JP2018155465A - シャッター、ファンユニット及び電子装置 - Google Patents

シャッター、ファンユニット及び電子装置 Download PDF

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Abstract

【課題】風量が減少しても通風孔を安定して開くことのできるルーバーを備えたシャッターを実現する。【解決手段】シャッター42は、ベース42bの通風孔42aを開閉するルーバー42cを含む。ルーバー42cは、ベース42bに軸支された回動部42dと、それに一端が接続された羽根部42eとを有し、羽根部42eが通風孔42aを通る風W1を受けて回動部42dの回動軸Oを中心に回動することによって通風孔42cを開く。羽根部42eは、その受風面42wが、回動軸Oと羽根部42eの回動端42e2とを結ぶ平面Sに対して、羽根部42eが通風孔42aを開くように回動する方向Dの側に曲がった形状を有する。これにより、ルーバー42cの開き方向のモーメントを増大させ、通風孔42aを開くのに要する風W1の量を低減する。【選択図】図6

Description

本発明は、シャッター、ファンユニット及び電子装置に関する。
ファンを利用し、外部の冷気を装置内に吸気して内部の電子機器や電子部品を冷却し、それに伴って発生する暖気を装置外に排気する冷却方法が知られている。このような冷却方法に関し、ファンが停止した時の、排気された暖気の装置内への逆流を抑えるため、装置にシャッターを設ける技術が知られている。例えば、ファンによる吸排気によって開き、ファンが停止した時に閉じる逆流防止弁を設ける技術や、ファンが停止した時に発生する逆流風の風圧を受けて回動し流路を塞ぐフラップを設ける技術が知られている。
特開2012−190222号公報 特開2011−231954号公報
ファンによる吸排気によって開く風圧式のシャッターでは、ファンの回転数が下がって風量が減少すると、シャッターが開かないことが起こり得る。シャッターが開かないと、装置内の電子機器や電子部品といった発熱体の冷却効率が低下し、その性能の劣化や故障を招く恐れがある。
一観点によれば、通風孔を有するベースと、前記ベースに設けられ、前記通風孔を開閉するルーバーとを含み、前記ルーバーは、前記ベースに回動自在に軸支された回動部と、前記回動部に一端が接続された羽根部とを有し、前記羽根部が前記通風孔を通る風を受けて前記回動部の回動軸を中心に回動することによって前記通風孔を開き、前記羽根部は、前記風を受ける受風面が、前記回動軸と前記羽根部の回動端とを結ぶ平面に対して、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向の側に曲がった形状を有するシャッターが提供される。
また、一観点によれば、上記のようなシャッターを備えたファンユニット及び電子装置が提供される。
風量が減少しても通風孔を安定して開くことのできるルーバーを備えたシャッターが実現される。また、そのようなシャッターを備えたファンユニット及び電子装置が実現される。
ラックキャビネットの一例を示す図である。 ラックキャビネットに搭載される電子装置の一例を示す図(その1)である。 ラックキャビネットに搭載される電子装置の一例を示す図(その2)である。 シャッターの一例を示す図である。 一形態に係るシャッターの説明図である。 第1の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。 第2の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。 第3の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。 第3の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。 第4の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。 第4の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。 第5の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。 第6の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。 第7の実施の形態に係るシャッターの第1の例を示す図である。 第7の実施の形態に係るシャッターの第2の例を示す図である。 第8の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。 第9の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。
図1はラックキャビネットの一例を示す図である。図1には、ラックキャビネットの一例の要部正面模式図を示している。
図1に示すラックキャビネット1は、複数段(ここでは一例として4段)の収容部2aを備えたフレーム2を有する。フレーム2の収容部2aにはそれぞれ、マザーボード等の回路基板上に半導体素子等の電子部品が搭載されたプラグインユニットを含む電子装置100が収容される。
尚、ここでは、フレーム2の収容部2a群に1つ又は複数の電子装置100が搭載されたラックキャビネット1を、電子機器又は電子装置とも称する。
図2及び図3はラックキャビネットに搭載される電子装置の一例を示す図である。図2(A)には、電子装置の一例の要部正面模式図を示し、図2(B)には、電子装置の一例の要部平面模式図を示している。図3には、図2(A)のL2−L2断面模式図を示している。
電子装置100は、図2(A)に示すように、平板型の複数のプラグインユニット10を含む。ここでは図示を省略するが、各々のプラグインユニット10は、マザーボード等の回路基板、及びその上に実装された半導体素子等の電子部品を含む。電子装置100では、このようなプラグインユニット10群が、一例として収容部であるシェルフ20内の上下にそれぞれ縦に並べて収容、搭載される。プラグインユニット10は、シェルフ20内に挿抜可能に搭載される。
電子装置100のシェルフ20の下部には、図2(A)及び図3に示すように、吸排気ダクト30が設けられる。吸排気ダクト30は、例えば、図3に示すように、電子装置100の正面側と背面側の2室に分割される。吸排気ダクト30の、分割された正面側の1室は、この電子装置100の吸気ダクト31として用いられる。吸排気ダクト30の、分割された背面側の1室は、この電子装置100の下段に搭載される別の電子装置100の排気ダクト32として用いられる。
