(57)【要約】  本発明は、強い熱放散を示すものもある様々なサイズの電子部品を含むプリント回路の冷却によってもたらされる問題に関する。本発明は、ラックに装着された電子カードを特に意図している。  この装置の構造には少なくとも、  電子カードを装備したラックへの装置の容易な挿入を特に可能にする、剛性で好ましくはほぼ平面の壁と、  剛性壁の形状と類似した形状を有し、低い熱抵抗性であり、かつ調整された弾性を備えた薄い可撓性壁であって、そのエッジが、剛性壁のエッジに付着して、体積が変わり得る耐漏洩性の熱交換空間を作る可撓性壁と、  冷却材が熱交換空間に入り込んで拡散できるようにするチャネルを含む手段と、が含まれる。装置の嵌合および取り外しを容易にするために、これらのチャネルには、自閉ノズルが装備されている。  この装置は、様々なタイプの電子カードおよびラックに適合できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックに装着された電子カードを冷却するための装置であって、前記装置が、少なくとも、
−  ほぼ平坦な剛性壁（１１、６３）と、
−  エッジによって前記剛性壁の面の１つに付着し、かつ可変体積の熱交換空間（２２）を前記剛性壁と共に構成している、調整された弾性を備えた可撓性壁（１２、６４）と、
−  冷却材が前記熱交換空間を流れかつ拡散するのを可能にする手段（１３、１４）であって、前記装置の組み付けおよび取り外しを容易にする自閉ノズル（１５）を含む手段（１３、１４）と、を含み、
前記熱交換空間における制御された圧力での流体フローが、前記空間の体積を増加させ、その結果前記可撓性壁が、冷却されるべき前記カードのレリーフと適合し、したがって、前記電子カードと前記冷却材との間の熱交換が、前記カードの全表面にわたって行なわれることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記可撓性壁（５１）が、実質的に異なるサイズの部品を含む電子カードの表面と前記可撓性壁との動作中の接触を改善することを可能にする予め形成されたレリーフ部（５２、５３）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置が、ドーターカードを装備した電子カードの冷却に適応され、前記熱交換空間が、カード間接続要素の通過を可能にする少なくとも１つのスロットを有し、前記装置が、前記ドーターカードを冷却するように意図された第２の熱交換空間を、前記剛性壁の自由面と共に形成する第２の可撓性壁（６７）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記熱交換空間における前記冷却材の拡散が、管の長さにわたって穿孔（３１、３２）を規則的に離間配置した管によって、前記交換空間の一エッジから対向するエッジの方へ行なわれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記熱交換空間における前記冷却材の拡散が、前記空間全体を通して均一に行なわれ、前記流体が、前記剛性壁に作られた空間に搬送され、前記交換空間の境界を定める前記剛性壁の面にわたって規則的に作られたオリフィス（４４）を通して前記交換空間に入り込むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強い熱放散を示すものもある様々なサイズの電子部品を含むプリント回路の冷却によってもたらされる問題に関する。本発明は、たとえば「ダブルヨーロッパ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｅｕｒｏｐｅ）」フォーマットの、ラックに装着された電子カードを特に意図している。本発明による装置は、特に、簡単なプリント回路の冷却用に、またはより複雑な構造体、たとえば「ドーター」プリント回路を装備した「マザー」プリント回路を含み、２つの回路が部品間に装着されたコネクタによって互いに接続されている構造体の冷却用に用いてもよい。
【背景技術】
【０００２】
