(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直に立てたメインプラッタ基板を介して、複数種類のユニットを装置の前後から接合させるサーバ装置において、
前記複数種類のユニットにおける一つの種類のユニットの主基板を前記メインプラッタ基板に水平に接合し、その主基板上に垂直に中継用プラッタ基板を設け、その中継プラッタ基板に複数のモジュール基板を後方から挿抜できるように実装し、
ファンを前記ユニットの前記主基板の上であって、装置の前から後ろに風を流すように配し、
前記中継用プラッタ基板を、前記ファンに対して風の流れの下流側であって、前記ファンの流す風の一部を遮るように配し、
前記ユニットの前記主基板に、前記ファンの流す風を基板の裏面側に流す開口をあけ、
前記ユニットの前記主基板の前記開口からの風を装置の前から後ろに流す下側ダクトを前記モジュール基板の下側に設け、前記モジュール基板を冷却した風を装置の前から後ろに流して外部に排出する上側ダクトを前記モジュール基板の上側に設け、
前記ファンの流す風の一部分は、前記ユニットの上側を通って、装置の前から後ろに排出されるようにしたことを特徴とするサーバ装置。
【請求項２】
前記ユニットの前記主基板は、前記モジュール基板の下まで及ぶような長さを有し、
前記ユニットの前記主基板の前記ファンからの風を前記ユニットの前記主基板の裏面側に流す第一の開口に加え、前記下側ダクトから前記モジュール基板間に風を流すための第二の開口を設けたことを特徴とする請求項１記載のサーバ装置。
【請求項３】
前記下側ダクトから前記モジュール基板間に風を流す開口と、前記モジュール基板から前記上側ダクトに風を流す開口は、各モジュール基板に対して同一の開口であり、
前記モジュール基板を保持するモジュールケースの前記モジュール基板上の発熱体に合わせた位置に、前記下側ダクトから前記モジュール基板間に風を流す開口と前記モジュール基板から前記上側ダクトに風を流す開口よりも小さい開口を設けたことを特徴とする請求項１記載のサーバ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーバ装置に係り、特に、装置に設置された冷却用ファンの流す風の下流側に設けた複数のモジュール基板であって、風の吹き出し方向と同一方向に挿抜する基板を有する装置に用いて好適なサーバ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
先ず、図６を用いて従来技術に係るサーバ装置の構造とその冷却方法を説明する。
【０００３】
サーバ装置の実装は、一般的に、ラックキャビネットに搭載して使用することから、各ユニットの保守性を考慮し、装置の前後から各ユニットが挿抜できるように、装置中央にメインプラッタ基板１を設け、その前後に各ユニットを接続する方法が主流になっている。さらに、外部インタフェースのない演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unitの略）ユニット２を前面側、外部インタフェースのあるＩ／Ｆ（Interfaceの略）ユニット３が後面側に配置されている。
【０００４】
Ｉ／Ｆユニット３には、それぞれの機能に応じたＩ／Ｆモジュール基板１１が複数枚垂直に実装されている。
【０００５】
上記実装形態から、サーバ装置全体を冷却する軸流ファン８は、それぞれのユニットの挿抜を妨げない位置に配置する必要があり、Ｉ／Ｆユニット主基板１０の上部であり、複数のＩ／Ｆモジュール基板１１に対して、流れる風の上流側に配置されている。また、装置の高密度実装や高発熱化に対応するため、風量が多く、静圧の高い大径の軸流ファンが採用されている。
【０００６】
また、軸流ファンは羽部によって風を吸排出するため、中央のモーター部からは風が出ないため、軸流ファン直下では風量のばらつきが多く、特に大径の軸流ファンについては、中央のモーター部の径が大きく、ばらつきの度合いが高い。そのため、複数枚実装された、それぞれのＩ／Ｆモジュール基板１１に対して、風量のばらつきが生じるため、配置によっては、Ｉ／Ｆモジュール基板１１の冷却が不十分になるケースがある。そのために、ファンとモジュールとの十分な空間を確保して、風量のばらつきを緩和する必要があるが、これでは、装置の奥行き寸法が長くなってしまうという欠点がある。
