(57)【要約】【課題】収容する機器の多様性に応じてラック筐体の冷却方式が容易に変更可能なラック筐体システムを提供する。【解決手段】外部から圧送された冷却風を筐体内部に流通させて強制冷却するために室内吸気用の側面パネルと共用性、または互換性を有する前記メインフレームへの装着インタフェースで、前記メインフレームＭＦに装着され、パネル面に平行な方向にダクト口Ｄを備えて外部から冷却風を取り入れ、その冷却風を前記ユニット電子機器ＰＡへ向けられた通風口ＡＨから送出する第１の側面パネルと、その側面パネルに対向し、パネル面に平行な方向に第２のダクト口Ｄを備え取り入れた冷却風を第２のダクト口から排出する第２の側面パネルとのペアで強制空冷方式用の側面パネルＳＰｄを構成する。【選択図】  図６
2012169554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子機器ユニットを収容するラック筐体システムにおいて、
メインフレームと、
筐体が設置された周囲の室内空気を吸排して筐体内部に流通させて前記複数の電子機器ユニットを冷却する場合に前記メインフレームの対向する側面部に装着される室内吸気方式用の側面パネルか、
または外部から圧送される空気により前記複数の電子機器ユニットを冷却する場合に前記室内吸気方式の側面パネルと共通の装着インタフェースの装着部品によって前記室内吸気方式の側面パネルに代わり前記メインフレームに装着されるパネル面に平行な方向に第１のダクト口を有して外部から圧送される冷却風を取り入れ、その冷却風を筐体内部の前記電子機器ユニットへ向けられた通風口から送出する第１の側面パネルと、第１の側面パネルに対向し、パネル面に平行な方向に第２のダクト口を備え前記送出された冷却風を受収する通風口を介して外部へ前記取り入れた冷却風を第２のダクト口から排出する第２の側面パネルとから構成されるペア構成の強制空冷方式用の側面パネルの
いずれかを前記メインフレームに装着する装着手段と
を具備する
ことを特徴とするラック筐体システム。
【請求項２】
前記ダクト口は、前記第１、第２の側面パネルの上方向に開口し、
前記各通風口は、前記第１、第２の側面パネルの左右中央付近で上下方向に伸びたスリットとして設けられていることを特徴とする請求項１記載のラック筐体システム。
【請求項３】
前記強制空冷用側面パネルの前記第１、第２の側面パネルは、パネル面に平行な上部にダクト口と、筐体内部との間の通風口を有する箱状の一体形状で、前記強制空冷を行う場合、前記室内吸気方式の側面パネルと交換して装着されることを特徴とする請求項１または、２に記載のラック筐体システム。
【請求項４】
前記強制空冷方式用側面パネルの前記第１、第２の側面パネルは、
筐体内部方向への通風口となる開口部を有する前記室内吸気用側面パネルと、
蓋状の形状で前記室内吸気方式用側面パネルを覆う様にして前記室内吸気方式用側面パネルと共に前記メインフレームに装着されるカバーパネルとを
組み合わせることによって前記上部のダクト口と前記筐体内部方向への通風口を有する前記強制空冷用側面パネルとなる
こと特徴とする請求項１または、２に記載のラック筐体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放送局の送信機用機器を収容するラック筐体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放送局の送信設備は、基幹放送所や中継送信所でその規模によって使用される機材の種類や台数の組合せが雑多である。送信機の電力増幅器は、所要出力に応じて最終段の電力増幅器を並列や、複数同時使用して大出力に対応することが多い。その結果、例えば１９インチ標準寸法でラックにマウント（装着）される送信機用機器を収容するラック筐体であっても、放熱条件に合わせてラック筐体の基本構造を変える必要があった。
【０００３】
図１４、図１５は、それぞれ送信設備に用いられ、ラック筐体が設置された周囲の室内空気を吸排して収容機器を冷却する室内吸気方式のラック筐体の一例、圧送された外気の冷却風を取り入れて収容機器を強制空冷する従来の強制空冷方式のラック筐体の代表的構造の一例を説明する外観図である。
【０００４】
図１４に示される様に室内吸気方式のラック筐体ＬＣは、電力増幅器等の機器の発熱量が小さいため、内部に収容される電力増幅器等が備える内蔵ファンＦによって内部空気が攪拌され、外部へ排出される。機器内蔵のファンによって内部空気を吸排するための通風口として、前面パネルの空隙を利用するか、更に筐体を通過する冷却風量を確保するために側面パネルへ吸気用の多数のパンチホールｓｈを設け、背面パネルＢＰに設けられた排気口Ｆｏから内部空気を排出して空気を流通させる室内吸気方式のラック筐体ＬＣの一例である。
