(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品の近傍に配置され、前記発熱部品を冷却する冷却装置であって、
冷却液を貯留可能な空間を有する受熱器と、
前記受熱器に接続され、前記発熱部品が存在する方向に向けて前記空間内に前記冷却液の噴流を噴射する供給管と、
前記空間から前記冷却液を排出する排出管と、
前記受熱器の内部又は外部に設けられ、前記冷却液を前記空間の一軸方向の一端近傍と他端近傍から前記排出管に送る流路と、前記空間の一軸方向の一端近傍及び他端近傍のいずれか一方を介した前記冷却液の排出を可能にし、いずれか他方を介した前記冷却液の排出をできなくする弁部材と、を有する切替部と、
を備える冷却装置。
【請求項２】
前記弁部材は、
比重が前記冷却液よりも大きい部材であり、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記空間の前記鉛直方向の上端近傍を介した前記冷却液の排出を可能にし、前記空間の前記鉛直方向の下端近傍を介した前記冷却液の排出をできなくする、ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記弁部材は、
前記流路の内部を移動可能であり、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記流路の下端近傍の前記空間と通じる箇所を閉塞する、ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記流路は、円管状部材の内部に形成され、
前記弁部材は、前記円管状部材の内部を移動可能な球状部材である、ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
前記流路は、前記空間内に形成された断面矩形の流路であり、
前記弁部材は、前記流路内を移動可能な直方体状部材である、ことを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項６】
前記弁部材は、
前記流路の一端近傍に設けられた第１扉部材と、
前記流路の他端近傍に設けられた第２扉部材と、を有し、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記第１、第２扉部材の一方が前記流路を開放し、前記第１、第２扉部材の他方が、前記流路を閉塞する、ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項７】
前記第１、第２扉部材は、板状部材であり、
前記第１、第２扉部材の前記一軸方向に沿った移動、又は前記一軸方向に略垂直な方向に延びる回動軸回りの回動により、前記流路の開閉を行うことを特徴とする請求項６に記載の冷却装置。
【請求項８】
前記弁部材は、
前記流路の内部に設けられ、前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により前記流路の前記排出管よりも下側の位置で前記流路を仕切る、ことを特徴とする請求項２に記載の冷却装置。
【請求項９】
前記切替部は、
前記弁部材に対する操作を受け付ける操作受付部を有し、
前記操作に応じた前記弁部材の移動又は姿勢変更により、前記空間の一軸方向の一端近傍及び他端近傍のいずれか一方を介した前記冷却液の排出を可能にし、いずれか他方を介した前記冷却液の排出をできなくする、ことを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項１０】
発熱部品と、
前記発熱部品の近傍に配置され、前記発熱部品を冷却する請求項１〜９のいずれか一項に記載の冷却装置と、を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、サーバやスーパーコンピュータなどの情報機器の高性能化は加速する一方である。そのため電子機器に使用されるＣＰＵ(Central Processing Unit)やメモリ、電源モジュールなどの発熱量も増す傾向にある。特に、ＣＰＵの発熱量は大きく、最近では数百Ｗを超えるような製品の開発が進み、使用され始めている。
【０００３】
また、情報機器を冷却するために、情報機器を設置する建屋に冷却液の供給設備(ＣＤＵ：Coolant Distribution Unit)を用意し、ＣＤＵから供給される冷却液により発熱部品を液冷することが頻繁に行われている。液冷方式の中でも発熱部品の存在する方向に冷却液を噴射する衝突噴流冷却が有望な方法として知られている。
【０００４】
なお、電子部品を冷却する技術として、特許文献１、２のような技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１９０１８７号公報
【特許文献２】特開２０１５−６５１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
