JP2008171943A - 電子機器用ラック及びアンプラック - Google Patents
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Abstract
【課題】高密度化を行っても小型化及び省スペ−ス化を実現することができる電子機器用ラック及びアンプラックを提供する。
【解決手段】電子機器用ラック11は、発熱体17と第一の熱伝導部材16を含む電子機器ユニット12と、電子機器ユニット12を固定し保持する筐体20とを備える。筐体20は第二の熱伝導部材14と液体配管15と断熱部材13から構成されており、液体配管15に液体19を流すことにより発熱体17からの熱を電子機器ユニット12の底面を介して液体19へと排出する。
【選択図】図1
【解決手段】電子機器用ラック11は、発熱体17と第一の熱伝導部材16を含む電子機器ユニット12と、電子機器ユニット12を固定し保持する筐体20とを備える。筐体20は第二の熱伝導部材14と液体配管15と断熱部材13から構成されており、液体配管15に液体19を流すことにより発熱体17からの熱を電子機器ユニット12の底面を介して液体19へと排出する。
【選択図】図1
Description
複数の電子機器ユニットを備えるとともに、電子機器ユニットの冷却機能を有する電子機器用ラック及びアンプラックに関する。
多数の電子機器ユニットが積載されるラックにおいては、発生する余熱を放熱するため放熱フィンや放熱ファン、及び排気ダクトを備えることで空気を媒体とした冷却機構が用いられていた。
特にアンプユニットでは、アンプユニット内部の駆動素子や電気回路で発生する熱を放熱するため、アンプユニット前面の通気口から冷却用空気を吸引し、アンプユニット背面へ排出している。このため、アンプユニット内部に冷却空気の流路を確保し、アンプユニット背面には冷却用ファンを搭載する必要があった。
特にアンプユニットでは、アンプユニット内部の駆動素子や電気回路で発生する熱を放熱するため、アンプユニット前面の通気口から冷却用空気を吸引し、アンプユニット背面へ排出している。このため、アンプユニット内部に冷却空気の流路を確保し、アンプユニット背面には冷却用ファンを搭載する必要があった。
また、多数のアンプユニットを積載するアンプラックでは、各アンプユニットからの放熱をスム−スに行うため、アンプユニットの背面に冷却用空気の流路を確保し、さらに各アンプユニット背面に取り付けた整風板にてダウンフロ−を作り出す必要がある。
加えて、アンプラック内の背面下部に取り付けたやや大型の空冷ファンにて、各アンプユニットからアンプユニット背面に排出された放熱排気をまとめ、アンプラック内下部からダクトを通じて室外へと排気することで、放熱を行っていた。しかし、近年、露光装置をはじめとする電子機器の複雑化、高度化に伴い、使用するアンプユニットの数や消費電力の増大が著しくなり、これに伴い発熱量も増大する傾向にある。
特開2005−268546
加えて、アンプラック内の背面下部に取り付けたやや大型の空冷ファンにて、各アンプユニットからアンプユニット背面に排出された放熱排気をまとめ、アンプラック内下部からダクトを通じて室外へと排気することで、放熱を行っていた。しかし、近年、露光装置をはじめとする電子機器の複雑化、高度化に伴い、使用するアンプユニットの数や消費電力の増大が著しくなり、これに伴い発熱量も増大する傾向にある。
これに対し、空冷を用いたアンプユニット冷却やアンプユニット背面でのダウンフロ−冷却では、空冷のための気体流路やファン等のための容積確保が必要となるので小型化、省スペ−ス化に限界があり、無理に小型化、高密度化を行えば、放熱に支障が生じる事態となることが懸念されていた。
さらには、アンプラックへ熱が伝導すれば、周囲のクリ−ンル−ム環境の温度を上昇させ、半導体製造に大きな影響を与えてしまうなど問題が生じることが懸念される。
さらには、アンプラックへ熱が伝導すれば、周囲のクリ−ンル−ム環境の温度を上昇させ、半導体製造に大きな影響を与えてしまうなど問題が生じることが懸念される。
この発明にかかる電子機器用ラックは、発熱体を含む電子機器ユニットと、電子機器ユニットを固定し保持する筐体と、筐体に配設された液体配管とを備え、液体配管に液体を流すことにより筐体の温度調整をすることを特徴とする。
また、好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、液体配管が配設された筐体が、電子機器ユニットを積載する棚板であり、液体は冷媒であって、温度調整が冷却であることを特徴とする。
また、好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、液体配管が配設された筐体が、電子機器ユニットを積載する棚板であり、液体は冷媒であって、温度調整が冷却であることを特徴とする。
また、好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、電子機器ユニットが、発熱体と電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、電子機器用ラックの筐体が、液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、第一の熱伝導性部材と第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、電子機器ユニットの筐体を介して相対することを特徴とする。
