(57)【要約】【課題】装置をコンパクトに維持しながら、機械的な部分の故障や電気的な部分の故障があった場合に冷却用ファンの回転を継続できるディスクアレイ装置を提供する。【解決手段】ディスクアレイ装置１は、冷却用ファン２０のモータ３０に設けられた２系統のコイル４１ａ、４１ｂと、当該コイル４１ａ、４１ｂの各系統毎に設けられ、対応するコイルに信号を送ってモータ３０の回転を制御する２系統の制御回路４２ａ、４２ｂと、を有する冗長回路４０ａ、４０ｂと、一の系統の冗長回路が故障した場合に他の系統の冗長回路を用いてモータ３０を回転させる故障制御回路６０と、冷却用ファン２０の回転部７２とモータ軸７０を接続し、当該モータ軸７０に対して同心円状に接続された２重の軸受け８０と、を有する。【選択図】図２
2012212388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却用ファンを備えるディスクアレイ装置であって、
冷却用ファンのモータに設けられた複数系統のコイルと、当該コイルの各系統毎に設けられ、対応するコイルに信号を送って前記モータの回転を制御する複数系統の制御回路と、を有する複数系統の冗長回路と、
前記一の系統の冗長回路が故障した場合に他の系統の冗長回路を用いてモータを回転させる故障制御回路と、
前記冷却用ファンの回転部とモータ軸を接続し、当該モータ軸に対して同心円状に接続された複数の軸受けと、を有する、ディスクアレイ装置。
【請求項２】
前記故障制御回路は、前記制御回路からコイルへの信号から故障を検出する第１の回路と、故障が検出された場合に故障していない他の制御回路に動作信号を送る第２の回路と、を有する、請求項１に記載のディスクアレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度実装および冷却性能を考慮したディスクアレイ装置の効率的な構造を提供する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にディスクアレイ装置は、内部のＣＰＵやメモリなどを有する制御部や、電源ユニットを空冷するための冷却用ファンを備えている（特許文献１〜５参照）。冷却用ファンの駆動源には、ブラシレスＤＣモータが多用されている。図７は、一般的な冷却用ファンの構成の概略を示し、図８、図９は、その冷却用ファン２３０を用いたディスクアレイ装置２４０の構成の概略を示す。
【０００３】
図７に示すように冷却用ファンにおけるブラシレスＤＣモータ２００により回転する機械的な回転部は、軸受け２０１、コイル２０２、磁石２０３、羽根２０４などの主要構成物で構成され、軸受け２０１にはボールベアリングや、流体軸受けが用いられている。
【０００４】
また、ブラシレスＤＣモータ２００を回転させる電気的な回路は、コイル２１０と、外部から回転速度を指示するＰＷＭ信号２１１などを受信し、それに応じて速度を定める回転制御回路２１２と、回転制御回路２１２から信号を受けてコイル２１０に給電しモータ２００を駆動するモータ駆動回路２１３で構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平０６−０５４９１７号公報
【特許文献２】特開２００４−０５６８５７号公報
【特許文献３】特開２００５−１９８４４８号公報
【特許文献４】特開平０７−０４７９６３号公報
【特許文献５】特開平０７−１１９７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記冷却用ファンは、１つの故障箇所が存在するとファン自体が停止してしまうという欠点がある。つまり、軸受け２０１が摩耗や破損等により物理的に故障すると、モータ２００が回転できなくなり、またモータ駆動回路２１３や回転制御回路２１２が電気的に故障すると、モータ２００への制御ができなくなり、回転が停止する。
【０００７】
そこで、図８及び図９に示すように冷却用ファン２３０自体を２台以上組み合わせて使用することにより、１つの冷却用ファンが故障したとしても他の冷却用ファンでその機能を補うようにしている。
【０００８】
