電子装置
【課題】
電子装置において、４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行した場合に、同じ電力を供給するには、バックプレーンに４倍の電流を流す必要がある。また、前後吸排気方式の場合に、冷却風を通す通風口をバックプレーンに設ける必要がある。さらにバックプレーンに通風口を設けることによる機械的強度の劣化が課題であった。
【解決手段】
給電用バスバーに羽状の突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とする。また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、冷却と剛性劣化の抑制を両立させる。
電子装置において、４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行した場合に、同じ電力を供給するには、バックプレーンに４倍の電流を流す必要がある。また、前後吸排気方式の場合に、冷却風を通す通風口をバックプレーンに設ける必要がある。さらにバックプレーンに通風口を設けることによる機械的強度の劣化が課題であった。
【解決手段】
給電用バスバーに羽状の突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とする。また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、冷却と剛性劣化の抑制を両立させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＡＮスイッチ、ルータ、サーバ等に代表される電子装置に関し、特に電子装置のバックプレーン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＡＮスイッチやルータといったネットワーク通信装置は、パケット転送のためのインターフェース機能を有する回路基板ユニット、パケットを所望のポートにスイッチする機能を有する回路基板ユニット、パケット転送を制御する機能を有する回路基板ユニット等を有する。これらの回路基板ユニットは、コネクタを介して装置内に配置される中継用回路基板（いわゆるバックプレーン）に接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電は、このバックプレーンを介して実行される。
【０００３】
ネットワーク通信装置の電源としては、ＡＣ機ではＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが、ＤＣ機ではＤＣ４８Ｖが印加されることが多い。この電圧が、装置のフロント電源ユニットに入力され、フロント電源ユニットは、ＤＣ４８Ｖを出力し、このＤＣ４８Ｖ出力がバックプレーンを介して各回路基板ユニットへ供給されるのが一般的である。
【０００４】
一方、サーバに代表される情報処理装置においても、ＬＡＮスイッチやルータと同様、機能毎に回路基板ユニット化されており、これらの回路基板ユニットは、コネクタを介して装置内に配置されるバックプレーンに接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電は、このバックプレーンを介して実行される。
【０００５】
サーバの電源は、ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが印加されることが多い。この電圧が、装置のフロント電源ユニットに入力され、フロント電源ユニットは、ＤＣ１２Ｖを出力し、このＤＣ１２Ｖ出力がバックプレーンを介して各回路基板ユニットへ供給されるのが一般的である。
【０００６】
また、これらのネットワーク通信装置や情報処理装置の冷却構造として、通信事業者向け通信機器の基準であるＮＥＢＳ（Network Equipment Building System）に準拠すべく、前後吸排気方式の冷却構造を採るべき要求が高まっている。
【０００７】
特許文献１によれば、サーバなどの電子装置の高機能化や多機能化に伴い、実装される電子部品数が飛躍的に増大したため、電子装置を動作させるために必要な電流も増大している。これと同時に電子装置の小型化や軽量化も進められており、電子装置に使用される電子部品の小型化や軽量化に対する要求も高まっている。したがって、より小型でより大きな電流を流すことができる給電用バスバー構造を提供することが望まれているが、大電流を流すことによる給電用バスバーの発熱が課題であった。
【０００８】
この課題を解決するため、前記特許文献１では、棒状の給電用バスバーを用い、電源と負荷とを１対１で接続し、更にこの給電用バスバーに冷却Ｆｉｎを設け、これを強制空冷する構造を採っている。
【０００９】
また、特許文献２によれば、電子装置内の回路基板ユニットに大電流を供給する場合、通常のコネクタによる給電では、電源供給用コネクタピン数を増やすか、信号用コネクタピン数を減らして電源供給用にまわす必要があった。
【００１０】
この課題を解決するため、前記特許文献２では、多層回路基板のように複数の導電層と絶縁層を備えた棒状の給電バーを、導電性ピンコンタクト及び導電性スペーサによってバックプレーンのコネクタ間の隙間に固定し、この導電性ピンコンタクトと回路基板ユニットとを電気的に接続して大電流を供給するコネクタ構造を採っている。
【００１１】
さらに、近年、前記特許文献１及び特許文献２で解決しようとしている課題以外に、電子装置のバックプレーン構造において、以下に説明する新たな課題が顕在化している。
【００１２】
一つ目の背景として、ネットワーク通信装置における給電は、バックプレーンを介して各回路基板ユニットへＤＣ４８Ｖを給電する方式が主流であったが、近年、４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行が進んでいる。これは、４８Ｖ給電方式では、形状が大きく、かつ、高価な絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる必要があり、給電系の電力効率と回路基板ユニット内の実装面積の点で不利であることが主な理由である。その一方で、１２Ｖ給電方式で４８Ｖ給電方式と同じ電力を供給するには４倍の電流を流す必要がある。
【００１３】
二つ目の背景として、近年、ネットワーク通信装置や情報処理装置の冷却構造として、通信事業者向け通信機器の基準であるＮＥＢＳ（Network Equipment Building System）に準拠すべく、前後吸排気方式の冷却構造を採るべき要求が高まっている。前後吸排気方式のネットワーク通信装置として、前記図１（ａ）乃至図４（ａ）のような構成が考えられるが、前後吸排気方式を実現するためには、冷却風を通す通風口をバックプレーンに設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１６２８２７公報
【特許文献２】特開平８−１３８７７５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したようにバックプレーンには大電流を流す必要がある一方で、通風口を設ける必要があり、電流経路が狭められてしまい、給電経路での電力損失及び発熱が課題となる。更に、バックプレーンに通風口を設けると、バックプレーン自体の剛性が犠牲となり、機械的強度が著しく劣化してしまう課題も生じる。
【００１６】
本発明は、前述した新たな課題を解決するためになされたものであり、電子装置において、前後吸排気方式構造を採りながらも、給電経路での電力損失及び発熱を抑えること可能とし、かつ、機械的強度を補強し、更にコストを抑制するバックプレーン構造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】
【００１７】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として上記した課題の少なくとも一部を解決することが可能である。
【００１８】
回路基板ユニットと、前記回路基板を前面に接続するバックプレーンと、前記バックプ
レーンの背面に接続する給電用バスバーと、前記給電用バスバーに接続する電源ユニット
とを有し、前記バックプレーンと前記給電用バスバーには通風口が設けられ、前記バスバ
ーにはさらに放熱用突起物が設けられていることを特徴とする電子装置。
【発明の効果】
【００１９】
平板状の給電用バスバーの片面は平面とし、バックプレーンと全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続し、他面には羽状の突起物を設けている。これにより、バックプレーンの電力損失及び発熱を抑え、機械的強度を補強し、更に、バックプレーンの通風口を広く確保できる。また、バックプレーンを構成する回路基板の電源層及びグランド層の層数を削減することが可能となり、コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１（ａ）】実施例１における電子装置の構成の一例
【図１（ｂ）】実施例１における給電用バスバーの一例
