| 【発明の名称】 |
電子機器筐体内の風向可変構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊東 誠
【氏名】松本 定明
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| 【要約】 |
【課題】プリント配線基板（ＰＫＧ）をブックシェルフ状に収納するサブラックを複数段積み重ねた電子機器筐体内にて、各ＰＫＧへの風量配分を均一化する。
【解決手段】電子部品５が実装されたＰＫＧ４を、ブックシェルフ状に収納するサブラック３を、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体１内を、ファンユニット２で強制的に空冷する場合において、各サブラック３の間隙６ａと、サブラック３とファンユニット２の間隙６ｂとに、各ＰＫＧ４のスロット毎に対応した、任意の角度で保持できる矩形板７を有する風向調整ユニット９を設ける。このため各ＰＫＧ４に流入、または各ＰＫＧ４から流出する空気の方向、すなわち風向を、矩形板７で可変することにより、各ＰＫＧ４に適当な風量を配分することができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電子部品が実装されたプリント配線基板をブックシェルフ状に収納するサブラックを、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体内をファンユニットで強制的に空冷する構造であって、積み重ねた前記各サブラックの間と、前記サブラックと前記ファンユニットの間に、それぞれ風向調整ユニットを設け、この風向調整ユニットの中に回転軸により回転可能で任意の角度で固定できる矩形板を前記各プリント配線基板のスロット毎に有してなり、前記各プリント配線基板に流入、または前記各プリント配線基板から流出する空気の方向、すなわち風向を前記矩形板で可変することにより、前記各プリント配線基板が必要とする適当な温度の風量を配分することを特徴とする電子機器筐体内の風向可変構造。
【請求項２】 前記各矩形板の回転を、前記風向調整ユニット内の前記矩形板の回転軸毎に取り付けた小型のサーボモータにより行うことを特徴とする請求項１記載の電子機器筐体内の風向可変構造。
【請求項３】 前記各矩形板の任意の角度を決める要素、パラメータ、条件として、前記各回転軸に内蔵したセンサから得られる温度データ及び風速データと、センサ作動時の前記各プリント配線基板への供給電力及び前記各ファンユニットの運転データとを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器筐体内の風向可変構造。
【請求項４】 前記各矩形板の任意の角度を決める要素、パラメータ、条件を、前記各風向調整ユニット内に設けた各コントロールユニットで演算し、収集した情報と演算結果を他のコントロールユニット間で通信しながら、前記各プリント配線基板に必要な適当な温度の風量を配分するための、前記各矩形板の角度を随時決定し、調整することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電子機器筐体内の風向可変構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器筐体の空冷構造に関し、特に、電子部品が実装されたプリント配線基板（以下、ＰＫＧ）をブックシェルフ状に収納するサブラックを、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体を、ファンを使用して冷却する場合の筐体内の風向可変構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子機器筐体の空冷構造において、複数のＰＫＧを筐体内に配置する場合、これら複数のＰＫＧを消費電力の大きさに応じて分け、それぞれの消費電力が冷却ファンの風量分布に対応するように各ＰＫＧを並べるような配置構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、システム構成の拡張性や、汎用性が悪い事である。
【０００４】その理由は、ＰＫＧの配置が固定されており、ＰＫＧ構成の変更やファンユニットの変更が出来ないためである。
【０００５】第２の問題点は、ＰＫＧが複数段積み重ねられた場合、実際には基板間の温度が不均一になる恐れがあることである。
【０００６】その理由は、冷却ファンの風量分布とＰＫＧの消費電力によりＰＫＧを配置してはいるが、ＰＫＧの部品実装密度やＰＫＧ間のスペースを考慮していないため、また、上段へ与える影響および下段から受ける影響を考慮していないためである。
【０００７】本発明の目的は、上述した従来の問題点を除去し、下記１）〜４）項の内容を盛り込んだ、電子機器筐体内の風向可変構造を提供することにある。
【０００８】１）各ＰＫＧへの適当な風量の配分による冷却効率の向上。
【０００９】２）ＰＫＧが複数段積み重ねられた場合の上下段での相互干渉を考慮した風量調整による、高精度多段実装の実現による経済性の向上。
