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19インチラックは、複数の電子機器モジュールを取り付けるための標準化されたフレームまたは筐体です。各モジュールには、幅19インチ（482.6 mm）のフロントパネルがあります。この19インチの寸法には、機器の両側から突き出ているエッジまたは耳部も含まれており、モジュールをネジやボルトでラックフレームに固定できるようになっています。一般的な用途としては、コンピュータサーバー、通信機器およびネットワーク機器、オーディオビジュアル制作機器、プロ用オーディオ機器、科学機器などがあります。
ラックに設置するように設計された機器は、通常、ラックマウント/ラックマウント可能、ラックマウント機器、ラックマウントシステム、またはラックマウントシャーシと呼ばれます。ラックには、サブラックや棚が含まれる場合があります。マウント可能な機器の高さは、1.75インチ（44.45 mm）の倍数、または1ラックユニット（U）（あまり一般的ではありませんがRU）として標準化されています。業界標準のラックキャビネットは高さ42Uですが[ 1 ]、多くのデータセンターではこれよりも高いラックを使用しています[ 2 ] 。
リレーラックという用語は、19世紀後半に電話の世界で初めて登場しました。[ 3 ]
1911年までに、この用語は鉄道信号でも使用されるようになった。[ 4 ]これらの初期のラックの寸法が標準化されていたという証拠はほとんどない。
19 インチ ラック フォーマット、ラック ユニットは1.75 インチ (44.45 mm)は、電話会社の中央局で中継器や終端装置に必要なスペースを削減するために、1922 年頃に AT&T によって標準として確立されました。1914 年の初期の中継器は、棚、木箱、キャビネットに臨時に設置されていました。量産が始まると、中継器ごとに 1 つずつ、特注のラックに組み込まれるようになりました。しかし、有料ネットワークの急速な成長を考慮して、AT&T のエンジニアリング部門は体系的な再設計に着手し、その結果、すべて「中心間隔 19 1/2インチの垂直サポートに取り付けるように設計された」工場で組み立てられたモジュール式パネルのファミリーが生まれました。異なるパネルの高さは異なりますが、すべての場合において1 + 3/4インチの整数倍になります。[ 5 ]
1934年までに、 12～24本のネジ用のタップ穴が1.25インチ（31.75 mm）と0.5インチ（12.70 mm）の間隔で交互に開けられた、確立された標準規格となった。[ 6 ] EIA規格は1992年に1988年の公法100-418に準拠するために再び改訂され、標準Uを15.875 mm（0.625インチ） + 15.875 mm（0.625インチ） + 12.7 mm（0.500インチ）に設定し、各Uを44.45ミリメートル（1.75インチ）とした。[ 7 ]
19インチラックのフォーマットは変わっていませんが、その内部に搭載される技術は大きく変化し、ラックが適用される分野も大幅に拡大しました。19インチ（482.6 mm）標準ラックは、電気通信、コンピューティング、オーディオ、ビデオ、エンターテイメントなどの業界で広く使用されていますが、 1インチ（25.4 mm）間隔で穴が開いているWestern Electricの23インチ標準ラックは、旧来のILEC / CLEC施設で依然として使用されています。
19インチのラックは、2ポストまたは4ポストの形式で、エンタープライズデータセンター、インターネットサービスプロバイダー施設、および専門的に設計された企業サーバー室のほとんどの機器を収容しますが、ハイパースケールコンピューティングでは通常、より幅の広いラックが使用されます。[ 8 ] [ 9 ]これらは、過剰な床面積を占有したり、棚を必要としたりすることなく、高密度のハードウェア構成を可能にします。
19インチラックは、アンプ、エフェクトユニット、インターフェース、ヘッドホンアンプ、さらには小型オーディオミキサーなど、プロ仕様のオーディオおよびビデオ機器を収納するためにもよく使用されます。ラックマウント機器の3つ目の一般的な用途は、産業用電源、制御、および自動化ハードウェアです。
通常、設置される機器の前面パネルの高さは、割り当てられたU数より1/32インチ（0.031インチ、0.79 mm）低くなります。したがって、1Uラックマウントコンピュータの高さは1.750インチ（44.5 mm）ではなく、 1.719インチ（43.7 mm）になります。nがラックユニット数の場合、パネルの高さの理想的な計算式は、インチで計算する場合はh = 1.75 n − 0.031 、ミリメートルで計算する場合はh = 44.45 n − 0.794です。この隙間により、設置された機器の上下にわずかなスペースが確保され、隣接する機器に干渉することなく取り外すことができます。