また、さらに好ましくは、この発明にかかる電子機器用ラックは、液体配管が、電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられた、ポンプ及び冷却装置へと通じる配管であることを特徴とする。
また、この発明にかかる別のアンプラックは、電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うことを特徴とする。
また、この発明にかかる別のアンプラックは、電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うことを特徴とする。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備え、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体から冷却配管に至る熱経路が形成され、熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、ことを特徴とする。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、少なくともアンプユニットの筐体と、アンプラックの筐体とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有することを特徴とする。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、少なくともアンプユニットの筐体と、アンプラックの筐体とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有することを特徴とする。
アンプラックを小型化してコストダウンでき、かつ周囲環境温度への影響を低減したアンプラックやアンプユニットの冷却ができる。
図1に本発明にかかる実施形態概念図を示す。この図では、アンプユニット12がアンプラック11内に積載された状態の側面断面図を示している。アンプラック11の各段ごとに設けられた棚板20上には、アンプユニット12を積載し、アンプユニット12は、その背面の図示しないコネクタを通じて給電される。
給電を受けたアンプユニット12内において、モ−タ等の駆動素子17は、最も発熱量が多いところであり、この熱を速やかに伝導するため、熱伝導性の良好な金属部材等で構成された第一の熱伝導性部材16を、駆動素子17と接触させて配置する。駆動素子17は、図示しないホストコンピュ−タ側からの指示を受けて駆動回路18により駆動制御される。
給電を受けたアンプユニット12内において、モ−タ等の駆動素子17は、最も発熱量が多いところであり、この熱を速やかに伝導するため、熱伝導性の良好な金属部材等で構成された第一の熱伝導性部材16を、駆動素子17と接触させて配置する。駆動素子17は、図示しないホストコンピュ−タ側からの指示を受けて駆動回路18により駆動制御される。
第一の熱伝導性部材16は、熱的に安定な軽量かつ熱伝導性に優れた素材として、例えば、アルミニウム、マグネシウム、銅、タングステン、モリブデン、亜鉛等及びこれらの合金等からなり、好ましくはス−パ−インバ−等からなる。
第一の熱伝導性部材16は、その上部に密着して搭載された駆動素子17等の各種電子機器を機械的、構造的に支えるだけでなく、駆動素子17等により発生した熱を速やかに冷却管15の方へ伝えることにある。すなわち、この第一の熱伝導性部材16の速やかな熱伝導と冷却管15による排熱作用により、駆動素子17等で発生した熱を速やかに排熱することが可能となる。
第一の熱伝導性部材16は、その上部に密着して搭載された駆動素子17等の各種電子機器を機械的、構造的に支えるだけでなく、駆動素子17等により発生した熱を速やかに冷却管15の方へ伝えることにある。すなわち、この第一の熱伝導性部材16の速やかな熱伝導と冷却管15による排熱作用により、駆動素子17等で発生した熱を速やかに排熱することが可能となる。
従って、駆動素子17で発生した熱は、第一の熱伝導性部材16に伝わり、アンプユニット12の底面を介して、アンプラック11の棚板20に設けられた第二の熱伝導性部材14に伝わり、さらに、駆動素子17の発熱部に対応する位置に設けられた冷却管15へと伝わる。冷却管15には、アンプラック11外部から冷媒19として、例えば水等の液体が循環供給されており、最終的にはこの循環させる冷媒19を介して、アンプラック11内から熱が運搬され排出される。
なお、循環させる冷媒19はポンプ等を用いて、一定流速で冷却液を流すものであってもよいし、アンプラック11内やアンプユニット12内に温度計等の温度検出手段を設けておき、その検出値に応じて流速や冷媒19の温度を可変とする制御を行ってもよい。