かかる装置構成では、冷却用ファンの故障時でも冷却能力を落とさずに装置を継続して使うことができるが、冷却用ファンを他数搭載するためその分の体積を必要としてしまい、装置が大型化してしまう。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、装置をコンパクトに維持しながら、機械的な部分の故障や電気的な部分の故障があった場合に冷却用ファンの回転を継続できるディスクアレイ装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明は、冷却用ファンを備えるディスクアレイ装置であって、冷却用ファンのモータに設けられた複数系統のコイルと、当該コイルの各系統毎に設けられ、対応するコイルに信号を送って前記モータの回転を制御する複数系統の制御回路と、を有する複数系統の冗長回路と、前記一の系統の冗長回路が故障した場合に他の系統の冗長回路を用いてモータを回転させる故障制御回路と、前記冷却用ファンの回転部とモータ軸を接続し、当該モータ軸に対して同心円状に接続された複数の軸受けと、を有するものである。
【００１１】
本発明によれば、機械的な部分の故障や電気的な部分の故障があった場合に一つの冷却用ファンで回転を継続することができる。よって、ディスクアレイ装置をコンパクトに維持しながら、故障時の冷却用ファンの停止を防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高密度実装および冷却性能を考慮した信頼性の高いディスクアレイ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ディスクアレイ装置の一部の構成の一例を示す説明図である。
【図２】冷却用ファンの回路部の構成の概略を示す説明図である。
【図３】冷却用ファンの回転部の構成の概略を示す説明図である。
【図４】軸受けの構成の概略を示す説明図である。
【図５】流体軸受部を使用した場合の軸受けの構成を示す説明図である。
【図６】各系統のコイルをずらして配置した場合の冷却用ファンの構成の概略を示す説明図である。
【図７】改良前の冷却用ファンの構成の概略を示す説明図である。
【図８】改良前のディスクアレイ装置の一部の構成の一例を示す説明図である。
【図９】改良前のディスクアレイ装置の一部の構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るディスクアレイ装置１の構成の概略を示す図である。
【００１５】
図１に示すようにディスクアレイ装置１は、筺体１０内の、ＣＰＵ１１やメモリ１２を有する制御部１３や、電源ユニット１４にそれぞれ設けられた冷却用ファン２０を備えている。
【００１６】
冷却用ファン２０は、図２に示すようにブラシレスＤＣモータ３０を有している。冷却用ファン２０は、モータ３０に対し複数系統、例えば２系統の冗長回路４０ａ、４０ｂを有している。冗長回路４０ａ、４０ｂは、モータ３０に設けられた複数系統、例えばニ重コイルからなる２系統のコイル４１ａ、４１ｂと、当該コイル４１ａ、４１ｂの各系統毎に設けられ、対応するコイル４１ａ、４１ｂに信号を送ってモータ３０の回転を制御する２系統の制御回路４２ａ、４２ｂを有している。なお、本実施の形態において、コイル４１ａ、４１ｂは、モータ３０に対しそれぞれ３つ設けられているがその数はこれに限定されるものではない。また、モータ３０には、回転数検知ブロック３５が設けられている。
【００１７】
制御回路４２ａ、４２ｂは、それぞれ、外部から回転速度を指示する信号等を受信し、それに応じて回転速度等を定める回転制御回路５０ａ、５０ｂと、回転制御回路５０ａ、５０ｂから動作指示信号を受けてコイル４１ａ、４１ｂに動作信号を送ってモータ３０を駆動させるモータ駆動回路５１ａ、５１ｂを有している。
【００１８】
また、冷却用ファン２０は、一の系統の冗長回路４０ａ、４０ｂが故障した場合に他の系統の冗長回路を用いてモータ３０を回転させる故障制御回路６０を有している。故障制御回路６０は、例えば制御回路４２ａ、４２ｂからコイル４１ａ、４１ｂへの動作指示信号から故障を判断し検出する第１の回路としての故障検出回路６１ａ、６１ｂと、故障が検出された場合に故障していない他の制御回路４２ａ（４２ｂ）に動作信号を送る第２の回路としての同期制御回路６２を有している。故障検出回路６１ａ、６１ｂは、各制御回路４２ａ、４２ｂに対応して設けられ、例えばモータ駆動回路５１ａ、５１ｂからコイル４１ａ、４１ｂへの動作信号の出力の有無を検出する。同期制御回路６２は、回転制御回路５０ａ、５０ｂのいずれか、又は両方に対し動作信号を出力して回転制御回路５０ａ、５０ｂのいずれかを動作させたり、両方を同期させて動作させることができる。
【００１９】
