JP5765550B2 - ラック実装型ファンユニット - Google Patents

Description

本発明は、複数個のファンが取り付けられたラック実装型ファンユニットに関し、詳しくはメンテナンスの容易化と小型化および拡張性を向上させたラック実装型ファンユニットに関するものである。

一般に通信機器、情報機器等の電子装置は高度情報化時代に入り、これらの精密機器の構成は年々高密度化が進でいる。これに対応し、機器内部の熱密度が高まり、その結果、内部温度の上昇を抑える冷却技術が必須となってきている。

従来は機器内部の温度差による空気の流れ（自然対流）を用いて自然空冷を行ってきたが、機器内部の熱密度が高まり、空冷処理が間に合わず、ファンモ−タを用いた強制空冷の時代に入っている。
しかし、ファンモ−タの寿命は短く、電子機器に使用する場合は、交換が容易なファンモ−タをユニット化して使用するのが通例である。

図８，図９は従来使用されている分離型ファンモ−タユニットの斜視図を示すもので、図８は仕切り部１ａで仕切られた長方形状のフレーム筐体１に矩形状のファン内蔵筐体（以下、ファン筐体という）２を２台収納した状態を示している。

図９は図８に示すフレーム筐体１から２台あるファン筐体２のうちの一台を手前側に引き出した状態を示すもので、ファン筐体２に形成されたレール係合部材４がガイドレール３に沿って矢印Ｙ方向に移動するように構成されている。なお、ファン筐体２の上面と裏面には空気が通過する給・排気用開口部であるフィンガーガード５が形成されている。

なお、図では省略するがファン筐体２の先端（奥部）にはコネクタがあり、フレーム筐体１の奥側にはファン筐体２のコネクタ接続するコネクタが配置されている。そして図８のように、ファン筐体２をフレーム筐体１のガイドレール３に沿って実装するとコネクタ同士が装着されファンが駆動するようになっている。

図１０は図９に示すファン筐体２を一体フレーム６に複数台（図では４個）ねじや固定具で取り付けて一体構造としたものである。

特開平７−７８９１号公報 特開平１０−１７８２９１号公報

ところで、上述のラック実装型ユニットには次のようなメリットとデメリットがある。
Ａ．分離型のメリット、
正面方向からの作業のみでファン筐体２の交換ができるため、ファン筐体２の交換が容易にできる
実装状態で一台のみの交換ができ、交換中は交換対象以外のファン筐体２は駆動し続けるためファンユニットの冷却能力の低下を最小限に抑えられる

Ｂ，分離型のデメリット、
ガイドレール機構（３，４）や筐体２を固定するための機構（ファンの振動などを考慮すると相応の固定方法が必要）がファン毎の筐体に必要になるため、ファンユニットの構造が複雑化する。そのためファン一個の占有するスペースが広くなり、フレーム筐体１内に収めるには数を減少させるか、ファンユニットを大型化するといった対処が必要になる。

図９では、ファン筐体を２個入れるために大型化し、ファンユニットを２Ｕサイズとしている。なお、２ＵサイズとはＪＩＳやＥＩＡによって規格化された１９インチ幅のラックに収納され、高さが２Ｕサイズと言われる約８９mmの平たい形状の制御装置本体の筐体をいう。

Ｃ.一体型のメリット、
形状がシンプルなため、分離型と比べ、ファン一個の占めるスペースが小さくなり、小
型化できる。図１０ではファン筐体２を４つ実装できると共に１Ｕサイズに収めることが
できる。

Ｄ.一体型のデメリット、
ファン筐体２の交換時は、ファンユニットごと取り外すかファン筐体を上下方向に取り外す必要があり、作業量が増え広い作業スペースが必要になる。
ファンユニットごと交換してしまうと交換時は、電子機器を冷却することができない。その結果、デバイスの故障や寿命短縮といった危険がある。

分離型と一体型を比較すると、
交換作業などのメンテナンスなどは分離構造が有利であるが、ファン筐体２の実装効率が悪い。一方、一体型は分離型よりもファン筐体の実装効率は良いがファン筐体交換の作業性に難があるといった差がある。これらは一長一短であることから両者ともに様々な場所で使用されている。

問題点１．分離構造時のファン筐体２の実装数の減少によるリスクの発生、
図９，１０の構造はファン筐体を２つしか実装できないため、片側のファン筐体の交換時または故障時、冷却対象の電子機器が１９インチ幅全域の場合、すべての機器を冷却するのは難しいというリスクがある。

問題点２.機能の拡張性について、
両者ともに、ファンユニットの基板（図示省略）交換は容易ではない。
分離構造は、基板にコネクタ（図示省略）を直指ししているため、ファンユニット奥の決まった位置に基板を置く必要がある、それに加えガイドレール３などが邪魔をして交換ができない。

一体構造はファンと同様の交換作業が必要になり同様のリスクが発生する。そのためファンユニットにＦＵＳＥや動作確認用のＬＥＤといった機能をもたすメリットよりも交換作業による工数（コスト）発生のデメリットが勝るため、電子機器を実装することは難しく、機能の拡張が難しいといった問題がある。

