JP2008135472A - 電子機器ユニットの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、簡易な構成で、且つ、接続部位の液漏れによるダメージの防止を実現して、信頼性の向上を図り得るようにすることにある。
【解決手段】供給管路１０１に連通された供給側接続コネクタ１５１、戻り管路１０２に連通された戻り側接続コネクタ１５２及びドレン管路１０３に連通された液排出口１５３を設けた接続部１５を有するヘッダ管１０を備えて、このヘッダ管１０の接続部１５の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に対して、電子機器ユニット２０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が装着されると、該電子機器ユニット２０の壁面がヘッダ管１０の接続部１５にＯリング１６を介して圧接されて相互間がシールされるように構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば通信機器等の各種の液冷式電子機器ユニットに係り、特に、その接続構造に関する。

一般に、この種の電子機器ユニットにおいては、搭載する電子部品の高出力化に伴って高発熱密度化が促進されており、ユニット内に直接的に冷却液を循環供給して電子部品の高効率な熱制御を行ういわゆる液冷式の構成のものが各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような液冷式電子機器ユニットは、例えば電子部品を液冷シャーシに搭載して、この液冷シャーシがユニットケース内に収容配置される。このユニットケース内の液冷シャーシには、接続ホース等の管路を直接的に配管接続したり、あるいは周知のワンタッチタイプの流体コネクタを用いて着脱自在に接続され、この管路が外部に配した冷却源に対して冷却液が循環供給可能に配管接続される。

そして、液冷シャーシは、外部に配した冷却源からの冷却液が管路を介して循環供給されると、その冷却液が電子部品の熱を奪って、外部に熱移送して効率的な排熱を行う。こにより、電子部品は、熱制御されて、所望の性能が確保される。
特公平６−４０５９９号公報

しかしながら、上記液冷式電子機器ユニットでは、冷却液を循環供給して電子部品の熱制御を行う液冷却方式で高効率な熱制御が可能であるが、接続部の障害等により、ユニットと管路との接続部位に冷却液の液漏れが発生すると、電子機器ユニット自体や周囲機器に多大なダメージを与えてしまうとう問題を有する。

この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、且つ、接続部位の液漏れによるダメージの防止を実現して、信頼性の向上を図った電子機器ユニットの接続構造を提供することを目的とする。

この発明は、冷却液が供給される供給管路、冷却液が戻される戻り管路及びドレンが流入されるドレン管路が設けられたヘッダ管と、のヘッダ管に設けられ、前記供給管路に連通される供給側接続コネクタ、前記戻り管路に連通される戻り側接続コネクタ及び前記ドレン管路に連通される液排出口が設けられた接続部と、この接続部の前記供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに着脱されるユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタの配されるユニット接続部が設けられた液冷方式の電子機器ユニットと、この電子機器ユニットのユニット接続部のユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタが前記接続部の供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに装着された状態で、前記接続部と前記ユニット接続部との周囲部をシールするシール手段とを備えて電子機器ユニットの接続構造を構成した。

上記構成によれば、電子機器ユニットのユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタは、ヘッダ管の接続部における供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに装着されると、そのユニット接続部と接続部との周囲部が、シール手段によりシールされることにより、仮に、その接続部位からの液漏れが発生しても、漏れた冷却液が、ヘッダ管の液排出口からドレン管路に戻される。従って、例えば電子機器ユニットのユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタが、ヘッダ管の接続部の供給側接続ユニット及び戻り側接続ユニットから外れていて、冷却液が漏れていた場合においても、その漏れた冷却液が電子機器ユニット内に侵入したり、あるいは外部に漏れたりすることがなくなるため、電子機器ユニット自体は勿論、周囲機器に対して支障を与えることが防止される。

以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、且つ、接続部位の液漏れによるダメージの防止を実現して、信頼性の向上を図った電子機器ユニットの接続構造を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施の形態に係る電子機器ユニットの接続構造を示すもので、図中１０は、ヘッダ管で、供給管路１０１、戻り管路１０２及びドレン管路１０３が埋設されて配置される。このうち供給管路１０１には、図２に示すように冷却源を構成する放熱器１１の供給側が供給管１２を介して配管接続される。そして、戻り管路１０２には、上記放熱器１１の戻り側が戻り管１３を介して配管接続される。ドレン管路１０３は、例えばドレンホース１４を介して図示しない排出瓶等に配管接続されたり、上記放熱器１１の戻り側に配管接続される。

