JP2009121354A - 送風機を備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンに係わり、冷却性能の確保と共に、消音効果を得られる技術を提供する。
【解決手段】本電子機器３０Ａは、回転体（羽根５等）を、回転軸３を中心として回転（ａ）させる第１のモータ１Ａと、回転体を含む振動子を、軸方向で振動（ｂ）させる第２のモータ２Ａと、を有する。制御ＩＣ部２０Ａは、第１の波形により回転を駆動制御する第１の回路と、第２の波形により振動を駆動制御する第２の回路と、を有する。第１かつ第２のモータ（１Ａ，２Ａ）の駆動による回転振動部の回転かつ振動により、当該回転に対応する第１の出力と当該振動に対応する第２の出力とが合成された出力による送風及び出力音（ｃ）を発生する。制御ＩＣ部２０Ａは、第１の波形等に対して位相反転した波形を用いて第２の波形を生成し、第１及び第２の波形の制御により出力音（ｃ）を抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ファン（送風機）、及びファンを備える電気・電子機器、情報処理装置等に関し、特に、騒音（ノイズ）抑制の技術に関する。

電子機器の性能向上に伴い、その発熱も上昇の一途を辿っている。熱を放置しておくと、機器の故障、性能低下、寿命劣化などにつながる。そのため、機器に対し冷却機能を備える必要がある。冷却機能のために、一般的にはファンが用いられる。ファンの冷却性能を高めるための手段としては、ファンの回転数（回転速度）を高くすることや、ファンの搭載個数を多くすること、などが挙げられる。例えば、ディスクアレイ装置における高密度実装化に伴う発熱増加の対処のために、高い冷却性能が要求されており、そのために高出力の排気ファンによる冷却方式が採用されている。

しかしながら、発熱性の電子機器等の冷却に用いられるファンは、電子機器（例えばディスクアレイ装置）における最大の騒音の発生源でもある。ファンの騒音を抑制、防音するための単純な手段、対策としては、ファンを設ける対象物において、騒音対策の付加物または設備、例えば遮音壁など、を設けること等が挙げられる。

上記冷却性能を高めるためのいずれの方法でも、騒音が増大することとなる。即ち、冷却性能と静音（消音）性能とが対立しており、冷却性能を高めると騒音が増大し、静音性能を高めると熱が冷却され難くなる。

ファンの騒音の除去または抑制のための従来技術としては、例えば、ファンとは別に設けたスピーカにより当該ファンのノイズに対する逆（反転）の位相の波形を送出して、打ち消し、重ね合わせる（合成する）ことにより、騒音（発生音）を除去または抑制させる技術が、通称、アクティブ・ノイズ・リダクション（ＡＮＲ）として知られている。

ファン及びＡＮＲの従来技術としては、特表平６−５０８６９５号公報（特許文献１）記載のものがある。本文献に開示されている技術は、いずれもファンとは別に設けたスピーカにより、アクティブ・ノイズ・リダクションを行うタイプであり、大型のファンの騒音を消音する目的で考案されていると考えられる。しかし、小型化、高密度化の著しい電子機器においては、当該方式では実現が困難である。一般的に電子機器は、機能の一面として省スペース性の要求やラック搭載など寸法の制約が大きいため、ファンは機器の背面側の筐体端面に設置されるケースが多い。また排気能力（冷却能力）をできる限り大きくするために開口面積は大きく設計したいという設計上の要求もある。これに対して上記従来技術では、ファンの上下方向へスピーカを設置する場合には開口面積を削減する必要があり、またファンの前後方向にスピーカを設置する場合には寸法上の制約が大きいという欠点がある。

また、上記従来技術とは別の設備分野における従来技術として、特開２００５−７６５８５号公報（特許文献２）記載のものがある。本文献に開示されている技術は、通風孔の管路内に設置されたファンを能動型磁気軸受けにより加振することで消音する方式であるが、ファンの前後に磁気軸受けユニットが配置される大掛かりなものであり、上記従来技術と同じく、一般的な電子機器への採用は不可能である。

更に、通常、電子機器におけるファンの使用方式としては、ファン単体を大型化して大電流を供給することにより高トルク／高出力を得る方式ではなく、装置に対する冷却能力が不足する場合等では、中低出力の小型のファンを複数組み合わせて冷却を行う形式が一般的である。これらの理由の１つは、ファン障害に対する冗長性の確保であるが、もう１つの理由としては、電子機器が動作する電源電圧（ＤＣ電圧）が低く、ファン出力に比して大きな電流が必要になるので、ケーブルやコネクタ、電源等への影響を回避するためでもある。
特表平６−５０８６９５号公報 特開２００５−７６５８５号公報

従って、電子機器に対する前述したような課題の解決のためには、個々のファンが発する騒音（発生音）を低減することが基本であり、更には、ファン群として発生する騒音（個々のファンの特性のばらつきや吸排気抵抗差などにより発生する音圧差や位相差などにより発生する騒音）を低減する必要がある。

前述のように、ファンを用いる冷却機能及びその構成においては、冷却性能と静音性能とが対立しているという側面があり、単純に騒音対策として遮音壁などを設けるのでは、本来不要なコストの増大を招くことになる。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、ファン（または電子機器等）に係わり、冷却性能の確保と共に、消音（静音）効果を得られる技術を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。前記目的を達成するために、本発明の代表的な実施の形態は、ファン（送風機）またはファンを備える電子機器等の技術であって、以下に示す構成を有することを特徴とする。

ファンもスピーカも、その原理は同じ電磁誘導メカニズムである。また、ファンは、その回転数をベースとした周波数の騒音と周辺部品の共振による一定の繰り返し周期及び音圧変動の少ない特性を持っている。従って、ファン出力音（発生音）に対する逆位相波形の生成は比較的容易である。

本形態では、ファン自身に、回転と振動の駆動制御による消音機能（ＡＮＲ機能）を持たせる。これによりファンの冷却性能と静音性能とが両立される。本形態では、上記スピーカの原理と同様に、ファンにおいて、送風及び回転軸の方向での振動が可能な機構、即ち回転体かつ振動子（回転振動部）による回転かつ振動が可能な構造を備える。そして、その上で、本形態では、消音制御として、ファンの騒音（基本的な回転による出力音波形）に対する逆の位相の成分を、回転振動部の軸方向での振動により与える。これにより、ファンの出力において、上記回転と振動の重ね合わせ（合成）による発生音が最小状態となるように制御する。制御回路等により、逆位相の波形を生成し、当該波形に対応する振動の制御において、ファン出力の合成音のレベルが最小になるようにフィードバック制御等を行う。

本形態の送風機を備える電子機器は、例えば以下の構成である。本電子機器は、送風機を制御する制御回路部を備える。送風機は、送風を発生するための羽根及び軸を含んでなる回転体と、回転体を含んでなる振動子と、を有し、回転体と振動子を合わせて回転振動部とする。送風機は、回転体を軸を中心として回転させる第１のモータと、振動子を軸の方向で振動させる第２のモータと、を有する。制御回路部は、第１のモータへ回転のための第１の波形の信号を出力して回転を駆動制御する第１の回路と、第２のモータへ振動のための第２の波形の信号を出力して第２のモータへ振動を駆動制御する第２の回路と、を有する。第１かつ第２のモータの駆動による回転振動部の回転かつ振動により、当該回転に対応する第１の出力と当該振動に対応する第２の出力とが合成された出力による送風及び出力音（発生音）を発生するものである。制御回路部は、第２の回路もしくはその上位の回路等により、第１のモータの駆動によって生じる騒音を電気信号に変換した波形、または前記電気信号に前記第１のモータの駆動の信号等を演算により補正した波形、に対して、位相反転した波形（逆位相の波形）を用いて、第２の波形を生成し、第１及び／又は第２の波形の制御により、前記合成された出力による送風及び発生音を抑制する。主な消音制御は、第２の波形によるものであり、第１の波形の制御は省略することも可能である。なお、ファン出力音は、換言すれば、発生音ないし放出音という意味であり、また、消音や静音とは、発生音を小さくするという意味である。