元々は、取り付け穴には特定のねじ山が切られていました。ラックレールが薄すぎてねじ切りができない場合は、リベットナットやその他のねじ付きインサートを使用できます。また、取り付ける機器の種類が事前にわかっている場合は、取り付けレールから一部の穴を省略できます。[ 10 ]
機器の交換頻度が高いラックでは、ねじ穴による取り付けは、ねじ山が損傷したり、取り付けネジが折れたりする可能性があるため問題となります。どちらの場合も、取り付け穴は使用できなくなります。使用されない可能性のある多数の穴にねじ切り加工を施すのはコストがかかりますが、それでもねじ穴付きラックは、交換頻度の低いハードウェア向けに依然として使用されています。例としては、電話交換機、ネットワークケーブルパネル、放送スタジオ、一部の政府機関や軍事用途などが挙げられます。
ねじ穴ラックは、まずクリアランスホール（丸穴、ねじなし丸穴[ 11 ] 、およびVersa Rail [ 12 ] ）ラックに置き換えられました。穴はボルトが引っかかることなく自由に挿入できるほど大きく、ボルトはケージナットを使用して固定されます。ナットがなめたり、ボルトが折れたりした場合でも、ナットを簡単に取り外して新しいものと交換できます。クリアランスホールラックの製造コストは低く抑えられます。
ラック設計における次の革新は、角穴ラックです。角穴ラックはボルト不要の取り付けが可能で、ラックマウント機器は角穴に差し込み、縁に引っ掛けるだけで済みます。角穴ラックへの機器の取り付けと取り外しは非常に簡単で、ボルトは不要です。機器の重量と小さな保持クリップだけで機器を所定の位置に保持できます。丸穴ラックやねじ穴ラック用に設計された旧型の機器も、角穴ラック用のケージナットを使用すれば引き続き使用できます。
ラックマウント機器は従来、前面パネルをラックにボルトやクリップで固定して取り付けます。IT業界では、ネットワーク／通信機器は卓上設置や壁掛け設置など、複数の設置場所に対応できることが一般的であるため、ラックマウント機器には、19インチラックに取り付ける前に機器にねじまたはボルトで固定する必要のあるL字型ブラケットが付属していることがよくあります。通信業界では23インチラックが普及しているため、同様の方法が一般的ですが、機器には19インチと23インチの両方のブラケットが用意されており、既存のラックに取り付けることができます。
前面取り付け式サポートの主要な構造上の弱点は、機器の取り付けブラケットとラック自体にかかる曲げ応力です。そのため、背面に左右対称の取り付けポストを備えた4ポストラックが一般的になっています。前面と背面の取り付けポストの間隔は、ラックベンダーやラックの構成によって異なる場合があるため（APC SXシリーズラックのように、前後に移動可能な前面および背面レールを備えたラックもあります）、4ポスト取り付けブラケットを備えた機器では、背面ブラケットの調整が可能なのが一般的です。
サーバーや奥行きのある機器は、多くの場合、前面と背面の支柱にボルトで固定されたレールを使用して取り付けられます（前述のように、このようなレールは奥行きを調整できるのが一般的です）。これにより、機器を4本の支柱で支えることができ、同時に設置や取り外しも容易になります。
機器の奥行きに関する標準規格はなく、ラック筐体自体の外幅と奥行き（マウントレールを含む構造、ドア、パネルなど）も規定されていませんが、4ポストラックは幅が600mm （23.62インチ）または800mm （31.50インチ）、奥行きが600mm （ 23.62インチ）、800mm （31.50インチ） 、または1,010mm （39.76インチ）となる傾向があります。もちろん、これはメーカー、ラックの設計、用途によって異なりますが、共通の制約要因（例えば、二重床タイルの寸法など）により、これらの寸法がかなり一般的になっています。幅と奥行きが広いため、ケーブル配線が容易になり（光ファイバーケーブルや銅線ケーブルの最小曲げ半径を維持するのにも役立ちます）、より奥行きのある機器を利用できるようになります。 ITラックによく見られる特徴として、電源分配ユニット（PDU）や垂直ケーブルマネージャー、ダクトなどのゼロUアクセサリを取り付けるためのマウント位置があり、これらはラックエンクロージャの背面レールと側面の間のスペースを利用します。
