JPWO2011045866A1 - 電子装置および複合電子装置 - Google Patents

Abstract

システムボード２０１は、プリント基板４０に空冷の対象となるＤＩＭＭをＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−６に実装される。システムボード２０１の側板４１には冷却風を導入する吸気孔６１を設け、側板４２には冷却風を排出する排気孔６２を設ける。側板４１に対しては、冷却風が斜めに送風されており、吸気孔６１は、冷却風の供給方向側にオフセットした位置に設けられる。このため、冷却風を効率よくＤＩＭＭに当てて冷却することができる。

Description

本発明は、電子装置および複合電子装置に関する。

電子装置に搭載される部品には動作時に発熱する発熱部品が含まれる。この発熱部品が発する熱によって電子装置の温度が上昇すると動作異常の原因となる。このため従来、電子装置には部品を冷却する機構が設けられてきた。電子装置の冷却機構には、冷却対象の発熱部品よりも低温の液体を循環させる液冷方式や冷却対象の部品に冷却風を当てて冷却する空冷方式がある。

従来の空冷方式では、発熱部品を搭載した基板を内蔵する筐体のうち、発熱部品になるべく近い位置に開口部を設けて冷却風を導入していた。基板上で空冷対象となる部品の近傍に局所的に冷却風を導入することで、冷却対象の部品を集中的に冷却するためである。

従来は、発熱部品を搭載した基板を内蔵する筐体の面に対して正面から冷却風を当てることを想定し、冷却対象の発熱部品の中心部に合せて吸気開口部が設けられていた。

また、従来、複数の電子装置を互いに接続し、各電子装置に対する冷却風の供給や排気を共用する複合電子装置も利用されてきた。

特開平８−４６３８１号公報 特開２００６−１０８６０１号公報 特開２００８−４３０４７号公報 特開平２−３０４９９９号公報 特開２００４−２３５２５８号公報 特開２００７−１８８４２０号公報

しかしながら、常に冷却風が電子装置の筐体壁面に対して正面から供給されるとはかぎらない。冷却風が電子装置の筐体壁面に対して斜め方向から供給された場合には、従来のように電子部品の中心部に開けられた開口部を持つ冷却構造では、開口部から斜めに冷却風が入ることになる。開口部から斜めに冷却風が入ると、冷却対象の発熱部品のうち風下側にあたる領域には冷却風が有効に当たるが、風上側の領域には冷却風が充分に当たらない。このため、発熱部品の冷却にばらつきが生じ、冷却の効率化低下する。

このように従来の技術では、冷却風が電子装置の筐体壁面に対して斜め方向から供給された場合に冷却効率が低下するという問題点があった。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、冷却風が電子装置の筐体壁面に対して斜め方向から供給された場合に発熱部品を効率的に冷却する電子装置および複合電子装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、開示の電子装置および複合電子装置は、空冷の対象となる発熱部品を基板に実装し、基板の第１の側板のうち発熱部品に最も近い位置から冷却風の角度に対応した方向にずれた位置に吸気孔を設ける。

開示の電子装置および複合電子装置によれば、冷却風が電子装置の筐体壁面に対して斜め方向から供給された場合に発熱部品を効率的に冷却する電子装置および複合電子装置を得ることができるという効果を奏する。

図１は、実施例１にかかる電子装置であるシステムボードの水平方向の断面図である。 図２Ａは、サーバ１００の筐体を前面からみた斜視図である。 図２Ｂは、サーバ１００の筐体を背面からみた斜視図である。 図２Ｃは、サーバ１００にシステムボード２０１を実装した状態を前面からみた斜視図である。 図２Ｄは、図２Ｃから天板１０１を取り外した状態の説明図である。 図３は、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３の各々に対応する吸気孔６１−１〜６１−３を備えたシステムボード２０１の斜視図である。 図４は、システムボード２０１の概要構成図である。 図５はシステムボード２０１の上面図である。 図６は、熱流体解析の対象部分の説明図である。 図７は、熱流体解析の結果についての説明図である。 図８は、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−６に搭載するＤＩＭＭについての説明図である。 図９は、吸気孔のオフセットの有無による冷却効果の差についての説明図である。 図１０は、実施例２にかかる電子装置であるシステムボードの構成図である。 図１１は、ダクト７１を有するシステムボード２０２とダクト７２を有さないシステムボード２０１と比較して説明する説明図である。 図１２は、排気孔側と吸気孔側にダクトを設けたシステムボードの説明図である。 図１３は、導風孔を設けたダクト７２の説明図である。 図１４は、図１３に示したシステムボード２０４のＡ−Ａ’線断面図である。 図１５は、図１３に示したシステムボード２０４のＢ−Ｂ’線断面図である。 図１６は、導風孔を持たないダクト７２を設けたシステムボード２０１の説明図である。 図１７は、図１６に示したシステムボード２０１のＡ−Ａ’線断面図である。 図１８は、図１６に示したシステムボード２０１のＢ−Ｂ’線断面図である。 図１９は、導風孔の片側に角度を持たせた構造の具体例を示す図である。 図２０は、導風孔に両側に角度を持たせた構造の具体例を示す図である。 図２１は、実施例３にかかる電子装置であるシステムボードの構成図である。 図２２は、冷却風の流入角度に沿ってフィンに角度を持たせた構造の説明図である。

