特許 7553133 防塵フィルタ自動除塵機構及び防塵フィルタ自動除塵方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】防塵フィルタ自動除塵機構及び防塵フィルタ自動除塵方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 46/18 20060101AFI20240910BHJP

   B01D 46/681 20220101ALI20240910BHJP

   B01D 46/42 20060101ALI20240910BHJP

   H05K 1/02 20060101ALN20240910BHJP

【ＦＩ】

B01D46/18 A

B01D46/681

B01D46/42 A

H05K1/02 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023025010

(22)【出願日】2023-02-21

(65)【公開番号】P2024118625

(43)【公開日】2024-09-02

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100181135

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 隆史

(72)【発明者】

【氏名】門田 貴継

【審査官】壷内 信吾

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－１４５０１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－０２３４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０５９１２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１７７７３６２１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】実開平０１－１５６７２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００２－００１０３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ４６／００－４６／９０

Ｆ２４Ｆ １３／０８－１３／３２

Ｈ０５Ｋ １／００－１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントベゼル内の吸気経路と交差するように配置され、かつ当該吸気経路を挟むように位置する上部ローラ及び下部ローラを起点として一定周期で循環するベルトコンベア状の防塵フィルタであって、
前記フロントベゼルの下部位置に設置されて、前記防塵フィルタの下端部を収容するダストボックスと、
該ダストボックス内に設置されて前記防塵フィルタに付着した埃を除去する除塵ブラシと、を有し、
前記フロントベゼルの上部位置には、前記防塵フィルタの上端部を収容する無風ボックスが設置され、
前記ダストボックス及び無風ボックス内には前記防塵フィルタの表裏を１８０度反転させるベルト反転機構がそれぞれ設置されることを特徴とする防塵フィルタ自動除塵機構。

【請求項2】

前記除塵ブラシは回転ブラシにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の防塵フィルタ自動除塵機構。

【請求項3】

前記防塵フィルタの目詰まりを検出する塵埃センサと、該塵埃センサが前記防塵フィルタの目詰まりを検出した場合のみ、前記防塵フィルタ及び回転ブラシを回転駆動させる制御手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の防塵フィルタ自動除塵機構。

【請求項4】

前記フロントベゼルは電子機器を冷却するための吸気経路と直交する方向に設置されることを特徴とする請求項１に記載の防塵フィルタ自動除塵機構。

【請求項5】

前記ベルト反転機構は、
前記上部ローラに対して間隔をおいて配置された上部補助ローラと、これら上部ローラ及び上部補助ローラの間に配置されて前記防塵フィルタのベルト面を表裏反転させる上部回転ガイドと、
前記下部ローラに対して間隔をおいて配置された下部補助ローラと、これら下部ローラ及び下部補助ローラの間に配置されて前記防塵フィルタのベルト面を表裏反転させる下部回転ガイドと、を具備することを特徴とする請求項１に記載の防塵フィルタ自動除塵機構。

【請求項6】

フロントベゼル内の吸気経路と交差しかつ当該吸気経路を挟むように位置する２か所の回転ローラを起点として一定周期で循環するベルトコンベア状の防塵フィルタにおいて、前記フロントベゼルの下部位置に前記防塵フィルタの下端部を収容するダストボックスを設置した状態で、当該ダストボックス内にて前記防塵フィルタに付着した埃を除塵ブラシにより除去することを特徴とし、
前記フロントベゼルの上部位置において前記防塵フィルタの上端部を無風ボックスに収容するとともに、
前記ダストボックス及び無風ボックス内のそれぞれにおいてベルト反転機構により前記防塵フィルタの表裏を１８０度反転させる、
ことを特徴とする防塵フィルタ自動除塵方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンピュータ、ネットワークシステムのサーバなどの発熱機器に適用されて、装置内にごみ、埃などの進入を防止する防塵フィルタの自動除塵機構及び自動除塵方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の防塵フィルタ目詰まり防止に関する技術としては特許文献１～３が知られている。
特許文献１に示される自動フィルタ清掃装置では、一対の回転ローラに跨り巻回され、かつ室内から吸入された空気が通過する空気流路内に配置されたベルト形状の集塵フィルタを有している。
この集塵フィルタの端部でありかつ空気調和機の空気吸い込み能力に影響が出ない箇所には、除塵体であるブラシとともに、該ブラシで除去した塵埃を収納するダストボックスが設けられている。

