JP2015088672A - 冷却装置および冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体に収容する電子装置を冷却ファンによって冷却する際の冷却効率を向上させることの可能な冷却装置および冷却方法を提供する。
【解決手段】筐体１０に収容される電子装置２を冷却する冷却装置３であって、筐体１０に取り付けられた複数の冷却ファン３１と、複数のグループにグループ化された前記冷却ファン３１の回転速度を、冷却ファン３１の属するグループを代表する温度であるグループ温度に応じてグループ毎に制御する制御部と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子装置を冷却する冷却装置および冷却方法に関する。

サーバ装置等の電子装置を収容（搭載）する筐体（ラック）には、電子装置が発した熱をラックの内部から外部へ排出することで電子装置を空冷するための冷却ファンが設置されることが多い。図１は、従来のサーバラック１００を示す図である。図１に示す例では、サーバラック１００の背面扉１０１の高さ方向に、複数の冷却ファン１０２が並んで設けられている。図１に示すサーバラック１００では、冷却ファン１０２の作動によって、ラック正面から導入した空気をラック背面に排出する正面吸気／背面排気方式が採用されている。その他、ラック正面より導入した空気をラック上方に排出する正面吸気／上方排気方式や、ラック床面より導入した空気をラック上方に排出する床面吸気／上方排気方式等がある。

近年では、電子装置の冷却技術において、冷却ファンの消費電力を抑えることが益々要求されている。これに関連して、複数の冷却ファンユニットを着脱可能で、正常に稼働する冷却ファンユニットの個数に対応させて冷却ファンの回転数を制御する冷却技術も提案されている。

特開２００５−１５９２８１号公報 特開平５−２４３７６８号公報 特開２００８−１２３２００号公報 特開２０１１−６６３６６号公報

ところで、筐体への電子装置の収容（搭載）率が低い場合、電子装置が収容されていない箇所（つまり、空きスペースとなっている箇所）に対応する冷却ファンは必ずしも作動させる必要がない場合がある。また、筐体への電子装置の搭載状況は、ユーザによる電子装置の増設等によって変更される場合がある。更に、筐体に収容されている電子装置の発熱量は一定ではなく、電子装置の種類、稼働状況に応じて変化なし得るものである。

開示の技術は、筐体に収容する電子装置を冷却ファンによって冷却する際の冷却効率を向上させることの可能な冷却装置および冷却方法を提供することを目的とする。

開示の技術に係る冷却装置は、筐体に収容される電子装置を冷却する冷却装置であって、前記筐体に取り付けられた複数の冷却ファンと、複数のグループにグループ化された前記冷却ファンの回転速度を、冷却ファンの属するグループを代表する温度であるグループ温度に応じてグループ毎に制御する制御部と、を備える。

開示の技術によれば、複数の電子機器を格納可能な筐体において、冷却ファンによる電子機器の冷却効率を向上させることができる。

図１は、従来のサーバラックを示す図である。 図２は、実施形態１に係るサーバの構成の一例を示す図である。 図３は、実施形態１に係るラックの背面側を説明する図である。 図４は、実施形態１に係るファン用ソケットおよび冷却ファンの関係を示す図である。 図５は、実施形態１に係る冷却ファン、プリント基板、およびコネクタボックスの接続関係を示す図である。 図６は、第１コネクタのピンアサインの一例示す図である。 図７は、第２コネクタのピンアサインの一例を示す図である。 図８は、冷却ファン毎に割り当てられているアドレスの一例を示す図である。 図９は、冷却ファンを着脱自在に装着するファン用ソケットの構造を説明する図である。 図１０は、冷却ファンを着脱自在に装着するファン用ソケットの構造を説明する図である。 図１１は、実施形態１に係るコネクタボックスおよび制御装置の構成を示す図である。 図１２は、実施形態１に係るコネクタボックスおよび制御装置の構成を示す図である。 図１３は、実施形態１に係る管理端末のハードウェア構成図である。 図１４は、実施形態１に係る冷却装置の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。 図１５は、ファン用ソケットに割り当てられた識別符号と冷却ファンに割り当てられた識別符号との対応関係を説明する図である。 図１６は、グループ情報テーブルの一例を示すデータ構造図である。 図１７は、グループ代表温度と冷却ファンのデューティ比との関係を例示する図である。 図１８は、管理端末の表示装置に表示される監視画面の一例を示す図である。 図１９は、管理端末の表示装置に表示される編集画面の一例を示す図である。 図２０は、制御装置のプロセッサが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図２１は、実施形態１に係る冷却装置と従来の冷却装置との消費電力の差を説明する図である。 図２２は、変形例に係る冷却装置の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。 図２３は、実施形態２に係る冷却装置の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。 図２４は、制御装置のプロセッサが実行する処理の一例を示すフローチャートである。 図２５は、制御装置のプロセッサが実行する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、発明を実施するための形態を説明する。

＜実施形態１＞
図２は、実施形態１に係るサーバ１の構成の一例を示す図である。サーバ１は、ラック
１０、ラック１０に収容（搭載）された複数の電子装置２、電子装置２を冷却する冷却装置３等を備える。電子装置２としては、例えばサーバ装置やストレージ装置等が例示される。ラック１０は、筐体の一例である。サーバ１は、ラック１０の高さ（上下）方向に複数の電子装置２を並べて格納する、いわゆるラックマウント型サーバ（ラックサーバ）である。

冷却装置３は、以下に説明するファン用ソケット３０、冷却ファン３１、コネクタボックス４０、制御装置５０等を主として備えている。ラック１０の背面（後面）側には、冷却ファン３１を着脱自在に装着可能な複数のファン用ソケット３０が格子状に設けられている。なお、本実施形態において、ラック１０の正面（前面）は通気が可能となっている。また、ラック１０の背面は、後述するように、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１が装着されていない場合にファン用ソケット３０に備えられた開閉蓋が閉鎖された状態となる。また、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１が装着されている場合には、上記開閉蓋が開放される。ファン用ソケット３０は、保持部の一例である。

冷却ファン３１は、回転駆動されることで、ラック１０の正面側から内部に取り込んだ空気をラック１０の背面から外部に排出することで、ラック１０の正面側から背面側に向かって電気装置１０を通過する冷却風を発生させる。図２では、ラック１０の正面側から内部に吸引される空気の向きと、ラック１０の背面側から外部に排出される空気の向きを、白抜き矢印にて概念的に示している。

図３は、実施形態１に係るラック１０の背面側を説明する図である。ラック１０の背面には、複数のファン用ソケット３０が格子状に並べられている。図３に示す例では、ラックの横幅方向に３個、上下（高さ）方向に９個、合計２７個の複数のファン用ソケット３０が格子状に並べられている。但し、ラック１０の背面に配置するファン用ソケット３０の数は特段限定されない。ファン用ソケット３０の１つを拡大した拡大図を図３に併せて示す。各ファン用ソケット３０に対して、１つの冷却ファン３１を装着することができる。

図４は、実施形態１に係るファン用ソケット３０および冷却ファン３１の関係を示す図である。図４の左側には、ファン用ソケット３０を示し、右側に冷却ファン３１を示している。ファン用ソケット３０は、枠状の枠部３０１を有し、この枠部３０１の内側には冷却ファン３１を嵌め込むための嵌め込み孔３０２が形成されている。また、ファン用ソケット３０の枠部３０１には、プリント基板３０３が設けられている。プリント基板３０３の一方の面には、第１コネクタ３０４が搭載されており、他方の面には第２コネクタ３０５が搭載されている。また、プリント基板３０３には、温度センサ３０６が取り付けられている。また、冷却ファン３１は、ファン用ソケット３０における嵌め込み孔３０２と略等しい大きさ及び形状を有する枠部３１１と、羽根３１２とを有する。以下では、ファン用ソケット３０、当該ファン用ソケット３０に装着される冷却ファン３１、および、ファン用ソケット３０に設けられるプリント基板３０３をまとめてファンユニット３００と呼ぶ。