サーバやスーパーコンピュータなどにおいては、装置内の高密度実装や性能向上のため様々なレイアウトが想定され、システムボードが地上面に対して垂直に配置される場合がある。このように、システムボードが様々な姿勢で設置されても、システムボード上の電子部品を冷却する冷却装置は、姿勢によらず高い冷却性能を発揮できることが好ましい。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、設置姿勢によらず高い冷却性能を発揮することが可能な冷却装置及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様では、冷却装置は、発熱部品の近傍に配置され、前記発熱部品を冷却する冷却装置であって、冷却液を貯留可能な空間を有する受熱器と、前記受熱器に接続され、前記発熱部品が存在する方向に向けて前記空間内に前記冷却液の噴流を噴射する供給管と、前記空間から前記冷却液を排出する排出管と、前記受熱器の内部又は外部に設けられ、前記冷却液を前記空間の一軸方向の一端近傍と他端近傍から前記排出管に送る流路と、前記空間の一軸方向の一端近傍及び他端近傍のいずれか一方を介した前記冷却液の排出を可能にし、いずれか他方を介した前記冷却液の排出をできなくする弁部材と、を有する切替部と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
１つの側面として、設置姿勢によらず冷却性能を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係るサーバの構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（ａ）は、システムボードの一部及び冷却装置を断面して示す図（ＸＹ断面図）であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の冷却装置を＋Ｘ側から見た状態を示す図である。
【図３】図３（ａ）、図３（ｂ）は、図２（ｂ）から銅パイプ、弁部材を取り出して、拡大して示す断面図であり、図３（ｃ）、図３（ｄ）は、銅パイプに設けられたストッパの変形例を示す図である。
【図４】図２（ｂ）の冷却装置を上下反転した状態を示す図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）は、比較例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の冷却性能と比較例の冷却性能を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図９】第４の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図１０】第５の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図１１】第６の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図１２】第６の実施形態の変形例を示す図である。
【図１３】第７の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、第８の実施形態に係る冷却装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪第１の実施形態≫
以下、第１の実施形態について、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、第１の実施形態に係る電子機器としてのサーバ１００の内部構成を概略的に示す図である。図１に示すように、サーバ１００は、筐体１０と、筐体１０内に設けられた複数枚（図１では４枚）のシステムボード２０と、を備える。システムボード２０は、最も広い面が鉛直方向に対して略平行になるような姿勢（縦置き姿勢）で、筐体１０内に設けられている。本第１の実施形態では、サーバ１００内における高密度実装や性能向上のためにシステムボード２０が縦置き姿勢で設けられている。なお、本第１の実施形態では、鉛直方向をＺ軸方向、システムボード２０が並ぶ方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向としている。
【００１３】
システムボード２０は、電子部品（例えばＣＰＵや、ＤＩＭＭ（Dual Inline Memory Module）等）を複数搭載可能なボードである。システムボード２０には、システムボード２０上の発熱部品（例えばＣＰＵ）を冷却するための冷却装置５０が設けられている。
【００１４】