冷却用ファン２０は、図３に示すようにモータ軸７０と、羽根７１を有する回転部７２との間にダブルベアリング構造を有する。回転部７２の軸受け８０（ダブル軸受け）は、図４に示すようにモータ軸７０に対して同心円状にボールベアリングが２重構造となるものであり、軸中心部８１、一次リング８２、二次リング８３が同心円状に配置され、それぞれの間が一次ボールベアリング８４と二次ボールベアリング８５で接続されている。軸中心部８１は、モータ軸７０に固定されており、外側の二次リング８３は、モータ３０のハウジング等に固定されている。これにより、一次ボールベアリング８４が摩耗等により破損し、軸中心部８１や一次リング８２に固着するなど回転が不可能になっても、二次ボールベアリング８５の動作により軸中心部８１と二次リング８３との間の回転は維持され、二次ボールベアリング８５が摩耗等により破損し、一次リング８２や二次リング８３に固着するなど回転が不可能になっても、一次ボールベアリング８４の動作により軸中心部８１と二次リング８３との間の回転は維持される。その他、回転部７２は、図３に示したように軸受け８０と羽根７１との間にニ重巻きコイル９０、磁石９１を有している。
【００２０】
次に以上のように構成されたディスクアレイ装置１の動作について説明する。図２に示すように冷却用ファン２０の外部から回転制御回路５０ａ、５０ｂに、モータ３０の回転数などの回転動作に関する信号１００が入力される。回転制御回路５０ａは、信号１００に基づいて、モータ駆動回路５１ａに対して、コイル４１ａの極数に応じたＳ極、Ｎ極の設定などのモータ３０の動作指示信号１０１ａを出力する。モータ駆動回路５１ａは、例えば動作指示信号１０１ａを増幅してモータ３０の動作に必要な電流を動作信号１０２ａとしてコイル４１ａに出力する。
【００２１】
同様に、回路制御回路５０ｂは、信号１００に基づいて、モータ駆動回路５１ｂに対してモータ３０の動作指示信号１０１ｂを出力し、モータ駆動回路５１ｂは、コイル４１ｂに対し動作信号１０２ｂを出力する。例えば回転制御回路５０ａからモータ駆動回路５１ａに送られる動作指示信号１０１ａと、回転制御回路５０ｂからモータ駆動回路５１ｂに送られる動作指示信号１０１ｂは、同期制御回路６２により同期されている。
【００２２】
コイル４１ａ、４１ｂへの動作信号１０２ａ、１０２ｂにより、二重の軸受け８０を介して回転部７２が回転し羽根７１が回転する。
【００２３】
この間、故障検出回路６１ａ、６１ｂは、それぞれモータ駆動回路５１ａ、５１ｂからコイル４１ａ、４１ｂへの動作信号１０２ａ、１０２ｂの出力の有無を検出する。故障検出回路６１ａ、６１ｂでは、コイル４１ａ、４１ｂへ出力している動作信号１０２ａ、１０２ｂの動きによってどのような状態なのかを知ることができる。これは、モータ駆動回路５１ａ、５１ｂから動作信号１０２ａ、１０２ｂが出力されている時には、一定間のレベル信号が検出できるが、モータ駆動回路５１ａ、５１ｂからのいずれかの動作信号１０２ａ、１０２ｂが出力されていない時には、出力されている側のモータ駆動回路からの動作信号がコイルを動かす時に発生する電流が変化し、それが二重巻きにされたコイルから起電力として、パルス的な信号を発生させ、故障検出回路６１ａ、６１ｂがこれを検出できるためである。なお、この信号の発生は、発電機等で使われるトランスと同じ効果である。
【００２４】
故障検出回路６１ａ、６１ｂにおいて、いずれかの動作信号１０２ａ、１０２ｂが出力されていないことを検出すると、故障検出回路６１ａ、６１ｂは、同期制御回路６２に対し故障信号１０３ａ、１０３ｂを出力する。同期制御回路６２は、故障検出回路６１ａから故障信号１０３ａを受信した場合には、回転制御回路５０ｂに対し動作信号１０４ａを出力し、回転制御回路５０ｂからの指示でモータ駆動回路５１ｂ、コイル４１ｂを動作させる。同様に同期制御回路６２は、故障検出回路６１ｂから故障信号１０３ｂを受信した場合には、回転制御回路５０ａに対し動作指示信号１０４ａを出力し、回転制御回路５０ａからの指示でモータ駆動回路５１ａ、コイル４１ａを動作させる。これらの動作により、故障していない回路を常に使ってモータ３０を駆動させることができ、冷却用ファン２０の電気的な部分の一系統が故障してもモータ３０が停止しない。
【００２５】
通常のモータ３０の回転時には、図４に示す一次ボールベアリング８４が回転し、摩擦が少ない状態で軸中心部８１側が一次リング８２側に対して回転する。この時、一次リング８２と二次ボールベアリング８５は回転しても回転しなくてもよい。
【００２６】
