JP4315946B2 - 冷却アッセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置であって、電子的なプリント配線板またはプラグインユニットを収容するハウジングと、空調装置とが設けられており、該空調装置が、冷媒案内用の送り管路と、戻し管路とを介して、各プリント配線板または各プラグインユニットに設けられた冷却したい少なくとも１つの電子的な構成素子に接続されており、送り管路が、電子的な構成素子に対応配置された少なくとも１つの構成素子用送り管路に接続されており、戻し管路が、電子的な構成素子に対応配置された少なくとも１つの構成素子用戻し管路に接続されている形式のものに関する。

ヨーロッパ特許出願公開第１４４８０４０号明細書に基づき、このような冷却装置が公知である。エンクロージャハウジング内には、水平なレベルで重なり合って配置されたプラグインユニットが収納されている。このプラグインユニットには、電子的な組付け体、特にコンピュータサーバのＣＰＵが位置している。この組付け体は適切に冷却されなければならない。発生した熱は従来の空気冷却によって十分にファンを用いて導出することができないので、冷媒冷却が使用される。冷却したい構成素子は、液体通流されるヒートシンクによって冷却される。このヒートシンクは送り管路と戻し管路とによって空調装置に接続されている。構成素子用送りチューブと構成素子用戻しチューブとは個々のプラグインユニットに固く結合されていて、各プラグインユニットから水平に導出される。この場合、自由端部は、空調装置に通じる鉛直な送り上昇管路と戻し上昇管路とに接続することができる。個々のプラグインユニットの交換時には、構成素子用送りチューブと構成素子用戻しチューブとが鉛直な送り上昇管路と戻し上昇管路とから引き抜かれなければならず、再び新たに差し付けられなければならない。さらに、公知の冷却装置では、各プラグインユニットから導出されたチューブの案内およびハンドリングのための空間を十分に設けることが必要となる。
ヨーロッパ特許出願公開第１４４８０４０号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の冷却装置を改良して、プリント配線板またはプラグインユニットの容易なかつ快適なハンドリングが可能となり、さらに、ハウジングだけでなく、プリント配線板またはプラグインユニットの可能な限りコンパクトな構造が可能となるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、構成素子用送り管路と構成素子用戻し管路とが、端部側に、各プリント配線板もしくは各プラグインユニットに取り付けられた接続片を有しており、該接続片が、送り管路および戻し管路の、ハウジングに取り付けられた端部側の対応接続片と共に、解離可能な接続部を形成しているようにした。従属請求項は、本発明による対象の有利な構成に該当する。

本発明によれば、構成素子用送り管路と構成素子用戻し管路とが、端部側に、各プリント配線板もしくは各プラグインユニットに取り付けられた接続片を有しており、該接続片が、送り管路および戻し管路の、ハウジングに取り付けられた端部側の対応接続片と共に、解離可能な接続部を形成していることが提案されている。この配置形式によって、液体冷却されるプリント配線板もしくはプラグインユニットを、空調装置に接続された送り管路と戻し管路とに直接接続することが可能となる。この場合、簡単な形式では、冷却したい電子的な構成素子が、液体通流される液体式ヒートシンクに接続されており、該液体式ヒートシンクが、構成素子用送り管路に対する接続部と構成素子用戻し管路に対する接続部とを有していてよい。

特に有利には、構成素子用送り管路の接続片と構成素子用戻し管路の接続片とが、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、接続ブロックを形成していてよい。この接続ブロックは、両接続片の、規定された空間的な配置形式を保証している。

送り管路の対応接続片と戻し管路の対応接続片とが、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、対応接続ブロックを形成していてもよい。この対応接続ブロックは、特に有利には、構成素子用送り管路と構成素子用戻し管路との接続ヘッドに対応している。

有利な構成によれば、液体式ヒートシンクを備えた冷却したい複数の構成素子が、プリント配線板もしくはプラグインユニットに配置されていてよい。この場合、簡単なかつ有効な形式では、液体式ヒートシンクが、プリント配線板もしくはプラグインユニットに互いに直列に接続されていてよい。この場合、構成素子用送り管路と構成素子用戻し管路とは液体式ヒートシンクを互いにかつ構成素子用送り管路の接続片と構成素子用戻し管路の接続片とに接続している。

特に有利には、接続部が、滴下なしに解離可能なかつ差込み可能な接続部として形成されていてよい。これによって、冷却液がプリント配線板またはプラグインユニットの引出し時に流出することが阻止される。