図５は、実施形態１に係る冷却ファン３１、プリント基板３０３、およびコネクタボックス４０の接続関係を示す図である。コネクタボックス４０は、図２に示すようにラック１０の底部（下部）に配置されている。プリント基板３０３に設けられた第１コネクタ３０４は、図５に示すように冷却ファン３１の配線ケーブル１１にコネクタ接続されている。図６は、第１コネクタ３０４のピンアサインの一例示す図である。第１コネクタ３０４におけるピン番号１には１２Ｖ、ピン番号２にはＧＮＤ、ピン番号３にはＰＷＭ信号、ピン番号４にはＦＡＮ ＰＵＬＳＥ信号が割り当てられている。ピン番号１に割り当てられ
た１２Ｖは、冷却ファン３１を駆動させるための駆動電圧である。ピン番号３に割り当て
られたＰＷＭ信号は、制御装置５０が冷却ファン３１の回転数（回転速度）をパルス幅変調（ＰＷＭ、Pulse Width Modulation）を用いて制御する際に制御装置５０から送信されるパルス信号である。ＰＷＭ制御は、冷却ファン３１のモータ（図示せず）のオンオフ制御をパルス信号によって行う制御であり、入力信号（ＤＣレベル）の大きさに応じて、パルス幅のデュ−ティ・サイクルを変更することで冷却ファン３１の回転数を制御する。ピン番号４に割り当てられたＦＡＮ ＰＵＬＳＥ信号は、冷却ファン３１が発生するパルス
信号であって、冷却ファン３１の回転状態を判別するための信号である。制御装置５０は、ＦＡＮ ＰＵＬＳＥ信号に基づいて冷却ファン３１の正常、異常等といった冷却ファン
３１の現在の状態（ステータス）を判別する。

また、図５に示すように、プリント基板３０３に設けられた第２コネクタ３０５は、コネクタ付き配線ケーブル３０８を介してコネクタボックス４０に設けられたコネクタ４０１に接続されている。図７は、第２コネクタ３０５のピンアサインの一例を示す図である。第２コネクタ３０５のピン番号１には１２Ｖ、ピン番号２にはＧＮＤ、ピン番号３にはＰＷＭ信号、ピン番号４にはＦＡＮ ＰＵＬＳＥ信号が割り当てられている。また、ピン
番号５〜１０にはＡ０〜Ａ５までのアドレス信号が割り当てられている。Ａ０〜Ａ５のアドレス信号の組み合わせによって、ファン用ソケット３０に装着される冷却ファン３１の位置情報が検出される。図７中の「ＶＣＣ」とはＡ０〜Ａ５までのアドレス信号を出力するための直流電源部（Voltage Collector）を表す。

ここで、図３に示すラック１０は、その背面に２７個のファン用ソケット３０が設けられているため、ラック１０には最大２７個の冷却ファン３１を装着することができる。上述した２７個の冷却ファン３１を、個別にＦＡＮ０１〜２７にて表す。図８に、冷却ファン３１毎（ＦＡＮ０１〜２７）に割り当てられているアドレスの一例を示す。図中に示す「０」、「１」は、ＦＡＮ０１〜ＦＡＮ２７に対応するファンユニット３００に付設されたプリント基板３０３の第２コネクタ３０５において、各アドレス信号Ａ０〜Ａ５の電圧状態を２進数で表したものである。各アドレス信号Ａ０〜Ａ５の電圧状態を表す「０」と「１」の配列は、ファンユニット３００（冷却ファン３１）毎に固有に割り当てられており、この配列が冷却ファン３１のアドレスを表している。

その他、第２コネクタ３０５のピン番号１１にはＴＥＭＰ信号、ピン番号１２にはＬＥＤ信号が割り当てられている。ピン番号１１に割り当てられたＴＥＭＰ信号は、プリント基板３０３に実装されている温度センサ３０６が検出した温度情報（以下、「個別温度」という）に対応する信号である。温度センサ３０６は、対応するファンユニット３００（冷却ファン３１）の周辺温度を検出する。一方、ピン番号１２に割り当てられたＬＥＤ信号は、ファン用ソケット３０に設けられたＬＥＤ表示ランプ３０７の表示状態を制御するための信号である。

図９および図１０は、冷却ファン３１を着脱自在に装着するファン用ソケット３０の構造を説明する図である。図９は、任意の一のファン用ソケット３０に冷却ファン３１を装着する際の状態を側方から眺めた図である。図１０は、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１を装着する際のファン用ソケット３０の動作状況を説明する図である。図１０の上段には、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１を装着する前の状態を示す。図１０の下段には、ファン用ソケット３０への冷却ファン３１の装着が完了した状態を示す。図１０の中段には、ファン用ソケット３０へ冷却ファン３１を装着途中の状態を示す。

ファン用ソケット３０には、嵌め込み孔３０２を開閉自在な開閉蓋３０９が設けられている。開閉蓋３０９は、略四角形状を有する板状の蓋部材であり、その大きさが各ファン用ソケット３０における枠部３０１の大きさと略等しい。枠部３０１のうち、当該枠部３０１がラック１０内に臨む方の面（正面側）の上縁に対して枠部３０１に対して開閉蓋３
０９の上縁がヒンジ接続されている（図９を参照）。図１０の上段に示すように、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１が装着されていない状態では、開閉蓋３０９は閉じられた状態となっている。つまり、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１が装着されていないときは、開閉蓋３０９によって嵌め込み孔３０２が閉鎖された状態となる。

ファン用ソケット３０には、開閉蓋３０９を開閉させるための作動部材３１０が設けられている。作動部材３１０は、冷却ファン３１を嵌め込み孔３０２に嵌めこむ際に、枠部３１１と干渉し、この枠部３１１によって開閉蓋３０９側に押し込まれる。その結果、図１０の中段に示すように、嵌め込み孔３０２に対する冷却ファン３１の嵌め込み動作に伴い、冷却ファン３１の枠部３１１が押し当てられる作動部材３１０が開閉蓋３０９側にスライドする。このようにして、スライド動作する作動部材３１０によって開閉蓋３０９が徐々に押し上げられる結果、開閉蓋３０９が開放される。

また、ファン用ソケット３０における枠部３０１の上縁には、ロック部材３１３が設けられている。このロック部材３１３は略Ｌ字状の横断面を有している。ロック部材３１３は、その基端側が枠部３０１にヒンジを介して揺動自在に連結され、先端側には爪部３１３ａが形成されている。図１０の中段に示すように、ファン用ソケット３０の嵌め込み孔３０２に冷却ファン３１が嵌め込まれる過程において、冷却ファン３１の枠部３１１の上面とロック部材３１３が干渉する。その結果、ロック部材３１３は、ヒンジ軸を中心に揺動し、上方に押し上げられてゆく。そして、嵌め込み孔３０２へ冷却ファン３１の嵌め込みが完了すると、ロック部材３１３が降下して爪部３１３ａが冷却ファン３１の枠部３１１に引っ掛かる（図１０の下段を参照）。その結果、冷却ファン３１における枠部３１１の前面が爪部３１３ａによって係止されることにより、不用意に冷却ファン３１がファン用ソケット３０から脱落することが抑制される。

なお、ファン用ソケット３０から冷却ファン３１を取り外す際には、例えば、ロック部材３１３の爪部３１３ａを上方に持ち上げることにより、爪部３１３ａによる係止が解除される。これにより、ファン用ソケット３０から冷却ファン３１を容易に取り外すことができる。以上のように、本実施形態におけるファン用ソケット３０は、冷却ファン３１を着脱自在に装着することができる。そして、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１を取り付けることで、閉じた状態の開閉蓋３０９を自動で開放することができる。また、ファン用ソケット３０から冷却ファン３１を取り外した際には、枠部３１１によって押し込まれていた作動部材３１０が例えばスプリング等といった弾性部材（図示せず）の付勢力によって開閉蓋３０９から離れる方向に付勢されてもよい。これにより、ファン用ソケット３０から冷却ファン３１を取り外す動作に連動して、開閉蓋３０９を自動で閉めることができる。

次に、ラック１０の底部に配置されたコネクタボックス４０および制御装置５０について説明する。図１１および図１２は、実施形態１に係るコネクタボックス４０および制御装置５０のハードウェア構成を示す図である。コネクタボックス４０には、多数のコネクタ４０１が設けられている。コネクタ４０１は、配線ケーブル１２を介して、ファンユニット３００のプリント基板３０３に設けられた第２コネクタ３０５と接続されている。コネクタボックス４０において、複数のコネクタ４０１が一群となって形成されたコネクタ群４１０が設けられている。

詳しくは後述するが、本実施形態においては、ラック１０に設けられる複数の冷却ファン３１は、複数の制御グループにグループ分けされ、制御グループ毎に冷却ファン３１の回転数が制御される。コネクタ群４１０は、冷却ファン３１の制御グループに対応する数だけコネクタボックス４０に用意されている。ここで、複数の制御グループの各々を、第１制御グループＧ１、第２制御グループＧ２、・・・、第ｎ制御グループＧｎと表記する
。そして、第１制御グループＧ１、第２制御グループＧ２、・・・、第ｎ制御グループＧｎに対応するコネクタ群４１０を、第１コネクタ群４１０−Ｇ１、第２コネクタ群４１０−Ｇ２、・・・、第ｎコネクタ群４１０−Ｇｎと表記する。なお、本実施形態に係る冷却装置３において、冷却ファン３１をグループ制御する際における制御グループの数は任意であり、サーバ１の管理者（オペレータ）が自由に設定することができる。また、ファン用ソケット３０に装着する冷却ファン３１の数も自由である。更に、ファン用ソケット３０に装着した冷却ファン３１をいずれの制御グループに対応付けるかについても自由に設定することができる。

