JP2806373B2 - 電子機器の冷却構造 - Google Patents
電子機器の冷却構造Info
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器の冷却構
造に関し、特に、集積回路等の回路素子を搭載した複数
枚の配線基板を架に収容した電子機器の冷却構造に関す
る。
造に関し、特に、集積回路等の回路素子を搭載した複数
枚の配線基板を架に収容した電子機器の冷却構造に関す
る。
【0001】
【従来の技術】従来の電子機器の冷却構造は、図5に示
すように、集積回路素子を搭載した複数枚の配線基板を
架に収容し、架の片端あるいは両端に設置した冷却ファ
ン17による空気の強制対流を用いて冷却する構成を採
用している。すなわち、従来の冷却構造は、集積回路素
子14と、集積回路素子14を搭載する配線基板15
と、配線基板2を複数枚収容する架16と、冷却ファン
17とから構成され、冷却ファン17が回転することに
より図5の上から下またはその逆方向に空気の強制対流
が起こり、配線基板15上の集積回路素子14を冷却し
ている。
すように、集積回路素子を搭載した複数枚の配線基板を
架に収容し、架の片端あるいは両端に設置した冷却ファ
ン17による空気の強制対流を用いて冷却する構成を採
用している。すなわち、従来の冷却構造は、集積回路素
子14と、集積回路素子14を搭載する配線基板15
と、配線基板2を複数枚収容する架16と、冷却ファン
17とから構成され、冷却ファン17が回転することに
より図5の上から下またはその逆方向に空気の強制対流
が起こり、配線基板15上の集積回路素子14を冷却し
ている。
【0002】集積回路素子の消費電力が大きい場合には
ヒートシンク18を取り付け、空気との間の伝熱面積を
増大させるか、または、冷却ファン17による風速を大
きくして集積回路素子14から空気までの熱抵抗を小さ
くし、素子の温度を低く保つ。また、近年では小型の冷
却ファンとヒートシンクを一体化したものを集積回路素
子に取り付け、局部的に風速を大きくして冷却する構成
も採用されるようになっている。
ヒートシンク18を取り付け、空気との間の伝熱面積を
増大させるか、または、冷却ファン17による風速を大
きくして集積回路素子14から空気までの熱抵抗を小さ
くし、素子の温度を低く保つ。また、近年では小型の冷
却ファンとヒートシンクを一体化したものを集積回路素
子に取り付け、局部的に風速を大きくして冷却する構成
も採用されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の冷却構造におい
ては、集積回路素子の消費電力が大きくなるとヒートシ
ンクを大きくしなければならず、装置の性能低下につな
がるという第1の問題点がある。
ては、集積回路素子の消費電力が大きくなるとヒートシ
ンクを大きくしなければならず、装置の性能低下につな
がるという第1の問題点がある。
【0004】その理由は、ヒートシンクの表面積を増大
させ熱抵抗を低減させるために、高さ方向に大きくした
場合には配線基板の実装間隔が広がり、長さ方向や横幅
方向に大きくした場合には同じ配線基板上の他の部品と
の間隔が広がり、高速のコンピュータ等、配線による信
号遅延が性能に影響を及ぼすような装置においては、異
なる配線基板間、部品間の配線長が長くなるからであ
る。
させ熱抵抗を低減させるために、高さ方向に大きくした
場合には配線基板の実装間隔が広がり、長さ方向や横幅
方向に大きくした場合には同じ配線基板上の他の部品と
の間隔が広がり、高速のコンピュータ等、配線による信
号遅延が性能に影響を及ぼすような装置においては、異
なる配線基板間、部品間の配線長が長くなるからであ
る。
【0005】さらに、従来の冷却構造においては、上記
第1の問題点を避け、ヒートシンクの大きさを変更せ
ず、冷却ファンによる風速を上げて熱抵抗を低減しよう
とすると騒音の増大につながるという第2の問題点があ
る。
第1の問題点を避け、ヒートシンクの大きさを変更せ
ず、冷却ファンによる風速を上げて熱抵抗を低減しよう
とすると騒音の増大につながるという第2の問題点があ
る。
【0006】その理由は、風速を上げるためにはファン
を大型化するか、回転数を上げる必要があるためであ
る。
を大型化するか、回転数を上げる必要があるためであ
る。
【0007】また、従来の冷却構造においては、小型の
ファンとヒートシンクを一体化したファン付ヒートシン
クを用いた場合、給電系統が複雑化することと、無停止
運転に対応できないという第3の問題点もある。
ファンとヒートシンクを一体化したファン付ヒートシン