別の有利な構成によれば、複数の電子的なプリント配線板またはプラグインユニットが、鉛直にかつ互いに平行に延びた状態でハウジング内に収納されており、送り管路と戻し管路とが、少なくとも部分的に水平にハウジング内で延びていてよい。

さらに別の有利な構成によれば、複数のハウジングが、エンクロージャ内に重なり合って配置されており、送り管路と戻し管路とが、少なくとも部分的に鉛直にエンクロージャ内で延びていてよい。この場合、空調装置が、エンクロージャ内に配置されており、送り管路と戻し管路とが、各ハウジングに媒体供給するようになっていてよい。この場合、各ハウジングに対して、それぞれ１つの別個の送り管路と戻し管路とが設けられていてよい。しかし、有利には、１つの送り管路と１つの戻し管路とが、複数のハウジングに媒体供給するために働く。

ハウジングが、電子的な各プリント配線板または各プラグインユニットを機器後壁に向かって押し込むための収容装置を有していてよい。この場合、ハンドリングのために、機器後壁が、送り管路および戻し管路の対応接続片を有しており、該対応接続片内に構成素子用送り管路もしくは構成素子用戻し管路の接続片が接続していると特に有利である。

電子的な各プリント配線板または各プラグインユニットを、押し込まれた状態でハウジングに位置固定するために、ねじ締結部が設けられていてよい。

液体案内される接続部のほかに、機器後壁が、複数の電気的な差込み接続体を有しており、該差込み接続体内に、プリント配線板またはプラグインユニットに取り付けられた対応差込み接続体が係合していてよい。

有利な構成によれば、各プリント配線板または各プラグインユニットにハウジング後側の移行モジュール（Ｒｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌ）が対応配置されており、該移行モジュールが、電気的な送入・送出信号のための差込み接続体を有しており、移行モジュール内に、プリント配線板またはプラグインユニットに設けられた対応する電気的な対応差込み接続体が係合しており、構成素子用送り管路もしくは構成素子用戻し管路の、電気的な対応差込み接続体の領域に設けられた接続片が、プリント配線板またはプラグインユニットに配置されており、送り管路もしくは戻し管路の対応接続片が、移行モジュールに配置されていてよい。この配置形式によって、狭い空間に種々異なる複数の接続可能性を提供することが可能となる。

付加的または択一的には、機器後壁が、データ線路に対する差込み接続体および／または電圧供給のための差込み接続体を備えた後壁ボード（Ｂａｃｋｐｌａｎｅ）を有しており、該後壁ボード内に、各プリント配線板または各プラグインユニットに設けられた対応する対応差込み接続体が係合していてよい。

この場合、ハウジングが、後壁側に、後壁ボードを保持するための鉛直に延びるブレースを有しており、該ブレースに送り管路および戻し管路の対応接続片が配置されており、送り管路と戻し管路とが、少なくとも部分的にブレースに沿って延びていてよい。

空間を節約した管路案内は、送り管路と戻し管路とが、ブレース内に組み込まれて形成されていることによって達成される。

付加的には、構成要素の間の電気的な差込み接続体と、液体案内される接続部とを備えたプリント配線板またはプラグインユニットを確実に差し込むためのガイドピンが配置されていてよい。

液体冷却によって導出されない残熱を導出するために、ハウジングにまたは各プリント配線板または各プラグインユニットに、冷却する空気流れを発生させるための少なくとも１つのファンが配置されていてよい。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、概略的な斜視図で、鉛直に配置されるプラグインユニット（図示せず）を収容するためのユニット支持体１２が示してある。このユニット支持体１２は、鉛直なかつ水平なフレーム異形材を備えた支持フレーム６０を有している。図１に示したユニット支持体１２の両サイド部分は側壁６２を備えている。底プレートと天井プレートとは使用されていない。しかし、このようなプレートは、穿孔された構成で取り付けられてもよいし、穿孔されていない構成で取り付けられてもよい。後壁も同じく省略されている。しかし、ユニット支持体１２にはその後壁領域に横方向ブレース５４が示してある。この横方向ブレース５４はＴブレースとして形成されている。前側でユニット支持体１２は開放している。ここでプラグインユニットをガイドレール（図示せず）内に押し込むことができ、押し込まれた状態でねじ締結部によってユニット支持体１２に位置固定することができる。前側の縁領域は右側にかつ左側に、側方に突出したそれぞれ１つのフレーム部分６６，６８を有している。このフレーム部分６６，６８には、エンクロージャ（図示せず）に組み付けるための複数の貫通孔７０，７２が設けられている。

