JP2014053507A - 冷却ユニット及び電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子装置の発熱部品を冷却する冷却ユニットにおいて、ハンドリングを容易にするとともに破損し難いようにした冷却ユニット及び電子装置を提供する。
【解決手段】冷却ユニット１０は、ラジエータモジュール１２と、ラジエータモジュール１２に接続されてラジエータモジュール１２によって空冷された冷媒が流れる硬直な供給管１３と、複数の発熱部品それぞれに対応して供給管１３に設けられた複数の開口ノズルと、複数の発熱部品の各々に装着されると共に開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部１６と、受熱部１６毎に設けられると共に受熱部１６に接合され、受熱部１６から排出される冷媒をラジエータ１２に戻す複数の回収管１７とを備え、受熱部１６の各々は供給管１３に対して相対変位可能に接続されており、回収管１７の各々は互いに直列かつ相対変位可能に接続されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却ユニット及び電子装置に関する。
従来より、サーバ等といった電子装置において、中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）などの熱を発する発熱部品を冷却する種々の冷却モジュールが提案さ
れている（例えば、特許文献１〜５等を参照）。一例として、ポンプによって循環路における冷却液を循環させ、発熱部品に装着した冷却ジャケットで発熱部品の発熱を冷却液に吸熱し、ラジエータからの放熱によって冷却液を空冷する冷却モジュールが知られている。電子装置内には複数の発熱部品が回路基板に実装されていることが多く、複数の発熱部品毎に冷却ジャケットを装着することで冷却モジュールのユニット化が行われる場合がある。
特開２００２−３３５０９１号公報 特開２００８−２８７７３３号公報 特開２００５−３２６１４１号公報 特表２００８−５００７３８号公報 特開２００７−２４１９９１号公報 実開平１−１３０８２５号公報 実開平５−１９２１号公報 特開平５−１３６５８６号公報 特開平８−１８６３８８号公報
冷却ユニットには、電子装置の筐体（ハウジング）内にユニットとして組み込む際に、携帯性、すなわちハンドリング（持ち運び）の容易さが要求される。従って、扱い者によって冷却ユニットがハンドリングされる際に、冷却ユニット全体との姿勢、形状、形態等が保持できるように、冷却ユニットにはある程度の剛性が必要となる。ハンドリングの容易さを確保する方法として、冷却ユニットの循環路に高い剛性を有する金属製の配管を用いたり、各部材同士の接合箇所をロウ（鑞）付け等によって剛接合する方法が考えられる。
しかしながら、単に冷却ユニットの循環路を金属製の配管によって形成し、各接合箇所を剛接合した場合、冷却ユニットの寸法公差に起因して、電子装置の筐体や回路基板に固定された冷却ユニットの循環路や各部材間の接合箇所に応力が掛かる場合がある。特に、電子装置の回路基板に複数の発熱部品が搭載されている場合、発熱部品毎に発熱部品の上面高さにばらつきが生じ易く、冷却ユニットを製造する際に要求される寸法精度が更に厳しいものとなる。そうすると、冷却ユニットにおける循環路や各部材間の接合箇所に応力が集中し易くなり、冷却ユニットに含まれる部材の劣化や破損が生じる虞があった。また、その結果、循環路内における冷却液が外部に漏れ出し、電子装置の故障を招いたり、品質の信頼性に影響を及ぼす虞があった。
本件は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子装置の発熱部品を冷却する冷却ユニットにおいて、ハンドリングの容易さと破損し難さとを両立するための
技術を提供することにある。
本件の一観点による冷却ユニットは、電子装置における複数の発熱部品を冷却する冷却ユニットであって、ラジエータと、前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、を備え、前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されている。
本件の一観点による電子装置は、複数の発熱部品と、複数の前記発熱部品を冷却する冷却ユニットと、を備え、前記冷却ユニットは、ラジエータと、前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、を有し、前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されている。
本件によれば、電子装置の発熱部品を冷却する冷却ユニットにおいて、ハンドリングの容易さと破損し難さとを両立するための技術を提供することができる。
実施形態１に係る電子装置の斜視図である。 実施形態１に係る電子装置の分解斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの分解斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの斜視図である。 実施形態１に係る冷却ユニットの側面図である。 実施形態１に係るラジエータ保持部材の設置態様を説明する図である。 実施形態１に係るタンク及びポンプの内部構造を示す図である。 実施形態１に係るタンク及びポンプの内部構造を示す図である。 実施形態１に係る受熱モジュール及びその周辺部材を示す斜視図である。 実施形態１に係る受熱モジュールの内部構造を示す図である。 実施形態１に係る送り配管と回収管とを上下二段に配列した状況を模式的に示す図である。 実施形態１に係る回収管の形状を模式的に示す図である。 実施形態１に係るフレキシブルチューブと電子部品との位置関係を模式的に示す図である。 実施形態１の変形例に係る電子装置の斜視図である。 実施形態２に係る冷却ユニットの上面図である。 実施形態２に係る電子装置の模式図である。
以下、図面を参照して、発明を実施するための実施形態に係る冷却ユニット及び当該冷却ユニットを備える電子装置について例示的に詳しく説明する。
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る電子装置の斜視図である。図２は、実施形態１に係る電子装置の分解斜視図である。図１及び図２において、電子装置１は、サーバ等の情報処理装置である。但し、電子装置１は、他の情報処理装置であっても良い。電子装置１は、筐体（ハウジング）２を有し、この筐体２の内部に複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）４（図２を参照）を搭載したマザーボード（回路基板）３が備えられ
ている。このＣＰＵ４は、各種の計算を実行する素子であり、電力が供給されることにより発熱する電子部品（発熱部品）である。マザーボード３は、電子装置１がサーバとしての機能を実現するための各種回路が搭載された基板である。また、図１における筐体２は、電子装置１の筐体の一部を示したものであり、例えば図示されている筐体２の外側を覆うように別の板金が配置されていても良い。本実施形態１に係る電子装置１は、発熱部品として筐体２内のマザーボード３に搭載される複数のＣＰＵ４を冷却するための水冷式の冷却ユニット（冷却モジュール）１０を備えている。図１には、電子装置１の筐体２に冷却ユニット１０を組み込んだ状態を示しているが、図２には、筐体２に冷却ユニット１０を組み込む直前の状態を示している。以下、冷却ユニット１０の詳細について説明する。