【００１０】３）各ＰＫＧ毎の風量調整を実現させ、ファンの必要風量を少なくし、ファンの数量や小型化を図ることによる原価低減。
【００１１】４）あらゆるファンの種類やＰＫＧ構成、段構成に対応できる汎用性、拡張性の向上。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決するため、本発明の電子機器筐体内の風向可変構造は、電子部品が実装されたプリント配線基板をブックシェルフ状に収納するサブラックを、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体内をファンユニットで強制的に空冷する構造であって、積み重ねた前記各サブラックの間と、前記サブラックと前記ファンユニットの間に、それぞれ風向調整ユニットを設け、この風向調整ユニットの中に回転軸により回転可能で任意の角度で固定できる矩形板を前記各プリント配線基板のスロット毎に有してなり、前記各プリント配線基板に流入、または前記各プリント配線基板から流出する空気の方向、すなわち風向を前記矩形板で可変することにより、前記各プリント配線基板が必要とする適当な温度の風量を配分可能な構造とした。
【００１３】この電子機器筐体内の風向可変構造において、前記各矩形板の回転を、前記風向調整ユニット内の前記矩形板の回転軸毎に取り付けた小型のサーボモータにより行うことが好ましい。
【００１４】またこの電子機器筐体内の風向可変構造において、前記各矩形板の任意の角度を決める要素、パラメータ、条件として、前記各回転軸に内蔵したセンサから得られる温度データ及び風速データと、センサ作動時の前記各プリント配線基板への供給電力及び前記各ファンユニットの運転データとを用いることが好ましく、さらに前記各矩形板の任意の角度を決める要素、パラメータ、条件を、前記各風向調整ユニット内に設けた各コントロールユニットで演算し、収集した情報と演算結果を他のコントロールユニット間で通信しながら、前記各プリント配線基板に必要な適当な温度の風量を配分するための、前記各矩形板の角度を随時決定し、調整することが好ましい。
【００１５】このような本発明によれば、各プリント配線基板に必要な適当な温度の風量を配分することが可能となる。従って、部品実装率や部品高さが高いプリント配線基板の間を通過する風量が少なく、そうでないプリント配線基板間の風量が多くなるというような各プリント配線基板間の風量にばらつきが生じることを解消し、また部品実装率が高く発熱量の大きいプリント配線基板に十分な風量が得られなくなり、反対に部品実装率が低く発熱量の小さいプリント配線基板に必要以上の風量が流れるという事態を解消し、冷却効率を向上させることができる。その結果、装置の信頼性向上（熱に起因する故障率の低減、部品寿命の低下防止）が図れる。
【００１６】また、より複雑で高精度なプリント配線基板実装やシステム構成が可能となり、装置の拡張性や汎用性向上が実現できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照して説明する。
【００１８】図１は本発明の実施の形態を示す正面断面図である。
【００１９】図１より、本発明の実施の形態の基本構成は、電子部品５が実装されたプリント配線基板（以下、ＰＫＧ）４と、ＰＫＧ４をブックシェルフ状に収納するサブラック３と、サブラック３を複数段積み重ねて実装する電子機器筐体１と、電子機器筐体１内を強制的に空冷するファンユニット２と、各サブラック３の間隙６ａと、サブラック３とファンユニット２の間隙６ｂとに設けられ、各ＰＫＧ４のスロット毎に回転軸８により回転可能で任意の角度で固定できる矩形板７を有する風向調整ユニット９とから構成されている。
【００２０】電子部品５が実装されたＰＫＧ４を、ブックシェルフ状に収納するサブラック３を、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体１内をファンユニット２で強制的に空冷する場合において、各サブラック３の間隙６ａと、サブラック３とファンユニット２の間隙６ｂとに、回転軸８により回転可能で任意の角度で固定できる矩形板７を、各ＰＫＧ４のスロット毎に有する風向調整ユニット９を実装することにより、各ＰＫＧ４に流入、または、各ＰＫＧ４から流出する空気の方向、すなわち風向を矩形板７で可変することで、各ＰＫＧ４に適当な風量を配分する構成である。
【００２１】次に、この実施の形態による具体例について図１を参照してさらに説明する。
【００２２】本発明による電子機器筐体内の風向可変構造の具体例は、電子部品５が実装されたＰＫＧ４と、ＰＫＧ４をブックシェルフ状に収納するサブラック３と、サブラック３を複数段積み重ねて実装する電子機器筐体１と、電子機器筐体１内を強制的に空冷するファンユニット２と、各サブラック３の間隙６ａと、サブラック３とファンユニット２の間隙６ｂに設けられ、各ＰＫＧ４のスロット毎に対応した温度・風速センサ８ａを内蔵し、小型サーボモータ８ｂで回転する回転軸８に取り付けられ、任意の角度で保持できる矩形板７を有し、各々の温度・風速センサ８ａからの情報、および各ＰＫＧ４への供給電力（発熱量）、ファンユニット２の運転状況のデータを収集し、演算した結果と収集した情報を、他の風向調整ユニット９間で通信しながら、自ユニット内の小型サーボモータ８ｂを制御するコントロールユニット９ａを有してなる風向調整ユニット９から構成される。
