(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内の冷却対象を冷却する筐体内冷却装置であって、
複数の冷却ファンユニットと、
前記冷却ファンユニットを、筐体開口部の内側の所定位置に保持するユニットホルダと、
前記ユニットホルダと前記冷却対象との間に設けられ、前記冷却ファンユニットからの冷却空気流を撹拌しバッファして前記冷却対象に均一な流量で導入する前置室と、
を備える、筐体内冷却装置。
【請求項２】
前記ユニットホルダは、前記ユニットホルダを移動することなく前記筐体開口部から前記冷却ファンユニットを取り出し可能な位置に設けられる、
請求項１に記載の筐体内冷却装置。
【請求項３】
冷却口を有し、前記冷却口を除いて前記ユニットホルダと前記冷却対象とを隔離する隔離板をさらに備え、
前記前置室は、前記隔離板と前記ユニットホルダによって仕切られた前記筐体内の空間である、
請求項１に記載の筐体内冷却装置。
【請求項４】
いずれかの前記冷却ファンユニットが故障停止した場合に、他の前記冷却ファンユニットは、故障前と略同量の空気流が前記冷却対象に導入されるよう回転数を上げて駆動する、
請求項１〜３のいずれかに記載の筐体内冷却装置。
【請求項５】
前記ユニットホルダは、前記冷却ファンユニットの取り付け面に冷却空気流が通過する排気口を有し、
前記排気口を覆うようにして前記ユニットホルダに取り付けられ、前記前置室から前記排気口を通過する向きの空気流を遮断する逆流防止板をさらに備える、
請求項１〜４のいずれかに記載の筐体内冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続運転が要求される機器を冷却する筐体内冷却装置に関し、特に、複数の冷却ファンユニットを備えた筐体内冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２４時間の連続運転を行う機器の冷却装置には、一つの冷却ファンユニットが故障しても他の冷却ファンユニットで冷却を継続する冗長性が求められる。
【０００３】
例えば特許文献１には、２個以上の冷却ファンユニットを直列的に重合した冗長冷却式の筐体冷却装置が開示されており、こうした筐体冷却装置がサーバー装置やディスプレイウォールプロセッサの筐体内部に実装されて、電気部品の冷却に利用されている。
【０００４】
筐体冷却装置を実装したサーバー装置やディスプレイウォールプロセッサは、特許文献２の図１に示されるように、複数の筐体単位で４本の支柱からなるラックマウントに取り付けて設置されることが多い。そして、いずれかの冷却ファンユニットが故障すると、ラックマウントから筐体を引き出して冷却ファンユニットの交換を行うのであるが、他の筐体と接続する配線の全長に制限がある場合には、筐体を引き出すことが困難なことがあった。
【０００５】
こうした問題を解決するため、特許文献２の図１には、複数の冷却ファンユニットを纏めてファンケースに取り付け、冷却ファンユニットを交換する際にはファンケースごと冷却ファンユニットを引き出す構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−００６９９４号公報
【特許文献２】特開２００９−１１７６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献２の構成によれば、冷却ファンユニットの交換時に冷却ファンユニットと冷却対象との相対位置が変化する。そのため、特に交換作業に時間を要する場合には、定常と異なる冷却状態が継続することによって冷却障害が発生し、システムダウン等の問題に繋がる可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、通常時と同様の冷却状態を維持したままで故障した冷却ファンユニットを交換することが可能な、筐体内冷却装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の筐体内冷却装置は、筐体内の冷却対象を冷却する筐体内冷却装置であって、複数の冷却ファンユニットと、冷却ファンユニットを筐体開口部の内側の所定位置に保持するユニットホルダと、ユニットホルダと冷却対象との間に設けられ、冷却ファンユニットからの冷却空気流を撹拌しバッファして冷却対象に均一な流量で導入する前置室とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の筐体内冷却装置は、筐体内の冷却対象を冷却する筐体内冷却装置であって、複数の冷却ファンユニットと、冷却ファンユニットを筐体開口部の内側の所定位置に保持するユニットホルダと、ユニットホルダと冷却対象との間に設けられ、冷却ファンユニットからの冷却空気流を撹拌しバッファして冷却対象に均一な流量で導入する前置室とを備える。そのため、いずれかの冷却ファンユニットが故障して停止した場合には、他の冷却ファンユニットの回転数を上げることによって、前置室から冷却対象に導入する冷却空気量を一定に保ち、冷却性能を維持することが可能である。また、冷却ファンユニットを筐体開口部の内側に設置して、他の冷却ファンユニットを動かすことなく個別に冷却ファンユニットの脱着を可能にすることにより、冷却性能を維持しながら冷却ファンユニットの入れ替えが可能である。また、冷却ファンユニットを直列的に重合しなくても冗長性を確保できるので、コストや動作時の騒音を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１の筐体内冷却装置を取り付けた筐体をラックマウントに取り付ける様子を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の筐体内冷却装置を取り付けた筐体の外観を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の筐体内冷却装置を取り付けた筐体の各構成部材を示す分解斜視図である。
【図４】実施の形態１の筐体内冷却装置を取り付けた筐体内の空気の流れを示す断面図である。
【図５】冷却ファンユニットの交換作業を説明するための筐体内冷却装置の斜視図である。
【図６】実施の形態２の筐体内冷却装置を取り付けた筐体の背面斜視図である。
【図７】逆流防止板の外形図である。
【図８】逆流防止板の動作を説明するための冷却ファンユニットと逆流防止板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る筐体内冷却装置が実装された複数の筐体１００を４本の支柱からなるラックマウント１０１に取り付けた状態を示す斜視図である。