また更に、本形態は、ファン出力音を検出するマイク、回転体の回転数を検出する回路、振動子の振動の状態を検出するセンサ、等を備え、それらの検出信号を、制御回路部等での制御のための制御入力として用いる。例えば、マイク入力（ファン出力音）を用いて当該出力音が消音状態となるように制御する構成とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明の代表的な実施の形態によれば、ファンまたは電子機器等に係わり、冷却性能の確保と共に、消音効果を得られる。

消音効果の実現により、特に、ファンを設ける対象物において、騒音対策付加物または設備、例えば遮音壁などを、削減することができる。また特に、ディスクアレイ装置等の比較的大型で高い冷却性能が求められる電子機器においても、当該ファンを適用することで静音性を満たすので、有効である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜基本構成＞
まず、図１において、後述する各実施の形態の構成に共通する技術的特徴を含む基本構成の電子機器３０を示している。各詳細構成については後述する。本電子機器３０は、ファン（送風機）１０と、その制御を行う制御ＩＣ部２０（制御回路部）と、を備える構成である。電子機器３０は、ファン１０及び制御ＩＣ部２０による冷却機能の他に、電子機器３０としての本来の機能（ハードウェアまたはソフトウェア等）を備える装置（一例としてディスクアレイ装置）である場合には、図示しない、当該本来の機能の部位を備え、それによる発熱が、冷却機能により冷却される。また、電子機器３０は、ファン１０及び制御ＩＣ部２０による冷却機能を主とした装置（即ち消音機能付きのファン）である場合には、その他の部位を備える必要は特に無い。

ファン１０は、本例では、軸流ファン（プロペラファン）である。なお他の形式の送風機（例えばシロッコファン）に対しても適用可能である。ファン１０は、羽根部（図１中の平行四辺形の部分）を含む回転振動部Ｒを有する。回転振動部Ｒは、回転軸３を中心とする回転体であり、かつ、回転軸３の方向（ｚ方向）での振動子である。ａは、回転軸３での回転を示し、ｂは、軸方向（ｚ方向）での振動を示す。回転振動部Ｒの回転により、空気が軸方向に流れる。ｃは、ファン１０の総合的な送風及びそれに対応する出力音（発生音）を示す。ｄは、ファン１０の吸気口の面を示し、ｅは、ファン１０の排気口の面を示す。ｆは、ファン１０による送風（ｃ）の一部を簡略して示し、面ｄから空気が流入し、面ｅから空気が流出する。２種類の波形（Ｐ１，Ｐ２）の信号による、回転振動部Ｒの回転（ａ）と振動（ｂ）とを合わせた動作により、ファン１０の送風及び出力音（ｃ）が発生する。

回転振動部Ｒの回転軸３に対し、ファン回転駆動用の第１のモータ１が接続されている。また、回転振動部Ｒの回転軸３（または第１のモータ１）に対し、振動駆動用の第２のモータ２が接続されている。第２のモータ２は、換言すれば、消音制御用モータである。各モータ（１，２）は、制御ＩＣ部２０の対応する駆動回路（１０１，１０２）と接続されている。

制御ＩＣ部２０では、基本即ち消音制御無しの駆動においては、第１のモータ駆動回路１０１から第１のモータ１に対し、回転駆動のための第１の波形Ｐ１の信号を出力し、これに従い第１のモータ１が動作することで回転振動部Ｒの回転（ａ）を駆動する。回転（ａ）により主な送風及び出力音（ｃ）が発生する。また、第２のモータ駆動回路１０２から第２のモータ２に対し、振動駆動のための第２の波形Ｐ２の信号を出力し、これに従い第２のモータ２が動作することで、回転振動部Ｒの振動（ｂ）を駆動する。振動（ｂ）により送風及び出力音（ｃ）への影響即ち消音作用が発生する。

第２のモータ駆動回路１０２（または制御ＩＣ部２０内の他の回路部）では、第１のモータ駆動回路１０１から出力する第１の波形Ｐ１等を用いて、その第１の波形Ｐ１の位相を反転した波形（位相反転波形）を生成し、これを用いて第２の波形Ｐ２の信号を生成し、第２のモータ２へ出力する。特に、上記第２のモータ駆動回路１０２（または制御ＩＣ部２０内の他の回路部）は、第１の波形Ｐ１を直接用いること（演算用データとして用いること等）以外に、第１の波形Ｐ１による駆動結果（ａ，ｂ，ｃ等）を検出（モニタ）して処理（補正処理等）した信号（図１のＳで示す）等を用いて、第２の波形Ｐ２を生成する駆動（フィードバック制御等）を行う。

本制御の結果、ファン１０の出力音（ｃ）では、基本の回転（ａ）による第１の音（特に、騒音成分となる基本周波数の音波）に対して、消音制御の振動（ｂ）による位相反転の作用を含む第２の音（特に、騒音成分となる基本周波数の音波に対する位相反転音）が合成されたものになる。これにより、総合的な出力音（ｃ）が抑制（消音）される。

例えば、第２のモータ駆動回路１０２またはその上位の回路は、信号Ｓとしては、第１のモータ１の駆動によって生じる騒音を検出して電気信号に変換した波形、または当該電気信号に、第１のモータ１の駆動の信号等を演算により補正した波形、を用いる。そして、第２のモータ駆動回路１０２は、当該波形（信号Ｓ）を位相反転した波形を用いて第２の波形Ｐ２を生成する。そして、本制御ＩＣ部２０は、第１の波形Ｐ１及び／又は第２の波形Ｐ２の制御により、前記合成された出力による送風及び発生音を抑制する。なお、ファン出力音は、発生音ないし放出音という意味であり、また、消音は、発生音を小さくするという意味である。

なお、主な消音制御は第２の波形Ｐ２によるものであり、第１の波形Ｐ１に関する制御（回転制御）は省略することも可能である。例えば、当該回転制御については、単にファン１０への電力供給のみ（電源オン／オフ）とすることも可能である。これは冷却のためにファン回転数をあまり落とすことができない場合などに有効である。

＜各構成＞
図２において、わかりやすいように、各実施の形態（構成）の特徴や構成要素などをまとめて示している。構成の各番号の行は、それぞれ対応する実施の形態または変形例などを示している。行の各項目としては、第１のモータ１（回転駆動用）、第２のモータ２（振動駆動用）、Ａ：ファン回転数、Ｂ：振動センサ、Ｃ：マイク（出力音）、消音用スピーカ、主従制御などを有する。○印は有りを示し、−印は無し（または特に限定されない）を示し、◇印は所定の構成（特に限定されない）を示す。

なお、制御入力として、Ａ：ファン回転数は、回転（ａ）のモニタ、即ち第１のモータ１による回転駆動の結果（出力）のモニタと対応している。Ｂ：振動センサは、振動（ｂ）のモニタ、即ち第２のモータ２による振動駆動の結果（出力）のモニタに対応している。Ｃ：マイク（出力音）は、回転（ａ）＋振動（ｂ）のモニタ、即ち第１のモータ１かつ第２のモータ２による回転かつ振動の駆動の結果（出力）によるファン出力音（ｃ）のモニタと対応している。

実施の形態１では、第１のモータ１として超音波モータを、第２のモータ２としてボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用し、Ａ，Ｂ，Ｃを制御入力として用いる。またその他の点としては、隣接するモータ（１，２）同士の悪影響を防止するための遮蔽手段（磁力線遮蔽板など）が不要である。実施の形態２では、第１のモータ１としてロータ回転用モータを、第２のモータ２として所定の振動駆動用モータを使用し、Ａ，Ｂ，Ｃを制御入力として用いる。実施の形態３では、第１のモータ１としてロータ回転用モータを使用し、第２のモータ２は使用せずに消音制御用スピーカを備え、Ａ，Ｂ，Ｃを制御入力として用いる。