以下に、本発明にかかる電子装置および複合電子装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態では、複合電子装置としてサーバ装置を例示する。またサーバ装置は、少なくとも演算処理装置および記憶装置が搭載されたシステムボードを電子装置として有する。ここで、演算処理装置は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Control Unit）に代表される。また、記憶装置は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む半導体記憶装置に代表される。

なお、開示の技術は、サーバ装置やシステムボードに限定されるものではなく、発熱する電子部品である演算処理装置、記憶装置、電源装置などを実装した電子装置と電子装置を組み合わせて構成した複合電子装置に広く適用可能である。例えば開示の技術は交換機、ルータに代表される通信装置に適用することができる。また、開示の技術は、マザーボードが実装されたパーソナルコンピュータに適用することができる。

図１は、実施例１にかかる電子装置であるシステムボードの水平方向の断面図である。図１に示したシステムボード２０１は、プリント基板４０にＤＩＭＭ（Dual Inline Memory Module）と電源基板５２を実装している。ＤＩＭＭは、ＲＡＭモジュールの一種であり、高集積度の半導体記憶素子が矩形の板状の基板に両面実装されたものであり、プリント基板４０に垂直になるように配置される。

ＤＩＭＭは、冷却風による空冷の対象となる発熱部品であり、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−６に分散して配置されている。システムボード２０１は、プリント基板４０に冷却風を導入する吸気孔６１を有する第１の側板４１と、プリント基板４０から冷却風を排出する排気孔６２を有する第２の側板４２とを備える。図１では、電源基板５２をプリント基板４０の中央部に配置し、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３を側板４１側に、ＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６を側板４２側に配置している。そして、ＤＩＭＭエリア５１−２の近傍に吸気孔６１を設け、ＤＩＭＭエリア５１−５の近傍に排気孔６２を設けている。

システムボード２０１は、複合電子装置であるサーバ１００の筐体に対して斜めに搭載されている。サーバ１００は、システムボード２０１の側板４１に設けられた吸気孔６１に対して冷却風を供給する吸気ダクトエリアＤＡ１と、システムボード２０１の側板４２の排気孔６２から排気孔から排出された冷却風を排気する排気ダクトエリアＤＡ３を有する。

加えて、サーバ１００は、側板４２に設けられた排気孔６２と排気ダクトエリアＤＡ３との間に冷却装置１１３を備える。冷却装置１１３は、回転によって冷却風を形成するファンである。また、排気孔６２と冷却装置１１３との間には中間ダクトエリアＤＡ２が形成される。

吸気ダクトエリアＤＡ１は、吸気孔６１に対して０度より大きく９０度より小さい所定の角度で冷却風を供給する。そして、システムボード２０１は、側板４１のうち、ＤＩＭＭエリア５１−２に最も近い位置から吸気ダクト側にずれた位置に吸気孔６１を有する。

このように、冷却対象のプリント基板４０の斜め前方から導かれる冷却風に対し、吸気孔６１の開口位置を冷却対象の電子部品群の中心ではなく，風向き方向にオフセットすることにより、冷却風が電子部品に対して一様に当たり、効率よく冷却を行なうことができる。