なお、図１２においては、コネクタボックス４０に設けられた各コネクタ４０１に接続される配線ケーブル１２の図示を省略している。コネクタボックス４０における各コネクタ群４１０（４１０−Ｇ１〜４１０−Ｇｎ）は、配線ケーブル１３を介して制御装置５０のコネクタ５６に接続されている。制御装置５０は、ファン用ソケット３０に装着されている冷却ファン３１の回転数を、制御グループ毎に行うファングループ制御を行うためのコンピュータである。制御装置５０は、図１１に示すように、制御部５１、温度センサ５２、電源装置５３、通信コントローラ５４、通信ポート５５等を備えている。

制御部５１は、プロセッサ５１１、主記憶装置５１２、補助記憶装置５１３等を含む情報処理装置（コンピュータ）である。プロセッサ５１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。主記憶装置５１２は、プロセッサ５１１が読み出したプログラ
ムやデータをキャッシュしたり、プロセッサ５１１の作業領域を展開する。主記憶装置５１２は、具体的には、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む。補助記憶装置５１３は、プロセッサ５１１により実行されるプログラムや、プロセッサ５１１が使用する各種データを記憶する。補助記憶装置５１３としては、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等である。

また、通信ポート５５は、例えば、ネットワークケーブル(ＬＡＮケーブル)の差込口である。通信コントローラ５４は、通信ポート５５を介した他の装置等との情報の通信（入出力）を制御するためのコントローラである。通信コントローラ５４としては、例えばＬＡＮチップ等が例示できる。温度センサ５２は、ラック１０の外部における周囲温度（以下、「周囲温度」という）Ｔａｍｂを検出する検出する。温度センサ５２は、制御部５０に電気配線を介して接続されており、温度センサ５２の検出結果は制御部５０の主記憶装置５１２あるいは補助記憶装置５１３等に記憶される。電力供給ユニット５３は、出力電圧が例えば１００Ｖの交流電源に接続され、交流電源から供給される電力を所定の電圧値（例えば、本実施形態では１２Ｖ）の直流電力に変換して冷却ユニット３００（冷却ファン３１）に電力供給を行う装置である。

図１２に示すように、制御装置５０は、ネットワークを介して管理（監視）端末６と通信可能に接続されている。図１３は、実施形態１に係る管理端末６のハードウェア構成図である。管理端末６は、プロセッサ６１、主記憶装置６２、通信インターフェース６３、表示装置（出力装置）６４、入力装置６５、補助記憶装置６６、可搬記録媒体駆動装置６７、これらを相互に接続するバス６９等を備えた情報処理装置（コンピュータ）である。管理端末６は、汎用コンピュータであってもよい。

管理端末６のプロセッサ６１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である
。プロセッサ６１は、主記憶装置６２に記憶されているプログラム等に従って各種の処理を実行する。主記憶装置６２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を含み、プロセッサ６１が読み出したプログラムやデータをキャッシュしたり、プロセッサ６１の作業領域を展開する。通信インターフェース６３は、ネットワークを
介して他の装置等との情報の通信（入出力）を行うインターフェースである。通信インターフェース６３は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタである。本実施形態において、管理端末６はネットワークを介して冷却装置３における制御装置５０と通信可能となっている。表示装置６４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイ等である
。入力装置６５は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイスである。

補助記憶装置６６は、例えば、プロセッサ６１により実行されるプログラムや、プロセッサ６１が使用する各種データを記憶する。補助記憶装置６６としては、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等である。可搬記録媒体駆動装置６７は、可搬記録媒体６８を駆動し、プロセッサ６１からの信号に応じて、可搬記録媒体６８へのデータの入出力を行う。可搬記録媒体６８は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）フラッシュメモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体である。

次に、冷却装置３による冷却ファン３１のグループ制御について詳しく説明する。図１４は、実施形態１に係る冷却装置３の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。図１４において、ラック１０には、３つの電子装置２が格納されている。ここで、各電子装置２を区別するために、ラック１０の上側から第１電子装置２ａ、第２電子装置２ｂ、第３電子装置２ｃと呼ぶ。冷却装置３は、ラック１０の背面に冷却ファン３１を着脱自在に装着可能な複数のファン用ソケット３０を格子状に複数配設しているため、電子装置２の搭載位置に合わせて冷却ファン３１を装着するファン用ソケット３０を選択することができる。これによって、効率的な電子装置２の冷却が可能となる。

図１５は、ラック１０の背面を示しており、ファン用ソケット３０に割り当てられた識別符号と冷却ファン３１に割り当てられた識別符号との対応関係を説明する図である。ＳＣ０１〜２７は、２７個のファン用ソケット３０に夫々割り当てられた識別符号である。また、冷却ファン３１においても、ＦＡＮ０１〜２７の識別符号が割り当てられており、ＦＡＮ０１〜２７は夫々ＳＣ０１〜２７に対応している。

本実施形態では、第１電子装置２ａを冷却する冷却ファン３１として上から２段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ０４〜０６）に、それぞれ冷却ファン３１（ＦＡＮ０４〜０６）を装着している。また、第２電子装置２ｂを冷却する冷却ファン３１として、上から５段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ１３〜１５）に、それぞれ冷却ファン３１（ＦＡＮ１３〜１５）を装着している。更に、第３電子装置２ｃを冷却する冷却ファン３１として、上から７、８段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ１９〜２４）に、それぞれ冷却ファン３１（ＦＡＮ１９〜２４）を装着している。本実施形態では、冷却対象とする電子装置２毎に、冷却ファン３１の制御グループを形成し、冷却ファン３１のグループ分けを行うようにしている。図１４に示す例では、第１電子装置２ａを冷却する冷却ファン３１の制御グループを第１制御グループＧ１とし、ＦＡＮ０４〜０６に対応する３つの冷却ファン３１が第１制御グループＧ１に含まれる設定としている。また、第２電子装置２ｂを冷却する冷却ファン３１の制御グループを第２制御グループＧ２とし、ＦＡＮ１３〜１５に対応する３つの冷却ファン３１が第２制御グループＧ２に含まれる設定としている。更に、第３電子装置２ｃを冷却する冷却ファン３１の制御グループを第３制御グループＧ３とし、ＦＡＮ１９〜２４に対応する６つの冷却ファン３１が第３制御グループＧ３に含まれる設定としている。

以上のように、本実施形態に係る冷却装置３では、ラック１０の背面に配設されたファン用ソケット３０に装着された複数の冷却ファン３１が、複数の制御グループにグループ分けされる。そして、冷却装置３は、冷却ファン３１の回転数(回転速度)を制御グループ
毎に統合して制御するグループ制御を行うことで電子装置２の冷却効率の向上を図ることとした。

ここで、冷却ファン３１のグループ化（グループ分け）は、以下の手順で行われる。すなわち、オペレータは、各冷却ファン３１に対応する配線ケーブル１２をコネクタボックス４０のコネクタ４０１に接続する際、冷却ファン３１の制御グループに対応するコネクタ群４１０に含まれるコネクタ４０１に接続すればよい。図１４に示す例では、コネクタボックス４０には、第１制御グループＧ１〜第３制御グループＧ３に対応付けられた第１コネクタ群４１０−Ｇ１〜第３コネクタ群４１０−Ｇ３が用意されている。そこで、オペレータは、第１制御グループＧ１に所属させるべきＦＡＮ０４〜０６に対応する冷却ファン３１からの配線ケーブル１２を第１コネクタ群４１０−Ｇ１に含まれるコネクタ４０１に接続する。同様に、第２制御グループＧ２に所属させるべきＦＡＮ１３〜１５に対応する冷却ファン３１からの配線ケーブル１２を第２コネクタ群４１０−Ｇ２に含まれるコネクタ４０１に接続する。そして、第３制御グループＧ３に所属させるべきＦＡＮ１９〜２４に対応する冷却ファン３１からの配線ケーブル１２を第３コネクタ群４１０−Ｇ３に含まれるコネクタ４０１に接続する。なお、冷却ファン３１を複数の制御グループに分ける際の系統数は任意であることに鑑み、コネクタボックス４０に、ある程度多めのコネクタ群４１０を予め用意しておいてもよい。