ヘッダ管１０には、例えば複数の接続部１５が所定の間隔に並設される。この複数の接続部１５には、例えば同様に上記供給管路１０１に連通する供給側接続コネクタ１５１、戻り管路１０２に連通する戻り側接続コネクタ１５２及びドレン管路１０３に連通する液排出口１５３が設けられる。このうち液排出口１５３は、例えば上記供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に比して下端側に配置される。

また、ヘッダ管１０の複数の接続部１５には、その上記供給側接続コネクタ１５１、戻り側接続コネクタ１５２及び液排出口１５３を含む領域を囲んでそれぞれシール手段を構成する、例えばＯリング１６が設けられる。

さらに、上記ヘッダ管１０には、液検出センサ１７が、例えば上記接続部１５の液排出口１５３に対応して配される。この液検出センサ１７は、図示しない監視部に接続され、その接続部１５内の冷却液の有無を検出して、その検出信号を上記監視部（図示せず）に出力して液漏れを知らせる。

そして、上記ヘッダ管１０の複数の接続部１５には、液冷式の電子機器ユニット２０が選択的に着脱される。この電子機器ユニット２０には、例えば図３に示す管路２１１の埋設された液冷シャーシ２１が収容される。この液冷シャーシ２１には、電子部品２１２が実装された印刷配線基板２１３が熱的に結合されて搭載される。

上記電子機器ユニット２０には、例えば図４に示すように凹状のユニット接続部２０１が上記ヘッダ管１０の接続部１５に対応して設けられ、このユニット接続部２０１には、例えば上記液冷シャーシ２１に設けられたユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が、上記ヘッダ管１０の接続部１５の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に対応して配置される。このユニット接続部２０１に配置されたユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５は、上記液冷シャーシ２１の管路２１１の供給側及び戻り側に接続される。

電子機器ユニット２０は、そのユニット接続部２０１のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が、上記ヘッダ管１０の接続部１５の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に装着されると、そのユニット接続部２０１の周囲部がヘッダ管１０のＯリング１６に圧接される。ここで、電子機器ユニット２０は、Ｏリング１６により、そのユニット接続部２０１とヘッダ管１０の接続部１５との間がシールされる。

なお、上記接続部１５の供給側接続コネクタ１５１と戻り側接続コネクタ１５２、及び上記ユニット接続部２０１のユニット供給側接続コネクタ２１４とユニット戻り側接続コネクタ２１５は、例えば周知のワンタッチタイプの流体コネクタで構成され、双方が結合された装着状態で、ヘッダ管１０と電子機器ユニット２０との相互間が位置決め固定される。

上記構成において、ヘッダ管１０は、その供給管路１０１及び戻り管路１０２に対して放熱器１１が上記供給管１２及び戻り管１３を介して配管接続される（図２参照）。そして、ヘッダ管１０のドレン管路１０３には、例えばドレンホース１４を介して上記戻り管１４が配管接続される。

また、ヘッダ管１０の複数の接続部１５には、それぞれ電子機器ユニット２０のユニット接続部２０１が対向されて、その供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に対して電子機器ユニット２０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が装着される。そして、ヘッダ管１０の他の接続部１５には、別の電子機器ユニット２０が、同様に装着されて並設配置され、所望の電子機器システムが構成される。

ここで、電子機器ユニット２０は、図４に示すようにヘッダ管１０の接続部１５に対して位置決めされて配置されて、そのユニット接続部２０１の周囲の壁面がヘッダ管１０の接続部１５のＯリング１６に圧接される。これにより、電子機器ユニット２０のユニット接続部２０１とヘッダ管１０の接続部１５との間は、そのユニット供給側接続コネクタ２１４と供給側コネクタ１５１、ユニット戻り側接続コネクタ２１５と戻り側接続コネクタ１５２、液排出口１５３の周囲が、Ｏリング１６でシールされ、ここに、電子機器ユニット２０の使用に供される。

