JP6485104B2 - 電子機器ユニット及び電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器ユニット及び電子装置に関する。

高度情報化社会の到来に伴い、サーバ等の複数の電子機器ユニットをラックに搭載してなる電子装置がデータセンタにおいて使用されている。

その電子機器ユニットにおいては、内部のCPU(Central Processing Unit)等の発熱部品を冷却するためのファンが設けられる。そのファンは冗長化のために一つの電子機器ユニットに複数個設けられることがあり、これにより一つのファンが故障しても残りのファンで発熱部品を冷却し続けることができる。

ファンが故障した場合にはそのファンを新品に交換することになるが、交換時に残りの正常なファンを停止させたのでは、それらの正常なファンで電子機器ユニット内の発熱部品を冷却できない。発熱部品を冷却し続けるには、故障していない正常なファンを駆動させたままで、故障したファンを交換する活性交換を行うのが有効である。

特開２０１４−７３４６号公報

ところで、活性交換の際に筐体から故障したファンを取り外すと、残りの正常なファンにより筐体外に排出された暖かな空気が、故障したファンを取り外した部分を逆流して筐体内に戻ってしまう。これでは逆流した暖かな空気に発熱部品が曝されてしまうため、残りの正常なファンで発熱部品を冷却するのが難しくなる。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ファンを交換するときに空気が逆流するのを防ぐことができる電子機器ユニット及び電子装置を提供することを目的とする。

以下の開示の一観点によれば、筐体と、前記筐体に収容された発熱部品と、前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板と、前記フラップ板において前記回転軸からずれた位置に設けられ、前記フラップ板の法線方向に突出したアームと、前記アームの先端に設けられ、前記回転軸に平行な方向に突出した突起と、複数の前記ファンごとに一つずつ設けられて前記ファンを収容すると共に、前記ファンの軸方向に沿って前記筐体に挿入可能なシャーシと、前記シャーシに設けられ、前記軸方向に沿って前記筐体内部に延びる延長部と、前記延長部の先端に設けられ、前記軸方向から傾斜したスロープと、を有し、前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに前記突起が前記スロープに乗り上がることで前記フラップ板が回転して、前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行とされる電子機器ユニットが提供される。

また、その開示の別の観点によれば、ラックと、前記ラックに収容された複数の電子機器ユニットとを有し、前記電子機器ユニットの各々は、筐体と、前記筐体に収容された発熱部品と、前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板と、前記フラップ板において前記回転軸からずれた位置に設けられ、前記フラップ板の法線方向に突出したアームと、前記アームの先端に設けられ、前記回転軸に平行な方向に突出した突起と、複数の前記ファンごとに一つずつ設けられて前記ファンを収容すると共に、前記ファンの軸方向に沿って前記筐体に挿入可能なシャーシと、前記シャーシに設けられ、前記軸方向に沿って前記筐体内部に延びる延長部と、前記延長部の先端に設けられ、前記軸方向から傾斜したスロープと、を有し、前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに前記突起が前記スロープに乗り上がることで前記フラップ板が回転して、前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行とされる電子装置が提供される。

