JP5527479B2 - ファンシャーシ、ファンユニット、及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置の筐体内部の放熱を目的とするファンユニットを構成するファンシャーシ、このファンシャーシを備えたファンユニット、及びこのファンユニットを備えた通信装置に関する。

従来、筐体内部に複数のプリント基板を内蔵したサーバや通信装置等の電子機器の稼動時において、ファンと電動機が一体化されたファン（ファンモータ等とも言う）を利用して筐体内部の熱を排出することが一般的に行われている。例えば、特許文献１には通信機器にファンを取り付ける方法が開示されている。この方法では、ファンを金属の板金によって形成されたシャーシに取り付けユニット化する。次に、このファンユニットを通信装置の筐体の前面に設けられたスロットに挿入および固定する。

ファンユニットには、電力供給及び制御用の制御基板と、この制御基板に設けられ通信機器本体と制御基板とを電気的に接続するためのコネクタが設けられている。このコネクタの形式としては、ファンユニットをスロットに挿入することによって筐体のマザーボードへの接続が完了する形式（以下、プラグインユニット形式と称する）が一般的である。スロットはファンユニットをマザーボードに接続するためのガイド構造を備えている。また、スロットの内壁とファンユニットとの間には、各部品の製造公差を吸収するために必要なクリアランスが必要である。

日本国特開平１０−１７８２９１号公報

従来のファンユニットにおいては、ファンをシャーシへ固定するには、ねじ等の締結部品を用いるのが一般的であった。締結部品を用いる場合、部品点数の削減や組み立て工数削減、組立て方式の簡素化が課題であった。

上記の課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供している。
本発明に係るファンシャーシは、壁パネルと、前記壁パネルの上端に接続される上パネル及び前記壁パネルの下端に接続される下パネルとを備える。前記壁パネルと前記上パネルと前記下パネルとの断面は、略Ｕ字状である。前記壁パネルは、ファンの取付穴に挿入される複数の突起を有する。前記上パネル及び前記下パネルの少なくとも一方は、前記ファンの上端部又は下端部が嵌合される貫通孔を有する。前記上パネルと前記下パネルとの間の内寸法は、前記ファンの上下方向の外形寸法よりも短い。前記上パネルと前記下パネルは、前記上パネルと前記下パネルとが互いに離間する方向に弾性変形する。

この構成によれば、ファンシャーシがファンを保持する構造を有している。このため、ファンユニットを製造する際にファンを固定するためのねじが不要になる。その結果、部品点数及び組み立て工数を削減することができる。

本発明のファンシャーシによれば、ファンシャーシがファンを保持する構造を有している。このため、ファンユニットを製造する際にファンを固定するためのねじが不要になる。その結果、部品点数及び組み立て工数を削減することができる。

本実施形態のファンユニットが適用される通信装置の斜視図である。 本実施形態のファンユニットが適用される通信装置の筐体及びマザーボードの斜視図である。 本実施形態のファンユニットの斜視図である。 本実施形態のファンユニットを構成するファン本体の斜視図である。 本実施形態のファンユニットを構成する制御基板の斜視図である。 本実施形態のファンユニットを構成するファンシャーシの斜視図である。 図３のＡ方向から見たファンユニットの正面図である。 図３のＢ方向から見たファンユニットの背面図である。 図７のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図２のＤ方向から見たファンユニットの底面図である。 図１０のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 本実施形態のファンユニットの組み立て工程を示す図である。 本実施形態のファンユニットの組み立て工程を示す図である。 本実施形態のファンユニットの組み立て工程を示す図である。 別の実施形態のファンユニットを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のファンユニット１は、無線通信システムの室内ユニットの通信装置３０に組み込まれている。通信装置３０は、筐体３１と、複数の通信ユニット３２と、プリント基板４０と、２つのファンユニット１と、電源ユニット３３と、フィルタ３４を有する。筐体３１は、直方体形状である。複数の通信ユニット３２は、筐体３１に搭載される。プリント基板４０は、例えば制御基板である。
図２に示すように、筐体３１の奥部にはマザーボード３８が配置されている。通信ユニット３２、プリント基板４０、ファンユニット１、及び電源ユニット３３は、マザーボード３８上のＭＢコネクタ３９を介して接続される。ファンユニット１は、このような通信機器に使用することに限られない。ファンユニット１は、サーバ装置やＰＣ等の電子機器の機器内部の温度上昇を防ぐために使用することができる。