この場合、温度計の検出温度の上昇とともにリニアに、あるいは対数的に冷却液の流量を増加させたり、冷却液の液温を低下させたり、PID制御とすることができる。また、温度計の検出温度が所定値以上に上昇すると、冷却液の流量を増加させ又は及び冷却液の温度を低下させる制御としてもよい。
この場合、温度計の検出温度の上昇とともにリニアに、あるいは対数的に冷却液の流量を増加させたり、冷却液の液温を低下させたり、PID制御とすることができる。また、温度計の検出温度が所定値以上に上昇すると、冷却液の流量を増加させ又は及び冷却液の温度を低下させる制御としてもよい。
逆に、温度計の検出温度の下降とともにリニアに、あるいは対数的に冷却液の流量を減少させたり、冷却液の液温を上昇させたりすることができる。また、温度計の検出温度が所定値以上に下降すると、冷却液の流量を減少させ又は及び冷却液の温度を上昇させる制御としてもよい。また、温度計の検出温度が所定の設定値に保たれている場合には、冷却液の流量をゼロとし、冷却液の循環を停止してもよい。
この実施形態において、アンプラック11の棚板20は、第二の熱伝導性部材14と熱伝導性の悪い断熱部材13を含む構成とする。すなわち、駆動素子17で発生した熱はアンプユニット12のフットプリントを経由し、さらに棚板20自体を経由して冷却管15へと伝わるため、必然的に棚板20の一部又は全部に温度が上昇する部分が生じることとなる。
一方で、棚板20を含むアンプラック11やアンプユニット12の筐体等は、温度が安定していることが内部に搭載する電子機器の安定動作の観点からは望ましい。そのため、棚板20は、第二の熱伝導性部材14による熱を収集し伝える部分と、熱を棚板以外へと伝わるのを防止する断熱部材13との、少なくとも2種類の熱伝導性の異なる部材から構成する。
この実施形態では、断熱部材13は棚固定用部材として棚板20をアンプラック11に係止する係止部に採用し、これにより棚板を固定保持する構成とする。したがって、アンプユニット12内部で発生した熱、特に、駆動素子17で発生した熱が棚板を介してアンプラック11の外部筐体や側面に伝わることがなく、アンプラック11が配置される周囲環境温度へ影響を与えることはない。
アンプユニット12をアンプラック11の棚板へ積載し固定するに際しては、少なくとも1カ所以上の接触箇所にてネジ止めする等して機械的、物理的に固定し、安定化させるだけでなく、この接触箇所を通じてアンプユニット12の熱が、アンプラック11の棚板20へ速やかに伝わるよう、熱的な接触結合にも考慮する。
次に、図2に示す図1のA−A′断面図を用いて冷却管15の流路配置を説明する。冷却管15は、駆動素子17の中で最も発熱が大きい箇所の下部か、又は、駆動素子17からの熱伝導が速く、熱伝導量が大きい該当する箇所に配置される。
次に、図2に示す図1のA−A′断面図を用いて冷却管15の流路配置を説明する。冷却管15は、駆動素子17の中で最も発熱が大きい箇所の下部か、又は、駆動素子17からの熱伝導が速く、熱伝導量が大きい該当する箇所に配置される。
例えば、第一の熱伝導性部材16と第二の熱伝導性部材14を、それぞれ均一な素材で作製し、それぞれ図1に示すように駆動素子17の搭載ランド面積全体をカバ−するように配置した場合には、駆動素子17の直下位置が最も熱が伝わりやすくなる。したがって、この場合には、駆動素子17直下の位置に冷却管15を配設することで効率的な排熱が可能となる。
また、第一の熱伝導性部材16や第二の熱伝導性部材14の素材の不均一や形状、構造、その組み合わせによっては、駆動素子17の熱が効率的に伝わる位置が異なるため、これとの関係で、冷却管15の最適配設場所を決定してもよい。
また、冷却管15に冷却液等の冷媒19を循環させるためのポンプや冷却装置は、冷却対象のアンプラック11専用に設けなくてもよい。例えば、アンプラック11に搭載されるアンプや制御装置が制御対象とする、電子装置本体のモ−タ等を冷却する為の冷却装置と兼用としてもよい。
また、冷却管15に冷却液等の冷媒19を循環させるためのポンプや冷却装置は、冷却対象のアンプラック11専用に設けなくてもよい。例えば、アンプラック11に搭載されるアンプや制御装置が制御対象とする、電子装置本体のモ−タ等を冷却する為の冷却装置と兼用としてもよい。
また、アンプラック11の棚板20を冷却する方法として、必ずしも冷却液によるいわゆる循環液冷ではなく、ヒ−トパイプのような熱伝達速度の大きい素材を用いて非循環タイプの熱輸送方式としてもよい。この場合には、熱輸送先の適当な箇所に放熱フィンを設けることで空冷してもよい。
この実施形態によれば、アンプラック11内やアンプユニット12内に空冷用の気体流路を確保しなくてもよい。また、駆動素子17等の発熱体の配置も、駆動素子17の外側面である六面からの放熱や熱放射を考慮せず、駆動素子17の第一の熱伝導性部材16への搭載ランド側一面のみに熱が集中されるよう、発熱体の集中配置も可能となる。
この実施形態によれば、アンプラック11内やアンプユニット12内に空冷用の気体流路を確保しなくてもよい。また、駆動素子17等の発熱体の配置も、駆動素子17の外側面である六面からの放熱や熱放射を考慮せず、駆動素子17の第一の熱伝導性部材16への搭載ランド側一面のみに熱が集中されるよう、発熱体の集中配置も可能となる。
