JP7241551B2

JP7241551B2 - 伝送装置

Info

Publication number: JP7241551B2
Application number: JP2019008633A
Authority: JP
Inventors: 浩仁門矢; 大介古賀; 秀樹薗部; 宏二佐々木; 哲也百武; 雅安藤; 慶輝湯澤
Original assignee: Fujitsu Ltd; NTT Communications Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; NTT Communications Corp
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2023-03-17
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: JP2020119958A

Description

本発明は、伝送装置に関する。

複数のスロットを備えた筐体と、この筐体のスロットに装着されたプラグインユニットとを有する伝送装置がある。プラグインユニットは半導体装置を備えており、動作により発熱する。このため、伝送装置は、外気による強制空冷の機構を備えている。

しかしながら、従来のプラグインユニットの前面より外気を導入する冷却方法では、プラグインユニット内部に直接外気を導入するため、外気の埃で半導体装置にダメージを与えることがある。外気の吸気口に防塵フィルタを用いることで装置内部への埃の侵入を防止することが可能であるが、時間の経過で防塵フィルタに埃による目詰まりが発生し、冷却効率が大幅に低下してしまう。

特開２０１７－５０１０号公報

本開示の目的は、良好な冷却効率を得ながら、外気に含まれる埃の影響を抑制することができる伝送装置を提供することにある。

本開示の一形態によれば、１又は２以上のプラグインユニットが配置される第１の空間と、ファンが設けられた第２の空間と、前記第１の空間と前記第２の空間とを隔離する隔離壁と、を有し、前記プラグインユニットは、発熱部品を含んだ発熱部と、吸気口及び排気口を有し、前記吸気口と前記排気口との間の空間が前記発熱部から隔絶されたダクトと、前記発熱部が発した熱を前記ダクトに伝達する伝熱部材と、を有し、前記隔離壁には、前記排気口に繋がる複数の第１の通気口が形成されており、複数の前記第１の通気口の一部が１又は２以上の前記プラグインユニットの前記排気口に繋がり、複数の前記第１の通気口の残部を塞ぐ閉塞部材を有することを特徴とする伝送装置が提供される。

本開示によれば、良好な冷却効率を得ながら、外気に含まれる埃の影響を抑制することができる。

実施形態に係る伝送装置の全体像を示す斜視図である。前面カバーを取り外した伝送装置を示す斜視図である。図２に示す状態からプラグインユニット及びフィラー盤を取り外した状態を示す斜視図である。装着室の内部を示す斜視図である。実施形態に係る伝送装置の背面を示す斜視図である。排気室の内部を示す斜視図である。パッキンを示す斜視図である。プラグインユニットを示す斜視図である。カバーを取り外したプラグインユニットを示す斜視図である。プラグインユニットをバックワイヤリングボードに取り付ける方法を示す斜視図（その１）である。プラグインユニットをバックワイヤリングボードに取り付ける方法を示す斜視図（その２）である。プラグインユニットをバックワイヤリングボードに取り付ける方法を示す斜視図（その３）である。フィラー盤を示す斜視図である。フィラー盤をバックワイヤリングボードに取り付ける方法を示す斜視図（その１）である。フィラー盤をバックワイヤリングボードに取り付ける方法を示す斜視図（その２）である。フィラー盤を右側固定板及び左側固定板に固定する方法を示す斜視図である。前面カバーの表側を示す斜視図である。前面カバーの裏側を示す斜視図である。前面カバーを筐体に取り付ける方法を示す斜視図（その１）である。前面カバーを筐体に取り付ける方法を示す斜視図（その２）である。

以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。

（伝送装置の全体像）
図１は、実施形態に係る伝送装置の全体像を示す斜視図である。図２は、前面カバーを取り外した伝送装置を示す斜視図である。図３は、図２に示す状態からプラグインユニット及びフィラー盤を取り外した状態を示す斜視図である。図４は、伝送装置の内部を示す斜視図である。図５は、実施形態に係る伝送装置の背面を示す斜視図である。図６は、排気室の内部を示す斜視図である。

