JP2012018997A - Sound absorbing structure of electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風機によって発熱体の冷却を行う構造を持つ電子機器の吸音構造に関する。 The present invention relates to a sound absorbing structure of an electronic device having a structure in which a heating element is cooled by a blower.
電子機器に用いられる半導体、とりわけ情報処理装置のCPUに代表されるような半導体の進化はすさまじく、高発熱量・高密度化の一途をたどっているのは周知の事実である。これに伴い、冷却の為の送風機の実装数および回転数の増大により、装置の騒音値も上昇傾向にある。一方で、電子機器は従来の専用のマシン室への設置ではなく、事務所に設置される頻度が高くなり、電子機器の低騒音化の要望が強くなっている。そこで電子機器筐体内部の送風機近傍あるいは電子機器筐体外部の電子機器を搭載しているラックキャビネット等に、吸音材を用いた吸音構造を設置することが多くなっている。複数の吸音材を組み合わせて吸音経路を設けたこれまでの吸音構造は、吸音構造自体の容積が大きくなってしまい、設置スペースや取り扱い上での制約が多く、また複数の吸音材を組み合わせた不均衡な吸音構造の為に、冷却媒体の分布にバラツキを生じさせ電子機器内部を一様に冷却する上で障害となる恐れがあった。 It is a well-known fact that semiconductors used in electronic devices, especially semiconductors represented by CPUs of information processing devices, have been evolving rapidly, and the amount of heat generation and density has been increasing. In connection with this, the noise value of the apparatus is also increasing due to an increase in the number of mounted blowers and the number of rotations for cooling. On the other hand, electronic devices are not installed in a conventional dedicated machine room, but are frequently installed in offices, and there is a strong demand for noise reduction of electronic devices. Therefore, a sound absorbing structure using a sound absorbing material is often installed in the vicinity of a blower inside the electronic device casing or in a rack cabinet or the like in which an electronic device outside the electronic device casing is mounted. The conventional sound absorbing structure in which a sound absorbing path is provided by combining a plurality of sound absorbing materials has a large volume of the sound absorbing structure itself, and there are many restrictions on installation space and handling, and there is a problem that a plurality of sound absorbing materials are not combined. Due to the balanced sound absorbing structure, there is a possibility that the distribution of the cooling medium may vary, which may be an obstacle to uniformly cooling the inside of the electronic device.
さらに、近年の電子機器はその内部の基板や板金構造は基本的に同一でありながら、内部に搭載されるCPUを入れ替えることで、複数の世代に渡って使用されることが多くなってきた。その為、その世代毎に応じた冷却性能を得る為に、送風機の回転数を変化させたり、許容される内部機器の流体抵抗に応じ、吸音構造の変更をその都度実施してきた。 Furthermore, recent electronic devices have been used for a plurality of generations by replacing the CPU mounted therein, while the internal substrate and sheet metal structure are basically the same. Therefore, in order to obtain the cooling performance corresponding to each generation, the rotation speed of the blower is changed, or the sound absorption structure is changed each time according to the allowable fluid resistance of the internal device.
これらの問題を解決する為に、特開2008-235381号公報には、吸音材の形状を傾斜、V字或いはU字とし、所定の間隔で吸音材を複数個配置することにより複数の貫通口を設け、送風機から貫通口の貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器の外部に出ないように複数の吸音材を配置する吸音構造が開示されている。 In order to solve these problems, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-235381 discloses that the shape of the sound absorbing material is inclined, V-shaped or U-shaped, and a plurality of sound absorbing materials are arranged at a predetermined interval to thereby form a plurality of through holes. And a sound absorbing structure in which a plurality of sound absorbing materials are arranged so that sound that is perpendicularly incident on the through surface of the through hole from the blower does not directly go out of the electronic device.
しかし、電子機器の外部へ出る音の経路は貫通口から傾斜、V字或いはU字の経路を辿る以外に吸音材を水平に通過し、そのまま外部へ出る経路が存在し、この経路は場所によっては吸音材を十分に通らずに電子機器の外部に出てしまう問題があった。これを解決する為には吸音材自体を厚くし、吸音材を水平に通過する経路に対しても十分吸音させるしか方法がなかったが、この方法では吸音構造自体の容積が大きくなってしまい、設置スペースが拡大してしまう問題があった。 However, the sound path to the outside of the electronic device has a path that passes through the sound-absorbing material horizontally and goes to the outside as it is, other than following the inclined, V-shaped or U-shaped path from the through-hole, and this path depends on the location. Has a problem that it goes out of the electronic device without passing through the sound absorbing material sufficiently. In order to solve this, there was only a method of thickening the sound absorbing material itself and sufficiently absorbing sound even for a path passing through the sound absorbing material horizontally, but this method increases the volume of the sound absorbing structure itself, There was a problem that the installation space expanded.
