電子機器の冷却システム
【課題】省電力化を効率よく行うことができると共に、低騒音化を実現することが可能な電子機器の冷却システムを提供する。
【解決手段】筐体１と、筐体１内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器２Ｂ〜５Ｂと、筐体１内に配置され、電子機器２Ｂ〜５Ｂに冷却風を供給し冷却する送風機１３及び１４と、筐体１内に配置され、前記冷却風の温度を取得する温度取得部１２と、筐体１内に配置され、前記冷却風の通風抵抗を調節する通風抵抗調節部７と、送風機１３及び１４及び各々の通風抵抗調節部７を制御する制御部６を備え、制御部６は、温度取得部１２が取得した温度情報及び電子機器２Ｂ〜５Ｂの発熱情報に基づいて電子機器２Ｂ〜５Ｂを所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を取得し、前記冷却風量が目標冷却風量となるように各々の通風抵抗調節部７を制御すると共に、前記冷却風量が必要最低限となるよう送風機１３及び１４の駆動を制御する。
【解決手段】筐体１と、筐体１内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器２Ｂ〜５Ｂと、筐体１内に配置され、電子機器２Ｂ〜５Ｂに冷却風を供給し冷却する送風機１３及び１４と、筐体１内に配置され、前記冷却風の温度を取得する温度取得部１２と、筐体１内に配置され、前記冷却風の通風抵抗を調節する通風抵抗調節部７と、送風機１３及び１４及び各々の通風抵抗調節部７を制御する制御部６を備え、制御部６は、温度取得部１２が取得した温度情報及び電子機器２Ｂ〜５Ｂの発熱情報に基づいて電子機器２Ｂ〜５Ｂを所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を取得し、前記冷却風量が目標冷却風量となるように各々の通風抵抗調節部７を制御すると共に、前記冷却風量が必要最低限となるよう送風機１３及び１４の駆動を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられる半導体、とりわけ情報処理装置のＣＰＵに代表されるような半導体の進化は急激であり、高密度化・高発熱量化の一途をたどっているのは周知の事実である。これに伴い、半導体をはじめとする電子部品の冷却のため、ファンの実装数あるいは回転数を増加させており、装置の騒音値及び消費電力も上昇傾向にある。騒音については、電子機器が事務室等に設置されることが増えてきたことから、低騒音化の要望は強くなっている。また、消費電力については環境負荷低減の観点から省電力化の要望が強くなっている。
【０００３】
そこで、このような要求に応えるため、高効率冷却技術の開発が必要とされており、高効率ファンの開発や、高性能ヒートシンクの開発、冷却構造の改良等が行われている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７９５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２３８８７号公報
【特許文献３】特開２０１１−３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一つの筐体内に、独立して動作・機能する複数の電子機器とこれらの一部または全部の電子機器を一括して冷却するため流路上直列に配置された一つ又は複数の送風機を搭載する複合型電子機器では、当該筐体内に搭載された複数の電子機器各々の冷却風量は、各々の電子機器に関する流路の通風抵抗と送風機の能力に依存することが知られている。特許文献１に記載の発明は、各々の電子機器に関する流路の通風抵抗が固定であるため、冷却に必要な風量を確保するには冷却ファン回転数を上昇させる等、送風機の能力調整で対応している。したがって、一つの筐体内の一部または全部の電子機器を一括して冷却する複合型電子機器の構成上、一部の電子機器に対して必要な風量を供給するために一部の電子機器に対して過剰な風量を供給することとなり、結果として送風機の消費電力並びに騒音が過剰となる状態が存在することになる。
【０００６】
また、特許文献２に記載の発明は、各電子機器の吸気温度と排気温度とを測定し、これらの温度差から温度上昇量を算出し、予め設定されている最大吸気温度と最大排気温度との温度差と、前記算出された温度上昇量とを比較した結果に応じて、電子機器の冷却に必要な風量を調整している。しかしながら、各電子機器の消費電力の変化、及び冷却に必要な風量の変化（通風抵抗の変化）が温度に反映されるまでには時間を要するため、冷却に必要な風量が最適となるように調整する（通風抵抗の最適化）までに時間がかかり、同様に、送風機（ファン）の省電力化にも時間がかかる。このため、省電力化を効率よく行うことが困難である。
【０００７】
そしてまた、特許文献３に記載の発明は、電子回路基板を収容する筐体に複数の窓を形成し、前記電子回路基板に搭載された電子部品の温度に基づいて前記窓の開閉を制御することで、前記電子部品の発熱量に応じて前記電子回路基板を冷却するための風量を調整するものであり、送風機の消費電力を低減させることについては何ら考慮がなされていない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、省電力化を効率よく行うことができると共に、低騒音化を実現することが可能な電子機器の冷却システ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】
【０００９】
この目的を達成するため本発明は、筐体と、前記筐体内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器と、前記筐体内に配置され、前記複数の電子機器に冷却風を供給し、当該複数の電子機器を冷却する送風機と、前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の温度を取得する温度取得部と、前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の通風抵抗を各々調節する通風抵抗調節部と、前記送風機及び前記各々の通風抵抗調節部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度取得部が取得した温度情報及び前記各々の電子機器の発熱情報に基づいて当該各々の電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を各々取得し、当該送風機から供給される冷却風量が前記各々の目標冷却風量となるように前記各々の通風抵抗調節部を制御すると共に、前記送風機から供給される冷却風量が必要最低限となるよう当該送風機の駆動を制御する電子機器の冷却システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電子機器の冷却システムを採用することで、電子機器筐体外に新たなスペースを設けることなく、省電力化並びに低騒音化をリアルタイムで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバの正面図である。
【図２】図１に示すブレードサーバの内部を示す側面図である。
