(57)【要約】【課題】標準規格で製造されるラック等の筐体を用い、この内部に複数の大型カードを高密度に実装することによりコンピュータ・システム等のシステム全体を高密度化及び小型化することができるカード実装ラックを提供する。【解決手段】ラック１１の前面及び背面に冷却用ファン１４ａ及び１４ｂが設けられており、ラック１１中央部にはバックパネル１２が水平に設置されている。このバックパネル１２の上面及び下面に設けられた複数のコネクタ１８を介して複数のカード１３が、このカード１３を昇降移動させる機能を備えたゴンドラ１５及び駆動機構１７によって、バックパネル１２に対し垂直にバックパネル１２の上面及び下面から実装される。また、カード１３背面には、カード１３を安定させるためのスペーサ１６が挿入される。【選択図】　図１
2004071712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を搭載した複数個のカードを実装するカード実装ラックにおいて、昇降台と、前記カードを水平方向に移動させて前記昇降台上に前記カードを送入するためのガイドと、前記昇降台の上方に水平に配置されたバックパネルと、前記バックパネルの下面に設けられたバックパネル側コネクタと、前記昇降台を上昇及び下降させる駆動機構とを有し、前記カードは、前記ガイドに案内されて前記昇降台上に送入した後、前記駆動機構により前記昇降台を上昇させて前記カードのコネクタを前記バックパネル側コネクタに挿入することにより前記バックパネル側コネクタに接続されることを特徴とするカード実装ラック。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記カードを保持するゴンドラと、垂直に延びるように配置され前記ゴンドラの側部を支持して昇降時に前記ゴンドラをガイドするガイドレールと、を有することを特徴とする請求項１に記載のカード実装ラック。
【請求項３】
前記駆動機構は、前記昇降台に設けたネジ孔に螺合するボールネジと、前記ボールネジに同軸的に固定された第１の傘歯車と、前記第１の傘歯車に螺合する第２の傘歯車と、前記第２の傘歯車とを回転駆動する治具と、を有し、前記治具により前記第２の傘歯車を回転させて前記第１の傘歯車を従動回転させ、前記ボールネジを回転させて前記昇降台を昇降移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のカード実装ラック。
【請求項４】
前記ゴンドラは、磁気及び電磁波を遮蔽する材料で形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカード実装ラック。
【請求項５】
前記バックパネルの上面にも他のバックパネル側コネクタが設けられており、この他のバックパネル側コネクタは、他の電子部品搭載カードを接続するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカード実装ラック。
【請求項６】
前記カードを空気流で冷却するファンが設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカード実装ラック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ・システム等を構築する電子回路基板等のカード状の構成部品を高密度に実装するためのラック等の筐体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１９インチラック等の規格化された標準的なラック等の筐体内部に、電子部品を搭載した電子回路基板等の複数個のカード状の構成部品（以下、カードと記載）を収納し、コンピュータ・システム等のシステムを構築する場合、特開平１０−１７８２８９に開示されている従来技術のように、筐体の側面に対し平行で、且つ、筐体の底面に対し垂直であるように筐体内部にバックパネルを実装し、このバックパネルの片側にのみ複数のカードを筐体の底面に対して平行になるように実装する方法が用いられる。このような実装方法は、カードをバックパネルに接続する方向が一方向に限られるため、１枚のバックパネルに実装されるカードの枚数が増大するに従い、各カード間を接続するために必要な配線の長さが上下方向に長くなる。このようなカード間接続配線長の増大は、信号遅延及びノイズ増加等の原因となり、システム全体の性能を低下させる要因となる。
【０００３】