以下の開示によれば、筐体からファンを抜去するときにフラップ板が風に対して垂直となるので、ファンを抜去した部分から筐体内に風が逆流するのを防止できる。

更に、一つのファンに設けられるフラップ板の枚数を一枚のみとするので、ファンで生成した風がフラップ板から受ける抵抗を低減できる。

しかも、フラップ板を正面視でファンに重ねるので、風に対してフラップ板を平行にするために当該フラップ板を退避させるスペースをファンの外側に確保する必要もない。

図１は、本願発明者が検討に使用した電子機器ユニットの模式斜視図である。 図２は、図１の電子機器ユニットのファンの交換作業について模式的に説明するための斜視図（その１）である。 図３は、図１の電子機器ユニットのファンの交換作業について模式的に説明するための斜視図（その２）である。 図４は、図１の電子機器ユニットが備える逆流防止装置の各フラップ板とその近傍の模式断面図である。 図５は、風がフラップ板から受ける抵抗を低減し得る電子機器の模式斜視図である。 図６は、図５の電子機器ユニットのファンの交換作業について模式的に説明するための斜視図（その１）である。 図７は、図５の電子機器ユニットのファンの交換作業について模式的に説明するための斜視図（その２）である。 図８は、図５のファンの上方にフラップ板が退避している場合における、ファンとその周囲の正面図である 図９は、第１実施形態に係る電子機器ユニットの模式斜視図である。 図１０は、第１実施形態に係るファンユニットとその周囲の斜視図である。 図１１は、第１実施形態に係るフラップ板の正面図である。 図１２は、第１実施形態に係るフラップ板の上面図である。 図１３は、第１実施形態に係るフラップ板の側面図である。 図１４（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図（その１）である。 図１５は、第１実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図（その２）である。 図１６（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式上面図（その１）である。 図１７は、第１実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式上面図（その２）である。 図１８は、第１実施形態において、ファンユニットを抜去した電子機器の模式斜視図である。 図１９（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式斜視図（その１）である。 図２０は、第１実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式斜視図（その２）である。 図２１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式上面図（その１）である。 図２２は、第１実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式上面図（その２）である。 図２３は、第１実施形態においてフラップ板が風の流れの向きに対して平行となっているときのファンユニットとフラップ板との正面図である。 図２４は、第１実施形態においてフラップ板が風の流れの向きに対して平行となっているときのファンとフラップ板との断面図である。 図２５は、第２実施形態に係る電子機器ユニットの模式斜視図である。 図２６は、第２実施形態に係るファンユニットとその周囲の斜視図である。 図２７（ａ）は、第２実施形態に係るフラップ板の正面図であり、図２７（ｂ）は、第２実施形態において錘を省いた場合のフラップ板の正面図である。 図２８は、第２実施形態に係るフラップ板の側面図である。 図２９は、第２実施形態に係るフラップ板の上面図である。 図３０（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図（その１）である。 図３１は、第２実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図（その２）である。 図３２（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式側面図（その２）である。 図３３は、第２実施形態において故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式側面図（その２）である。 図３４は、第２実施形態において、ファンユニットを抜去した電子機器の模式斜視図である。 図３５（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式斜視図（その１）である。 図３６は、第２実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式斜視図（その２）である。 図３７（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式側面図（その１）である。 図３８は、第２実施形態においてファンユニットを装着する方法について説明するための模式斜視図（その２）である。 図３９は、第２実施形態においてフラップ板が風の流れの向きに対して平行となっているときのファンユニットとフラップ板との正面図である。 図４０は、第１実施形態に係る電子機器ユニットにおいて、一つのファンユニットに二つのファンを設けた場合の模式斜視図である。 図４１は、第２実施形態に係る電子機器ユニットにおいて、一つのファンユニットに二つのファンを設けた場合の模式斜視図である。 図４２は、第４実施形態において、フラップ板を回転可能とするための構造の他の例について説明するための平面図である。 図４３は、第４実施形態において、フラップ板を回転可能とするための構造の別の例について説明するための平面図である。 図４４は、第５実施形態に係る電子装置の斜視図である。

本実施形態の説明に先立ち、本願発明者が行った検討事項について説明する。

図１は、その検討に使用した電子機器ユニットの模式斜視図である。

この電子機器ユニット１は、例えばサーバであって、筐体２とその中に収容された配線基板３とを有する。

その配線基板３の上には、発熱部品４としてCPUが搭載される。そして、その発熱部品４を冷却する風Aを生成するために、筐体２にはファン５が設けられる。ファン５は筐体２に挿抜自在であって、この例では筐体２に複数のファン５を横に並べることで、いずれかのファン５が故障しても残りのファン５で発熱部品４を冷却できるようにする。

また、各ファン５と配線基板３との間には、各ファン５に対応した逆流防止装置７が設けられる。

逆流防止装置７は、複数の短冊状のフラップ板１１と、各フラップ板１１を回転可能な状態で支持するフレーム１２とを有する。

各フラップ板１１は、風Aを受けているときにはその風Aの圧力で自然に開き、風Aの風量が弱いときには自重で閉じる。

よって、図１のようにファン５が正常に回転しているときはフラップ板１１が開き、ファン５で生成した気流Aがその逆流防止装置７を流通することができる。

次に、この電子機器ユニット１におけるファン５の交換作業について説明する。

図２〜図３は、ファン５の交換作業について模式的に説明するための斜視図である。

まず、図２に示すように、複数のファン５のうち符号Fで示すファン５が故障した場合を考える。

この場合、故障していない正常なファン５を停止させると風Aで発熱部品４を冷却できなくなってしまう。そこで、正常なファン５は停止させずに、故障したファン５のみを交換する活性交換を行う。

ここで、故障したファン５では風Aを生成できないので、そのファン５に対応する逆流防止装置７は風Aを受けることができず、当該逆流防止装置７のフラップ板１１は自重により閉じる。

次に、図３に示すように、故障したファン５を新品と交換するために、筐体２から故障したファン５を取り外す。

このとき、上記のようにフラップ板１１が閉じているため、ファン５を取り外した部分を風Aが流通することはできない。

これにより、残りの正常なファンから筐体２の外に排出された暖かな風Aが、経路Bに沿って筐体２の内部に逆流するのを防止でき、逆流してきた暖かな風Aで発熱部品４の冷却が阻害されるのを抑制できる。

但し、この逆流防止装置７には次のような問題がある。

図４は、逆流防止装置７の各フラップ板１１とその近傍の模式断面図である。

図４に示すように、各フラップ板１１の表面には風Aに起因した渦が形成される。その渦によって風Aがフラップ板１１から受ける抵抗が大きくなり、各フラップ板１１の間を風Aが流通し難くなる。