ラックに装着された電子カードを用いることによって、動作中に放出される熱を除去する問題が伝統的にもたらされる。この問題は、一般的には、ラックによく一体化されている換気システムの補助で生じた強制的な空気循環を用いることによって解決される。この強制換気により、一般に、周囲空気が、ラックに装着された電子カード間に存在する自由空間を通って流れるようになる。ラックが置かれた室温での周囲空気の通過によって、放出されている熱が対流により除去され、したがって、カードの過熱が防止される。この方法は、周囲空気の代わりに冷却空気が循環する場合には、さらに改善が可能である。
【０００３】
この解決策によって、実行が簡単だという利点が提供される。特に、この解決策は、ラックに装着される電子カードに対して設計上の制約を何も課さず、修正を何も必要としない。それは、さらに、ラックへのカードの装着および取り外し動作を複雑にしないという利点をもたらす。
【０００４】
しかしながら、空気循環による熱の除去は、ラックに挿入された電子カードの数が、カード間の自由空間において少量の空気フローしか可能にならないほどになるやいなや、その限界に達する。電子カードのうちに、異なる高さの部品および強い熱放散を伴う部品を含むものがある場合には、この問題はさらに深刻化する。この場合には、カード表面上に「ホットゾーン」の出現が観察される可能性があり、ここでは、空気流は、熱を除去しかつ部品の過熱を防ぐのには、局所的に不十分である。過熱は、特に、識別が難しい間欠故障を生じる可能性があり、このことは、問題の設備の信頼性を著しく低減する。
【０００５】
強い熱放散を伴う部品を含むカードを用いる場合に特に、熱の除去によってもたらされる問題に対する別の解決策は、ヒートシンクを形成する金属構造体を強い放散カードに備え付けることに存し、この金属構造体が、電子カードの表面上に適切に施される。カードと接触しているこの構造体の面は、一般に、部品を装備したカードのインプレッションに最適に対応するレリーフを有する。このレリーフが、強い放散部品とヒートシンクとの接触を保証することを、最適に可能にする。この接触は、続いて、一般にペースト状構造の熱伝導材料を接触面に施すことによって、完了される。電子カードおよびヒートシンクは、好ましくは着脱自在に、機械的に組み立てられ、このアセンブリが、ラックに一体化されて装着される。ヒートシンクの製造方法は、特に、仏国特許ＦＲ９２  ０６０４１号明細書およびＦＲ９５  ０１９７２号明細書において本出願人によって説明されている。
【０００６】
したがって、部品によって放散された熱は伝導によって除去されるが、ヒートシンク自体は、事情次第で、対流もしくはその周辺部への熱伝導によって、または熱放散が大きい場合には、その厚さにおいて冷却材を循環させることによって冷却される。
【０００７】
上記のように、ヒートシンクの使用によって、いくつかの欠点がもたらされる。かかるヒートシンクは、それが適合するレリーフを備えたカード専用であるという欠点を呈する。カードの取り付けにおけるどんな変更も、ヒートシンクの対応する修正を必然的に伴う。別の欠点は、シンクと冷却される部品の表面との間の緊密な接触をもたらす必要性に関連している。緊密な接触の必要性から、カードのインプレションに対応するレリーフの形状に特に関連して、ヒートシンクの正確な機械製造が必要となる。かかる製造には一般に機械加工が必要となり、その費用は、ヒートシンクを装備した電子カードの原価を著しく増加させる可能性がある。さらに、満足な接触を保証するためにシンクをカードに機械的に固定する必要性は、電子カードのメンテナンス作業が面倒なことを意味している。その理由は、部品の取り替えが、ヒートシンクを取り外し、次に熱伝導材料を除去するためにカードを洗浄することを含んでいるからである。最後に、かかるシンクによって達成される冷却は、シンクの構成材料の熱抵抗、すなわち強い熱放散を伴う部品の面に接触して、ホットゾーンから温度交換ゾーン方向へ熱を放散させるシンクの能力によって条件付けられている。流体循環によって冷却されるシンクの場合には、たとえば、強い放散部品の冷却は、シンクの壁の厚さによって構成される熱抵抗を通して、この部品と流体との間の間接的な熱交換によって実行される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の欠点を全て克服し、かつ満足な冷却を保証するために、本発明による装置は、少なくとも、
電子カードを装備したラックへの装置の容易な挿入を特に可能にする、剛性で好ましくはほぼ平面の壁と、