このようなカード間接続配線長の増大に起因するシステム性能の劣化を抑制するために、カード間接続配線長の短縮を目的として、バックパネルを筐体側面に対し平行に筐体底面に対し垂直に立てて筐体中央部に設置し、この筐体中央部に設置されたバックパネルの両面に、筐体底面に対し平行に複数のカードを実装する方法が考えられる。しかしながら、このような実装方法では、カードの大きさが筐体の幅により制限され、１９インチ標準ラックで一般的に用いられる大きさのカードを実装することができない。
【０００４】
このようなカードの大きさに対する制限が発生しないように、バックパネルを筐体側面及び底面に対し垂直に立てて筐体中央に設置し、この筐体中央部に設置されたバックパネルの両面に、筐体底面に対し平行に複数のカードを実装する方法も考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような実装方法では、ラック等の筐体の前面から吸気して筐体の背面へ排気することにより筐体内部に作り出される冷却用の空気流を、筐体中央部に設置されるバックパネルが遮ることになる。このため、冷却システムが充分に機能しなくなるという問題が発生する。この一般的な前面吸気背面排気冷却構造を採用せずに、筐体下部から吸気して筐体上部から排気する方法を代替手段として採用する方法もある。しかしながら、このような底面吸気上面排気冷却構造においては、実装されるカードの上部及び下部に冷却用のファンを設けるための空間を確保する必要がある。このため、コンピュータ・システム等のシステムを構築するとき、ラック等の筐体の高さが標準的なラック等の筐体よりも高くなり、この筐体に実装されるバックパネル及びカード以外の電子部品類の実装密度が低下する。よって、高密度実装及び小型化によるシステム全体としての性能向上が妨げられるという問題が発生する。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、標準規格で製造されるラック等の筐体を用い、この内部に複数個の大型カードを高密度に実装することによって、コンピュータ・システム等のシステム全体を高密度化及び小型化することができるカード実装ラックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るカード実装ラックは、昇降台と、電子部品を搭載したカードを水平方向に移動させて前記昇降台上に前記カードを送入するためのガイドと、前記昇降台の上方に水平に配置されたバックパネルと、前記バックパネルの下面に設けられたバックパネル側コネクタと、前記昇降台を上昇及び下降させる駆動機構とを有し、前記カードは、前記ガイドに案内されて前記昇降台上に送入した後、前記駆動機構により前記昇降台を上昇させて前記カードのコネクタを前記バックパネル側コネクタに挿入することにより前記バックパネル側コネクタに接続されることを特徴とする。
【０００８】
前記駆動機構は、前記カードを保持するゴンドラと、垂直に延びるように配置され前記ゴンドラの側部を支持して昇降時に前記ゴンドラをガイドするガイドレールとで構成することができる。
【０００９】
また、前記駆動機構は、前記昇降台に設けたネジ孔に螺合するボールネジと、前記ボールネジに同軸的に固定された第１の傘歯車と、前記第１の傘歯車に螺合する第２の傘歯車と、前記第２の傘歯車とを回転駆動する治具と、を有し、前記治具により前記第２の傘歯車を回転させて前記第１の傘歯車を従動回転させ、前記ボールネジを回転させて前記昇降台を昇降移動させるようにすることができる。
【００１０】
前記ゴンドラは、磁気及び電磁波を遮蔽する材料で形成するのが好適である。
【００１１】
また、前記バックパネルの上面にも他のバックパネル側コネクタを設け、この他のバックパネル側コネクタに、他の電子部品搭載カードを接続するようにすることができる。
【００１２】
更にまた、前記カードを空気流で冷却するファンが設けられている構成とするのが良い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るカード実装ラックを示す斜視図であり、図２は図示の簡略化のために、図１から前面パネル１９、背面パネル２０、冷却ファン１４ａ及び１４ｂを取り外したものである。また、図３は本実施形態に係るカード実装ラックの模式的正面図であり、図４は本実施形態に係るカード実装ラックの模式的側面図である。また、図５は本実施形態の動作を説明する図である。本実施形態に係るカード実装ラックは、図１に示すように、ラック１１の前面パネル１９及び背面パネル２０の裏面に冷却ファン１４ａ及び１４ｂが設置されている。ラック１１の前面パネル１９に設置された冷却ファン１４ａは、ラック１１外部から空気を吸い込み、ラック１１の背面パネル２０に設置された冷却ファン１４ｂは、ラック１１内部に実装されるバックパネル１２及びカード１３等のシステム構成部品からの駆動時の発熱を吸熱した空気をラック１１外部へ排気する。
