JP2003243593A

JP2003243593A - 電子装置

Info

Publication number: JP2003243593A
Application number: JP2002045548A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Aoki; 均史青木; Junichi Kubota; 順一久保田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP3942456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ブラインを用いた集積回路素子の冷却効率を
改善した電子装置を提供する。【解決手段】集積回路素子６から熱移動が可能にこの
集積回路素子に取り付けられるコールドプレート１６
と、このコールドプレートで加熱されたブラインが循環
し、このブラインを冷却する熱交換器と、ブラインを貯
溜するリザーブタンク及びブラインを循環させるポンプ
と、コールドプレート中に設けられたブラインの配管２
３とを備え、コールドプレートの集積回路素子と相反す
る側に複数の放熱フィン６８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単一のケース内に
発熱対策を必要とするＣＰＵやＬＳＩなどの集積回路素
子が実装された回路基板を収納する電子装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、多数の半導体等を備えた素子や内
部配線を特殊な方法で一つの固体として結合した超小型
電子回路を備えたＣＰＵやＬＳＩなどの半導体集積回路
素子が多用されるようになってきている。この超小型電
子回路を備えた集積回路素子は作動する過程で大量の熱
を発生する。この集積回路素子の温度が上昇すると、そ
れ自体の動作が不安定となる不具合が発生してしまい、
更に温度が上昇すると半導体が破壊してしまう。そのた
め、放熱板を集積回路素子に取り付けて放熱板と空気と
を熱交換させ、集積回路素子の熱を空気中に放出して集
積回路素子を冷却し、ＣＰＵやＬＳＩなＤの集積回路素
子が高温による動作不安定や熱破壊に至ることを防止し
ていた。

【０００３】一方、通信回線を用いたデータ通信ネット
ワークや、建物内や敷地内などの限定された範囲内で私
設の回線を用いた高速データ転送を行うコンピュータネ
ットワーク（ＬＡＮ）においては、上記の如き集積回路
素子を用いた電子装置が多数設けられたサーバが使用さ
れている。即ち、このようなサーバでは多数の集積回路
素子の動作によって著しい温度上昇が生じるため、従来
ではサーバを設置した部屋全体を冷却装置で冷却し、そ
の冷気を電子装置内に取り込み、集積回路素子を冷却す
る方法が取られていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
電子装置の背面に設けられたプロペラファン（送風機）
によって冷気を取り込み、この電子装置内に生じる冷気
の流れが集積回路素子に当たるようにしているが、集積
回路素子には冷気の一部しか当たらず、冷却効率が良い
ものではなかった。

【０００５】従って、送風機によってケース内に取り込
まれた冷気の一部は、集積回路素子を冷却することなく
電子装置外に排出されてしまっていた。

【０００６】本発明は係る従来技術の課題を解決するた
めに成されたものであり、ブラインを用いた集積回路素
子の冷却効率を改善した電子装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の電子装置
は、単一のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素
子が実装された回路基板を収納するものであって、集積
回路素子から熱移動が可能にこの集積回路素子に取り付
けられるコールドプレートと、このコールドプレートで
加熱されたブラインが循環し、このブラインを冷却する
熱交換器と、ケースの一面の開口に設けられた送風ファ
ンから熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシ
ングと、熱交換器からコールドプレートへ向くブライン
の流れ中に順に設けられ、ブラインを貯溜するリザーブ
タンク及びブラインを循環させるポンプと、コールドプ
レート中に構成され、少なくとも一対の往復を成す直線
形状のブラインの流路とを備え、コールドプレートの集
積回路素子と相反する側に複数の放熱フィンを設けたこ
とを特徴とする。

【０００８】請求項２の発明の電子装置は、請求項１の
発明に加えて、放熱フィンにコールドプレート用送風装
置を取り付けたことを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明の電子装置は、請求項２の
発明に加えて、コールドプレート用送風装置は、遠心送
風型のファンを有することを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明の電子装置は、請求項１、
請求項２又は請求項３の発明に加えて、ケースの外周付
近の温度が＋３５℃以上の際に、コールドプレートの温
度が＋７０℃以下になるように少なくとも送風ファン又
はポンプの何れか一方を制御する制御部を備えることを
特徴とする。

【００１１】本発明によれば、単一のケース内に発熱対
策を必要とする集積回路素子が実装された回路基板を収
納する電子装置であって、集積回路素子から熱移動が可
能にこの集積回路素子に取り付けられるコールドプレー
トと、このコールドプレートで加熱されたブラインが循
環し、このブラインを冷却する熱交換器と、ケースの一
面の開口に設けられた送風ファンから熱交換器へつなが
る風路を構成するファンケーシングと、熱交換器からコ
ールドプレートへ向くブラインの流れ中に順に設けら
れ、ブラインを貯溜するリザーブタンク及びブラインを
循環させるポンプと、コールドプレート中に構成され、
少なくとも一対の往復を成す直線形状のブラインの流路
とを備え、コールドプレートの集積回路素子と相反する
側に複数の放熱フィンを設けたので、コールドプレート
の集積回路素子によって生じた熱を、ブラインによる冷
却に加えて、放熱フィンによって冷却することができる
ようになり、迅速且つ的確な集積回路素子の冷却を実現
することができるようになる。

【００１２】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
に加えて、放熱フィンにコールドプレート用送風装置を
取り付けたので、上記に加えて、コールドプレートよう
送風装置により強制的に放熱フィンを冷却することがで
きるようになり、より一層迅速且つ的確な集積回路素子
の冷却を実現することができるようになる。

【００１３】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
においてコールドプレート用送風装置は、遠心送風型の
ファンを備えているため、比較的に高さ寸法の少ないフ
ァンにてコールドプレートを強制的に冷却することがで
きるようになり、装置の小型化を図ることができるよう
になる。

【００１４】請求項４の発明によれば、請求項１、請求
項２又は請求項３の発明に加えて、ケースの外周付近の
温度が＋３５℃以上の際に、コールドプレートの温度が
＋７０℃以下になるように少なくとも送風ファン又はポ
ンプの何れか一方を制御する制御部を備えるので、コー
ルドプレートによる冷却能力を送風ファン又はポンプに
よって制御することができるようになる。これにより、
集積回路素子の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を
増大させ、素子の損傷発生を未然に回避することができ
るようになる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明を適用した電子装置の実
施例としてのサーバ１が複数台積載されたサーバラック
２の正面図、図２は本発明の電子装置の実施例としての
サーバ１の斜視図、図３はサーバ１のケース３の上面カ
バー４を取り外した状態の斜視図、図４は図３のサーバ
１の平面図である。

【００１６】各図において、実施例のサーバ（１Ｕサー
バ）１は、ネットワークに接続されたコンピュータへ各
種のサービスを提供する中心となるものであり、底面に
移動用のキャスター２Ａを有するサーバラック２のフレ
ーム２Ｂに取り付けられると共に、上下複数段に渡って
複数台が架設されている。そして、各サーバ１にＬＳＩ
やＣＰＵなどの半導体集積回路素子６が複数（又は単数
であってもよい）実装された回路基板５が収納されてい
る。また、サーバラック２の下部には各サーバ１へのタ
スクの分担や稼動状況などを管理するためのコントロー
ラ５２が設けられている。

