(57)【要約】  液冷式電子ユニットを収納するのに好適なラックを提供する。  ラック２は、電子ユニット５０に電気を供給する電気コネクタ１２と、電子ユニット５０に冷却液を供給する流体コネクタ１４を備えている。流体コネクタ１４と電気コネクタ１２は、ラック２の水平断面（平面）において異なる位置に配置されている。より好ましくは、電気コネクタ１２はラック２のバックパネル６に取り付けられており、流体コネクタ１４はラック２の前面に取り付けられている。そのような構成により、流体コネクタ１４から漏れた冷却液が電気コネクタ１２に付着し難い。
2009110412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液冷式の電子ユニットを収納するラックであり、
電子ユニットに電気を供給する電気コネクタと、
電子ユニットに冷却液を供給する流体コネクタと、を備えており、
電気コネクタと流体コネクタが、ラックの水平断面において異なる位置に配置されていることを特徴とするラック。
【請求項２】
ラックの前面と電気コネクタの間の水平距離が、ラックの前面と流体コネクタの間の水平距離とは異なることを特徴とする請求項１に記載のラック。
【請求項３】
電気コネクタがラックのバックパネルに取り付けられており、流体コネクタがラックの前面に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のラック。
【請求項４】
電気コネクタと、流体コネクタに冷却液を供給する配管を空間的に分離する板を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のラック。
【請求項５】
ラックの天板から底板に伸びている通路を備えており、その通路の内部に、流体コネクタに冷却液を供給する配管が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のラック。
【請求項６】
ラックの天板の上面に集水溝が形成されており、水を集水溝から前記通路に導く排水孔が集水溝の底に設けられていることを特徴とする請求項５に記載のラック。
【請求項７】
流体コネクタの開口の周囲にシール部材が配置されており、液冷式電子ユニットがラックに挿入され固定されると、シール部材がユニットに密着して開口の周囲の空間を密封することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のラック。
【請求項８】
航空機の機体内部に取り付けられることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のラック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００８年３月３日に出願された米国特許出願 US 12/073,250に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容は、この明細書中に参照により援用されている。本出願は、液冷式電子ユニットを収納するとともに、その電子ユニットに電気と冷却液を供給するラックに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子回路を内蔵した電子ユニットを収納するラックが知られている。ラックには、電子ユニットに電力を供給するための電気コネクタが取り付けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、電子ユニット内部の回路を効果的に冷却することができる液冷式の電子ユニットが登場している。液冷式の電子ユニットには、ユニットの外部から冷却液を供給する必要がある。電気とともに冷却液を供給することのできるラックが必要とされる。液冷式電子ユニットを収納するためのラックは、電気コネクタと流体コネクタを備える必要がある。電子ユニットの着脱時に流体コネクタから冷却液が漏れる虞がある。他方、電子ユニットの着脱時に、電気コネクタの電極が露出する。電子ユニットの着脱時に流体コネクタから漏れた冷却液が電気コネクタに付着することを防止しなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本明細書は、液冷式電子ユニットを収納するのに好適なラックを開示する。本明細書に開示されるラックは、電子ユニットに電気を供給する電気コネクタと、電子ユニットに冷却液を供給する流体コネクタを備えている。電気コネクタと流体コネクタは、ラックの水平断面において異なる位置に配置されている。即ち、電気コネクタは、流体コネクタの鉛直下方に位置しない。そのような配置によって、電子ユニットの着脱時に流体コネクタから漏れた冷却液が電気コネクタに付着する可能性を抑制することができる。「流体コネクタ」は「流体カプラ」と呼ばれることがある。【０００５】
