JP4742016B2 - 電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置に関するものである。

装置筐体内の発熱部品を装置筐体内に配置した冷却ファンにより冷却する電子装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。この従来例において、装置筐体内には、冷却対象装置としての複数のプリント回路板が装置筐体のほぼ全域に渡って配置される。また、装置筐体には冷却ファンが設けられたダクトが配置され、プリント回路板からの発熱は、プリント回路板間の通風路を通ってダクトに導かれた後、装置筐体外部に放出される。

しかし、上述した従来例において、冷却ファンは装置筐体内の冷却対象装置全体に対応して設けられているために、装置の小型化を図ることができないという問題がある。すなわち、装置筐体内の共通ファンを使用して各冷却対象装置を均等に冷却する場合、各冷却対象装置に対する冷却風路は圧損が少なく、均質化されたものであることが望ましいが、これらの条件は、冷却対象を高密度に配置することによる装置の小型化を困難にし、あるいは圧損が大きな冷却風路を想定して過大な共通ファンを設置することによる装置の大型化の原因となる。

かかる問題は、図４に示すように、冷却対象装置１と発熱量、および冷却風路の圧損に見合った冷却ファン２を分割風洞４内に収容することにより冷却対象装置１の高密度実装を可能にすることにより、さらに、分割風洞４内に流入する冷却風を利用して共通領域３内に配置された共通冷却対象装置５を冷却してスペースの有効利用を図ることにより解消することができる。

しかし、以上のように構成された電子装置は、実装効率を高めることにより装置の小型化が達成できる反面、冷却の信頼性が低下するという欠点を有する。すなわち、図４に示すように、分割風洞４内に格納されるファン搭載ユニットが、ユニット搭載ファン２の冷却風吸い込み口に並んでユニット内通風部７が設けられるタイプのもので、下流に他の冷却ファン２が配置される場合、下流側の冷却ファン２が故障すると圧損が高くなってユニット搭載ファン２からの排気がユニット内通風部７に回り込む。

ファン搭載ユニットに回り込みが発生すると、当該ファン搭載ユニットが収納される分割風洞４による吸気量が減少し、この結果、共通領域３内での冷却風量が低下して共通領域３内の冷却対象装置の冷却不足が発生する。
特開２０００-１２４６４６号公報

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、装置を小型化でき、かつ、冷却対象装置に対する安定した冷却が可能な電子装置の提供を目的とする。

装置筐体は、共通領域３から分岐される適数の分割風洞４を有しており、各分割風洞４内に冷却対象装置１と、これを冷却するための冷却ファン２が収容される。冷却対象装置１と、これを冷却するための冷却ファン２とを対にして分割風洞４内に収容することにより、各冷却対象装置１に対する冷却を確実にすることができるために、冷却対象装置１の高密度配置が可能になる。また、共通領域３に対する冷却風の供給は各分割風洞４に配置された冷却ファン２により行われるために、共通冷却対象装置５に対する特別の冷却ファン２が不要となり、上述した高密度配置と相まって装置の小型化が可能になる。

さらに、ユニット搭載ファン２による冷却風が通るファン通風部６とユニット内通風部７が設けられるタイプのユニット（本明細書においてこの種のユニットを「ファン並設ユニット１Ａ」と呼ぶ。）と、このファン並設ユニット１Ａの下流に他の冷却ファン２が配置される分割風洞４（本明細書においてこの分割風洞４を「並設ユニット格納風洞８」と呼ぶ。）には境界壁９と閉塞壁１０が設けられ、ユニット内通風部７をファン通風部６から隔離する。下流側冷却ファン２が正常に運転している場合、ユニット内通風部７へは装置筐体の壁面に開設された外気導入開口１１から冷却風が導入されてファン並設ユニット１Ａの冷却がなされ、さらに、ファン並設ユニット１Ａに搭載された冷却ファン２は共通領域３内での冷却風量確保に貢献する。

これに対し、下流側冷却ファン２が故障して停止した場合には、ファン通風部６の下流側での圧損が増加するが、ユニット内通風部７への回り込み流路が遮断されているために、ファン通風部６を通過する冷却風量は大きく低下することがなく、依然共通領域３内での冷却風量確保に貢献することができ、安定した冷却が得られる。