取り付け支柱に求められる強度から、支柱は単なる平らな板ではなく、ラックの角を囲むように折り曲げられた幅広の板状になっているのが一般的です。支柱は通常、厚さ約2mmの鋼鉄 （公式規格では最低1.9mmを推奨 ）またはそれよりやや厚いアルミニウムで作られています。
ラック、特に2ポストラックは、倒れないように床や隣接する建物の構造に固定されることが多い。これは通常、地震地帯の地域の建築基準で義務付けられている。Telcordia Technologies の汎用要件文書 GR-63-CORE によると、地震発生時、通信機器は機器のフレームワーク、回路基板、コネクタに過度のストレスを与える可能性のある動きにさらされる。動きの量とそれに伴うストレスは、機器が収容されている建物とフレームワークの構造特性と地震の深刻度によって異なる。GR -63、NEBS 要件: 物理的保護に従って評価された耐震ラックが利用可能であり、[ 13 ]ゾーン 4 は最も厳しい環境を表している。[ 14 ] [ 15 ]
GR-3108「屋外設備（OSP）におけるネットワーク機器の一般要件」では、耐震性を備えた19インチラックの有効開口部について規定しています。
重量のある機器や、メンテナンスのために頻繁にアクセスされる機器で、4隅すべてを同時に取り付けたり取り外したりすることが困難な場合は、ラックに直接取り付けるのではなく、レール（またはスライド）を介して取り付けることがよくあります。一対のレールがラックに直接取り付けられ、機器はレールに沿ってラック内にスライドして設置され、レールが機器を支えます。所定の位置に設置された機器は、ラックにボルトで固定することもできます。レールは、機器がラックからスライドして離れた位置で機器を完全に支えることもできます。これは、機器の点検やメンテナンスに便利で、その後、機器はラック内にスライドして戻されます。[ 16 ]ラック スライドの中には、ラックから完全に引き出されたときにラックに取り付けられた機器の上部または下部に簡単にアクセスできる傾斜機構を備えているものもあります。[ 17 ]
コンピュータやディスクアレイ、ルーターなどのデータ処理機器用のスライドやレールは、機器の厚さ（ラック側面から機器までの寸法）やレールへの取り付け方法に関する標準化がないため、多くの場合、機器メーカーから直接購入する必要があります。
レールキットには、サーバーに接続されたケーブルを折り畳み、サーバーを引き出す際にケーブルを外さずにきれいに広げることができるケーブル管理アーム（CMA）が含まれている場合があります。
ラックマウント用に設計されたコンピュータサーバーには、ラック内でサーバーを使いやすくするための様々な追加機能が含まれている場合があります。
1つのラックに多数のコンピュータが設置されている場合、各コンピュータに個別のキーボード、マウス、モニターを用意するのは現実的ではありません。そのため、KVMスイッチやLOMソフトウェアを使用して、1つのキーボード、ビデオ、マウスセットを複数のコンピュータで共有します。
取り付け穴の配置が垂直方向に対称であるため、ラックマウント機器を上下逆さまに取り付けることが可能です。ただし、すべての機器がこの取り付け方法に適しているわけではありません。例えば、ほとんどの光ディスクプレーヤーは、駆動モーター機構がディスクを掴まないため、上下逆さまに取り付けると動作しません。
標準的な 19 インチ サーバー ラック キャビネットは、通常、高さ 42 u、幅600 ミリメートル (24インチ)、奥行き36 インチ (914.40 mm)です。[ 18 ]これは、974 L、つまり 1 立方メートル弱の容積になります。最新のサーバー ラック キャビネットには調整可能なマウント レールが付属しており、必要に応じてユーザーがレールをより短い奥行きに配置できます。防音サーバー ラック、空調サーバー ラック、NEMA 規格、耐震規格、オープン フレーム、狭幅、さらには小型アプリケーション向けのミニチュア 19 インチ ラックなど、多数の特殊なサーバー ラックがあります。キャビネットのサイズは、一般的に、ほとんどのデータ センターで使用されている標準的な24 インチ幅 (610 mm)の床タイルよりも広くならないように設計されています。
ルーターやスイッチなどの通信機器を収容するラックは、側面に多数のケーブルを収容するために、幅が広くなっていることが多い。
4ポストラックは、前面と背面に機器を支えるための取り付けレールを備えています。これらのラックは、側面やドアのない開放型構造の場合もあれば、前面および/または背面のドア、側面パネル、および上部で囲まれた構造の場合もあります。[ 19 ]ほとんどのデータセンターでは4ポストラックが使用されています。