図２（ａ）は、システムボード２０の一部及び冷却装置５０を断面して示す図（ＸＹ断面図）である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の冷却装置５０を＋Ｘ側から見た状態を示す図である。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、システムボード２０の＋Ｘ側の面には、ハンダバンプ２２を介して、パッケージ基板２４が設けられ、パッケージ基板２４の＋Ｘ側の面には、ハンダバンプ２６を介して、ＣＰＵ３０が設けられている。ＣＰＵ３０は、銅板製のカバー２８とパッケージ基板２４とにより形成される空間内に収容された状態となっている。なお、ＣＰＵ３０は、樹脂で覆われた状態となっていてもよい。
【００１６】
カバー２８の＋Ｘ側の面には、高熱伝導シート３２が設けられ、高熱伝導シート３２の＋Ｘ側の面には、冷却装置５０が設けられている。なお、高熱伝導シート３２に代えて、カバー２８の＋Ｘ側の面に熱伝導グリースを塗布することとしてもよい。
【００１７】
冷却装置５０は、受熱板４０と、受熱板４０とともに空間４２を形成する受熱カバー４４と、受熱カバー４４に接続され、空間４２内に冷却液（例えば、冷却水）を供給する供給管４６と、空間４２内から冷却液を排出する排出管４８と、空間４２内に設けられ、排出管４８の一端部に接続された切替部５２と、を有する。
【００１８】
受熱板４０としては、例えば、大きさ（ＹＺ面の寸法）７０ｍｍ×７０ｍｍ、厚さ２ｍｍの銅板を用いることができる。受熱板４０の上面の中央部の３０ｍｍ×３０ｍｍのエリアには、冷却液との接触面積を増やすために、一例として、ＹＺ断面が１ｍｍ×１ｍｍで高さ（Ｘ方向の寸法）２ｍｍの柱が１．５ｍｍピッチで配列されているものとする。
【００１９】
受熱カバー４４は、例えば、材料を銅とし、大きさ（ＹＺ面の寸法）７０ｍｍ×７０ｍｍで高さ（Ｘ方向の寸法）９ｍｍの直方体に、−Ｘ側から深さ７ｍｍの掘り込みが掘られている。受熱板４０と受熱カバー４４との間は隙間なく固着され、受熱板４０と受熱カバー４４とにより、冷却液を貯留可能な空間４２を有する受熱器４３が形成されている。
【００２０】
供給管４６は、受熱カバー４４の中央部に形成された孔４４ａに一端部が挿入された状態となっている。供給管４６は、例えば、内径（直径）６．４ｍｍの銅パイプである。供給管４６からは、不図示のＣＤＵ（Coolant Distribution Unit）から供給される冷却液の噴流が、ＣＰＵ３０の存在する方向に向けて噴射される。これにより、ＣＰＵ３０は、冷却液により効率的に冷却（衝突噴流冷却）されるようになっている。なお、噴射された冷却液は、空間４２内に貯留される。
【００２１】
排出管４８は、受熱カバー４４の−Ｙ端部のＺ軸方向中央部に形成された孔４４ｂに一端部が挿入された状態となっている。排出管４８は、例えば、内径（直径）６．４ｍｍの銅パイプである。なお、排出管４８の一端部（空間４２内に挿入された端部）には、切替部５２が接続されている。
【００２２】
切替部５２は、図２（ｂ）に示すように、Ｚ軸方向に延びる内径（直径）６．４ｍｍの流路としての銅パイプ５４と、銅パイプ５４の内部に設けられた球状の弁部材５６とを有する。
【００２３】
図３（ａ）、図３（ｂ）は、銅パイプ５４、弁部材５６を取り出して、拡大して示す断面図である。弁部材５６の直径は、銅パイプ５４の内径とほぼ同一であるが、弁部材５６は、図３（ａ）、図３（ｂ）からわかるように、銅パイプ５４の内部を一端部（＋Ｚ端部）から他端部（−Ｚ端部）まで移動できるようになっている。また、銅パイプ５４の一端部及び他端部は、テーパ状に加工されており（符号５４ａ参照）、銅パイプ５４の内部からの弁部材５６の脱落が防止されている。すなわち、テーパ状に加工された部分５４ａが、弁部材５６の脱落を防止するストッパとして機能している。
【００２４】
したがって、図３（ａ）のように銅パイプ５４の長手方向がＺ軸方向（鉛直方向）と略一致した状態では、図３（ｂ）に示すように、弁部材５６が重力の作用により銅パイプ５４の−Ｚ端部に移動し、−Ｚ端部の開口を塞ぐ。また、弁部材５６の比重は、冷却液よりも大きい。このため、銅パイプ５４内が冷却液で満たされた場合でも、弁部材５６が浮くことはなく、−Ｚ端部の開口を塞いだ状態が維持されるようになっている。したがって、図２（ｂ）の状態では、供給管４６から空間４２内に供給された冷却液が−Ｚ端部の開口から銅パイプ５４内に流入せず、＋Ｚ端部の開口からのみ流入する（図２（ｂ）の白抜き矢印参照）。
【００２５】
このように、空間４２内の冷却液が、銅パイプ５４の＋Ｚ端部（上側）の開口を介して、排出管４８から外部に排出されることにより、空間４２内全体に冷却液が充填された状態となる。これにより、冷却装置５０は、高い冷却性能を発揮することが可能となっている。
【００２６】
また、本実施形態では、図４に示すように、図２（ｂ）に対して上下逆さまに冷却装置５０が設置された場合であっても、銅パイプ５４の−Ｚ端部の開口が弁部材５６により自動的に閉塞され、＋Ｚ端部の開口が開放される。このように冷却装置５０は、上下逆さまに設置されても、図２（ａ）と同様、高い冷却性能を発揮することが可能となっている。