この問題は、この例のようにフラップ板１１を複数設けた場合に特に顕著となり、ひいては風Aで発熱部品４（図１参照）を効率的に冷却するのが困難となる。

図５は、風Aがフラップ板から受ける抵抗を低減し得る電子機器ユニット１４の模式斜視図である。

なお、図５において、図１で説明したのと同じ要素には図１におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

この電子機器ユニット１４においては、前述の逆流防止装置７に代えて、ファン５ごとに一枚のフラップ板１５を設ける。

フラップ板１５は、回転軸１５ａを中心にして回転自在であって、ファン５によって下から支えられる。この状態においてはフラップ板１５はファン５の上方の空間に退避しているため、風Aがフラップ板１５から受ける抵抗を低減できる。

次に、この電子機器ユニット１４におけるファン５の交換作業について説明する。

図６〜図７は、ファン５の交換作業について模式的に説明するための斜視図である。

以下では、正常なファン５は停止させずに、故障したファン５のみを交換する活性交換について説明する。

まず、図６に示すように、複数のファン５のうち符号Fで示すファン５が故障した場合を考える。

この場合は、図７に示すように、故障したファン５を新品と交換するために、筐体１から故障したファン５を取り外す。これにより、そのファン５で下から支えられていたフラップ板１５が自重により回転し、ファン５を取り外した部分がフラップ板１５により塞がれる。

これにより、残りの正常なファンから筐体２の外に排出された暖かな風Aが、経路Bに沿って筐体２の内部に逆流するのを防止でき、逆流してきた暖かな風Aで発熱部品４の冷却が阻害されるのを抑制できる。

但し、この電子機器ユニット１４には次のような問題がある。

図８は、前述のようにファン５の上方にフラップ板１５が退避している場合における、ファン５とその周囲の正面図である。

図８に示すように、フラップ板１５の回転軸１５ａはファン５の上方に設けられており、これによりフラップ板１５を退避させるためのスペースSがファン５の上方に確保される。

しかしながら、これではスペースSにより電子機器ユニット１４（図５参照）の高さが高くなってしまい、電子機器ユニット１４の小型化が難しくなる。

特に、電子機器ユニット１４がラックマウント型のサーバである場合には、電子機器ユニット１４の高さが規格化されており、そもそもスペースSを確保するのが困難である。

以下に、風がフラップから受ける抵抗を低減でき、かつ電子機器を小型化できる各実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図９は、本実施形態に係る電子機器ユニットの模式斜視図である。

この電子機器ユニット２０は、例えばサーバであって、筐体２２とその中に収容された配線基板２３とを有する。

その配線基板２３の上には発熱部品２４としてCPUが搭載される。そして、その発熱部品２４を冷却する風Aを生成するために、筐体２２にはファンユニット２５が設けられる。

本実施形態では筐体２２に複数のファンユニット２５を設けることで、いずれかのファンユニット２５が故障しても残りのファン２５で発熱部品２４を冷却できるようにする。

各ファンユニット２５の並べ方は特に限定されない。本実施形態では、水平方向Xに沿って各ファンユニット２５を横に並べる。

なお、この例ではファンユニット２５により筐体２２内の空気を吸引することで筐体２２内に風Aを生成しているが、ファンユニット２５で外気を筐体２２内に送り込むことで風Aを生成してもよい。

図１０は、ファンユニット２５とその周囲の斜視図である。

図１０に示すように、筐体２２内には直管状のダクト４５が設けられており、そのダクト４５にファンユニット２５が挿入される。

そのファンユニット２５はファン２６とシャーシ２７とを有する。

このうち、ファン２６は、水平方向Xと鉛直方向Zの両方に垂直な軸方向Yを中心にして回転することで、筐体２２の内側から外側に流れる風Aを生成する。

そして、シャーシ２７は、ファン２６の軸方向Yに沿って筐体２２に挿抜可能である。

更に、そのシャーシ２７は、ファン２６を収容する概略直管型の本体部２７ａを有すると共に、その本体部２７ａから軸方向Yに沿って筐体２２の内部に延びる延長部２７ｂとを有する。

その延長部２７ｂは、シャーシ２７を筐体２２内に案内するための案内板２７ｃを有する。案内板２７ｃは、水平方向Xに対して垂直であると共に、その側部に一対の側板２７ｄを備える。

側板２７ｄは、鉛直方向Zに垂直な面内に設けられており、筐体２２の内面と摺接することでシャーシ２７の姿勢を安定させる役割を担う。そして、側板２７ｄの先端には、水平面内において軸方向Yから傾斜したスロープ２７ｓが設けられる。