【図３】図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す平面図である。
【図４】図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御テーブル（現在値）を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御テーブル（目標値）を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る冷却システムの通風抵抗調節部の制御テーブルを示す図である。
【図９】図１に示すブレードサーバの一つのブレードに配設されている通風抵抗調節部における通風抵抗調節板の調節角の変化を示した単体の断面図である。
【図１０】図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）を示す図である。
【図１１】図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図である。
【図１２】図２に示すブレードサーバの制御実施後における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。また、本実施形態で参照する各図は、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載してある。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバの正面図、図２は、図１に示すブレードサーバの内部を示す側面図、図３は、図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す平面図、図４は、図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す斜視図、図５は、本発明の実施形態に係る冷却システムの制御ブロック図、図６は、前記冷却システムの制御テーブル（現在値）を示す図、図７は、前記冷却システムの制御テーブル（目標値）を示す図、図８は、前記冷却システムの通風抵抗調節部の制御テーブルを示す図、図９は、図１に示すブレードサーバの一つのブレードに配設されている通風抵抗調節部における通風抵抗調節板の調節角の変化を示した単体の断面図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係るブレードサーバは、筐体１と、筐体１内の一方側（図２でいう左側）に配置され、互いに独立して動作、機能する４つのブレード２〜５と、筐体１内の他方側（図２でいう右側）に配置され、ブレード２〜５に冷却風を供給する上流側送風機１３及び下流側送風機１４と、筐体１内の底部に配設され、ブレード２〜５及び上流側送風機１３及び下流側送風機１４の駆動を制御する制御部６と、各種情報が記憶されている記憶部２４とを備えている。
【００１５】
筐体１は、上下方向に各々区画されており、その内部に各ブレード２〜５を各々収納するブレード収納部２Ａ〜５Ａと、ブレード収納部２Ａ〜５Ａに隣接し、上流側送風機１３及び下流側送風機１４を収納する送風機収納部１３Ａとを備えている。
【００１６】
ブレード収納部２Ａ〜５Ａは、一方側（図２でいう左側）及び他方側（図２でいう右側）に空気が流通する開口が各々形成されており、上流側送風機１３及び下流側送風機１４によって供給される冷却風１５が一方側の開口から進入し、ブレード収納部２Ａ〜５Ａを流通した冷却風が排気１６として他方側の開口から排出される。即ち、ブレード収納部２Ａ〜５Ａは、冷却風１５が進入する側が「上流側」となり、排出される側が「下流側」となっている。また、他方側に形成された開口は、送風機収納部１３Ａと連通しており、この開口から排気１６が送風機収納部１３Ａに供給されるようになっている。
【００１７】
送風機収納部１３Ａは、ブレード収納部２Ａ〜５Ａの下流側に配設されており、この送風機収納部１３Ａの下流側には、送風機収納部１３Ａに進入した排気１６を外部に排出するための開口が形成されている。そして、送風機収納部１３Ａを流通した排気１６は、上流側送風機１３及び下流側送風機１４によって、当該開口から排気１７として外部に排出される。
【００１８】
ブレード２〜５は、電子機器２Ｂ〜５Ｂを各々備えており、電子機器２Ｂ〜５Ｂの各々の上流側には、電子機器２Ｂ〜５Ｂに供給される冷却風の通風抵抗（冷却風量）をそれぞれ調節する通風抵抗調節部７が各々配設されている。
【００１９】
電子機器２Ｂ〜５Ｂは、発熱体放熱部品８と、発熱部品９〜１１と、発熱体放熱部品８の上流側に配置され、冷却風の入気温度を測定する入気温度センサ１２を備えている。これらの電子機器２Ｂ〜５Ｂは、後に詳述する制御部６に接続されており、各々の消費電力、入気温度センサ１２により測定された温度等の各種情報が制御部６に送信されるようになっている。
【００２０】
なお、各々のブレード２〜５は、演算性能といった動作状態によって発熱量が異なるが、内部部品の構成は同じであり、通風抵抗調節部７の調整を行わない初期状態（制御実施前の状態）では、同一の通風抵抗特性となっている。したがって、以後、主にブレード２について説明し、ブレード３〜５については、ブレード２の説明で使用した符号「２」を符号「３」、「４」、「５」と各々読代えるものとする。
【００２１】
通風抵抗調節部７は、図３及び図４に詳細に示すように、ブレード収納部２Ａの上流側の開口を遮蔽可能な調節板１８と、ブレード収納部２Ａの側面板金２９に固定されたサーボモータ２１と、ブレード収納部２Ａの底面を構成する支持板２３に配設された回路基板２２とを備えている。
【００２２】
調節板１８は、サーボモータ２１の回転軸２５に接合部２６において固定されており、サーボモータ２１の回転駆動に応じて揺動するようになっており、この揺動状態（図９に示す調節板１８の揺動角度θ）に応じて、ブレード収納部２Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗（冷却風量）が変更される。なお、調節板１８は、後に詳述する制御部６によるサーボモータ２１の回転駆動制御により、全開状態となる調節板位置１９（図９参照）から、全閉状態となる調節板位置２０（図９参照）の範囲で直ちに動作、固定される。
【００２３】
サーボモータ２１は、回路基板２２上に配設されているサーボモータ接続用コネクタ２８にケーブル２７を介して接続されており、制御部６との情報交信や給電が行なわれるようになっている。なお、サーボモータ２１と制御部６との情報交信は、後に詳述するが、調節板１８の揺動角度θ（図９参照）の設定変更について行われる。
【００２４】
上流側送風機１３及び下流側送風機１４は、ファン１３Ｂ及び１４Ｂを回転させることにより冷却風を発生させ、この冷却風によってブレード２〜５の冷却を行う。上流側送風機１３及び下流側送風機１４は、後に詳述する制御部６に接続されており、制御部６によってファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数が制御される。
【００２５】
