(57)【要約】【課題】電子機器の運用を中断することなく空冷方式を変更することのできる放熱ユニットを提供すること。【解決手段】電子機器に隣り合ってキャビネットラックに搭載される放熱ユニットであって、キャビネットラックに固定されるフレームと、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、電子機器に接続されるケーブルを収容するケーブル収容部と、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、自然空冷方式において用いられる対流誘導板又は強制空冷方式において用いられるファンユニットが収容される共有収容部とを有し、空冷方式の変更に応じて対流誘導板又はファンユニットのいずれかが共有収容部に収容された際に、フレームの内側面で形成される空間においてケーブル収容部と共有収容部とが空間的に分離していることを特徴とする放熱ユニット。【選択図】      図１
2015002320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に隣り合ってキャビネットラックに搭載される放熱ユニットであって、
前記キャビネットラックに固定されるフレームと、
前記フレームの内側面で形成される空間に設けられ、前記電子機器に接続されるケーブルを収容するケーブル収容部と、
前記フレームの内側面で形成される空間に設けられ、自然空冷方式において用いられる対流誘導板又は強制空冷方式において用いられるファンユニットが収容される共有収容部とを有し、
前記空冷方式の変更に応じて前記対流誘導板又は前記ファンユニットのいずれかが前記共有収容部に収容された際に、前記フレームの内側面で形成される空間において前記ケーブル収容部と前記共有収容部とが空間的に分離していることを特徴とする放熱ユニット。
【請求項２】
前記フレームの内側面には、前記対流誘導板又は前記ファンユニットが収容された際に前記対流誘導板又は前記ファンユニットを支持するガイドレールが設けられている、請求項１に記載の放熱ユニット。
【請求項３】
前記共有収容部を複数有する、請求項１又は２に記載の放熱ユニット。
【請求項４】
前記共有収容部は、前記フレーム内側面で形成される空間の中央に設けられ、
前記ケーブル収容部は、前記共有収容部の外側に設けられる、請求項１乃至３のいずれか一項記載の放熱ユニット。
【請求項５】
前記ケーブル収容部は、前記フレームの前記対流誘導板又は前記ファンユニットの挿入方向に沿った面に設けられるケーブルダクトと、前記フレームの前記対流誘導板又は前記ファンユニットの挿入方向に垂直な面に設けられるケーブルトレイとを含む、請求項１乃至４のいずれか一項記載の放熱ユニット。
【請求項６】
前記ケーブルトレイには、前記ケーブルダクトを経由したケーブルが保持されるクランプを複数備え、前記ケーブルの余長部分を前記複数のクランプによる保持で調整する、請求項５に記載の放熱ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器から発生する熱を放熱する放熱ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の放熱構造に関する先行技術には、特許文献１乃至５がある。
【０００３】
キャビネットラック内に収容される電子機器は、収容されるキャビネットラックの設置環境温度や、キャビネットラックに収容される電子機器の放熱仕様に応じて適切に配置される必要がある。また、複数の電子機器を配置する場合は、一の電子機器の排気熱が他の電子機器の動作環境温度を超えないようにするため、他の電子機器を一の電子機器の排気領域外に搭載するか、一の電子機器の排気熱を他の電子機器領域外に誘導するか、一の電子機器の排気熱の温度上昇を他の電子機器の動作環境温度内に抑えることが必要である。
【０００４】
キャビネットラック内の放熱は、装置内の発熱を発熱部周囲の空気に熱交換し、発熱した空気を装置外に排気することで放熱を行う。その代表的な放熱方式として、自然空冷方式と強制空冷方式がある。
【０００５】
自然空冷方式は、排気する空気の温度上昇による浮力を利用して電子機器内の熱を自然に電子機器筐体外に排気する方式である。後述の強制空冷に比べて排気温度上昇が高くなる。そのため、電子機器の排気熱が同一キャビネットラックに収容される他の電子機器の領域に流れ込まないよう、対流誘導板を用いてキャビネットラック内の背面領域に向かって排気熱を誘導し、且つ吸気を前面側から取り込み電子機器に流入する構造となっている。対流誘導板は、電子機器筐体の中に一体構造として組み込まれるか、電子機器とは独立した筐体（ベンチレーションシェルフ）に収容され、キャビネットラック内の電子機器間に実装されるのが一般的である。