図２には、概略的な斜視図で、本発明による冷却装置の第１の構成によるプラグインユニット１０と、移行モジュール３８と、後壁ボード４４とが、分離された配置形式で示してある。図示の構成要素は、図１に示したユニット支持体１２に組み付けることができる。

図３には、図２に示したプラグインユニット１０と、移行モジュール３８と、後壁ボード４４とが、組み立てられた配置形式で示してある。

（概略的に図示した）空調装置１４は、冷媒案内用の送り管路１６と、戻し管路１８とを介して、プラグインユニット１０に設けられた電子的な構成素子（図示せず）を冷却するための液体通流される液体式ヒートシンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃに接続されている。冷却したい電子的な構成素子は、液体通流される液体式ヒートシンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃに、構成素子用送り管路２０に対する接続部と構成素子用戻し管路２２に対する接続部とを介して接続されている。液体式ヒートシンク３２ａ，３２ｂ，３２ｃは互いに直列に構成素子用送り管路２０と構成素子用戻し管路２２とによって接続されている。送り管路１６は構成素子用送り管路２０に接続されており、戻し管路１８は構成素子用戻し管路２２に接続されている。この場合、構成素子用送り管路２０と構成素子用戻し管路２２とは端部側に、プラグインユニット１０に取り付けられた接続片２４，２６を有している。この接続片２４，２６は、送り管路１６および戻し管路１８の、移行モジュール３８に取り付けられた端部側の対応接続片２８，３０と共に、解離可能な接続部を形成している。移行モジュール３８は、図１に示したユニット支持体１２に後壁側で配置されていて、このユニット支持体１２の後壁の一部を形成している。

図３に認められるように、構成素子用送り管路２０の接続片２４と構成素子用戻し管路２２の接続片２６とは、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、接続ブロック３４を形成している。送り管路１６の対応接続片２８と戻し管路１８の対応接続片３０とは、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、対応接続ブロック３６を形成している。両接続ブロック３４，３６の接続によって形成された接続部は、滴下なしに解離可能なかつ差込み可能な接続部として形成されている。

図２につき明確となるように、送り管路１６と戻し管路１８とは、少なくとも区間的に水平にハウジング１２内でもしくは後壁内面に沿って延びている。これによって、同様の複数の液体冷却式のプラグインユニット１０を鉛直にかつ互いに平行に延びた状態でハウジング１２内に収納することができ、それぞれ液体案内用の接続部によって、水平に延びる送り管路１６と、水平に延びる戻し管路１８とに接続することができることが可能となる。この目的のためには、水平に延びる送り管路１６と戻し管路１８とに沿って、互いに平行に方向付けられた移行モジュール３８が配置され得る。この移行モジュール３８は、それぞれ取り付けられた接続ブロック３６を介して、押し込まれたプラグインユニット１０をその接続ブロック３４で接続することができる。

水平に延びる送り管路１６と、水平に延びる戻し管路１８とは、それぞれ空調装置１４に対して垂直に延びる上昇管路に移行している。

特に図１に示した複数のユニット支持体がエンクロージャ（図示せず）内に重なり合って配置されている場合には、送り管路１６と戻し管路１８とが、少なくとも部分的に鉛直にエンクロージャの内部で延びる上昇管路から形成される。この上昇管路は、このような配置形式では、エンクロージャの上側の領域に配置された空調装置１４に通じている。

択一的な構成（図示せず）によれば、エンクロージャ、ユニット支持体１２または各プラグインユニット１０に液体冷却に対して付加的に、冷却する空気流れを発生させるためのファンが配置されていてよい。

機器後壁の部分領域は、図２および図３に示した構成では、ハウジング後側の移行モジュール（Ｒｅａｒ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌ）３８によって形成される。このモジュールは複数の電気的な差込み接続体を有している。これらの差込み接続体内には、プラグインユニット１０に取り付けられた対応差込み接続体が係合している。移行モジュール３８は後壁側でねじ締結部３８ａ，３８ｂによってユニット支持体１２に取り付けられる。適切な位置にもたらす場合のハンドリングは、移行モジュールの下側のかつ上側の部分領域に配置されたロック可能な着脱グリップ３９ａ，３９ｂによって容易になる。

ユニット支持体１２の前側では、プラグインユニット１０を、同じくロック可能な着脱グリップによって差し込むことができ、引き出すことができる。押し込まれた位置では、プラグインユニット１０をユニット支持体１２にねじ締結部によって位置固定することができる。

