JP5201611B2 - 電子機器の冷却構造 - Google Patents

Description

本発明は、キャビネット型のラックに側面吸気型の電子機器を搭載した場合に好適な電子機器の冷却構造に関する。

従来、１９インチラックに対応するような電子機器において、機器筐体の側面に冷却風の吸気口を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。これは、ラックの側部に水平に延在して電子機器の側部を支持するレールに通風路を有し、この通風路を介してレールのラック正面側から吸気した外気（冷却風）を前記吸気口に導くものである。
上記のような側面吸気型の電子機器の冷却構造において、電子機器に冷却風を導くダクトが、電子機器の下方にこれと平行に配されてラック正面側から冷却風を吸気する第一ダクトと、第一ダクトの後方に配されて第一ダクトからの冷却風をラック側面側に案内する第二ダクトと、第二ダクトの側方に配されて第二ダクトからの冷却風を上方かつ電子機器の側面に案内する第三ダクトとからなるものがある。
他方、電子機器の正面に接続されるケーブルが、機器側方を通過して背面側に至るように取り回されるものがある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００７−２７２２９３号公報 特開２００４−０８７６３３号公報 特開２００３−１５２３６４号公報

ところで、ラック内に混載される他の電子機器の排気をダクトが吸入すると、他の電子機器の排熱影響を受けてしまい、電子機器の冷却性を低下させて性能低下や故障を招くことがある。
また、電子機器の正面にケーブルを接続する場合、メンテナンス性は向上するものの、このケーブルが機器側方を通過するように取り回される場合、機器側面の吸気口からの吸気に影響を与えることがある。

そこで本発明は、キャビネット型のラックに搭載された側面吸気型の電子機器の冷却構造において、ケーブルの取り回し自由度を確保しつつ電子機器の冷却性を良好に維持することを目的とする。

上記課題の解決手段として、本発明は、キャビネット型のラックに搭載され、このラックの側面側に吸気口を有すると共に前記ラックの背面側に排気口を有する電子機器の冷却構造において、前記電子機器の下方に重なるように配置され、前記ラックの正面側に外気導入口を開口させると共に前記ラックの側面側に外気導出口を開口させる下部ダクトと、前記ラックの側部でその奥行き方向に延び、前記電子機器及び下部ダクトの側部を支持するレールと、前記レールに一体的に設けられ、前記下部ダクトに吸入した外気を前記電子機器の吸気口に導く側部ダクトとを備え、前記下部ダクトが、前記電子機器に接続されるケーブルを通過させるケーブル挿通路を有すると共に、このケーブル挿通路内に前記ラックの背面側から正面側への外気の流れを阻止するシャッター部材を有することを特徴とする。

本発明は、前記レール及び側部ダクトが左右一対に設けられ、前記下部ダクトが前記各側部ダクトに対応する左右一対の通風路を有するものであってもよい。
また、本発明は、前記電子機器及び下部ダクトが、前記ラックの中心位置よりも正面側に配置されるものであってもよい。

本発明によれば、電子機器の下段のエリアに幅広の下部ダクトを設けることで、電子機器の側方のみにダクトを設けた場合と比べて、電子機器の上下寸法にダクトの大きさが依存せず、１Ｕサイズ等の上下幅の薄い小型の電子機器に対しても十分な通風路を確保できる。このため、ラックの正面側から吸入した外気を電子機器の発熱部分に十分に供給でき、電子機器の冷却性を良好に維持できる。
また、下部ダクトが吸入した外気をその上段の電子機器の吸気口に導く側部ダクトは、レールに沿うように薄型に形成することで、電子機器の横幅を規格寸法のラックの間口よりも狭める必要がなくなる。このように、電子機器搭載用のレールにダクトの機能を具備することで、レールの変更のみで電子機器を選択する必要のない汎用性の高い構造を提供できる。
また、下部ダクトを１９インチラック規格の１Ｕサイズ程度の薄型に設けることで、ラックの１Ｕサイズ分のスペースは占有するものの、その上段の電子機器と組み合わせて用いることができる。このように、他の電子機器と干渉する等の問題を抑制しつつ、既設置の１９インチラックに適用することができる。
また、下部ダクト上に冷却対象の電子機器を配置すると共に、これらの側方に側部ダクトを配置することで、他の電子機器をラックから下ろす等の作業を行うことなく各ダクトの保守を行うことができる。