筐体３１の前面には開口が形成されている。筐体３１の両側面には複数の通風穴３６が形成されている。以下、筐体３１の開口を構成する面と垂直な方向を奥行方向と称する。奥行方向と直交する水平方向を左右方向と称する。また、開口側から見て右側を右方と称する。開口側から見て左側を左方と称する。さらに、奥行方向において、開口側を前方と称する。奥行方向において、手前と反対側を後方と称する。

２つのスロット３７は筐体３１の一側に設けられている。２つのファンユニット１は、その２つのスロット３７にそれぞれ挿抜自在に取り付けられている。スロット３７の断面は縦に長い長方形である。スロット３７は、奥行方向に長い。ファンユニット１は、制御コネクタ５（図３参照）を有している。ファンユニット１をスロット３７に沿って挿入することにより、制御コネクタ５がマザーボード３８に接続されるように構成されている。
ファンユニット１は、筐体３１内部から空気を引き抜き、通風穴３６から空気を排出するように構成されている。フィルタ３４はファンユニット１の空気排出に伴い、筐体３１の内部に流入する空気に含まれる埃、塵などを遮断するように構成されている。

図３に示すように、ファンユニット１は、ファンシャーシ２と、２つのファン本体３と、ファンシャーシ２に固定された制御基板４とを有する。ファンシャーシ２は、板金によって形成される。２つのファン本体３は、ファンシャーシ２に収容されている。制御基板４は、ファンシャーシ２に固定されている。ファン本体３は、角型のケーシング６を有する冷却ファンである。ファン本体３は奥行方向に２つ並んで配置されている。２つのファン本体３は送風方向が左右方向を向くように配置されている。制御基板４の後端（第二端）には制御コネクタ５が設けられている。

図４に示すように、ファン本体３は、ケーシング６を有している。ケーシング６は、直方体形状であり、側面視において正方形である。ケーシング６は、一面１７と他面１８を構成する２つの正方形のリブ１９を有する。リブ１９の四隅には、一面１７から他面１８に貫通する取付孔２０が形成されている。
ファン本体３は、一面１７から他面１８に向かって風力を発生させるように構成されている。

図５に示すように、制御基板４は、基板部４１と、２つのファンコネクタ４２と、制御コネクタ５とを有する。制御コネクタ５は、基板部４１の後端に取り付けられている。制御基板４の基板部４１は、図３に示すように、ファンシャーシ２の上パネル１３及び下パネル１４と平行となるように設置される。
基板部４１は絶縁体基材からなるプリント基板である。基板部４１は、長方形状であり、ファンシャーシ２の平面視形状と略同形状を有している。基板部４１には、２つのファン本体３との干渉を避けるための２つの切欠部４４が形成されている。

基板部４１の左右方向の一辺であって切欠部４４が形成されている側には、３つの第一突片（第一突起部）４５が形成されている。第一突片４５は、後述するファンシャーシ２の第一差込部２５に挿入される。
基板部４１の左右方向の一辺の反対側の他辺には、３つの第二突片（第二突起部）４６が形成されている。第二突片４６は、後述するファンシャーシ２の第二差込部５１に差し込まれる。
基板部４１の後端には、左右方向に突出する第三突片（第三突起部）４７が形成されている。第三突片４７は、後述するファンシャーシ２の第三差込部５３に挿入される。

ファンコネクタ４２は、基板部４１の前端、及び２つの切欠部４４の間に設けられている。ファンコネクタ４２には、ファン本体３の電源コード２９（図７参照）が接続される。
制御コネクタ５は、基板部４１の後端に設けられている。制御コネクタ５は接続部が後方を向くように取り付けられている。よって、ファンユニット１をスロット３７に対して挿入し、マザーボード３８（図２参照）に突き当てることによって、マザーボード３８上のコネクタ３９とファンユニット１の制御コネクタ５とが接続される。

