JP2891435B2 - 冷却装置 - Google Patents

冷却装置

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JP2891435B2
JP2891435B2 JP3059321A JP5932191A JP2891435B2 JP 2891435 B2 JP2891435 B2 JP 2891435B2 JP 3059321 A JP3059321 A JP 3059321A JP 5932191 A JP5932191 A JP 5932191A JP 2891435 B2 JP2891435 B2 JP 2891435B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】(目次) 産業上の利用分野 従来の技術(図8) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1) 作用 実施例 (a)一実施例の説明(図2乃至図6) (b)他の実施例の説明(図7) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスクモジュー
ル等の被冷却部の各々に、冷却ファン等の冷却機構を複
数設け、一の冷却機構の異常時に他の冷却機構がバック
アップする冷却装置に関する。
【0003】磁気ディスク装置、光ディスク装置等の記
憶ディスク装置は、電子計算機システムの外部記憶装置
として広く利用されている。
【0004】近年の磁気ディスク装置の小型化の要請に
従い、磁気ディスク装置内部の磁気ディスク・ドライブ
搭載台数の増大、実装密度の増大が図られ、これに伴い
磁気ディスク装置内部の冷却が重要な課題となってい
る。
【0005】磁気ディスク装置では、内部の各磁気ディ
スクモジュールの各々に、冷却ファンを設け、各磁気デ
ィスクモジュールを冷却しているが、冷却ファンは軸受
けの磨耗等のため寿命があり、又故障を生じることもあ
る。
【0006】このような冷却機構としての冷却ファンの
異常が生じると、被冷却部である磁気ディスクモジュー
ルが冷却されなくなり、機器の損傷という重大な事態を
生じることから、速やかにシステムの電源を切断せざる
得なかった。
【0007】装置内の冷却機構の増大に伴い、このよう
な冷却機構の異常によるシステムがダウンする機会が増
大するため、冷却機構を二重化し、一部の冷却機構の異
常が生じても電源を切断せず、システムの運用を続行で
きることが強く要請されている。
【0008】
【従来の技術】図8は従来技術の説明図である。
【0009】図8に示すように、電子回路(被冷却部)
30,31,32の各々に対し、2つのファン(冷却機
構)10と20,11と21,12と22を設け、ファ
ンを二重化したものが知られている。
【0010】この二重化構成のものでは、1系のファン
10,11,12を共通の電源6aで電力供給し、2系
のファン20,21,22を共通の電源6bで電力供給
し、各ファン10,11,12,20,21,22の回
転数検出回路40,41,42,50,51,52を設
け、各々1系、2系の制御回路7a,7bで回転数検出
回路40〜42,50〜52の検出回転数により回転異
常を検出し、アラームを発生し、バックアップ制御す
る。
【0011】このバックアップ制御として、特開平1−
188922号公報等では、一方の系のファンを動作さ
せておき、一方の系のいずれかのファンが回転異常とな
ると、一方の系の全てのファンを停止し、他方の系のフ
ァンを動作させる現用/予備用方式が提案されている
が、障害時のため、予備用ファンを設けることは無駄が
多く、装置も大型化する。
【0012】このため、特開昭64−81695号公報
等では、ファンユニット内のすべてのファンを動作させ
ておき、いずれかのファンが障害となると、ファンユニ
ット内の障害ファン以外のファンの電源電圧を上昇さ
せ、ファンユニット内の全てのファンの回転数を上昇せ
しめ、冷却能力を向上させてバックアップする方法が提
案されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、次の問題があった。
【0014】一方の系の一つのファンが故障しても、
他方の系の全てのファンの回転数を上昇させるため、一