【０００６】
強制空冷方式は、電子機器内で発熱した空気を、ファンを用いて電子機器筐体外に強制的に排気する方式である。排気方向は、ファンの向きを調節することや、対流誘導板を併用することにより任意に設定が可能である。強制空冷部となるファンは、電子機器筐体の中に一体構造として組み込まれるか、電子機器とは独立した筐体（ファンシェルフ）に収容され、キャビネットラック内の任意の位置に実装されるのが一般的である。
【０００７】
また、強制空冷方式には、煙突方式と個別吸排気方式がある。煙突方式は、ファンによって発生した空気の流れを同一キャビネットラック内に収容される他の電子機器と共有する方式である。これにより、キャビネット内に収容される電子機器全体の発熱を抑え、各電子機器の温度を許容周囲環境温度範囲内に抑える。個別吸排気方式は、電子機器に個別にファンと対流誘導板を備えることで電子機器内を流れる空気を他の電子機器と熱的に遮断し吸排気を独立した流路とする方式である。
【０００８】
関連技術においては、将来高発熱化が予測される場合には、予め強制空冷方式が選択されていた。これに対し、電子機器の運用中に必要に応じて空冷方式を変更することもできる。空冷方式を変更するためには、対流誘導板と強制空冷部を交換する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】再特ＷＯ２００７／１２３１４０
【特許文献２】特開２００７−２６６５２１
【特許文献３】特開２０００−２７７９５４
【特許文献４】特開平１１−３０７９６９
【特許文献５】特開平０６−０１３７７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、関連技術における電子機器の放熱構造には、次の問題点があった。すなわち、対流誘導板又は強制空冷部が装置に一体構造として組み込まれている場合は、空冷方式を変更するに際し、電子機器の運用を中断して電子機器自体を交換しなければならないという問題があった。また、ベンチレーションシェルフやファンシェルフのように対流誘導板や強制空冷部が電子機器と独立している場合であっても、ベンチレーションシェルフ又はファンシェルフは電子機器と対をなして存在するものであり、電子機器に接続されるケーブルや光ファイバーの収容や固定を兼ねているのが一般的であった。そのため、ベンチレーションシェルフとファンシェルフの交換にあたっては、電子機器に接続されるケーブルをいったん撤去しなければならず、電子機器の運用を中断しなければならないという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上述の課題を解決する放熱ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の放熱ユニットは、電子機器に隣り合ってキャビネットラックに搭載される放熱ユニットであって、キャビネットラックに固定されるフレームと、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、電子機器に接続されるケーブルを収容するケーブル収容部と、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、自然空冷方式において用いられる対流誘導板又は強制空冷方式において用いられるファンユニットが収容される共有収容部とを有し、空冷方式の変更に応じて対流誘導板又はファンユニットのいずれかが共有収容部に収容された際に、フレームの内側面で形成される空間においてケーブル収容部と共有収容部とが空間的に分離していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電子機器の運用を中断することなく空冷方式を変更することのできる放熱ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態にかかるキャビネットラック１０の外観を示す図である。
【図２】第１の実施形態にかかる電子機器２０及び放熱ユニット３０の外観を示す図である。
【図３】第１の実施形態にかかる自然空冷方式を採用した場合における放熱ユニット３０Ａの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態にかかる強制空冷方式を採用した場合における放熱ユニット３０Ｂの構成を示す図である。