【図１（ｃ）】実施例１における給電用バスバーの一例
【図２（ａ）】実施例２における電子装置の構成の一例
【図２（ｂ）】実施例２における給電用バスバーの一例
【図２（ｃ）】実施例２における給電用バスバーの一例
【図３（ａ）】実施例３における電子装置の構成の一例
【図３（ｂ）】実施例３における給電用バスバーの一例
【図３（ｃ）】実施例３における給電用バスバーの一例
【図４（ａ）】実施例４における電子装置の構成の一例
【図４（ｂ）】実施例４における給電用バスバーの一例
【図４（ｃ）】実施例４における給電用バスバーの一例
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を四つの実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明の実施例１における電子装置１００の構成を概略的に示す図である。図２（ａ）は、本発明の実施例２における電子装置２００の構成を概略的に示す図である。図３（ａ）は、本発明の実施例３における電子装置３００の構成を概略的に示す図である。図４（ａ）は、本発明の実施例４における電子装置４００の構成を概略的に示す図である。電子装置１００乃至４００は、コンピュータネットワークにおいてパケット転送を行うネットワーク通信装置として機能する。
【実施例１】
【００２３】
図１（ａ）は、電子装置１００の前面側斜視図を示している。電子装置１００は、筐体１１０の内部に、複数の回路基板ユニット１２０と、複数のフロント電源ユニット１３０、複数の冷却ユニット１４０、バックプレーン１５０、給電用バスバー１６０を有している。
【００２４】
本実施例の電子装置１００は、複数の回路基板ユニット１２０を有しており、これらは装置前面から水平状態に実装される。回路基板ユニット１２０は半導体素子を搭載した回路基板により構成され、パケット転送を行うための各種機能を実現する。例えば、外部とのインターフェース制御やパケットの宛先検索、パケットの転送処理などを行う回路基板ユニット、パケットを所望のポートにスイッチする回路基板ユニット、ＣＰＵを搭載し、電子装置１００の基本制御を行う回路基板ユニットなどを有している。
【００２５】
これらの回路基板ユニット１２０は、装置の前面側に冷却風を通す通風口１２１を有している。また、各回路基板ユニット１２０は、装置の前面側と対面する側にバックプレーンコネクタ１２２を有しており、このバックプレーンコネクタ１２２とバックプレーン１５０が接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電が実行される。なお、これらの回路基板ユニット１２０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００２６】
本実施例の電子装置１００は、装置の信頼性を高めるため、複数のフロント電源ユニット１３０を有しており、冗長化を実現している。これらは装置後面から水平状態に実装される。ネットワーク通信装置の電源は、ＡＣ機ではＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが、ＤＣ機ではＤＣ４８Ｖがフロント電源ユニット１３０に印加され、ＡＣ／ＤＣ変換処理乃至ＤＣ／ＤＣ変換処理を行ってＤＣ４８Ｖを出力する場合が多い。
【００２７】
フロント電源ユニット１３０の出力は、電源コネクタ１３１によってバックプレーン１５０と接続され、バックプレーンを介して各回路基板ユニットへＤＣ４８Ｖが給電されるのが一般的である。しかし、各回路基板ユニット１２０へＤＣ４８Ｖが給電される方式では、回路基板ユニット１２０内に、形状が大きく、かつ、高価な絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる必要があり、給電系の電力効率と回路基板ユニット内の実装面積の面で不利であるため、フロント電源ユニット１３０の出力電圧はＤＣ１２Ｖが主流になりつつある。なお、これらのフロント電源ユニット１３０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００２８】
本実施例の電子装置１００では、回路基板ユニット１２０は、装置前面から水平状態に実装され、半導体素子に対する冷却風の流れは、前後吸排気の構造を採っており、冷却風を強制的に流すためのＦａｎで構成されている冷却ユニット１４０は、筐体１１０における後面側に設置されている。なお、これらの冷却ユニット１４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。また、前面のインタフェースの数が抑制されるが筐体１１０の前面に配置しても良い。これは他の実施例に関しても同様である。
【００２９】
回路基板ユニット１２０、フロント電源ユニット１３０は、コネクタを介して装置内に配置されるバックプレーン１５０に接続される。バックプレーン１５０は通常、多層の回路基板によって構成され、主に二つの役割を有している。一つ目は、複数の回路基板ユニット１２０の間を配線で接続し、信号のやりとりをする役割である。二つ目は、フロント電源ユニット１３０が生成したＤＣ４８Ｖ乃至ＤＣ１２Ｖを各回路基板ユニット１２０へ給電する役割である。
【００３０】
特に、ネットワーク通信装置においては、処理性能向上の要求が高まると共に各回路基板ユニット１２０の消費電力が増加傾向にあり、かつ、前述のように４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行が進んでいることから、バックプレーン１５０に流れる電流量は増加傾向にある。例えば、１２Ｖ給電方式は４８Ｖ給電方式と比較して、同じ電力を供給するためには４倍の電流量が必要となり、給電経路での電力損失が１６倍となる。このため、バックプレーン１５０に敷設する給電のための経路、即ち、電源層及びグランド層の層数を増やす必要があり、パックプレーン１５０のコスト高を招いてしまう。
【００３１】
更に、本実施例の電子装置１００では、前後吸排気方式の冷却構造を採っており、バックプレーン１５０に冷却風を通す通風口１５１を設ける必要があるため、給電のための電源層及びグランド層の層数を増やしても、十分な電流経路が得られない課題が生じる。このため、後述する給電用バスバー１６０を敷設している。
【００３２】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、給電用バスバー１６０を示している。給電用バスバー１６０は、銅やアルミニウムなどの金属で構成され、給電端子１６１を用いてバックプレーン１５０の電源層またはグランド層にねじ止めや半田付けなどで電気的かつ機械的に接続される。本実施例では、複数の回路基板ユニット１２０と複数のフロント電源ユニット１３０とを複数の給電端子１６１により多点接続している。
【００３３】
一般に、回路基板ユニット１２０への給電は、多層の回路基板によって構成されるバックプレーン１５０に敷設した電源層及びグランド層にて実行されることが多いが、供給すべき電流量が大きい場合は、電源層及びグランド層の層数を増やしても電力損失が無視できなくなること、コスト高を招いてしまうことから、給電用バスバー１６０を敷設して給電する場合が多い。しかし、給電用バスバー１６０を敷設して電力損失を低減できたとしても、発熱が課題として残る。
【００３４】
この対策として、給電用バスバー１６０の体積を大きくとり、電気抵抗値を低減することが考えられるが、図１（ｂ）のように、通風口１６２の開口面積が狭められてしまい、所望の冷却性能が得られなくなる問題がある。本発明を用いた実施例では、図１（ｃ）のように、給電用バスバー１６０に羽状突起物１６３を持たせること及び給電用バスバー１６０に冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバー１６０の電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーン１５０の通風口１５１及び給電用バスバー１６０の通風口１６２の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。
【００３５】
更に、給電用バスバー１６０をバックプレーン１５０に全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーン１５０に通風口１５１を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。なお、この給電用バスバー１６０には、フロント電源ユニット１３０を装置後面からバックプレーン１５０に接続するための電源コネクタ接続口１６４が設けられている。
【００３６】
また、給電用バスバー１６０に持たせる突起物の形状は、羽状突起物１６３に限らず、例えば、剣山状突起物や蛇腹状突起物などの形状も採り得る。更に、この給電用バスバー１６０は、バックプレーン１５０と電気的に接続される部分以外を絶縁材でコーティングして、短絡防止する構造も採り得る。
【００３７】