電子装置100のシェルフ20の上部には、図2(A)及び図2(B)並びに図3に示すように、ファンユニット40が設けられる。ファンユニット40は、複数のファン41、及び各ファン41上に設けられたシャッター42を含む。各ファン41は、シェルフ20内から吸気してシェルフ20外に排気するように回転するようになっている。シャッター42は、ファン41の送風方向下流側(排気側)に設けられ、後述のように、ファン41からの送風によって開くようになっている。
図3に、電子装置100における空気の流れの一例を太矢印で模式的に示す。図3に示すように、電子装置100では、ファンユニット40のファン41の回転により、電子装置100の外部の空気(冷気)が正面側の吸気ダクト31に吸気され、吸気された冷気が、プラグインユニット10群が収容されたシェルフ20内に導入される。シェルフ20内に導入された冷気により、シェルフ20内のプラグインユニット10(それに含まれる半導体素子等の発熱体)が冷却され、この冷却に伴い、シェルフ20内には、暖められた空気(暖気)が発生する。シェルフ20内の暖気は、ファン41の回転により吸引され、シャッター42を通過し、この電子装置100の上段に搭載される別の電子装置100の、その吸排気ダクト30の排気ダクト32に排出され、その排気ダクト32から電子装置100の背面側に排気される。
電子装置100では、例えば、このようなファンユニット40を利用した冷却方式、いわゆる強制空冷方式が採用され、プラグインユニット10の冷却が行われる。
尚、上記図1に示したラックキャビネット1では、最上段の収容部2aの上に、そこに搭載される電子装置100のファンユニット40による背面側への排気を行うための排気ダクト32が設けられる。
続いて、上記のようなファンユニット40のシャッター42について更に説明する。
図4はシャッターの一例を示す図である。図4(A)には、シャッターの一例の平面模式図を示し、図4(B)には、シャッターの一例の部分拡大平面模式図を示している。
ファンユニット40のシャッター42は、図4(A)及び図4(B)に示すように、通風孔42a群を有するベース42b、及びベース42bに設けられて通風孔42a群をそれぞれ開閉するルーバー42c群を含む。尚、図4(A)及び図4(B)には、通風孔42aがルーバー42cで閉じられた状態を例示している。ここでは図示を省略するが、シャッター42の下(図4の紙面奥行き方向)に、ファンユニット40が備える上記ファン41が設けられ、そのファン41の回転により、通風孔42aに送風(上記シェルフ20からの暖気の排出)が行われるようになっている。
各ルーバー42cは、図4(B)に示すように、ベース42bに回動自在に軸支された回動部42d、及び回動部42dに一端が接続された(例えば回動部42dと一体に形成された)羽根部42eを有する。ルーバー42cは、その下に設けられるファン41からの送風がない時、即ちファン41の停止時には、ルーバー42cの自重によって通風孔42aを閉じる。そして、ファン41が稼働し、下から送風が行われると、ルーバー42cは、その風を羽根部42eで受け、その風力で羽根部42eが回動部42dを中心に回動することによって通風孔42aを開く。
ファンユニット40には、例えば、このようにファン41の稼働時にはその送風によってルーバー42cが通風孔42aを開き、ファン41の停止時にはルーバー42cが自重によって通風孔42aを閉じる、いわゆる風圧式のシャッター42が用いられる。
シャッター42では、ファン41の停止時にルーバー42cが通風孔42aを閉じるため、シェルフ20内から一旦シャッター42を通じて排出された暖気(図3)が、ファン41が停止してもシェルフ20内に逆流することが抑えられる。このようなシェルフ20内への暖気の逆流が抑えられることで、シェルフ20内に搭載されるプラグインユニット10群の温度上昇が抑えられる。更に、シェルフ20内に逆流した暖気が、ラックキャビネット1(図1)の他段に搭載される別の電子装置100の正面側に流れてその吸気ダクト31(図2及び図3)に吸気されること、それによって他段の電子装置100のそのプラグインユニット10の冷却効率が低下することが抑えられる。これにより、ラックキャビネット1に搭載される電子装置100群のプラグインユニット10の過熱、それによるプラグインユニット10群及び電子装置100群の性能の劣化、故障の発生が抑えられる。
ここで、一形態に係るシャッターを例に、そのルーバーの開閉動作について説明する。
図5は一形態に係るシャッターの説明図である。図5では、一形態に係るシャッターの、1枚のルーバーの閉状態を図5(A)に、開状態を図5(B)に、それぞれ図示している。
図5(A)及び図5(B)に示すシャッター42Aは、通風孔42aを有するベース42bに回動自在に設けられた回動部42Ad、及び一端が回動部42Adに接続された羽根部42Aeを有する、ルーバー42Acを含む。シャッター42Aの下には、通風孔42aに対して送風を行うファン41が設けられる。この図5(A)及び図5(B)に示すルーバー42Acの羽根部42Aeは、ファン41から送風され通風孔42aを通る風W1を受ける面(受風面)42Awが平面となるような平板形状とされている。
一例として、このようなシャッター42Aが、上記図2〜図4に示したシャッター42部分に用いられる場合を想定する。即ち、この図5(A)及び図5(B)に示すシャッター42A及びその下に設けられるファン41を含むファンユニットが、プラグインユニット10を搭載するシェルフ20の上部に設けられる。ファン41の回転により、シェルフ20の下部の吸気ダクト31から冷気が取り込まれてプラグインユニット10の冷却が行われ、その冷却に伴って発生する暖気が、ファン41及びシャッター42Aを通じて排気ダクト32へ排出される。
受風面42Awが平面とされたルーバー42Acを有するシャッター42Aでは、上記同様、ファン41の停止時には、図5(A)に示すように、ルーバー42Acがその自重G1によって通風孔42aを閉じる。
ファン41の稼働時には、図5(B)に示すように、そのファン41の回転によって通風孔42aに送風される風W1を、ルーバー42Acの羽根部42Aeが、その平面の受風面42Awで受ける。受風面42Awで風W1を受けた羽根部42Aeには、通風孔42aを開こうとするモーメントN1が働き、風W1の力で羽根部42Aeが回動部42Ad(その回動軸O)を中心に回動することによって、通風孔42aが開く。この開いた通風孔42aを通じて、シェルフ20内の暖気が排出される。
