JP4612609B2 - Electronic equipment unit - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器ユニットに係り、特に、モータファンユニットからの空気流によって、回路基板上に実装されている複数のＣＰＵを強制空冷させる構成の電子機器ユニットに関する。 The present invention relates to an electronic device unit, and more particularly, to an electronic device unit having a configuration in which a plurality of CPUs mounted on a circuit board are forcibly cooled by an air flow from a motor fan unit.
通信システムを構成するサーバは、電子機器ユニットが複数実装されている構造である。各電子機器ユニットは、回路基板の上に複数のＣＰＵがヒートシンクと共に実装してあり、モータファンユニットによって発生された空気流がヒートシンクから熱を奪うことによってＣＰＵを強制空冷させる構成である。 The server constituting the communication system has a structure in which a plurality of electronic device units are mounted. Each electronic device unit is configured such that a plurality of CPUs are mounted on a circuit board together with a heat sink, and the air flow generated by the motor fan unit takes heat from the heat sink to forcibly cool the CPU.
近年、サーバの性能を向上させる要求が顕著である。サーバの性能を向上させるには、ＣＰＵの性能を向上させることが必要である。ＣＰＵの性能を向上させると、ＣＰＵが発生する熱量が増えるため、ＣＰＵの強制空冷をより効率良く行うことが必要となってくる。 In recent years, there has been a significant demand for improving server performance. In order to improve the performance of the server, it is necessary to improve the performance of the CPU. When the performance of the CPU is improved, the amount of heat generated by the CPU increases, so that it is necessary to perform forced air cooling of the CPU more efficiently.
図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、従来の電子機器ユニット１を示す。電子機器ユニット１は、上面にＣＰＵ等が実装してある長方形状の回路基板２と、天板部１３ａと両側の側板部１３ｂ，１３ｃとよりなり、回路基板２の上面側にトンネル１２を形成するカバー部材１３と、トンネル１２内に空気を送り込むモータファンユニット１４−１、１４−２と、トンネル１２内の空気を排出するモータファンユニット１５−１、１５−２とを有する。空気は、空気流路としてのトンネル１２内をＸ１側からＸ２側へ矢印１６で示すように流れ、ＣＰＵ等を強制空冷する。空気の流れについてみると、Ｙ２方向が上流側であり、Ｙ１方向が下流側である。Ｙ１−Ｙ２は回路基板２及び電子機器ユニット１の長手方向であり、Ｘ１−Ｘ２は回路基板２及び電子機器ユニット１の幅方向である。
1, FIG. 2A, FIG. 2B, and FIG. 2C show a conventional
回路基板２の上面には、６つのＣＰＵ２０−１〜２０−６と、１つシステム制御素子２１と、２つのメモリ制御素子２２−１、２２−２と、１つのクロック制御素子２３と、複数のメモリカード２４等が実装してある。メモリカード２４は立てて並んでおり、２つのメモリカード群２５−１、２５−２を構成している。回路基板２の一の辺に沿って、複数のコネクタ２６が実装してある。ＣＰＵ２０−１〜２０−６の上面にはヒートシンク３０−１〜３０−６が搭載してある。同じく、システム制御素子２１の上面にはヒートシンク３１が、メモリ制御素子２２−１、２２−２の上面にはヒートシンク３２−１、３２−２が、クロック制御素子２３の上面にはヒートシンク３３が搭載してある。
On the upper surface of the
上記の電子機器ユニット１は、コネクタ２６によって図示しないバックパネルボード等を介して他の電気機器ユニットと電気的に接続されて、電子計算機本体を構成する。
The
回路基板２に実装してある素子の中で、動作時の発熱量が多いのはＣＰＵ２０−１〜２０−６であり、強制空冷すべき対象は、ＣＰＵ２０−１〜２０−６である。
Among the elements mounted on the
ＣＰＵ２０−１〜２０−６、システム制御素子２１、メモリ制御素子２２−１、２２−２、クロック制御素子２３、メモリカード群２５−１、２５−２は、回路基板１１上に一様に分散してある。Ｙ１−Ｙ２方向が列であり、Ｘ１−Ｘ２方向が行である。ＣＰＵ２０−１〜２０−６は、２列３行に並んでいる。
The CPUs 20-1 to 20-6, the
図３Ａは、図２Ａ中、ＩＩＩＡ−ＩＩＩＡに沿う断面、即ち、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２の箇所での空気の流れに直交する断面である。図３Ｂは、図２Ａ中、ＩＩＩＢ−ＩＩＩＢに沿う断面、即ち、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の箇所での空気の流れに直交する断面である。ハッチングで示す部分はヒートシンク３０−１、３０−２、３０−５、３０−６がトンネル１２を塞いでいる部分であり、面積Ｓ３０−１、Ｓ３０−２、Ｓ３０−５、Ｓ３０−６を有する。各面積Ｓ３０−１、Ｓ３０−２、Ｓ３０−５、Ｓ３０−６は等しい。Ｓ１２はトンネル１２の断面積である。Ｓ４０は、カバー部材１３とヒートシンク３０−１、３０−２との間の空隙４０の面積であり、Ｓ１２−（Ｓ３０−１＋Ｓ３０−２）である。Ｓ４１は、カバー部材１３とヒートシンク３０−５、３０−６との間の空隙４１の面積であり、Ｓ１２−（Ｓ３０−５＋Ｓ３０−６）である。
FIG. 3A is a cross section taken along the line IIIA-IIIA in FIG. 2A, that is, a cross section orthogonal to the air flow at the locations of the upstream CPUs 20-1 and 20-2. FIG. 3B is a cross section taken along the line IIIB-IIIB in FIG. 2A, that is, a cross section orthogonal to the air flow at the positions of the downstream CPUs 20-5 and 20-6. The hatched portions are portions where the heat sinks 30-1, 30-2, 30-5, 30-6 block the
ここで、トンネル１２の断面積Ｓ１２に対する上記空隙４０（４１）の面積Ｓ４０（Ｓ４１）の割合Ｓ４０／Ｓ１２又はＳ４１／Ｓ１２を、空気流路断面空隙率Ｕと定義する。
Here, the ratio S40 / S12 or S41 / S12 of the area S40 (S41) of the air gap 40 (41) to the cross-sectional area S12 of the
図３Ａ及び図３Ｂより分かるように、下流側の空気流路断面空隙率Ｕ２（Ｓ４１／Ｓ１２）は、上流側の空気流路断面空隙率Ｕ１（Ｓ４０／Ｓ１２）と同じである。即ち、ＵＴ／Ｕ２＝１である。中流部分の空気流路断面空隙率も、上記の上流側の空気流路断面空隙率と同じである。 As can be seen from FIGS. 3A and 3B, the downstream air flow path cross-sectional void ratio U2 (S41 / S12) is the same as the upstream air flow path cross-sectional void ratio U1 (S40 / S12). That is, UT / U2 = 1. The air channel cross-sectional porosity of the midstream portion is also the same as the upstream air channel cross-sectional porosity.
また、図２Ｂに示すように、空気の流れの方向上、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２と中流のＣＰＵ２０−３、２０−４との間の距離と、中流のＣＰＵ２０−３、２０−４と下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６との間の距離とは、等しく、ａである。距離ａは、約１５ｍｍである。 2B, the distance between the upstream CPUs 20-1 and 20-2 and the midstream CPUs 20-3 and 20-4 and the midstream CPUs 20-3 and 20-4 in the air flow direction. -4 and the downstream CPUs 20-5 and 20-6 are equally a. The distance a is about 15 mm.
