Subassembly support comprising housing for accommodating plug-in subassembly

本発明は、前面カバープレートと、差込サブアセンブリの冷却装置とを有するハウジングを備える、電子式の差込サブアセンブリの差込みと引出しを行うためのサブアセンブリ支持体に関する。

電子式の差込サブアセンブリの消費電力は、今日、増えていく一方である。 それに伴って廃熱と発生熱も増えている。 そうして、幾つかのサブアセンブリのために、液体冷却によって差込サブアセンブリを冷却する別個の冷却装置を設けなければならなくなっている。

特許文献１から、固定されて設置された、液体が流れる冷却板が各サブアセンブリに付属している、電子サブアセンブリを備えたハウジングが公知である。 しかし、この構成は、接触させるべき電子構成部品を備える差込可能かつ引出可能な差込サブアセンブリへ冷気を伝えるのが困難な構造を有している。

特許文献２には、液体冷却される電気機器を備えるスイッチキャビネットのための冷却装置が記載されている。 液体冷却される構成部材は、それぞれ送り管と戻り管とを介して、特にブロックとして構成された共通の分配器に接続されている。 全体の構造が比較的複雑であり、やはり熱を伝達させにくいのが欠点である。

特許文献３には、ハウジングと、差込可能かつ引出可能なモジュール式の複数の電子サブアセンブリとを備えるサブアセンブリ支持体が記載されている。 このサブアセンブリ支持体は、少なくとも１つの液体分配器をハウジングに有している。 液体分配器は、ハウジングの、差込サブアセンブリの差込領域の上方もしくは下方に配置されている。 記載されているハウジングは、純粋な液体冷却をするように構成されている。 すなわち、この形態では、サブアセンブリ支持体のハウジングに、液体冷却部が最初から設けられている必要がある。 空気冷却されるサブアセンブリ支持体への、後からの取り付けは不可能であり、または非常に困難を伴わなければ可能でない。

独国特許出願公開第１０２１０４８０号明細書

独国特許出願公開第４３２７４４４号明細書

独国実用新案出願公開第２０２００４０１０２０４号明細書

しかし、多くのサブアセンブリ支持体では、幾つかの差込サブアセンブリが後から取り付けられたり、消費電力の大きい最新の差込サブアセンブリと交換されたりし、したがって、幾つかの差込サブアセンブリまたは全ての差込サブアセンブリのために、液体冷却部を後から設けなくてはならない。

そこで、本発明の目的は、簡単なやり方で液体冷却部を後から取り付けることができる、電子式の差込サブアセンブリを収容するためのハウジングを備えるサブアセンブリ支持体を提供することにある。 これは、特に、電子装置キャビネットに組み込まれた、サブアセンブリ支持体を備えるハウジングの場合に可能であるのが望ましい。

本発明の目的は請求項１の特徴によって達成される。

電子式の差込サブアセンブリの差込みと引出しを行うための、本発明のサブアセンブリ支持体は、前面カバープレートと、差込サブアセンブリの冷却装置とを備えるハウジングを有している。 冷却装置は、差込サブアセンブリ上に配置された冷却体と、液体分配器とを含んでおり、液体分配器は、送り管および戻り管を介して冷却体と、液体を流すことができるように接続されている。 液体分配器は、差込サブアセンブリの前面領域で外側に配置されている。

本発明によれば、このような構成によって、サブアセンブリ支持体にこのような分配器を簡単に後から取り付けることができる。 幾つかの差込サブアセンブリが交換され、それらの交換されたサブアセンブリのために液体冷却が必要な場合、簡単なやり方で、液体分配器をサブアセンブリ支持体の外面に配置することができる。 さらに、前面領域への配置によって、液体分配器へ容易にアクセスできるという利点が得られる。 一方では、差込サブアセンブリ上の冷却体への送り管と戻り管とを、液体分配器と容易に連結して取り付けることができる。 このようにして、スイッチキャビネットに組み込まれているサブアセンブリ支持体でも、簡単に拡張することができる。 差込サブアセンブリの冷却装置を後から取り付けるために、サブアセンブリ支持体をスイッチキャビネットから取り外す必要はない。

