JP5130960B2 - 電子機器搭載用ラック及びその冷却機構 - Google Patents

Description

この発明は、電子機器搭載用ラック及びその冷却機構に係り、詳しくは、電子機器から発生する熱気を排除して電子機器を冷却する機能を備えた電子機器搭載用ラック及びその冷却機構に関する。

この種のキャビネットラックは、電子機器を取扱う電子機器関係分野において機器等からの熱を排気し、冷却保護するために用いられる。
図２は、従来のキャビネットラックの概略を示す断面図である。
このキャビネットラックは、同図に示すようにラック本体２０内に電子機器（プリント板）が収容された電子機器２１を、空間部２２を隔てて搭載され、ラック本体２０前後には、吸気ダクト２３ａを兼ねる前面箱形扉２３と排気ダクト２４ａを兼ねる後面箱形扉２４が設けられている。

また、ラック本体２０内の各空間部２２には、対角線状に上昇傾斜する熱遮蔽板２５が設けられ、排気ダクト２４ａには適当な間隔を隔てて対流誘導板２６が設けられている。そして、ラック本体２０の下部から吸気が供給され、主に前面箱形扉２３の吸気ダクト２３ａを通してプリント基板を収容した電子機器２１を流通して後面箱形扉２４の排気ダクト２４aに導かれ、その後外部へ排気される。

その際に、ラップ本体２０内に供給された吸気は、空間部２２に設けられた熱遮蔽板２５に案内され、また排気ダクト２４ａに設けられた各対流誘導板２６に誘導されて円滑に流れて良好な放熱効果が得られる（特許文献１参照）。

しかしながら、上記キャビネットラックは、ラック本体２０の前後に吸気ダクト２３ａを兼ねる前面箱形扉２３と排気ダクト２４ａを兼ねる後面箱形扉２４を設けなければならず、また排気ダクト２４ａ内には排気を案内のための対流誘導板２６を設けなければならない。そのために、キャビネットラックが大型になり、構造も複雑になる。
また、吸気を吸気ダクト２３ａから各電子機器２１に分岐させて供給する方式になっているため、大量の吸気を使用することになり、冷却効率があまり期待できない。

図３は、従来の他のキャビネットラックの概略を示す断面図である。
このキャビネットラックは、ラック本体３０内に電子機器が収容された電子機器３１を、空間部３２を隔てて搭載され、ラック本体３０の後前に図２と略同様に吸気ダクト３３と概略排気ダクト３４が設けられ、吸気ダクト３３の前面には電子機器３１からの熱気を遮断する斜め仕切り板３５が立設されている。

また、吸気ダクト３３と概略排気ダクト３４には、それぞれ送風室３３ａと排気室３４ａが設けられ、各室には空気を流通させる通気孔３６がそれぞれ形成されている（特許文献２参照）。
しかし、このキャビネットラックの場合も、ラック本体３０の後前に吸気ダクト３３と
概略排気ダクト３４を設けなければならず、また各ダクト３３，３４には通気孔３６を穿設した送風室３３ａと排気室３４ａを備えなければならず、キャビネットラックが大きくなると共に構造が複雑になる。

従来、構造を簡単にして小型化が図れ、また電子機器からの熱気を排気できるキャビネットラックが提案されている（特許文献３参照）。このキャビネットラックは、ラック本体の前後に吸気ダクトや排気ダクトが配置されてないので、小型化が可能で構造も簡単になる。
実開昭６１−１９０１９４号公報 特開２００６−１４０３４３号公報 特開２００７−２２０７２５号公報

しかし、ブランクパネルが空間部を封鎖するように介在されているために、吸気の流れが円滑にならず、電子機器からの熱気を有効に排気するには不適当である。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、構造を簡単にして小型化を達成でき、電子機器からの熱気を積極的に排気させて冷却効果を高めることができる電子機器搭載用ラック及びその冷却機構を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、この発明の第１の構成は、箱形の電子機器を搭載し、かつ、搭載した前記電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構を備えてなるラックに係り、搭載する前記電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに配設された取付け部材を備え、かつ、前記電子機器が搭載されていない空間部を、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分するための斜め仕切り板が前記取付け部材に取り付けられていると共に、前記電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴としている。

