JP4521690B2 - 筐体用空冷装置 - Google Patents

Description

本発明は、直列的に重合された２以上の冷却ファンユニットの軸流方向を筐体の一面たとえばフロントパネルと直交させて当該フロントパネルの開口部の内側に配備した冗長冷却式の筐体用空冷装置の改良に関する。

冷却ファンユニットの故障に伴って生じる冷却障害の防止あるいは多段圧縮による送風力の強化を目的として２以上の冷却ファンユニットを直列的に重合した冗長冷却式の筐体用空冷装置が例えば特許文献１等として既に公知であり、これと同様のものが、サーバ装置やコンピュータあるいはハードディスクドライブ等の筐体の内部に実装された電気部品の冷却に利用されている。

この種の筐体用空冷装置の一般的な構成例を図９に示す。

図９は冗長冷却式の筐体用空冷装置１００を備えた筐体１０１を４本の支柱から成るラックマウント１０２に取り付けた状態で示した斜視図である。
筐体用空冷装置１００は、軸流方向を筐体１０１の一面であるフロントパネル１０４と直交させて直列的に重合された２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを当該フロントパネル１０４の吸気口１０５の内側に備える。
図９では重合された２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを４列に亘って併設しているが、３列以下あるいは５列以上に亘って併設する場合もある。
一般に、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの故障に伴って生じる冷却障害の防止を主目的とした場合では２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの仕様は基本的に同様であり、また、多段圧縮による送風効果の強化を主目的とした場合にあっては冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂにおけるファンのピッチや回転数の仕様を異ならせることもある。
冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂは、筐体１０１の天板１０６に形成された開口部１０７から筐体１０１に差し込まれて筐体１０１の内部に固定されるようになっており、その各々がフロントパネル１０４と平行な方向つまり図９中の上下方向に独立して挿抜可能とされている。
そして、筐体１０１は、其の左右両側に固設されたインナーレール１０８とラックマウント１０２側に固設されたアウターレール１０９とを介してラックマウント１０２に取り付けられ、ラックマウント１０２から手前側に向けて引き出し可能な構造とされている。
従って、何れかの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂが故障して停止した場合には、図９に示されるようにして筐体１０１をラックマウント１０２から引き出し、停止した冷却ファンユニット、たとえば、左端側の冷却ファンユニット１０３ｂ等を開口部１０７から引き抜いて、新たな冷却ファンユニット１０３ｂを換装することができる。
このようにして冷却ファンユニット１０３ｂの換装作業を行う間も、当該冷却ファンユニット１０３ｂと重合する位置にある冷却ファンユニット１０３ａの稼動状態が維持されるので、送風力の著しい低下に伴う重大な冷却障害の発生を防止した状態で冷却ファンユニット１０３ｂの換装作業が行なえるといったメリットがある。
しかし、サーバ装置やコンピュータあるいはハードディスクドライブ等の筐体１０１にあっては、図１０に示されるように、ラックマウント１０２に取り付けられた他の筐体１１０等との間の電気的な接続が筐体１０１，１１０の裏面パネルに接続されるケーブル１１１を介して行われるのが普通であり、特に、高速処理を必要とされる筐体１０１，１１０の接続にあたっては、全長に制限のある高速信号ケーブルが必要とされる場合が多く、ケーブル１１１の全長が短くなるため、裏面パネルをケーブル１１１で拘束された筐体１０１を図９のようにして手前側に引き出すことが難しくなり、特に、後方に位置する冷却ファンユニット１０３ｂの交換作業が困難になるといった問題がある。
この際、ケーブル１１１を取り外して筐体１０１を手前側に引き出すことは可能であるが、そうした場合、システムの稼動状態自体が維持できなくなるといった著しい不都合が生じてしまう。

そこで、このような問題を解消するための一つの手段として、図１１に示されるように２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを重合して内蔵する引き出し式のファンユニット収容ボックス１１２を設け、このファンユニット収容ボックス１１２を図１２のようにして筐体１０１のフロントパネル１０４の開口部１１３に着脱自在に取り付けるようにした筐体用空冷装置１１４が提案されている。
しかしながら、このような筐体用空冷装置１１４においては、後方に位置する冷却ファンユニット１０３ｂを交換する際には必ず開口部１１３からファンユニット収容ボックス１１２を引き抜く必要がある。
この結果、冷却ファンユニット１０３ｂと共に当該時点では故障に至っていない冷却ファンユニット１０３ａも同時に取り外されてしまうことになり、ファンユニット収容ボックス１１２を取り外した部分の筐体１０１の冷却能力が著しく低下するといった問題に直面する。
従って、極めて短時間の内に冷却ファンユニット１０３ｂの交換作業を済ませてファンユニット収容ボックス１１２を元の位置に取り付け直す必要があり、また、この交換作業に手間取ってしまうと、冷却障害によってシステム全体がダウンするといった恐れも多分にある。

