JPH10294581A - 冷却ファン実装方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冗長ＦＡＮの数を最小限に押さえ、残存ＦＡＮ
の冷却能力を損なう事無く、故障ＦＡＮの交換を容易に
実現する冷却ＦＡＮ実装方式を提供する。 【解決手段】ＦＡＮの構成を細分化構成とし、実装構造
をマスタとサブの２段階化しかつ両ユニット間の電気的
接続をケーブルレスに実装することにより、故障したＦ
ＡＮ交換を残存ＦＡＮの冷却能力を損なうことなく実現
するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機の実装
方式に関するものである。特に発熱量が多くかつ多数の
冷却ＦＡＮを持ち、一部のＦＡＮの故障発生時に電子計
算動作を行いながら故障部位を交換するホットスワップ
機能を有する、冷却方式、実装方式に関するものであ
る。

【０００２】また一部のＦＡＮが故障しても残存ＦＡＮ
の冷却能力がカバーする冗長冷却方式の分野に属する。

【０００３】

【従来の技術】電子計算機の動作中に、故障した冷却Ｆ
ＡＮを交換する手段として、従来の冷却ＦＡＮ実装構造
としては、特開平８−４６３７９号公報「冷却ファンの
取付構造」に記載された方式が知られている。

【０００４】これによると、他の冷却ＦＡＮの動作を損
なうことなく故障ＦＡＮ部分の交換が可能であるが、実
現上の制限が多い欠点を持つ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】即ち従来では、冷却Ｆ
ＡＮの交換単位が複数ＦＡＮ単位であり、故障したＦＡ
Ｎのホットスワップ時、故障していないＦＡＮも動作停
止せざるを得ず、動作中の電子計算機の冷却能力を損な
う問題がある。この為冗長ＦＡＮの数を増やさざるを得
ず、電力増加、筐体の大型化、ＦＡＮ騒音増加等の問題
が発生する。

【０００６】さらには、筐体底辺に設置したＦＡＮの交
換には適用できず、発熱量の大きい大型電子計算機で冷
却能力を高める為の、筐体の上部と下部に冷却ＦＡＮを
配置した「プッシュープル方式」を採用出来ない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決して大型計算機にも適用できる冷却ＦＡＮ実装方式
を提供するものである。

【０００８】即ち、ＦＡＮの構成を細分化構成とし、実
装構造をマスタとサブの２段階化し、かつ、両ユニット
間の電気的接続をケーブルレスに実装することにより、
故障したＦＡＮ交換を残存ＦＡＮの冷却能力を損なうこ
となく実現するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の一実施例である
電子計算機の冷却ＦＡＮ実装構造１の構成図を示す。図
１−ａは正面図を、図１−ｂは平面図を示す。

【００１０】電子計算機１の構成は、論理部５と、これ
に電力を供給する電源部６、これら発熱体を冷却する為
の冷却空気４−ｎ、これを供給する冷却ＦＡＮ８を実装
したサブユニット３−ｎ、これらを収容するマスタユニ
ットから構成する。

【００１１】上部マスタユニット２−１より冷却空気を
プッシュ式に供給し、下部マスタユニット２−２でプル
式に引き込み、筐体外部へ排気する。各マスタユニット
には、サブユニット３−ｎを３個実装した例を示してい
るが、数量に制限は無い。

【００１２】サブユニット内には、１個の冷却ＦＡＮ８
を実装してあるが、これも制限は無い。

【００１３】図２は本発明の特徴を示す、前記マスタユ
ニット３−１、サブユニット３−１の電気的／機械的接
続形態を詳細に示したもので、図１−ｂ平面図のＡ−Ａ
矢視から見たものである。

【００１４】ここで上部マスタユニット２−１内の、サ
ブユニット３−２内の冷却ＦＡＮ８が故障したとする。
前後のサブユニット３−１、３−３は正常動作中とす
る。

【００１５】この状態では、マスタユニット２−１から
論理部５への冷却空気は４−１の如くなり、サブユニッ
ト３−１、サブユニット３−３から各々一部供給され
る。ここでサブユニット３−１、サブユニット３−３の
冷却ＦＡＮの回転数を高速回転化すれば、サブユニット
３−２の故障に伴う冷却能力低下は充分カバーできる。

【００１６】次にサブユニット３−２の交換方法につい
て、図３を用いて具体的に説明する。

【００１７】図３−ａから図３−ｃは、時系列的に示し
た図１−ｂの状態図である。

【００１８】保守用のサブユニット３−７を図３−ａの
如く、サブユニット３−１の前面より押して挿入する。
図３−ｂ時では、一番後面にあったサブユニット３−３
が押し出されてくるので、矢印の如く前面に持ってく
る。これを繰り返し、図３−ｃの状態に移ると、故障し
たサブユニット３−２が抜去することが出来る。この操
作により、マスタユニット２−１内の冷却効果を損なう
こと無く、スブユニット３−２の交換ができ、修理に廻
す事が出来る。