【００１７】サーバ１は例えば高さ４５ｍｍ、幅４５０
ｍｍ、奥行き５３０ｍｍの薄型矩形状を呈したケース３
内に前記回路基板５やフレキシブルディスクドライブ３
１、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２、電源回路（ＰＯＷＥ
Ｒ）９、コネクタ（Ｉ／Ｏ）８などの電子部品の他、プ
レートフィンタイプの熱交換器１１、送風ファンとして
のクロスフローファン１４、ブライン循環用のポンプ１
５、ブラインを貯留するためのリザーブタンク２６、集
積回路素子６から熱移動可能に取り付けられて当該集積
回路素子６を冷却するためのコールドプレート１６など
から構成されたブライン冷却装置１０を収納して構成さ
れている。ケース３は前面３Ａ、底面３Ｂ、後面３Ｃ及
び左右側面３Ｄ、３Ｄを備え、上面が着脱可能な上面カ
バー４にて覆われている。

【００１８】この場合、ケース３の前面３Ａには向かっ
て右端に前記フレキシブルディスクドライブ３１及びＣ
Ｄ−ＲＯＭドライブ３２が臨んでおり、これらの左側に
は開口３０が形成されている。そして、この開口３０の
内方に対応して前記熱交換器１１がケース３内に配設さ
れている。この熱交換器１１は、１ｍｍから５ｍｍの間
隔で並べられたアルミ薄板などの熱良導性を有する複数
枚のプレート１２と、これらプレート１２に熱伝達可能
に貫通し、後述する如く内部をブラインが流れる蛇行状
のアルミニウム製配管１３とから構成されている。

【００１９】尚、プレート１２の間隔が狭いときは適切
な目の後述するエアフィルタ３４を用い、間隔が広いと
きはエアフィルタ３４の変わりにスリットなどの安全構
造を用いる。

【００２０】また、この熱交換器１１の開口３０側に当
該開口３０に対応して前記クロスフローファン１４のフ
ァンケーシング３９が配置される。これにより、クロス
フローファン１４は開口３０近傍に設けられる。ファン
ケーシング３９は開口３０から熱交換器１１につながる
風路を構成するためのもので、ファンケーシング３９の
開口３３はケース３の開口３０から下方に指向しながら
外部に臨むと共に、当該開口３３には塵埃除去用のエア
フィルタ３４が取り付けられる。

【００２１】また、ファンケーシング３９の開口３３の
上縁には湾曲した開口角度調整板３６が庇状に取り付け
られている。この開口角度調整板３６は、開口３３内の
上部に設けられた係止板３７に前後に所定間隔で突設さ
れたリブ３７Ａ・・に係脱自在とされており、前後に移
動させて係合するリブ３７Ａの位置を変更することによ
り、開口３３の上縁から突出する量を三段階で変更可能
とされている。これによりファンケーシング３９の延長
上の突出量を換えることができ、開口３３の下向きの角
度が例えば水平から１５°、３０°、４５°などの三段
階で変更可能とされると共に、この角度に合わせた方向
からの空気の吸い込みが有効に行われるようになるもの
である。

【００２２】ここで、この種サーバラック２が設置され
るコンピュータルームでは、冷却用の空気が床面側から
吹き出され、天井側から吸い込まれる循環経路が構成さ
れている。そして、サーバ１は前述の如くサーバラック
２に複数段取り付けられるが、上方のサーバ１では開口
３３の下向きの角度を浅くし（より水平に近い）、下方
のサーバ１では開口３３の下向きの角度を深くすること
により（より下方に向ける）、床面から上昇してくる冷
却用の空気を各段のサーバ１・・が開口３３から容易且
つ円滑に取り込んでケース３内に流通させることができ
るようになる。尚、この冷却用の空気（冷気）はケース
３内を流通し、ケース３の背面（後面）より吐出され
る。

【００２３】また、ファンケーシング３９にはクロスフ
ローファン１４の後側、即ち熱交換器１１側に位置して
整流用のフラップ板３８が取り付けられ、クロスフロー
ファン１４による空気が熱交換器１１に片寄って当たる
のを防止している。また、ファンケーシング３９の両側
には後方の熱交換器１１の複数枚のプレート１２・・・
の両側と下側まで延在する風路部材４１が一体に延長形
成されている。尚、この風路部材４１はファンケーシン
グ３９とは別体の延長部材にて構成してもよい。

【００２４】ここで、熱交換器１１のプレート１２の上
縁はケース３の上面カバー４に当接しており、下縁はケ
ース３の底面３Ｂに当接した風路部材４１の下面に当接
している。そして、最も外側のプレート１２の左右には
風路部材４１の左右面が位置するので、これらにより熱
交換器１１のケーシングが構成される。また、係るファ
ンケーシング３９の風路部材４１により、クロスフロー
ファン１４からの送風が熱交換器１１のプレート１２・
・・に集中することになる。

【００２５】これによって、ケース３内に吸い込まれた
空気は熱交換器１１のプレート１２・・間のみに案内さ
れるようになるので、それ以外の箇所に漏洩した場合に
生じる熱交換効率の低下を回避し、後述する熱交換器１
１におけるブライン流との熱交換効率が向上するように
なる。

【００２６】この場合、クロスフローファン１４は熱交
換器１１の空気流入側（前側）の長手方向（左右方向）
に沿って対応しており、開口３０（開口３３）から吸い
込んだ空気を熱交換器１１の長手方向に沿ってライン状
に供給する。これにより、クロスフローファン１４によ
り開口３０からケース３内に吸い込まれた空気を効率的
に熱交換器１１に吹き付けることができるようになる。
尚、１４Ｍはクロスフローファン１４のモータ（印加電
圧に応じて回転数が変化するＤＣモータ）であり、ファ
ンケーシング３９の外面に取り付けられている。

【００２７】一方、ケース３の後面３Ｃの左右には通気
口４２、４２が形成されており、各通気口４２、４２に
は排気用の送風ファン４３がそれぞれ取り付けられてい
る。そして、前記回路基板５は前記熱交換器１１とこれ
ら通気口４２、４２の間に位置してケース３の底面３Ｂ
上に取り付けられている。更に、前記電源回路９は左側
の通気口４２の内側に対応して設けられている。また、
回路基板５を囲む位置のケース３の左右側面３Ｄ、３Ｄ
には、回路基板５に対応する側面３Ｄ、３Ｄを内側に切
り起こすことにより、複数の通気口４４・・が形成され
ている（図６）。尚、通気口４４の切り起こしは斜め後
方に向けて指向している。

【００２８】クロスフローファン１４が運転されると、
開口３０からケース３内に吸い込まれた空気は熱交換器
１１に吹き付けられ、プレート１２・・・間を通過して
回路基板５に至る。その後、コールドプレート１６・
・、電源回路９の周辺を通過して送風ファン４３、４３
に吸い込まれ、通気口４２、４２から外部に排出され
る。これによって、ケース３内には開口３０から通気口
４２、４２に至る一連の通風路が構成される。

【００２９】また、係る通風によって側面３Ｄ、３Ｄに
形成された通気口４４からも新鮮な空気（熱交換器１１
を経ていない外気）が吸い込まれ、回路基板５上のコー
ルドプレート１６・・周辺を通過して同様に通気口４
２、４２から排出されることになる。これによって、熱
交換器１１と熱交換した空気でケース３内の温度が異常
上昇することを回避できると共に、コールドプレート１
６・・の空冷効果も向上する。また、通気口４４は切り
起こしにより形成されているので、ケース３の生産性も
向上する。

