(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器を内蔵する筐体において、
前記筐体内に導入される流体を前記筐体の上方から排出するファンと、
前記ファンにより前記筐体に導入される流体の流路を形成するように、前記筐体の背面に設けられた複数の冷媒通路と、
を備え、
前記複数の冷媒通路のうち、冷媒通路を形成する冷却部材により形成される流路どうしの遮蔽間隔が、前記ファンから遠ざかるにつれて大きくなる
ことを特徴とする筐体。
【請求項２】
前記流体の流路抵抗として前記流路に設けられた複数の風量制御板を備え、
前記複数の風量制御板が、前記流路上における前記ファンからの距離が近い順に、第一制御板と、前記第一制御板よりも前記流体に対する前記流路抵抗の小さい第二制御板とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の筐体。
【請求項３】
前記複数の風量制御板が、前記筐体の上下方向に間隔を空けて並設される
ことを特徴とする請求項２記載の筐体。
【請求項４】
前記複数の風量制御板が、前記筐体の内部において上下方向に間隔を空けて並設される
ことを特徴とする請求項２又は３記載の筐体。
【請求項５】
前記流体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサで検出された前記温度に基づき、前記ファンの回転数を制御する回転数コントローラと、を備えた
ことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の筐体。
【請求項６】
前記温度センサで検出された前記温度に基づき、前記冷媒通路を流通する前記冷媒流体の流量を制御する流量コントローラを備えた
ことを特徴とする請求項５記載の筐体。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、電子機器の筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータやサーバ等の情報処理装置や中継機器，交換機等の通信装置では、内蔵される電子機器や電子部品の高集積化，高性能化等に伴い発熱量が増大する傾向にあり、冷却及び排熱に係る消費電力も増加しつつある。これらの筐体内の冷却及び排熱手法としては、CPU（Central Processing Unit）やGPU（Graphics Processing Unit）をはじめとする発熱源の近傍に冷却ファンを配置する手法や、筐体外部から冷却風を吸引するケースファンを設けて筐体内部のエアフローを確保する手法等が知られている。【０００３】
前者の手法には、例えば、CPU，電源装置，入出力系装置，冷却ファン等が一枚の板状ユニットとしてまとめられたブレードを複数枚収容可能なブレードサーバへ適用したものが存在する。各々のブレードが一つのサーバとして機能しうるブレードサーバでは、ブレード毎の発熱量が相違する。そのため、それぞれのブレードの負荷に応じてブレード毎に設けられた冷却ファンが個別に制御され、筐体内が適切に冷却される。【０００４】
この手法の難点としては、ブレード数が増加するほど制御対象となる冷却ファンの数が増大し、騒音の増大や装置構成の複雑化，コストの高騰を招きやすい点が挙げられる。一方、このような課題は、ケースファンによって導入される冷却風を筐体内部の各所に供給する後者の手法を用いることで回避することが可能である。【０００５】
後者の手法には、筐体内に複数の電子回路パッケージを収容するタワー型，ラックマウント型サーバへ適用したものが存在する。例えば、ケースファンによって空気が筐体外部から吸い込まれ、筐体内部に設けられたダクトを介してその空気が各電子回路パッケージへと送風される。また、空気の流通経路上に流量を調節するためのガイド部材が介装され、各電子回路パッケージが発熱量に応じた風量で冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−５８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の技術では、ケースファンによって導入される冷却風による冷却効率と流速との相関が考慮されていない。例えば、冷却風はケースファンに近い位置ほど流速が高く、ケースファンから離れるに連れて流速が低下する。そのため、仮に筐体内での発熱分布が均一であったとしても冷却量は均一とならず、筐体内の温度分布に偏りが生じる場合がある。【０００８】
また、冷却風を用いたいわゆる空冷式の冷却手法では、冷却効率が冷却風の温度に左右されやすい。そのため、例えばデータセンタやサーバルーム等のように、同一室内に複数の筐体が隣接配置された場合には、他の筐体で発生する熱によって冷却風の温度が上昇し、冷却効率を向上させることが難しい場合がある。【０００９】
本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で筐体内の冷却風の流れをコントロールすることである。
なお、前記目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の電子機器を内蔵する筐体は、前記筐体内に導入される流体を前記筐体の上方から排出するファンと、前記ファンにより前記筐体に導入される流体の流路を形成するように、前記筐体の背面に設けられた複数の冷媒通路と、を備える。また、前記複数の冷媒通路のうち、冷媒通路を形成する冷却部材により形成される流路どうしの遮蔽間隔が、前記ファンから遠ざかるにつれて大きくなる。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、簡素な構成により筐体内の冷却風の流れをコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一実施形態に係る筐体の構成を例示する斜視図である。
