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公開番号2024171924
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089287
出願日2023-05-30
発明の名称多段状に基板部を内装するラック型装置
出願人株式会社フジキン
代理人個人,個人
主分類H01L 23/473 20060101AFI20241205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ラックに対し基板部を挿脱する際に注水側チューブと排水側チューブを取り外し且つ再取付けすることにより生じる異物混入等のリスクを無くす。
【解決手段】基板部には冷却用の基板部冷却受体を一体的に形成しておく。一方、ラックの左右には冷却水を注入する注水側水路と前記冷却水を排水する排水側水路が配置され、前記注水側水路から注水側チューブを連結し、排水側水路には排水側チューブを連結する。そして注水側チューブと排水側チューブの間には水冷ジャケットが連結される。冷却水を流通させながら、前記水冷ジャケットを前記基板部冷却受体に面接触させて基板部冷却受体を冷却し、この冷却された基板部冷却受体により前記基板部が冷却される構成とする。従って、ラックに対し基板部を挿脱する際に、水冷ジャケットと一体連結された注水側チューブと排水側チューブを取り外す必要は無くなり、上記課題は達成される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
内装空間を有するラックと、前記内装空間に多段状に内装された複数枚の基板部と、前記基板部を冷却する冷却機構とを有するラック型装置であって、
前記基板部は基板と該基板に一体化して形成された基板部冷却受体を有し、
前記冷却機構は前記基板部冷却受体に面接触して載置された水冷ジャケットと、前記水冷ジャケットに冷却水を注入する注水側チューブと、前記水冷ジャケットから冷却水を排水する排水側チューブとを有し、
前記注水側チューブと前記水冷ジャケットと前記排水側チューブとが連結された状態で前記水冷ジャケットを上動させて前記基板部を前記内装空間に対して挿入又は取り出しが出来るようにしたことを特徴とするラック型装置。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記基板部は前記基板の表面に配置された発熱素子を被覆する熱伝導性を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面と面接触して設けられた薄板状のベイパーチャンバとを有し、
前記ベイパーチャンバは前記基板の特定の端縁から延出する冷却用延出部が形成され、該冷却用延出部が前記基板部冷却受体である請求項１に記載のラック型装置。
【請求項３】
前記ベイパーチャンバはベイパーチャンバ下板にベイパーチャンバ上板を積層して内部に流体を密閉しており、前記ベイパーチャンバの内部には複数本の毛細管が並行状に配置された毛細管構造部と、複数の前記毛細管の間に複数本の突起状の柱が配列された柱構造部とを有し、前記毛細管の一方の端部側が前記冷却用延出部である請求項２に記載のラック型装置。
【請求項４】
前記基板部は前記基板の表面に配置された発熱素子を被覆する熱伝導性を有する受熱プレートと、前記受熱プレートに一方の端部が固定されたヒートパイプとを有し、
前記ヒートパイプのもう一方の端部に接続された放熱プレートが前記基板部冷却受体である請求項１に記載のラック型装置。
【請求項５】
前記基板部は前記基板の表面に配置された発熱素子を被覆する熱伝導性を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面と面接触して設けられた薄板状のベイパーチャンバ部とを有し、
前記ベイパーチャンバ部から延びるヒートパイプ部の端部に接続された放熱プレートが前記基板部冷却受体である請求項１に記載のラック型装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の基板部の夫々を多段状に存在する一枚毎の基板部内装室に内装させて多段状態にして各基板部を同時的に冷却するラック型装置に関するものであり、この基板部は特に電子回路基板に関係するものである。特に、本発明は内装状態にある古い基板部を取り除いて新規な基板部を挿入する基板部の交換構造に関するものである。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のラック型装置に関して、特開平６－２１６５５５号（特許文献１）が知られている。この装置においては、各基板部の発熱素子に面接触する冷却板が設けられており、当該冷却板は、金属製のケース内にヒートパイプを設け、当該ケースとヒートパイプの間をはんだで充填し、ヒートパイプの長手方向の一端に冷却手段として水冷ジャケットを設けて構成されている。
【０００３】
また、従来のラック型装置に関して、特開２０１５－８８１７２号（特許文献２）が知られている。この装置においては、複数の基板部を収納する筐体に冷媒（水）が循環する外冷却ループが設けられ、各基板部に作動流体（水）が循環する内冷却ループが設けられ、外冷却ループと内冷却ループは各基板部の水冷熱交換部において２つのフレキ管で接続されて、外冷却ループから内冷却ループに水が流入し、また、内冷却ループから外冷却ループへと水が流出するように構成されている。
