19インチラック

19インチラックとは

19インチラックは、電子機器を収納するために、機器の取り付け幅が19インチ（482.6mm）に規定された標準化されたラックまたはキャビネットの総称です。主にインターネットデータセンターなどで、ラックマウント型のサーバーを格納するために利用されています。

定義

19インチラックおよびキャビネットの定義は、以下の国際規格に基づいています。

IEC 60917-1 Ed.1.1 2009: 電子機器用機械構造の開発のためのモジュラーオーダーに関する規格。
IEC 60297-3-100 Ed.1 2008: 19インチラックおよびキャビネットの寸法規格。

19インチラックは、電子機器用の機構としてIEC 60297-3-XXXシリーズで規格化された19インチシステムの階層構造の一部です。

規格開発

19インチ規格の起源

19インチ規格は、第二次世界大戦中のアメリカで、軍事用通信機器をラックに収納する方法としてASA C83/9規格で始まりました。この規格では、シャシーをラックに取り付けるためのフランジ幅が19インチ（480mm）、高さのピッチが1U = 1.75インチ（44.5mm）と定められました。

戦後、この19インチシャシーとラックの構成は通信機器分野で世界中に普及しました。ASA規格はEIA規格に改編され、ANSI/EIA RS310-C 1971として発行されました。この規格では、ラック、パネル、搭載用のシャシーの寸法が規定されています。19インチラックは、この規格を引用してEIAラックとも呼ばれます。

19インチシステム規格の発展

1960年代に入り、産業用電子機器や通信機器分野でプリント基板の採用が普及し始めると、DINではプリント基板を収納するシャシーの標準化を検討しました。ラックとシャシーの寸法は19インチ規格を採用し、プリント基板を搭載する方法として、以下の基準を設定しました。

プリント基板の寸法を統一する。
プリント基板の相互接続はバックプレーンで行い、コネクタの種類を統一する。
放熱のためにプリント基板は垂直に配置する。

1970年代には、マイクロエレクトロニクスの時代に適合する電子機器用の機構として、階層構造がデザインされました。

1. レベル1 - プリント基板用機構部品
2. レベル2 - サブユニット（プラグインユニット）
3. レベル3 - 19インチサブラックおよびシャシー、19インチフロントパネル/バックプレーン
4. レベル4 - ハウジング（ケースおよびラック/キャビネット）

各レベルのインターフェース寸法を規定したDIN 41494シリーズが開発されました。このシリーズでは、プリント基板の相互接続にDIN 41612（通称DINコネクタ）が採用され、後にIEC規格としてIEC 603-2規格が成立しました。

これらの規格は、番号表示の変更や内容の改訂を経て、現在のIEC 60297-3シリーズ（19インチシステム規格）とIEC 60603-2:1995（DINツーピースコネクタ規格）となっています。

メトリックシステムとの比較

1970年代から80年代にかけて、19インチシステムは欧州で通信機器の機構として採用されました。一方、1982年に発表されたVMEbusでは、コンピュータモジュールに19インチサブラック/プラグインユニット構造とDIN 41612コネクタを採用しました。VMEbusは米国で産業用や軍事用のコンピュータとして普及し、IEEE 1014-1987として規格化されました。この19インチシステムは、IEEE 1101:1987としてより実用的な構造規格となりました。

19インチシステムは、プリント基板の相互接続技術の課題を既存の寸法系の中で解決しようとしたもので、モジュール化されたプラグインユニットを堅牢なサブラックに収納し、バックプレーンによって相互接続する構造です。この構造は通信機器、電子計測、VMEbusなどの産業用コンピュータで広く採用されました。

1980年代後半には、プリント基板の高密度実装、コネクタの多極化、電子機器の動作周波数の高速化に対応するため、メトリックシステムが開発されました。このシステムでは、基本モジュール寸法を25mmとし、コネクタは2.5mmまたは2mmピッチのメトリック寸法を採用しました。IEC 917が基本寸法規格となり、IEC 60917シリーズとIEEE 1301シリーズが完成しました。

これにより、19インチラックの寸法規格であるANSI/EIA RS310-Cは、メトリックラックの寸法を導入したANSI/EIA-310-D 1992に改定されました。

メトリックシステムの特徴

電子機器機構の寸法体系をメートル系で統一。
基本モジュール寸法は25mm、最小モジュール寸法は0.5mm。
高密度実装に対応した多極コネクタの採用。
プラグインユニットの挿抜機能を持つハンドル。
サブラックの剛性向上と電磁シールド機能の追加。
プリント基板とプラグインユニットの放熱を考慮した構造。

しかし、東西冷戦の解消とともに、米海軍でのFuturebus+の採用プロジェクトが中止となり、メトリックシステムの採用は大きく後退しました。一方、ヨーロッパでは、メトリックシステムは通信機器用のETSIキャビネット/ラックとして採用が定着しました。

現在の状況

1990年代中ごろ以降、VMEbusの高性能化が進む一方で、PCIバスなどのWindows PCのI/Oインターフェースを産業用コンピュータバスに利用する動きが出てきました。1996年には19インチシステムを採用したCompactPCIの仕様が開発され、メトリックシステムと同様の2mmピッチ多極コネクタ、挿抜式ハンドル、電磁シールド機能などが開発・規格化されました。

現在でも19インチシステムは、産業用コンピュータの主要な機構としてVMEbusやCompactPCIとともに採用されています。また、インターネットの普及により、ルーター、スイッチ、サーバーなどのIT機器が19インチラックを前提に設計され、データセンターでの需要が拡大しています。

19インチラックとメトリックラックの寸法

19インチラックの寸法規格はIEC 60297-3-100 Ed.1 2008、および対応するJIS規格JIS C 6012-3-100:2015に規定されています。メトリックラックの寸法規格はIEC 60917-2-1 Ed.1:1993、およびJIS C 6011-2:1998の附属書1で確認できます。

標準的なラックの幅寸法は600mm、奥行寸法は600mm、高さは1800mm、2000mm、2200mmです。機器取り付けねじの幅寸法は、19インチラックで465.1±1.6mm、メトリックラックで465mm（ETSI仕様は515mm）です。

EIA規格とJIS規格では、ユニットシャーシの高さ規格が異なります。JIS規格では高さが50mm刻み（100mm未満の場合は25mm刻みも可）ですが、EIA規格では1.75インチ（約44.45mm）刻みです。このため、機器とラックで異なる規格を採用している場合は、変換金具が必要です。

データセンターでは、大型機器を搭載するため、奥行きの深いラックや、ケーブル敷設スペースを確保するために幅の広いラックが採用されます。

ラックの耐環境性能評価

19インチラックとメトリックラックには、耐環境性能を評価するための共通規格があります。

IEC 61587-1 Ed4 2016: 屋内環境でのキャビネット、ラック、サブラック、シャーシの環境要件、試験セットアップ、安全側面。
IEC 61587-2 Ed 2.0 2011: キャビネットおよびラックの耐震試験。
IEC 61587-3 Ed 2.0 2013: キャビネットおよびサブラックの電磁シールド性能試験。

これらの規格に対応するJIS規格も発行されています。ラックやキャビネットは専門メーカーによって供給され、メーカーはこれらの規格を参照して仕様を決定します。ユーザーは、規格を確認して適切な機種を選定できます。

まとめ

19インチラックは、電子機器を効率的に収納するための標準化された機構です。その歴史、規格、適用分野、メトリックシステムとの比較を通じて、19インチラックの重要性を理解することができます。データセンターや通信インフラにおいて、19インチラックは不可欠な存在となっています。

もう一度検索