JP3820413B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、複数の回路ユニットを引出し可能に収納した電子機器に関し、さらに詳しくは、各回路ユニットを冷却するファンを備えた電子機器に関する。

電子機器の多くは、ラック式の収納装置を用いている。この収納装置は、前面が開口した箱形の機器ケースと、この機器ケースの前面から出し入れ自在で、回路ユニットが搭載された複数段の引出しとから構成されている。このような電子機器としては、例えば、ネットワークで接続された複数の端末に対して、各種サービスを提供するサーバ装置がある。このサーバ装置には、端末を利用するユーザーがネットワーク上のファイルを共有して使えるようにするファイルサーバや、ネットワーク上のプリンタを管理するプリントサーバ、メールの送受信を行うメールサーバなどがユニット化され、サーバユニットとして引出しに搭載されている。

このサーバユニットには、演算処理装置（ＣＰＵ）や記憶装置、Ｉ／Ｏポート、電源装置などの電子部品が高密度で実装されているので、連続使用により非常に高温となる。この問題に対処するために、従来の電子機器では、機器ケースの上部または下部、あるいは両方にファンを取り付けるとともに、機器ケースの下部に吸気口を、上部に排気口を設け、ファンを駆動させて吸気口から機器ケース内部に外気を導入し、排気口から外部に排気することより、装置内の冷却を行っていた（特許文献１〜３参照）。

特開平１１−２０４９７４号公報 特開２０００−１９６２７３号公報 特開２００３−１６３４８０号公報

特許文献１〜３に記載の電子機器では、機器ケースの下部から上部に向かってファンからの冷却風が流れるので、冷却風の風量分布に偏りができ、各回路ユニットに均等に冷却風が行き渡らない。この問題を解決するために、これらの電子機器では、冷却風の風向きを調整するための風向板や風向調整ユニットを設けたり、電源装置を機器ケース上部のデッドスペースに設置するなどして、回路ユニットの配置を工夫しているが、これによりかえって製造コストの増大を招いていた。また、装置構造が複雑化して、装置のメンテナンスを行う際の作業性を悪化させていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構造でファンの冷却性能を最大限活用することができる電子機器を提供することを目的とする。

また、本発明は、装置のメンテナンスを容易に行うことができる電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、前面、背面、および両側面が開口した箱形で、内部にガイド部材が２列、且つ複数段設けられた機器ケースと、前記開口を覆う前面カバー、背面カバー、および側面カバーと、各ガイド部材に案内されて前面側から機器ケース内に出し入れされる複数の引出しと、各引出しの底板上に取り付けられた回路ユニットとからなる電子機器において、前記回路ユニットに冷却風を送風するファンを、前記機器ケースの両側面に複数台ずつ、前記引出しの積み重ね方向に等間隔で並べて取り付け、前記冷却風が、前記機器ケースの両側面から各引出し上の回路ユニットを通って、前記機器ケースの前面および背面側から排気されるように、前記前面カバーおよび背面カバーに排気口を、前記側面カバーに吸気口を設けるとともに、前記引出しの前記底板を囲む部分のうち、少なくとも前記ファンに対面する部分に切欠きを設けたことを特徴とする。

なお、前記回路ユニットの前記ファンに近接した箇所に、発熱部品を集中して実装することが好ましい。また、前記回路ユニットは、サーバユニットであることが好ましい。また、前記引出しの前板を除いて、一対の側板および後板に切欠きを設けることが好ましい。さらに、前記ファンの口径をφ、前記機器ケースの側面の短辺の長さをＬとしたとき、Ｌ／３≦φ＜Ｌとすることが好ましい。

本発明の電子機器によれば、回路ユニットに冷却風を送風するファンを、回路ユニットに冷却風を送風するファンを、機器ケースの両側面に複数台ずつ、引出しの積み重ね方向に等間隔で並べて取り付け、冷却風が機器ケースの両側面から各引出し上の回路ユニットを通って、機器ケースの前面および背面側から排気されるように、前面カバーおよび背面カバーに排気口を、側面カバーに吸気口を設けるとともに、引出しの底板を囲む部分のうち、少なくともファンに対面する部分に切欠きを設けたので、簡単な構造でファンの冷却性能を最大限活用することができる。また、各引出しに共通の機能を有する回路ユニットが一体化して搭載され、引出しを出し入れする方向と対向する位置にファンが取り付けられているので、装置のメンテナンスを容易に行うことができる。