次に図２Ａ，図２Ｂ，図２Ｃ，図２Ｄを参照し、サーバ１００について説明する。図２Ａは、サーバ１００の筐体を前面からみた斜視図である。また、図２Ｂは、サーバ１００の筐体を背面からみた斜視図である。図２Ａでは、サーバ１００の前面に配置される開閉可能な扉体である前面板を解放した状態を示し、前面板の図示を省略している。また、図２Ｂでは、背面板の図示を省略している。

図２Ａおよび図２Ｂに示したように、サーバ１００は、天板１０１、底板１０２、第１の側面板１０３、第２の側面板１０４、棚１０８ａ、棚１０８ｂを有する。

底板１０２は、サーバ１００の設置面に対して平行になるように配置される。また、底板１０２には、サーバ１００の移動に使用するキャスター１０６とサーバ１００の固定に使用する脚部１０７を設ける。

第１の側面板１０３および第２の側面板１０４は、底板１０２に対して垂直に配置される。天板１０１は、第１の側面板１０３および第２の側面板１０４に対して垂直に、すなわち底板１０２に平行に配置される。

サーバ１００は、図示しない前面板、および前面板に対向して配置される図示しない背面板を有する。前面板は、天板１０１、底板１０２、第１の側面板１０３、および、第２の側面板１０４によってサーバ１００の前面に形成される矩形の開口部を塞ぐように配置される開閉可能な扉体である。また、背面板は、天板１０１、底板１０２、第１の側面板１０３、および、第２の側面板１０４によってサーバ１００の背面に形成される矩形の開口部を塞ぐように配置される部材である。

図２Ａに示したようにサーバ１００は、第１の側面板１０３および第２の側面板１０４によって区画された空間内に棚１０８ａおよび棚１０８ｂを有する。棚１０８ａおよび棚１０８ｂには、システムボード２０１が配置される。

棚１０８ａは、平行に配置されたガイドレールを有するガイドパネル１０９ａを含む。同様に棚１０８ｂは、平行に配置された同数のガイドレールを有するガイドパネル１０９ｂを含む。

ガイドパネル１０９ａおよびガイドパネル１０９ｂは、ガイドパネルの底辺および各ガイドレールの水平位置が一致し、底板１０２に対して垂直に配置される。

そして、棚１０８ａおよび棚１０８ｂは、サーバ１００において、ガイドパネル１０９ａおよびガイドパネル１０９ｂが第１の側面板１０３に対して水平方向にα°（０°＜α＜９０°）の角度を有するように配置される。そして、向かい合う複数のガイドレール上にシステムボード２０１を配置することによって、棚１０８ａおよび棚１０８ｂに複数のシステムボード２０１を層状に配置することが可能である。

また、サーバ１００の前面において、棚１０８ａおよび第１の側面板１０３で区画された空間に吸気ダクト開口部が設けられる。同様に、サーバ１００の前面において、棚１０８ｂおよび第１の側面板１０３で区画された空間に吸気ダクト開口部が設けられる。

また、サーバ１００の垂直方向において、棚１０８ａと棚１０８ｂとの間に電源装置１１０および棚１１１が並んで配置される。電源装置１１０は、第１の側面板１０３側に配置され、棚１１１は、第２の側面板１０４側に配置される。

電源装置１１０は、電子部品が実装された複数のプリント基板であり、サーバ１００に配置された電子装置の電源供給を制御する。棚１１１には、電子装置が外部装置とデータの送受信をおこなうインタフェースボードが配置される。

棚１１１は、平行に配置されたガイドレールを有するガイドパネル１１２を含む。ガイドパネル１１２のガイドレール上にインタフェースボードを配置することによって、棚１１１にインタフェースボードを層状に配置することが可能である。

また、図２Ｂに示したようにサーバ１００は、棚１０８ａと棚１０８ｂの背面にバックプレーンと呼ばれる接続基板１１４を有する。接続基板１１４は、ガイドパネル１０９ａに対して垂直になるように配置される。また、接続基板１１４は、棚１０８ａおよび棚１０８ｂの背面において、ガイドパネル１０９を含んで形成される矩形の開口部を塞ぐように配置される。

接続基板１１４は、棚１０８ａ，棚１０８ｂに配置されるシステムボード２０１を電気的に接続する。複数のシステムボードの背面に設けられた接続端子が接続基板１１４に接続されることによって、システムボード２０１が電気的に接続される。