従来の電子機器の吸音構造を図10に示す。図10は、電子機器102内の送風機103からの冷却媒体の流路に所定形態の吸音材104を所定の間隔で複数個配置することにより複数の貫通口105を設ける電子機器の吸音構造であり、貫通口105の経路を傾斜、V字型やU字型にすることにより送風機103から貫通口105の貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器を搭載したラック101の外部に出ないようにしている。また、貫通口105の経路を傾斜、V字型やU字型にすることにより吸音材104の厚さを抑えることができコンパクトな設計を可能としていた。
FIG. 10 shows a sound absorbing structure of a conventional electronic device. FIG. 10 shows a sound absorbing structure for an electronic device in which a plurality of through holes 105 are provided by arranging a plurality of
しかし、図10に示した従来の吸音構造では以下の課題があった。電子機器102の外部へ出る音の経路は貫通口105から傾斜、V字或いはU字の経路を辿る以外に吸音材104を水平に通過し、そのまま外部へ出る経路が存在する。吸音材104を水平に通過する音の経路106では音は十分に吸音されるが、吸音材104を水平に通過する音の経路107では音は吸音材104を十分に通らずに電子機器を搭載したラック101の外部に出てしまう問題があった。これを解決する為には吸音材104自体を厚くし、吸音材104を水平に通過する経路に対しても十分な吸音材の厚みを持たせるしか方法がなかったが、この方法では吸音構造自体の容積が大きくなってしまい、設置スペースが拡大してしまう問題があった。
However, the conventional sound absorbing structure shown in FIG. 10 has the following problems. The sound path to the outside of the
また、吸音材104自体は筐体の側面でしか固定されない為、送風機103からの風により吸音材104が振動し、冷却媒体の排気側のドアに当たって騒音となる問題があった。
Further, since the
従って、設置スペースを小さく保ちつつ且つ吸音効果を高める吸音構造の開発、および吸音材を固定し振動を抑える吸音構造の開発が課題であった。 Accordingly, the development of a sound absorbing structure that increases the sound absorbing effect while keeping the installation space small, and the development of a sound absorbing structure that fixes a sound absorbing material and suppresses vibrations have been problems.
本発明は、送風機からの冷却媒体の流路に所定形態の吸音材を所定の間隔で複数個配置することにより、複数の貫通口を設ける電子機器の吸音構造であって、前記送風機から前記貫通口の貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器の外部に出ないように前記複数の吸音材を配置し、前記吸音材に制振材を取り付けることで前記送風機による前記吸音材の振動を抑えると共に前記吸音材を通過して音が水平方向に直接的に電子機器の外部に出ないように遮音することを特徴とする。 The present invention provides a sound absorbing structure for an electronic device in which a plurality of sound absorbing materials having a predetermined shape are arranged at a predetermined interval in a flow path of a cooling medium from a blower, and a plurality of through holes are provided. The plurality of sound absorbing materials are arranged so that sound perpendicularly incident on the penetrating surface of the mouth does not directly go outside the electronic device, and a vibration damping material is attached to the sound absorbing material, so that the sound absorbing material of the blower In addition to suppressing vibration, sound is insulated so that sound does not pass directly through the sound absorbing material in the horizontal direction.
本発明の吸音構造を、送風機を搭載した電子機器の筐体内部あるいは外部の入排気方向に設置することにより、電子機器の冷却性能を保持したまま、電子機器の騒音を従来の吸音構造より減らすことができる。更に、吸音構造の基本吸音部材の設置位置や数量、あるいは角度を変えることで、ラックキャビネットサイズの変化への対応、電子機器内部のCPUの複数世代におよぶ必要冷却性能の変化に対応が可能となる。 By installing the sound absorbing structure of the present invention inside or outside the casing of an electronic device equipped with a blower, the noise of the electronic device is reduced as compared with the conventional sound absorbing structure while maintaining the cooling performance of the electronic device. be able to. Furthermore, by changing the installation position, quantity, or angle of the basic sound-absorbing member of the sound-absorbing structure, it is possible to respond to changes in the rack cabinet size and to the changes in required cooling performance for multiple generations of CPUs inside electronic devices. Become.
