(57)【要約】【課題】電子装置において、モジュール内に高発熱素子が複数ある場合でも簡単な冷却装置を有する電子装置を提供する。【解決手段】モジュール２とモジュール２の間の壁３に冷却媒体が流れる流路パイプ６を設け、モジュール２はアルミ等の熱伝導率の良い材料の蓋１０で覆い、高発熱素子には放熱ブロック１２を取り付けて蓋１０と接触させる構造とし、モジュール２には固定金具９を取り付けて、冷却媒体が流れている壁３にモジュール２の蓋１０を押し付けて放熱させる。【選択図】  図１
2005056946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビネットを高さ方向に複数段設けられた棚板と、該棚板上に設けられた複数列の壁と、前記キャビネットの下方に設けられた冷却装置と、該冷却装置と接続され冷却媒体を供給する前記キャビネットに設けられた第１の流路パイプと、該冷却媒体を供給する第１の流路パイプと接続される前記壁に設けられた第２の流路パイプと、該第２の流路パイプと接続され冷却媒体を前記冷却装置に戻すための前記キャビネットに設けられた第３の流路パイプとを備え、前記壁にモジュールを固定金具で押し付けて固定した電子装置。
【請求項２】
キャビネットを高さ方向に複数段設けられた壁と、前記キャビネットの下方に設けられた冷却装置と、該冷却装置と接続され冷却媒体を供給する前記キャビネットに設けられた第１の流路パイプと、該冷却媒体を供給する第１の流路パイプと接続される前記壁に設けられた第２の流路パイプと、該第２の流路パイプと接続され冷却媒体を前記冷却装置に戻すための前記キャビネットに設けられた第３の流路パイプとを備え、前記壁にモジュールを設けた電子装置。
【請求項３】
前記第１の流路パイプ，第３の流路パイプを前記棚板に設けるものであって、前記同じ棚板上に設置される複数列の壁に前記第１の流路パイプから分岐して冷却流体を供給し、前記第３の流路パイプに合流させるものである請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記モジュールが、プリント基板上に実装される電子部品と該電子部品を覆う熱伝導率の高い材料の蓋で構成されるものであって、高発熱素子には熱伝導率の高い放熱ブロックを介して前記蓋に接触させたものである請求項１から３のいずれかに記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度実装した電子装置に水冷を用いた冷却装置を設けた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水冷による電子装置の冷却方法は、例えば
【特許文献１】に記載のように、水冷装置内蔵のキャビネットを構成する複数の柱内に水冷用冷却媒体の流路を設け、少なくとも１つの柱からラック内へ冷却媒体を供給し、ラック内で熱を吸収した冷却媒体を残る柱のうち少なくとも１つの柱へ流出し各情報処理装置を冷却するようにしたラックマウント搭載型情報処理装置の冷却方法が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３７４０８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
【特許文献１】に記載の従来の技術は、ラック内に冷却媒体を流し込み、高発熱素子に取り付けた水冷ジャケット等を経由して冷却する構造のため、高発熱素子が複数ある場合は構造が複雑になるという問題がある。また、流路パイプとラックとの接続部がキャビネットの背面にあるため、ラックを取り付けあるいは取り外し時にはキャビネットの背面で作業しなければならないという問題がある。
このキャビネットの背面での作業をなくすため、流路パイプをラックの接続部に合わせて固定して、背面作業をしなくて良い構造にした場合は、ラックの取り付け時あるいは取り外し時に流路パイプにストレスがかかるため、液漏れの原因となるという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ラック（モジュールともいう）内には冷却機構を設けなくても、簡単な冷却構造でラック内の複数の高発熱素子を冷却できる電子装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、ラックの取り付けあるいは取り外し時にキャビネットの背面での作業を不要とし、液漏れがなく活線挿抜を行うことができる電子装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、キャビネットのモジュールとモジュールの間に壁を設け、その壁の中に冷却媒体が流れる流路を設ける構造とし、モジュールを壁に固定金具により押し付けたものである。又、モジュールは熱伝導率の高い材料の蓋で周囲を覆い、高発熱素子には放熱ブロックを取り付けて蓋と接触させたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１から図４を用いて説明する。図１は、本実施例の冷却機構を備えた縦型実装のキャビネットの斜視図、図２は、本実施例の縦型実装のキャビネットを後方から見た斜視図、図３は、本実施例の縦型実装のキャビネットの上段部分を前方から見た正面図、図４は、本実施例のモジュールの正面図である。
