JP6536062B2 - 騒音低減装置、電子機器、騒音低減方法、および、騒音低減プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子機器において発生する騒音を低減する技術に関する。

電子機器の筐体内には、多数の騒音源が存在する。例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や冷却ファンは、部品の物理的動作により動作音が発生し、騒音源となりうる。ただし、ＨＤＤについては、代わりの補助記憶装置として動作音の発生しないＳＳＤ（Solid State Drive）を用いることにより、騒音を回避することができる。しかしながら、例えばサーバ等の電子機器では、プロセッサの高性能化や常時稼働等の理由により発熱量が増加する傾向にある。そのため、冷却ファンは必須の構成であることが多い。冷却ファンを大型化して回転数を落とす対策等も知られているが、このような対策には限度がある。したがって、冷却ファンによる騒音を低減する技術が求められている。

冷却ファンによる騒音の低減に関連する技術の一例が、特許文献１に記載されている。この関連技術は、騒音を相殺する相殺音の特性を決定するフィルタ係数を、冷却ファンの回転数および通風部の温度をパラメータとして、実験により求めてメモリに記憶しておく。そして、この関連技術は、動作時に、冷却ファンの回転数および通風部の温度を検出し、検出した回転数および温度に近い組のフィルタ係数をメモリから取得して、相殺音を制御する。

特開平８−３３８２２４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された関連技術には、以下の課題がある。電子機器の稼働期間が長くなると、吸気口付近や冷却ファンに埃が溜まることにより風量が落ち、冷却ファンによる騒音の特性を変化させることがある。ところが、この関連技術は、回転数および温度を用いて相殺音を制御するものの、埃等に起因する冷却ファンの騒音の特性変化を考慮していない。そのため、この関連技術は、電子機器の稼働期間の長期化等に伴い、埃の蓄積により、適切な相殺音を発生させることができない場合がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、蓄積される埃の影響を受けることなく、冷却ファンによる騒音をより適切に低減する技術を提供することを目的とする。

本発明の騒音低減装置は、電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部と、前記冷却ファンの回転数を取得する回転数取得部と、前記開口部を流れる空気の風量を取得する風量取得部と、前記回転数取得部によって取得された前記回転数および前記風量取得部によって取得された風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する相殺音制御部と、を備える。

また、本発明の電子機器は、上述の騒音低減装置と、前記冷却ファンと、前記風量を検出する風量センサと、前記回転数を検出する回転数センサと、前記スピーカと、を備える。

また、本発明の騒音低減方法は、電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部を用いて、前記冷却ファンの回転数を取得し、前記開口部を流れる空気の風量を取得し、取得した前記回転数および前記風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する。

また、本発明の騒音低減プログラムは、電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部を用いて、前記冷却ファンの回転数を取得する回転数取得ステップと、前記開口部を流れる空気の風量を取得する風量取得ステップと、前記回転数取得ステップで取得された前記回転数および前記風量取得ステップで取得された風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する相殺音制御ステップと、をコンピュータ装置に実行させる。

本発明は、蓄積される埃の影響を受けることなく、冷却ファンによる騒音をより適切に低減する技術を提供することができる。

本発明の実施の形態としての電子機器の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態としての騒音低減装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態において相殺音特性情報記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。 本発明の実施の形態としての騒音低減装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本発明の実施の形態としての電子機器１の構成を図１に示す。図１において、電子機器１は、その筐体１００内に、騒音低減装置１０と、冷却ファン２０と、回転数センサ３０と、風量センサ４０と、スピーカ５０とを備える。また、筐体１００は、吸気用開口部１０１および排気用開口部１０２を有する。吸気用開口部１０１および排気用開口部１０２は、冷却ファン２０の動作により筐体１００内を流れる空気が吸気および排気されるために設けられている。なお、本実施の形態では、吸気用開口部１０１が、本発明の開口部に相当する。