図３は、実施形態１に係る冷却ユニット１０の分解斜視図である。図４〜７は、実施形態１に係る冷却ユニット１０の斜視図である。図４〜６は、冷却ユニット１０を上方から眺めた状態を示している。また、図７は、冷却ユニット１０を下方から眺めた状態を示している。図８は、実施形態に係る冷却ユニット１０の側面図である。図８は、筐体２に冷却ユニット１０を組み込んだ状態を示しており、ＣＰＵ４、マザーボード３についても図示している。冷却ユニット１０は、ラジエータモジュール１２、送り配管１３、タンク１４、ポンプ１５、受熱部としての受熱モジュール１６、回収管１７、送風ファン１８等を備える。なお、送風ファン１８については図１に図示するものとし、図２〜８においては図示を省略している。送風ファン１８は、強制的に筐体２の内部に送風するための装置である。
冷却ユニット１０は、ラジエータモジュール１２、送り配管１３、タンク１４、ポンプ１５、受熱モジュール１６、回収管１７が閉ループ状に接続されており、これらによってＣＰＵ４を冷却する冷媒としての冷却液を循環させる循環路が形成されている。冷却ユニット１０は、ＣＰＵ４が発した熱を冷却液に吸熱させることで、ＣＰＵ４を冷却する。冷却液としては、例えば、プロピレングリコール系の不凍液が使用されるが、これには限定されず、例えば水であっても良い。
受熱モジュール１６は、各ＣＰＵ４からの熱を冷却液によって奪うためのモジュールであり、各ＣＰＵ４と熱的に接触するように設けられている。図７に示す例では、各ＣＰＵ４の上面に受熱モジュール１６が搭載（装着）されている。また、図２に示すように、本実施形態における電子装置１（筐体２）には、ＣＰＵ４が２つ備えられており、当該二つのＣＰＵ４を冷却ユニット１０によって冷却する。但し、電子装置１（筐体２）には、発熱部品としてのＣＰＵ４が複数搭載されていれば良く、その数は特に限定されない。また、冷却ユニット１０による冷却対象はＣＰＵ４に限らず、その他の発熱部品を冷却しても良い。
ポンプ１５は、例えば電動式のポンプであり、冷却ユニット１０における循環路内の冷却液を循環させる。すなわち、ポンプ１５は、循環路における冷却液を循環させる動力源である。受熱モジュール１６は、その内部に冷却液を流通させる内部流路を有する冷却ジ
ャケットであり、この内部流路を流れる冷却液によってＣＰＵ４の熱を吸熱させる。受熱モジュール１６の詳細については後述する。
ラジエータモジュール１２は、回収管１７を通じて回収された冷却液の熱を大気中へ放熱し、この放熱によって冷却された冷却液を送り配管１３に送り出す放熱器である。ラジエータモジュール１２は、連結部２１、チューブ流路２２を有する。連結部２１及びチューブ流路２２は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。連結部２１の内部は仕切り壁によって回収室と供給室とに二分されている（図示せず）。連結部２１の前面には、流入ノズル２１ａ、排出ノズル２１ｂが設けられている。ここで、流入ノズル２１ａは、連結部２１の回収室に連結されたノズルであり、回収管１７が接続されている。一方、排出ノズル２１ｂは、連結部２１の供給室に連結されたノズルであり、送り配管１３が接続されている。
ラジエータモジュール１２のチューブ流路２２は、途中で折り返されることでループ状の形状をなし、折り返しの内側に放熱フィン２３を有している。チューブ流路２２は、その一端が連結部２１の供給室に接続され、他端が連結部２１の供給室に接続されている。ラジエータモジュール１２は、回収管１７を通じて流れてくる冷却液を、流入ノズル２１ａから連結部２１の回収室に回収する。連結部２１の回収室における冷却液は、各チューブ流路２２に分配される。そして、冷却液は、チューブ流路２２及び連結部２１の供給室を経由した後、排出ノズル２１ｂから送り配管１３へと送り出される。
回収管１７からラジエータモジュール１２に回収された冷却液は、各ＣＰＵ４の熱を吸熱しているため、高温となっている。チューブ流路２２を冷却液が通過する際、チューブ流路２２の放熱フィン２３から冷却液の熱が放熱されることにより、冷却液が空冷される。チューブ流路２２を通過することで温度が低くなった冷却液が、排出ノズル２１ｂから送り配管１３へと送り出される。また、送風ファン１８の吹き出し口は、ラジエータモジュール１２のチューブ流路２２に対向するように配置されている。送風ファン１８からの送風によって、ラジエータモジュール１２（チューブ流路２２）からの放熱が促進される。なお、本実施形態におけるラジエータモジュール１２は、４個のチューブ流路２２を有しているが、チューブ流路２２の数については特に限定されない。なお、本実施形態において、ラジエータモジュール１２及び送風ファン１８は、筐体２に直接固定されている。なお、送り配管１３、タンク１４、ポンプ１５、受熱モジュール１６、回収管１７はマザーボード３上に搭載されているが、これらの何れか又は複数の部材を筐体２に直接固定するようにしても良い。
ラジエータモジュール１２は、例えば図２、４、６等において符号２４で示されるラジエータ保持部材を介して筐体２に固定されている。図９は、ラジエータ保持部材２４の設置態様を説明する図である。ラジエータ保持部材２４は、上面プレート部２４ａ、側面プレート部２４ｂ、取り付け部２４ｃを有する。上面プレート部２４ａは、ラジエータモジュール１２における連結部２１の上面と、送り配管１３の上面とに跨って固定可能な平面形状及び大きさを有している。ラジエータ保持部材２４の上面プレート部２４ａは、ラジエータモジュール１２の連結部２１の上面と送り配管１３の上面とに跨るようにして、即ち、後述するフレキシブルチューブ５、８を跨るようにして、例えば両面テープ等によって双方の面に接着されている。
ラジエータ保持部材２４の側面プレート部２４ｂは、上面プレート部２４ａから下方に垂下しており、その先端部に取り付け部２４ｃが接続されている（図７を参照）。また、取り付け部２４ｃは、上面プレート部２４ａと平行となるように、側面プレート部２４ｂに対して直交するように側方に向けて折り曲げられている。図７に示すように、取り付け部２４ｃには、取り付け用ビス２４ｄを挿通可能な大きさの取り付け用孔２４ｅが形成さ
れている。ラジエータ保持部材２４は、取り付け用ビス２４ｄを介して筐体２に固定される。具体的には、筐体２に形成された貫通孔（図示せず）及び取り付け用孔２４ｅに取り付け用ビス２４ｄを挿通させ、図示しないナット等を用いてラジエータ保持部材２４を筐体２に締結しても良い。こうして、ラジエータ保持部材２４によって、ラジエータモジュール１２が筐体２に直接固定される。なお、図５においては、ラジエータ保持部材２４を、ラジエータモジュール１２における連結部２１及び送り配管１３の上に載置する前の状態を示している。
送り配管１３は、角柱型の中空部材であって内部に冷却液を流すための流路が形成されている。送り配管１３は、剛性のある硬直（リジッド）な配管であって、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。また、送り配管１３の長手方向における一端面には、流入ノズル１３ａが設けられている。送り配管１３の流入ノズル１３ａとラジエータモジュール１２の排出ノズル２１ｂとは、柔軟性のあるフレキシブルチューブ５を介して互いに相対変位可能に接続されている。また、送り配管１３の長手方向に沿って形成される一の側面には開口部が形成されており、この開口部を通じてタンク１４が接合されている。なお、排出ノズル２１ｂ及び流入ノズル１３ａに嵌め込まれたフレキシブルチューブ５の両端部は、チューブバンド５a，５bによって締め付けられている。これによって、フレキシブルチューブ５が排出ノズル２１ｂ及び流入ノズル１３ａから外れることが抑制される。チューブバンド５a，５bは金属製としているが、これには限定されず、例えば樹脂製であっても良い。