ここで、制御装置５０の制御部５１には、冷却ファン３１毎に割り当てられた固有のアドレス信号が配線ケーブル１２、１３を介して入力される。制御装置５０の制御部５１は、入力されたアドレス信号に基づいて冷却ファン３１の位置情報を取得する。その結果、制御部５１は、各制御グループに属する冷却ファン３１のグループ設定情報を取得することができる。具体的には、制御部５１は、第１制御グループＧ１に対応する第１コネクタ群４１０−Ｇ１を通じて入力されるアドレス信号に基づいて、ＦＡＮ０４〜０６に対応する冷却ファン３１が第１制御グループＧ１に設定されていることを検知する。同様に、制御部５１は、第２制御グループＧ２に対応する第２コネクタ群４１０−Ｇ２を通じて入力されるアドレス信号に基づいて、ＦＡＮ１３〜１５に対応する冷却ファン３１が第２制御グループＧ２に設定されていることを検知する。そして、制御部５１は、第３制御グループＧ３に対応する第３コネクタ群４１０−Ｇ３を通じて入力されるアドレス信号に基づいて、ＦＡＮ１９〜２４に対応する冷却ファン３１が第３制御グループＧ３に設定されていることを検知する。以上のように、制御装置５０の制御部５１は、コネクタボックス４０のコネクタ群４１０と選択的に接続される冷却ファン３１のアドレス信号に基づいて、冷却ファン３１と制御グループの対応関係について特定することができる。

なお、冷却ファン３１の制御グループに関するグループ設定情報を取得した制御装置５０の制御部５１は、かかるグループ設定情報を補助記憶装置５１３に記憶されているグループ情報テーブルＴＢに格納する。図１６は、グループ情報テーブルＴＢの一例を示すデータ構造図である。図１６に示すグループ情報テーブルＴＢは、制御グループ毎に用意されており、制御グループに対応する隣接グループ設定番号情報、及び、冷却ファン情報が格納されている。隣接グループ設定番号情報は、グループ情報テーブルＴＢに対応する制御グループに隣接する制御グループ（以下、「隣接制御グループ」という）の番号を示す情報である。また、図１６は、第１制御グループＧ１に関する隣接グループ設定番号情報、及び、冷却ファン情報が格納されている。

ここで、制御グループ同士が隣接するか否かの定義は特定の態様に限定されるものではないが、ここでは一例として、ファン用ソケット３０の「段」を単位として、２つの制御グループ同士が隣接しているか否かを判断することとする。図１４に示す例では、例えば第１制御グループＧ１に対応する冷却ファン３１は上から２段目に位置するファン用ソケット３０に装着されている。これに対して、その直上段に該当する上から１段目（ＳＣ０
１〜０３）と、直下段に該当する上から３段目（ＳＣ０７〜０９）に対応するファン用ソケット３０には冷却ファン３１が装着されていない。よって、上述した定義に当てはめると、図１４に示す例では、第１制御グループＧ１に隣接する条件に該当する制御グループは存在しないといえる。このため、図１６に示すグループ情報テーブルＴＢにおいて、第１制御グループＧ１に対応する隣接グループ設定番号情報のフィールドには、データが入っていないことを示すｎｕｌｌ値が格納されている。

次に、グループ情報テーブルＴＢに格納されている冷却ファン情報について説明する。冷却ファン情報には、ファン番号、基準回転数Ｎｂ（ｒｐｍ）、第１基準温度Ｔｂ１（℃）、第２基準温度Ｔｂ２（℃）等のデータ項目が含まれている。

上記のように、制御装置５０の制御部５１は、コネクタボックス４０を通じて入力されたアドレス信号Ａ０〜Ａ５に基づいて、各制御グループに属する冷却ファン３１を特定する。そして、各制御グループに対応する冷却ファン３１の識別符号に対応するデータを、グループ情報テーブルＴＢにおけるファン番号に対応するフィールドに格納する。よって、図１６に示すように、第１制御グループＧ１については、ファン番号に対応するフィールドに、ＦＡＮ０４、ＦＡＮ０５、ＦＡＮ０６が格納されている。また、図示は割愛しているが、第２制御グループＧ２についてはファン番号に対応するフィールドにＦＡＮ１３〜１５が格納され、第３制御グループＧ３についてはファン番号に対応するフィールドにＦＡＮ１９〜２４が格納されることになる。

次に、冷却ファン情報としてグループ情報テーブルＴＢに格納されている基準回転数Ｎｂおよび基準温度Ｔｂ１，Ｔｂ２について説明する。基準回転数Ｎｂは、冷却ファン３１の故障（回転異常）の有無を判定するための閾値となる回転数である。また、第１基準温度Ｔｂ１は、対象となる制御グループに属する冷却ファン３１を停止（休止）させるか否かを判断する基準（閾値）となる温度である。第２基準温度Ｔｂ２は、冷却ファン３１の回転数をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式によって制御する際のデューティ比（％）を１００％にするか否かを判断する基準（閾値）となる温度である。本実施形態において、第１基準温度Ｔｂ１及び第２基準温度Ｔｂ２は制御グループ毎に設定される閾値であるが、冷却ファン毎に設定してもよい。また、基準回転数Ｎｂは、冷却ファン３１毎に設定されている。基準回転数Ｎｂおよび基準温度Ｔｂ１，Ｔｂ２の詳細については、後述する。

本実施形態に係る冷却ファン３１のグループ制御は、制御装置５０における制御部５１が実行する。上記の通り、グループ制御は、冷却ファン３１の回転数(回転速度)を制御グループ毎に制御することを特徴とする。より詳しくは、制御部５１は、冷却ファン３１の回転数を、冷却ファン３１の属する制御グループを代表する温度であるグループ代表温度Ｔｇｒに応じて制御グループ毎に制御する。グループ代表温度Ｔｇｒはグループ温度の一例である。

ここで、グループ代表温度Ｔｇｒは、下記（１）式によって算出される。
Ｔｇｒ＝ＭＡＸ（Ｔｉｄ１，Ｔｉｄ２，・・・）−Ｔａｍｂ・・・（１）
ここで、Ｔｉｄ１，Ｔｉｄ２，・・・は、同一制御グループ内における冷却ファン３１に対応する温度センサ３０６によって検出される個別温度Ｔｉｄを表す。Ｔａｍｂは、制御装置５０の温度センサ５２が検出する周囲温度Ｔａｍｂである。グループ代表温度Ｔｇｒは、同一制御グループ内における個別温度Ｔｉｄの最大値から周囲温度Ｔａｍｂを減ずることで算出される。

制御装置５０における制御部５１は、冷却ファン３１のグループ制御に際して、グループ代表温度Ｔｇｒを、制御グループ毎に算出する。例えば、第１制御グループＧ１のグループ代表温度Ｔｇｒは、第１制御グループＧ１に属するＦＡＮ０４〜０６の夫々に対応す
る個別温度Ｔｉｄの最大値から周囲温度Ｔａｍｂの値を差し引くことで算出される。同様に、第２制御グループＧ２のグループ代表温度Ｔｇｒは、第２制御グループＧ２に属するＦＡＮ１３〜１５の夫々に対応する個別温度Ｔｉｄの最大値から周囲温度Ｔａｍｂの値を差し引くことで算出される。また、第３制御グループＧ３のグループ代表温度Ｔｇｒは、第３制御グループＧ３に属するＦＡＮ１９〜２４の夫々に対応する個別温度Ｔｉｄの最大値から周囲温度Ｔａｍｂの値を差し引くことで算出される。

制御装置５０における制御部５１は、上記のように制御グループ毎にグループ代表温度Ｔｇｒを算出した後、算出したグループ代表温度Ｔｇｒに基づいて、冷却ファン３１の回転数をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御する際のデューティ比Ｄｐｗｍ（％）を決定する。

図１７は、グループ代表温度Ｔｇｒと冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍとの関係を例示する図である。グループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１より大きく第２基準温度Ｔｂ２より小さい範囲にある場合、デューティ比Ｄｐｗｍは下記（２）式によって算出される。
Ｄｐｗｍ（％）＝ａ×Ｔｇｒ＋ｂ（但し、ａ，ｂは定数、Ｔｂ１＜Ｔｇｄ＜Ｔｂ２）・・・（２）
また、グループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１以下の場合には、下記（３）式に示されるように、デューティ比Ｄｐｗｍの値が０％に設定される。また、グループ代表温度Ｔｇｄが第２基準温度Ｔｂ２以上の場合には、下記（４）式に示されるように、デューティ比Ｄｐｗｍの値が１００％に設定される。
Ｄｐｗｍ（％）＝０（但し、Ｔｇｒ≦Ｔｂ１）・・・（３）
Ｄｐｗｍ（％）＝１００（但し、Ｔｇｒ≧Ｔｂ２）・・・（４）