【図２】図１の筐体を例示する図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は風量制御板及び冷媒配管の断面を示す斜視図、（ｃ）は筐体の背面図である。
【図３】図１の筐体内の温度分布を例示するグラフである。
【図４】図１の筐体の変形例を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は背面図である。
【図５】第二実施形態に係る筐体の構成を例示する斜視図である。
【図６】図５の中間ユニットを例示する図であり、（ａ）は上部側の中間ユニットの上面図、（ｂ）は下部側の中間ユニットの上面図である。
【図７】図５の中間ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）は中間ユニットの上面図、（ｂ）は上部側の中間ユニットの部分断面図、（ｃ）は上部側の中間ユニットの上面図、（ｄ）は下部側の中間ユニットの部分断面図、（ｅ）は下部側の中間ユニットの上面図である。
【図８】第三実施形態に係る筐体の構成を例示するブロック構成図である。
【図９】図８の冷却装置での第一の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図８の冷却装置での第二の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図８の冷却装置での第三の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本実施形態を、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施形態及び各変形例を組み合わせる等）して実施することができる。
【００１４】
［１．第一実施形態］
［１−１．構成］
図１は、第一実施形態に係る筐体１０の構成を例示する斜視図である。筐体１０は、略直方体をなす箱状に形成された電子機器（コンピュータ，サーバ，通信機器，配電盤等）用のケースであり、その内部に複数枚のボード１１を収容する。各ボード１１の配置は、それぞれの板面が筐体１０の左右側方を向いた姿勢で、互いの板面間に所定の隙間を空けて配置されたいわゆる縦置き配置である。収容されるボード１１の種類は筐体１０の用途によって異なり、例えばCPUボードやメモリ・ストレージボード，スイッチングボード等、多様に存在する。これらのボード１１は、必要に応じて一枚毎の脱着が可能である。
【００１５】
筐体１０の上面には一対のファン１を内蔵するファンユニット６が設けられる。ファン１は、筐体１０の内部の空気を外部へ強制排出するための送風装置である。また、筐体１０の左右側面は一対の側板１０ａが設けられ、底面及び前面のそれぞれには底板１０ｂ及び扉１０ｃが設けられる。扉１０ｃはヒンジを介して側板１０ａに対して回動自在に軸支され、筐体１０の前面を開放又は閉塞する。なお、ボード１１の脱着は、扉１０ｃが開いた状態で行われる。
【００１６】
筐体１０には、内部空間を上下方向に区画する一対のフレーム１０ｄが水平固定され、フレーム１０ｄによって区画されたそれぞれの収納段内にボード１１が多段配置される。フレーム１０ｄには、ボード１１を筐体１０の前後方向にスライド移動させるための図示しないレール部と、筐体１０の内部でのエアフローを確保するための水平開口部１０ｅとを有する。この水平開口部１０ｅは、レール部を除くフレーム１０ｄのほぼ全体に渡って形成される。
【００１７】
図１中に示すように、一対のフレーム１０ｄ間には、ファン１を内蔵する中間ファンユニット７が図示しないスライド機構を介して挿抜自在に収納される。中間ファンユニット７は、筐体１０の下方から上方に向かって空気を吹き出す送風装置であり、筐体１０内のエアフローを積極的（強制的）に形成する。
【００１８】
筐体１０の背面には、筐体１０の外部から内部へ冷却風としての外気（流体）を取り込むための開口部８が設けられる。図２（ａ）中に白抜き矢印で示すように、ファン１が作動すると筐体１０の背面の開口部８から筐体１０の内部に冷却風が導入され、その冷却風はボード１１間を通過しつつ上方へと流通し、中間ファンユニット７やファンユニット６を通過して筐体１０の上面から排出される。以下、ファンユニット６と中間ファンユニット７との間の開口部８を第一開口部８ａと呼び、中間ファンユニット７よりも下部側の開口部８を第二開口部８ｂと呼ぶ。
【００１９】
また、筐体１０の背面には冷却風を冷却するための冷媒配管３（冷媒通路）が設けられる。冷媒配管３の内部には、冷媒配管３の表面から熱を吸収する冷媒が流通している。冷媒の種類は任意であり、例えば水やアルコールなどを含む不凍液を使用してもよい。
図２（ｃ）に示すように、冷媒配管３は一本の管材を屈曲させて形成され、筐体１０の上下方向に間隔を空けて蛇行するように配置される。冷媒配管３の両端部は冷媒を冷却するためのチラー９（冷却装置）に接続される。
【００２０】
ここで、冷媒配管３を筐体１０の幅方向の位置で三つの部位に分け、それぞれの部位を水平部３ａ，右端部接続部３ｂ及び左端部接続部３ｃと呼ぶ。水平部３ａは、筒状部材３ｄを上下方向に所定の間隔を空けて梯子状に配置した部位である。筒状部材３ｄ同士の間隔は一定である。筒状部材３ｄは、第一開口部８ａ及び第二開口部８ｂに面した状態で水平方向に複数本延在する。
右端部接続部３ｂはそれぞれの水平部３ａの右端部を上下何れか一方の水平部３ａの右端部に接続する部位であり、左端部接続部３ｃはそれぞれの水平部３ａの左端部を上下何れか他方の水平部３ａの左端部に接続する部位である。