つのファンが故障すると、突然高騒音となり、必要以上
に騒音が大きくなる。
【0015】又、他方の系の全てのファンの回転数を
上昇させるため、消費電力が増大してしまう。
【0016】他方の系の全てのファンの回転数を上昇
させるため、障害の生じた冷却機構に対応する被冷却部
(例えば、磁気ディスクモジュール30)では、適切な
冷却が可能となるが、他の被冷却部(例えば、磁気ディ
スクモジュール31,32)では、過剰冷却となり、被
冷却部に誤動作を生じさせる原因となる。例えば、磁気
ディスクモジュールでは、過剰冷却されると、オフトラ
ックの原因となり、温度変化は好ましくない。
【0017】従って、本発明は、バックアップ時の騒音
を小さくし、消費電力を小とし、適切な冷却を可能とす
る冷却装置を提供することを目的とする。
【0018】又、本発明は、電源の障害に対し、適切な
バックアップを行うことを可能とする冷却装置を提供す
ることを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理図で
ある。
【0020】本発明の請求項1は、n個の被冷却部30
〜3nの各々にm個対応させたn・m個の冷却機構10
〜2nと、各冷却機構10〜2nに電力を供給する電源
6a,6bと、各冷却機構10〜2nの異常を検出する
制御回路7a,7bとを有する冷却装置において、該制
御回路7a,7bから各冷却機構10〜2nに制御線1
4,16を設け、該制御回路7a,7bは、一の被冷却
部の一の冷却機構の異常を検出した時に、該被冷却部の
対応する他の冷却機構に該制御線を介し冷却能力上昇指
示を与えることを特徴とする。
【0021】本発明の請求項2は、請求項1において、
前記冷却機構10〜2nは、冷却ファンで構成され、前
記制御回路7a,7bは、前記冷却ファンに冷却能力上
昇指示として回転上昇指示を与えることを特徴とする。
【0022】本発明の請求項3は、請求項1及び請求項
2において、前記制御回路7a,7bを、各々n個の冷
却機構10〜2nの異常を検出するm個の制御回路で構
成し、該制御回路間に、対応する冷却機構の冷却能力上
昇を互いに指示する制御線11,12を設けたことを特
徴とする。
【0023】本発明の請求項4は、請求項1及び請求項
3において、前記制御回路7a,7bは、前記各冷却機
構10〜2nによる動作状態を時分割で監視し、各冷却
機構10〜2nの異常を検出することを特徴とする。
【0024】本発明の請求項5は、請求項1及び請求項
3において、前記電源6a,6bを、各々n個の冷却機
構10〜2nに電力を供給するm個の電源で構成し、前
記制御回路7a,7bは、一の電源の障害に対し、他の
電源に接続された各冷却機構に冷却能力上昇指示を与え
ることを特徴とする。
【0025】本発明の請求項6は、請求項1及び請求項
3において、前記電源6a,6bを、各々n個の冷却機
構10〜2nに電力を供給するm個の電源で構成し、前
記各電源の電力供給線を接続したことを特徴とする。
【0026】
【作用】本発明の請求項1では、制御回路から各冷却機
構に制御線を設けているので、各冷却機構の冷却能力を
個別に制御でき、一の冷却機構の異常検出時に、対応す
る冷却機構のみの冷却能力を上昇させることができる。
【0027】このため、必要な対応する冷却機構のみの
冷却能力を向上させることができ、バックアップ時の騒
音の増大を最少限にでき、消費電力の増大も最少限にで
き、過剰冷却も防止できる。
【0028】本発明の請求項2では、冷却機構に冷却フ
ァンを用い、冷却能力上昇のため回転上昇をするので、
容易に実現できる。
【0029】本発明の請求項3では、制御回路を分散構
成しているので、いずれかの制御回路に障害が生じて
も、他の制御回路に接続された冷却機構によりバックア
ップが可能となる。
【0030】本発明の請求項4では、制御回路が時分割
で各冷却機構の動作状態を監視するので、冷却機構の動
作監視のための構成を簡易にできる。
【0031】本発明の請求項5では、電源を分散構成と
しているので、いずれかの電源に障害が生じても、他の
電源に接続された冷却機構によりバックアップが可能と
なる。
【0032】本発明の請求項6では、電源を分散構成と
し、電力供給線を共通接続しているので、いずれかの電