上記のように、第１基準温度Ｔｂ１は、対象となる制御グループに属する冷却ファン３１を停止（休止）させるか否かを判断する基準（閾値）となる温度である。制御部５１は、グループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１以下の場合に、グループ代表温度Ｔｇｒに対応する制御グループに属する冷却ファン３１を停止させる。第１基準温度Ｔｂ１は、グループ代表温度Ｔｇｒがこの温度以下であれば、冷却ファン３１を停止させても冷却対象とする電子装置２の温度が過度に高くならないと判断できる温度として、経験則等に基づいて定めてもよい。一方、第２基準温度Ｔｂ２は、冷却ファン３１の回転数をＰＷＭ制御する際のデューティ比Ｄｐｗｍを１００％にするか否かを判断する基準（閾値）となる温度である。上記のように、グループ代表温度Ｔｇｒが第２基準温度Ｔｂ２以上の場合に、その制御グループに属する冷却ファン３１の回転数を、デューティ比Ｄｐｗｍが１００％となるように制御する。

なお、上述したグループ代表温度Ｔｇｒと冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍの関係は一例である。また、制御部５１は、（１）〜（４）の各式に示すアルゴリズムに基づくプログラムを補助記憶装置５１３に記憶しておいてもよい。制御部５１のプロセッサ５１１は、上記プログラムを実行することにより、取得した冷却ファン３１の個別温度Ｔｉｄ、周囲温度Ｔａｍｂ、第１基準温度Ｔｂ１および第２基準温度Ｔｂ２に基づいてデューティ比Ｄｐｗｍを算出する。なお、第１基準温度Ｔｂ１および第２基準温度Ｔｂ２は、グループ情報テーブルＴＢから読み出すことができる。

制御部５１のプロセッサ５１１は、上記のようにして制御グループ毎に冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍを決定（算出）し、決定したデューティ比Ｄｐｗｍに基づいて、各制御グループに属する冷却ファンの回転数を制御グループ毎に制御する。

具体例を挙げて説明すると、例えば、第１制御グループＧ１のグループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１以下の温度として取得された場合、第１制御グループＧ１に属する
冷却ファン３１（ＦＡＮ０４〜０６）のデューティ比Ｄｐｗｍが０％に制御される。これにより、第１制御グループＧ１に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ０４〜０６）の回転駆動が停止する。また、例えば、第２制御グループＧ２のグループ代表温度Ｔｇｒが第２基準温度Ｔｂ２以上の温度として取得された場合、第２制御グループＧ２に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ１３〜１５）のデューティ比Ｄｐｗｍが１００％に制御される。また、第３制御グループＧ３のグループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１より大きく第２基準温度Ｔｂ２より小さい場合、第３制御グループＧ３に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ１９〜２４）のデューティ比Ｄｐｗｍは（２）式に従って制御される。この場合、第３制御グループＧ３に属する冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍは、０〜１００％の範囲で、グループ代表温度Ｔｇｒが高いほど回転数が大きな値に制御される。

なお、図１７に示す冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍとグループ代表温度Ｔｇｒとの関係は例示的なものである。例えば、（２）式は、冷却ファン３１のデューティ比Ｄｐｗｍを、グループ代表温度Ｔｇｒを変数とする一次関数として表しているが、他の関数にグループ代表温度Ｔｇｒを代入することでデューティ比Ｄｐｗｍを求めるようにしてもよい。

ところで、冷却装置３に係る冷却ファン３１の稼働状況は、制御装置５０とネットワークを介して通信可能に接続されている管理端末６によって監視されている。図１８は、管理端末６の表示装置６４に表示される監視画面の一例を示す図である。監視画面の表示領域Ｍ１には、冷却ファン３１の回転数（ｒｐｍ）、冷却ファン３１に対応する個別温度Ｔｉｄ、現在の状態（ステータス）がファン番号毎に表形式で表示されている。

表示装置６４の監視画面に表示される「状態」のフィールドには、各冷却ファン３１の回転状態及びファン用ソケット３０への装着状態が表示されている。「未装着」とは、対応するファン番号の冷却ファン３１がファン用ソケット３０に装着されていないことを意味する。また、「異常」とは、冷却ファン３１の回転状態が異常であることを意味しており、具体的には、冷却ファン３１に出力されるデューティ比Ｄｐｗｍが０％ではないときに、その回転数が基準回転数Ｎｂ以下であるときに「異常」であると判定される。「正常」とは、冷却ファン３１の回転状態が正常であることを意味している。具体的には、冷却ファン３１に出力されるデューティ比Ｄｐｗｍが０％ではないときに、その回転数が基準回転数Ｎｂより高い場合に「正常」であると判定される。

制御部５１のプロセッサ５１１は、各冷却ファン３１から出力されるＦＡＮ ＰＵＬＳ
Ｅ信号に基づき各冷却ファン３１の回転数を取得する。また、プロセッサ５１１は、上述したグループ情報テーブルＴＢから基準回転数Ｎｂを読み出し、冷却ファン３１の回転数と対比することで冷却ファン３１の状態を判別することができる。また、図１８に示す画面の表示領域Ｍ２には、各冷却ファン３１の状態（ステータス）をアイコン表示している。各冷却ファン３１に対応するアイコンは、色や模様等といった表示態様の違いによって冷却ファン３１の現在の状態を表示している。

また、図１６に示すグループ情報テーブルＴＢに格納されている基準回転数Ｎｂ、第１基準温度Ｔｂ１、第２基準温度Ｔｂ２等は、管理端末６の表示装置６４に表示される画面から入力装置６５の操作を介して行うことができる。図１８に示した監視画面において、キーボードやマウス等といった入力装置６５を用いて所定の操作が行われた場合、管理端末６のプロセッサ６１は、冷却ファン情報に関する各種設定を編集する編集画面を表示装置５４に表示させる。

例えば、図１８に示した監視画面において、冷却ファン情報の設定を編集したい冷却ファン３１に対応するファン番号にカーソルを合わせ、マウスのクリック操作が行われた場
合に、プロセッサ６１は表示装置６４に図１９に示す編集画面を表示させてもよい。図１９に示すような編集画面を通じて、オペレータは、基準回転数Ｎｂ、第１基準温度Ｔｂ１、第２基準温度Ｔｂ２等といった冷却ファン情報の設定値を編集することができる。図１９に示す編集画面には、決定ボタンＢ１が表示されている。管理端末６のプロセッサ６１は、決定ボタンＢ１が押されたことを検知すると、通信インターフェース６３から更新（編集）後の冷却ファン情報を制御装置５０に送信する。管理端末６から送信された冷却ファン情報を制御装置５０の制御部５１が受信すると、制御部５１のプロセッサ５１１は、補助記憶装置５１３に記憶されているグループ情報テーブルＴＢのデータを更新させる。

次に、制御装置５０の制御部５１に係るプロセッサ５１１が実行する処理フローについて説明する。図２０は、制御装置５０のプロセッサ５１１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図２０に示す各処理は、例えば、補助記憶装置５１３から主記憶装置５１２に読み込んだ制御プログラムをプロセッサ５１１が実行することで実現される。この制御プログラムは、制御装置５０の稼働中において所定周期毎にプロセッサ５１１が繰り返し実行する。本実施形態に係る冷却方法は、冷却装置３のコンピュータが、グループ代表温度Ｔｇｒ（グループ温度）を取得するステップと、グループ代表温度Ｔｇｒに応じてグループ毎に冷却ファン３１の回転速度を制御するステップと、を含む。

制御部５１のプロセッサ５１１は、ステップＳ１０１において、補助記憶装置５１３に記憶されているグループ情報テーブルＴＢ（図１６を参照）に格納されている情報を読み込み、各制御グループに属する冷却ファン３１を特定する。また、ループ情報テーブルＴＢから、基準回転数Ｎｂ、第１基準温度Ｔｂ１、第２基準温度Ｔｂ２等の冷却ファン情報を取得する。

制御部５１のプロセッサ５１１は、続くステップＳ１０２において、制御グループ毎にグループ代表温度Ｔｇｒを算出する。グループ代表温度Ｔｇｒの具体的な算出方法は前述した通りである。なお、プロセッサ５１１は、プリント基板３０３の第２コネクタ３０５に割り当てられたＴＥＭＰ信号に基づいて各制御グループに属する冷却ファン３１に対応する個別温度Ｔｉｄを取得することができる。

プロセッサ５１１は、続くステップＳ１０３において、各制御グループに属する冷却ファン３１の回転数をグループ制御する際のデューティ比Ｄｐｗｍ（％）を決定する。デューティ比Ｄｐｗｍは、各制御グループにおけるグループ代表温度Ｔｇｒを（２）〜（４）式に代入することにより求められる。