図６に示すように、ファンシャーシ２は、鋼板、ステンレス板等からなる１枚の板金から構成されている。ファンシャーシ２は、前面パネル１１と、壁パネル１２と、上パネル１３及び下パネル１４とを有する。前面パネル１１は、筐体３１の開口と同一平面上に配置される。前面パネル１１は、上下方向に長い長方形形状である。壁パネル１２は、前面パネル１１の左右方向の一辺から奥行方向に延在する。上パネル１３及び下パネル１４は、壁パネル１２の上下方向の両辺から左右方向に延在する。
前面パネル１１の所定位置には、雌ねじ孔１５が形成されている。この雌ねじ孔１５には、ツマミねじ１６（図３参照）が取り付けられる。このツマミねじ１６が筐体３１に設けられた板片（不図示）のねじ穴に螺合することによって、ファンユニット１は通信装置３０の筐体３１に固定される。

壁パネル１２と上パネル１３と下パネル１４とは、正面から見てＵ字状をなしている。ファンシャーシ２は上パネル１３と下パネル１４とを離間させる方向に弾性変形可能である。すなわち、上パネル１３は、下パネル１４から離れる方向に弾性変形する。また、下パネル１４は、上パネル１３から離れる方向に弾性変形する。より詳細には、上パネル１３の壁パネル１２と接続する辺とは反対側の辺が下パネル１４から離れるように上パネル１３が弾性変形する。また、下パネル１４の壁パネル１２と接続する辺とは反対側の辺が上パネル１３から離れるように上パネル１３が弾性変形する。ファン本体３は、ファン本体３の他面１８が壁パネル１２に当接するように収容される。
上パネル１３には、２つのファン貫通孔２１が形成されている。ファン貫通孔２１の奥行方向の長さは、ファン本体３の幅と略同一である。ファン貫通孔２１の左右方向の長さは、ファン本体３の厚さと略同一である。つまり、各々のファン貫通孔２１の平面視形状は、ファン本体３のケーシング６の平面視形状と略同一である。

後に詳述するが、上パネル１３と下パネル１４の向かい合う面同士の内寸法は、ファン本体３の上下方向の外形寸法（高さ）よりもやや狭く形成されている。ファン本体３をファンシャーシ２に収容する際は、上パネル１３と下パネル１４をやや押し広げる。その押し広げた状態でファン本体３をファンシャーシ２のＵ字状の空間に収容する。図９に示すように、ファン貫通孔２１は、ファン本体３がファンシャーシ２に収容された際、ファン本体３のケーシング６が挿入されるように構成されている。

図８に示すように、壁パネル１２には、収容されたファン本体３の位置に対応した、２つの通風穴２２が形成されている。通風穴２２はファン本体３によって形成される風の流れが十分に通過するように形成されている。さらに、通風穴２２は少なくともファン本体３のケーシング６の四隅が壁パネル１２に当接するような形状となっている。ケーシング６の四隅は、当接部２３に当接する。当接部２３には、ファン本体３側に立ち上がる突起２４が設けられている。突起２４は、当接部２３の一部を折り曲げて形成されている。また、突起２４は、ファン本体３の取付孔２０に対応する位置に設けられている。図９に示すように、突起２４は、ファン本体３をＵ字状の空間に収容した際、取付孔２０に挿入されるように構成されている。

壁パネル１２には、３つの異形穴である第一差込部２５が形成されている。３つの第一差込部２５には、制御基板４の３つ第一突片４５が挿入される。３つの第一差込部２５のうち、前方２つの第一差込部２５は、切込部２５ａと干渉回避部２５ｂとを有する。切込部２５ａには、第一突片４５が差し込まれる。干渉回避部２５ｂは、制御基板４をファンシャーシ２に取り付ける際に、第一差込部２５と壁パネル１２との干渉を回避するために設けられている。切込部２５ａの上下方向の幅は、制御基板４の基板部４１の厚さよりやや小さく形成されている。切込部２５ａに基板部４１の第一突片４５を差し込むことによって、制御基板４がファンシャーシ２に固定される。