そして、例えば電子機器ユニット２０の使用時等において、ユニット供給側接続コネクタ２１４と供給側接続コネクタ１５１、ユニット戻り側接続コネクタ２１５と戻り側接続コネクタ１５２より、液漏れが発生すると、冷却液は、Ｏリング１６によりシールされ、Ｏリング１６内の液排出口１５３からヘッダ管１０のドレン管路１０３に戻され、このドレン管路１０３からドレンホース１４を介して戻り管１３に排出される。これにより、漏れた冷却液は、電子機器ユニット２０内に侵入したり、周囲部位に漏れ出して、周囲機器を汚したりすることが阻止される。

この際、液検出センサ１７は、ヘッダ管１０の接続部１５の液排出口１５３を通過した冷却液を検出し、その検出信号を上記監視部（図示せず）に出力する。これにより、電子機器ユニット２０の接続部位における液漏れは、ヘッダ管１０の接続部１５のいずれに装着した電子機器ユニット２０に発生しているのかの判定が行われて、その保守点検が行われる。

このように、上記電子機器ユニットの接続構造は、供給管路１０１に連通された供給側接続コネクタ１５１、戻り管路１０２に連通された戻り側接続コネクタ１５２及びドレン管路１０３に連通された液排出口１５３を設けた接続部１５を有するヘッダ管１０を備えて、このヘッダ管１０の接続部１５の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に対して、電子機器ユニット２０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が装着されると、該電子機器ユニット２０の壁面がヘッダ管１０の接続部１５にＯリング１６を介して圧接されて相互間がシールされるように構成した。

これによれば、電子機器ユニット２０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が、例えば接続部１５の供給側接続ユニット１５１及び戻り側接続ユニット１５２から外れていて、冷却液が漏れている場合にも、その漏れた冷却液がＯリング１６内に留まり、ヘッダ管１０の液排出口１５３からドレン管路１０３に戻される。

これにより、漏れた冷却液が、電子機器ユニッ２０ト内に侵入したり、あるいは外部に漏れだしたりすることがないため、例えば配管ミス等により接続部位に液漏れが起った場合においても、電子機器ユニット２０自体は勿論、周囲機器に対して支障を与えることが防止される。この結果、液冷式電子機器ユニット２０を用いた信頼性の高い電子機器システムを、簡便にして容易に構築することが可能となる。

なお、上記形態では、複数の接続部１５を直線状に一列配したヘッダ管１０を用いて構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えば図５に示すようにヘッダ管１０に複数の接続部１５ａを複数列配して、この複数列配置した複数の接続部１５ａに上記電子機器ユニット２０を選択的に装着するように構成することも可能で、同様に有効な効果が期待される。但し、この図５においては、上記図１乃至図４と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

即ち、この実施の形態では、ヘッダ管１０に複数個の接続部１５ａを複数列配して、この複数個の接続部１５ａの各列に対応して複数本のドレン管路１０３ａを設ける。そして、この複数本のドレン管路１０３ａには、同列の複数の接続部１５ａの各液排出口１５３が連通される。

また、この複数本のドレン管路１０３ａには、例えば複数個の接続部１５ａの液排出口１０３からの冷却液の戻りの有無を判定する液検出センサ１７ａを設け、この液検出センサ１７ａで、該ドレン管路１０３ａに連通される複数個の接続部１５ａの液漏れが検出される。これにより、多数の電子機器ユニット２０を配置する電子機器システムにおいても、最小限の液検出センサ１７ａを備えるだけで、冷却液の液漏れの有無の検出を実現することができる。

そして、ヘッダ管１０には、供給管路１０１ａ及び戻り管路１０２ａが例えば上記ドレン管路１０３ａに並設して設けられ、この供給管路１０１ａ及び戻り管路１０２ａには上記複数列配置された各接続部１５ａに配される上記供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２が配管接続される。この供給管路１０１ａ及び戻り管路１０２ａは、上記供給管１２及び戻り管１３を介して上記放熱器１１に配管接続される。

なお、液漏れ検出構成としては、その他、複数列配置した複数個の接続部１５ａにそれぞれ上記液検出センサ１７ａを配して、接続部単位で液漏れを検出するように構成してもよい。