【０００５】
また、発熱量が大きくなると天板にファンを取り付け（図示せず。）温度上昇した内部空気を排出するなどの方法がとられるが最終的には外部から圧送された冷却風をラック筐体内に強制的に流通させる強制空冷方式が採用される。
【０００６】
図１５に示される様に大出力送信機や、消費電力が大きい機器を収容する場合は、機器を収納するラック筐体の内部へ冷却風を外部から強制的に送りこむダクト口として吸気（送風）口Ｄｉと、それを排気する排気（排風）口Ｄｏがラック筐体ＬＣの天板Ｈｐに設けられる。
【０００７】
この場合、ラック筐体の下の方に収容している機器を冷却するため天板ＨＰから内部ダクトが筐体下部迄延伸される。そして、筐体内部の収容機材に向けて冷却風を吹きつけ、他方では収容機材に吹き付けられた冷却風を吸入して排出するラック筐体ＬＣの一例である。
【０００８】
以上のように、強制冷却機構を備えるか否かによって、ラック筐体ＬＣのフレームや、各面のパネル、内部ダクト、取付部品など専用の部品を寸法、形状をそれぞれ多種多様に準備しなければならない。
【０００９】
従来は、ラック筐体ＬＣの構造が外気を圧送して収容された機器に対して強制空冷を行う強制空冷方式と収容される機器が内蔵するファンを用いる室内吸気方式とでは、パネルや機器を取り付けるフレーム構造がそれぞれ別になり、例えば、ラック筐体の前面寸法、および構成部品が異なるのに加え、各冷却方式のラック筐体に分けて製造ラインを設けなければならなかった。
【００１０】
収容される機器単体（ユニット）の筐体（シャーシ）では、内蔵ファンの有無どちらの場合にも対応出来るシャーシ構造が考案されている（例えば、特許文献１。）が、機器ユニット筐体を更に収容するラック筐体では、冷却方法の違いに応じて製造ラインを独立して設けなければならないので部品種類の増加と共に製造コストの増加要因となる問題があった。
【００１１】
また、局設備を増設するに伴って強制空冷方式を導入（採用）する変更が行われる場合、ラック筐体を強制冷却方式に交換しなければならない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２７７９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
従来のラック筐体では、強制冷却構造を備えるか備えないかにより、構造が異なるので冷却方式毎に製造ラインを独立して設ける必要があり、また部品種類の増加と共に製造コストの増加要因となる問題があった。また、局設備を増設するに伴い強制空冷方式を採用する変更が行われる場合、背面、側面のパネル、エアダクト等の部品交換、取付に係わる作業量の負担が大きくなる問題があった。
【００１４】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、収容する機器の多様性に応じてラック筐体の冷却方式が容易に変更可能なラック筐体システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のラック筐体システムは、複数の電子機器ユニットを収容するラック筐体システムにおいて、メインフレームと、筐体が設置された周囲の室内空気を吸排して筐体内部に流通させて前記複数の電子機器ユニットを冷却する場合に前記メインフレームの対向する側面部に装着される室内吸気方式用の側面パネルと、外部から圧送される空気により前記複数の電子機器ユニットを冷却する場合に前記室内吸気方式の側面パネルと共通の装着インタフェースの装着部品によって前記室内吸気方式の側面パネルに代わり前記メインフレームに装着され、パネル面に平行な方向に第１のダクト口を有して外部から圧送される冷却風を取り入れ、その冷却風を筐体内部の前記ユニット電子機器へ向けられた通風口から送出する第１の側面パネルと、第１の側面パネルに対向し、パネル面に平行な方向に第２のダクト口を備え前記送出された冷却風を受収する通風口を介して外部へ前記取り入れた冷却風を第２のダクト口から排出する第２の側面パネルとから構成されるペア構成の強制空冷方式用の側面パネルとを具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、ラック筐体のメインフレームの構造の一例を示す外観図。