以上より、バックプレーン１５０に給電用バスバーを接続し通風口１６２の開口面積を大きくすること及び突起物１６３を持たせることにより排熱性を高めている。また、同時に通風口１６２の開口面積拡大による剛性劣化に関しても突起物１６３が補強となり抑制している。尚、本実施例では１２Ｖ給電方式を想定しているが、４８Ｖ給電方式や他の給電方式でも当然同様の効果を得ることができる。これは他の実施例でも同様である。
【００３８】
１２Ｖ給電方式を採用すると給電用バスバー１６０に印加される電位と接地電位との電位差が４．５Ｖ以上１６Ｖ以下となる。
【００３９】
４８Ｖ給電方式を採用すると給電用バスバー１６０に印加される電位と接地電位との電位差が３６Ｖ以上７５Ｖ以下となる。
【実施例２】
【００４０】
図２（ａ）は、電子装置２００の前面側斜視図を示している。電子装置２００は、筐体２１０の内部に、複数の回路基板ユニット２２０と、複数のフロント電源ユニット２３０、複数の冷却ユニット２４０、バックプレーン２５０、給電用バスバー２６０を有している。
【００４１】
本実施例の電子装置２００は、第一実施例の電子装置１００の変形例である。第一実施例の電子装置１００と大きく異なる点は、フロント電源ユニット２３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採っている点である。
【００４２】
この構造により、第一実施例の電子装置１００と比較して、冷却風の風向が直線的となるため、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。その他の構造は、第一実施例の電子装置１００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット２２０、フロント電源ユニット２３０、冷却ユニット２４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００４３】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、給電用バスバー２６０を示している。本実施例の給電用バスバー２６０において、第一実施例の給電用バスバー１６０と大きく異なる点は、フロント電源ユニット２３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採ったことにより、電源コネクタ接続口２６４が、左右に配置されている点である。
【００４４】
図２（ｂ）の構成では、実施例１と異なり、排熱用の突起物をつけずにフロント電源ユニット２３０を冷却風の通路を確保することにより冷却性能の向上と剛性劣化の抑制を実現している。
【００４５】
図２（ｃ）の構成では、さらに給電用バスバー２６０の通風口を拡大し、廃熱用の突起物を設けることにより図２（ｂ）の構成以上に冷却性能を高めている。同時に突起物がバックプレーン２５０、給電用バスバー２６０の剛性劣化を抑制している。その他の構造及び効果は、第一実施例の電子装置１００と同様である。
【実施例３】
【００４６】
図３（ａ）は、電子装置３００の前面側斜視図を示している。電子装置３００は、筐体３１０の内部に、複数の回路基板ユニット３２０と、複数のフロント電源ユニット３３０、複数の冷却ユニット３４０、バックプレーン３５０、給電用バスバー３６０を有している。
【００４７】
本実施例の電子装置３００において、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００と大きく異なる点は、回路基板ユニット３２０が、装置前面から水平状態に実装され、かつ、装置後面の中央に垂直状態に実装される構造を採っている点である。
【００４８】
装置後面に実装された回路基板ユニット３２０は、例えば、クロスバースイッチとしての機能を有する回路基板ユニットである。クロスバースイッチとは、装置前面から実装した回路基板ユニット３２０からの到着したパケットを所望のポートにスイッチする機能を有する回路基板ユニットである。
【００４９】
クロスバースイッチを装置後面に実装する構造を採ると、信号配線長を短くできるため、装置の高速化、高性能化が可能となる。また、回路基板ユニット３２０の一部を装置後面に実装したことにより、フロント電源ユニット３３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造としている。
【００５０】
その他の構造は、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット３２０、フロント電源ユニット３３０、冷却ユニット３４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００５１】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、給電用バスバー３６０を示している。給電用バスバー３６０は、銅やアルミニウムなどの金属で構成され、給電端子３６１を用いてバックプレーン３５０の電源層またはグランド層にねじ止めや半田付けなどで電気的かつ機械的に接続される。本実施例では、複数の回路基板ユニット３２０と複数のフロント電源ユニット３３０とを複数の給電端子３６１により多点接続している。
【００５２】
一般に、回路基板ユニット３２０への給電は、多層の回路基板によって構成されるバックプレーン３５０に敷設した電源層及びグランド層にて実行されることが多いが、供給すべき電流量が大きい場合は、電源層及びグランド層の層数を増やしても電力損失が無視できなくなること、コスト高を招いてしまうことから、給電用バスバー３６０を敷設して給電する場合が多い。
【００５３】
しかし、給電用バスバー３６０を敷設して電力損失を低減できたとしても、発熱が課題として残る。この対策として、給電用バスバー３６０の体積を大きくとり、電気抵抗値を低減することが考えられるが、図３（ｂ）のように、通風口３６２の開口面積が狭められてしまい、所望の冷却性能が得られなくなる問題がある。そのため本実施例の場合はフロント電源ユニット３３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造とすることにより冷却性能を向上させている。
【００５４】
本発明を用いた実施例では、図３（ｃ）のように、給電用バスバー３６０に羽状突起物３６３を持たせること及び給電用バスバー３６０に冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバー３６０の電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーン３５０の通風口３５１及び給電用バスバー３６０の通風口３６２の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能をさらに向上させることが可能となる。
【００５５】
更に、給電用バスバー３６０をバックプレーン３５０に全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーン３５０に通風口３５１を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。
【００５６】
なお、この給電用バスバー３６０には、フロント電源ユニット３３０と回路基板ユニット３２０を装置後面からバックプレーン１５０に接続するための電源コネクタ接続口３６４と、バックプレーンコネクタ接続口３６５が設けられている。また、給電用バスバー３６０に持たせる突起物の形状は、羽状突起物３６３に限らず、例えば、剣山状突起物や蛇腹状突起物などの形状も採り得る。更に、この給電用バスバー３６０は、バックプレーン３５０と電気的に接続される部分以外を絶縁材でコーティングして、短絡防止する構造も採り得る。
【実施例４】
【００５７】
図４（ａ）は、電子装置４００の前面側斜視図を示している。電子装置４００は、筐体４１０の内部に、複数の回路基板ユニット４２０と、複数のフロント電源ユニット４３０、複数の冷却ユニット４４０、バックプレーン４５０、給電用バスバー４６０を有している。
【００５８】
本実施例の電子装置４００は、第三実施例の電子装置３００の変形例である。第三実施例の電子装置３００と大きく異なる点は、回路基板ユニット４２０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採っている点である。この構造により、第三実施例の電子装置３００と比較して、冷却風の妨げとなるものがないため、装置の冷却性能をより向上させることが可能となる。
【００５９】
その他の構造は、第三実施例の電子装置３００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット４２０、フロント電源ユニット４３０、冷却ユニット４４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００６０】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、給電用バスバー４６０を示している。本実施例の給電用バスバー４６０において、第三実施例の給電用バスバー３６０と大きく異なる点は、回路基板ユニット４２０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、より冷却風の通路を確保する構造を採ったことにより、バックプレーンコネクタ接続口４６５が、左右に配置されている点である。その他の構造及び効果は、第三実施例の電子装置３００と同様である。