これに対し、特許文献２では、正面形状が略Ｌ字型のトレイを筐体に対して引き出し可能な状態で装着し、直列的に重合された２つの冷却ファンユニットをトレイ上に着脱自在に取り付け、筐体からトレイを引き出した状態で２つの冷却ファンユニットの各々を独立的に交換できるようにした送風機について開示されている。
しかし、このような構造を適用した場合、後方に位置する冷却ファンユニットを取り外すと、前方に位置する冷却ファンユニットから筐体の開口部に至る空気流路のうち、取り外された冷却ファンユニットの外周面の２つ、例えば、上面と右側面に相当する箇所が完全に外部に向けて開放されることになり、前方に位置する冷却ファンユニットからの送風を効率よく筐体内に送り込めなくなるといった問題がある。
従って、このような構成を適用した場合であっても、前記と同様、後方側の冷却ファンユニットが故障した場合にあっては短時間の内に冷却ファンユニットの交換作業を済ませる必要があり、また、この交換作業に手間取ってしまうと、冷却障害によってシステムのダウン等の問題に直面する可能性が残る。

特開２００２−６９９４号公報（図９） 特表２００７−５１３２９７号（図３，図７）

そこで、本発明の課題は、筐体をラックマウントから引き出さなくても直列的に重合された冷却ファンユニットを前後の区別なく１個単位で簡単に取り外して換装することができ、また、冷却ファンユニットの換装作業中であっても、取り外された冷却ファンユニットと重合する位置にある他の冷却ファンユニットによって筐体の内部の冷却を効率よく続けることのできる筐体用空冷装置を提供することにある。

本発明の筐体用空冷装置は、直列的に重合された２以上の冷却ファンユニットの軸流方向を筐体の一面と直交させて前記一面の開口部の内側に配備した冗長冷却式の筐体用空冷装置であり、前記課題を達成するため、特に、
前記軸流方向の空気の流れを許容して前記冷却ファンユニットを前記一面と平行な方向に挿抜可能な状態で保持すると共に前記一面と直交する前記冷却ファンユニットの外周面を３方から包囲するファンケースと、
前記ファンケースを保持し、前記一面の内側に前記ファンケースが位置する通常運転位置と、前記ファンケースが前記一面よりも外側に突出するファンユニット交換位置との間で、前記一面と直交する方向に沿った前記ファンケースの移動を許容するファンケースガイドとを設けたことを特徴とする構成を有する。

本発明の筐体用空冷装置によれば、筐体をラックマウントから引き出さなくても直列的に重合された冷却ファンユニットを前後の区別なく１個単位で簡単に取り外して換装することができ、しかも、冷却ファンユニットの換装作業中であっても、冷却ファンユニットから筐体の開口部に至る空気流路の３方がファンケースによって閉鎖されるので、取り外された冷却ファンユニットと重合する位置にある他の冷却ファンユニットによって筐体の内部の冷却を効率よく続けることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明を適用した冗長冷却式の筐体用空冷装置１を実装した筐体１０１を４本の支柱から成るラックマウント１０２に取り付けた状態で示した斜視図、また、図２はラックマウント１０２から取り外された筐体１０１を単体で示した斜視図であって、図３は筐体用空冷装置１の組み立て構造を示した分解図である。

本実施形態における筐体用空冷装置１は、図３に示されるように、軸流方向を筐体１０１の一面であるフロントパネル１０４と直交させて直列的に重合された２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂをフロントパネル１０４の横幅方向に沿って４列に亘って並列的に備える。

但し、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂは３列以下あるいは５列以上に亘って併設するようにしても構わないし、ファンの大きさに格別の制限はない。

各冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂは、図４に示されるように、矩形状の枠体から成るケーシング５と、ファン駆動モータ６と、ファン駆動モータ６のスピンドルに軸着された送風用のファン７によって構成され、ケーシング５の下端部には、ファン駆動モータ６に電力を供給するためのプラグイン接続型の電源端子８が固設されている。

この実施形態では、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの故障に伴って生じる冷却障害の防止を主目的として冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを直列的に重合配置しているので、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの仕様は完全に同一である。

これらの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを纏めて取り付けるためのファンケース３の前面には、図３に示されるように、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの軸流方向の空気の流れを許容するための吸気口２が、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの並列数に併せて４つファンケース３の幅方向に併設して設けられている。
また、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの各々は、吸気口２の配設位置に合わせるようにしてファンケース３の内側に画成された２行４列あわせて８個となるセル４の内側に挿抜可能な状態で内嵌して取り付けられている。