制御部６は、図５に示すように、ブレード２〜５、上流側送風機１３及び下流側送風機１４に接続されている。そして、制御部６は、各入気温度センサ１２により測定された冷却風１５の温度、各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力、各ブレード収納部２Ａ〜５Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗特性を受信すると共に、上流側送風機１３及び下流側送風機１４から各々の回転数情報を受信する。そして、受信した情報を、予めプログラムされている情報の現在値をモニタするテーブル（図６参照）にしたがって記憶部２４に記憶する。なお、図６に示す現在の風量情報は、前述した各ブレードの通風抵抗特性と送風機回転数情報から得られる送風機特性により算出して、テーブルに表示している。このように、制御部６は、各々のブレード２〜５に関する各種情報をモニタすることで各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量を把握する。
【００２６】
続いて制御部６は、予めプログラムされている各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力、各入気温度の条件下で、各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量を、記憶部２４に予め記憶されている目標値のテーブル（図７参照）で確認する。なお、この目標値のテーブルには、各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力及び各入気温度の条件下で、各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量が定義されている。
【００２７】
次に、制御部６は、各々のブレード２〜５における冷却必要風量が最少となる各々の通風抵抗特性を即時に算出し、この結果に基づいて、サーボモータ２１の回転を制御し、調節板１８の揺動角度θを調節する。この揺動角度θは、記憶部２４に予め記憶されている、揺動角度θと通風抵抗特性の関係を数式化して定義したテーブル（図８参照）から取得される。さらに、これに合わせて、上流側送風機１３及び下流側送風機１４の送風能力が必要最低限となるように上流側送風機１３及び下流側送風機１４の回転数を制御する。
【００２８】
次に、本実施形態に係る冷却システムの具体的動作について、図面を参照して説明する。図１０は、図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）を示す図、図１１は、図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図、図１２は、図２に示すブレードサーバの制御実施後における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図、図１３は、本実施形態に係る冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
図１０に示すように、初期状態では、全ての調節板１８が全開状態となる調節板位置（図９に符号１９で示す位置）に待機している。この状態は、通風抵抗調節部７を有していない冷却システムと同様の状態であり、全ブレード２〜５とも内部部品（発熱体放熱部品８と、発熱部品９〜１１等）の構成が同じであることから、同一の通風抵抗特性となっている。この状態が、図１３に示すフローチャートのスタートとなる。
【００３０】
次に、図１３に示すステップＳ１０１では、制御部６が上流側送風機１３及び下流側送風機１４のファン１３Ｂ及び１４Ｂを回転させる。この動作により、各々のブレード収納部２Ａ〜５Ａに冷却風１５が供給される。次に、各ブレード２〜５に配置されている各々の入気温度センサ１２が、冷却風１５の入気温度を測定し、測定結果を制御部６に送信し、ステップＳ１０２に進む。測定された現在の入気温度は、図６に示す通りである。
【００３１】
ステップＳ１０２では、制御部６がブレード２〜５の各々の発熱状態を把握する。発熱状態は、電子機器２Ｂ〜５Ｂの演算性能といった動作状態の違いに応じた消費電力を取得することによって把握する。なお、現時点の電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力は、図６に示すように、１段目のブレード２が１２８０Ｗ程度であり、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５が各々５６０Ｗ程度となっていた。次いで、ステップＳ１０３に進む。
【００３２】
ステップＳ１０３では、制御部６がブレード２〜５の各通風抵抗特性を取得する。具体的には、制御部６が、通風抵抗調節部７の調節板１８の揺動角度θについてサーボモータ２１から情報を受けることで各ブレード２〜５の通風抵抗特性を把握する。次いで、ステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４では、制御部６が上流側送風機１３及び下流側送風機１４からファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数情報（送風機特性）を取得する。なお、現時点の回転数情報は図６に示すように、上流側送風機１３のファン１３Ｂの回転数が３５００ｒｐｍ、下流側送風機１４のファン１４Ｂの回転数が４２００ｒｍｐであった。次いで、ステップＳ１０５に進む。
【００３４】
ステップＳ１０５では、制御部６は、予め設定されている各ブレード２〜５の通風抵抗特性式（図８参照）及び全ブレード２〜５の合成通風抵抗特性式（合成圧損を示す式）と、送風機特性式（ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数毎の性能特性式）により、現在の冷却風１５の風量を算出する。これにより制御部６は風量を算出し、リアルタイムに風量情報を把握できる。
【００３５】
なお、図１１に、現在のブレード１枚当たりの通風抵抗特性式、装置全体（全ブレード２〜５の合成）の通風抵抗特性式、送風機特性式を示す。図１０に示した状態（初期状態）における冷却風量は、４台全てのブレード２〜５で冷却風量２．４ｍ３/ｍｉｎ（図１１参照）となっており、１段目のブレード２に対しては適正な風量となっているが、２〜４段目のブレードに対しては過剰な風量となっている。また、初期状態では、ブレード２〜５毎の通風抵抗調節が行われていないため、ブレード２〜５毎の風量調節はできず、最も冷却風量を必要とするブレード２に合わせる形でその他のブレード３〜５にも同量の冷却風量を供給することになり、結果としてブレード３〜５の発熱状態（図６参照）では過剰な冷却風量の供給となることが分かる。
【００３６】
ステップＳ１０６では、制御部６は、ステップＳ１０１及びＳ１０２で取得した各々の入気温度及び消費電力と、予め設定された目標値のテーブル（図７に示す情報）から、各々のブレード２〜５を最適に冷却するために必要な冷却風量（目標風量）を各々取得する。次いで、ステップＳ１０７に進む。
【００３７】
ステップＳ１０７では、制御部６は、全ブレード２〜５に目標風量の冷却風１５が供給されると共に、ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数を必要最低限にして上流側送風機１３及び下流側送風機１４の消費電力を削減できるよう、各々のブレード収納部２Ａ〜５Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗を調整する。