また、電子機器に接続されるケーブルを下部ダクトに設けたケーブル挿通路を通過させることで、ケーブルを電子機器の側面側を通過させる場合と比べて、側面吸気方式の電子機器の冷却性を良好に支持できる。
また、電子機器の下方にケーブルを収容することで、小型の電子機器であってもケーブルの配置スペースを確保し易く、かつケーブルを保守交換するときの作業スペースも確保し易くなり、電子機器を一旦ラックから降ろす等の必要がなくなる。すなわち、機器下段の下部ダクトにケーブルを収容することで、電子機器の運用を停止することなく、ケーブルの追加及び交換等の保守作業を行うことができる。また、ケーブル挿通路を下部ダクトに一体化することで、１９インチ幅のエリアを効率よく活用できる。
そして、ケーブル挿通路内にラックの背面側から正面側への外気の流れを阻止するシャッター部材を具備することで、ラック背面側に放出した熱気がケーブル挿通路を通じてラック正面側に吹き返すことが抑止され、この熱気を下部ダクトが再吸入することによる電子機器の冷却性への影響を抑えることができる。

本発明の実施形態におけるラックの縦断面図である。 上記ラック内の電子機器、下部ダクト及び側部ダクト等の斜視図である。 上記電子機器、下部ダクト及び側部ダクトの作用を示す斜視図である。 （ａ）は上記下部ダクトの断面を含む斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すラック１は、例えばＪＩＳ Ｃ ６０１０に規定された１９インチラック規格に対応する電子機器２を収容するもので、少なくとも前後左右の四隅に起立する四本の支柱３（図２参照）を有すると共に、前後左右及び上下を覆う前壁部４、後壁部５、左右側壁部６、上壁部７及び下壁部８を有し、上下に長い直方体状に形成される。

前壁部４は開閉可能な扉として構成され、この前壁部４を開いた状態でラック１内に電子機器２が出し入れされる。ラック１の内部には、複数の電子機器２が上下に重なるように収容される。このようなキャビネット型のラック１は、電子機器２の収納性、防音声及び電磁波の遮蔽性等に優れる。なお、ケース本体３内に収容される電子機器２としてはラックサーバーが代表的であるが、サーバー以外の音響機器等の電子機器であってもよい。前壁部４はラック１の正面側にあり、後壁部５はラック１の背面側にある。ラック１の前後方向は奥行き方向でもある。

図２に示すように、各支柱３には、所定ピッチの締結孔を有するマウントプレート１１が設けられる。各支柱３における前後で対をなすもの同士の間には、前後方向に沿って延びるレール１２が適宜架設される。レール１２は左右方向と直交する平坦状をなし、所定の上下幅をもって前後に延びる帯状に設けられる。レール１２の前後端部は、対応するマウントプレート１１にそれぞれ締結固定される。このレール１２が左右一対をなして電子機器２の側部を支持する。

左右レール１２は、ラック１内に搭載する電子機器２が例えば１Ｕサイズだとすると、この電子機器２よりも上下方向で幅広に（例えば２Ｕサイズの電子機器と同等の上下幅に）設けられる。これら左右レール１２の前部上側間に電子機器２が配置され、この電子機器２の両側部が左右レール１２にそれぞれ支持されると共に、電子機器２の筐体前面（正面）２ａの両側部が対応するマウントプレート１１にそれぞれ締結固定される。

このとき、電子機器２は、その筐体前面２ａに各種ケーブル１３ａの接続部１３を配置した状態で、ラック１の前後中心位置Ｃ（図１参照）よりも前側（正面側）に配置される。電子機器２をラック正面側に配置することで、ラック正面側から電子機器２にアクセス容易となって保守性が向上すると共に、電子機器２の筐体前面２ａにケーブル接続部１３を配置することでも保守性が向上する。

図３に示すように、電子機器２は、その筐体内のＣＰＵ等の発熱体に向けて冷却風を供給可能とするべく、筐体側面に冷却風導入用の吸気口１４を有する。電子機器２の筐体後面（背面）２ｂには、前記発熱体を冷却後の冷却風を筐体外に排出するための排気口１５が設けられる。電子機器２の排熱をラック背面側に排気することで、ラック１内に排熱がこもり難く、同一ラックに電子機器２を多段で実装することが可能である。

左右レール１２における電子機器２を支持する前部には、その左右外側から重なるようにダクト部材１６ａが嵌合装着される。ダクト部材１６ａは、レール１２の前部と共に側部ダクト１６を形成する。側部ダクト１６は、レール１２と同等の上下幅及び左右幅を有する薄型の平坦状とされる。このように左右幅が可及的に小さい側部ダクト１６をレール１２の前部に形成することで、１９インチ規格のラック１及び電子機器２の組み合わせであっても電子機器２と支柱３との間に通風路を形成し易い。

電子機器２の直下には、これと平行をなす平坦状の下部ダクト１７が配置される。下部ダクト１７は、例えば電子機器２と同等の上下幅及び左右幅を有する薄型の箱状をなし、その前面１７ａを電子機器２の筐体前面２ａよりもやや後方に配置すると共に、後面１７ｂを電子機器２の筐体後面２ｂよりも前方に配置する。すなわち、下部ダクト１７の前後幅は電子機器２の前後幅よりも小さいが、電子機器２と同等の前後幅とすることも可能である。