【００２７】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、比較例として、切替部５２が設けられていない冷却装置５０’を示す図（図２（ａ）、図２（ｂ）に対応する図）である。図５（ａ）、図５（ｂ）の冷却装置５０’では、冷却液がＺ軸方向（鉛直方向）の中央部から排出されるため、空間４２内には、図５（ｂ）に示すような量の冷却液が存在するのみである。このため、図５（ａ）の冷却装置５０’を縦置き姿勢で利用すると、冷却性能は然程高くない。
【００２８】
図６には、本実施形態の冷却装置５０と、比較例の冷却装置５０’の冷却性能を比較したグラフが示されている。図６の縦軸は冷却性能を表しており、グラフの下側ほど冷却性能が高いことを意味する。なお、冷却液としては、温度２０℃の水を用い、水の流量は０．５Ｌ／ｍｉｎとした。また、ＣＰＵ３０の発熱量を１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗ、３５０Ｗに設定して実験を行った。
【００２９】
図６からわかるように、本実施形態の冷却装置５０は、ＣＰＵ３０の発熱量の大きさにかかわらず、比較例の冷却装置５０’よりも高い冷却性能を発揮できることがわかる。なお、図６においては、本実施形態の冷却装置５０の方が、比較例よりも、１０％程度冷却性能が高いことが示されている。
【００３０】
以上、詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、冷却装置５０は、ＣＰＵ３０の近傍に配置され、冷却液を貯留可能な空間４２を有する受熱器４３と、受熱器４３に接続され、ＣＰＵ３０が存在する方向に向けて空間４２内に冷却液の噴流を噴射する供給管４６と、空間４２から冷却液を排出する排出管４８と、受熱器４３の内部に設けられ、図２（ｂ）のように縦置き姿勢で設置された場合に、重力の作用を受けて、空間４２の＋Ｚ側の端部近傍からの冷却液の排出を可能にし、−Ｚ側の端部近傍からの冷却液の排出をできなくする切替部５２と、を備えている。これにより、縦置き姿勢で設置した場合に、重力の作用を受けて、自動的に＋Ｚ端部の開口を介した冷却液の排出が行われ、−Ｚ端部の開口を介した冷却液の排出が行われなくなるため、空間４２内全体に冷却液が溜まった状態を維持することが可能となる。したがって、本実施形態の冷却装置５０によれば、縦置き姿勢で設置した場合であっても、高い冷却性能を維持することが可能となっている。
【００３１】
また、冷却装置５０は、図２（ｂ）の縦置き姿勢及び図４の縦置き姿勢のいずれの姿勢で設置されても、空間４２の上側から冷却液が排出されるように、自動的に切り替わる。これにより、冷却装置５０の冷却性能を落とさずに、サーバ１００におけるシステムボード２０の設置の自由度を向上することができる。また、冷却装置５０の姿勢を変更しても、冷却装置５０に対する特別な操作や設定等が不要である。
【００３２】
なお、上記第１の実施形態では、銅パイプ５４の長手方向両端部が、テーパ状に加工されている場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、銅パイプ５４の内部からの弁部材５６の脱落を防止できるストッパが設けられていればよい。例えば、図３（ｃ）、図３（ｄ）に示すような円環状の部材が銅パイプ５４の長手方向両端部に設けられていてもよい。このようにしても、図３（ｃ）の状態から、図３（ｄ）の状態になると、弁部材５６により銅パイプ５４の下端の開口が閉塞されるようになっている。
【００３３】
なお、上記第１の実施形態では、冷却装置５０が横置き姿勢で設置された場合（図２（ｂ）のＹＺ面が水平面と一致している場合）にも、銅パイプ５４の少なくとも一方の開口を介して、空間４２内の冷却液が排出管４８から排出される。したがって、冷却装置５０は、横置き姿勢で設置された場合にも、高い冷却性能を維持することができる。
【００３４】
≪第２の実施形態≫
次に、第２の実施形態について、図７に基づいて説明する。図７は、第２の実施形態の冷却装置２５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。本第２の実施形態の冷却装置２５０は、空間４２の外側に設けられた切替部２５２を有する点が第１の実施形態と異なる。
【００３５】
切替部２５２は、略Ｕ字状（コ字状）の銅パイプ２５４を有しており、銅パイプ２５４の一端部は、受熱カバー４４の＋Ｚ端部近傍に接続され、銅パイプ２５４の他端部は、受熱カバー４４の−Ｚ端部近傍に接続されている。銅パイプ２５４内には、弁部材５６が設けられている。
【００３６】
銅パイプ２５４の内部の＋Ｚ端部近傍及び−Ｚ端部近傍にはストッパ２５６が設けられている。
【００３７】
本第２の実施形態では、図７に示すように、銅パイプ２５４の長手方向とＺ軸方向（鉛直方向）とが略一致した状態で、弁部材５６が銅パイプ２５４の下端部近傍まで移動し、銅パイプ２５４の下端部近傍において冷却液の流通を遮断する。これにより、図７において白抜き矢印で示すように、空間４２内の冷却液が＋Ｚ端部（上端部）から排出されるようになっているので、第１の実施形態と同様、冷却装置２５０が縦置き姿勢で設置されても、冷却性能を高く維持することができる。