2 ポスト ラックは、 2 本の垂直な支柱を備えています。これらの支柱は通常、厚手の金属または押し出し成形アルミニウムです。上部のバーと幅広の脚が支柱を接続し、ラックを床や屋根にしっかりと固定して耐震性を確保します。機器は、重心付近 (前面パネルへの負荷を最小限に抑えるため) または機器の前面パネルの穴を介して取り付けることができます。[ 20 ]リレーラックという名称は、電話のリレーおよび交換機器を収容していた初期の 2 ポスト ラックに由来します。2 ポスト ラックは、通信設備で最もよく使用されます。
頻繁に移動したり、過酷な扱いから保護する必要のある 19 インチ機器は、米国航空輸送協会(ATA)が承認したロード ケース (フライト ケースとも呼ばれる)に収納できます。ロード ケースは通常、ポリ塩化ビニル(PVC) でラミネートされた合板の側面、押し出し成形アルミニウムの縁、スチールのコーナー、ハンドル、ラッチを備えています。大型のケースは通常、持ち運びを容易にするために車輪が付いています。ロード ケース ラックは、1U 規格に基づいてさまざまな高さとさまざまな奥行きがあります。非防振ケースは、ケース内部に 19 インチの取り付けポストを取り付けるだけです。機器を衝撃や振動から保護するために、ロード ラック ケースは内側と外側のケースを使用します。これらのケースは、厚いフォーム層で防振するか、スプリング式ショック マウントを使用する場合があります。ツアーミュージシャン、演劇制作、音響および照明会社がロード ケース ラックを使用します。[ 21 ]
ロードケースに使用されるラックストリップには、シングルアングルとダブルアングルの2種類があります。ダブルアングルラックストリップは、構造的な強度が高く、ケーブル管理や重機の追加サポートのための追加の取り付け面を提供します。[ 22 ]
1965年、ECS Composites社は耐久性に優れた繊維強化プラスチック製の19インチラックマウントケースの特許を取得し、電子機器の配備と運用を目的とした軍事および商業用途で広く使用されるようになった。ラックマウントケースは、軍事および商業用途向けに、熱成形複合材、炭素繊維、およびデュポン社のケブラーでも製造されている。
回転成形ポリエチレン製の外殻を使用したポータブルラックケースは、耐久性に優れたATA規格認定ケースに比べて低コストな代替品です。これらのケースは、頻繁な持ち運びや乱暴な取り扱いを受けない機材を保管するミュージシャンやエンターテイナー向けに販売されています。ポリエチレン製の外殻はグラスファイバーで補強されておらず、剛性もありません。小型ケースの形状は、ラックレールとカバーシールの押出成形のみで維持されます。大型ケースは、さらに合板や板金で補強されています。外殻には、積み重ねたケースがわずかに変形して傾斜が生じ、上のケースが滑り落ちるのを防ぐため、自己嵌合パターンがエンボス加工されていることがよくあります。ケース本体の両端には、押し出し成形されたアルミニウムバンドが使用され、カバーのバンドと舌と溝で嵌合します。エンドカバーは通常、シンプルな引き抜きラッチまたは回転カムバタフライラッチ（ツイストハンドルの形状からこの名前が付けられています）で固定されます。
ラックマウント機器の空気の流れと冷却に関する標準規格は存在しません。前面吸気・背面排気、側面吸気・排気など、さまざまな空気の流れパターンが見られます。低消費電力機器はアクティブ冷却を採用せず、受動的な熱放射と対流のみで放熱する場合があります。
ラックマウント型コンピュータサーバーの場合、一般的に機器は前面から吸気し、背面から排気します。これにより、高温の排気が隣接する機器に再循環して過熱を引き起こすような循環気流を防ぎます。
オープンフレームラックは最も安価ですが、空冷式機器を埃、糸くず、その他の環境汚染物質にさらしてしまうという欠点があります。強制空冷ファンを備えた密閉型キャビネットであれば、空気ろ過によって機器を埃から保護できます。
大規模なサーバー室では、ラックキャビネットをまとめて配置し、通路の両側のラックが正面向きまたは背面向きになるようにすることがよくあります。これにより、ラックの前面に冷気を供給し、ラックの背面から熱気を回収することで冷却が簡素化されます。これらの通路自体が冷気封じ込めトンネルで囲まれている場合もあり、冷却空気が建物内の不要な場所に流れたり、熱気と混ざって効率が低下したりしないようにします。サーバー室の二重床または二重床冷却も同様の目的を果たすことができます。床下の空間を通して機器に冷却空気の流れを供給し、密閉されたラックキャビネットの下面に冷却空気を送り込むことができます。[ 23 ]
