JP2005268546A - 筐体ユニット収納ラック - Google Patents

Abstract

【課題】複数の筐体ユニットを効率良く冷却でき、塵埃が問題となる環境下での使用に適した筐体ユニット収納ラックを提供する。
【解決手段】筐体ユニット２を上下方向に複数収納可能な筐体ユニット収納ラック１であって、内部に筐体ユニットを収納可能に構成され、放熱口８ａが開口された収納室９と、放熱口によって収納室と連通する導風室１０とがそれぞれ上下方向に段状に配置され、導風室は上下に連通し、最上段の流出口には送風ファンが設置され、最下段の導風室には排気ファンを備えた排気ダクト接続口が形成されており、導風室の内部には、放熱口からの温排風と流入口からの排風とを流出口または排気ダクト接続口までそれぞれ案内する整風板１５が導風室において流出口等における流入口からの排風の通過面積に対する放熱口からの温排風の通過面積の比が上段側から下段側に順次小さくなり、各収納室における排風量が略等しくなるように配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば半導体工場等で使用される筐体ユニット収納ラックについて、特に収納した複数の筐体ユニットを効率良く冷却できる筐体ユニット収納ラックに関する。

従来から、電子機器を内蔵した筐体ユニットをラック等に収納して上下方向に並設し、各筐体ユニット内に配置された電子機器を効率よく冷却する方法が各種提案されている。例えば、特許文献１には、複数の筐体ユニットを斜めに傾けて上下方向に並設し、各筐体ユニット内に配置された電子機器の放熱を上方に逃がす構成が開示されている。
特開平６−６９６７５号公報 図２

しかし、例えば半導体工場などのように塵埃が問題となる環境下では、特許文献１のように筐体ユニットの放熱を上方に逃がす構成では塵埃を巻き上げてしまうので好ましくない。そのため、上記の環境下で用いられる収納ラック（例えば、半導体露光装置のステージ駆動用モータのアンプユニットを収納するラック）では、空気の流れを下方に集約して排気ダクトで工場の外に排気する構成が望ましい。

また、上記の収納ラックにおいては、複数のアンプユニットからの空気をそれぞれ均等に排気ダクトへ案内し、ラック内部での熱の滞留や温風の逆流などが極力発生しないように設計する必要がある。
本発明は上記従来技術の欠点を除くためにされたものであり、その目的は、収納した複数の筐体ユニットを効率良く冷却でき、特に塵埃が問題となる環境下での使用に適した筐体ユニット収納ラックを提供することである。

請求項１の発明は、電子機器を内蔵し、背面に放熱ファンを備えた筐体ユニットを上下方向に複数収納可能な筐体ユニット収納ラックであって、
正面側が外部に開放されて内部に前記筐体ユニットを収納可能に構成され、前記筐体ユニット収納時の前記放熱ファンに対応する位置に放熱口が開口された収納室と、前記収納室の背面側に配置され、前記放熱口によって前記収納室と連通する導風室とがそれぞれ上下方向に段状に配置され、前記導風室は上段側の前記導風室の空気を流入する流入口または下段側の前記導風室に空気を流出する流出口によって上下に連通し、最上段の前記流出口には下段側に送風する送風ファンが設置され、かつ最下段の前記導風室には空気をラック外部に排出する排気ファンを備えた排気ダクト接続口が形成されており、
前記導風室の内部には、前記放熱口からの排風と前記流入口からの排風とを前記流出口または前記排気ダクト接続口までそれぞれ案内する整風板が配置され、前記整風板の配置は、前記流出口または前記排気ダクト接続口における前記流入口からの排風の通過面積に対する前記放熱口からの排風の通過面積の比が上段側から下段側に順次小さくなるように設定されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記排気ダクト接続口に向けて送風する補助ファンが前記流出口に設置されていることを特徴とする。

本発明では整風板の配置によって全ての筐体ユニットからの温排風が均等に近い状態で排気ダクト接続口に吸引され、上下に並列配置した筐体ユニットの効率よい冷却が可能となる。また、本発明では整風板によって、上段の導風室からの温排風が下段の収納室に逆流するおそれや、収納室からの温排風が上段の導風室に逆流するおそれが著しく低減する。さらに、本発明では、最下段の排気ダクト接続口からラック内の温排風を排気するので、ラック内の空気の流れは塵埃を巻き上げにくくなっている。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態における筐体ユニット収納ラックを詳細に説明する（請求項１および請求項２の筐体ユニット収納ラックに対応する）。
（筐体ユニット収納ラックの構成）
本実施形態の筐体ユニット収納ラック１は、例えば半導体工場等において半導体露光装置のステージ駆動用モータのアンプユニット（筐体ユニット）２を複数収納するのに使用される。

ここで、アンプユニット２はモータ駆動回路を有するアンプ（電子機器）３と、このアンプ３を内蔵する直方体状の筐体４とから構成される。筐体４の正面には、筐体４の内部に外気を取り入れるための通気口５と、ハンドリングを容易にするための取っ手６とが形成されている。また筐体４の背面には、アンプ３で発生した熱を外部に放出するための放熱ファン７が取り付けられている。