次に、ＣＰＵ２０−１〜２０−６の強制空冷について説明する。 Next, forced air cooling of the CPUs 20-1 to 20-6 will be described.
空気流路断面空隙率が、上流側、中流部分、及び下流側について同じであるため、トンネル１２内の空気の流れは、略一様である。
Since the air channel cross-sectional void ratio is the same for the upstream side, the midstream portion, and the downstream side, the air flow in the
図４は、試験の結果を示す。試験の条件は、各ＣＰＵ２０−１〜２０−６の発熱量が１００Ｗ、吸気空気の温度が２５℃、トンネル１２内への流入する風速が２ｍ／Ｓである。図４中、縦軸は、モータファンユニット１４−１、１４−２からのＹ１方向の距離である。横軸は温度である。空気は、ヒートシンク３０−１等から熱を奪いつつ流れる。即ち、空気は、ヒートシンク３０−１等によって加熱されて温度を上昇されつつ流れる。空気の冷却能力は、下流に行くにつれて徐々に低下する。
FIG. 4 shows the results of the test. The test conditions are: the heating value of each of the CPUs 20-1 to 20-6 is 100 W, the temperature of the intake air is 25 ° C., and the wind speed flowing into the
図４中の線Ｉ、及び図２Ｂに示すように、空気は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２を通過すると、温度が４０℃に上がり、中流部分のヒートシンク３０−３、３０−４を通過して下流側のヒートシンク３０−５、３０−６に流れ込む前の段階では、５５℃にまで上昇している。下流側のヒートシンク３０−５、３０−６を通過すると７０℃にまで上昇する。 As shown in line I in FIG. 4 and FIG. 2B, when the air passes through the heat sinks 30-1 and 30-2 on the upstream side, the temperature rises to 40 ° C., and the heat sinks 30-3 and 30- In the stage before passing through 4 and flowing into the heat sinks 30-5 and 30-6 on the downstream side, the temperature rises to 55 ° C. When passing through the heat sinks 30-5 and 30-6 on the downstream side, the temperature rises to 70 ° C.
よって、図４中、点Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３で示すように、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２の温度は５０℃、中流部分のＣＰＵ２０−３、２０−４の温度は７０℃にとどまるけれども、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の温度は９０℃となってしまっており、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が不十分となる虞れがあった。 Therefore, as indicated by points O1, O2, and O3 in FIG. 4, the temperatures of the upstream CPUs 20-1 and 20-2 remain at 50 ° C., and the temperatures of the midstream CPUs 20-3 and 20-4 remain at 70 ° C. However, the temperatures of the downstream CPUs 20-5 and 20-6 are 90 ° C., and there is a possibility that the cooling of the downstream CPUs 20-5 and 20-6 may be insufficient.
なお、サーバの性能の向上に伴って将来的に各ＣＰＵ２０−１〜２０−６の発熱量が更に増すことが予想される。この場合には、温度の上昇の程度は、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２及び中流部分のＣＰＵ２０−３、２０−４に比べて、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６が大きくなり、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が益々深刻な問題となってくる。 Note that it is expected that the heat generation amount of each of the CPUs 20-1 to 20-6 will further increase in the future as the performance of the server is improved. In this case, the degree of temperature increase is greater in the downstream CPUs 20-5 and 20-6 than in the upstream CPUs 20-1 and 20-2 and the midstream CPUs 20-3 and 20-4. Cooling of the downstream CPUs 20-5 and 20-6 becomes an increasingly serious problem.
また、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６の上流側の空間部５０の広さは、中流部分のヒートシンク３０−３、３０−４の上流側の空間部５１と同じであり、距離ａが約１５ｍｍと狭い。よって、空間５０内にＹ１、Ｙ２側から流れ込む空気の量は多くはない。このことも、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が効率良く行うことが困難である原因となっている。
Further, the width of the
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、下流側のＣＰＵの冷却の促進が図れるようにした電子機器ユニットを提供することを総括的な目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electronic device unit that can promote cooling of a downstream CPU.
この目的を達成するために、本発明は、回路基板と、ヒートシンクが搭載された状態で、該回路基板上に分散して実装してある複数の発熱する半導体部品と、前記ヒートシンクを覆うように設けてあり、前記回路基板上に冷媒が流れるトンネルを形成するカバー部材とを備え、該トンネルを通り抜けるように強制的に前記冷媒を流すことにより、前記ヒートシンクを介して、前記半導体部品を冷却する電子機器ユニットであって、
前記半導体部品が前記冷媒の通り抜ける方向に複数列に実装されることにより第１の流路抵抗を有する第１の領域と、
前記冷媒の流れる方向に直交する方向で、前記第１の領域に隣接し、前記第１の流路抵抗より小さい第２の流路抵抗を有する第２の領域と、
前記第２の領域より下流側で前記半導体部品が実装されることにより前記第２の流路抵抗より大きい第３の流路抵抗を有する第３の領域とを含み、
前記トンネルを前記冷媒が通り抜ける方向に対して、前記第１の領域に複数列に実装された前記半導体部品が形成する列と列の間の距離より、前記第１の領域の下流側から前記第３の領域の上流側までの距離の方が大きくなるように構成されたことを特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention covers a circuit board, a plurality of heat-generating semiconductor components distributed and mounted on the circuit board in a state where the heat sink is mounted, and the heat sink. And a cover member that forms a tunnel through which the coolant flows on the circuit board, and forcibly flows the coolant so as to pass through the tunnel, thereby cooling the semiconductor component via the heat sink. An electronic device unit,
A first region having a first flow path resistance by being mounted in a plurality of rows in a direction in which the semiconductor component passes through the refrigerant;
A second region having a second flow path resistance smaller than the first flow path resistance, adjacent to the first region in a direction perpendicular to the direction in which the refrigerant flows;
A third region having a third flow path resistance larger than the second flow path resistance by mounting the semiconductor component downstream from the second region;
With respect to the direction in which the coolant passes through the tunnel, the first region from the downstream side of the first region is more than the distance between the columns formed by the semiconductor components mounted in the first region in a plurality of rows. 3 is characterized in that the distance to the upstream side of the
ヒートシンクを搭載した半導体部品が、冷媒の流れ方向上、下流側になる程、半導体部品の冷媒の流れ方向上の間隔が広くなるように配置してあるため、新鮮空気が下流側まで効率的に送り込まれ、下流側に配置してある半導体部品についても効率良く強制空冷することが出来る。 As the semiconductor component equipped with the heat sink is arranged so that the interval in the coolant flow direction of the semiconductor component becomes wider as it goes downstream in the coolant flow direction, the fresh air is efficiently sent to the downstream side. The semiconductor components that are fed in and arranged on the downstream side can also be efficiently forced-air cooled.
本発明の好適な実施の形態について、図を参照して、以下説明する。
以下の各実施例の電子機器ユニットの基本的構造は前記した従来の電子機器ユニットと同様である。よって、各実施例を示す各図中、図１及び図２Ａ乃至２Ｂに示す構成部分と同じ構成部分には同一の参照符号を付し、対応する構成部分には添え字を付した同一の参照符号を付す。
A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The basic structure of the electronic device unit in each of the following embodiments is the same as that of the conventional electronic device unit described above. Therefore, in each drawing showing each embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG. 1 and FIGS. 2A to 2B, and the same components with subscripts attached to corresponding components. A sign is attached.