【００３８】
ここで、前述したように、各ブレード２〜５の発熱状態としては１段目のブレード２は、１２８０Ｗの熱量（消費電力）をもち、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５は各々５６０Ｗ程度の熱量（消費電力）、入気温度は３５℃程度である。以上の条件から、１段目のブレード２は冷却風量２．３ｍ３/ｍｉｎを必要とし、２〜４段目のブレードは冷却風量１ｍ３/ｍｉｎ程度を必要としていると仮定できる。よって、１段目のブレード２は最も多くの風量を必要とし、２〜４段目のブレードはそれに対して半分以下の風量でよいことが分かる。制御部６は上記の条件に関する情報を収集後、各ブレードに必要な風量が供給できるよう通風抵抗調節機構並びに送風機に変更指示を出す。
【００３９】
具体的には、制御部６は、ステップＳ１０２で取得した各々のブレード２〜５の消費電力から最も冷却風量を必要とするブレード（消費電力が最も高いブレード：本実施形態ではブレード２）を特定し、ブレード２に設置されている通風抵抗調節部７の調節板１８を全開状態（図９に符号１９で示す位置：揺動角度θ＝０度）の時の通風抵抗特性式に目標風量（値）を代入して静圧を算出する。本実施形態では、図１１に示すように１５０Ｐａであった。
【００４０】
次に、制御部６は、この算出した静圧（１５０Ｐａ）における通風特性式で求められる全ブレード２〜５の冷却風量が、ブレード２〜５の目標風量の比率となるように、他のブレード３〜５の通風抵抗を調節する。ここでは、静圧１５０Ｐａの時に１段目のブレード２の通風抵抗特性が風量２．３ｍ３/ｍｉｎの冷却風１５を通過させるため、２〜４段目のブレード３〜５は、静圧１５０Ｐａで冷却風量１ｍ３/ｍｉｎを通過させる通風抵抗特性となるように通風抵抗を調節する。具体的には、ブレード３〜５の目標風量と、予め設定されたテーブル（図８に示す情報）からブレード３〜５の揺動角度θを算出し、ブレード３〜５に設置されている調節板１８の揺動角度θが算出された角度となるように、サーボモータ２１の駆動を制御する。結果として、図２に示すように、１段目のブレード２の調節板１８は全開状態となり、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５の調節板１８は、通風抵抗を増大させるため所定角度（揺動角度θ）まで回動し、固定される。以上により、各ブレード２〜５に供給される冷却風量が適正となる。
【００４１】
次に、ステップＳ１０８に進み、制御部６は、各ブレード２〜５を適切に冷却するために必要十分な冷却風量を供給できるよう、上流側送風機１３及び下流側送風機１４の駆動を制御し、ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数を低減させる。本実施形態では、上記通風抵抗調節後の全ブレード２〜５の合成通風抵抗特性と静圧１５０Ｐａがマッチングする送風機特性となるまで送風機回転数を低減させる。
【００４２】
図１２にブレード２の通風抵抗特性式、ブレード３〜５の通風抵抗特性式（1枚当たり）、装置全体（全ブレード２〜５の合成）の通風抵抗特性式、送風機特性式、送風機の回転数を初期状態の８０％とした際の送風機特性式を示す。図１２から、冷却システムの制御前（初期状態）に対して送風機回転数を８０％まで落とした状態で、１段目のブレード２は冷却風量２．４ｍ３/ｍｉｎ、２〜４段目のブレード３〜５は冷却風量１．２ｍ３/ｍｉｎを確保できることが分かる。
【００４３】
このように、本発明によれば、送風機回転数を８０％まで落としても、１段目のブレード２の冷却に必要な風量（２．３ｍ３/ｍｉｎ）と、２〜４段目のブレード３〜５の冷却に必要な風量（１ｍ３/ｍｉｎ程度）に対して適正な風量を得ることができる。また、前述したように、各ブレード２〜５の通風抵抗特性の調節並びに送風機回転数の変更は、制御部６が計算により最適解を求めるため、瞬時に最適解算出し、変更することができる。したがって、送風機の省電力化並びに低騒音化のリアルタイム制御を図ることが可能な冷却システムを実現することができる。
【００４４】
これに対し、本発明に係る通風抵抗調節部を有しない冷却システムを採用したブレードサーバは、全ブレードとも同一の通風抵抗特性となっており、ブレード毎の風量調節ができないため、常に最大の発熱状態となるブレードに必要な冷却風量が、各々のブレードに供給されることになる。したがって、ブレードの発熱状態によっては過剰な風量の供給となり、省電力化並びに低騒音化を達成することが困難である。
【符号の説明】
【００４５】
１…筐体、２、３、４、５…ブレード、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ…ブレード収納部、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ…電子機器、６…制御部、７…通風抵抗調節部、１２…入気温度センサ、１３…上流側送風機、１３Ａ…送風機収納部、１３Ｂ、１４Ｂ…ファン、１４…下流側送風機、１８…調節板、２４…記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に用いられる半導体、とりわけ情報処理装置のＣＰＵに代表されるような半導体の進化は急激であり、高密度化・高発熱量化の一途をたどっているのは周知の事実である。これに伴い、半導体をはじめとする電子部品の冷却のため、ファンの実装数あるいは回転数を増加させており、装置の騒音値及び消費電力も上昇傾向にある。騒音については、電子機器が事務室等に設置されることが増えてきたことから、低騒音化の要望は強くなっている。また、消費電力については環境負荷低減の観点から省電力化の要望が強くなっている。
【０００３】
そこで、このような要求に応えるため、高効率冷却技術の開発が必要とされており、高効率ファンの開発や、高性能ヒートシンクの開発、冷却構造の改良等が行われている。（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７７９５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２３８８７号公報
【特許文献３】特開２０１１−３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一つの筐体内に、独立して動作・機能する複数の電子機器とこれらの一部または全部の電子機器を一括して冷却するため流路上直列に配置された一つ又は複数の送風機を搭載する複合型電子機器では、当該筐体内に搭載された複数の電子機器各々の冷却風量は、各々の電子機器に関する流路の通風抵抗と送風機の能力に依存することが知られている。特許文献１に記載の発明は、各々の電子機器に関する流路の通風抵抗が固定であるため、冷却に必要な風量を確保するには冷却ファン回転数を上昇させる等、送風機の能力調整で対応している。したがって、一つの筐体内の一部または全部の電子機器を一括して冷却する複合型電子機器の構成上、一部の電子機器に対して必要な風量を供給するために一部の電子機器に対して過剰な風量を供給することとなり、結果として送風機の消費電力並びに騒音が過剰となる状態が存在することになる。
【０００６】