本実施形態において、タンク１４及びポンプ１５は一体化されており、これらを纏めてポンプモジュール１１と称する。ポンプモジュール１１は、タンク１４及びポンプ１５とが一体となったモジュールであり、更にタンク１４と送り配管１３とが例えばロウ（蝋）付け等といった接合方法によって一体に剛接合されている。扱い者が冷却ユニット１０を持ち運ぶ際には、送り配管１３或いはこれにリジッドに接合されたタンク１４を把持することで、ハンドリングが容易なものとなる。すなわち、扱い者が送り配管１３或いはタンク１４を掴んで冷却ユニット１０を持ち上げた際に、冷却ユニット１０全体としての姿勢、形状、形態等を保持できるため、ハンドリングし易いという利点がある。また、各タンク１４の底面からは穴の開いたタブ４９（図３を参照）が水平方向に突き出ており、この穴を図示しない雄ネジが挿通する。一方、クーリングプレート６１には図示しない雌ネジが形成され、この雌ネジと前述の雄ネジとが螺合することにより、ポンプモジュール１１と受熱モジュール１６とが結合される。これにより、ポンプモジュールを持ち上げた際でも、受熱モジュール１６（１６ａ、１６ｂ）が垂れ下がることはない。また、雄ネジの先端がクーリングプレート６１の雌ネジの底部に到達した状態でも、雄ネジの頭部とタブ４９との間には空間があり、ポンプモジュール１１と受熱モジュール１６とは相対変位可能である。
次に、受熱モジュール１６、タンク１４、及びポンプ１５の詳細構造について説明する。冷却ユニット１０において、受熱モジュール１６、タンク１４、回収管１７は、冷却対象とするＣＰＵ４に対応するように、ＣＰＵ４毎に設けられている。ここで、図４に示すＣＰＵ４を区別する場合、その一方を第１ＣＰＵ４ａと称し、他方を第２ＣＰＵ４ｂとする。以下、第１ＣＰＵ４ａに対応する受熱モジュール、ポンプモジュールのそれぞれを第１受熱モジュール１６ａ、第１ポンプモジュール１１ａと称する。また、第２ＣＰＵ４ｂに対応する受熱モジュール、ポンプモジュールのそれぞれを第２受熱モジュール１６ｂ、第２ポンプモジュール１１ｂと称する。
各タンク１４には、ポンプ１５及び受熱モジュール１６が連結されている。図１０及び図１１は、実施形態１に係るタンク１４及びポンプ１５の内部構造を示す図である。図１０には、送り配管１３の延伸方向に沿ったタンク１４及びポンプ１５の断面構造を示して
いる。図１１には、送り配管１３の延伸方向に直交する方向に沿ったタンク１４及びポンプ１５を切断した断面構造を示している。図１２は、実施形態に係る受熱モジュール１６及びその周辺部材を示す斜視図である。なお、図１０、１１には、第１ＣＰＵ４ａに対応する第１受熱モジュール１６ａ、第１ポンプモジュール１１ａの構造を示し、図１２には、第２ＣＰＵ４ｂに対応する第２受熱モジュール１６ｂ、第２ポンプモジュール１１ｂを示している。
図１０及び図１１を参照して、ポンプモジュール１１におけるタンク１４及びポンプ１５の詳細について説明する。タンク１４は、連結管４１を有している。タンク１４は、送り配管１３と同様に硬直な配管であり、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。タンク１４の連結管４１は、送り配管１３の側面に形成された開口部に接合されている。タンク１４は、連結管４１を介して、その内部に送り配管１３からの冷却液を導入する。
図１０、１１に示すように、タンク１４は略直方体の外形を有しており、その長手方向の一端側に上述した連結管４１が形成されている。連結管４１は金属製であり、タンク１４及び送り配管１３に対してロウ付けなどによってリジッドに接合されている。一方、タンク１４において、連結管４１が設けられている方と反対側の端部周辺の側面には、タンク１４から冷却液を排出するための排出ノズル４２が形成されている。なお、以下の説明では、図１０に示されているタンク１４の断面を短辺方向の縦断面とし、図１１に示されているタンク１４の断面を長辺方向の縦断面と定義する。
タンク１４は、冷却液を一時的に貯留（貯蔵）する。タンク１４の内部には、第１〜第３タンク室４３、４４，４５が形成されており、これらの各タンク室はタンク１４の外壁及び仕切り壁４６，４７によって画定されている。仕切り壁４６は、タンク１４の長辺方向に沿って形成された略Ｌ字形の壁体であって、第１タンク室４３と第２タンク室４４との間を仕切っている。排出ノズル４２が設けられている方の端部側を除いて、タンク１４における短辺方向の縦断面における上側両隅部に第２タンク室４４が形成され、残りの領域に第１タンク室４３が形成されている。また、第３タンク室４５は、タンク１４の長辺方向において排出ノズル４２が設けられている方の端部領域に形成されている。つまり、第３タンク室４５は、排出ノズル４２に接続されている。仕切り壁４７は、タンク１４の短辺方向に沿って形成された壁体であって、第１タンク室４３と第３タンク室４５との間を仕切っている。図１１に示すように、第２タンク室４４と第３タンク室４５との間には仕切りがなく、空間的に繋がっている。
各タンク１４は、６個のポンプ１５が一体に取付けられている（例えば図５を参照）。より詳しくは、各タンク１４の長辺方向における各側面に沿ってそれぞれ３個ずつのポンプ１５が配列されている。但し、各タンク１４に設置するポンプ１５の数や、その取り付け態様は特に限定されず、適宜変更することができる。ポンプ１５は、ポンプ本体５１、吸引管５２、吐出管５３を有する。ポンプ本体５１の内部には図示しない羽根車が介装されており、電力の供給を受けて当該羽根車が回転する。吸引管５２の一端側は、ポンプ本体５１に接続され、他端側はタンク１４の第１タンク室４３に接続されている。ポンプ１５は、吸引管５２を介してタンク１４の第１タンク室４３からの冷却液をポンプ本体５１に取り入れる。また、吐出管５３の一端側は、ポンプ本体５１に接続され、他端側はタンク１４の第２タンク室４４に接続されている。ポンプ１５は、ポンプ本体５１の冷却液を、吐出管５３を介してタンク１４の第２タンク室４４に送り出す。また、図１０に示すように、タンク１４の連結管４１は、第１タンク室４３と送り配管１３とを連通している。送り配管１３から流れてくるラジエータモジュール１２からの冷却液は、タンク１４の第１タンク室４３へと流入する。
図１１に示すように、第１タンク室４３の内部には、連結管４１と所定の寸法だけ離れて対向するような垂れ壁である気泡除去板４８が設けられている。この気泡除去板４８は、第１タンク室４３の下部側を残して第１タンク室４３内の空間を隔てている。送り配管１３から第１タンク室４３の内部に流入した冷却液は、気泡除去壁４８の下を潜るようにして各ポンプ１５の吸引管５２に至る。送り配管１３から供給された冷却液に気泡が含まれている場合、その気泡は第１タンク室４３内の上部に集まる。従って、気泡除去板４８を設けることによって、冷却液中の気泡を除去することができる。なお、第１タンク室４３の長手方向において気泡除去板４８を配置する位置としては、最も連結管４１に近い位置に配置されたポンプ１５の吸引管５２よりも、更に連結管４１に近い位置であることが好ましい。これにより、全てのポンプ１５に対して気泡を含んだ冷却液が吸引されることを抑制できる。その結果、ポンプ本体５１に気泡が流入することに起因する羽根車の空転を抑制できるため、ポンプ１５の故障が起こり難くなるという利点がある。
ポンプ１５が駆動されると、ポンプ本体５１内の羽根車が回転し、吸引管５２を通じて第１タンク室４３内の気泡が除去された後の冷却液がポンプ１５に吸引され、吐出管５３を経て第２タンク室４４に吐出される。第２タンク室４４に吐出された冷却液は、タンク１４の長辺方向に沿って第３タンク室４５側に向かって移動し、第３タンク室４５に形成されている排出ノズル４２からタンク１４の外部に流出する。タンク１４からの冷却液は、後述するように受熱モジュール１６へと供給される。排出ノズル４２は、開口ノズルの一例である。
なお、ポンプ１５における吸引管５２と吐出管５３は、柔軟なフレキシブルチューブであっても良い。例えば、タンク１４側とポンプ１５側にそれぞれ設けたノズル同士をフレキシブルチューブによって接続し、その両端をチューブバンドによって締め付けると良い。この場合、要求に応じた性能を有するポンプ１５をタンク１４に装着することができる。また、ポンプ１５は電子装置であるため、タンク１４と別途製造したポンプ１５をタンク１４に組み付けることで、製造効率を向上できるという利点も期待できる。
