JPH077188U - ファンユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸流ファンを収容するプラグイン実装型のフ
ァンパッケージと、これを並設収納する搭載枠とから成
り、電子装置内を強制通風して空冷するファンユニット
に関し、構造体及び配線部がファンの大径化に影響を与
えない実装構造のファンユニットを提供することを目的
とする。 【構成】 穿設した通風孔21に合わせて軸流ファン８を
実装し、軸流ファン８の外形Ａより小さい横幅Ｂとし、
その両側縁は搭載面と反対側に直角に折曲させて縁曲げ
部22を成し、後端部にプラグイン接続用のコネクタ７を
配設し、前端部に表面板25を固着させる基板２から成
り、軸流ファン８の固定により構造的強度が保持される
ファンパッケージ１と、対向配設したガイドレール51に
両側の縁曲げ部22を載せてファンパッケージ１をスライ
ドさせ、奥部に配設したコネクタ77にコネクタ７を接続
させてプラグイン実装し、基板２にて空間を通気的に仕
切るように構成した搭載枠５とから構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、軸流ファンを収容するプラグイン実装型のファンパッケージと、こ れを並設収納する搭載枠とから成り、電子装置の筐体内部を強制通風して空冷す るファンユニットに関する。

【０００２】 電子機器は、高性能高速化、高密度実装化、小形化により益々発展の一途を辿 っている。 機器の高速化、高密度実装化、小形化は、同時に消費電力の増加を促し、電源 供給装置の小形化、大電力供給を要求し、更に、電子回路を構成するＬＳＩを含 めた部品への供給電力は過半が熱に変換され、実装構造の冷却性能の増大を要求 する。

【０００３】 電子装置の冷却方法には、自然空冷、ファンを使用した強制空冷、間接液冷、 直接液冷等があり、冷却能力が大きい液体冷却は、保守の煩雑さと保守点検時に 機器を停止させなければならない為に、性能優先の高性能コンピュータや特殊な 電子機器にしか使用されていない。

【０００４】 自然空冷は、一番簡易、高信頼な冷却法であるが、その冷却能力の低さから使 用可能な電子機器は限定される。 通信機器などの長期間無停止という条件で使用する機器では、信頼性及び保守 性を高めたファンを用いた強制空冷を行い、その冷却能力も益々高めることが要 求され、より大形、強力、高速回転のファンを使用したファンユニットが望まれ る。

【０００５】

【従来の技術】

図３に従来の一例のファンユニットを示し、(a) はユニットの実装斜視図、(b ) はファンパッケージの構成斜視図、図４はファンユニットの実装断面図を示す 。

【０００６】 ファンユニットは、図３の(a) に示す如く、装置筐体の左右のフレーム91に固 定した搭載枠59と、これに並設搭載される箱形の複数個のファンパッケージ19と から構成される。

【０００７】 搭載枠59は、前面と上下面が略開放された箱体で、フレーム91の前縁の所定位 置に固定ねじ92にて締め付け固定する固定部が前側端に出張って設けられ、ファ ンパッケージ19を所定位置に搭載スライドさせるガイドレール58が前後縁に架け て配設され、後面には実装位置に対応してプラグイン接続するコネクタ77が前向 きに設けられ、後面の裏側には装置内の配線と接続するコネクタ79が取付けてあ り、コネクタ79に供給された電源を各コネクタ77に配線すると共に、コネクタ77 にて受けたファンパッケージからの警報を配線にてコネクタ79を介して装置に伝 達させている。

【０００８】 ファンパッケージ19は、図３の(b) に示すように、下面にファン用の通風孔28 をあけられ上面開放の箱状の基体29で、少なくとも１個以上の軸流ファン89が各 通風孔28位置に対応して搭載され、ファン取付ねじ27にて締め付け固定され、図 にて下から上向きに強制的に送風させており、この軸流ファン89が故障停止した 場合の警報表示と、供給電源用の各ヒューズ等が、前面の表面板裏側に固定した プリント板に実装してある。又、これら警報信号と電源供給の配線３は軸流ファ ン89の脇の基体29の側面との空間を配線エリアとして布線させ、後面の裏側に固 定した外部接続用のコネクタ７と配線接続される。

【０００９】 軸流ファン89が異常となりヒューズが溶断したり、警報が発せられると、同時 に装置側にも警報信号を送出し、保守員に報せ、表面板の表示を認知して、故障 ファンパッケージ19のみを交換する。

【００１０】 通信装置にあっては、国際的にＩＥＣなどで性能が規格化されると共に、装置 筐体も寸法が数種類に決められる傾向にある。 即ち、図４の断面図に示すように、装置筐体のフレーム91の搭載間隔に合わせ て搭載枠59の外形幅Ｗが決まり、次に、並設搭載する個数ｎとの関係でファンパ ッケージ19の外形幅Ｖが決まる。

