WO2020137340A1 - コールドプレート、装置、及びコールドプレートの接続管 - Google Patents

コールドプレート、装置、及びコールドプレートの接続管 Download PDF

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安仁 中村
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    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe

Definitions

  • the present invention relates to a cold plate, a device, and a connecting pipe used for connecting the cold plate.
  • Patent Document 1 describes a technique related to a cold plate that cools heat-generating components such as semiconductors.
  • FIG. 8 shows an outline of the cold plate described in Patent Document 1.
  • a plurality of cold plates A are connected in series by a connector B.
  • the connector B is formed in a bellows shape so that it can be expanded and contracted.
  • the cooling water supplied to the supply port of one cold plate A through the pipe C is discharged from the discharge port, supplied to the supply port of the cold plate A downstream through the connector B, and then discharged from the discharge port. And is sequentially supplied to the cold plate further downstream.
  • the cold plate A can be moved vertically and horizontally by bending a bellows-shaped connector. That is, the plurality of cold plates can be attached to or removed from the target heat-generating component or the like while bending the connector to adjust the relative positions.
  • the connector B is formed by molding a material such as rubber or plastic into a bellows shape.
  • a bellows-like structure lacks durability against repeated deformation caused by an external force, as compared with ordinary smooth pipes and tubes.
  • the bellows-shaped connector B does not take into consideration the twist deformation around the tube axis.
  • Patent Document 2 discloses a configuration in which a coolant is supplied and collected in parallel from a branch manifold to a supply pipe and a discharge pipe. However, it does not disclose the configuration of the mutually connecting pipes of a plurality of cold plates connected in series.
  • Patent Document 3 merely discloses a configuration in which the supply pipe and the discharge pipe are connected by a flexible tube, and any consideration is given to the twisting deformation of the flexible tube around the pipe axis. Not not.
  • Patent Documents 1 to 3 it is not possible to prevent damage due to deformation around the pipe axis of the coolant supply pipe and the discharge pipe itself.
  • the purpose of this invention is to prevent the deformation of the connecting pipe and/or the pipe that supplies and discharges the coolant to the cold plate around the pipe axis.
  • a cold plate communicates with a main body that stores a coolant in a storage portion surrounded by a plurality of surfaces including a mounting surface for contacting a cooling target, and the storage portion of the main body. It has a tubular main body side connecting portion attached to the first opening, and a tube side connecting portion in which one end is attached to the main body side connecting portion rotatably about a pipe axis and a tube is connected to the other end. ..
  • the connecting pipe of the cold plate according to the second aspect of the present invention communicates with the accommodating portion of the main body for accommodating the coolant in the accommodating portion surrounded by the plurality of surfaces including the mounting surface for contacting the cooling target. It has a tubular main body side connecting portion attached to the first opening, and a tube side connecting portion whose one end is attached to the main body side connecting portion so as to be rotatable around the pipe axis and the tube is connected to the other end.
  • twisting of the connecting pipe connected to the cold plate can be prevented.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a second embodiment in which the cold plate of the first embodiment is applied to cooling an electronic device.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an assembly procedure of the electronic device shown in FIG. 5. It is a perspective view which shows the disassembly procedure of the electronic device shown in FIG. It is a top view which shows the conventional cold plate described in patent document 1.
  • the cold plate 1 has a mounting surface 1a for contacting with a cooling target on the surface, and has a housing portion for housing a cooling medium inside.
  • the cold plate 1 is provided with a first opening 2 that communicates with the accommodation portion.
  • the main body side connecting pipe 3 is connected to the first opening 2.
  • a tube-side connecting pipe 5 having a bendable tube 4 connected to one end is connected to the main body-side connecting pipe 3.
  • the main body side connecting pipe 3 and the tube side connecting pipe 5 are rotatably connected about a pipe axis.
  • the cold plate 1 having the above configuration is used with the mounting surface 1a being in contact with an electronic component such as a semiconductor chip as a heat generating component to be cooled. Further, the cold plate 1 supplies a coolant such as water to the accommodating portion via the main body side connecting pipe 3, the tube side connecting pipe 5 and the tube 4 connected to the first opening 2, or Can be discharged. Further, since the main body side connecting pipe 3 and the tube side connecting pipe 5 can rotate relative to each other, the bending of the tube 4 is minimized at the time of attaching or detaching the electronic component or the like to or from a cooling target to prevent damage due to twisting. can do. Further, the phenomenon in which the internal coolant is excessively compressed or flows backward due to the breakage of the tube 4 can be suppressed to a minimum.