【００２１】
図２（ｂ）に示すように、水平部３ａの筒状部材３ｄの外周には、板状の風量制御板２が固定される。風量制御板２は、第一開口部８ａ及び第二開口部８ｂから導入される冷却風の流路上に突出するように設けられ、冷却風の流路抵抗として機能する。また、風量制御板２は、図２（ｃ）に示すように、筒状部材３ｄに沿って筐体１０の左右方向に延在する。
なお、ここでは筒状部材３ｄ及び風量制御板２が同一の材料で一体に形成されたものを例示したが、これらを別体として用意し、溶接，溶着等により風量制御板２と筒状部材３ｄとを固定してもよい。
【００２２】
第一開口部８ａについて、風量制御板２の筒状部材３ｄからの突出長さＬは、ファン１からの距離が近い上端部側ほど長く、ファン１からの距離が遠い下端部側ほど短くなるように設定される。同様に、第二開口部８ｂについても、風量制御板２の筒状部材３ｄからの突出長さＬは、ファン１からの距離が近い上端部側ほど長く、ファン１からの距離が遠い下端部側ほど短くなるように設定される。
【００２３】
例えば、図２（ａ）に示すように、第一開口部８ａに設けられた風量制御板２に着目すると、第一開口部８ａの上端部から順に突出長さＬの異なる第一制御板２ａ，第二制御板２ｂ及び第三制御板２ｃが設けられる。それぞれの風量制御板２の突出長さをＬ1，Ｌ2，Ｌ3とおくと、これらの大小関係は、Ｌ1≦Ｌ2≦Ｌ3（ただし、Ｌ1＜Ｌ3）である。第二開口部８ｂに設けられた風量制御板２についても同様である。
【００２４】
風量制御板２の突出長さＬが長ければ、風量制御板２と冷却風との接触面積が増加し、冷却風の流路抵抗が増大する。また、風量制御板２の突出長さＬが長いほど、風量制御板２によって遮蔽される冷却風流路の間隔が狭められる。したがって、ファン１からの距離が近い位置ほど冷却風が流れにくく風通しが悪くなり、外気の導入量が減少する。一方、ファン１からの距離が遠い位置ほど冷却風が流れやすく風通しがよくなり、相対的に外気の導入量が増大する。このように、冷媒配管３及び風量制御板２によって遮蔽される冷却風流路の間隔（冷却風が流通する隙間寸法）は、ファン１から遠い位置よりもファン１に近い位置で狭く、すなわち遮蔽間隔が小さく形成され、冷却風の流れが適切にコントロールされる。
【００２５】
［１−２．作用，効果］
図３は、第一開口部８ａから導入される冷却風による冷却作用をシミュレートした結果を示すグラフである。縦軸は第一開口部８ａの下端からの距離を示し、横軸はボード１１の温度を示す。
【００２６】
まず、第一開口部８ａに風量制御板２及び冷媒配管３を設けずにファンユニット６のみで筐体１０を冷却した場合（第一開口部８ａがオープンである場合）の結果を、図３中に白抜き四角点（□印）の連絡線Ａで示す。この場合、ファン１からの距離が遠い位置（下方）ほど冷却効率が低下して温度が十分に低下せず、ファン１からの距離が近い位置（上方）では過冷却される。つまり、筐体１０の内部での温度分布が上下方向に不均一となる。
【００２７】
一方、本実施形態の第二制御板２ｂ及び第三制御板２ｃの代わりに第一制御板２ａを用いた場合、つまり全ての風量制御板２の突出長さをＬ1に統一したときの結果を、図３中に白抜き丸点（○印）の連絡線Ｂで示す。この場合、流路抵抗の増大によって筐体１０の内部に導入される冷却風の流量が減少し、ファン１に近い位置での温度が上昇してしまう。また、ファン１からの距離が遠い位置では、冷却風の流速が本来的に小さく流路抵抗の影響を受けにくいことから、流量が僅かに増大して冷却効率が改善され過冷却された状態となる。つまりこの場合も、筐体１０の内部での温度分布が上下方向に不均一となる。
【００２８】
これらに対し、図３中に黒四角点（■印）の連絡線Ｃで示す本実施形態の場合には、第一開口部８ａに風量制御板２及び冷媒配管３が配置され、風量制御板２の突出長さＬがファン１からの距離が近いほど長く、遠いほど短く設定されるため、筐体１０の内部での温度分布が均一となる。
すなわち、ファン１からの距離が遠い位置での冷却効率は、上方で導入される冷却風の流量が抑制されることによって相対的に改善され、冷却効果が向上する。また、ファン１に近い位置においても、第一開口部８ａがオープンである場合と比較して冷却風の流路抵抗が増大するため、ファン１の近傍での冷却効果（過冷却）が抑制される。
【００２９】
したがって、冷却風の流れをコントロールすることで、ファン１からの距離に関わらず、筐体１０内の上下方向の温度分布を均一にすることができ、冷却効率を高めることができる。また、風量制御板２が冷媒配管３に固定されるため、冷却風を筐体１０内への導入時に冷却することができ、冷却効率をさらに高めることができる。
【００３０】
例えば、ファン１からの距離が遠い位置での開口率又は開口面積をファン１に近い位置よりも大きくすることで、容易に流路抵抗の大小関係を設定することができ、冷却風の流量制御が容易となり、冷却効果を向上させることができる。
さらに、冷媒配管３の内部の冷媒によって冷却される冷却風は、筐体１０の内部に流入した直後の冷却風であるため、たとえ筐体１０が設置された室内温度が高温であったとしても、導入時に冷却された空気によって筐体１０内のエアフローを形成することができる。したがって、冷却効率をさらに高めることができる。
【００３１】
また、風量制御板２が筐体１０の背面において上下方向に間隔を空けて並設されるため、冷却風の上下方向の流入量分布を制御が容易である。これにより、筐体１０の内部における上下方向の温度分布の均一性を向上させることができ、冷却効率を向上させることができる。
【００３２】