図５、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは、本発明の実施例１になる電子機器ユニット１０を示す。電子機器ユニット１０は、上面にＣＰＵ等が実装してある長方形状の回路基板１１と、天板部１３ａとこの両側の側板部１３ｂ，１３ｃとよりなり、回路基板１１の上面側にトンネル１２を形成するカバー部材１３と、トンネル１２内に空気を送り込むモータファンユニット１４−１、１４−２と、トンネル１２内の空気を排出するモータファンユニット１５−１、１５−２とを有する。空気は、トンネル１２内をＹ２側からＹ１側へ矢印１６で示すように流れ、ＣＰＵ等を強制空冷する。空気の流れについてみると、Ｙ２方向が上流側であり、Ｙ１方向が下流側である。Ｙ１−Ｙ２は回路基板１１及び電子機器ユニット１０の長手方向であり、Ｘ１−Ｘ２は回路基板１１及び電子機器ユニット１０の幅方向である。
5, FIG. 6A, FIG. 6B, and FIG. 6C show the
回路基板１１の上面には、６つのＣＰＵ２０−１〜２０−６と、１つシステム制御素子２１と、２つのメモリ制御素子２２−１、２２−２と、１つのクロック制御素子２３と、複数のメモリカード２４等が実装してある。メモリカード２４は立てて並んでおり、２つのメモリカード群２５−１、２５−２を構成している。回路基板１１の一の辺に沿って、複数のコネクタ２６が実装してある。ＣＰＵ２０−１〜２０−６の上面にはヒートシンク３０−１〜３０−６が搭載してある。同じく、システム制御素子２１の上面にはヒートシンク３１が、メモリ制御素子２２−１、２２−２の上面にはヒートシンク３２−１、３２−２が、クロック制御素子２３の上面にはヒートシンク３３が搭載してある。ヒートシンク３０−１〜３０−６、３１、３２−１、３２−２、３３は、放熱の他に、空気の流れに対しては、空気の流れをさえぎる部材として機能する。
On the upper surface of the
ここで、ＣＰＵ２０−１〜２０−６、システム制御素子２１、メモリ制御素子２２−１、２２−２、クロック制御素子２３、メモリカード群２５−１、２５−２の回路基板１１上の配置について説明する。
Here, the arrangement on the
ＣＰＵ２０−１〜２０−６は、Ｙ１−Ｙ２方向上二列に並んでおり、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２と、中流のＣＰＵ２０−３、２０−４と、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６とよりなる。上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２と中流のＣＰＵ２０−３、２０−４と間の距離はｂであり、中流のＣＰＵ２０−３、２０−４と下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６との間の距離はｃである。距離ｃは、約２５ｍｍと長い。図１の電子機器ユニット１と対比してみると、中流のＣＰＵ２０−３、２０−４がＹ２方向にシフトしており、ｃ>ｂであり、且つ、ｃ>ａ，ｂ<ａの関係にある。よって、ヒートシンク３０−３、３０−４とヒートシンク３０−５、３０−６との間の空間部６０は、ヒートシンク３０−１、３０−２とヒートシンク３０−３、３０−４との間の空間部６１より約３倍と広く、且つ、図１の電子機器ユニット１の対応する空間部５０より広い。
The CPUs 20-1 to 20-6 are arranged in two rows in the Y1-Y2 direction, the upstream CPUs 20-1 and 20-2, the midstream CPUs 20-3 and 20-4, and the downstream CPU 20-5. , 20-6. The distance between the upstream CPUs 20-1 and 20-2 and the midstream CPUs 20-3 and 20-4 is b, and the midstream CPUs 20-3 and 20-4 and the downstream CPUs 20-5 and 20-6 The distance between is c. The distance c is as long as about 25 mm. Compared with the
システム制御素子２１は、図１の電子機器ユニット１と同じく、空間６１の中央に配置してある。クロック制御素子２３は、図１の電子機器ユニット１と略同じく、空間６０内であって、ヒートシンク３０−３、３０−４に近い位置に配置してある。メモリカード群２５−１、２５−２は、図１の電子機器ユニット１と同じく、ヒートシンク３０−３、３０−４より外側の位置であって、回路基板１１のＹ１方向端の近くに配置してある。
The
メモリ制御素子２２−１、２２−２は、図１の電子機器ユニット１における配置とは異なり、ヒートシンク３０−３、３０−４より外側の位置に配置してある。
Unlike the arrangement in the
図７Ａは、図６Ａ中、ＶＩＩＡ−ＶＩＩＡに沿う断面、即ち、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２の箇所での空気の流れに直交する断面である。図７Ｂは、図６Ａ中、ＶＩＩＢ−ＶＩＩＢに沿う断面、即ち、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の箇所での空気の流れに直交する断面である。ハッチングで示す部分はヒートシンク３０−１、３０−２、３０−５、３０−６、３２−１、３２−２がトンネル１２を塞いでいる部分であり、面積Ｓ３０−１、Ｓ３０−２、Ｓ３０−５、Ｓ３０−６、Ｓ３２−１、Ｓ３２−２を有する。Ｓ１２はトンネル１２の断面積である。Ｓ７０は、カバー部材１３とヒートシンク３０−１、３０−２との間の空隙７０の面積であり、Ｓ１２−（Ｓ３０−１＋Ｓ３０−２）である。面積Ｓ７０は、図１の電子機器ユニット１における対応する面積Ｓ４０と同じである。Ｓ７１は、カバー部材１３とヒートシンク３０−５、３０−６、３２−１、３２−２との間の空隙７１の面積であり、Ｓ１２−（Ｓ３０−５＋Ｓ３０−６＋Ｓ３２−１＋Ｓ３２−２）である。
FIG. 7A is a cross section along VIIA-VIIA in FIG. 6A, that is, a cross section orthogonal to the air flow at the locations of the upstream CPUs 20-1 and 20-2. FIG. 7B is a cross section taken along VIIB-VIIB in FIG. 6A, that is, a cross section orthogonal to the air flow at the downstream CPUs 20-5 and 20-6. The hatched portions are portions where the heat sinks 30-1, 30-2, 30-5, 30-6, 32-1, 32-2 block the
図７Ａ及び図７Ｂより分かるように、下流側の空気流路断面空隙率Ｕ２（Ｓ７１／Ｓ１２）は、上流側の空気流路断面空隙率Ｕ１（Ｓ７０／Ｓ１２）より小さい。即ち、Ｕ１／Ｕ２≧１．２である。 As can be seen from FIG. 7A and FIG. 7B, the downstream air flow path sectional void ratio U2 (S71 / S12) is smaller than the upstream air flow path sectional void ratio U1 (S70 / S12). That is, U1 / U2 ≧ 1.2.