【００１３】
図２は、筐体１００の外観を示す斜視図であり、図３は、筐体１００と筐体内冷却装置の各構成部材を示す分解斜視図である。
【００１４】
図３に示すように、親基板１０３に対して垂直に取り付けられた複数の子基板１０２が筐体内冷却装置の冷却対象となる。子基板１０２には信号処理の電子部品が搭載され、図２に示す配線１０４によって筐体１００の背面から外部、例えば同じラックマウント１０１を共有する他の機器と接続される。
【００１５】
筐体内冷却装置は、親基板１０３と離間して筐体１００内に設けられたユニットホルダ１０６と、ユニットホルダ１０６に取り付けられた同一仕様の複数の冷却ファンユニット１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆを備えている。図２，３では、２行３列の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆがユニットホルダ１０６に並列的に取り付けられている様子を示しているが、冷却ファンユニットの数や、配置における行数及び列数はこれに限定されるものではない。また、ユニットホルダ１０６の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを取り付ける箇所には排気口が形成され、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの軸流方向の空気流を阻害しない構成となっている。
【００１６】
筐体１００の前面を構成するフロントパネル１０５は、その一辺が筐体１００の底面と連結した状態で開け閉め可能になっており、フロントパネル１０５を動かすことにより筐体１００の前面に開口が形成される。ユニットホルダ１０６はこの開口近傍に、閉めた状態のフロントパネル１０５と平行な向きで設置されているので、図２に示すようにフロントパネル１０５を開いた状態で、ユーザーは開口部から冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを個別に脱着することが可能である。冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆは、ユニットホルダ１０６に固定されたストッパー１０９と係合することによりユニットホルダ１０６に取り付けられており、ストッパー１０９との係合状態を解消又は形成することにより、他の冷却ファンユニットを動かすことなく個別に冷却ファンユニットの脱着が可能になっている。また、フロントパネル１０５は、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆに空気流を導入するための吸気口を有している。
【００１７】
＜動作＞
図４は、冷却ファンユニット１０７ａ，１０７ｄを通る筐体１００の断面図であり、筐体１００内部における冷却空気流を示している。冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが駆動すると、フロントパネル１０５の吸気口から筐体内部に冷却空気が導入され、ユニットホルダ１０６の排気口を通過する。さらに、冷却空気流は親基板１０３とユニットホルダ１０６に仕切られた空間（前置室１１３）で攪拌された後、親基板１０３の下部に設けられた冷却口１０８から均一な流量で子基板１０２に導入される。その後、冷却空気流は図示しない筐体１００の排気口から筐体１００外部に排出される。
【００１８】
本実施の形態の筐体内冷却装置では、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆからの冷却空気流を一旦、前置室１１３でバッファしてから子基板１０２に導入しているので、子基板１０２を冷却する能力は、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの総冷却能力に依存することとなる。そのため、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを直列的に重合しなくとも、冗長性を確保することができる。
【００１９】
具体的には、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆは、通常時には定格回転数より低い回転数で動作する。そして、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ、例えば冷却ファンユニット１０７ａが故障して停止した場合には、冷却口１０８から流れ出す空気量が通常時と同量になるよう、残りの冷却ファンユニット１０７ｂ〜１０７ｆが通常時より高い回転数で動作する。よって、子基板１０２は冷却ファンユニット１０７ａの故障後も同様に冷却される。
【００２０】
停止した冷却ファンユニット１０７ａを放置しておくと、他の冷却ファンユニット１０７ｂ〜１０７ｆがさらに故障した場合に、残りの冷却ファンユニット１０７ｃ〜１０７ｆに加わる負担が増大する。そのため、停止した冷却ファンユニット１０７ａは早急に正常なものと交換する必要がある。
【００２１】
その点、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆはストッパー１０９によってユニットホルダ１０６のフロントパネル１０５側に固定されているため、図５に示すようにフロントパネル１０５を開けた状態で容易に交換することができる。
【００２２】
また、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆは汎用の中継コネクタ１１０を通して電源供給されているので、特別な基板や電源端子は冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆに付属しない。冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆのみを交換すれば良いので、交換コストを低くすることができる。
【００２３】
＜効果＞