【００６１】
以上説明したように、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００では、回路基板ユニットが装置前面から水平状態に実装され、冷却風の流れは、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される前後吸排気の構造を採っており、給電用バスバーに羽状突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバーの電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。
【００６２】
また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーンに通風口を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。更に、バックプレーンに敷設する電源層及びグランド層の層数を削減できるため、コスト低減も可能となる。
【００６３】
第三実施例の電子装置３００及び第四実施例の電子装置４００では、回路基板ユニットが装置前面から水平状態に実装され、かつ、装置後面からも垂直状態に実装される構造を採っており、冷却風の流れは、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される前後吸排気の構造を採っており、給電用バスバーに羽状突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバーの電力損失及び発熱の課題を解決できる。
【００６４】
さらに、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーンに通風口を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。更に、バックプレーンに敷設する電源層及びグランド層の層数を削減できるため、コスト低減も可能となる。
【００６５】
なお、本発明は前記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６６】
前記第一実施例乃至第四実施例では、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される方式を採っているが、プッシュ型の冷却ユニットを用いることにより、装置後面から送風し、装置前面へ排気する方式も採り得る。
【００６７】
また、前記第一実施例乃至第四実施例では、給電用バスバー自身に羽状の突起物を持たせているが、給電用バスバーに別体の冷却Ｆｉｎを取り付けることにより、発熱の課題を解決する構造も採り得る。
【００６８】
更に、前記第一実施例乃至第四実施例では、ネットワーク通信装置を前提としているが、サーバのような情報処理装置においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１００・・・電子装置
１１０・・・筐体
１２０・・・回路基板ユニット
１２１・・・通風口
１２２・・・バックプレーンコネクタ
１３０・・・フロント電源ユニット
１３１・・・電源コネクタ
１４０・・・冷却ユニット
１５０・・・バックプレーン
１５１・・・通風口
１６０・・・給電用バスバー
１６１・・・給電端子
１６２・・・通風口
１６３・・・羽状突起物
１６４・・・電源コネクタ接続口
２００・・・電子装置
２１０・・・筐体
２２０・・・回路基板ユニット
２２１・・・通風口
２２２・・・バックプレーンコネクタ
２３０・・・フロント電源ユニット
２３１・・・電源コネクタ
２４０・・・冷却ユニット
２５０・・・バックプレーン
２５１・・・通風口
２６０・・・給電用バスバー
２６１・・・給電端子
２６２・・・通風口
２６３・・・羽状突起物
２６４・・・電源コネクタ接続口
３００・・・電子装置
３１０・・・筐体
３２０・・・回路基板ユニット
３２１・・・通風口
３２２・・・バックプレーンコネクタ
３３０・・・フロント電源ユニット
３３１・・・電源コネクタ
３４０・・・冷却ユニット
３５０・・・バックプレーン
３５１・・・通風口
３６０・・・給電用バスバー
３６１・・・給電端子
３６２・・・通風口
３６３・・・羽状突起物
３６４・・・電源コネクタ接続口
３６５・・・バックプレーンコネクタ接続口
４００・・・電子装置
４１０・・・筐体
４２０・・・回路基板ユニット
４２１・・・通風口
４２２・・・バックプレーンコネクタ
４３０・・・フロント電源ユニット
４３１・・・電源コネクタ
４４０・・・冷却ユニット
４５０・・・バックプレーン
４５１・・・通風口
４６０・・・給電用バスバー
４６１・・・給電端子
４６２・・・通風口
４６３・・・羽状突起物
４６４・・・電源コネクタ接続口
４６５・・・バックプレーンコネクタ接続口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＡＮスイッチ、ルータ、サーバ等に代表される電子装置に関し、特に電子装置のバックプレーン構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＡＮスイッチやルータといったネットワーク通信装置は、パケット転送のためのインターフェース機能を有する回路基板ユニット、パケットを所望のポートにスイッチする機能を有する回路基板ユニット、パケット転送を制御する機能を有する回路基板ユニット等を有する。これらの回路基板ユニットは、コネクタを介して装置内に配置される中継用回路基板（いわゆるバックプレーン）に接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電は、このバックプレーンを介して実行される。
【０００３】
ネットワーク通信装置の電源としては、ＡＣ機ではＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが、ＤＣ機ではＤＣ４８Ｖが印加されることが多い。この電圧が、装置のフロント電源ユニットに入力され、フロント電源ユニットは、ＤＣ４８Ｖを出力し、このＤＣ４８Ｖ出力がバックプレーンを介して各回路基板ユニットへ供給されるのが一般的である。
【０００４】
一方、サーバに代表される情報処理装置においても、ＬＡＮスイッチやルータと同様、機能毎に回路基板ユニット化されており、これらの回路基板ユニットは、コネクタを介して装置内に配置されるバックプレーンに接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電は、このバックプレーンを介して実行される。
【０００５】
サーバの電源は、ＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが印加されることが多い。この電圧が、装置のフロント電源ユニットに入力され、フロント電源ユニットは、ＤＣ１２Ｖを出力し、このＤＣ１２Ｖ出力がバックプレーンを介して各回路基板ユニットへ供給されるのが一般的である。
【０００６】
また、これらのネットワーク通信装置や情報処理装置の冷却構造として、通信事業者向け通信機器の基準であるＮＥＢＳ（Network Equipment Building System）に準拠すべく、前後吸排気方式の冷却構造を採るべき要求が高まっている。
【０００７】
特許文献１によれば、サーバなどの電子装置の高機能化や多機能化に伴い、実装される電子部品数が飛躍的に増大したため、電子装置を動作させるために必要な電流も増大している。これと同時に電子装置の小型化や軽量化も進められており、電子装置に使用される電子部品の小型化や軽量化に対する要求も高まっている。したがって、より小型でより大きな電流を流すことができる給電用バスバー構造を提供することが望まれているが、大電流を流すことによる給電用バスバーの発熱が課題であった。
【０００８】
この課題を解決するため、前記特許文献１では、棒状の給電用バスバーを用い、電源と負荷とを１対１で接続し、更にこの給電用バスバーに冷却Ｆｉｎを設け、これを強制空冷する構造を採っている。
【０００９】
また、特許文献２によれば、電子装置内の回路基板ユニットに大電流を供給する場合、通常のコネクタによる給電では、電源供給用コネクタピン数を増やすか、信号用コネクタピン数を減らして電源供給用にまわす必要があった。
【００１０】
この課題を解決するため、前記特許文献２では、多層回路基板のように複数の導電層と絶縁層を備えた棒状の給電バーを、導電性ピンコンタクト及び導電性スペーサによってバックプレーンのコネクタ間の隙間に固定し、この導電性ピンコンタクトと回路基板ユニットとを電気的に接続して大電流を供給するコネクタ構造を採っている。
【００１１】