冷却ファン２０は、電子機器１を構成する発熱部品（図示せず）を冷却する装置である。冷却ファン２０は、回転により風を発生させる。例えば、冷却ファン２０は、回転軸と、回転軸に放射状に取り付けられた複数の羽根と、回転軸を回転させる駆動部とを含んで構成されていてもよい。この場合、冷却ファン２０は、駆動部を用いて回転軸に取り付けられた羽根を回転させることにより、風を発生させる。冷却ファン２０は、発生させる風により発熱部品を冷却可能な位置に配置される。

回転数センサ３０は、冷却ファン２０の回転数を検出する装置である。。

風量センサ４０は、吸気用開口部１０１を流れる空気の風量を検出する装置である。例えば、風量センサ４０は、吸気用開口部１０１に取り付けられる防塵フィルタ（図示せず）に付属の目詰まり検出センサによって構成されてもよい。このような目詰まり検出センサは、吸気用開口部１０１の風量を検出することにより防塵フィルタの目詰まりの程度を検出する。

スピーカ５０は、騒音低減装置１０の制御により、音を出力する装置である。スピーカ５０は、冷却ファン２０および吸気用開口部１０１の間に設けられる。スピーカ５０の設置位置は、吸気用開口部１０１の付近であることが望ましい。

騒音低減装置１０は、冷却ファン２０の回転により発生する騒音を低減する装置である。騒音低減装置１０は、回転数センサ３０および風量センサ４０に接続される。ここで、騒音低減装置１０は、プロセッサおよびメモリを含んで構成される。プロセッサは、メモリに記憶されたコンピュータ・プログラムおよび各種データを読み込んで実行することにより、騒音低減装置１０の機能を実現する。例えば、電子機器１がサーバである場合、騒音低減装置１０は、サーバに搭載されるＢＭＣ（Baseboard Management Controller）によって構成されていてもよい。なお、騒音低減装置１０のハードウェア構成は、上述の構成に限定されない。

次に、騒音低減装置１０の機能ブロック構成を図２に示す。図２において、騒音低減装置１０は、相殺音特性情報記憶部１１と、回転数取得部１２と、風量取得部１３と、相殺音制御部１４とを含む。

相殺音特性情報記憶部１１は、回転数および風量に関連付けて、冷却ファン２０により発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶する。相殺音とは、冷却ファン２０により発生する騒音に対して逆位相の信号である。つまり、相殺音特性情報記憶部１１は、ある回転数および風量に関連付けて、その回転数および風量に応じて冷却ファン２０から発生する騒音に対する逆位相の信号の特性を表す情報を記憶している。

ここで、相殺音特性情報記憶部１１に記憶される情報の一例を図３に示す。図３において、例えば1行目は、冷却ファン２０の回転数が１０００ｒｐｍ（rotation per minute）であり、冷却ファン２０および吸気用開口部１０１の間の風量がＡである場合に、特性Ａを持つ相殺音により騒音を相殺可能であることを表している。相殺音の特性は、例えば、周波数や音量等によって表される。このように、相殺音特性情報記憶部１１は、回転数および風量の組合せと、相殺音の特性を表す情報との対応関係を記憶していてもよい。

また、このような相殺音の特性を表す情報は、電子機器１の設計段階における実験およびシミュレーションにより求められたものであってもよい。実験時には、例えば、吸気用開口部１０１の付近にマイクが設置される。マイクの設置位置は、吸気用開口部１０１の外側であってもよい。マイクにより、冷却ファン２０により発生する騒音が収集される。実験では、回転数および風量を変化させながら、回転数および風量と、吸気用開口部１０１から外部に放出される騒音の特性との関連性が計測される。回転数および風量と、騒音を相殺する相殺音の特性との対応関係は、実験で得られた関連性に基づいてシミュレーションにより導出可能である。

回転数取得部１２は、回転数センサ３０から、冷却ファン２０の回転数を取得する。騒音低減装置１０がＢＭＣによって構成される場合、回転数取得部１２は、ＢＭＣの回転数取得機能によって実現可能である。