【０００９】
図１，図２に示すように、キャビネット１は、後ろの面側の２隅に設けられた柱２０ａ，２０ｂと、前の面側の２隅に設けられた柱２１と、モジュール２を実装するために複数段設けられる棚板２２と、側方及び後方に取り付けられる図示していないカバーと、キャビネット１の上側に取り付けられる上カバー２３及び架台２４と、キャビネット１の前方に取り付けられる図示していない扉で構成される。
【００１０】
各段の棚板２２間には、モジュール２を冷却するために設けられる壁３が複数形成されている。キャビネット１の最下段に取り付けられた架台２４の下方には図示していないキャスタが取り付けられている。架台２４の上には冷却装置４が設置され、柱２０ａ，２０ｂには主幹部である流路パイプ５が設けられている。
柱２０ａに設けられる流路パイプ５は、冷却媒体を供給するための流路であり、柱２０ｂに設けられる流路パイプ５は冷却装置４に冷却媒体を戻すための流路である。流路パイプ５は棚板２２の端部にも設けられており、冷却装置４から送出される冷却媒体は、柱２０ａの流路パイプ５を介して棚板２２の端部に設けられた流路パイプ５に流れるようになっている。ここで、冷却媒体としては、一般的に水が使用されるが、水以外でも使用可能である。
【００１１】
壁３内部には、壁３の一方の端部から他方の端部に向って複数回往復して冷却流体が流れるように細いパイプで形成された流路パイプ６が設けられている。壁３の流路パイプ５が設けられている側には流路パイプ６の流入口と流出口が設けられている。
【００１２】
流路パイプ６は銅等の熱伝導率の高い材料で作り、モジュール２の蓋１０があたる壁３の中を大きく蛇行して熱の吸収効率が高くなるような構造とする。壁３はアルミ等の熱伝導率の高い材料で作り、流路パイプ６を挟み込んで製作される。又、壁３は、厚めのアルミ板をくりぬいて流路を形成して製作しても良い。
【００１３】
最上段の棚板２２の端部には、冷却媒体を供給する流路パイプ５が設けられ、中段の棚板２２の端部のそれぞれには、上側に冷却媒体を冷却装置４に戻す流路パイプ５が、下側に冷却媒体を供給する流路パイプ５が設けられている。
【００１４】
上側の冷却媒体を冷却装置４に戻す流路パイプ５は柱２０ｂに設けられた流路パイプ５に接続され、冷却媒体を冷却装置４へ戻すための流路として用いられる。図１に示す矢印は冷却媒体の流れる方向を示しており、矢印の幅が冷却媒体の流量の多さを示している。
【００１５】
このように構成されているので、本実施例では、各段の壁３それぞれに、上方から下方に流路パイプ６を冷却媒体が流れるようになっており、各壁３それぞれに冷却装置４で冷却された冷却媒体が流れるため、各モジュール２を均等に冷却できるようになっている。
【００１６】
図３に示すように、本実施例ではモジュール２が６台実装されている場合を示している。１段に実装されるモジュール２の数は、モジュール２の大きさとキャビネット１の大きさにより決められる。本実施例では、モジュール２の蓋１０がキャビネット１の前方から見て右側になるように配列した場合を示している。図３に示す例では、モジュール２の右側の壁３の中には後方から前方に設けられる流路パイプ６ａと前方から後方に設けられる流路パイプ６ｂが埋め込まれている。モジュール２は、固定金具９により壁３に押し付けて固定され、モジュール２から流路パイプ６へ熱伝達されるようになっている。
【００１７】
モジュール２は、図４に示すように構成されている。プリント基板７にアルミ等の熱伝導率の高い材料で作った放熱板８を貼り付け、放熱板８上に電子部品を実装し、電子部品の上面及び側面を囲むようにアルミ等の熱伝導率の高い材料で製作された蓋１０で覆った構造としている。キャビネット１の配線部分には、モジュール２内の配線プリント基板７の配線のコネクタが蓋１０に設けられており、配線部分のコネクタを接続することにより配線できるようになっている。配線プリント基板７の両端部には固定金具９が設けられている。電子部品のうち高発熱素子１１にはアルミ等の熱伝導率の高い材料で作った放熱ブロック１２を固着し、放熱ブロック１２にはジェルシート等の熱伝導率の高い材料でできた放熱シート１３を貼り付けて放熱ブロック１２と蓋１０の間に隙間が空かないようにして蓋１０と放熱ブロック１２を接触させている。放熱シート１３を放熱ブロック１２に貼り付けることにより、蓋１０との密着性が良くなり、放熱のロスを少なくすることができる。高発熱素子１１が複数ある場合は、それぞれの高発熱素子１１に放熱ブロック１２と放熱シート１３を貼り付けて、蓋１０に接触させて放熱させる構造としている。
【００１８】