次いで、ステップＳ１０４において、プロセッサ５１１は、ステップＳ１０３で決定したデューティ比Ｄｐｗｍに対応するＰＷＭ信号を、例えば図示しないパルスジェネレータを用いて制御グループ毎に生成する。そして、プロセッサ５１１は、生成したＰＷＭ信号を各制御グループにおける冷却ファン３１に送信する。このＰＷＭ信号は、コネクタボックス４０を経て、制御グループ毎に、対応する冷却ファン３１に送られる。冷却ファン３１は、モータ（図示せず）がＰＷＭ信号に基づいて制御される。

次に、プロセッサ５１１は、ステップＳ１０５において、各冷却ファン３１から出力されるＦＡＮ ＰＵＬＳＥ信号に基づき、各冷却ファン３１の回転数Ｎｆを取得する。そし
て、プロセッサ５１１は、各冷却ファン３１の回転数Ｎｆと基準回転数Ｎｂとを対比して、冷却ファン３１が正常に作動しているかどうかを判別する。プロセッサ５１１は、ＰＷＭ信号におけるデューティ比Ｄｐｗｍが０％ではない冷却ファン３１、すなわち作動させるべき冷却ファン３１の回転数Ｎｆが基準回転数Ｎｂ以上であるか否かを判定する。そして、冷却ファン３１の回転数Ｎｆが基準回転数Ｎｂ以上である場合に、冷却ファン３１が正常に作動していると判断する。一方、冷却ファン３１の回転数Ｎｆが基準回転数Ｎｂ未
満であると判定された場合、その冷却ファン３１に異常（故障）があると判断する。本ステップにおいて、プロセッサ５１１は、ラック１０のファン用ソケット３０に装着されている全ての冷却ファン３１が正常か否かを判定する。ここで、プロセッサ５１１は、異常があると判断した冷却ファン３１に対応するプリント基板３０３に設けられたＬＥＤ表示ランプ３０７の表示態様を「正常表示」から「異常表示」に変更させる。このＬＥＤ表示ランプ３０７の切り替えは、プリント基板３０３に送られるＬＥＤ信号を通じて行われる。例えば、ＬＥＤ表示ランプ３０７の表示態様が、正常状態を示す「緑色」から異常状態を示す「赤色」に切り替えられてもよい。

プロセッサ５１１は、ステップＳ１０６に進み、各冷却ファン３１に関する情報（回転数Ｎｆ、個別温度Ｔｉｄ、ステータス（異常、正常、未装着））を、通信コントローラ５４を介して、管理端末６に送信する。制御装置５０側から冷却ファン情報を受信した管理端末６は、受信した冷却ファン情報に基づいて図１８に示す監視画面を更新する。なお、通信コントローラ５４は、ＳＮＭＰトラップ（SNMP trap）を利用して、異常ファンとし
て特定された冷却ファン３１が異常であることを示す情報を、管理端末６側に送信してもよい。ステップＳ１０６の処理が終わると、プロセッサ５１１は、本フローチャートに係る制御プログラムを一旦終了する。

以上のように、冷却装置３は、冷却ファン３１の回転数(回転速度)を、冷却ファン３１の属する制御グループを代表するグループ代表温度Ｔｇｒに応じてグループ毎に制御するグループ制御を実行する。これによれば、ラック１０に対する電子装置２の収容（搭載）状況や電子装置２の発熱状況に合わせて、電子装置２を効率的に冷却することができる。これにより、サーバ１のラック１０に収容される電子装置２の冷却効率を向上させることができる。また、各制御グループに対応する電子装置２の発熱量が少ない場合等のように、対応するグループ代表温度Ｔｇｒが第１基準温度Ｔｂ１以下の場合には、その制御グループに属する冷却ファン３１をグループ単位で停止させることで、消費電力の低減に寄与する。

図２１は、実施形態１に係る冷却装置３と図１に示した従来の冷却装置の消費電力の差を説明する図である。図２１は、従来の冷却装置と実施形態に係る冷却装置３を２４時間運転した場合の消費電力（Ｗ）の推移の一例を示している。従来の冷却装置の場合には、ラックに収容される電子装置の稼動状況、すなわち発熱量に関わらず冷却ファンを一定の回転数で制御する。一方、本実施形態における冷却装置３では、上述したグループ制御の実施により、第１制御グループＧ１に属するＦＡＮ０４〜０６は１０〜１６時まで一定の回転数でグループ制御すると仮定する。また、第２制御グループＧ２に属するＦＡＮ１３〜１５は８〜１８時まで、第３制御グループＧ３に属するＦＡＮ１９〜２４は７〜１９時まで一定の回転数でグループ制御すると仮定する。このような条件下において冷却ファンのグループ制御を行った場合の消費電力の推移が、図２１に示されている。電子装置の発熱量に関わらず冷却ファンの回転数を一定に制御する場合に比べて、グループ代表温度Ｔｇｒに応じて制御グループ毎に冷却ファンの回転数を制御することで、消費電力を低減できることが、図２１から容易に理解することができる。

以上のように、本実施形態における冷却装置３によれば、サーバ１に搭載する電子装置の種類による発熱量の違い、稼動状況による発熱量の変化に応じて、制御グループ毎に冷却ファンの回転速度を制御することができる。よって、サーバ１に搭載される電子装置２を効率的に冷却することができると共に、消費電力の低減を実現することができる。

また、本実施形態においては、グループ代表温度Ｔｇｒを、一の制御グループに属する冷却ファン３１に付設された温度センサ３０６から取得した個別温度Ｔｉｄのうち、最大値を示す最大温度を基準として設定するようにした。これにより、電子装置２の冷却を一
段と効率的に行うことができる。但し、グループ代表温度Ｔｇｒの算出方法は上述した（１）式に限定されるものではない。例えば、グループ代表温度Ｔｇｒは、同一制御グループ内における冷却ファン３１に対応する温度センサ３０６によって検出される個別温度Ｔｉｄの平均値等から周囲温度Ｔａｍｂを減ずることで算出されてもよい。また、同一制御グループ内において取得した複数の個別温度Ｔｉｄのうち最大値を示す最大温度そのものをグループ代表温度Ｔｇｒとして定めてもよい。あるいは、同一制御グループ内において取得した複数の個別温度Ｔｉｄの平均値をグループ代表温度Ｔｇｒとして定めてもよい。このように、グループ代表温度Ｔｇｒの設定方法には、種々の変更を採用することができる。

また、本実施形態の冷却装置３は、冷却ファン３１の制御グループに対応付けられる複数のコネクタ群４１０を含むコネクタボックス４０を備えているため、ファン用ソケット３０に装着された冷却ファン３１のグループ化（グループ分け）が容易なものとなる。すなわち、オペレータは、冷却ファン３１に対応する配線ケーブル１２を接続するコネクタ群４１０を、制御グループに対応付けて選択するだけで、冷却ファン３１のグループ化を容易に行うことができる。特に、本実施形態においては、各ファンユニット３００に設けられたプリント基板３０３からのアドレス信号に基づき冷却ファン３１の位置情報を制御部５１が取得できるため、各冷却ファン３１の属する制御グループを容易に特定することができる。なお、各冷却ファン３１（ファンユニット３００）に接続される配線ケーブル１２を、直接、制御装置５０のコネクタ５６に接続してもよい。

また、本実施形態の冷却装置３は、ラック１０の背面（一面）に、冷却ファン３１を着脱自在に保持する保持部であるファン用ソケット３０を複数設けるようにした。これによれば、ラック１０に収容する電子装置２の搭載位置に合わせて、ファン用ソケット３０に冷却ファン３１を装着することができる。このため、電子装置２を効率的に冷却することができる。また、ファン用ソケット３０に対して冷却ファン３１を着脱自在とすることにより、ラック１０への電子装置２の搭載率に応じて、冷却ファン３１の数を増減できる。これにより、電子装置２の効率的な冷却と、消費電力の低減とを両立させることができる。

＜変形例＞
ここで、図１４に示す状態から、ラック１０へ新たに電子装置２を収容する場合を考える。図２２は、変形例に係る冷却装置３の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。図２２に示す例では、第４電子装置２ｄは、第１電子装置２ａと第２電子装置２ｂとの間に搭載されており、ラック１０の背面において上から３、４段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ０７〜１２）と高さが対応している。そこで、第２構成例では、第４電子装置２ｄを冷却する冷却ファン３１（ＦＡＮ０７〜１２）を、ＳＣ０７〜１２に装着している。そして、図１４に示す第１構成例から増設したＦＡＮ０７〜１２を、新たに第４制御グループＧ４としてグループ分けることとした。その際、冷却装置３によれば、コネクタボックス４０にコネクタ群４１０が複数配置されているため、ラック１０に電子装置２を増設する場合においても、冷却ファン３１のグループ化が容易である。すなわち、第４制御グループＧ４に対応する第４コネクタ群４１０−Ｇ４と第４制御グループＧ４に属するＦＡＮ０７〜１２とを対応付けて接続することで、増設したＦＡＮ０７〜１２を纏めて新たな制御グループとしてグループ化することができる。