また、図６Ａ及び図６Ｂを参照するに、８０は、下流側における実装密度が大きくて空気の流路抵抗が大きい領域であり、回路基板１１の全幅に亘っている。８１は、上流側及び中流における実装密度が大きくて空気の流路抵抗が大きい領域であり、回路基板１１の幅方向上、両側の部分を除いた部分である。上流側及び中流の部分には、ヒートシンクが存在せず、よって、回路基板１１の幅方向上両側の部分に、空気の流路抵抗が小さい領域８２、８３を有する。この領域８２、８３は、新鮮空気が流れる流路８５，８６を形成する。
6A and 6B,
上記の電子機器ユニット１０は、コネクタ２６によって図示しないバックパネルボード等を介して他の電気機器ユニットと電気的に接続されて、電子計算機本体を構成する。
The
次に、ＣＰＵ２０−１〜２０−６の強制空冷について説明する。 Next, forced air cooling of the CPUs 20-1 to 20-6 will be described.
モータファンユニット１４−１、１４−２によってトンネル１２内に送り込まれた空気は、ヒートシンク３０−１等から熱を奪いつつトンネル１２内を以下のように流れる。ここで、モータファンユニット１４−１、１４−２によってトンネル１２内に送り込まれた空気のうち発熱部品などに衝突して急激に温度上昇した空気以外の空気を、新鮮空気という。
The air sent into the
第１には、上流側の空気流路断面空隙率Ｕ１が下流側の空気流路断面空隙率Ｕ２より大きいため、上流側を、ヒートシンク３０−１、３０−２、３０−３、３０−４に接触しないで流れてヒートシンク３０−５、３０−６の手前の位置まで到る新鮮空気が従来の場合に比べて、より多く存在する。 First, since the upstream air flow path cross section void ratio U1 is larger than the downstream air flow path cross section void ratio U2, the upstream side is referred to as the heat sink 30-1, 30-2, 30-3, 30-4. Compared with the conventional case, there is more fresh air that flows without contacting the heat sink and reaches the position just before the heat sinks 30-5 and 30-6.
第２には、上流側には、空気の流路抵抗が小さい領域８２、８３を有するため、上流側では、ヒートシンク３０−１、３０−２に接触して流れる空気流９０及びヒートシンク３０−１、３０−２に接触して流れる空気流９１の他に、領域８２、８３（流路８５，８６）をヒートシンクに接触せずに流れる空気流９２、９３が存在する。
Second, since the upstream side has the
この流路８５，８６を流れる空気は、ヒートシンクに接触せずに流れるため、温度の上昇を伴わずに流れ、流路８５，８６から出るまで新鮮空気の状態を保つ。
Since the air flowing through the
第３には、下流側における実装密度が大きくて空気の流路抵抗が大きい領域８０が回路基板１１の全幅に亘っているため、流路８５，８６を温度の上昇を伴わずに流れてきた新鮮空気は、符号９４，９５で示すように、中央側に方向を変えて空間６０内に効率良く送り込まれる。
Third, since the
第４には、空間部６０が上流側の空間部６１に比べて約３倍と広いため、空間部６０内に送り込まれる新鮮空気の量も多くなる。
Fourth, since the
よって、空間部６０内に溜まった空気の温度は低くなる。
Therefore, the temperature of the air accumulated in the
第５には、空間部６０内に溜まった温度の低い空気がヒートシンク３０−５、３０−６に触れつつながれ、ヒートシンク３０−５、３０−６の熱を効率良く奪う。
Fifth, low-temperature air accumulated in the
上記の第１〜５をまとめると、以下のようになる。モータファンユニット１４−１、１４−２によってトンネル１２内に送り込まれた新鮮空気の一部が、新鮮空気のまま、冷却が深刻な問題となる下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６に送り込まれる。即ち、温度的に十分に余裕を残している中流部分のＣＰＵ２０−３、２０−４の冷却を少し犠牲にして、モータファンユニット１４−１、１４−２によってトンネル１２内に送り込まれた限られた量の空気が、熱的に厳しくなる下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却に有効に役立てられ、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の強制空冷が促進される。
The above first to fifth are summarized as follows. A part of the fresh air sent into the
図８は、試験の結果を示す。試験の条件は、従来例の場合と同じく、各ＣＰＵ２０−１〜２０−６の発熱量が１００Ｗ、吸気空気温度が２５℃、流入風速が２ｍ／Ｓである。図８中、縦軸は、モータファンユニット１４−１、１４−２からのＹ１方向の距離である。横軸は温度である。空気は、ヒートシンク３０−１等から熱を奪いつつ流れる。即ち、空気は、ヒートシンク３０−１等によって加熱されて温度を上昇されつつ流れる。 FIG. 8 shows the results of the test. The test conditions are the same as in the case of the conventional example, in which the heat generation amount of each of the CPUs 20-1 to 20-6 is 100 W, the intake air temperature is 25 ° C., and the inflow air speed is 2 m / S. In FIG. 8, the vertical axis represents the distance in the Y1 direction from the motor fan units 14-1 and 14-2. The horizontal axis is temperature. The air flows while taking heat away from the heat sink 30-1 and the like. That is, the air flows while being heated by the heat sink 30-1 or the like and its temperature is increased.
図８中の線ＩＩ、及び図６Ｂに示すように、空気は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２を通過すると、温度が４５℃に上がり、中流部分のヒートシンク３０−３、３０−４を通過すると、温度が６０℃に上がる。空間６０内には、ヒートシンク３０−３、３０−４を通過してきた空気流９１の温度が６０℃にまで上がっている空気の他に、領域８２、８３（流路８５，８６）を通ってきた空気流９２、９３の温度が２５℃の新鮮空気が送り込まれる。よって、空間６０内の空気の温度は、符号ＩＩａで示すように、ヒートシンク３０−３、３０−４を通過したときの空気の温度より少し低下して、５０℃となる。即ち、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６に流れ込む前の段階では、空気の温度は、従来の場合に比べて、約５℃も低い、５０℃となる。
As shown in line II in FIG. 8 and FIG. 6B, when the air passes through the heat sinks 30-1 and 30-2 on the upstream side, the temperature rises to 45 ° C., and the heat sinks 30-3 and 30- After passing 4, the temperature rises to 60 ° C. In the
この温度が５０℃の空気が、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６を通過し、ヒートシンク３０−５、３０−６から熱を奪い、６０℃にまで上昇する。 The air having a temperature of 50 ° C. passes through the heat sinks 30-5 and 30-6 on the downstream side, takes heat from the heat sinks 30-5 and 30-6, and rises to 60 ° C.
よって、図８中、上流側のＣＰＵ２０−１、２０−２の温度は、点Ｏ１１で示すように、従来と同じく５０℃である。中流部分のＣＰＵ２０−３、２０−４の温度は、点Ｏ１２で示すように、従来の場合の温度より５℃高い７５℃となっている。しかし、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の温度は、点Ｏ１３で示すように、従来の場合の温度より１５℃も低い７５℃に留まっている。 Therefore, in FIG. 8, the temperatures of the upstream CPUs 20-1 and 20-2 are 50 ° C. as in the conventional case, as indicated by a point O <b> 11. The temperature of the CPU 20-3 and 20-4 in the middle stream portion is 75 ° C., which is 5 ° C. higher than the temperature in the conventional case, as indicated by a point O12. However, as shown by a point O13, the temperatures of the downstream CPUs 20-5 and 20-6 remain at 75 ° C., which is 15 ° C. lower than the conventional temperature.
よって、本実施例によれば、温度的に十分に余裕を残している中流部分のＣＰＵ２０−３、２０−４の冷却を少し犠牲にして、熱的に厳しくなる下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６については従来に比べて良好に冷却されて、冷却が促進される。 Therefore, according to the present embodiment, the downstream CPUs 20-5, 20 that become thermally severe at the expense of a little cooling of the CPUs 20-3, 20-4 in the middle stream part that has sufficient temperature margin. As for -6, it is cooled better than before, and cooling is promoted.