次に、受熱モジュール１６の詳細について説明する。図１３は、実施形態１に係る受熱モジュール１６の内部構造を示す図である。具体的には、図１３に示す受熱モジュール１６は、第１受熱モジュール１６ａの水平断面を示している。受熱モジュール１６は、クーリングプレート６１、第１通路部６２、第２通路部６３、排出パイプ６４等を有している。第１通路部６２及び第２通路部６３は内部が中空の角柱部材としているが、この形状には限定されない。クーリングプレート６１は、第１通路部６２及び第２通路部６３のそれぞれの側面に接続されている。クーリングプレート６１を挟むようにして、第１通路部６２と第２通路部６３とが略平行に配置されている。また、第１通路部６２の一端には流入ノズル６２ａが形成されている（図３、４等を参照）。なお、図３において、第２受熱モジュール１６ｂにおけるクーリングプレート６１のスペーサ部材の図示を省略している。また、第１通路部６２の一端には、排出パイプ６４が接続されている。詳しくは後述するが、流入ノズル６２ａは、タンク１４の排出ノズル４２とフレキシブルチューブを介して接続される。
クーリングプレート６１、第１通路部６２、第２通路部６３、排出パイプ６４は、例えばアルミニウム等の金属によって形成されている。クーリングプレート６１は、ＣＰＵ４と熱的に接触するようにＣＰＵ４の上部に装着（搭載）されている。但し、クーリングプレート６１は、ＣＰＵ４と熱的に接触した状態で装着されていれば良く、ＣＰＵ４に対する具体的な装着態様は特に限定されない。クーリングプレート６１の内部には、冷却液を流通させるための内部流路が形成されている。図１３に示す例では、クーリングプレート６１には、第１内部流路６５と第２内部流路６６とが並んで配置されている。第１内部流路６５及び第２内部流路６６は、第１通路部６２と第２通路部６３とを結ぶ方向に沿って
延伸する区画壁によって、多数の細い（狭い）通路に区画されている（図１０を参照）。
ここで、図中の符号６７は、ネジ挿通孔を示している。ネジ挿通孔６７は、受熱モジュール１６（クーリングプレート６１）をＣＰＵ４に固定するためのバネ押さえナット９Ａ及び取り付けネジ部９Ｂ（図１、２等を参照。）を挿通するための孔である。ネジ挿通孔６７は、受熱モジュール１６における第１通路部６２に２箇所、第２通路部６３及び回収管１７にそれぞれ１箇所ずつ形成されている。例えば、取り付けネジ部９Ｂは、雄ネジ加工が施された軸部材である。また、ＣＰＵ４の４隅に配置される４つの取り付けネジ部９Ｂは、マザーボード３の背面側に配置された一のプレート部材に突設されたものである。このようなプレート部材に突設された取り付けネジ部９Ｂは、マザーボード３に設けられた貫通孔を通じてマザーボード３の上方に突出している。
一方、バネ押さえナット９Ａは、ＣＰＵ４に対して受熱モジュール１６を固定するためのバネ付きネジであって、取り付けネジ部９Ｂに螺合できるような雌ネジ加工が施されている。ネジ挿通孔６７に取り付けネジ部９Ｂを挿通させた状態で受熱モジュール１６（クーリングプレート６１）をＣＰＵ４の上面に載置して、一組のバネ押さえナット９Ａと取り付けネジ部９Ｂとを締め付ける。これにより、圧縮されたバネ押さえナット９Ａのバネの復元力によって、ＣＰＵ４に対してクーリングプレート６１が押し付け、固定することができる。本実施形態では、ＣＰＵ４の４隅にバネ押さえナット９Ａを配置するようにしたので、クーリングプレート６１をＣＰＵ４に対して平行な姿勢に保持させつつ、バランス良くＣＰＵ４に押し付けることができる。これにより、ＣＰＵ４に対するクーリングプレート６１の密着性が向上する。その結果、クーリングプレート６１とＣＰＵ４との間に、熱抵抗の大きな空気層が形成されることを抑制できる。よって、クーリングプレート６１に形成される第１内部流路６５と第２内部流路６６とを流れる冷却液とＣＰＵ４との間の熱交換を効率的に行うことができるようになる。なお、取り付けネジ部９Ｂは、筐体２の板金に直接固定されていても良い。
ところで、図１３に示すように、第１通路部６２の長手方向のうち、第１内部流路６５と第２内部流路６６との境目に対応する位置には仕切り板６２ｂが設けられており、これによって第１通路部６２が供給室６２ｃと回収室６２ｄとに区画されている。供給室６２ｃは、第１通路部６２のうち、クーリングプレート６１に冷却液を供給するための区画である。一方、回収室６２ｄは、第１通路部６２のうち、クーリングプレート６１から冷却液を回収するための区画である。
第１通路部６２の流入ノズル６２ａは、供給室６２ｃと連通している。受熱モジュール１６（第１通路部６２）の流入ノズル６２ａとタンク１４の排出ノズル４２とは、柔軟性のあるフレキシブルチューブ６を介して互いに相対変位可能に接続されている。なお、流入ノズル６２ａと排出ノズル４２に嵌め込まれたフレキシブルチューブ６の両端部は、チューブバンド６a，６bによって締め付けられている。これによって、フレキシブルチューブ６が流入ノズル６２ａと排出ノズル４２から外れることが抑制される。チューブバンド６a，６bは金属製としているが、これには限定されず、例えば樹脂製であっても良い。
クーリングプレート６１における第１内部流路６５は、一端が供給室６２ｃに接続され、他端が第２通路部６３に接続されている。また、クーリングプレート６１における第２内部流路６６は、一端が第２通路部６３に接続され、他端が回収室６２ｄに接続されている。タンク１４からの冷却液は、流入ノズル６２ａから供給室６２ｃに流入し、この供給室６２ｃに流入した冷却液が第１内部流路６５を第２通路部６３に向かって流れる。そして、第２通路部６３を中継した冷却液は、第２通路部６３から回収室６２ｄに向かって第２内部流路６６を流れる。このように、第２通路部６３は、クーリングプレート６１における第１内部流路６５と第２内部流路６６とによる冷却液の往復経路を接続するための配
管として機能する。タンクモジュール１１から受熱モジュール１６へと供給された冷却液は、第１内部流路６５及び第２内部流路６６を流れる際に、クーリングプレート６１と熱的に接触状態にあるＣＰＵ４の熱を吸熱する。このようにして、クーリングプレート６１に供給された冷却液がＣＰＵ４の熱を奪い去ることによって、当該ＣＰＵ４が冷却される。
一方、ＣＰＵ４からの吸熱によって温度が上昇した冷却液は、回収室６２ｄを排出パイプ６４に向かって流れる。図１３に示す例では、排出パイプ６４は扁平形状を有しているが、他の形状を採用しても良い。排出パイプ６４は、一端が回収室６２ｄに接合され、他端が回収管１７に接合されている。第１通路部６２及び回収管１７に対する排出パイプ６４の接合は、例えばロウ付け等によって行われている。なお、本実施形態における冷却ユニット１０において、回収管１７は、受熱モジュール１６の第２通路部６３に沿うようにして、第２通路部６３に隣接して配置されている。また、排出パイプ６４の下部に設けられる空間は、マザーボード３に実装される電子部品の搭載スペースとして利用することができる。この場合、排出パイプ６４と、その下方に配置される電子部品とを熱的に接触させて配置しても良い。これにより、排出パイプ６４を流れる冷却液によって当該電子部品を冷却できるという利点がある。
受熱モジュール１６のクーリングプレート６１を通過する際にＣＰＵ４からの吸熱によって温められた冷却液は、排出パイプ６４から回収管１７に排出される。冷却ユニット１０における回収管１７は、受熱モジュール１６毎に対応して設けられている。つまり、冷却ユニット１０は、回収管１７を、受熱モジュール１６に対応する数だけ具備している。なお、受熱モジュール１６は、ＣＰＵ４それぞれに対応して設けられるため、回収管１７の数は冷却対象となるＣＰＵ４の数に等しくなる。
