電子機器用冷却ファンのファンクラッチ
【課題】軸受及びモーターのうち少なくともいずれかが故障した際に、冷却ファンをモーターから外し空転させ、故障したファンを通過する空気流が妨げられるのを防止する。
【解決手段】装置（１００）は、故障すると外れて空転するように構成されているクラッチ（１０４）を備える電子機器用冷却ファン（１０２）を有する。
【解決手段】装置（１００）は、故障すると外れて空転するように構成されているクラッチ（１０４）を備える電子機器用冷却ファン（１０２）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器用冷却ファンのファンクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステム、ネットワークインターフェース、ストレージシステム及び電気通信設備等の電子システム及び電子設備は通常、これらを支持するため、物理的に保護するため及び空間の効率的使用のために、シャーシ、キャビネット又はハウジングに封入されている。ハウジングに収容された電子設備は、かなりの量の熱を発生する。この熱を逃がさなければ、電子設備に熱損傷が生じてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軸受が故障した結果として生じるファンの故障及びロックされたローターによって、空気流が妨げられ冷却に悪影響が及ぼされる。場合によっては伝熱が不十分になって、設備が過熱し、そして熱損傷を受けてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
冷却装置の一実施の態様によれば、電子機器用冷却ファンは、軸受及び／又はモーターが故障するとファンを自由にして空転させるようになったクラッチを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
構造と動作方法の両方に関する本発明の実施形態は、以下の説明及び添付図面を参照することによって最良に理解することができる。
【０００６】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれ、故障するとファンを自由にして空転させるように構成されるクラッチ１０４を備える電子機器用冷却ファン１０２を含む冷却装置１００の一実施形態を示す概略等角斜視図及び側面断面図である。
【０００７】
モーター１０６と電子機器用冷却ファン１０２との間に配置されたクラッチ１０４によって、モーター１０６又は主軸受１１０が故障すると電子機器用冷却ファン１０２は空転することができる。
【０００８】
クラッチ１０４は、通常の故障状態で、電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６と接続させ、且つ、モーター１０６から外れるように自動的に動作するように構成されている。さまざまな実施形態においては、クラッチ１０４は、例えば遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ、流体摩擦クラッチ等の任意の好適なタイプのクラッチである。クラッチ１０４によって、モーター１０６は電子機器用冷却ファン１０２を駆動することができるが、モーター１０６又は軸受１１０が故障した場合には、モーター１０６から電子機器用冷却ファン１０２を外して、電子機器用冷却ファン１０２の回転を続けさせる。
【０００９】
図１Ｂは、電子機器用冷却ファン１０２を示し、ハブ１０８、ハブ１０８に収容されたモーター１０６及びハブ１０８の内部に収容されたクラッチ１０４を示す。クラッチ１０４は、通常の回転動作中は電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６に連結させるようになっており、電子機器用冷却ファン１０２による空気移動の機動力となる。クラッチ１０４はさらに、電子機器用ファン１０２内のモーター１０６及び／又は軸受１１０が故障すると、電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６から外すように構成されている。
【００１０】
図示の実施形態において、モーター１０６とクラッチ１０４とはファン１０２の中央ハブ１０８に収容されている。通常の動作中、モーター１０６は図示の向き１１２に回転してクラッチ１０４につながっており、それによって電子機器用冷却ファン１０２を駆動して空気を動かす。モーター１０６又は軸受１１０が故障すると、クラッチ１０４は外れる。
【００１１】
図２を参照すると、図２は、ハブ２０８、ハブ２０８に収容された複数のモーター２０６Ａ、２０６Ｂ及び複数のクラッチ２０４Ａ、２０４Ｂをさらに備える電子機器用冷却ファン２００の他の実施形態を示す概略断面図である。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂはハブ２０８に収容され、それぞれがモーター２０６Ａ、２０６Ｂに対応する。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂは、通常の回転動作中、電子機器用冷却ファン２００につながるようになっており、電子機器用冷却ファン２００による空気移動を駆動する。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂはまた、それぞれのモーター２０６Ａもしくは２０６Ｂ及び／又は関連する軸受２１０Ａもしくは２１０Ｂが故障すると外れるようになっている。
【００１２】
図２に示す、冗長構成において、クラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂによって、２つのモーター２０６Ａ、２０６Ｂがローターを駆動することができる。モーター２０６Ａ、２０６Ｂのうちの一つ、または、それぞれの関連する軸受２１０Ａ又は２１０Ｂが故障すると、クラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂは組み合わさって動作して、故障していないファンを単独で駆動する。
【００１３】
図３を参照すると、図３は、シャーシ３１４、シャーシ３１４に収容された１つ又は複数の電子部品３１６及びシャーシ３１４に収容された複数の電子機器用冷却ファン３０２を備える電子システム３００の一実施形態を示す概略斜視図である。複数の電子機器用冷却ファン３０２は、少なくとも２つの電子機器用冷却ファン、例えば直列接続された電子機器用ファン３０２Ａ及び３０２Ｂを含む。直列接続された電子機器用冷却ファン３０２Ａ及び３０２Ｂは、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示すようなクラッチを含み、このクラッチは、故障の際には外れて電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂを空転させるように構成されている。
【００１４】
故障状態では、直列接続された電子機器用冷却ファン３０２Ａ又は３０２Ｂのうちの少なくとも１つの故障していない電子機器用冷却ファンが接続されたままであり、空気流を作り出して、それによって外された電子機器用冷却ファンが回転する。したがって、取り付けられたモーター又は軸受の故障のために、もはや動作していない電子機器用冷却ファンは、クラッチによってモーターから外され、空転することができる。外された電子機器用冷却ファンは、その電子機器用冷却ファンに連結されたモーターが動かない場合、すなわちモーターが元の位置で停止している場合であっても、他の直列接続された故障していない電子機器用冷却ファンが生成する空気流によって、回転を開始する。
【００１５】
図示の電子機器用冷却ファン及び関連するシステムによって、モーターの故障又はその他の故障の場合にファンのブレードが回転することができ、それによって気流の抵抗が低減する。これとは対照的に、従来のシステムにおいては、ファンモーター又は軸受が故障すると、その結果、ローターのファンがロックされてしまう。ローターのファンがロックされると、一般に気流の抵抗が実質的に増大し、したがって、ファンをモータから外して空転できるようにする図示のシステムと比較して、シャーシ温度がかなり上昇することになる。
【００１６】