従って、全ての冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂはフロントパネル１０４と平行な方向つまり図３における上下方向に挿抜自在な状態でファンケース３に保持されることになる。
図３に示す通り、ファンケース３は其の上面のみを開放して冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの着脱作業を許容するものであり、フロントパネル１０４と直交する冷却ファンユニット１０３ａ，０３ｂの外周面のうち、右側面，下面，左側面がファンケース３によって３方から包囲されたかたちとなる。

また、ファンケース３の下面には図３に示される中継基板９が一体的に固着して取り付けられており、中継基板９の上面側には、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの電源端子８の各々と接続するプラグイン接続型の電力供給端子１０が冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの個数にあわせて合計８つ固設されている。
つまり、ファンケース３のセル４に冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを挿入すると、各々の電源端子８と此れに対応する電力供給端子１０とが自動的に接続する構造である。

無論、中継基板９を介さずに、電力供給端子１０毎のコードを筐体１０１の電源部に導くように構成することも可能である。

図３に示されるスリーブ１１は、筐体１０１のフロントパネル１０４と直交するファンケース３の外周面、すなわち、図３に示されるファンケース３の上面，右側面，下面，左側面を一巡して包囲する内形および内寸を有すると共に、フロントパネル１０４に形成された開口部１１３の内形および内寸と略同等の外形および外寸を有する矩形型の筒状部材である。
従って、このスリーブ１１は、ファンケース３の外周面および開口部１１３の内側の双方に対して摺動自在に嵌合することができる。

本実施形態においては、このスリーブ１１が、ファンケース３を保持して通常運転位置とファンユニット交換位置との間でフロントパネル１０４と直交する方向にファンケース３の移動を許容するファンケースガイドとして機能する。
また、このスリーブ１１は、ファンケース３がフロントパネル１０４よりも外側に突出した状態でファンケース３の背面と開口部１０４との間に隙間が生じることを防止するカバーとしても機能するようになっている。

なお、ここでいう通常運転位置とは、ファンケース３が開口部１１３から筐体１０１の内部に完全に突入してファンケース３がフロントパネル１０４の内側に存在するときの位置であり、また、ファンユニット交換位置とは、ファンケース３がフロントパネル１０４よりも外側に突出し、セル４に対する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの挿抜が許容される状態となるときの位置である。

図３に示されるように、スリーブ１１の左右両側の内側の手前側端部には、ピン等で構成される係合突起１２が固着されており、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの軸流方向に沿ってファンケース３の左右両側に形成された長穴１３と嵌合している。
スリーブ１１に対するファンケース３の引き出し限度は長穴１３の後方側の端部が係合突起１２と衝合する位置で規制されるので、ファンケース３が引き出し限度を超えてスリーブ１１の手前側に引き抜かれることはない。
また、ファンケース３を引き出す際には、ファンケース３がスリーブ１１に対する引き出し限度まで引き出され、長穴１３の後方側の端部が係合突起１２に衝合した時点で、スリーブ１１がファンケース３と共に手前側に向かう移動を開始する。なお、長穴１３に代えてプレス加工の凹部を形成してもよく、空気漏れの問題を解消するためにはプレス加工の凹部の方が好適である。

同様に、スリーブ１１の左右両側の外側の後方側端部には、ピン等で構成される係合突起１６が固着され、筐体１０１の左右両側に形成された長穴１７と嵌合し、スリーブ１１が筐体１０１に対する引き出し限度を超えて開口部１１３の手前側に引き抜かれることを防止している。引き抜き防止に関わる作用原理については前記と同様ある。また、長穴１７に代えてプレス加工の凹部を形成するようにしてもよい。

更に、スリーブ１１の左右両側の外側の手前側端部には、スリーブ１１が後退限度を超えて筐体１０１の内部に突入することを防止するための返し部１４が一体的に成形されると共に、スリーブ１１の底面の内側の後方側端部には、ファンケース３が後退限度を超えてスリーブ１１に突入することを防止するための返し部１８が一体的に成形されている。

図３に示されるリンク装置１５は、ファンケース３がファンユニット交換位置から通常運転位置に向かう方向でファンケース３を定常的に付勢するファンケース自動復帰手段の一部として機能する。

リンク装置１５は図５および図６に示されるように平板状に形成された２本のリンク桿１９，２０の一端部１９ａ，２０ａを相互に枢着して構成したもので、図７および図８に示されるように、一方のリンク桿２０の他端部２０ｂが、ファンケース３の底面の上面側に枢着され、かつ、他方のリンク桿１９の他端部１９ｂは、筐体１０１の内部で筐体１０１を上下に区画する隔壁２１の上面に枢着されている。