他の構成例として、構成４では、複数のファンを用いた主従制御を行うものであり、主（マスタ）となるファンでは、上記実施の形態、例えば実施の形態１同様の構成として各種制御入力（Ａ，Ｂ，Ｃ）などを用いて精度良い制御を行い、従（スレーブ）となるファンでは、主のファンの動作（制御）に追随（同調）して動作することで、主のファンよりも簡略化した構成である。

他の構成例として、構成５は、Ｃ：マイク等の制御入力を用い、制御対象音の周波数帯域毎に別の制御を行う構成（別の回路及びモータ等を適用する構成）である。また、構成６は、制御入力としてリアルタイムの出力音（ｃ）を用いるのではなく、予め録音しておいた音を用いて制御する構成である。

各制御入力（Ａ，Ｂ，Ｃ）を用いる構成は、それらの一部のみ用いて制御を行う構成なども可能である。これらの構成以外にも、各種の要素を組み合わせた構成も可能である。

（実施の形態１）
図３〜図７等を用いて、本発明の実施の形態１（構成１）の電子機器３０Ａについて説明する。本電子機器３０Ａは、ファン１０Ａ及び制御ＩＣ部２０Ａを備える。図３は、ファン１０Ａの断面及び構成の概略、図４は、図３のファン１０Ａの構造（特にモータ）の詳細、図５は、ファン１０Ａを排気口側の面ｅから見た平面構成例、図６は、制御ＩＣ部２０Ａの回路構成例、図７は、制御ＩＣ部２０Ａによる制御の波形の例を示している。

実施の形態１では、概要として、以下の構成を有する（なお符号は後述の説明と対応している）。本機器は、まず、制御ＩＣ部２０Ａによる基本的な消音制御として、第１のモータ１等によるファン回転（ａ）の駆動制御と、第２のモータ２等による回転振動部Ｒの軸方向（ｚ方向）の振動（ｂ）の駆動制御との組み合わせによる制御を有する。本制御では、ファン１０Ａの送風及び出力音（ｃ）において、回転（ａ）の制御による基本の出力音（第１の音）に対して、振動（ｂ）の制御による位相反転の作用による出力音（第２の音）が合成されるように、各モータ（１，２）を対応波形（Ｐ１，Ｐ２）により駆動制御する。これにより、ファン１０Ａの出力音（ｃ）を抑制する。更に加えて、本制御のための制御入力として、マイク６による出力音（ｃ）の検出、及びベース振動センサ７による振動（ｂ）の検出等を用い、これに基づきフィードバック制御することで、ファン出力が適切な消音状態（即ち騒音レベルが最小）となるように、上記波形（Ｐ１，Ｐ２）を用いた制御を行う。

図３，図４において、ファン１０Ａは、制御線８を通じて制御ＩＣ部２０Ａと接続されており、全体として、電子機器３０Ａが構成されている。ファン１０Ａは、筐体９内に、回転振動部Ｒを構成する回転軸３、支軸部４（モータ等収容部）、及び羽根５等を有し、これらは物理的に接続（一体化）されている。また、回転振動部Ｒの回転軸３に対して、回転駆動用の第１のモータ１Ａ（超音波モータ）を備え、更に、第１のモータ１Ａの外側に振動駆動用の第２のモータ２Ａ（ボイスコイルモータ（ＶＣＭ））を備える。第２のモータ２Ａとしては、第１のモータ１Ａの外側にコイルを巻き付けることでＶＣＭ構造としている。また、筐体９には、排気口の面ｅ側に、マイク６（ファン出力音検出器）を備え、回転振動部Ｒの近くに、ベース振動センサ７（振動検出器）を備える。また、各部（１Ａ，２Ａ，６，７等）を制御ＩＣ部２０Ａと接続する制御線８（８ａ，８ｂ，８ｃ）などを備える。なお制御線８の配線等は適宜選択可能である。また制御線８には、モータやファンへの電力供給線も含まれている。

制御ＩＣ部２０Ａは、ファン１０Ａの消音制御（第１のモータ１及び第２のモータ２の制御を含む）の処理を少なくとも行うものであり、当該処理は、図６のような回路（またはプログラム処理など）により実現される。

回転体（４，５を含む）の回転軸３に対して、第１のモータ１Ａが接続されている。第１のモータ１Ａの回転（ａ）を制御することにより、回転体の回転数（速度）を制御する。実施の形態１では、回転振動部Ｒとしては、羽根５等に加え、第１のモータ１Ａも含んでいる。回転振動部Ｒの回転軸３及び第１のモータ１Ａに対して、第２のモータ２Ａが近接して覆うように構成されている。

図４のように、第１のモータ１Ａ（超音波モータ）は、ステータ１１、ロータ１２、ベアリング１３等の要素を備える構造（公知技術）であり、磁石を含まない。また、第２のモータ２（ＶＣＭ）は、動電型振動装置であり、ボイスコイル２１と磁石２２を用いて振動を発生させる構造（公知技術）である。

図４のように、筐体９の内部空間９２に、回転振動部Ｒが収容されている。支軸部４の内部には各モータ（１Ａ，２Ａ）等が収容されている。筐体９の排気口の面ｅ側には、例えばカバー部９１（橋梁構造）が設けられている。また、モータ（１Ａ，２Ａ）の制御線８ａ、マイク６の制御線８ｂ、ベース振動センサ７の制御線８ｃなどの制御線８は、筐体９、例えばカバー部９１や側面などを経由して、制御ＩＣ部２０Ａと接続されている。

また、本構成では、羽根５の上側のカバー部９１の一部など、ファン１０Ａの送風及び出力音（ｃ）の漏れ出る位置に、マイク６が設けられている。マイク６で検出される出力音（ｃ）の信号は、制御線８ｂを通じて、制御ＩＣ部２０Ａに入力され、この信号を用いて消音制御が行われる。

制御ＩＣ部２０Ａからの駆動制御の信号は、制御線８ａを通じて各モータ（１Ａ，２Ａ）へ入力される。第１のモータ１Ａから出力されるファン回転数の信号は、制御線８ａを通じて制御ＩＣ部２０Ａに入力され、消音制御に使用される。ベース振動センサ７で検出されるベース振動の信号は、制御線８ｃを通じて、制御ＩＣ部２０Ａに入力され、消音制御に使用される。

また、図５の平面構成において外観の一例を示している。本例では、矩形の筐体９の排気口側に、複数本の橋梁を持つカバー部９１を有する。カバー部９１の一部の位置にマイク６が設けられている。制御線８の配線は一例である。なお、わかりやすいように、制御線８を表に露出して示しているが、これは内部に収容されて構わない。また、内部の羽根５の形状等は一例である。

また、例えば、ファン１０Ａの筐体９の四隅を、固定部（あるいは電子機器１０Ａ本体または電子機器１０Ａ設置面との接続部など）として、当該固定部に、制御ＩＣ部２０Ａまたは他のファン（構成４参照）等と接続するためのインタフェース（Ｉ/Ｆ）部を設ける。図５の例では、筐体９の四隅の１つをＩ/Ｆ部９３としている。Ｉ/Ｆ部９３では、ファン１０Ａの各制御線８を集約して、図示しない制御ＩＣ部２０Ａと接続している。

＜制御＞
本制御ＩＣ部２０Ａによる制御では、第２の波形Ｐ２の信号による第２のモータ２Ａの駆動制御により、回転振動部Ｒ（第１のモータ１Ａを含む）に対して、送風（ｃ）の方向に対応する軸方向（ｚ方向）に振動（ｂ）を与える（破線は回転振動部Ｒの上下の振動を示している）。第１のモータ１Ａによるファン回転（ａ）による出力（音）に対して、第２のモータ２Ａによる上下の振動（ｂ）による位相反転の出力（音）を合成することにより、総合的な出力音（ｃ）が抑制される。なお、図示していないが、振動する第２のモータ２Ａには、（フローティング構造であるため）ファンの回転応力によりモータ自身が回転しないように、滑車や縦溝構造等による回転防止を兼ねた軸方向（ｚ方向）へのガイド機構などが設けられている。