クラッチを採用する電子機器用冷却ファンの実施形態によって、ファンが故障した結果として生じる冷却性能の低下を克服するのにより強力なファンを必要とすることなく、十分なシステム冷却が可能になる。図示の実施形態はまた、（Ｎ＋１個のうち、１個の電子機器用冷却ファンのモーター及び/又は軸受が故障していても）冗長なＮ＋１冷却（Ｎ＋１個の電子機器用冷却ファンが回転している際に得られる冷却）を可能にする。
【００１７】
図示のクラッチを提供する電子機器用冷却ファンによって、故障したファンを通過する気流の抵抗を低減させ、ファンが故障した状態で部品を適切に冷却するためのさらなるファンを付け加えることなく十分なシステム冷却が可能になる。図示の電子機器用冷却ファンによってさらに、組み立てられるシステムを小型化することができ、モーターロックによる故障に対処する一方でファンの大型化を不要にする。
【００１８】
図示の電子システム３００は、電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂを含む複数の電子機器用冷却ファンを備えている。ローターは、クラッチを用いてモーターに連結されており、故障状態が発生した場合にはファン３０２Ａ又は３０２Ｂをモーターから外すことができるようにしている。電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂは、シャーシ３１４内の、電子部品３１６を冷却するのに好適な位置に選択的に配置されることによって用いられる。典型的な有用な配置においては、１つ又は複数の電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂは、シャーシ３１４内で直列に配置される。電子システム３００は、クラッチに連結されるプロセッサ、中央処理装置、コンピュータ、ロジック等の制御素子を含んでもよく、それによって動作中にローターとモーターとを連結し、且つ代替的に、電子機器用冷却ファンが故障するとローターが空転するようにクラッチを外す。
【００１９】
図４Ａを参照すると、図４Ａは、複数のファンとファンクラッチとを備える電子機器用冷却装置４００の一実施形態を示す概略断面図である。図示の実施形態において、電子機器用冷却装置４００は、ハウジングすなわちシャーシ４１０、シャーシ４１０内部に収容された第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂ、第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂにそれぞれ連結された第１及び第２のモーター４０６Ａ、４０６Ｂ、並びに第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを直列に連結するファンクラッチ４０４を備える。
【００２０】
ファンクラッチ４０４は、冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを自動的に駆動モーターにつなげるように動作するか、又は典型的には冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂが空転できるようにするために駆動モーターから冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを外すよう動作する。このように冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを空転できるようにすることによって、モーター又は軸受が故障した結果として生じるロックに起因して起こり得る気流の抵抗を低減する。
【００２１】
クラッチ４０４は、通常の動作において第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂと接続するように構成されている。モーター４０６Ａ又は４０６Ｂが故障した場合には、クラッチ４０４は、故障していないモーター４０６Ａ又は４０６Ｂを用いて、故障しているモーターに連結された冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂを駆動する。したがって、クラッチ４０４は、モーター４０６Ａ、４０６Ｂが両方とも動作可能なときには第１の冷却ファン４０２Ａと第２の冷却ファン４０２Ｂとが互いに独立して動作できるようにし、モーターが故障しているファンを動作し続けるようにすることができる。例示的な一実施形態において、第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂは、同じ向きに回転するよう構成されている。
【００２２】
図示の実施形態においては、クラッチ４０４を流体クラッチとして示すが、他の実施形態においては、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ、流体摩擦クラッチ等の他のタイプのクラッチを用いてもよい。
【００２３】
遠心クラッチは半径方向の動きによって作動し、典型的には、駆動装置上に搭載された半径方向に移動可能な遠心おもりを有する。遠心力によって、遠心おもりは特定のトルク摩擦をクラッチに伝える。半径方向の速度の限界に達すると、自動的に連結が行われ、その結果負荷なしで駆動モーターが始動する。
【００２４】
ラチェットクラッチは、ホイール又はバーの傾斜のついた歯と噛み合って一方向にのみ動けるようにする歯止めを含む、一般的な機構である。
【００２５】
磁気クラッチは一般に、磁場／ローターの組立品と滑車／電機子の組立品とを含む。磁場／ローターの組立品は、コイルとバッキングプレートとを含む。コイルは、クラッチがつながること及びクラッチの引っ張り動作を可能にする磁束を発生する。ローターは入力回転を発生し、通常、定速で回転する。滑車／電機子の組立品は、電機子ディスク、ばね、ハブ及び滑車すなわち搭載フランジを含む。電機子は、磁力によってローターに連結される。磁束は、ローター内へ、次いで電機子へ伝達される。ローター及び電機子のスロットによって、磁束は複数の場所でローター及び電機子に接触することができる。磁束の接続点が複数あることによって、トルクを増大することができる。クラッチは、コイルに印加する電圧を下げる又はなくすことによって、外すことができる。電圧を解除すると、電機子とハブとの間のばねがローターから遠ざかる方向に電機子を引っ張り、電機子とローターとを分離するエアギャップを形成する。磁気クラッチの見地として挙げられることは、電気システムにおいて制御しやすいということである。
【００２６】
磁気粘性クラッチの例示的な一実施形態では、鉱油やシリコーン等の流体に懸濁した鉄又は鉄合金の微粉末を含有する磁気粘性流体を用いる。このクラッチは、回転可能な入力シャフト、及び内部キャビティを有するハウジングの壁を形成するよう配置されたクラッチプレートを含む。磁気粘性流体は、キャビティ内に運ばれ、入力クラッチプレートとハウジングとの間に流体的にトルクを伝達するのに用いられる。クラッチはさらに、可変電流を伝えて入力クラッチプレートの端から端まで、及び磁気粘性流体の中に可変磁場を作り出すコイルを含み、入力クラッチプレートとハウジングとの間に変調トルクを伝達する。
【００２７】
液体クラッチ、油圧クラッチ、又は流体摩擦クラッチは一般に、トルク伝達チャンバに供給される油又はその他の液体によって駆動ディスクの駆動トルクがケースに伝達される構造を有する。
【００２８】
クラッチ４０４は、２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを共通のハウジング４１０内で直列に接続する連結機構として機能する。クラッチ４０４は、２つのファン４０２Ａと４０２Ｂとの間に配置され、両ファンが互いに独立して動作できるようにする。モーター４０６Ａ、４０６Ｂのどちらかが故障する場合は、連結機構は、故障したモーターによって駆動されるファンをモーターから外す。２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂは同じ向きに回転し、これにより、動作しているファンからの空気流が空気流を作り出して、その作り出された空気流が故障したファンを回転し、空気流の低減を防止又は軽減するようになっている。したがって、クラッチ４０４は、故障事象に応答して性能を向上させる連結機構として機能する。冗長なファン構成において、Ｎ＋１個の冷却ユニットを用いる冷却からＮ個の冷却ユニットを有する冷却に低下する結果となる、ファンシステムに関連する故障の場合に、連結機構は性能を向上させるよう動作する。ここで、Ｎは特定のシステムを冷却するのに十分な冷却ユニットの指定された数を表す。
【００２９】