また、本実施形態では水冷方式の併用により、ファン１の回転数を減少させることができ、筐体１０の騒音や振動を減少させることができる。さらに、本実施形態では、単に空冷方式及び水冷方式を併用するだけではなく、空冷用の風量制御板２の表面を水冷方式でさらに冷却するというシステムを採用している。つまり、本実施形態の水冷方式は熱源から吸熱するのではなく、空冷方式で用いられる冷却風の温度を予め低下させるように作用する。したがって、熱源の熱を冷媒に伝達させるための熱伝導体が不要となり、総合的な冷却効率を向上させることができる。
【００３３】
また、本実施形態では中間ファンユニット７が筐体１０から着脱自在に設けられるため、必要に応じてファンの追加，交換が可能となり、冷却効率を向上させることができる。さらに、本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、冷媒配管３と風量制御板２とが一体に形成されるため、風量制御板２の表面に接触する冷却風の熱を効率的に冷媒で吸収することができ、冷却効率を向上させることができる。
【００３４】
［１−３．変形例］
第一実施形態の変形例を図４（ａ），（ｂ）に例示する。この変形例は、筐体１０の背面に設けられる冷媒配管３（冷媒通路）における筒状部材３ｄ同士の間隔が第一実施形態のものと相違する。なお、第一実施形態のものと対応する要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００３５】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、筒状部材３ｄの間隔Ｈを筐体１０の上方側に位置するものから順にＨ1，Ｈ2，…Ｈ5とおくと、これらの大小関係は、Ｈ1≦Ｈ2≦…≦Ｈ5（ただし、Ｈ1＜Ｈ5）である。つまり、ファン１からの距離が近い第一開口部８ａ及び第二開口部８ｂの上端部側ほど筒状部材３ｄ同士の間隔が狭く、ファン１からの距離が遠い下端部側ほど広くなるように設定される。
【００３６】
つまり、ファン１からの距離が近い位置ほど風量制御板２が高密度に配置され、ファン１からの距離が遠い位置ほど風量制御板２が低密度に配置される。また、ファン１からの距離が近い位置ほど冷媒配管３の配置間隔が小さく（すなわち、冷媒配管３によって遮蔽される冷却風流路の幅が狭く）なり、ファン１からの距離が遠い位置ほど冷媒配管３の配置間隔が大きく（冷却風流路の幅が広く）なる。
【００３７】
なお、風量制御板２の突出長さＬは全て同一としてもよいし、ファン１からの距離が近い第一開口部８ａ及び第二開口部８ｂの各上端部側ほど長く、ファン１からの距離が遠い第一開口部８ａ及び第二開口部８ｂの各下端部側ほど短くなるように設定してもよい。
【００３８】
筒状部材３ｄの間隔Ｈが狭ければ、冷却風が筐体１０内に流入する際の実質的な開口率（単位面積あたりの開口面積）が減少し、冷却風の流路抵抗が増大する。
したがって、ファン１からの距離が近い位置ほど冷却風が流れにくく風通しが悪くなる。一方、ファン１からの距離が遠い位置ほど冷却風が流れやすく風通しがよくなり、相対的に外気の導入量が増大する。つまり、冷却風の流れが適切にコントロールされる。
【００３９】
このような構成においても、ファン１からの距離が遠い位置での冷却効率は、上方から導入される冷却風の流量が抑制されることによって相対的に改善され、冷却効果が向上する。つまり、ファン１からの距離が遠い位置の風量制御板２及び冷媒配管３の密度を小さくすることで、冷却風の流量が増加する。また、ファン１に近い位置では、第一開口部８ａがオープンである場合と比較して風量制御板２及び冷媒配管３の密度が高く、冷却風の流路抵抗が増大するため、ファン１の近傍での冷却効果（過冷却）が抑制される。
【００４０】
したがって、ファン１からの距離に関わらず、筐体１０内の温度を均一にすることができ、冷却効率を高めることができる。また、風量制御板２に冷媒配管３が固定されるため、冷却風を筐体１０内への導入時に冷却することができ、冷却効率をさらに高めることができる。
また、風量制御板２が筐体１０の背面において上下方向に間隔を空けて並設されるため、冷却風の上下方向の流入量分布を制御が容易である。これにより、筐体１０の内部における上下方向の温度分布を均一にすることができ、冷却効率を向上させることができる。
【００４１】
［２．第二実施形態］
［２−１．構成］
図５は、第二実施形態に係る筐体２０の冷却装置の構成を例示する斜視図である。なお、第一実施形態のものと対応する要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００４２】
この筐体２０は、第一実施形態の筐体１０にボード１１用の収納段及び一対のフレーム１０ｄを追加し、これらの一対のフレーム１０ｄ間に挿入される風量制御ユニット１２を設けたものである。風量制御ユニット１２とは、フレーム１０ｄの水平開口部１０ｅを下方から上方に向かって流れる冷却風の通過面積を変更して積極的（強制的）に流量（風量）を制御する装置である。なお、筐体２０の背面には、第一実施形態と同様の開口部８が設けられる。開口部８には、風量制御板２及び冷媒配管３を設けてもよいし、これらを省略してもよい。
【００４３】
風量制御ユニット１２は、図６（ａ）に示すように、ユニットフレーム１２ａ，一対の支持パイプ１２ｂ，複数の横架パイプ１２ｃ及び内部風量制御板１２ｄを有する。
ユニットフレーム１２ａは、フレーム１０ｄに対して図示しないスライド機構を介して挿抜自在に設けられた額縁状の部位である。ユニットフレーム１２ａの中央には、水平開口部１０ｅとほぼ同面積のフレーム開口部１２ｅが設けられる。
【００４４】
また、一対の支持パイプ１２ｂは、前述の冷媒配管３と同様に冷媒を内部に流通させる中空の管材であり、ユニットフレーム１２ａの一側及び他側に固定される。冷媒は、支持パイプ１２ｂが接続される前述のチラー９から供給される。支持パイプ１２ｂの延在方向は、ユニットフレーム１２ａを一対のフレーム１０ｄ間に挿入したときに筐体２０の側板１０ａの内面に沿った方向に設定される。