但し、このように通風孔42aを開いたルーバー42Acには、自重G1、及び他のルーバーから排出されて羽根部42Aeの受風面42Awとは反対側の面に吹き付ける風W2によって閉じようとするモーメントN2が加わる。このようなモーメントN2を上回るようなモーメントN1がファン41から送風される風W1によって与えられることで、ルーバー42Acは開いた状態で保持される。ルーバー42Acでは、開いていくにつれて、ファン41の風W2によってルーバー42Acを開こうとするモーメントN1が減少すると共に、他のルーバーから排出される風W2により、閉じようとするモーメントN2が増大する。そのため、ルーバー42Acを開いた状態で保持するために、ファン41の回転数を上げて風W1の量を増やすことが行われることがある。しかし、ファン41の回転数の増大は、電子装置100、更にそれを搭載するラックキャビネット1(電子機器又は電子装置)の消費電力の増大、及びファン41の回転に伴う動作音(騒音)の増大を招く可能性がある。
一方、電子装置100及びラックキャビネット1の低消費電力化及び低騒音化のために、外部環境の温度、又は電子装置100若しくはそのプラグインユニット10若しくはその内蔵電子部品の温度に基づき、ファン41の回転数を制御する手法が考えられる。しかし、このような手法では、外部環境や電子装置100等の温度に基づき、ファン41の回転数が下げられるような制御が行われると、ルーバー42Acを開くためのモーメントN1が十分に得られなくなることが起こり得る。ファン41の回転数が下げられ、ルーバー42Acを開くための十分なモーメントN1が得られないと、ルーバー42Acが開かず、シェルフ20内の暖気が排出されなくなる。その結果、シェルフ20内のプラグインユニット10及びそれを搭載する電子装置100の過熱、そのような過熱によるプラグインユニット10及び電子装置100の性能の劣化、故障を招く恐れがある。
このような問題を解決するための一手法として、材料及び厚みを変えることでルーバー42Acを軽量化することが考えられるが、ルーバー42Acの強度上及び製造上、軽量化には限度がある。
このような点に鑑み、上記図2〜図4に示したシャッター42として、以下に実施の形態として示すような構成を有するシャッターを採用する。
まず、第1の実施の形態について説明する。
図6は第1の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図6(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図6(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図6(A)及び図6(B)に示すシャッター42は、通風孔42aを有するベース42bに回動自在に設けられた回動部42d、及び回動部42dに接続された羽根部42eを有する、ルーバー42cを含む。羽根部42eは、回動部42d(その回動軸O)を中心に回動自在になっている。このようなルーバー42cを含むシャッター42の下に、通風孔42aに対して送風を行うファン41が設けられる。
ベース42bには、金属材料、樹脂材料、セラミック材料等、各種材料が用いられる。ルーバー42cの回動部42d及び羽根部42eには、各種材料、例えば、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート等の樹脂材料が用いられる。回動部42d及び羽根部42eに用いられる材料は、互いに同じでも異なってもよい。尚、ルーバー42cは、後述のように風W1の力で回動させるため、回動部42d及び羽根部42eのうち少なくとも羽根部42eには、比重が小さく軽量になる材料が用いられることが好ましい。
この図6(A)及び図6(B)に示すようなシャッター42及びその下のファン41を含むファンユニット40が、ラックキャビネット1に搭載される電子装置100(図1)の、プラグインユニット10を含むシェルフ20の上部に設けられる(図2〜図4)。ファン41の回転により、シェルフ20の下部の吸気ダクト31から冷気が取り込まれてプラグインユニット10の冷却が行われ、その冷却に伴って発生する暖気がファン41及びシャッター42を通じて排気ダクト32へ排出される。
図6(A)及び図6(B)に示すルーバー42cの羽根部42eは、ファン41から送風され通風孔42aを通る風W1を受ける受風面42wが曲面となるような曲板形状とされている。受風面42wは、羽根部42eの一端(付け根)42e1が接続された回動部42dのその回動軸Oと、羽根部42eの他端(回動端)42e2とを結ぶ平面Sに対し、通風孔42aを開くように羽根部42eが回動する方向Dの側に曲がった曲面を有する。ここでは一例として、断面視で弓形に湾曲した受風面42wを図示している。
このように受風面42wが曲面となるような形状とされる羽根部42eを備えたルーバー42cでは、ファン41の停止時には、図6(A)に示すように、ルーバー42cがその自重Gによって通風孔42aを閉じる。
ファン41の稼働時には、図6(B)に示すように、そのファン41の回転によって通風孔42aに送風される風W1を、ルーバー42cの羽根部42eが、その曲面の受風面42wで受ける。受風面42wで風W1を受けた羽根部42eには、通風孔42aを開こうとするモーメントN1が働き、風W1の力で羽根部42eが回動部42d(その回動軸O)を中心に回動することによって、通風孔42aが開く。この開いた通風孔42aを通じて、シェルフ20内の暖気が排出される。
ルーバー42cは、羽根部42eが、その受風面42wが曲面となるような形状とされることで、通風孔42aを開くように羽根部42eが方向Dに回動される際のその先端部位Pのベース42bに対する角度が、上記羽根部42Ae(図5)に比べ、より小さくなる。即ち、ルーバー42cは、図6(B)に示すように、通風孔42aを開くように回動された羽根部42eの先端部位Pとベース42bとのなす角度θ1が、回動軸Oと回動端42e2とを結ぶ平面Sとベース42bとのなす角度θ2よりも小さくなる。この角度θ2は、受風面42Awが平面となるような形状とされる上記羽根部42Aeの角度に相当する。このように羽根部42eの先端部位Pの角度θ1は、通風孔42aを開くように回動される際、上記羽根部42Ae(その先端部位)の角度θ2に比べ、より小さくなる。