【００１９】サブユニットを押し抜き式に挿入／抜去で
きる構造について、図２で説明する。

【００２０】冷却ファン８からは、動作電源用の電圧例
えば、ＤＣ２４Ｖ、０Ｖの２本、及び故障検出信号１
本、回転数制御信号１本の計４本を供給するためのケー
ブル８−１が、サブユニット３−１内の印刷配線板８−
２に接続されている。印刷配線板８−２には前記４本の
信号を受電するためのハイセンパターン８−２−１が、
両面／左右に導電配線されている。

【００２１】マスタユニット２−１内には、前記４本の
信号を外部より供給するためのケーブル７−１−１と、
コネクタ７で構成され、コネクタ接栓部７−１を経由し
て、サブユニット３−１の配線パターンに接触される。
この接続形態は、従来の市販接栓部品で容易に実現出来
る。

【００２２】この様な接続形態であるから、スブユニッ
トとマスタユニット間の電気的接続を、ケーブルレスに
実現でき、サブユニットを押し抜き式に挿抜出来る。

【００２３】さらにコネクタ接栓部とこれに接触する配
線パターンを、金メッキで処理する事により、ＦＡＮ回
転中の活電挿抜を実現出来る。

【００２４】押し出し操作中の信号断絶時間を最少化
し、冷却能力の低下時間を最少化する本発明の１実施例
について、図４を使用して説明する。図４は、図１のＢ
部詳細図で、図４−ａは最少化対策無しの例を示し、図
４−ｂは最少化対策を実施したものを示す。

【００２５】実線３−１はサブユニット３−１の定常時
のマスタユニット内の位置を示し、一点鎖線３−１は押
し出し操作中におけるマスタユニット内の仮状態を示
す。

【００２６】コネクタ接栓部７−１は、図４−ｂでは更
に追加したコネクタ接栓部７−１−１と２対で構成す
る。この様にすることで図４−ａでのスブユニット３−
１｀状態ではコネクタ接栓部７−１が配線パターン８−
２−１｀から外れ信号が断絶するのに対し、コネクタ接
栓部７−１−１が図４−ｂでのスブユニット３−１｀の
状態でも配線パターン８−２−１｀｀に接続状態にする
事が出来、信号断絶を無くすることを実現している。

【００２７】図５、図６、図７に、他の実施例を示し説
明する。図５は図１の内容に風向板を追記したもの。図
６は図５のｃ部を詳細に記述したもの。図７は、ＦＡＮ
と風向板制御信号の動作状態を示すタイミングチャート
である。

【００２８】風向板９−１−１から９−ｎ−ｍはＦＡＮ
が正常に回転しているときの状態を示し、１点鎖線で示
す風向板９−１−１｀から９−ｎ−ｍ｀はＦＡＮ３−２
が故障し回転停止したときの状態をしめす。

【００２９】ＦＡＮ３−２が故障すると、センサ出力が
低レベル固定となる。これを論理部５で検出す、風向板
制御信号を起動して風向板制御部１０−２を矢印１１に
示す方向に移動させて、風向板制御部１０−２｀の状態
とする。これで冷却空気４−１｀とすることができ、Ｆ
ＡＮ３−２から供給出来ない冷却空気をＦＡＮ３−１、
３−３から補充供給が容易に実現できる。

【００３０】なお風向板制御部の詳細図面を提示してい
ないが、従来からある機械的スプリング、垂直ソレノイ
ド等で簡単に実現可能である。

【００３１】図８に、冗長のＦＡＮ及び冗長冷却空気供
給路を設ける実装方式の一実施例を示す。

【００３２】冗長ＦＡＮ３−７は、電子計算機１ないの
空きスペースに設置しておく、また供給電力と制御信号
を供給するコネクタ７と同等品の設置のみでも可能で、
ＦＡＮ故障時のみ保守部品を追加実装する方式でも可能
である。

【００３３】また冗長冷却空気供給路１２は、掃除機の
フレキシブルホース状の材質で構成し非動作時はコンパ
クト収容して置く。収納場所は、冗長ＦＡＮ３−７と同
様場所の制限は無い。

【００３４】ＦＡＮ３−２故障時、保守員の手動操作で
冗長冷却空気供給路１２を引き出し、ＦＡＮ３−２の冷
却空気が通過すべき場所に固定する。なお冗長ＦＡＮの
回転起動は、前述の風向板制御信号から行って良い。

【００３５】なお図８では冗長ＦＡＮ３−７と冗長冷却
空気供給路１２を、電子計算機１内に設けたが、電子計
算機１外に設けても良い（例えば冗長ＦＡＮ３−７｀、
冗長冷却空気供給路１２｀というように）。特に数台の
電子計算機１に対し一式準備することがよりコストを低
減できる。この時冗長冷却空気供給路１２の延長供給路
の長さのみ最大長に設定して置くことで可。