さらに、近年、前記特許文献１及び特許文献２で解決しようとしている課題以外に、電子装置のバックプレーン構造において、以下に説明する新たな課題が顕在化している。
【００１２】
一つ目の背景として、ネットワーク通信装置における給電は、バックプレーンを介して各回路基板ユニットへＤＣ４８Ｖを給電する方式が主流であったが、近年、４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行が進んでいる。これは、４８Ｖ給電方式では、形状が大きく、かつ、高価な絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる必要があり、給電系の電力効率と回路基板ユニット内の実装面積の点で不利であることが主な理由である。その一方で、１２Ｖ給電方式で４８Ｖ給電方式と同じ電力を供給するには４倍の電流を流す必要がある。
【００１３】
二つ目の背景として、近年、ネットワーク通信装置や情報処理装置の冷却構造として、通信事業者向け通信機器の基準であるＮＥＢＳ（Network Equipment Building System）に準拠すべく、前後吸排気方式の冷却構造を採るべき要求が高まっている。前後吸排気方式のネットワーク通信装置として、前記図１（ａ）乃至図４（ａ）のような構成が考えられるが、前後吸排気方式を実現するためには、冷却風を通す通風口をバックプレーンに設ける必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１６２８２７公報
【特許文献２】特開平８−１３８７７５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記したようにバックプレーンには大電流を流す必要がある一方で、通風口を設ける必要があり、電流経路が狭められてしまい、給電経路での電力損失及び発熱が課題となる。更に、バックプレーンに通風口を設けると、バックプレーン自体の剛性が犠牲となり、機械的強度が著しく劣化してしまう課題も生じる。
【００１６】
本発明は、前述した新たな課題を解決するためになされたものであり、電子装置において、前後吸排気方式構造を採りながらも、給電経路での電力損失及び発熱を抑えること可能とし、かつ、機械的強度を補強し、更にコストを抑制するバックプレーン構造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】
【００１７】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の形態または適用例として上記した課題の少なくとも一部を解決することが可能である。
【００１８】
回路基板ユニットと、前記回路基板を前面に接続するバックプレーンと、前記バックプ
レーンの背面に接続する給電用バスバーと、前記給電用バスバーに接続する電源ユニット
とを有し、前記バックプレーンと前記給電用バスバーには通風口が設けられ、前記バスバ
ーにはさらに放熱用突起物が設けられていることを特徴とする電子装置。
【発明の効果】
【００１９】
平板状の給電用バスバーの片面は平面とし、バックプレーンと全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続し、他面には羽状の突起物を設けている。これにより、バックプレーンの電力損失及び発熱を抑え、機械的強度を補強し、更に、バックプレーンの通風口を広く確保できる。また、バックプレーンを構成する回路基板の電源層及びグランド層の層数を削減することが可能となり、コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１（ａ）】実施例１における電子装置の構成の一例
【図１（ｂ）】実施例１における給電用バスバーの一例
【図１（ｃ）】実施例１における給電用バスバーの一例
【図２（ａ）】実施例２における電子装置の構成の一例
【図２（ｂ）】実施例２における給電用バスバーの一例
【図２（ｃ）】実施例２における給電用バスバーの一例
【図３（ａ）】実施例３における電子装置の構成の一例
【図３（ｂ）】実施例３における給電用バスバーの一例
【図３（ｃ）】実施例３における給電用バスバーの一例
【図４（ａ）】実施例４における電子装置の構成の一例
【図４（ｂ）】実施例４における給電用バスバーの一例
【図４（ｃ）】実施例４における給電用バスバーの一例
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を四つの実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本発明の実施例１における電子装置１００の構成を概略的に示す図である。図２（ａ）は、本発明の実施例２における電子装置２００の構成を概略的に示す図である。図３（ａ）は、本発明の実施例３における電子装置３００の構成を概略的に示す図である。図４（ａ）は、本発明の実施例４における電子装置４００の構成を概略的に示す図である。電子装置１００乃至４００は、コンピュータネットワークにおいてパケット転送を行うネットワーク通信装置として機能する。
【実施例１】
【００２３】
図１（ａ）は、電子装置１００の前面側斜視図を示している。電子装置１００は、筐体１１０の内部に、複数の回路基板ユニット１２０と、複数のフロント電源ユニット１３０、複数の冷却ユニット１４０、バックプレーン１５０、給電用バスバー１６０を有している。
【００２４】
本実施例の電子装置１００は、複数の回路基板ユニット１２０を有しており、これらは装置前面から水平状態に実装される。回路基板ユニット１２０は半導体素子を搭載した回路基板により構成され、パケット転送を行うための各種機能を実現する。例えば、外部とのインターフェース制御やパケットの宛先検索、パケットの転送処理などを行う回路基板ユニット、パケットを所望のポートにスイッチする回路基板ユニット、ＣＰＵを搭載し、電子装置１００の基本制御を行う回路基板ユニットなどを有している。
【００２５】
これらの回路基板ユニット１２０は、装置の前面側に冷却風を通す通風口１２１を有している。また、各回路基板ユニット１２０は、装置の前面側と対面する側にバックプレーンコネクタ１２２を有しており、このバックプレーンコネクタ１２２とバックプレーン１５０が接続され、回路基板ユニット間の信号のやりとり及び給電が実行される。なお、これらの回路基板ユニット１２０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００２６】
本実施例の電子装置１００は、装置の信頼性を高めるため、複数のフロント電源ユニット１３０を有しており、冗長化を実現している。これらは装置後面から水平状態に実装される。ネットワーク通信装置の電源は、ＡＣ機ではＡＣ１００ＶまたはＡＣ２００Ｖが、ＤＣ機ではＤＣ４８Ｖがフロント電源ユニット１３０に印加され、ＡＣ／ＤＣ変換処理乃至ＤＣ／ＤＣ変換処理を行ってＤＣ４８Ｖを出力する場合が多い。
【００２７】
フロント電源ユニット１３０の出力は、電源コネクタ１３１によってバックプレーン１５０と接続され、バックプレーンを介して各回路基板ユニットへＤＣ４８Ｖが給電されるのが一般的である。しかし、各回路基板ユニット１２０へＤＣ４８Ｖが給電される方式では、回路基板ユニット１２０内に、形状が大きく、かつ、高価な絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータを用いる必要があり、給電系の電力効率と回路基板ユニット内の実装面積の面で不利であるため、フロント電源ユニット１３０の出力電圧はＤＣ１２Ｖが主流になりつつある。なお、これらのフロント電源ユニット１３０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００２８】
本実施例の電子装置１００では、回路基板ユニット１２０は、装置前面から水平状態に実装され、半導体素子に対する冷却風の流れは、前後吸排気の構造を採っており、冷却風を強制的に流すためのＦａｎで構成されている冷却ユニット１４０は、筐体１１０における後面側に設置されている。なお、これらの冷却ユニット１４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。また、前面のインタフェースの数が抑制されるが筐体１１０の前面に配置しても良い。これは他の実施例に関しても同様である。
【００２９】
回路基板ユニット１２０、フロント電源ユニット１３０は、コネクタを介して装置内に配置されるバックプレーン１５０に接続される。バックプレーン１５０は通常、多層の回路基板によって構成され、主に二つの役割を有している。一つ目は、複数の回路基板ユニット１２０の間を配線で接続し、信号のやりとりをする役割である。二つ目は、フロント電源ユニット１３０が生成したＤＣ４８Ｖ乃至ＤＣ１２Ｖを各回路基板ユニット１２０へ給電する役割である。
【００３０】