この発明の第２の構成は、ラックに搭載された箱形の電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構に係り、前記ラック内には、搭載された前記電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに取付け部材が配設され、かつ、前記電子機器が搭載されていない空間部には、斜め仕切り板が前記取付け部材に取り付けられて、前記空間部が、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分されていると共に、前記電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴としている。

案内板を兼ねる斜め仕切り板により、ラック内が下部から上部に向かって漸次縮小する立体構造の吸気エリアと下部から上方に向かって漸次拡大する立体構造の排気エリアに分離されるため、通路として作用する（前面吸気・後面排気型の冷却機構を備える）電子機器筐体を貫通して排気エリア側へ流通し、上方に向かって拡大する排気エリアから急速に外部へ熱気として排気されるので、良好な冷却効果が得られる。

また、案内板を兼ねる斜め仕切り板は、斜めに配設された取付け部材に設けてラック内を吸気エリアと排気エリアとに分離しただけであるから、従来の如くラックの前後に特別な吸気ダクトや排気ダクトを設ける必要がなく、ダクト内に複数の流通孔や対流誘導板を設ける必要がないことから、小型化が図れ、構造も簡単になる。
この発明の構成によれば、構造を簡単にして小型化が図れ、また電子機器からの熱気を積極的に排気させて冷却効果が高められる。

この発明を実施するための最良の形態は、複数の電子機器を、上下方向に互いに所定の間隔を開けて搭載し、搭載した前記電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構を備えてなるラックであって、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに配設された左右一対の取付け部材を備え、かつ、前記電子機器が搭載されていない空間部には、当該ラック内を、冷気を吸気する吸気エリアと熱気を排気する排気エリアとの２つのエリアに分離するための複数の斜め仕切り板が左右一対の前記取付け部材に架けられている。

前記電子機器は、前面吸気・後面排気型の冷却機構を備えて構成されているのが好ましい。前記取付け部材は、前面上部から背面下部にかけて、当該ラックの対角線上に配設されるのが好ましい。前記取付け部材は、断面Ｌ字型のマウントアングルからなるのが好ましい。また、前記斜め仕切り板は、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられるのが好ましい。前記斜め仕切り板は、前記電子機器の搭載個数に応じて、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられるのが好ましい。

実施形態

図１は、この発明の一実施形態であるキャビネットラックの構成を概略的に示す斜視図である。
この例のキャビネットラック１は、同図に示すように、全体が箱形に構成され、その中に、電子機器を収容した筐体（以下、電子機器又は電子気筐体という）２ａ，２ｂ，２ｃが搭載されている。ラック１は、４本の支柱１ａと支柱１ａ間を支持している横桟１ｂから構成されている。電子機器２ａ，２ｂ，２ｃは、開放された箱形ケースで、前面吸気・後面排気型の冷却機構を備え、開口横桟１ｂに支持されてラック１内に着脱可能に搭載されている。なお、電子機器筐体２ａ，２ｂ，２ｃの前面及び背面は、部分的に又は全面的に、開放面であるのが好ましい。

この電子機器２ａ，２ｂ，２ｃには、サーバー，デスクアレイ等の電子機器（図示せず）が収容され、各電子機器２ａ，２ｂ，２ｃは、ラック１内に縦方向に略所定間隔で設けられている。最下段の電子機器２ａは、ラック１内に供給される吸気を全体に広げる関係上、他の電子機器２ｂ，２ｃより若干大きなケースからなり、直接支柱１ａに支持されている。