【図２】本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、自己冷却タイプのラック筐体の構造の冷却方法の一例を示す概念図。
【図３】室内吸気方式のラック筐体ＬＣの一例の主要構成を示す外観図。
【図４】図１におけるラック筐体の背面パネルＢＰの外観図。
【図５】室内吸気方式のラック筐体の側面パネルの例を示す外観図。
【図６】本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、強制冷却専用の側面パネルＳＰｄを装着したラック筐体ＬＣの一例を示す外観図。
【図７】本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、ラック筐体に強制空冷機構を設けて冷却を行う場合の冷却方法を説明する概念図。
【図８】図６に示される側面パネルＳＰｄの構造を説明する構成図。
【図９】図８に示される側面パネルＳＰｄの変形例の外観図。
【図１０】図８に示される側面パネルＳＰｄの第２の変形例を示す外観図。
【図１１】図８に示す側面パネルＳＰｄの第３の変形例を示す外観図。
【図１２】図８に示す側面パネルＳＰｄの第４の変形例を用いた強制空冷方法を説明する概念図。
【図１３】強制空冷する場合の側面パネルの通気口の調整機能を説明する概念図。
【図１４】室内吸気方式のラック筐体の代表的構造の一例を説明する外観図。
【図１５】従来の強制空冷方式のラック筐体の代表的構造の一例を説明する外観図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、ラック筐体のパネルや機器を取り付けるためのメインフレームの一例を示す構造外観図である。
【００１９】
図２は、本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、ラック筐体に強制空冷機構を設けずに収容機器の内蔵ファンだけを用いて、室内空気を吸排して冷却を行う室内吸気方式のラック筐体の構造の冷却方法を説明する概念図である。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｄ）は、ラック筐体ＬＣのそれぞれ上面図、背面図、正面図、側面図、図３は、室内吸気方式のラック筐体ＬＣの一例の主要構成を示す外観図である。
【００２１】
図１において、ラック筐体ＬＣは、自立するための骨組みとなり、図示されないがラック筐体の天板、底板、側面パネルや裏面パネルを取りつるためのメインフレームＭＦと、サブフレームｓｆ、例えば、送信機の電力増幅器（図示せず。）の様な電子機器ユニットを装着するマウントフレームｍｆとを備えている。
【００２２】
電子機器ユニットは、マウントフレームｍｆに予め定められた装着条件、たとえば、１９インチラック（１９ｉｎｃｈ−Ｒａｃｋ）と呼ばれる左右の取り付けねじ間寸法（４８２．５ｍｍ）、上下の機器取り付けねじ間ピッチ（４４．４ｍｍ）の様な標準規格や、共通設計条件に基づいて装着される。
【００２３】
また、メインフレームＭＦには、側面パネルを装着する装着インタフェースＭＤとして装着部品ｍｄを備えている。装着部品ｍｄの代表例は、側面パネルＳＰを固定する（装着インタフェースＭＤとして機能する）ボルトと組になるメインフレームＭＦに付属するナットであるが、そのほか、側面パネル構造に応じた種類の部品を適宜選択してよい。
【００２４】
図２において、メインフレームＭＦには、天板ＨＰ、底板（図示せず。）、左右の側面パネルＳＰ及び背面パネルＢＰが取りつけられる。前面には、ラックマウントフレームｍｆに取りつけられたｎ台の電力増幅器ＰＡ（（＃１）〜（＃ｎ）、ｎ：自然数、説明に必要が無い限り番号付与を省略する。）が並んでいる。ラック筐体のマウントフレームｍｆに機材、電力増幅器ＰＡが取りつけられていない部分は前面を塞ぐブランクパネルｂｐ（図示せず。）が取りつけられる。またブランクパネルｂｐの代わりにエアフィルタＦ等を備えた吸気パネル（図示せず。）が取りつけられても良い。
【００２５】
また、図４は、図１におけるラック筐体ＬＣの背面パネルＢＰの外観図、図５は、室内吸気方式のラック筐体の側面パネルの一例を示す外観図である。
【００２６】
図３で示されるように側面パネルＳＰは、外部フレーム１の側面パネル装着面に、例えば、ネジ位置、ネジ寸法、穴径、勘合機構などの所定の取付条件の部品（以下、装着インタフェースと呼ぶ。）である装着部品ＭＤ、たとえば、ボルトと、メインフレームＭＦ側の装着部品ｍｄであるナットにより取りつけられる。