図７および図８に示される通り、リンク桿１９の他端部１９ｂの近傍には、隔壁２１上に一端部を止着された引張コイルバネ２２の他端部が取り付けられ、他端部１９ｂの枢着箇所を支点としてリンク桿１９を図５，図７中で定常的に時計方向に揺動付勢している。
また、リンク桿２０の他端部２０ｂの近傍には、ファンケース３の底面上に一端部を止着された引張コイルバネ２３の他端部が取り付けられ、他端部２０ｂの枢着箇所を支点としてリンク桿２０を図５，図７中で定常的に反時計方向に揺動付勢している。
更に、２本のリンク桿１９，２０の一端部１９ａ，２０ａから一定の間隔を置いたリンク桿１９，２０上の位置には、引張コイルバネ２４がリンク桿１９，２０を相互に引き寄せるようにして取り付けられている。

これらの引張コイルバネ２２，２３，２４もファンケース自動復帰手段の一部であり、引張コイルバネ２２，２３，２４が発生させる力は、何れも、リンク桿１９，２０から成るリンク装置１５の姿勢を図５に示される状態から図６に示される状態へと変化させる方向、すなわち、リンク桿２０の他端部２０ｂをリンク桿１９の他端部１９ｂに向けて相互に接近させてリンク桿１９，２０を折り畳む方向で作用するので、リンク桿１９の他端部１９ｂに接続されたファンケース３が、図７に示されるようなファンユニット交換位置から図８に示されるような通常運転位置に向かう方向に向けて定常的に付勢されることになる。

なお、図７は図３に示されるラインＡ−Ａの位置でスリーブ１１を上下に切断してスリーブ１１の上側部分を除去すると共に図３に示されるラインＢ−Ｂの位置で筐体１０１を上下に切断して筐体１０１の上側部分を除去した状態で、ファンケース３がファンユニット交換位置にあるときの筐体用空冷装置１の各部の状態と引き伸ばされた２本のリンク桿１９，２０の姿勢を明示するための作用説明図である。
同様に、図８はスリーブ１１を除去すると共に図３に示されるラインＢ−Ｂの位置で筐体１０１を上下に切断して筐体１０１の上側部分を除去した状態で、ファンケース３が通常運転位置にあるときの筐体用空冷装置１の各部の状態と折り畳まれた２本のリンク桿１９，２０の姿勢を明示するための作用説明図である。
図７および図８は何れもスリーブ１１の具体的な形状や取付構造および筐体１０１の具体的な全体構造を示したものではなく、スリーブ１１の具体的な形状や取付構造および筐体１０１の具体的な全体構造に関しては、飽くまでも、図１〜図３を参照して説明した通りである。

また、中継基板９上の電力供給端子１０に電力を供給するためのコードは、リンク桿１９，２０の上面側を這うようにして筐体１０１内の電源部に導かれており（特に図示せず）、筐体１０１に対する電源のオン・オフ操作に応じて、筐体１０１内の電源部から前述のコード，電力供給端子１０，電源端子８を介して冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂのファン駆動モータ６に駆動電力が供給され、ファン駆動モータ６のスピンドルに軸着された送風用のファン７が、ファンケース３の前面の吸気口２から外気を吸い込む方向に回転するようになっている。

以上の構成において、サーバ装置やコンピュータあるいはハードディスクドライブ等の筐体１０１を使用する状況下にあっては、図８に示されるようにしてファンケース３を通常運転位置に保持した状態で全ての冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを駆動し、ファンケース３の前面の４つの吸気口２から外気を吸い込んで筐体１０１の内部を冷却し、筐体１０１内で暖められた空気を筐体１０１の背面側の図示しない排気口から外部に排出する。

この際、筐体１０１の運転中に何れかの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂが故障して停止する場合もあるが、ファンケース３の４つの吸気口２の各々に対して２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂが前後に重合して配備されているので、何れか一方の冷却ファンユニット１０３ａあるいは冷却ファンユニット１０３ｂが故障して停止したとしても、残る冷却ファンユニット１０３ｂあるいは冷却ファンユニット１０３ａを利用して冷却に必要とされる最低限度の外気を筐体１０１内に送り込むことができる。

しかし、停止した冷却ファンユニット１０３ａあるいは冷却ファンユニット１０３ｂを放置しておくと筐体１０１内の冷却効率が低下し、また、場合によっては他方の冷却ファンユニット１０３ｂあるいは冷却ファンユニット１０３ａが重複して故障することで特定の吸気口２からの外気の供給が完全に停止するといった可能性もあるので、停止した冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂは早急に正常なものと換装する必要がある。