筐体ユニット収納ラック１は、平行に配置された天板１ａおよび底板１ｂの両側面に側板１ｃを取り付け、背面側を背板１ｄで塞いで構成され、その正面側は外部に開放されている。そして、天板１ａおよび底板１ｂの間には両端が側板１ｃに支持された棚板１ｅが３枚配置され、筐体ユニット収納ラックの内部が棚板１ｅによって上下方向へ４段に仕切られている。筐体ユニット収納ラック１の内部には、棚板１ｅに対して垂直に立設し、かつラック幅方向に延長する仕切り板８が各段ごとに同位置に配置されている。

仕切り板８で区切られたラック正面側の空間はそれぞれ収納室９を構成する。また、仕切り板８で区切られたラック背面側の空間は、一部が導風室１０を構成し、その他の空間が図示しないケーブルボックスを構成する。仕切り板８には放熱口８ａが開口されており、放熱口８ａによって収納室９と導風室１０とが連通している。
なお、本実施形態では、ラック最上段の第１収納室９ａおよび第１導風室１０ａからラック最下段の第４収納室９ｄおよび第４導風室１０ｄまで、上下方向に収納室９および導風室１０が４つ並設されている。

上記の各収納室９の大きさはアンプユニット２の大きさよりも若干大きく設定されている。各収納室９の正面側は開放されて外部に連絡しており、アンプユニット２を収納室９に収納できるように構成されている。なお、各収納室９における仕切り板８の放熱口８ａの位置および大きさは、アンプユニット２の収納時の放熱ファン７の位置および大きさに対応している。

上記の各導風室１０の棚板１ｅには同一サイズの開口１１が同位置に設けられて、上下に隣接する導風室１０がそれぞれ相互に連通し、第１導風室１０ａの空気が第４導風室１０ｄまで到達するようになっている。なお、各導風室１０において上面の開口は上段側の導風室１０の空気を流入する流入口となり、下面の開口は下段側の導風室１０に空気を流出する流出口となる。

また、第１導風室１０ａの流出口には、下段側に空気を送風する送風ファン１２が設置されている。さらに、第４導風室１０ｄには背面側に排気ダクト接続口１３が形成されている。排気ダクト接続口１３の内側面にはラック外部に空気を排出する排気ファン１４が取り付けられている。
各導風室１０の内部には、導風室１０の幅に合わせて成形された整風板１５がそれぞれ配置されている。各整風板１５の一端は放熱口８ａの上側に取り付けられ、その他端は流出口（最下段の場合は排気ダクト接続口１３）の位置までラック背面側に張り出している。すなわち、整風板１５の一端側は放熱口８ａを覆っており、他端側が流出口（または排気ダクト接続口１３）への入口を２つの領域に間仕切りしている。

この整風板１５の他端で仕切られた流出口（または排気ダクト接続口１３）の一方の領域には流入口からの排風が通過し、他方の領域には放熱口８ａからの排風が通過する。そのため、放熱口８ａから流入する収納室９の温排風は整風板１５によって流出口（または排気ダクト接続口１３）に案内され、上段の導風室１０と連通する流入口側に流れ難くなっている。一方、流入口から流入する上段の導風室１０の温排風は整風板１５によって流出口（または排気ダクト接続口１３）に案内され、放熱口８ａ側に流れ難くなっている。

また、流出口等において、整風板１５で仕切られた一方の領域の面積（流入口の流れの通過面積）に対する他方の領域の面積（放熱口８ａの流れの通過面積）の比は、上段側から下段側に順次小さくなるように設定されている。
例えば、図２の例において、第１導風室１０ａでは整風板１５の他端が流出口の背面側に位置し、放熱口８ａからの温排風は流出口の全域を通過できる。第２導風室１０ｂでは整風板１５の他端が流出口のほぼ中央に位置し、一方の領域の面積と他方の領域の面積との比が１：１に設定される。また、第３導風室１０ｃでは整風板１５の他端が第２導風室１０ｂよりもラック正面側寄りに配置され、一方の領域の面積と他方の領域の面積との比が２：１に設定される。さらに、第４導風室１０ｄでは整風板１５の他端は排気ダクト接続口１３の正面に配置され、一方の領域の面積と他方の領域の面積との比は３：１に設定されている。

（筐体ユニット収納ラックの作用、効果）
本実施形態の筐体ユニット収納ラック１は上記のように構成され、以下、第１収納室９ａから第４収納室９ｄにアンプユニット２を収納した状態における作用、効果を説明する。
各収納室９のアンプユニット２は電源の投入に伴ってそれぞれ放熱ファン７が回転し、各アンプユニット２の内側に通気口５から放熱ファン７に向けて空気の流れが発生する。通気口５から筐体４の内側に流入した空気はアンプ３の熱を奪い、放熱ファン７によって筐体４の外側に放出される。そして、放熱ファン７の温排風は各収納室９の放熱口８ａから各導風室１０にそれぞれ流入する。

