する。これにより、シャッタ104によりフロントベゼル100における冷却風の通過が阻止される。
また、シャッタ104において、隣接する開口1041どうしの間隔は、ステイ102の底面部1020の開口1021の左右方向の長さ(幅)よりも広くなるように構成されている。
以下、シャッタ104が第1の位置にある状態をシャッタ104の開状態といい、シャッタ104が第2の位置にある状態をシャッタ104の閉状態という。
図7(b)および図8(b)に示すように、第2の位置では、ステイ102の底面1020に形成された各開口1021は、シャッタ104における各開口1041が形成されていない面と対向し、これにより、各開口1021は、シャッタ104により閉鎖される。
このため、上述の如く、図7(b)に示すように、シャッタ104において、隣接する開口1041どうしの間隔は、ステイ102の底面部1020の開口1021の左右方向の長さ(幅)よりも広くなるように構成されている。
シャッタ開閉機構300は、図9に示すように、モータ301およびリンク302を備える。モータ301は、モータ軸303をフロントベゼル100の前後方向に沿って配置し、このモータ軸303にはリンク302の一端が固定されている。また、リンク302の他端は、シャッタ104の端部にピン304を介して枢支されている。
シャッタ開閉制御部53は、フロントベゼル100に備えられた2つのシャッタ104のうち、フィルタ103の清掃を行なう側のフィルタユニット400のシャッタ104を閉状態にする制御を行なう。
フィルタ振動機構200はフィルタユニット400を振動させ、これによりフィルタ103に付着した異物をフィルタ103から除去するフィルタ清掃を実現する。
図10は実施形態の一例としての電子機器1のフロントベゼル100におけるフィルタ振動機構200の構成を示す分解斜視図、図11はその正面図である。また、図9には、フィルタ振動機構200の側面図が示されている。
モータ201は、フィルタユニット400の左右いずれかの方向に隣接する位置において、モータ軸205をフロントベゼル100の左右方向に沿うように配置されている。また、そのモータ軸205には円盤204が同心状に固定されている。
モータ201を順方向および逆方向のいずれかに回転させると、モータ軸205に固定された円盤204が回転する。円盤204にはピン206を介してリンク202の下方端が枢支されているので、これにより、リンク202の下方端はモータ201のモータ軸205をクランク回転軸とする回転運動をする。なお、モータ201の回転は、前述したフィルタ振動制御部54により制御される。
また、フィルタユニット400のフィルタフレーム401の左右方向の側面には、アーム軸207が突出し、このアーム軸207にアーム203の一端が固定されている。アーム203は、フィルタフレーム401の上下方向に沿って配置されており、その他端においては、連結突起2031が、左右方向に沿って突出している。
そして、リンク202の連結穴2021に、この連結突起2031が挿入され、連結穴2021に案内された状態で摺動自在に構成されている。
上述の如く、モータ201の回転に従って円盤204が回転すると、円盤204にピン206を介して枢支されているリンク202の下端部は、モータ軸205をクランク軸として、回転運動を行なう。
このように、リンク202における上方端は、上下方向に往復運動(ピストン運動)するよう構成されている。すなわち、フィルタ振動機構200は、ピストン・クランク機構を成す。
これにより、連結穴2021の下端が連結突起2031を押し上げ、これに応じて、アーム203およびアーム軸207を介してフィルタユニット400も上方に押し上げられる。
後述の如く、フィルタ振動機構200によりフィルタユニット400を振動させることで、フィルタ103に付着していた異物がトレイ105上に落下し、トレイ105上に配置されている粘着部材に付着する。トレイ105上に落下した異物は、粘着部材に付着することにより、冷却風に等に飛ばされて筐体500内に侵入することが阻止される。
図12(a)〜(e)は実施形態の一例としての電子機器1のフロントベゼル100におけるフィルタ振動機構200の動作を説明する図である。
図12(a)および図12(e)はそれぞれピン206が最下端にある状態を示し、図12(c)はピン206が最上端にある状態を示す。また、図12(b)は、図12(a)に示す状態から図12(c)に示す状態への遷移途中の状態を示し、図12(d)は、図12(c)に示す状態から図12(e)に示す状態への遷移途中の状態を示す。
図12(a)に示す状態において、モータ201により円盤204を矢印A3方向に回転させると、図12(b)に示すように、リンク202の下端がモータ軸205を軸に回転運動(クランク運動)を行ない、リンク202は上方へ移動する。
図12(c)に示す状態において、ピン206が最上端の位置にあり、フィルタユニット400も最上位置にある。また、この状態において、フィルタフレーム401の上端に形成された突起402が、ステイ102に衝突する。
すなわち、突起402は、フィルタ103における冷却風の通過部位に対応する位置に、当該フィルタ103の振動に応じてフィルタ103に衝撃を付与する衝撃付与部として機能する。