図１０に示すように、下パネル１４には、４つの押圧爪部２６が設けられている。押圧爪部２６は、２つのファン本体３それぞれの収容箇所における奥行方向の両端に形成される。押圧爪部２６は、第一爪２７と第二爪２８とを有する。第一爪２７は、下パネル１４の左右方向略中央から壁パネル１２に沿った方向に延在する。第二爪２８は、第一爪２７よりもやや短い。図１１に示すように、第一爪２７及び第二爪２８の根本部分において先端が上方に向かうように僅かに角度が付けられている。
第一爪２７は、ファン本体３を収容した際、ファン本体３のケーシング６のリブ１９を下方から押圧する。第二爪２８の先端部は、ファン本体３を収容した際、ファン本体３のケーシング６のリブ１９の内側の側面に係止する。

図１３及び図１４に示すように、下パネル１４の壁パネル１２とは反対側の他辺には、第二差込部５１が形成されている。第二差込部５１は、上方に延在する。第二差込部５１には、切込部５２が形成されている。切込部５２には後方より制御基板４の第二突片４６が差し込まれる。切込部５２上下方向の幅は、制御基板４の基板部４１の厚さよりやや小さい。切込部５２に基板部４１の第二突片４６を差し込むことによって、制御基板４がファンシャーシ２に固定される。

図１４に示すように、下パネル１４の後端の左右方向の両辺には、第三差込部５３が形成されている。第三差込部５３は、上方に開口を有するＵ字状の溝である第三差込部５３は、制御基板４の第三突片４７が上方から挿入されるように構成されている。第三差込部５３の前後方向の幅は、第三突片４７の前後方向の幅よりも広い。これにより第三突片４７が第三差込部５３に挿入された場合においても、第三突片４７が第三差込部５３によって拘束されることはない。よって、第三突片４７が形成されている制御基板４の後端は、ファンシャーシ２に対して自由度を有する構成となっている。すなわち、制御基板４の後端は、ファンシャーシ２からあまり拘束を受けない。

下パネル１４の後端には一対の基板保持部５４が設けられている。基板保持部５４は、バネ片５５とガイド部５６とからなる。バネ片５５は、下パネル１４の後端から上方に延在する。ガイド部５６は、バネ片５５の上端より後ろ斜め上方に延在する。バネ片５５は、下パネル１４の後端から、やや前方に傾斜するように形成されている。

次に、ファンユニット１の組立工程について説明する。
まず、図１２に示すように、ファンシャーシ２の右方より２つのファン本体３を挿入する。この際、上パネル１３と下パネル１４とを離間させるように、押し広げることによって、ケーシング６のリブ１９とファンシャーシ２との干渉を回避させる。ファン本体３の他面１８が壁パネル１２と当接する位置まで押し込んだ後、押し広げを解除する。これにより、ファン本体３は壁パネル１２により左方向への移動が拘束されるとともに、ファン貫通孔２１により右方向への移動が拘束される。

また、同時に、ファンシャーシ２の複数の突起２４がケーシング６の取付孔２０にそれぞれ挿入される（図９参照）。これにより、ファン本体３のファンシャーシ２に対する上下方向及び前後方向の移動が拘束される。さらに、押圧爪部２６の第二爪２８が、ケーシング６のリブ１９を乗り越えて、第二爪２８の先端がリブ１９を内側から係止する。これにより、ファン本体３はファンシャーシ２に固定される。

次いで、図１３に示すように、ファンシャーシ２の右方より制御基板４を挿入する。この際、制御基板４の先端が第二差込部５１の切込部５２の入り口に位置すると共に、制御基板４の後端が先端に対して上方に位置するように、制御基板４をやや斜めにして挿入する。また、この際、第一突片４５が、第一差込部２５（図８参照）の干渉回避部２５ｂに挿入される。

次いで、図１４に示すように、第二突片４６を第二差込部５１の切込部５２に差し込みつつ、第三突片４７を上方から第三差込部５３に差し込む。また、この際、制御基板４の後端が、基板保持部５４のガイド部５６を乗り越えることによって基板保持部５４に保持される。これにより、制御基板４はファンシャーシ２に固定される。

上記実施形態によれば、ファンシャーシ２がファン貫通孔２１、押圧爪部２６の第二爪２８、及び突起２４によりファン本体３を保持する構造を有している。この構造により、ファン本体３を固定するためのねじ等の締結部材が不要になる。その結果、部品点数及び組み立て工数を削減することができる。