ハウジング後側の移行モジュール３８は、プラグインユニット１０に面した上側の領域に電気的な送入・送出信号のための差込み接続体４０を有している。この差込み接続体４０内には、プラグインユニット１０に設けられた対応する対応差込み接続体４２が係合している。構成素子用送り管路２０もしくは構成素子用戻し管路２２の接続片２４，２６は、プラグインユニット１０に設けられた電気的な対応差込み接続体４２の領域に配置されている。送り管路１６もしくは戻し管路１８の対応接続片２８，３０は移行モジュール３８に配置されている。

この移行モジュール３８の上側の部分領域には、差し込まれるプラグインユニット１０に向かって方向付けられた、電気的な差込み接続体４２，５０，５２と、液体案内される接続部２４，２６とを備えたプラグインユニット１０を確実に差し込むためのガイドピン３７が配置されている。

図４には、概略的な斜視図で、本発明による冷却装置の第２の構成によるプラグインユニット１０と、移行モジュール３８と、後壁ボード４４とが、分離された配置形式で示してある。この場合、図５には、組み立てられた配置形式が示してある。図６には、概略的な斜視図で、図５および図６に示した第２の構成による接続部が示してある。

部分的に移行モジュール３８によって形成された内側の機器後壁の下側の部分は後壁ボード（Ｂａｃｋｐｌａｎｅ）４４を有している。この後壁ボード４４は上側の縁部で、横断面で見てＴ字形のブレース５４に支持されている。後壁ボード４４は、データ線路に対する差込み接続体４６および／または電圧供給のための差込み接続体４８を有している。この差込み接続体４６，４８内には、各プリント配線板１０または各プラグインユニットに設けられた対応する対応差込み接続体５０，５２が係合している。ブレース５４には、送り管路１６および戻し管路１８の対応接続片２８，３０が配置されている。送り管路１６と戻し管路１８とは、鉛直に延びるブレース５４の内部で延びている。

図６につき明確となるように、ブレース５４に沿って複数の対応接続片２８，３０を平行に相並べて配置することができ、これによって、互いに平行に差し込まれる相応に複数のプラグインユニット１０との接続が可能となる。ブレース５４は同時に複数の接続部に対する共通の接続ブロック３６を形成している。

この箇所で単に念のために付言しておくと、冷媒によって冷却可能なプリント配線板１０またはプラグインユニットの代わりに、ハウジングが相応に設計されている場合には、慣用の形式で空気冷却可能なプリント配線板がハウジング内に組付け可能である。

鉛直に配置されるプラグインユニットを収容するためのユニット支持体の概略的な斜視図である。 本発明による冷却装置の第１の構成によるプラグインユニットと、移行モジュールと、後壁ボードとを、分離された配置形式で示す概略的な斜視図である。 図２に示したプラグインユニットと、移行モジュールと、後壁ボードとを、組み立てられた配置形式で示す概略的な側面図である。 本発明による冷却装置の第２の構成によるプラグインユニットと、移行モジュールと、後壁ボードとを、分離された配置形式で示す概略的な斜視図である。 図４に示したプラグインユニットと、移行モジュールと、後壁ボードとを、組み立てられた配置形式で示す概略的な側面図である。 図５および図６に示した第２の構成による接続部の概略的な斜視図である。

符号の説明

１０ プラグインユニット、 １２ ユニット支持体、 １４ 空調装置、 １６ 送り管路、 １８ 戻し管路、 ２０ 構成素子用送り管路、 ２２ 構成素子用戻し管路、 ２４，２６ 接続片、 ２８，３０ 対応接続片、 ３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 液体式ヒートシンク、 ３４ 接続ブロック、 ３６ 対応接続ブロック、 ３７ ガイドピン、 ３８ 移行モジュール、 ３８ａ，３８ｂ ねじ締結部、 ３９ａ，３９ｂ 着脱グリップ、 ４０ 差込み接続体、 ４２ 対応差込み接続体、 ４４ 後壁ボード、 ４６，４８ 差込み接続体、 ５０，５２ 対応差込み接続体、 ５４ 横方向ブレース、 ６０ 支持フレーム、 ６２ 側壁、 ６６，６８ フレーム部分、 ７０，７２ 貫通孔

Claims (14)