また、本制御ＩＣ部２０Ａによる制御では、第１のモータ１Ａによる回転（ａ）の状態として、当該ファン回転数を検出して、制御入力として補助的に用いる。ファン回転数は、例えば、第１のモータ１Ａに内蔵するファン回転数検出回路による検出信号の出力を用いることができる。即ち、本制御では、ファン回転数を用いて第１のモータ１Ａによる回転（ａ）の状態をモニタし、フィードバック制御等を行うことで、ファン回転駆動制御（それを用いる消音制御）に関して、より精度良い制御を行う。

また、本制御ＩＣ部２０Ａによる制御では、第２のモータ１Ａによる振動（ｂ）の状態として、ベース振動センサ７により検出するベース振動（ｚ方向）の信号を、制御入力として補助的に用いる。即ち、本制御では、当該ベース振動の信号を用いて第２のモータ２Ａによる振動（ｂ）の状態をモニタし、フィードバック制御等を行うことで、振動駆動による消音制御に関して、より精度良い制御を行う。

また更に、本制御ＩＣ部２０Ａによる制御では、マイク６により検出するファン１０Ａの出力音（ｃ）を制御入力として用い、当該出力音（ｃ）が消音状態（騒音レベルが最小）となるように消音制御（ＡＮＲ）を行う。即ち、本制御では、当該出力音（ｃ）の信号を用いて、第１のモータ１Ａ及び第２のモータ２Ａによる回転振動部Ｒの回転（ａ）及び振動（ｂ）の駆動の結果をモニタし、消音状態となるようにフィードバック制御等を行うことで、消音制御に関してより精度良い制御を行う。

実施の形態１の構成の利点としては、超音波モータ（第１のモータ１Ａ）として汎用品を使用することが可能であり、また、磁石を備えるモータ（１Ａ，２Ａ）同士の干渉の防止に関して、磁界を遮蔽するための構造（磁力線遮蔽板など）が不要である。

また、本構成では、第１のモータ１Ａの制御によるファン回転数の制御を細かく行うことができるため、第２のモータ２Ａによる振動（ｂ）の制御と第１のモータ１Ａによる回転（ａ）の制御との組み合わせによる消音制御の相乗効果が得られやすい。但し、その反面、振動子（回転振動部Ｒの第１のモータ１Ａを含んで成る）のマス（質量）が大きくなるので、当該振動制御における慣性を意識して制御する必要がある。

実施の形態１の変形例としては、第１のモータ１Ａ（超音波モータ）と第２のモータ２Ａ（ＶＣＭ）との組み合わせの他にも、例えば、普通のロータ回転用モータ（実施の形態２同様）とピエゾ素子との組み合わせ等が使用可能である。

＜制御回路＞
図６において、制御ＩＣ部２０Ａにおける消音制御に係わる制御回路の構成例を示している。制御ＩＣ部２０Ａの回路は、基本制御回路１１０、第１のモータ駆動回路１０１、第２のモータ駆動回路１０２、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）回路１０３、ＦＢ（フィードバック）回路１０４、位相反転波形生成回路１２０｛位相反転回路１０５、位相進角制御回路１０６、位相振幅制御回路１０７、ＯＳＣ（発振器）１０８｝、音圧センサ１３１、増幅回路１３２、特定周波数処理回路１３３、振動信号処理回路１３４、等を備える。また、制御入力（ＣＴＬＩＮ）５１として、前述のマイク６からの出力音（ｃ）の信号ｓ１、ファン回転数検出回路６０（第１のモータ１Ａに内蔵）からのファン回転数の信号ｓ２１、ベース振動センサ７からの信号ｓ２２、等を有する。

基本制御回路１１０は、基本となる第１のモータ１Ａの回転駆動のための制御処理を行い、その制御信号を第１のモータ駆動回路１０１へ与える。これに従い、第１のモータ駆動回路１０１は、第１のモータ１Ａの駆動のための第１の波形Ｐ１の信号を生成し出力する。

また、制御入力５１をもとに、ＢＰＦ回路１０３、ＦＢ回路１０４、及び位相反転波形生成回路１２０等を通じて処理した信号（ｓ８）に基づき、第２のモータ駆動回路１０２は、第２のモータ２Ａを駆動するための第２の波形Ｐ２の信号を生成し出力する。

位相反転波形生成回路１２０では、位相反転回路１０５により基本となる位相反転波形を生成する。更に、補正制御として、位相進角制御回路１０６では、信号の遅延を相殺するための位相進角制御を行い、位相振幅制御回路１０７では、位相振幅制御を行う。なお、位相進角制御では、消音対象の波形信号に関して、副次周波数成分が小さくなるように制御する。位相振幅制御としては、ファン１０の風圧（排気圧）によって送風（ｃ）の方向（ｚ方向）で印加される力を調整するために、信号（ｓ７）の振幅を補正する。当該補正では、送風及び出力音（ｃ）において排気圧がかかっているので、ファン排気方向（ｚ方向）へは、加速度（振幅）を増幅し、その逆の吸気方向へは若干減衰させる。なお、位相振幅制御では、消音対象の波形信号に関して、基本周波数成分が小さくなるように制御する。なお、位相振幅制御を省略した構成も可能である。

制御ＩＣ部２０Ａの回路動作は以下である。また、本制御に対応して、図７では、処理対象の信号の波形について示している。（Ａ）は、実騒音（消音対象の音波形（特に騒音成分となる周波数の波形））、（Ｂ）は、位相反転回路１０５の出力（ｓ５）である位相反転波形、（Ｃ）は、位相進角制御回路１０６の出力（ｓ６）、更に（Ｄ）は、位相振幅制御回路１０７の出力（ｓ８）を示している。

前提として、基本制御回路１１０及び第１のモータ駆動回路１０１による、第１の波形Ｐ１の信号により、第１のモータ１Ａによる回転（ａ）が駆動される。これにより発生するファン１０Ａの出力音（ｃ）がマイク６により検出される。また、ファン回転数（羽根５の回転数）がファン回転数検出回路６０により検出され、ＦＢ回路１０４の制御に反映される。

（１）マイク６から入力された音の信号（ｓ１）を、音圧センサ１３１（圧電素子等）で電気信号（ｓ２）に変換する。（２）電気信号（ｓ２）を増幅回路１３２で増幅した後、その信号（ｓ３）をＢＰＦ回路１０３に通すことにより、消音対象となる周波数成分以外を除去する（消音対象となる周波数成分の音波形を取り出す）。換言すれば、増幅回路１３２の出力であるオーバーオールの信号（ｓ３）をＢＰＦ回路１０３に入力し、ＢＰＦ回路１０３の出力では、可聴域の信号（ｓ４）とする。

上記ＢＰＦ回路１０３の詳細としては、例えば、第２のモータ２Ａの駆動では再現不可能な高音域の除去を、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）回路により行う。あるいは、振動制御における可動領域以上の振幅が必要な低音域の除去を、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）により行う（構成４参照）。

（３）ＢＰＦ回路１０３の出力信号（ｓ４）におけるオーバーオールのパワーレベルを、ＦＢ回路１０４及び位相反転回路１０５に入力する。ここで、その入力をαとする。当該信号（ｓ４，α）は、例えば図７の（Ａ）の波形で示される。（４）当該信号（ｓ４，α）の位相は、位相反転回路１０５により反転される。当該位相反転波形は、図７の（Ｂ）の波形で示される。位相反転回路１０５で反転した信号（ｓ５）は、位相進角制御回路１０６に入力される。

（５）マイク６から入力された信号の遅延を相殺するために、位相進角制御回路１０６により、信号（ｓ５）の位相を進める補正制御が行われる。当該位相を補正した波形（ｓ７）は、図７の（Ｃ）の波形で示される。詳しくは、位相進角制御回路１０６は、ＯＳＣ１０８からの波形と、ＦＢ回路１０４からの入力信号（ｓ６）とをもとに、入力信号（ｓ５）の位相を進めた信号（ｓ７）を作り出し、位相振幅制御回路１０７に入力する。

