JP6349145B2 - ラック列給電システム - Google Patents

Description

本発明は、サーバ等の電子機器を収納したラック列に電源を供給するラック給電システムに関する。

例えば、サーバを収納したラックが多数列設されたデータセンタでは、床を二重にしてフリーアクセスフロアを形成して、通信線や電源ケーブルを収容したり、列設されたラック列の個々を冷却するための冷却ダクトとして活用する形態が広く採用されている。
ところが、このフリーアクセスフロアの使用形態として冷却ダクトとしてより効果的な使用を考えると、出来るだけ空間が広い方が良いし発熱源が混在しない構成が望ましい。
そこで、通常２系統で配設される電源ラインは、広い配設スペースを要求するし発熱も伴うため、フリーアクセスフロアから分離して天井やラック上に配設して個々のサーバに電源を供給する形態が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１０４００８号公報

上記電源線をラック上方に配設する形態では、フリーアクセスフロアを冷却ダクトとして使用できるエリアを広くできるため、効率の良い冷却が可能であった。
しかしながら電源線の配設に関しては、ラック上に電源線を配設する作業は高所となるし、配線経路も長くなるため、フリーアクセスフロア内に配設する工事に比べて時間を要し、施工業者の負担が増加する問題があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、電源線をラック上方に配設する形態であっても、ラックの設置を含む電源線の配設作業を容易に実施できるラック列給電システムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、電子機器を収納したラックを横方向に列設したラック列に対して、当該ラック上部に配設した電源線によりラック内の各電子機器に電源供給するラック列給電システムであって、電源線はラック天板上において横方向に配設されたダクトに収容されて配設される一方、各ラックの天板上には、ダクトを固定するためのレール部材が左右端部にそれぞれ前後方向に配置され、隣接設置されたラックのレール部材同士は互いに連結可能であると共に、ダクトは天板に設けられた引き込み線を導入するための入線孔に対応する部位に開口部を有し、開口部を介して電源線に接続された引き込み線によりラック内の電子機器に電源が供給されることを特徴とする。
この構成によれば、電源線はダクトに収容されてラック上に配設され、各ラックには上部に配設された入線孔に近傍のダクト開口部から引き出した引き込み線を導入するだけで給電でき、簡易な作業で電源線の配線ができる。また、隣接するラック間でレール部材同士を連結することができるため、別途連結手段を使用すること無く連結でき、耐震性を具備させることができる。加えて、ダクトを敷設する場合、通常は建築物天井の躯体に設置されるが、ラック上部に設置するためダクト敷設工事も削減できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成におて、レール部材は、ダクトを収容するための凹部を有することを特徴とする。
この構成によれば、配設したダクトは凹部に収容されるため位置決めでき、固定作業を容易に実施できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、ダクト内に収容された電源線は板状の導体バーから成り、ダクト内には複数の導体バーが並行に配設されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、ダクト内に配設された電源線は導体バーで構成されるため、個々の導体バーの極性が分かり易く、接続ミスを防止できる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、ダクトの開口部は分岐ブレーカ取付部でもあり、引き込み線は開口部に設置された分岐ブレーカを介して電源線に接続されることを特徴とする。
この構成によれば、ダクトには分岐ブレーカを取り付けできるため、ラックに分岐ブレーカ取付部を設ける必要が無く、引き込み工事が容易となる。そして、分岐ブレーカは引き込み線毎にダクトに取り付けできるため、ブレーカを収容するための分電盤を別途設置する必要も無く、引き込み線の取り回しが最小限で済む。

請求項５の発明は、請求項４に記載の構成において、分岐ブレーカはダクトに固定される分岐ボックス内に収容され、当該分岐ボックスは、ダクト内の電源線に対して開口部から挿入操作により接続される電源接続端子を備えて成り、分岐ボックスを開口部に装着することで分岐ブレーカの電源接続端子が電源線に接続されることを特徴とする。
この構成によれば、分岐ボックスを開口部に挿入操作するだけで、分岐ブレーカの電源側端子の接続が成されるため、分岐工事を容易に実施できる。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の構成において、電源線を収容したダクトは、複数のラックに跨がる長さを有することを特徴とする。
この構成こよれば、列設された複数のラックに対して一度に電源線を配設でき、電源線の配設を容易に実施できる。また、ダクトが隣接するラックの連結部材として作用するため、ラック上部の連結が堅牢となる。