【００２７】
この装着インタフェースは、後述のダクト兼用側面パネルと共通にすることによって、ダクト兼用側面パネルとの交換もしくは、追加（増設）を容易にしている。なお、装着部品ＭＤと装着部品ｍｄとは、ボルト・ナットの他、「パチン錠」と呼ばれるような、対の組み合わせのフック金具によるもの、バネ部品とスクリュービスの様な構造などが適宜選択される。
【００２８】
図４において、ラック筐体の背面パネルＢＰは、排気口ＡＷを備え、排気口ＡＷは、筐体内部にエアフィルタＡＦおよびそのホルダＨを備えている。
【００２９】
また、図５において側面パネルＳＰの共用性を増すために、左右で使用できる様、通風口ＡＨを側面パネルの左右端から等距離の中央付近に設けている。また、通風口ＡＨの開口面積をダクト口Ｄのそれよりも小さくなるようにすると、冷却風の流速が高くなる。そして、ラック筐体ＬＣの収容される機材の発熱部に通風口ＡＨが近くなるように相互位置を設定しておくことにより冷却効率を高めることが可能である。
【００３０】
図２において前面に取りつけられた電力増幅器ＰＡ相互間のパネルの隙間等から電力増幅器ＰＡの内蔵ファンＦにより、吸引されて取り込まれた室内空気は、例えば電力増幅器ＰＡ（＃１）と電力増幅器ＰＡ（＃２）との間の隙間ｄを通過し、背面パネルＢＰの排気口ＡＷから外部へ排出される。    
なお、前面のマウントフレームｍｆには、図２（ｄ）に示される様に、エアフィルタＡＦ等を備えた通風口として機能するパネル（詳細図示せず。）が取りつけられても良い。
【００３１】
また、図２（ｄ）、図５（ｂ）、（ｃ）の外観図に示される様にラック筐体システムとしてのシステム性を具備するよう、側面パネルＳＰに通風口ＡＨが設けられていても良い。その場合には、通風口ＡＨにエアフィルタＡＦが取りつけられ、図２（ａ）に点線で示される様に通風口ＡＨから外気が吸い込まれ、背面パネルＢＰの排気口ＡＷから外部へ排出される。この通風口ＡＨは、電力増幅器ＰＡの発熱部に近くなること、また上記の隙間ｄにも近いので、冷却風の通路が発熱部を経由することになり冷却効率が高くなる効果がある。また、この通風口ＡＨは、後述する様に、強制空冷を行う場合に取りつけられたダクトからの通風口としても機能する。
【００３２】
図６は、本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、強制空冷専用の側面パネルＳＰｄを装着したラック筐体ＬＣの構成を示す外観図の一例、図７は、本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、ラック筐体に強制空冷機構を設け強制空冷を行う場合の冷却方法を説明する概念図である。
【００３３】
図７（ａ）〜（ｄ）は、ラック筐体のそれぞれ上面図、背面図、正面図、側面図、図８は、本発明の実施例のラック筐体システムにかかわり、外気強制空冷方式となるラック筐体の構成の一例を示す外観図である。
【００３４】
図７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）において示される様に、２つのダクト付き側面パネルＳＰｄに外部と強制冷却風を吸排するためのダクト口Ｄが付随している。ここでは右側面のダクト口Ｄは吸気用、左側面のダクト口Ｄが排気用に使用されている。ラック筐体では、通常、冷却風を天井付近に設けられる送風管、即ちダクトからの圧送空気を取り込み、次のラック等へ接続されるダクトへ向けて排出する圧送空気経路が形成される。
【００３５】
ダクト口Ｄ、ダクト自身の形状、通風口ＡＨの形状はここでは、それぞれ矩形、またはそれに近い場合を示しているが、例えば、気道となるダクトは、半月状になっているものなど適宜、形状や寸法が採用される。
【００３６】
また、ここでは、部品種別を減らすために、左右何れのダクト口Ｄも側面パネルの中央付近に取りつけられた構造になっており、同じ構造の側面パネルＳＰｄが使用される。
【００３７】
図８は、図６に示される側面パネルＳＰｄの構造図である。ここでは、側面パネルＳＰｄは、ダクト付きの箱状の構造をしており、封止板ｒｐで囲まれた２枚のプレートｐ１とプレートｐ２とが対向し、封止板ｒｐには開口部として外部のダクトに繋がるダクト口Ｄが設けられ、プレートｐ１には、筐体内部と冷却空気が出入するための通風口ＡＨが設けられている。
【００３８】