図6(A)及び図6(B)に示すシャッター42では、通風孔42aを開くように羽根部42eが回動される際の、その先端部位Pの角度θ1がより小さくなることで、閉方向のモーメントN2の低減、及び開方向のモーメントN1の増大が図られる。即ち、他のルーバーから排出される風W2を、受風面42wとは反対側の面がより受け難くなるように(風W2の抵抗を低減)して、ルーバー42cが通風孔42aを閉じようとするモーメントN2を低減させることができる。更に、ファン41から送風される風W1を、受風面42wがより受け易くなるように(風W1の抵抗を増大)して、ルーバー42cが通風孔42aを開こうとするモーメントN1を増大させることができる。これにより、比較的少ない風量であっても、ルーバー42cが通風孔42aを開こうとする比較的大きなモーメントN1を得ることができ、羽根部42eを回動させて通風孔42aを開くのに要する風W1の量を低減させることができる。
この図6(A)及び図6(B)に示すようなシャッター42が用いられてファンユニット40が実現され、そのようなファンユニット40を備える電子装置100、更にはそのような電子装置100を搭載したラックキャビネット1(電子機器又は電子装置)が実現される。図6(A)及び図6(B)に示すシャッター42では、上記のように、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。そのため、外部環境や電子装置100等の温度に基づく制御により、或いは電子装置100等の低消費電力化及び低騒音化のために、ファン41の回転数が下げられたとしても、ルーバー42cを回動させ、通風孔42aを安定して開くことができる。
次に、第2の実施の形態について説明する。
図7は第2の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図7(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図7(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図7(A)及び図7(B)に示すシャッター42のルーバー42cは、上記第1の実施の形態で述べたのと同様に、羽根部42eが、ファン41から送風され通風孔42aを通る風W1を受ける受風面42wが曲面となるような形状とされている。更に、図7(A)及び図7(B)に示すルーバー42cは、その羽根部42eの、回動部42dとの接続部位Q、即ち付け根42e1が、回動軸Oと回動端42e2とを結ぶ平面Sよりも、通風孔42aを開くように羽根部42eが回動される方向Dの側にずらされている。
この図7(A)及び図7(B)に示すようなシャッター42及びその下のファン41を含むファンユニット40が、ラックキャビネット1に搭載される電子装置100(図1)の、プラグインユニット10を含むシェルフ20の上部に設けられる(図2〜図4)。ファン41の回転により、シェルフ20の下部の吸気ダクト31から冷気が取り込まれてプラグインユニット10の冷却が行われ、その冷却に伴って発生する暖気がファン41及びシャッター42を通じて排気ダクト32へ排出される。
図7(A)及び図7(B)に示すルーバー42cでは、羽根部42eが、その受風面42wが曲面となるような形状とされることで、上記第1の実施の形態で述べたように、方向Dに回動される際の先端部位Pの角度θ1が、上記ルーバー42Ac(図5)の角度θ2よりも小さくなる。これにより、ルーバー42cが通風孔42aを閉じようとするモーメントN2が低減されると共に、ルーバー42cが通風孔42aを開こうとするモーメントN1が増大され、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。
更に、羽根部42eの付け根42e1が、図7(A)及び図7(B)に示すように平面Sよりも方向Dの側にずらされたルーバー42cでは、羽根部42eが風W1を受けて通風孔42aが開くように回動する際の、閉方向のモーメントN2の低減が図られる。即ち、羽根部42eの付け根42e1が方向Dの側にずれることで、ルーバー42cの重心(自重Gを実線太矢印で図示)が、受風面42Awが平面とされる上記ルーバー42Acの重心(自重G1を点線太矢印で図示)に比べ、より回動軸Oに近付く。これにより、ルーバー42cが自重Gによって通風孔42aを閉じようとするモーメントN2が低減され、羽根部42eを回動させて通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。
この図7(A)及び図7(B)に示すようなシャッター42が用いられてファンユニット40が実現され、そのようなファンユニット40を備える電子装置100、更にはそのような電子装置100を搭載したラックキャビネット1(電子機器又は電子装置)が実現される。図7(A)及び図7(B)に示すシャッター42では、上記のように、ルーバー42cの、羽根部42eの先端部位Pの角度θ1が低減され、付け根42e1が平面Sよりも方向Dの側にずらされることで、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。そのため、外部環境や電子装置100等の温度に基づく制御により、或いは電子装置100等の低消費電力化及び低騒音化のために、ファン41の回転数が下げられたとしても、ルーバー42cを回動させ、通風孔42aを安定して開くことができる。
次に、第3の実施の形態について説明する。
図8は第3の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図8(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図8(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図8(A)及び図8(B)に示すシャッター42のルーバー42cは、上記第1の実施の形態で述べたのと同様に、羽根部42eが、ファン41から送風され通風孔42aを通る風W1を受ける受風面42wが曲面となるような形状とされている。更に、図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cは、その羽根部42eの、回動部42dとの接続部位Qである付け根42e1が、回動軸Oと回動端42e2とを結ぶ平面Sよりも、通風孔42aを開くように羽根部42eが回動される方向Dの側にずらされている。更にまた、図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cは、その回動部42dに突起部42fが設けられている。突起部42fには、回動部42dと同じ又は異なる材料が用いられる。突起部42fは、例えば、図8(B)に示すように、ルーバー42cが通風孔42aを開くように回動した時にベース42bに当接するように設けられる。