２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを直列に配置することは、Ｎ＋１冷却を行う典型的な技法であり、それによって、１個のファンが損なわれても動作しているファンがＮ個残って、有害な熱影響なしでシステム冷却を維持する。従来のＮ＋１冷却システムの問題の１つは、１個のファンが故障すると、その結果Ｎ個のファンを用いて得られる空気流よりも空気流の能力が落ちてしまうということである。その理由は、故障したファンによって空気流抵抗が生まれ、それによって空気流全体の流れが低下してしまうからである。モーター及び／又は軸受が故障してファンがその位置にロックされると、空気流抵抗の増大が強まる。通常、空気流抵抗が増大しても、より多くのファンを付け加えること又はファンの出力を上げること等の過剰な設計の労力によって相殺されるが、これら労力はシステムのコストをかなり上昇させる技法である。
【００３０】
図示の電子機器用冷却装置４００は、ファンの故障の結果生じる冷却の低下を抑えるか又はなくす。図示の電子機器用冷却装置４００によってまた、より小型の冷却システムを用いることができ、したがってより小型の電子システムを用いることができるようになる。その理由は、ローターロックを克服するのに十分強力なより大型のモーター及び／又はファンの使用を回避することができるからである。
【００３１】
いくつかの実施形態において、クラッチ４０４は、冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂに直接連結されたモーター４０６Ａ又は４０６Ｂのロックをもたらす故障に応答して、それぞれの冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂを空転させるよう構成されてもよい。ロックをもたらす故障とは、影響を受けるモーターをその位置にロックさせる故障である。
【００３２】
いくつかの構成において、図示の冗長な電子機器用冷却装置４００においてモーターが故障すると、冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂが空転できるようにするクラッチ４０４が設けられているにもかかわらず、空転するファンが作り出す気流の抵抗のために、動作しているモーター４０６Ａ又は４０６Ｂの速度が落ちる可能性がある。しかし図示の状況においては、連結機構としてのクラッチ４０４の動作によって２つのローターを回転させる単一のモーターは、単一のローターを回転させる単一のモーターと比較して、空気流を作り出す能力が同等であるか又はすぐれている。
【００３３】
図４Ｂは、流体連結したプロペラ４１２の形式のファンクラッチ４０４の一実施形態を示す概略断面図である。所望の連結効果にしたがって選択される粘性を有する流体が、容器４１４に封入されており、羽４１６が流体内へと延びるとともにファンローターに連結している。
【００３４】
図５を参照すると、図５は、冗長クラッチに連結されたファンの形式の電子機器用冷却装置５００の一実施形態を示す概略断面図である。図示の実施形態は、連結された電子機器用冷却ファンを自動的に制御することができる制御部品すなわち素子を含む。電子機器用冷却装置５００は、シャーシすなわちハウジング５１０内の複数の冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを接続するファンクラッチ５０４の形で示す連結器を含む。この連結器は、例えば磁気クラッチであり、２つのファン５０２Ａ及び５０２Ｂ間のファンクラッチ５０４の形式で示され、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂの両方を互いから独立して動作できるようにしている。ファン５０２Ａ又は５０２Ｂにそれぞれ接続されたモーター５０６Ａ又は５０６Ｂが故障すると、故障しているモーターは動作を終了し、ファンが空転できるようにする。ほぼ同時に、図では磁気ファンクラッチである磁気連結機構５０４を作動する信号を電子アクチュエータ５１２に送ることができ、この信号は、電子機器用冷却装置５００におけるさまざまな部品及び装置にエラー状態を通知する信号を生成することができる。クラッチ５０４によって、故障しているモーターに連結された冷却ファンはそのモーターから外される。外された冷却ファンは、故障していないモーターに接続されたファンが作り出す空気流によって回転する。故障していないモーターは、例えば故障していないモーターをより速い角速度で回転すること等、空気流駆動能力を向上させることによって、故障状態に応答するよう制御してもよい。特定の例においては、故障していないモーターを高速又は最高速度で動作して、故障していない状態で生成される典型的な空気流までシステムの空気流を増大してもよい。
【００３５】
電子機器用冷却装置５００は、第１及び第２の冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂと、これらファンにそれぞれ連結するモーター５０６Ａ、５０６Ｂとを収容するシャーシすなわちハウジング５１０を有する。クラッチ５０４は、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを直列に連結する。第１及び第２のセンサ５０８Ａ、５０８Ｂはそれぞれ、第１及び第２のモーター５０６Ａ、５０６Ｂに連結し、接続されたモーター５０６Ａ、５０６Ｂの動作状態を感知するようになっている。クラッチ５０４にはアクチュエータ５１２が連結され、アクチュエータ５１２は、センサ５０８Ａ、５０８Ｂからの信号に基づいて冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを作動及び作動停止するよう、クラッチ５０４を選択的に動作させるように構成されている。例えば、制御ライン５１４によってセンサ５０８Ａ、５０８Ｂをアクチュエータ５１２に接続し、モーター状態を示す通信信号を運んでもよい。
【００３６】
典型的な一実施形態において、センサ５０８Ａ、５０８Ｂはローターロックセンサであってもよく、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂはローターロック空転ファンであってもよい。ローターロックセンサは、モーターを過負荷状態から保護するのに用いられる一般的な制御部品である。このセンサは、抵抗のしきい値等の電気的しきい値を超えると作動する。典型的なローターロックセンサとしては、変流器、トランスデューサ及びインターフェースが挙げられる。
【００３７】
図示の実施形態において、クラッチ５０４は、アクチュエータ５１２によって制御される接続及び切断をするように構成されている磁気クラッチであってもよい。図示の実施形態において、磁気ファンクラッチ５０４の実施は有用である。その理由は、磁気ファンクラッチ５０４はアクチュエータ５１２による制御を容易にするからである。しかし、さまざまな実施形態において、同様に制御能力を有する他のタイプのファンクラッチを用いてもよい。
【００３８】
モーター５０６Ａ又は５０６Ｂが故障すると、故障したモーターに連結されたセンサ５０８Ａ又は５０８Ｂが、故障状態を感知してアクチュエータ５１２に信号を送り、それによって、故障したモーターに連結された冷却ファン５０２Ａ又は５０２Ｂが、故障したモーターから外される。すると、外された冷却ファンは空転することができる。電子機器用冷却装置５００はさらに、第１のセンサ５０８Ａから第２のモーター５０６Ｂへの通信リンク５１６Ａを含んでもよい。第２のモーター５０６Ｂは、第１のセンサ５０８Ａによるモーター故障信号からの信号に応答して、第２の冷却ファンの速度を調整するよう制御されてもよい。同様に、第２のセンサ５０８Ｂから第１のモーター５０６Ａへの通信リンク５１６Ｂは、第２のセンサ５０８Ｂによるモーター故障信号からの信号に応答して、第１の冷却ファンの速度を調整してもよい。
【００３９】
電子機器用冷却装置５００は、モーター５０６Ａ、５０６Ｂ、センサ５０８Ａ、５０８Ｂ及びアクチュエータ５１２への通信接続を有するコントローラ５１８を含んでもよい。コントローラ５１８は、モーターが故障していることを示すセンサから故障信号を受け取って、故障しているモーターに連結された冷却ファンの取り外しを要求する信号をアクチュエータ５１２へ送ることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、コントローラ５１８は、モーターの故障を示す、シグナルセンサから故障信号を受け取り、故障していないモーターへのコマンドを感知して故障していないモーターに連結された冷却ファンの回転速度を上げることによって応答するよう、プログラムされていてもよい。