更に下記のように位相振幅制御が行われる。（６）ファン風圧によるｚ方向の力を調整するように、位相振幅制御回路１０７により入力信号（ｓ７）の振幅を補正する。位相振幅制御回路１０７は、ＦＢ回路１０４からの信号（ｓ６）をもとに、振幅を補正した信号（ｓ８）を作り出し、第２のモータ駆動回路１０２及びＦＢ回路１０４に出力する。当該振幅を補正した波形（ｓ８）は、図７の（Ｄ）の波形で示される。

（７）一方、ＦＢ回路１０４は、信号（ｓ４，α）のパワーレベルが小さくなるように、上記（５），（６）の制御を組み合わせてフィードバック制御する。ＦＢ回路１０４は、ＢＰＦ回路１０３からの入力信号（ｓ４，α）に対し、位相振幅制御回路１０７からの入力信号（ｓ８）等をフィードバック制御により加えた信号、即ち、元の位相の波形に対し反転位相波形を重ね合わせた消音信号を作り出す。

そして、第２のモータ駆動回路１０２は、位相振幅制御回路１０７からの入力信号（ｓ８）をもとに、第２のモータ２Ａ（ＶＣＭ）を駆動するための第２の波形Ｐ２の信号を生成し出力する。これにより第２のモータ２Ａによる振動（ｂ）が駆動され、回転（ａ）と振動（ｂ）とを合わせた動作により、ファン１０Ａの出力音（ｃ）が発生し、マイク６により検出される。また、振動（ｂ）成分が、ベース振動センサ７により検出され、その検出信号（ｓ２２）が、振動信号処理回路１３４で処理（制御対象となる振動成分の信号を取り出す処理）され、その信号（ｓ２３）が、ＦＢ回路１０４の制御に反映される。

以上のような回路動作、特に、図７の（Ａ）のような元の波形に対して、図７の（Ｃ）または（Ｄ）のような位相反転成分を含む波形がファン１０Ａの出力において振動（ｂ）成分として合成され、位相差が最小となるようにフィードバック制御されることで、ファン出力音（ｃ）が抑制される。

なお、上記制御において、ファン回転数の入力（ｓ２１）は、例えば、ファン１０Ａの回転振動部Ｒ（羽根５等）の回転（ａ）が安定するまで本消音制御（振動駆動制御）を抑止する等の目的で、補助的に使用する。即ち、ファン１０Ａの回転（ａ）の開始時や停止持など、回転（ａ）が一定に安定しない状態では本制御をオフ（無効）にし、回転（ａ）が一定に安定している状態では本制御をオン（有効）にする。また上記同様に、ベース振動センサ７の入力（ｓ２２）も、安定化等の目的で補助的に使用することができる。

また、制御ＩＣ部２０Ａでの演算処理として、特定周波数強調の処理機能を有してもよい（実施の形態２等でも同様に適用可能）。即ち、当該機能が有効な場合では、ファン出力音（ｃ）のうち大きい音（騒音成分）を消音対象とするために、当該音に対応する特定の周波数のみを選択して強調した波形の信号を得る処理を、例えば、図６の特定周波数処理回路１３３（あるいはＢＰＦ回路１０３等を当該機能に対応する構成に変形した回路）を用いて行う。マイク６からの入力（ｓ１）を、特定周波数処理回路１３３に入力して当該処理を行い、処理した信号（ｓ３１）を、ＢＰＦ回路１０３（あるいはＦＢ回路１０４等）に入力して制御に用いる。

以上のように、実施の形態１によれば、従来に比べ、ファン１０Ａの冷却性能を維持（送風（ｃ）の量の確保）できると共に、出力音（ｃ）の抑制、即ち消音（静音）の効果が得られる。

また、変形例として、制御入力としては、ベース振動センサ７のみにより制御する構成としてもよい。但し、この場合、実際の出力音（ｃ）を確認（モニタ）できないので、細かい制御はし難い。

また、変形例として、制御入力として、ファン回転数入力（ｓ２１）のみにより制御する構成としてもよい。但し、この制御は、出力のレベルが低い場合（発熱が少ない機器の場合）に適用することが有効である。

（実施の形態２）
次に、図８等を用いて、本発明の実施の形態２（構成２）の電子機器３０Ｂ（ファン１０Ｂ及び制御ＩＣ部２０Ｂを備える）について説明する。主に実施の形態１と異なる部分を説明する。実施の形態２の概要は以下である。ファン１０Ｂにおいて、スピーカ（従来技術）と同様に、軸方向（ｚ方向）での可動機構を備える。即ち、回転振動部Ｒ（３Ｂ，４，５を含む）は、回転体として回転軸３Ｂ中心で回転（ａ）が可能であり、振動子としてｚ方向で振動（ｂ）可能である。その上で、ファン１０Ｂの騒音（基本的な回転（ａ）による出力）に対する反転位相による振動（ｂ）を与えることにより消音制御する。言い換えれば、回転振動部Ｒを、ｚ方向の振動制御により、消音制御用のスピーカ機能として使用する。回転振動部Ｒをスピーカ様に動作させることで、反転位相音を作成して出力し、消音効果を得る。

図８において、ファン１０Ｂは、制御線８を通じて制御ＩＣ部２０Ｂと接続されており、全体として、電子機器３０Ｂが構成されている。ファン１０Ｂは、支軸部４のモータ等収容部１９において、回転軸３Ｂに対し、第１のモータ１Ｂ、及び第２のモータ２Ｂを備える。詳しくは、モータ等収容部１９内で、磁力線遮蔽板１８により仕切られる上側の空間で、回転軸３Ｂに対し、第１のモータ１Ｂ及び第１のベアリング１６等を備え、下側の空間で、回転軸３Ｂに対し、第２のモータ２Ｂ及び第２のベアリング１７等を備える。

第１のモータ１Ｂは、コイルと磁石を含んで成る普通のロータ回転用モータを使用する。第１のモータ１Ｂにより、回転軸３Ｂを通じて回転振動部Ｒを回転（ａ）駆動する。第２のモータ２Ｂは、回転軸３Ｂの方向での振動駆動用であり、コイルと磁石を含んで成る。第２のモータ２Ｂにより、回転軸３Ｂを含む回転振動部Ｒを振動（ｂ）駆動する。第１のモータ１Ｂと第２のモータ２Ｂとの間に磁力線遮蔽板１８を介在させることで当該モータ同士の悪影響が防止される。第１のモータ１Ｂ及び第２のモータ２Ｂは、実施の形態１同様に、第１の波形Ｐ１及び第２の波形Ｐ２の信号により駆動制御される。

制御ＩＣ部２０Ｂは、マイク６入力及びベース振動センサ７入力等を制御入力として用い、それらの入力信号の個々の周波数成分を計測して演算処理する。この演算処理は、前述のような（図６等）、位相反転波形生成、フィードバック制御、特定周波数強調などの処理である。

以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１同様に、ファン１０Ｂの冷却性能を維持すると共に消音効果が得られる。

実施の形態２の構成の変形例として例えば以下が可能である。ファン１０Ｂの騒音レベル（マイク６入力に基づき測定及びモニタが可能）が低い場合には、第２のモータ２Ｂ（及びその制御）の使用無しとして、第１のモータ１Ｂに対し、回転（ａ）によるファン出力音（ｃ）に対する反転位相の周波数成分を加えた電流を流すことにより、一定の消音効果が得られる場合がある。例えば、制御ＩＣ部２０Ｂで、ファン回転数検出回路６０の入力（ｓ２１）を用いて、当該ファン回転数による出力波形に対する反転位相波形を生成して加算し、その信号により第１のモータ１Ｂを駆動する。

（実施の形態３）
次に、図９等を用いて、本発明の実施の形態３（構成３）の電子機器３０Ｃ（ファン１０Ｃ及び制御ＩＣ部２０Ｃを備える）について説明する。主に実施の形態１と異なる部分を説明する。実施の形態３の概要は以下である。電子機器３０Ｃにおいて、ファン１０Ｃは、ＶＣＭ（第２のモータ２）ではなく消音制御用のスピーカ４０を内蔵する構成である。概略的には、第２のモータ２及び対応する回路をスピーカ４０及び対応する回路に置き換えた構成である。