また、シャーシ２７の内側には、ファン２６を制御するための制御回路を備えた回路基板２８が設けられており、前述のスロープ２７ｓ寄りの回路基板２８には第１のコネクタ２９が設けられる。ファン２６の回転数を制御する制御信号やファン２６の電力は、筐体２２の内部からこの第１のコネクタ２９を介してファン２６に入力される。

更に、ダクト４５の開口端４５ｘにはフラップ板３５が設けられる。フラップ板３５は、回転軸Cを中心にして回転可能であって、ダクト４５を塞ぐことができる。

本実施形態では、そのフラップ板３５をファンユニット２５ごとに一枚ずつ設ける。

なお、フラップ板３５の大きさは特に限定されないが、例えば一辺の長さが４０mm〜９０mm程度の正方形状とする。また、フラップ板３５の材料としては、例えば金属や樹脂を採用し得る。

図１１は、フラップ板３５の正面図である。

図１１に示すように、フラップ板３５には、鉛直方向Zに延びるシャフト３６と付勢部材３７とが固定される。シャフト３６は、フラップ板３５の表面に固定してもよいし、フラップ板３５を貫通するように設けてもよい。これについては、後述の第２実施形態でも同様である。

一方、付勢部材３７は、巻回部３７ａを中心にしてトルクを生じるねじりバネであって、その一端３７ｘがフラップ２５に固定される。

また、付勢部材３７の他端３７ｙは、前述の筐体２２（図９参照）の内面に固定される。これにより、フラップ板３５は、シャフト３６を中心にしたトルクを付勢部材３７から受けながら、シャフト３６を回転軸Cにして回転可能となる。

図１２は、フラップ板３５の上面図である。

図１２に示すように、フラップ板３５においてシャフト３６からずれた位置にはアーム３９が設けられる。そのアーム３９はフラップ板３５の法線方向nに突出しており、更にそのアーム３９の先端には上面視で円形の突起４０が設けられている。

図１３は、フラップ板３５の側面図である。

図１３に示すように、アーム３９は互いに対向するように二つ設けられている。そして、前述の突起４０は、各アーム３９の表面から回転軸Cに平行な方向に突出している。

次に、本実施形態に係るファンユニット２５の交換方法について説明する。

以下では、正常なファンユニット２５は停止させずに、故障したファンユニット２５のみを交換する活性交換について説明する。

まず、故障したファンユニット２５を抜去する方法について説明する。

図１４〜図１５は、故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図である。

また、図１６〜図１７は、故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式上面図である。

抜去前においては、図１４（ａ）及び図１６（ａ）に示すように、ダクト４５にファンユニット２５が挿入された状態となっている。

但し、そのファンユニット２５は故障しているため、ファン２６から風Aは出ていない。

また、図１０では不図示としたが、筐体２２には第２のコネクタ４４（図１６（ａ）参照）が設けられており、この状態ではその第２のコネクタ４４に第１のコネクタ２９が嵌っている。そして、これらのコネクタ２９、４４を介してファン２６に制御信号等が供給される。

ここで、図１６（ａ）に示すように、フラップ板３５を矢印Dの方向に回転させようとする付勢力が付勢部材３７からフラップ板３５に作用している。

但し、この状態では突起４０がシャーシ２７の延長部２７ｂに乗り上げているためフラップ板３５の回転が規制され、フラップ板３５は風Aの流れの向きに平行となる。

筐体２２からこのファンユニット２５を抜去するには、図１４（ｂ）及び図１６（ｂ）に示すように、ユーザが自らファンユニット２５を筐体２２から引き出す。

これにより、シャーシ２７のスロープ２７ｓを突起４０が降りていくと共に、付勢部材３７の付勢力によってフラップ板３５が矢印Dの方向に回転し始める。

また、第１のコネクタ２９が第２のコネクタ４４から外れ、ファンユニット２５への電力の供給が断たれる。

なお、この状態においては、付勢部材３７のねじり度合は、図１４（ａ）及び図１６（ａ）におけるよりも小さくなっている。

そして、図１５及び図１７に示すように、スロープ２７ｓが突起４０から完全に外れると、フラップ板３５が更に回転する。

この例では、ダクト４５の内面に接触片４５ａ（図１７参照）が設けられており、その接触片４５ａにフラップ板３５が接触したところでフラップ板３５の回転は停止する。

このとき、フラップ板３５は風Aに対して垂直になっており、そのフラップ板３５によりダクト４５が塞がれる。

この後は、図１８に示すように、ユーザが筐体２２からファンユニット２５を完全に抜去する。

このようにファンユニット２５を抜去したとしても、抜去したファンユニット２５が生成していた風Aに対してフラップ板３５が垂直となっているので、ファンユニット２５を抜去した部分を風Aが流通することはできない。