この図8(A)及び図8(B)に示すようなシャッター42及びその下のファン41を含むファンユニット40が、ラックキャビネット1に搭載される電子装置100(図1)の、プラグインユニット10を含むシェルフ20の上部に設けられる(図2〜図4)。ファン41の回転により、シェルフ20の下部の吸気ダクト31から冷気が取り込まれてプラグインユニット10の冷却が行われ、その冷却に伴って発生する暖気がファン41及びシャッター42を通じて排気ダクト32へ排出される。
図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cでは、羽根部42eが、その受風面42wが曲面となるような形状とされ、方向Dに回動される際の先端部位Pの角度θ1が低減されることで、閉方向のモーメントN2が低減され、開方向のモーメントN1が増大される。これにより、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。
更に、図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cでは、羽根部42eの付け根42e1が平面Sよりも方向Dの側にずらされることで、通風孔42aが開くように回動するルーバー42cの重心が回動軸Oに近付けられ、閉方向のモーメントN2が低減される。これにより、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。
更にまた、図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cでは、回動部42dに突起部42fが設けられることで、通風孔42aが開くように回動するルーバー42cの重心が、よりいっそう回動軸Oに近付けられる。これにより、閉方向のモーメントN2が低減され、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。ここで、突起部42fを、例えば、図8(B)に示すように、ルーバー42cが通風孔42aを開くように回動した時にベース42bに当接する構成とすると、その突起部42fを、ルーバー42cの過剰な開きを抑えるストッパーとして利用することができる。
この図8(A)及び図8(B)に示すようなシャッター42が用いられてファンユニット40が実現され、そのようなファンユニット40を備える電子装置100、更にはそのような電子装置100を搭載したラックキャビネット1(電子機器又は電子装置)が実現される。図8(A)及び図8(B)に示すシャッター42では、上記のように、ルーバー42cの、羽根部42eの先端部位Pの角度θ1が低減され、付け根42e1が平面Sよりも方向Dの側にずらされ、更に回動部42dに突起部42fが設けられる。これにより、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。そのため、外部環境や電子装置100等の温度に基づく制御により、或いは電子装置100等の低消費電力化及び低騒音化のために、ファン41の回転数が下げられたとしても、ルーバー42cを回動させ、通風孔42aを安定して開くことができる。
上記のように、図8(A)及び図8(B)に示すシャッター42では、ルーバー42cの回動部42dに突起部42fが設けられる。ここで、突起部42fについて更に説明する。
図9は第3の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。図9(A)及び図9(B)にはそれぞれ、ルーバーの一例の要部平面模式図を示している。
ルーバー42cの回動部42dに設ける突起部42fは、例えば、図9(A)に示すように、ルーバー42cの側縁部間(回動部42dの軸線方向の両端部間)に連続して延在されるように設けられる。或いは、ルーバー42cの回動部42dに設ける突起部42fは、例えば、図9(B)に示すように、ルーバー42cの側縁部間の複数箇所に互いに分離されて設けられる。尚、上記図8(A)及び図8(B)に示すルーバー42cの断面は、この図9(A)のL9a−L9a断面、又は図9(B)のL9b−L9b断面に相当する。
図9(A)に示すような突起部42fと、図9(B)に示すような突起部42fの、いずれの場合にも、回動部42dに突起部42fを設けない場合に比べ、通風孔42aが開くように回動するルーバー42cの重心が回動軸Oに近付けられるようになる。また、図9(A)に示すような突起部42fを設ける場合には、図9(B)に示すような突起部42fを設ける場合に比べ、より回動部42d側にウェイトがかかり易くなる。このような点に鑑み、ルーバー42cの羽根部42eの重量、ファン41からの風W1の量、他のルーバーからの風W2の量等に基づき、回動部42dに設ける突起部42fの個数、箇所等を調整し、回動時に回動部42d側にかかるウェイトを調整してもよい。また、突起部42fのサイズ、材料等により、回動時に回動部42d側にかかるウェイトを調整してもよい。
次に、第4の実施の形態について説明する。
図10は第4の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図10(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図10(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。また、図11は第4の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。図11(A)及び図11(B)にはそれぞれ、ルーバーの一例の要部平面模式図を示している。
図10(A)及び図10(B)に示すシャッター42は、ルーバー42cの羽根部42eが、回動部42dに設けられる突起部42fと一体化されている点で、上記第3の実施の形態で述べたシャッター42(図8及び図9)と相違する。
羽根部42eの、突起部42fと一体化された部位は、例えば、図11(A)に示すように、ルーバー42cの側縁部間に連続して延在されるように設けられる。或いは、羽根部42eの、突起部42fと一体化された部位は、例えば、図11(B)に示すように、ルーバー42cの側縁部間の複数箇所に、互いに分離されて設けられる。尚、上記図10(A)及び図10(B)に示すルーバー42cの断面は、この図11(A)のL11a−L11a断面、又は図11(B)のL11b−L11b断面に相当する。