そこで、停止した冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを換装する際には、まず、ファンケース３の前面に固設されたハンドル１１５を持ってファンケース３を手前に引き、ファンケース３を図８に示されるような通常運転位置から図７に示されるようなファンユニット交換位置へと移動させる。

ファンケース３の移動に伴ってファンケース自動復帰手段の一部であるリンク桿１９，２０の姿勢が図６の状態から図５の状態へと変化し、ファンケース自動復帰手段の一部である引張コイルバネ２２，２３，２４は、何れも図６に示されるような状態から図５に示されるような状態へと弾性限度内で引き伸ばされる。

しかし、図６と図５を比較すればわかる通り、上述したリンク桿１９，２０の姿勢変化によって引張コイルバネ２２，２３，２４が引き伸ばされる一方で、リンク桿１９，２０の揺動動作の支点となる各リンクの端部から各引張コイルバネの力の作用線に至る垂直離間距離であるモーメントの腕の長さ、つまり、リンク桿１９の他端部１９ｂから引張コイルバネ２２の力の作用線に至る垂直離間距離、および、リンク桿２０の他端部２０ｂから引張コイルバネ２３の力の作用線に至る垂直離間距離が共に減少し、特に、引張コイルバネ２４の力の作用線はリンク桿１９，２０の一端部１９ａ，２０ａから支点越えした状態（図５参照）となるので、ファンケース３をファンユニット交換位置から通常運転位置に向かう方向で付勢する力それ自体はファンケース３が通常運転位置からファンユニット交換位置に至る区間のどの位置にあっても略一定に保持される。

また、ファンケース３を付勢する力に変動が生じても構わなければ、リンク桿１９，２０や引張コイルバネ２２，２３，２４に代わる他のファンケース自動復帰手段として、その一端部を隔壁２１上に止着すると共に他端部をファンケース３上に止着した引張コイルバネやゴムあるいは其の他の弾性体、更には、磁力等を利用して単純な構造のファンケース自動復帰手段を構成しても構わない。

ファンケース３が手前に引き出される際、ファンケースガイドとして機能するスリーブ１１は、左右両側内側の係合突起１２をファンケース３の両側の長穴１３と嵌合させているので、ファンケース３がスリーブ１１に対する引き出し限度まで引き出された時点、つまり、係合突起１２が長穴１３の端部と当接した時点で、スリーブ１１がファンケース３と共に手前に向かう移動を開始する。

上述した通り、ファンケース３の両側の長穴１３にはスリーブ１１の左右両側内側の係合突起１２が嵌合しているので、ファンケース３がスリーブ１１から完全に引き抜かれて脱落することはないし、また、スリーブ１１の左右両側外側の係合突起１６は筐体１０１の左右両側の長穴１７と嵌合しているので、スリーブ１１が筐体１０１の開口部１１３から完全に引き抜かれて脱落することもない。

かくして、スリーブ１１によって保持されつつフロントパネル１０４と直交する方向に沿って移動するファンケース３の移動限度は、図８に示されるような通常運転位置と図７に示されるようなファンユニット交換位置との間に規制されることになる。

ハンドル１１５を手前に引くことでファンケース３は最終的に図７に示されるような引き出し限度すなわちファンユニット交換位置にまで引き出される。
この状態で、ファンケース３の背面と筐体１０１の開口部１０４との間には図７に示す通りの間隙Ｈが生じるが、ファンケース３の背面と開口部１０４との間の空間はカバーとして機能するスリーブ１１によって覆われているので、ファンケース３をファンユニット交換位置まで移動させても、ファンケース３の背面と開口部１０４との間に空気漏れの原因となる隙間が生じることはない。

従って、ファンケース３を通常運転位置からファンユニット交換位置に移動させた状況下にあっても、ファンケース３が通常運転位置にある場合と実質的に同等の冷却機能を発揮させることができ、故障している冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを慌てて換装する必要はなく、換装作業に余裕が生まれる。

この実施形態では、スリーブ１１を設けることで、間隙Ｈに相当する冗長性をもたせてファンケース３を筐体１０１の開口部１１３の手前側に突出させることができ、例えば図１に示されるように、筐体１０１の手前側にオーバーハングして突出するような長めの筐体１１０が筐体１０１の上に取り付けられている場合であっても、故障している冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂ、特に、後方に位置する冷却ファンユニット１０３ｂを容易に取り出すことができる。