【０００７】
一方、電子機器の冷却に関して、各モジュールに対してそれぞれスリット状の開口を設け、噴流にすることで風量の均一化を図る方法がある。このような噴流ダクトを用いた電子演算処理装置の冷却方法に関しては、例えば、以下の特許文献１に開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−９００９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図６に示した一般的なサーバ装置では、複数のＩ／Ｆモジュール基板１１は、軸流ファン８の流す風の流路を妨げないように、Ｉ／Ｆユニット主基板１０に直接コネクタにて垂直に実装されている。このため、Ｉ／Ｆモジュール基板１１は上下方向に挿抜することととなり、保守交換時は、装置上部カバー７を外しておこなう必要があり、さらに、ラックキャビネットに搭載されている場合には、自身の装置の上部にも装置が搭載されることから、サーバ装置を引き出すなどの作業も必要になり、作業性が悪いという問題点があった。
【００１０】
また、上記特許文献１でも、上記Ｉ／Ｆモジュール基板１１の挿抜方法が上下方向になり、作業性が悪くなるという問題点は依然として解決していない。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、サーバ装置の冷却構造において、軸流ファン下流の複数のＩ／Ｆモジュール基板も前後方向に挿抜可能にし、保守性を向上させ、しかも、複数のＩ／Ｆモジュール基板が均等に冷却可能な構造にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のサーバ装置は、鉛直に立てたメインプラッタ基板を介して、複数種類のユニットを装置の前後から接合させるサーバ装置において、Ｉ／Ｆユニット内で、Ｉ／Ｆユニットの主基板をメインプラッタ基板に水平に接合し、その主基板上に垂直に中継用プラッタ基板を設け、その中継プラッタ基板に複数のモジュール基板を実装しうる構造である。そして、大径軸流ファンをＩ／Ｆユニットの主基板の上であって、装置の前から後ろに風を流すように配し、中継用プラッタ基板を、大径軸流ファンに対して、風の流れの下流側であって、前記軸流ファンの流す風の一部を遮るように配する。
【００１３】
このような構造で、Ｉ／Ｆユニットの主基板に、大径軸流ファンからの風を基板の裏面側に流す開口をあけ、Ｉ／Ｆユニットの主基板の開口からの風を装置の前から後ろに流す下側ダクトを前記モジュール基板の下側に設け、モジュモジュール基板を冷却した風を装置の前から後ろに流して外部に排出する上側ダクトを前記モジュール基板の上側に設けるようにする。
【００１４】
これにより、軸流ファンの流す風の一部分は、Ｉ／Ｆユニットの上側を通って、装置の前から後ろに排出され、また、大径軸流ファンの流す風の他の部分は、中継用プラッタ基板にあたり、Ｉ／Ｆユニットの主基板に設けた開口を通り、モジュール基板の下側ダクトを通り、下側ダクトから流れてくる風をモジュール基板間の下から上に流し、その風を上側ダクトから装置の外部に排出される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、サーバ装置の冷却構造において、軸流ファン下流の複数のＩ／Ｆモジュール基板も前後方向に挿抜可能にし、保守性を向上させ、しかも、複数のＩ／Ｆモジュール基板が均等に冷却可能な構造にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１ないし図５を用いて本発明に係る各実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、図１ないし図３を用いて本発明に係る第一の実施形態を説明する。
【００１８】