【００１４】
図２に示すように、ラック１１中央には水平にバックパネル１２が設置されており、このバックパネル１２の上面及び下面に備えられた複数のコネクタ１８を介して複数のカード１３が実装されている。これらのカード１３は、カード１３を上下方向に移動させてバックパネル１２に実装するためのゴンドラ１５内に設置されている。また、バックパネル１２の上面に設置されたゴンドラ１５の上側と、バックパネル１２の下面に設置されたゴンドラ１５の下側には、これらのゴンドラ１５を上下方向に移動させることによりカード１３を上下に移動させてバックパネル１２に挿抜させるための駆動機構１７が設けられており、この駆動機構１７とカード１３との間には、カード１３を固定し、振動等の影響からカード１３を保護するスペーサ１６が設置されている。
【００１５】
図３に示すように、ゴンドラ１５の上部及び下部には、ラック（図示せず）の前面又は背面方向からカード１３を水平方向に移動させ、このカード１３をバックパネル１２に対し垂直にゴンドラ１５内部に設置及び保持するためのガイドとして、カードレール３２が設けられている。また、ゴンドラ１５の４隅には、ゴンドラ１５の上部から下部まで垂直に延びるように配置され、このゴンドラ１５の側部を支持して昇降時にゴンドラ１５をガイドするガイドレール２１が設けられている。一方、ＬＳＩ３３が実装されたカード１３は、このバックパネル１２側端部にカード側コネクタ１８ａが設けられており、このカード側コネクタ１８ａの近傍にはカードパネル３１が設けられている。また、カード１３がラック（図示せず）の前面又は背面方向から水平方向に移動しゴンドラ１５内の正しい位置に導かれるように、このカード１３上端部に設けられたカードパネル３１はゴンドラ１５上部のカードレール３２に、カード１３下端はゴンドラ１５下部のカードレール３２に嵌め込まれており、カード１３がゴンドラ１５内に収納された後にも、カード１３はカードレール３２によりゴンドラ１５内部に安定して固定されている。ゴンドラ１５の下部はゴンドラ１５と一体構造の昇降台２２になっており、この昇降台２２の中心部分に設けられたネジ孔には、このネジ孔と螺合するボールネジ２３が挿入されている。また、このボールネジ２３に同軸的に固定された第１の傘歯車２４と第１の傘歯車２４に螺合する第２の傘歯車２５とが設けられており、この第２の傘歯車２５が回転させられると、第１の傘歯車２４が従動回転され、ボールネジ２３が回転させられて昇降台２２が昇降移動されるように構成されている。
【００１６】
本実施形態においては、図４に示すように、カード側コネクタ１８ａによりバックパネル１２上のバックパネル側コネクタ１８ｂと接続されたカード１３の駆動機構１７側には、カード１３端部に設けられたカード側コネクタ１８ａがシステム駆動時の振動等によりバックパネル側コネクタ１８ｂから抜け落ちないように、カード固定用のスペーサ４１が挿入される。
【００１７】
次に、図５を参照して本実施形態の動作について説明する。ボールネジ２３を回転させるためのカード挿抜治工具２６によって、ラック１１（図示せず）の前面又は背面方向から第２の傘歯車２５を回転させる力を加えると、この回転力が第２の傘歯車２５と螺合する第１の傘歯車２４を介してボールネジ２３に伝えられる。ボールネジ２３は、この回転により昇降台２２を昇降移動させる。昇降台２２は、これと一体構造のゴンドラ１５をガイドレール２１に沿って昇降移動させる。よって、ボールネジ２３に昇降台２２を上昇させる方向の回転力を加えると、ゴンドラ１５内に設置されたカード１３も上昇する。そして、カード１３の上端部に設けられたカード側コネクタ１８ａは、カード１３が充分に上昇するとバックパネル１２上に備えられたバックパネル側コネクタ１８ｂに挿入され、カード１３はバックパネル１２に接続される。また、ボールネジ２３に昇降台２２を下降させる方向の回転力を加えると昇降台２２は下降し、ゴンドラ１５もガイドレール２１に沿って下降する。よって、ゴンドラ１５内に設置されたカード１３も下降し、カード１３上端部に備えられたカード側コネクタ１８ａはバックパネル１２上に備えられたバックパネル側コネクタ１８ｂから抜去される。
【００１８】