風量取得部１３は、風量センサ４０から、吸気用開口部１０１を流れる空気の風量を取得する。

相殺音制御部１４は、回転数取得部１２によって取得された回転数および風量取得部１３によって取得された風量に応じた相殺音の特性を、相殺音特性情報記憶部１１に記憶された情報に基づいて取得する。例えば、相殺音特性情報記憶部１１に、図３に示すような情報が記憶されていることを想定する。この場合、相殺音制御部１４は、相殺音特性情報記憶部１１に記憶された回転数および風量の組合せのうち、取得された回転数および風量の組合せに最も近い組合せを特定し、特定した組合せに対応付けられた相殺音の特性を表す情報を取得してもよい。この場合、回転数および風量の組合せが最も近いものを判定するための条件があらかじめ定められているものとする。そして、相殺音制御部１４は、取得した特性を持つ相殺音を、スピーカ５０から出力する。

以上のように構成された電子機器１の動作中における騒音低減装置１０の動作を、図４を参照して説明する。なお、相殺音特性情報記憶部１１には、回転数および風量に関連付けて、相殺音の特性を表す情報があらかじめを記憶されているものとする。

まず、回転数取得部１２は、回転数センサ３０から、冷却ファン２０の回転数を取得する（ステップＳ１）。

次に、風量取得部１３は、風量センサ４０から、吸気用開口部１０１を流れる空気の風量を取得する（ステップＳ２）。

なお、ステップＳ１およびＳ２は、この順に実行される必要はない。これらのステップは、逆の順序で実行されてもよいし、略同時に実行されてもよい。

次に、相殺音制御部１４は、ステップＳ１およびＳ２で取得された回転数および風量に応じた相殺音の特性を、相殺音特性情報記憶部１１に記憶された情報に基づいて取得する（ステップＳ３）。

次に、相殺音制御部１４は、取得した特性を持つ相殺音を、スピーカ５０から出力する（ステップＳ４）。

以上で、騒音低減装置１０は、動作を終了する。例えば、騒音低減装置１０は、このような動作を、電子機器１の動作中において定められたタイミング毎に実行してもよい。

次に、本発明の実施の形態の効果について述べる。

本発明の実施の形態としての電子機器における騒音低減装置は、蓄積される埃の影響を受けることなく、冷却ファンによる騒音をより適切に低減することができる。

その理由は、相殺音特性情報記憶部が、冷却ファンの回転数および開口部の風量に関連付けて、相殺音の特性を表す情報をあらかじめを記憶しておくからである。そして、相殺音制御部が、回転数取得部によって取得された冷却ファンの回転数と、風量取得部によって取得された開口部の風量とに応じた相殺音の特性を、相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得する。そして、相殺音制御部が、取得した特性を有する相殺音を、冷却ファンおよび開口部の間に設けられたスピーカから出力するからである。

これにより、本実施の形態は、電子機器の稼働期間が長くなるにつれて、開口部付近や冷却ファンに蓄積する埃により、同じ回転数でも風量が異なってくる場合にも対応可能となる。ここで、冷却ファンの回転数が同じであっても開口部の風量が異なると、発生する騒音の特性は異なってくる。前述した関連技術では、回転数および温度をパラメータとして相殺音の特性を決定するものの、風量を考慮していないため、埃の蓄積により適切な相殺音を出力できない場合がある。これに対して、本実施の形態は、冷却ファンの回転数に加えて、埃の蓄積に伴う風量の変化も考慮する。その結果、本実施の形態は、蓄積される埃の影響を受けることなく、冷却ファンによる騒音をより適切に低減する相殺音を出力可能となる。

また、本実施の形態において、風量センサを防塵フィルタに付属の目詰まり検出センサによって構成する場合、防塵フィルタにより冷却ファンへの埃の付着が低減される。その結果、本実施の形態は、埃がファンに付着することで発生する想定しづらい騒音を回避可能となる。

