JP6927603B2 - 冷却システム、電子機器 - Google Patents
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Description
例えば、筐体内に収容される電子部品の数の増加に伴い、筐体内の部品配置が高密度化すると、他の配管や他の電子部品との干渉を抑えるように配管をレイアウトすることが望まれる場合がある。
この場合、レイアウトどおりに配管を設けるために、冷却部材に対して、配管を位置合わせする必要がある。
しかしながら、特許文献1に開示されるように冷却部材に配管を接続すると、冷却部材に対し、配管が中心軸の軸周りに回転してしまうことがある。
このため、冷却部材に対して、配管を位置合わせすることが難しい。
[第1の実施形態]
図1は、本実施形態による冷却システムの最小構成を示す図である。
この図が示すように、冷却システム100Aは、冷却部材73Aと、供給側継手151Aと、排出側継手152Aと、接続部173Aと、被接続部77Aと、回り止め部180Aと、を少なくとも備えていればよい。
このため、冷却部材73Aに対して、供給側配管142A及び排出側配管143Aの位置合わせがしやすい。
さらに、供給側配管142A及び排出側配管143Aの位置合わせができれば、供給側配管142A、排出側配管143Aが、他の配管や電子部品に干渉してしまうことが抑えられる。
図2は、本実施形態による電子機器の最小構成を示す図である。
この図が示すように、電子機器2Bは、筐体3Bと、筐体3Bに収容されている冷却システム100Bと、を少なくとも備えていればよい。冷却システム100Bは、冷却部材73Bと、供給側継手151Bと、排出側継手152Bと、接続部173Bと、被接続部77Bと、回り止め部180Bと、を備えている。
このため、冷却部材73Bに対して、供給側配管142Bおよび排出側配管143Bの位置合わせがしやすい。
さらに、供給側配管142Bおよび排出側配管143Bの位置合わせができれば、供給側配管142Bおよび排出側配管143Bが、他の配管や電子部品に干渉してしまうことが抑えられる。
図3は、本実施形態による電子機器の概略構成を示す斜視図である。
(サーバの全体構成)
この図が示すように、サーバ(電子機器)2Cは、筐体3Cと、メイン基板5と、サイドモジュール6と、センターモジュール7Cと、を備えている。サーバ2Cは、1台以上が図示しないサーバラックに収容され、サーバ装置(図示無し)を構成する。サーバ2Cは、サーバラック(図示無し)に対し、水平方向に沿って挿抜可能に設けられている。以下の説明において、サーバラックに対するサーバ2Cの挿抜方向を、奥行き方向Dpと称する。また、水平面内において奥行き方向Dpに直交する方向を幅方向Dw、奥行き方向Dpおよび幅方向Dwに直交する方向を上下方向Dvと称する。
筐体3Cは、上下方向Dvから平面視すると、奥行き方向Dpに長辺を有する長方形状に形成されている。筐体3Cは、水平面に沿って設けられる底板3dと、底板3dの幅方向Dw両側から上方に立ち上がる一対の側板3eと、を少なくとも備えている。筐体3Cは、底板3dの奥行き方向Dpの第二側Dp2に、底板3dから上方に立ち上がるリヤパネル3rを備えている。さらに、筐体3Cは、底板3dの奥行き方向Dpの第一側Dp1にフロントパネル3fを備えてもよい。
メイン基板5、サイドモジュール6、およびセンターモジュール7Cは、筐体3C内に収容されている。
メイン基板5は、平板状で、筐体3Cの底板3d上に沿って配置されている。メイン基板5は、筐体3C内の幅方向Dw中央部に配置されている。
サイドモジュール6は、筐体3C内で、メイン基板5に対し、幅方向Dwの両側にそれぞれ配置されている。各サイドモジュール6は、下段側モジュール部6Aと、上段側モジュール部6Bとが、上下方向Dvに積層されて設けられている。下段側モジュール部6A、上段側モジュール部6Bは、それぞれ、第一モジュール10Cと、第二モジュール20Cと、を備えている。
これらの図が示すように、下段側モジュール部6A、上段側モジュール部6Bのそれぞれにおいて、第一モジュール10Cは、筐体3C内に設けられている。第一モジュール10Cは、サイドモジュール基板11Cと、サイドモジュールCPU(Central Processing Unit)12Cと、サイドモジュール冷却部材13Cと、を備えている。