ラック機器における強制空冷ファンの難点は、ファンが経年劣化や埃によって故障する可能性があることです。ファン自体の交換も容易ではありません。ネットワーク機器の場合、ファンを交換するには、機器から50本以上のケーブルを抜き、ラックから機器を取り外し、さらに機器の筐体を分解する必要があるかもしれません。
しかし、ラック機器の中には、ケーブルや機器をラックから取り外すことなくアクセスできるクイックチェンジファントレイを採用し、ファン交換を容易にするように設計されているものもあり、場合によっては機器の電源を切ることなく交換できるため、交換中も動作が中断されることはありません。
19インチ（482.6mm ）ラックの正式な規格は、以下の機関から入手できます。
ラックの取り付け金具は、垂直に立つ 2 本の平行な金属ストリップ (支柱またはパネル マウントとも呼ばれる) で構成されています。支柱はそれぞれ幅0.625 インチ (15.88 mm)で、間隔は17.75 インチ (450.85 mm)で、ラック全体の幅は19 インチ (482.60 mm)です。支柱には一定間隔で穴が開いており、両方の支柱で穴の位置が一致しているため、各穴は中心間距離が18.28 ～ 18.34 インチ (464.2 ～ 465.8 mm)の水平方向のペアの一部となっています。[ 24 ]
支柱の穴は、中心間隔が0.5、0.625、0.625インチ（12.70、15.88、15.88 mm ）の3つずつの繰り返しセットで垂直に配置されています。したがって、穴のパターンは1.75インチ（44.45 mm ）ごとに繰り返されます。
このように配置された穴は、タップ加工（通常は10-32 UNFネジ、またはまれに6mmメートルネジ）を施すか、ケージナット用の四角い穴を設けることができます。
ラックは高さ44.45 ミリメートル (1.75インチ)の領域に垂直に分割されています。各領域には、両側に 3 組の穴があります。穴の中心は、領域の上端または下端から6.35 ミリメートル (0.25インチ)、22.25 ミリメートル (0.88インチ)、および38.1 ミリメートル (1.50インチ)の位置にあります。このような領域は、一般的に、単位 (unit)のU、ラック ユニット (rack unit)のRU、またはドイツ語でHöheneinheitのHEと呼ばれます。ラック内の高さはこの単位で測定されます。ラックマウント機器は通常、整数個の U を占めるように設計されています。たとえば、オシロスコープは4U の高さになる場合があります。ラックマウントコンピュータとサーバーは、ほとんどの場合、1U から 4U の高さになります。ブレードサーバーエンクロージャは 10U を必要とする場合があります。
時折、1.5Uサーバーや22.5Uのデバイスなど、Uの単位が小さいデバイスを見かけることがあります。 幅15cmなので、このような装置を2台または3台並べて設置することも可能だが、そのような設置例は非常に少ない。
ラックの高さは、放送コンソールのように数インチ程度のものから、内部高さが45ラックユニット（200.2センチメートルまたは78.82インチ）にもなる床置き型ラックまで様々です。42Uは一般的な構成です。産業機器用の壁掛け型筐体の多くは、19インチラックを使用しています。
Some telecommunications and networking equipment is available in a narrower 10-inch format with the same unit height as a standard 19-inch rack. This standard is also gaining in popularity with hobbyists with limited space at their disposal.[25]
Frames for holding rotary-dial telephone equipment, such as step-by-step telephone switches, were generally 11 feet 6 inches (3.51 m) high. A series of studies led to the adoption of frames 7 feet (2.1 m) high, with modular widths in multiples of 1 foot 1 inch (0.33 m)—most often 2 feet 2 inches (0.66 m) wide.[26]