【0003】

特許文献２に示される投射型映像表示装置では、筐体内部に取り入れる外気を濾過するフィルタ材と、フィルタ材が取り付けられるループ形状のフィルタ枠を、ループ形状の方向に回転移動させる駆動機構と、所定の位置で自転しつつフィルタ材と接触する除塵ブラシとを備える。
そして、この除塵ブラシにより除去された塵埃は、埃ボックス内に収納される。

【0004】

特許文献３に示されるフィルタ掃除機構では、空気をろ過するエアフィルタを取り付けたループ形状の帯状網体であるフィルタ枠を駆動軸及び案内軸により保持する。
除塵体であるブラシユニットは、駆動軸とともにフィルタ枠を挟むように配置されており、該フィルタ枠を駆動することで、エアフィルタに付着した塵埃を掻き取り除去する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１-１５３７６１号公報

【文献】特開２０１１-１８０３３５号公報

【文献】特開２０１１-２４５４６０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、特許文献１～３に示される塵埃除去に関する装置では、エアフィルタを通過する空気の流れが強い場合に、単純にブラシで除塵を行おうとしても、いったん除塵したはずの埃が再びフィルタに再吸着されてしまうという問題があり、このような問題解決のための具体的構成が示されていない。

【0007】

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、吸気の影響を受けない確実な塵埃除去を可能とする防塵フィルタ自動除塵機構及び防塵フィルタ自動除塵方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第１態様に示される防塵フィルタ自動除塵機構では、フロントベゼル内の吸気経路と交差するように配置され、かつ当該吸気経路を挟むように位置する上部ローラ及び下部ローラを起点として一定周期で循環するベルトコンベア状の防塵フィルタと、前記フロントベゼル下部における吸気の影響を受けない位置に設置されて、前記防塵フィルタの下端部を収容するダストボックスと、該ダストボックス内に設置されて前記防塵フィルタに付着した埃を除去する除塵ブラシと、を有することを特徴とする。

【0009】

本発明の第２態様に示される防塵フィルタ自動除塵方法では、フロントベゼル内の吸気経路と交差しかつ当該吸気経路を挟むように位置する２か所の回転ローラを起点として一定周期で循環するベルトコンベア状の防塵フィルタにおいて、前記フロントベゼルの下部位置に前記防塵フィルタの下端部を収容するダストボックスを設置した状態で、当該ダストボックス内にて前記防塵フィルタに付着した埃を除塵ブラシにより除去することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、吸気の影響を受けない無風のダストボックス内に、防塵フィルタの埃除去を行う除塵ブラシを設置することにより、防塵フィルタからの塵埃除去及び塵埃の再付着を確実に防止して、当該防塵フィルタの交換を不要として長期のサーバ運用を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明に係る防塵フィルタ自動除塵機構の最小構成を示す概略図である。

【図2】第１実施形態に適用されるタワーサーバ及びフロントベゼルを示す斜視図である。

【図3】第１実施形態として示されたタワーサーバに設置の防塵フィルタ装置及び防塵フィルタ自動除塵機構を示す図である。

【図4】図３に示される防塵フィルタ装置及び防塵フィルタ自動除塵機構の拡大図である。

【図5】第２実施形態として示された防塵フィルタ装置及び防塵フィルタ自動除塵機構の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明に係る防塵フィルタ自動除塵機構１００の最小構成について図１を参照して説明する。
図１に示される防塵フィルタ自動除塵機構１００において、符号１は防塵フィルタ、符号２はダストボックス、符号３は除塵ブラシを表している。

【0013】

防塵フィルタ１は、フロントベゼル４内の吸気経路５と交差するように配置され、かつ当該吸気経路５を挟むように位置する上部ローラ６及び下部ローラ７を起点として一定周期で循環するベルトコンベア状のフィルタである。
ダストボックス２は、フロントベゼル４の下部における吸気（符号Ａで示す）の影響を受けない位置に設置されて、防塵フィルタ１の下端部を収容する。
除塵ブラシ３は、ダストボックス２内に設置されて防塵フィルタ１に付着した塵埃（符号Ｇで示す）を除去するものである。