源に障害が生じても、他の電源により電力を供給でき、
バックアップが可能となる。
【0033】
【実施例】(a)一実施例の説明 図2は本発明の一実施例構成図であり、磁気ディスク装
置を示している。
【0034】図2において、ロッカー9に4列4段に磁
気ディスクモジュールが計16台収納されている。
【0035】各列では、各々上段の2台の磁気ディスク
モジュール30a,31a,32a,33aの各々に対
し、1系のファン10,11,12,13が設けられ、
各々下段の2台の磁気ディスクモジュール30b,31
b,32b,33bの各々に対し、2系のファン20,
21,22,23が設けられている。
【0036】各列は、ダクト構造をなしているので、磁
気ディスクモジュール30aと30b,31aと31
b,32aと32b,33aと33bは、1つの冷却機
構を構成し、これに対し各々2つのファン10と20,
11と21,12と22,13と23が設けられている
ことになり、各々のファンによる冷却風は、図の矢印の
如く流れる。
【0037】図3は本発明の一実施例ブロック図、図4
は本発明の一実施例制御回路のブロック図、図5は本発
明の一実施例ファン制御線説明図である。
【0038】図中、図1,図2,図8で示したものと同
一のものは、同一の記号で示してある。
【0039】各ファン10〜13,20〜23は、直流
ブラシレスモータを用いたDCファンであり、回転制御
信号により回転数を高低の二段階に切り換えでき、回転
に同期した回転パルス(回転検出信号)を例えば1回転
当たり2つ出力する。
【0040】ファン10〜13には、電源6aから+2
4Vが電力供給線を介し供給されており、ファン20〜
23には、電源6bから+24Vが電力供給線を介し供
給されている。
【0041】制御回路7aは、1系のファン10〜13
の各々と回転検出線13,回転制御線14により接続さ
れており、ファン10〜13の回転検出信号を回転検出
線13より受信し、回転数を検出し、所定回転数と比較
し、検出回転数が所定回転数以下となった場合には、2
系の対応ファンの回転上昇信号を送信し、2系から回転
上昇信号を受信すると、回転制御線14を介し該当する
ファンに回転上昇信号を送出する。
【0042】制御回路7bは、2系のファン20〜23
の各々と回転検出線15,回転制御線16により接続さ
れており、ファン20〜23の回転検出信号を回転検出
線15より受信し、回転数を検出し、所定回転数と比較
し、検出回転数が所定回転数以下となった場合には、1
系の対応ファンの回転上昇信号を送出し、1系から回転
上昇信号を受信すると、回転制御線16を介し該当する
ファンに回転上昇信号を送出する。
【0043】この制御回路7a,7b間には、対応ファ
ンへの回転上昇信号を伝達するための各々4本のファン
制御線11,12が設けられている。
【0044】両制御回路7a,7bは、磁気ディスク制
御装置やCPUにアラーム信号を送出し、ファンの異常
を通知する。このアラーム信号は、保守者により認知さ
れた場合に、スイッチ等によりリセットできるように構
成されており、これによって、直ちに他のアラームの報
告が可能となる。
【0045】表示回路8a,8bは、制御回路7a,7
bで検出された異常ファンの位置、番号等を表示し、速
やかな修理を可能とするものである。
【0046】制御回路7a,7bは、図4に示すよう
に、各ファン10〜1n(20〜2n)の回転検出線を
走査する走査回路70と、走査回路70の出力から回転
パルスを検出する回転パルス検出回路71と、回転パル
ス検出回路71の検出パルスを計数する計数回路72
と、計数回路72の計数値と基準値(基準回転数)を比
較し、計数値が基準値以下になるとアラーム信号を発生
する比較回路73とを有している。
【0047】更に、制御回路7a,7bは、計数回路7
2に一定時間(1秒)計数動作させ、一定時間経過後比
較回路73に比較動作させるためのタイマー74と、走
査回路70と後述する回転制御信号発生回路76と表示
回路8a,8bとタイマー74に選択信号を発生する選
択信号発生回路75と、アラーム信号に応じて、選択信
号の示すファンに対応した他系のファンにファン制御線
12より回転上昇信号を送出し、他系からの回転上昇信
号により該当するファンに回転上昇指示を送出する回転