なお、システムボード２０１の第１の側板４１がサーバ１００の第１の側面板１０３に対して水平方向にα°の角度を有するように配置されるため、接続基板１１４は、第１の側面板１０３に対して水平方向に９０°＋α°の角度を有するように配置される。

サーバ１００の背面において、第２の側面板１０４およびガイドパネル１０９ａ，１０９ｂで区画された空間には排気ダクト開口部を設ける。サーバ１００の内部において、第２の側面板１０４およびガイドパネル１０９ａ，１０９ｂの間に生じた空間に冷却装置１１３が配置される。冷却装置１１３は、同一構成の複数のファンを縦横に並べて形成される。ファンは、軸流ファンである。冷却装置１１３は、第１の側面板１０３に対して第２の角度β°（０°≦β≦９０°）を有するように配置される。

また、サーバ１００の棚１１１の背面には、冷却装置１１６および接続基板１１７が並んで配置される。冷却装置１１６は、棚１１１に配置された複数のインタフェースボードに実装される電子部品を冷却する。また、接続基板１１７は、棚１１１に配置された複数のインタフェースボードを電気的に接続するバックプレーンである。また、電源装置１１０は、接続基板１１７および第１の側面板１０３との間に配置される。

図２Ｃは、サーバ１００にシステムボード２０１を実装した状態を前面からみた斜視図である。図２Ｃに示したように、天板１０１、第１の側面板１０３および第２の側面板１０４によって形成された空間内に配置された棚１０８ａに複数のシステムボード２０１が配置される。棚１０８ａにおいて、システムボード２０１は、前面が同一面上に揃うように配置される。なお、棚１０８ｂにおいても棚１０８ａと同様にシステムボード２０１が配置される。

図２Ｄは、図２Ｃから天板１０１を取り外した状態の説明図である。図２Ｄに示したように、棚１０８ａに配置されたシステムボード２０１は、側板４１が第１の側面板１０３に対して水平方向に角度を有するように配置され、接続基板１１４に接続される。第１の側面板１０３および棚１０８ａのガイドパネル１０９ａで区画された空間は、吸気ダクトエリアＤＡ１である。吸気ダクトエリアＤＡ１のサーバ１００の前面部分には、吸気ダクト開口部が設けられる。

また、図２Ｄに示した冷却装置１１３は、棚１０８ａおよび第２の側面板１０４で区画された空間に、第１の側面板１０３に対して水平方向にβ°の角度を有するように配置される。棚１０８ａ、棚１０８ａのガイドパネル１０９ａおよび冷却装置１１３で区画された空間は、中間ダクトエリアＤＡ２である。

また、図２Ｄに示した冷却装置１１３と第２の側面板１０４で区画された空間は、排気ダクトエリアＤＡ３である。排気ダクトエリアＤＡ３のサーバ１００の背面部分には、排気ダクト開口部が設けられる。

図２Ｄにおいて、冷却装置１１３が動作することによって、吸気ダクト開口部からサーバ１００の内部へ吸入された冷却風は、吸気ダクトエリアＤＡ１においてシステムボート２０１の方向へと流れの方向を変える。そして、システムボード２０１へと流れの方向を変えた空気は、システムボード２０１の内部を冷却して通過する。

システムボード２０１を通過した冷却風は、中間ダクトエリアＤＡ２において冷却装置１１３の方向へと流れの方向を変える。そして、冷却装置１１３へと流通の方向を変えた空気は、冷却装置１１３を通過した後に排気ダクトエリアＤＡ３を経由して排気ダクト開口部からサーバ１００の外部へ排出される。

図１では、説明を簡明にするため、ＤＩＭＭエリア５１−２の近傍に吸気孔６１を設け、ＤＩＭＭエリア５１−５の近傍に排気孔６２を設けた例を示した。しかし、冷却効率の向上には、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３の各々に対応する吸気孔とＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６の各々に対応する排気孔をそれぞれ設けることが好適である。

図３は、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３の各々に対応する吸気孔６１−１〜６１−３を備えたシステムボード２０１の斜視図である。既に説明したように、冷却風はシステムボード２０１の側板４１の斜め前方から入ることになる。