例えば、実施形態に係る伝送装置１は、例えば、底板１０１、２つの側板１０２、背板１０３及び天板１０４を備えた筐体１００を有する。筐体１００の外形は、例えば略直方体である。２つの側板１０２は、底板１０１から直立するようにして平行に配置され、互いに対向している。背板１０３は底板１０１から直立するようにして２つの側板１０２と直交するようにして配置されている。天板１０４は底板１０１と平行に、２つの側板１０２を跨ぐように配置されている。天板１０４は背板１０３に繋がるように配置されている。筐体１００は、底板１０１、２つの側板１０２及び天板１０４の背板１０３とは逆側の端部に開口部１０６を有する。伝送装置１は、開口部１０６を前方から覆う前面カバー４００を有する。天板１０４の下方に装着室１１０が設けられ、背板の後方に排気室１２０が設けられている。装着室１１０と排気室１２０との間にバックワイヤリングボード１３０が設けられている。本実施形態において、側板１０２の板面に平行で開口部１０６から背板１０３に向かう方向をＸ方向、側板１０２の板面に平行で底板１０１から天板１０４に向かう方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。Ｙ方向は背板１０３の板面に平行である。

（装着室）
装着室１１０内に複数のスロットが設けられており、これらスロットにプラグインユニット（plug in unit：ＰＩＵ）２００又はフィラー盤３００が取り付けられる。装着室１１０の右側板１０２の内側に右側案内部材１１１が設けられ、装着室の左側板１０２の内側に左側案内部材１１２（図４参照）が設けられている。ＰＩＵ２００及びフィラー盤３００は、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２に案内されて、開口部１０６から装着室１１０内に挿入され、バックワイヤリングボード１３０に押し当てられる。例えば、右側案内部材１１１、左側案内部材１１２はスロット毎に設けられている。装着室１１０内に挿入されたＰＩＵ２００は、左右の挿抜レバー２５０（図８参照）を操作して右側固定板１１３及び左側固定板１１４に固定される。同様に、装着室１１０内に挿入されたフィラー盤３００は、固定具３５０（図１３参照）を操作して右側固定板１１３及び左側固定板１１４に固定される。装着室１１０は第１の空間の一例である。

（バックワイヤリングボード）
バックワイヤリングボード１３０は、基板１３１、及び基板１３１上に設けられたコネクタ１３２を有する。コネクタ１３２はスロット毎に設けられている。バックワイヤリングボード１３０の左にパッキン固定部材１３５が設けられている。パッキン固定部材１３５には、スロット毎に通気口１３６が形成されている。パッキン固定部材１３５にパッキン１４０が固定されている。バックワイヤリングボード１３０及びパッキン固定部材１３５は隔離壁の一例である。

（パッキン）
図７は、パッキンを示す斜視図である。パッキン１４０には、スロット毎に、通気口１３６と重なる通気口１４１が形成されている。後述のように、パッキン１４０にはＰＩＵ２００及びフィラー盤３００が押し当てられて、通気口１４１が塞がれる。このため、パッキン１４０は押し当てられたときに変形し得る程度の柔軟性を有することが好ましい。また、パッキン１４０は、ＰＩＵ２００及びフィラー盤３００が取り外された後に元の形状に戻れる程度の弾性を有することが好ましい。パッキン１４０の材料は特に限定されないが、例えばポリウレタンを主原料とした発泡体を用いることができる。パッキン１４０は第１のパッキンの一例であり、通気口１４１は第２の通気口の一例である。

（排気室）
排気室１２０内には、通気口１４１及び１３６が連通する空間１２３が設けられている。空間１２３はバックワイヤリングボード１３０及びパッキン１４０により、装着室１１０内のＰＩＵ１２０の発熱部２１０から空間的に隔絶されている。排気室１２０にファン１２１が取り付けられており、ファン１２１が動作することにより、空間１２３内の気体が筐体１００の外部に排出される。また、背板１０３には、バックワイヤリングボード１３０のコネクタ１３２に接続された各種外部コネクタ１２２が設けられている。排気室１２０は第２の空間の一例である。

（プラグインユニット（ＰＩＵ））
図８は、ＰＩＵ２００を示す斜視図である。図９は、カバーを取り外したＰＩＵ２００を示す斜視図である。ＰＩＵ２００は、発熱部品を含む発熱部２１０、及び発熱部２１０で発生した熱を排出する排熱部２２０を有し、発熱部２１０及び排熱部２２０はカバー２４０で覆われている。発熱部品は、例えば送信回路、受信回路及び信号処理回路等の半導体装置を含む。発熱部２１０及び排熱部２２０は、例えば、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２により案内される基板（図示せず）上に設けられている。排熱部２２０は、開口部１０６側に吸気口２２２を有し、背板１０３側に排気口２２３を有し、吸気口２２２と排気口２２３との間の空間が発熱部２１０から隔絶されたダクトである。排熱部２２０は、装着室１１０内への挿入方向（Ｘ方向）に沿って延びている。発熱部２１０は、バックワイヤリングボード１３０に設けられたコネクタ１３２に接続されるコネクタ２１１を背板１０３側に有する。排熱部２２０は通気口１４１及び１３６と同程度の高さに設けられている。排熱部２２０内を流れる気体が発熱部２１０に流入しないように、ガスケット等のシール部材を用いて排熱部２２０は発熱部２１０から空間的に分離されている。また、ＰＩＵ２００には発熱部２１０が発した熱を排熱部２２０に伝達する伝熱部材２０１が設けられ、排熱部２２０に伝熱部材２０１と繋がるフィン２２１が設けられている。伝熱部材２０１及びフィン２２１には、例えば銅（Ｃｕ）等の熱伝導率が高い材料が用いられる。