この目的のために、液体分配器は、前面領域に取外し可能に配置されているのが好ましい。 分配器が取り外し可能であることによって、簡単な取り付けが可能になるばかりでなく、分配器が必要なくなった時に取り外すことも可能になり、あるいは、例えば要求が変わったために別の液体分配器が必要になった時に取り替えることも可能になる。

他方では、本発明によるサブアセンブリ支持体は、液体分配器が前面領域にあるので、サブアセンブリ支持体の前側から液体分配器に自由にアクセス可能であるという利点を有している。 液体分配器の保守や検査、特に目視検査を、サブアセンブリの作動中でも特に簡単に行うことができる。

従属請求項は、本発明の有利な他の態様を示している。

本発明のサブアセンブリ支持体は、その前面領域に、液体分配器を保持する支持部を有しているのが好ましい。 この支持部を、例えば、液体分配器が押し込まれるか、またはクリップで留められるカラーの形態に形成することができる。 支持部を１つまたは複数の穴から構成することもでき、それによって、液体分配器をサブアセンブリ支持体の前面領域にねじで留めることができる。

サブアセンブリ支持体の前面カバープレートに、液体分配器を保持するための支持部が設けられているのが特に好ましい。 それによって、液体分配器は前面領域で差込サブアセンブリの上側または下側に取り付けられる。 サブアセンブリ支持体に対する差込サブアセンブリの差込みおよび引出しが、液体分配器によって妨げられることがない。 さらに、この構成は、液体分配器がサブアセンブリのすぐ近くに配置されるので、差込サブアセンブリに配置された冷却体への送り管と戻り管を比較的短くできるという利点を有している。

あるいは、液体分配器をサブアセンブリ支持体の縁領域に、すなわち差込サブアセンブリの差込領域の側方に配置することもできる。 サブアセンブリ支持体の前面領域で、２つの差込サブアセンブリの隣、すなわち間に、かつ差込サブアセンブリの前面プレートと同一平面上に配置された目隠しプレートを設けることもできる。 ただし、この実施態様は、サブアセンブリ支持体に差込サブアセンブリがいっぱいに取り付けられていない場合にのみ有効である。

本発明のサブアセンブリ支持体は、複数の液体分配器をサブアセンブリ支持体の前面領域に配置することができるように構成されているのが好ましい。 それによって、複数の液体分配器をサブアセンブリ支持体に後から取り付けることができる。 複数の差込サブアセンブリを１つの液体冷却部によって冷却すべき場合は、冷却すべき差込サブアセンブリの必要と個数に応じて、複数の、または別の液体分配器を取り付けることによって、サブアセンブリ支持体を漸次拡張することもできる。 個々の液体分配器は相応に小型であり、それによって、省スペースな構成とすることができる。 個々の液体分配器を互いに連結することができ、それによって、流体工学的に、複数の冷却体のための多くの連結部を備える大型の液体分配器が得られる。 液体冷却部を備えるさらに別の差込サブアセンブリを後から取り付ける時にも、既存の液体分配器を維持することができる。 その場合、追加の液体分配器が取り付けられる。 該当する差込サブアセンブリだけを、液体冷却部を備える差込サブアセンブリと交換する場合、該当しない差込サブアセンブリを引き続き作動させながら、追加の液体分配器の取り付けを「ホットプラグ式」に行うこともできる。

１つの有利な実施態様において、本発明のサブアセンブリ支持体はキャビネット内に配置され、特に、１９インチのフォーマットの電子装置キャビネットまたはスイッチキャビネット内に配置されている。 スイッチキャビネットは前面領域に山形材を有しており、液体分配器はキャビネットの山形材に取り付けられている。 この際、液体分配器を山形材に直接配置し取り付けることができ、または、例えばスイッチキャビネットの両側の山形材に取り付けられた別個の前面カバープレートに配置し取り付けることができる。 このようにして、液体分配器を後から取り付けるために、多くのスペースを利用することができ、したがって、複数の差込サブアセンブリへ同時に供給を行うために、複数の送り管と戻り管を備える大型の液体分配器を利用することができる。