図6は、本実施形態による電子機器において、上段側のサイドモジュールおよびセンターモジュールに設けられた分岐管部を主に示す平面図である。
図3に示すように、センターモジュール7Cは、メイン基板5の上方に、各サイドモジュール6と幅方向Dwに間隔を空けて配置されている。センターモジュール7Cは、上下方向Dvにおいて上段側モジュール部6Bとほぼ同じ高さに配置されている。図5、図6に示すように、センターモジュール7Cは、基板71Cと、CPU(発熱部材)72Cと、冷却部材73Cと、を備えている。
この図が示すように、冷却部材73Cは、その内部に、CPU72Cを冷却するための冷却媒体の流路73uが形成されている。流路73uは、例えば、CPU72Cに面する領域内で、上下方向Dvに直交する水平面に沿ってラビリンス状、ジグザグ状等に連続して形成されている。
図3〜図5に示すように、サーバ2Cは、冷却系統Rを備えている。冷却系統Rは、第一モジュール10Cのサイドモジュール冷却部材13C、第二モジュール20Cのサイドモジュール冷却部材23C、センターモジュール7Cの冷却部材73Cを冷却するための冷却媒体の流路を形成する。冷却系統Rは、上流側配管110Cと、下流側配管120Cと、排出配管130Cと、分岐管部140(図5参照)と、を備えている。
上流側配管110Cは、外部から第一モジュール10Cのサイドモジュール冷却部材13Cに、水等の液体からなる冷却媒体を供給する。上流側配管110Cは、筐体3Cのリヤパネル3rに形成された配管挿通開口3h(図3参照)を通して、筐体3Cの外部から内部に挿入されている。図4、図5に示すように、上流側配管110Cは、筐体3C内で奥行き方向Dpに延びている。上流側配管110Cは、第一モジュール10Cのサイドモジュール冷却部材13Cに対して奥行き方向Dpの第二側Dp2から接続されている。上流側配管110Cの端部は、L字状の接続継手111を介して第一モジュール10Cのサイドモジュール冷却部材13Cの冷媒入口(図示無し)に接続されている。上流側配管110Cは、接続継手111と、配管挿通開口3hに挿通された部分との間で、ホルダー部材118によって第一モジュール10Cのサイドモジュール基板11Cに固定されている。
排出配管130Cは、第一モジュール10Cおよび第二モジュール20Cを経た冷却媒体を排出する。排出配管130Cは、筐体3Cのリヤパネル3rに形成された配管挿通開口3hを通して、筐体3Cの外部から筐体3Cの内部に挿入されている。排出配管130Cは、筐体3C内で奥行き方向Dpに延びている。排出配管130Cは、第二モジュール20Cのサイドモジュール冷却部材23Cに対して奥行き方向Dpの第二側Dp2から接続されている。排出配管130Cの端部は、L字状の接続継手127を介して第二モジュール20Cのサイドモジュール冷却部材23Cの冷媒出口(図示無し)に接続されている。接続継手127は、第二下流側配管122の接続継手125に対して幅方向Dwに間隔を空けた位置でサイドモジュール冷却部材23Cに接続されている。排出配管130Cは、接続継手127よりも第一モジュール10C側で、第二下流側配管122とともに、ホルダー部材128によって第二モジュール20Cのサイドモジュール基板21Cに固定されている。
分岐管部140は、筐体3C内で幅方向Dw一方の側(例えば、図4、図5において左方)のサイドモジュール6Lの上段側モジュール部6Bから冷却媒体の一部を取り出してセンターモジュール7Cの冷却システム100Cに供給する。分岐管部140は、冷却システム100Cを経た冷却媒体を、筐体3C内で幅方向Dw他方の側(例えば、図4、図5において右方)のサイドモジュール6Rの上段側モジュール部6Bに送り込む。分岐管部140は、分岐配管141と、供給側配管142Cと、排出側配管143Cと、合流配管144と、を備えている。
第一接続部161aは、管状で、供給側配管142Cの管軸方向(奥行き方向Dp)に延びている。第一接続部161aに、供給側配管142Cの他端が接続されている。第二接続部161bは、管状で、分岐配管141の管軸方向(幅方向Dwと奥行き方向Dpとに交差する斜め方向)に延びている。第二接続部161bに、分岐配管141の他端部が接続されている。第一接続部161aと第二接続部161bとは互いに連通されている。
図8は、本実施形態の冷却システムの一部を示す平面図である。