【図５】第１の実施形態にかかるキャビネットラック１０内の放熱経路の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態にかかる自然空冷方式を採用した場合の放熱ユニット４０Ａの構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態にかかる強制空冷方式を採用した場合の放熱ユニット４０Ｂの構成を示す図である。
【図８】放熱ユニット４０Ａの断面図である。
【図９】放熱ユニット４０の正面図である。
【図１０】対流誘導板４３が収容された状態の放熱ユニット４０Ａを示す図である。
【図１１】ファンユニット４４が収容された状態の放熱ユニット４０Ｂを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
［構成・動作］
図１は、第１の実施形態にかかるキャビネットラック１０の外観を示す図である。
【００１６】
図２は、第１の実施形態にかかる電子機器２０及び放熱ユニット３０の外観を示す図である。
【００１７】
放熱ユニット３０は、空冷方式の変更に応じて放熱ユニット３０Ａ又は放熱ユニット３０Ｂを含む。
【００１８】
図３は、自然空冷方式を採用した場合における放熱ユニット３０Ａの構成を示す図である。図４は、強制空冷方式を採用した場合における放熱ユニット３０Ｂの構成を示す図である。図３及び図４において、同様の構成には同じ符号を付して説明する。
【００１９】
第１の実施形態にかかる放熱ユニット３０Ａ、３０Ｂは、フレーム３１と、ケーブル収容部３１０と、共有収容部３１３とを含んで構成される。
【００２０】
放熱ユニット３０Ａ、３０Ｂは、発熱することが予想される電子機器２０に隣り合って設けられ、キャビネットラック１０の支柱にフレーム３１を固定することによりキャビネットラック１０に搭載される。
【００２１】
ケーブル収容部３１０は、フレームの内側面で形成される空間に設けられている。ケーブル収容部３１０には、電子機器２０に接続されるケーブルや光ファイバー等のケーブル類が収容される。
【００２２】
共有収容部３１３は、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、空冷方式の変更に応じて対流誘導板３３又はファンユニット３４のいずれかを収容する。
【００２３】
対流誘導板３３及びファンユニット３４は、電子機器２０から発生した熱を放熱するための構成である。対流誘導板３３は、自然空冷方式において用いられ、電子機器２０から発生した熱をキャビネットラック１０内の背面領域に誘導する機能を有する。ファンユニット３４は、強制空冷方式において用いられ、電子機器２０から発生した熱を強制的に排気する機能を有する。また、ファンユニット３４は、少なくとも一つのファンを含んで構成される。図５は、自然空冷方式を採用した場合の、キャビネットラック１０内の放熱経路の一例を示す図である。
【００２４】
共有収容部３１３には、自然空冷方式を採用する場合には対流誘導板３３が収容され、強制空冷方式を採用する場合にはファンユニット３４が収容される。
【００２５】
空冷方式の変更に応じて対流誘導板３３又はファンユニット３４のいずれかが共有収容部３１３に収容された際、フレーム３１の内側面で形成される空間においてケーブル収容部３１０と共有収容部３１３とは空間的に分離している。
【００２６】
［作用効果］
第１の実施形態にかかる放熱ユニット３０Ａ、３０Ｂによれば、対流誘導板３３又はファンユニット３４のいずれかが共有収容部３１３に収容された際、フレーム３１の内側面で形成される空間においてケーブル収容部３１０と共有収容部３１３とが空間的に分離している。これにより、対流誘導板３３とファンユニット３４の交換の際に、これらがケーブル類と干渉することがない。この結果、電子機器２０の運用中に電子機器２０に接続されるケーブル類を撤去することなく対流誘導板３３とファンユニット３４を交換することができる。すなわち、電子機器２０の運用を中断することなく、空冷方式を変更することができる。
【００２７】
［第２の実施形態］
［構成・動作］
第１の実施形態と同様、キャビネットラックには、電子機器と、放熱ユニット（ベンチレーションシェルフ）４０が実装される。電子機器は、発熱することが予想される任意の電子機器である。放熱ユニット４０は、空冷方式の変更に応じて放熱ユニット４０Ａ又は放熱ユニット４０Ｂを含む。
【００２８】