  • FIG. 1B shows an example of the minimum configuration of the connecting pipe.
  • the main body side connecting pipe 3 is attached to the first opening 2 of the cold plate 1.
  • the tube-side connecting tube 5 is attached to the main-body-side connecting tube 3 so as to be rotatable around the tube axis.
  • the connecting pipe configured in this way is cooled to the inside of the cold plate 1 through the main body side connecting pipe 3, the tube side connecting pipe 5, and the tube 4 which are connected to the first opening 2. Material can be supplied or discharged. Further, the main body side connecting pipe 3 and the tube side connecting pipe 5 can rotate relative to each other. Therefore, when the electronic component or the like is attached to or removed from the object to be cooled, bending of the tube 4 can be minimized and damage due to twisting can be prevented. Further, the phenomenon in which the internal coolant is excessively compressed or flows backward due to the breakage of the tube 4 can be suppressed to a minimum.
  • FIG. 2 in the first embodiment, a plurality of cold plates 1, 11, 21 are connected in series.
  • the cold plates 1, 11, 21 have mounting surfaces 1a, 11a, 21a, respectively.
  • the lower surfaces of the cold plates 1, 11, 21 are the mounting surfaces, but the upper surfaces may be the mounting surfaces. That is, one of the two surfaces corresponding to the planar shape of the semiconductor chip or the like to be cooled is used as the mounting surface, out of the six surfaces that constitute the cold plate and surround the coolant containing portion.
  • the cold plate 1 is provided with a first opening 2 and a second opening 2A. Each of these openings communicates with the internal coolant accommodating portion.
  • the second opening 2A is connected to the outside (for example, a cooling water supply header pipe (not shown)) via a tube 4.
  • a swivel joint 6 (the whole connecting the main body side connecting pipe 3 and the tube side connecting pipe 5 in FIGS. 1A and 1B is referred to as a swivel joint) is connected to the first opening 2.
  • the cold plate 1 is connected to the second opening 12A of the cold plate 11 on the downstream side by the tube 14 via the swivel joint 6. Cooling water is supplied to the cold plate 11 by a tube 14.
  • the swivel joint 6 is directly attached to the first opening 2, but the swivel joint 6 may be attached via a member such as a pipe provided in the first opening 2.
  • a member such as a tube may be provided in the second opening 2A, and the tube 4 may be attached through this tube.
  • the cold plate 11 is connected via a swivel joint 16 attached to the first opening 12 to a second opening 22A of a cold plate 21 further downstream by a tube 24. Cooling water is supplied by a tube 24 connected to the second opening 22A.
  • a swivel joint 26 is attached to the first opening 22 of the cold plate 21 on the side where the cooling water is discharged. Further, a tube 34 is attached to the first opening 22, and the cooling water is discharged to the outside (for example, a discharge header pipe (not shown)).
  • FIG. 2 shows an example in which three cold plates 1, 11, and 21 are connected in series, a configuration in which a plurality of cold plates are connected in series may be used. That is, the number of cold plates is selected according to the number of heat generating components to be cooled.
  • the swivel joint 6 has a shaft portion 100 corresponding to the main body side connecting pipe 3 of FIGS. 1A and 1B and a body portion 101 corresponding to the tube side connecting pipe 5 as main constituent members.
  • the shaft portion 100 is formed in a tubular shape so as to receive the body portion 101.
  • An O-ring 102 that is elastically deformable in a state of being fitted to the outer periphery of the end of the body 100 is provided in the space surrounded by the shaft 100 and the body 101.
  • Grease 103 is filled so as to fill the gap around the O-ring 102.
  • the inside of the swivel joint 6 can be kept liquid-tight by the O-ring 102 and the grease 103.
  • the shaft portion 100 and the body portion 101 are rotatably connected to each other about the pipe axis in a circumferential direction, and grease 103 is applied to a portion where the shaft portion 100 and the body portion 101 overlap with each other. As a result, smooth rotation between the shaft portion 100 and the body portion 101 and prevention of liquid leakage from the gap required for rotation are realized.
  • a protrusion 104 having a protrusion directed inward in the radial direction is formed at the tip of the body 101 (the left end in FIG. 3).