この図10(A)及び図10(B)並びに図11(A)又は図11(B)に示すようなシャッター42及びその下のファン41を含むファンユニット40が、ラックキャビネット1に搭載される電子装置100(図1)の、プラグインユニット10を含むシェルフ20の上部に設けられる(図2〜図4)。
図10(A)及び図10(B)に示すシャッター42は、ルーバー42cの羽根部42eが、全体的に又は部分的に、その回動端42e2よりも付け根42e1が肉厚となる。この肉厚となった付け根42e1が突起部42fとして(上記第3の実施の形態で述べた突起部42fと同様に)機能する。突起部42fと一体化された羽根部42eの付け根42e1は、例えば、図10(B)に示すように、ルーバー42cが通風孔42aを開くように回動した時にベース42bに当接するように設けられる。
上記第3の実施の形態で述べたのと同様に、この図10(A)及び図10(B)並びに図11(A)又は図11(B)に示すようなルーバー42cでも、突起部42fと一体化された羽根部42eにより、回動するルーバー42cの重心が回動軸Oに近付けられる。これにより、閉方向のモーメントが低減され、通風孔42aを開くのに要する風W1の量が低減される。また、ルーバー42cが回動した時に突起部42f(羽根部42eの付け根42e1)がベース42bに当接する構成とすると、その突起部42fをルーバー42cの過剰な開きを抑えるストッパーとすることができる。
図10(A)及び図10(B)並びに図11(A)又は図11(B)に示すようなルーバー42cでは、羽根部42eが突起部42fと一体化されることで、肉厚の部位が形成されるため、ルーバー42c(特にその羽根部42e)の強度を増大させることができる。羽根部42eの突起部42fと一体化された部位を、ルーバー42cに部分的に設けると、ルーバー42c(特にその羽根部42e)の重量の増大を抑えつつ、その強度の増大を図ることができる。
この図10(A)及び図10(B)並びに図11(A)又は図11(B)に示すようなシャッター42が用いられてファンユニット40が実現され、そのようなファンユニット40を備える電子装置100、更にはそのような電子装置100を搭載したラックキャビネット1(電子機器又は電子装置)が実現される。図10(A)及び図10(B)並びに図11(A)又は図11(B)に示すシャッター42では、ルーバー42cの羽根部42eが、その受風面42wが曲面となるような形状とされ、羽根部42eの付け根42e1がずらされて且つ突起部42fと一体化される。これにより、ルーバー42cの強度の増大を図りつつ、通風孔42aを開くのに要する風W1の量の低減を図ることができる。外部環境や電子装置100等の温度に基づく制御により、或いは電子装置100等の低消費電力化及び低騒音化のために、ファン41の回転数が下げられたとしても、形状を維持してルーバー42cを回動させ、通風孔42aを安定して開くことができる。
次に、第5の実施の形態について説明する。
図12は第5の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。図12(A)〜図12(C)にはそれぞれ、ルーバーの一例の要部断面模式図を示している。
上記第1〜第4の実施の形態で述べたシャッター42のルーバー42cが備える羽根部42eの形状は、いずれも一例であって、受風面42wが曲面となるような各種形状が採用され得る。
例えば、上記第3の実施の形態で述べたルーバー42cを、図12(A)〜図12(C)に示すような形状を有する羽根部42eを備えるものに変更することもできる。ここで、図12(A)に示すルーバー42cの羽根部42eは、その受風面42wが、傾きの異なる2つの平面群が連なった曲面とされるような形状を有する。図12(B)に示すルーバー42cの羽根部42eは、その受風面42wが、傾きの異なる3つの平面群が連なった曲面とされるような形状を有する。受風面42wを形成する平面群の数は、これに限定されるものではなく、4つ以上の平面群によって受風面42wが形成されてもよい。また、図12(C)に示すルーバー42cの羽根部42eは、その受風面42wが、弓形の湾曲面とされるような形状を有する。受風面42wの湾曲面には、例えば、2次曲線的又はスプライン曲線的に湾曲された湾曲面、又はそのような湾曲面群が連なった曲面が採用される。このほか、ルーバー42cの羽根部42eには、その受風面42wが、平面又は平面群と湾曲面又は湾曲面群とを連なるように組み合わせた曲面とされるような形状を有するものが用いられてもよい。
ここでは、上記第3の実施の形態で述べたルーバー42cを例にしたが、上記第1及び第2の実施の形態で述べたルーバー42cの羽根部42eを、図12(A)〜図12(C)等に示すような受風面42wを有する形状の羽根部42eに変更することもできる。また、上記第4の実施の形態で述べたルーバー42cの羽根部42eを、図12(A)〜図12(C)等に示すような受風面42wを有する形状の羽根部42eに変更し、これを突起部42fと一体化することもできる。
次に、第6の実施の形態について説明する。
図13は第6の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。図13(A)には、ルーバーの一例の要部平面模式図を示し、図13(B)には、図13(A)のL13a−L13a断面模式図を示し、図13(C)には、図13(A)のL13b−L13b断面模式図を示している。
図13(A)〜図13(C)に示すルーバー42cは、回動部42dの軸線方向両側に、側壁42gが設けられている点で、上記第3の実施の形態で述べたルーバー42c(図8(A)及び図8(B)並びに一例として図9(A))と相違する。ルーバー42cの側壁42gは、例えば、図13(C)に示すように、羽根部42eから回動部42dにかけて連続して設けることができる。このほか、ここでは図示を省略するが、ルーバー42cの軽量化の観点から、ルーバー42cの片側につき複数の側壁42gを分離して設けることもできる。
側壁42gを設けることで、受風面42wで受ける風(上記通風孔42aを通る風)が横(軸線方向両側)に逃げるのを抑えると共に、横からの風の進入による流れの乱れを抑えて、受風面42wに対する風圧を高めることができる。また、側壁42gを設けることで、ルーバー42cの強度を増大させることができる。