ラックの前面と電気コネクタの間の水平距離が、ラックの前面と流体コネクタの間の水平距離とは異なることが好ましい。さらに具体的には、電気コネクタがラックのバックパネルに取り付けられており、流体コネクタがラックの前面に取り付けられてよい。電子ユニットをラックに挿入し、これを固定すると、電子ユニットの背面に設けられたユニット側電気コネクタが、ラックのバックパネルに取り付けられている電気コネクタと結合する。同時に、電子ユニットの側面に設けられたユニット側流体コネクタが、ラックの前面に取り付けられている流体コネクタと結合する。コネクタが結合するとき、電気コネクタと流体コネクタの間に電子ユニットが位置する。電子ユニットが、流体コネクタから漏れた冷却液が電気コネクタに付着することを防止する。【０００６】
流体コネクタから漏れた冷却液が電気コネクタに付着しないように、流体コネクタに冷却液を供給する配管と電気コネクタを空間的に分離する板が取り付けられているとよい。【０００７】
板が、流体コネクタに冷却液を供給する配管を囲んでいることが好ましい。即ち、板は、その内部に流体コネクタに冷却液を供給する配管を通す通路を構成していることが好ましい。通路は、ラックの天板から底板に伸びていることが好ましい。仮に、配管又は流体コネクタから冷却液が漏れたとしても、漏れた冷却液は通路を通ってラックの下に排出される。【０００８】
ラックの天板の上面に集水溝が形成されており、水を集水溝から通路に導く排水孔が集水溝の底に設けられているとさらによい。ラックが設置された部屋の天井からラックの上に落下した水が、ラック内の電子ユニットに付着することなく、排水孔と通路を通じてラックの下に排出される。【０００９】
さらに、流体コネクタの開口部の周囲にシール部材が配置されているとよい。液冷式電子ユニットがラックに挿入されると、シール部材が、収納された電子ユニットと流体コネクタの間の空間を密封することが好ましい。電子ユニット側の流体コネクタとラック側の流体コネクタが結合した後の冷却液漏れを防ぐことができる。【００１０】
本明細書に開示されたラックは、航空機の機体内部に用いられるラックとして好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に開示された技術は、液冷式電子ユニットを収納するラックであり、流体コネクタから漏れた冷却液が電気コネクタに付着し難いラックを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ラックの模式的斜視図を示す。
【図２】図２は、ラックの水平断面図を示す。
【図３】図３は、流体コネクタの拡大図を示す。
【実施例】
【００１３】
図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。図１は、本実施例のラック２の模式的斜視図である。ラック２は、航空機の機体に設置される。例えば、ラック２は、航空機のキャビンの下側であり貨物室の隣の機械室に設置される。ラック２は、航空機の液冷式電子ユニット（制御ユニットやパワーユニット）を収納する。図１のラック２は、電子ユニットを収納するための６個のスロットを有している。例えば、図１は、電子ユニット５０が、左下のスロットに収納されることを示している。ラック２は、収納された電子ユニットに、電力と冷却液を供給する。そのため、ラック２は、電気コネクタと、冷却液用の流体コネクタを備えている。電子ユニットが挿入されると、ラックの電気コネクタと電子ユニットの電気コネクタが結合する。同時に、ラックの流体コネクタと電子ユニットの流体コネクタが結合する。【００１４】
ラック２は、天板４、バックパネル６、底板９、側方支柱８ａ、８ｂ、中央支柱１０で構成されている。側方支柱８ａ、８ｂは、ラック２の前面の両側に配置されている。中央支柱１０は、ラック２の前面の中央に配置されている。【００１５】