また、特許文献２に記載の発明は、各電子機器の吸気温度と排気温度とを測定し、これらの温度差から温度上昇量を算出し、予め設定されている最大吸気温度と最大排気温度との温度差と、前記算出された温度上昇量とを比較した結果に応じて、電子機器の冷却に必要な風量を調整している。しかしながら、各電子機器の消費電力の変化、及び冷却に必要な風量の変化（通風抵抗の変化）が温度に反映されるまでには時間を要するため、冷却に必要な風量が最適となるように調整する（通風抵抗の最適化）までに時間がかかり、同様に、送風機（ファン）の省電力化にも時間がかかる。このため、省電力化を効率よく行うことが困難である。
【０００７】
そしてまた、特許文献３に記載の発明は、電子回路基板を収容する筐体に複数の窓を形成し、前記電子回路基板に搭載された電子部品の温度に基づいて前記窓の開閉を制御することで、前記電子部品の発熱量に応じて前記電子回路基板を冷却するための風量を調整するものであり、送風機の消費電力を低減させることについては何ら考慮がなされていない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、省電力化を効率よく行うことができると共に、低騒音化を実現することが可能な電子機器の冷却システ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】
【０００９】
この目的を達成するため本発明は、筐体と、前記筐体内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器と、前記筐体内に配置され、前記複数の電子機器に冷却風を供給し、当該複数の電子機器を冷却する送風機と、前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の温度を取得する温度取得部と、前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の通風抵抗を各々調節する通風抵抗調節部と、前記送風機及び前記各々の通風抵抗調節部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記温度取得部が取得した温度情報及び前記各々の電子機器の発熱情報に基づいて当該各々の電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を各々取得し、当該送風機から供給される冷却風量が前記各々の目標冷却風量となるように前記各々の通風抵抗調節部を制御すると共に、前記送風機から供給される冷却風量が必要最低限となるよう当該送風機の駆動を制御する電子機器の冷却システムを提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る電子機器の冷却システムを採用することで、電子機器筐体外に新たなスペースを設けることなく、省電力化並びに低騒音化をリアルタイムで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバの正面図である。
【図２】図１に示すブレードサーバの内部を示す側面図である。
【図３】図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す平面図である。
【図４】図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御テーブル（現在値）を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る冷却システムの制御テーブル（目標値）を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る冷却システムの通風抵抗調節部の制御テーブルを示す図である。
【図９】図１に示すブレードサーバの一つのブレードに配設されている通風抵抗調節部における通風抵抗調節板の調節角の変化を示した単体の断面図である。
【図１０】図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）を示す図である。
【図１１】図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図である。
【図１２】図２に示すブレードサーバの制御実施後における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバについて図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。また、本実施形態で参照する各図は、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載してある。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の冷却システムを採用したブレードサーバの正面図、図２は、図１に示すブレードサーバの内部を示す側面図、図３は、図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す平面図、図４は、図１に示すブレードサーバの内部の一部を示す斜視図、図５は、本発明の実施形態に係る冷却システムの制御ブロック図、図６は、前記冷却システムの制御テーブル（現在値）を示す図、図７は、前記冷却システムの制御テーブル（目標値）を示す図、図８は、前記冷却システムの通風抵抗調節部の制御テーブルを示す図、図９は、図１に示すブレードサーバの一つのブレードに配設されている通風抵抗調節部における通風抵抗調節板の調節角の変化を示した単体の断面図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、本実施形態に係るブレードサーバは、筐体１と、筐体１内の一方側（図２でいう左側）に配置され、互いに独立して動作、機能する４つのブレード２〜５と、筐体１内の他方側（図２でいう右側）に配置され、ブレード２〜５に冷却風を供給する上流側送風機１３及び下流側送風機１４と、筐体１内の底部に配設され、ブレード２〜５及び上流側送風機１３及び下流側送風機１４の駆動を制御する制御部６と、各種情報が記憶されている記憶部２４とを備えている。
【００１５】
筐体１は、上下方向に各々区画されており、その内部に各ブレード２〜５を各々収納するブレード収納部２Ａ〜５Ａと、ブレード収納部２Ａ〜５Ａに隣接し、上流側送風機１３及び下流側送風機１４を収納する送風機収納部１３Ａとを備えている。
【００１６】
ブレード収納部２Ａ〜５Ａは、一方側（図２でいう左側）及び他方側（図２でいう右側）に空気が流通する開口が各々形成されており、上流側送風機１３及び下流側送風機１４によって供給される冷却風１５が一方側の開口から進入し、ブレード収納部２Ａ〜５Ａを流通した冷却風が排気１６として他方側の開口から排出される。即ち、ブレード収納部２Ａ〜５Ａは、冷却風１５が進入する側が「上流側」となり、排出される側が「下流側」となっている。また、他方側に形成された開口は、送風機収納部１３Ａと連通しており、この開口から排気１６が送風機収納部１３Ａに供給されるようになっている。
【００１７】
送風機収納部１３Ａは、ブレード収納部２Ａ〜５Ａの下流側に配設されており、この送風機収納部１３Ａの下流側には、送風機収納部１３Ａに進入した排気１６を外部に排出するための開口が形成されている。そして、送風機収納部１３Ａを流通した排気１６は、上流側送風機１３及び下流側送風機１４によって、当該開口から排気１７として外部に排出される。