ファン１０Ｃにおいて、排気口の面ｅ側、回転体（３Ｃ，４，５を含む）の中心の位置に、回転軸３Ｃの方向（ｚ方向）での振動制御用に、スピーカ４０を備える。その上で、ファン１０Ｃの騒音（基本の回転（ａ）による出力）に対する反転位相音に相当する振動（ｂ）を、スピーカ４０の駆動制御により与える。これにより、ファン１０Ｃの出力音（ｃ）において消音制御される。

図９で、ファン１０Ｃは、制御線８を通じて制御ＩＣ部２０Ｃと接続されており、全体として、電子機器３０Ｃが構成されている。ファン１０Ｃは、支軸部４において、回転軸３Ｃに対し、第１のモータ（ロータ回転用モータ）１Ｃを備える。詳しくは、支軸部４内の空間で、磁力線遮蔽板３３（スピーカ収容部）により仕切られる下側の空間に、第１のモータ１Ｃ、ベアリング３１、磁石３２等を備える。また、磁力線遮蔽板３３（スピーカ収容部）により仕切られる上側の空間に、排気口の面ｅに露出するように、スピーカ４０を備える。振動子は、スピーカ４０である。回転体としては、回転軸３Ｃ，支軸部４，羽根５等を含む。ｚ方向の振動（ｂ）がスピーカ４０で行われるので、回転体では当該振動は必要ではない。

制御ＩＣ部２０Ｃは、第１のモータ駆動回路１０１、スピーカ駆動回路１４０等を備え、制御線８により対応する第１のモータ１Ｃ及びスピーカ４０と接続されている。第１のモータ駆動回路１０１からの第１の波形Ｐ１の信号に従い、第１のモータ１Ｃにより、回転軸３Ｃを通じて回転体の回転（ａ）を駆動する。スピーカ駆動回路１４０からの第２の波形Ｐ２の信号に従い、スピーカ４０により振動（ｂ）を駆動、即ち消音のための位相反転音を出力する。

スピーカ４０は、ｚ方向での振動制御用であり、コイルと磁石を含んで成る。第１のモータ１Ｃとスピーカ４０との間に磁力線遮蔽板３３を介在させることで、相互の影響を防止する。

本構成では、制御ＩＣ部２０Ｃは、前述同様に、マイク６入力及びベース振動センサ７入力等の制御入力を用い、それらの入力の個々の周波数成分を計測して演算処理する。そして、当該演算処理に基づき、スピーカ駆動回路１４０からの信号によりスピーカ４０の振動（ｂ）を駆動する。これにより、第１のモータ１Ｃによる回転（ａ）の駆動によるファン出力音に対し、スピーカ４０から位相反転音を発生させる。これにより、ファン１０Ｃの総合的な出力音（ｃ）において、それら２種類の音が合成されることで、消音される。

なお、従来技術例としては、個別のファン（送風機）とスピーカとを組み合わせて配置し、ファンの出力音に対して、スピーカから反転音を出力することにより消音する構成が存在する。一方、本構成は、従来技術例とは異なり、ファン１０自体にスピーカ４０を内蔵して消音制御する構成である。

ＶＣＭ及びスピーカについて補足する。一般的に、スピーカは、動電型振動装置の一種であり、永久磁石とコイルを使用して振動を発生させるものである。永久磁石の磁界中にコイルを置き、コイルに電流を流すと、フレミングの左手の法則により、磁界と電流に対し垂直方向に力が発生する。この力により、コイルにつながれたコーン紙を振動させることで、音声が再生される。スピーカのコイルは、ボイスコイルと呼ばれる。ＶＣＭは、音声の再生だけでなく、様々な用途に使われる。スピーカと同様に、永久磁石の磁界中に置かれたボイスコイルが、流される電流に比例して直進運動をする。コイルに電流を流すためには、リード線が必要である。実施の形態１の第２のモータ２Ａは、上記ＶＣＭを使用し、スピーカ同様の消音制御に用いるものである。実施の形態３のスピーカ４０は、直接スピーカによる消音制御を行うものである。

なお、実施の形態３の変形例として、実施の形態１の構成と実施の形態３の構成とを組み合わせた構成、即ち、ファン１０の回転振動部Ｒの中央の位置に、補助的に消音制御用のスピーカ４０を設ける構成としてもよい。

（他の実施の形態）
次に、以上のような実施の形態に係わる他の構成例（変形例など）について説明する。

＜構成４＞
図１０〜図１１等を用いて、構成４の電子機器３０について説明する。構成４は、複数のファン１０を組み合わせて主従制御する構成であり、そのためのインタフェースを備える構成である。構成４の電子機器１０は、１つ以上のファン１０及び対応する制御ＩＣ部２０を備える。システム全体としては、複数のファン１０を用いて、図１０の配置例のように相互接続する。１つ以上のファン１０を主（マスタ）のファン１０Ｍとし、他の１つ以上のファン１０を従（スレーブ）のファン１０Ｓとし、主従制御として、主のファン１０Ｍの動作（制御）に、周囲の従のファン１０Ｓの動作（制御）を追随（同調）させる。

図１０の例では、中心位置の１台の主のファン１０Ｍに対し、周囲に、数珠繋ぎで、複数の従のファン１０Ｓが接続され、例えば合計９台のファン１０によるシステムが構成されている。なお、主のファン１０Ｍに対し１：１で従のファン１０Ｓの各々を接続する構成などとしてもよい。

主のファン１０Ｍ（電子機器３０）において、実施の形態１等と同様に、第１のモータ１、第２のモータ２（または消音制御用のスピーカ４０）、マイク６、ベース振動センサ７等を備え、対応する制御ＩＣ部２０には、対応する駆動回路、制御入力の処理回路等を備える。従のファン１０Ｓ（電子器機器３０）においては、マイク６やベース振動センサ７等の制御入力手段及び対応する処理回路等を備える必要はなく、主のファン１０Ｍに比べて簡略化した構成とする。

ファン１０の相互接続において、詳しくは、主のファン１０Ｍ及び従のファン１０Ｓの筐体９の角隅に、ファン１０同士の相互接続（他のファン１０の外部接続）の機能に対応したＩ/Ｆ部９４（９４Ａ，９４Ｂ）（接続端子）が設けられている（なお図５のＩ/Ｆ部９３は特に制御ＩＣ部２０との接続用である）。接続する２つのファン１０（主のファン１０Ｍと従のファン１０Ｓ、または従のファン１０Ｓ同士）で、Ｉ/Ｆ部９４間を接続線８０で接続する。特に、図１１（ｃ）のように、相互接続するＩ/Ｆ部９４において、一方側（９４Ａ）が入力端子（ＩＮ）となり、他方側（９４Ｂ）が出力端子（ＯＵＴ）となる。また、図示しないが、ファン１０の内部で接続端子９４同士が配線されている。

また、図１１（ａ）〜（ｃ）のように、Ｉ/Ｆ部９４間を接続するための接続線８０として、専用の部品である接続部品８１を設けてもよい。図１１（ａ），（ｂ）で、接続部品８１は、本体の両端において、入力端子（９４Ａ）に対応するＩＮ側、及び、出力端子（９４Ｂ）に対応するＯＵＴ側で、グランド（ＧＮＤ）、コントロール（ＣＴＬ）、直流電圧（Ｖｄｃ）等の層を含む凸部端子を持ち、対応するＩ/Ｆ部９４の凹部端子内に挿入により接続可能な構造である。接続部品８１の所定長の本体内部に接続線が含まれている。また特に、各Ｉ/Ｆ部９３，９４において、制御ＩＣ部２０との接続の機能と、ファン１０同士の相互接続の機能とを両方持たせるようにしてもよい。