また、貫通口は冷却媒体の通過口であると同時に音が衝突し吸収される空間である為、貫通面の面積が同一であれば貫通口の経路が長いほど音の減衰も大きくなる。従って、本発明の吸音構造は、傾斜やV字型にした長い吸音経路となる貫通口を多数個持っている為、吸音構造に必要な容積をコンパクトにできる。また本発明の吸音構造は、貫通口の位置および寸法をバランスよく設けることで、貫通口前後の冷却媒体の分布および冷却流体が通過する際の圧力損失を一様とすることが可能である為、冷却性能を妨げることがない。 Further, since the through-hole is a space through which the sound collides and is absorbed at the same time as the through-hole of the cooling medium, if the through-hole area is the same, the longer the path of the through-hole, the greater the sound attenuation. Therefore, since the sound absorbing structure of the present invention has a large number of through-holes that form long sound absorbing paths that are inclined or V-shaped, the volume required for the sound absorbing structure can be made compact. Moreover, the sound absorbing structure of the present invention can provide a uniform distribution of the cooling medium before and after the through-hole and the pressure loss when the cooling fluid passes by providing the through-hole in a well-balanced position and size. Does not interfere with cooling performance.
本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第1の実施例の全体断面図を図1に示す。これは電子機器を搭載したラックキャビネットを側面から見た図である。電子機器2に搭載されている送風機3からの冷却媒体の流路に所定形態の吸音材4を所定の間隔で複数個配置し、複数の貫通口5を設け、送風機3から貫通口5の貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器搭載のラック1の外部に出ないように複数の吸音材4を配置している。そして、電子機器2から見て、それぞれの吸音材4の外側に制振材6、7、8を取り付けることで吸音材4を通過して音が水平方向に直接的に電子機器を搭載したラック1の外部に出ないように遮音効果を持たせている。また、制振材6、7、8は吸音材4を固定し、吸音材4の振動を抑える効果もある。吸音材はグラスウールやウレタンフォームに代表される吸音構造体を使用する。
FIG. 1 shows an overall cross-sectional view of the first embodiment of the present invention. This is a side view of a rack cabinet on which electronic devices are mounted. A plurality of sound absorbing materials 4 of a predetermined form are arranged at predetermined intervals in the flow path of the cooling medium from the
電子機器2の搭載位置は図1ではラック1の中央部に搭載しているが、複数の吸音材4および貫通口5で構成された吸音構造が排気側全面に配置している為、搭載位置は問わない。
The mounting position of the electronic device 2 is mounted in the center of the
図2に第1の実施例の吸音構造部の断面図を示す。冷却流体は吸音材21で遮断されている為、貫通口22から貫通口の経路23を通り、外部へ排気される。一方、騒音は吸音材21に吸収され減衰するか、または貫通口22に対し垂直に入り、貫通口の経路23で吸音され減衰する。更に、吸音材21で減衰しきれなかった騒音を、吸音材21の外側に取り付けている制振材24で吸音材を通過して直接外部へ出て行くのを防ぐ。吸音構造部が従来の吸音材21と貫通口22および貫通口の経路23で構成されていた場合では、吸音材21で減衰しきれなかった騒音が外部に出てしまうことがあった。本発明は吸音材21と制振材24を組み合わせることで、より吸音を高める効果がある。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the sound absorbing structure of the first embodiment. Since the cooling fluid is blocked by the
本発明による第2の実施例を図3に示す。吸音材31、貫通口32、貫通口の経路33および制振材34の構造は図2と全く同じで、冷却媒体は吸音材で遮断されている為、貫通口32から貫通口の経路33を通り外部へ排気される。一方、騒音は吸音材31に吸収され減衰するか、または貫通口32に対し垂直に入り、貫通口の経路33で吸収され減衰する。更に、吸音材31で減衰しきれなかった騒音を、吸音材31の外側に取り付けている制振材34で吸音材31を通過して直接外部へ出て行くのを防ぐ。第1の実施例と比べ、吸音材31の傾きを変えており、吸音経路を長くすることより吸音効果を高めることができる。
A second embodiment according to the present invention is shown in FIG. The structure of the
本発明による第3の実施例を図4に示す。ここでは貫通口の経路43を逆V字形にすることにより貫通面に対して入射する音が逆V字型の吸音材41の壁面に衝突し減衰されながら外部へ出る為、実施例1および実施例2に比べ吸音効果を高めることができる。また、吸音材41の外側に制振材44を取り付け、吸音材41を通過して直接外部へ音が出て行くのを防ぐ。図4では吸音材41の形状は逆V字型となっているが、上下反転させV字形とする形状も同様に考えられる。