センターモジュール7Cは、以下のような冷却システム100Cにより冷却される。図7、図8に示すように、冷却システム100Cは、上記冷却部材73Cと、供給側継手151Cと、排出側継手152Cと、接続部173C(図8、図9参照)と、上記被接続部77Cと、回り止め部180C(図8、図9参照)と、を備えている。
冷却システム100Cは、筐体3Cに収容されている。
排出側継手152Cは、排出側配管143Cの端部に設けられている。排出側継手152Cは、冷却部材73Cの流路73uの他端に形成された被接続部77Cに接続されている。
ここで、前記したように、一対の被接続部77Cが、冷却部材73Cの角部73f、73gに対角状に配置されている。このため、供給側継手151Cおよび排出側継手152Cは、基板71Cの側辺71sに沿った奥行き方向Dpで互いに異なる位置に設けられている。また、供給側継手151Cと排出側継手152Cとは、幅方向Dwで互いに異なる位置に設けられている。
図9は、本実施形態の冷却システムに設けられた供給側継手、排出側継手を構成する継手部材の斜視図である。
供給側継手151C、排出側継手152Cには、以下に示すような継手部材170が用いられている。継手部材170は、L字状で、継手本体171と、管接続部172と、接続部173Cと、を一体に有している。
このような冷却系統Rでは、幅方向Dw両側のサイドモジュール6(6L、6R)の下段側モジュール部6A、上段側モジュール部6Bのそれぞれにおいて、冷却媒体は、以下のように流れる。
冷却媒体は、筐体3Cの外部に設けられた冷却媒体供給管(図示無し)から上流側配管110Cに流れ込む。冷却媒体は、上流側配管110Cを通って第一モジュール10Cのサイドモジュール冷却部材13Cの冷媒入口(図示無し)から空間(図示無し)に流れ込み、サイドモジュール冷却部材13Cを冷却する。これにより、サイドモジュール冷却部材13Cが積層されたサイドモジュールCPU12Cの熱が奪われ、サイドモジュールCPU12Cの温度上昇が抑えられる。サイドモジュール冷却部材13Cの空間(図示無し)から冷媒出口(図示無し)を通って流れ出た冷却媒体は、下流側配管120Cを経て第二モジュール20Cのサイドモジュール冷却部材23Cの冷媒入口(図示無し)から空間(図示無し)に流れ込み、サイドモジュール冷却部材23Cを冷却する。これにより、サイドモジュール冷却部材23Cが積層された第二モジュール20CのサイドモジュールCPU22Cの熱が奪われ、サイドモジュールCPU22Cの温度上昇が抑えられる。このようにして第一モジュール10Cおよび第二モジュール20Cを経た冷却媒体は、サイドモジュール冷却部材23Cの空間(図示無し)から冷媒出口(図示無し)を通って排出配管130Cに流れ込む。冷却媒体は、排出配管130Cを通して筐体3Cの外部に設けられた冷却媒体排出管(図示無し)に排出される。
この構成において、接続部173Cを、冷却部材73Cの被接続部77Cに接続する際、周方向Dcにおける接続部173Cの向きがずれるのを抑えることができる。
このため、冷却部材73Cに対して、供給側配管142Cおよび排出側配管143Cの位置合わせがしやすい。
このような場合でも、本実施形態によれば、上述のとおり、被接続部77Cに対して、接続部173Cの向きを、接続部173Cの中心軸C3回りの周方向Dcで位置合わせがしやすい。このため、供給側継手151Cおよび排出側継手152Cを冷却部材73Cにろう付け等により接合しやすい。
この構成において、供給側継手151Cが端部に設けられた供給側配管142Cと、排出側継手152Cが端部に設けられた排出側配管143Cとが、互いに干渉するのを抑えることができる。
この構成において、冷却部材73Cの角部73f、73gに対角状に形成された被接続部77Cに接続部173Cを接続することで、供給側継手151Cと排出側継手152Cとが、冷却部材73Cの角部73f、73gに対角状に配置される。これにより、供給側継手151Cが端部に設けられた供給側配管142Cと、排出側継手152Cが端部に設けられた排出側配管143Cとが、互いに干渉するのを抑えることができる。
供給側配管142Cおよび排出側配管143Cが、基板71Cの表面に沿って延びている場合、供給側配管142Cと排出側配管143Cとの干渉が生じやすいが、回り止め部180Cによって、周方向Dcにおける接続部173Cの向きが、容易に位置合わせされる。
これにより、供給側継手151Cおよび排出側継手152Cが端部に設けられた供給側配管142Cおよび排出側配管143Cが、筐体3C内の他の配管や電子部品に干渉してしまうことが抑えられる。