また、上記実施の形態では、ヘッダ管１０の接続部１５の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に並設して１個の液排出口１５３を設けて、これら供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２と液排出口１５３を含む領域を囲んでＯリング１６を配して、このＯリング１６で供給側接続コネクタ１５１、戻り側接続コネクタ１５２及び液排出口１５３を囲んだ領域をシールするように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、図６及び７に示すように構成してもよく、同様に有効な効果が期待される。但し、この図６及び図７においては、上記図１乃至図４と同一部分について同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

即ち、図６及び図７の実施の形態では、ヘッダ管１０に接続部を構成する第１及び第２の凹部１０４，１０５が設けられて、この第１及び第２の凹部１０４，１０５の各底面には、上記供給側接続コネクタ１５１と液排出口１５３ａ及び戻り側接続コネクタ１５２と液排出口１５３ａが並設して配される。この２個の液排出口１５３ａは、上記ドレン管路１０３に連通される。そして、供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２は、上記供給管路１０１及び戻り管路１０２に連通される。また、ヘッダ管１０の第１及び第２の凹部１０４，１０５の周囲部には、シール手段を構成する、例えばＯリング１６ａ，１６ａがそれぞれ配置される。

上記ヘッダ管１０のドレン管路１０３は、供給管路１０１と戻り管路１０２の間に配置するのが好ましい。これにより、第１及び第２の凹部１０４，１０５の配する液排出口１５３ａ，１５３ａは、ドレン管路１０３への容易な配管接続が実現される。

なお、上記ヘッダ管１０には、例えば図中では、図示していないが、上記供給側接続コネクタ１５１と液排出口１５３ａ及び戻り側接続コネクタ１５２と液排出口１５３ａが設けられる第１及び第２の凹部１０４，１０５が、複数個、並設して配置され、同様に、その第１及び第２の凹部１０４，１０５の周囲部には、Ｏリング１６ａが配置されて、この第１及び第２の凹部１０４，１０５を利用して後述する電子機器ユニット１０が選択的に着脱される。

また、電子機器ユニット２０には、ユニット接続部を構成する第１及び第２の突起部２０１ａ，２０１ｂが、上記ヘッダ管１０の第１及び第２の凹部１０４，１０５に対応して所定の間隔に設けられる。そして、この第１及び第２の凹部１０４，１０５には、その先端部に上記ユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５が、ヘッダ管１０の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に対応して設けられる。

上記構成により、電子機器ユニット２０は、第１及び第２の突起部２０１ａ，２０１ｂがヘッダ管１０に設けられた第１及び第２の凹部１０４，１０５の一つに挿入されて、そのユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１４が供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に装着されて複数個がヘッダ管１０に並設して取付け配置される。ここで、電子機器ユニット２０は、その第１及び第２の突起部２０１ａ，２０１ｂの周囲部がそれぞれヘッダ管１０の第１及び第２の凹部１０４，１０５の周囲部に配されたＯリング１６ａ，１６ａに圧接され、このＯリング１６ａ，１６ａにより、ヘッダ管１０の供給側接続コネクタ１５１及び戻り側接続コネクタ１５２に装着されたユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５の周囲部がシールされて配置される。

これにより、例えば電子機器ユニット２０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５の接続部位より液漏れが発生した場合には、その冷却液が、Ｏリング１６ａ，１６ａにより、ヘッダ管１０の第１及び第２の凹部１０４，１０５内から外部に流れ出るのが阻止される。この第１及び第２の凹部１０４，１０５内に存在する冷却液は、各液排出口１５３ａ，１５３ａからドレン管路１０３に排出され、電子機器ユニット２０内への侵入や、周囲に流れだすのが阻止される。

なお、この図６及び図７中においては、図示していないが、上記液検出センサ１７を配する場合、例えば第１及び第２の凹部１０４，１０５内にそれぞれ液排出口１５３ａ，１５３ａに対応して配置され、各液検出センサ１７で漏れた冷却液を検出するように構成される。

さらに、上記各実施の形態では、ヘッダ管１０にＯリング１６，１６ａを配して、電子機器ユニット１０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５の接続部位からの冷却液のシールを行うように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、電子機器ユニット２０側にＯリング等のシール手段を配して、電子機器ユニット１０のユニット供給側接続コネクタ２１４及びユニット戻り側接続コネクタ２１５の接続部位からの冷却液のシールを行うように構成することも可能で、同様に有効な効果が期待される。