【0014】

そして、以上のように構成された防塵フィルタ自動除塵機構１００によれば、フロントベゼル４の下部位置にダストボックス２を設置し、該ダストボックス２内にて防塵フィルタ１の下端部とともに、当該防塵フィルタ１に付着した埃を除去する除塵ブラシ３を設けたので、吸気の影響を受けない除塵ブラシ３による塵埃除去を確実に実施することができる。

【0015】

また、上記防塵フィルタ自動除塵機構１００によれば、吸気の影響を受けない無風のダストボックス２内にて、防塵フィルタ１の下端部とともに、当該防塵フィルタ１に付着した埃を除去する除塵ブラシ３を設置したので、いったん除塵したはずの埃が、再び防塵フィルタ１に吸着されるという事態を回避することが可能となる。
従って、上記防塵フィルタ自動除塵機構１００では、防塵フィルタ１からの塵埃除去、塵埃の再付着を確実に防止することで、当該防塵フィルタ１の交換を不要として長期のサーバ運用を可能とする。

【0016】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図２～図４を参照して説明する。
図２及び図３において符号１０で示すものはタワーサーバであって、このタワーサーバ１０内には前面側のフロントファン１１により冷却用の外部空気が取り込まれ、後面側のリアファン１２により排熱を含んだ内部空気が外部に排出される。
そして、これらファン１１，１２によりタワーサーバ１０内に取り込まれた空気（エアフローを符号Ａで示す）は、エアダクト１３内を流通するとともに、その移動の途中で、制御装置Ｃとなるマザーボード１４で発生した熱を吸収、排出する。
また、図３において、符号１５で示すものは外部へ電力供給を行うためのマザーボード１４上の電源コネクタである。

【0017】

タワーサーバ１０の前面側に位置する吸気口１６には、図２及び図３に示すように長方形状のフロントベゼル１７が脱着自在に設置されている。
フロントベゼル１７内には、空気中の塵埃を除去する防塵フィルタ装置２０とともに、防塵フィルタ装置２０の防塵フィルタ２１に付着した塵埃を除去する防塵フィルタ自動除塵機構１０１（後述する）が設けられている。

【0018】

なお、本例では、図３に示されるようにフロントベゼル１７内において、防塵フィルタ装置２０が縦方向に３台、隣接するように配置されているが、その台数については限定されない。
また、この防塵フィルタ装置２０は、フロントベゼル１７内の吸気経路１７Ａと交差／直交するように配置され、かつ当該吸気経路１７Ａを挟むように位置する上部ローラ２２及び下部ローラ２３を起点として一定周期で循環するベルトコンベア状の防塵フィルタ２１を有している。
また、本例に示される防塵フィルタ２１は、フロントベゼル１７内の空間において、タワーサーバ１０に近い位置に配置されている。

【0019】

また、本例に示される防塵フィルタ２１は、図示しない駆動モータにより上部ローラ２２及び下部ローラ２３を介して図中時計方向に回転する。
なお、上部ローラ２２及び下部ローラ２３は、マザーボード１４上の電源コネクタ１５を通じて電力供給される駆動モータにより回転される。

【0020】

次に、本発明に係る防塵フィルタ自動除塵機構１０１について図３及び図４を参照して説明する。
この防塵フィルタ自動除塵機構１０１は、防塵フィルタ装置２０に設置されるものであって、ダストボックス３０と除塵ブラシ３１とを主な構成要素とする。
ダストボックス３０は、フロントベゼル１７の下部における吸気の影響を受けない位置に設置されて、防塵フィルタ２１の下端部を収容する。
除塵ブラシ３１は、ダストボックス３０内に設置されて防塵フィルタ２１に付着した埃を除去する回転ブラシにより構成されている。
なお、除塵ブラシ３１は、マザーボード１４上の電源コネクタ１５を通じて電力供給される駆動モータ（図示略）により回転される。