図４は、システムボード２０１の概要構成図であり、図５はシステムボード２０１の上面図である。システムボード２０１のプリント基板４０には、演算素子５３、通信素子５４、電源基板５２などの電子部品が半田付けにより実装されている。さらにプリント基板４０の一方の辺には接続基板１１４と接続し、他の基板との電気的な接続や電源供給を行なうコネクタ４４が搭載されている。側板４１，４２は、プリント基板４０を補強し、保護する板金であり、ネジとめなどの方法により取り付けられている。

本実施例では、一部の電子部品を冷却するために液冷方式を採用しており、一部の電子部品、図４、図５に示した例では演算素子５３と通信素子５４で発した熱を冷却する水冷ジャケット８１が取り付けられている。水冷ジャケット８１は、各素子と密着しており、かつ水冷ジャケット８１間に液冷媒体を流す冷水配管である。水冷ジャケット８１の間は冷水配管で接続する。

吸気側の側板４１は、ＤＩＭＭエリア５１−１に対応する吸気孔６１−１、ＤＩＭＭエリア５１−２に対応する吸気孔６１−２、ＤＩＭＭエリア５１−３に対応する吸気孔６１−３を有する。この吸気孔６１−１〜６１−３は、ＤＩＭＭエリアの正面、すなわちＤＩＭＭエリアに最も近い位置から、システムボード２０１の前面側、すなわち冷却風の風上側にオフセットして設けられている。

排気側の側板４２は、ＤＩＭＭエリア５１−４に対応する排気孔６２−１、ＤＩＭＭエリア５１−５に対応する排気孔６２−２、ＤＩＭＭエリア５１−６に対応する排気孔６２−３を有する。この排気孔６２−１〜６２−３は、ＤＩＭＭエリアの正面、すなわちＤＩＭＭエリアに最も近い位置にオフセットなしで設けられている。

図５には、吸気孔をオフセットしたシステムボード２０１と、吸気孔をオフセットせず、ＤＩＭＭエリアの正面、すなわち、ＤＩＭＭエリアに最も近い位置に設けたシステムボード２００を示し、吸気孔の位置の差を比較している。

比較例であるシステムボード２００の吸気孔６１−１ａ〜６１−３ａの位置と、システムボード２０１の吸気孔６１−１〜６１−３の位置とを比較すると、吸気孔６１−１〜６１−３は、システムボード２０１の前面側にシフトしている。このため吸気孔６１−１〜６１−３は、側板４１に正対して見て、冷却対象となる発熱部品であるＤＩＭＭの正面ではなく、冷却風が吸気される方向にずらした、すなわちオフセットした位置となる。

次に、システムボード２０１における冷却風の熱流体解析の結果について説明する。図６は、熱流体解析の対象部分の説明図である。図６に破線で囲んだ領域を熱流体解析の対象とする。具体的には、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−６と電源基板５２が熱流体解析の対象となる。冷却風は斜め前方から吸気され、プリント基板４０を通過し、斜め背面方向へ流れるモデルにて熱流体解析を実施した。

図７は、熱流体解析の結果についての説明図である。図７では、冷却風の流れを線として図示している。図７に示したように、吸気孔をオフセットしていないシステムボード２００では、ＤＩＭＭエリア５１−２に流れる冷却風は、その一部が途中でＤＩＭＭエリア５−１の方向に流れ、ＤＩＭＭエリア５１−２を冷却に対して有効に利用できていない。

これに対して、吸気孔をオフセットしたシステムボード２００では、ＤＩＭＭエリア５１−２の途中からＤＩＭＭエリア５−１の方向に逸れる冷却風が無くなりＤＩＭＭエリアに均一に冷却風が流れている。

次に、吸気孔のオフセットによるＤＩＭＭの冷却効果の向上について説明する。図８は、ＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−６に搭載するＤＩＭＭについての説明図である。ＤＩＭＭエリア５１−１には、ＤＩＭＭ１〜４の４枚のＤＩＭＭを搭載する。ＤＩＭＭエリア５１−２には、ＤＩＭＭ５〜１２の８枚のＤＩＭＭを搭載する。ＤＩＭＭエリア５１−３には、ＤＩＭＭ１３〜１６の４枚のＤＩＭＭを搭載する。同様に、ＤＩＭＭエリア５１−４には、ＤＩＭＭ１７〜２０の４枚のＤＩＭＭを搭載する。ＤＩＭＭエリア５１−５には、ＤＩＭＭ２１〜２８の８枚のＤＩＭＭを搭載する。ＤＩＭＭエリア５１−６には、ＤＩＭＭ２９〜３２の４枚のＤＩＭＭを搭載する。