電気コネクタ１２が、バックパネル６に取り付けられている。電気コネクタ１２は、ラック２の前方を向いている。電気コネクタ１２は、各スロットに設けられているが、図１ではラック左側のスロットの電気コネクタのみを示しており、ラック右側のスロットの電気コネクタの図示を省略している。【００１６】
バックパネル６は、ラック２の左側方に張り出しており、その張り出した部分に、端子台７が取り付けられている。端子台７は、ラック２に入力／出力される電力を中継する。端子台７から電気コネクタ１２へ電力を伝達する母線（bus bar）が、バックパネル６の背面に配置されている（母線は、図２に図示されている）。【００１７】
流体コネクタ１４が、中央支柱１０の前面に取り付けられている。流体コネクタ１４も、ラック２の前方を向いている。中央支柱１０には６個の流体コネクタ１４が配置されているが、図１では上方の２つの流体コネクタの図示を省略している。ラック２の夫々の段に、２つの流体コネクタ１４が取り付けられており、それらの流体コネクタから、左右の電子ユニットへ冷却液が供給される。例えば、流体コネクタ１４ａは中段左側のスロットに収納される電子ユニットへ冷却液を供給し、流体コネクタ１４ｂは、中段右側のスロットに収納される電子ユニットへ冷却液を供給する。電子ユニット５０がラック２の前面から挿入され、固定されると、電子ユニット５０の背面に配置されているユニット側電気コネクタ（不図示）と電気コネクタ１２が結合する。同時に、電子ユニット５０のフランジ５２に配置されているユニット側流体コネクタ（不図示）と流体コネクタ１４が結合する。【００１８】
中央支柱１０は、天板４から底板９へ垂直に伸びている。中央支柱１０は空洞であり、その内部に、冷却液を流体コネクタ１４へ供給するためのチューブ１６が配置されている。すなわち中央支柱１０は、チューブ１６の通路を兼ねている。チューブ１６を介して、外部から流体コネクタ１４へ冷却液が供給される。【００１９】
天板４の上面に、集水溝（water collecting trough）４ａが形成されている。集水溝４ａは、ラック２の上方から落ちてくる水を受け止める。集水溝４ａの底には、中央支柱１０の内側に通じている排水孔４ｂが設けられている。集水溝４ａに溜まった水は、排水孔４ｂを通って中央支柱１０の内側に導かれる。そして、水は中央支柱１０の底部からラック２の外部に排出される。【００２０】
図２にラック２の水平断面図（horizontal cross-sectional view）を示す。図２の２点鎖線は、ラック２に収納された電子ユニット５０を示している。電気コネクタ１２が、バックパネル６の前面に取り付けられている。バックパネル６の背面に、端子台７から電気コネクタ１２へ電力を伝達する母線（bus bar）２０が配置されている。中央支柱１０の前面に、流体コネクタ１４が取り付けられている。即ち、流体コネクタ１４は、ラック２の前面に取り付けられている。図２から明らかなとおり、電気コネクタ１２と流体コネクタ１４は、ラック２の水平断面において異なる位置に配置されている。ラック２の前面から電気コネクタ１２までの水平距離は、ラック２の前面から流体コネクタ１４までの水平距離と異なっている。【００２１】
中央支柱１０の内部にはチューブ１６が通っている。すなわち、中央支柱１０の外板は、電気コネクタ１２と、流体コネクタ１４に冷却液を供給するチューブ１６を空間的に分離する。チューブ１６と流体コネクタ１４の間が枝管で連結されている。冷却液は、チューブ１６を通って流体コネクタ１４に達する。図２に示されているように、中央支柱１０の内部には２本のチューブ１６が通っている。一方のチューブ１６ａは、電子ユニットへ冷却液を供給するためのチューブである。他方のチューブ１６ｂは、冷却液を電子ユニットから排出するためのチューブである。【００２２】
電子ユニット５０の背面に、ユニット側電気コネクタ５４が取り付けられている。電子ユニット５０の右側にはフランジ５２が張り出している。そのフランジ５２の背面にユニット側流体コネクタ５６が取り付けられている。別言すれば、ユニット側流体コネクタ５６は、電子ユニット５０の側面に配置されている。電子ユニット５０が、左側支柱８ａと中央支柱１０の間のスロットに差し込まれると、電気コネクタ１２とユニット側電気コネクタ５４が結合する。同時に、流体コネクタ１４とユニット側流体コネクタ５６が結合する。【００２３】