ここで、第１受熱モジュール１６ａに接続される回収管１７と、第２受熱モジュール１６ｂに接続される回収管１７とを区別して示す場合、前者を符号１７ａにて示し、後者を１７ｂにて示すものとする。回収管１７ａ及び回収管１７ｂは、直列に接続されている。具体的には、回収管１７ａ及び回収管１７ｂは、柔軟性のあるフレキシブルチューブ７を介して接続されている。すなわち、回収管１７ａの一端と回収管１７ｂの一端にそれぞれ形成された接続ノズル７１が、フレキシブルチューブ７を介して互いに相対変位可能に接続されている。接続ノズル７１は、各回収管１７を接続するためのノズルである。なお、回収管１７ａ及び回収管１７ｂについてそれぞれに流れる冷却液の流れ方向を基準とすると、回収管１７ａが相対的に下流側となる。なお、一組の接続ノズル７１の各々に嵌め込まれたフレキシブルチューブ７の両端部は、チューブバンド７a，７bによって締め付けられている。これによって、フレキシブルチューブ７が一組の接続ノズル７１から外れることが抑制される。チューブバンド７a，７bは金属製としているが、これには限定されず、例えば樹脂製であっても良い。
冷却ユニット１０では、複数のうち最下流に位置する回収管１７を、ラジエータモジュール１２の連結部２１に接続するようにしている。ここでは、相対的に下流側に位置する方の回収管１７ａがラジエータモジュール１２の連結部２１に接続される。回収管１７ａにおいて、接続ノズル７１が形成されていない方の端部には排出ノズル７２が形成されている（図９を参照）。そして、回収管１７ａの排出ノズル７２は、柔軟性のあるフレキシブルチューブ８を介してラジエータモジュール１２の流入ノズル２１ａと相対変位可能に接続されている。なお、流入ノズル２１ａと排出ノズル７２に嵌め込まれたフレキシブルチューブ８の両端部は、チューブバンド８a，８bによって締め付けられている。これによって、フレキシブルチューブ８が流入ノズル２１ａ及び排出ノズル７２から外れることが抑制される。チューブバンド８a，８bは金属製としているが、これには限定されず、例えば樹脂製であっても良い。
本実施形態の冷却ユニット１０において、フレキシブルチューブ５〜８は、弾性変形能を有するゴムチューブとしているが、柔軟性を有する接続管であれば他の材料を用いても良い。例えば、金属製材料を蛇腹状に加工して柔軟性を付与したベローズ等であっても良い。本実施形態では、フレキシブルチューブ５〜８の両端をチューブバンドによって締め付けているため、フレキシブルチューブ５〜８がノズルから何らかの原因で不用意に外れることを抑制できる。これにより、冷却ユニット１０の循環路を循環する冷却液が外部に漏れ出すことを抑止できる。
本実施形態に係る冷却ユニット１０では、当該冷却ユニット１０を持ち運ぶ際のハンドリングのし易さを確保するために、送り配管１３、タンク１４、ポンプ１５を例えば金属のような硬直な材料とすると共に、これらの部材をロウ付け等によって剛接している。これにより、例えば扱い者が送り配管１３を掴んで持ち上げた際に、冷却ユニット１０全体としての姿勢、形状、形態等が保持できなくなることを抑制でき、ハンドリングが容易なものとなる。
特に、冷却ユニット１０のラジエータ保持部材２４は、ラジエータモジュール１２を筐体２に固定すると同時に、ラジエータモジュール１２の連結部２１と送り配管１３とを連結するラジエータ保持機構としての機能を有する。上記のように、ラジエータ保持部材２４の上面プレート部２４ａは、連結部２１の上面と送り配管１３の上面の双方に跨って双方の面に接着される。これによれば、扱い者が送り配管１３を掴んで冷却ユニット１０をハンドリングした際に、ラジエータモジュール１２が下方に垂れ下がることを抑制できる。これにより、冷却ユニット１０のハンドリング性が向上する。
一方、電子装置１の筐体２の内部には複数のＣＰＵ４が搭載されており、各ＣＰＵ４は、マザーボード３に対して半田ボールやソケット等によって固定されるため、各ＣＰＵ４の上面高さは相互にばらつく場合がある。また、冷却ユニット１０の各構成部品、ＣＰＵ４、マザーボード３には、それぞれ個体毎の寸法精度に多少のばらつきが存在する。また、電子装置１を組み立てる際にも、冷却ユニット１０、ＣＰＵ４、マザーボード３それぞれの位置関係にばらつきが生じる場合がある。
これに対して、本実施形態に係る冷却ユニット１０では、各ＣＰＵ４にそれぞれ装着される受熱モジュール１６とタンク１４との接続部にフレキシブルチューブ６を介して接続することにした。これによれば、フレキシブルチューブ６の有する弾性変形能によって、剛接合された送り配管１３及びタンク１４に対して受熱モジュール１６を相対変位させることが可能である。よって、各ＣＰＵ４における上面高さのばらつきや、水冷ユニット１０の製造時或いは筐体２への組み付け時に多少の寸法誤差が生じても、それらをフレキシブルチューブ６の柔軟性、すなわち弾性変形能によって吸収することができる。その結果、送り配管１３及びタンク１４に過大な応力が掛かることを抑制できる。
更に、冷却ユニット１０によれば、受熱モジュール１６から冷却液が排出される回収管１７を受熱モジュール１６毎に用意し、フレキシブルチューブ７を介してこれらを直列に接続することで、各回収管１７同士を互いに相対変位可能に接続した。フレキシブルチューブ７の柔軟性、すなわち弾性変形能によって受熱モジュール１６にそれぞれ対応する回収管１７同士を自在に相対変位させることができる。そのため、各ＣＰＵ４における上面高さのばらつきや、水冷ユニット１０の製造時又は筐体２への組み付け時に生じた寸法誤差等を吸収し、各回収管１７に過大な応力が掛かることを抑制できる。
また、各ＣＰＵ４の高さばらつきや、冷却ユニット１０、ＣＰＵ４、マザーボード３等における寸法又は配置位置にばらつきが起こった場合、冷却ユニット１０の姿勢が筐体２
に対して傾く場合がある。この場合、仮に送り配管１３及び回収管１７をそれぞれラジエータモジュール１２に対してリジッドに接合してしまうと、送風ファン１８による送風の進行方向に対して、放熱フィン２３の配置面を正対させることが難しくなる。そうすると、送風ファン１８からの送風を放熱フィン２３が受ける投影面積が減少し、ＣＰＵ４の冷却効率が低下する虞がある。また、筐体２内における他の部品や構造とラジエータモジュール１２が干渉する虞もある。
これに対して、冷却ユニット１０においては、送り配管１３及び回収管１７をラジエータモジュール１２に対してフレキシブルチューブ５，８によって相互に相対変位可能に接続した。そのため、たとえ筐体２に対して受熱モジュール１６やポンプモジュール１１が傾いたとしても、送り配管１３、回収管１７、ラジエータモジュール１２に大きな応力を掛けることなくラジエータモジュール１２の姿勢の調整が可能となる。よって、ラジエータモジュール１２が筐体２内における他の部品や構造と干渉したり、送風ファン１８から放熱フィン２３が受ける送風量が減少してしまい、ＣＰＵ４の冷却効率が低下することを抑制できる。なお、ラジエータモジュール１２における連結部２１上面と送り配管１３上面とはラジエータ保持部材２４を介して接続されているが、ラジエータモジュール１２及び送り配管１３間の横方向の相対変位は拘束されない。よって、ラジエータ保持部材２４によってラジエータモジュール１２の姿勢の調整が制限される等といった不都合は生じない。
また、ラジエータ保持部材２４は、送り配管１３及び回収管１７それぞれとラジエータモジュール１２とを接続するフレキシブルチューブ５，８を囲むように形成された上面プレート部２４ａ及び側面プレート部２４ｂを有する。従って、電子装置１の製造時や保守作業時において、フレキシブルチューブ５，８に不意に工具等が接触して破損することを抑制できる。
以上より、本実施形態に係る冷却ユニット１０によれば、ハンドリングの容易さと破損し難さとを両立することができる。その上、冷却ユニット１０内を循環する冷却液が外部に漏れ出すことも抑止できるため、電子装置１の故障を招いたり、品質の信頼性に悪影響を及ぼすことを回避できる。