図９は、吸気孔のオフセットの有無による冷却効果の差についての説明図である。図９は、吸気孔の位置をオフセットしたシステムボード２０１と吸気孔の位置をオフセットしないシステムボード２００とでＤＩＭＭ１〜３２の温度を比較している。システムボード２００に搭載した全てのＤＩＭＭの間の温度のバラツキ（ΔＴ）が２０℃であるのに対し、システムボード２０１に搭載した全てのＤＩＭＭの間の温度のバラツキは１６℃である。この結果から、吸気孔のオフセットによって温度バラツキが低減できていることがわかる。

上述してきたように、本実施例１に示したサーバ１００およびシステムボード２０１は、発熱部品を実装するプリント基板に対して冷却風を導く際に、発熱部品の正面から冷却風の方向にオフセットして開けられた吸気孔を用いる。

このため、サーバ１００およびシステムボード２０１は、冷却風がシステムボード２０１の壁面である側板に対して斜め方向から供給された場合に発熱部品を効率的に冷却することができる。

図１０は、実施例２にかかる電子装置であるシステムボードの構成図である。図１０に示したシステムボード２０２は、排気孔６２−１〜６１−３の近傍にそれぞれダクト７１を有する。加えて、電源基板５２上、すなわちＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３とＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６との間に導風孔を有するダクト７２を設けている。その他の構成については実施例１に示したシステムボード２０１と同様であるので、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。

ここで、システムボード２０２は、ダクト７１とダクト７２の双方を備えているが、ダクト７１とダクト７２のいずれか一方のみを備えて構成しても良い。まず、ダクト７１について説明を行なう。

図１１は、ダクト７１を有するシステムボード２０２とダクト７２を有さないシステムボード２０１と比較して説明する説明図である。システムボード２０２は、冷却風の下流側、すなわち排気孔側にダクト７１を設置した構造を有する。

ダクト７１は、冷却風が下流側においてＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６に集中して流れるようにするために、ＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６の配置に沿って壁を設け、さらにＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６以外の個所の排気口側に相当する位置を塞ぐ。

このダクト７１によってプリント基板４０の風下側に流れる冷却風をＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６に集中させ、風上側に比して温度が高い風下側のＤＩＭＭを効率よく冷却することができる。

加えて、風上側、すなわち吸気孔側の一部のＤＩＭＭエリアに沿って冷却風を効率よく当てるダクトを設置することで、冷却効果をさらに向上することができる。

図１２は、排気孔側と吸気孔側にダクトを設けたシステムボードの説明図である。図１２に示したシステムボード２０３は、ＤＩＭＭエリア５１−１とＤＩＭＭエリア５１−３の風下側にダクト７３を設けている。システムボード２０３に斜め方向に導入された冷却風はダクト７３に当たって方向を変え、ＤＩＭＭを冷却することで、冷却効果が向上される。

図１３は、導風孔を設けたダクト７２の説明図である。また、図１４は、図１３に示したシステムボード２０４のＡ−Ａ’線断面図であり、図１５は、図１３に示したシステムボード２０４のＢ−Ｂ’線断面図である。

図１３〜１５に示したシステムボード２０４は、風上側のＤＩＭＭエリア５１−１〜５１−３と風下側のＤＩＭＭエリア５１−４〜５１−６との間に電源基板５２を冷却するダクト７２を設けている。そしてこのダクト７２のＤＩＭＭエリア５１−４，５１−５の中央近傍に局所的なトンネルである導風孔７４を設ける。この導風孔７４により、風下側のＤＩＭＭエリアに電源基板５２の排熱の影響を受けない冷却風を供給することが可能となる。

システムボード２０４に対する比較例として、システムボード２０１に導風孔を持たないダクト７２を設けた場合の構成を示す。図１６は、導風孔を持たないダクト７２を設けたシステムボード２０１の説明図である。また、図１７は、図１６に示したシステムボード２０１のＡ−Ａ’線断面図であり、図１８は、図１６に示したシステムボード２０１のＢ−Ｂ’線断面図である。