このようにモジュール２を構成しているので、固定金具９を外して壁３から取り外すことにより、モジュール２をキャビネット１から取り外すことができるので、簡単な冷却構造でラック内の複数の高発熱素子を冷却できる。又、ラックの取り付けあるいは取り外し時にキャビネットの背面での作業が不要となり、液漏れがなく活線挿抜を行うことができる。又、送風機を使用した空冷による冷却構造を備えたモジュールを一部搭載することもできる。
【００１９】
冷却装置４には、冷却媒体を送り出すためのポンプ，冷却媒体を冷却するための熱交換器を有する冷却器，ポンプ，冷却器を冷却媒体が循環するように接続されたパイプで構成される。冷却器は、送風機により外部の空気を熱交換器に送風して冷却するようにしたもの、あるいは冷凍装置の冷媒が熱交換器を流れることにより冷却媒体を冷却するようにしたものが用いられる。
【００２０】
このように構成された電子装置の動作について説明する。電子装置が動作すると、配線プリント基板７上の電子部品，電源装置等が発熱して温度が高くなる。
このうち、高発熱素子１１での発熱は、放熱ブロック１２，放熱シート１３を熱伝達して蓋１０の温度を高くする。一方、他の電子部品は、モジュール２内の空気を暖めて蓋１０の温度を高くする。又、放熱板８を介して蓋１０に熱伝達して蓋１０の温度を高くする。
【００２１】
冷却装置４から送出された冷却媒体は、柱２０ａに設けられた流路パイプ５を流れ、各段の棚板２２の端部に設けられた流路パイプ５に分岐される。各段の棚板２２の端部に設けられた流路パイプ５を流れる冷却媒体は、複数の壁３に設けられた流路パイプ６に分岐されて流れる。
【００２２】
各々の壁３に設けられた流路パイプ６は、モジュール２の蓋１０と接触しており、電子装置の動作により高温となった蓋１０を冷却する。
【００２３】
流路パイプ６を流れて、モジュール２から熱を吸収して高温となった冷却媒体は、棚板２２の端部に設けられた流路パイプ５に合流し、さらに柱２０ｂに設けられた流路パイプ５に合流した後、冷却装置４に戻る。冷却媒体は冷却装置４の熱交換器で冷却されて再び送出される。
【００２４】
このようにして、モジュール２を固定金具９で壁３に押し付けて固定し、蓋
１０から流路パイプ６に熱伝達させることで、簡単な冷却構造でモジュール内の複数の高発熱素子を冷却することができる。
【００２５】
本発明の他の実施例である横型実装キャビネットを図５に示す。図５は、キャビネット１を後方斜めから見た斜視図である。
【００２６】
本実施例では、壁３が高さ方向に複数段水平に設けられている。柱２０ａには、冷却媒体を供給するための主幹部の流路である流路パイプ５が、柱２０ｂには、冷却装置４に冷却媒体を戻すための流路である流路パイプ５が設けられている。柱２０ａ，２０ｂに設けられる流路パイプ５には、壁３が設けられる位置でそれぞれ分岐部が設けられている。
【００２７】
各壁３には、図２に示すと同様に、壁３の一方の端部から他方の端部に向って複数回往復して冷却流体が流れるように細いパイプで形成された流路パイプ６が設けられている。壁３の流路パイプ５が設けられている側には流路パイプ６の流入口と流出口が設けられ、流路パイプ５の分岐部とそれぞれ接続されている。
【００２８】
モジュール２は、図４に示す構成のものの他に、プリント基板７上に電子部品を実装したものを使用してもよい。この場合は、プリント基板７が流路パイプ６と接触するので、熱伝達により電子部品を冷却することができる。
【００２９】
その他のキャビネット１，壁３，冷却装置４は、図１から図４に示す実施例と同様に構成されている。
【００３０】
本実施例によれば、ラックマウント搭載型の機器の実装ができるので、一般の共通ラックを搭載することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単な冷却構造でモジュール内の複数の高発熱素子を冷却することができるという効果を奏する。また、モジュールの挿抜時に背面作業を行わなくても良いので、液漏れの可能性を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の水冷機構を備えた縦型実装のキャビネットの斜視図である。
【図２】本実施例の縦型実装のキャビネットを後方から見た斜視図である。
【図３】本実施例の縦型実装のキャビネットの上段部分を前方から見た正面図である。
【図４】本実施例のモジュールの正面図である。
【図５】本発明の他の実施例である横型実装キャビネットの斜視図である。
【符号の説明】
１…キャビネット、２…モジュール、３…壁、４…冷却装置、５，６…流路パイプ、７…プリント基板、８…放熱板、９…固定金具、１０…蓋、１１…高発熱素子、１２…放熱ブロック、１３…放熱シート、２０，２１…柱、２２…棚板、２３…上カバー、２４…架台。
【図１】
2005056946.tif 000003
【図２】
2005056946.tif 000004
【図３】
2005056946.tif 000005
【図４】
2005056946.tif 000006
【図５】
2005056946.tif 000007