本実施形態においては、フレキシブルチューブ５〜８のそれぞれが柔軟性を有する接続管の一例である。また、冷却ユニット１０においては、ラジエータモジュール１２から各受熱モジュール１６に冷却液が供給されるまで、送り配管１３、タンク１４の内部流路、ポンプ１５の内部流路を順次経由して各受熱モジュールに至る。タンク１４の内部流路には、第１〜第３タンク室４３、４４，４５等が該当する。また、ポンプ１５の内部流路には、吸引管５２、ポンプ本体５１の内部空間、吐出管５３等が該当する。送り配管１３、タンク１４の内部流路、ポンプ１５の内部流路は、供給管の一例である。
ところで、図１に示すように、電子装置１の筐体２内における冷却ユニット１０の周囲には、例えば、ＤＩＭＭ等といったメモリを装着するためのスロット１００が設けられている。従って、電子装置１の扱い者が、スロット１００に対するメモリの増設やその他の保守作業を行う場合、筐体２の内部にアクセスすることになる。一方、各受熱モジュール１６の排出パイプ６４や回収管１７は、ＣＰＵ４から熱を吸熱することで高熱となった冷却液が流通する。そのため、上記のように電子装置１の保守作業を扱い者が行う際、各受熱モジュール１６における排出パイプ６４や回収管１７の表面が高温状態となっている場合がある。
これに対して、本実施形態に係る冷却ユニット１０においては、図５、９等に示されるように、送り配管１３と回収管１７を上下二段構造となるように配置している。具体的に
は、回収管１７を下段に配置し、送り配管１３が回収管１７と上下に重なるように回収管１７の上部に配置されている。また、タンク１４及びポンプ１５を含むポンプモジュール１１は、受熱モジュール１６の上部を覆うように配置されている。送り配管１３及びポンプモジュール１１を流れる冷却液は、ラジエータモジュール１２によって空冷された後であってＣＰＵ４から吸熱を行う前の状態にあり、その温度は低い。そのため、送り配管１３、タンク１４及びポンプ１５の表面は、受熱モジュール１６の排出パイプ６４や回収管１７に比べて低温といえる。
以上のように、高温の冷却液が流れる受熱モジュール１６や回収管１７を下段とし、これらの上部を覆うように、低温の冷却液が流れる送り配管１３やポンプモジュール１１を上段に配置することで、扱い者が高温の部材表面に触れ難くなる。よって、電子装置１の保守作業等の際に、扱い者が火傷を負うことを抑制できる。
また、送り配管１３と回収管１７とを上下二段に配列することで、マザーボード３の搭載スペースを有効に活用することができる。すなわち、この場合、送り配管１３と回収管１７とを基板平面方向に並べる場合に比べて、マザーボード３に実装される他の実装部品の搭載スペースを確保し易くなる。特に、図１４に示す模式図のように、送り配管１３の下段に配置される回収管１７よりも背が高い電子部品１０１をマザーボード３に多く実装する際には、この電子部品１０１を上下に積層した送り配管１３及び回収管１７に隣接して配置すると良い。これにより、マザーボード３の搭載スペースを有効かつ無駄なく使用することができる。
また、本実施形態に係る冷却ユニット１０においては、送り配管１３及び回収管１７が角形断面を有している（図５〜７、１１等を参照）。これによれば、送り配管１３や回収管１７等を円形断面とする場合に比べて、冷却液の流路断面積をより大きく確保し易くなるといった効果が得られる。
更に、図１１に示されるように、冷却ユニット１０における回収管１７は、高さ方向において下部領域における横幅を上部領域における横幅に比べて狭くなっている。ここでの横幅とは、回収管１７の長手方向に直交する断面内における幅方向の寸法を指す。これにより、冷却ユニット１０における他の部材（部品）や、マザーボード３に実装される他の実装部品に対して、回収管１７が干渉しにくくなる。図１１に示す例では、冷却ユニット１０に係る回収管１７と受熱モジュール１６の第２通路部６３とを近接して配置する例が示されている。この例においては、回収管１７における下端から第２通路部６３の上端に対応する高さまでの範囲で、それよりも上側の領域に比べて横幅が絞られている。これによれば、回収管１７や第２通路部６３における冷却液の流路断面の大きさを確保しつつ、これらがマザーボード３上を占有する占有面積を低減できる。つまり、マザーボード３に実装される他の実装部品の搭載スペースを十分に確保できるようになる。
例えば、図１５に示す模式図のように、回収管１７の上部側に比べて下部側の横幅を小さくすることで回収管１７の側方に切欠き空間１０２を形成し、更に、回収管１７の下端縁部を面取りすることで面取り縁部１０３を形成しても良い。そして、図１５に示す例のように、切欠き空間１０２に対して、電子部品１０４の少なくとも一部が潜り込む（入り込む）ように電子部品１０４をマザーボード３に実装しても良い。そして、切欠き空間１０２に配置される電子部品１０４よりも更に背の低い電子部品１０５を、面取り縁部１０３とマザーボード３との間に形成される隙間空間に配置しても良い。これによれば、回収管１７の下部空間を、電子部品１０４，１０５の実装スペースとして有効に利用することができる。なお、電子部品１０４，１０５は、例えばコンデンサー等であるが、これに限定されるものではない。
更に、本実施形態に係る電子装置１においては、各回収管１７同士の接続部に配置されたフレキシブルチューブ７の下方空間を、電子部品の実装スペースとして利用できる。例えば、図１６に示す模式図のように、フレキシブルチューブ７の下部（すなわち、フレキシブルチューブ７とマザーボード３との間）に形成される空間１０６を有効に利用して、電子部品１０７をマザーボード３に実装することができる。また、上記と同様の観点から、ラジエータモジュール１２と回収管１７との接続部に配置されたフレキシブルチューブ８とマザーボード３との間の空間を、電子部品の実装スペースとして利用しても良い。
ところで、何らかの原因、例えばポンプ１５の故障によって循環路内における冷却液の循環が停止したり、送風ファン１８の故障によって冷却液が冷却されなくなった場合、ＣＰＵ４からの吸熱によって冷却液が沸騰する可能性が考えられる。この場合、冷却液の沸騰は、ＣＰＵ４に対して熱的に接触しているクーリングプレート６１の第１内部流路６５及び第２内部流路６６において顕著になると想定される。その結果、冷却ユニット１０における循環路内の圧力が上昇することに起因してフレキシブルチューブ５〜８が膨張し、場合によってはこれらが破裂に至ることも懸念される。
そこで、冷却ユニット１０においては、ポンプ１５や送風ファン１８の故障によって循環路内における冷却液が沸騰した場合においても、フレキシブルチューブ５〜８が破裂することを抑制するためのフェールセーフ設計がなされている。
第１のフェールセーフ機構としては、冷却ユニット１０の何れかのフレキシブルチューブについて、その両端部を締め付けるチューブバンドの少なくとも何れか一方の締め付け力を、他のフレキシブルチューブに比べて低く設定しておく。ここで、他のフレキシブルチューブに比べて相対的に締め付け力が低く設定されるチューブバンドを「締め付け低減チューブバンド」と称する。例えば、冷却ユニット１０の循環路における内圧が所定の許容圧力を超える前に、フレキシブルチューブが大気開放されるように、締め付け低減チューブバンドの締め付け力を設定しても良い。より詳しくは、循環路の内圧が基準圧力まで上昇した時点でフレキシブルチューブが大気開放されるように、締め付け低減チューブバンドの締め付け力を設定しても良い。ここで、締め付け低減チューブバンドが配置されるフレキシブルチューブを「異常時開放対象チューブ」と称する。また、異常時開放対象チューブにおける一方の端部にはチューブバンドを装着しないことにより、循環路における内圧が許容圧力を超える前に異常時開放対象チューブを大気開放するようにしても良い。
なお、冷却ユニット１０においては、何れか一箇所におけるフレキシブルチューブを異常時開放対象チューブとしても良い。異常時開放対象チューブに設定されているフレキシブルチューブが大気開放されれば、循環路全体の内圧が低下するからである。ところで、ポンプ１５や送風ファン１８等の故障によって循環路の冷却水が沸騰した場合、フレキシブルチューブ５〜８のうち、クーリングプレート６１に最も近いフレキシブルチューブ６の内圧上昇が顕著になり易い。よって、フレキシブルチューブ５〜８のうち、フレキシブルチューブ６が最も破裂に至る可能性が高いとも考えられる。