本発明によれば、電源線はダクトに収容されてラック上に配設され、各ラックには上部に配設された入線孔に近傍のダクト開口部から引き込み線を引き出して導入するだけで給電でき、簡易な作業で電源線の配線ができる。また、隣接するラック間でレール部材同士を連結することができるため、別途連結手段を使用すること無く連結でき、耐震性を具備させることができる。

本発明に係るラック列給電システムの一例を示すラック列の斜視説明図である。 レール部材を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 Ａ部拡大図である。 ダクトを配設する途中の状態を示すラック列の斜視説明図である。 ラックの部分側面図である。 レール部材を装着しないラック列の説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るラック列給電システムの一例を示すラック列の斜視説明図であり、１はサーバ等の電子機器を収納するラック、２は電源線を収容して配設するダクト、３はダクト２を固定するためのレール部材、４は分岐ブレーカ７（図５に示す）を収納した分岐ボックスであり、３つのラック１を横方向に列設した状態を示している。

尚、図１ではダクト２を２本備えて２系統の電源が配設された状態を示し、ラック１に収納された電子機器に接続された通信線の配設やラック内への冷却空気の送風は、床下の図示しないフリーアクセスフロアを使用している。また、個々のラック１は前面に扉１ａが設けられて開放可能に構成され、天板１ｂ、左右側板１ｃ、背板１ｄを備えて閉塞されている。

レール部材３は鋼板を折り曲げて形成され、ラック１の奥行きに合わせた長さを有している。図２はレール部材３を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図であり、図２に示すように起立配置されるレール本体３ａと、ラック１の天板１ｂに固定するための固定片３ｂとを有している。
レール本体３ａは箱状に形成されて厚みを有し、隣接するレール部材３と連結するためのネジ挿通孔１１が前後端部にそれぞれ設けられ、上部にはダクト２を収容して保持するための凹部１２が複数形成されている。この凹部１２は、ダクト２の幅に合致するよう形成され、ダクト２を略２分の１を沈み込ませて前後から挟持するように形成されている。
また固定片３ｂは、レール本体３ａの底部を一方に広げて一様な幅で形成され、ラック１の天板１ｂに連結するためのネジ挿通孔１３が穿設されている。

一方、ダクト２は金属製の四角形筒体であり、内部に電源線を挿通するための一様な空間を有し、４本の銅バー（導体バー）１５なら成る電源線が収容されている。また、ダクト２はラック１の幅より十分長く形成され、図１ではラック幅の略３倍の長さを有している。
尚、ダクト２の長さは任意であり、列設されたラック１の全体の幅より短ければ別途ダクトを用意して連結すれば良い。また、ダクト２の内部に収納された各銅バー１５は、適宜部位が絶縁部材により支持され、固定されている。

そして、ラック１に対して前面側或いは背面側となるダクト２の一方の側面には、装着する個々のラック１に対応する所定の部位に、ラック１への引き込み線２０（図１に示す）を銅バー１５に接続するための開口部１６が設けられ、銅バー１５を露出させている。一方、ラック１の天板１ｂには、図１に示すように引き込み線２０を導入するための入線孔１８が穿設されている。

具体的に、入線孔１８はラック１の前面側及び背面側にそれぞれ２カ所ずつ形成され、２系統の電源線に対応可能に設けられ、対応する２本のダクト２，２の開口部１６は、それぞれの入線孔１８の上方に配置されるよう形成されている。この結果、引き込み線２０は入線孔１８から分岐ボックス４を介して銅バー１５に最短距離で接続される。