【００１１】 Ｗ＝２Ｆ＋ｎＶ＋（ｎ−１）ｆ （Ｆ；搭載枠57の側面厚） ∴Ｖ＝〔Ｗ−２Ｆ−（ｎ−１）ｆ〕／ｎ （ｆ；ガイドレール58の背鰭厚） これによりそのファンパッケージ19の搭載可能最大幅Ｍは、 Ｍ＝Ｖ−（２ｔ＋ｍ） （ｔ；基体29の側面厚、 ｍ；配線３の外形） ＝〔Ｗ−２Ｆ−ｎ（ｆ＋２ｔ＋ｍ）＋ｆ〕／ｎ となり、軸流ファン89の幅寸法が規制されることになる。ここでファンパッケー ジ19がスライドする為の隙間が要るがこれは微小な為に省略している。

【００１２】 軸流ファン89の外形は略ファンの外径により決まり、この外径は連続的に在る ものではなく、ファン外径の面積に略比例した送風量を有し、性能別に段階的と なっており、冷却性能の増大にはファンの大径化が望ましいが、フレーム91に占 める高さ寸法が大きくなるのと、基体29の奥行の寸法も規制されてしまう。

【００１３】 一例では、搭載枠59の外形幅Ｗ＝622 mmのものでは、最高効率にて、ファンパ ッケージ19をｎ＝４個並設搭載とし、Ｍ＝120 mm角×38mm厚の軸流ファン89を用 いている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、 更なる高密度実装の要求に対しては、箱形の基体29の中に軸流ファン89を実 装するので、箱の大きさよりも小さい外形の軸流ファン89しか搭載できず、基 体29の側面厚ｔが邪魔して、必要なファンが搭載できない場合が出てくる。 又、ファンの電源供給や警報の配線３のための配線エリアが必要で、その部 分、配線３の外形ｍが横幅方向に必要となり、大径化を阻害している。 等の問題点があった。

【００１５】 本考案は、かかる問題点に鑑みて、構造体及び配線部がファンの大径化に影響 を与えない実装構造のファンユニットを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、図１及び図２に示す如く、 [1] 軸流ファンを収容するプラグイン実装型のファンパッケージと、ファンパッ ケージを並設収納しプラグイン接続して実装し装置筐体に固着させる搭載枠とか ら成り、電子装置の装置筐体内部を強制通風して空冷するファンユニットであっ て、穿設した通風孔21に合わせて軸流ファン８を搭載固定し、軸流ファン８の外 形寸法Ａより小さい横幅寸法Ｂとし、その両側縁は搭載面と反対側に直角に所定 長さ折曲させて縁曲げ部22を成し、後端部にプラグイン接続用のコネクタ７を配 設し、前端部に表面板25を固着させる基板２から成り、軸流ファン８の固定によ り構造的強度が保持されるファンパッケージ１と、対向配設したガイドレール51 に両側の縁曲げ部22を載せてファンパッケージ１をスライドさせ、奥部の実装位 置毎に備えたコネクタ77に前記コネクタ７を接続させてプラグイン実装し、基板 ２にて空間を通気的に仕切るように構成した搭載枠５と、から構成する本考案の ファンユニットにより達成される。 [2] 一方の縁曲げ部22の内側を布線エリアとし、基板２の所定位置に配線孔23を 設け、配線孔23を通して端子に接続する配線３と、布線エリアの配線３を包み、 基板２に固定する配線カバー33と、を備える本考案の上記ファンパッケージによ っても適えられる。 [3] 更に、通風孔21の所定位置に配線エリアに達する切り込みを設けて配線孔23 を形成させ、配線３を通して生じる空き部を配線カバー33に部分的に設けた折曲 舌部34にて塞ぐようにした上記ファンパッケージによっても達成される。

【００１７】

【作用】

即ち、軸流ファン８を実装する基板２の横幅Ｂが、軸流ファン８の外形幅Ａよ り小さいので、 Ａ−Ｂ≧ｆ （ｆ；ガイドレール51の背鰭厚） であれば、並設実装時の微小な隣接隙間を確保するのみでファンパッケージ１を 搭載枠５に搭載することができ、この状態は図２の実装断面図に示すように、横 幅方向には軸流ファン８のみが密に並らべられ、構造体であるファンパッケージ １の基板２や、搭載枠５のガイドレール51は何ら軸流ファン８の外形に影響を与 えるものではない。