【００３０】熱交換器１１の配管１３のブラインの出口
１３Ａは熱交換器１１に向かって左側前部の上端に配置
されており、この出口１３Ａに接続された配管４６が前
記リザーブタンク２６の入口に接続されている。このリ
ザーブタンク２６の出口から接続された配管４７は前記
ポンプ１５の吸込口に接続され、このポンプ１５の吐出
口が後述するコールドプレート１６のアルミニウム製配
管２３の入口に接続される。そして、配管２３の出口は
配管４８を介して熱交換器１１の配管１３のブライン入
口１３Ｂに接続されてブライン冷却装置１０の環状のブ
ライン循環路を構成している。即ち、リザーブタンク２
６とポンプ１５は熱交換器１１の出口１３Ａからコール
ドプレート１６へ向かうブラインの流れ中に順に設けら
れている。そして、この環状のブライン循環路内にブラ
インが封入される。

【００３１】尚、ブラインとしては、集積回路素子６の
発熱で沸騰することの無い液状の熱媒体が用いられ、実
施例では不凍液が充填されている。また、ブラインとし
ては通常の水、純水やＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテ
ル）などでもよい。

【００３２】この場合、熱交換器１１の配管１３の入口
１３Ｂは熱交換器１１の左側前部における出口１３Ａの
真下にあり、これら入口１３Ｂと出口１３Ａ（少なくと
も出口１３Ａ）は前記コールドプレート１６よりも高い
位置に配置されている。また、熱交換器１１の下方に対
応する位置のケース３の底面３Ｂは、他の部分よりも高
く設定されており（図７）、これにより、熱交換器１１
の向かって左側には熱交換器１１の下端よりも低い低位
部４９が構成されている。そして、前記熱交換器１１の
配管１３の出口１３Ａ及び入口１３Ｂ、配管４６及び４
８とリザーブタンク２６、ポンプ１５及び配管４７（こ
れら配管がブラインが循環する管路となる）などは全て
この低位部４９上若しくはその上方に対応して配置され
ている。

【００３３】前記回路基板５は、この低位部４９の上面
よりも高い位置にスペーサでかさ上げられて取り付けら
れる。また、リザーブタンク２６とポンプ１５は低位部
４９上の前部に配置されている。更に、低位部４９の上
面は全体として前方に低く傾斜しており（図８）、最も
低い前端部にはブラインが溜まった際にこのブラインを
検知する検知センサ５１が取り付けられている。

【００３４】このような構成により、熱交換器１１の配
管１３の出入口１３Ａ、１３Ｂや各配管４６、４７、４
８、２３、リザーブタンク２６、ポンプ１５などの接続
部分やそれらに亀裂・損傷が生じてブラインが漏洩した
場合にも、漏出したブラインはケース３の底面３Ｂの低
位部４９の傾斜に沿って流下し、低位部４９内の前部に
収集されるようになる。これにより、回路基板５やそこ
に取り付けられた集積回路素子６、ポンプ１５や熱交換
器１１などがブラインに浸漬されて故障を起こす不都合
をできるだけ遅延させ、且つ、回避することができるよ
うになる。

【００３５】特に、熱交換器１１の出口１３Ａはコール
ドプレート１６より高い位置にあるので、出口１３Ａ部
分で配管４８との接続不良が発生しても、後述する如く
ポンプ１５が停止されるまでに熱交換器１１内から漏れ
出るブラインの量を最小限に抑えることが可能となる。
尚、低位部４９に漏れ出たブラインは前述の検知センサ
５１により検知され、後述する如くポンプ１５の停止及
び警報出力などが実行されることになる。また、低位部
４９及び熱交換器１１と回路基板５との間には、ケース
３の底面３Ｂからリブ５０が立設されてブラインが漏れ
た際にブラインが回路基板５の側へ流れるのを防止して
いる。

【００３６】回路基板５には前述の如く複数（本実施例
では３個であるが単数であってもよい）の半導体集積回
路素子６が取り付けられており、各集積回路素子６・・
は所定の間隔で直線的に配置されると共に、各集積回路
素子６・・はそれぞれソケット７を介して回路基板５に
取り付けられている（図９）。そして、これらの各集積
回路素子６・・にコールドプレート１６がそれぞれ交熱
的に取り付けられると共に、コールドプレート１６と集
積回路素子６との間には、熱伝導率の高いグリス２４が
塗布されている。該グリス２４は、集積回路素子６とコ
ールドプレート１６とを隙間なく密着し、それによって
集積回路素子６の熱を効率よくコールドプレート１６に
伝達する。尚、前記グリス２４の代わりに後述する如き
熱伝導性の良い弾性のあるシート材を用いてもよい。

【００３７】コールドプレート１６は、例えば、熱伝導
率の高い（熱良導性）アルミニウム板二枚をカシメて結
合することにより構成されている。コールドプレート１
６は集積回路素子６側に位置する板状の熱伝導材として
のベース部材１７と、ベース部材１７に密着して張り合
わせられる板状の熱伝導材としての蓋部材１８とから構
成され、このベース部材１７と蓋部材１８間には前述し
た配管２３が挟持される（図９）。

【００３８】ベース部材１７には前端から後端に渡って
パイプ溝２１が複数（本実施例では１対）形成されると
共に、パイプ溝２１は所定の間隔を存して平行に形成さ
れている（図１０）。該パイプ溝２１、２１は配管２３
の外周形状と同等の半円弧形状としてベース部材１７に
凹陥形成されると共に、両パイプ溝２１、２１はそれぞ
れベース部材１７の両側から所定の間隔を存して内側に
形成されている。

【００３９】また、一方のパイプ溝２１とベース部材１
７の一側との間には所定の深さ、所定の幅の係合溝（凹
部）１９がベース部材１７の前端から後端に渡って形成
されている。この係合溝１９は断面略コ字状に形成され
ると共に、パイプ溝２１と略平行にベース部材１７に凹
陥形成されている。また、両パイプ溝２１間にもベース
部材１７の前端から後端に渡ってパイプ溝２１と平行に
係合溝１９Ａが形成されており、この係合溝１９Ａは前
記係合溝１９と同様に形成されている。

【００４０】また、ベース部材１７にはその前端から後
端に渡って所定の高さ、所定の幅の係合突部（凸部）２
０Ｂが形成されている。この係合突部２０Ｂはベース部
材１７より突出形成されると共に、一方のパイプ溝２１
と係合溝１９Ａとの間に位置してパイプ溝２１と平行に
形成されている。更に、ベース部材１７にはその前端か
ら後端に渡って係合突部２０Ｃが形成され、この係合突
部２０Ｃは係合突部２０Ｂと同様の形状に形成され、他
方のパイプ溝２１に対して係合溝１９Ａと反対側に位置
されている。即ち、ベース部材１７の一側から順に係合
溝１９、パイプ溝２１、係合突部２０Ｂ、係合溝１９
Ａ、パイプ溝２１、係合突部２０Ｃが所定の間隔で形成
されると共に、これらは全てベース部材１７の一面側に
形成されている。