従って本発明は、図９，１０に示す従来技術の分離構造を改良して、一般的な一体型と同等サイズの１Ｕに収めながら、交換時と故障時のリスクを低減するためにファン数を増やすとともに、電子部品の配置も分離構造とし、モジュール化することで拡張性を向上させたラック実装型ファンユニットを提供することを目的としている。

本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載のラック実装型フ
ァンユニットにおいては、
フレーム筐体に複数個のファン内蔵筐体が横方向に並べて取り付けられたラック実装型
ファンユニットにおいて、前記複数個のファン内蔵筐体の側面を弾性体を介して同時に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材と前記フレーム筐体を係止する蝶番及び係止ねじと、
前記フレーム筐体に対して前記ファン内蔵筐体の動きを規制する係合部材からなり、
該係合部材は、
前記ファン内蔵筐体の上面後方に形成された平板状突起と、
前記フレーム筐体に形成された突起挿入孔と、
前記フレーム筐体の前方に形成された係合爪と前記ファン内蔵筐体の底部前方に形成された係合片で構成され、前記フレーム筐体に前記ファン内蔵筐体を固定するに際しては、前記突起挿入孔に前記平板状突起を挿入するとともに前記係合爪と前記係合片を係合させたことを特徴とする。

以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１によれば、
フレーム筐体に複数個のファン内蔵筐体が横方向に並べて取り付けられたラック実装型
ファンユニットにおいて、前記複数個のファン内蔵筐体の側面を弾性体を介して同時に押圧する押圧部材と、
前記押圧部材と前記フレーム筐体を係止する蝶番及び係止ねじと、
前記フレーム筐体に対して前記ファン内蔵筐体の動きを規制する係合部材からなり、
該係合部材は、
前記ファン内蔵筐体の上面後方に形成された平板状突起と、
前記フレーム筐体に形成された突起挿入孔と、
前記フレーム筐体の前方に形成された係合爪と前記ファン内蔵筐体の底部前方に形成された係合片で構成され、前記フレーム筐体に前記ファン内蔵筐体を固定するに際しては、前記突起挿入孔に前記平板状突起を挿入するとともに前記係合爪と前記係合片を係合させたので、ファン内蔵筐体の取り付け取り外しが容易になり、ファン内蔵筐体一台の交換に際しては他のファン内蔵筐の冷却能力は維持することができる。
また、押圧部材とファン内蔵筐体の間に弾性体を介在させたので、ほぼ同じ力でファン内蔵筐体を押圧することができ、ファン内蔵筐体とフレーム筐体の左右上下方向への動きを規制する係合部材を設けたので、ファン内蔵筐体のがたつきを防止することができる。

本発明のラック実装型ファンユニットの斜視図である。 フレーム筐体とファン内蔵筐体の奥部の係止状態を示す斜視図である。 フレーム筐体とファン内蔵筐体の底部の係止状態を示す斜視図である。 フレーム筐体とカバー筐体の係止状態を示す断面図である。 フレーム筐体とファン内蔵筐体及びカバー筐体の固定状態を示す斜視図である。 他の実施例を示す斜視図である。 他の実施例を示す斜視図である。 従来のラック実装型ファンユニットの斜視図である。 図８のファン内蔵筐体を引き出した状態を示す斜視図である。 ファン内蔵筐体を一体フレームに複数台取り付けて一体構造とした従来例を示す斜視図である。

図１（ａ，ｂ）は本発明のラック実装型ファンユニットの斜視図である。
図１（ａ，ｂ）において、３１はファン内蔵筐体３２を４台収納したフレーム筐体で、このフレーム筐体はフレーム係止孔３１ａを介してラック（図示省略）に固定される。ファン内蔵筐体３２は上下に空気通過孔としての給排気用の開口部３２ｃと、先端にアタッチメント部（図示省略）を有しており、内蔵されたファン（図示省略）をファン係止ねじ３２ｂを使用して固定する。

３１ｂはフレーム筐体３１の奥側の上方に形成された突起挿入孔であり、この突起挿入
孔３１ｂにファン内蔵筐体３２の後方に突出して形成された平板状突起３２ａが挿入され
る。フレーム筐体３１の前面底部と押圧部材として機能するカバー筐体７の底部は所定
の距離を隔てて（図では２箇所）配置された蝶番９により回動自在に接続されている。

８はカバー筐体７をフレーム筐体３１側に回動させて係止ねじ１１で固定したときに
ファン筐体３２とカバー筐体１０を均一な状態で押圧する弾性体である。図１ａはカバ
ー筐体７を開いた状態、図１（ｂ）はカバー筐体７を回動させて４台のファン筐体３２を
同時に固定した状態を示す斜視図である。