【００４５】
横架パイプ１２ｃ（冷媒通路）は、一対の支持パイプ１２ｂ間を接続する中空の管材である。横架パイプ１２ｃの内部空間は支持パイプ１２ｂの内部空間と連通しており、その内部には冷媒が流通する。また、横架パイプ１２ｃの延在方向は支持パイプ１２ｂの延在方向に対して垂直かつ水平に設定され、それぞれの横架パイプ１２ｃが互いに所定の配置間隔Ｗで配置される。換言すれば、複数の横架パイプ１２ｃは、水平方向に向かって梯子状に形成される。これらの複数の横架パイプ１２ｃは、フレーム開口部１２ｅに面した状態で水平方向に複数本延在する。
【００４６】
また、それぞれの横架パイプ１２ｃの外周には、前述の風量制御板２と同様に板状の内部風量制御板１２ｄが固定される。内部風量制御板１２ｄは、水平開口部１０ｅを流通する冷却風の流路上に突出するように設けられ、冷却風の流路抵抗として機能する。それぞれの横架パイプ１２ｃの内部風量制御板１２ｄは同一の傾斜で設けられ、突出長さＬも同一である。なお、横架パイプ１２ｃ及び内部風量制御板１２ｄを同一の材料で一体に形成してもよいし、溶接，溶着等により内部風量制御板１２ｄと横架パイプ１２ｃとを固定してもよい。
【００４７】
以下、図５に示すように、筐体２０に設けられる複数の風量制御ユニット１２をその配設位置で区別する際には、筐体２０内の上方側のものから順に、第一風量制御ユニット１２ｘ，第二風量制御ユニット１２ｙ及び第三風量制御ユニット１２ｚと呼ぶ。これらの風量制御ユニット１２は、筐体２０内における下方に位置するものほど横架パイプ１２ｃ及び内部風量制御板１２ｄの数が少なく設定される。
【００４８】
例えば、図６（ａ）に示すものが第一風量制御ユニット１２ｘに対応し、図６（ｂ）に示すものが第三風量制御ユニット１２ｚに対応する。第一風量制御ユニット１２ｘの横架パイプ１２ｃの本数は他の風量制御ユニット１２ｙ，１２ｚと比較して多く、すなわち密に（高密度で）配置される。一方、第三風量制御ユニット１２ｚの横架パイプ１２ｃの本数は他の風量制御ユニット１２ｘ，１２ｙと比較して少なく、すなわち疎に（低密度で）配置される。図示しない第二風量制御ユニット１２ｙの横架パイプ１２ｃの本数は、第一風量制御ユニット１２ｘの横架パイプ１２ｃの本数よりも少なく、第三風量制御ユニット１２ｚの横架パイプ１２ｃの本数よりも多い。
【００４９】
また、第一風量制御ユニット１２ｘ，第二風量制御ユニット１２ｙ及び第三風量制御ユニット１２ｚにおける横架パイプ１２ｃの配置間隔Ｗをそれぞれ、Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3とおくと、これらの大小関係はＷ1≦Ｗ2≦Ｗ3（ただし、Ｗ1＜Ｗ3）である。なお、内部風量制御板１２ｄはそれぞれの横架パイプ１２ｃに設けられるため、横架パイプ１２ｃの配置間隔は内部風量制御板１２ｄの配置間隔と同義である。
【００５０】
［２−２．作用，効果］
横架パイプ１２ｃの配置間隔Ｗが狭ければ、内部風量制御板１２ｄと冷却風との接触面積が増加し、冷却風の流路抵抗が増大する。つまり、ファン１からの距離が近い位置ほど冷却風が流れにくく風通しが悪くなり、外気の導入量が減少する。一方、ファン１からの距離が遠い位置ほど冷却風が流れやすく風通しがよくなり、相対的に外気の導入量が増大する。このように、冷媒配管３及び風量制御板２によって遮蔽される冷却風流路の間隔（冷却風が流通する隙間寸法）は、ファン１から遠い位置よりもファン１に近い位置で狭く、すなわち遮蔽間隔が小さく形成され、冷却風の流れが適切にコントロールされる。
【００５１】
したがって、第一実施形態のものと同様に、ファン１からの距離に関わらず筐体２０内の上下方向の温度分布を均一にすることができ、冷却効率を高めることができる。また、横架パイプ１２ｃに内部風量制御板１２ｄが固定されるため、冷却風を筐体２０内で冷却することができる。つまり、ボード１１から発せられた熱を冷媒に吸収させることができ、冷却効率を高めることができる。
【００５２】
また、風量制御ユニット１２が筐体２０の内部において上下方向に間隔を空けて並設されるため、冷却風の上下方向の流量，流速分布の制御が容易である。これにより、筐体２０の内部における上下方向の温度分布の均一性を向上させることができ、冷却効率を向上させることができる。
【００５３】
［２−３．変形例］
第二実施形態の変形例を図７（ａ）〜（ｃ）に例示する。この変形例は、風量制御ユニット１２の支持パイプ１２ｂ及び横架パイプ１２ｃの形状が第二実施形態のものと相違する。なお、第二実施形態のものと対応する要素については同一の符号を用いて説明を省略する。
【００５４】
図７（ａ）に示すものは、支持パイプ１２ｂ及び横架パイプ１２ｃの代わりに一本の管材を屈曲させてなる蛇行パイプ１２ｆを用いたものである。蛇行パイプ１２ｆは、前述の冷媒配管３と同様に冷媒を内部に流通させる中空の管材であり、ユニットフレーム１２ａの一側及び他側に固定される。また、蛇行パイプ１２ｆは、水平方向に所定の間隔を空けて蛇行するように配置される。
【００５５】
この構成では、冷媒の流路が一本となるため、蛇行パイプ１２ｆの断面積が同一であれば蛇行パイプ１２ｆ上の位置に関わらず冷媒の流速を一定にすることができ、冷却性能を均質化することができる。例えば、筐体２０内における水平方向の温度分布を均一にすることができる。
【００５６】
図７（ｂ）〜（ｅ）に示すものは、第一風量制御ユニット１２ｘ，第二風量制御ユニット１２ｙ及び第三風量制御ユニット１２ｚのそれぞれの横架パイプ１２ｃの本数及び配置間隔が同一であり、その代わりに内部風量制御板１２ｄの傾斜角度を相違させたものである。図７（ｂ），（ｃ）が第一風量制御ユニット１２ｘに対応するものであり、図７（ｄ），（ｅ）が第三風量制御ユニット１２ｚに対応するものである。