【0021】

次に、本実施形態に係る動作について図２及び図３を参照して説明する。
まず、図２に示すように、タワーサーバ１０の装置フロント側にフロントベゼル１７を装着する。
タワーサーバ１０はフロントファン１１によりフロント側から吸気を行なう。このとき、フロントファン１１により取り込まれた外気（符号Ａ１で示す）は、フロントベゼル１７内の吸気経路１７Ａを通過するとともに、その通過時に防塵フィルタ２１を経由することで、外気中に含まれていた塵埃（符号Ｇで示す）が除去される。

【0022】

その後、タワーサーバ１０内に取り込まれた外気は、エアフローＡで示される流路を経由することでマザーボード１４の熱を吸収した後、リアファン１２により装置リア側へ排出される（排気を符号Ａ２で示す）。
一方、防塵フィルタ２１を経由することで除去された塵埃Ｇは当該防塵フィルタ２１上に一時的に堆積された後、当該防塵フィルタ２１が、フロントファン１１の吸気の影響を受けないダストボックス３０内にまで移動した場合に、回転ブラシからなる除塵ブラシ３１でこそぎ取られその後の再吸着を防ぎつつ、下部のダストボックス３０内に排出及び集積される。

【0023】

そして、以上のように構成された防塵フィルタ自動除塵機構１０１によれば、フロントベゼル１７の下部位置にダストボックス３０を設置し、該ダストボックス３０内にて防塵フィルタ２１の下端部とともに、当該防塵フィルタ２１に付着した埃を除去する除塵ブラシ３１を設けたので、吸気の影響を受けない除塵ブラシ３１による塵埃除去を確実に実施することができる。

【0024】

また、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０１によれば、吸気の影響を受けない無風のダストボックス３０内にて、防塵フィルタ２１の下端部とともに除塵ブラシ３１を設置したので、いったん除塵したはずの埃が、再び防塵フィルタ２１に吸着されるという事態を回避することができる。
従って、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０１では、防塵フィルタ２１からの塵埃除去及び塵埃の再付着を確実に防止することで、当該防塵フィルタ２１の交換を不要として長期のサーバ運用を可能とする。

【0025】

また、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０１では、防塵フィルタ２１の交換を不要とすることで、作業員が現地に赴いての保守作業が不要となり、遠隔地からのサーバ運用の自動化が可能となり、さらには除塵のためのサーバの停止が不要となる。

【0026】

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。
第２実施形態に係る防塵フィルタ自動除塵機構１０２が、第１実施形態に係る防塵フィルタ自動除塵機構１０１と構成を異にするのは、防塵フィルタ２１の上端部に無風ボックス４０を設けた点、ダストボックス３０及び無風ボックス４０内のそれぞれに防塵フィルタ２１の表裏を１８０度反転させるベルト反転機構５０，５１を設けた点である。

【0027】

無風ボックス４０は、フロントベゼル１７の上部位置に設置されるものであって、防塵フィルタ２１の上端部を収容することで、当該防塵フィルタ２１の上端部を無風状態とする。エアフローＡの影響を受けない無風ボックス４０及び前述したダストボックス３０内には、防塵フィルタの表裏を１８０度反転させるベルト反転機構５０，５１がそれぞれ設置されている。

【0028】

上側に位置するベルト反転機構５０は、上部ローラ２２に対して間隔をおいて配置された上部補助ローラ５２と、これら上部ローラ２２及び上部補助ローラ５２間に配置されて防塵フィルタ２１のベルト面を９０°ずつ２回（すなわち、合計１８０°）捩じる上部回転ガイド５３と、を具備している。
下側に位置するベルト反転機構５１は、下部ローラ２３に対して間隔をおいて配置された下部補助ローラ５４と、これら下部ローラ２３及び下部補助ローラ５４間に配置されて防塵フィルタ２１のベルト面を９０°ずつ２回（すなわち、合計１８０°）捩じる下部回転ガイド５５と、を具備している。
また、ベルト反転機構５１の下部補助ローラ５４は、ダストボックス３０内において除塵ブラシ３１に対して若干の下方位置に配置されている。