【００２３】なお本発明の構成は、上述した具体例の各要素構成それぞれに特許請求の範囲内で、数々の変形を加え得るものであり、それら全てに及ぶものである。
【００２４】次に、本発明の実施の形態の動作について図１を参照して説明する。
【００２５】電子部品５が実装されたＰＫＧ４を、ブックシェルフ状に収納するサブラック３を、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体１内を、ファンユニット２で強制的に空冷する場合において、各サブラック３の間隙６ａと、サブラック３とファンユニット２の間隙６ｂとに、各ＰＫＧ４のスロット毎に対応した、任意の角度で保持できる矩形板７を有した、風向調整ユニット９を有している。
【００２６】このため各ＰＫＧ４に流入、または各ＰＫＧ４から流出する空気の方向、すなわち風向を、矩形板７で可変することにより、各ＰＫＧ４に適当な風量を配分することができる。
【００２７】各矩形板７の回転を、風向調整ユニット９内の、矩形板の回転軸８毎に取り付けた小型サーボモータ８ｂにより行う。
【００２８】各矩形板７の任意の角度を決める要素、パラメータ、条件として、各回転軸８に内蔵した温度・風速センサ８ａから得られる温度データおよび風速データと、温度・風速センサ８ａ作動時の各ＰＫＧ４への供給電力、各ファンユニット２の運転状況データを用いる。
【００２９】収集した要素、パラメータ、条件を、各風向調整ユニット９内に設けた各コントロールユニット９ａで演算し、収集した情報と演算結果を、他のコントロールユニット９ａ間で通信しながら、各ＰＫＧ４に必要な適当な温度の風量を配分するための、各矩形板７の角度を随時決定し、調整する。
【００３０】従って、この実施の形態の構造によれば、部品実装率や部品高さが高いＰＫＧ４の間を通過する風量を多くし、そうでないＰＫＧ４間の風量は少なくするというように、各ＰＫＧ４間の風量を均一にし、また、部品実装率が高く発熱量の大きいＰＫＧ４に十分な風量を流し、反対に、部品実装率が低く発熱量の小さいＰＫＧ４には必要以上の風量を流さないようにし、さらに、上段への下段からの影響を考慮しながら電子機器筐体１内全体を全体的にコントロールすることができ、効率の良い冷却が可能となり、信頼性の向上が図れる。
【００３１】なお、温度・風速センサ８ａが回転軸８に内蔵して取り付けられているため、温度データおよび風速データを最も正確に把握することができる。また各ＰＫＧ４の交換・変更に際しては、ＰＫＧ４側にセンサが付いていないため交換がやり易く、また、どんなＰＫＧにも柔軟に対応することができる。
【００３２】
【発明の効果】第１の効果は、各ＰＫＧの部品実装密度、基板間のスペースの考慮、さらに上段へ与える影響および下段から受ける影響等を考慮した、各ＰＫＧへの風量配分ができ、効果的かつ効率的な冷却が可能となる。
【００３３】その理由は、電子部品が実装されたＰＫＧを、ブックシェルフ状に収納するサブラックを、複数段積み重ねて実装する電子機器筐体内をファンユニットで強制的に空冷する場合において、サブラックの間に、回転軸により回転可能で任意の角度で固定できる矩形板を、各ＰＫＧのスロット毎に有することにより、各ＰＫＧに流入、または各ＰＫＧから流出する空気の方向、すなわち風向を矩形板で可変することにより、各ＰＫＧに適当な風量を配分することができるからである。
【００３４】第２の効果は、より複雑で高密度なＰＫＧ実装やシステム構成が可能となり、装置の拡張性や汎用性向上が実現できる。
【００３５】その理由は、部品実装率や部品高さが高いＰＫＧの間を通過する風量を多くし、そうでないＰＫＧ間の風量は少なくするというように、各ＰＫＧ間の風量を均一にし、さらに、部品実装率が高く発熱量の大きいＰＫＧに十分な風量を流し、反対に部品実装率が低く発熱量の小さいＰＫＧには必要以上の風量を流さないことで、効率の良い冷却が可能となり、信頼性を向上できるからである。
【００３６】第３の効果は、ＰＫＧの交換・変更に際して柔軟に対応することができる。
【００３７】その理由は、各矩形板の角度を決める要素となる温度データおよび風速データを得るためのセンサが、ＰＫＧに取付いているのではなく矩形板の回転軸に内蔵されているため、ＰＫＧの交換時や変更に際し何ら支障を来たさないからである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２３２０４７
【氏名又は名称】日本電気エンジニアリング株式会社
【識別番号】０００００４２３７
【氏名又は名称】日本電気株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）１月１４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２０４９７４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−６０３５ |
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