なお、本実施形態においては、ファン用ソケット３０の「段」を単位として、ファン用ソケット３０に装着する冷却ファン３１のグループ化（グループ分け）を行っているが、これには限定されない。例えば、ＦＡＮ０１、０２に対応する冷却ファン３１を第１制御グループＧ１に設定し、ＦＡＮ０３、０６に対応する冷却ファン３１を第２制御グループＧ２に設定してもよい。冷却ファン３１のグルーピング方法については、種々の方法を採
用することができる。また、本実施形態では、ファン用ソケット３０の「段」を単位として、２つの制御グループ同士が隣接しているか否かを判断しているが、これには限定されない。例えば、冷却ファン３１が装着されていないファン用ソケット３０の段を挟んで、２つの制御グループが配置されている場合、当該２つの制御グループは互いに隣接していると取り扱ってもよい。なお、各制御グループに対する隣接制御グループの設定については、管理端末６の表示装置６４における編集画面を通じて、入力装置６５による操作を受け付けてもよい。そして、管理端末６が、何れかの制御グループに対する隣接グループ設定番号情報の変更を受け付けた場合に、制御装置５０の補助記憶装置５１３に記憶されているグループ情報テーブルＴＢを更新してもよい。

＜実施形態２＞
次に、実施形態２に係る冷却装置３を説明する。図２３は、実施形態２に係る冷却装置３の制御グループと電子装置との対応関係を示す図である。図２３に示すように、ラック１０に５つの電子装置２（第１電子装置２ａ〜第５電子装置２ｅ）が収容（搭載）されている。第１電子装置２ａは、上から１段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ０１〜０３）と高さが対応している。第２電子装置２ｂは、上から２、３段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ０４〜０９）と高さが対応している。第３電子装置２ｃは、上から４段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ１０〜１２）と高さが対応している。第４電子装置２ｄは、上から５、６段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ１３〜１８）と高さが対応している。第５電子装置２ｅは、上から７〜９段目に位置するファン用ソケット３０（ＳＣ１９〜２７）と高さが対応している。実施形態２に係る冷却装置３のハードウェア構成は実施形態１と同様である。

ここで、第１電子装置２ａを冷却するための冷却ファン３１をＳＣ０１〜０３に対応するファン用ソケット３０に装着し、その冷却ファン３１（ＦＡＮ０１〜０３）を第１制御グループＧ１に設定する。第２電子装置２ｂを冷却するための冷却ファン３１をＳＣ０４〜０９に対応するファン用ソケット３０に装着し、その冷却ファン３１（ＦＡＮ０４〜０９）を第２制御グループＧ２に設定する。第３電子装置２ｃを冷却するための冷却ファン３１をＳＣ１０〜１２に対応するファン用ソケット３０に装着し、その冷却ファン３１（ＦＡＮ１０〜１２）を第３制御グループＧ３に設定する。第４電子装置２ｄを冷却するための冷却ファン３１をＳＣ１３〜１８に対応するファン用ソケット３０に装着し、その冷却ファン３１（ＦＡＮ１３〜１８）を第４制御グループＧ４に設定する。第５電子装置２ｅを冷却するための冷却ファン３１をＳＣ１９〜２７に対応するファン用ソケット３０に装着し、その冷却ファン３１（ＦＡＮ１９〜２７）を第５制御グループＧ５に設定する。

なお、図２３において、配線ケーブル１２の図示を省略しているが、実施形態１と同様に、各冷却ファン３１に接続される配線ケーブル１２はコネクタボックス４０のコネクタ４０１に接続されている。ここで、第１制御グループＧ１に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ０１〜０３）は、コネクタボックス４０の第１コネクタ群４１０−Ｇ１のコネクタ４０１に接続されている。また、第２制御グループＧ２に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ０４〜０９）は、コネクタボックス４０の第２コネクタ群４１０−Ｇ２のコネクタ４０１に接続されている。また、第３制御グループＧ３に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ１０〜１２）は、コネクタボックス４０の第３コネクタ群４１０−Ｇ３のコネクタ４０１に接続されている。また、第４制御グループＧ４に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ１３〜１８）は、コネクタボックス４０の第４コネクタ群４１０−Ｇ４のコネクタ４０１に接続されている。また、第５制御グループＧ５に属する冷却ファン３１（ＦＡＮ１９〜２７）は、コネクタボックス４０の第５コネクタ群４１０−Ｇ５のコネクタ４０１に接続されている。

次に、実施形態２における冷却ファン３１のグループ制御の内容について説明する。実施形態２においては、各制御グループに属する冷却ファンの回転数を、実施形態１に比べ
てより細やかに制御する。ここで、実施形態２に係る冷却ファン３１のグループ制御を説明するに当たり、実施形態１で説明したグループ制御を「単独制御」と呼ぶ。この単独制御は、前述のように、制御対象とする冷却ファン３１の回転数を、当該冷却ファン３１が属する制御グループのグループ代表温度Ｔｇｒに応じて制御グループ単位で制御するものである。つまり、「単独制御」は、冷却ファン３１の回転数を、他の制御グループから独立（自立）して単独で行う。

実施形態２に係るグループ制御では、実施形態１と同様の「単独制御」を基本としつつ、ある条件が成立する場合に下記の「協調制御」が行われる。「協調制御」は、一の制御グループに対応するグループ代表温度Ｔｇｒと、他の制御グループに属する冷却ファン３１の回転数との双方に応じて、一の制御グループに属する冷却ファン３１の回転数を制御する。本実施形態では、上記「他の制御グループ」を、一の制御グループに隣接する隣接制御グループとして協調制御を行う。つまり、協調制御においては、一の制御グループに属する冷却ファン３１の回転数を、対応するグループ代表温度Ｔｇｒと、隣接制御グループに属する冷却ファン３１の回転数に応じて制御する。

ここで、協調制御では、実施形態１において説明した（２）〜（４）式に基づき、グループ代表温度Ｔｇｒに応じて求めたデューティ比Ｄｐｗｍを、隣接制御グループに属する冷却ファン３１の回転数に応じて補正する。なお、単独制御では、（２）〜（４）式に基づいて求めたデューティ比Ｄｐｗｍを補正せずに冷却ファン３１の回転数を制御する。そして、本実施形態においては、一の制御グループにおける冷却ファン３１の回転数を、隣接制御グループに属する冷却ファン３１の回転数が第１の閾値以上である場合に協調制御モードで制御し、そうでない場合に単独制御モードで制御する。ここでは、冷却ファン３１の最大回転数を第１の閾値に設定しているが、第１の閾値の設定は変更してもよい。冷却ファン３１の最大回転数は、デューティ比１００％に対応する冷却ファン３１の回転数である。そして、協調制御では、一の制御グループにおいて、（２）〜（４）式に基づいて算出されたデューティ比を、隣接制御グループにおける冷却ファン３１のデューティ比が１００％である場合に割り増し補正する。ここで、デューティ比を割り増し補正する際の割り増し率は適宜変更することができるが、本実施形態では、冷却ファン３１のデューティ比を５％増加させるように設定されている。

図２３に示す例では、第１制御グループＧ１に隣接する隣接制御グループは、第２制御グループＧ２である。よって、第１制御グループＧ１に隣接する第２制御グループＧ２の冷却ファン３１のデューティ比が１００％となったことを契機に、第１制御グループＧ１の制御モードを単独制御モードから協調制御モードに移行させる。また、第２制御グループＧ２の隣接制御グループは、第１および第３制御グループＧ１，Ｇ３である。よって、第２制御グループＧ２に隣接する第１制御グループＧ１又は第３制御グループＧ３に属する冷却ファン３１のデューティ比が１００％となったことを契機に、第２制御グループＧ２の制御モードを単独制御モードから協調制御モードに移行させる。

例えば、図２３に示す第２制御グループＧ２に属するＦＡＮ０８に対応する冷却ファン３１が故障していると仮定する。この場合、ＦＡＮ０８に対応する冷却ファン３１が正常に作動する場合に比べて、第２制御グループＧ２全体で第２電子装置２ｂを冷却する冷却能力が小さくなる。上述した単独制御では、第２制御グループＧ２に対応するグループ代表温度Ｔｇｒの上昇に伴って冷却ファン３１のデューティ比を上げてゆくが、デューティ比を１００％まで上げた後はそれ以上、同制御グループの冷却能力を増やすことはできない。そこで、このような場合には、第２制御グループに隣接する第１制御グループＧ１および第３制御グループＧ３の制御モードを単独制御モードから協調制御モードに切り替え、これらに対応する冷却ファン３１の回転数を所定量だけ増加させる。これにより、第２制御グループＧ２による第２電子装置２ｂの冷却を、隣接する第１および第３制御グルー
プＧ１，Ｇ３によってアシストすることができ、第２電子装置２ｂの冷却が不足することを抑制できる。