【００３８】
なお、冷却装置２５０は、図７に対して上下反転した状態で設置されても、弁部材５６が銅パイプ２５４内を移動し、空間４２内の冷却液が＋Ｚ端部から（上側から）排出されるように自動的に切り替わるようになっている。
【００３９】
なお、本第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様、冷却装置２５０が横置き姿勢で設置された場合にも、高い冷却性能を発揮することができる。
【００４０】
また、本第２の実施形態では、銅パイプ２５４を空間４２の外部に設けることから、ロウ付けや溶接などの製造上の困難さが軽減され、簡易に製造することが可能である。
【００４１】
≪第３の実施形態≫
次に、第３の実施形態について、図８に基づいて説明する。図８は、第３の実施形態の冷却装置３５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【００４２】
図８に示すように、本第３の実施形態の冷却装置３５０は、第１の実施形態の冷却装置５０の銅パイプ５４、弁部材５６に代えて、空間４２を仕切る仕切り板３５４と、弁部材３５６とを有している。
【００４３】
仕切り板３５４は、空間４２を仕切ることで、空間４２の一部に流路としての切替室３５８を形成する。仕切り板３５４の＋Ｚ端部及び−Ｚ端部と、受熱カバー４４との間には隙間が存在している。
【００４４】
弁部材３５６は、直方体状（図８では立方体状）の形状を有し、重力の作用により、切替室３５８内を移動し、図８の状態で、−Ｚ端部の隙間を閉塞するようになっている。また、弁部材３５６の比重は、冷却液よりも大きいため、切替室３５８内に冷却液が満たされた状態でも、弁部材３５６が浮き上がることはない。
【００４５】
本第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様、図８のように、切替室３５８の長手方向がＺ軸方向と略一致した状態で、弁部材３５６が切替室３５８の下端部の隙間を閉塞する。これにより、図８において白抜き矢印で示すように、空間４２内の冷却液は＋Ｚ端部の隙間を介して排出されるようになっている。したがって、空間４２内全体が冷媒で満たされ続けることで、冷却装置３５０が縦置き姿勢で設置されても、高い冷却性能を発揮することができる。
【００４６】
また、冷却装置３５０は、図８に対して上下反転した状態で設置されても、弁部材３５６が切替室３５８内を移動する。これにより、空間４２内の冷却液が＋Ｚ端部から（上側から）排出されるように、自動的に切り替わるようになっている。
【００４７】
なお、弁部材３５６と仕切り板３５４との間には、わずかながら隙間が生じる可能性がある。しかしながら、隙間は狭く、冷却液が通る際に圧力損失が大きくなるため、大半の冷却液は、上側から排出されるようになっている。
【００４８】
なお、本第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様、冷却装置３５０が横置き姿勢で設置された場合にも、高い冷却性能を発揮することができる。
【００４９】
≪第４の実施形態≫
次に、第４の実施形態について、図９に基づいて説明する。図９は、第４の実施形態の冷却装置８５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【００５０】
図９に示すように、本第４の実施形態の冷却装置４５０においては、第３の実施形態の弁部材３５６が省略され、流路としての切替室４５８を形成する仕切り板４５４に、第１、第２扉部材としての制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂが設けられている。
【００５１】
冷却装置４５０は、図９に示すように縦置き姿勢で設置された場合には、制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂが、重力の作用により、−Ｚ方向に移動する。これにより、図９に示すように、下側（−Ｚ側）の制御用ゲート４５６Ｂは、閉塞状態となり、上側（＋Ｚ側）の制御用ゲート４５６Ａは、開放状態となる。また、制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂの比重は、冷却液よりも大きい。このため、制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂ近傍に冷却液が存在する状態でも、制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂが浮き上がることはない。
【００５２】
なお、図９の冷却装置４５０が上下反転した場合にも、下側（−Ｚ側）に位置する制御用ゲート４５６Ａが閉塞状態となり、上側（＋Ｚ側）に位置する制御用ゲート４５６Ｂが開放状態となる。