導風孔をもたないダクト７２を設けた構成では、冷却風は電源基板５２の近傍を通って下流側のＤＩＭＭエリアに供給される。このため、冷却風は電源基板５２の排熱の影響を受けて、温度が上昇することとなる。

次に、導風孔の形状の変形例について説明する。図１９および図２０は、導風孔に角度（テーパー）を持たせた構造の具体例である。図１９に示した導風孔７５は、吸気側の開口部を排気側の開口部に比して大きくしている。具体的には導風孔の片側に角度を持たせている。この角度は、冷却風の方向にあわせ、風上側に角度を持たせることが好適である。

図２０に示した導風孔７６は、吸気側の開口部を排気側の開口部に比して大きくしている点については導風孔７５と同様であるが、導風孔の両側に角度を持たせている。このため、対応するＤＩＭＭエリア全体から冷却風を集約して排気側に供給することができる。

導風孔７５および導風孔７６のように吸気側の開口部を排気側の開口部に比して大きくすることで、排気側に供給される冷却風の流速を上げ、冷却効率を向上することができる。

上述してきたように、本実施例２に示したシステムボード２０２は、風下の電子部品近傍に冷却風の整流板として機能するダクト７１を設けている。このダクト７１によって吸気側に比して高温となりやすい排気側の電子部品の温度上昇を低減でき、システムボード２０２に実装される電子部品を全体一様に効率よく冷却することが可能となる。

また、本実施例２に示したシステムボード２０２は、風上の電子部品近傍に冷却風の整流板として機能するダクト７３を設けている。このダクト７３によって吸気側の冷却風を制御し、もって排気側の電子部品の温度上昇を低減することができ、システムボード２０３に実装される電子部品を全体一様に効率よく冷却することが可能となる。

また、本実施例２に示したシステムボード２０２は、風上側の電子部品の温度上昇の影響を受けて比較的高温になる風下側の電子部品に対して、風上側と風下側の中間点に冷却風を絞り込むことで冷却風の流速を上げる。このため、風上側の電子部品の発熱の影響を受けて温度が上昇した冷却風が風下側の電子部品に当たった場合であっても、風下側の電子部品のより多くの発熱量を除去できる。

また、本実施例２に示したシステムボード２０２，２０３をサーバに搭載することで、サーバ全体の発熱を抑えることができる。

図２１は、実施例３にかかる電子装置であるシステムボードの構成図である。図２１に示したシステムボード２０４は、水冷ジャケット８１および水冷配管へフィン８２を設置した構造としている。その他の構成については実施例１，２に示したシステムボード２０１〜２０３と同様であるので、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。

水冷ジャケット８１および水冷配管は、ＤＩＭＭに比して温度が低い。このため、システムボード２０４では、吸気孔から導入された冷却風は、フィン８２に当たって冷却される。このため、冷却風は、ＤＩＭＭを効率よく冷却することができる。

図２２は、冷却風の流入角度に沿ってフィンに角度を持たせた構造の説明図である。図２２に示したシステムボード２０５では、フィン８３は、冷却風の流入角度に沿った角度を有する。このため、冷却風がフィン８３に当たった場合の冷却風の流速の低下を抑え、高速かつ低温の冷却風でＤＩＭＭを冷却することができる。

上述してきたように、本実施例３に示したシステムボード２０４，２０５は、風上側の電子部品の温度上昇の影響を受けて比較的高温になる風下側の電子部品に対して、風下の電子部品より上流に設置された冷却構造部品である水冷ジャケット８１に冷却的な余裕を持たせ、流入する冷却風に冷却構造部品を通過させて冷却風の温度を下げる。

このように水冷ジャケットや冷水配管によって冷却風の温度を下げることで、水冷ジャケットや冷水配管より風下の電子部品へ、より低い温度の冷却風を当てて空冷の対象となる部品の冷却効率を向上することができる。

また、本実施例２に示したシステムボード２０２，２０３をサーバに搭載することで、サーバ全体の発熱を抑えることができる。

以上の実施例に示したように、開示の電子装置および複合電子装置では、冷却風の流入口をオフセットすることで、冷却風の流入を円滑化し、冷却する対象である電子部品に効率よく、より均一に冷却風を当てることが可能となる。

また、ダクトの配置による冷却風の方向や流速を制御、また冷却構造部品を利用した冷却風自体の冷却を組み合わせることで、さらに空冷の効果を向上し、効率よく冷却が可能となる。