サーバ装置の実装の概略としては、装置中央に各ユニットを接続するメインプラッタ基板１が鉛直に実装され、前記メインプラッタ基板１の前面側には複数の演算処理部であるＣＰＵユニット２、後面側には、外部装置とケーブル等で接続されるＩ／Ｆユニット３、本サーバ装置の各ユニットを制御する制御ユニット４、電源を供給する電源ユニット５等が接続される。本サーバ装置全体の冷却をおこなうためのファンユニット６は、メインプラッタ基板１の上部であり、かつ、Ｉ／Ｆユニット３の上部に実装され、ＣＰＵユニット２を通して吸気し、Ｉ／Ｆユニット３を通して排気される。
【００１９】
Ｉ／Ｆユニット３は、直接外部装置等と接続するためのコネクタ類を備えた複数のＩ／Ｆモジュール基板１１と、それらのＩ／Ｆモジュール基板１１を制御する機能を有し、メインプラッタ基板１に接続するＩ／Ｆユニット主基板１０、さらに、前記複数のＩ／Ｆモジュール基板１１とＩ／Ｆユニット主基板１０の接続を中継するための中継プラッタ基板１２からなり、ユニットケース板金９によって形成されている。
【００２０】
メインプラッタ基板１に対して、Ｉ／Ｆユニット主基板１０は水平に接続され、Ｉ／Ｆユニット主基板１０には中継プラッタ基板１２が垂直に接続されている。さらに中継プラッタ基板１２にＩ／Ｆモジュール基板１１が縦方向に接続されている。Ｉ／Ｆモジュール基板１１はモジュールケース１３によって保持されている。さらに、Ｉ／Ｆモジュール基板１１には、Ｉ／Ｆコネクタ２２が実装され、本サーバ装置と外部装置とが接続できるようになっている。
【００２１】
この実装では、Ｉ／Ｆユニット３がサーバ装置後方に挿抜可能であるとともに、Ｉ／Ｆユニット３を実装したまま、Ｉ／Ｆモジュール基板１１を装置後方に挿抜可能な構造にしている。
【００２２】
ファンユニット６には軸流ファン８が実装され、中継プラッタ基板１２は軸流ファン８の流路を半分程度塞ぐ高さで実装されているが、軸流ファン８と中継プラッタ基板１２との間には、ある程度の空間を確保して配置されている。また、Ｉ／Ｆユニット主基板１０の上部とファンユニット６の間にも空間を確保して実装している。
【００２３】
Ｉ／Ｆユニット主基板１０は、ユニットケース板金９に基板裏側に空間を確保して実装され、Ｉ／Ｆユニット主基板１０には軸流ファン８の冷却風がＩ／Ｆユニット主基板１０とユニットケース板金９との空間に廻り込むように主基板開口１４が設けられている。
【００２４】
Ｉ／Ｆモジュール基板１１の下側には、 ダクト板金２３により形成された下側ダクト１８があり、上側には、ダクト板金２４により形成された上側ダクト１９がある。この上側ダクト１９は、Ｉ／Ｆユニット３後面に冷却風を排出する構造となっている。
【００２５】
ダクト板金２３には、Ｉ／Ｆユニット主基板１０の主基板開口１４からの風を噴出する吸気開口１６ａが設けられており、ダクト板金２４にも同様に、排気開口１７が設けられている。
【００２６】
上記実装により、軸流ファン８の冷却風は、その大半を直接装置外部に排気するとともに、その一部は、中継プラッタ基板１２にあたり、主基板開口１４を通り、Ｉ／Ｆユニット主基板１０の裏側に廻り込み、下側ダクト１８の吸気開口１６ａより噴出し、Ｉ／Ｆモジュール基板１１を冷却したのち、上側ダクト１９の排気開口１７を通り、さらには装置外部へ排出される。
【００２７】
軸流ファン８の風は、Ｉ／Ｆユニット主基板１０の裏側を回り込む流路を通ることで、流路内の風圧が均一化され、各Ｉ／Ｆモジュール基板１１に対して、均一の風量が下側ダクト１８より排出され、各Ｉ／Ｆモジュール基板１１の冷却に使用されることになる。
【００２８】
また、Ｉ／Ｆユニット３後面側の上側ダクト１９より上部については、軸流ファン８の冷却風が直接装置外部に排出されるように、排気穴２０が設けられている。大径の軸流ファン８の風の一部は、中継用プラッタ基板にあたり、ＩＦユニット主基板１０の開口１４→下側ダクト１８→Ｉ／Ｆモジュール基板１１間→上側ダクト１９を通ることによりＩ／Ｆモジュール基板１１の冷却に使用される。そして、大径の軸流ファン８から送られるその他の風の部分は、この排気穴２０によって、直接排気することで、ファンの圧力損失の増加による装置全体の冷却性能の低下を抑制するものである。