【００５３】
このように、本第４の実施形態においては、制御用ゲート４５６Ａ，４５６Ｂを有する冷却装置４５０を採用することで、第３の実施形態と同様、空間４２の上側から冷却液が排出されるようになっている。これにより、空間４２内全体に冷却液が溜まった状態が維持されるので、高い冷却性能を発揮することが可能となる。
【００５４】
≪第５の実施形態≫
次に、第５の実施形態について、図１０に基づいて説明する。図１０は、第５の実施形態の冷却装置５５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【００５５】
本第５の実施形態の冷却装置５５０においては、図１０に示すように、流路としての切替室５５８を形成する仕切り板５５４に、蝶番（不図示）を介して第１、第２扉部材としての可動板５５６Ａ，５５６Ｂが設けられている。
【００５６】
可動板５５６Ａ，５５６Ｂは、重力の作用により、Ｘ軸方向に延びる回動軸５５７Ａ，５５７Ｂを中心として、Ｘ軸まわりに回動する。
【００５７】
冷却装置５５０が図１０に示すように縦置き姿勢で設置された場合には、可動板５５６Ａ，５５６Ｂは、重力の作用により、回動軸５５７Ａ，５５７Ｂを中心として反時計回りに回動する。これにより、下側（−Ｚ側）の可動板５５６Ｂは、受熱カバー４４と接触して閉塞状態となり、上側（＋Ｚ側）の可動板５５６Ａは、開放状態となる。また、可動板５５６Ａ，５５６Ｂの比重は、冷却液よりも大きい。このため、切替室５５８内に冷却液が満たされた状態でも、可動板５５６Ａ，５５６Ｂが浮いて、時計回り方向に回動することはない。
【００５８】
なお、図１０の冷却装置５５０が上下反転した場合にも、下側（−Ｚ側）に位置する可動板５５６Ａが閉塞状態となり、上側（＋Ｚ側）に位置する可動板５５６Ｂが開放状態となる。
【００５９】
このように、本第５の実施形態においては、可動板５５６Ａ，５５６Ｂを有する冷却装置５５０を採用することで、第４の実施形態と同様、空間４２の上側から冷却液が常に排出される。これにより、空間４２内全体に冷却液が溜まった状態が維持されるので、冷却装置５５０は高い冷却性能を発揮することができる。
【００６０】
≪第６の実施形態≫
次に、第６の実施形態について、図１１に基づいて説明する。図１１は、第６の実施形態の冷却装置６５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【００６１】
本第６の実施形態の冷却装置６５０においては、図１１に示すように、流路としての切替室６５８を形成する仕切り板６５４に、弁部材としての可動板６５６が一つ設けられている。可動板６５６は、仕切り板６５４の長手方向（図１１のＺ軸方向）中央部に蝶番（不図示）を介して設けられている。また、受熱カバー４４には、可動板６５６の回動範囲を制限する一対のストッパ６５９が設けられている。なお、図１１では、図示の便宜上、排出管を省略している（受熱カバー４４に形成された孔４４ｂのみを図示している）。
【００６２】
可動板６５６は、重力の作用により、Ｘ軸方向に延びる回動軸６５７を中心にＸ軸まわりに回動し、−Ｚ側のストッパ６５９に接触する。このように可動板６５６が−Ｚ側のストッパ６５９に接触した状態では、可動板６５６の下側（−Ｚ側）からの排出管４８への冷却液の流れ込みを防止し、可動板６５６の上側（＋Ｚ側）からの排出管４８への冷却液の流れ込みを許容する。なお、可動板６５６の比重は、冷却液よりも大きい。このため、切替室６５８内に冷却液が満たされた状態でも、可動板６５６が浮いて、回動軸６５７を中心として時計回り方向に回動することはない。
【００６３】
以上のように、本第６の実施形態の冷却装置６５０によれば、第５の実施形態と同様、空間４２の上側から冷却液が排出されるので、空間４２内全体に冷却液が溜まった状態が維持される。これにより、高い冷却性能を発揮することができる。
【００６４】
なお、上記第６の実施形態では、可動板６５６が回動する場合について説明したが、これに限らず、図１２に示すように、可動板６５６が矩形環状の２つのストッパ６６０の間をＺ軸に沿って平行移動することとしてもよい。このようにしても、上記第６の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
なお、上記第４〜第６の実施形態では、制御用ゲート４５６Ａ、４５６Ｂ、可動板５５６Ａ，５５６Ｂ、６５６が、仕切り板４５４，５５４，６５４に設けられる場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、第１、第２の実施形態で説明した銅パイプ５４，２５４に、弁部材５６に代えて、制御用ゲートや可動板を設けることとしてもよい。
【００６６】
≪第７の実施形態≫
次に、第７の実施形態について、図１３に基づいて説明する。図１３は、第７の実施形態の冷却装置７５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【００６７】