剛性壁の形状と類似した形状を有し、低い熱抵抗性であり、かつ調整された弾性を備えた薄い可撓性壁であって、そのエッジが、剛性壁のエッジに付着して、体積が変わり得る耐漏洩性の熱交換空間を作る可撓性壁と、
冷却材が熱交換空間に入り込んで拡散できるようにするチャネルを含む手段と、
を含む構造を有する。
【０００９】
本発明による装置によって、製造が簡単だという利点が提供される。特に、その製造には機械加工を必要としない。冷却されるカードの表面との接触は、交換空間を冷却材で満たすことによって達成される。したがって、この装置によってまた、それを異なるバージョンの電子カードに使用できるという利点が提供される。さらに、装置およびカードの接触は圧力によってなされるので、有利なことに、冷却されるカードと装置との間の機械的アセンブリを何も必要としない。
【００１０】
熱交換は流体の循環によって達成され、それによって、カードの熱い表面および可撓性壁全体にわたる流体によって放出された熱の除去が保証される。このように達成される熱交換によって、カード表面の均一な冷却が可能だという利点が提供される。
【００１１】
チャネルは自閉ノズルを装備し、このノズルによって、流体の損失なしに迅速かつ単純な方法で、本発明による装置を主冷却回路から有利に分離することが可能になる。
【００１２】
他の特徴および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。その説明は、図１〜８によって図示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明による装置の概略的な全体図を示す。
【００１４】
この装置には主に３つの要素、すなわち、剛性壁１１と、可撓性壁１２と、同様に入口１３および出口１４のための２つのチャネルとが含まれ、これらのチャネルが、剛性壁および可撓性壁によって境界を定められた熱交換空間における流体の拡散を保証する連通をもたらす。これらのチャネルは、冷却回路への容易で迅速な接続を可能にする自閉ノズル１５を装備している。
【００１５】
このように形成されたアセンブリによって、有利な特性を有する半剛性パウチが構成される。完全に可撓性のパウチとは異なり、剛性壁１１の存在によって、流体が流れていない場合であっても、装置が画定された形状を保持することが特に可能になり、可撓性パウチよりも、ラックへの嵌合が、引き抜きと同様により容易になる。したがって、装置は、たとえば、２つの電子カード間に形成された空間においてラックに差し込むことができる。
【００１６】
同様に、可撓性壁によって、パウチの体積が、そこを流れる冷却材の圧力の関数として可変になる。装置がそのラックに配置された場合に、パウチの単なる膨張によって、パウチが、その可撓性壁の近くに置かれた電子カードと接触することが保証される。図１は、冷却材で満たされた装置をそれだけで示す。ここで、可撓性壁１２は、連続的かつ均一な凸面として示され、自閉ノズルは、流体が装置から流れ出るのを有利に防ぐ。
【００１７】
図２は、電子カード２３と接触している場合の装置２１の正面図を示す。この図は、装置をラックで使用中に、どうなるのかを示す。
【００１８】
ある圧力の下で起こる冷却材の通過は、熱交換空間２２の体積の増加につながり、それは、可撓性壁１２の変形によって明白になる。可撓性壁１２は、電子カード２３のレリーフと適合するようになり、カード上に存在する全ての部品（それぞれの厚さがどうであっても）の表面と装置の緊密な接触を保証する。可撓性壁は、冷却される部品の表面に押圧されるようになり、強い放散ゾーンのできる限り近くへ冷却材を運ぶ。部品と冷却材との間の熱交換は可撓性壁１２を横断して行なわれるので、可撓性壁１２の厚さが薄いことが、この交換に有利に働く。このように、本発明による装置は、電子カード２３全体の効率的かつ均一な冷却を保証する。様々なレリーフに適合できる壁１２の可撓性のおかげで、本発明による装置は、それが特定の電子カード専用ではないという利点を提供する。同じ装置を、異なる方法で装着された、かつ様々な高さの部品を含む異なるタイプのカードと、汎用的な方法で用いることができる。可動性の壁は、良好な熱伝導性を備えた材料で作製されることが有利である。
【００１９】
