JP2011519084A - 点検位置にあるコンピュータ要素のためのファン - Google Patents

Abstract

本発明のシステムは、点検位置におよびそこから移動するコンピュータ要素を有する。このシステムはさらに、コンピュータ要素とは別になっていて、コンピュータ要素と共に点検位置におよびそこから移動するファンを備える。このファンは、コンピュータ要素が点検位置にあるときコンピュータ要素を冷却する。
【選択図】図１Ｄ

Description

コンピュータ（例えばサーバー）、データ記憶装置、データ処理装置などのコンピュータ要素はラックに設置されることがあり、時々は点検が必要となるかもしれない。このような点検は、容易にコンピュータ要素にアクセスできるようにコンピュータ要素をその通常の作動位置から点検位置へと移動させることが不可欠である。このような移動に際し、時には、たとえ点検する必要がなくても隣接するコンピュータ要素を同時に移動させる必要がある。

コンピュータは重要な任務を果たすことがますます要求されているため、点検を要するコンピュータ要素または隣接するコンピュータ要素の電源を切ることは望ましくない。したがってコンピュータ要素および隣接するコンピュータ要素は、それらが作動するように設計されていない状態、すなわち点検位置でも作動し続けることがますます増えている。コンピュータ要素は、点検位置に移動しても作動し続けることが多く、これはコンピュータ要素を冷却する点では好ましくない。さらにコンピュータ要素が点検位置から移動して点検位置にいないときにそれらを点検するのも望ましくない。

本開示のより充分な理解のために、類似する部品には類似する参照番号が付けられた添付の図面を参照して説明する。

引き出しが点検位置にあるコンピュータ要素を冷却するファンが備えられている複数の引き出しを有する例示の実施形態による筐体の斜視図である。 点検位置にあるコンピュータ要素を備えた引き出しを有する例示の実施形態による筐体の拡大された側面図である。 点検位置にないコンピュータ要素を備えた引き出しを有する例示の実施形態による筐体の拡大された側面図である。 点検位置にあるコンピュータ要素を備えた引き出しを有する例示の実施形態による筐体の拡大された側面図である。 筐体を描かないで示される例示の実施形態によるコンピュータ要素を有する引き出しの斜視図である。 筐体を描かないで示される引き出しの中の例示の実施形態によるコンピュータ要素の斜視図である。 筐体を描かないで示される引き出しの中の例示の実施形態によるコンピュータ要素の側面図である。 筐体を描かないで示される引き出しの中の例示の実施形態によるコンピュータ要素の拡大された側面図である。 例示の実施形態によるシステムファンの図である。 例示の実施形態によるブースターファンの図である。

特定のコンピュータ要素を表すために、以下の記載及び特許請求の範囲を通して特定の用語が使用されている。当業者は理解できると思うが、異なる企業では１つの構成要素に別々の名称をつけるということがある。この明細書では、名称は異なっても機能が同じ構成要素を排除することを意図してはいない。以下の考察および特許請求の範囲において、用語「有する」と「備える」は開放的な用語として使用されており、したがって「限定するものではないが．．．を含める」という意味であると解釈されるべきである。さらに用語「システム」は、２つ以上のハードウェア要素が集められたものを指す。

以下の考察は、本発明の多様な実施形態を対象としている。１つまたはいくつかの実施形態が好ましいものであるかもしれないが、開示されている実施形態は、特別な定めが無い限り請求項を含めた本開示の範囲を限定するものと解釈し使用するべきではない。任意の実施形態についての考察は単にその実施形態の例示であることを意味し、請求項を含めた本開示の範囲がその実施形態に限定されることを示唆することは意図していない。

上記で概説した点を考慮に入れた上で、１つの装置と複数のシステムが開示される。好ましくはシステムが筐体を備える。例えば図１Ａは、筐体としてコンピュータラック１０８を示す。しかしながらコンピュータ要素を収容するいかなる格納機構も本開示の範囲内である。図１Ａは、コンピュータラック１０８の斜視図を示す。コンピュータラックは１９インチの幅であるのが好ましいが、いかなるサイズのコンピュータラックも本開示の範囲内である。コンピュータラック１０８に収納されるように設計されたコンピュータ要素は、ラック設置式、ラック設置可能、サブラックまたはラックに取り付けられたシャシ（セットする台）を有するものとして記載される。１つのラックユニットは、コンピュータラックに設置されるコンピュータ要素の高さを記載するのに使用される１ユニットの測定単位である。１つのラックユニットはこの業界で１．７５インチの高さと決められている。ラックに搭載される１つの機器のサイズは通常、数字と「Ｕ」として記載される。例えばそれぞれが１Ｕの高さである２つのラックユニットは併せて２Ｕになる。１つのラックユニットは「１ＲＵ」とも称される。いくつかのコンピュータ要素は１Ｕの高さより高く、ほとんどのコンピュータラックは４２Ｕの高さである。コンピュータラック１０８に配置されるコンピュータ要素は、コンピュータ（例えばサーバー）、データ記憶装置（例えばハードドライブ）、データ処理装置（例えばプロセッサ）などが可能であるが、いかなるコンピュータ要素も本開示の範囲内にある。