したがって、アンプラック11内部やアンプユニット12の省スペ−ス化、高密度化だけでなく、駆動素子17内部の高密度実装や高密度配置も可能となり、全体として、小型化することができる。また、整風板やファンやファンモ−タを搭載しなくてもよいので小型、軽量かつ省消費電力であり、全体として発熱量も低減されコストダウンができる。
なお、この実施形態においては、棚板20を熱伝導性の異なる少なくとも2種類の素材からなる構成を示した。しかし、この構成に限られず、アンプラック11の筐体(あるいはフレ−ム)側面等への熱伝導を防げればよいのであって、この意味において、棚板20を均一素材から構成し、棚板20とアンプラック11本体係止部の本体側に、熱伝導性の小さい素材を配置することで、アンプラック11への棚板20からの熱伝導を防ぐ構成としてもよい。
なお、この実施形態においては、棚板20を熱伝導性の異なる少なくとも2種類の素材からなる構成を示した。しかし、この構成に限られず、アンプラック11の筐体(あるいはフレ−ム)側面等への熱伝導を防げればよいのであって、この意味において、棚板20を均一素材から構成し、棚板20とアンプラック11本体係止部の本体側に、熱伝導性の小さい素材を配置することで、アンプラック11への棚板20からの熱伝導を防ぐ構成としてもよい。
ここで、アンプラック11の構造と機能について図3に示すアンプラック概念図、及び図4に示すアンプラックの断面図を用いて説明する。筐体ユニット収納ラック(アンプラック)31は、例えば半導体工場等において半導体露光装置のステージ駆動用モータのアンプユニット(筐体ユニット)32を複数収納するのに使用される。
アンプユニット32はモータ駆動回路を有するアンプ(電子機器)33と、このアンプ33を内蔵する直方体状の筐体4とから構成される。筐体4の正面には、筐体4の内部に外気を取り入れるための通気口35と、ハンドリングを容易にするための取っ手36とが形成されている。
アンプユニット32はモータ駆動回路を有するアンプ(電子機器)33と、このアンプ33を内蔵する直方体状の筐体4とから構成される。筐体4の正面には、筐体4の内部に外気を取り入れるための通気口35と、ハンドリングを容易にするための取っ手36とが形成されている。
筐体ユニット収納ラック31は、平行に配置された天板31aおよび底板31bの両側面に側板31cを取り付け、背面側を背板31dで塞いで構成され、その正面側は外部に開放されている。そして、天板31aおよび底板31bの間には、両端が側板31cに支持された棚板31eが3枚配置され、筐体ユニット収納ラックの内部が棚板31eによって上下方向へ4段に仕切られている。筐体ユニット収納ラック31の内部には、棚板31eに対して垂直に立設し、かつラック幅方向に延長する仕切り板38が各段ごとに同位置に配置されている。
仕切り板38で区切られたラック正面側の空間は、それぞれ収納室39を構成する。図3に示す4段アンプラックの実施形態において、アンプラックの棚板31eには冷却配管51を配設する。冷却配管51はアンプラック31の外部から導かれた集合管53から、アンプラック31内部のアンプユニット32の背面側に設けた空間内で各アンプユニット32の各棚板31eに、冷媒19が供給されるよう分岐管52によって分岐する。
ここで、集合管53は、冷却配管51を束ねた構成としてもよいし、冷媒19をまとめて流せる大径のホ−スなどを用いる構成としてもよい。また、冷却配管51は、アンプラックの棚板内部に設けるものであって、好ましくは棚板の熱伝導性が良好な素材で構成された部分に設ける。
集合管53の形状や大きさ、構造等とその組み合わせは様々なバリエ−ションが考えられ、この実施例に限定されるものではない。すなわち、アンプユニット32からの熱を速やかに収集し、集合管53にて効率的に運び出すことができる構成であればよい。なお、この実施形態では、集合管53と分岐管52を往路と復路でそれぞれ別流路として、配管も別個に設けるが、束ねて一配管としてもよい。
集合管53の形状や大きさ、構造等とその組み合わせは様々なバリエ−ションが考えられ、この実施例に限定されるものではない。すなわち、アンプユニット32からの熱を速やかに収集し、集合管53にて効率的に運び出すことができる構成であればよい。なお、この実施形態では、集合管53と分岐管52を往路と復路でそれぞれ別流路として、配管も別個に設けるが、束ねて一配管としてもよい。
また、図4に示す4段アンプラックの実施形態の横断面図では、アンプラック内部の分岐管52のスペ−スは、分岐管52である例えばホ−ス1本分の奥行きで足りることとなる。また、冷却配管51も従来の棚板厚み内で収まる管径で構成すれば、何ら配置スペ−スの増大にはつながらない。
さらに、アンプ33の下に設ける第一の熱伝導性部材54によって、アンプ33の熱が効率的に棚板へと伝導される。棚板の熱は、その大部分が冷却配管51に流れる冷媒19に吸収されるが、その吸収効率をさらに高め、かつ、他のラック筐体部等への熱伝導を防止するため、棚板の係止部や棚板底部に断熱素材を配置したり、熱伝導性の低い素材を用いたりしてもよい。この実施形態により、アンプユニット32の背面側に空冷の流路を設ける必要が無く、アンプラック31を小型化することができる。