発熱部２１０及び排熱部２２０の開口部１０６側に、吸気口２２２が形成された前面板２６０が取り付けられており、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２に嵌合するロック構造（挿抜レバー２５０）が前面板２６０に設けられている。例えば、前面板２６０には、発熱部２１０の発光ダイオード（light emitting diode：ＬＥＤ）を視認可能にする開口部２６１や、光モジュール（光ＭＤＬ）類を実装できるケージ２６２を設けることができる。開口部２６１を他の用途に用いてもよい。

図１０～図１２は、ＰＩＵ２００をバックワイヤリングボード１３０に取り付ける方法を示す図である。図１２には、ＰＩＵ２００のカバー２４０を外した状態を示してある。先ず、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２に沿って、図１０に示すように、ＰＩＵ２００をパッキン１４０に近接させる。このとき、排熱部２２０の排気口２２３がパッキン１４０の通気口１４１に対向する。次いで、ＰＩＵ２００をＸ方向に更に移動させ、図１１及び図１２に示すように、ＰＩＵ２００をバックワイヤリングボード１３０に押し当てる。この結果、ＰＩＵ２００のコネクタ２１１をバックワイヤリングボード１３０のコネクタ１３２にプラグイン接続することができる。また、排熱部２２０の排気口２２３側の端部がパッキン１４０を圧縮し、ダクト状の排熱部２２０は通気口１４１及び１３６を介して排気室１２０の空間１２３に連通すると共に、排熱部２２０内の空間は装着室１１０から隔絶される。

（フィラー盤）
図１３は、フィラー盤３００を示す斜視図である。フィラー盤３００は、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２により案内される基板３０１を有する。基板３０１の背板１０３側には、パッキン１４０の通気口１４１を塞ぐ閉塞部材３１０が取り付けられている。また、基板３０１の開口部１０６側には前面板３６０が取り付けられており、右側固定板１１３、左側固定板１１４に嵌合する固定具３５０が前面板３６０に設けられている。

図１４～図１５は、フィラー盤３００をバックワイヤリングボード１３０に取り付ける方法を示す図である。先ず、右側案内部材１１１及び左側案内部材１１２に沿って、図１４に示すように、フィラー盤３００をパッキン１４０に近接させる。このとき、閉塞部材３１０がパッキン１４０の通気口１４１に対向する。次いで、フィラー盤３００をＸ方向に更に移動させ、図１５に示すように、閉塞部材３１０を通気口１４１に押し当てる。この結果、閉塞部材３１０のパッキン１４０と平行な面がパッキン１４０を圧縮して通気口１４１を塞ぐ。

図１６は、フィラー盤３００を右側固定板１１３及び左側固定板１１４に固定する方法を示す斜視図である。フィラー盤３００は、ＰＩＵ２００と同様にレバー操作でのプラグイン接続することができないが、図１６に示すように、固定具３５０を用いて右側固定板１１３及び左側固定板１１４に固定し、装着室１１０からの脱落を防止することができる。なお、図２に示すように、ＰＩＵ２００も、プラグイン接続した上で、固定具の一例である挿抜レバー２５０を用いて右側固定板１１３及び左側固定板１１４に固定し、装着室１１０からの脱落を防止することができる。

（前面パネル）
図１７は、前面カバー４００の表側を示す斜視図である。図１８は、前面カバー４００の裏側を示す斜視図である。前面カバー４００は、略直方体で背板１０３側に開口部４０６が形成された形状を有する。開口部４０６は筐体１００の開口部１０６と繋がる。前面カバー４００には、Ｙ方向でＰＩＵ２００の吸気口２２２と同程度の位置にメッシュ状の外部吸気口４１０が設けられ、開口部２６１と同程度の位置に開口部４６１が設けられている。メッシュ状の外部吸気口４１０は、例えば伝送装置１が設置された場所の周辺からの落ち葉やゴミの伝送装置１への侵入を抑制することができる。