コンピュータラック１０８の空間を有効に使用する目的で、コンピュータラック１０８は引き出し１００によって複数の区画に分割される。引き出し１００は、コンピュータラック１０８に収容されたコンピュータ要素の重量を支える。コンピュータラックは、いかなる配置のいかなるサイズのいかなる数の引き出し１００をも有することが可能であり、このような構成は全て本開示の範囲内にある。好ましい実施形態においてコンピュータラック１０８は、２列でそれぞれ８個即ち１６個の引き出し１００を備えている。少なくとも１つの実施形態において、コンピュータラック１０８は少なくとも１つのバックプレーンを備えている。バックプレーンは、コンピュータバスを形成する複数のコネクタを備えた回路基板である。例示の実施形態において、引き出し１００の中のコンピュータ要素はディスクアレイを形成するためにコネクタに結合されたハードドライブであるが、いかなるタイプのコンピュータ要素も本開示の範囲内である。システムは、図１Ａではわかりにくいが、好ましくは少なくとも１つのファンと少なくとも１つのコンピュータ要素とを備える。

図１Ｅは、コンピュータ要素１０１を有する引き出し１００の斜視図を示す。分かりやすくするために図１Ｅ−Ｈではコンピュータ要素のみが示されていることに留意されたい。好ましい実施形態において、引き出し１００は５列で３５個のコンピュータ要素１０１を支え、各列１０２は積み重ねられた７つのコンピュータ要素１０１を有する。しかしながらいかなる配置もこの明細書の範囲内である。

図１Ｆは、引き出し１００の中のコンピュータ要素１０１の斜視図を示す。

図１Ｇは、引き出し１００の中のコンピュータ要素１０１の側面図を示す。

図１Ｈは、引き出し１００の中のコンピュータ要素１０１の拡大された側面図を示す。

図１Ｂは、引き出しの中身が見られるようにしたシステムの側面図を示す。図面全体、特に図１Ａと図１Ｂの間で同一の筐体の壁を表すのにアスタリスクが使用されていることに留意されたい。例示のため数個の引き出し１００のみが示されている。他の引き出しは、例示した引き出し１００と同様に機能する。点線は、コンピュータラック１０８の側壁を通しては見ることができない構造であることを示している。少なくとも１つの実施形態において、引き出し１００は３５個のコンピュータ要素１０１を５つの列１０２で支持し、各列１０２は、積み重ねられた７つのコンピュータ要素１０１になっている。しかしながらいかなる配置もこの明細書の範囲内である。

コンピュータ要素１０１が点検を要するとき、このコンピュータ要素１０１を含んでいる引き出し１００がコンピュータラック１０８から完全に引き出され、妨げられることなくコンピュータ要素１０１にアクセスすることが可能になる。この位置は点検位置と呼ばれる。コンピュータ要素１０１は、様々な理由から点検を必要とする場合がある。例えば１つまたは複数のコンピュータ要素は、修理、交換、アップグレードなどを必要とする場合がある。コンピュータ要素１０１が点検位置にありかつこのような点検を行なうコンピュータ管理者がコンピュータ要素１０１にアクセスするとき、ラック１０８に邪魔されないとすれば、これらの任務の全てをより簡単に遂行することが可能である。コンピュータ要素１０１に対する点検が完了すると、引き出し１００は矢印２００によって示される方向のコンピュータラック１０８内へと移動され、図１Ｃに示される構成となる。

図１Ｃは、点検位置以外にあるコンピュータ要素１０１を示す。図示されているように、引き出し１００がコンピュータラック１０８から引き出されていないため、コンピュータ要素１０１は点検位置にない。当然のことながら、引き出し１００がラック１０８の通常の作動位置にあるコンピュータ要素１０１を支えている。