下部ダクト１７は、その左右外側の内部に左右通風路１８をそれぞれ形成すると共に、左右内側の内部にケーブル挿通路１９を形成する。
左右通風路１８は、下部ダクト１７の前面１７ａ両側に形成された左右導入口１８ａから外気（冷却風）を導入すると共に、この外気を下部ダクト１７の両側面に形成された左右導出口１８ｂから導出する。下部ダクト１７は、ラック１の前壁部４に形成された通気口（不図示）から外気を吸入する。この通気口と下部ダクト１７の左右導入口１８ａとを互いに対向させることで、電子機器２の排熱等に影響されることなくラック外の外気を吸入可能である。

ケーブル挿通路１９は、下部ダクト１７の前面１７ａの左右中央に形成された中央導入口１９ａからケーブル１３ａを導入可能とし、このケーブル１３ａを下部ダクト１７の後面１７ｂに形成された中央導出口１９ｂから導出可能とする。ケーブル挿通路１９の両側には、左右通風路１８との間を仕切る左右隔壁２１がそれぞれ設けられる。

左右レール１２の前部上側（左右側部ダクト１６の上部左右内側）には、電子機器２の吸気口１４と対向するように上連通口１６ｂが設けられる。これら吸気口１４及び上連通口１６ｂを通じて、電子機器２の内部と側部ダクト１６の内部とが互いに連通する。また、左右レール１２の前部下側（左右側部ダクト１６の下部左右内側、上連通口１６ｂの下方）には、下部ダクト１７の導出口１８ｂと対向するように下連通口１６ｃが設けられる。これら導出口１８ｂ及び下連通口１６ｃを通じて、下部ダクト１７の内部と側部ダクト１６の内部とが互いに連通する。

これにより、下部ダクト１７内に導入された外気が、側部ダクト１６を通じて電子機器２内に導入され、筐体内部の機器を冷却した後、筐体後面２ｂの排気口１５よりラック１内背面側に排出される。ラック１の後壁部５等にも適宜通気口が形成され、ラック内の熱気をラック外に放出可能である。

図４に示すように、ケーブル挿通路１９内には、その左右全幅に渡って左右に並ぶ複数のシャッター部材２２が配設される。各シャッター部材２２は例えば左右方向に沿う平板状をなし、その上端をケーブル挿通路１９の上壁に左右方向に沿う軸２２ａを介して前後に揺動自在に支持される。各シャッター部材２２は、その下端２２ｂを軸よりも後方でケーブル挿通路１９の下壁に当接させるように配置される。

これにより、各シャッター部材２２を前方からケーブル１３ａ等で押した場合には、各シャッター部材２２が後方に回動（開動作）してケーブル１３ａ等の挿通を許容する一方、各シャッター部材２２を後方から風圧等で押した場合には、各シャッター部材２２が前方に回動（開動作）することなく風等の流通を阻止する。

これにより、電子機器２の筐体前面２ａに接続したケーブル１３ａをケーブル挿通路１９内に挿通して後方に引き出す作業は容易になる一方、ラック背面側に排気した温風がケーブル挿通路１９を通じてラック正面側に吹き返すことは抑制される。各シャッター部材２２は、ケーブル挿通路１９に挿通するケーブル１３ａの本数や太さに合わせて個別に揺動可能である。

以上説明したように、上記実施形態における電子機器の冷却構造は、キャビネット型のラック１に搭載され、このラック１の側面側に吸気口１４を有すると共に前記ラック１の背面側に排気口１５を有する電子機器２を冷却するものにおいて、前記電子機器２の下方に重なるように配置され、前記ラック１の正面側に外気導入口１８ａを開口させると共に前記ラック１の側面側に外気導出口１８ｂを開口させる下部ダクト１７と、前記ラック１の側部でその奥行き方向に延び、前記電子機器２及び下部ダクト１７の側部を支持するレール１２と、前記レール１２に一体的に設けられ、前記下部ダクト１７に吸入した外気を前記電子機器２の吸気口１４に導く側部ダクト１６とを備え、前記下部ダクト１７が、前記電子機器２に接続されるケーブル１３ａを通過させるケーブル挿通路１９を有すると共に、このケーブル挿通路１９内に前記ラック１の背面側から正面側への外気の流れを阻止するシャッター部材２２を有するものである。