その結果、残りの正常なファンから筐体２２の外に排出された暖かな風Aが、経路Bに沿って筐体２２の内部に逆流するのを防止でき、逆流してきた暖かな風Aで発熱部品２４の冷却が阻害されるのを抑制できる。

次に、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明する。

図１９〜図２０は、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明するための模式斜視図である。

また、図２１〜図２２は、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明するための模式上面図である。

装着に際しては、図１９（ａ）及び図２１（ａ）に示すように、ユーザがダクト４５にファンユニット２５を挿入していく。

なお、挿入前においては、前述のようにフラップ板３５が風A（図２１（ａ）参照）に対して垂直になっており、そのフラップ板３５によりダクト４５が塞がれている。

更にダクト４５にファンユニット２５を挿入していくと、図１９（ｂ）及び図２１（ｂ）に示すように、突起４０がスロープ２７ｓに乗り上がっていき、フラップ板３５が回転をし始める。

なお、この状態においては、付勢部材３７のねじり度合は、図１９（ａ）及び図２１（ａ）におけるよりも大きくなっている。

そして、筐体２２にファンユニット２５を完全に挿入すると、図２０及び図２２に示すように、突起４０がスロープ２７ｓを完全に乗り越え、フラップ板３５が風A（図２２参照）の流れの向きに対して平行となる。

更に、第１のコネクタ２９が第２のコネクタ４４に嵌合し、これらのコネクタ２９、４４を介してファンユニット２５に電力が供給される。

以上により、筐体２２にファンユニット２５が装着されたことになる。

この後は、交換したファンユニット２５のファン２６を回転させることにより、図２２に示すように風Aを生成する。

このとき、前述のようにフラップ板３５が風Aの流れの向きに対して平行になっているので、フラップ板３５が傾いている場合と比較して、風Aがフラップ板３５から受ける抵抗は少ない。

図２３は、このようにフラップ板３５が風Aの流れの向きに対して平行となっているときのファンユニット２５とフラップ板３５との正面図である。

図２３に示すように、本実施形態においては、正面視でファン２６に回転軸Cを重ねることにより、正面視でファン２６とフラップ板３５とを重ねる。

そのため、図８の例とは異なり、フラップ板３５を風Aに平行にするために当該フラップ板３５を退避させるスペースSをファンユニット２６の外側に確保する必要がなくなり、電子機器ユニット２０の小型化を図ることが可能となる。

また、このように電子機器ユニット２０を小型化する代わりに、スペースSの分だけファン２６を大型化する等して、スペースSを有効活用することもできる。

図２４は、フラップ板３５が風Aの流れの向きに対して平行となっているときのファン２６とフラップ板３５との断面図である。

図２４に示すように、本実施形態では一つのファン２６に対してフラップ板３５が一枚のみ設けられる。そのため、図４の例のようにフラップ板１１を複数設ける場合と比較して、フラップ板３５から風Aが受ける抵抗が少なくなり、ファンユニット２５を流通する風Aの流量を増やすことができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、図１１に示したように、付勢部材３７によりフラップ板３５を付勢した。本実施形態ではこのように付勢部材３７を利用せずに、以下のように重力を利用する。

図２５は、本実施形態に係る電子機器ユニットの模式斜視図である。

なお、図２５において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

図２５に示すように、本実施形態に係る電子機器ユニット２０おいても、ファンユニット２５ごとに一枚のフラップ板３５を設ける。

但し、本実施形態ではフラップ板３５に固定されているシャフト３６を水平面内に設ける。これにより、フラップ板３５の回転軸Cが水平面内に位置するようになり、フラップ板３５を水平面内に位置させることができる。

そして、図２５のように隣接する二枚のフラップ板３５が共に同一の水平面R内にある状態では、各フラップ板３５に沿って流れる風Aが横方向に隣接するファンユニット２５の各々で共有されるようになる。そのため、隣接するファンユニット２５のうちの一方が故障して停止した場合でも、他方のファンユニット２５に風Aが流れ込みやすくなり、ファンユニット２５の冗長性を確保し易くなる。

図２６は、本実施形態に係るファンユニット２５とその周囲の斜視図である。

図２６に示すように、シャフト３６と回転軸Cの各々は、水平方向Xと平行であり、かつファン２６の軸方向Yと垂直である。これにより、フラップ板３５がその回転軸Cを中心にして回転することで、ダクト４５がフラップ板３５によって塞がれるようになる。

なお、本実施形態では、フラップ板３５の向きに合わせて、シャーシ２７の案内板２７ｃも水平面内に設ける。

図２７（ａ）は、本実施形態に係るフラップ板３５の正面図である。

図２７（ａ）に示すように、本実施形態ではフラップ板３５の縁部に錘５０が設けられる。そして、その錘５０によりフラップ板３５の重心Qが回転軸Cからずれて、重心Qが回転軸Cの下側に位置するようになる。