さらに、アンプ33の下に設ける第一の熱伝導性部材54によって、アンプ33の熱が効率的に棚板へと伝導される。棚板の熱は、その大部分が冷却配管51に流れる冷媒19に吸収されるが、その吸収効率をさらに高め、かつ、他のラック筐体部等への熱伝導を防止するため、棚板の係止部や棚板底部に断熱素材を配置したり、熱伝導性の低い素材を用いたりしてもよい。この実施形態により、アンプユニット32の背面側に空冷の流路を設ける必要が無く、アンプラック31を小型化することができる。
ここで、図5にアンプユニット内部の発熱体にかかる構造を模式的に示している。この図において、発熱体であるモ−タ等の駆動素子73は、正電源入力端子77と負電源入力端子76と出力端子75及び制御端子74を備える。三相モ−タ用アンプでは、3個使用することとなる。
この駆動素子73は、最近の電子装置の複雑化、高度化に伴う使用モ−タ数の増大によって、増大する傾向にあることから、排熱するべき余熱も増大する傾向にある。さらにこの駆動素子73の数量増大に伴い、冷却を要する駆動素子73を備えたアンプユニットのみを集めて、一又は複数のアンプラックに搭載することで、冷却機構を一元管理化することも行われる。
この駆動素子73は、最近の電子装置の複雑化、高度化に伴う使用モ−タ数の増大によって、増大する傾向にあることから、排熱するべき余熱も増大する傾向にある。さらにこの駆動素子73の数量増大に伴い、冷却を要する駆動素子73を備えたアンプユニットのみを集めて、一又は複数のアンプラックに搭載することで、冷却機構を一元管理化することも行われる。
また、駆動素子73は、シリコングリ−ス72を介して伝熱部材71の上に搭載しネジにより固定される。伝熱部材71は、熱伝導性が良く、軽量なアルミニウムあるいは銅等の金属からなるが、他の素材からなる合金等であってもよい。伝熱部材71は、駆動素子73で発生した熱を雰囲気中に放出する前に、その大部分を効率よく吸収することができる。なお、伝熱部材71は、アンプユニットの内部底面に接触してネジ等で固定される。
伝熱部材71で吸収された熱は、その良好な熱伝導性により速やかにアンプユニット底面へと伝わる。アンプユニット底面は、前述するようにアンプラックの棚板に接触して積載されており、したがって、この棚板へと熱が伝わる。このとき、棚板とアンプユニットの底面が接触する部位、又は伝熱部材71の部位に該当する棚板の部位を中心として熱が伝わることになる。
したがって、この熱が伝わる棚板部に冷却配管を配置するとともに、この棚板部を熱伝導性の良好な材質で構成する。これにより、駆動素子で発熱した熱は、実質的に途中で蓄熱されたり外部放出されたりすることなく、速やかに冷却管内の冷却液へと伝えられ、排出される。すなわち、発熱体たる駆動素子から冷却配管に至るまで一連一体的な熱流路を積極的に形成することで、熱がその他の部位へ拡散し、放出されるのを防ぐ構成とする。
ところで、このような構成としてもなお、他の部位として例えばアンプラックの側壁等への熱伝達を完全に遮蔽することは困難で、ある程度の伝熱が生じる。そこで、棚板をアンプラックに係止する係止部には、断熱素材又は熱伝導性の低い材質を用いることが好ましい。さらに好ましくは、伝熱部材71に相当する棚板部位、すなわちアンプユニット底面を挟んで伝熱部材71に相対する棚板部位には、それ以外の棚板部位に比して高い熱伝導性を有する素材を用いる。
そして、伝熱部材71に相対する棚板部位に冷却配管を配設する。さらに好ましくは、この冷却配管を配設する棚板部、すなわち冷却配管を棚板平面へ投影した場合の最外部で囲まれる棚板部、の材質は、それ以外の棚板部よりも熱伝導性の高い材質とする。このように、2以上の複数の熱伝導性材質からなる棚板においては、熱を熱抵抗の小さい部位へと導き、積極体に熱流路を形成できるので、他部位への好まざる熱拡散を低減することができる。
この実施例においては、発熱体を含む電子機器ユニットと、電子機器ユニットを固定し保持する筐体と、筐体に配設された液体配管とを備え、液体配管に液体を流すことにより前記筐体の温度調整をする、電子機器用ラックとする。
これにより、液体による温調が可能な電子機器用ラックとなり、効率的かつ省スペ−スに電子機器ラック筐体の温調が行える。
これにより、液体による温調が可能な電子機器用ラックとなり、効率的かつ省スペ−スに電子機器ラック筐体の温調が行える。
また、好ましくは、液体配管が配設された筐体は、電子機器ユニットを積載する棚板であり、液体は冷媒であって、温度調整が冷却である電子機器用ラックとする。
これにより、電子機器ユニットを小型化した状態で、速やかな電子機器ユニットの冷却を実現可能とする。
また、さらに好ましくは、電子機器ユニットは、発熱体と電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、電子機器用ラックの筐体は、液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、第一の熱伝導性部材と第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、電子機器ユニットの筐体を介して相対する電子機器用ラックとする。
これにより、電子機器ユニットを小型化した状態で、速やかな電子機器ユニットの冷却を実現可能とする。