本第７の実施形態の冷却装置７５０は、第３の実施形態（図８）と同様、仕切り板３５４により仕切られた切替室３５８と、切替室３５８内を移動する直方体状の弁部材３５６と、を備える。また、本第７の実施形態では、受熱カバー４４の＋Ｘ側の面の４隅部のうち−Ｙ側の２つの隅部に、磁石固定枠７５１Ａ、７５１Ｂが設けられている。磁石固定枠７５１Ａ，７５１Ｂのいずれか一方には、磁石７５５を固定することが可能となっている。
【００６８】
ここで、弁部材３５６の材料としては、磁性材料、例えば４２アロイやコバールなどの鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）を含む金属を採用することができる。なお、弁部材３５６が金属を材料としているため、そのままでは、冷却液に水を使用した場合に腐食し、表面に腐食生成物ができ、弁部材３５６の移動を妨げるおそれがある。このため、本第７の実施形態では、弁部材３５６の表面をテフロン（登録商標）などの樹脂系の材料でコーティングすることで腐食を防止することとしている。
【００６９】
また、磁石７５５としては、例えば、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ネオジム鉄磁石、フェライト磁石などを採用することができる。
【００７０】
本第７の実施形態では、図１３のように、冷却装置７５０を垂直姿勢で設置した場合、仕切り板３５４によって作られた切替室３５８内を弁部材３５６が下端まで落下する。そして、外部から磁石固定枠７５１Ｂに磁石を固定することで仕切り板３５４の下端の隙間を閉塞するように、弁部材３５６が固定された状態となる。これにより、仕切り板３５４上部の隙間を介して、空間４２内の冷却液が排出管４８に流れ込むようになっている。
【００７１】
これにより受熱器４３の空間４２内部の全域が冷却液で満たされ、良好な冷却能力が得られる。ここで、弁部材３５６と仕切り板３５４との間にはわずかな隙間が存在する。しかしながら、隙間を冷却液が通る際には圧力損失が大きくなるため、大半の冷却液は上部から排水されることになる。
【００７２】
なお、本第７の実施形態では、磁性材料と磁石の組み合わせを採用する場合について説明したが、これに限らず、弁部材３５６を磁石とし、磁石同士の引き合う力で弁部材３５６を固定することとしてもよい。この場合、弁部材３５６の材料として、フェライトなどの酸化物磁石を採用すれば、樹脂コーティング等の処理が不要となる。
【００７３】
なお、本第７の実施形態のように弁部材を磁石の力で固定する技術は、第３の実施形態以外の実施形態、例えば、第１、第２、第４の実施形態で用いることとしてもよい。
【００７４】
なお、本第７の実施形態では、図１３のＹＺ面が略水平面となるように冷却装置７５０を置き、磁石７５５を磁石固定枠７５１Ｂに固定することで、磁気吸引力により弁部材３５６を切替室３５８内の−Ｚ端部まで引き寄せる（移動させる）こととしてもよい。この場合、磁石７５５を磁石固定枠７５１Ｂに固定するという動作が、弁部材３５６の移動のための操作であるといえる。
【００７５】
≪第８の実施形態≫
次に、第８の実施形態について、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に基づいて説明する。図１４（ａ）は、第８の実施形態の冷却装置８５０を＋Ｘ方向から見た状態を示す図であり、図１４（ｂ）は、可動板６５６近傍のＸＹ断面図である。
【００７６】
本第８の実施形態の冷却装置８５０は、第６の実施形態（図１１）と同様、仕切り板６５４により仕切られた切替室６５８と、切替室６５８内に設けられた可動板６５６と、を備える。また、可動板６５６には、受熱カバー４４の外側からの回動操作を受け付ける操作受付部としてのつまみ部材８０１が設けられている。
【００７７】
つまみ部材８０１は、図１４（ｂ）に示すように、可動板６５６の回動軸６５７に設けられており、つまみ部材８０１に設けられた円環状のつば部８０３と、受熱カバー４４の外側の面との間にはＯリング８０５が設けられている。Ｏリング８０５により、切替室６５８内の冷却液が受熱カバー４４の外側に漏れ出さないようになっている。
【００７８】
冷却装置８５０を設置する人（設置者）等は、受熱カバー４４の外側に出ているつまみ部材８０１を回転させることにより、可動板６５６がいずれか一方のストッパ６５９と接触する位置まで可動板６５６を回動させる。この場合、設置者は、冷却装置８５０の設置姿勢に応じて、冷却液が空間４２の上側から排出されるように手動で設定することができる。
【００７９】
なお、つまみ部材８０１は、その他の実施形態、例えば、第５の実施形態（図１０）に適用してもよい。
【００８０】
なお、上記各実施形態では、冷却装置がサーバ１００に設けられた場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、ＰＣ（Personal Computer）や、スーパーコンピュータ、その他の電子機器に設けられることとしてもよい。