特に、ネットワーク通信装置においては、処理性能向上の要求が高まると共に各回路基板ユニット１２０の消費電力が増加傾向にあり、かつ、前述のように４８Ｖ給電方式から１２Ｖ給電方式への移行が進んでいることから、バックプレーン１５０に流れる電流量は増加傾向にある。例えば、１２Ｖ給電方式は４８Ｖ給電方式と比較して、同じ電力を供給するためには４倍の電流量が必要となり、給電経路での電力損失が１６倍となる。このため、バックプレーン１５０に敷設する給電のための経路、即ち、電源層及びグランド層の層数を増やす必要があり、パックプレーン１５０のコスト高を招いてしまう。
【００３１】
更に、本実施例の電子装置１００では、前後吸排気方式の冷却構造を採っており、バックプレーン１５０に冷却風を通す通風口１５１を設ける必要があるため、給電のための電源層及びグランド層の層数を増やしても、十分な電流経路が得られない課題が生じる。このため、後述する給電用バスバー１６０を敷設している。
【００３２】
図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、給電用バスバー１６０を示している。給電用バスバー１６０は、銅やアルミニウムなどの金属で構成され、給電端子１６１を用いてバックプレーン１５０の電源層またはグランド層にねじ止めや半田付けなどで電気的かつ機械的に接続される。本実施例では、複数の回路基板ユニット１２０と複数のフロント電源ユニット１３０とを複数の給電端子１６１により多点接続している。
【００３３】
一般に、回路基板ユニット１２０への給電は、多層の回路基板によって構成されるバックプレーン１５０に敷設した電源層及びグランド層にて実行されることが多いが、供給すべき電流量が大きい場合は、電源層及びグランド層の層数を増やしても電力損失が無視できなくなること、コスト高を招いてしまうことから、給電用バスバー１６０を敷設して給電する場合が多い。しかし、給電用バスバー１６０を敷設して電力損失を低減できたとしても、発熱が課題として残る。
【００３４】
この対策として、給電用バスバー１６０の体積を大きくとり、電気抵抗値を低減することが考えられるが、図１（ｂ）のように、通風口１６２の開口面積が狭められてしまい、所望の冷却性能が得られなくなる問題がある。本発明を用いた実施例では、図１（ｃ）のように、給電用バスバー１６０に羽状突起物１６３を持たせること及び給電用バスバー１６０に冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバー１６０の電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーン１５０の通風口１５１及び給電用バスバー１６０の通風口１６２の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。
【００３５】
更に、給電用バスバー１６０をバックプレーン１５０に全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーン１５０に通風口１５１を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。なお、この給電用バスバー１６０には、フロント電源ユニット１３０を装置後面からバックプレーン１５０に接続するための電源コネクタ接続口１６４が設けられている。
【００３６】
また、給電用バスバー１６０に持たせる突起物の形状は、羽状突起物１６３に限らず、例えば、剣山状突起物や蛇腹状突起物などの形状も採り得る。更に、この給電用バスバー１６０は、バックプレーン１５０と電気的に接続される部分以外を絶縁材でコーティングして、短絡防止する構造も採り得る。
【００３７】
以上より、バックプレーン１５０に給電用バスバーを接続し通風口１６２の開口面積を大きくすること及び突起物１６３を持たせることにより排熱性を高めている。また、同時に通風口１６２の開口面積拡大による剛性劣化に関しても突起物１６３が補強となり抑制している。尚、本実施例では１２Ｖ給電方式を想定しているが、４８Ｖ給電方式や他の給電方式でも当然同様の効果を得ることができる。これは他の実施例でも同様である。
【００３８】
１２Ｖ給電方式を採用すると給電用バスバー１６０に印加される電位と接地電位との電位差が４．５Ｖ以上１６Ｖ以下となる。
【００３９】
４８Ｖ給電方式を採用すると給電用バスバー１６０に印加される電位と接地電位との電位差が３６Ｖ以上７５Ｖ以下となる。
【実施例２】
【００４０】
図２（ａ）は、電子装置２００の前面側斜視図を示している。電子装置２００は、筐体２１０の内部に、複数の回路基板ユニット２２０と、複数のフロント電源ユニット２３０、複数の冷却ユニット２４０、バックプレーン２５０、給電用バスバー２６０を有している。
【００４１】
本実施例の電子装置２００は、第一実施例の電子装置１００の変形例である。第一実施例の電子装置１００と大きく異なる点は、フロント電源ユニット２３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採っている点である。
【００４２】
この構造により、第一実施例の電子装置１００と比較して、冷却風の風向が直線的となるため、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。その他の構造は、第一実施例の電子装置１００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット２２０、フロント電源ユニット２３０、冷却ユニット２４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００４３】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）は、給電用バスバー２６０を示している。本実施例の給電用バスバー２６０において、第一実施例の給電用バスバー１６０と大きく異なる点は、フロント電源ユニット２３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採ったことにより、電源コネクタ接続口２６４が、左右に配置されている点である。
【００４４】
図２（ｂ）の構成では、実施例１と異なり、排熱用の突起物をつけずにフロント電源ユニット２３０を冷却風の通路を確保することにより冷却性能の向上と剛性劣化の抑制を実現している。
【００４５】
図２（ｃ）の構成では、さらに給電用バスバー２６０の通風口を拡大し、廃熱用の突起物を設けることにより図２（ｂ）の構成以上に冷却性能を高めている。同時に突起物がバックプレーン２５０、給電用バスバー２６０の剛性劣化を抑制している。その他の構造及び効果は、第一実施例の電子装置１００と同様である。
【実施例３】
【００４６】
図３（ａ）は、電子装置３００の前面側斜視図を示している。電子装置３００は、筐体３１０の内部に、複数の回路基板ユニット３２０と、複数のフロント電源ユニット３３０、複数の冷却ユニット３４０、バックプレーン３５０、給電用バスバー３６０を有している。
【００４７】
本実施例の電子装置３００において、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００と大きく異なる点は、回路基板ユニット３２０が、装置前面から水平状態に実装され、かつ、装置後面の中央に垂直状態に実装される構造を採っている点である。
【００４８】
装置後面に実装された回路基板ユニット３２０は、例えば、クロスバースイッチとしての機能を有する回路基板ユニットである。クロスバースイッチとは、装置前面から実装した回路基板ユニット３２０からの到着したパケットを所望のポートにスイッチする機能を有する回路基板ユニットである。
【００４９】
クロスバースイッチを装置後面に実装する構造を採ると、信号配線長を短くできるため、装置の高速化、高性能化が可能となる。また、回路基板ユニット３２０の一部を装置後面に実装したことにより、フロント電源ユニット３３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造としている。
【００５０】
その他の構造は、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット３２０、フロント電源ユニット３３０、冷却ユニット３４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００５１】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、給電用バスバー３６０を示している。給電用バスバー３６０は、銅やアルミニウムなどの金属で構成され、給電端子３６１を用いてバックプレーン３５０の電源層またはグランド層にねじ止めや半田付けなどで電気的かつ機械的に接続される。本実施例では、複数の回路基板ユニット３２０と複数のフロント電源ユニット３３０とを複数の給電端子３６１により多点接続している。
【００５２】
一般に、回路基板ユニット３２０への給電は、多層の回路基板によって構成されるバックプレーン３５０に敷設した電源層及びグランド層にて実行されることが多いが、供給すべき電流量が大きい場合は、電源層及びグランド層の層数を増やしても電力損失が無視できなくなること、コスト高を招いてしまうことから、給電用バスバー３６０を敷設して給電する場合が多い。
【００５３】