この構成において、凸部181と凹部182とが係合することで、周方向Dcにおける接続部173Cの向きを、被接続部77Cに対して容易に位置合わせすることが可能となる。
この構成において、正多角形状の断面形状を有する接続部173Cと被接続部77Cとが互いに係合することで、周方向Dcにおける接続部173Cの向きを、被接続部77Cに対して容易に位置合わせすることが可能となる。また、被接続部77Cに対し、接続部173Cを中心軸C3方向に回転させることで、供給側継手151Cおよび排出側継手152Cを中心軸C3回りの複数の角度の中から選択した角度に合わせて設けることができる。これにより、供給側継手151Cおよび排出側継手152Cが端部に設けられた供給側配管142C、排出側配管143Cが延びる方向を、容易に設定することが可能となる。
この構成において、上記冷却システム100Cを備えることで、冷却部材73Cに対して、供給側配管142Cおよび排出側配管143Cの位置合わせがしやすい。
さらに、供給側配管142Cおよび排出側配管143Cの位置合わせができれば、供給側配管142C、および排出側配管143Cが、筐体3C内の他の配管や電子部品に干渉してしまうことが抑えられる。
上記第3の実施形態では、供給側配管142Cおよび排出側配管143Cが、奥行き方向Dpに延びるようにしたが、これに限らない。例えば、図10に示すように、供給側配管142C、排出側配管143Cは、基板71Cの表面に沿って、奥行き方向Dp以外に延びるようにしてもよい。また、供給側配管142Cと排出側配管143Cとは、互いに異なる方向に延びるようにしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
2C サーバ(電子機器)
3A、3B、3C 筐体
71A、71B、71C 基板
71s 側辺
72A、72B 発熱部材
72C CPU(発熱部材)
73A、73B、73C 冷却部材
73f、73g 角部
73s、73t、73u 流路
77A、77B、77C 被接続部
100A、100B、100C 冷却システム
142A、142B、142C 供給側配管
143A、143B、143C 排出側配管
151A、151B、151C 供給側継手
152A、152B、152C 排出側継手
173A、173B、173C 接続部
180A、180B、180C 回り止め部
181 凸部
182 凹部
C1、C2、C3 中心軸
Dc 周方向
Claims (5)
- 平面視矩形状の基板上に実装された発熱部材を冷却する冷却媒体の流路を備えた冷却部材と、
前記流路に前記冷却媒体を供給する供給側配管の端部に設けられ、前記冷却部材の前記流路の一端に接続される供給側継手と、
前記流路から前記冷却媒体を排出する排出側配管の端部に設けられ、前記冷却部材の前記流路の他端に接続される排出側継手と、
前記供給側継手および前記排出側継手にそれぞれ設けられ、前記冷却部材に接続される接続部と、
前記冷却部材の前記流路の両端部にそれぞれ形成され、前記供給側継手および前記排出側継手の前記接続部が接続される被接続部と、
前記接続部と前記被接続部とが、前記接続部の中心軸回りの周方向に相対回転することを抑える回り止め部と、を備え、
前記回り止め部は、
前記接続部および前記被接続部の一方に形成され、前記接続部の中心軸に対する径方向外側に突出する凸部と、
前記接続部および前記被接続部の他方に形成され、前記接続部の中心軸に対する径方向内側に窪み、前記凸部に係合する凹部と、を有し、
前記接続部および前記被接続部は、前記接続部の中心軸に直交する断面形状が正多角形状であることにより、前記凹部と前記凸部とを係合させる
冷却システム。 - 前記供給側継手および前記排出側継手は、前記基板の側辺に沿った方向で互いに異なる位置に設けられている
請求項1に記載の冷却システム。 - 前記冷却部材は、前記基板の表面に交差する方向から視て矩形状であり、
前記被接続部は、前記冷却部材の角部に対角状に形成されている
請求項1または2に記載の冷却システム。 - 前記供給側配管および前記排出側配管は、前記基板の表面に沿って延びている
請求項1から3のいずれか一項に記載の冷却システム。 - 筐体と、
前記筐体に収容されている請求項1から4のいずれか一項に記載の冷却システムと、を備える
電子機器。
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