本発明によれば、装置を小型化でき、かつ、冷却対象装置に対する安定した冷却が可能になる。

ＲＡＩＤ（Redundant Arrays Inexpensive Disks）方式のディスクアレイ装置として適用された本発明の実施の形態を図１、２に示す。ディスクアレイ装置は、装置筐体１５内に複数のハードディスク装置５と、これらハードディスク装置５に対するアクセスを制御する制御ユニット１Ｂと、バッテリユニット、および電源部１８を格納して形成される。

上記ハードディスク装置５等を収容する装置筐体１５には、共通領域３と、この共通領域３から分岐する分割風洞４とが区画され、正面壁側に開口される共通領域３内に共通冷却対象装置５としてのハードディスク装置５が格納される。各ハードディスク装置５は、共通領域３内に配置されるバックパネル１６に接続されて、上記電源部１８からの給電、制御ユニット１Ｂとの交信が行われる。共通領域３内での冷却風の流れをスムーズにし、さらに、各ハードディスク装置５が均等に冷却されるように、ハードディスク装置５は均等間隔で整列して配置される。

一方、分割風洞４は、終端が装置筐体１５の背面から外方に開放され、仕切壁１７により隣接する他の分割風洞４から区画された中空矩形断面を有する。上記電源部１８、制御ユニット１Ｂおよびバッテリユニット１Ｃは、各々別の分割風洞４内に格納され、制御ユニット１Ｂとバッテリユニット１Ｃは、各々自ユニットの冷却が可能な冷却ファン２を搭載したファン搭載ユニットとして構成される。各ユニット搭載ファン２は、装置筐体１５の正面側から背面方向に冷却風が通風するように駆動される。

電源部１８は、商用電源を所定電圧（この実施の形態においては１２Ｖ）のＤＣ電源に変換するＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄと、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄからの出力を所定のＡＣ電圧に変圧して制御装置等に給電するＤＣＤＣ電源ユニット１Ａとを接続して形成される。ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上の搭載ファンを共通領域３からの冷却風吸気ファンとして兼用するこの実施の形態において、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄは、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａの下流側に配置される。

また、電源部１８を構成するユニットは、各々自ユニットの冷却が可能な冷却ファン２を搭載したファン搭載ユニットとして構成され、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上には、後述するＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ内のファン通風部６とユニット内通風部７の各々の延長領域上に配置される２個の冷却ファン２が搭載される。

装置の動作信頼性を得るために、上記制御ユニット１Ｂ、電源部１８は冗長構造が取られ、装置筐体１５の対称位置に各々２組配置される。また、２組設けられるＡＣＤＣ電源ユニット１ＤとＤＣＤＣ電源ユニット１Ａは、各組で一対として動作し、例えばいずれか一方の組のＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄが故障した場合、この組に属するＤＣＤＣ電源ユニット１Ａの動作が停止する。

さらに、後述するように、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ搭載の冷却ファン２は、共通領域３への冷却風供給を兼ねているために、いずれか一方の組に属するＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ、およびこれと対で運転されるＤＣＤＣ電源ユニット１Ａが停止した場合であっても、他の組のＤＣＤＣ電源ユニット１Ａから給電を受けて運転が可能なように構成される。

上記電源部１８を構成するＤＣＤＣ電源ユニット１Ａは、ユニット搭載ファン２の側方に冷却対象部品であるＤＣＤＣコンバータ用部品の搭載領域を配置して形成される。この結果、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａは、冷却対象部品への冷却風供給のためのユニット内通風部７をユニット搭載ファン２による冷却風が通るファン通風部６に対して並列に配置したファン並設ユニット１Ａとして構成される。上述したように、ファン並設ユニット１Ａが格納される並設ユニット格納風洞８は、下流側に位置する他の冷却ファン２（この実施の形態におけるＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２）が停止した際の冷却風の回り込み発生の危険があり、これを回避するために、ユニット内通風部７とファン通風部６とは、境界壁９と閉塞壁１０により区画される。

境界壁９はＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２の近傍まで延長され、閉塞壁１０は、ユニット内通風部２の上流側開口を完全に閉塞し、隔離されたユニット内通風部２への冷却風供給のために、装置筐体１５、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ、およびＤＣＤＣ電源ユニット１Ａの天井壁には、外気導入開口１１が開設される。