図３に、流体コネクタ１４の拡大図を示す。ひとつの流体コネクタ１４ａは、２つの開口２２ａ、２２ｂを備えている。冷却液は、一方の開口２２ａから電子ユニットへ供給される。電子ユニットを冷却した冷却液は、他方の開口２２ｂを通って回収される。流体コネクタ１４ａは、シール部材２４を備えている。シール部材２４は、２つの開口２２ａ、２２ｂを囲んでいる。流体コネクタ１４ａがユニット側流体コネクタ５６（図２参照）と結合すると、シール部材２４が電子ユニットのフランジ５２の背面に密着する。すなわち、電子ユニットがラック２に挿入されると、シール部材２４がユニットに密着して開口２２ａ、２２ｂの周囲の空間を密封する。【００２４】
上記したラック２の特徴と利点を以下に列記する。
（１）ラック２は、収納された液冷式電子ユニット５０に電力を伝達する電気コネクタ１２と、電子ユニット５０に冷却液を供給する流体コネクタ１４を備えている。
（２）流体コネクタ１４と電気コネクタ１２は、ラック２の水平断面において異なる位置に配置されている。流体コネクタ１４から冷却液が漏れた場合でも、漏れた冷却液は電気コネクタ１２に付着し難い。
（３）電気コネクタ１２は、バックパネル６に取り付けられており、流体コネクタ１４はラック２の前面に取り付けられている。電子ユニット５０がラック２に挿入されると、電気コネクタ１２とユニット側の電気コネクタ５４が結合する。同時に、流体コネクタ１４とユニット側の流体コネクタ５６が結合する。このとき、電気コネクタ１２と流体コネクタ１４の間に、電子ユニット５０の筐体が位置する。流体コネクタ１４から冷却液が漏れたとしても、電子ユニット５０の筐体が、漏れた冷却液が電気コネクタ１２に到達することを防止する。
（４）ラック２は、天板４から垂直下方に伸びている中央支柱１０（チューブの通路）を備えている。中央支柱１０の内部を、流体コネクタ１４に冷却液を供給するチューブ１６が通っている。中央支柱１０の外板は、電気コネクタ１２とチューブ１６を空的に分離している。さらに中央支柱１０の外板は、チューブ１６を囲っている。中央支柱１０（通路）は、チューブ１６から漏れた冷却液が電気コネクタ１２に付着することを防止する。
（５）ラック２の天板４の上面に、集水溝４ａが形成されている。集水溝４ａの底に、水を中央支柱１０の内部へ導くための排水孔４ｂが形成されている。ラック２の上方から落下した水は、集水溝４ａに溜まり、排水孔４ｂと中央支柱１０を通ってラック２の下へ排水される。集水溝４ａと排水孔４ｂは、ラック２の上方から落下した水がラック２に収納された電子ユニットに付着することを防止する。
（６）流体コネクタ１４の開口２２ａ、２２ｂの周囲にシール部材２４が取り付けられている。流体コネクタ１４がユニット側流体コネクタと結合すると、シール部材２４が電子ユニットに密着し、開口２２ａ、２２ｂの周囲の空間を密封する。シール部材２４は、開口２２ａ、２２ｂから漏れた冷却液が飛散することを防止する。
（７）中央支柱１０は、ラック２の前面の中央に配置されている。中央支柱１０の両側に、電子ユニットを収納するスロットが設けられている。中央支柱１０の内部を通過するチューブ１６から、中央支柱１０の両側に収納された電子ユニットへ冷却液を供給する。
（８）ラック２は、航空機の機内に設置されて、航空機の制御ユニット（電気ユニット）を収納することが好適である。【００２５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、ラック２が備える電気コネクタは、電子ユニットに電気信号を伝達するためのコネクタであってもよい。【００２６】
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。【００２７】
＜符号の説明＞
２：ラック
４：天板
４ａ：集水溝
４ｂ：排水孔
６：バックパネル
７：端子台
８ａ、８ｂ：側方支柱
９：底板
１０：中央支柱（通路）
１２：電気コネクタ
１４：流体コネクタ
１６ａ：冷却液供給用チューブ
１６ｂ：冷却液排出用チューブ
２２ａ：冷却液供給用開口
２２ｂ：冷却液回収用開口
２４：シール部材
５０：液冷式電子ユニット
５２：フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2009110412.tif 000007
2009110412.tif 000008
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