クを用いた場合、給電系統が複雑化することと、無停止
運転に対応できないという第3の問題点もある。
【0008】その理由は、ファン用の電源を配線基板ま
たは外付けのケーブル等で供給しなければならず、ファ
ンが故障した場合は装置の電源を切断して配線基板を抜
去して交換する必要があるためである。
たは外付けのケーブル等で供給しなければならず、ファ
ンが故障した場合は装置の電源を切断して配線基板を抜
去して交換する必要があるためである。
【0009】本発明の目的は、上述の問題点を解決した
電子機器の冷却構造を提供することにある。
電子機器の冷却構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電子機器の冷却
構造は、回路素子を搭載した複数の配線基板と同じ架に
収容され隣接する配線基板上の回路素子に対向する位置
に開口のあるファン取付板と、ファン取付板の開口位置
に取り付けられた局所冷却ファンと、架の上面、下面お
よび側面の少なくともいずれか一つに取り付けられる全
体冷却ファンとから構成される。
構造は、回路素子を搭載した複数の配線基板と同じ架に
収容され隣接する配線基板上の回路素子に対向する位置
に開口のあるファン取付板と、ファン取付板の開口位置
に取り付けられた局所冷却ファンと、架の上面、下面お
よび側面の少なくともいずれか一つに取り付けられる全
体冷却ファンとから構成される。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施の形態を示す斜
視図、図2はその縦断面図である。集積回路素子1には
放熱のためのヒートシンクが取り付けられている。集積
回路素子1は配線基板2に搭載されている。本実施の形
態は、さらに、局所冷却ファン3と、局所冷却ファン3
を搭載するファン取付板4と、ケーブル5と、ファン制
御回路6とを備える。ここで、局所冷却ファン3はファ
ン取付板4上で隣接する配線基板2上の集積回路素子1
に対向するような位置に取り付けられ、ファン取付板4
の局所冷却ファン3の羽部分に対応する部分には開口7
がある。また、ファン取付板4の手前側と上側には仕切
8が設けられている。複数枚の配線基板2とファン取付
板4とは架9に収容され、配線基板2とファン取付板4
とは垂直に実装されている。さらに、全体冷却ファン1
0が架9の上下に設けられている。このファン10は架
9の上側あるいは下側のみでもよい。
視図、図2はその縦断面図である。集積回路素子1には
放熱のためのヒートシンクが取り付けられている。集積
回路素子1は配線基板2に搭載されている。本実施の形
態は、さらに、局所冷却ファン3と、局所冷却ファン3
を搭載するファン取付板4と、ケーブル5と、ファン制
御回路6とを備える。ここで、局所冷却ファン3はファ
ン取付板4上で隣接する配線基板2上の集積回路素子1
に対向するような位置に取り付けられ、ファン取付板4
の局所冷却ファン3の羽部分に対応する部分には開口7
がある。また、ファン取付板4の手前側と上側には仕切
8が設けられている。複数枚の配線基板2とファン取付
板4とは架9に収容され、配線基板2とファン取付板4
とは垂直に実装されている。さらに、全体冷却ファン1
0が架9の上下に設けられている。このファン10は架
9の上側あるいは下側のみでもよい。
【0013】全体冷却ファン10による冷却空気は架9
に収容された配線基板2の間の空間を流れ(図2に実線
の矢印で示す)、配線基板2上の集積回路素子1を冷却
する。一方、ファン取付板4の局所冷却ファン3が取り
付けられた側の隣接する配線基板2との間の空気に全体
冷却ファン10によって流れ込んだ空気は局所冷却ファ
ン3によりファン取付板4の開口7から局所冷却ファン
3取付面と反対側の隣接する配線基板2上の集積回路素
子1に垂直に吹き付けられる(図2に破線の矢印で示
す)。局所冷却ファン3による冷却を行うのは特に消費
電力の大きな集積回路素子のみとし、それ以外のものに
ついては全体冷却ファン10による冷却のみとする。
に収容された配線基板2の間の空間を流れ(図2に実線
の矢印で示す)、配線基板2上の集積回路素子1を冷却
する。一方、ファン取付板4の局所冷却ファン3が取り
付けられた側の隣接する配線基板2との間の空気に全体
冷却ファン10によって流れ込んだ空気は局所冷却ファ
ン3によりファン取付板4の開口7から局所冷却ファン
3取付面と反対側の隣接する配線基板2上の集積回路素
子1に垂直に吹き付けられる(図2に破線の矢印で示
す)。局所冷却ファン3による冷却を行うのは特に消費
電力の大きな集積回路素子のみとし、それ以外のものに