なお、錘５０はフラップ板３５とは別部品であってもよいし、フラップ板３５の縁を折り曲げて錘５０としてもよい。

また、重心Qが回転軸Cの下側に位置するのであれば錘５０を省いてもよい。

図２７（ｂ）は、このように錘５０を省いた場合のフラップ板３５の正面図である。

この例では、前述の錘５０を設けずに、フラップ板３５の重心Qよりも上側に回転軸Cを設けることで、重心Qを回転軸Cの下側に位置させる。

図２８は、本実施形態に係るフラップ板３５の側面図である。

第１実施形態と同様に、本実施形態でもフラップ板３５にはアーム３９が設けられており、そのアーム３９の先端に突起４０が固定されている。

図２９は、本実施形態に係るフラップ板３５の上面図である。

図２９に示すように、この例では一対のアーム３９の間に前述の錘５０を設ける。

次に、本実施形態に係るファンユニット２５の交換方法について説明する。

以下では、正常なファンユニット２５は停止させずに、故障したファンユニット２５のみを交換する活性交換について説明する。

まず、故障したファンユニット２５を抜去する方法について説明する。

図３０〜図３１は、故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式斜視図である。

また、図３２〜図３３は、故障したファンユニットを抜去する方法について説明するための模式側面図である。

なお、図３０〜図３３において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

まず、抜去前においては、図３０（ａ）及び図３２（ａ）に示すように、筐体２２にファンユニット２５が装着された状態となっている。

本実施形態では、前述のようにフラップ板３５の重心Qを回転軸Cからずらしたため、図３０（ａ）に示すようにフラップ板３５に作用する重力に起因したトルクが回転軸Cの周りに発生し、そのトルクによってフラップ板３５が矢印Eの方向に回転しようとする。

但し、突起４０がシャーシ２７の延長部２７ｂに乗り上げているので、フラップ板３５の回転が規制され、フラップ板３５は風A（図３２（ａ）参照）と平行となる。

筐体２２からこのファンユニット２５を抜去するには、図３０（ｂ）及び図３２（ｂ）に示すように、ユーザが自らファンユニット２５を筐体２２から引き出す。

これにより、シャーシ２７のスロープ２７ｓを突起４０が降りていくと共に、回転軸Cの周りのトルクによってフラップ板３５が矢印Eの方向に回転し始める。

また、第１のコネクタ２９が第２のコネクタ４４から外れ、ファンユニット２５への電力の供給が断たれる。

そして、図３１及び図３３に示すように、スロープ２７ｓが突起４０から完全に外れると、錘５０の重さでフラップ板３５が更に回転する。そして、ダクト４５の接触片４５ａ（図３３参照）にフラップ板３５が当接したところでフラップ板３５の回転が停止する。

このとき、フラップ板３５は風Aに対して垂直になっており、そのフラップ板３５によりダクト４５が塞がれる。

この後は、図３４に示すように、ユーザが筐体２２からファンユニット２５を完全に抜去する。

このとき、抜去したファンユニット２５が生成していた風Aに対してフラップ板３５が垂直となっているので、ファンユニット２５を抜去した部分を風Aが流通することはできない。そのため、第１実施形態と同様に、残りの正常なファンから筐体２２の外に排出された暖かな風Aが、経路Bに沿って筐体２２の内部に逆流するのを防止できる。

次に、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明する。

図３５〜図３６は、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明するための模式斜視図である。

また、図３７〜図３８は、筐体２２にファンユニット２５を装着する方法について説明するための模式側面図である。

なお、図３５〜図３８において、第１実施形態で説明したのと同じ要素には第１実施形態におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。

装着に際しては、図３５（ａ）及び図３７（ａ）に示すように、ユーザがダクト４５にファンユニット２５を挿入していく。

ここで、挿入前においては、前述のようにフラップ板３５が風Aに対して垂直になっており、そのフラップ板３５によりダクト４５が塞がれている。

更にダクト４５にファンユニット２５を挿入していくと、図３５（ｂ）及び図３７（ｂ）に示すように、突起４０がスロープ２７ｓに乗り上がっていき、フラップ板３５が回転をし始める。

そして、筐体２２にファンユニット２５を完全に挿入すると、図３６及び図３８に示すように、突起４０がスロープ２７ｓを完全に乗り越え、フラップ板３５が風A（図３８参照）の流れの向きに対して平行となる。

更に、第１のコネクタ２９が第２のコネクタ４４に嵌合し、これらのコネクタ２９、４４を介してファンユニット２５に電力が供給される。

以上により、筐体２２にファンユニット２５が装着されたことになる。

図３９は、このようにフラップ板３５が風Aの流れの向きに対して平行となっているときのファンユニット２５とフラップ板３５との正面図である。

図３９に示すように、第１実施形態と同様に本実施形態においても正面視で回転軸Cをファン２６に重ねることで、正面視でファン２６とフラップ板３５とを重ねる。

そのため、フラップ板３５を風Aに平行にするために当該フラップ板３５を退避させるスペースSをファンユニット２６の外側に確保する必要がなくなり、電子機器ユニット２０の小型化を図ることが可能となる。