図12(d)に示す状態においては、フィルタユニット400が最下端に到達し、リンク202の連結穴2021の下端がアーム203の連結突起2031から離接を開始する。この状態から更にモータ201により円盤204を矢印A3方向に回転させると、リンク202が更に下方に移動し、図12(e)に示すように、ピン206が最下端の位置に到達する。すなわち、図12(a)に示す状態に移行し、以下、図12(a)〜(e)の状態を繰り返し行なう。
(B)動作
上述の如く構成された実施形態の一例としての電子機器1におけるフィルタ103の清掃手法を、図13に示すフローチャート(ステップS1〜S16)に従って説明する。
この状態で、コントローラ512の冷却制御部51は冷却ファン510を制御して、筐体500内に冷却風を生じさせる。フロントベゼル100において、ケース101の底面部1011に形成された各開口から流入した冷却風は、フィルタ103を通過して、ステイ102の底面部1020に形成された開口1021を通過し、筐体500内に流入する。
外部から流入する冷却風に異物が混入している場合には、異物はフロントベゼル100内を通過する際にフィルタ103に引っ掛かり、筐体500内へ侵入することは阻止される。
ステップS1において、コントローラ512(クリーニング制御部52)が、流量センサ511の測定結果に基づき、冷却風の空気流量の減少を感知し、フィルタ103の目詰まりを検知する。
ステップS3において、ファン制御部55は、冷却ファン510のモータの回転速度を増加させる指令を出すことで、冷却風の流量を増加させる。これにより、一方のフィルタユニット400aのシャッタ104が閉状態となったことにより生じる冷却風の流量の低下を防ぐ。
ステップS8において、コントローラ512(クリーニング制御部52)が、流量センサ511から冷却風の流量の測定結果を取得し、この測定結果に基づき、冷却風の空気流量を確認する。
確認の結果、測定された冷却風の流量が正常ではない場合、すなわち、測定された冷却風の流量が予め設定された閾値未満である場合には(ステップS9のNOルート参照)、ステップS2に戻り、ステップS2〜S8の処理を繰り返し行なう。
ステップS10において、コントローラ512は、先の処理では清掃対象フィルタユニット400としなかった方(反対側)のフィルタユニット400bを、新たな清掃対象フィルタユニット400とする。シャッタ開閉制御部53は、この新たな清掃対処フィルタユニット400bに対応するシャッタ開閉機構300に対して、シャッタ104を閉状態にする指令を出す。
その後、ステップS12において、測定された冷却風の流量が正常値であるか否かを確認する。確認の結果、測定された冷却風の流量が正常ではない場合、すなわち、測定された冷却風の流量が予め設定された閾値未満である場合には(ステップS12のNOルート参照)、ステップS10に戻る。
ステップS13において、コントローラ512は、フィルタユニット400を振動させた回数をカウントし、ステップS14において、このカウント値が、所定の閾値以上であるか否かを確認する。
(C)効果
このように、実施形態の一例としての電子機器1によれば、フロントベゼル100に複数のフィルタユニット400を備え、これらの複数のフィルタユニット400のうちの少なくとも一つを介して冷却風の吸入を行ないながら、他のフィルタユニット400のフィルタ103を清掃する。
また、フィルタ103(清掃対象フィルタ103)の清掃を行なうに際して、シャッタ開閉制御部53がシャッタ開閉機構300を制御して、この清掃対象フィルタ103に取り付けられているシャッタ104を閉状態にする。これにより、清掃対象フィルタ103の清掃によりフィルタ103から離隔した埃等の異物が、筐体500内に侵入することを阻止できる。
(D)その他
開示の技術は上述した実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
この場合、3つ以上のフィルタユニット400のうち、少なくとも一つのフィルタユニット400についてはフィルタ103を開状態にして冷却風を通過可能な状態にし、他のフィルタユニット400においてフィルタ103の清掃を行なう。また、この際、ファン制御部55は、同時に清掃を行なう清掃対象フィルタユニット400の数に応じて、冷却風の流量を増加させる。例えば、清掃対象フィルタユニット400の数に比例させて冷却風の流量を増加させる。
また、シャッタ104やシャッタ開閉機構300の構成は上述した実施形態に記載されたものに限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。すなわち、フロントベゼル100に形成された開口1041および開口1021を解放する第1の状態と、これらの開口1041もしくは開口1021を閉鎖する第2の状態とを択一的に設定できればよい。
(E)付記
(付記1)
開口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置される被冷却物と、
前記開口から前記筐体内に流入し、被冷却物へと流れる冷却風を生じさせる気流生成部と、
前記冷却風に混入する異物を除く複数のフィルタと、
前記複数のフィルタのうちの少なくとも1つの清掃対象フィルタを遮蔽する遮蔽部と、
前記気流生成部を制御して前記冷却風の流量を増加させる流量増加制御部と、