【００４１】
本開示はさまざまな実施形態を説明しているが、このような実施形態は、例示的であると理解されなければならず、特許請求の範囲を限定するものではない。説明される実施形態の多くの変形、変更、付加及び改良が可能である。例えば、当業者であれば本明細書において開示する構造及び方法を提供するのに必要な各段階を容易に実施し、且つ、プロセスパラメータ、材料及び寸法は例としてのみ呈示されているということを理解するであろう。これらパラメータ、材料、及び寸法を変化させて、特許請求の範囲内にある所望の構造及び変更形態を達成してもよい。例えば、特定のタイプのファンクラッチを図示し且つ説明しているが、任意の好適なファンクラッチを用いてもよい。同様に、ファンが複数であるさまざまな簡単な配置を示すことで、構造及び技法の表現を容易にしている。任意の好適な数及び配置のファン、モーター、クラッチ等を用いてもよく、これらは本明細書の範囲内にある。
【００４２】
特許請求の範囲においては、特段の指示がない限り、構成要素は、１つ又は複数の構成要素を意味するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】故障すると離れて空転するようになっているクラッチを備える電子機器用冷却ファンを含む冷却装置の一実施形態を示す概略等角斜視図である。
【図１Ｂ】故障すると離れて空転するようになっているクラッチを備える電子機器用冷却ファンを含む冷却装置の一実施形態を示す側面断面図である。
【図２】ハブ、複数のモーター及び複数のクラッチをさらに含む電子機器用冷却ファンの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】図示の冷却ファンを用いる電子システムの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図４Ａ】複数のファンとファンクラッチとを備える電子機器用冷却装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す流体クラッチの一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】冗長なクラッチに連結されたファンの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 冷却装置（装置）
１０２、２００ 電子機器用冷却ファン
１０４、２０４Ａ、２０４Ｂ クラッチ
１０６、２０６Ａ、２０６Ｂ モーター
１１０、２１０Ａ、２１０Ｂ 軸受
２０８ ハブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器用冷却ファンのファンクラッチに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータシステム、ネットワークインターフェース、ストレージシステム及び電気通信設備等の電子システム及び電子設備は通常、これらを支持するため、物理的に保護するため及び空間の効率的使用のために、シャーシ、キャビネット又はハウジングに封入されている。ハウジングに収容された電子設備は、かなりの量の熱を発生する。この熱を逃がさなければ、電子設備に熱損傷が生じてしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軸受が故障した結果として生じるファンの故障及びロックされたローターによって、空気流が妨げられ冷却に悪影響が及ぼされる。場合によっては伝熱が不十分になって、設備が過熱し、そして熱損傷を受けてしまうおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
冷却装置の一実施の態様によれば、電子機器用冷却ファンは、軸受及び／又はモーターが故障するとファンを自由にして空転させるようになったクラッチを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
構造と動作方法の両方に関する本発明の実施形態は、以下の説明及び添付図面を参照することによって最良に理解することができる。
【０００６】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、図１Ａ及び図１Ｂはそれぞれ、故障するとファンを自由にして空転させるように構成されるクラッチ１０４を備える電子機器用冷却ファン１０２を含む冷却装置１００の一実施形態を示す概略等角斜視図及び側面断面図である。
【０００７】
モーター１０６と電子機器用冷却ファン１０２との間に配置されたクラッチ１０４によって、モーター１０６又は主軸受１１０が故障すると電子機器用冷却ファン１０２は空転することができる。
【０００８】
クラッチ１０４は、通常の故障状態で、電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６と接続させ、且つ、モーター１０６から外れるように自動的に動作するように構成されている。さまざまな実施形態においては、クラッチ１０４は、例えば遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ、流体摩擦クラッチ等の任意の好適なタイプのクラッチである。クラッチ１０４によって、モーター１０６は電子機器用冷却ファン１０２を駆動することができるが、モーター１０６又は軸受１１０が故障した場合には、モーター１０６から電子機器用冷却ファン１０２を外して、電子機器用冷却ファン１０２の回転を続けさせる。
【０００９】
図１Ｂは、電子機器用冷却ファン１０２を示し、ハブ１０８、ハブ１０８に収容されたモーター１０６及びハブ１０８の内部に収容されたクラッチ１０４を示す。クラッチ１０４は、通常の回転動作中は電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６に連結させるようになっており、電子機器用冷却ファン１０２による空気移動の機動力となる。クラッチ１０４はさらに、電子機器用ファン１０２内のモーター１０６及び／又は軸受１１０が故障すると、電子機器用冷却ファン１０２をモーター１０６から外すように構成されている。
【００１０】
図示の実施形態において、モーター１０６とクラッチ１０４とはファン１０２の中央ハブ１０８に収容されている。通常の動作中、モーター１０６は図示の向き１１２に回転してクラッチ１０４につながっており、それによって電子機器用冷却ファン１０２を駆動して空気を動かす。モーター１０６又は軸受１１０が故障すると、クラッチ１０４は外れる。
【００１１】
図２を参照すると、図２は、ハブ２０８、ハブ２０８に収容された複数のモーター２０６Ａ、２０６Ｂ及び複数のクラッチ２０４Ａ、２０４Ｂをさらに備える電子機器用冷却ファン２００の他の実施形態を示す概略断面図である。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂはハブ２０８に収容され、それぞれがモーター２０６Ａ、２０６Ｂに対応する。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂは、通常の回転動作中、電子機器用冷却ファン２００につながるようになっており、電子機器用冷却ファン２００による空気移動を駆動する。複数のクラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂはまた、それぞれのモーター２０６Ａもしくは２０６Ｂ及び／又は関連する軸受２１０Ａもしくは２１０Ｂが故障すると外れるようになっている。
【００１２】
図２に示す、冗長構成において、クラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂによって、２つのモーター２０６Ａ、２０６Ｂがローターを駆動することができる。モーター２０６Ａ、２０６Ｂのうちの一つ、または、それぞれの関連する軸受２１０Ａ又は２１０Ｂが故障すると、クラッチ２０４Ａ及び２０４Ｂは組み合わさって動作して、故障していないファンを単独で駆動する。
【００１３】