The ETSI rack is defined by the European Telecommunications Standards Institute (ETS 300 119). The distance of the right edge of the right mounting rail to the left edge of the left mounting rail is 535 millimetres (21.1 in). As 535 mm is very close to 21 inches, these racks are sometimes called 21-inch racks. The gap between the posts is 500 millimetres (19.69 in). As 19-inch equipment has a maximum width of 17+1⁄4 inches (438.15 mm), they can easily be mounted in an ETSI rack by means of an ETSI bracket or adapter plate.
In contrast to the 19-inch standards, ETSI also defined the size of the rack enclosure: the four allowed widths are 150, 300, 600, 900 millimetres (5.9, 11.8, 23.6, 35.4 in) and two allowed depths are 300 and 600 millimetres (12 and 24 in). Hole spacing is 25 millimetres (0.98 in).
A 23-inch (580 mm) rack is used for housing telephone (primarily), computer, audio and other equipment – although it is less common than the 19-inch rack. The size denotes the width of the faceplate for the installed equipment. The rack unit is a measure of vertical spacing and is common to both the 19 and 23-inch racks.
穴の間隔は、1インチ（25mm）間隔（Western Electricの標準）か、 19インチ（482.6mm ）ラックと同じ間隔（0.625インチまたは15.9mm ）のいずれかです。
Open Rackは、 Open Compute Projectによって設計されたマウントシステムで、一般的な19インチラックと同じ外形寸法（例えば 幅600mm）を持ちながら、内部では547ミリメートル（21.5インチ）の幅広機器モジュールをサポートしています。
OpenVPXは、防衛用途のシャーシに搭載可能なモジュールの業界標準です。これらのモジュールは、ラック内の機器と同様に、さまざまな機能を提供できます。[ 28 ]
ユーロラックは、電子音楽制作においてモジュラーシンセサイザー（電子楽器）のコンポーネントを設置するために一般的に使用される規格です。これは、規格に特有のラックマウントシステムによって実現されます。[ 29 ]
Eurocard は、プリント回路基板(PCB) カードのIEEE標準フォーマットで、標準シャーシに差し込むことができ、そのシャーシは 19 インチ ラックに取り付けることができます。シャーシは、上部と下部に一連のスロット付きカード ガイドで構成されており、カードは本棚に立てられた本のように、このスロットに差し込まれます。各カードの背には 1 つ以上のコネクタがあり、シャーシの背面を閉じるバックプレーン上の対応するコネクタに差し込まれます。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] VMEbus (Versa Module Eurocard [ 33 ]バス)、STEbus [ 34 ] PCI eXtensions for Instrumentation、openGear [ 35 ]など、Eurocard と同じ目標を持ついくつかの標準が開発されました。
ラックはラックユニット（RUまたはU）で測定され、業界標準は高さ42U（約6フィート）です。
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ウィキメディア・コモンズにある19インチラック関連のメディア