A third embodiment according to the present invention is shown in FIG. Here, since the
本発明による第4の実施例を図5に示す。吸音材51、貫通口52、貫通口の経路53および制振材54の構造は図4と全く同じである。第3の実施例と比べ、吸音材51の傾きを変えており、吸音経路を長くすることより吸音効果を高めることができる。
A fourth embodiment according to the present invention is shown in FIG. The structure of the
本発明による第5の実施例の全体図を図6、後面ドアの図を図7に示す。図6は電子機器を搭載したラック61に吸音構造部を装備した後面ドア62を取り付けている。図7は後面ドアを開いた図であり、後面ドア72の内側には吸音構造部である吸音材および制振材73を装備している。電子機器内の送風機からの冷却媒体の排気側となるラック後面ドア全面に本発明の吸音構造を取り付けることで、電子機器の冷却性能の保持と騒音低減をコンパクトな容積で実現することが可能となる。また、同じ吸音構造を用い、吸音材の数量を増減させることで、高低さの違うラックに適用することができる。
FIG. 6 is a general view of a fifth embodiment according to the present invention, and FIG. 7 is a view of a rear door. In FIG. 6, a
次に後面ドアと吸音材および制振材の固定板金の取り付けおよび取り外しを図8に、吸音材と制振材の取り付けおよび取り外しを図9に示す。吸音材および制振材の固定板金82は後面ドア81からネジ等の着脱のみで取り付けおよび取り外しができる構造となっている。吸音材および制振材の固定板金82は、その内側に複数の吸音財および制振材83を搭載している。吸音財および制振材83は図9に示すように吸音材91および制振材92、93、94から構成される。制振材92、93は1枚の板金を折り曲げ実現している。吸音材91には制振材92、93、94を専用の接着剤で取付ける構造となっており、制振材93、94の両端を1cmほど折り曲げネジ止めすることで、図8の吸音材および制振材の固定板金82への取付けが容易となる。また、吸音材91自体の振動を抑えることができる。制振材92、93、94は図1の全体断面図の制振材6、7、8とそれぞれ対応している。
Next, the attachment and removal of the rear door, the sound absorbing material, and the damping metal plate of the damping material are shown in FIG. 8, and the attachment and removal of the sound absorbing material and the damping material are shown in FIG. The fixed
以上の構造により、対象となる電子機器のCPUの世代交代により許容流体抵抗が変化しても、新たな後面ドアを設計することなく対応が可能である。 With the above structure, even if the allowable fluid resistance changes due to the generation change of the CPU of the target electronic device, it is possible to cope without designing a new rear door.
本発明は、貫通面を正面から見た場合に送風機が見えないように、傾斜やV字といった経路を持たせた貫通口を吸音構造部に多数個設け、前記送風機から貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器の外部に出ないように複数の吸音材を配置し、それぞれの吸音材に制振材を取り付けることで吸音性能を高めるものである。電子機器の冷却用送風機入排気方向に設置した場合、貫通口には傾斜やV字型の経路を持たせている為、音が貫通面から入射した場合は、そのまま通過することなく貫通口内部の傾斜部やV字部分に衝突し吸収され減衰する。また、吸音材を通過し外部へ出ようとする音に対しても、吸音材に制振材を取り付けることにより吸音効果を高めることができ、コンパクトな設計が可能で、吸音構造として大きな容積を必要としない。 In the present invention, in order to prevent the blower from being seen when the through surface is viewed from the front, a large number of through holes having a path such as an inclination or a V-shape are provided in the sound absorbing structure, and the light enters the through surface perpendicularly from the blower. The sound absorbing performance is enhanced by arranging a plurality of sound absorbing materials so that the generated sound does not directly go outside the electronic device and attaching a vibration damping material to each of the sound absorbing materials. When installed in the direction of intake / exhaust of a cooling fan for electronic equipment, the through-hole has an inclined or V-shaped path. It collides with the slanted part and V-shaped part and is absorbed and attenuated. In addition, the sound absorption effect can be enhanced by attaching a damping material to the sound absorbing material, even for the sound that passes through the sound absorbing material and goes outside, enabling a compact design and a large volume as a sound absorbing structure. do not need.