【００１８】 これにより、ファンパッケージ１の内部の配線３は、基板２の実装面と反対側 の一方の縁曲げ部22の内面を配線エリアとして布線し、配線孔23を通して実装面 側にある各接続端子に配線させるので、軸流ファン８の実装に何ら影響を与える ことはなく、この配線３は配線カバー33にてカバーされ、垂れたり動いて断線や 短絡障害を防止している。

【００１９】 又、配線孔23を通風孔21に通じた溝形状にて形成すれば、接続端部に配線３よ り大きい外形のコネクタ等が設けられた配線３でも容易に作業が行える。更に、 配線後の配線孔23の空き部分は、風圧の大きい個所のため塞がないと効率が下が るので、配線カバー33の固定と共に、その折曲舌部34が当てられて塞がれる。

【００２０】 又、本考案のファンパッケージ１は、基板２には最大限の通風孔21があけられ それ自体では構造強度は得られない状態にあり、軸流ファン８を搭載固定するこ とにより、その形状も構造体の一部として合体させて始めて構造的強度を確保で きるように設計してあり、徹底して簡略小形軽量化が図られている。

【００２１】 かくして、本考案により、構造体及び配線部がファンの大径化に影響を与えな い実装構造のファンユニットを提供することが可能となる。

【００２２】

【実施例】

以下図面に示す実施例によって本考案を具体的に説明する。全図を通し同一符 号は同一対象物を示す。図１は本考案の一実施例のファンユニットを示し、(a) はユニットの実装斜視図、(b) はファンパッケージの構成斜視図、図２は本考案 の実装断面図である。

【００２３】 ファンパッケージ１は、図１の(b) に示すように、基板２、表面板25、プリン ト板24、配線カバー33、配線３、コネクタ７及び軸流ファン８とから構成され、 基板２は、外形 145×385 mmで 1.6mm厚の鋼板で、長手方向の両縁と前縁は同 じ側に直角に10mm縁曲げして縁曲げ部22が形成してあり、実装面には略横幅一杯 の八角形の通風孔21が長手方向に２個穿設され、後縁には外部接続用のコネクタ ７を後向きに取付ける固定板が立設してあり、前端には表面板25が立設した金具 に固定される。

【００２４】 この基板２は、強度的に必要な高さに縁曲げ部22を備え、この縁曲げ部22は搭 載枠５のガイドレール51に載り、スライドして実装される構成を成すと共に、捩 じりに対する補強構造を成しているが、それ自体では構造的強度は十分ではなく 、通風孔21に合わせて軸流ファン８をねじ止め固定することにより、合体され始 めて構造上の強度が保証される。

【００２５】 この表面板25の裏側には、警報表示のＬＥＤと供給電源のヒューズとを実装し たプリント板24が固定され、表面から視認、交換可能としてある。 軸流ファン８は、前述従来例のものより一回り大きく、外形はアルミ合金成型 の小判形で 150×172 mmで51mm厚である。

【００２６】 かように、軸流ファン８の搭載外形寸法Ａ＝ 150mm、基板２の横幅寸法Ｂ＝ 1 45mmとなり、Ａ−Ｂ＝５mm を搭載枠５のガイドレール51の最大背鰭厚ｆとする ことができ、構造的に問題なく設計が行えた。

【００２７】 更に、一方（図示手前側）の縁曲げ部22の内面側を配線エリアとし、接続線を 束ねた配線３を布線させ、実装面側の各接続端子へは通風孔21に通じて斜めに設 けた溝状の３個所の配線孔23を通し接続し、軸流ファン８とプリント板24へはコ ネクタにて行われる。

【００２８】 配線カバー33は、 0.5mm厚の細長い鋼板を断面６×８mm角のコ字形に折曲した 長さ 360mmの棒状で、両端は中央辺を延長させＺ字状に折曲させて、基板２への 固定部の形成と同時に端面を塞いでいる。更に、配線孔23と対応する位置部分の 一辺を台形に出張らせ外側に折曲させて折曲舌部34を形成しており、配線カバー 33を基板２にねじ止め固定すると、折曲舌部34も基板２に当り配線３の部分を除 き配線孔23が塞がれる。

【００２９】 搭載枠５は、図１の(a) 及び図２に示すように、前面開放の箱形で、下面はフ ァンパッケージ１を支える補強構造が前縁、後縁及び中間部に横梁52が両側面板 53に架設して固定され、その上に逆Ｔ字形のガイドレール51、図示例では３個が 所定位置に配設固定してあり、後部の横梁52は後面板55にも固定しており、この 後面板55には、搭載実装するファンパッケージ１のコネクタ７に合わせて、プラ グイン接続するコネクタ77が前向きに固定され、更に、後面には筐体装置の電源 装置や警報装置と接続する為のコネクタ79が取付けてある。又、前縁の横梁52に は表面板25の下部が突き当りフレームパッケージ１をねじ止め固定させる。上面 は通風に孔あけされた上カバー54が両側面板53及び後面板55の縁部にねじ止め固 定され、更に、中央部は凹んだり曲がったりの変形を防ぐように上下をつなぐ仕 切板が設けてある。