コンピュータ要素１０１が点検位置にない（通常の作動位置にある）とき、少なくとも１つのシステムファン１０４がコンピュータ要素１０１を十分に冷却している。システムファン１０４は、図２において斜視図でより明確に示されている。システムファン１０４はいくつかの実施形態において、コンピュータラック１０８に固定されたファンであり、コンピュータ要素１０１に付随して点検位置に移動し、点検位置から戻ることはない。図１Ｂに示される好ましい実施形態では、このようなシステムファン１０４は６つあり、各引き出し１００に２つずつある。ファン１０４はコンピュータラック１０８に固定され、引き出し１００には固定されていない。したがってファン１０４は、コンピュータ要素１０１と一緒に点検位置におよび点検位置から移動しないで、コンピュータ要素１０１が点検位置におよび点検位置から移動する間所定の位置に留まっている。システムファン１０４によって好ましくは空気を矢印２００で示される方向に流すことができ、コンピュータ要素１０１に対して空気を引き込み、コンピュータ要素１０１が点検位置にないときラック１０８から外へ空気を吹き出させる。システムファン１０４はまた、コンピュータ要素１０１に一体化されたファン、例えばサーバーに一体化されたサーバーファンであってよい。このようなシステムファンは示されていない。

図１Ｂに戻ると、点検位置にあるとき、恐らく点検を要する特定のコンピュータ要素１０１を除いたコンピュータ要素１０１は作動可能であり、取除く必要のある熱を生成する。さらにコンピュータ要素１０１がシステムファン１０４に十分接近していないこと、あるいは適切な冷却を実現するには空気流が十分でないことから、コンピュータ要素１０１はシステムファン１０４によって十分に冷却されない。点検に要する時間が長い場合またはコンピュータ要素１０１が点検されないまま点検位置に残された場合、コンピュータ要素１０１は作動可能な温度を超え故障してしまう。システムファン１０４に最も近いコンピュータ要素は、より離れているコンピュータ要素より温度上昇が遅い。このようなばらつきは、コンピュータ要素１０１内の斑紋の付いた濃淡によって表されている。温度がより速く上昇するコンピュータ要素１０１は濃淡がより濃くなっている。システムファン１０４から最も遠いコンピュータ要素１０１は、最も速くその温度が上昇するため最初に壊れる。このようなコンピュータ要素１０１は、最も濃い濃淡の模様によって示されている。

点検位置に引き出されたコンピュータ要素１０１が十分に冷却されるように、実施形態では、コンピュータ要素１０１と共に点検位置に移動し、点検位置から戻る少なくとも１つのブースターファン１０６を備えている。図１Ｂはブースターファン１０６の側面図を示すのみであるが、ブースターファン１０６は図３において斜視図でよりはっきりと示されている。ブースターファン１０６は、コンピュータ要素１０１に随行して点検位置に行き、そこから戻ってくるファンであるが、コンピュータ要素１０１とは別である。例えばブースターファン１０６は、コンピュータラック１０８に収容されたサーバーと一体化されていない。ブースターファン１０６はまた非システムファンまたは点検ファンと呼ぶこともできる。図１Ｂに示されるようにこのようなブースターファン１０６は６つあり、各引き出し１００に２つずつある。しかしながらいかなる数および配置のブースターファン１０６も本開示の範囲内である。好ましくはブースターファン１０６が引き出し１００に設置されている。少なくとも１つの実施形態において引き出し１００は、ねじによってブースターファン１０６を引き出し１００に設置する支持部材（描かれていない）を備えている。別の実施形態においてブースターファン１０６は、引き出し１００の内側に接着剤で接合される。しかしながらいかなる設置方法も本開示の範囲内である。いずれの場合でも、コンピュータ要素１０１が点検位置にある間ブースターファン１０６がコンピュータ要素１０１を冷却する。

図１Ｄは、このような冷却の効果を示す。具体的にはシステムファン１０４から最も遠いコンピュータ要素１０１は、斑紋が付いた濃淡によって示されるようにもはや故障する危険はない。ブースターファン１０６によって、好ましくは矢印１０３によって示されるように空気を流すことが可能になる。具体的にはブースターファン１０６は、図示される中で最も右側に離れて描かれているコンピュータ要素の列１０２に対して空気を引き込み、コンピュータ要素の残りの列１０２に対して空気を吹きつける。また少なくとも１つの実施形態において、システムファン１０４がこの空気をコンピュータラック１０８から外に吹き出させる。しかしながら空気流の構成は色々とあり各構成とも本開示の範囲内にある。