図３を参照すると、図３は、シャーシ３１４、シャーシ３１４に収容された１つ又は複数の電子部品３１６及びシャーシ３１４に収容された複数の電子機器用冷却ファン３０２を備える電子システム３００の一実施形態を示す概略斜視図である。複数の電子機器用冷却ファン３０２は、少なくとも２つの電子機器用冷却ファン、例えば直列接続された電子機器用ファン３０２Ａ及び３０２Ｂを含む。直列接続された電子機器用冷却ファン３０２Ａ及び３０２Ｂは、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示すようなクラッチを含み、このクラッチは、故障の際には外れて電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂを空転させるように構成されている。
【００１４】
故障状態では、直列接続された電子機器用冷却ファン３０２Ａ又は３０２Ｂのうちの少なくとも１つの故障していない電子機器用冷却ファンが接続されたままであり、空気流を作り出して、それによって外された電子機器用冷却ファンが回転する。したがって、取り付けられたモーター又は軸受の故障のために、もはや動作していない電子機器用冷却ファンは、クラッチによってモーターから外され、空転することができる。外された電子機器用冷却ファンは、その電子機器用冷却ファンに連結されたモーターが動かない場合、すなわちモーターが元の位置で停止している場合であっても、他の直列接続された故障していない電子機器用冷却ファンが生成する空気流によって、回転を開始する。
【００１５】
図示の電子機器用冷却ファン及び関連するシステムによって、モーターの故障又はその他の故障の場合にファンのブレードが回転することができ、それによって気流の抵抗が低減する。これとは対照的に、従来のシステムにおいては、ファンモーター又は軸受が故障すると、その結果、ローターのファンがロックされてしまう。ローターのファンがロックされると、一般に気流の抵抗が実質的に増大し、したがって、ファンをモータから外して空転できるようにする図示のシステムと比較して、シャーシ温度がかなり上昇することになる。
【００１６】
クラッチを採用する電子機器用冷却ファンの実施形態によって、ファンが故障した結果として生じる冷却性能の低下を克服するのにより強力なファンを必要とすることなく、十分なシステム冷却が可能になる。図示の実施形態はまた、（Ｎ＋１個のうち、１個の電子機器用冷却ファンのモーター及び/又は軸受が故障していても）冗長なＮ＋１冷却（Ｎ＋１個の電子機器用冷却ファンが回転している際に得られる冷却）を可能にする。
【００１７】
図示のクラッチを提供する電子機器用冷却ファンによって、故障したファンを通過する気流の抵抗を低減させ、ファンが故障した状態で部品を適切に冷却するためのさらなるファンを付け加えることなく十分なシステム冷却が可能になる。図示の電子機器用冷却ファンによってさらに、組み立てられるシステムを小型化することができ、モーターロックによる故障に対処する一方でファンの大型化を不要にする。
【００１８】
図示の電子システム３００は、電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂを含む複数の電子機器用冷却ファンを備えている。ローターは、クラッチを用いてモーターに連結されており、故障状態が発生した場合にはファン３０２Ａ又は３０２Ｂをモーターから外すことができるようにしている。電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂは、シャーシ３１４内の、電子部品３１６を冷却するのに好適な位置に選択的に配置されることによって用いられる。典型的な有用な配置においては、１つ又は複数の電子機器用冷却ファン３０２Ａ、３０２Ｂは、シャーシ３１４内で直列に配置される。電子システム３００は、クラッチに連結されるプロセッサ、中央処理装置、コンピュータ、ロジック等の制御素子を含んでもよく、それによって動作中にローターとモーターとを連結し、且つ代替的に、電子機器用冷却ファンが故障するとローターが空転するようにクラッチを外す。
【００１９】
図４Ａを参照すると、図４Ａは、複数のファンとファンクラッチとを備える電子機器用冷却装置４００の一実施形態を示す概略断面図である。図示の実施形態において、電子機器用冷却装置４００は、ハウジングすなわちシャーシ４１０、シャーシ４１０内部に収容された第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂ、第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂにそれぞれ連結された第１及び第２のモーター４０６Ａ、４０６Ｂ、並びに第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを直列に連結するファンクラッチ４０４を備える。
【００２０】
ファンクラッチ４０４は、冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを自動的に駆動モーターにつなげるように動作するか、又は典型的には冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂが空転できるようにするために駆動モーターから冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを外すよう動作する。このように冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを空転できるようにすることによって、モーター又は軸受が故障した結果として生じるロックに起因して起こり得る気流の抵抗を低減する。
【００２１】
クラッチ４０４は、通常の動作において第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂと接続するように構成されている。モーター４０６Ａ又は４０６Ｂが故障した場合には、クラッチ４０４は、故障していないモーター４０６Ａ又は４０６Ｂを用いて、故障しているモーターに連結された冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂを駆動する。したがって、クラッチ４０４は、モーター４０６Ａ、４０６Ｂが両方とも動作可能なときには第１の冷却ファン４０２Ａと第２の冷却ファン４０２Ｂとが互いに独立して動作できるようにし、モーターが故障しているファンを動作し続けるようにすることができる。例示的な一実施形態において、第１及び第２の冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂは、同じ向きに回転するよう構成されている。
【００２２】
図示の実施形態においては、クラッチ４０４を流体クラッチとして示すが、他の実施形態においては、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ、流体摩擦クラッチ等の他のタイプのクラッチを用いてもよい。
【００２３】
遠心クラッチは半径方向の動きによって作動し、典型的には、駆動装置上に搭載された半径方向に移動可能な遠心おもりを有する。遠心力によって、遠心おもりは特定のトルク摩擦をクラッチに伝える。半径方向の速度の限界に達すると、自動的に連結が行われ、その結果負荷なしで駆動モーターが始動する。
【００２４】
ラチェットクラッチは、ホイール又はバーの傾斜のついた歯と噛み合って一方向にのみ動けるようにする歯止めを含む、一般的な機構である。
【００２５】
磁気クラッチは一般に、磁場／ローターの組立品と滑車／電機子の組立品とを含む。磁場／ローターの組立品は、コイルとバッキングプレートとを含む。コイルは、クラッチがつながること及びクラッチの引っ張り動作を可能にする磁束を発生する。ローターは入力回転を発生し、通常、定速で回転する。滑車／電機子の組立品は、電機子ディスク、ばね、ハブ及び滑車すなわち搭載フランジを含む。電機子は、磁力によってローターに連結される。磁束は、ローター内へ、次いで電機子へ伝達される。ローター及び電機子のスロットによって、磁束は複数の場所でローター及び電機子に接触することができる。磁束の接続点が複数あることによって、トルクを増大することができる。クラッチは、コイルに印加する電圧を下げる又はなくすことによって、外すことができる。電圧を解除すると、電機子とハブとの間のばねがローターから遠ざかる方向に電機子を引っ張り、電機子とローターとを分離するエアギャップを形成する。磁気クラッチの見地として挙げられることは、電気システムにおいて制御しやすいということである。
【００２６】