【００３０】 全体として通風流路を塞がないような構造にしており、ファンパッケージ１を 実装すれば、その基板２とガイドレール51により空間が仕切られ、前部及び後部 は各横梁52に遮られ、図示下から上向きに強制通気する。

【００３１】 かくして、前述従来例と同じ筐体、搭載枠５の外形幅Ｗ＝622 mm に搭載する ファンユニットとして、実装個数ｎ＝４個で、軸流ファン８の搭載外形Ａ＝Ｍ＝ 150 mm が実現できた。

【００３２】

【考案の効果】

これにより、従来例のものに比べて、搭載枠の高さ寸法は50mmが74mmと 1.5倍 と増えたが、強制冷却の風量は２倍以上が得られ、強化された。

【００３３】 以上の如く、本考案のファンユニットにより、構造体及び配線部がファンの大 径化に影響を与えない実装構造のファンユニットが得られ、下記のような効果を 奏するものである。 基本的に、軸流ファン８の外形Ａ×個数ｎ≒搭載幅Ｗ となり、効率よく実 装出来る。上下方向も下側はファンパッケージ１の補強構造が必要であるが、 上側は上カバー54のみの厚さで、コンパクトに実装できる。 大形ファンを効率良く実装できることにより、高速の風を大量に通風するこ とが出来、強制空冷装置として効率が高い。 ファンパッケージ１は、基板２と共に軸流ファン８も合体させて構造強度を 得ており、徹底して簡略小形軽量化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例のファンユニット (a) ユニットの実装斜視図 (b) ファンパッケージの
構成斜視図

【図２】 本考案の実装断面図

【図３】 従来の一例のファンユニット (a) ユニットの実装斜視図 (b) ファンパッケージの
構成斜視図

【図４】 ファンユニットの実装断面図

【符号の説明】

1,19 ファンパッケージ ２ 基板 ３
配線 5,59 搭載枠 7,77,79 コネクタ 8,
89 軸流ファン 21,28 通風孔 22 縁曲げ部 23
配線孔 24 プリント板 25 表面板 27
ファン取付ねじ 29 基体 33 配線カバー 34
折曲舌部 51,58 ガイドレール 52 横梁 53
側面板 54 上カバー 55 後面板 91
フレーム 92 固定ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉山 守 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)考案者 原田 昭男 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)考案者 岸本 亨 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸流ファンを収容するプラグイン実装型
   のファンパッケージと、該ファンパッケージを並設収納
   しプラグイン接続して実装し装置筐体に固着させる搭載
   枠とから成り、電子装置の装置筐体内部を強制通風して
   空冷するファンユニットであって、 穿設した通風孔(21)に合わせて軸流ファン(8) を搭載固
   定し、該軸流ファン(8) の外形寸法Ａより小さい横幅寸
   法Ｂとし、その両側縁は搭載面と反対側に直角に所定長
   さ折曲させて縁曲げ部(22)を成し、後端部にプラグイン
   接続用のコネクタ(7) を配設し、前端部に表面板(25)を
   固着させる基板(2) から成り、該軸流ファン(8) の固定
   により構造的強度が保持されるファンパッケージ(1)
   と、 対向配設したガイドレール(51)に両側の縁曲げ部(22)を
   載せて該ファンパッケージ(1) をスライドさせ、奥部の
   実装位置毎に備えたコネクタ(77)に前記コネクタ(7) を
   接続させてプラグイン実装し、該基板(2) にて空間を通
   気的に仕切るように構成した搭載枠(5) と、から構成す
   ることを特徴とするファンユニット。
2. 【請求項２】 一方の縁曲げ部(22)の内側を布線エリア
   とし、基板(2) の所定位置に配線孔(23)を設け、該配線
   孔(23)を通して端子に接続する配線(3) と、 該布線エリアの配線(3) を包み、該基板(2) に固定する
   配線カバー(33)と、を備えることを特徴とする、前記請
   求項１記載のファンパッケージ。
3. 【請求項３】 通風孔(21)の所定位置に配線エリアに達
   する切り込みを設けて配線孔(23)を形成させ、配線(3)
   を通して生じる空き部を配線カバー(33)に部分的に設け
   た折曲舌部(34)にて塞ぐことを特徴とする、請求項２記
   載のファンパッケージ。