ラック１の内部には、前面上部端７ａから背面下部端７ｂに架けて傾斜マウントアングル３が左右に設けられている。電子機器２ａ，２ｂ，２ｃが設けられていない空間部４には、空気案内板を兼ねる斜め仕切り板５が（断面山形の）傾斜マウントアングル３に固定されて設けられている。この斜め仕切り板５によって、ラック１内が吸気エリアＡと排気エリアＢに分離されている。この実施形態では、斜め仕切り板５は、電子機器未搭載部分のnＥＩＡ単位（ｎは自然数）で取り付けられている。ここで、ＥＩＡ単位は、機器の厚さを定めた規格であり、１ＥＩＡ単位は、約４４．５ｍｍとされている。

ラック１の内部は、底面部から吸気し、下から上へ風が流れるようになっており、底面吸気・上面排気のラック構造となっている。すなわち、ラック１の下部（底面）には、冷気を内部に供給するための吸気口６ａが設けられ、一方、ラック１の上部（上面）には熱気（電子機器等により暖められた空気）を外部に排気するための排気口６ｂが設けられて、ラック１内の熱気を外部に排気することによって冷却効果が得られる。なお、ラック１の底面部には、図示せぬ脚部が設けられている。

次に、この例のキャビネットラックの動作について説明する。
キャビネットラックを作動する際には、まずラック１下部の吸気口６ａを通して空気（冷気）を内部に取込むと、ラック１の分離された吸気エリアＡに空気（冷気）が導入される。吸気エリアＡに導入された空気（冷気）は、吸気エリアＡが下部から上部に向かって漸次狭くなった立体構造になって上方に行くほど流れ難くなっているため、流通可能な電子機器が収納されている各電子機器２ａ，２ｂ，２ｃを通過して排気エリアＢ側に流入される。
この際に、電子機器から発せられた熱が、主として排気エリアＢ側に流入される空気（熱気）を伴って共に流動して除去され、冷却される。

排気エリアＢは、下部から上部に向かって漸次拡大する立体構造となっているため、排気エリアＢに移動された空気（熱気）は、広く開放された排気口６ｂに向かって急速に流動して排気口６ｂを通して外部に排気される。
このようにして、ラック１の熱気が積極的に、即ち強制的にラック１外部に排気され、有効に冷却されて冷却効果が高められる。

このように、この例の構成によれば、空気は上方に向かって流れ難くなる吸気エリアから電子機器を収容した電子機器を貫通して上方に向かって流れ易い排気エリア側に積極的に移動し、排気エリアから外部へ円滑に排気される。

また、傾斜するマウントアングルに案内板を兼ねる斜め仕切り板を単に設けてラック本体の前後に特別な吸気ダクトや排気ダクトを設ける必要がなく、ダクト内の各部に流通孔や対流誘導板を設けることもなく、更に電子機器に電子機器からの熱気を遮断する熱遮蔽板も設ける必要がないため、小型化が図れ、構造も簡単になる。

更に、傾斜マウントアングルを、ラック本体内の前面上部端から背面下部端に架けて設ければ、傾斜マウントアングルに固定した案内板を兼ねる斜め仕切り板により、広い排気口を有する排気エリアが得られ、熱気が円滑に排気される。
また、電子機器を、上面及び背面が開放されたものにすれば、吸気エリアと排気エリア間に広い流路が確保されて、熱気が排気エリア側へ円滑に流れる。

この実施の形態では、傾斜マウントアングルを、ラック本体内部の前面上部端から背面下部端に架けて設けているが、前面上部端から背面下部端に架けて設けるのではなく、少し内部に入った位置に設けるようにしてもよい。その場合には、吸気エリアから空気が外部へ漏れないようにするため、遮蔽板をラック本体上面に設ける必要がある。

以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、この発明は、電子機器が前面及び背面のみ開口されたものに限らず、上面，側面及び背面が開口されたものにも適用できる。

この発明の一実施形態であるキャビネットラックの構成を概略的に示す断面図である。 従来のキャビネットラックの断面図である。 従来の他のキャビネットラックの断面図である。