図９、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、本発明の実施例２になる電子機器ユニット１０Ａを示す。電子機器ユニット１０Ａは、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す電子機器ユニット１０に、以下の構成が追加されている構成である。追加されている構成は、新鮮空気を下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却に有効に役立てるためのものである。
9, FIG. 10A, FIG. 10B, and FIG. 10C show an
第１には、仕切り板１００、１０１が設けてある。この仕切り板１００、１０１は、流路８５、８６とヒートシンク３０−１〜３０−４との間を仕切っている。
First,
この仕切り板１００、１０１を設けることによって、新鮮空気が流路８５，８６をＹ１方向に流れている間に、新鮮空気がヒートシンク３０−１〜３０−４が配置されている領域に漏れることが制限される。よって、新鮮空気は、流路８５，８６をＹ１方向に流れている途中で無駄となることなく、空間６０内に送り込まれる。
By providing the
第２には、ガイド部材１０２，１０３が設けてある。このガイド部材１０２，１０３は、三角柱部材若しくは板状の部材であり、上記空間６０のうち、Ｙ１方向側で、且つ、Ｘ１、Ｘ２方向側の位置、即ち、流路８５，８６の出口に対向する箇所に設けてある。ガイド部材１０２は、空気流９２を符号９４Ａで示すように円滑に空間部６０の中央側に案内する。ガイド部材１０３は、空気流９３を符号９５Ａで示すように円滑に空間部６０の中央側に案内する。
Second, guide
よって、流路８５，８６内を流れてきた新鮮空気は、空間部６０内に効率良く送り込まれ、空間部６０内に溜まった空気が効率良く攪拌され、空間部６０内の空気の温度が低くなる。
Therefore, the fresh air that has flowed through the
第３には、絞り板部材１０５が設けてある。この絞り板部材１０５は、カバー部材１３の天板部１３ａの裏面のうち、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６に対向する場所に設けてある。この絞り板部材１０５を設けたことによって、ヒートシンク３０−５、３０−６の箇所では、トンネル１２が絞られてその断面積が狭くなっている。
Third, a
よって、ヒートシンク３０−５、３０−６の箇所では、空気の流速ｖが、絞り板部材１０５を設けない場合に比べて速くなって、ヒートシンク３０−５、３０−６から熱が効率的に奪われるようになる。
Therefore, at the locations of the heat sinks 30-5 and 30-6, the air flow velocity v becomes faster than when the
上記の第１、第２、第３の構成によって、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が促進される。 With the first, second, and third configurations, cooling of the downstream CPUs 20-5 and 20-6 is promoted.
図１１、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃは、本発明の実施例３になる電子機器ユニット１０Ｂを示す。電子機器ユニット１０Ｂは、図５、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示す電子機器ユニット１０に、基板の真上から見てＵ字形状の仕切り部材１１０及びガイド部材１０２，１０３が追加して設けてある構造である。
11, FIG. 12A, FIG. 12B, and FIG. 12C show an
Ｕ字形状仕切り部材１１０は、カバー部材１３の天板部１３ａの裏面に固定されて、カバー部材１３の天板部１３ａとヒートシンク３０−１〜３０−６との間の狭い空間に設けてあり、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２の上面をＸ１−Ｘ２方向に横切る上流側仕切り板部１１０ａと、上流側仕切り板部１１０ａの両端よりＹ１方向（空気の流れの方向）にカバー部材１３のＹ１方向の端まで延在する側面側仕切り板部１１０ｂ，１１０ｃとよりなり、Ｕ字形状を有している。仕切り部材１１０のＹ１方向端は、開口１１１となっている。
The
Ｕ字形状仕切り部材１１０に囲まれて画成された扁平な空間１１２は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２の上面、中流部のヒートシンク３０−３、３０−４の上面、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６の上面に対向する。
The
上記の電子機器ユニット１０Ｂが稼動され、モータファンユニット１４−１、１４−２、１５−１、１５−２によって空気がトンネル１２をＹ１方向に流れている状態において、上記の空間１１２には空気が送り込まれず、空間１１２の圧力はトンネル１２内の他の部分の圧力より少し低くなり、且つ、空間１１２内の空気の流速もトンネル１２内の他の部分の空気の流速よりも遅くなる。このため、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２及び中流部のヒートシンク３０−３、３０−４内を熱を奪いつつ流れており温度が上昇している空気の一部が、図１２Ｂ中、符号１１３、１１４で示すように空間１１２側に引き寄せられ、以後は、符号１１５で示すように空間１１２内をＹ１方向に流れる。
When the
よって、中流部のヒートシンク３０−３、３０−４を通り抜けて、空間部６０内に流れ出す空気の量が減り、よって、空間部６０内の圧力が下がる。よって、流路８５，８６を通って空間部６０内に流れ込む新鮮空気の量が増え、空間部６０内に一時的に溜められた空気の温度が、図５に示す電子機器ユニット１０の場合に比べて、低くなる。よって、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が促進される。
Therefore, the amount of air that passes through the heat sinks 30-3 and 30-4 at the midstream portion and flows into the
上記のＵ字形状仕切り部材１１０は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２及び中流部のヒートシンク３０−３、３０−４からの排出された熱が、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６に影響を及ぼす度合いを減少させる機能を有する。
In the
また、カバー部材１３及びＵ字形状仕切り部材１１０の寸法を適宜定めることによって、図１２Ｂ中、寸法Ｈ１の寸法Ｈ２に対する比が変化し、これによって、空間１１２の圧力のトンネル１２内の他の部分の圧力に対する低下の程度を適宜定めることが出来る。よって、ＣＰＵ２０−１〜２０−６の発熱量に応じて、カバー部材１３及びＵ字形状仕切り部材１１０の寸法を適宜定めることによって、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６を最適に冷却することが可能である。
In addition, by appropriately determining the dimensions of the
図１３、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、本発明の実施例４になる電子機器ユニット１０Ｃを示す。電子機器ユニット１０Ｃは、図１３に示す電子機器ユニット１０Ｂにおいて、Ｕ字形状の仕切り部材１１０に代えて、Ｕ字形状の仕切り部材１１０Ｃを設け、且つ、流路８５，８６内にモータファンユニット１２０，１２１及びガイド部材１２２，１２３が追加して設けてある構造である。
