JP2575652Y2 - ファンユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、軸流ファンを収容する
プラグイン実装型のファンパッケージと、これを並設収
納する搭載枠とから成り、電子装置の筐体内部を強制通
風して空冷するファンユニットに関する。

【０００２】電子機器は、高性能高速化、高密度実装
化、小形化により益々発展の一途を辿っている。機器の
高速化、高密度実装化、小形化は、同時に消費電力の増
加を促し、電源供給装置の小形化、大電力供給を要求
し、更に、電子回路を構成するＬＳＩを含めた部品への
供給電力は過半が熱に変換され、実装構造の冷却性能の
増大を要求する。

【０００３】電子装置の冷却方法には、自然空冷、ファ
ンを使用した強制空冷、間接液冷、直接液冷等があり、
冷却能力が大きい液体冷却は、保守の煩雑さと保守点検
時に機器を停止させなければならない為に、性能優先の
高性能コンピュータや特殊な電子機器にしか使用されて
いない。

【０００４】自然空冷は、一番簡易、高信頼な冷却法で
あるが、その冷却能力の低さから使用可能な電子機器は
限定される。通信機器などの長期間無停止という条件で
使用する機器では、信頼性及び保守性を高めたファンを
用いた強制空冷を行い、その冷却能力も益々高めること
が要求され、より大形、強力、高速回転のファンを使用
したファンユニットが望まれる。

【０００５】

【従来の技術】図３に従来の一例のファンユニットを示
し、(a) はユニットの実装斜視図、(b) はファンパッケ
ージの構成斜視図、図４はファンユニットの実装断面図
を示す。

【０００６】ファンユニットは、図３の(a) に示す如
く、装置筐体の左右のフレーム91に固定した搭載枠59
と、これに並設搭載される箱形の複数個のファンパッケ
ージ19とから構成される。

【０００７】搭載枠59は、前面と上下面が略開放された
箱体で、フレーム91の前縁の所定位置に固定ねじ92にて
締め付け固定する固定部が前側端に出張って設けられ、
ファンパッケージ19を所定位置に搭載スライドさせるガ
イドレール58が前後縁に架けて配設され、後面には実装
位置に対応してプラグイン接続するコネクタ77が前向き
に設けられ、後面の裏側には装置内の配線と接続するコ
ネクタ79が取付けてあり、コネクタ79に供給された電源
を各コネクタ77に配線すると共に、コネクタ77にて受け
たファンパッケージからの警報を配線にてコネクタ79を
介して装置に伝達させている。

【０００８】ファンパッケージ19は、図３の(b) に示す
ように、下面にファン用の通風孔28をあけられ上面開放
の箱状の基体29で、少なくとも１個以上の軸流ファン89
が各通風孔28位置に対応して搭載され、ファン取付ねじ
27にて締め付け固定され、図にて下から上向きに強制的
に送風させており、この軸流ファン89が故障停止した場
合の警報表示と、供給電源用の各ヒューズ等が、前面の
表面板裏側に固定したプリント板に実装してある。又、
これら警報信号と電源供給の配線３は軸流ファン89の脇
の基体29の側面との空間を配線エリアとして布線させ、
後面の裏側に固定した外部接続用のコネクタ７と配線接
続される。

【０００９】軸流ファン89が異常となりヒューズが溶断
したり、警報が発せられると、同時に装置側にも警報信
号を送出し、保守員に報せ、表面板の表示を認知して、
故障ファンパッケージ19のみを交換する。

【００１０】通信装置にあっては、国際的にＩＥＣなど
で性能が規格化されると共に、装置筐体も寸法が数種類
に決められる傾向にある。即ち、図４の断面図に示すよ
うに、装置筐体のフレーム91の搭載間隔に合わせて搭載
枠59の外形幅Ｗが決まり、次に、並設搭載する個数ｎと
の関係でファンパッケージ19の外形幅Ｖが決まる。

【００１１】 Ｗ＝２Ｆ＋ｎＶ＋（ｎ−１）ｆ （Ｆ；搭載枠57の側面厚） ∴Ｖ＝〔Ｗ−２Ｆ−（ｎ−１）ｆ〕／ｎ （ｆ；ガイドレール58の背鰭厚） これによりそのファンパッケージ19の搭載可能最大幅Ｍは、 Ｍ＝Ｖ−（２ｔ＋ｍ） （ｔ；基体29の側面厚、 ｍ；配線３の外形） ＝〔Ｗ−２Ｆ−ｎ（ｆ＋２ｔ＋ｍ）＋ｆ〕／ｎ となり、軸流ファン89の幅寸法が規制されることにな
る。ここでファンパッケージ19がスライドする為の隙間
が要るがこれは微小な為に省略している。