また、このように電子機器ユニット２０を小型化する代わりに、スペースSの分だけファン２６を大型化する等して、スペースSを有効活用することもできる。

しかも、一つのファン２６に対してフラップ板３５が一枚のみ設けられるので、フラップ板３５を複数設ける場合と比較して、風Aがフラップ板３５から受ける抵抗が少なくなる。その結果、ファンユニット２５を流通する風Aの流量を増やすことが可能となる。

（第３実施形態）
第１実施形態や第２実施形態においては、例えば図１０や図２６に示したように、一つのファンユニット２５に設けられるファン２６の個数を一個とした。

これに対し、本実施形態では、以下のように一つのファンユニット２５に複数のファン２５を設ける。

図４０は、第１実施形態に係る電子機器ユニット２０において、一つのファンユニットに二つのファン２６を設けた場合の模式斜視図である。

これらのファン２６の各々の回転軸は同一方向を向いており、各ファン２６は風Aの方向に間隔をおいて設けられる。なお、この例では二つのファン２６の各々の回転軸を同軸上に設ける。更に、各ファン２６の回転方向は同じであってもよいし、互いに反対方向であってもよい。

これにより、二つのファン２６のうちの一方が故障したとしても、他方のファン２６により風Aを生成し続けることができるので、ファンユニット２５の耐故障性が高まる。

図４１は、第２実施形態に係る電子機器ユニット２０において、一つのファンユニットに二つのファン２６を設けた場合の模式斜視図である。

この場合も、図４０の例と同様の理由によりファンユニット２５の耐故障性を高めることができる。

（第４実施形態）
第１実施形態や第２実施形態においては、例えば図１１や図２７に示したように、フラップ板３５にシャフト３６を固定することで、フラップ板３５を回転可能とした。

フラップ板３５を回転可能とするための構造はこれに限定されない。

図４２は、フラップ板３５を回転可能とするための構造の他の例について説明するための平面図である。

図４２の例では、フラップ板３５の縁部に一対の突起３５ａを設け、これらの突起３５ａに嵌る穴２２ｘを筐体２２に設ける。これにより、各突起３５ａを結ぶ回転軸Cを中心にしてフラップ板３５が回転可能となる。

図４３は、フラップ板３５を回転可能とするための構造の別の例について説明するための平面図である。

図４３の例では、筐体２２にシャフト３６を固定する。そして、このシャフト３６が挿通する貫通孔３５ｘをフラップ板３５に形成することで、シャフト３６を回転軸Cとしてフラップ板３５が回転可能となる。

（第５実施形態）
本実施形態では、第１実施形態や第２実施形態で説明した電子機器ユニット２０を備えた電子装置について説明する。

図４４は、本実施形態に係る電子装置６０の斜視図である。

図４４に示すように、その電子装置６０は、ラック６１とその中に収容された複数の電子機器ユニット２０とを有する。

各電子機器ユニット２０は、ラック６１内において積み重ねられており、その前面にはファンユニット２５が設けられる。

第１実施形態や第２実施形態で説明したように、ファンユニット２５の交換時には風Aが逆流して電子機器ユニット２０内に戻るのが防止される。そのため、電子機器２０内に戻ってきた暖かな風Aによって発熱部品２４（図９参照）の冷却が阻害されるのを抑制し、ひいては電子装置６０の高性能化を実現することができる。

以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１） 筐体と、
前記筐体に収容された発熱部品と、
前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、
複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板とを有し、
前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに回転して前記風の流れの向きに対して平行とされることを特徴とする電子機器ユニット。

（付記２） 前記フラップ板が前記風の流れの向きに垂直になる方向に前記フラップ板を付勢する付勢部材を更に有することを特徴とする付記１に記載の電子機器ユニット。

（付記３） 前記フラップ板が前記風の流れの向きに垂直になったときに、前記フラップ板に接触して前記フラップ板の回転を停止させる接触片を更に有することを特徴とする付記２に記載の電子機器ユニット。

（付記４） 前記回転軸は、水平面内に位置すると共に、前記フラップ板の重心から外れていることを特徴とする付記１に記載の電子機器ユニット。

（付記５） 前記フラップ板に錘を設け、前記錘の重さで前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して垂直になるようにしたことを特徴とする付記４に記載の電子機器ユニット。

（付記６） 複数の前記ファンが並べられており、
複数の前記ファンに対応する各々の前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行になったとき、各々の前記フラップ板が同一面内に位置することを特徴とする付記１に記載の電子機器ユニット。