【００４１】一方、前記蓋部材１８にもパイプ溝２１が
複数（２つ）形成されており、これらのパイプ溝２１は
ベース部材１７に形成されたパイプ溝２１と同様の形状
に形成されている。蓋部材１８に形成された両パイプ溝
２１は蓋部材１８をベース部材１７に重合させた際にベ
ース部材１７に形成された両パイプ溝２１に対向する位
置に形成され、ベース部材１７と蓋部材１８とに形成さ
れたパイプ溝２１間にそれぞれパイプ２３、２３が挟持
されることになる。

【００４２】ここで、配管２３と蓋部材１８の間には厚
さ５０μなどの薄いグラファイトシートなどから成る熱
伝導性と弾性を備えたシート材５３が介設され、ベース
部材１７、配管２３及び蓋部材１８間に挟持される。
尚、シート材は配管２３のベース部材１７側でもよい。
また、前述の如く集積回路素子６とコールドプレート１
６間に設けてもよく、コールドプレート１６の上面に張
り付けても良い。また、シート材５３の材料としては銅
箔なども考えられる。

【００４３】このシート材５３は、面方向への熱伝導性
が高く、これにより、配管２３とベース部材１７及び蓋
部材１８との間の熱移動を広い範囲で良好に行わせ、熱
伝導効率を向上させることができるようになる。係る作
用により、集積回路素子６からコールドプレート１６の
配管２３内を流れるブラインへの熱移動が極めて円滑に
行われるようになる。尚、係るシート材５３を設けない
面（例えば図１０のベース部材１７の上面）に前述同様
のグリスを塗布してもよい。

【００４４】この場合、蓋部材１８にはその前端から後
端に渡って係合突部２０Ｂ、２０Ｃと同様の係合突部２
０、２０Ａが形成されている。この係合突部２０、２０
Ａは、ベース部材１７に形成された係合溝１９、１９Ａ
に対向する位置に形成されると共に、両係合突部２０、
２０Ａは蓋部材１８をベース部材１７に重合させる際
に、それぞれ係合溝１９、１９Ａ内に圧入嵌合される。
また、蓋部材１８にはその前端から後端に渡って係合溝
１９、１９Ａと同様の係合溝１９Ｂ、１９Ｃが形成され
ている。この係合溝１９Ｂ、１９Ｃはベース部材１７に
形成された係合突部２０Ｂ、２０Ｃに対向する位置に形
成されると共に、蓋部材１８をベース部材１７に重合さ
せる際に、両係合溝１９Ｂ、１９Ｃ内にそれぞれ係合突
部２０Ｂ、２０Ｃが圧入嵌合される。

【００４５】即ち、コールドプレート１６はベース部材
１７と蓋部材１８（パイプ溝２１、２１）間に配管２
３、２３と前述のシート材５３を挟持した状態で重合
し、係合溝１９、１９Ａに係合突部２０、２０Ａを、係
合溝１９Ｂ、１９Ｃに係合突部２０Ｂ、２０Ｃを圧入嵌
合してカシメることにより、ベース部材１７と蓋部材１
８を密着固定する。このとき、配管２３、２３の外周は
ベース部材１７及び蓋部材１８（シート材５３を介す
る）に密着固定される。また、両配管２３、２３はベー
ス部材１７及び蓋部材１８の前後端より外方にする。

【００４６】このように構成したコールドプレート１６
を実施例では３つ準備し、各コールドプレート１６・・
の配管２３の端部をそれぞれコネクタ２３Ａにて連結す
る。このとき、各コールドプレート１６・・は回路基板
５に取り付けられた３個の集積回路素子６上にそれぞれ
位置する寸法にて連結されると共に、一側のコールドプ
レート１６の端部の配管２３はベンドパイプ（円弧状の
パイプ）２３Ｂで接続する。

【００４７】このように各コールドプレート１６・・を
接続することにより、各コールドプレート１６・・間に
渡る一対の往復を成した直線形状のブライン流路が構成
されることになる。尚、配管２３を更に多く設けること
で、各コールドプレート１６・・間に複数対の直線形状
のブライン流路を構成してもよい。そして、各コールド
プレート１６・・は、各集積回路素子６・・上に前述の
如き熱伝導率の高いグリス２４を介して当接固定される
（図９）。

【００４８】そして、コールドプレート１６は図１９に
示すようにソケット７との間に集積回路素子６を挟み込
んだ状態で、弾性金属バネ板から成るクリップ６９によ
りソケット７に着脱可能に固定される。更に、コールド
プレート１６の蓋部材１８の上面、即ち、集積回路素子
６が当接する下面とは相反する側の面には複数のアルミ
ニウム製放熱フィン６８・・が取り付けられる。

【００４９】このとき、放熱フィン６８にはクリップ６
９が挿入できる切欠６８Ａが形成されている。また、こ
の放熱フィン６８・・・の上面にはコールドプレート１
６用の送風装置７１が取り付けられている（これらは図
３、図４では図示せず）。この送風装置７１は厚さ寸法
の小さい遠心送風型のターボファンから構成されてお
り、下方の放熱フィン６８・・・側から空気を吸引し、
側面の吐出口７２から吐出する。

【００５０】係る構成により、後述するブラインによる
冷却に加えて、放熱フィン６８からの熱の放散と送風装
置７１による強制通風でコールドプレート１６は強力に
冷却されるようになり、集積回路素子６の冷却を迅速且
つ的確に達成することができるようになる。また、送風
装置７１は遠心送風型のファンであるので、高さ寸法の
拡大を最小限として小型化を図ることが可能となる。

【００５１】以上の如く連結された３つのコールドプレ
ート１６・・のうち、ベンドパイプ２３Ｂの反対側に位
置するコールドプレート１６の配管２３の向かって左端
部は、前述の如くポンプ１５からの吐出口と熱交換器１
１への配管４８に低位部４９上方で接続される。

【００５２】次に、図１１はサーバ１のブライン冷却装
置１０の電気回路図を示している。この図において５４
は、制御部及び検出部を構成する汎用のマイクロコンピ
ュータであり、このマイクロコンピュータ５４の入力ポ
ートには前記各コールドプレート１６・・に交熱的に取
り付けられてこれらコールドプレート１６・・の温度を
それぞれ検出する（又は集積回路素子６の近傍でその温
度を検出する）ためのサーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ
３と、熱交換器１１の配管１３の入口１３Ｂ若しくはそ
れに接続される配管４８に交熱的に取り付けられてブラ
インの熱交換器１１への戻り温度を検出するサーミスタ
ＴＨ４が接続されている。

【００５３】また、マイクロコンピュータ５４の入力ポ
ートにはブラインの戻り温度の最高値Ｔｍａｘ（例えば
＋８０℃など）を設定するための抵抗（ボリュームな
ど）５６が接続されており、更にモードスイッチ５７も
接続されている。また、マイクロコンピュータ５４のＡ
／Ｄ（アナログ／デジタル変換）入力ポートには前記検
知センサ５１の温度検知に基づいて変化する電圧が印加
されると共に、マイクロコンピュータ５４のＲＥＳＥＴ
入力ポートにはパワーＯＮ（電源供給に連動した）リセ
ット信号が入力される。更に、マイクロコンピュータ５
４は前記コントローラ５２との間でデータの授受を行
う。

【００５４】マイクロコンピュータ５４の出力ポートか
ら出力される信号はバッファを介してスイッチング電源
回路ＳＷ１とＳＷ２に供給されてスイッチング電源回路
ＳＷ１、ＳＷ２の出力電圧が本実施例では＋６Ｖ〜＋１
２Ｖの範囲で制御される。また、リレー５８（リレーコ
イル）の通電を制御するトランジスタ５９もバッファを
介して接続され、マイクロコンピュータ５４によってＯ
Ｎ／ＯＦＦが制御される。また、マイクロコンピュータ
５４の出力にはＬＥＤ表示器６１も接続されている。