故障した冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂをファンケース３のセル４から取り外す際には、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂのケーシング５の上面に形成された２つの透孔（図４参照）に指を差し込んで冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを把持し、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂをフロントパネル１０４と平行な方向、つまり、図１や図２における上方に持ち上げるようにしてセル４から引き抜く。

この際、ケーシング５の下面の電源端子８が中継基板９上の電力供給端子１０から引き抜かれるので、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂと筐体１０１の電源部との電気的な接続も自動的に解消される。

故障した冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを引き抜かれた部分の空間は単なる空気流路として機能することになるが、この空間は右側面，下面，左側面がファンケース３によって３方から包囲されているので、取り外された冷却ファンユニットと重合する位置にある他の冷却ファンユニットからの送風により、筐体１０１の内部に効率よく外気を送り続けることができる。
特に、後方側に位置する冷却ファンユニット１０３ｂを取り外して手前側の冷却ファンユニット１０３ａのみで送風を行なう場合において、空気流路となる後方側の空間からの空気の漏れを効果的に抑制して筐体１０１の内部に効率よく外気を送り続けることができる。
この実施形態では、左右に隣接するセル４の間に隔壁を形成し、セル４を画成する左右両側の隔壁とファンケース３の底面とによって、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを取り外した部分の空間を３方から包囲するようにしているが、ダクテッドファン状の冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを装着する場合においては、取り外されていない冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂのケーシング５の側面を利用して隔壁とすることが可能でるので、セル４に対する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの位置決めや取り付けさえ確実に行われるのであれば、この隔壁は必ずしも必要ではない。但し、左端部に位置する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの左側に隣接する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂや右端部に位置する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの右側に隣接する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂといったものは存在し得ないので、ファンケース３の左右両側壁の存在は必須の要件である。

そして、新たな冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂをファンケース３のセル４に挿入すると、当該冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの電源端子８が此れに対応する中継基板９上の電力供給端子１０に自動的に接続され、換装された冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂのファン７が自動的に回転を始める。

リンク桿１９，２０および引張コイルバネ２２，２３，２４から成るファンケース自動復帰手段によってファンケース３が通常運転位置に向けて定常的に付勢されているので、換装作業を終えた状態でファンケース３を支える手を離せば、ファンケース３およびスリーブ１１が自動的に移動を開始し、図１，図２，図７に示されるファンユニット交換位置から図８に示されるような通常運転位置に引き戻される。

より具体的には、まず、ファンケース３が単体で通常運転位置に向かう移動を開始し、次いで、ファンケース３の背面がスリーブ１１の後方側端部の返し部１８に当接した時点でスリーブ１１がファンケース３と一体になって移動を始め、最終的に、スリーブ１１の手前側端部の両側に形成されている返し部１４が筐体１０１の開口部１１３の縁部に当接した時点で、スリーブ１１およびファンケース３の移動が停止して、図８に示されるような通常運転位置つまり初期位置にファンケース３が位置決めされる。

リンク桿１９，２０および引張コイルバネ２２，２３，２４から成るファンケース自動復帰手段は、既に述べた理由により、略一定の力でファンケース３を付勢する構造であるから、ファンケース３をファンユニット交換位置に引き出して引張コイルバネ２２，２３，２４が引き伸ばされた状態のままファンケース３から手を放しても、ファンケース３が過剰な力で付勢されて筐体１０１に衝接することはなく、衝撃による冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの故障や筐体１０１内部の電気部品の損傷あるいは劣化といった問題の発生は未然に防止される。

また、ファンケース３から手を離せばファンケース３が自動的に通常運転位置に復帰するので、実際にファンケース３を把持して冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの換装作業を行なっている時間を除き、ファンケース３は常に通常運転位置に保持された状態を維持することになるので、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを利用した筐体１０１の冷却効率を常に最高の状態に維持することができる。
ファンケース３を通常運転位置からファンユニット交換位置に移動させた状況下にあってもファンケース３が通常運転位置にある場合と実質的に同等の冷却機能を発揮させることができる点については既に述べた通りであるが、より厳密にいえば、ファンケース３がファンユニット交換位置にある状況下では、ファンケース３のセル４と冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂとの隙間や冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂのケーシング５の上面に形成された２つの透孔の部分で空気の漏れが生じて僅かに冷却効率が低下するので、ファンケース３は、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの換装作業を実際に行う場合を除いて常に通常運転位置に保持することが望ましい。

以上に述べた通り、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの換装作業は、筐体１０１からファンケース３を引き出して故障を生じた冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを交換するといった簡単な作業で実現することができ、ラックマウント１０２から筐体１０１を取り外したり筐体１０１それ自体を引き出したりする必要はないので、換装作業に際して筐体１０１に強い衝撃や振動が作用することは殆どなく、筐体１０１内部の電気部品の損傷の防止や劣化の防止の観点からも、安全な作業を行なうことができる。