図１において、本発明を適用したサーバ装置２は、アルミ製の機器ケース１０と、同じくアルミ製の引出し１１とから構成される。機器ケース１０には、２列１１段、合計２２台の引出し１１が収納されている。この機器ケース１０は、前面１０ａ、背面１０ｂ、両側面１０ｃ、および上面１０ｄに、それぞれ開口１２ａ〜１２ｄが形成された箱形をしており、前面カバー１３、背面カバー１４、および側面カバー１５がビスなどで取り付けられる。前面カバー１３および背面カバー１４には、排気口１６、１７が形成されている。また、側面カバー１５には、吸気口１８が形成されている。

機器ケース１０の両側面１０ｃには、片方に３台ずつ、合計６台のファン１９が、引出し１１の積み重ね方向に等間隔で並べて取り付けられている。このファン１９は、側面カバー１５の吸気口１８から機器ケース１０の内部へと外気を導入し、引出し１１上のサーバユニット４２（図４参照）を冷却する。サーバユニット４２を冷却した冷却風は、前面カバー１３および背面カバー１４の排気口１６、１７から機器ケース１０の外側に排出される。なお、図示は省略するが、前面カバー１３には、サーバユニット４２の電源ボタン４６へのアクセスを考慮した開口部が設けられている。また、ファン１９の冷却風の前面方向の排気量を増やすために、背面カバー１４よりも前面カバー１３の排気口１６の数を多くして、排気口１６による開口面積を大きくしている。

機器ケース１０の底面１０ｅには、サーバ装置２の運搬時に用いるキャスター２０と、設置時に用いる脚２１とが、それぞれ４個ずつ設けられている。脚２１は、機器ケース１０の高さを微調整可能な機能を備えている。なお、図示は省略するが、機器ケース１０の内部には、ネットワーク接続された複数の端末に対して各種サービスを提供するためのハブが設置されている。

図２において、機器ケース１０の内部には、複数本のフレーム３０が設けられている。フレーム３０には、引出し１１を収納するためのＬ字型レール３１が、２列１１段分、合計４４本取り付けられている。レール３１は、引出し１１が前面１０ａ側から機器ケース１０内に出し入れされる際のガイド部材として機能し、引出し１１が互いに密接して収納されるように形成されている。このようにすると、サーバ装置２をコンパクトにすることができ、後述するファン１９による冷却を効率良く行うことができる。

図３に示すように、機器ケース１０の両側面１０ｃには、ファン１９を取り付けるための２本の補助フレーム３２が設けられている。ファン１９は、開口１２ｃ側にその正面を向けられ、補助フレーム３２に取り付け板３３をビス止めすることにより固定される。ファン１９は、サーバユニット４２（図４参照）の作動とともに運転を開始する。

ここで、ファン１９の口径をφ、ファン１９が取り付けられる機器ケース１０の両側面１０ｃの短辺の長さをＬとして、
Ｌ／３≦φ＜Ｌ
となるようにファン１９を選択することが好ましく、例えば日立ホーム＆ライフソリューション株式会社製の一般形換気扇（型式ＵＬ−３０Ａ、φ＝３０ｃｍ）が用いられる。

図４に示すように、引出し１１には、電源装置、演算処理装置が一体化して実装された回路基板４０や、ハードディスクドライブ４１などからなるサーバユニット４２が搭載されている。回路基板４０のファン１９に近接した箇所４０ａ（左の列では図示左側、右の列では右側）には、電源装置などの発熱部品が集中して実装されている。

各引出し１１のサーバユニット４２は、ハブにより互いに接続されている。このサーバユニット４２は、端末を利用するユーザーがネットワーク上のファイルを共有して使えるようにするファイルサーバや、ネットワーク上のプリンタを管理するプリントサーバ、メールの送受信を行うメールサーバなどからなり、各機能毎に個別に動作する。なお、サーバユニット４２としては、同一の機能を有するサーバが搭載され、互いに連動して動作するものでもよい。

引出し１１は、一対の側板４３および後板４４と、サーバユニット４２が取り付けられた底板４５と、電源ボタン４６や表示灯４７、各種コネクタを外部に露呈するためのコネクタ挿入口４８などが形成された前板４９とから構成される。側板４３および後板４４には、切欠き５０が設けられている。この切欠き５０により、ファン１９からの冷却風がサーバユニット４２に直接供給される。引出し１１は、レール３１に側板４３および底板４５の一部が支持され、機器ケース１０の前面１０ａ側から出し入れ自在となっている。