以上のように構成されるディスクアレイ装置の冷却動作を図２、３により説明する。図中、冷却風の流れを鎖線で示す。

上述したように、各分割風洞４中のユニットが正常運転されている状態で、各ユニットはユニット搭載ファン２により冷却され、さらに、これらユニット搭載ファン２により共通領域３に導かれた冷却風によりハードディスク装置５の冷却が行われる。

このとき、電源部１８のファン通風部６流域においては、図３（ａ）に示すように、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上のユニット搭載ファン２によるＤＣＤＣ電源ユニット１Ａの冷却と、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２によるＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄの冷却が行われ、さらに、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上のユニット搭載ファン２による共通領域３からの冷却風吸気が行われる。また、図３（ｂ）に示すように、電源部１８のユニット内通風部７流域においては、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２による外気導入開口１１からユニット内通風部７への冷却風吸入が行われ、これによりＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄが冷却される。

この状態から、図２（ａ）において左端に位置する分割風洞４中のＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄが故障して、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２は停止した場合、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａからの給電は無くなるが、上述したように電源部１８は冗長構成を取っているために、図２（ａ）において右端に位置する分割風洞４中のＤＣＤＣ電源ユニット１ＡからＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上のユニット搭載ファン２への給電がされて、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上のユニット搭載ファン２の運転が可能になる。

このことから、電源部１８のファン通風部６流域においては、停止したＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２が、ＤＣＤＣ電源ユニット１Ａ上の搭載ファンからの冷却風の通風路上に位置しているために、冷却風の通風の抵抗となり冷却風の圧損が増加するもののユニット内通風部７への回り込み流路が境界壁９と閉塞壁１０で遮断されていることにより、冷却風の回り込みが発生しないために、装置筐体１５の背面方向に冷却風を通風させることができることとなり、結果として、共通領域３の冷却風の供給量の低下が防がれ、冷却風の安定供給が可能になる。

また、電源部１８のユニット内通風部７流域においては、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２が停止しているためにＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上のユニット搭載ファン２による外気導入開口１１からユニット内通風部７への冷却風吸入が行われなくなるが、ＡＣＤＣ電源ユニット１Ｄ上の搭載ファン停止時にはＡＣＤＣ電源ユニット１ＤおよびＤＣＤＣ電源ユニット１Ａは作動している必要はなく、ユニット内通風部７への冷却風吸入が行われなくても、装置全体の運転には問題が生じることはない。

本発明を示す図で、（ａ）はディスクアレイ装置の分解斜視図、（ｂ）は一部を破断して示す斜視図である。 ディスクアレイ装置内部の詳細を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は背面図である。 通風状態を示す図で、（ａ）は図２（ａ）の３Ａ-３Ａ線断面図、（ｂ）は図２（ａ）の３Ｂ-３Ｂ線拡大断面図である。 従来例を示す図である。

符号の説明

１ 冷却対象装置
１Ａ ファン並設ユニット
１Ｂ 制御ユニット
２ 冷却ファン
３ 共通領域
４ 分割風洞
５ 共通冷却対象装置
６ ファン通風部
７ ユニット内通風部
８ 並設ユニット格納風洞
９ 境界壁
１０ 閉塞壁
１１ 外気導入開口

Claims (3)

1. 共通冷却対象装置が配置される共通領域と、
   前記共通領域の下流に位置し、かつ冷却ファンが配置される複数の分割風洞と、を備え、
   前記複数の分割風洞の少なくとも一つは、
   前記分割風洞内の冷却対象装置に搭載されたユニット搭載ファンである第１のファンと、前記ユニット搭載ファンの下流に配置された第２の冷却ファンとを有するファン通風部と、
   前記ファン通風部と前記分割風洞の上流から下流に延びる境界壁で隔離され、上流端を閉塞する閉塞壁と、外気を取り込み可能な外気導入開口と、前記外気導入開口の下流に配置された第３の冷却ファンとを有するユニット内通風部と
   を備える、電子装置。
2. 前記第２および第３の冷却ファンは他のユニット搭載ファンである請求項１記載の電子装置。
3. 前記共通冷却対象装置がハードディスク装置であり、前記分割風洞内の冷却対象装置は電源構成ユニットである請求項１または２記載の電子装置。

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