13, FIG. 14A, FIG. 14B, and FIG. 14C show an electronic device unit 10C that is
Ｕ字形状仕切り部材１１０Ｃは、図１３に示すＵ字形状仕切り部材１１０に、仕切り天板部１１０ｄ，１１０ｅが追加された構成である。仕切り天板部１１０ｄ，１１０ｅは側面側仕切り板部１１０ｂ，１１０ｃ間に延在しており、ヒートシンク３０−１等の頂上部と同じ高さに位置しており、夫々、空間部６１、６０の上側を塞いでいる。
The
仕切り天板部１１０ｅは、流路８５，８６を通って空間部６０内に流れ込んだ新鮮空気が、圧力が低い上方の空間１１２内に逃げることを制限する。よって、空間部６０内に流れ込んだ新鮮空気は、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６内に入り込むようになり、ＣＰＵ２０−５、２０−６は良好に冷却される。
The partition
同じく、仕切り天板部１１０ｄは、流路８５，８６を通って空間部６１内に流れ込んだ新鮮空気が、上方の空間１１２内に逃げることを制限して、中流部のヒートシンク３０−３、３０−４内に入り込ませるように機能する。
Similarly, the partition
また、モータファンユニット１２０，１２１が動作することによって、流路８５，８６を流れる新鮮空気の量が多くなり、空間部６０内に流れ込む新鮮空気の量が多くなる。これによっても、ＣＰＵ２０−５、２０−６は良好に冷却される。
Further, when the
また、モータファンユニット１２０，１２１より送り出された新鮮空気の一部は、ガイド部材１２２，１２３によって案内されて空間部６１内に送り込まれる。よって、空間部６１内に流れ込む新鮮空気の量が多くなり、これによって、ＣＰＵ２０−３、２０−４が良好に冷却される。
A part of the fresh air sent out from the
図１５、図１６は、本発明の実施例５になる電子機器ユニット１０Ｄを示す。電子機器ユニット１０Ｄは、カバー部材１３Ｄを有する。
15 and 16 show an
カバー部材１３Ｄは、階段状の天板部１３Ｄａを有する。階段状の天板部１３Ｄａは、図１１中のＵ字形状仕切り部材１１０と同様の機能を有するものであり、上流側部分１３Ｄａ０に対してヒートシンク３０−１等より離れる方向であるＺ１の方向に段となっている第１の段部１３Ｄａ１と、第１の段部１３Ｄａ１に対してＺ１の方向に段となっている第２の段部１３Ｄａ２とを有する。第１の段部１３Ｄａ１は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２と中流部のヒートシンク３０−３、３０−４とに対向しており、第２の段部１３Ｄａ２は中流部のヒートシンク３０−３、３０−４と下流側のヒートシンク３０−５、３０−６とに対向している。
The
上流側部分１３Ｄａ０と上流側のヒートシンク３０−１、３０−２との間には、厚さ寸法がｅ０である扁平な空間１３０−０が存在している。第１の段部１３Ｄａ１とヒートシンク３０−１〜３０−４との間には、厚さ寸法がｅ０より大きいｅ１である扁平な空間１３０−１が存在している。第２の段部１３Ｄａ２とヒートシンク３０−３〜３０−６との間には、厚さ寸法がｅ１より大きいｅ２である扁平な空間１３０−２が存在している。
上記の電子機器ユニット１０Ｄがサーバに実装されて、稼動され、モータファンユニット１４−１、１４−２、１５−１、１５−２によって空気がトンネル１２をＹ１方向に流れている状態において、上記の扁平な空間１３０−１、１３０−２には空気が送り込まれにくく、空間１３０−１、１３０−２の圧力はトンネル１２内の他の部分の圧力より少し低くなり、且つ、空間１３０−１、１３０−２内の空気の流速もトンネル１２内の他の部分の空気の流速よりも遅くなる。このため、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２及び中流部のヒートシンク３０−３、３０−４内を熱を奪いつつ流れており温度が上昇している空気の一部が、符号１３１、１３２で示すように空間１３０−１、１３０−２側に引き寄せられ、以後は、符号１３３で示すように空間１３０−１、１３０−２内をＹ１方向に流れる。
A flat space 130-0 having a thickness dimension of e0 exists between the upstream portion 13Da0 and the upstream heat sinks 30-1 and 30-2. Between the first step portion 13Da1 and the heat sinks 30-1 to 30-4, there is a flat space 130-1 having a thickness dimension e1 greater than e0. Between the second step portion 13Da2 and the heat sinks 30-3 to 30-6, a flat space 130-2 having a thickness dimension e2 larger than e1 exists.
In a state where the
よって、中流部のヒートシンク３０−３、３０−４を通り抜けて、空間部６０内に流れ出す空気の量が減り、よって、空間部６０内の圧力が下がる。よって、流路８５，８６を通って空間部６０内に流れ込む新鮮空気の量が増え、空間部６０内に一時的に溜められた空気の温度が、図５に示す電子機器ユニット１０の場合に比べて、低くなる。よって、下流側のＣＰＵ２０−５、２０−６の冷却が促進される。
Therefore, the amount of air that passes through the heat sinks 30-3 and 30-4 at the midstream portion and flows into the
上記の第１の段部１３Ｄａ１及び第２の段部１３Ｄａ２は、上流側のヒートシンク３０−１、３０−２及び中流部のヒートシンク３０−３、３０−４からの排出された熱が、下流側のヒートシンク３０−５、３０−６に影響を及ぼす度合いを減少させる機能を有する。電子機器ユニット１０Ｄは、図１１に示す電子機器ユニット１０Ｂとは相違して、Ｕ字形状仕切り部材１１０等の特別の部材を有しない。
The first step portion 13Da1 and the second step portion 13Da2 are configured such that the heat discharged from the heat sinks 30-1 and 30-2 on the upstream side and the heat sinks 30-3 and 30-4 on the midstream portion are on the downstream side. Have a function of reducing the degree of influence on the heat sinks 30-5 and 30-6. Unlike the
図１７、図１８Ａ乃至図１８Ｄは、本発明の実施例６になる電子機器ユニット１０Ｅを示す。図１８Ｄは、図１８Ａ中、Ｄ−Ｄ線に沿う断面図である。回路基板１１上に８つのＣＰＵ２０−１１〜２０−１８がＹ１−Ｙ２方向に二列に並んでいる。８つのＣＰＵ２０−１１〜２０−１８は、上流側のＣＰＵ２０−１１、２０−１２と、中流のＣＰＵ２０−１３、２０−１４と、同じく中流のＣＰＵ２０−１５、２０−１６と、下流側のＣＰＵ２０−１７、２０−１８とよりなる。各ＣＰＵ２０−１１〜２０−１８上にはヒートシンク３０−１１〜３０−１８が搭載してある。
17 and 18A to 18D show an
ヒートシンク３０−１１〜３０−１８は、Ｙ１−Ｙ２方向に二列に並んでおり、且つ、Ｘ１−Ｘ２方向上、４列に並んでいる。 The heat sinks 30-11 to 30-18 are arranged in two rows in the Y1-Y2 direction, and are arranged in four rows in the X1-X2 direction.