【００１２】軸流ファン89の外形は略ファンの外径によ
り決まり、この外径は連続的に在るものではなく、ファ
ン外径の面積に略比例した送風量を有し、性能別に段階
的となっており、冷却性能の増大にはファンの大径化が
望ましいが、フレーム91に占める高さ寸法が大きくなる
のと、基体29の奥行の寸法も規制されてしまう。

【００１３】一例では、搭載枠59の外形幅Ｗ＝622 mmの
ものでは、最高効率にて、ファンパッケージ19をｎ＝４
個並設搭載とし、Ｍ＝120 mm角×38mm厚の軸流ファン89
を用いている。

【００１４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、 更なる高密度実装の要求に対しては、箱形の基体29
の中に軸流ファン89を実装するので、箱の大きさよりも
小さい外形の軸流ファン89しか搭載できず、基体29の側
面厚ｔが邪魔して、必要なファンが搭載できない場合が
出てくる。 又、ファンの電源供給や警報の配線３のための配線
エリアが必要で、その部分、配線３の外形ｍが横幅方向
に必要となり、大径化を阻害している。等の問題点があ
った。

【００１５】本考案は、かかる問題点に鑑みて、構造体
及び配線部がファンの大径化に影響を与えない実装構造
のファンユニットを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、図１及び図
２に示す如く、 [1] 軸流ファンを収容するプラグイン実装型のファンパ
ッケージと、ファンパッケージを並設収納しプラグイン
接続して実装し装置筐体に固着させる搭載枠とから成
り、電子装置の装置筐体内部を強制通風して空冷するフ
ァンユニットであって、穿設した通風孔21に合わせて軸
流ファン８を搭載固定し、軸流ファン８の外形寸法Ａよ
り小さい横幅寸法Ｂとし、その両側縁は搭載面と反対側
に直角に所定長さ折曲させて縁曲げ部22を成し、後端部
にプラグイン接続用のコネクタ７を配設し、前端部に表
面板25を固着させる基板２から成り、軸流ファン８の固
定により構造的強度が保持されるファンパッケージ１
と、対向配設したガイドレール51に両側の縁曲げ部22を
載せてファンパッケージ１をスライドさせ、奥部の実装
位置毎に備えたコネクタ77に前記コネクタ７を接続させ
てプラグイン実装し、基板２にて空間を通気的に仕切る
ように構成した搭載枠５と、から構成する本考案のファ
ンユニットにより達成される。 [2] 一方の縁曲げ部22の内側を布線エリアとし、基板２
の所定位置に配線孔23を設け、配線孔23を通して端子に
接続する配線３と、布線エリアの配線３を包み、基板２
に固定する配線カバー33と、を備える本考案の上記ファ
ンパッケージによっても適えられる。 [3] 更に、通風孔21の所定位置に配線エリアに達する切
り込みを設けて配線孔23を形成させ、配線３を通して生
じる空き部を配線カバー33に部分的に設けた折曲舌部34
にて塞ぐようにした上記ファンパッケージによっても達
成される。

【００１７】

【作用】即ち、軸流ファン８を実装する基板２の横幅Ｂ
が、軸流ファン８の外形幅Ａより小さいので、 Ａ−Ｂ≧ｆ （ｆ；ガイドレール51の背鰭厚） であれば、並設実装時の微小な隣接隙間を確保するのみ
でファンパッケージ１を搭載枠５に搭載することがで
き、この状態は図２の実装断面図に示すように、横幅方
向には軸流ファン８のみが密に並らべられ、構造体であ
るファンパッケージ１の基板２や、搭載枠５のガイドレ
ール51は何ら軸流ファン８の外形に影響を与えるもので
はない。

【００１８】これにより、ファンパッケージ１の内部の
配線３は、基板２の実装面と反対側の一方の縁曲げ部22
の内面を配線エリアとして布線し、配線孔23を通して実
装面側にある各接続端子に配線させるので、軸流ファン
８の実装に何ら影響を与えることはなく、この配線３は
配線カバー33にてカバーされ、垂れたり動いて断線や短
絡障害を防止している。

【００１９】又、配線孔23を通風孔21に通じた溝形状に
て形成すれば、接続端部に配線３より大きい外形のコネ
クタ等が設けられた配線３でも容易に作業が行える。更
に、配線後の配線孔23の空き部分は、風圧の大きい個所
のため塞がないと効率が下がるので、配線カバー33の固
定と共に、その折曲舌部34が当てられて塞がれる。