しかし、給電用バスバー３６０を敷設して電力損失を低減できたとしても、発熱が課題として残る。この対策として、給電用バスバー３６０の体積を大きくとり、電気抵抗値を低減することが考えられるが、図３（ｂ）のように、通風口３６２の開口面積が狭められてしまい、所望の冷却性能が得られなくなる問題がある。そのため本実施例の場合はフロント電源ユニット３３０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造とすることにより冷却性能を向上させている。
【００５４】
本発明を用いた実施例では、図３（ｃ）のように、給電用バスバー３６０に羽状突起物３６３を持たせること及び給電用バスバー３６０に冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバー３６０の電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーン３５０の通風口３５１及び給電用バスバー３６０の通風口３６２の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能をさらに向上させることが可能となる。
【００５５】
更に、給電用バスバー３６０をバックプレーン３５０に全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーン３５０に通風口３５１を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。
【００５６】
なお、この給電用バスバー３６０には、フロント電源ユニット３３０と回路基板ユニット３２０を装置後面からバックプレーン１５０に接続するための電源コネクタ接続口３６４と、バックプレーンコネクタ接続口３６５が設けられている。また、給電用バスバー３６０に持たせる突起物の形状は、羽状突起物３６３に限らず、例えば、剣山状突起物や蛇腹状突起物などの形状も採り得る。更に、この給電用バスバー３６０は、バックプレーン３５０と電気的に接続される部分以外を絶縁材でコーティングして、短絡防止する構造も採り得る。
【実施例４】
【００５７】
図４（ａ）は、電子装置４００の前面側斜視図を示している。電子装置４００は、筐体４１０の内部に、複数の回路基板ユニット４２０と、複数のフロント電源ユニット４３０、複数の冷却ユニット４４０、バックプレーン４５０、給電用バスバー４６０を有している。
【００５８】
本実施例の電子装置４００は、第三実施例の電子装置３００の変形例である。第三実施例の電子装置３００と大きく異なる点は、回路基板ユニット４２０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、冷却風の通路を確保する構造を採っている点である。この構造により、第三実施例の電子装置３００と比較して、冷却風の妨げとなるものがないため、装置の冷却性能をより向上させることが可能となる。
【００５９】
その他の構造は、第三実施例の電子装置３００と同様である。なお、本実施例における、回路基板ユニット４２０、フロント電源ユニット４３０、冷却ユニット４４０の搭載数は、本図での搭載数に限らない。
【００６０】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、給電用バスバー４６０を示している。本実施例の給電用バスバー４６０において、第三実施例の給電用バスバー３６０と大きく異なる点は、回路基板ユニット４２０を装置後面の左右に垂直状態に実装し、より冷却風の通路を確保する構造を採ったことにより、バックプレーンコネクタ接続口４６５が、左右に配置されている点である。その他の構造及び効果は、第三実施例の電子装置３００と同様である。
【００６１】
以上説明したように、第一実施例の電子装置１００及び第二実施例の電子装置２００では、回路基板ユニットが装置前面から水平状態に実装され、冷却風の流れは、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される前後吸排気の構造を採っており、給電用バスバーに羽状突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバーの電力損失及び発熱の課題を解決でき、かつ、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。
【００６２】
また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーンに通風口を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。更に、バックプレーンに敷設する電源層及びグランド層の層数を削減できるため、コスト低減も可能となる。
【００６３】
第三実施例の電子装置３００及び第四実施例の電子装置４００では、回路基板ユニットが装置前面から水平状態に実装され、かつ、装置後面からも垂直状態に実装される構造を採っており、冷却風の流れは、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される前後吸排気の構造を採っており、給電用バスバーに羽状突起物を持たせること及び給電用バスバーに冷却風を当てる構造とすることにより、給電用バスバーの電力損失及び発熱の課題を解決できる。
【００６４】
さらに、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口の開口面積を十分とることができるようになり、装置の冷却性能を向上させることが可能となる。また、給電用バスバーをバックプレーンに全面密着させ、多点で電気的かつ機械的に接続することにより、バックプレーンに通風口を設けたことによる剛性劣化を補強することが可能となる。更に、バックプレーンに敷設する電源層及びグランド層の層数を削減できるため、コスト低減も可能となる。
【００６５】
なお、本発明は前記実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６６】
前記第一実施例乃至第四実施例では、装置前面の通風口から吸気され、バックプレーンの通風口及び給電用バスバーの通風口を通り、装置後面へ排気される方式を採っているが、プッシュ型の冷却ユニットを用いることにより、装置後面から送風し、装置前面へ排気する方式も採り得る。
【００６７】
また、前記第一実施例乃至第四実施例では、給電用バスバー自身に羽状の突起物を持たせているが、給電用バスバーに別体の冷却Ｆｉｎを取り付けることにより、発熱の課題を解決する構造も採り得る。
【００６８】
更に、前記第一実施例乃至第四実施例では、ネットワーク通信装置を前提としているが、サーバのような情報処理装置においても、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１００・・・電子装置
１１０・・・筐体
１２０・・・回路基板ユニット
１２１・・・通風口
１２２・・・バックプレーンコネクタ
１３０・・・フロント電源ユニット
１３１・・・電源コネクタ
１４０・・・冷却ユニット
１５０・・・バックプレーン
１５１・・・通風口
１６０・・・給電用バスバー
１６１・・・給電端子
１６２・・・通風口
１６３・・・羽状突起物
１６４・・・電源コネクタ接続口
２００・・・電子装置
２１０・・・筐体
２２０・・・回路基板ユニット
２２１・・・通風口
２２２・・・バックプレーンコネクタ
２３０・・・フロント電源ユニット
２３１・・・電源コネクタ
２４０・・・冷却ユニット
２５０・・・バックプレーン
２５１・・・通風口
２６０・・・給電用バスバー
２６１・・・給電端子
２６２・・・通風口
２６３・・・羽状突起物
２６４・・・電源コネクタ接続口
３００・・・電子装置
３１０・・・筐体
３２０・・・回路基板ユニット
３２１・・・通風口
３２２・・・バックプレーンコネクタ
３３０・・・フロント電源ユニット
３３１・・・電源コネクタ
３４０・・・冷却ユニット
３５０・・・バックプレーン
３５１・・・通風口
３６０・・・給電用バスバー
３６１・・・給電端子
３６２・・・通風口
３６３・・・羽状突起物
３６４・・・電源コネクタ接続口
３６５・・・バックプレーンコネクタ接続口
４００・・・電子装置
４１０・・・筐体
４２０・・・回路基板ユニット
４２１・・・通風口
４２２・・・バックプレーンコネクタ
４３０・・・フロント電源ユニット
４３１・・・電源コネクタ
４４０・・・冷却ユニット
４５０・・・バックプレーン
４５１・・・通風口
４６０・・・給電用バスバー
４６１・・・給電端子
４６２・・・通風口
４６３・・・羽状突起物
４６４・・・電源コネクタ接続口
４６５・・・バックプレーンコネクタ接続口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板ユニットと、
前記回路基板を前面に接続するバックプレーンと、
前記バックプレーンの背面に接続する給電用バスバーと、
前記給電用バスバーに接続する電源ユニットとを有し、
前記バックプレーンと前記給電用バスバーには通風口が設けられ、