【0029】

そして、以上のように構成された防塵フィルタ自動除塵機構１０２では、まず、除塵ブラシ３１で堆積した塵埃Ｇの除塵を行い、次に下部補助ローラ５４と下部回転ガイド５５の間で防塵フィルタ２１を９０度捩じった後、下部回転ガイド５５と下部ローラ２３の間でさらに９０度捩じることにより防塵フィルタ２１の面を反転させる。
これによりダストボックス３０から送り出される防塵フィルタ２１は埃堆積面（符号２１Ａで示す埃が堆積する側の面）がエアフローＡの上流側、非堆積面（符号２１Ｂで示す）がエアフローＡの下流側に向く。

【0030】

次に、エアフローＡの影響を受けない上部の無風ボックス４０の中に防塵フィルタ２１が至った場合には、無風ボックス４０の中において、上部ローラ２２と上側回転ガイド５３の間で防塵フィルタ２１を９０度捩じった後、上側回転ガイド５３と上部補助ローラ５２の間でさらに９０度捩じることにより防塵フィルタ２１の面を反転させる。
これにより無風ボックス４０から送り出される防塵フィルタ２１は、埃堆積面（符号２１Ａで示す）がエアフローＡの上流側、非堆積面（符号２１Ｂで示す）がエアフローＡの下流側に向く。

【0031】

これにより上記防塵フィルタ自動除塵機構１０２では、防塵フィルタ２１の埃堆積面（符号２１Ａで示す）をエアフローＡの上流側に常時位置させることができるので、例えば図４に符号Ｇ´で示すように塵埃の一部が、タワーサーバ１０内に吸い込まれるという事態を未然に防止することができる。
また、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０２では、防塵フィルタ２１の埃堆積面と非堆積面を使い分けることが可能となるため、除塵しきれなかった塵埃Ｇ´のサーバ内部への流出を防ぐことが可能となる。

【0032】

（変形例）
なお、上記実施形態では、常時又は予め設定した所定時間毎に、上部ローラ２２及び下部ローラ２３を回転させる駆動モータ（図示略）、除塵ブラシ３１を回転させる駆動モータを駆動することで、防塵フィルタ２１及び除塵ブラシ３１を稼働させる。
しかしこれに限定されず、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０１／１０２では、防塵フィルタ２１の目詰まりを検出する塵埃センサの検出信号に基づき、該塵埃センサが防塵フィルタ２１の目詰まりを検出した場合のみ、防塵フィルタ２１及び除塵ブラシ３１を回転駆動させる制御を行っても良い。

【0033】

このとき、上記防塵フィルタ自動除塵機構１０１／１０２では、塵埃センサの検出値から求めた防塵フィルタ２１の目詰まり度とともに、マザーボード１４上に設置した風量センサ／温度センサなどで検出した検出値を加味して、防塵フィルタ２１及び除塵ブラシ３１の回転速度を制御しても良い。

【0034】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明は、コンピュータ、ネットワークシステムのサーバなどの発熱機器に適用されて、装置内にごみ、埃などの進入を防止する防塵フィルタの自動除塵機構及び自動除塵方法に関する。

【符号の説明】

【0036】

１ 防塵フィルタ
２ ダストボックス
３ 除塵ブラシ
４ フロントベゼル
５ 吸気経路
６ 上部ローラ
７ 下部ローラ
１０ タワーサーバ
１１ フロントファン
１２ リアファン
１３ エアダクト
１４ マザーボード
１５ 電源コネクタ
１６ 吸気口
１７ フロントベゼル
１７Ａ 吸気経路
２０ 防塵フィルタ装置
２１Ａ 埃堆積面
２１Ｂ 非堆積面
２１ 防塵フィルタ
２２ 上部ローラ
２３ 下部ローラ
３０ ダストボックス
３１ 除塵ブラシ
４０ 無風ボックス
５０ ベルト反転機構
５１ ベルト反転機構
５２ 上部補助ローラ
５３ 上部回転ガイド
５１ ベルト反転機構
５４ 下部補助ローラ
５５ 下部回転ガイド
Ａ エアフロー
Ｇ 塵埃

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】