主従制御では、ファン１０（１０Ｍ，１０Ｓ）間で、Ｉ/Ｆ部９３，９４を通じて、制御入力信号や制御出力信号等を伝達する。例えば全体の制御を行う制御ＩＣ部２０によりマイク６入力等の制御入力を用いて、Ｉ/Ｆ部９３を通じて主のファン１０Ｍを高い精度で消音制御する。そして、主のファン１０Ｍの出力端子（９４Ｂ）から、接続部品８１を通じて、従のファン１０Ｓの入力端子（９４Ａ）へ、消音制御を同調させるための信号を伝達する。更に数珠繋ぎに接続されている複数の従のファン１０Ｓに対しても同様にＩ/Ｆ部９４間の接続を通じて同様の信号を伝達する。これにより、従のファン１０Ｓは、主のファン１０Ｍの動作と同様に第１のモータ１及び第２のモータ２（またはスピーカ４０）を駆動する。これにより、主のファン１０Ｍの出力音（ｃ）が消音されるだけでなく、周囲の従のファン１０Ｓの出力音（ｃ）も消音される。

更に例えば、主従制御として、主のファン１０Ｍからの入力信号に従い、従のファン１０Ｓの同調動作で、主のファン１０Ｍのファン回転位置に同調する回転（ａ）の動作を行ってもよい。即ち、複数の各ファン１０の羽根５の回転位置（換言すれば回転位相ないし回転速度（回転数））を一致させる動作により、消音効果を高めることが期待できる。

以上のように、構成４によれば、実施の形態１等のファン１０単位での消音効果に加え、複数のファン１０を用いて冷却のシステムを構成する場合に、低コストで実現できる。

また、構成４の変形例として、例えば以下が可能である。主のファン１０Ｍと従のファン１０Ｓとで別のモータ（１，２）を駆動し、それらの総合により所定の消音機能及び効果を得る構成とする。例えば、主のファン１０Ｍでのみ第２のモータ２の駆動により振動（ｂ）の制御を行う。また、複数の従のファン１０Ｓをグループに分け（例えば図１０の右側の４台と左側の４台）、各グループで異なる機能及び役割を持たせ、それらの総合により所定の消音機能及び効果を得る。例えば、一方のグループの従のファン１０Ｓでは、実施の形態１で示したような、ＶＣＭ（第２のモータ２Ａ）、ＢＰＦ回路１０３、ＦＢ回路１０４等を備え振動（ｂ）の制御を行う構成とし、他方のグループの従のファン１０Ｓでは、上記ＶＣＭ（第２のモータ２Ａ）等を備えずに回転（ａ）の制御のみ行う構成とする。

＜構成５＞
次に、図１２を用いて、構成５の電子機器３０について説明する。構成５では、対象音の周波数成分に応じて、異なる処理及び駆動を適用して消音制御する構成である。例えば、対象音（出力音（ｃ）のマイク６入力）のうち、低周波数成分を、実施の形態１のＶＣＭ（第２のモータ２Ａ）の振動（ｂ）の制御による消音対象とし、高周波数成分を、ファン回転用モータ（ＦＭ）（第１のモータ１Ａ）の回転（ａ）の制御による消音対象とする。構成５によれば、より細かい消音制御が可能である。

図１２に、この場合に対応する制御ＩＣ部２０Ｅの構成を示している。制御ＩＣ部２０Ｅでは、前述のマイク６入力等の制御入力５１を制御入力処理回路１４１で処理した信号（ｓ５０）の周波数に応じて、別の処理回路（第１のモータ制御部２００Ａ、第２のモータ制御部２００Ｂ）を適用し、これらの出力の信号（ｓ５１，ｓ５２）により、対応する第１のモータ１Ａ（ＦＭ）、第２のモータ２Ａ（ＶＣＭ）を個別に駆動する。

第１のモータ制御部２００Ａでは、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）回路１０３Ａ、ＦＭ用ＦＢ回路１０４Ａ、位相反転波形生成回路１２０Ａ、ＦＭ駆動回路１０１Ａ等を備え、第２のモータ制御部２００Ｂでは、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）回路１０３Ｂ、ＶＣＭ用ＦＢ回路１０４Ｂ、位相反転波形生成回路１２０Ｂ、ＶＣＭ駆動回路１０２Ｂ等を備える。これらの回路の基本的な機能は、図６のＢＰＦ回路１０３、ＦＢ回路１０４、位相反転波形生成回路１２０等と同様である。

上記構成で、対象音の信号（ｓ５０）の演算処理において、ＦＭ（第１のモータ１Ａ）に対しては、ＨＰＦ回路１０３Ａ経由の処理、ＶＣＭ（第２のモータ２Ａ）に対しては、ＬＰＦ回路１０３Ｂ経由の処理、といったように、別のフィルタを適用する。それぞれの処理回路（２００Ａ，２００Ｂ）で、同様に、フィードバック制御により、位相反転波形を合成する。

なお、構成５のように対象音の周波数成分ごとに処理回路及び駆動対象を分ける構成を、前述のように構成４の複数のファン１０からなるシステムに対して適用することができる。

＜構成６＞
次に、図１３を用いて、構成６の電子機器３０について説明する。構成６では、消音制御のために、予め録音しておいたファン出力音波形を再生して使用する構成である。

図１３（ａ）で、ファン１０（ないし複数のファンからなるユニット）を備える電子機器３０の例として、比較的大型のディスクアレイ装置４００を有する。例えばディスクアレイ装置４００の背面側から、内蔵のファン１０の送風及び出力音（ｃ）が発生するものとする。予めの録音の際には、消音対象のファン１０の送風及び出力音（ｃ）を、設置したマイク４０１により入力し、情報処理装置４０２等（例えばＰＣ）で、デジタル録音処理部４０４の処理によりデジタル録音する。そして、外部のメモリ４０３（例えばマイクロＳＤカードメモリ等）に、当該デジタル録音の波形データ（例えばＭＰ３やＷＡＶＥファイル形式）を記憶しておく。特に、消音対象のファン１０の出力音（ｃ）の、騒音成分となる基本周波数（正位相または逆位相）の波形データを録音して記憶しておく。

図１３（ｂ）で、実際のファン１０を含むディスクアレイ装置４００の動作時には、例えば制御ＩＣ部２０に備える録音再生部４１０において、データ読み出し回路４０５により、外部のメモリ４０３に記憶しておいた波形データを読み出し、読み出したデータ信号をもとに、反転騒音信号生成回路４０６の処理により、前述の位相反転波形相当の信号（反転騒音信号）を生成して出力する（例えば前記位相進角制御回路１０６へ入力する）。このように録音再生部４１０から信号（反転騒音信号成分を含む）を出力しながら、制御ＩＣ部２０では、前述同様に、例えばマイク６入力（騒音レベル）が最小になるように、位相の制御を行う。

本構成では、前述の位相反転波形生成回路１２０（位相反転回路１０５）のように、リアルタイムで位相反転波形を生成して消音制御するのではなく、予め記憶しておいた相当波形を用いて消音制御する。従って、前述の位相反転波形生成回路１２０の演算処理は、不要または削減される。但し、波形データを記憶しておくメモリ４０３等が必要になるので、例えば、当該メモリ４０３等を備える余裕のある電子機器３０、例えばディスクアレイ装置４００等に適用することが有効である。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