なお、本実施の形態において、相殺音特性情報記憶部に、回転数および風量の組合せと、相殺音の特性を表す情報との対応関係を記憶する例を中心に説明した。ただし、相殺音特性情報記憶部に記憶される情報は、これに限らず、回転数および風量の組合せから相殺音の特性を導出可能な情報であればよい。

また、本実施の形態において、本発明の開口部として吸気用開口部を適用する例を中心に説明した。ただし、本発明の開口部は、電子機器について騒音を低減したい側の開口部であれば、排気用開口部であってもよい。

また、本実施の形態において、電子機器がサーバである例について説明したが、これに限らない。電子機器は、発熱部品を冷却する冷却ファンを有する他の装置であってもよい。

また、本実施の形態において、騒音低減装置は、ＢＭＣによって実現される例について説明したが、これに限らない。また、ＢＭＣは、電子機器全体の動作を制御するプロセッサとは異なるプロセッサによって構成されるが、騒音低減装置は、電子機器全体の動作を制御するプロセッサと同一のプロセッサによってその機能が実現されてもよい。

また、本実施の形態において、騒音低減装置の各機能ブロックが、メモリに記憶されたコンピュータ・プログラムを実行するプロセッサによって実現される例を中心に説明した。ただし、各機能ブロックの一部、全部、または、それらの組み合わせが専用のハードウェアにより実現されていてもよい。

また、本実施の形態において、フローチャートを参照して説明した騒音低減装置の動作を、本発明のコンピュータ・プログラムとしてコンピュータ装置の記憶装置（記憶媒体）に格納しておいてもよい。そして、係るコンピュータ・プログラムを当該プロセッサが読み出して実行するようにしてもよい。そして、このような場合において、本発明は、係るコンピュータ・プログラムのコードあるいは記憶媒体によって構成される。

また、本発明は、本実施の形態に限定されず、様々な態様で実施されることが可能である。

１ 電子機器
１０ 騒音低減装置
１１ 相殺音特性情報記憶部
１２ 回転数取得部
１３ 風量取得部
１４ 相殺音制御部
２０ 冷却ファン
３０ 回転数センサ
４０ 風量センサ
５０ スピーカ
１００ 筐体
１０１ 吸気用開口部
１０２ 排気用開口部

Claims (4)

1. 電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部と、
   前記冷却ファンの回転数を取得する回転数取得部と、
   前記開口部に取り付けられる防塵フィルタの目詰まりを検出するための風量センサから、前記開口部を流れる空気の風量を取得する風量取得部と、
   前記回転数取得部によって取得された前記回転数および前記風量取得部によって取得された風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する相殺音制御部と、
   を備えた騒音低減装置。
2. 請求項１に記載の騒音低減装置と、
   前記冷却ファンと、
   前記風量センサと、
   前記回転数を検出する回転数センサと、
   前記スピーカと、
   を備えた電子機器。
3. 電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部を用いて、
   前記冷却ファンの回転数を取得し、
   前記開口部に取り付けられる防塵フィルタの目詰まりを検出するための風量センサから、前記開口部を流れる空気の風量を取得し、
   取得した前記回転数および前記風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、
   取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する騒音低減方法。
4. 電子機器を構成する発熱部品を冷却する冷却ファンの回転数、および、前記電子機器の筐体の開口部を流れる空気の風量に関連付けて、前記冷却ファンにより発生する騒音を相殺する相殺音の特性を表す情報を記憶した相殺音特性情報記憶部を用いて、
   前記冷却ファンの回転数を取得する回転数取得ステップと、
   前記開口部に取り付けられる防塵フィルタの目詰まりを検出するための風量センサから、前記開口部を流れる空気の風量を取得する風量取得ステップと、
   前記回転数取得ステップで取得された前記回転数および前記風量取得ステップで取得された風量に応じた相殺音の特性を、前記相殺音特性情報記憶部に記憶された情報に基づいて取得し、取得した特性を有する相殺音をスピーカを介して出力する相殺音制御ステップと、
   をコンピュータ装置に実行させる騒音低減プログラム。

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