本実施形態によれば、バックパネル１２をラック１１内部に水平に設置し、このバックパネル１２の上面及び下面の両側から複数のカード１３をコネクタ１８を介して実装することによって、多数のカード１３を高密度に実装することができる。このため、従来のようにカード間接続配線長が長くなることによるシステム全体の性能劣化の問題は発生しない。また、バックパネル１２及びカード１３の駆動時の発熱を冷却するための吸気用冷却ファン１４ａ及び排気用冷却ファン１４ｂが、ラック１１の前面パネル１９及び背面パネル２０に設置されるため、ラック１１内部における発熱を効率良く放熱させることができる。更にまた、本実施形態においては、カード１３がバックパネル１２及びラック１１底面に対して垂直に実装されるため、ラック１１の幅がカード１３の大きさを制限することがない。より大型のカードを実装する必要がある場合には、ラックの高さ方向及び前背面方向へ容易に拡張することができる。
【００１９】
また、本実施形態においては、ゴンドラ１５がガイドレール２１により精度良く昇降移動させられるため、ゴンドラ１５が左右方向にぶれたり、カード側コネクタ１８ａとバックパネル側コネクタ１８ｂとがずれることはない。また、同様の構造をバックパネル１２上面側にも構成することにより、より多くのカードを高密度に実装することができる。
【００２０】
なお、本実施形態においては、所定数のカード１３をバックパネル１２上面及び下面に実装後、ラック１１の前面及び背面に、吸気用冷却ファンを備えたパネルと排気用冷却ファンを備えたパネルとを設置することにより、バックパネル１２及びカード１３からの駆動時における発熱を効率的に放熱させることができる。
【００２１】
また、本実施形態においては、ゴンドラ１５を形成する材料を特に限定していないが、磁気及び電磁波に対する遮蔽性を備えた材料を用いると、カード駆動時にこのカードから発生する電磁波が外部に漏れ出ることを防ぐことができるので好適である。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係るカード実装ラックは、ラック内部に水平に設置されるバックパネルの上面及び下面の両面に、ラック側面に平行にバックパネルに垂直にカードを実装することによって、ラックの幅に制限されずに複数の大型のカードを実装することができる。このため、カード間接続配線長を短縮させることができ、カード間接続配線長が長くなるときに問題となるシステム性能の劣化を抑制することができる。また、ラック内におけるバックパネル及びカードからの発熱を、ラック前面及び背面に設置される冷却ファンにより実現される前面吸気背面排気冷却構造により効率的に放熱できる。よって、冷却構造をラックの上下部分に設置する必要が無く、無駄な空間のない高密度な実装構造を実現することができる。また、ラック前面及び背面の両方から駆動機構を操作してカードの実装及び抜去作業がせきるため、カード交換作業を効率良く実施することができる。更にまた、ゴンドラ形成材料に電磁波遮蔽性を備えた素材を用いることによって、カードから発生する電磁波が外部に漏れ出ることによる悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るカード実装ラックを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るカード実装ラックにおいて、前面及び背面のパネル並びに冷却ファンを除く部分を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るカード実装ラックの模式的正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るカード実装ラックの模式的側面図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカード実装ラックの動作を示す図である。
【符号の説明】
１１；ラック
１２；バックパネル
１３；カード
１４ａ，１４ｂ；冷却ファン
１５；ゴンドラ
１６；スペーサ
１７；駆動機構
１８；コネクタ
１８ａ；カード側コネクタ
１８ｂ；バックパネル側コネクタ
１９；前面パネル
２０；背面パネル
２１；ガイドレール
２２；昇降台
２３；ボールネジ
２４；第１の傘歯車
２５；第２の傘歯車
２６；カード挿抜治工具
３１；カードパネル
３２；カードレール
３３；ＬＳＩ
４１；スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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