【００２９】
図２の断面を、Ｂ−Ｂ断面から見ると、図３に示されるようになる。
【００３０】
Ｉ／Ｆユニット主基板１０には、二つの開口１４を有しており、ダクト板金２３には、各Ｉ／Ｆモジュールに風を送るための開口１６ａが均一に設けられている。
【００３１】
本実装形態により、Ｉ／Ｆモジュール基板１１を前後方向に挿抜可能にすることにより、保守性を向上させるとともに、均一な冷却性能を確保できる。
【００３２】
すなわち、Ｉ／Ｆユニット主基板に垂直に中継用プラッタ基板を設け、そこに複数のＩ／Ｆモジュール基板を挿抜可能にすることで、装置後方から直接保守交換作業がおこなえるため、作業性がよくなる。
【００３３】
また、装置の上部カバーを取外したり、サーバ装置を引き出す等の作業が不要になり、作業中のケーブル抜けや、部品の内部落下等の危険がない。
【００３４】
さらに、ファンの風をＩ／Ｆユニット主基板の裏側にまわしてから、Ｉ／Ｆモジュール基板に吹き付けるので、その流路で風圧が均一化され、各Ｉ／Ｆモジュール基板での噴出する風量を均一化することができ、装置に対する冷却の均一化を図ることができる。
【実施例２】
【００３５】
以下、図４を用いて本発明に係る第二の実施形態を説明する。
【００３６】
これは、Ｉ／Ｆユニット主基板１０に、Ｉ／Ｆモジュール基板１１の下まで及ぶような長さを持たせて、 Ｉ／Ｆユニット主基板に吸気開口１６ｂを設けた構成であり、実施例１の下側ダクトのダクト板金２３を省略した形態である。これは、実施例１のＢ−Ｂ断面の変形例である。
【００３７】
これによって、ダクト板金２３を省略でき、サーバ装置の冷却構造の実装を安価に実現することができる。
【実施例３】
【００３８】
以下、図５を用いて本発明に係る第三の実施形態を説明する。
【００３９】
この実施形態は、モジュールケース１３の別の形態を示したものである。これは、吸気開口１６ａ、１６ｂを塞ぐように、モジュールケース１３の下側の幅を広くし、Ｉ／Ｆモジュール基板１１上の発熱体２１の位置に合わせて吸気開口１６を設け、冷却が必要な箇所にピンポイントで風を流せる構造にしたものである。
【００４０】
これによって、Ｉ／Ｆモジュール基板１１の種類が変わり、発熱体の位置が変わってもモジュールケース１３の吸気開口１６の位置を変更することで、各々の基板に合わせた冷却が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るサーバ装置の実装状態の透過斜視図である。
【図２】冷却風の流路を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係る図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るＩ／Ｆユニットの断面図である。
【図５】本発明の第三の実施形態に係るＩ／Ｆモジュールケースの斜視図である。
【図６】従来技術に係るサーバの実装状態を示す断面図である
【符号の説明】
【００４２】
１…メインプラッタ基板
２…ＣＰＵユニット
３…Ｉ／Ｆユニット
４…制御ユニット
５…電源ユニット
６…ファンユニット
７…装置上部カバー
８…軸流ファン
９…ユニットケース板金
１０…Ｉ／Ｆユニット主基板
１１…Ｉ／Ｆモジュール基板
１２…中継プラッタ基板
１３…モジュールケース
１４…Ｉ／Ｆユニット主基板開口
１６ａ、１６ｂ…吸気開口
１７…排気開口
１８…下側ダクト
１９…上側ダクト
２０…排気穴
２１…発熱体
２２…Ｉ／Ｆコネクタ
２３…ダクト板金（下側）
２４…ダクト板金（上側）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004437108.tif 000005
【図５】
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【図６】
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