尚、使用されない開口部１６は図示しない閉塞板で閉塞されるし、図１で左端に示すダクト２の端部は、エンドキャップ２１で施蓋されている。但し、この端部には電源線導入部が設けられ、例えばラック１の側面に沿って下方から配設された図示しない電源線が下方からダクト２内に導入され、内部の銅バー１５に接続される。或いは、天井から電源線を垂下させてダクト２の上部からダクト２内へ導入される。
また、図１ではダクト２の右端は説明のため施蓋せず裸の状態を示しているが、ラック１が更に列設される場合はこの端部に新たなダクト２が連結される。

このように構成されたラック列給電システムの組み立ては以下の様に行われる。最初に個々のラック１にレール部材３が組み付けられる。レール部材３は、ネジ挿通孔１３を使用してラック１の天板１ｂにボルト締めされる。
図３は図１のＡ部拡大図であり、レール部材３の固定片３ｂがボルト２２により前後２カ所が天板１ｂに固定される。こうして、ラック１上部の左右端部にそれぞれレール部材３が取り付けられたラック１は、密着するよう横方向に列設される。

次に、隣接配置されたレール部材３同士を連結する。具体的に、ラック１を列設することで、図１に示すように隣接するラック１のレール部材３同士が背中合わせに配置され、連結が可能となる。
図２に示すように、レール本体３ａの前後端部には連結のためのネジ挿通孔１１が穿設されており、背中合わせのレール部材３同士を容易に連結できる。孔１１にボルト２３を挿通し、ナット等を使用して連結固定される。

図６はレール部材３を取り付けない状態でラック１を列設した説明図であり、図６に示すように、密着するようラック１を配置しても、ラック１の歪みや床の歪み等で上部に隙間Ｗが発生し易く、連結しない場合はダクト２の設置が難しい。そのため、レール部材３同士を連結することで、ダクト２の設置が容易となる。また、隣接するラック１の間でレール部材３同士を連結することで、別途連結手段を使用すること無くラックの転倒防止を図ることができ、耐震性を具備させることができる。加えて、ダクト２を敷設する場合、通常は建築物天井の躯体に設置されるが、ラック１上部に設置することでダクト敷設工事も削減できる。

レール部材３同士を連結したら、ダクト２を組み付ける。図４は１本のダクト２をレール部材３の凹部１２に挿入した状態を示し、ダクト２はレール部材３の凹部１２に挿入することで保持され、位置決めできる。この状態で、固定部材６によりレール部材３にネジ止めして固定される。
固定部材６は、コ字状に折り曲げ形成された金属板から成り、両端にネジ止めのための孔６ａ（図３に示す）が設けられている。この固定部材６は２種類使用され、連結された一対のレール部材３，３に跨がって固定するための固定部材６は、ラック列の両端に配置された１個のレール部材３に固定する固定部材６の２倍の幅を有している。

ダクト２の固定が終了したら、分岐ボックス４が装着される。図５は図１のラック１の部分側面図を示し、７は分岐ボックス４に収納されている分岐ブレーカを示している。
図５に示すように分岐ボックス４はダクト２内に収容されている個々の銅バー１５に接続される電源接続端子４ａを有している。この電源接続端子４ａは、分岐ボックス４の背部から後方に突出するよう形成され、各銅バー１５をそれぞれ挟持して連結する所謂速結端子として形成され、ダクト２の開口部１６から押し込むよう分岐ボックスを取り付けることで、電源接続端子４ａは銅バー１５に連結される。
分岐ボックス４の電源接続端子４ａは収納されている分岐ブレーカ７の電源側端子に連結されており、この操作で分岐ブレーカ７への接続も実施される。

一方、ダクト２の上述した電源線導入部に対して幹線分岐盤等から配設された電源線が導入され、銅バー１５に接続される。こうしてダクト２内の銅バー１５が充電され、分岐ボックス４内の分岐ブレーカ７に通電され、分岐ブレーカ７の二次側端子に接続された引き込み線２０によりラック１内の各機器に対して電源が供給される。