【００５５】各スイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２に
は電源回路９が出力するＤＣ＋１２Ｖが供給されてお
り、スイッチング電源回路ＳＷ１の出力は抵抗６２とリ
レー５８の常開接点５８Ａを介して前記ポンプ１５のモ
ータ１５Ｍに供給される。また、スイッチング電源回路
ＳＷ２の出力は抵抗６３とリレー５８の常開接点５８Ｂ
を介して前記クロスフローファン１４のモータ１４Ｍに
供給される。

【００５６】更に、スイッチング電源回路ＳＷ１の出力
側には抵抗６２と並列に抵抗６４及びフォトカプラＰＨ
１の発光ダイオードの直列回路が接続されており、この
フォトカプラＰＨ１のフォトトランジスタの出力はマイ
クロコンピュータ５４の入力ポートに接続されている。
また、スイッチング電源回路ＳＷ２の出力側にも抵抗６
３と並列に抵抗６６及びフォトカプラＰＨ２の発光ダイ
オードの直列回路が接続されており、このフォトカプラ
ＰＨ２のフォトトランジスタの出力はマイクロコンピュ
ータ５４の入力ポートに接続されている。

【００５７】以上の構成で、次に図１２乃至図１４に示
すフローチャートを参照しながらマイクロコンピュータ
５４の制御によるサーバ１のブライン冷却装置１０の動
作を説明する。電源が投入されると、マイクロコンピュ
ータ５４には図１２のステップＳ１でパワーＯＮリセッ
ト信号が入力される。このリセット信号としてはマイク
ロコンピュータ５４はリレー５８、フォトカプラＰＨ
１、ＰＨ２の電源となるＤＣ＋５Ｖによるエッジトリガ
ーが利用される。

【００５８】次に、マイクロコンピュータ５４はステッ
プＳ２で抵抗５６にて設定されたブラインの戻り温度の
最高値Ｔｍａｘを判断して記憶部（メモリ）に格納す
る。実施例ではＴｍａｘとして＋８０℃が設定されいち
るものとする。次に、マイクロコンピュータ５４はステ
ップＳ３で自らの機能として有するタイマー（例えば５
分タイマー）のカウントを開始する。そして、ステップ
Ｓ４でタイマーのカウントが５分経過したか否か判断
し、経過していなければステップＳ５に進んでスイッチ
ング電源回路ＳＷ１とＳＷ２にＤＣ＋１２Ｖを出力する
旨の電圧信号をそれぞれ出力し、トランジスタ５９をＯ
Ｎしてリレー５８に通電する。このリレー５８の通電に
よって各接点５８Ａ、５８Ｂは閉じる。

【００５９】これにより、ポンプ１５のモータ１５Ｍと
クロスフローファン１４のモータ１４ＭにはそれぞれＤ
Ｃ＋１２Ｖが給電され、何れも最高能力で運転される。
クロスフローファン１４が運転されると、前述の如くケ
ース３の開口３０から空気（外気）が吸い込まれて熱交
換器１１の長手方向に沿ってライン状に吹き付けられ
る。これによって、熱交換器１１のプレート１２・・や
配管１３を空冷した後の空気は、回路基板５のコールド
プレート１６・・や電源回路９周辺を経て空冷した後、
送風ファン４３、４３により通気口４２、４２から外部
に排出される。

【００６０】また、前述の如く側面３Ｄ、３Ｄの通気口
４４・・・からも新鮮な空気（外気）が吸引され、回路
基板５のコールドプレート１６・・や電源回路９周辺を
経て空冷した後、同様に通気口４２、４２から外部に排
出される。

【００６１】一方、ポンプ１５が運転されることによ
り、吐出口からはブラインが吐出され、配管２３を経る
過程で各コールドプレート１６・・・と次々に熱交換し
た後、配管４８から熱交換器１１の配管１３の入口１３
Ｂに至る。入口１３Ｂに入ったブラインは熱交換器１１
内部の配管１３を蛇行状に通過する過程で配管１３自体
やプレート１２・・と熱交換し、クロスフローファン１
４からの通風によって冷却される。

【００６２】そして、熱交換器１１の配管１３の出口１
３Ａから出たブラインは、配管４６を経てリザーブタン
ク２６に至り、このリザーブタンク２６を経て再びポン
プ１５の吸込口から吸引される循環を繰り返す。このよ
うにして熱交換器１１にて空冷されるブラインによりコ
ールドプレート１６・・を冷却し、各コールドプレート
１６・・によって各集積回路素子６・・を冷却する。

【００６３】尚、マイクロコンピュータ５４はステップ
Ｓ６でフォトカプラＰＨ１とＰＨ２のフォトトランジス
タがＯＮしているか否か判断している。ここで、スイッ
チング電源回路ＳＷ１やＳＷ２から出力が発生していな
い場合には、フォトカプラＰＨ１やＰＨ２の発光ダイオ
ードは発光せず、各フォトトランジスタはＯＦＦしてい
る。マイクロコンピュータ５４はこれらフォトカプラＰ
Ｈ１、ＰＨ２のフォトトランジスタがＯＮしている場合
には各スイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２から出力が
発生しているものと判断してステップＳ４に戻るが、フ
ォトカプラＰＨ１、ＰＨ２のフォトトランジスタがＯＦ
Ｆしている場合には、ポンプ１５、クロスフローファン
１４が呈している異常が考えられるので、ステップＳ６
からステップＳ７に進んでＬＥＤ表示器６１に異常表示
を行うことで警報を出力する。

【００６４】マイクロコンピュータ５４は電源投入後、
前記タイマーがカウントアップするまで係る最高能力に
よるクロスフローファン１４とポンプ１５の運転を継続
することで、サーバ１の起動時の発熱に対応し、同時に
ブライン冷却装置１０の冷却能力を安定させる。そし
て、電源投入から５分が経過してタイマーがカウントア
ップすると、マイクロコンピュータ５４はステップＳ４
からステップＳ８に進み、サーミスタＴＨ４が検出する
ブラインの戻り温度が最高値Ｔｍａｘ以上か否か判断す
る。

【００６５】各コールドプレート１６・・と熱交換して
戻ってきたブラインの温度がＴｍａｘ以上の温度に上昇
している場合、マイクロコンピュータ５４はステップＳ
１２に進んで前述同様にクロスフローファン１４とポン
プ１５の最高能力の運転を継続し、ステップＳ１３でＬ
ＥＤ表示器６１に異常表示を行ってステップＳ８に戻
る。これによって、コールドプレート１６が集積回路素
子６を有効に冷却していない状況が考えられるので警報
する。

【００６６】一方、ステップＳ８でブラインの戻り温度
がＴｍａｘより低い場合には、ステップＳ９に進んで各
サーミスタＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３の検出する各コール
ドプレート１６・・の温度をそれぞれ取り込む。そし
て、サーミスタＴＨ１〜ＴＨ３の中から最も高い温度を
選択してＴ０とする。次に、ステップＳ１０でＴ０がＴ
ｍａｘ−５（即ち＋７５℃）以上か否か判断し、以上の
場合にはステップＳ１４に進んで前述同様にクロスフロ
ーファン１４とポンプ１５を最高能力で運転する。そし
て、ステップＳ８に戻る。