磁気粘性クラッチの例示的な一実施形態では、鉱油やシリコーン等の流体に懸濁した鉄又は鉄合金の微粉末を含有する磁気粘性流体を用いる。このクラッチは、回転可能な入力シャフト、及び内部キャビティを有するハウジングの壁を形成するよう配置されたクラッチプレートを含む。磁気粘性流体は、キャビティ内に運ばれ、入力クラッチプレートとハウジングとの間に流体的にトルクを伝達するのに用いられる。クラッチはさらに、可変電流を伝えて入力クラッチプレートの端から端まで、及び磁気粘性流体の中に可変磁場を作り出すコイルを含み、入力クラッチプレートとハウジングとの間に変調トルクを伝達する。
【００２７】
液体クラッチ、油圧クラッチ、又は流体摩擦クラッチは一般に、トルク伝達チャンバに供給される油又はその他の液体によって駆動ディスクの駆動トルクがケースに伝達される構造を有する。
【００２８】
クラッチ４０４は、２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを共通のハウジング４１０内で直列に接続する連結機構として機能する。クラッチ４０４は、２つのファン４０２Ａと４０２Ｂとの間に配置され、両ファンが互いに独立して動作できるようにする。モーター４０６Ａ、４０６Ｂのどちらかが故障する場合は、連結機構は、故障したモーターによって駆動されるファンをモーターから外す。２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂは同じ向きに回転し、これにより、動作しているファンからの空気流が空気流を作り出して、その作り出された空気流が故障したファンを回転し、空気流の低減を防止又は軽減するようになっている。したがって、クラッチ４０４は、故障事象に応答して性能を向上させる連結機構として機能する。冗長なファン構成において、Ｎ＋１個の冷却ユニットを用いる冷却からＮ個の冷却ユニットを有する冷却に低下する結果となる、ファンシステムに関連する故障の場合に、連結機構は性能を向上させるよう動作する。ここで、Ｎは特定のシステムを冷却するのに十分な冷却ユニットの指定された数を表す。
【００２９】
２つの冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂを直列に配置することは、Ｎ＋１冷却を行う典型的な技法であり、それによって、１個のファンが損なわれても動作しているファンがＮ個残って、有害な熱影響なしでシステム冷却を維持する。従来のＮ＋１冷却システムの問題の１つは、１個のファンが故障すると、その結果Ｎ個のファンを用いて得られる空気流よりも空気流の能力が落ちてしまうということである。その理由は、故障したファンによって空気流抵抗が生まれ、それによって空気流全体の流れが低下してしまうからである。モーター及び／又は軸受が故障してファンがその位置にロックされると、空気流抵抗の増大が強まる。通常、空気流抵抗が増大しても、より多くのファンを付け加えること又はファンの出力を上げること等の過剰な設計の労力によって相殺されるが、これら労力はシステムのコストをかなり上昇させる技法である。
【００３０】
図示の電子機器用冷却装置４００は、ファンの故障の結果生じる冷却の低下を抑えるか又はなくす。図示の電子機器用冷却装置４００によってまた、より小型の冷却システムを用いることができ、したがってより小型の電子システムを用いることができるようになる。その理由は、ローターロックを克服するのに十分強力なより大型のモーター及び／又はファンの使用を回避することができるからである。
【００３１】
いくつかの実施形態において、クラッチ４０４は、冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂに直接連結されたモーター４０６Ａ又は４０６Ｂのロックをもたらす故障に応答して、それぞれの冷却ファン４０２Ａ又は４０２Ｂを空転させるよう構成されてもよい。ロックをもたらす故障とは、影響を受けるモーターをその位置にロックさせる故障である。
【００３２】
いくつかの構成において、図示の冗長な電子機器用冷却装置４００においてモーターが故障すると、冷却ファン４０２Ａ、４０２Ｂが空転できるようにするクラッチ４０４が設けられているにもかかわらず、空転するファンが作り出す気流の抵抗のために、動作しているモーター４０６Ａ又は４０６Ｂの速度が落ちる可能性がある。しかし図示の状況においては、連結機構としてのクラッチ４０４の動作によって２つのローターを回転させる単一のモーターは、単一のローターを回転させる単一のモーターと比較して、空気流を作り出す能力が同等であるか又はすぐれている。
【００３３】
図４Ｂは、流体連結したプロペラ４１２の形式のファンクラッチ４０４の一実施形態を示す概略断面図である。所望の連結効果にしたがって選択される粘性を有する流体が、容器４１４に封入されており、羽４１６が流体内へと延びるとともにファンローターに連結している。
【００３４】
図５を参照すると、図５は、冗長クラッチに連結されたファンの形式の電子機器用冷却装置５００の一実施形態を示す概略断面図である。図示の実施形態は、連結された電子機器用冷却ファンを自動的に制御することができる制御部品すなわち素子を含む。電子機器用冷却装置５００は、シャーシすなわちハウジング５１０内の複数の冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを接続するファンクラッチ５０４の形で示す連結器を含む。この連結器は、例えば磁気クラッチであり、２つのファン５０２Ａ及び５０２Ｂ間のファンクラッチ５０４の形式で示され、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂの両方を互いから独立して動作できるようにしている。ファン５０２Ａ又は５０２Ｂにそれぞれ接続されたモーター５０６Ａ又は５０６Ｂが故障すると、故障しているモーターは動作を終了し、ファンが空転できるようにする。ほぼ同時に、図では磁気ファンクラッチである磁気連結機構５０４を作動する信号を電子アクチュエータ５１２に送ることができ、この信号は、電子機器用冷却装置５００におけるさまざまな部品及び装置にエラー状態を通知する信号を生成することができる。クラッチ５０４によって、故障しているモーターに連結された冷却ファンはそのモーターから外される。外された冷却ファンは、故障していないモーターに接続されたファンが作り出す空気流によって回転する。故障していないモーターは、例えば故障していないモーターをより速い角速度で回転すること等、空気流駆動能力を向上させることによって、故障状態に応答するよう制御してもよい。特定の例においては、故障していないモーターを高速又は最高速度で動作して、故障していない状態で生成される典型的な空気流までシステムの空気流を増大してもよい。
【００３５】
電子機器用冷却装置５００は、第１及び第２の冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂと、これらファンにそれぞれ連結するモーター５０６Ａ、５０６Ｂとを収容するシャーシすなわちハウジング５１０を有する。クラッチ５０４は、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを直列に連結する。第１及び第２のセンサ５０８Ａ、５０８Ｂはそれぞれ、第１及び第２のモーター５０６Ａ、５０６Ｂに連結し、接続されたモーター５０６Ａ、５０６Ｂの動作状態を感知するようになっている。クラッチ５０４にはアクチュエータ５１２が連結され、アクチュエータ５１２は、センサ５０８Ａ、５０８Ｂからの信号に基づいて冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂを作動及び作動停止するよう、クラッチ５０４を選択的に動作させるように構成されている。例えば、制御ライン５１４によってセンサ５０８Ａ、５０８Ｂをアクチュエータ５１２に接続し、モーター状態を示す通信信号を運んでもよい。
【００３６】
典型的な一実施形態において、センサ５０８Ａ、５０８Ｂはローターロックセンサであってもよく、冷却ファン５０２Ａ、５０２Ｂはローターロック空転ファンであってもよい。ローターロックセンサは、モーターを過負荷状態から保護するのに用いられる一般的な制御部品である。このセンサは、抵抗のしきい値等の電気的しきい値を超えると作動する。典型的なローターロックセンサとしては、変流器、トランスデューサ及びインターフェースが挙げられる。
【００３７】