複数のブースターファン１０６は好ましくは互いに全く同様に機能し、異なるのはその位置のみである。複数のシステムファン１０４も好ましくは互いに全く同様に機能し、異なるのはその位置のみである。少なくとも１つの実施形態において、ブースターファン１０６は、コンピュータ要素１０１が点検位置にある間に限って電力が供給される。例えばブースターファン１０６に電力を供給する駆動回路１０９は、コンピュータ要素１０１が点検位置にあるときのみ作動する。駆動回路は、好ましくは回路と、電圧源、抵抗および蓄電器などの論理要素とを備える。図示されているように、駆動回路１０９をブースターファン１０６に接続するスイッチ１１０は、コンピュータ要素１０１が点検位置にない（図１Ｃ）とき開放して遮断され、コンピュータ要素１０１が点検位置にあるとき（図１Ｄ）スイッチ１１０は閉鎖して電力供給する。したがってブースターファン１０６は、常に電力が供給されるシステムファン１０４と比べて電力を節約しかつ摩耗が少ないため、交換する必要がほとんどなくなる。

既に説明したようにコンピュータ要素１０１は、ラック１０８に完全に収納されているとき通常の作動位置にある。しかしながらコンピュータ要素１０１を点検位置に移動させるということだけで、コンピュータ要素１０１が作動できなくなることを意味するのではない。むしろコンピュータ要素１０１は点検位置ではアクセスし易くなる。さらに通常の作動位置と点検位置の間には非常に多くの位置が存在する。例えば「中間」位置の１つは、引き出し１００がラック１０８から半分引き出されたときであり、いくつかのコンピュータ要素１０１はラック１０８によって収納される一方、他のコンピュータ要素１０１はラック１０８によって収納されていない。これらの中間位置については、コンピュータ管理者がブースターファン１０６の挙動を決めることができる。例えばコンピュータ要素１０１が通常の作動位置から移動するとすぐにスイッチ１１０が閉鎖するように構成することで、中間位置にある間中ブースターファン１０６に電力を供給させることができる。別の例を考えてみると、引き出し１００がラック１０８から完全に引き出されたときスイッチ１１０を閉鎖するように構成することによって、全てのコンピュータ要素１０１が点検位置にあるときに限ってブースターファン１０６に電力が供給され、中間位置を無視することができる。したがってスイッチは色々な方法で作動させることが可能であり、それぞれの方法は本開示の範囲内にある。例えば少なくとも１つの実施形態において、引き出し１００が完全に引き出されたとき、引き出し１００が駆動回路１０９を作動させる接点を押し下げ、ブースターファン１０６に電力を供給する。引き出し１００が完全には引き出されていないとき、接点は押し下げられず、駆動回路は完成せず、ブースターファン１０６への電力供給が遮断される。

少なくとも１つの実施形態において、ブースターファン１０６およびシステムファン１０４は、冷却されるコンピュータ要素１０１の後方にある。図１Ｂに示されるように、コンピュータ要素１０１の複数の列１０２は５つのコンピュータ要素１０１の列を有し、ブースターファン１０６は、図中の右から左に見て１列目のコンピュータ要素と２列目のコンピュータ要素の間に配置されている。さらにシステムファン１０４は、５列目のコンピュータ要素の外側に配置されている。

図２は、システムファンの斜視図である。少なくとも１つの実施形態において、システムファン１０４は、コンピュータラック１０８の後方に向かって空気を誘導させるためコンピュータラック１０８の後部に配置されている。システムファン１０４は、好ましくは８０ｍｍの高さ（ｈ１）、８０ｍｍの幅（ｗ１）および６インチの深さ（ｄ１）である。しかしながらいかなる寸法のシステムファン１０４も本開示の範囲内である。図３はブースターファンを示している。少なくとも１つの実施形態において、ブースターファン１０６はコンピュータラック１０８の後方に向かって空気を誘導する。ブースターファン１０６は、好ましくは９２ｍｍの高さ（ｈ２）、９２ｍｍの幅（ｗ２）および２５ｍｍの深さ（ｄ２）である。しかしながらいかなる寸法のブースターファン１０６も本開示の範囲内である。少なくとも１つの実施形態において、ブースターファン１０６は、コンピュータラック１０８内の空間の制約により、システムファン１０４とは寸法が異なる。例えばシステムファン１０４から離れたコンピュータ要素１０１の複数の列１０２の間にブースターファン１０６を設置することは、ブースターファン１０６のサイズを制限し、２つ以上のブースターファン１０６を使用するという結論になるであろう。しかしながらいかなる構成のブースターファン１０６およびシステムファン１０４も本開示の範囲内にある。