そこで、フレキシブルチューブ５〜８のうち、ウィークポイントになり易いフレキシブルチューブ６を異常時開放対象チューブに設定しても良い。これにより、ウィークポイントになり易いフレキシブルチューブ６が破裂することを未然に防ぐことができる。但し、複数箇所のフレキシブルチューブに対して、締め付け低減チューブバンドを配置することは何ら妨げられない。また、上記の例では、異常時開放対象チューブの一方の端部に締め付け低減チューブバンドを配置する場合を説明したが、両端部に締め付け低減チューブバンドを配置しても良い。
次に、第２のフェールセーフ機構としては、フレキシブルチューブ５〜８の外周を覆い
、かつ当該チューブを拘束することでその膨張変形を抑制する保護部材をフレキシブルチューブ５〜８に設置しても良い。保護部材は、特定の部材に限定されないが、例えば、フレキシブルチューブ５〜８の外周を覆うチューブ状部材であっても良いし、フレキシブルチューブ５〜８の外周に巻き回された針金部材等であっても良い。これによれば、ポンプ１５や送風ファン１８等の故障によって循環路の内圧が上昇した際、保護部材によってフレキシブルチューブ５〜８が過度に膨張することを抑制し、その破裂を抑止できる。なお、フレキシブルチューブ５〜８の端部は、当該端部が嵌め込まれるノズルに対して接着剤等によって接着されていても良い。この場合、ポンプ１５や送風ファン１８等が故障した際、フレキシブルチューブ５〜８とノズルとの間の接着部が剥がれることで、フレキシブルチューブ５〜８が大気開放される。その結果、冷却ユニット１０における循環路の内圧が過度に上昇することを抑制できる。
以上より、冷却ユニット１０におけるフェールセーフ機構によれば、ポンプ１５や送風ファン１８等が故障した場合においても、フレキシブルチューブ５〜８が破裂することを抑制できる。よって、電子装置１の扱い者に不安を与えるような破裂音が発生する事態を回避できる。
なお、本実施形態の冷却ユニット１０において、受熱モジュール１６、ポンプモジュール１１の数は、発熱部品であるＣＰＵ４の数に対応する。本実施形態では、電子装置１に設けられるＣＰＵ４の数が２個であるため、冷却ユニット１０は受熱モジュール１６、ポンプモジュール１１をそれぞれ２つずつ備えている。これらのモジュール数は、電子装置１に備えられるＣＰＵ４の数に応じて増減される。また、筐体２には、マザーボード３が多段配置されていても良い。例えば、図１７に示す電子装置１には、マザーボード３が２段に配置されており、マザーボード３毎に上述までの冷却ユニット１０が配置されている。ここで、符号１２ａ、１２ｂは、各冷却ユニット１０に対応するラジエータモジュールである。図示のように、ラジエータモジュール１２ａ、１２ｂは、上下に多段配置されている。筐体２には、上段に配置されるラジエータモジュール１２ａを保持する中敷きプレート２ａが設けられている。上段のラジエータモジュール１２ａは、ラジエータ保持部材２４によって中敷きプレート２ａに固定することができる。
＜実施形態２＞
図１８は、実施形態２に係る冷却ユニット１０Ａの上面図である。冷却ユニット１０Ａにおいて、実施形態１に係る冷却ユニット１０と共通する部材については、同一の参照符号を付すことで詳しい説明を省略する。本実施形態に係る冷却ユニット１０Ａが適用される電子装置１Ａは、図１９の模式図に示すように、マザーボード３上に４個のＣＰＵが搭載されている。以下、４個のＣＰＵを第１〜第４ＣＰＵ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとする。
冷却ユニット１０Ａは、ラジエータモジュール１２、ポンプモジュール１１、受熱モジュール１６、送り配管１３、回収管１７、共通送り管１１３、及び共通回収管１１７等を有する。ここで、各ＣＰＵ４ａ〜４ｄに対応して設けられる受熱モジュールを、それぞれ第１〜第４受熱モジュール１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄとする。また、各ＣＰＵ４ａ〜４ｄに対応して設けられるポンプモジュールを、それぞれ第１〜第４ポンプモジュール１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄとする。
冷却ユニット１０Ａは、共通送り管１１３及び共通回収管１１７は、ラジエータモジュール１２に接続されている。共通送り管１１３及び共通回収管１１７は、上下２段構造として配置されており、共通送り管１１３が共通回収管１１７の上に重なるようにして配置されている。図１８中、共通回収管１１７の外形は破線にて図示する。共通送り管１１３は、ラジエータモジュール１２における連結部２１の排出ノズル２１ｂに接続されている。一方、共通回収管１１７は、連結部２１の流入ノズル２１ａに接続されている。
共通送り管１１３は、ラジエータモジュール１２によって冷却された冷却液を、各ポンプモジュール１１、受熱モジュール１６に供給するための分岐配管である。また、共通回収管１１７は、各各ポンプモジュール１１、受熱モジュール１６から回収される冷却液を合流させた後、ラジエータモジュール１２に導くための合流配管である。
共通送り管１１３は、長手方向に沿った一側面のうちの一方の端部側に第１排出ノズル１１３ａ、他方の端部側に第２排出ノズル１１３ｂが形成されている。また、第１排出ノズル１１３ａ及び第２排出ノズル１１３ｂとは反対側の側面のうち、長手方向における中央部近傍に流入ノズル１１３ｃが形成されている。また、共通回収管１１７は、長手方向に沿った一側面のうちの一方の端部側に第１流入ノズル１１７ａ、他方の端部側に第２流入ノズル１１７ｂが形成されている。また、第１流入ノズル１１７ａ及び第２流入ノズル１１７ｂとは反対側の側面のうち、長手方向における中央部近傍に排出ノズル１１７ｃが形成されている。
冷却ユニット１０Ａを上方から眺めた場合、共通送り管１１３の第１排出ノズル１１３ａ、第２排出ノズル１１３ｂ、及び流入ノズル１１３ｃが、それぞれ共通回収管１１７の第１流入ノズル１１７ａ、第２流入ノズル１１７ｂ及び排出ノズル１１７ｃに対応している。つまり、第１排出ノズル１１３と第１流入ノズル１１７ａ、第２排出ノズル１１３と第２流入ノズル１１７ｂ、流入ノズル１１３ｃと排出ノズル１１７ｃは、それぞれ上下に重なって配置されている。
共通送り管１１３の流入ノズル１１３ｃは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２１を介して、ラジエータモジュール１２の排出ノズル２１ｂと互いに相対変位可能に接続されている。また、共通送り管１１３の第１排出ノズル１１３ａは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２２を介して、送り配管（以下、「第１送り配管」という）１３０Ａの流入ノズル１３ａと互いに相対変位可能に接続されている。更に、共通送り管１１３の第２排出ノズル１１３ｂは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２３を介して、送り配管（以下、「第２送り配管」という）１３０Ｂの流入ノズル１３ａと互いに相対変位可能に接続されている。