ついては全体冷却ファン10による冷却のみとする。
【0014】ファン取付板4に取り付けられたファン制
御回路6は局所冷却ファン3への電源供給およびファン
異常信号の処理に用いられる。ファン用の電源は架9の
背面に取り付けられたバックパネル(図示しない)から
コネクタ20を経由してファン制御回路6に供給された
後、分配され、ケーブル5を通して局所冷却ファン3の
各々に供給される。また、局所冷却ファン3の異常を示
す信号はケーブル5によりファン制御回路6に伝達され
必要な処理が行われる。ファン異常信号としてはファン
の停止を通報するもの、ある回転数以下に低下したこと
を知らせるものの他、ファンの回転に応じて発生するパ
ルス信号等が考えられる。
御回路6は局所冷却ファン3への電源供給およびファン
異常信号の処理に用いられる。ファン用の電源は架9の
背面に取り付けられたバックパネル(図示しない)から
コネクタ20を経由してファン制御回路6に供給された
後、分配され、ケーブル5を通して局所冷却ファン3の
各々に供給される。また、局所冷却ファン3の異常を示
す信号はケーブル5によりファン制御回路6に伝達され
必要な処理が行われる。ファン異常信号としてはファン
の停止を通報するもの、ある回転数以下に低下したこと
を知らせるものの他、ファンの回転に応じて発生するパ
ルス信号等が考えられる。
【0015】局所冷却ファン3を用いたことにより集積
回路素子1の近傍から垂直に冷却空気を当てることがで
きるため、全体冷却ファン10のみで冷却した場合と比
べて熱抵抗を低減できる。また、全体冷却ファン10の
回転数を上げたり、大型化したりすることにより風速を
上げる必要もなく騒音を低く抑えることができる。ま
た、局所冷却ファン3をファン取付板4に搭載したこと
によりファンを保守する場合でも配線基板2は架9に収
容したままファン取付板4を引き抜くだけでよい。ここ
でファン制御回路6およびコネクタ7に対し活線挿抜可
能なよう機構的、電気的対応を行っておけば機器の電源
を切断することなくファンの保守が可能となる。
回路素子1の近傍から垂直に冷却空気を当てることがで
きるため、全体冷却ファン10のみで冷却した場合と比
べて熱抵抗を低減できる。また、全体冷却ファン10の
回転数を上げたり、大型化したりすることにより風速を
上げる必要もなく騒音を低く抑えることができる。ま
た、局所冷却ファン3をファン取付板4に搭載したこと
によりファンを保守する場合でも配線基板2は架9に収
容したままファン取付板4を引き抜くだけでよい。ここ
でファン制御回路6およびコネクタ7に対し活線挿抜可
能なよう機構的、電気的対応を行っておけば機器の電源
を切断することなくファンの保守が可能となる。
【0016】図3は本発明の第2の実施の形態を示す斜
視図、図4はその断面図である。第1の実施の形態との
相違点は、配線基板2およびファン取付板4を架9に水
平に実装している点、配線基板2の手前側に開口を設け
た仕切11がある点、ファン取付板4の仕切8は手前側
と左右両側の3つが設けられ、手前側仕切には配線基板
2と同様、開口12が設けられている点、架の両側には
ダクト13が形成されており、全体冷却ファン10はダ
クト13の奥側に設けられている点である。
視図、図4はその断面図である。第1の実施の形態との
相違点は、配線基板2およびファン取付板4を架9に水
平に実装している点、配線基板2の手前側に開口を設け
た仕切11がある点、ファン取付板4の仕切8は手前側
と左右両側の3つが設けられ、手前側仕切には配線基板
2と同様、開口12が設けられている点、架の両側には
ダクト13が形成されており、全体冷却ファン10はダ
クト13の奥側に設けられている点である。
【0017】図3において、全体冷却ファン10による
空気は、まず、配線基板2の仕切11の開口12から吸
入され、配線基板2上の集積回路素子1の周囲を流れて
冷却し、配線基板2の両端からダクト13に流れ、全体
冷却ファン10により架9の背面に排出される(図3に
実線の矢印で示す)。一方、ファン取付板4の局所冷却
ファン3が取り付けられた側とすぐ上の配線基板2との
間の空間には、ファン取付板4の手前側仕切8の開口1
2からも空気が吸入され、局所冷却ファンによりファン
取付板の開口7からファン取付板4の直下の配線基板2
上の集積回路素子1に垂直に吹き付けられる(図3およ
び4に破線の矢印で示す)。
空気は、まず、配線基板2の仕切11の開口12から吸
入され、配線基板2上の集積回路素子1の周囲を流れて
冷却し、配線基板2の両端からダクト13に流れ、全体