  • a groove portion 105 that is recessed radially inward is formed on the outer periphery of the shaft portion 100. Due to the structure in which the convex portion 104 is fitted in the groove portion 105, it is possible to prevent the shaft portion 100 and the body portion 101 from rotating in the axial direction while allowing relative rotation between the two.
  • FIGS. 4A to 4C A procedure for assembling the swivel joint 6 (16, 26) will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
  • FIG. 4A after applying grease 103 to the outer periphery of the tip of shaft 100 (the right end in FIG. 4A), grease 103 is also applied to the surface of O-ring 102 and is attached to the tip of shaft 100.
  • FIG. 4B the tip of the shaft portion 100 is pushed into the tip of the body portion 101 (the left end in FIG. 4B).
  • FIG. 4C the outer side of the convex portion 104 is pressed inward in the radial direction by caulking all around. Then, the inner protruding portion of the convex portion 104 fits into the groove portion 105, the shaft portion 100 and the body portion 101 are integrally connected, and axial separation is prevented.
  • the swivel joint 6 passes through the tube 14 to the cold plate 11. Supplied.
  • heat-generating components (not shown) in contact with the cold plate 11 and the cooling water are heat-exchanged and supplied from the swivel joint 16 to the cold plate 21 via the tube 24.
  • heat-generating components (not shown) in contact with the cold plate 21 and the cooling water exchange heat. Further, the cooling water in the cold plate 21 is discharged to the outside from the swivel joint 26 via the tube 34.
  • the tubes 14, 24, 34 are attached via the swivel joints 6, 16, 26, so that these tubes 14, 24, 34 are respectively It can rotate around the tube axis. Therefore, when the cold plates 1, 11, 21 are attached to or removed from the heat-generating component or the like, the tubes 14, 24, 34 are less likely to be deformed such as twisted. As a result, the risk of leakage of cooling water due to damage or deterioration of the tubes 4, 14, 24, 34 due to twisting can be reduced.
  • FIGS. 1A and 1B to 4A to 4C A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the second embodiment relates to an apparatus 40 configured by attaching a cold plate to a heat generating component.
  • the same components as those shown in FIGS. 1A and 1B to 4A to 4C are designated by the same reference numerals to simplify the description.
  • a device 40 shown in FIG. 5 for example, a server, a board 41 arranged substantially horizontally is provided with a connector (either a male or female connector) whose detaching direction is a direction intersecting with the board 41 (vertical direction in FIG. 5).
  • One of the connectors) 42, 43 and 44 is attached.
  • the board 50 is attached to the connector 42 via a connector (one of the male and female connectors and the other connector) 51.
  • a heat generating component 52 is attached to the substrate 50. That is, the conductor pattern formed on the substrate 50 is electrically connected to the conductor pattern of the substrate 41 via the connectors 42 and 51. Similarly, the substrate 60 is attached to the connector 43 via the connector 61. A heat generating component 62 is attached to the substrate 60, and a substrate 70 is attached to the connector 44 via a connector 71. A heat generating component 72 is attached to the board 70. The cold plate 1 is attached to the heat generating component 72, the cold plate 11 is attached to the heat generating component 62, and the cold plate 21 is attached to the heat generating component 52. The heat generating components 72, 62 and 52 are sequentially cooled by the cooling water supplied from the outside through the tube 4. The cooling water heated by the heat of the heat generating component is discharged to the outside through the tube 34.
  • the cooling water supplied from the tube 4 to the cold plate 1 is heat-exchanged with the heat generating component 72 in contact with the cold plate 1 and supplied from the swivel joint 6 to the cold plate 11 via the tube 14.
  • the heat generating component 62 and the cooling water which are in contact with the cold plate 11 are heat-exchanged and supplied from the swivel joint 16 to the cold plate 21 via the tube 24.
  • the heat generating component 52 and the cooling water, which are in contact with the cold plate 21, exchange heat with each other. Further, the cooling water of the cold plate 21 is discharged to the outside from the swivel joint 26 through the tube 34.
  • FIGS. 6 and 7 an explanation will be given of the disassembling procedure in the apparatus having the cold plates 1, 11 and 21 accompanying the replacement of the substrate.
  • a force is applied to the substrate 50 in the direction of the arrow (upward in FIG. 6).
  • the connector 42 of the board 41 and the connector 51 of the board 50 are disengaged and moved in the direction of the arrow to be taken out of the apparatus 40.