本発明の一実施の形態として、本発明の各実施の形態に共通する技術的特徴を含む基本構成の電子機器を示す図である。 本発明の各実施の形態の特徴や構成要素などをまとめて示す図である。 本発明の実施の形態１（構成１）の電子機器において、ファンの断面及び構成の概略を示す図である。 本発明の実施の形態１の電子機器において、図３のファンの構造の詳細を示す図である。 本発明の実施の形態１の電子機器において、ファンの排気口側の面から見た平面構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１の電子機器において、制御ＩＣ部の回路構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１の電子機器において、制御ＩＣ部による制御の波形の例を示す図である。 本発明の実施の形態２（構成２）の電子機器において、ファンの断面及び構成の概略を示す図である。 本発明の実施の形態３（構成３）の電子機器において、ファンの断面及び構成の概略を示す図である。 本発明の一実施の形態（構成４）の電子機器において、複数のファンの相互接続からなるシステムにおいて、ファンの排気口側から見た平面での配置及び接続の構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態（構成４）の電子機器において、ファンのＩ/Ｆ部間を接続する接続部品を設ける場合の構成を示す図であり、（ａ）は接続部品の上平面の構成、（ｂ）は接続部品の横から見た構成、（ｃ）は接続部品を用いてファンを相互接続する平面構成例をそれぞれ示す。 本発明の一実施の形態（構成５）の電子機器３０において、制御ＩＣ部の回路構成例を示す図である。 本発明の一実施の形態（構成６）の電子機器３０において、（ａ）は録音時の構成、（ｂ）は制御ＩＣ部の一部の回路構成例を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…第１のモータ、２、２Ａ，２Ｂ…第２のモータ、３，３Ｂ，３Ｃ…回転軸、４…支軸部（モータ等収容部）、５…羽根、６…マイク（ファン出力音検出器）、７…ベース振動センサ（振動子振動検出器）、８，８ａ，８ｂ，８ｃ…制御線、９…筐体、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…ファン、１１…ステータ、１２…ロータ、１３…ベアリング、１６…第１のベアリング、１７…第２のベアリング、１８…磁力線遮蔽板、１９…モータ等収容部、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｅ…制御ＩＣ部、２１…ボイスコイル、２２…マグネット（磁石）、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…電子機器、３１…ベアリング、３２…磁石、３３…磁力線遮蔽板、４０…スピーカ、５１…制御入力、５２…制御出力、６０…ファン回転数検出回路、８０…接続線、９１…カバー部、９２…内部空間、９３…固定部及び制御Ｉ/Ｆ部、１０１…第１のモータ駆動回路、１０１Ａ…ＦＭ駆動回路、１０２…第２のモータ駆動回路、１０２Ｂ…ＶＣＭ駆動回路、１０３…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）回路、１０３Ａ…ＬＰＦ（ローパスフィルタ）回路、１０３Ｂ…ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）回路、１０４…ＦＢ（フィードバック）回路、１０４Ａ…ＦＭ用ＦＢ回路、１０４Ｂ…ＶＣＭ用ＦＢ回路、１０５…位相反転回路、１０６…位相進角制御回路、１０７…位相振幅制御回路、１０８…ＯＳＣ（オシレータ）、１１０…基本制御回路、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ…位相反転波形生成回路、１３１…音圧センサ、１３２…増幅回路、１３３…特定周波数処理回路、１３４…振動信号処理回路、１４１…制御入力処理回路、２００Ａ…第１のモータ制御部、２００Ｂ…第２のモータ制御部、４００…ディスクアレイ装置、４０１…マイク、４０２…情報処理装置、４０３…メモリ、４０４…デジタル録音処理部、４０５…データ読み出し回路、４０６…反転騒音信号生成回路、４１０…録音再生部、Ｒ…回転振動部。

Claims (10)

1. 送風機とその制御回路部とを備える電子機器であって、
   前記送風機は、送風を発生するための羽根及び軸を含んでなる回転体と、前記回転体を含んでなる振動子と、を有し、前記回転体と振動子を合わせて回転振動部とし、
   前記送風機は、前記回転体を軸を中心として回転させる第１のモータと、前記振動子を前記軸の方向で振動させる第２のモータと、を有し、
   前記制御回路部は、前記第１のモータへ前記回転のための第１の波形の信号を出力して前記回転を駆動制御する第１の回路と、前記第２のモータへ前記振動のための第２の波形の信号を出力して前記振動を駆動制御する第２の回路と、を有し、
   前記第１かつ第２のモータの駆動制御による前記回転振動部の回転かつ振動により、当該回転に対応する第１の出力と当該振動に対応する第２の出力とが合成された出力による送風及び発生音を発生するものであり、
   前記制御回路部は、前記第１の波形またはそれによる駆動出力結果を検出した波形に対して、位相反転した波形を用いて、前記第２の波形を生成し、前記第１及び第２の波形の制御により、前記合成された出力による発生音を抑制すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
2. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記振動子は、前記第１のモータを含んで構成され、
   前記第２の回路による前記第２のモータの駆動により、前記第１のモータを含む前記振動子の振動を制御するものであり、
   前記第１のモータは、超音波モータであり、
   前記第２のモータは、前記第１のモータの外側に設けられるボイスコイルモータであること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
3. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記回転体の軸に対し前記第１のモータと前記第２のモータが並列的に配置され、前記第１と第２のモータの間に相互影響を遮蔽するための構造物が配置され、
   前記第１のモータは、ロータ回転用モータであること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
4. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記回転体の回転数を検出する回路を有し、
   前記制御回路部は、前記検出した回転数を制御入力として、前記第２の波形をフィードバック制御すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
5. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記軸の方向での振動の状態を検出する振動センサを有し、
   前記制御回路部は、前記検出した振動の状態を制御入力として、前記第２の波形をフィードバック制御すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
6. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記送風機の発生音を検出するマイクを有し、
   前記制御回路部は、前記検出した発生音を制御入力として、当該発生音のレベルが最小となるように、前記第２の波形をフィードバック制御すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
7. 送風機とその制御回路部とを備える電子機器であって、
   前記送風機は、送風を発生するための羽根及び軸を含んでなる回転体と、消音制御用の振動子であるスピーカと、前記回転体を軸を中心として回転させる第１のモータと、を有し、
   前記制御回路部は、前記第１のモータへ前記回転のための第１の波形の信号を出力して前記回転を駆動制御する第１の回路と、前記スピーカへ前記振動のための第２の波形の信号を出力して前記スピーカの振動を駆動制御する第２の回路と、を有し、
   前記第１のモータかつスピーカの駆動による前記回転体の回転かつスピーカの振動により、当該回転に対応する第１の出力と当該振動に対応する第２の出力とが合成された出力による送風及び発生音を発生するものであり、
   前記制御回路部は、前記第１の波形またはそれによる駆動出力結果を検出した波形に対して、位相反転した波形を用いて、前記第２の波形を生成し、前記第１及び第２の波形の制御により、前記合成された出力による発生音を抑制すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
8. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記送風機として複数の送風機を備え、そのうち少なくとも１つの送風機を、主となる第１の送風機とし、その他の１つ以上の送風機を、当該第１の送風機の動作または制御に従属させる第２の送風機とし、前記第１の送風機と前記第２の送風機とが接続され、
   前記第１の送風機の制御回路部は、前記第１及び第２の波形の信号により前記第１の送風機を制御して前記第１の送風機の発生音を抑制し、
   かつ、前記第１の送風機から前記第２の送風機へ前記第１の送風機の動作または制御に同調させる信号を出力することにより前記第２の送風機を制御して前記第２の送風機の発生音を抑制すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
9. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
   前記送風機の発生音を検出するマイクを有し、
   前記制御回路部は、前記検出した発生音を制御入力として、当該発生音のレベルが最小となるように、前記第２の波形をフィードバック制御するものであり、
   前記制御入力の信号を処理した信号に対し、それぞれ異なる特性のバンドパスフィルタ回路、対応するフィードバック回路、及び対応する駆動回路を適用し、それぞれ対応する前記第１及び第２のモータを個別に駆動するものであり、
   前記制御入力の信号を処理した信号を、第１のバンドパスフィルタ回路に通した信号を、第１のフィードバック回路により処理して、第１の駆動回路により、前記第１のモータを駆動し、
   前記制御入力の信号を処理した信号を、第２のバンドパスフィルタ回路に通した信号を、第２のフィードバック回路により処理して、第２の駆動回路により、前記第２のモータを駆動すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。
10. 請求項１記載の送風機を備える電子機器において、
    前記制御回路部は、前記第２の波形の制御において、前記送風機からの前記送風及び発生音の正方向に対応する当該第２の波形の振幅を大きくするように補正すること、を特徴とする、送風機を備える電子機器。

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