（付記７） 前記フラップ板において前記回転軸からずれた位置に設けられ、前記フラップ板の法線方向に突出したアームと、
前記アームの先端に設けられ、前記回転軸に平行な方向に突出した突起と、
複数の前記ファンごとに一つずつ設けられて前記ファンを収容すると共に、前記ファンの軸方向に沿って前記筐体に挿入可能なシャーシと、
前記シャーシに設けられ、前記軸方向に沿って前記筐体内部に延びる延長部と、
前記延長部の先端に設けられ、前記軸方向から傾斜したスロープとを有し、
前記筐体に前記シャーシを挿入するときに、前記突起が前記スロープに乗り上がることで前記フラップ板が回転して、前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行にされることを特徴とする付記１に記載の電子機器ユニット。

（付記８） 前記ファンが挿入されるダクトを更に有し、
前記フラップ板は、前記風の流れの向きに対して垂直になったときに、前記ダクトを塞ぐことを特徴とする付記１に記載の電子機器ユニット。

（付記９） ラックと、
前記ラックに収容された複数の電子機器ユニットとを有し、
前記電子機器ユニットの各々は、
筐体と、
前記筐体に収容された発熱部品と、
前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、
複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板とを有し、
前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに回転して前記風の流れの向きに対して平行とされることを特徴とする電子装置。

１、１４、２０…電子機器ユニット、２、２２…筐体、３、２３…配線基板、４、２４…発熱部品、５、２６…ファン、７…逆流防止装置、１１、１５、３５…フラップ板、１２…フレーム、１５ａ…回転軸、２２ｘ…孔、２５…ファンユニット、２７…シャーシ、２７ａ…本体部、２７ｂ…延長部、２７ｃ…案内板、２７ｄ…側板、２７ｓ…スロープ、２８…回路基板、２９…第１のコネクタ、３５ａ…突起、３５ｘ…貫通孔、３６…シャフト、３７…付勢部材、３７ａ…巻回部、３７ｘ…一端、３７ｙ…他端、３９…アーム、４０…突起、５０…錘、A…風、C…回転軸、Q…重心、６０…電子装置、６１…ラック。

Claims (6)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容された発熱部品と、
   前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、
   複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板と、
   前記フラップ板において前記回転軸からずれた位置に設けられ、前記フラップ板の法線方向に突出したアームと、
   前記アームの先端に設けられ、前記回転軸に平行な方向に突出した突起と、
   複数の前記ファンごとに一つずつ設けられて前記ファンを収容すると共に、前記ファンの軸方向に沿って前記筐体に挿入可能なシャーシと、
   前記シャーシに設けられ、前記軸方向に沿って前記筐体内部に延びる延長部と、
   前記延長部の先端に設けられ、前記軸方向から傾斜したスロープと、
   を有し、
   前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに前記突起が前記スロープに乗り上がることで前記フラップ板が回転して、前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行とされることを特徴とする電子機器ユニット。
2. 前記フラップ板が前記風の流れの向きに垂直になる方向に前記フラップ板を付勢する付勢部材を更に有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器ユニット。
3. 前記回転軸は、水平面内に位置すると共に、前記フラップ板の重心から外れていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器ユニット。
4. 前記フラップ板に錘を設け、前記錘の重さで前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して垂直になるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の電子機器ユニット。
5. 複数の前記ファンが並べられており、
   複数の前記ファンに対応する各々の前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行になったとき、各々の前記フラップ板が同一面内に位置することを特徴とする請求項１に記載の電子機器ユニット。
6. ラックと、
   前記ラックに収容された複数の電子機器ユニットとを有し、
   前記電子機器ユニットの各々は、
   筐体と、
   前記筐体に収容された発熱部品と、
   前記発熱部品を冷却する風を生成すると共に、前記筐体に挿抜自在な複数のファンと、
   複数の前記ファンごとに一枚ずつ設けられ、かつ、対応する前記ファンと正面視で重なる、回転軸を中心にして回転可能なフラップ板と、
   前記フラップ板において前記回転軸からずれた位置に設けられ、前記フラップ板の法線方向に突出したアームと、
   前記アームの先端に設けられ、前記回転軸に平行な方向に突出した突起と、
   複数の前記ファンごとに一つずつ設けられて前記ファンを収容すると共に、前記ファンの軸方向に沿って前記筐体に挿入可能なシャーシと、
   前記シャーシに設けられ、前記軸方向に沿って前記筐体内部に延びる延長部と、
   前記延長部の先端に設けられ、前記軸方向から傾斜したスロープと、
   を有し、
   前記フラップ板は、対応する前記ファンを前記筐体から抜去するときに回転して前記風の流れの向きに対して垂直とされ、対応する前記ファンを前記筐体に挿入するときに前記突起が前記スロープに乗り上がることで前記フラップ板が回転して、前記フラップ板が前記風の流れの向きに対して平行とされることを特徴とする電子装置。

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