【００５７】
第一風量制御ユニット１２ｘの内部風量制御板１２ｄは、他の風量制御ユニット１２ｙ，１２ｚと比較して、冷却風に対する流路抵抗が大きい角度で配置される。一方、第三風量制御ユニット１２ｚの内部風量制御板１２ｄは、他の風量制御ユニット１２ｘ、１２ｙよりも冷却風に対する流路抵抗が小さい角度で配置される。図示しない第二風量制御ユニット１２ｙの内部風量制御板１２ｄの角度は、第一風量制御ユニット１２ｘの内部風量制御板１２ｄの角度と第三風量制御ユニット１２ｚの内部風量制御板１２ｄの角度とに挟まれた角度範囲内の角度である。
【００５８】
第一風量制御ユニット１２ｘ，第二風量制御ユニット１２ｙ及び第三風量制御ユニット１２ｚのそれぞれについて、内部風量制御板１２ｄの表面と水平面とのなす角度をθ1，θ2，θ3とおくと、これらの大小関係はθ1≦θ2≦θ3（ただし、θ1＜θ3）である。つまり、内部風量制御板１２ｄは筐体２０の内部で上方に位置するものほど水平に近い角度とされ、下方に位置するものほど冷却風の流れに沿った方向に向かって（すなわち、垂直に近づくように）設定される。
【００５９】
これにより、ファン１からの距離が近い位置では内部風量制御板１２ｄによる流路抵抗が増大し、ファン１からの距離が遠い位置ほど流路抵抗が減少する。したがって、ファン１から遠い位置での冷却風の流量を増加させることができ、上述の実施形態と同様に、ファン１からの距離に関わらず、筐体２０内の上下方向の温度分布を均一にすることができ、冷却効率を高めることができる。
【００６０】
［３．第三実施形態］
［３−１．構成］
図８は、第三実施形態に係る筐体１０，２０の冷却装置のブロック構成図である。ここでは、第一実施形態または第二実施形態に係る冷却装置がコントローラ５によって制御される。コントローラ５は、例えば周知のマイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスとして提供される電子制御装置である。筐体１０，２０の内部の任意の位置には、冷却風の温度やボード１１近傍の温度等を検出する温度センサ４が設けられる。温度センサ４で検出された温度Ｔはコントローラ５に伝達される。
【００６１】
温度センサ４の配設位置は、例えば筐体１０，２０の内部に正確な温度管理が要望される部品，装置（例えば、ボード１１上のCPUなど）が存在する場合には、その内部や近傍とすることが好ましい。
ファン１は第一スイッチ１３を介して電源ユニット１５に接続される。第一スイッチ１３は、ファン１へ電力を供給または遮断するものである。ファン１は、回転数を任意の値に変更可能な図示しないファンモータを内蔵する。
【００６２】
また、チラー９は第二スイッチ１４を介して電源ユニット１５に接続される。第二スイッチ１４は、第一スイッチ１３と同様に、チラー９へ電力を供給または遮断するものである。チラー９から供給される冷媒の流量は、図示しないバルブ機構により任意に設定が可能である。
【００６３】
コントローラ５の入力側には温度センサ４が接続され、出力側（被制御側）には第一スイッチ１３，第二スイッチ１４，ファン１及びチラー９が接続される。コントローラ５は、回転数制御部５ａ及び流量制御部５ｂを有する。回転数制御部５ａ（回転数コントローラ）は、温度センサ４で検出された温度Ｔに基づき、ファン１の回転数を制御するものである。また、流量制御部５ｂ（流量コントローラ）は、温度センサ４で検出された温度Ｔ[℃]に基づき、冷媒の流量を制御するものである。
コントローラ５で実施される制御例として、以下に三種類の制御態様を例示する。
【００６４】
［３−２．第一の制御態様］
第一の制御態様に係るフローチャートを図９に示す。第一の制御は、温度Ｔに基づきファン１の動作をオン／オフ制御するものである。この制御では、チラー９が常時作動した状態に制御される。
【００６５】
例えば、ステップＡ１０では、温度センサ４で検出された温度Ｔがコントローラ５に入力される。続くステップＡ２０では、回転数制御部５ａで温度Ｔが予め設定された第一温度Ａ以上であるか否かが判定される。ここで、温度Ｔ≧第一温度Ａである場合にはステップＡ３０へ進み、ファン１を作動させる信号が回転数制御部５ａからファン１または第一スイッチ１３に伝達される。
【００６６】
一方、温度Ｔ＜第一温度Ａである場合にはステップＡ４０へ進み、ファン１の回転を停止させる信号が回転数制御部５ａからファン１または第一スイッチ１３に伝達される。
このような制御により、ファン１の作動状態が第一温度Ａを閾値として切り換えられるため、筐体１０，２０内の温度Ｔを第一温度Ａの前後に維持することができる。
【００６７】
［３−３．第二の制御態様］
第二の制御態様に係るフローチャートを図１０に示す。第二の制御は、温度Ｔに基づきファン１及びチラー９を制御するものである。第二の制御では、温度Ｔが第一温度Ａ未満であるときにはファン１のみで筐体１０，２０の冷却を賄い、温度Ｔが第一温度Ａ以上になるとチラー９を作動させる。
【００６８】
例えば、ステップＢ１０では、温度センサ４で検出された温度Ｔがコントローラ５に入力される。続くステップＢ２０では、流量制御部５ｂで温度Ｔが予め設定された第一温度Ａ以上であるか否かが判定される。ここで、温度Ｔ≧第一温度Ａである場合にはステップＢ３０へ進み、チラー９を作動させる信号が流量制御部５ｂからチラー９または第二スイッチ１４に伝達される。なお、このステップで、ファン１の回転数が予め設定された最小回転数となるように、回転数制御部５ａからファン１に信号を伝達してもよい。
【００６９】
一方、温度Ｔ＜第一温度Ａである場合にはステップＢ４０へ進み、チラー９を停止させる信号が流量制御部５ｂからチラー９または第二スイッチ１４に伝達される。また、続くステップＢ５０では、回転数制御部５ａで温度Ｔが予め設定された第二温度Ｂ以上であるか否かが判定される。第二温度Ｂは第一温度Ａよりも低い温度（Ｂ＜Ａ）である。