本実施の形態の筐体内冷却装置は、筐体１００内の子基板１０２（冷却対象）を冷却する筐体内冷却装置であって、複数の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆと、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを、筐体開口部の内側の所定位置に保持するユニットホルダ１０６と、ユニットホルダ１０６と冷却対象との間に設けられ、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆからの冷却空気流をバッファして冷却対象に導入する前置室１１３と、を備える。子基板１０２に導入される冷却空気量は、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの総冷却能力に依存するので、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが故障して停止したとしても、他の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの回転数を上げることによって、冷却性能を維持することができる。また、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを直列的に重合しなくても冗長性を確保できるので、コストや動作時の騒音を低減することが可能である。
【００２４】
また、本実施の形態の筐体内冷却装置において、ユニットホルダ１０６は、ユニットホルダ１０６を移動することなく筐体開口部から冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを取り出し可能な位置に設けられる。そのため、他の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆを動かすことなく個別に冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの脱着が可能になり、冷却性能を維持しながら冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの入れ替えが可能である。
【００２５】
また、本実施の形態の筐体内冷却装置は、冷却口１０８を有し、冷却口１０８を除いて冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆと冷却対象とを隔離する親基板１０３（隔離板）をさらに備え、前置室１１３は、親基板１０３とユニットホルダ１０６によって仕切られた筐体１００内の空間である。そのため、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが故障して停止したとしても、他の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの回転数を上げて冷却口１０８から冷却対象に導入する冷却空気量を維持することにより、冷却性能を維持することができる。
【００２６】
また、本実施の形態の筐体内冷却装置は、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが故障停止した場合に、他の冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆは、故障前と略同量の空気流が冷却口１０８から冷却対象に導入されるよう回転数を上げて駆動する。よって、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが故障しても冷却性能を維持することができる。
【００２７】
（実施の形態２）
冷却ファンユニット１０７ａが故障して停止すると、ユニットホルダ１０６と親基板１０３に挟まれた空間から冷却ファンユニット１０７ａのプロペラ部分を通って冷却空気が逆流する。逆流が生じない場合には、他の冷却ファンユニット１０７ｂ〜１０７ｆを定常状態の１．２倍の能力で動作させることにより冷却性能を維持することができるが、逆流を考慮するとそれ以上の能力で動作させる必要があり、冷却効率が悪くなる。
【００２８】
そこで、実施の形態２ではユニットホルダ１０６の排気口を逆流防止板で覆うこととする。なお、逆流防止板以外の構成は実施の形態１と同様である。
【００２９】
図６は、実施の形態２に係る筐体内冷却装置を実装した筐体の背面斜視図である。図７に、逆流防止板１１１の構成を示す。逆流防止板１１１は軽量なプラスチック板であり、突起部１１２をユニットホルダ１０６の排気口に挿入された状態で保持される。
【００３０】
図８は、冷却ファンユニット１０７ａ，１０７ｄ周辺の要部断面図である。回転中の冷却ファンユニット１０７ｄの後段に設けられた逆流防止板１１１は、冷却ファンユニット１０７ｄの静圧によって突起部１１２を支点に所定の角度だけ回転した状態に保たれるので、冷却ファンユニット１０７ｄから前置室１１３に向かう冷却空気流を妨げない。一方、停止した冷却ファンユニット１０７ａの後段に設けられた逆流防止板１１１は、自重によってユニットホルダ１０６と略平行な向きに保持され、夫々が重なりあうことによってユニットホルダ１０６の排気口を塞ぐので、前置室１１３から冷却ファンユニット１０７ａへ向かう冷却空気流を遮断する。
【００３１】
このような逆流防止板１１１を設けることによって、いずれかの冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆが停止した場合の冷却効率の悪化を抑制する。
【００３２】
＜効果＞
本実施の形態の筐体内冷却装置において、ユニットホルダ１０６は、冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆの取り付け面に冷却空気流が通過する排気口を有し、排気口を覆うようにしてユニットホルダ１０６に取り付けられ、前置室１１３から排気口を通過する向きの空気流を遮断する逆流防止板１１１をさらに備えるので、停止した冷却ファンユニット１０７ａ〜１０７ｆのプロペラ部分から冷却空気流が漏れ出すことによる冷却効率の悪化を抑制する。
【符号の説明】
【００３３】
１００  筐体、１０１  ラックマウント、１０２  子基板、１０３  親基板、１０４  配線、１０５  フロントパネル、１０６  ユニットホルダ、１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，１０７ｅ，１０７ｆ  冷却ファンユニット、１０８  冷却口、１０９  ストッパー、１１０  中継コネクタ、１１１  逆流防止板、１１２  突起部、１１３  前置室。
【図１】
0005797094.tif 000002
【図２】
0005797094.tif 000003
【図３】
0005797094.tif 000004
【図４】
0005797094.tif 000005
【図５】
0005797094.tif 000006
【図６】
0005797094.tif 000007
【図７】
0005797094.tif 000008
【図８】
0005797094.tif 000009