図示の実施形態において、クラッチ５０４は、アクチュエータ５１２によって制御される接続及び切断をするように構成されている磁気クラッチであってもよい。図示の実施形態において、磁気ファンクラッチ５０４の実施は有用である。その理由は、磁気ファンクラッチ５０４はアクチュエータ５１２による制御を容易にするからである。しかし、さまざまな実施形態において、同様に制御能力を有する他のタイプのファンクラッチを用いてもよい。
【００３８】
モーター５０６Ａ又は５０６Ｂが故障すると、故障したモーターに連結されたセンサ５０８Ａ又は５０８Ｂが、故障状態を感知してアクチュエータ５１２に信号を送り、それによって、故障したモーターに連結された冷却ファン５０２Ａ又は５０２Ｂが、故障したモーターから外される。すると、外された冷却ファンは空転することができる。電子機器用冷却装置５００はさらに、第１のセンサ５０８Ａから第２のモーター５０６Ｂへの通信リンク５１６Ａを含んでもよい。第２のモーター５０６Ｂは、第１のセンサ５０８Ａによるモーター故障信号からの信号に応答して、第２の冷却ファンの速度を調整するよう制御されてもよい。同様に、第２のセンサ５０８Ｂから第１のモーター５０６Ａへの通信リンク５１６Ｂは、第２のセンサ５０８Ｂによるモーター故障信号からの信号に応答して、第１の冷却ファンの速度を調整してもよい。
【００３９】
電子機器用冷却装置５００は、モーター５０６Ａ、５０６Ｂ、センサ５０８Ａ、５０８Ｂ及びアクチュエータ５１２への通信接続を有するコントローラ５１８を含んでもよい。コントローラ５１８は、モーターが故障していることを示すセンサから故障信号を受け取って、故障しているモーターに連結された冷却ファンの取り外しを要求する信号をアクチュエータ５１２へ送ることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態において、コントローラ５１８は、モーターの故障を示す、シグナルセンサから故障信号を受け取り、故障していないモーターへのコマンドを感知して故障していないモーターに連結された冷却ファンの回転速度を上げることによって応答するよう、プログラムされていてもよい。
【００４１】
本開示はさまざまな実施形態を説明しているが、このような実施形態は、例示的であると理解されなければならず、特許請求の範囲を限定するものではない。説明される実施形態の多くの変形、変更、付加及び改良が可能である。例えば、当業者であれば本明細書において開示する構造及び方法を提供するのに必要な各段階を容易に実施し、且つ、プロセスパラメータ、材料及び寸法は例としてのみ呈示されているということを理解するであろう。これらパラメータ、材料、及び寸法を変化させて、特許請求の範囲内にある所望の構造及び変更形態を達成してもよい。例えば、特定のタイプのファンクラッチを図示し且つ説明しているが、任意の好適なファンクラッチを用いてもよい。同様に、ファンが複数であるさまざまな簡単な配置を示すことで、構造及び技法の表現を容易にしている。任意の好適な数及び配置のファン、モーター、クラッチ等を用いてもよく、これらは本明細書の範囲内にある。
【００４２】
特許請求の範囲においては、特段の指示がない限り、構成要素は、１つ又は複数の構成要素を意味するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１Ａ】故障すると離れて空転するようになっているクラッチを備える電子機器用冷却ファンを含む冷却装置の一実施形態を示す概略等角斜視図である。
【図１Ｂ】故障すると離れて空転するようになっているクラッチを備える電子機器用冷却ファンを含む冷却装置の一実施形態を示す側面断面図である。
【図２】ハブ、複数のモーター及び複数のクラッチをさらに含む電子機器用冷却ファンの他の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】図示の冷却ファンを用いる電子システムの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図４Ａ】複数のファンとファンクラッチとを備える電子機器用冷却装置の一実施形態を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す流体クラッチの一実施形態を示す概略断面図である。
【図５】冗長なクラッチに連結されたファンの一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００ 冷却装置（装置）
１０２、２００ 電子機器用冷却ファン
１０４、２０４Ａ、２０４Ｂ クラッチ
１０６、２０６Ａ、２０６Ｂ モーター
１１０、２１０Ａ、２１０Ｂ 軸受
２０８ ハブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
故障すると外れて空転するように構成されているクラッチを有する電子機器用冷却ファンを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブに収容された複数のモーターと、
前記ハブに収容され、前記複数のモーターの各々にそれぞれ対応する複数のクラッチをさらに備え、前記複数のクラッチは、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成され、前記複数のクラッチの各々は、前記モーター及び軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブに収容されたモーターと、
前記ハブに収容され、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成されており、且つ、前記モーター及び軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されている前記クラッチとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記クラッチは、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ及び流体摩擦クラッチから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
シャーシと、
前記シャーシによって収容された少なくとも１つの電子部品と、
前記シャーシによって収容された複数の複数の電子機器用冷却ファンとを備え、
前記複数の電子機器用冷却ファンは、直列接続された少なくとも２つの電子機器用冷却ファンを含み、前記直列接続された電子機器用冷却ファンは、故障すると離れて空転するように構成されているクラッチを有することを特徴とする電子システム。
【請求項６】
前記直列接続された電子機器用冷却ファンにおける少なくとも１つの故障していない電子機器用冷却ファンは、接続されたままであり、切断されて空転する故障した電子機器用冷却ファンのファン回転を起こす空気流を作り出すことを特徴とする請求項５に記載の電子システム。
【請求項７】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブ内に収容されたモーターと、
前記ハブ内に収容され、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成されており、且つ、前記モーター及軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されている前記クラッチとをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電子システム。
【請求項８】
シャーシと、
前記シャーシに収容された第１及び第２の冷却ファンと、
前記第１及び第２の冷却ファンにそれぞれ連結された第１及び第２のモーターと、
前記第１及び第２の冷却ファンを直列に連結するクラッチとを備えることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のモーターにそれぞれ連結され、前記第１及び第２のモーターの各々の動作状態を感知するように構成されている第１及び第２のセンサと、
前記クラッチに連結され、前記クラッチを制御可能に作動及び作動停止するように構成されているアクチュエータとをさらに備え、前記アクチュエータが前記第１及び第２のセンサに通信可能に連結され前記第１及び第２のセンサからの信号によって制御されることを特徴とする請求項８に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１０】