故障等により一次ボールベアリング８４が軸中心部８１もしくは一次リング８２に固着し回転できない状態になった場合には、一次リング８２と二次リング８３との間にある二次ボールベアリング８５が回転することにより、軸受け８０が機能し、冷却用ファン２０の回転が継続できる。また、故障等により二次ボールベアリング８５が二次リング８３もしくは一次リング８２に固着し回転できない状態になった場合には、一次リング８２と軸中心部８１との間にある一次ボールベアリング８４が回転することにより、軸受け８０が機能し、冷却用ファン２０の回転が継続できる。
【００２７】
以上の実施の形態では、２系統からなる冗長回路４０ａ、４０ｂや二重の軸受け８０を設けることで、ファンの設置数を増加させなくても、機械的な故障や電気的な故障があった場合に冷却用ファン２０の回転を継続することができる。よって、ディスクアレイ装置１をコンパクトに維持しながら、故障時の冷却用ファン２０の停止を防止できる。
【００２８】
また、以上の実施の形態では、故障制御回路６０は、制御回路４０ａ、４０ｂからコイル４１ａ、４１ｂへの信号１０２ａ、１０２ｂから故障を検出する故障検出回路６１ａ、６１ｂと、故障が検出された場合に故障していない他の制御回路に動作指示信号を送る同期制御回路６２を有しているので、故障の検出と故障が生じた場合の対応を好適にかつ確実に行うことができる。
【００２９】
以上の実施の形態で記載した軸受け８０にはボールベアリングを用いていたが、流体軸受けを用いてもよい。例えば図５に示すように軸中心部８１と一次リング８２とが流体軸受部１１０により接続されていてもよい。かかる場合も、流体軸受部１１０、ボールベアリング８５のいずれかが故障した場合であっても、回転は継続される。なお、一次リング８２と二次リング８３との間を流体軸受部とし、軸中心部８１と一次リング８２との間をボールベアリングとしてもよく、また、２つの軸受けの両方を流体軸受部としてもよい。なお、モータ軸７０に対して同心円状に配置される軸受けの数は、２つに限られず２つ以上であれば任意に選択できる。
【００３０】
また、上記実施の形態では、コイル４１ａ、４１ｂが二重巻きにされていたが、図６に示すように各系統毎に角度をずらして設けられていてもよい。また、コイル４１ａ、４１ｂ等の冗長回路４０ａ、４０ｂは２系統であったが、２以上であればその数は任意に選択できる。
【００３１】
以上の実施の形態において、通常の回転時に両系統の冗長回路４０ａ、４０ｂを動作させてモータ３０を駆動していたが、いずれか一方の冗長回路を動作させて駆動させ、その冗長回路が故障した場合にもう一方の冗長回路を動作させるようにしてもよい。
【００３２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３３】
（付記１）冷却用ファンを備えるディスクアレイ装置であって、冷却用ファンのモータに設けられた複数系統のコイルと、当該コイルの各系統毎に設けられ、対応するコイルに信号を送って前記モータの回転を制御する複数系統の制御回路と、を有する複数系統の冗長回路と、前記一の系統の冗長回路が故障した場合に他の系統の冗長回路を用いてモータを回転させる故障制御回路と、前記冷却用ファンの回転部とモータ軸を接続し、当該モータ軸に対して同心円状に接続された複数の軸受けと、を有する、ディスクアレイ装置。
【００３４】
（付記２）前記故障制御回路は、前記制御回路からコイルへの信号から故障を検出する第１の回路と、故障が検出された場合に故障していない他の制御回路に動作信号を送る第２の回路と、を有する、付記１に記載のディスクアレイ装置。
【符号の説明】
【００３５】
１  ディスクアレイ装置
１０  筺体
１１  ＣＰＵ
１２  メモリ
１３  制御部
１４  電源ユニット
２０  冷却用ファン
３０  モータ
４０ａ、４０ｂ  冗長回路
４１ａ、４１ｂ  コイル
４２ａ、４２ｂ  制御回路
５０ａ、５０ｂ  回転制御回路
５１ａ、５１ｂ  モータ駆動回路
６０  故障制御回路
６１ａ、６１ｂ  故障検出回路
６２  同期制御回路
７０  モータ軸
７１  羽根
７２  回転部
８０  軸受け
８１  軸中心部
８２  一次リング
８３  二次リング
８４  一次ボールベアリング
８５  二次ボールベアリング
９０  二重巻きコイル
９１  磁石
１１０  流体軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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