  • the tube 24 connecting the cold plate 21 and the cold plate 11 tends to twist as the substrate 50 moves.
  • the shaft portion 100 and the body portion 101 of the swivel joint 16 attached to the cold plate 11 relatively rotate to allow rotation in the direction around the tube axis. Therefore, it is possible to take out the substrate 50 to the outside of the device 40 while absorbing most of the twist of the tube 24. Further, as shown in FIG. 7, the substrate 50 is taken out of the apparatus 40, so that a sufficient working space for separating the heat generating component 52 and the cold plate 21 is secured, and the substrate 50 can be replaced. Become.
  • the cold plate 21 is attached to a new board (not shown), and the connector (not shown) of the new board is moved in the direction opposite to the arrow in the figure and inserted into the connector 42. Then, the replacement work is completed. Even when this new board is attached, the swivel joint 26 rotates, so that the twisting of the tubes 24 and 34 around the tube axis can be suppressed to a minimum, and damage to the tube can be prevented.
  • the supply-side tube 24 and the discharge-side tube 34 are arranged so as to be displaced from each other in the longitudinal direction of the side surface of the cold plate 21. Therefore, when the swivel joint 26 attached to the discharge side tube 34 rotates, the twist can be easily absorbed by the relative rotation of the tube 24 and the tube 34.
  • the numbers of substrates and cold plates are not limited to those in the above embodiments.
  • the shape of the cold plate is not limited to the hexahedron as shown in the figure, but another shape having a mounting surface to be mounted on the heating element and a surface for mounting the supply side and discharge side tubes or swivel joints.
  • the swivel joint may be provided not on the discharge side opening of each cold plate but on the supply side opening, or may be provided on both the discharge side and the supply side openings.
  • the body forming the swivel joint has a structure integrated with the cold plate, and the shaft may be attached to the body by caulking, or the body of the swivel joint having the shaft and the body connected by caulking. The body may be screwed into the cold plate.