【０００４】
更に、従来のラック型装置として、一般的に図１２～図１４に示されるものが周知されている。図１２は従来のラック型装置３１を示しており、ラック３２には複数の基板部４０が上下方向に多段状態に収納されている。各々の基板部４０を収納するラック内部の空間領域を基板部内装室３５と呼び、基板部４０ごとに基板部内装室３５がある。基板部内装室３５としては、左右のレールに基板部４０を載置するだけの部分隔離型もあれば、全面隔離板で隔離する全面隔離型等、種々の形式が存在する。
ラック３２の正面側の左右に、円筒状の注水型水路３３と排水側水路３４が立設されている。注水側水路３３から各基板部４０の正面に略Ｌ字型の注水側チューブ３６が連結され、排水側水路３４から各基板部４０の正面に略Ｌ字型の排水側チューブ３７が連結されている。
従って、冷却水が注水側水路３３から注水側チューブ３６を通って基板部４０の内部へ導入されて電子回路により発熱状態にある基板部４０を冷却し、やや昇温した冷却水は排水側チューブ３７を通って排水側水路３４へと導かれ、排水されてゆくのである。勿論、この排水された冷却水は再度冷却されて注水側水路３３へと帰還し、同じ冷却工程を反復する。
【０００５】
図１３は、従来の基板部４０の一例を示している。（１３Ａ）では、基板部４０を構成する基板４１の後部に通信用の光モジュール４２が配置され、基板４１の中央部に発熱素子の一例であるＩＣ４３が散在状に配置されている。基板４１の正面端には正面折返し片４４が形成され、この正面折返し片４４に注水側ジョイント４５と排水側ジョイント４６が設けられている。
（１３Ｂ）では、発熱素子の一種である前記ＩＣが水冷ジャケット４７で被覆されている。そして、注水側ジョイント４５に連結して水冷チューブ４８が各水冷ジャケット４７を連結するように配置され、最終的にこの水冷チューブ４８は排水側ジョイント４６に連結されている。従って、冷却水が注水側ジョイント４５から注水されると、水冷チューブ４８を流通して各水冷ジャケット４７により発熱素子である各ＩＣ４３を冷却しながら、流通する冷却水は排水側ジョイント４６から排水されてゆくのである。
【０００６】
図１４は、従来のラック型装置における従来の基板部４０の交換方法を示している。ラックの一番下から２段目の基板部内装室に基板部４０が収納されている。全ての基板部内装室は左右のレール３８により構成され、直ぐ上のレールは直ぐ上の基板部内装室を構成する。この基板部４０においては、冷却水が注水側水路３３から注水側チューブ３６を通って基板部４０の内部へ導入されて発熱状態にある基板部４０を冷却し、少し昇温した冷却水が排水側チューブ３７を通って排水側水路３４へと導かれる。
この基板部４０をラック３２から取り外すために、まず注水側水路３３、排水側水路３４、注水側チューブ３６、排水側チューブ３、水冷チューブ、水冷ジャケット４７から水を抜く。水を抜いた状態で注水側チューブ３６と排水側チューブ３７を基板部４０から取り外すことで基板部４０は基板部内装室３５から脱離することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平６－２１６５５５号
特開２０１５－８８１７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来例で上述したように、基板部４０を交換する際には、水冷ジャケット等から水を抜いた状態で古い基板部４０から注水側チューブ３６と排水側チューブ３７を取り外すことが行われていた。そのため、残存する水滴の飛散、水冷ジャケットや注水側チューブ３６、排水側チューブ３７への空気中に分散する粉粒体等の異物が入り込みが生じ、腐食の原因となるリスクが存在する。また基板上に設けられている水冷チューブが破断するリスクが存在する。
そこで本発明は上記した課題を解決するために為されたものであり、基板部の交換に伴うリスクを低減し、容易に基板部の交換が可能なラック型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一形態は、内装空間を有するラックと、前記内装空間に多段状に内装された複数枚の基板部と、前記基板部を冷却する冷却機構とを有するラック型装置であって、前記基板部は基板と該基板に一体化して形成された基板部冷却受体を有し、前記冷却機構は前記基板部冷却受体に面接触して載置された水冷ジャケットと、前記水冷ジャケットに冷却水を注入する注水側チューブと、前記水冷ジャケットから冷却水を排水する排水側チューブとを有し、前記注水側チューブと前記水冷ジャケットと前記排水側チューブとが連結された状態で前記水冷ジャケットを上動させて前記基板部を前記内装空間に対して挿入又は取り出しが出来るようにしたことを特徴とするラック型装置である。
【００１０】
本発明の別の一形態は、前記基板部は前記基板の表面に配置された発熱素子を被覆する熱伝導性を有するベースプレートと、前記ベースプレートの上面と面接触して設けられた薄板状のベイパーチャンバとを有し、前記ベイパーチャンバは前記基板の特定の端縁から延出する冷却用延出部が形成され、該冷却用延出部が前記基板部冷却受体であるラック型装置である。本形態は、後述する実施例１に係る形態である。
（【００１１】以降は省略されています）

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