上記の開示は、本発明の原理および多様な実施形態を例示として説明することを目的としている。上記の開示を完全に理解すれば当業者には多くの変形および修正が明らかであろう。以下の特許請求の範囲は、全ての変形形態および修正形態を包含するものと解釈されることを目的としている。

１００ 引き出し
１０１ コンピュータ要素
１０４ システムファン
１０６ ブースターファン
１０８ コンピュータラック
１０９ 駆動回路
１１０ スイッチ

Claims (20)

1. 点検位置におよび前記点検位置から移動するコンピュータ要素と、
   前記コンピュータ要素と共に前記点検位置におよび前記点検位置から移動する、前記コンピュータ要素とは別の第１のファンであって、前記コンピュータ要素が前記点検位置にある間前記コンピュータ要素を冷却する第１のファンとを備えることを特徴とするシステム。
2. 前記第１のファンは、前記コンピュータ要素が前記点検位置にないとき前記コンピュータ要素を冷却しないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記コンピュータ要素が前記点検位置にないとき前記コンピュータ要素を冷却する第２のファンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記第２のファンは、前記コンピュータ要素と共に前記点検位置に移動あるいは前記点検位置から移動しないことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
5. 前記第１のファンおよび前記第２のファンが前記コンピュータ要素の外側にあって空気を引き込むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
6. 前記コンピュータ要素が前記点検位置にないとき、前記コンピュータ要素を収納する筐体をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
7. 前記筐体がコンピュータラックを備えることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 前記コンピュータ要素を支える引き出しが前記コンピュータラックから引き出されると、前記コンピュータ要素が前記点検位置になることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記コンピュータ要素は、前記点検位置におよび前記点検位置から一緒に移動する複数列のコンピュータ要素の一部であり、前記第１のファンは、前記複数列のコンピュータ要素が前記点検位置にある間前記複数列のコンピュータ要素を冷却することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. 前記複数列のコンピュータ要素が前記点検位置にないとき前記複数列のコンピュータ要素を冷却する第２のファンをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記複数列のコンピュータ要素は５列のコンピュータ要素を有し、前記第１のファンが１列目のコンピュータ要素と２列目のコンピュータ要素の間に配置され、前記第２のファンが５列目のコンピュータ要素の外側に配置されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記第１のファンに隣接して配置される第３のファンであって、前記コンピュータ要素とは別であり、前記コンピュータ要素と共に前記点検位置におよび前記点検位置から移動し、前記コンピュータ要素が前記点検位置にある間前記コンピュータ要素を冷却する第３のファンをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
13. 前記コンピュータ要素は、データ記憶装置、データ処理装置およびサーバーの内の１つであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 前記コンピュータ要素が前記点検位置にあるときに限って前記第１のファンに電力を供給する回路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
15. 前記回路は、前記コンピュータ要素が前記点検位置にないとき、前記回路が電気的に遮断されるスイッチを有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
16. 複数列のコンピュータ要素と共に点検位置におよび前記点検位置から移動するファンであって、前記複数列のコンピュータ要素が前記点検位置にある間前記複数列のコンピュータ要素を冷却する前記コンピュータ要素とは別のファンを備えることを特徴とする装置。
17. 前記ファンは前記複数列のコンピュータ要素が前記点検位置にある間に限って電力を供給されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記ファンが、５列のコンピュータ要素の１列目のコンピュータ要素と２列目のコンピュータ要素の間に配置されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
19. コンピュータラックの引き出しの中にコンピュータ要素を収容する前記コンピュータラックであって、前記引き出しが前記コンピュータラックから引き出される際ならびに前記コンピュータラックの中へと移動する際に前記コンピュータ要素が前記引き出しと一緒に移動する前記コンピュータラックと、
    前記引き出しが前記コンピュータラックから引き出される際ならびに前記コンピュータラックの中へと移動する際に前記引き出しと共に移動するように前記引き出しに結合されたファンであって、前記引き出しが前記コンピュータラックから引き出されている間前記コンピュータ要素を冷却するファンとを有することを特徴とするシステム。
20. 前記引き出しが支持部材を備え、前記ファンが前記支持部材に結合されていることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。

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