【００７０】
ここで、温度Ｔ≧第二温度Ｂである場合にはステップＢ６０へ進み、ファン１の回転数を増加させる信号が回転数制御部５ａからファン１に伝達される。また、温度Ｔ＜第二温度Ｂである場合にはステップＢ７０へ進み、ファン１の回転数を減少させる信号が回転数制御部５ａからファン１に伝達される。なお、より柔軟な回転数制御を実現すべく、複数の第二温度Ｂを設定し、それぞれの温度毎にファン１の目標回転数を設定してもよい。
【００７１】
このように、第二の制御では、冷却風の温度Ｔに基づいてファン１の回転数が制御される。空冷及び水冷を併用する冷却システムにおいて、空冷による冷却性能を制御することで冷却に係る負担の割合を変更することができ、冷却効率を向上させることができる。
また、温度Ｔが第一温度Ａに満たない比較的低温時にはチラー９を停止させることにより、筐体１０，２０の内部の過冷却を抑制することができる。
【００７２】
一方、温度Ｔが第一温度Ａ以上になるとチラー９を作動させて冷却効率の良い水冷制御がなされるため、温度Ｔのさらなる上昇を防止することができる。また、温度Ｔが第二温度Ｂよりも低いような極低負荷時にはファン１の回転数が減少するため、騒音及び消費電力を小さくすることができる。
【００７３】
［３−４．第三の制御態様］
第三の制御態様に係るフローチャートを図１１に示す。第三の制御は、温度Ｔに基づきファン１及びチラー９を制御するものであり、ステップＣ１０〜Ｃ７０は第二の制御のステップＢ１０〜Ｂ７０に対応する。一方、ステップＣ８０以降では、チラー９の作動時にファン１の回転数が増減制御されるとともに、温度Ｔに応じて冷媒の流量を変更する制御が実施される。なおここでは、チラー９から供給される冷媒の流量として、標準量及び最大量の二種類の流量が予め設定されている。
【００７４】
ステップＣ８０は、ステップＣ３０でチラー９を作動させる信号が流量制御部５ｂからチラー９または第二スイッチ１４に伝達された後に実行される。このステップＣ８０では、回転数制御部５ａで温度Ｔが予め設定された第三温度Ｃ以上であるか否かが判定される。第三温度Ｃは第一温度Ａよりも高い温度（Ａ＜Ｃ）である。
【００７５】
ここで、温度Ｔ≧第三温度Ｃである場合にはステップＣ９０へ進み、ファン１の回転数を維持する信号が回転数制御部５ａからファン１に伝達される。また、温度Ｔ＜第三温度Ｃである場合にはステップＣ１００へ進み、ファン１の回転数を減少させる信号が回転数制御部５ａからファン１に伝達される。
また、ステップＣ１１０では、流量制御部５ｂで温度Ｔが予め設定された第四温度Ｄ以上であるか否かが判定される。第四温度Ｄは第一温度Ａよりも高い温度（Ａ＜Ｄ）であり、第三温度Ｃとの大小関係は問わない。
【００７６】
ここで、温度Ｔ≧第四温度Ｄである場合にはステップＣ１２０へ進み、冷媒の流量を標準量に設定する信号が流量制御部５ｂからチラー９に伝達される。また、温度Ｔ＜第四温度Ｄである場合にはステップＣ１３０へ進み、冷媒の流量を最大量に設定する信号が流量制御部５ｂからチラー９に伝達される。
このように、第三の制御では、第二の制御に加えて、冷却風の温度Ｔに基づいて冷媒の流量が制御される。したがって、空冷及び水冷を併用する冷却システムにおける冷却に係る負担の割合をより柔軟に変更することが可能となり、冷却効率を向上させることができる。
【００７７】
また、温度Ｔが第三温度Ｃ未満である状態ではファン１の回転数を減少させることで、騒音及び消費電力を小さくすることができる。一方、温度Ｔが第三温度Ｃ以上のときにはファン１の回転数を維持して、冷却性を確保することができる。
また、温度Ｔが第四温度Ｄ以上となるような高温時には、チラー９から供給される冷媒の流量が最大量に設定されるため、温度Ｔのさらなる上昇をより効果的に防止することができる。
【００７８】
［４．その他］
上述した実施形態の一例に関わらず、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成及び各処理は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
【００７９】
上述の各実施形態では、背面側に設けられた開口部８から冷却風を取り込む筐体１０，２０を例示したが、冷却風の取り込み口はこれに限定されない。例えば、筐体１０，２０の側板１０ａや扉１０ｃに開口部８を設けてもよい。
また、上述の各実施形態では、冷媒配管３の外周に風量制御板２が固定されたものを例示したが、冷媒配管３と風量制御板２との関係はこれに限定されない。例えば、風量制御板２の内部を中空に形成し、その中空の内部を冷媒の流路としてもよい。あるいは、冷媒配管の表面に風量制御板２を部分的に接着して固定してもよい。少なくとも、冷媒が風量制御板２の表面に接触する冷却風から熱を吸収する構造であればよい。
【００８０】
また、第三実施形態でのファン１の回転数制御に関して、回転数を増加または減少させる際の変化量は任意に設定することができる。例えば、その変化量を予め設定された所定増分，所定減分としてもよいし、温度Ｔに応じて変化量を変更してもよい。また、回転数に変化を与える速度も任意であり、短時間の間に急変させてもよいし、徐々に滑らかに変化させてもよいし、あるいはステップ状に（回転数が不連続となるように）変化させてもよい。
【００８１】
なお、上述の各実施形態及び変形例における筐体１０，２０の具体的な種類は任意である。例えば、筐体１０，２０がサーバ装置やディスクアレイ用のシェルフ，ラック等である場合には、ボード１１としてCPU（Central Processing Unit）モジュール，ストレージモジュール，電源モジュール等を適用することが考えられる。また、筐体１０，２０がネットワーク通信装置用のシャーシである場合には、ボード１１として各種通信規格に対応したインターフェースモジュール等を適用することが考えられる。