【００８１】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【００８２】
なお、以上の第１〜第８の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  発熱部品の近傍に配置され、前記発熱部品を冷却する冷却装置であって、
冷却液を貯留可能な空間を有する受熱器と、
前記受熱器に接続され、前記発熱部品が存在する方向に向けて前記空間内に前記冷却液の噴流を噴射する供給管と、
前記空間から前記冷却液を排出する排出管と、
前記受熱器の内部又は外部に設けられ、前記冷却液を前記空間の一軸方向の一端近傍と他端近傍から前記排出管に送る流路と、前記空間の一軸方向の一端近傍及び他端近傍のいずれか一方を介した前記冷却液の排出を可能にし、いずれか他方を介した前記冷却液の排出をできなくする弁部材と、を有する切替部と、
を備える冷却装置。
（付記２）  前記弁部材は、
比重が前記冷却液よりも大きい部材であり、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記空間の前記鉛直方向の上端近傍を介した前記冷却液の排出を可能にし、前記空間の前記鉛直方向の下端近傍を介した前記冷却液の排出をできなくする、ことを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記３）  前記弁部材は、
前記流路の内部を移動可能であり、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記流路の下端近傍の前記空間と通じる箇所を閉塞する、ことを特徴とする付記２に記載の冷却装置。
（付記４）  前記流路は、円管状部材の内部に形成され、
前記弁部材は、前記円管状部材の内部を移動可能な球状部材である、ことを特徴とする付記３に記載の冷却装置。
（付記５）  前記円管状部材の一端部及び他端部近傍には、前記弁部材が前記円管状部材から脱落するのを防止するストッパが設けられている、ことを特徴とする付記４に記載の冷却装置。
（付記６）  前記流路は、前記空間内に形成された断面矩形の流路であり、
前記弁部材は、前記流路内を移動可能な直方体状部材である、ことを特徴とする付記３に記載の冷却装置。
（付記７）  前記弁部材は、
前記流路の一端近傍に設けられた第１扉部材と、
前記流路の他端近傍に設けられた第２扉部材と、を有し、
前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により、前記第１、第２扉部材の一方が前記流路を開放し、前記第１、第２扉部材の他方が、前記流路を閉塞する、ことを特徴とする付記２に記載の冷却装置。
（付記８）  前記第１、第２扉部材は、板状部材であり、
前記第１、第２扉部材の前記一軸方向に沿った移動、又は前記一軸方向に略垂直な方向に延びる回動軸回りの回動により、前記流路の開閉を行うことを特徴とする付記７に記載の冷却装置。
（付記９）  前記弁部材は、
前記流路の内部に設けられ、前記一軸方向が鉛直方向と略一致した状態で、重力の作用により前記流路の前記排出管よりも下側の位置で前記流路を仕切る、ことを特徴とする付記２に記載の冷却装置。
（付記１０）  前記切替部は、
前記弁部材に対する操作を受け付ける操作受付部を有し、
前記操作に応じた前記弁部材の移動又は姿勢変更により、前記空間の一軸方向の一端近傍及び他端近傍のいずれか一方を介した前記冷却液の排出を可能にし、いずれか他方を介した前記冷却液の排出をできなくする、ことを特徴とする付記１に記載の冷却装置。
（付記１１）  発熱部品と、
前記発熱部品の近傍に配置され、前記発熱部品を冷却する付記１〜１０のいずれかに記載の冷却装置と、を備える電子機器。
【符号の説明】
【００８３】
３０  ＣＰＵ（発熱部品）
４２  空間
４３  受熱器
４６  供給管
４８  排出管
５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０、７５０、８５０  冷却装置
５４、２５４  銅パイプ（流路）
５４ａ  テーパ状に加工された部分（ストッパ）
５６  弁部材（球状部材）
１００  サーバ（電子機器）
１５４  ストッパ
３５６  弁部材（直方体状部材）
３５８、４５８、５５８、６５８  切替室（流路）
４５６Ａ  制御用ゲート（弁部材、第１扉部材）
４５６Ｂ  制御用ゲート（弁部材、第２扉部材）
５５６Ａ  可動板（弁部材、第１扉部材）
５５６Ｂ  可動板（弁部材、第２扉部材）
６５６  可動板（弁部材）
８０１  つまみ部材（操作受付部）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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