このため、電子装置に実装される発熱部品を一様に効率よく冷却することが可能となるため、部品の温度バラツキを低減させることができ、部品の信頼性が向上する。また、効率よく冷却を行うことで非効率な冷却風量を低減できる。この結果、冷却風を送風するファン数の低減が可能となり，小電力化，低騒音化，小型化が可能となる。

なお、実施例１〜３はあくまで一例であり、開示の技術は適宜変形して実施することができる。たとえば、実施例１〜３では、吸気孔のオフセット量を固定した場合したが、吸気孔にスライドする窓部材を設けることで、吸気孔のオフセット量を変更可能としても良い。

４０ プリント基板
４１，４２ 側板
４３ 天板
４４ コネクタ
５１−１〜６ ＤＩＭＭエリア
５２ 電源基板
５３ 演算素子
５４ 通信素子
６１，６１−１〜３，６１−１ａ〜３ａ 吸気孔
６２，６２−１〜３ 排気孔
７１〜７３ ダクト
７４〜７６ 導風孔
８１ 水冷ジャケット
８２，８３ フィン
１００ サーバ
１０１ 天板
１０２ 底板
１０３ 側面板
１０４ 側面板
１０６ キャスター
１０７ 脚部
１０８ａ，１０８ｂ，１１１ 棚
１０９ａ，１０９ｂ，１１２ ガイドパネル
１１０ 電源装置
１１３，１１６ 冷却装置
１１４，１１７ 接続基板
２００〜２０５ システムボード
ＤＡ１ 吸気ダクトエリア
ＤＡ３ 排気ダクトエリア

Claims (12)

1. 冷却風による空冷の対象となる発熱部品を実装した基板と、
   前記基板に前記冷却風を導入する吸気孔を有する第１の側板と、
   前記基板から前記冷却風を排出する排気孔を有する第２の側板とを備え、
   前記第１の側板は、前記発熱部品に最も近い位置からずれた位置に前記吸気孔を有し、前記吸気孔の位置のずれの方向は、吸気時における冷却風の前記第１の側板に対する角度に対応することを特徴とする電子装置。
2. 前記発熱部品を前記基板上の複数の領域に分散して配置し、前記複数の領域のうち前記第１の側板側に設けられた領域に対応して吸気孔を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 前記吸気孔と前記排気孔のうち、すくなくとも前記排気孔に前記冷却風を整流するダクトをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
4. 前記基板の前記吸気孔側の前記冷却風を集約して前記排気孔側に供給する導風部材をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
5. 前記発熱部品に比して低温の部品に前記冷却風を接触させるフィンをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
6. 前記フィンは、前記吸気時における冷却風の前記第１の側板に対する角度に対応する角度を有することを特徴とする請求項５に記載の電子装置。
7. 冷却風による空冷の対象となる発熱部品を実装した基板を有する１または複数の電子装置と、
   前記電子装置の第１の側面に設けられた吸気孔に対し、０度より大きく９０度より小さい所定の角度で冷却風を供給する吸気ダクトと、
   前記電子装置の第２の側面に設けられた排気孔から排出された冷却風を排気する排気ダクトと、
   前記電子装置と前記吸気ダクトの間と前記電子装置と前記排気ダクトの間のうち少なくとも一方に設けられ、前記冷却風を形成する冷却装置とを備え、
   前記電子装置は、第１の側面のうち、前記発熱部品に最も近い位置から前記吸気ダクト側にずれた位置に前記吸気孔を有することを特徴とする複合電子装置。
8. 前記発熱部品を前記基板上の複数の領域に分散して配置し、前記複数の領域のうち前記第１の側板側に設けられた領域に対応して吸気孔を複数備えたことを特徴とする請求項７に記載の複合電子装置。
9. 前記吸気孔と前記排気孔のうち、すくなくとも前記排気孔に前記冷却風を整流するダクトをさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の複合電子装置。
10. 前記基板の前記吸気孔側の前記冷却風を集約して前記排気孔側に供給する導風部材をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の複合電子装置。
11. 前記発熱部品に比して低温の部品に前記冷却風を接触させるフィンをさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の複合電子装置。
12. 前記フィンは、前記吸気時における冷却風の前記所定の角度に対応する角度を有することを特徴とする請求項１１に記載の複合電子装置。

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