【００６７】ステップＳ１０でＴ０がＴｍａｘ−５より
低い場合には、ステップＳ１１に進んで今度はＴ０がＴ
ｍａｘ−４０（即ち＋４０℃）以上か否か判断する。そ
して、Ｔ０がＴｍａｘ−４０以上、Ｔｍａｘ−５未満
（即ち、＋４０℃以上＋７５℃未満）である場合、マイ
クロコンピュータ５４は図１３のステップＳ２０に進
む。

【００６８】ステップＳ２０でマイクロコンピュータは
今回のＴ０及び前回のＴ０と今回のＴ０との偏差（変化
分）で求まるΔＴに基づいて、予めＰＩＤ（比例微分積
分）又はファジー演算により計算されたデータテーブル
からスイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２の出力電圧の
増減値ΔＶを得る。この場合のルーチンサイクルは例え
ば０．５秒であり、ステップＳ２０における演算では、
ケース３の外周付近の温度が＋３５℃以上であるとき
に、コールドプレート１６の温度が＋５０℃〜＋７０℃
の設定値となるように、ブラインの温度上昇に応じてポ
ンプ１５やクロスフローファン１４の能力を上昇させ、
温度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成され
る。

【００６９】尚、この設定値はサーバ１の稼動率に応じ
てコントローラ５２が制御してもよく、また、手動にて
任意に設定できる構造としてもよい。

【００７０】そして、マイクロコンピュータ５４はステ
ップＳ２１で各スイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２に
出力する電圧信号Ｖｎｅｗを現在の電圧信号＋上記ΔＶ
とすると共に、ステップＳ２２で電圧信号Ｖｎｅｗが下
限のＤＣ＋８Ｖと上限の＋１２Ｖの範囲を超えないよう
に電圧信号を補正し、リレー５８を通電する。これによ
り、ポンプ１５とクロスフローファン１４は調整された
能力で運転されることになる。

【００７１】尚、マイクロコンピュータ５４はステップ
Ｓ２４で前述同様にフォトカプラＰＨ１とＰＨ２のフォ
トトランジスタがＯＮしているか否か判断し、スイッチ
ング電源回路ＳＷ１やＳＷ２から出力が発生しておら
ず、フォトカプラＰＨ１やＰＨ２の発光ダイオードは発
光せず、各フォトトランジスタがＯＦＦしている場合に
は、ステップＳ２５で前述同様にＬＥＤ表示器６１に異
常表示を行うことで警報を出力する。各スイッチング電
源回路ＳＷ１、ＳＷ２が正常であればステップＳ８に戻
る。

【００７２】他方、ステップＳ１１でＴ０がＴｍａｘ−
４０（即ち＋４０℃）より低い場合、マイクロコンピュ
ータ５４は図１４のステップＳ１５に進み、モードスイ
ッチ５７がＯＮされているか否か判断する。今、モード
スイッチ５７がＯＮされているものとすると、マイクロ
コンピュータ５４はステップＳ１５からステップＳ１７
に進んでスイッチング電源回路ＳＷ１にＤＣ＋８Ｖの電
圧信号を出力し、スイッチング電源回路ＳＷ２には０Ｖ
の電圧信号を出力してリレー５８を通電する。

【００７３】これにより、ポンプ１５は最低能力で運転
され、ブライン冷却装置１０のブライン循環路内に最低
限のブライン循環を確保しつつ、クロスフローファン１
４は停止して通風は中断する。これによって、ブライン
の戻り温度が＋４０℃より低い場合、モードスイッチ５
７がＯＮされていれば、マイクロコンピュータ５４はブ
ライン冷却装置１０による集積回路素子６の最低限の冷
却を維持する。尚、ステップＳ１８では同様にフォトカ
プラＰＨ１のフォトトランジスタによりスイッチング電
源回路ＳＷ１の出力が発生しているか否か判断し、発生
していない場合には同様にＬＥＤ表示器６１にて異常表
示を行う。そして、何れの場合にもステップＳ８に戻
る。

【００７４】一方、モードスイッチ５７がＯＦＦされて
いる場合、マイクロコンピュータ５４はステップＳ１５
からステップＳ１６に進んでスイッチング電源回路ＳＷ
１及びＳＷ２に０Ｖの電圧信号を出力し、リレー５８を
非通電としてステップＳ８に戻る。即ち、ブラインの戻
り温度が＋４０℃より低い場合、モードスイッチ５７が
ＯＦＦされている場合には、マイクロコンピュータ５４
はブライン冷却装置１０による集積回路素子６の冷却を
停止する。

【００７５】次に図１５、図１６のフローチャートはマ
イクロコンピュータ５４による制御の他の実施例を示し
ている。サーバラック２に設けられたコントローラ５２
は各サーバ１・・とのデータ通信により、それぞれに設
けられた集積回路素子６・・の稼動率を計算している。
この稼動率から集積回路素子６の温度上昇は把握できる
が、各稼動率はマイクロコンピュータ５４に送信されて
いる。この場合のフローチャートはこの稼動率を使用し
て制御を行うものである。

【００７６】即ち、電源が投入されると、マイクロコン
ピュータ５４には図１５のステップＳ３１で前述同様の
パワーＯＮリセット信号が入力される。次に、マイクロ
コンピュータ５４はステップＳ３２で抵抗５６にて設定
されたブラインの戻り温度の最高値Ｔｍａｘを判断して
記憶部（メモリ）に格納する。この場合も、Ｔｍａｘと
して＋８０℃が設定されいちるものとする。次に、マイ
クロコンピュータ５４はステップＳ３３で自らの機能と
して有するタイマー（前述の５分タイマー）のカウント
を開始する。そして、ステップＳ３４でタイマーのカウ
ントが５分経過したか否か判断し、経過していなければ
ステップＳ３５に進んでスイッチング電源回路ＳＷ１と
ＳＷ２にＤＣ＋１２Ｖを出力する旨の電圧信号をそれぞ
れ出力し、トランジスタ５９をＯＮしてリレー５８に通
電する。このリレー５８の通電によって各接点５８Ａ、
５８Ｂは閉じる。

【００７７】これにより、ポンプ１５のモータ１５Ｍと
クロスフローファン１４のモータ１４ＭにはそれぞれＤ
Ｃ＋１２Ｖが給電され、前述同様に何れも最高能力で運
転される。また、マイクロコンピュータ５４はステップ
Ｓ３６でフォトカプラＰＨ１とＰＨ２のフォトトランジ
スタがＯＮしているか否か判断し、スイッチング電源回
路ＳＷ１やＳＷ２から出力が発生していてフォトカプラ
ＰＨ１、ＰＨ２のフォトトランジスタがＯＮしている場
合には各スイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２から出力
が発生しているものと判断してステップＳ３４に戻る
が、フォトカプラＰＨ１、ＰＨ２のフォトトランジスタ
がＯＦＦしている場合には、ステップＳ３６からステッ
プＳ３７に進んでＬＥＤ表示器６１に異常表示を行うこ
とで警報を出力する。