図１８に示すように、前面カバー４００の裏側には、パッキン固定部材４３５が設けられている。パッキン固定部材４３５には、スロット毎に通気口４３６が形成されている。そして、パッキン固定部材４３５にパッキン４４０が固定されている。パッキン４４０には、スロット毎に、通気口４３６と重なる通気口４４１が形成されている。後述のように、パッキン４４０はＰＩＵ２００及びフィラー盤３００に押し当てられる。このため、パッキン４４０は押し当てられたときに変形し得る程度の柔軟性を有することが好ましい。また、パッキン４４０は、ＰＩＵ２００及びフィラー盤３００から取り外された後に元の形状に戻れる程度の弾性を有することが好ましい。パッキン４４０の材料は特に限定されないが、パッキン１４０と同様に、例えばポリウレタンを主原料とした発泡体を用いることができる。パッキン４４０と前面カバー４００との間に、外部吸気口４１０から吸い込まれた気体が通流するダクト４２０が形成されている。パッキン４４０は第２のパッキンの一例であり、通気口４４１は第３の通気口の一例である。

図１９～図２０は、前面カバー４００を筐体１００に取り付ける方法を示す図である。先ず、装着室１１０内の各スロットにＰＩＵ２００及びフィラー盤３００を装着し、伝送装置１内で排気室１２０の空間１２３が筐体１００の前面と繋がる気体の経路は排熱部２２０の内部のみとする。なお、図１９～図２０では、ＰＩＵ２００とパッキン４４０との結合関係を見やすくするために、一部のスロットからＰＩＵ２００、フィラー盤３００を除いてある。ＰＩＵ２００及びフィラー盤３００の装着後、図１９に示すように、ＰＩＵ２００の前面板２６０及びフィラー盤３００の前面板３６０に前面カバー４００を近接させる。このとき、パッキン４４０の通気口４４１がＰＩＵ２００の吸気口２２２に対向する。次いで、前面カバー４００をＸ方向に更に移動させ、図２０に示すように、パッキン４４０を前面板２６０、３６０に押し当てる。この結果、フィラー盤３００とパッキン４４０との間では、前面板３６０がパッキン４４０を圧縮して通気口４４１を塞ぐ。また、ＰＩＵ２００とパッキン４４０との間では、排熱部２２０の吸気口２２２側の端部がパッキン４４０を圧縮し、ダクト状の排熱部２２０は通気口４４１及び４３６を介して前面カバー４００のダクト４２０に連通すると共に、ダクト４２０内の空間は装着室１１０から隔絶される。

次に、実施形態に係る伝送装置１の動作について説明する。

ファン１２１が動作を開始し、排気室１２０内の空気を外部に放出し始めると、通気口１３６及び通気口１４１を通じて排気室１２０内に空気が流れ込もうとする。このとき、フィラー盤３００が装着されたスロットでは、閉塞部材３１０が通気口１４１を塞いでいるため、この通気口１４１からは空気は流れ込まない。一方、ＰＩＵ２００が装着されたスロットでは、吸気口２２２から排熱部２２０のダクト内に空気が取り込まれ、この空気が排気口２２３から排出され、通気口１３６及び通気口１４１を通じて、排気室１２０に空気が流れ込む。発熱部２１０に含まれる発熱部品が熱を発している場合、この熱は伝熱部材２０１により排熱部２２０に伝達される。従って、排熱部２２０のダクト内を流れる空気がこの熱を吸収し、発熱部２１０を冷却することができる。

また、装着室１１０内で、ファン１２１の動作に伴う気流が生じる部分は、排熱部２２０のダクト内に制限される。従って、外気に埃が含まれていても、この埃による発熱部品へのダメージを防止することができる。つまり、防塵フィルタを用いずとも、埃の発熱部２１０への侵入を防止することができる。従って、良好な冷却効率を得ながら、外気に含まれる埃の影響を抑制することができる。

更に、前面カバー４００に、ＰＩＵ２００の開口部２６１と同程度の位置の開口部４６１が設けられているため、開口部２６１を介してＬＥＤの発光等が行われる場合でも、前面カバー４００の外部から視認することができる。そして、前面カバー４００のＰＩＵ２００と接する部分にパッキン４４０が設けられ、外部吸気口４１０から取り込まれた外気の移動経路がパッキン４４０の通気口４４１に制限されている。従って、この点でも、外気に含まれる埃による発熱部品へのダメージを防止することができる。

なお、フィラー盤３００は、ＰＩＵ２００が装着されていないスロットに装着されるものであり、すべてのスロットにＰＩＵ２００が装着され、フィラー盤３００が設けられていなくてもよい。