また、さらに好ましくは、電子機器ユニットは、発熱体と電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、電子機器用ラックの筐体は、液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、第一の熱伝導性部材と第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、電子機器ユニットの筐体を介して相対する電子機器用ラックとする。
これにより、電子機器ユニット内部においては、発熱体の熱が第一の熱伝導性部材にて効率よく収集され、電子機器用ラックにおいては、第二の熱伝導性部材にて効率よく排熱する熱流路が構成されるので、他の部位への不用意な熱拡散を低減することができる。なお、第一と第二の熱伝導性部材の相対する間には、電子機器ユニットの筐体だけでなく、他の部材が介在してもよいし、電子機器ユニットの筐体を介さず直接接触する構成としてもよい。
また、液体配管は、電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられた、ポンプ及び冷却装置へと通じる配管である電子機器用ラックとする。
これにより、液体に蓄積された排熱が、室内で放出されることがなくなり、他の装置システムも含めた全体として、不要な熱による悪影響を低減できる。
電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うアンプラックとする。
これにより、液体に蓄積された排熱が、室内で放出されることがなくなり、他の装置システムも含めた全体として、不要な熱による悪影響を低減できる。
電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、アンプユニットはアンプラックの棚板上に搭載され、棚板は、アンプユニットの熱が棚板係止部を介してアンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、冷却配管は、アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行うアンプラックとする。
これにより、積極的に設けた熱抵抗の低い箇所を通じて、電子駆動素子で発生した熱が冷却配管へと伝達され、冷媒により排熱するアンプラックを実現できる。
また、例えば、この実施形態の筐体ユニット収納ラックは、半導体露光装置のモータのアンプに限定されることはなく、半導体工場やクリーンルーム等で使用される他の電子機器(パーソナルコンピュータの本体等)の収納にも使用することができる。
また、例えば、この実施形態の筐体ユニット収納ラックは、半導体露光装置のモータのアンプに限定されることはなく、半導体工場やクリーンルーム等で使用される他の電子機器(パーソナルコンピュータの本体等)の収納にも使用することができる。
この実施形態により、半導体露光装置等における駆動制御モ−タの個数の増大、供給電力量の増大、床面積に占めるフットプリントや装置体積の低減、コストダウン等、装置の複雑化、高機能化等へも、その本来の性能を落とすことなく、最大限発揮するよう対応することが可能となる。
さらに、主としてクリ−ンル−ム内等の清浄かつ安定した周囲環境下に載置されることの多い半導体露光装置等において、環境温度への悪影響も低減し、環境雰囲気(空気)への悪影響も低減し、排気ダクト用のスペ−スも必要なく省スペ−スであり、ファン駆動音もないので低騒音化に寄与することができる。
さらに、主としてクリ−ンル−ム内等の清浄かつ安定した周囲環境下に載置されることの多い半導体露光装置等において、環境温度への悪影響も低減し、環境雰囲気(空気)への悪影響も低減し、排気ダクト用のスペ−スも必要なく省スペ−スであり、ファン駆動音もないので低騒音化に寄与することができる。
したがって、露光装置本体の駆動に関係のない余計な空気の流れや騒音、保守点検、空間の占有が低減され、これに煩わされることが無く、装置本体の駆動に集中した環境とできるため、研究開発においては緻密かつより精緻な研究を可能とする環境を整え、生産においてはより高スル−プットとなる素地を整えることとなる。
この実施形態においては、複数のアンプユニットを搭載するアンプラックにおいて、アンプユニット内部での空気流路確保、アンプユニット同士間での空気流路確保、アンプラック内での空気流路確保、及び空冷用フィンやファン、排気ダクトが不要となる。また、積極的にアンプラック筐体や棚板等の構造材そのものに、循環液体管を構造材外部又は内部に設けるので小型化に寄与する。もちろん、アンプユニット単体でも10kg〜20kg、アンプラック全体では1500kgになることもある重量を支えるだけの十分な強度は、併せ持つ必要があるが、温調に必要な液体配管としての穿孔を構造材内部に設けることは可能である。
この実施形態においては、複数のアンプユニットを搭載するアンプラックにおいて、アンプユニット内部での空気流路確保、アンプユニット同士間での空気流路確保、アンプラック内での空気流路確保、及び空冷用フィンやファン、排気ダクトが不要となる。また、積極的にアンプラック筐体や棚板等の構造材そのものに、循環液体管を構造材外部又は内部に設けるので小型化に寄与する。もちろん、アンプユニット単体でも10kg〜20kg、アンプラック全体では1500kgになることもある重量を支えるだけの十分な強度は、併せ持つ必要があるが、温調に必要な液体配管としての穿孔を構造材内部に設けることは可能である。