【００７８】マイクロコンピュータ５４は電源投入後、
前記タイマーがカウントアップするまで係る最高能力に
よるクロスフローファン１４とポンプ１５の運転を継続
することで、ブライン冷却装置１０の冷却能力を安定さ
せる。そして、電源投入から５分が経過してタイマーが
カウントアップすると、マイクロコンピュータ５４はス
テップＳ３４からステップＳ３８に進み、サーミスタＴ
Ｈ４が検出するブラインの戻り温度が最高値Ｔｍａｘ以
上か否か判断する。

【００７９】各コールドプレート１６・・と熱交換して
戻ってきたブラインの温度がＴｍａｘ以上の温度に上昇
している場合、マイクロコンピュータ５４はステップＳ
４２に進んで前述同様にクロスフローファン１４とポン
プ１５の最高能力の運転を継続し、ステップＳ４３でＬ
ＥＤ表示器６１に異常表示を行ってステップＳ３８に戻
る。これによって、集積回路素子６・・が異常高温度と
なっていることを警報する。

【００８０】一方、ステップＳ３８でブラインの戻り温
度がＴｍａｘより低い場合には、ステップＳ３９に進ん
でコントローラ５２から送られてくる各集積回路素子６
・・の稼動率Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３をそれぞれ取り込む。そ
して、稼動率Ｆ１〜Ｆ３の中から最も高い稼動率を選択
してＦ０とする。次に、ステップＳ４０でＦ０が例えば
８０％以上か否か判断し、以上の場合にはステップＳ４
４に進んで前述同様にクロスフローファン１４とポンプ
１５を最高能力で運転する。そして、ステップＳ３８に
戻る。

【００８１】ステップＳ４０でＦ０が８０％より低い場
合には、ステップＳ４１に進んで今度はＦ０が例えば４
０％以上か否か判断する。そして、Ｆ０が４０％以上、
８０％未満である場合、マイクロコンピュータ５４は図
１６のステップＳ５０に進む。

【００８２】ステップＳ５０でマイクロコンピュータは
前回のＦ０と今回のＦ０との偏差（変化分）に基づい
て、予めＰＩＤ（比例微分積分）又はファジー演算によ
り計算されたデータテーブルからスイッチング電源回路
ＳＷ１、ＳＷ２の出力電圧の増減値ΔＶを得る。この場
合のルーチンサイクルは例えば０．５秒であり、ステッ
プＳ５０における演算では、ケース３外の温度が＋３５
℃であるときに、コールドプレート１６の温度が＋７０
℃以下となるように、ブラインの温度上昇に応じてポン
プ１５やクロスフローファン１４の能力を上昇させ、温
度低下に応じて能力を減少させる方向の計算が成され
る。

【００８３】そして、マイクロコンピュータ５４はステ
ップＳ５１で各スイッチング電源回路ＳＷ１、ＳＷ２に
出力する電圧信号Ｖｎｅｗを現在の電圧信号＋上記ΔＶ
とすると共に、ステップＳ５２で電圧信号Ｖｎｅｗが下
限のＤＣ＋８Ｖと上限の＋１２Ｖの範囲を超えないよう
に電圧信号を補正し、リレー５８を通電する。これによ
り、ポンプ１５とクロスフローファン１４は調整された
能力で運転されることになる。係る制御により、集積回
路素子６の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を増大
させ、素子の損傷発生を未然に回避することができるよ
うになる。

【００８４】尚、マイクロコンピュータ５４はステップ
Ｓ５４で前述同様にフォトカプラＰＨ１とＰＨ２のフォ
トトランジスタがＯＮしているか否か判断し、スイッチ
ング電源回路ＳＷ１やＳＷ２から出力が発生しておら
ず、フォトカプラＰＨ１やＰＨ２の発光ダイオードは発
光せず、各フォトトランジスタがＯＦＦしている場合に
は、ステップＳ５５で前述同様にＬＥＤ表示器６１に異
常表示を行うことで警報を出力する。各スイッチング電
源回路ＳＷ１、ＳＷ２が正常であればステップＳ３８に
戻る。

【００８５】他方、ステップＳ４１でＦ０が４０％より
低い場合、マイクロコンピュータ５４は図１４のステッ
プＳ１５に進み、以後同様の制御を実行する。尚、図１
４における制御は前述同様であるので説明を省略する。
このように集積回路素子６・・の稼動率によってもブラ
イン冷却装置１０の制御が可能となる。

【００８６】ここで、マイクロコンピュータ５４は検知
センサ５１がブラインを検知すると、それに応答してＬ
ＥＤ表示器６１に異常表示を行って警報を出力する。同
時にスイッチング電源回路ＳＷ１に０Ｖの電圧信号を出
力してポンプ１５を停止させる。これによって、ブライ
ンの漏洩量を最小限に抑える。尚、スイッチング電源回
路ＳＷ２には例えば最大の＋１２Ｖの電圧信号を出力し
て最大能力でケース３内に送風し、ケース３内の冷却を
確保する。

【００８７】このように、熱交換器１１の配管１３の出
入口１３Ａ、１３Ｂや各配管４６、４７、４８、２３、
リザーブタンク２６、ポンプ１５などの接続部分でブラ
インが漏洩し、漏出したブラインがケース３の底面３Ｂ
の低位部４９内の前部に溜まって検知センサ５１により
検知されると、ＬＥＤ表示器６１にて警報が出力される
ので、使用者は係るブラインの漏洩故障に対して迅速に
メンテナンスできるようになる。また、ポンプ１５も停
止されるので、ブラインの強制的な漏出は停止する。ま
た、前述の如く熱交換器１１の出口１３Ａはコールドプ
レート１６より高い位置にあるので、出口１３Ａ部分で
漏出が生じた場合にはポンプ１５の停止により熱交換器
１１内のブラインはその内部に留まることになる。従っ
て、熱交換器１１からのブラインの漏出量は最小限に抑
えられる。

【００８８】次に、図１７及び図１８はクロスフローフ
ァン１４の配置に関するサーバ１の他の実施例の構造を
示している。尚、各図において図４、図５と同一符号は
同一若しくは同様の機能を奏するものとする。この場
合、ケース３の後面３Ｃに開口６７が形成されており、
この開口６７の内方に対応してクロスフローファン１４
のファンケーシング３９が配置されている。これによ
り、クロスフローファン１４は開口６７近傍に設けられ
る。

【００８９】この場合のファンケーシング３９はクロス
フローファン１４から前方の熱交換器１１につながる風
路を構成するためのもので、ファンケーシング３９の開
口３３はケース３の開口６７から上方に指向しながら外
部に臨むと共に、当該開口３３には同様の塵埃除去用の
フィルタ３４が取り付けられている。

【００９０】クロスフローファン１４が運転されると、
前方のケース３内の回路基板５周辺の空気を吸引する。
これにより、前面３Ａの開口３０や前述の側面３Ｄ、３
Ｄの通気口４４・・・から空気が吸引され、熱交換器１
１などの熱交換した後、クロスフローファン１４により
開口３３（開口６７）から外部に吐出される。これによ
って、前述同様に集積回路素子６・・を冷却するブライ
ン冷却装置１０の熱交換器１１やコールドプレート１６
・・などを空冷できるようになる。

【００９１】このときファンケーシング３９の開口３３
の下縁に湾曲した開口角度調整板３６が取り付けられて
いる。この場合も開口角度調整板３６は、開口３３内の
下部に設けられた係止板３７に前後に所定間隔で突設さ
れたリブ３７Ａ・・に係脱自在とされており、前後に移
動させて係合するリブ３７Ａの位置を変更することによ
り、開口３３の下縁から突出する量を三段階で変更可能
とされている。これにより、開口３３の上向きの角度は
例えば水平から１５°、３０°、４５°などの三段階で
変更可能とされている。