【００３６】

【発明の効果】

（１）同一構成の保守用サブユニットを押し出し式に実
装することにより、故障サブユニットのみのホットスワ
ップを実現できる効果が得られる。

【００３７】さらには、定期交換に於いての寿命部品で
ある冷却ＦＡＮの、全数交換も上記同様短時間に実現出
来る効が得られる。

【００３８】（２）サブユニットに対応して風向板を設
け、一部のサブユニット故障に連動して風向板の制御を
行うことで、故障したサブユニットが供給していた論理
部に飛躍的に冷却空気を供給することが出来る効果があ
る。

【００３９】（３）電気的接続部位を、サブユニットの
挿抜方向以外に配列してあるので、故障していない他の
スブユニットの動作を停止すること無く、故障サブユニ
ットを交換が実施できる効果をもつ。

【００４０】（４）電気的接続部位数を、マザーユニッ
ト上にサブユニット当たり複数箇所設け重複供給可とし
ているので、マザーユニット内のサブユニット スライ
ド中の電気的接続が中断しなくてよく、交換作業によう
する時間を無理に短縮することをしなくて済み、保守作
業短縮に伴う作業ミスを削減できる効果を持つ。

【００４１】（５）風向板制御において、冷却ＦＡＮの
故障検出信号から直接電気的に行うので、冷却空気の中
断を最少限に実施できる。

【００４２】（６）冗長冷却空気供給路をフレキシブル
に構成し、配置及び長さを可変して、故障ＦＡＮ部に代
替供給するので、発熱体である論理部や電源部の位置に
制限されることなく、冗長冷却空気供給路や冗長ＦＡＮ
を設置でき、効果的かつ最少サイズの電子計算機実装構
造を実現できる効果を持つ。

【００４３】（７）マザーユニット内に収容するサブユ
ニットの外形寸法を同一にしてあるので、一種類の保守
部品を使用するだけで故障ＦＡＮの交換が容易に実現出
来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）から図（ｂ）は、電子計算機の実装
構造を示す正面図と平面図である。

【図２】マスタユニット３−１、サブユニット３−１の
電気的／機械的接続形態を詳細に示したもので、図１−
ｂ平面図のＡ−Ａ矢視から見たものである。

【図３】図３（ａ）から図３（ｃ）は、時系列的に示し
た図１−ｂの状態図である。

【図４】図１のＢ部詳細図である。

【図５】図１の内容に風向板を追記したものである。

【図６】図５のｃ部を詳細に記述したものである。

【図７】ＦＡＮと風向板制御信号の動作状態を示すタイ
ミングチャートである。

【図８】冗長のＦＡＮ及び冗長冷却空気供給路を設ける
実装方式の一実施例を示す図である。

【符号の説明】

１…電子計算機、 ２−１〜２−ｎ…マスタユニッ
ト、３−１〜２−ｎ…サブユニット、 ４−
１〜４−ｎ…冷却空気、４−１′〜４−ｎ′…冷却空気
（ＦＡＮ故障時）、５…論理部、 ６…電源部、
７…コネクタ、７−１…コネクタ接栓部、
７−１−１…ケーブル、８…冷却ＦＡ
Ｎ、 ８−１…ケーブル、 ８−２…印刷配線板、
８−２−１…配線パターン（導電部）、９−１−１〜９
−ｎ−ｍ…風向板（定常時）、９−１−１｀〜９−ｎ−
ｍ｀…風向板（ＦＡＮ故障時）、１０−２〜１０−ｎ…
風向板制御部（定常時）、１０−２｀〜１０−ｎ｀…風
向板制御部（ＦＡＮ故障時）、１１…風向板制御部移動
方向、 ３−７…冗長ＦＡＮ、１２…冗
長冷却空気供給路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の冷却ＦＡＮを有する電子計算機の実
   装方式に於いて、ＦＡＮを収容し保守交換最少単位であ
   るサブユニットと、前記サブユニットを複数個収容し、
   前記サブユニットへの電源及び制御信号を供給するマザ
   ーユニットとを有し、各サブユニットと前記マザーユニ
   ット間をケーブルを用いることなく電気的接続し、前記
   マザーユニット内への複数サブユニット収容配列を直線
   上に行うと共に、前記サブユニットをスライド式に移動
   可としたことを特徴とする電子計算機の実装方式。
2. 【請求項２】前記サブユニットに対応して風向板を設
   け、一部のサブユニット故障に連動して風向板の制御を
   行うことを特徴とする請求項１記載の電子計算機の実装
   方式。
3. 【請求項３】前記サブユニットと前記マザーユニットと
   の電気的接続部位数を、前記マザーユニット上に前記サ
   ブユニット当たり複数箇所設け、前記サブユニットをス
   ライド中の電気的接続が中断されないことを特徴とする
   請求項１記載の電子計算機の実装方式。
4. 【請求項４】前記風向板の制御を、冷却ＦＡＮの故障検
   出信号から電気的に行うことを特徴とした請求項２記載
   の電子計算機の実装方式。