  • the present invention can be used for a cold plate for cooling an apparatus having a heat generating component.

Abstract

コールドプレートは、表面に、冷却対象に接触させるための取り付け面を有し、内部に、冷却媒体を収容する収容部を有する。このコールドプレートには、前記収容部に連通する第１の開口部が設けられ、この第１の開口部には、本体側接続管が接続され、この本体側接続管には、屈曲自在なチューブが一端に接続されたチューブ側接続管が接続されている。前記本体側接続管とチューブ側接続管とは、管軸を中心として回転自在に連結されている。

Description

コールドプレート、装置、及びコールドプレートの接続管
　本発明は、コールドプレート、装置、及びコールドプレートの接続に用いられる接続管に関する。
　半導体等の発熱部品を冷却するコールドプレートに関連する技術が、特許文献１に記載されている。
　図８は特許文献１に記載されたコールドプレートの概要を示すものである。図８に示すように、複数のコールドプレートＡは、コネクタＢによって直列に接続されている。また、前記コネクタＢは、蛇腹状に成形されることによって伸縮自在な構成となっている。配管Ｃを通って一のコールドプレートＡの供給口へ供給された冷却水は、排出口から排出され、コネクタＢを通って下流のコールドプレートＡの供給口へ供給され、その排出口から排出されて、さらに下流のコールドプレートに順次供給される。
　また前記コールドプレートＡは、蛇腹状のコネクタを曲げることにより上下、左右に動かすことができる。すなわち前記複数のコールドプレートは、コネクタを曲げて相対的に位置を調整しながら、対象となる発熱部品等への取り付け、あるいは取り外しを行うことができるようになっている。
日本国特許第３７７３７９７号公報 日本国特表２０１５－５０１４８９号公報 日本国特開平０３－２０８３６５号公報
　しかしながら前記コネクタＢは、ゴム、プラスチック等の材料を蛇腹状に成形した構成である。このような蛇腹状の構造は通常の平滑なパイプ、チューブに比して、外力が加わることによる変形の繰り返しに対する耐久性に欠ける。特に、蛇腹状のコネクタＢは、管軸回りの捻り変形に対する配慮が何らなされていない。また、チューブの耐久性を高めようとして、肉厚を厚くし、あるいは、強度の高い材料を採用すると、チューブに本来求められていた柔軟性が損なわれる。
　また特許文献２には、分岐マニホールドから供給管、排出管へ並列に冷却材を供給、回収する構成が開示されている。しかしながら、直列に接続された複数のコールドプレートの相互の接続配管についての構成を開示するものではない。また、分岐マニホールドに対する供給管、排出管の回転を許容する構成ではあっても、供給管、排出管の管軸回りの捻り変形に対する配慮が何らなされていない。
　また特許文献３には、単に、供給管、排出管を可撓性のチューブで接続する構成が開示されているに過ぎず、可撓性のチューブの管軸回りの捻り変形に対する配慮が何らなされていない。
　すなわち特許文献１～３に開示された技術によっては、冷却材の供給管、排出管自体の管軸回りの変形に起因する損傷を防止することができない。
　この発明は、コールドプレートに冷却材を供給、排出する接続管およびまたはチューブの管軸回りの変形を防止することを目的とする。
　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
　本発明の第１の態様にかかるコールドプレートは、冷却対象に接触させるための取り付け面を含む複数の面により囲まれた収容部に冷却材を収容する本体と、前記本体の収容部に連通する第１の開口部に取り付けられた管状の本体側接続部と、この本体側接続部に管軸を中心として回転自在に一端が取り付けられ他端にチューブが接続されるチューブ側接続部とを有する。
　本発明の第２の態様にかかるコールドプレートの接続管は、冷却対象に接触させるための取り付け面を含む複数の面により囲まれた収容部に冷却材を収容する本体の前記収容部に連通する第１の開口部に取り付けられる管状の本体側接続部と、この本体側接続部に管軸を中心として回転自在に一端が取り付けられ他端にチューブが接続されるチューブ側接続部とを有する。
　本発明によれば、コールドプレートに接続された接続管の捻れを防止することができる。
本発明の最小構成にかかるコールドプレートを示す斜視図である。 本発明の最小構成にかかるコールドプレートの接続管を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態で使用されるスイベル継手を示す管軸に沿った断面図である。 図３のスイベル継手の組立て手順の一例を示す断面図である。 図３のスイベル継手の組立て手順の一例を示す断面図である。 図３のスイベル継手の組立て手順の一例を示す断面図である。 第1実施形態のコールドプレートを電子機器の冷却に適用した第２実施形態を示す斜視図である。 図５に示す電子機器の組立て手順を示す斜視図である。 図５に示す電子機器の分解手順を示す斜視図である。 特許文献１に記載された従来のコールドプレートを示す平面図である。