【００２０】又、本考案のファンパッケージ１は、基板
２には最大限の通風孔21があけられそれ自体では構造強
度は得られない状態にあり、軸流ファン８を搭載固定す
ることにより、その形状も構造体の一部として合体させ
て始めて構造的強度を確保できるように設計してあり、
徹底して簡略小形軽量化が図られている。

【００２１】かくして、本考案により、構造体及び配線
部がファンの大径化に影響を与えない実装構造のファン
ユニットを提供することが可能となる。

【００２２】

【実施例】以下図面に示す実施例によって本考案を具体
的に説明する。全図を通し同一符号は同一対象物を示
す。図１は本考案の一実施例のファンユニットを示し、
(a)はユニットの実装斜視図、(b) はファンパッケージ
の構成斜視図、図２は本考案の実装断面図である。

【００２３】ファンパッケージ１は、図１の(b) に示す
ように、基板２、表面板25、プリント板24、配線カバー
33、配線３、コネクタ７及び軸流ファン８とから構成さ
れ、基板２は、外形 145×385 mmで 1.6mm厚の鋼板で、
長手方向の両縁と前縁は同じ側に直角に10mm縁曲げして
縁曲げ部22が形成してあり、実装面には略横幅一杯の八
角形の通風孔21が長手方向に２個穿設され、後縁には外
部接続用のコネクタ７を後向きに取付ける固定板が立設
してあり、前端には表面板25が立設した金具に固定され
る。

【００２４】この基板２は、強度的に必要な高さに縁曲
げ部22を備え、この縁曲げ部22は搭載枠５のガイドレー
ル51に載り、スライドして実装される構成を成すと共
に、捩じりに対する補強構造を成しているが、それ自体
では構造的強度は十分ではなく、通風孔21に合わせて軸
流ファン８をねじ止め固定することにより、合体され始
めて構造上の強度が保証される。

【００２５】この表面板25の裏側には、警報表示のＬＥ
Ｄと供給電源のヒューズとを実装したプリント板24が固
定され、表面から視認、交換可能としてある。軸流ファ
ン８は、前述従来例のものより一回り大きく、外形はア
ルミ合金成型の小判形で 150×172 mmで51mm厚である。

【００２６】かように、軸流ファン８の搭載外形寸法Ａ
＝ 150mm、基板２の横幅寸法Ｂ＝ 145mmとなり、Ａ−Ｂ
＝５mm を搭載枠５のガイドレール51の最大背鰭厚ｆと
することができ、構造的に問題なく設計が行えた。

【００２７】更に、一方（図示手前側）の縁曲げ部22の
内面側を配線エリアとし、接続線を束ねた配線３を布線
させ、実装面側の各接続端子へは通風孔21に通じて斜め
に設けた溝状の３個所の配線孔23を通し接続し、軸流フ
ァン８とプリント板24へはコネクタにて行われる。

【００２８】配線カバー33は、 0.5mm厚の細長い鋼板を
断面６×８mm角のコ字形に折曲した長さ 360mmの棒状
で、両端は中央辺を延長させＺ字状に折曲させて、基板
２への固定部の形成と同時に端面を塞いでいる。更に、
配線孔23と対応する位置部分の一辺を台形に出張らせ外
側に折曲させて折曲舌部34を形成しており、配線カバー
33を基板２にねじ止め固定すると、折曲舌部34も基板２
に当り配線３の部分を除き配線孔23が塞がれる。

【００２９】搭載枠５は、図１の(a) 及び図２に示すよ
うに、前面開放の箱形で、下面はファンパッケージ１を
支える補強構造が前縁、後縁及び中間部に横梁52が両側
面板53に架設して固定され、その上に逆Ｔ字形のガイド
レール51、図示例では３個が所定位置に配設固定してあ
り、後部の横梁52は後面板55にも固定しており、この後
面板55には、搭載実装するファンパッケージ１のコネク
タ７に合わせて、プラグイン接続するコネクタ77が前向
きに固定され、更に、後面には筐体装置の電源装置や警
報装置と接続する為のコネクタ79が取付けてある。又、
前縁の横梁52には表面板25の下部が突き当りフレームパ
ッケージ１をねじ止め固定させる。上面は通風に孔あけ
された上カバー54が両側面板53及び後面板55の縁部にね
じ止め固定され、更に、中央部は凹んだり曲がったりの
変形を防ぐように上下をつなぐ仕切板が設けてある。