また、ファンシャーシ２が第一差込部２５の切込部２５ａ、第二差込部５１の切込部５２、第三差込部５３、及び基板保持部５４によって制御基板４を保持する構造を有している。この構造により、制御基板４を固定するためのねじ等の締結部材が不要になる。その結果、部品点数及び組み立て工数を削減することができる。

また、制御基板４の後端がファンシャーシ２に対して自由度を持っている。このため、制御コネクタ５の嵌合操作が向上する。さらに、輸送時において制御コネクタ５に対し過大な荷重が付加されることを防止することができる。

また、ファン本体３上面がファン貫通孔２１を貫通することで露出される。よって、ファン本体３上面がファンユニット１自体の上面となる。そのため、ファンユニット１をより小型化することができる。

更に、ファンシャーシ２が１枚の板金から形成されている。よって、ファンユニット１をより低コストで製造することが可能となる。

本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図１５に示すように、上パネル１３に加えて下パネル１４にもファン貫通孔２１Ｂを設ける構成としてもよい。この構成においては、ファン本体３は、上下のファン貫通孔２１，２１Ｂ、及び突起２４によって移動を拘束される。
この実施形態によれば、ファンユニット１の最大外形高さをファン本体３の最大外形と略同一にすることができる。このため、更なるファンユニットの小型化が容易となる。

この出願は、２０１１年３月３０日に出願された日本出願特願２０１１−０７４７３６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、ファンシャーシ、ファンユニット及び通信装置に適用することができる。

１ ファンユニット
２ ファンシャーシ
３ ファン本体（ファン）
４ 制御基板
５ 制御コネクタ（コネクタ）
６ ケーシング
１２ 壁パネル
１３ 上パネル
１４ 下パネル
２０ 取付孔
２１ ファン貫通孔（貫通孔）
２２ 通風穴
２４ 突起
２５ 第一差込部
２８ 第二爪（爪部）
３０ 通信装置（電子機器）
３１ 筐体
３７ スロット
４５ 第一突片
４６ 第二突片
４７ 第三突片
５１ 第二差込部
５３ 第三差込部（Ｕ字状の差込部）
５４ 基板保持部

Claims (8)

1. 壁パネルと、
   前記壁パネルの上端に接続される上パネル及び前記壁パネルの下端に接続される下パネルと、を備え、前記壁パネルと前記上パネルと前記下パネルとの断面は、略Ｕ字状であり、
   前記壁パネルは、ファンの取付穴に挿入される複数の突起を有し、
   前記上パネル及び前記下パネルの少なくとも一方は、前記ファンの上端部又は下端部が嵌合される貫通孔を有し、
   前記上パネルと前記下パネルとの間の内寸法は、前記ファンの上下方向の外形寸法よりも短く、
   前記上パネルと前記下パネルは、前記上パネルと前記下パネルとが互いに離間する方向に弾性変形するファンシャーシ。
2. 前記上パネルと前記下パネルのうち一方は、前記ファンを係止する爪部を有する請求項１に記載のファンシャーシ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のファンシャーシと、
   前記ファンシャーシに嵌合しているファンと、
   を備えるファンユニット。
4. 前記ファンシャーシの上パネル及び下パネルと平行に設けられた制御基板をさらに備え、
   前記ファンシャーシは、前記制御基板の第一端を、前記制御基板が一方向に移動するのを規制するように保持する差込部と、
   前記制御基板の第二端を前記一方向へ弾性的に付勢する基板保持部とをさらに備える請求項３に記載のファンユニット。
5. ファンシャーシは、前記制御基板の第二端が差込まれ、上方に開口を有するＵ字状の差込部をさらに有する請求項４に記載のファンユニット。
6. 前記制御基板は、前記第二端に、前記ファンユニットを所定の通信装置の筐体に設けられたスロットに挿入した際に、前記通信装置と前記制御基板とを接続するコネクタを有し、
   前記基板保持部は、前記制御基板の第二端を揺動可能な程度に保持する弾性力を有する請求項４又は請求項５に記載のファンユニット。
7. 前記ファンシャーシは、１枚の板金から形成されている請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のファンユニット。
8. 複数のスロットを有する筐体と、
   通信ユニットと、
   請求項３から請求項７のいずれか１項に記載のファンユニットと、を備え、
   前記複数のスロットに、前記通信ユニット及び前記ファンユニットが挿入されている通信装置。

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