強制空冷をする場合、メインフレームＭＦにこの側面パネルＳＰｄが取り付けられる。側面パネルＳＰｄを装着する装着インタフェースＭＤとしては、ボルトとナットでも良いが、室内吸気方式から強制空冷方式へ変換する場合、側面パネルを交換するのでメインフレームＭＦと側面パネルＳＰｄとを「パチン錠」と呼ばれるようなフック機構を用いた脱着容易なファスナー部品を用いても良い。
【００３９】
また、図７（ｄ）に示される背面図でも背面パネルＢＰに排気口ＡＷが設けられているが、強制空冷方式の場合、ダクトを介した空気の流通が主となるので、排気口ＡＷは、エアフィルタＡＦを密なものに変更するか、図示されない蓋のような補助部品で塞がれる。
【００４０】
図９は、図８に示される側面パネルＳＰｄの変形例の外観図である。側面パネルＳＰｄのプレートｐ１に筒状に延伸したダクトＤが取り付けられ、プレートｐ１に設けられた通風口ＡＨを介して圧送される冷却空気が出入する。この方法では、側面パネルＳＰｄの重量が軽減できる。メインフレームＭＦとの取り付けは図８に示される場合と同様である。
【００４１】
図１０は、図８に示される側面パネルＳＰｄの第２の変形例の外観図である。
【００４２】
図１０は、強制空冷方式を採用する場合、側面パネルＳＰｄを交換するのではなく、側面パネルを構成する部品としての側面パネルＳＰｄをはじめに装着されている側面パネルＳＰに追加装着する。ここでは、丈夫にダクト口Ｄを有するカバー状の側面パネルＳＰｄを室内吸気方式の場合に用いられる側面パネルＳＰを覆うようにボルトでメインフレームＭＦに共締めして取り付ける。こうすることにより、室内吸気方式を採用しているラック筐体に収容している機材が増設されて強制空冷方式を採用する場合に、現場での作業が交換作業を含まないので軽減され、また資材原価も節約することが可能になる。
【００４３】
この方法では、あらかじめ側面パネルＳＰに設けられている通風口ＡＨにより筐体内部と冷却空気が出入するが室内吸気方式を行う場合には、通風口ＡＨに取り付けられるエアフィルタＦ（図示しない。）は取り外される。また、この通風口ＡＨは、室内吸気方式の場合、蓋で閉じられるものであっても良いことは言うまでもない。
【００４４】
図１１は、図８に示す側面パネルＳＰｄの第３の変形例を示す外観図である。ここでは、図８に示す場合と同様にダクト部分のみを側面パネルに追加装着するようにしたもので、ここでは、ダクト状の側面パネルＳＰｄは、横の部分が元の側面パネルＳＰへビスＭＤａとナットＭＤｂで追加保持されており図１０に示される構造よりも軽量である。
【００４５】
なお、本発明は、上記の構成と組み合わせに限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成組み合わせを変更したものであっても適用される。
【００４６】
たとえば、図１２は、図８に示される側面パネルの第４の変形例を用いた場合に相当する強制冷却方式を説明する概念図である。図７においては、上面に設けられているダクト口Ｄが、側面パネルＳＰｄの前面側と背面側とに設けられている。
【００４７】
図１３は、側面パネルＳＰにカバー状の側面パネルＳＰｄを取り付けることによりパネル内部にダクト機能を持たせる場合の側面パネルＳＰの変形例である。
【００４８】
図１３において側面パネルＳＰは、ここでは、区分された複数の通気口ＡＨが設けられている。室内吸気方式の採用時には、例えば、通風口全部から外部の空気を取り込むか、または、蓋等で閉じられ、通気口ＡＨから空気が流通しない様にして使用される。
【００４９】
一方、強制空冷方式の採用時には、この通気口ＡＨのうち、内部に収容されたユニット電子機器の発熱部分に近い位置の通気口ＡＨのみ空気を取り込めるように、ここでは、ｘ１、ｘ４列との位置関係にある空気口を蓋（シャッター）で閉じ、中央のｘ２、ｘ３列の２列のみ空気を取り込めるようにしてここを介しての通風の流速を早くすることにより発熱部分を効率よく冷却できるようにしている。
【符号の説明】
【００５０】
ＡＦ  エアフィルタ
ＡＨ  通風口
ＡＷ  排気口
Ｄ  ダクト
ＨＰ  天板
ＬＣ  ラック筐体
ＭＤ  装着インタフェース
ｍｄ  装着部品
ＭＦ  メインフレーム
ｓｆ  サブフレーム
ｍｆ  マウントフレーム
ＳＰ、ＳＰｄ  側面パネル
ＢＰ  背面パネル
ＰＡ  電力増幅器
ｐ１、ｐ２  プレート
ｒｐ  封止板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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