制御信号発生回路76とを有している。
【0048】この回転パルス検出回路71,計数回路7
2,比較回路73,タイマー74,選択信号発生回路7
5,回転制御信号発生回路76の全ては、マイクロプロ
セッサで構成され、各ブロックはその機能を示す。
【0049】表示回路8a,8bは、アラーム表示回路
80と、n個の表示ランプ(発光ダイオード)81とで
構成され、アラーム表示回路80が、比較回路73から
のアラーム信号を受け、選択信号に対応するランプ81
を点灯する。
【0050】ファン制御線11,12は、図5に示すよ
うに、各制御回路7a,7bとコネクタCで接続されて
おり、各ファン制御線11,12のドライバは、オープ
ンコレクタのトランジスタTrで構成され、レシーバ
は、+V電源に接続された抵抗Rtで構成されている。
【0051】従って、回転上昇を示さない時は、ドライ
バのトランジスタTrのベースに電位を与え、トランジ
スタTrをオンし、レシーバ側をローレベルとし、回転
上昇を示す時は、ドライバのトランジスタTrのベース
に電位を与えず、トランジスタTrをオフし、レシーバ
側をハイレベルとする。
【0052】これによって、電源や制御回路の異常時
に、電源と制御回路を取り外し、ドライバ側をオープン
としても、回転上昇信号は出力し続け、電源と制御回路
を取り外しても、ハイレベルの回転上昇信号を維持でき
る。
【0053】図6は、本発明の一実施例ファン制御処理
フロー図である。
【0054】選択信号発生回路75は、ファン「n」
を選択し、走査回路70,タイマー74,アラーム表示
回路80,回転制御信号発生回路76に指示する。
【0055】これによって、走査回路70は、ファンn
を選択し、タイマー74が起動され、計数回路72が動
作する。
【0056】回転パルス検出回転71は、走査回路7
0が選択したファンnからの回転パルスを検出し、計数
回路72でこの回転パルスを計数する。
【0057】タイマー74が所定時間(例えば、1
秒)計時していないと、ステップに戻り、所定時間計
時すると、計数回路72の計数動作を停止し、比較回路
73に計数回路72の計数値(回転パルス数)と基準値
(例えば、70)とを比較し、計数値が基準値以上かを
判定する。
【0058】比較回路73が、計数値が基準値以上で
ないと判定すると、ファンの障害と判定し、アラームを
発生する。この場合、計数値は、正常時に、100であ
るから、−30%以下の回転低下で、ファンアラームと
なる。
【0059】このアラームにより、アラーム表示回路8
0は、該当ファンに対応するランプ81を点灯し、この
アラームは、上位装置に通知される。
【0060】そして、選択信号発生回路75の選択信号
により、回転制御信号発生回路76は、対応するファン
制御線12に回転上昇信号を送出して、ステップに戻
る。
【0061】ステップの終了後叉は比較回路73
が、計数値が基準値以上であると判定すると、そのファ
ンは正常であるから、選択信号発生回路75は、ファン
の番号nをn+1とする。
【0062】そして、回転制御信号発生回路76は、フ
ァン制御線11から他系より回転上昇信号があるかを調
べ、なければ、ステップに戻り、有れば、自系の対応
ファンに回転制御線14,16より回転上昇指示を送出
し、その対応ファンの回転数を上昇せしめ、ステップ
に戻る。
【0063】図3に戻り、ファンの異常が発生した場合
の動作と、修理されるまでの動作を説明する。
【0064】1系のファン(例えば、10)が、ベアリ
ングのグリスの消耗等により回転数の低下が発生する
と、回転パルスの周期が遅くなる。
【0065】制御回路7aは、前述の如く、これを検出
し、ファン制御線11より2系の制御回路7bに、対応
するファン(例えば、20)の回転上昇信号を送出す
る。
【0066】2系の制御回路7bは、回転上昇信号の受
信により、対応するファン20に回転制御線16を介し
回転上昇を指示し、ファン20の回転を高回転として、
バックアップせしめる。
【0067】1系の制御回路7aは、同時に磁気ディス
ク制御装置やCPU等の上位装置にアラーム信号を送出
すると共に、表示回路8aに異常ファンのランプを表示
せしめる。
【0068】保守者は、上位装置に通知されたアラーム
信号と、装置の表示回路8aの表示により、異常ファン
を判別し、正常なものと交換する。