1…電子機器を搭載したラック側面の断面
2…電子機器側面の断面
3…電子機器内の送風機側面の断面
4…貫通口にV字型の経路を持たせた吸音材側面の断面
5…V字型の貫通口
6…制振材側面の断面
21…吸音材側面の断面
22…貫通口
23…貫通口の経路
24…制振材
31…吸音材側面の断面
32…貫通口
33…貫通口の経路
34…制振材
41…吸音材側面の断面
42…貫通口
43…貫通口の経路
44…制振材
51…吸音材側面の断面
52…貫通口
53…貫通口の経路
54…吸音材側面の断面
61…電子機器を搭載したラック
62…後面ドア
71…電子機器を搭載したラック
72…後面ドア
73…吸音材および制振材
81…後面ドア
82…吸音材および制振材の固定板金
83…吸音材および制振材
91…吸音材
92…制振材
93…制振材
94…制振材
101…電子機器を搭載したラック側面の断面
102…電子機器側面の断面
103…電子機器内の送風機側面の断面
104…貫通口にV字型の経路を持たせた吸音材側面の断面
105…V字型の貫通口
106…吸音材を水平に通過する音の経路
107…吸音材を水平に通過する音の経路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記送風機から前記貫通口の貫通面に垂直に入射する音が直接的に電子機器の外部に出ないように前記複数の吸音材を配置し、前記吸音材に制振材を取り付けることで前記吸音材の振動を抑えると共に前記吸音材を通過する音が水平方向に直接的に電子機器の外部に出ないようにすることを特徴とする電子機器の吸音構造。 A sound absorbing structure for an electronic device in which a plurality of through holes are provided by disposing a plurality of sound absorbing materials of a predetermined form at predetermined intervals in a flow path of a cooling fluid from a blower
The sound absorbing material is provided by arranging the plurality of sound absorbing materials so that sound perpendicularly incident on the through surface of the through hole from the blower does not directly go out of the electronic device, and attaching a damping material to the sound absorbing material. A sound absorbing structure for an electronic device, wherein vibration of the material is suppressed and sound passing through the sound absorbing material is prevented from directly coming out of the electronic device in a horizontal direction.
前記送風機からの冷却流体の流路に所定形態の吸音材を前記ラックキャビネットの高さ方向に所定の間隔で複数個重ねて配置することにより複数の貫通口を設ける電子機器の吸音構造であって、前記貫通口の貫通面を正面から見た場合に前記送風機が見えないように前記複数の吸音材を配置し、前記吸音材に制振材を取り付けることを特徴とする電子機器の吸音構造。 In the sound absorption structure of an electronic device having a cooling structure for introducing air from the back or front of the rack cabinet by a blower and exhausting from the front or back of the rack cabinet,
A sound absorbing structure for an electronic device in which a plurality of through holes are provided by arranging a plurality of sound absorbing materials in a predetermined form in the height direction of the rack cabinet in a flow path of a cooling fluid from the blower. A sound absorbing structure for an electronic device, wherein the plurality of sound absorbing materials are arranged so that the blower cannot be seen when the through surface of the through hole is viewed from the front, and a vibration damping material is attached to the sound absorbing material.
前記送風機からの冷却流体の流路に傾斜形状の吸音材を前記ラックキャビネットの高さ方向に所定の間隔で複数個重ねて配置し、前記吸音材の外側表面に制振材を取り付けることを特徴とする電子機器の吸音構造。 In the sound absorption structure of an electronic device having a cooling structure for introducing air from the back or front of the rack cabinet by a blower and exhausting from the front or back of the rack cabinet,
A plurality of inclined sound absorbing materials are arranged at predetermined intervals in the height direction of the rack cabinet in a cooling fluid flow path from the blower, and a damping material is attached to the outer surface of the sound absorbing material. Sound absorption structure of electronic equipment.
前記送風機からの冷却流体の流路にV字型形状又は逆V字型形状の吸音材を前記ラックキャビネットの高さ方向に所定の間隔で複数個重ねて配置し、前記吸音材の外側表面に制振材を取り付けることを特徴とする電子機器の吸音構造。 In the sound absorption structure of an electronic device having a cooling structure for introducing air from the back or front of the rack cabinet by a blower and exhausting from the front or back of the rack cabinet,
A plurality of V-shaped or inverted V-shaped sound absorbing materials are arranged at predetermined intervals in the height direction of the rack cabinet in the flow path of the cooling fluid from the blower, and are arranged on the outer surface of the sound absorbing material. A sound-absorbing structure for electronic equipment, characterized by attaching a damping material.
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