機箱設計重點

目錄

一. 前言

二. 19”機箱外部和機柜的規格

三. 19”機箱內部和組裝組件的規格

四. 19”機箱的設計重點

五. 19”機箱產品實例參考

六. 結論

七. 附錄
一前言:

1-何謂19”機箱?

19”機箱泛指裝設在19”機柜(Cabinet or Rack)內的機器設備,其中 Cabinet和Rack的差異為Cabinet四周有外殼和上下蓋保謢,而Rack則無,Rack為和Cabinet有所區別常被稱為”機架”,此二者外形均為長方體 ,19”機箱(Chassis)為了能裝在機柜內,其外形多設計成長方體,并遵守特定之高度限制讓不同制造者所生產之機箱能放入依規格設計之機柜.

2-19”機箱和機柜的由來

19”機箱和機柜原本是美國軍方電子控制儀器的一種規格,其設定的目的在于統一儀器的外形尺寸和方便快速組裝抽換和維護,最后隨著軍方技術轉移民間,此一規格亦廣泛的被企業界所采用.

2-19”機箱產品的種類.

2-1-機柜的優點在于提供機箱安全保護和擴充的便利性,早期常用于工業控制機臺,近幾年由于網絡的發展,網絡通訊設備也開始大量使用;因此其產品的種類大致可區分成辦公室用和工業用產品兩大類:

2-2-辦公室用產品
2-2-1-Server.
2-2-2-Telcom產品
2-2-3-Internet/Intranet產品
2-2-4-其它計算機周邊相關產品

2-3-工業用產品
2-3-1-IPC(Industrial PC)
2-3-2-Control Panel
2-3-3-其它機器輔助相關產品

二. 19”機箱外部和機柜的規格

1-機柜之規格.

機柜不單如字面上的解釋一般像個柜子,其外形有很多種,如下列三圖所示,圖中的機柜均為HP公司產品,但用于不同操作環境時,機柜之外形和尺寸亦會有所差異,所有機柜都依相關規格制造,機柜之寬度,高度與深度有一定之規格,在IEC-60297系列和EIA-310系列中均有詳細規格,此二規格明定高度單位為U(1U=1.75”=44.45mm),寬度為19”(尚有其它之寬度規格,但以19”規格最為常用),深度雖亦有規定,但其變化卻比較多,機柜之規格可分成高度,寬度和深度三項.

1-1-高度單位U之定義: 1U=1.75英吋=44.45mm.機柜均以U為基本單位,如35U高度之機柜,是指此一機柜中可裝入總共35U高之機箱,而非機柜由上到下的高度是35U.

1-2-19英吋(482.6mm) 寬度之定義為機箱由正前方觀察可視之最寬距離,通常是機箱兩側之mounting flange寬度,而非機柜本體之寬度,19”機柜之寬度受限于機箱尺寸,幾乎全都大于500mm(因19”機箱寬度為483mm左右),目前市面上之機柜寬度由500mm~800mm都有,甚至有超過1000mm之特殊規格,但最常用的為600mm寬之機柜.

1-3-在機柜深度方面,雖然有規定但卻很少被提及,因其不像高度和寬度一般限制機箱設計,即使短機箱卜亦可用長機柜,只要其設計規格完全符合規格設計,而機柜制造商不泛各種不同深度規格之機柜,其中又以600mm,700mm和800mm深度的機柜最常被使用(深度系指機柜外觀不含把手的深度).

2-機箱設計時外觀和機柜的關系.

2-1-外觀尺寸:機箱受限于機柜的尺寸限制,因此設計時需考慮下列幾點:

2-1-1-在高度方面;由于高度以U為單位,1U為1.75”或44.45mm,因此如果1U機箱的高度不可超出44.45mm,為了堆棧和拆裝方便,通常設計成44mm以下,以此類推即使不同U之機箱其實際高度亦比該U少一些,讓機柜內每一臺機箱之箱有間隙而不會影響組裝和拆卸.

2-1-2-在寬度方面;19”機柜在內部四個角落都有鈑金件(或鋁矩形)支柱用以支撐機柜和固定機箱,因此其內部寬度只有450mm(約17.7”左右)可裝機箱,而非有19”寬度可裝機箱,且機箱在設計上為要考量組裝性,不可能寬度設定成450mm,通常不會超過440mm,左右會各留5mm間隙,若有考慮在兩側裝設滑軌(裝滑軌的機箱高度都比較低,大都不會超過4U高度)以方便機箱拆裝和保養時,機箱還要再縮小寬度,常用的滑軌厚度有10~20mm不等,雙邊都要裝滑軌,扣除兩倍的厚度,如此機箱寬度就更窄了.

2-1-3-在深度方面;深度要考慮的就是機箱在機柜內必需有空間散熱,跑線和其它機構的安排,由于左右兩側空間不大,只好利用前后方的空間了,通常前后各有75mm以上的空間(和固定架位置有關),因此600mm的機柜其機箱深度最好設計在450mm以下.

2-2-機柜固定孔:機箱放入機柜時必需由兩側固定,其固定孔通常在mounting flange上,其位置尺寸如下圖所示(數據來源:EIA-310-D),圖中尺寸在寬度標示上有3個,每個尺寸又各有三個數字,其中最上層的尺寸為19英吋機柜的標準尺寸(即450,465,483.4三個尺寸),三個尺寸所代表的意義如下:

450mmà機箱可放入機柜內之最寬距離.

465mmà機箱和機柜之固定孔的間距.

483.4mmà機箱上mounting flange兩側可容許之最寬距離.

31.8mmà1U高度內之兩個固定孔距離,若1U高度內有三個固定孔時,其固定孔之間距為31.8mm的一半15.9mm.

12.7mmà兩個U之間最近的固定孔距離,即上面U的最下方固定孔和下面U的最上方固定孔距離,因此1U和1U之相接合位置在12.7mm距離的正中間.

6.75à機箱在最上方(或最下方)的固定孔和機柜內側上端(或下端)之間的距離.

2-3-正面把手:機箱放入機柜時是由前方推入,拉出時自然是由前方操作,為了方便機箱能由前方推入和拉出,在機箱前方兩側經常會設計有把手固定在機箱上,方便使用者的操作,在設計把手時要特別注意不可干涉到機箱和機柜組裝的螺絲固定孔,因其位置正好也在機箱兩側.

2-4-腳墊:有些機箱設計成在機柜外側仍能獨立作業,因此其下方大多裝有腳墊,如此放于桌上時便不會括傷桌面,但如要裝入機柜時就會迼成腳墊和下方機箱干涉的情形,因此腳墊最好能設計成可拆裝的較好.

三. 19”機箱內部和組裝組件的規格

四. 19”機箱的設計重點

五. 19”機箱產品實例參考

六. 結論

七. 附錄
1.EIA-310-D (電子工業協會)規格

2.IEC 20697-1~20697-4 (國際電子委員會)規格