前記遮蔽部により遮蔽された前記清掃対象フィルタを清掃する清掃処理部と
を備えることを特徴とする、電子機器。
前記清掃処理部が、前記フィルタを振動させる振動機構を備えることを特徴とする、付記1記載の電子機器。
(付記3)
前記フィルタにおける前記冷却風の通過部位に対応する位置に、前記フィルタの振動に応じて前記フィルタに衝撃を付与する衝撃付与部を備える
ことを特徴とする、付記1又は2記載の電子機器。
前記遮蔽部が、
前記冷却風の流入経路上において、開口を有する第1の遮蔽部材と、開口と閉塞部とを有する第2の遮蔽部材とを備えるとともに、
前記第2の遮蔽部材を、前記第2の遮蔽部材の開口が前記第1の遮蔽部材の開口と連通する第1の位置と、前記第2の遮蔽部材の閉塞部が前記第1の遮蔽部材の開口と対向して前記開口を閉鎖する第2の位置とに択一的に配置させる移動機構
を備えることを特徴とする、付記1〜3のいずれか1項に記載の電子機器。
電子機器の筐体に設けられた開口に対して着脱自在に取り付けられることで前記開口の奥に位置する、前記電子機器内の被冷却物へと流れる冷却風が通過することで当該冷却風から、当該冷却風に混入した異物を除く複数のフィルタと、
前記複数のフィルタのうち少なくとも1つの清掃対象フィルタを遮蔽する遮蔽部と、
前記遮蔽部により遮蔽された前記清掃対象フィルタを清掃する清掃処理部と
を備えることを特徴とする、フィルタ装置。
前記清掃処理部が、前記フィルタを振動させる振動機構を備えることを特徴とする、付記5記載のフィルタ装置。
(付記7)
前記フィルタにおける前記冷却風の通過部位に対応する位置に、前記フィルタの振動に応じて前記フィルタに衝撃を付与する衝撃付与部を備える
ことを特徴とする、付記5又は6記載のフィルタ装置。
前記遮蔽部が、
前記冷却風の流入経路上において、開口を有する第1の遮蔽部材と、開口と閉塞部とを有する第2の遮蔽部材とを備えるとともに、
前記第2の遮蔽部材を、前記第2の遮蔽部材の開口が前記第1の遮蔽部材の開口と連通する第1の位置と、前記第2の遮蔽部材の閉塞部が前記第1の遮蔽部材の開口と対向して前記開口を閉鎖する第2の位置とに択一的に配置させる移動機構
を備えることを特徴とする、付記5〜7のいずれか1項に記載のフィルタ装置。
100 フロントベゼル
101 ケース
1011 底面部
102 ステイ(遮蔽部,第1の遮蔽部材)
1020 底面部
1021 開口
103 フィルタ
104 シャッタ(遮蔽部,第2の遮蔽部材)
105 トレイ
200 フィルタ振動機構
201 モータ
202 リンク
2021 連結穴
203 アーム
2031 連結突起
204 円盤
205 モータ軸
206 ピン
207 アーム軸
300 シャッタ開閉機構(遮蔽部)
301 モータ
302 リンク
303 モータ軸
304 ピン
400 フィルタユニット
401 フィルタフレーム
402 突起
500 筐体
5001 開口
501 電子部品(被冷却物)
502 冷却ファン付ユニット
510 冷却ファン(気流生成部)
511 流量センサ
512 コントローラ
51 冷却制御部
52 クリーニング制御部
53 シャッタ開閉制御部
54 フィルタ振動制御部
55 ファン制御部
Claims (5)
- 開口が設けられた筐体と、
前記筐体内に配置される被冷却物と、
前記開口から前記筐体内に流入し、被冷却物へと流れる冷却風を生じさせる気流生成部と、
前記冷却風に混入する異物を除く複数のフィルタと、
前記複数のフィルタのうちの少なくとも1つの清掃対象フィルタを遮蔽する遮蔽部と、
前記気流生成部を制御して前記冷却風の流量を増加させる流量増加制御部と、
前記遮蔽部により遮蔽された前記清掃対象フィルタを清掃する清掃処理部と
を備えることを特徴とする、電子機器。 - 前記清掃処理部が、前記フィルタを振動させる振動機構を備えることを特徴とする、請求項1記載の電子機器。
- 前記フィルタにおける前記冷却風の通過部位に対応する位置に、前記フィルタの振動に応じて前記フィルタに衝撃を付与する衝撃付与部を備える
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の電子機器。 - 前記遮蔽部が、
前記冷却風の流入経路上において、開口を有する第1の遮蔽部材と、開口と閉塞部とを有する第2の遮蔽部材とを備えるとともに、
前記第2の遮蔽部材を、前記第2の遮蔽部材の開口が前記第1の遮蔽部材の開口と連通する第1の位置と、前記第2の遮蔽部材の閉塞部が前記第1の遮蔽部材の開口と対向して前記開口を閉鎖する第2の位置とに択一的に配置させる移動機構
を備えることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子機器。 - 電子機器の筐体に設けられた開口に対して着脱自在に取り付けられることで前記開口の奥に位置する、前記電子機器内の被冷却物へと流れる冷却風が通過することで当該冷却風から、当該冷却風に混入した異物を除く複数のフィルタと、
前記複数のフィルタのうち少なくとも1つの清掃対象フィルタを遮蔽する遮蔽部と、
前記遮蔽部により遮蔽された前記清掃対象フィルタを清掃する清掃処理部と
を備えることを特徴とする、フィルタ装置。
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