図６は、自然空冷方式を採用した場合の放熱ユニット４０Ａの構成を示す図である。
【００２９】
図７は、強制空冷方式を採用した場合の放熱ユニット４０Ｂの構成を示す図である。
【００３０】
図８は、図６におけるＡ−Ａ’に沿った断面図である。なお、図８ではケーブルトレイ４１２及び対流誘導板４３以外の構成は省略されている。
【００３１】
図９は、放熱ユニット４０の正面図である。
【００３２】
フレーム４１をフランジ４２によりキャビネットラックの支柱に固定することにより放熱ユニット４０がキャビネットラックに固定される。
【００３３】
フレーム４１は、左右側板４１１と、左右側板間をつなぐケーブルトレイ４１２とを含んで構成される。
【００３４】
ケーブルトレイ４１２は、図８に示すように、水平板４１２ａと吸気パネル４１２ｂとを含んで構成される。水平板４１２ａは、光ファイバー等電子機器に接続されるケーブル類を収容可能な面積を有する。４１２ｂは、水平板４１２ａに対して垂直に設けられる板状の吸気パネルである。図９に示すように、吸気パネル４１２ｂの両端には、空気を取り込むための吸気口４１２ｃ及びケーブル類を導入するためのケーブル導入口４１２ｅが設けられている。また、ケーブルトレイ４１２には、ケーブルを保持可能なクランプ４１２ｄを装備することができる。
【００３５】
フレーム４１の側板４１１には、ケーブルダクト４１４、ガイドレール４１５及びフランジ４１６が設けられている。ケーブルは、キャビネットの背面からケーブルダクト４１４を通してケーブル導入口４１２ｅに導入されケーブルトレイ４１２に収容される。そして、クランプ４１２ｄに巻き付けられ、放熱ユニットの上部に配置される電子機器の前面に接続される。クランプ４１２ｄは矩形の枠であり、枠内にケーブル５０を通すことでケーブル５０がケーブルトレイ４１２から外にはみ出さないようにする。ケーブルトレイ４１２上にクランプ４１２ｄを数個（図６及び７では３、４個）ずつ円形に配置し、ケーブル５０をクランプ４１２ｄの枠内に１〜数回通す。これにより、ケーブルトレイ４１２から電子機器前面までの間のケーブル５０の長さを調整して余長処理を行っている。
【００３６】
ケーブルトレイ４１２及びケーブルダクト４１４は、第１の実施形態におけるケーブル収容部３１０に相当する。
【００３７】
ガイドレール４１５は、ケーブルダクト４１４の上部に位置するように側板４１１に設けられており、キャビネットの背面から対流誘導板４３又はファンユニット４４を挿入する際に対流誘導板４３又はファンユニット４４を保持する機能を有する。
【００３８】
フランジ４１６は、対流誘導板４３又はファンユニット４４をフレーム４１に固定するために用いられる出っ張りである。
【００３９】
共有収容部４１３は、フレームの内側面で形成される空間に設けられ、後述の通り空冷方式の変更に応じて対流誘導板４３又はファンユニット４４のいずれかを収容する。
【００４０】
空冷方式の変更に応じて対流誘導板４３又はファンユニット４４のいずれかが共有収容部４１３に収容された際、フレーム４１の内側面で形成される空間においてケーブルトレイ４１２及びケーブルダクト４１４と共有収容部４１３とは空間的に分離している。
【００４１】
対流誘導板４３及びファンユニット４４は、電子機器から発生した熱を放熱するための構成である。
【００４２】
対流誘導板４３は、平板からなる。また、対流誘導板４３は、自然空冷方式において用いられ、電子機器から発生した熱をキャビネットラック内の背面領域に誘導する機能を有する。
【００４３】
対流誘導板４３の共有収容部４１３への収容について説明する。フレーム４１に設けられたフランジ４１６の上部より対流誘導板４３を挿入し、対流誘導板４３の前端辺４３ａをガイドレール４１５に載せた状態でケーブルトレイ４１２側へ移動させる。そして、図８に示すように、ケーブルトレイ４１２の後端辺と対流誘導板４３の前端辺４３ａとが接するように収容される。本実施形態では、後端辺４３ｂを前端辺４３ａに対して上方とし、対流誘導板４３が水平面に対して角度を有するように収容される。これは、電子機器から発生する熱を効率的に排気するためである。後端辺４３ｂの両端には、フランジ４１６と対向するフランジ４３ｃを設けている（図６）。対流誘導板４３を収容したのち、フランジ４１６とフランジ４３ｃをネジ固定する。図１０は、対流誘導板４３が共有収容部４１３に収容された状態の放熱ユニット４０Ａを示す図である。図１０では、ケーブルダクト４１４内に光ファイバーの束５０’が通っている。
【００４４】