【００９２】前述の如くこの種サーバラック２が設置さ
れるオフィスでは、空調用の空気が床面から吹き出され
る。そして、サーバ１は前述の如くサーバラック２に複
数段取り付けられるが、上方のサーバ１では開口３３の
上向きの角度を浅くし（より水平に近い）、下方のサー
バ１では開口３３の上向きの角度を深くする（より上方
に向ける）。これにより、容易にケース３内の空気を外
部に吐出することができるようになり、集積回路素子６
・・の冷却効率を一層向上させることができるようにな
る。

【００９３】尚、実施例で示した各数値はそれに限定さ
れるものではなく、集積回路素子の能力は数量などに応
じて適宜設定するものとする。また、実施例ではマイク
ロコンピュータ５４によりブラインの戻り温度と各コー
ルドプレート１６・・の温度や各集積回路素子６・・の
稼動率に基づいてポンプ１５及びクロスフローファン１
４の運転を能力制御したが、それに限らず、ポンプ１５
は常時運転し、クロスフローファン１４のみの能力制御
を行ったり、或いは、クロスフローファン１４を常時運
転してポンプ１５の能力制御を行う方式でもよい。

【００９４】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、単一
のケース内に発熱対策を必要とする集積回路素子が実装
された回路基板を収納する電子装置であって、集積回路
素子から熱移動が可能にこの集積回路素子に取り付けら
れるコールドプレートと、このコールドプレートで加熱
されたブラインが循環し、このブラインを冷却する熱交
換器と、ケースの一面の開口に設けられた送風ファンか
ら熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシング
と、熱交換器からコールドプレートへ向くブラインの流
れ中に順に設けられ、ブラインを貯溜するリザーブタン
ク及びブラインを循環させるポンプと、コールドプレー
ト中に構成され、少なくとも一対の往復を成す直線形状
のブラインの流路とを備え、コールドプレートの集積回
路素子と相反する側に複数の放熱フィンを設けたので、
コールドプレートの集積回路素子によって生じた熱を、
ブラインによる冷却に加えて、放熱フィンによって冷却
することができるようになり、迅速且つ的確な集積回路
素子の冷却を実現することができるようになる。

【００９５】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
に加えて、放熱フィンにコールドプレート用送風装置を
取り付けたので、上記に加えて、コールドプレートよう
送風装置により強制的に放熱フィンを冷却することがで
きるようになり、より一層迅速且つ的確な集積回路素子
の冷却を実現することができるようになる。

【００９６】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
においてコールドプレート用送風装置は、遠心送風型の
ファンを備えているため、比較的に高さ寸法の少ないフ
ァンにてコールドプレートを強制的に冷却することがで
きるようになり、装置の小型化を図ることができるよう
になる。

【００９７】請求項４の発明によれば、請求項１、請求
項２又は請求項３の発明に加えて、ケースの外周付近の
温度が＋３５℃以上の際に、コールドプレートの温度が
＋７０℃以下になるように少なくとも送風ファン又はポ
ンプの何れか一方を制御する制御部を備えるので、コー
ルドプレートによる冷却能力を送風ファン又はポンプに
よって制御することができるようになる。これにより、
集積回路素子の急激な発熱に対しても迅速に冷却能力を
増大させ、素子の損傷発生を未然に回避することができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した電子装置の実施例としてのサ
ーバが積載されたサーバラックの正面図である。

【図２】本発明の電子装置の実施例としてのサーバの斜
視図である。

【図３】図２のサーバのケースの上面カバーを取り外し
た状態の斜視図である。

【図４】図３のサーバの平面断面図である。

【図５】図２のサーバ前部の縦断側面図である。

【図６】図２のサーバのケース側面の通気口部分の拡大
図である。

【図７】図３のサーバの縦断背面図である。

【図８】図３のサーバの縦断側面図である。

【図９】図３のサーバの回路基板に取り付けられた集積
回路素子とコールドプレートの側面図である。

【図１０】図９のコールドプレートの分解斜視図であ
る。

【図１１】図３のサーバのブライン冷却装置の電気回路
図である。

【図１２】図１１に示したマイクロコンピュータの制御
動作を説明するフローチャートである。

【図１３】図１１に示したマイクロコンピュータの制御
動作を説明するもう一つのフローチャートである。

【図１４】図１１に示したマイクロコンピュータの制御
動作を説明するもう一つのフローチャートである。

【図１５】図１１に示したマイクロコンピュータの他の
実施例の制御動作を説明するフローチャートである。

【図１６】図１５に示したマイクロコンピュータの他の
実施例の制御動作を説明するもう一つのフローチャート
である。

【図１７】本発明の電子装置の他の実施例のサーバの平
断面図である。

【図１８】図１７のサーバ後部の縦断側面図である。

【図１９】図３のサーバの回路基板に取り付けられた集
積回路素子とコールドプレートの斜視図である。

【符号の説明】

１サーバ（電子装置）２サーバラック３ケース５回路基板６集積回路素子１０ブライン冷却装置１１熱交換器１２プレート１３、２３、４６、４８配管１３Ａ出口１３Ｂ入口１４クロスフローファン（送風ファン）１５ポンプ１６コールドプレート１７ベース部材１８蓋部材２６リザーブタンク３０開口３６開口角度調整板３９ファンケーシング４１風路部材４４通気口４９低位部５１検知センサ５３シート材５４マイクロコンピュータ６１ＬＥＤ表示器６８放熱フィン７１送風装置ＳＷ１、ＳＷ２スイッチング電源回路ＴＨ１〜ＴＨ４サーミスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E322 AA01 AA07 BB03 BB06 DA01 EA05 FA01 5F036 BA05 BA23 BB05 BB35 BB43 BF01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一のケース内に発熱対策を必要とする
集積回路素子が実装された回路基板を収納する電子装置
において、前記集積回路素子から熱移動が可能にこの集積回路素子
に取り付けられるコールドプレートと、このコールドプレートで加熱されたブラインが循環し、
このブラインを冷却する熱交換器と、前記ケースの一面の開口に設けられた送風ファンから前
記熱交換器へつながる風路を構成するファンケーシング
と、前記熱交換器から前記コールドプレートへ向くブライン
の流れ中に順に設けられ、前記ブラインを貯溜するリザ
ーブタンク及び前記ブラインを循環させるポンプと、前記コールドプレート中に構成され、少なくとも一対の
往復を成す直線形状のブラインの流路とを備え、前記コールドプレートの前記集積回路素子と相反する側
に複数の放熱フィンを設けたことを特徴とする電子装
置。
【請求項２】前記放熱フィンにコールドプレート用送
風装置を取り付けたことを特徴とする請求項１の電子装
置。
【請求項３】前記コールドプレート用送風装置は、遠
心送風型のファンを有することを特徴とする請求項２の
電子装置。
【請求項４】前記ケースの外周付近の温度が＋３５℃
以上の際に、前記コールドプレートの温度が＋７０℃以
下になるように少なくとも前記送風ファン又は前記ポン
プの何れか一方を制御する制御部を備えることを特徴と
する請求項１、請求項２又は請求項３の電子装置。