【0069】その際、異常ファンを取り外した時でも、
そのファンの回転パルスの検出を制御回路が行っている
ため、異常状態を維持し、他系がバックアップを継続す
る。
【0070】ファンを交換後、電源が供給され、回転パ
ルスが所定値に達すると、2系への回転上昇信号の送出
を停止し、通常の動作に復帰する。
【0071】次に、ファン用の電源が異常になった場合
の動作と、修理されるまでの動作を説明する。
【0072】ファン用電源は、1つでよいが、異常時の
バックアップが出来るように、二重化してある。
【0073】例えば、1系の電源6aが過電流、過電圧
等の異常を検出すると、制御回路7aから上位装置にア
ラーム信号を送出すると共に、表示回路8aに表示信号
を送出し、その異常電源6aを切断する。尚、表示回路
8aの電源は別に有り、表示が継続される。
【0074】これにより、図5で示したように、電源の
切断によりドライバのトランジスタがオフとなり、ファ
ン制御線11がオープンとなるため、全てのファン制御
線11に回転上昇信号が送出される。
【0075】このため、1系のファン10〜13は、電
源の切断により停止するが、2系のファン20〜23の
全てが高回転となり、バックアップされる。
【0076】保守者は、上位装置に通知されたアラーム
信号と、装置の表示回路8aの表示により、異常電源を
判別し、正常なものと交換する。
【0077】電源を交換後、電源を投入し、1系のファ
ン10〜13の回転パルスが所定値に達すると、2系へ
の回転上昇信号の送出を停止し、通常の動作に復帰す
る。
【0078】この例では、電源6a,6bの容量を1系
分で済む。
【0079】このように、複数の被冷却部30〜33の
各々に対し、複数の冷却機構10〜13,20〜23を
設けたものでも、各冷却機構10〜13,20〜23を
独立に制御できるため、被冷却部30〜33単位でバッ
クアップ制御が可能となる。
【0080】このため、騒音を小さく、消費電力を小さ
くして、過剰冷却を防止したバックアップ制御ができ
る。
【0081】又、制御回路を分散構成するので、制御回
路に障害が生じても、他の制御回路でバックアップ制御
できる。
【0082】更に、電源も分散構成しているので、電源
が故障しても、他の電源の系でバックアップ制御が可能
となる。
【0083】(b)他の実施例の説明 図7は本発明の他の実施例ブロック図である。
【0084】図中、図1乃至図6で示したものと、同一
のものは同一の記号で示してある。
【0085】この実施例では、電源6a,6bに2系統
分の容量を持たせ、ファン10〜13,20〜23への
電力供給線をダイオードD1,D2で接続したものであ
る。
【0086】このため、1系の電源6aが故障しても、
2系の電源6bが1系のファン10〜13に電力を供給
でき、1系のファン10〜13は回転を停止することな
く冷却を継続する。
【0087】従って、1系の電源6aが故障しても、2
系のファン20〜23を高回転に制御しなくてもよい。
【0088】又、ダイオードD1により、電源6aが負
荷となることなく、電源6aが分離できる。
【0089】上述の実施例の他に、本発明は次の変形が
可能である。
【0090】冷却機構をファンで説明したが、ブロワ
ー等の他の冷却機構にも適用できる。
【0091】被冷却部を磁気ディスクモジュールで説
明したが、回路基板等の他のものであっても良い。
【0092】被冷却部毎に、1系統当たり1個の冷却
機構を設けているが、複数であってもよく、被冷却部も
4つに限らず、冷却機構も1系統当たり4つに限らず、
系統数も2系統に限らない。
【0093】ファンアラームの基準値を1つとした
が、ファンの複数の回転モードに応じて、複数の回転検
出基準値を設定することもでき、精度の高いファンアラ
ーム検出を可能とする。
【0094】ファンの回転制御を、2段階で説明した
が、信号線を増やして、多段階にしてもよく、アナログ
制御で無段階に制御してもよい。
【0095】ロッカーの適当な位置に温度センサを設
け、それによるファンの回転を制御する機構を併用して
もよい。
【0096】以上、本発明の実施例により説明したが、
本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。