このように、電源線である銅バー１５はダクト２に収容されてラック１の上部に配設され、各ラック１には天板１ｂに設けられた入線孔１８の近傍に形成されたダクト２の開口部１６から引き出した引き込み線２０を導入するだけで給電でき、簡易な作業で電源線の配線ができる。また、ダクト２には分岐ブレーカ７を収納した分岐ボックス４を取り付けできるため、ラック１に分岐ブレーカ取付部を設ける必要が無く、引き込み工事が容易となる。
そして、分岐ブレーカ７は引き込み線２０毎にダクト２に取り付けできるため、分岐ブレーカ７を収容するための分電盤を別途設置する必要が無く、引き込み線２０の取り回しが最小限で済む。
また、配設したダクト２は凹部１２に収容されるため位置決めでき、固定作業を容易に実施できるし、ダクト２内に配設された電源線は銅バー１５で構成されるため、個々の銅バー１５の極性が分かり易く、接続ミスを防止できる。
更に、分岐ボックス４を開口部１６に装着するだけで、分岐ボックス４の電源接続端子４ａが銅バー１５に接続され、即ち分岐ブレーカ７の電源側端子の接続も成されるため、分岐工事を容易に実施できる。
また、ダクト２は複数のラック１に亘る長さを有するため、列設された複数のラック１に対して一度に電源線を配設でき、電源線の配設を容易に実施できる。また、ダクト２が隣接するラック１の連結部材として作用するため、ラック１上部の連結が堅牢となる。

尚、上記実施形態では、レール部材３に５個の凹部１２を設けて最大５本のダクト２を固定可能としたが、少なくとも２系統の電源線を配設出来れば良く、２本のダクト２が固定出来れば良い。また、開口部１６をラック１に対して２カ所ずつ設けているが、１カ所のみでも良いし、３カ所以上設けても良い。
また、ダクト２の長さをラック１の３倍の長さとして３個列設したラック１に対して１つのダクト２で対応可能としたが、ダクト２の長さは任意であり、ラック１の幅と同一の長さとして、ラックを列設する毎に連結してもよい。

１・・ラック、１ｂ・・天板、２・・ダクト、３・・レール部材、４・・分岐ボックス、４ａ・・電源接続端子、７・・分岐ブレーカ、１２・・凹部、１５・・銅バー（導体バー）、１６・・開口部、１８・・入線孔、２０・・引き込み線。

Claims (6)

1. 電子機器を収納したラックを横方向に列設したラック列に対して、当該ラック上部に配設した電源線によりラック内の各電子機器に電源供給するラック列給電システムであって、
   前記電源線はラック天板上において横方向に配設されたダクトに収容されて配設される一方、
   各ラックの前記天板上には、前記ダクトを固定するためのレール部材が左右端部にそれぞれ前後方向に配置され、
   隣接設置された前記ラックの前記レール部材同士は互いに連結可能であると共に、前記ダクトは前記天板に設けられた引き込み線を導入するための入線孔に対応する部位に開口部を有し、
   前記開口部を介して前記電源線に接続された引き込み線により前記ラック内の前記電子機器に電源が供給されることを特徴とするラック列給電システム。
2. 前記レール部材は、前記ダクトを収容するための凹部を有することを特徴とする請求項１記載のラック列給電システム。
3. 前記ダクト内に収容された前記電源線は板状の導体バーから成り、前記ダクト内には複数の前記導体バーが並行に配設されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載のラック列給電システム。
4. 前記ダクトの開口部は分岐ブレーカ取付部でもあり、前記引き込み線は前記開口部に設置された前記分岐ブレーカを介して前記電源線に接続されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のラック列給電システム。
5. 前記分岐ブレーカは前記ダクトに固定される分岐ボックス内に収容され、
   当該分岐ボックスは、前記ダクト内の前記電源線に対して前記開口部から挿入操作により接続される電源接続端子を備えて成り、
   前記分岐ボックスを前記開口部に装着することで前記分岐ブレーカの前記電源接続端子が前記電源線に接続されることを特徴とする請求項４記載のラック列給電システム。
6. 前記電源線を収容した前記ダクトは、複数のラックに跨がる長さを有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のラック列給電システム。

Images