ここでは、上記第3の実施の形態で述べたルーバー42cを例にしたが、この図13(A)〜図13(C)の例に従い、上記第1、第2、第4及び第5の実施の形態で述べたルーバー42c等に側壁42gを設けることもできる。
次に、第7の実施の形態について説明する。
図14は第7の実施の形態に係るシャッターの第1の例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図14(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図14(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図14(A)及び図14(B)に示すシャッター42は、ルーバー42cの回動部42dに、通風孔42aに送風される風W1を受ける受風部42hが設けられている点で、上記第3の実施の形態で述べたシャッター42(図8及び図9)と相違する。受風部42hには、回動部42dと同じ又は異なる材料が用いられる。
回動部42dに設けられる受風部42hは、図14(A)に示すように、ルーバー42cが自重によって通風孔42aを閉じた状態でファン41側に突出し、図14(B)に示すように、羽根部42eが風W1を受けて回動される際、ファン41からの風W1を受ける。回動されたルーバー42cは、羽根部42eの受風面42wで風W1を受けると共に、回動部42dの受風部42hで風W1を受ける。
このように、図14(A)及び図14(B)に示すルーバー42cは、羽根部42eの受風面42wのほか、回動部42dの受風部42hでも風W1を受け、より多くの風W1を受けるようになるため、より少ない風W1の量でも通風孔42aを開くことが可能になる。
図15は第7の実施の形態に係るシャッターの第2の例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図15(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図15(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図15(A)及び図15(B)に示すシャッター42は、ルーバー42cの回動部42dに、柔軟性を有するシート状の受風部42hが設けられている点で、上記第1の例(図14(A)及び図14(B))と相違する。このようなシート状の受風部42hには、柔軟性を有する各種材料、例えば、回動部42d等に用いられるのと同じ又は異なる樹脂材料を用いることができる。
このようなシート状の受風部42hによっても、ルーバー42cは、風W1を受けて回動される際、羽根部42eの受風面42wで風W1を受けると共に、回動部42dのシート状の受風部42hで風W1を受ける。これにより、少ない風W1の量でも通風孔42aを開くことが可能になる。更に、シート状の受風部42hは、図15(B)に示すように、風W1を受けてその下流側に撓み、それに沿って風W1が流れるようになるため、ファン41からの暖気の風W1が通風孔42a外に排出され易くなる。
ここでは、上記第3の実施の形態で述べたルーバー42cを例にしたが、図14(A)及び図14(B)並びに図15(A)及び図15(B)の例に従い、上記第1、第2及び第4〜第6の実施の形態で述べたルーバー42c等に受風部42hを設けることもできる。
次に、第8の実施の形態について説明する。
図16は第8の実施の形態に係るシャッターの一例を示す図である。ここでは、シャッターの1枚のルーバーに着目する。図16(A)には、ルーバーが閉状態である時のシャッターの要部断面模式図を示し、図16(B)には、ルーバーが開状態である時のシャッターの要部断面模式図を示している。
図16(A)及び図16(B)に示すシャッター42では、そのルーバー42cの羽根部42eとして、平板の、ファン41からの風W1を受ける面側に、湾曲した凹部を設け、その凹部の表面を受風面42wとするものが用いられる。受風面42wとなる凹部の表面は、回動軸Oと回動端42e2とを結ぶ平面Sよりも、通風孔42aを開くように羽根部42eが回動される方向Dの側に凹んだ曲面を有する。凹部の表面を受風面42wとすることで、平面を受風面とする場合(上記図5の受風面42Aw)に比べ、ファン41からの風W1を受け易くし、開方向のモーメントを増大させる。これにより、通風孔42aを開くのに要する風W1の量を低減することが可能になる。
このような凹部の表面を受風面42wとするルーバー42cに対し、上記第2の実施の形態で述べた例に従い、羽根部42eの、回動部42dとの接続部位を、平面Sよりも方向Dの側にずらすこともできる。また、上記第3の実施の形態で述べた例に従い、回動部42dに突起部42fを設けたり、上記第4の実施の形態で述べた例に従い、羽根部42eを、回動部42dに設けた突起部42fと一体化したりすることもできる。更にまた、上記第6の実施の形態で述べた例に従い、羽根部42eに側壁42gを設けたり、上記第7の実施の形態で述べた例に従い、回動部42dに受風部42hを設けたりすることもできる。
次に、第9の実施の形態について説明する。
図17は第9の実施の形態に係るルーバーの一例を示す図である。図17(A)には、ルーバーの一例の、受風面とは反対の側から見た要部平面模式図を示し、図17(B)には、ルーバーの一例の、受風面の側から見た要部平面模式図を示し、図17(C)には、図17(B)のL17−L17断面模式図を示している。
図17(A)〜図17(C)に示すルーバー42cは、ファン41からの風を受ける受風面42wに、回動部42dの軸線方向と直交する方向に延在される少なくとも1本のリブ42i、ここでは一例として10本の平行なリブ42iが設けられた構成を有する。尚、リブ42iは、受風面42wに設ける場合、受ける風の流れを妨げないように、回動部42dの軸線方向と直交する方向に延在させることが好ましい。
ルーバー42cにリブ42iを設けることで、ルーバー42cの強度を高めることが可能になる。或いは、ルーバー42cにリブ42iを設けることで、ルーバー42cを、一定の強度を維持したまま、その厚みを薄くして軽量化することが可能になる。
例えば、ルーバー42cの大きさを、幅50mm×長さ5mmとした時、厚みを1.0mmから0.8mmにして、幅0.5mmで高さ0.5mmのリブ42iを10本追加すると、以下の通り、体積を15%削減することが可能になる。
{(50mm×5mm×0.8mm)+(0.5mm×0.5mm×5mm×10本)}/(50mm×5mm×1.0mm)=0.85