　本発明の実施形態に係るコールドプレートおよび接続管の最小構成例を図１Ａおよび図１Ｂにより説明する。
　コールドプレート１は、表面に冷却対象と接触させるための取り付け面１ａを有し、内部に冷却媒体を収容する収容部を有する。このコールドプレート１には、前記収容部に連通する第１の開口部２が設けられる。この第１の開口部２には、本体側接続管３が接続される。この本体側接続管３には、屈曲自在なチューブ４が一端に接続されたチューブ側接続管５が接続されている。前記本体側接続管３とチューブ側接続管５とは、管軸を中心として回転自在に連結されている。
　上記構成のコールドプレート１は、取り付け面１ａを冷却対象となる発熱部品としての、半導体チップ等の電子部品に接触させた状態で使用される。また、前記コールドプレート１は、前記第１の開口部２に接続された本体側接続管３、チューブ側接続管５、およびチューブ４を介して、収容部へ水等の冷却材を供給、あるいは排出することができる。また本体側接続管３、チューブ側接続管５が互い回転することができるので、前記電子部品等の冷却対象への取り付け、取り外しに際し、チューブ４の屈曲を最小限にして、捻りによる損傷を防止することができる。またチューブ４が折れることによって内部の冷却材が過剰に圧縮され、あるいは逆流する現象を最小限に抑制することができる。
　また図１Ｂは接続管の最小構成例を示す。本体側接続管３は、コールドプレート１の第１の開口部２へ取り付けられる。本体側接続管３には、チューブ側接続管５が管軸を中心として回転自在に取り付けられている。
　このように構成された接続管は、前記第１の開口部２に接続された本体側接続管３、チューブ側接続管５、およびチューブ４を介して、コールドプレート１の内部へ水等の冷却材を供給、あるいは排出することができる。また本体側接続管３およびチューブ側接続管５は互い回転することができる。したがって、前記電子部品等の冷却対象への取り付け、取り外しに際し、チューブ４の屈曲を最小限にして、捻りによる損傷を防止することができる。またチューブ４が折れることによって内部の冷却材が過剰に圧縮され、あるいは逆流する現象を最小限に抑制することができる。
　図２～図５を参照して本発明の第１実施形態を説明する。なお図１Ａおよび図１Ｂと共通の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
　図２に示すように、第１実施形態において、複数のコールドプレート１、１１、２１を直列に接続した構成となっている。コールドプレート１、１１、２１は、それぞれ取り付け面１ａ、１１ａ、２１ａを有する。図示の場合、コールドプレート１、１１、２１の下面を取り付け面としたが、上面を取り付け面としても良い。すなわち、コールドプレートを構成する、冷却材収容部を囲む６面の内、冷却対象となる半導体チップ等の平面形状に対応する二つの面のいずれかが取り付け面として使用される。
　前記コールドプレート１には、第１の開口部２と、第２の開口部２Ａとが設けられる。これらの開口部は、それぞれ内部の冷却材収容部に連通されている。前記第２の開口部２Ａは、チューブ４を介して外部（例えば、図示しない冷却水の供給ヘッダー管）に接続されている。第１の開口部２には、スイベル継手６（図１Ａおよび図１Ｂの本体側接続管３とチューブ側接続管５とを連結した全体をスイベル継手と称す）が接続されている。
　前記コールドプレート１は、このスイベル継手６を介して、前記チューブ１４によって下流側のコールドプレート１１の第２の開口部１２Ａに接続される。このコールドプレート１１には、チューブ１４によって冷却水が供給される。
　なお図示例では、第１の開口部２にスイベル継手６が直接取り付けられているが、第１の開口部２に設けられた管などの部材を介してスイベル継手６を取り付けても良い。また第２の開口部２Ａに管などの部材を設け、この管を介してチュ－ブ４を取り付けても良い。
　前記コールドプレート１１は、第１の開口部１２に取り付けられたスイベル継手１６を介し、チューブ２４によってさらに下流側のコールドプレート２１の第２の開口部２２Ａに接続され、このコールドプレート２１には、第２の開口部２２Ａに接続されたチューブ２４によって冷却水が供給される。
　前記コールドプレート２１の冷却水を排出する側の第１の開口部２２には、スイベル継手２６が取り付けられる。さらにこの第１の開口部２２には、チューブ３４が取り付けられて、外部（例えば図示しない排出ヘッダー管）に冷却水を排出する。
　なお図２は、コールドプレート１、１１、２１を３個直列に接続する例を示すが、さらに複数個直列接続した構成でもよい。すなわちコールドプレートの数は、冷却対象となる発熱部品の数に応じて選択される。
　図３を参照して前記スイベル継手６の詳細な構造を説明する。
　スイベル継手６は、図１Ａおよび図１Ｂの本体側接続管３に対応する軸部１００と、チューブ側接続管５に対応する胴部１０１とを主要な構成部材とする。