筐体ユニット収納ラック１の内部では、第１導風室１０ａの送風ファン１２と、排気ダクト接続口１３の排気ファン１４とによって、第１導風室１０ａから第４導風室１０ｄに向けて下向きの空気の流れが発生する。したがって、ラック内の空気の流れが塵埃を巻き上げにくくなっている。
第１導風室１０ａに流入した放熱口８ａからの温排風は整風板１５に案内されて下面の流出口に導かれ、送風ファン１２によって第２導風室１０ｂの流入口に送り出される。

第２導風室１０ｂおよび第３導風室１０ｃでは、上面の流入口からの排風は整風板１５によって下面の流出口の一方の領域に導かれ、放熱口８ａからの温排風は整風板１５によって下面の流出口の他方の領域に導かれて、それぞれ下段の導風室に流入する。
また、第４導風室１０ｄでは、上面の流入口からの排風は整風板１５によって排気ダクト接続口１３の一方の領域に導かれ、放熱口８ａからの温排風は整風板１５によって排気ダクト接続口１３の他方の領域に導かれ、排気ダクト接続口１３に接続された排気ダクト１６から工場の外に排出される。

したがって、整風板１５が放熱口８ａからの温排風と流入口からの排風とを、それぞれ流出口等まで案内するので、上段の導風室１０からの排風が下段の収納室９に逆流するおそれや、収納室９からの温排風が上段の導風室１０に逆流するおそれも著しく低減する。
また、上段側から下段側にかけて、流入口等の一方の領域の面積に対する他方の領域の面積の比が順次小さく設定されているので、排気ダクト接続口１３からの距離が遠ざかるにつれて収納室９の温排風が吸引され易くなるように設定されている。したがって、すべてのアンプユニット２からの温排風が均等に近い状態で排気ダクト接続口１３に吸引され、上下に並列配置したアンプユニット２の効率よい冷却が可能となる。すなわち、排気ダクト接続口１３から離れた上段側の収納室９および導風室１０で熱の滞留が発生するおそれは著しく低減する。

（実施形態の補足事項）
以上、本発明を上記の実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の筐体ユニット収納ラックは、半導体露光装置のモータのアンプに限定されることはなく、半導体工場やクリーンルーム等で使用される他の電子機器（パーソナルコンピュータの本体等）の収納にも使用することができる。

また、上記実施形態では収納室９および導風室１０が上下方向に４段形成されている例を説明したが、収納ラックの段数は上記実施形態に限定されることはない。さらに、上記実施形態での一方の領域の面積と他方の領域の面積との比はあくまで一例であって、設計により適宜変更してもかまわない。
また、上記実施形態において必要に応じて開口（流出口）にも補助ファンを設けても良い。さらに、筐体と収納室とのすき間から収納室の前側に温風が逆流することを防止するために、放熱ファンの吐出口およびラックの放熱口を筒状に形成されたフード等で連結してもよい（いずれも図示を省略する）。

本発明は、例えば、半導体工場においてモータのアンプユニット等を収納するラックに使用できる。

実施形態の筐体ユニット収納ラックの斜視図 筐体ユニット収納時における筐体ユニット収納ラックの縦断面図

符号の説明

１ 筐体ユニット収納ラック
１ａ 天板
１ｂ 底板
１ｃ 側板
１ｄ 背板
１ｅ 棚板
２ アンプユニット（筐体ユニット）
３ アンプ（電子機器）
４ 筐体
５ 通気口
６ 取っ手
７ 放熱ファン
８ 仕切り板
８ａ 放熱口
９，９ａ〜９ｄ 収納室
１０，１０ａ〜１０ｄ 導風室
１１ 開口（流出口、流入口）
１２ 送風ファン
１３ 排気ダクト接続口
１４ 排気ファン
１５ 整風板
１６ 排気ダクト

Claims (2)

1. 電子機器を内蔵し、背面に放熱ファンを備えた筐体ユニットを上下方向に複数収納可能な筐体ユニット収納ラックであって、
   正面側が外部に開放されて内部に前記筐体ユニットを収納可能に構成され、前記筐体ユニット収納時の前記放熱ファンに対応する位置に放熱口が開口された収納室と、前記収納室の背面側に配置され、前記放熱口によって前記収納室と連通する導風室とがそれぞれ上下方向に段状に配置され、前記導風室は上段側の前記導風室の空気を流入する流入口または下段側の前記導風室に空気を流出する流出口によって上下に連通し、最上段の前記流出口には下段側に送風する送風ファンが設置され、かつ最下段の前記導風室には空気をラック外部に排出する排気ファンを備えた排気ダクト接続口が形成されており、
   前記導風室の内部には、前記放熱口からの排風と前記流入口からの排風とを前記流出口または前記排気ダクト接続口までそれぞれ案内する整風板が配置され、前記整風板の配置は、前記流出口または前記排気ダクト接続口における前記流入口からの排風の通過面積に対する前記放熱口からの排風の通過面積の比が上段側から下段側に順次小さくなるように設定されていることを特徴とする筐体ユニット収納ラック。
2. 前記排気ダクト接続口に向けて送風する補助ファンが前記流出口に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の筐体ユニット収納ラック。
   

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