前記第１のセンサから前記第２のモーターへの通信リンクであって、前記第２のモーターは、前記第１のセンサからのモーター故障信号による信号に応答して前記第２の冷却ファンの速度を調整するよう制御可能に構成されている通信リンクと、
前記第２のセンサから前記第１のモーターへの通信リンクであって、前記第１のモーターは、前記第２のセンサからのモーター故障信号による信号に応答して前記第１の冷却ファンの速度を調整するよう制御可能に構成されている通信リンクと
をさらに備え、
前記第１及び第２のモーターの一方のモーターが故障した場合には、前記故障したモーターに連結されたそれぞれの前記センサは、前記故障状態を感知し且つ前記アクチュエータに信号を送り、前記アクチュエータは、前記故障したモーターに連結された前記冷却ファンを離して空転できるようにすることを特徴とする請求項９に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２のモーターと、前記第１及び第２のセンサと、前記アクチュエータとに連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記第１及び第２のモーターのうちの故障している各モーターを示す前記第１及び第２のセンサからなる信号伝達センサからの故障信号を受け取って、前記アクチュエータに応答信号を送ることによって、前記故障しているモーターに連結された前記冷却ファンを離すように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１２】
前記クラッチは、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ及び流体摩擦クラッチから成る群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１】
故障すると外れて空転するように構成されているクラッチを有する電子機器用冷却ファンを備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブに収容された複数のモーターと、
前記ハブに収容され、前記複数のモーターの各々にそれぞれ対応する複数のクラッチをさらに備え、前記複数のクラッチは、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成され、前記複数のクラッチの各々は、前記モーター及び軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブに収容されたモーターと、
前記ハブに収容され、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成されており、且つ、前記モーター及び軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されている前記クラッチとをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記クラッチは、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ及び流体摩擦クラッチから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
シャーシと、
前記シャーシによって収容された少なくとも１つの電子部品と、
前記シャーシによって収容された複数の複数の電子機器用冷却ファンとを備え、
前記複数の電子機器用冷却ファンは、直列接続された少なくとも２つの電子機器用冷却ファンを含み、前記直列接続された電子機器用冷却ファンは、故障すると離れて空転するように構成されているクラッチを有することを特徴とする電子システム。
【請求項６】
前記直列接続された電子機器用冷却ファンにおける少なくとも１つの故障していない電子機器用冷却ファンは、接続されたままであり、切断されて空転する故障した電子機器用冷却ファンのファン回転を起こす空気流を作り出すことを特徴とする請求項５に記載の電子システム。
【請求項７】
前記電子機器用冷却ファンは、
ハブと、
前記ハブ内に収容されたモーターと、
前記ハブ内に収容され、通常の回転動作中に接続して前記電子機器用冷却ファンによる空気移動を起こすように構成されており、且つ、前記モーター及軸受のうちの少なくともいずれかが故障すると外れるように構成されている前記クラッチとをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の電子システム。
【請求項８】
シャーシと、
前記シャーシに収容された第１及び第２の冷却ファンと、
前記第１及び第２の冷却ファンにそれぞれ連結された第１及び第２のモーターと、
前記第１及び第２の冷却ファンを直列に連結するクラッチとを備えることを特徴とする電子機器用冷却装置。
【請求項９】
前記第１及び第２のモーターにそれぞれ連結され、前記第１及び第２のモーターの各々の動作状態を感知するように構成されている第１及び第２のセンサと、
前記クラッチに連結され、前記クラッチを制御可能に作動及び作動停止するように構成されているアクチュエータとをさらに備え、前記アクチュエータが前記第１及び第２のセンサに通信可能に連結され前記第１及び第２のセンサからの信号によって制御されることを特徴とする請求項８に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１０】
前記第１のセンサから前記第２のモーターへの通信リンクであって、前記第２のモーターは、前記第１のセンサからのモーター故障信号による信号に応答して前記第２の冷却ファンの速度を調整するよう制御可能に構成されている通信リンクと、
前記第２のセンサから前記第１のモーターへの通信リンクであって、前記第１のモーターは、前記第２のセンサからのモーター故障信号による信号に応答して前記第１の冷却ファンの速度を調整するよう制御可能に構成されている通信リンクと
をさらに備え、
前記第１及び第２のモーターの一方のモーターが故障した場合には、前記故障したモーターに連結されたそれぞれの前記センサは、前記故障状態を感知し且つ前記アクチュエータに信号を送り、前記アクチュエータは、前記故障したモーターに連結された前記冷却ファンを離して空転できるようにすることを特徴とする請求項９に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１１】
前記第１及び第２のモーターと、前記第１及び第２のセンサと、前記アクチュエータとに連結されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記第１及び第２のモーターのうちの故障している各モーターを示す前記第１及び第２のセンサからなる信号伝達センサからの故障信号を受け取って、前記アクチュエータに応答信号を送ることによって、前記故障しているモーターに連結された前記冷却ファンを離すように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の電子機器用冷却装置。
【請求項１２】
前記クラッチは、遠心クラッチ、ラチェットクラッチ、磁気クラッチ、磁気粘性クラッチ、油圧クラッチ及び流体摩擦クラッチから成る群から選択されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【図１Ａ】
【図３】
【図４Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図４Ａ】
【図５】
【図３】
【図４Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図４Ａ】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２２０１４６（Ｐ２００６−２２０１４６Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１３７２３（Ｐ２００６−１３７２３）
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２３日（２００６．１．２３）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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