1. ハウジング（１２）内に収容された電子的なプリント配線板（１０）またはプラグインユニットに用いられる冷却アッセンブリであって、空調装置（１４）が設けられており、該空調装置（１４）が、冷媒を案内する送り管路（１６）と、戻し管路（１８）とを介して、各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットに設けられた冷却したい少なくとも１つの電子的な構成素子に接続されており、送り管路（１６）が、電子的な構成素子に対応配置された少なくとも１つの構成素子用送り管路（２０）に接続されており、戻し管路（１８）が、電子的な構成素子に対応配置された少なくとも１つの構成素子用戻し管路（２２）に接続されており、構成素子用送り管路（２０）と構成素子用戻し管路（２２）とが、端部側に、各プリント配線板（１０）もしくは各プラグインユニットに取り付けられた接続片（２４，２６）を有しており、該接続片（２４，２６）が、送り管路（１６）および戻し管路（１８）の、ハウジング（１２）に取り付けられた端部側の対応接続片（２８，３０）と共に、解離可能な接続部を形成している形式のものにおいて、
   各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットにハウジング後側の移行モジュール（３８）が対応配置されており、該移行モジュール（３８）が、電気的な送入・送出信号のための差込み接続体（４０）を有しており、該差込み接続体（４０）内に、プリント配線板（１０）またはプラグインユニットに設けられた対応する電気的な対応差込み接続体（４２）が係合しており、機器後壁が、データ線路に対する差込み接続体（４６）および／または電圧供給のための差込み接続体（４８）を備えた後壁ボード（４４）を有しており、該後壁ボード（４４）内に、各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットに設けられた対応する対応差込み接続体（５０；５２）が係合しており、ハウジング（１２）が、後壁側に、後壁ボード（４４）を保持するための水平に延びるブレース（５４）を有しており、該ブレース（５４）に送り管路（１６）および戻し管路（１８）の対応接続片（２８，３０）が配置されており、送り管路（１６）および戻し管路（１８）が、ブレース（５４）内に組み込まれて形成されていることを特徴とする、冷却アッセンブリ。
2. 冷却したい電子的な構成素子が、液体通流される液体式ヒートシンク（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）に接続されており、該液体式ヒートシンク（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ）が、構成素子用送り管路（２０）に対する接続部と構成素子用戻し管路（２２）に対する接続部とを有している、請求項１記載の冷却アッセンブリ。
3. 構成素子用送り管路（２０）の接続片（２４）と構成素子用戻し管路（２２）の接続片（２６）とが、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、接続ブロック（３４）を形成している、請求項１または２記載の冷却アッセンブリ。
4. 送り管路（１６）の対応接続片（２８）と戻し管路（１８）の対応接続片（３０）とが、相並んで位置してコネクタハウジング内に収納されていて、対応接続ブロック（３６）を形成している、請求項１から３までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
5. 液体式ヒートシンク（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）を備えた冷却したい複数の構成素子が、プリント配線板（１０）もしくはプラグインユニットに配置されており、液体式ヒートシンク（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）が、プリント配線板（１０）もしくはプラグインユニットに互いに直列に構成素子用送り管路（２０）と構成素子用戻し管路（２２）とによって接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
6. 接続部が、滴下なしに解離可能なかつ差込み可能な接続部として形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
7. 電子的なプリント配線板（１０）またはプラグインユニットが、鉛直にかつ互いに平行に延びた状態でハウジング（１２）内に収納されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
8. 複数のハウジングが、エンクロージャ内に重なり合って配置されており、送り管路（１６）と戻し管路（１８）とが、少なくとも部分的に鉛直にエンクロージャ内で延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
9. 空調装置（１４）が、エンクロージャ内に配置されており、送り管路（１６）と戻し管路（１８）とが、各ハウジングに媒体供給するようになっている、請求項８記載の冷却アッセンブリ。
10. ハウジング（１２）が、電子的な各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットを機器後壁に向かって押し込むためのガイドレールを有しており、機器後壁が、送り管路（１６）および戻し管路（１８）の対応接続片（３０，３６）を有しており、該対応接続片（３０，３６）内に構成素子用送り管路（２０）もしくは構成素子用戻し管路（２２）の接続片（２４，２６）が接続している、請求項１から９までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
11. 電子的な各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットが、押し込まれた状態でねじ締結部によってハウジング（１２）に位置固定可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
12. 機器後壁が、複数の電気的な差込み接続体を有しており、該差込み接続体内に、プリント配線板（１０）またはプラグインユニットに取り付けられた対応差込み接続体が係合している、請求項１から１１までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
13. 電気的な差込み接続体（４２，５０，５２）と、液体案内される接続部（２４，２６）とを備えたプリント配線板（１０）またはプラグインユニットを確実に差し込むためのガイドピンが設けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。
14. ハウジング（１２）に、冷却する空気流れを発生させるための少なくとも１つのファンが配置されているかまたは各プリント配線板（１０）または各プラグインユニットに、冷却する空気流れを発生させるための少なくとも１つのファンが配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の冷却アッセンブリ。