ここでは、受風面42wにリブ42iを設ける例を示したが、受風面42wとは反対側の面(図17(A)に示す面に相当)にリブ42iを設けることもでき、受風面42wとそれとは反対側の面との両方にリブ42iを設けることもできる。これらの構成によっても、ルーバー42cの強度を高める、或いはルーバー42cの強度を維持したまま軽量化することが可能になる。
上記第1〜第8の実施の形態で述べたようなルーバー42c等について、その受風面42wとそれとは反対側の面との少なくとも一方に、この第9の実施の形態で述べたような少なくとも1本のリブ42iを設ける。これにより、上記第1〜第8の実施の形態で述べたようなルーバー42c等の強度の向上或いは軽量化を図ることができる。
1 ラックキャビネット
2 フレーム
2a 収容部
10 プラグインユニット
20 シェルフ
30 吸排気ダクト
31 吸気ダクト
32 排気ダクト
40 ファンユニット
41 ファン
42,42A シャッター
42a 通風孔
42b ベース
42c,42Ac ルーバー
42d,42Ad 回動部
42e,42Ae 羽根部
42e1 付け根
42e2 回動端
42f 突起部
42g 側壁
42h 受風部
42i リブ
42w,42Aw 受風面
100 電子装置
D 方向
G,G1 自重
N1,N2 モーメント
O 回動軸
P 先端部位
Q 接続部位
S 平面
W1,W2 風
θ1,θ2 角度

Claims (13)

  1. 通風孔を有するベースと、
    前記ベースに設けられ、前記通風孔を開閉するルーバーと
    を含み、
    前記ルーバーは、
    前記ベースに回動自在に軸支された回動部と、
    前記回動部に一端が接続された羽根部と
    を有し、前記羽根部が前記通風孔を通る風を受けて前記回動部の回動軸を中心に回動することによって前記通風孔を開き、
    前記羽根部は、前記風を受ける受風面が、前記回動軸と前記羽根部の回動端とを結ぶ平面に対して、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向の側に曲がった形状を有することを特徴とするシャッター。
  2. 前記ルーバーは、前記通風孔を開いた状態において、前記回動端側の先端部位と前記ベースとのなす角度が、前記平面と前記ベースとのなす角度よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のシャッター。
  3. 前記羽根部は、前記回動部との接続部位が、前記平面よりも、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向の側にずれていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシャッター。
  4. 前記回動部は、前記通風孔が開いた時に前記ベースに当接する突起部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のシャッター。
  5. 前記羽根部は、少なくとも一部において、前記回動端よりも、前記回動部との接続部位が肉厚であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のシャッター。
  6. 前記回動端よりも肉厚の前記接続部位は、前記回動部から突出し、前記通風孔が開いた時に前記ベースに当接することを特徴とする請求項5に記載のシャッター。
  7. 前記受風面は、傾きの異なる平面群が連なった面を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のシャッター。
  8. 前記受風面は、一定の又は変化する曲率を示す湾曲した面を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のシャッター。
  9. 前記羽根部は、前記回動部の軸線方向の端部に、側壁を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のシャッター。
  10. 前記回動部は、前記ルーバーが前記通風孔を閉じた状態において、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向とは反対の側に突出した、受風部を有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のシャッター。
  11. 前記羽根部は、前記回動部側から前記回動端側に向かって延びるリブを有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載のシャッター。
  12. ファンと、
    前記ファンの送風方向に設けられたシャッターと
    を備え、
    前記シャッターは、
    通風孔を有するベースと、
    前記ベースに設けられ、前記通風孔を開閉するルーバーと
    を含み、
    前記ルーバーは、
    前記ベースに回動自在に軸支された回動部と、
    前記回動部に一端が接続された羽根部と
    を有し、前記羽根部が前記通風孔を通る風を受けて前記回動部の回動軸を中心に回動することによって前記通風孔を開き、
    前記羽根部は、前記風を受ける受風面が、前記回動軸と前記羽根部の回動端とを結ぶ平面に対して、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向の側に曲がった形状を有することを特徴とするファンユニット。
  13. 電子部品が収容される収容部と、
    前記収容部内の空気を吸引して前記収容部外に排出するファンユニットと
    を備え、
    前記ファンユニットは、
    ファンと、
    前記ファンの送風方向に設けられたシャッターと
    を備え、
    前記シャッターは、
    通風孔を有するベースと、
    前記ベースに設けられ、前記通風孔を開閉するルーバーと
    を含み、
    前記ルーバーは、
    前記ベースに回動自在に軸支された回動部と、
    前記回動部に一端が接続された羽根部と
    を有し、前記羽根部が前記通風孔を通る風を受けて前記回動部の回動軸を中心に回動することによって前記通風孔を開き、
    前記羽根部は、前記風を受ける受風面が、前記回動軸と前記羽根部の回動端とを結ぶ平面に対して、前記羽根部が前記通風孔を開くように回動する方向の側に曲がった形状を有することを特徴とする電子装置。
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