【0097】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。
【0098】複数の被冷却部30〜33の各々に対
し、複数の冷却機構10〜13,20〜23を設けて二
重化した構成において、各冷却機構10〜13,20〜
23を独立に制御できるため、被冷却部30〜33単位
でバックアップ制御が可能となり、騒音を小さくしたバ
ックアップ制御ができる。
【0099】被冷却部30〜33単位でバックアップ
制御が可能となるため、消費電力を小さくして、バック
アップ制御ができる。
【0100】被冷却部30〜33単位でバックアップ
制御が可能となるため、過剰冷却を防止したバックアッ
プ制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例構成図である。
【図3】本発明の一実施例ブロック図である。
【図4】本発明の一実施例制御回路のブロック図であ
る。
【図5】本発明の一実施例ファン制御線説明図である。
【図6】本発明の一実施例ファン制御処理フロー図であ
る。
【図7】本発明の他の実施例ブロック図である。
【図8】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
10〜2n 冷却機構 30〜3n 被冷却部 6a,6b 電源 7a,7b 制御回路 11,12 ファン制御線 14,16 回転制御線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−226552(JP,A) 特開 昭63−213421(JP,A) 実開 昭56−96697(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 7/20 J

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 n個の被冷却部(30〜3n)の各々に
    m個対応させたn・m個の冷却機構(10〜2n)と、
    各冷却機構(10〜2n)に電力を供給する電源(6
    a,6b)と、各冷却機構(10〜2n)の異常を検出
    する制御回路(7a,7b)とを有する冷却装置におい
    て、該制御回路(7a,7b)から各冷却機構(10〜
    2n)に制御線(14,16)を設け、該制御回路(7
    a,7b)は、一の被冷却部の一の冷却機構の異常を検
    出した時に、該被冷却部の対応する他の冷却機構に該制
    御線を介し冷却能力上昇指示を与えることを特徴とする
    冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記冷却機構(10〜2n)は、冷却フ
    ァンで構成され、前記制御回路(7a,7b)は、前記
    冷却ファンに冷却能力上昇指示として回転上昇指示を与
    えることを特徴とする請求項1の冷却装置。
  3. 【請求項3】 前記制御回路(7a,7b)を、各々n
    個の冷却機構(10〜2n)の異常を検出するm個の制
    御回路で構成し、該制御回路間に、対応する冷却機構の
    冷却能力上昇を互いに指示する制御線(11,12)を
    設けたことを特徴とする請求項1及び請求項2の冷却装
    置。
  4. 【請求項4】 前記制御回路(7a,7b)は、前記各
    冷却機構(10〜2n)による動作状態を時分割で監視
    し、各冷却機構(10〜2n)の異常を検出することを
    特徴とする請求項1及び請求項3の冷却装置。
  5. 【請求項5】 前記電源(6a,6b)を、各々n個の
    冷却機構(10〜2n)に電力を供給するm個の電源で
    構成し、前記制御回路(7a,7b)は、一の電源の障
    害に対し、他の電源に接続された各冷却機構に冷却能力
    上昇指示を与えることを特徴とする請求項1及び請求項
    3の冷却装置。
  6. 【請求項6】 前記電源(6a,6b)を、各々n個の
    冷却機構(10〜2n)に電力を供給するm個の電源で
    構成し、前記各電源の電力供給線を接続したことを特徴
    とする請求項1及び請求項3の冷却装置。
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