ファンユニット４４は、六面体状のフレーム４４１からなり、フレーム４４１の内部に少なくとも一つのファンを収容している。また、ファンユニット４４は、強制空冷方式において用いられ、電子機器から発生した熱を強制的に排気する機能を有する。
【００４５】
ファンユニット４４の共有収容部４１３への収容について説明する。ガイドレール４１５にファンユニット４４のフレーム４４１を載せた状態で、フレーム４４１をガイドレール４１５に沿ってケーブルトレイ４１２側へ移動させ共有収容部４１３へと収容する。図１１は、ファンユニット４４が共有収容部４１３に収容された状態の放熱ユニット４０Ｂを示す図である。
【００４６】
［作用効果］
第２の実施形態にかかる電子機器の放熱ユニット４０Ａ、４０Ｂによれば、空冷方式の変更に応じて対流誘導板４３又はファンユニット４４のいずれかが共有収容部４１３に収容された際、フレーム４１の内側面で形成される空間においてケーブルトレイ４１２及びケーブルダクト４１４と共有収容部４１３とは空間的に分離している。また、対流誘導板４３又はファンユニット４４は、ガイドレール４１５に載せられた状態で共有収容部４１３に収容される。そのため、対流誘導板４３とファンユニット４４の交換の際に、対流誘導板４３又はファンユニット４４と、ガイドレール４１５下部のケーブルダクト４１４に収容されるケーブル類とが干渉することはない。この結果、電子機器の運用中に電子機器に接続されるケーブル類を撤去することなく対流誘導板４３とファンユニット４４を交換することができる。すなわち、電子機器の運用を中断することなく、空冷方式を変更することができる。
【００４７】
［変形例１］
上記実施形態では、冷却対象の電子機器に対して排気熱を吹き上げる方向（プッシュ式）に空冷する方式の一例について説明した。この場合、放熱ユニット（ベンチレーションシェルフ）は、キャビネット内の電子機器の下に実装される。そのため、電子機器の前面に接続されているケーブル類は、放熱ユニットのケーブルトレイから導入される。
【００４８】
これに対し、電子機器に対して吸い上げ方向（プル式）に空冷する方式の場合、放熱ユニット（ベンチレーションシェルフ）は、冷却対象の電子機器の上に実装される。この場合、電子機器の前面に接続されているケーブル類は通信装置の上から放熱ユニットのケーブルトレイに導入される。通信装置の下にケーブル類を収容する場合は、放熱ユニットとは別に通信装置の下にケーブル収容部を設けることができる。
【００４９】
［変形例２］
同一フレーム内において共有収容部を複数設けることができる。すなわち、一つのフレーム内において、対流誘導板を収容する共有収容部とファンユニットを収容する共有収容部とが併存するように複数の共有収容部を設ける。これにより、電子機器に収容されるプラグインユニットの実装スロットの発熱に応じて、部分的に対流誘導板とファンユニットを交換することができる。すなわち、自然空冷方式と強制空冷方式を部分的に設定することが可能となる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５１】
１０    キャビネットラック
２０    電子機器
３０、３０Ａ、３０Ｂ、４０、４０Ａ、４０Ｂ    放熱ユニット
３１、４１    フレーム
３３、４３    対流誘導板
３４、４４    ファンユニット
４２    フランジ
４３ａ    対流誘導板の前端辺
４３ｂ    対流誘導板の後端辺
４３ｃ    フランジ
５０    ケーブル
５０’    光ファイバーの束
３１０    ケーブル収容部
３１３、４１３    共有収容部
４１１    側板
４１２    ケーブルトレイ
４１２ａ    水平板
４１２ｂ    吸気パネル
４１２ｃ    吸気口
４１２ｄ    クランプ
４１２ｅ    ケーブル導入口
４１４    ケーブルダクト
４１５    ガイドレール
４１６    フランジ
４４１    ファンユニットのフレーム
【図１】
2015002320.tif 000003
【図２】
2015002320.tif 000004
【図３】
2015002320.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2015002320.tif 000008
【図７】
2015002320.tif 000009
【図８】
2015002320.tif 000010
【図９】
2015002320.tif 000011
【図１０】
2015002320.tif 000012
【図１１】
2015002320.tif 000013