また、構造材に積極的に熱流路を構成するので、構造材そのものが熱伝達媒体として働くこととなり、流動的な空気等を熱伝達媒体とするのとは違って、安定した放熱を可能とする。熱は最終的には冷媒等の液体を通じてアンプラック外へと排出されるが、この液体までの熱伝達は極めてスム−ズであり、一端、液体に伝達された熱は、液体自体は配管以外の部位へは移動できないため、その他の部位や装置へ放熱することなく、速やかな排出が可能となる。ファン駆動のための消費電力と発熱も生じない。また、装置が配置されるクリ−ンル−ムの空調能力を超える空冷排気により、空調が実質的に無力化される懸念がなくなる。
なお、この実施例にいう棚板は、積載されるアンプユニット間を隔てる棚板だけに限られず、アンプユニットを搭載し、固定する棚としての機能を有すればよいので、アンプラックの底板、側板等であってもよい。アンプラックに冷却機構を設けることにより、アンプユニットを引き抜きアンプユニットのメンテナンスや交換する保守、点検においても、その都度、冷却管のつなぎ代えや冷却媒体の循環停止、流量バルブの調整等をしなくてもアンプユニットを、アンプラックの冷却機構から独立させて作業することが可能となる。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備え、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、発熱体から冷却配管に至る熱経路が形成され、熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、ことを特徴とする。
なお、物理的接触による熱伝導とは、熱が物理的に伝導すればよいとの意味であって、異種材質間接触や同一材質間接触や接合を問わないが、放射や輻射による熱伝達は含まない。また、熱は熱伝導性が大きい物質へ、また温度差が大きい方向へと伝達されるので、熱抵抗が低いとは、この熱が伝達されやすいことを意味する。また、冷却配管を備えるアンプラックとは、アンプラックの構造体の一部又は全部に、冷却配管が接触し、接合し、又は内包するものであってよい。
また、この発明にかかるアンプラックは、電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備え、発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、第一の熱伝導性部材とアンプユニット筐体と、アンプラック筐体又は/及び第二の熱伝導性部材とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有することを特徴とする。
また、この発明にかかるアンプラックは好ましくは、熱経路が、発熱体と冷却配管を結ぶ熱伝達上物理的に連続する経路のなかで、最短距離となる熱経路であることを特徴とする。
この発明により、最大効率で冷却配管による排熱構造を有するアンプラックを実現することが可能となる。
この発明により、最大効率で冷却配管による排熱構造を有するアンプラックを実現することが可能となる。
露光装置をはじめとする多機能複合型電子装置において、電子装置を駆動制御するための複数のアンプユニットを複数単位で積載し、保持するアンプラックに適用することができる。
11・・アンプラック、12・・アンプユニット、13・・断熱部材、14・・第二の熱伝導性部材、15・・冷却管、16・・第一の熱伝導性部材、17・・駆動素子、18・・駆動回路、冷媒・・19、20・・棚板
Claims (7)
- 発熱体を含む電子機器ユニットと、
前記電子機器ユニットを固定し、保持する筐体と、
前記筐体に配設された液体配管とを備え、
前記液体配管に液体を流すことにより前記筐体の温度調整をする、
ことを特徴とする電子機器用ラック。 - 請求項1に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記液体配管が配設された前記筐体は、前記電子機器ユニットを積載する棚板であり、
前記液体は冷媒であって、
前記温度調整が冷却である、
ことを特徴とする電子機器用ラック。 - 請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記電子機器ユニットは、前記発熱体と前記電子機器ユニットの筐体との間にそれぞれ接触して第一の熱伝導性部材を備え、
前記電子機器用ラックの筐体は、前記液体配管が配設される第二の熱伝導性部材と、少なくとも第二の熱伝導性部材より熱伝導性が小さい低熱伝導性部材とからなり、
前記第一の熱伝導性部材と前記第二の熱伝導性部材の少なくとも一部が、前記電子機器ユニットの筐体を介して相対する、
ことを特徴とする電子機器用ラック。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器用ラックにおいて、