符号の説明

１ ラック
２ａ，２ｂ，２ｃ 電子機器
３ 傾斜マウントアングル
４ 空間部
５ 空気案内板を兼ねる斜め仕切り板
６ａ 吸気口
６ｂ 排気口
７ａ 前面上部端
７ｂ 背面下部端
Ａ 吸気エリア
Ｂ 排気エリア

Claims (14)

1. 箱形の電子機器を搭載し、かつ、搭載した前記電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構を備えてなるラックであって、
   搭載する前記電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに配設された取付け部材を備え、かつ、
   前記電子機器が搭載されていない空間部を、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分するための斜め仕切り板が前記取付け部材に取り付けられていると共に、
   前記電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴とする電子機器搭載用ラック。
2. 複数の箱形の電子機器を、上下方向に互いに所定の間隔を開けて搭載し、搭載した前記電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構を備えてなるラックであって、
   搭載する各電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに配設された左右一対の取付け部材を備え、かつ、
   前記電子機器が搭載されていない空間部を、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分するための複数の斜め仕切り板が左右一対の前記取付け部材に架けられていると共に、
   前記電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴とする電子機器搭載用ラック。
3. 前記電子機器は、前面吸気・後面排気型の冷却機構を備えて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器搭載用ラック。
4. 前記取付け部材は、前面上部から背面下部にかけて、当該ラックの対角線上に配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器搭載用ラック。
5. 前記取付け部材は、断面Ｌ字型のマウントアングルからなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器搭載用ラック。
6. 前記斜め仕切り板は、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２記載の電子機器搭載用ラック。
7. 前記斜め仕切り板は、前記電子機器の搭載個数に応じて、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられることを特徴とする請求項６記載の電子機器搭載用ラック。
8. ラックに搭載された箱形の電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構であって、
   前記ラック内には、
   搭載された前記電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに取付け部材が配設され、かつ、
   前記電子機器が搭載されていない空間部には、斜め仕切り板が前記取付け部材に取り付けられて、前記空間部が、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分されていると共に、
   前記電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴とする電子機器搭載用ラックの冷却機構。
9. 上下方向に互いに所定の間隔を開けて、ラックに搭載された複数の箱形の電子機器を冷却するための底面吸気・上面排気型の冷却機構であって、
   前記ラック内には、
   搭載された各電子機器を左右から挟む態様で、前面上部又は前面側上部から背面下部又は背面側下部にかけて斜めに左右一対の取付け部材が配設され、かつ、
   前記各電子機器が搭載されていない空間部には、複数の斜め仕切り板が、左右一対の前記取付け部材に架けられて、前記空間部が、底面から冷気を吸気する吸気エリアと、上面から熱気を排気する排気エリアとに２分されていると共に、
   前記各電子機器は、吸気用開口が前記吸気エリア側に張り出す一方、排気用開口が前記排気エリア側に張り出す態様で当該ラック内に搭載される構成になされていることを特徴とする電子機器搭載用ラックの冷却機構。
10. 前記電子機器は、前面吸気・後面排気型の冷却機構を備えて構成されていることを特徴とする請求項８又は９記載の電子機器搭載用ラックの冷却機構。
11. 前記取付け部材は、前面上部から背面下部にかけて、当該ラックの対角線上に配設されていることを特徴とする請求項８又は９記載の電子機器搭載用ラックの冷却機構。
12. 前記取付け部材は、断面Ｌ字型のマウントアングルからなることを特徴とする請求項８又は９記載の電子機器搭載用ラックの冷却機構。
13. 前記斜め仕切り板は、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられることを特徴とする請求項８又は９記載の電子機器搭載用ラックの冷却機構。
14. 前記斜め仕切り板は、前記電子機器の搭載個数に応じて、着脱自在に、前記取付け部材に取り付けられることを特徴とする請求項８又は９記載の電子機器搭載用ラックの冷却機構。

Images