なお、冷却ファン３１の制御モードを協調制御モードから単独制御モードに復帰する条件は、協調制御中の制御グループに隣接する制御グループのデューティ比が１００％（第１の閾値）未満となったことを契機としてもよい。あるいは、協調制御中の制御グループに隣接する制御グループのデューティ比が第１の閾値よりも小さな第２の閾値以下となったことを契機として、協調制御中の制御グループを単独制御モードに復帰させてもよい。

次に、実施形態２に係るグループ制御について、制御装置５０の制御部５１に係るプロセッサ５１１が実行する処理フローについて説明する。図２４および図２５は、制御装置５０のプロセッサ５１１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図２４および図２５に示す各処理は、例えば、補助記憶装置５１３から主記憶装置５１２に読み込んだ制御プログラムをプロセッサ５１１が実行することで実現される。この制御プログラムは、制御装置５０の稼働中において所定周期毎にプロセッサ５１１が繰り返し実行する。

本フローチャートにおけるステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理は、図２０に示すフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様であり、詳しい説明を省略する。ステップＳ１０１において、プロセッサ５１１は、グループ情報テーブルＴＢから各制御グループに対応する隣接グループ設定番号を読み込む。そして、ステップＳ１０４の処理が終了すると、制御部５１のプロセッサ５１１はステップＳ２０１に進む。

ステップＳ２０１において、プロセッサ５１１は、ステップＳ１０３においてデューティ比Ｄｐｗｍが第１の閾値以上の値として決定された制御グループがあるか否かを判定する。ここで、プロセッサ５１１は、デューティ比Ｄｐｗｍが１００％として決定された制御グループがあるか否かを判定する。本ステップにおいて、いずれの制御グループにおいても決定されたデューティ比Ｄｐｗｍが１００％ではないと判定された場合、プロセッサ５１１はステップＳ１０５に進み、そうでない場合にはステップＳ２０２に進む。ステップＳ１０５、Ｓ１０６の処理については、図２０に示すフローチャートのステップＳ１０５、Ｓ１０６と同様であり、詳しい説明を省略する。

ステップＳ２０２において、プロセッサ５１１は、デューティ比Ｄｐｗｍが１００％であると判定された制御グループ（以下、「アシスト対象グループ」という）に隣接する隣接制御グループを、隣接グループ設定番号情報に基づいて特定する。そして、続くステップＳ２０３において、プロセッサ５１１は、ステップＳ２０２で特定した隣接制御グループの制御モードを単独制御モードから協調制御モードに切り替える。具体的には、アシスト対象グループに隣接する隣接制御グループに属する冷却ファン３１の回転数（デューティ比）を５％増やすＰＷＭ信号を送信する。これにより、アシスト対象グループに隣接する隣接制御グループに属する冷却ファン３１の回転数が割り増し補正される。その結果、アシスト対象グループが冷却対象とする電子装置２の冷却が一段と効率的に行われるようになる。なお、プロセッサ５１１は、ステップＳ２０３においてＰＷＭ信号を送信してからの経過時間を計測する。

続くステップＳ２０４において、プロセッサ５１１は、ＰＷＭ信号を送信してから所定時間（例えば、数分間）が経過した後、アシスト対象グループのグループ代表温度Ｔｇｒを算出する。そして、アシスト制御対象グループに属する冷却ファン３１について、グループ代表温度Ｔｇｒに対応するデューティ比Ｄｐｗｍを算出する。

次に、ステップＳ２０５において、プロセッサ５１１は、ステップＳ２０４において算出したアシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが１００％であるか否かを判定する
。ここで、アシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが１００％であると判定された場合、ステップＳ２０６に進む。一方、本ステップにおいて、アシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが１００％未満であると判定された場合、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０６において、プロセッサ５１１は、アシスト対象グループに隣接する隣接制御グループに属する冷却ファン３１のデューティ比（回転数）を更に５％増加させるＰＷＭ信号を送信する。ステップＳ２０６の処理が終わると、プロセッサ５１１は、ステップＳ２０５に戻る。ステップＳ２０７において、プロセッサ５１１は、ステップＳ２０４において算出したアシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが第２の閾値以下であるか否かを判定する。第２の閾値は、第１の閾値よりも小さな値に設定されている。本実施形態において、第２の閾値を９５％に設定しているが、第２の閾値は変更することができる。ここで、ステップＳ２０４において算出されたアシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが９５％（第２の閾値）以下であると判定された場合、プロセッサ５１１はステップＳ２０８に進む。一方、ステップＳ２０４において算出されたアシスト対象グループのデューティ比Ｄｐｗｍが９５％（第２の閾値）より大きいと判定された場合、プロセッサ５１１はステップＳ２０５に戻る。ステップＳ２０５の処理については上述の通りである。

ステップＳ２０８において、プロセッサ５１１は、アシスト対象グループに隣接する隣接制御グループの制御モードを協調制御モードから単独制御モードに切り替える。これにより、協調制御においてアシスト対象グループをアシストしていた隣接制御グループに属する冷却ファン３１は、アシスト対象グループとは独立して、グループ代表温度Ｔｇｒに応じて回転数が制御されることになる。ステップＳ２０８の処理が終了すると、プロセッサ５１１はステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５以降の処理は前述の通りである。

以上のように、本実施形態においては、各制御グループに属する冷却ファン３１の回転数制御する制御モードを、独立制御モードと協調制御モードとの間で切り替えながら電子装置２の冷却を行うため、電子装置２を一段と効率よく冷却することができる。また、冷却ファン３１の故障等に起因して特定の制御グループの冷却能力が低下した場合おいても、冷却能力の低下した制御グループを、隣接する制御グループによってアシストすることができるため、電子装置の冷却不足を好適に抑制することができる。

＜コンピュータが読み取り可能な記録媒体＞
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。

１ サーバ
２ 電子装置
３ 冷却装置
６ 管理端末
１０ ラック
３０ ファン用ソケット
３１ 冷却ファン
４０ コネクタボックス
５０ 制御装置
５１ 制御部
５２ 温度センサ
６１ プロセッサ
６２ 主記憶装置
６３ 通信インターフェース
６４ 表示装置
６５ 入力装置
６６ 補助記憶装置
５１１ プロセッサ
５１２ 主記憶装置
５１３ 補助記憶装置
３０３ プリント基板
４０１ コネクタ
４１０ コネクタ群

Claims (8)

1. 筐体に収容される電子装置を冷却する冷却装置であって、
   前記筐体に取り付けられた複数の冷却ファンと、
   複数のグループにグループ化された前記冷却ファンの回転速度を、冷却ファンの属するグループを代表する温度であるグループ温度に応じてグループ毎に制御する制御部と、
   を備える、
   冷却装置。
2. 前記制御部は、
   一のグループに属する冷却ファンの回転速度を、当該一のグループに対応するグループ温度と、他のグループに属する冷却ファンの回転速度とに応じて制御する協調制御を実行する、
   請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記他のグループは、前記一のグループに隣接するグループである、
   請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記制御部は、前記一のグループと前記他のグループが互いに隣接しており、且つ、前記他のグループに属する冷却ファンの回転速度が第１の閾値以上である場合に、前記協調制御によって前記一のグループに属する冷却ファンの回転速度を制御する、
   請求項２又は３に記載の冷却装置。
5. 前記制御部は、前記グループ温度が所定の基準温度以下の場合に、当該グループ温度に対応するグループに属する冷却ファンの回転を停止させる、
   請求項１から４の何れか一項に記載の冷却装置。
6. 前記筐体の一面に、前記冷却ファンを着脱自在に保持する保持部が、複数設けられている、
   請求項１から５の何れか一項に記載の冷却装置。
7. 前記複数の冷却ファンの各々に温度センサが付設されており、
   前記グループ温度は、一のグループに属する冷却ファンに付設された温度センサから取得した温度のうち最大値を示す最大温度を基準として設定される、
   請求項１から６の何れか一項に記載の冷却装置。
8. 筐体に収容される電子装置を冷却装置によって冷却する冷却方法であって、
   前記筐体には複数の冷却ファンが取り付けられていると共に、当該複数の冷却ファンが複数のグループにグループ化されており、
   前記冷却装置のコンピュータが、
   前記グループを代表する温度であるグループ温度を取得するステップと、
   前記グループ温度に応じて、前記グループ毎に前記冷却ファンの回転速度を制御するステップと、
   を含む、冷却方法。
   
   

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