前記バスバーにはさらに放熱用突起物が設けられていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面側に冷却ファンを有し、
前記電源ユニットは第１の電源ユニットと第２の電源ユニットの２つからなり、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットは前記バックプレーンと前記冷却ファンの間に配置され、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットは分離して配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面側に冷却ファンを有し、
前記電源ユニットは、左右に分離して配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項２記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する背面回路基板ユニットを有することを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する1枚以上の背面回路基板ユニットを有し、
前記背面回路基板ユニットは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間の中央付近に配置されることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する第１の背面回路基板ユニットと第２の背面回路基板ユニットを有し、
前記第１の背面回路基板ユニットは、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第１の電源ユニット付近に配置され、
前記第２の背面回路基板ユニットは、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第２の電源ユニット付近に配置され、ることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する1枚以上の背面回路基板ユニットを有し、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間の中央付近に配置され、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第１の電源ユニット付近に配置され、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第２の電源ユニット付近に配置されることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかの電子装置であって、
前記背面回路基板ユニットはクロスバースイッチとして機能することを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかの電子装置であって、
前記バックプレーンの前面側から冷却風を吸気して背面側へと排気することを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれかの電子装置であって、
前記バックプレーンの背面側から冷却風を送風して前面側へと排気することを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかの電子装置において、
前記給電用バスバーに印加される電位と接地電位との電位差が４．５Ｖ以上１６Ｖ以下であることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれかの電子装置において、
前記給電用バスバーに印加される電位と接地電位との電位差が３６Ｖ以上７５Ｖ以下であることを特徴とする電子装置。
【請求項１】
回路基板ユニットと、
前記回路基板を前面に接続するバックプレーンと、
前記バックプレーンの背面に接続する給電用バスバーと、
前記給電用バスバーに接続する電源ユニットとを有し、
前記バックプレーンと前記給電用バスバーには通風口が設けられ、
前記バスバーにはさらに放熱用突起物が設けられていることを特徴とする電子装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面側に冷却ファンを有し、
前記電源ユニットは第１の電源ユニットと第２の電源ユニットの２つからなり、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットは前記バックプレーンと前記冷却ファンの間に配置され、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットは分離して配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面側に冷却ファンを有し、
前記電源ユニットは、左右に分離して配置されていることを特徴とする電子装置。
【請求項４】
請求項２記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する背面回路基板ユニットを有することを特徴とする電子装置。
【請求項５】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する1枚以上の背面回路基板ユニットを有し、
前記背面回路基板ユニットは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間の中央付近に配置されることを特徴とする電子装置。
【請求項６】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する第１の背面回路基板ユニットと第２の背面回路基板ユニットを有し、
前記第１の背面回路基板ユニットは、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第１の電源ユニット付近に配置され、
前記第２の背面回路基板ユニットは、前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第２の電源ユニット付近に配置され、ることを特徴とする電子装置。
【請求項７】
請求項３記載の電子装置であって、
さらに前記バックプレーンの背面に接続する1枚以上の背面回路基板ユニットを有し、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間の中央付近に配置され、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第１の電源ユニット付近に配置され、
前記背面回路基板ユニットの１つは前記第１の電源ユニットと前記第２の電源ユニットの間であり、前記第２の電源ユニット付近に配置されることを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７のいずれかの電子装置であって、
前記背面回路基板ユニットはクロスバースイッチとして機能することを特徴とする電子装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかの電子装置であって、
前記バックプレーンの前面側から冷却風を吸気して背面側へと排気することを特徴とする電子装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれかの電子装置であって、
前記バックプレーンの背面側から冷却風を送風して前面側へと排気することを特徴とする電子装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれかの電子装置において、
前記給電用バスバーに印加される電位と接地電位との電位差が４．５Ｖ以上１６Ｖ以下であることを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれかの電子装置において、
前記給電用バスバーに印加される電位と接地電位との電位差が３６Ｖ以上７５Ｖ以下であることを特徴とする電子装置。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３（ａ）】
【図３（ｂ）】
【図３（ｃ）】
【図４（ａ）】
【図４（ｂ）】
【図４（ｃ）】
【公開番号】特開２０１２−１０９３６３（Ｐ２０１２−１０９３６３Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６３８６（Ｐ２０１０−２５６３８６）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（５０４４１１１６６）アラクサラネットワークス株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（５０４４１１１６６）アラクサラネットワークス株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
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