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
プラグインユニットが配置される第１の空間と、
ファンが設けられた第２の空間と、
前記第１の空間と前記第２の空間とを隔離する隔離壁と、
を有し、
前記プラグインユニットは、
発熱部品を含んだ発熱部と、
吸気口及び排気口を有し、前記吸気口と前記排気口との間の空間が前記発熱部から隔絶されたダクトと、
前記発熱部が発した熱を前記ダクトに伝達する伝熱部材と、
を有し、
前記隔離壁には、前記排気口に繋がる通気口が形成されていることを特徴とする伝送装置。
（付記２）
前記ファンが動作することにより、前記吸気口から外気が前記ダクト内に取り込まれ、前記排気口及び前記第１の通気口を介して前記第２の空間から排出されることを特徴とする付記１に記載の伝送装置。
（付記３）
前記隔離壁の前記第１の空間側の面に設けられた第１のパッキンを有し、
前記第１のパッキンには、前記排気口と前記第１の通気口との間に挟まれる第２の通気口が形成されていることを特徴とする付記１又は２に記載の伝送装置。
（付記４）
前記隔離壁に前記第１の通気口が複数形成され、
前記プラグインユニットが１又は２以上設けられ、
複数の前記第１の通気口の一部が１又は２以上の前記プラグインユニットの前記排気口に繋がり、
複数の前記第１の通気口の残部を塞ぐ閉塞部材を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の伝送装置。
（付記５）
前記第１の空間から見て前記第２の空間とは反対側に配置され、前記吸気口に繋がる外部吸気口を備えたカバーを有し、
前記外部吸気口から前記吸気口に繋がる空間は、前記発熱部が配置される空間から隔絶されていることを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の伝送装置。
（付記６）
前記カバーの前記第１の空間側の面に設けられた第２のパッキンを有し、
前記第２のパッキンには、前記外部吸気口と前記吸気口との間に挟まれる第３の通気口が形成されていることを特徴とする付記５に記載の伝送装置。
（付記７）
複数のスロットが設けられており、
１又は２以上の前記プラグインユニットが、複数の前記スロットの一部又は全部に装着されることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の伝送装置。

１：伝送装置
１００：筐体
１１０：装着室
１２０：排気室
１２１：ファン
１２３：空間
１３０：バックワイヤリングボード
１３１：基板
１３２：コネクタ
１３５：パッキン固定部材
１３６：通気口
１４０：パッキン
１４１：通気口
２００：プラグインユニット
２０１：伝熱部材
２１０：発熱部
２１１：コネクタ
２２０：排熱部
２２１：フィン
２２２：吸気口
２２３：排気口
３００：フィラー盤
３０１：基板
３１０：閉塞部材
４００：前面カバー
４１０：外部吸気口
４３５：パッキン固定部材
４３６：通気口
４４０：パッキン
４４１：通気口

Claims

１又は２以上のプラグインユニットが配置される第１の空間と、
ファンが設けられた第２の空間と、
前記第１の空間と前記第２の空間とを隔離する隔離壁と、
を有し、
前記プラグインユニットは、
発熱部品を含んだ発熱部と、
吸気口及び排気口を有し、前記吸気口と前記排気口との間の空間が前記発熱部から隔絶されたダクトと、
前記発熱部が発した熱を前記ダクトに伝達する伝熱部材と、
を有し、
前記隔離壁には、前記排気口に繋がる複数の第１の通気口が形成されており、
複数の前記第１の通気口の一部が１又は２以上の前記プラグインユニットの前記排気口に繋がり、
複数の前記第１の通気口の残部を塞ぐ閉塞部材を有することを特徴とする伝送装置。
前記ファンが動作することにより、前記吸気口から外気が前記ダクト内に取り込まれ、前記排気口及び前記第１の通気口を介して前記第２の空間から排出されることを特徴とする請求項１に記載の伝送装置。
前記隔離壁の前記第１の空間側の面に設けられた第１のパッキンを有し、
前記第１のパッキンには、前記排気口と前記第１の通気口との間に挟まれる第２の通気口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送装置。
前記第１の空間から見て前記第２の空間とは反対側に配置され、前記吸気口に繋がる外部吸気口を備えたカバーを有し、
前記外部吸気口から前記吸気口に繋がる空間は、前記発熱部が配置される空間から隔絶されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の伝送装置。
前記カバーの前記第１の空間側の面に設けられた第２のパッキンを有し、
前記第２のパッキンには、前記外部吸気口と前記吸気口との間に挟まれる第３の通気口が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の伝送装置。