また、さらに、上記実施の形態では、シール手段として、Ｏリング１６，１６ａを用いて構成した場合について説明したが、これに限ることなく、その他、例えばいわゆるリップシールと称する弾性変形自在な弾性体等の各種のシール構造を用いて構成することが可能で、同様に有効な効果を期待することができる。

よって、この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

この発明の一実施の形態に係る電子機器ユニットの接続構造の要部を分解して示した図である。 図１の冷却系を示した図である 図１の電子機器ユニット内の液冷シャーシを取出して示した図である。 図１の電子機器ユニットをヘッダ管に装着状態を断面して示した図である。 図５は、この発明の他の実施の形態に係る電子機器ユニットの接続構造の要部を示した図である。 この発明の他の実施の形態に係る電子機器ユニットの接続構造の要部を示した図である。 図６の電子機器ユニットをヘッダ管に装着した状態を示した図である。

符号の説明

１０…ヘッダ管、１０１…供給管路、１０２…戻り管路、１０１ａ，１０２ａ…枝管、１０３，１０３ａ…ドレン管路、１０４…第１の凹部、１０５…第２の凹部、１１…放熱器、１２…供給管、１３…戻り管、１４…ドレンホース、１５，１５ａ…接続部、１５１…供給側接続コネクタ、１５２…戻り側接続コネクタ、１５３，１５３ａ…液排出口、１６，１６ａ…Ｏリング、１７，１７ａ…液検出センサ、２０…電子機器ユニット、２０１…ユニット接続部、２０１ａ…第１の突起部、２０１ｂ…第２の突起部、２１…液冷シャーシ、２１１…管路、２１２…電子部品、２１３…印刷配線基板、２１４…ユニット供給側接続コネクタ、２１５…ユニット戻り側接続コネクタ。

Claims (9)

1. 冷却液が供給される供給管路、冷却液が戻される戻り管路及びドレンが流入されるドレン管路が設けられたヘッダ管と、
   このヘッダ管に設けられ、前記供給管路に連通される供給側接続コネクタ、前記戻り管路に連通される戻り側接続コネクタ及び前記ドレン管路に連通される液排出口が設けられた接続部と、
   この接続部の前記供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに着脱されるユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタの配されるユニット接続部が設けられた液冷方式の電子機器ユニットと、
   この電子機器ユニットのユニット接続部のユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタが前記接続部の供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに装着された状態で、前記接続部と前記ユニット接続部との周囲部をシールするシール手段と、
   を具備することを特徴とする電子機器ユニットの接続構造。
2. 前記接続部は、液排出口が前記供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに比して下端に配置されることを特徴とする請求項１記載の電子機器ユニットの接続構造。
3. 前記接続部は、前記供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタにそれぞれ並設して液排出口が設けられ、且つ、前記シール手段は、前記電子機器ユニットのユニット供給側接続コネクタ及びユニット戻り側接続コネクタが前記接続部の供給側接続コネクタ及び戻り側接続コネクタに装着された状態で、前記接続部と前記電子機器ユニットのユニット接続部との周囲部における供給側接続コネクタ及び液排出口を含む領域、戻り側接続コネクタ及び液排出口を含む領域を分離してシールすることを特徴とする請求項１記載の電子機器ユニットの接続構造。
4. 前記接続部内の冷却液の有無を検出する液検出センサを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の電子機器ユニットの接続構造。
5. 前記接続部は、液排出口が前記供給側接続コネクタ、戻り側接続コネクタに比して下端に配置されることを特徴とする請求項３又は４記載の電子機器ユニットの接続構造。
6. 前記接続部は、複数個が前記冷却配管に並設されて配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の電子機器ユニットの接続構造。
7. 前記接続部は、複数個毎に異なる接続経路を有して前記ヘッダ管のドレン管路に接続されることを特徴とする請求項６記載の電子機器ユニットの接続構造。
8. 更に、前記接続経路毎にドレンの有無を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項７記載の電子機器ユニットの接続構造。
9. 前記ドレン管路に戻された冷却液は、前記戻り管路に排出された戻り冷却液と合流されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか記載の電子機器ユニットの接続構造。

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