本発明による装置のラックへの装着は、流体を循環かつ冷却するための装置がラックに一体化されるかどうかに依存して、異なる方法で実行してもよい。一体化される場合には、ラックの底部自体に、チャネル１３および１４が備えるノズル１５を収容するように意図された自閉ベースを装備してもよい。このように、装置は、この目的のための位置に差し入れられて嵌合されるが、その場合に、装置をラックに押下することによって、ノズルおよびベースの接続、したがって流体フロー回路への装置の接続が保証される。一体化されない場合には、自閉ノズルがラックの正面の方へ向けられ、かつラックからは独立しているフロー回路に接続されるように、装置をラックに挿入してもよい。
【００２０】
全ての装着シナリオにおいて、装置を使用するためには、事前の嵌合動作および最終的なパージ動作が伴う。装置は、好ましくは何も流体がない状態で、冷却されるカードの近くへとラックに嵌合される。したがって、装置は、最小限の体積を占める。装置は流体を循環させることによって利用されるが、それによって、固定壁および可動壁１２によって境界を定められた交換空間２２の体積が増加され、可動壁１２が、電子カード上に押圧されるようになる。流体は、空間２２を通って流れることにより、強い熱放散を伴う部品のごく近くを通過して熱を除去し、かくして冷却をもたらす。装置は、たとえば使用後または装置と接触している電子カードを取り去るために、装置からそれが含む流体をパージした後で、ラックから取り出されるが、この場合に、このパージは、フロー回路を通して流体を吸引することによって実行してもよい。したがって再び、空間２２は最小限の体積を占め、また装置は、もはや電子カード２３と接触していないので、自閉ノズルから分離した後で、ラックから引き抜くことができる。
【００２１】
本発明による装置が、所定の理由で、それが冷却する電子カードに機械的に連結されていない特定のケースでは、実現が単純化される。この特定のケースにおいて、電子カード―冷却装置アセンブリは、ラックに挿入され、その後一緒にラックから引き抜かれる。したがって、排液動作は必要ではない。
【００２２】
電子カード全表面の均一で効率的な冷却を達成するために、流体の循環は、剛性壁および可撓性壁によって境界を定められた交換空間２２全体を通してまさに均一に行なわれるべきである。この目的のために、本発明による装置には、空間２２における均一な流体の拡散を保証する手段が含まれる。図３および４は、これらの手段の２つの可能な実施形態を示す。
【００２３】
図３は、単純な第１の例示的な実施形態を示す。たとえば正方形または円形断面の、この例における管１３および１４は、交換空間２２の内部の方へ開いているオリフィスを一定間隔で開けられている。管１３を通って装置に入り込む流体は、この空間の境界を定めるエッジの１つの長さにわたって均一にオリフィス３１を通って交換空間２２へと拡散する。流体は、交換空間を横断することによって電子カードの熱い表面と接触して通過し、そこで熱交換が行なわれ、次に、流体は、管１４のオリフィス３２を通って交換空間から、熱せられて出て来る。
【００２４】
かかる実施形態によって、製造が簡単だという利点が提供される。連通は、穿孔され、かつさらに固定壁１１に機械的に固定して作製可能な管１３および１４に基づいて、簡単に達成される。冷却される表面にわたる流体の拡散は、カードの一エッジからもう一方のエッジへ接線方向に行なわれる。
【００２５】
図４は、冷却材の均一な拡散を可能にする手段の第２の例示的な実施形態を示す。
【００２６】
この例において、流体の拡散は、剛性壁を横断して行なわれる。流体はチャネル４１を通って本発明による装置に入るが、このチャネル４１は、内面４３に規則的にオリフィス４４を開けられた剛性壁の厚さにおいて形成された空間の中へ流体を導き、オリフィス４４が、剛性壁および可撓性壁（ここでは図示せず）によって境界を定められた交換空間２２における流体の拡散を保証する。チャネル４２は、装置から外への流体フローを保証する。図３の例におけるチャネル１４に類似したこのチャネルは、その長さにわたって規則的に配分されたオリフィスを開けられた管の形状をしている。
【００２７】