また、後方に位置する冷却ファンユニット１０３ｂの換装作業を行うために手前側の冷却ファンユニット１０３ａを取り外すといった必要がないので、後方に位置する冷却ファンユニット１０３ｂを換装する間も、手前側に位置する冷却ファンユニット１０３ａを利用して筐体１０１の内部を継続的に冷却することかできる。

しかも、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂに電力を供給するコードはリンク桿１９，２０の上面側を這うようにして筐体１０１内の電源部に導かれているので、ファンケース３の引き出しの際や通常運転位置への自動復帰の際にファンケース３とスリーブ１１との間あるいはスリーブ１１と開口部１１３との間にコードが挟み込まれるといった不都合が生じない。

また、筐体１０１に対してスリーブ１１とファンケース３を相対移動させてファンケース３を手前に引き出すテレコピック構造を利用した２段式の引き出し構造を適用しているので、ファンケース３をフロントパネル１０４の手間側に大きく引き出して他の筐体１１０等との干渉を回避した状態で冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの交換を手際よく行なうことができる。
しかも、ファンケース３の引き出し量に比べ、ファンケース３やスリーブ１１の収納に必要とされる空間は僅かなもので済むので、筐体１０１を無闇に大型化する必要はなく、また、筐体１０１内の限られた空間を有効に利用して様々な電気部品を内蔵させることができる。

この実施形態では、重合する２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂをフロントパネル１０４の横幅方向に沿って３列以上に亘って併設しているので、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの挿抜方向はフロントパネル１０４と平行な方向のうち上下方向とする必要があるが（横方向に隣接する冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂが干渉して左右方向での挿抜ができないため）、重合する２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを１列のみ配置する場合あるいは２列に亘って横幅方向に併設する場合においては、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの挿抜方向はフロントパネル１０４と平行な方向のうち上下方向としてもよいし左右方向としてもよい。
また、重合する２つの冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂを筐体１０１の高さ方向に沿って３列以上に亘って併設する場合においては、冷却ファンユニット１０３ａ，１０３ｂの挿抜方向はフロントパネル１０４と平行な方向のうち左右の方向となる。

この実施形態では、スリーブ１１にファンケースガイドとカバーの機能を持たせることで全体の構成を簡略化し、かつ、装置の製造コストを抑制するようにしているが、ファンケースガイドとカバーを個別の部材で構成することも可能である。

例えば、インナーレールとアウターレールから構成されるガイドレールをファンケース３の左右の外側および筐体１０１の左右の内壁に設けることで、ファンケース３の移動を許容するためのファンケースガイドとすることができる。
また、開口部１１３からファンケース３の前後幅に相当する距離だけ奥まった位置で筐体１０１の内壁を一巡するようにして一端を固着されると共に、其の他端部をファンケース３の背面の輪郭に沿って固着された断面矩形状のベローズを、ファンケース３の背面と開口部１０４との間に隙間が生じることを防止するカバーとして利用することができる。
この際、ベローズの一端を開口部１１３からファンケース３の前後幅に相当する距離だけ奥まった位置で筐体１０１の内壁に取り付けるのは、図８に示されるような通常運転位置にファンケース３が位置した状態でベローズがファンケース３や筐体１０１の内壁と干渉するのを防止するためであり、また、ベローズの他端部をファンケース３の背面の輪郭に沿って固着することで左右のガイドレールの間に位置させるのは、ベローズとガイドレールとの干渉を防止するためである。

本発明を適用した筐体用空冷装置を実装した筐体を４本の支柱から成るラックマウントに取り付けた状態で示した斜視図である。 同実施形態の筐体用空冷装置を実装した筐体をラックマウントから取り外して単体で示した斜視図である。 同実施形態の筐体用空冷装置の組み立て構造を示した分解図である。 同実施形態の筐体用空冷装置における冷却ファンユニットの構成を示した斜視図である。 ファンケース自動復帰手段として機能するリンク装置の構成を、ファンケースがファンユニット交換位置にあるときの状態に対応させて示した平面図である。 ファンケース自動復帰手段として機能するリンク装置の構成を、ファンケースが通常運転位置にあるときの状態に対応させて示した平面図である。 ファンケースがファンユニット交換位置にあるときの筐体用空冷装置の各部の状態とリンク装置の屈折状態を表すための作用説明図である。 ファンケースが通常運転位置にあるときの筐体用空冷装置の各部の状態とリンク装置の屈折状態を表すための作用説明図である。 一般的な構成を有する冗長冷却式の筐体用空冷装置を備えた筐体を４本の支柱から成るラックマウントに取り付けた状態で示した斜視図である。 ラックマウントに取り付けられた筐体間の電気的な接続状態を後方から示した斜視図である。 重合された２つの冷却ファンユニットの取り外しを自在とするためのファンユニット収容ボックスについて内部を透視して示した斜視図である。 重合された２つの冷却ファンユニットを纏めて取り外すようにした筐体用空冷装置の構成を示した斜視図である。