図２はフレーム筐体３１にファン内蔵筐体３２を固定するときの動作説明図である。図２ａは挿入前の状態、図２ｂは挿入後の状態を示している。矢印Ｐ方向からフレーム筐体３１の奥部の上方に形成された突起挿入孔３１ｂにファン内蔵筐体３２に形成された平板状突起３２ａを挿入する。この挿入により矢印イで示す横方向の動きと矢印ロで示す縦方向の動きを規制することができる。

図３（ａ〜ｄ）はフレーム筐体３１の前部に形成された係合爪１２ａとファン筐体３２の底部前方に形成された係合片１２ｂを係合させてファン筐体３２の動きを規制する状態を示す説明図である。図３（ａ）はファン筐体３２をフレーム筐体３１から矢印ヌで示す位置まで手前側に引き出した状態を示し、図３（ｂ）はファン筐体３２を矢印ルの位置まで挿入し係合片１２ｂを係合爪１２ａに係合させた状態を示している。

図３（ｃ）は係合片１２ｂと係合爪１２ａが係合している状態を示し、矢印ヘで示す方向と矢印トで示す方向が固定されていることを示している。図３(ｄ)は２台のファン筐体３２を隣り合わせて挿入しファン筐体３２同士を図示しない固定金具を用いて矢印チ方向の動きを規制した状態を示している。

図４はフレーム筐体３１に蝶番９で接続されたカバー筐体７を矢印リ方向に回動させ
て係止ねじ１１によりフレーム筐体３１に固定した状態を示す断面図である。係止ねじ１
１で締め付けることにより弾性体８がフレーム筐体３１に押し付けられ、複数のファン筐
体をほぼ同じ力で押圧することができる。

図５はフレーム筐体３１に対するファン筐体３２の固定箇所を示すもので、突起挿入孔
３１ｂに平板状突起３２ａを挿入したことにより矢印イ及びロ方向の動きが規制され、フ
レーム筐体３１に形成した係合爪１２ａにファン筐体に形成した係合片１２ｂを係合させ
たことにより矢印ヘ及びト方向の動きが規制され、カバー筐体７を係止ねじ１１により締め付けて弾性体８でファン筐体３２に押し付けることにより矢印チ方向の動きを規制した状態を示している。

図６は他の実施例を示すもので、この例ではフレーム筐体３３としてファン筐体３４を横方向に２列に搭載できる程度に大きなものとし、前列のファン筐体３４の前部に突起挿入孔３４ｂを設けている。そしてこの突起挿入孔３４ｂにファン筐体３４に形成した平板状突起３４ａを挿入したものである。

このように２列に並べて図３に示す係合爪１２ａと係合片１２ｂを固定した状態で、弾
性部材８とカバー筐体７により２列に搭載したファン筐体３４をフレーム筐体３３に固
定する。このような構成によればファン筐体３４を多数搭載することができ冷却能力を向
上させることができる。

図７は他の実施例を示すものでこの例では、フレーム筐体３１とファン筐体３２の間に
スライド機構としてのレール１３ａ，１３ｂを用意し、ファン筐体３２を引き抜けるよう
にしたものである。その場合、レール１３ａと１３ｂの間に球を挟むことでスライド機構
を持たせている。即ち、レール１３ａをフレーム筐体３１に固定し、１３ｂのレールを治
具を介してカバー筐体７に止めることによりスライド機構を実現したものである。

なお、蝶番による回転機構かレールによるスライド機構かの選択は、19インチラックに
実装されている他の機器やキャビネット内のスペースに合わせて選択すればよく、ファン
筐体３２の交換時にカバー筐体７の筐体内の電気配線の作業ができるように止めておく
ことのできる機構があれば良い。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

１，３１，３３ フレーム筐体
１ａ 仕切り部
２，３２，３４ ファン内蔵筐体（ファン筐体）
３ ガイドレール
４ レール係合部材
５ フィンガーガード（給・排気用開口部）
６ 一体フレーム
７ カバー筐体
８ 弾性体
９ 蝶番
１１ 係止ねじ
１２ 係合部材
３１ フレーム筐体
３１ａ フレーム係止孔
３２ａ，３４ａ 平板状突起
３２ｂ ファン係止ねじ
３４ｂ 突起挿入孔

Claims (1)

1. フレーム筐体に複数個のファン内蔵筐体が横方向に並べて取り付けられたラック実装型
   ファンユニットにおいて、前記複数個のファン内蔵筐体の側面を弾性体を介して同時に押圧する押圧部材と、
   前記押圧部材と前記フレーム筐体を係止する蝶番及び係止ねじと、
   前記フレーム筐体に対して前記ファン内蔵筐体の動きを規制する係合部材からなり、
   該係合部材は、
   前記ファン内蔵筐体の上面後方に形成された平板状突起と、
   前記フレーム筐体に形成された突起挿入孔と、
   前記フレーム筐体の前方に形成された係合爪と前記ファン内蔵筐体の底部前方に形成された係合片で構成され、前記フレーム筐体に前記ファン内蔵筐体を固定するに際しては、前記突起挿入孔に前記平板状突起を挿入するとともに前記係合爪と前記係合片を係合させたことを特徴とするラック実装型ファンユニット。

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