冷却ファン10により架9の背面に排出される(図3に
実線の矢印で示す)。一方、ファン取付板4の局所冷却
ファン3が取り付けられた側とすぐ上の配線基板2との
間の空間には、ファン取付板4の手前側仕切8の開口1
2からも空気が吸入され、局所冷却ファンによりファン
取付板の開口7からファン取付板4の直下の配線基板2
上の集積回路素子1に垂直に吹き付けられる(図3およ
び4に破線の矢印で示す)。
【0018】第1の実施の形態は機器の筺体の上下方向
(上から下または下から上)に全体冷却ファン10によ
る冷却空気を流す場合に適しているのに対し、第2の実
施の形態は筺体の前面から吸気して背面に排気する場
合、例えばIEC規格に定められた標準ラック筺体を用
いる場合に適している。
(上から下または下から上)に全体冷却ファン10によ
る冷却空気を流す場合に適しているのに対し、第2の実
施の形態は筺体の前面から吸気して背面に排気する場
合、例えばIEC規格に定められた標準ラック筺体を用
いる場合に適している。
【0019】
【発明の効果】本発明には、集積回路素子の消費電力が
大きくなってもヒートシンクを大きくする必要がないと
いう第1の効果がある。これにより装置にヒートシンク
の表面積を増大させ熱抵抗を低減させるために配線基板
の実装間隔が広がったり、同じ配線基板上の他の部品と
の間隔が広がり、異なる配線基板間、部品間の配線長が
長くなって信号遅延が増大し装置に性能低下をもたらす
ことがない。
大きくなってもヒートシンクを大きくする必要がないと
いう第1の効果がある。これにより装置にヒートシンク
の表面積を増大させ熱抵抗を低減させるために配線基板
の実装間隔が広がったり、同じ配線基板上の他の部品と
の間隔が広がり、異なる配線基板間、部品間の配線長が
長くなって信号遅延が増大し装置に性能低下をもたらす
ことがない。
【0020】その理由は、局所冷却ファンにより集積回
路素子の近傍から冷却空気を吹き付けるために集積回路
素子と空気との間の熱伝達係数が大きくなるからであ
る。
路素子の近傍から冷却空気を吹き付けるために集積回路
素子と空気との間の熱伝達係数が大きくなるからであ
る。
【0021】さらに、本発明には、全体冷却ファンによ
る風速を上げて熱抵抗を低減する必要がなくなるという
第2の効果がある。このため機器の騒音を低く抑えるこ
とができる。
る風速を上げて熱抵抗を低減する必要がなくなるという
第2の効果がある。このため機器の騒音を低く抑えるこ
とができる。
【0022】その理由は、第1の効果の場合と同様であ
る。
る。
【0023】また、本発明には、半導体素子を搭載した
配線基板を機器から取り外すことなくファンの保守が可
能となるという第3の効果がある。このため保守性が向
上し、無停止運転にも対応可能である。
配線基板を機器から取り外すことなくファンの保守が可
能となるという第3の効果がある。このため保守性が向
上し、無停止運転にも対応可能である。
【0024】その理由は、局所冷却ファンを配線基板上
ではなくファン取付板に搭載しかつファン制御回路にて
ファンへの給電の分配を行う構成としたからである。
ではなくファン取付板に搭載しかつファン制御回路にて
ファンへの給電の分配を行う構成としたからである。
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す分解斜視図で
ある。
ある。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す分解斜視図で
ある。
ある。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図5】従来の冷却構造を示す断面図である。
1 集積回路素子 2 配線基板 3 局所冷却ファン 4 ファン取付板 5 ケーブル 6 ファン制御回路 7 コネクタ 8 仕切 9 架 10 全体冷却ファン 11 仕切 12 開口 13 ダクト 14 集積回路素子 15 配線基板 16 架 17 冷却ファン 18 ヒートシンク
Claims (3)
- 【請求項1】 回路素子を搭載した複数の配線基板を配
列して架に収容した電子機器において、前記架の上面、
下面および側面の少なくともいずれか一つに取り付けら
れた全体冷却ファンと、前記架に配列収容された前記配
線基板に並行して前記架に収容され、隣接する前記配線
基板上に搭載された前記回路素子と対向する位置に開口
を有するファン取付板と、前記ファン取付板のそれぞれ
の前記開口の位置に取り付けられる局所冷却ファンとを
備えたことを特徴とする電子機器の冷却構造。 - 【請求項2】 前記開口と対向する前記回路素子は、前