【００３０】全体として通風流路を塞がないような構造
にしており、ファンパッケージ１を実装すれば、その基
板２とガイドレール51により空間が仕切られ、前部及び
後部は各横梁52に遮られ、図示下から上向きに強制通気
する。

【００３１】かくして、前述従来例と同じ筐体、搭載枠
５の外形幅Ｗ＝622 mm に搭載するファンユニットとし
て、実装個数ｎ＝４個で、軸流ファン８の搭載外形Ａ＝
Ｍ＝150 mm が実現できた。

【００３２】

【考案の効果】これにより、従来例のものに比べて、搭
載枠の高さ寸法は50mmが74mmと 1.5倍と増えたが、強制
冷却の風量は２倍以上が得られ、強化された。

【００３３】以上の如く、本考案のファンユニットによ
り、構造体及び配線部がファンの大径化に影響を与えな
い実装構造のファンユニットが得られ、下記のような効
果を奏するものである。 基本的に、軸流ファン８の外形Ａ×個数ｎ≒搭載幅
Ｗ となり、効率よく実装出来る。上下方向も下側はフ
ァンパッケージ１の補強構造が必要であるが、上側は上
カバー54のみの厚さで、コンパクトに実装できる。 大形ファンを効率良く実装できることにより、高速
の風を大量に通風することが出来、強制空冷装置として
効率が高い。 ファンパッケージ１は、基板２と共に軸流ファン８
も合体させて構造強度を得ており、徹底して簡略小形軽
量化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の一実施例のファンユニット (a) ユニットの実装斜視図 (b) ファンパッケージの
構成斜視図

【図２】 本考案の実装断面図

【図３】 従来の一例のファンユニット (a) ユニットの実装斜視図 (b) ファンパッケージの
構成斜視図

【図４】 ファンユニットの実装断面図

【符号の説明】

1,19 ファンパッケージ ２ 基板 ３
配線 5,59 搭載枠 7,77,79 コネクタ 8,
89 軸流ファン 21,28 通風孔 22 縁曲げ部 23
配線孔 24 プリント板 25 表面板 27
ファン取付ねじ 29 基体 33 配線カバー 34
折曲舌部 51,58 ガイドレール 52 横梁 53
側面板 54 上カバー 55 後面板 91
フレーム 92 固定ねじ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉山 守 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)考案者 原田 昭男 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (72)考案者 岸本 亨 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−202098（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−29895（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−25794（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−111194（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 7/20 G06F 1/20

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸流ファンを収容するプラグイン実装型
   のファンパッケージと、該ファンパッケージを並設収納
   しプラグイン接続して実装し装置筐体に固着させる搭載
   枠とから成り、電子装置の装置筐体内部を強制通風して
   空冷するファンユニットであって、 穿設した通風孔(21)に合わせて軸流ファン(8) を搭載固
   定し、該軸流ファン(8) の外形寸法Ａより小さい横幅寸
   法Ｂとし、その両側縁は搭載面と反対側に直角に所定長
   さ折曲させて縁曲げ部(22)を成し、後端部にプラグイン
   接続用のコネクタ(7) を配設し、前端部に表面板(25)を
   固着させる基板(2) から成り、該軸流ファン(8) の固定
   により構造的強度が保持されるファンパッケージ(1)
   と、 対向配設したガイドレール(51)に両側の縁曲げ部(22)を
   載せて該ファンパッケージ(1) をスライドさせ、奥部の
   実装位置毎に備えたコネクタ(77)に前記コネクタ(7) を
   接続させてプラグイン実装し、該基板(2) にて空間を通
   気的に仕切るように構成した搭載枠(5) と、から構成す
   ることを特徴とするファンユニット。
2. 【請求項２】 一方の縁曲げ部(22)の内側を布線エリア
   とし、基板(2) の所定位置に配線孔(23)を設け、該配線
   孔(23)を通して端子に接続する配線(3) と、 該布線エリアの配線(3) を包み、該基板(2) に固定する
   配線カバー(33)と、を備えることを特徴とする、前記請
   求項１記載のファンパッケージ。
3. 【請求項３】 通風孔(21)の所定位置に配線エリアに達
   する切り込みを設けて配線孔(23)を形成させ、配線(3)
   を通して生じる空き部を配線カバー(33)に部分的に設け
   た折曲舌部(34)にて塞ぐことを特徴とする、請求項２記
   載のファンパッケージ。