【００１８】
ブレード２〜５は、電子機器２Ｂ〜５Ｂを各々備えており、電子機器２Ｂ〜５Ｂの各々の上流側には、電子機器２Ｂ〜５Ｂに供給される冷却風の通風抵抗（冷却風量）をそれぞれ調節する通風抵抗調節部７が各々配設されている。
【００１９】
電子機器２Ｂ〜５Ｂは、発熱体放熱部品８と、発熱部品９〜１１と、発熱体放熱部品８の上流側に配置され、冷却風の入気温度を測定する入気温度センサ１２を備えている。これらの電子機器２Ｂ〜５Ｂは、後に詳述する制御部６に接続されており、各々の消費電力、入気温度センサ１２により測定された温度等の各種情報が制御部６に送信されるようになっている。
【００２０】
なお、各々のブレード２〜５は、演算性能といった動作状態によって発熱量が異なるが、内部部品の構成は同じであり、通風抵抗調節部７の調整を行わない初期状態（制御実施前の状態）では、同一の通風抵抗特性となっている。したがって、以後、主にブレード２について説明し、ブレード３〜５については、ブレード２の説明で使用した符号「２」を符号「３」、「４」、「５」と各々読代えるものとする。
【００２１】
通風抵抗調節部７は、図３及び図４に詳細に示すように、ブレード収納部２Ａの上流側の開口を遮蔽可能な調節板１８と、ブレード収納部２Ａの側面板金２９に固定されたサーボモータ２１と、ブレード収納部２Ａの底面を構成する支持板２３に配設された回路基板２２とを備えている。
【００２２】
調節板１８は、サーボモータ２１の回転軸２５に接合部２６において固定されており、サーボモータ２１の回転駆動に応じて揺動するようになっており、この揺動状態（図９に示す調節板１８の揺動角度θ）に応じて、ブレード収納部２Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗（冷却風量）が変更される。なお、調節板１８は、後に詳述する制御部６によるサーボモータ２１の回転駆動制御により、全開状態となる調節板位置１９（図９参照）から、全閉状態となる調節板位置２０（図９参照）の範囲で直ちに動作、固定される。
【００２３】
サーボモータ２１は、回路基板２２上に配設されているサーボモータ接続用コネクタ２８にケーブル２７を介して接続されており、制御部６との情報交信や給電が行なわれるようになっている。なお、サーボモータ２１と制御部６との情報交信は、後に詳述するが、調節板１８の揺動角度θ（図９参照）の設定変更について行われる。
【００２４】
上流側送風機１３及び下流側送風機１４は、ファン１３Ｂ及び１４Ｂを回転させることにより冷却風を発生させ、この冷却風によってブレード２〜５の冷却を行う。上流側送風機１３及び下流側送風機１４は、後に詳述する制御部６に接続されており、制御部６によってファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数が制御される。
【００２５】
制御部６は、図５に示すように、ブレード２〜５、上流側送風機１３及び下流側送風機１４に接続されている。そして、制御部６は、各入気温度センサ１２により測定された冷却風１５の温度、各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力、各ブレード収納部２Ａ〜５Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗特性を受信すると共に、上流側送風機１３及び下流側送風機１４から各々の回転数情報を受信する。そして、受信した情報を、予めプログラムされている情報の現在値をモニタするテーブル（図６参照）にしたがって記憶部２４に記憶する。なお、図６に示す現在の風量情報は、前述した各ブレードの通風抵抗特性と送風機回転数情報から得られる送風機特性により算出して、テーブルに表示している。このように、制御部６は、各々のブレード２〜５に関する各種情報をモニタすることで各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量を把握する。
【００２６】
続いて制御部６は、予めプログラムされている各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力、各入気温度の条件下で、各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量を、記憶部２４に予め記憶されている目標値のテーブル（図７参照）で確認する。なお、この目標値のテーブルには、各電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力及び各入気温度の条件下で、各々のブレード２〜５の冷却に必要な冷却必要風量が定義されている。
【００２７】
次に、制御部６は、各々のブレード２〜５における冷却必要風量が最少となる各々の通風抵抗特性を即時に算出し、この結果に基づいて、サーボモータ２１の回転を制御し、調節板１８の揺動角度θを調節する。この揺動角度θは、記憶部２４に予め記憶されている、揺動角度θと通風抵抗特性の関係を数式化して定義したテーブル（図８参照）から取得される。さらに、これに合わせて、上流側送風機１３及び下流側送風機１４の送風能力が必要最低限となるように上流側送風機１３及び下流側送風機１４の回転数を制御する。
【００２８】
次に、本実施形態に係る冷却システムの具体的動作について、図面を参照して説明する。図１０は、図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）を示す図、図１１は、図２に示すブレードサーバの初期状態（制御実施前の状態）における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図、図１２は、図２に示すブレードサーバの制御実施後における通風抵抗特性と送風機特性による静圧と冷却風量との関係を示す図、図１３は、本実施形態に係る冷却システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【００２９】
図１０に示すように、初期状態では、全ての調節板１８が全開状態となる調節板位置（図９に符号１９で示す位置）に待機している。この状態は、通風抵抗調節部７を有していない冷却システムと同様の状態であり、全ブレード２〜５とも内部部品（発熱体放熱部品８と、発熱部品９〜１１等）の構成が同じであることから、同一の通風抵抗特性となっている。この状態が、図１３に示すフローチャートのスタートとなる。
【００３０】
次に、図１３に示すステップＳ１０１では、制御部６が上流側送風機１３及び下流側送風機１４のファン１３Ｂ及び１４Ｂを回転させる。この動作により、各々のブレード収納部２Ａ〜５Ａに冷却風１５が供給される。次に、各ブレード２〜５に配置されている各々の入気温度センサ１２が、冷却風１５の入気温度を測定し、測定結果を制御部６に送信し、ステップＳ１０２に進む。測定された現在の入気温度は、図６に示す通りである。
【００３１】
ステップＳ１０２では、制御部６がブレード２〜５の各々の発熱状態を把握する。発熱状態は、電子機器２Ｂ〜５Ｂの演算性能といった動作状態の違いに応じた消費電力を取得することによって把握する。なお、現時点の電子機器２Ｂ〜５Ｂの消費電力は、図６に示すように、１段目のブレード２が１２８０Ｗ程度であり、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５が各々５６０Ｗ程度となっていた。次いで、ステップＳ１０３に進む。