記全体冷却ファンおよび前記局所冷却ファンにより冷却
されることを特徴とする請求項1記載の電子機器の冷却
構造。 - 【請求項3】 前記ファン取付板に搭載され前記局所冷
却ファンへの電源分配供給およびファンの異常信号処理
を行うファン制御回路を備えたことを特徴とする請求項
1記載の電子機器の冷却構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8192195A JP2806373B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 電子機器の冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8192195A JP2806373B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 電子機器の冷却構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1041661A JPH1041661A (ja) | 1998-02-13 |
JP2806373B2 true JP2806373B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16287267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8192195A Expired - Fee Related JP2806373B2 (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 電子機器の冷却構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2806373B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4700471B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2011-06-15 | 株式会社リコー | 情報処理装置、及びその製造方法 |
JP2007259643A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Delta Electronics Inc | 周波数変換器用ファン制御装置 |
JP2007305932A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Nec Corp | 電子装置 |
US7843685B2 (en) * | 2008-04-22 | 2010-11-30 | International Business Machines Corporation | Duct system for high power adapter cards |
US7796384B2 (en) * | 2008-08-27 | 2010-09-14 | Honeywell International Inc. | Hybrid chassis cooling system |
JP6271265B2 (ja) * | 2014-01-24 | 2018-01-31 | 日本電産サンキョー株式会社 | モータ駆動装置 |
GB2569839A (en) * | 2017-12-08 | 2019-07-03 | Ecocooling Ltd | Mounting apparatus for an IT device |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0310700Y2 (ja) * | 1985-11-12 | 1991-03-15 | ||
JPH0628573U (ja) * | 1992-09-08 | 1994-04-15 | ファナック株式会社 | 密閉筐体 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP8192195A patent/JP2806373B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1041661A (ja) | 1998-02-13 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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