先ず、Ｙ１−Ｙ２方向の配列についてみる。上流側のヒートシンク３０−１１、３０−１２と次のヒートシンク３０−１３、３０−１４との間には空間部１４０が、ヒートシンク３０−１３、３０−１４と次のヒートシンク３０−１５、３０−１６との間には空間部１４１が、ヒートシンク３０−１５、３０−１６と下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８との間には空間部１４２が存在している。空間部１４０、１４１、１４２は、Ｙ１−Ｙ２方向の寸法がｆ１、ｆ２、ｆ３である。寸法ｆ１、ｆ２、ｆ３は、ｆ１<ｆ２<ｆ３の関係にある。即ち、空間部１４０、１４１、１４２は、下流側にいく程、広くなっている。寸法ｆ２は寸法ｆ１の約二倍であり、寸法ｆ３は寸法ｆ２の約二倍である。
よって、前記の両側の流路８５，８６を流れる新鮮空気が空間部１４０、１４１、１４２内に流れ込む空気の量は、下流側にいく程多くなり、よって、従来に比較して、下流側のＣＰＵ２０−１１〜２０−１４ほど効率良く冷却される。
First, the arrangement in the Y1-Y2 direction will be described. A
Therefore, the amount of air that the fresh air flowing through the
次に、Ｘ１−Ｘ２方向の配列についてみる。上流側の２つのヒートシンク３０−１１、３０−１２は、中心線１４５の近くに近接して配置してある。中流のヒートシンク３０−１３、３０−１４は、夫々ヒートシンク３０−１１、３０−１２に対して外側に寸法ｇ１オフセットして配置してある。次の中流のヒートシンク３０−１５、３０−１６は、夫々ヒートシンク３０−１３、３０−１４に対して外側に寸法ｇ２オフセットして配置してある。下流側の２つのヒートシンク３０−１７、３０−１８は、ヒートシンク３０−１５、３０−１６に対して外側に寸法ｇ３オフセットして配置してある。
Next, the arrangement in the X1-X2 direction will be described. The two upstream heat sinks 30-11 and 30-12 are arranged close to the
このため、前記の両側の流路８５，８６を流れる新鮮空気が各ヒートシンク３０−１３〜３０−１８の一部に直接に当り、ＣＰＵ２０−１３〜２０−１８の冷却が促進される。
また、上記のオフセット寸法ｇ１、ｇ２、ｇ３は、ｇ１<ｇ２<ｇ３の関係にある。即ち、オフセット寸法は、下流側にいく程、大きくなっている。寸法ｇ２は寸法ｇ１の約二倍であり、寸法ｇ３は寸法ｇ２の約二倍である。
For this reason, the fresh air flowing through the
The offset dimensions g1, g2, and g3 are in a relationship of g1 <g2 <g3. That is, the offset dimension becomes larger toward the downstream side. The dimension g2 is about twice the dimension g1, and the dimension g3 is about twice the dimension g2.
よって、流路８５，８６を流れる新鮮空気が各ヒートシンク３０−１３〜３０−１８に直接に当たる量は、下流側にいく程多くなる。このため、従来に比較して、下流側のＣＰＵほど効率良く冷却される。特に、下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８は流路８５，８６の出口に略対向する状態となり、下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８に対しては、流路８５，８６を流れる新鮮空気の殆どが直接に当って、新鮮空気が符号１５０で示すようにヒートシンク３０−１７、３０−１８を通過する。よって、下流側のＣＰＵ２０−１７、２０−１８は特に冷却が促進される。
Therefore, the amount of fresh air flowing through the
また、図１７及び図１８Ｄに示すように、カバー部材１３Ｅの天板部１３Ｅａには、下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８の間に入り込んでいる絞り部１３Ｅａ１が形成してある。よって、空気が下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８の間の部分を通りにくくなっている。その分、ヒートシンク３０−１７、３０−１８を通過する空気の量が多くなっており、下流側のＣＰＵ２０−１７、２０−１８は更に冷却が促進される。
As shown in FIGS. 17 and 18D, the top plate portion 13Ea of the
図１９及び図２０は、本発明の実施例７になる電子機器ユニット１０Ｆを示す。図２０は、図１９中の天板部材を取り外した状態で示す。
19 and 20 show an
電子機器ユニット１０Ｆは、上記の本発明の実施例６になる電子機器ユニット１０Ｅをベースに設計してなる実際の製品である。
The
図１９及び図２０中、図１７に示す構成部分と対応するし部分には、同じ符号を付す。上流側の２つのヒートシンク３０−１１、３０−１２は、中心線１４５の近くに近接して配置してあり、下流側の２つのヒートシンク３０−１７、３０−１８は、ヒートシンク３０−１１、３０−１２に対してＸ１−Ｘ２方向上最大限にオフセットして配置してある。１６０はモジュールであり、上流側のヒートシンク３０−１１、３０−１２の外側の位置に配してある。１６１はメモリカードであり、ヒートシンク３０−１１、３０−１２の直ぐ下流側の位置に配してある。１６２は制御素子冷却用ヒートシンクであり、メモリカード１６１のＸ１−Ｘ２方向上両側の位置に配してある。１６３はシステム制御素子冷却用ヒートシンクであり、制御素子冷却用ヒートシンク１６０の直ぐ下流側の位置に配してある。システム制御素子冷却用ヒートシンク１６３は、制御素子冷却用ヒートシンク１６０より、背が高い。１６４は受動部品である。
In FIG. 19 and FIG. 20, the same reference numerals are assigned to the corresponding portions shown in FIG. 17. The two upstream heat sinks 30-11 and 30-12 are arranged close to the
図１７中のカバー部材１３Ｅは、両側の側壁仕切り板１７１、１７２と、両側の側壁仕切り板１７１、１７２の間にＸ１−Ｘ２方向に延在している機構部品１７３，１７４と、両側の側壁仕切り板１７１、１７２の間を覆っている天板部材１７５と、この天板部材１７５の裏面に固定してあり、前記の絞り部１３Ｅａ１に対応する絞り板部材１７６とよりなる構成である。
The
上流側のヒートシンク３０−１１、３０−１２の外側に入った空気は、Ｙ１方向に流れて、下流側のヒートシンク３０−１７、３０−１８に当り、ヒートシンク３０−１７、３０−１８の熱を効率的に奪い、よって、下側のＣＰＵの強制空冷は促進される。 The air that has entered the outside of the heat sinks 30-11 and 30-12 on the upstream side flows in the Y1 direction, hits the heat sinks 30-17 and 30-18 on the downstream side, and heats the heat sinks 30-17 and 30-18. Efficiently steal, thus forcing forced air cooling of the lower CPU.