【００３２】
ステップＳ１０３では、制御部６がブレード２〜５の各通風抵抗特性を取得する。具体的には、制御部６が、通風抵抗調節部７の調節板１８の揺動角度θについてサーボモータ２１から情報を受けることで各ブレード２〜５の通風抵抗特性を把握する。次いで、ステップＳ１０４に進む。
【００３３】
ステップＳ１０４では、制御部６が上流側送風機１３及び下流側送風機１４からファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数情報（送風機特性）を取得する。なお、現時点の回転数情報は図６に示すように、上流側送風機１３のファン１３Ｂの回転数が３５００ｒｐｍ、下流側送風機１４のファン１４Ｂの回転数が４２００ｒｍｐであった。次いで、ステップＳ１０５に進む。
【００３４】
ステップＳ１０５では、制御部６は、予め設定されている各ブレード２〜５の通風抵抗特性式（図８参照）及び全ブレード２〜５の合成通風抵抗特性式（合成圧損を示す式）と、送風機特性式（ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数毎の性能特性式）により、現在の冷却風１５の風量を算出する。これにより制御部６は風量を算出し、リアルタイムに風量情報を把握できる。
【００３５】
なお、図１１に、現在のブレード１枚当たりの通風抵抗特性式、装置全体（全ブレード２〜５の合成）の通風抵抗特性式、送風機特性式を示す。図１０に示した状態（初期状態）における冷却風量は、４台全てのブレード２〜５で冷却風量２．４ｍ３/ｍｉｎ（図１１参照）となっており、１段目のブレード２に対しては適正な風量となっているが、２〜４段目のブレードに対しては過剰な風量となっている。また、初期状態では、ブレード２〜５毎の通風抵抗調節が行われていないため、ブレード２〜５毎の風量調節はできず、最も冷却風量を必要とするブレード２に合わせる形でその他のブレード３〜５にも同量の冷却風量を供給することになり、結果としてブレード３〜５の発熱状態（図６参照）では過剰な冷却風量の供給となることが分かる。
【００３６】
ステップＳ１０６では、制御部６は、ステップＳ１０１及びＳ１０２で取得した各々の入気温度及び消費電力と、予め設定された目標値のテーブル（図７に示す情報）から、各々のブレード２〜５を最適に冷却するために必要な冷却風量（目標風量）を各々取得する。次いで、ステップＳ１０７に進む。
【００３７】
ステップＳ１０７では、制御部６は、全ブレード２〜５に目標風量の冷却風１５が供給されると共に、ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数を必要最低限にして上流側送風機１３及び下流側送風機１４の消費電力を削減できるよう、各々のブレード収納部２Ａ〜５Ａに供給される冷却風１５の通風抵抗を調整する。
【００３８】
ここで、前述したように、各ブレード２〜５の発熱状態としては１段目のブレード２は、１２８０Ｗの熱量（消費電力）をもち、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５は各々５６０Ｗ程度の熱量（消費電力）、入気温度は３５℃程度である。以上の条件から、１段目のブレード２は冷却風量２．３ｍ３/ｍｉｎを必要とし、２〜４段目のブレードは冷却風量１ｍ３/ｍｉｎ程度を必要としていると仮定できる。よって、１段目のブレード２は最も多くの風量を必要とし、２〜４段目のブレードはそれに対して半分以下の風量でよいことが分かる。制御部６は上記の条件に関する情報を収集後、各ブレードに必要な風量が供給できるよう通風抵抗調節機構並びに送風機に変更指示を出す。
【００３９】
具体的には、制御部６は、ステップＳ１０２で取得した各々のブレード２〜５の消費電力から最も冷却風量を必要とするブレード（消費電力が最も高いブレード：本実施形態ではブレード２）を特定し、ブレード２に設置されている通風抵抗調節部７の調節板１８を全開状態（図９に符号１９で示す位置：揺動角度θ＝０度）の時の通風抵抗特性式に目標風量（値）を代入して静圧を算出する。本実施形態では、図１１に示すように１５０Ｐａであった。
【００４０】
次に、制御部６は、この算出した静圧（１５０Ｐａ）における通風特性式で求められる全ブレード２〜５の冷却風量が、ブレード２〜５の目標風量の比率となるように、他のブレード３〜５の通風抵抗を調節する。ここでは、静圧１５０Ｐａの時に１段目のブレード２の通風抵抗特性が風量２．３ｍ３/ｍｉｎの冷却風１５を通過させるため、２〜４段目のブレード３〜５は、静圧１５０Ｐａで冷却風量１ｍ３/ｍｉｎを通過させる通風抵抗特性となるように通風抵抗を調節する。具体的には、ブレード３〜５の目標風量と、予め設定されたテーブル（図８に示す情報）からブレード３〜５の揺動角度θを算出し、ブレード３〜５に設置されている調節板１８の揺動角度θが算出された角度となるように、サーボモータ２１の駆動を制御する。結果として、図２に示すように、１段目のブレード２の調節板１８は全開状態となり、２段目のブレード３、３段目のブレード４、４段目のブレード５の調節板１８は、通風抵抗を増大させるため所定角度（揺動角度θ）まで回動し、固定される。以上により、各ブレード２〜５に供給される冷却風量が適正となる。
【００４１】
次に、ステップＳ１０８に進み、制御部６は、各ブレード２〜５を適切に冷却するために必要十分な冷却風量を供給できるよう、上流側送風機１３及び下流側送風機１４の駆動を制御し、ファン１３Ｂ及び１４Ｂの回転数を低減させる。本実施形態では、上記通風抵抗調節後の全ブレード２〜５の合成通風抵抗特性と静圧１５０Ｐａがマッチングする送風機特性となるまで送風機回転数を低減させる。
【００４２】
図１２にブレード２の通風抵抗特性式、ブレード３〜５の通風抵抗特性式（1枚当たり）、装置全体（全ブレード２〜５の合成）の通風抵抗特性式、送風機特性式、送風機の回転数を初期状態の８０％とした際の送風機特性式を示す。図１２から、冷却システムの制御前（初期状態）に対して送風機回転数を８０％まで落とした状態で、１段目のブレード２は冷却風量２．４ｍ３/ｍｉｎ、２〜４段目のブレード３〜５は冷却風量１．２ｍ３/ｍｉｎを確保できることが分かる。
【００４３】
このように、本発明によれば、送風機回転数を８０％まで落としても、１段目のブレード２の冷却に必要な風量（２．３ｍ３/ｍｉｎ）と、２〜４段目のブレード３〜５の冷却に必要な風量（１ｍ３/ｍｉｎ程度）に対して適正な風量を得ることができる。また、前述したように、各ブレード２〜５の通風抵抗特性の調節並びに送風機回転数の変更は、制御部６が計算により最適解を求めるため、瞬時に最適解算出し、変更することができる。したがって、送風機の省電力化並びに低騒音化のリアルタイム制御を図ることが可能な冷却システムを実現することができる。
【００４４】
これに対し、本発明に係る通風抵抗調節部を有しない冷却システムを採用したブレードサーバは、全ブレードとも同一の通風抵抗特性となっており、ブレード毎の風量調節ができないため、常に最大の発熱状態となるブレードに必要な冷却風量が、各々のブレードに供給されることになる。したがって、ブレードの発熱状態によっては過剰な風量の供給となり、省電力化並びに低騒音化を達成することが困難である。