この構成によれば、電子機器２の下段のエリアに幅広の下部ダクト１７を設けることで、電子機器２の側方のみにダクトを設けた場合と比べて、電子機器２の上下寸法にダクトの大きさが依存せず、１Ｕサイズ等の上下幅の薄い小型の電子機器２に対しても十分な通風路を確保できる。このため、ラック１の正面側から吸入した外気を電子機器２の発熱部分に十分に供給でき、電子機器２の冷却性を良好に維持できる。
また、下部ダクト１７が吸入した外気をその上段の電子機器２の吸気口１４に導く側部ダクト１６は、レール１２に沿うように薄型に形成することで、電子機器２の横幅を規格寸法のラック１の間口よりも狭める必要がなくなる。このように、電子機器２搭載用のレール１２にダクトの機能を具備することで、レール１２の変更のみで電子機器２を選択する必要のない汎用性の高い構造を提供できる。
また、下部ダクト１７を１９インチラック規格の１Ｕサイズ程度の薄型に設けることで、ラック１の１Ｕサイズ分のスペースは占有するものの、その上段の電子機器２と組み合わせて用いることができる。このように、他の電子機器２と干渉する等の問題を抑制しつつ、既設置の１９インチラックに適用することができる。
また、下部ダクト１７上に冷却対象の電子機器２を配置すると共に、これらの側方に側部ダクト１６を配置することで、他の電子機器２をラック１から下ろす等の作業を行うことなく各ダクトの保守を行うことができる。

また、電子機器２の筐体前面２ａにケーブル１３ａを接続することで、そのメンテナンス性を向上させると共に、このケーブル１３ａを下部ダクト１７に設けたケーブル挿通路１９を通過させて背面側に取り回すことで、ケーブル１３ａを電子機器２の側面側を通過させる場合と比べて、側面吸気方式の電子機器２の冷却性を良好に支持できる。
また、電子機器２の下方にケーブル１３ａを収容することで、小型の電子機器２であってもケーブル１３ａの配置スペースを確保し易く、かつケーブル１３ａを保守交換するときの作業スペースも確保し易くなり、電子機器２を一旦ラック１から降ろす等の必要がなくなる。すなわち、機器下段の下部ダクト１７にケーブル１３ａを収容することで、電子機器２の運用を停止することなく、ケーブル１３ａの追加及び交換等の保守作業を行うことができる。また、ケーブル挿通路１９を下部ダクト１７に一体化することで、１９インチ幅のエリアを効率よく活用できる。
そして、ケーブル挿通路１９内にラック１の背面側から正面側への外気の流れを阻止するシャッター部材２２を具備することで、ラック背面側に放出した熱気がケーブル挿通路１９を通じてラック正面側に吹き返すことが抑止され、この熱気を下部ダクト１７が再吸入することによる電子機器２の冷却性への影響を抑えることができる。

また、前記レール１２及び側部ダクト１６が左右一対に設けられ、前記下部ダクト１７が前記各側部ダクト１６に対応する左右一対の通風路１８を有することで、ラック１の片側のみにレール１２及び側部ダクト１６並びに下部ダクト１７の通風路１８が設けられる場合と比べて、電子機器２に効率よく冷却風を供給することができる。
さらに、前記電子機器２及び下部ダクト１７が、前記ラック１の前後中心位置Ｃよりも正面側に配置されることで、ラック１内の温風の再吸入をより抑えて電子機器２を効果的に冷却することができる。
なお、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１ ラック
２ 電子機器
１２ レール
１３ａ ケーブル
１４ 吸気口
１５ 排気口
１６ 側部ダクト
１７ 下部ダクト
１８ 通風路
１８ａ 外気導入口
１８ｂ 外気導出口
１９ ケーブル挿通路
２２ シャッター部材
Ｃ 前後中心位置（中心位置）

Claims (3)

1. キャビネット型のラックに搭載され、このラックの側面側に吸気口を有すると共に前記ラックの背面側に排気口を有する電子機器の冷却構造において、
   前記電子機器の下方に重なるように配置され、前記ラックの正面側に外気導入口を開口させると共に前記ラックの側面側に外気導出口を開口させる下部ダクトと、
   前記ラックの側部でその奥行き方向に延び、前記電子機器及び下部ダクトの側部を支持するレールと、
   前記レールに一体的に設けられ、前記下部ダクトに吸入した外気を前記電子機器の吸気口に導く側部ダクトとを備え、
   前記下部ダクトが、前記電子機器に接続されるケーブルを通過させるケーブル挿通路を有すると共に、このケーブル挿通路内に前記ラックの背面側から正面側への外気の流れを阻止するシャッター部材を有することを特徴とする電子機器の冷却構造。
2. 前記レール及び側部ダクトが左右一対に設けられ、前記下部ダクトが前記各側部ダクトに対応する左右一対の通風路を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却構造。
3. 前記電子機器及び下部ダクトが、前記ラックの中心位置よりも正面側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器の冷却構造。

Images