図２１及び図２２は、本発明の実施例８になる電子機器ユニット１０Ｇを、トンネルを形成するカバー部材を省略して示す。図２２は、図２１中、ＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿う断面図である。
21 and 22 show an
電子機器ユニット１０Ｇの内部を流れる空気の流れの方向はＹ１方向である。
The direction of the flow of air flowing inside the
電子機器ユニット１０Ｇは、以下の構造を有する。回路基板１８０のうちＹ２方向端側（空気の流れの上流側）に４つのＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−４が搭載され、回路基板１８０のうちＹ１方向端側（空気の流れの下流側）に４つのＣＰＵモジュール１８１−５〜１８１−８が搭載され、回路基板１８０の中央の部分にメモリーカードモジュール１８２が複数個実装してある。
The
各ＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−８は、垂直の回路基板１９０の側面にＣＰＵ１９１が実装してあり、このＣＰＵ１９１上にヒートシンク１９２が搭載してあり、コ字状のカバー部材１９３がヒートシンク１９２を覆うように設けてある構成である。
Each of the CPU modules 181-1 to 181-8 has a
各ＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−８は、回路基板１９０を垂直の姿勢とし、回路基板１９０の下端側のコネクタを回路基板１８０上のコネクタと接続させて、回路基板１８０上にＸ１−Ｘ２方向に並んで実装してある。カバー部材１９３は回路基板１８０より離れている。よって、ＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−４と回路基板１８０との間には、高さ寸法がｊである空間部２００が形成されている。ＣＰＵモジュール１８１−５〜１８１−８と回路基板１８０との間には、同じく高さ寸法がｊである空間２０１が形成されている。
Each of the CPU modules 181-1 to 181-8 has the
上流側の空間部２００は、空きのままとしてあり、新鮮空気の流路２０５として機能する。下流側の空間部２０１を利用して、回路基板１８０上には、制御素子２１０がヒートシンク２１１と共に実装してある。
The
電子機器ユニット１０Ｇは、下流側の空気流路断面空隙率が上流側の空気流路断面空隙率より小さく、且つ、上流側に新鮮空気の流路２０５を有する構成である。
The
ＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−８は電子機器ユニット１０Ｇ内をＹ２側からＹ１方向に流れる空気流によって、以下のように強制空冷される。上流側のＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−４は、新鮮空気によって強制空冷される。下流側のＣＰＵモジュール１８１−５〜１８１−８には、上流側のＣＰＵモジュール１８１−１〜１８１−４を通過して温度が上昇した空気に加えて、上記の空間２００を温度の上昇を伴わずに通過した新鮮空気によって強制空冷される。よって、下流側のＣＰＵモジュール１８１−５〜１８１−８の強制空冷は促進される。
The CPU modules 181-1 to 181-8 are forcibly air-cooled as follows by the air flow flowing in the Y1 direction from the Y2 side in the
ここで、空気の流れに直交するトンネルの断面において、トンネルの断面積に対する該トンネルの断面積から空気の流れをさえぎる部材が占める面積を差し引いた空隙の面積の比を考えてみる。本発明は、電子機器ユニットを空気の上流部から下流部に亘って、上流部、中流部、下流部に分け、各部における上記比の平均値が、上流部>中流部>下流部となるようになっているものであればよい。電子機器ユニットの空気の流れ方向上の途中の一部に、上記比が増加する部分があるような実施形態の電子機器ユニットも、本発明に包含されるものである。 Here, in the cross section of the tunnel orthogonal to the air flow, consider the ratio of the area of the air gap obtained by subtracting the area occupied by the member blocking the air flow from the cross sectional area of the tunnel to the cross sectional area of the tunnel. In the present invention, the electronic device unit is divided into an upstream part, a midstream part, and a downstream part from the upstream part to the downstream part of the air, and the average value of the above ratios in each part is upstream part> middle stream part> downstream part. Anything is acceptable. An electronic device unit of an embodiment in which there is a portion where the ratio increases in a part of the electronic device unit in the air flow direction is also included in the present invention.
１０．１０Ａ〜１０Ｇ 電子機器ユニット
１１ 回路基板
１２ トンネル
１３ カバー部材
１３ａ 天板部
１３ｂ，１３ｃ 側板部
１４−１、１４−２、１５−１、１５−２ モータファンユニット
２０−１〜２０−６ ＣＰＵ
２１ システム制御素子
２２−１、２２−２ メモリ制御素子
２３ クロック制御素子
２４ メモリカード
２５−１、２５−２ メモリカード群
２６ コネクタ
３０−１〜３０−６、３１、３２−１、３２−２、３３ ヒートシンク
６０、６１ 空間部
８２，８３ 領域
８５，８６ 流路
９１，９２，９３，９４，９５ 空気流
１００、１０１ 仕切り板
１０２，１０３ ガイド部材
１０５ 絞り板部材
１１０ 仕切り部材
１１１ 開口
１１２，１３０−１、１３０−２ 空間
１４０，１４１，１４２，２００ 空間部
１６０ 制御素子冷却用ヒートシンク
１６１ メモリカード
１６３ システム制御素子冷却用ヒートシンク
１６４ 受動部品
１８０ 回路基板
１８１−１〜１８１−８ ＣＰＵモジュール
１９０ 垂直の回路基板
１９２ ヒートシンク
１９３ コ字状のカバー部材
10.10A to 10G
21 System control element 22-1, 22-2
Claims (7)
前記半導体部品が前記冷媒の通り抜ける方向に複数列に実装されることにより第１の流路抵抗を有する第１の領域と、
前記冷媒の流れる方向に直交する方向で、前記第１の領域に隣接し、前記第１の流路抵抗より小さい第２の流路抵抗を有する第２の領域と、
前記第２の領域より下流側で前記半導体部品が実装されることにより前記第２の流路抵抗より大きい第３の流路抵抗を有する第３の領域とを含み、
前記トンネルを前記冷媒が通り抜ける方向に対して、前記第１の領域に複数列に実装された前記半導体部品が形成する列と列の間の距離より、前記第１の領域の下流側から前記第３の領域の上流側までの距離の方が大きくなるように構成されたことを特徴とする電子機器ユニット。 A circuit board, a plurality of heat-generating semiconductor components distributed and mounted on the circuit board in a state where the heat sink is mounted, and the heat sink are provided so as to cover the heat sink, and the refrigerant flows on the circuit board. An electronic device unit that cools the semiconductor component through the heat sink by forcibly flowing the coolant so as to pass through the tunnel.
A first region having a first flow path resistance by being mounted in a plurality of rows in a direction in which the semiconductor component passes through the refrigerant;
A second region having a second flow path resistance that is adjacent to the first region and is smaller than the first flow path resistance in a direction perpendicular to the direction in which the refrigerant flows;
A third region having a third flow path resistance larger than the second flow path resistance by mounting the semiconductor component downstream from the second region;
With respect to the direction in which the coolant passes through the tunnel, the distance from the downstream side of the first region to the first region is greater than the distance between the columns formed by the semiconductor components mounted in the first region in a plurality of rows. 3. An electronic device unit, characterized in that the distance to the upstream side of the area 3 is larger.
前記回路基板を覆う、前記冷媒の流路を形成するカバーが設けられ、
前記カバーは、天板部が前記回路基板と平行であることを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
A cover for covering the circuit board and forming a flow path for the refrigerant is provided;
The electronic device unit, wherein the cover has a top plate portion parallel to the circuit board.
前記回路基板の上流に配置される半導体部品は、当該領域で前記回路基枚の側方側に流路抵抗が大きい部品が配置されることを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
The electronic device unit according to claim 1, wherein the semiconductor component disposed upstream of the circuit board is configured such that a component having a large flow resistance is disposed on a side side of the circuit board in the region.
前記回路基板の下流に配置される半導体部品の前記冷媒が流れる方向に直交する向きの実装密度が、前記回路基板の上流に配置される半導体部品の前記冷媒が流れる方向に直交する向きの実装密度よりも高くなるように構成されたことを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
The mounting density of the semiconductor component arranged downstream of the circuit board in the direction perpendicular to the direction in which the refrigerant flows is the mounting density of the semiconductor component arranged in the upstream of the circuit board in the direction perpendicular to the direction in which the refrigerant flows. An electronic device unit characterized by being configured to be higher than that.
前記上流に配置される半導体部品の側面に、前記側流路と前記半導体部品との間を仕切る仕切り板を設けたことを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
An electronic device unit, wherein a partition plate for partitioning the side flow path and the semiconductor component is provided on a side surface of the semiconductor component disposed upstream.
前記第２の領域を流れる冷媒を、前記第１の領域の下流側に向けて誘導するガイド部材を設けたことを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
An electronic device unit comprising a guide member that guides the refrigerant flowing through the second region toward the downstream side of the first region.
前記回路基板の上に、前記冷媒を前記回路基板の側方に誘導する仕切り部材を有することを特徴とする電子機器ユニット。 The electronic device unit according to claim 1,
An electronic device unit comprising a partition member for guiding the refrigerant to a side of the circuit board on the circuit board.
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