【符号の説明】
【００４５】
１…筐体、２、３、４、５…ブレード、２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ…ブレード収納部、２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ…電子機器、６…制御部、７…通風抵抗調節部、１２…入気温度センサ、１３…上流側送風機、１３Ａ…送風機収納部、１３Ｂ、１４Ｂ…ファン、１４…下流側送風機、１８…調節板、２４…記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器と、
前記筐体内に配置され、前記複数の電子機器に冷却風を供給し、当該複数の電子機器を冷却する送風機と、
前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の温度を取得する温度取得部と、
前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の通風抵抗を各々調節する通風抵抗調節部と、
前記送風機及び前記各々の通風抵抗調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度取得部が取得した温度情報及び前記各々の電子機器の発熱情報に基づいて当該各々の電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を各々取得し、当該送風機から供給される冷却風量が前記各々の目標冷却風量となるように前記各々の通風抵抗調節部を制御すると共に、前記送風機から供給される冷却風量が必要最低限となるよう当該送風機の駆動を制御する電子機器の冷却システム。
【請求項２】
前記電子機器に供給される冷却風の温度と、前記電子機器の消費電力量と、前記電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量との関係を示す制御テーブルが記憶されている記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記発熱情報として前記各々の電子機器の消費電力量を取得し、前記温度情報、消費電力量、制御テーブルに基づいて前記目標冷却風量を取得する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項３】
前記送風機の回転数と、当該送風機の回転数に応じた送風性能特性との関係を示す制御テーブルが記憶されている記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記各々の目標冷却風量及び前記制御テーブルに基づいて前記送風機の回転数を制御する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項４】
前記筐体は、前記各々の電子機器を個別に収納する電子機器収納部を備え、
前記通風抵抗調節部は、前記各々の電子機器収納部に揺動可能に配置され、当該揺動に応じて前記冷却風の流路面積を変更する調節板を備え、
前記制御部は、前記目標冷却風量に基づいて前記調節板の揺動角度を変更することで、前記各々の電子機器収納部に供給される冷却風の通風抵抗を制御する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項５】
前記送風機を複数有し、当該複数の送風機は、前記冷却風の流路上に直列に配設されてなる請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電子機器冷却システムを備えた電子機器装置。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に配置され、互いに独立して動作、機能する複数の電子機器と、
前記筐体内に配置され、前記複数の電子機器に冷却風を供給し、当該複数の電子機器を冷却する送風機と、
前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の温度を取得する温度取得部と、
前記筐体内に配置され、前記各々の電子機器に供給される冷却風の通風抵抗を各々調節する通風抵抗調節部と、
前記送風機及び前記各々の通風抵抗調節部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記温度取得部が取得した温度情報及び前記各々の電子機器の発熱情報に基づいて当該各々の電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量を各々取得し、当該送風機から供給される冷却風量が前記各々の目標冷却風量となるように前記各々の通風抵抗調節部を制御すると共に、前記送風機から供給される冷却風量が必要最低限となるよう当該送風機の駆動を制御する電子機器の冷却システム。
【請求項２】
前記電子機器に供給される冷却風の温度と、前記電子機器の消費電力量と、前記電子機器を所定温度に冷却するために必要な目標冷却風量との関係を示す制御テーブルが記憶されている記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記発熱情報として前記各々の電子機器の消費電力量を取得し、前記温度情報、消費電力量、制御テーブルに基づいて前記目標冷却風量を取得する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項３】
前記送風機の回転数と、当該送風機の回転数に応じた送風性能特性との関係を示す制御テーブルが記憶されている記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記各々の目標冷却風量及び前記制御テーブルに基づいて前記送風機の回転数を制御する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項４】
前記筐体は、前記各々の電子機器を個別に収納する電子機器収納部を備え、
前記通風抵抗調節部は、前記各々の電子機器収納部に揺動可能に配置され、当該揺動に応じて前記冷却風の流路面積を変更する調節板を備え、
前記制御部は、前記目標冷却風量に基づいて前記調節板の揺動角度を変更することで、前記各々の電子機器収納部に供給される冷却風の通風抵抗を制御する請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項５】
前記送風機を複数有し、当該複数の送風機は、前記冷却風の流路上に直列に配設されてなる請求項１記載の電子機器の冷却システム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の電子機器冷却システムを備えた電子機器装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７４２１９（Ｐ２０１３−７４２１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３６６２（Ｐ２０１１−２１３６６２）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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