サーバ装置２に電源が供給され、各引出し１１の電源ボタン４６が押圧操作されると、サーバユニット４２が作動する。ファン１９は、サーバユニット４２とは別に電力が供給されて運転を開始する。これにより、側面カバー１５の吸気口１８から機器ケース１０内に外気が導入され、各引出し１１上のサーバユニット４２に冷却風が供給される。供給された冷却風は、サーバユニット４２と熱交換を行い、サーバユニット４２で発生した熱を冷却する。このとき、発熱部品が集中して実装されている回路基板４０のファン１９に近接した箇所４０ａが重点的に冷却される。サーバユニット４２の冷却後、冷却風は前面カバー１３および背面カバー１４の排気口１６、１７を介して機器ケース１０の外側に排出される。

引出し１１の側板４３および後板４４に切欠き５０が設けられているので、通気性が良く、かつメンテナンス時の作業性を向上させることができる。また、レール３１により各引出し１１が互いに密接して収納されているので、６台のファン１９で２２台のサーバユニット４２を均等に冷却することができ、ファン１９の冷却能力を最大限に活用することができる。また、各引出し１１に共通の機能を有するサーバユニット４２が一体化して搭載され、引出し１１を出し入れする方向と対向する位置にファン１９が取り付けられているので、サーバ装置２のメンテナンスを容易に行うことができる。

さらに、口径の大きいファンを使用するので、充分な冷却効果を発揮する。このため、ファンの駆動による騒音を気にならない程度（側面カバー１５の吸気口１８から１ｍの距離から測定して５０ｄＢ程度）まで抑えることができ、従来のサーバ装置のように専用のスペースを設置場所として確保する必要がなく、ファクシミリやコピー機など他のＯＡ機器と並べて設置することが可能となる。

なお、引出し１１に切欠き５０を設ける箇所としては、前板４９を除いて、少なくともファン１９に対向する部分（上記実施形態ではファン１９側の側板４３）に設ければよく、特に限定されるものではない。また、図５に示すように、側板４３および後板４４を無くし、底板４５および前板４９のみで構成した引出し６０を用いてもよい。このような構成であると、装置コストをさらに削減させることができる。

上記実施形態では、電子機器としてサーバ装置を挙げて説明したが、例えばストレージ、ルータ、アンプ、電源、測定器、および通信器などを引出しに搭載した電子機器に対しても、本発明を適用することが可能である。

本発明を適用したサーバ装置の正面外観斜視図である。 機器ケースの正面図である。 機器ケースの側面図である。 サーバユニットの構成を示す概観斜視図である。 引出しの別の実施形態を示す図である。

符号の説明

２ サーバ装置
１０ 機器ケース
１０ａ 前面
１０ｂ 背面
１０ｃ 側面
１１、６０ 引出し
１２ａ〜１２ｄ 開口
１３ 前面カバー
１４ 背面カバー
１５ 側面カバー
１６、１７ 排気口
１８ 吸気口
１９ ファン
３０ フレーム
３１ レール
３２ 補助フレーム
３３ 取り付け板
４０ 回路基板
４１ ハードディスクドライブ
４２ サーバユニット
５０ 切欠き

Claims (5)

1. 前面、背面、および両側面が開口した箱形で、内部にガイド部材が２列、且つ複数段設けられた機器ケースと、前記開口を覆う前面カバー、背面カバー、および側面カバーと、各ガイド部材に案内されて前面側から機器ケース内に出し入れされる複数の引出しと、各引出しの底板上に取り付けられた回路ユニットとからなる電子機器において、
   前記回路ユニットに冷却風を送風するファンを、前記機器ケースの両側面に複数台ずつ、前記引出しの積み重ね方向に等間隔で並べて取り付け、
   前記冷却風が、前記機器ケースの両側面から各引出し上の回路ユニットを通って、前記機器ケースの前面および背面側から排気されるように、前記前面カバーおよび背面カバーに排気口を、前記側面カバーに吸気口を設けるとともに、
   前記引出しの前記底板を囲む部分のうち、少なくとも前記ファンに対面する部分に切欠きを設けたことを特徴とする電子機器。
2. 前記回路ユニットの前記ファンに近接した箇所に、発熱部品を集中して実装したことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記回路ユニットは、サーバユニットであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記引出しの前板を除いて、一対の側板および後板に切欠きを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器。
5. 前記ファンの口径をφ、前記機器ケースの側面の短辺の長さをＬとしたとき、
   Ｌ／３≦φ＜Ｌ
   としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電子機器。

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