　前記軸部１００には、胴部１０１を受け入れるべく筒状に形成される。これら軸部１００と胴部１０１とによって囲われた空間部には、胴部１００の端部外周に嵌合した状態で弾性変形可能なＯリング１０２が設けられる。Ｏリング１０２の周囲の隙間を埋めるようにグリス１０３が充填されている。Ｏリング１０２とグリス１０３によりスイベル継手６の内部を液密に保つことが可能となる。
　前記軸部１００と胴部１０１とは、互いに管軸を中心として円周方向へ回転が可能に連結され、軸部１００の外側と胴部１０１内側の重なり合う箇所にもグリス１０３が塗布される。これにより、軸部１００と胴部１０１とのスムーズな回転と、回転に必要な隙間からの液体の漏洩防止とを実現している。
　前記胴部１０１の先端（図３の左端）には、径方向内側へ向かう突起がある凸部１０４が形成される。軸部１００の外周には、径方向内側へ窪む溝部１０５が形成されている。前記凸部１０４が溝部１０５に嵌まり込んだ構造により、軸部１００と胴部１０１との相対回転を許容しつつ、これら二つの部材の軸方向の分離を防止しすることができる。
　図４Ａ～図４Ｃを参照してスイベル継手６（１６、２６）の組立て手順について説明する。
　図４Ａに示すように、軸部１００の先端（図４Ａの右端）の外周にグリス１０３を塗布した後、Ｏリング１０２の表面にもグリス１０３を塗布し、軸部１００の先端に取り付ける。その後、図４Ｂに示すように、軸部１００の先端を胴部１０１の先端（図４Ｂの左端）に押込む。最後に、図４Ｃに示すように、凸部１０４の外側を全周カシメ加工によって径方向内側に押込む。すると、凸部１０４の内側突起部は溝部１０５にはまり、軸部１００と胴部１０１とが一体に連結されて、軸方向の分離が防止される。
　上記構成のコールドプレートにおいては、チューブ４から供給された冷却水がコールドプレート１に接する発熱部品（図示せず）と熱交換された後、スイベル継手６からチューブ１４を経由してコールドプレート１１に供給される。このコールドプレート１１においては、これに接する発熱部品（図示せず）と冷却水とが熱交換されてスイベル継手１６からチューブ２４を経由してコールドプレート２１に供給される。このコールドプレート２１においては、これに接する発熱部品（図示せず）と冷却水とが熱交換される。さらに、コールドプレート２１内の冷却水は、スイベル継手２６からチューブ３４を経由して外部へ排出される。
　このように接続されたコールドプレート１、１１、２１においては、スイベル継手６、１６、２６を介してチューブ１４、２４、３４が取り付けられているため、これらのチューブ１４、２４、３４は、それぞれ管軸を中心として回転することができる。したがって、コールドプレート１、１１、２１を発熱部品等に取り付け、あるいは取り外すに際して、チューブ１４、２４、３４が捻れ等の変形をすることが少ない。これによって、捻りに起因するチューブ４、１４、２４、３４の損傷、あるいは劣化に起因する冷却水の漏洩のリスクを低減することができる。
　図５～図７を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、コールドプレートを発熱部品に取り付けて構成された、装置４０に関する。なお、図１Ａ、図１Ｂ～図４Ａ～図４Ｃで示された構成と同一の構成要素には同一符号を付し、説明を簡略化する。
　図５に示された装置４０、例えばサーバにおいて、略水平に配置された基板４１には、この基板４１と交差する方向（図５の上下方向）を着脱方向とするコネクタ（雌雄のコネクタのいずれか一方のコネクタ）４２、４３および４４が取り付けられている。
　コネクタ４２にはコネクタ（雌雄のコネクタのいずれか他方のコネクタ）５１を介して基板５０が取り付けられる。基板５０には発熱部品５２が取り付けられる。すなわち、この基板５０に形成された導体パターンは、前記コネクタ４２および５１を介して基板４１の導体パターンと電気的に接続されている。
　同様に、コネクタ４３にはコネクタ６１を介して基板６０が取り付けられる。基板６０には発熱部品６２が取り付けられ、コネクタ４４にはコネクタ７１を介して基板７０が取り付けられる。基板７０には発熱部品７２が取り付けられている。
　発熱部品７２にはコールドプレート１、発熱部品６２にはコールドプレート１１、発熱部品５２にはコールドプレート２１が取り付けられる。チューブ４で外部から供給された冷却水により発熱部品７２、６２および５２は順次冷却される。発熱部品の熱によって温められた冷却水はチューブ３４を通って外部に排出される。
　すなわち、チューブ４からコールドプレート１に供給された冷却水が、コールドプレート１に接する発熱部品７２と熱交換されてスイベル継手６からチューブ１４を経由してコールドプレート１１に供給される。このコールドプレート１１では、これに接する発熱部品６２と冷却水とが熱交換されてスイベル継手１６からチューブ２４を経由してコールドプレート２１に供給される。このコールドプレート２１では、これに接する発熱部品５２と冷却水とが熱交換される。さらに、コールドプレート２１の冷却水は、スイベル継手２６からチューブ３４を通って外部へ排出される。
　図６および図７を参照して、前記コールドプレート１、１１および２１を有する装置における基板の交換等に伴う分解の手順について説明する。