符号の説明

１ 筐体用空冷装置
２ 吸気口
３ ファンケース
４ セル
５ ケーシング
６ ファン駆動モータ
７ ファン
８ 電源端子
９ 中継基板
１０ 電力供給端子
１１ スリーブ（ファンケースガイド，カバー）
１２ 係合突起
１３ 長穴もしくは凹部
１４ 返し部
１５ リンク装置（ファンケース自動復帰手段の一部）
１６ 係合突起
１７ 長穴もしくは凹部
１８ 返し部
１９ リンク桿
１９ａ 一端部
１９ｂ 他端部
２０ リンク桿
２０ａ 一端部
２０ｂ 他端部
２１ 隔壁
２２，２３，２４ 引張コイルバネ（ファンケース自動復帰手段の一部）
１００ 筐体用空冷装置
１０１ 筐体
１０２ ラックマウント
１０３ａ，１０３ｂ 冷却ファンユニット
１０４ フロントパネル（筐体の一面）
１０５ 吸気口
１０６ 天板
１０７ 開口部
１０８ インナーレール
１０９ アウターレール
１１０ 他の筐体
１１１ ケーブル
１１２ ファンユニット収容ボックス
１１３ 開口部
１１４ 筐体用空冷装置
１１５ ハンドル
Ｈ 間隙

Claims (7)

1. 直列的に重合された２以上の冷却ファンユニットの軸流方向を筐体の一面と直交させて前記一面の開口部の内側に配備した冗長冷却式の筐体用空冷装置において、
   前記軸流方向の空気の流れを許容して前記冷却ファンユニットを前記一面と平行な方向に挿抜可能な状態で保持すると共に前記一面と直交する前記冷却ファンユニットの外周面を３方から包囲するファンケースと、
   前記ファンケースを保持し、前記一面の内側に前記ファンケースが位置する通常運転位置と、前記ファンケースが前記一面よりも外側に突出するファンユニット交換位置との間で、前記一面と直交する方向に沿った前記ファンケースの移動を許容するファンケースガイドとを設けたことを特徴とする筐体用空冷装置。
2. 前記ファンケースが前記一面よりも外側に突出した状態で前記ファンケースの背面と前記開口部との間に隙間が生じることを防止するカバーを併設したことを特徴とする請求項１記載の筐体用空冷装置。
3. 前記一面と直交するファンケースの外周面を包囲して該ファンケースの外周面と前記開口部の双方に対して摺動自在に嵌合するスリーブによって前記ファンケースガイドおよび前記カバーが形成されていることを特徴とする請求項２記載の筐体用空冷装置。
4. 前記ファンケースが前記ファンユニット交換位置から前記通常運転位置に向かう方向で前記ファンケースを定常的に付勢するファンケース自動復帰手段を併設したことを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３の何れか一項に記載の筐体用空冷装置。
5. ２本のリンク桿から成り、各リンク桿の一端部が相互に枢着されると共に、一方のリンク桿の他端部が前記ファンケースに枢着され、かつ、他方のリンク桿の他端部が前記筐体の内部に枢着されて、前記ファンケースが通常運転位置に位置する状態で前記２本のリンク桿が折り畳まれる一方、前記ファンケースがファンユニット交換位置に位置する状態で前記２本のリンク桿が引き伸ばされた状態となるリンク装置と、
   前記２本のリンク桿が相互に接近して折り畳まれる方向に前記２本のリンク桿を揺動付勢するバネとによって、前記ファンケース自動復帰手段が構成されていることを特徴とする請求項４記載の筐体用空冷装置。
6. 前記冷却ファンユニットに駆動電力を供給するコードが、前記２本のリンク桿の上を這うようにして前記ファンケースから前記筐体内の電源部に導かれていることを特徴とする請求項５記載の筐体用空冷装置。
7. 前記冷却ファンユニットがファンケースに挿入された状態で前記冷却ファンユニットの電源端子と自動的に接続する電力供給端子が前記ファンケース内に設けられていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４，請求項５または請求項６の何れか一項に記載の筐体用空冷装置。

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