一方、共通回収管１１７の排出ノズル１１７ｃは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２４を介して、ラジエータモジュール１２の流入ノズル２１ａと互いに相対変位可能に接続されている。また、共通回収管１１７の第１流入ノズル１１７ａは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２５を介して、回収管（以下、「第１回収管」という）１７０Ａの排出ノズル７２と互いに相対変位可能に接続されている。更に、共通回収管１１７の第１流入ノズル１１７ｂは、柔軟性を有するフレキシブルチューブ１２６を介して、回収管（以下、「第２回収管」という）１７０Ｂの排出ノズル７２と互いに相対変位可能に接続されている。なお、フレキシブルチューブ１２１〜１２６については、上述までのフレキシブルチューブ５〜８と同等の部材であり、弾性変形能を有する。また、各フレキシブルチューブ１２１〜１２６の両端部は、実施形態１におけるものと同等のチューブバンドによって締め付けられている。
実施形態２における冷却ユニット１０Ａにおいては、ラジエータモジュール１２によって冷却された冷却液は、共通送り管１１３によって、第１送り配管１３０Ａと第２送り配管１３０Ｂにそれぞれに分配される。ここで、第１送り配管１３０Ａには、第１及び第２ポンプモジュール１１ａ、１１ｂ、第１及び第２受熱モジュール１６ａ、１６ｂが接続されており、これらを介して供給される冷却液によって第１及び第２ＣＰＵ４ａ、４ｂが冷却される。そして、第１及び第２受熱モジュール１６ａ、１６ｂから排出された冷却液は、第１回収管１７０Ａ、共通回収管１１７を経由した後、ラジエータモジュール１２へと
回収される。
一方、第２送り配管１３０Ｂには、第１及び第２ポンプモジュール１１ａ、１１ｂ、第１及び第２受熱モジュール１６ａ、１６ｂが接続されており、これらを介して供給される冷却液によって第３及び第４ＣＰＵ４ｃ、４ｄが冷却される。そして、第２受熱モジュール１６ａ、１６ｂから排出された冷却液は、第２回収管１７０Ｂ、共通回収管１１７を経由した後、ラジエータモジュール１２へと回収される。
本実施形態に係る冷却ユニット１０Ａは、ＣＰＵ４それぞれに対応するように受熱モジュール１６及びポンプモジュール１１を配置し、これら各モジュールの配置形態に応じて適切な共通送り管１１３及び共通回収管１１７を用意すれば良い。本実施形態における冷却ユニット１０Ａでは、共通送り管１１３から各送り配管１３に分岐させる冷却液の流路の分岐数を２とする場合を説明したが、この分岐数はマザーボード３上のＣＰＵ４の配置形態に応じて変更すると良い。同様に、本実施形態に係る冷却ユニット１０Ａでは、共通回収管１１７が各回収管から合流させる冷却水の流路の合流数を２とする場合を説明したが、この合流数はマザーボード３上のＣＰＵ４の配置形態に応じて変更すると良い。
以上のように、ポンプモジュール１１及び受熱モジュール１６を並列に接続する際には、ラジエータモジュール１２に共通送り管１１３と共通回収管１１７を接続することにより、共通のモジュールを使用して冷却ユニット１０Ａを構築できる。これにより、ＣＰＵ４の数や配置パターンの変更に柔軟に対応可能な冷却ユニット１０Ａを実現できる。また、ラジエータモジュール１２の連結部２１の容量及びチューブ流路２２の搭載数は、冷却ユニット１０Ａによって冷却するＣＰＵ４の数に応じて適宜増減することができる。
以上述べた実施形態は、本件の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。また、上述の実施形態及び変形例は、可能な限りこれらを組み合わせて実施することができる。
１・・・電子装置
２・・・筐体
３・・・マザーボード
４・・・ＣＰＵ
５，６，７，８・・・フレキシブルチューブ
１０・・・冷却ユニット
１１・・・ポンプモジュール
１２・・・ラジエータモジュール
１３・・・送り配管
１４・・・タンク
１５・・・ポンプ
１６・・・受熱モジュール
１７・・・回収管
１８・・・送風ファン
６１・・・クーリングプレート
６２・・・第１通路部
６３・・・第２通路部
６４・・・排出パイプ
６５・・・第１内部流路
６６・・・第２内部流路

Claims (12)

  1. 電子装置における複数の発熱部品を冷却する冷却ユニットであって、
    ラジエータと、
    前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、
    複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、
    複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、
    前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、
    を備え、
    前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、
    前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されている、
    冷却ユニット。
  2. 前記受熱部と前記供給管との接続部、および、前記回収管同士の接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
    請求項１に記載の冷却ユニット。
  3. 前記供給管は、前記ラジエータに対して相対変位可能に接続されており、かつ、
    複数のうち最下流に位置する回収管は、前記ラジエータに対して相対変位可能に接続されている、
    請求項１又は２に記載の冷却ユニット。
  4. 前記供給管と前記ラジエータとの接続部、および、前記回収管と前記ラジエータとの接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
    請求項３に記載の冷却ユニット。
  5. 前記接続管を跨ぎ、前記ラジエータおよび前記供給管上に搭載されるラジエータ保持部材を備える、
    請求項４に記載の冷却ユニット。
  6. 前記供給管には、タンクの内部流路とポンプの内部流路との少なくとも一方が含まれる、
    請求項１から５の何れか一項に記載の冷却ユニット。
  7. 複数の発熱部品と、
    複数の前記発熱部品を冷却する冷却ユニットと、
    を備え、
    前記冷却ユニットは、
    ラジエータと、
    前記ラジエータに接続され、当該ラジエータによって空冷された冷媒が流れる供給管と、
    複数の前記発熱部品それぞれに対応して前記供給管に設けられた複数の開口ノズルと、
    複数の前記発熱部品の各々に装着されると共に前記開口ノズルの各々に接続され、当該開口ノズルから供給される冷媒を内部流路に流通させる複数の受熱部と、
    前記受熱部毎に設けられると共に当該受熱部に接合され、前記受熱部から排出される冷媒を前記ラジエータに戻す複数の回収管と、を有し、
    前記受熱部の各々は、前記供給管に対して相対変位可能に接続されており、
    前記回収管の各々は、互いに直列かつ相対変位可能に接続されている、
    電子装置。
  8. 前記受熱部と前記供給管との接続部、および、前記回収管同士の接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
    請求項７に記載の電子装置。
  9. 前記供給管は、前記ラジエータに対して相対変位可能に接続されており、かつ、
    複数のうち最下流に位置する回収管は、前記ラジエータに対して相対変位可能に接続されている、
    請求項７又は８に記載の電子装置。
  10. 前記供給管と前記ラジエータとの接続部、および、前記回収管と前記ラジエータとの接続部には、柔軟性を有する接続管が介在する、
    請求項９に記載の電子装置。
  11. 前記接続管を跨ぎ、前記ラジエータおよび前記供給管上に搭載されるラジエータ保持部材を備える、
    請求項１０に記載の電子装置。
  12. 前記供給管には、タンクの内部流路とポンプの内部流路との少なくとも一方が含まれる、
    請求項７から１１の何れか一項に記載の電子装置。
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