　図６に示すように、装置４０の基板５０を交換する場合、基板５０を矢印の方向（図６の上方）に力を加える。すると、基板４１のコネクタ４２と基板５０のコネクタ５１の嵌合が外れて矢印の方向に移動して、装置４０の外部に取り出される。
　この時、コールドプレート２１とコールドプレート１１とを接続しているチューブ２４が基板５０の移動に伴って捻れようとする。しかしながら、このとき、コールドプレート１１に取り付けられたスイベル継手１６の軸部１００と胴部１０１とが相対的に回転して、管軸を中心とする方向の回転を許容する。したがって、チューブ２４の捻れの多くを吸収しつつ基板５０を装置４０の外側へ取り出すことが可能となる。
　さらに、図７に示すように、基板５０が装置４０の外側に取り出されることにより、発熱部品５２とコールドプレート２１とを分離するために十分な作業スペースが確保され、基板５０の交換が可能となる。
　また、図７に示す状態で、新たな基板（図示せず）へコールドプレート２１を取り付け、当該新たな基板のコネクタ（図示せず）を図中矢印と反対方向へ移動させてコネクタ４２に差し込むと、交換作業が終了する。
　この新たな基板の取り付けにおいても、スイベル継手２６が回転することにより、チューブ２４および３４の管軸回りの捻れを最小限に抑制して、その損傷を防止することができる。
　第2実施形態においては、供給側のチューブ２４と排出側のチューブ３４とがコールドプレート２１の側面の長手方向に位置をずらして配置されている。したがって、排出側のチューブ３４に取り付けられたスイベル継手２６が回転することにより、チューブ２４とチューブ３４との相対的な回転により捻れを容易に吸収することができる。
　なお、基板、コールドプレートの数は上記各実施形態に限定されるものではない。
　またコールドプレートの形状は図示例のような六面体に限定されるものではなく、発熱体へ取り付けられる取り付け面と、供給側、排出側のチューブあるいはスイベル継手を取り付けるための面とを有する他の形状であっても良い。
　またスイベル継手は、各コールドプレートの排出側の開口部ではなく、供給側の開口部に設け、あるいは、排出側、供給側の両方の開口部に設けても良い。
　またスイベル継手を構成する胴部は、コールドプレートと一体の構成として、これに軸部をカシメにより取り付ける構成であっても、あるいは、軸部と胴部とをカシメで連結した構成のスイベル継手の胴部をコールドプレートにねじ込む構成であっても良い。
　以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　この出願は、２０１８年１２月２７日に出願された日本特許出願番号２０１８－２４５９９５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　本発明は、発熱部品を有する装置の冷却のためのコールドプレートに利用することができる。
１、１１、２１　コールドプレート
１ａ，１１ａ、２１ａ　取り付け面
２　第１の開口部
２Ａ　第２の開口部
３　本体側接続管（接続管）
４、１４、２４、３４　チューブ
５　チューブ側接続管（接続管）
６、１６、２６　スイベル継手
４０　装置
４１　基板
４２、４３、４４　コネクタ
５０、６０、７０　基板
５１、６１、７１　コネクタ
５２、６２、７２　発熱部品
１００　軸部
１０１　胴部
１０２　Ｏリング
１０３　グリス
１０４　凸部
１０５　溝部

Claims (6)

  1. 　冷却対象に接触させるための取り付け面を含む複数の面により囲まれた収容部に冷却材を収容する第1の本体と、
    　前記第1の本体の収容部に連通する第１の開口部に取り付けられた管状の本体側接続部と、
    　前記本体側接続部に管軸を中心として回転自在に一端が取り付けられ、他端にチューブが接続されるチューブ側接続部と、
    を有するコールドプレート。
  2. 　前記第1の本体の前記取り付け面とは異なる面に、前記第１の開口部と前記第１の開口部と異なる位置に前記収容部に連通する第２の開口部とが設けられた請求項１に記載のコールドプレート。
  3. 　前記第１の本体の前記チューブに、収容部に連通する第３の開口部が接続された第２の本体を有する請求項２に記載のコールドプレート。
  4. 　前記第２の開口部から前記第1の本体へ冷却材が供給され、前記第１の開口部を通って前記本体から冷却材が排出される請求項２または３のいずれか１項に記載のコールドプレート。
  5. 　請求項３～４のいずれか１項に記載のコールドプレートと、前記コールドプレートの取り付け面に取り付けられた発熱部品と、前記発熱部品が搭載された基板とを有する装置。
  6. 　冷却対象に接触させるための取り付け面を含む複数の面により囲まれた収容部に冷却材を収容する本体の前記収容部に連通する第１の開口部に取り付けられる管状の本体側接続部と、
    　前記本体側接続部に管軸を中心として回転自在に一端が取り付けられ、他端にチューブが接続されるチューブ側接続部と、
    を有するコールドプレートの接続管。
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