この第２の例で説明した手段は、前の例で説明した手段よりも複雑な構造をしている。この実施形態は、特に、１つの面にオリフィスを開けられた中空の剛性壁を製造することを必要とするが、それは、単純な壁よりも製造がより複雑である。しかしながら、この手段によって、交換空間の体積全体を通した流体の均一な拡散が保証される。拡散は、電子カードの表面に垂直に行なわれ、かくして、冷却された流体が、表面全体に均一に達することが可能になる。したがって、流体とカードの部品との間の熱交換は、非常に均一に実行される。
【００２８】
図１〜４は、ラックに装着された電子カードの冷却用に特に用いるように意図された本発明による装置の基本形態における説明を示す。上記のように、装置は、電子カードのように、冷却されるカードに接近してラックに装着される。制御された圧力での流体フローの影響下で、剛性壁および可撓性壁によって構成された交換空間の体積が増加し、可撓性壁がカードのレリーフと適合するようになる。このようにして確立された接触によって、流体と、熱を放散しているカードの表面との間の熱交換が可能になる。この装置は、構造が単純で汎用性があるという利点を提供し、またこの同じ装置を、異なる部品を含みかつ異なる仕方で装着された電子カードを冷却するために使用できる。
【００２９】
それに関して、以下の図が、特に、本発明による装置を特定の制約に適合させ得るいくつかの代替実施形態を提供する。
【００３０】
図５は、可撓性壁５１の表面が均一ではなく、可変高さの変形５２〜５３を有する特別の実施形態を示すが、可変高さによって、この表面は、冷却される電子カードのレリーフにより容易に合わさることが可能になる。この実施形態は、高さがまさに実質的に異なる部品を装備したカードに特に適している。その理由は、上記のようなより標準的な装置の可撓性壁が、かかるカードのレリーフに正確に適合するためには、冷却材の圧力を実質的に増加させることが必要であり、それが必ずしも可能で望ましいわけではないからである。可撓性壁の表面にレリーフゾーンが存在することによって、この問題を有利に解決することが可能になる。装置の可撓性壁におけるこれらの予め成形された変形の結果は、装置の個別化であり、可撓性壁の成形は、装置を特定のカードまたは特定のタイプのカードに適合させるように意図される。さらに、金属ヒートシンクと異なり、成形は、特別の製造精度を何も必要とせず、表面とぴったり合わさった接触は、わずかな圧力で交換空間２２を流体で満たすことによって行なわれる。したがって、製造が簡単な、本発明による装置のこの代替実施形態は、金属ヒートシンクの使用に対する有利な代替を構成する。
【００３１】
図６は、ドーターカード６２を装備した電子カード６１を冷却するように意図された、本発明による装置の別の代替実施形態６３を示す。この目的のために、剛性壁６５および可撓性壁６４は、カード間接続部６６が安全ベルトのように通過できるスロットを開けられている。さらに、装置には、剛性壁６５の自由面および第２の可撓性壁６７によって構成された第２のパウチが含まれ、第２の可撓性壁６７が、ドーターカードのサイズおよびレリーフに適合する。
【００３２】
したがって、部品が実装されている面が互いに対向している限りでは、有利なことに、単一の装置で電子カードを全て冷却することが可能である。
【００３３】
この最後の代替実施形態は、もちろん、本発明による単一の装置によって、２つの独立した電子カードを同時に冷却することに拡張してもよい。したがって、装置には２つの可撓性壁が含まれ、それぞれが、剛性壁の面のうちの１つに、エッジによって付着している。それゆえ、アセンブリは、２つの半剛性パウチを形成する。このように製造されたアセンブリには、冷却材の拡散のために単一回路だけを含むという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】全体的に見た本発明による装置の原理の概略図を示す。
【図２】本発明による装置の断面における概略図を示す。
【図３】熱交換空間において冷却材の拡散を可能にする手段の第１の例示的な実施形態の実例を示す。
【図４】前記手段の別の例示的な実施形態の実例を示す。
【図５】本発明による装置の可撓性壁の別の実施形態の実例を示す。
【図６】ドーターカードを装備したマザープリントカードの冷却に適用可能な、本発明による装置の変形の実例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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