前記液体配管は、前記電子機器用ラックが配置される部屋の室外に設けられたポンプ及び冷却装置へと通じる配管である、
ことを特徴とする電子機器用ラック。 - 電子駆動素子を備える複数のアンプユニットを搭載するアンプラックであって、
前記アンプユニットは前記アンプラックの棚板上に搭載され、
前記棚板は、前記アンプユニットの熱が棚板係止部を介して前記アンプラックの筐体側壁へ熱伝導しない程度に、冷却配管が設けられる熱伝導性の高い高熱伝導性部分と、それより熱伝導性の低い低熱伝導性部分を備え、
前記冷却配管は、前記アンプユニットの筐体と電子駆動素子との間にそれぞれ接触して設けられた伝熱部材に相対する棚板に配設され、
前記冷却配管に冷媒を通すことでアンプユニットの冷却を行う、
ことを特徴とするアンプラック。 - 電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、
前記アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、
前記発熱体から前記冷却配管に至る熱経路が形成され、
前記熱経路は、物理的接触による熱伝導で形成され、かつ、その熱経路上のすべての位置において、熱経路外へ向かう方向の熱抵抗より熱経路上の方向の熱抵抗が低い、
ことを特徴とするアンプラック。 - 電子部品を含む発熱体を備えるアンプユニットと、
前記アンプユニットを一又は複数搭載し、冷却配管を備えるアンプラックであって、
前記発熱体の表面上の熱が、物理的に連続する熱抵抗の最も低い方向へと熱伝導すると、少なくとも前記アンプユニットの筐体と、前記アンプラックの筐体とをこの順に経由し、冷却配管に至ることとなる熱経路を有する、
ことを特徴とするアンプラック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007002566A JP2008171943A (ja) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | 電子機器用ラック及びアンプラック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007002566A JP2008171943A (ja) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | 電子機器用ラック及びアンプラック |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008171943A true JP2008171943A (ja) | 2008-07-24 |
Family
ID=39699777
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JP2007002566A Withdrawn JP2008171943A (ja) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | 電子機器用ラック及びアンプラック |
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JP (1) | JP2008171943A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008311646A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Asml Netherlands Bv | 電子機器ラック及びそのような電子機器ラックを備えるリソグラフィ装置 |
US8383307B2 (en) | 2008-10-23 | 2013-02-26 | Ricoh Company, Limited | Toner, developer, and image forming method and apparatus using the toner |
WO2016078027A1 (zh) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 史利利 | 发热器件及电加热器 |
CN106686959A (zh) * | 2017-03-05 | 2017-05-17 | 张红卫 | 一种机电设备散热装置 |
JP2017194799A (ja) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 富士通株式会社 | 液冷サーバ |
JP2019109242A (ja) * | 2015-03-25 | 2019-07-04 | 株式会社東京精密 | 筐体 |
CN111890113A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 深圳市文地科技有限公司 | 一种具有冷却功能的钻床夹具 |
-
2007
- 2007-01-10 JP JP2007002566A patent/JP2008171943A/ja not_active Withdrawn
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