［５．付記］
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
電子機器を内蔵する筐体において、
ファンと、
前記ファンによって前記筐体に導入される流体の流路に設けられた冷媒通路と、
を備え、
前記冷媒通路のうち前記ファンに近い側の冷媒通路を形成する冷却部材による前記流路の遮蔽間隔が、前記ファンから遠い側の冷媒通路を形成する冷却部材による前記流路の遮蔽間隔よりも小さい
ことを特徴とする、電子機器の筐体。
（付記２）
前記流体の流路抵抗として前記流路に設けられた複数の風量制御板を備え、
前記複数の風量制御板が、前記流路上における前記ファンからの距離が近い順に、第一制御板と、前記第一制御板よりも前記流体に対する前記流路抵抗の小さい第二制御板とを有する
ことを特徴とする、付記１記載の電子機器の筐体。
（付記３）
前記複数の風量制御板が、前記筐体の上下方向に間隔を空けて並設される
ことを特徴とする、付記２記載の電子機器の筐体。
（付記４）
前記複数の風量制御板が、前記筐体の内部において上下方向に間隔を空けて並設される
ことを特徴とする、付記２又は３記載の電子機器の筐体。
（付記５）
前記流体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサで検出された前記温度に基づき、前記ファンの回転数を制御する回転数コントローラと、を備えた
ことを特徴とする、付記２〜４の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記６）
前記温度センサで検出された前記温度に基づき、前記冷媒通路を流通する前記冷媒流体の流量を制御する流量コントローラを備えた
ことを特徴とする、付記５記載の電子機器の筐体。
（付記７）
前記ファンが、前記筐体に対して着脱自在に設けられる
ことを特徴とする、付記２〜６の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記８）
前記冷媒通路が、筒状に形成されるとともに、
前記風量制御板が、前記筒状に形成された前記冷媒通路の筒面からその筒軸に垂直な方向へ向かって面状に延設され、前記冷媒通路と一体に形成される
ことを特徴とする、付記２〜７の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記９）
前記第二制御板が、前記流体の流れに対して前記第一制御板よりも大きい開口率又は開口面積を有する
ことを特徴とする、付記２〜８の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記１０）
前記第二制御板が、前記第一制御板よりも前記冷却風の流れに沿った方向に向けて配置される
ことを特徴とする、付記２〜９の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記１１）
前記第二制御板が、前記第一制御板よりも低密度に配置される
ことを特徴とする、付記２〜１０の何れか１項に記載の電子機器の筐体。
（付記１２）
電子機器を内部に収納する筐体において、
前記筐体に設けられ、前記筐体に収納された前記電子機器に供給される冷却流体として、流体を前記筐体内に導入するファンと、
前記冷却風の流路抵抗として前記冷却風の流路上に介装された複数の風量制御板と、
前記風量制御板に設けられ、前記流体の熱を吸収する冷媒が流通する冷媒通路と、を備え、
前記複数の風量制御板が、前記冷却流体の流路上における前記ファンからの距離が近い順に、第一制御板と、前記第一制御板よりも前記冷却流体に対する前記流路抵抗の小さい第二制御板とを有する
ことを特徴とする、電子機器の筐体。
【符号の説明】
【００８２】
１  ファン
２  風量制御板（冷却部材）
２ａ  第一制御板
２ｂ  第二制御板
２ｃ  第三制御板
３  冷媒配管（冷媒通路，冷却部材）
３ａ  水平部
３ｂ  右端部接続部
３ｃ  左端部接続部
３ｄ  筒状部材
４  温度センサ
５  コントローラ
５ａ  回転数制御部（回転数コントローラ）
５ｂ  流量制御部（流量コントローラ）
６  ファンユニット
７  中間ファンユニット
８  開口部
８ａ  第一開口部
８ｂ  第二開口部
９  チラー（冷却装置）
１０  筐体（電子機器の筐体）
１０ａ  側板
１０ｂ  底板
１０ｃ  扉
１０ｄ  フレーム
１０ｅ  水平開口部
１１  ボード
１２  風量制御ユニット
１２ａ  ユニットフレーム
１２ｂ  支持パイプ
１２ｃ  横架パイプ（冷媒通路）
１２ｄ  内部風量制御板
１２ｅ  フレーム開口部
１２ｆ  蛇行パイプ
１２ｘ  第一風量制御ユニット
１２ｙ  第二風量制御ユニット
１２ｚ  第三風量制御ユニット
１３  第一スイッチ
１４  第二スイッチ
１５  電源ユニット
２０  筐体
【図１】
0005454690.tif 000002
【図２】
0005454690.tif 000003
【図３】
0005454690.tif 000004
【図４】
0005454690.tif 000005
【図５】
0005454690.tif 000006
【図６】
0005454690.tif 000007
【図７】
0005454690.tif 000008
【図８】
0005454690.tif 000009
【図９】
0005454690.tif 000010
【図１０】
0005454690.tif 000011
【図１１】
0005454690.tif 000012