さらに、空気冷却部と液体冷却部とを組み合わせて設けるのが好ましい。 （標準的な）空気冷却装置に加えて、液体冷却をする冷却装置が設けられる。 このようにして、「ホットスポット」、すなわち特に高温の領域を冷却することが可能となる。 すなわち、差込サブアセンブリを冷却の個々の要求に応じて別々に、すなわち的確に冷却することができる。 空気冷却されるサブアセンブリ支持体を液体冷却によって拡張すると、液体冷却される差込サブアセンブリは依然として空気冷却によっても冷却されるので、冷却の効率が高くなる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１、図２、および図３は、差込サブアセンブリ３が中に差込まれたハウジング２を備えるサブアセンブリ支持体１をそれぞれ示している。 サブアセンブリ支持体１の前面領域４には、差込サブアセンブリ３を差込んだり引出したりするための差込領域６の上側に、前面カバープレート５が設けられている。 差込領域６の下側には、サブアセンブリ支持体１を空気冷却するための複数の小さな空気取り入れ開口が形成されるように格子状に形成された空気吸入板７が配置されている。

図１では、両方の差込サブアセンブリ３が、その前面プレート８にそれぞれ２つの導入部９を有している。 導入部９には、液体冷却をする冷却装置の送り管１０と戻り管１１が通されている。

差込サブアセンブリ３のための差込領域６の上側に配置された前面カバープレート５は、冷却装置の構成要素である液体分配器１２を有している。 液体分配器１２は、サブアセンブリ支持体１の前面カバープレート５に取り付けられている。 ただし、前面カバープレート５は、サブアセンブリ支持体１のハウジング２に取外し可能に連結されており、したがって、前面カバープレート５を、液体分配器１２と共に交換することが可能である。 サブアセンブリ支持体１に取外し可能に取り付けられた別個の前面カバープレート５上に液体分配器１２を取り付けるのが、前面カバープレート５の単純な交換によって、サブアセンブリ支持体１の液体冷却部を後から取り付けることができるので特に好ましい。

図２は、同様に本発明のサブアセンブリ支持体１を示しており、その差込領域６が差込サブアセンブリ３で完全に満たされている。 複数の差込サブアセンブリ３のうちの５つが液体冷却部を備えている。

差込領域６の上側に配置された液体分配器１２は、前面カバープレート５と平行になったカバー面１４を備える分配器ハウジング１３を有しているのが好ましい。 カバー面１４には、連結器２２を連結するための少なくとも２つの配管連結部１５が設けられている。

液体分配器１２は、互いに上下に位置する２つの列に配置された複数の配管連結部１５を有している。 上側の列の配管連結部１５ａは、送り管１０を連結するために設けられており、下側の配管連結部１５ｂは、戻り管１１を連結するために設けられている。 すなわち、それぞれ２つの配管連結部１５が、冷却装置を差込サブアセンブリ３に接続する働きをしている。

液体分配器１２の分配器ハウジング１３の側壁１６には、図示しない熱交換器と接続された、それぞれ１つの主送り部１７ａと主戻り部１７ｂが配置されている。 熱交換器は、サブアセンブリ支持体１と同じスイッチキャビネット内に配置されるのが普通である。

図３は、サブアセンブリ支持体１の全幅にわたって延び、差込可能な各差込サブアセンブリ３を連結できるようになった液体分配器１２を備えるサブアセンブリ支持体１を示している。 例えば、このような液体分配器１２は、１９インチのサブアセンブリ支持体１に組み込む場合、全部で１４個の差込サブアセンブリ３を連結できるようになっている。

図２と図３に明瞭に示されているサブアセンブリ支持体１は、サブアセンブリ支持体１の全幅にわたって延びるそれぞれ１つの液体分配器１２を有している。 液体分配器１２の別の実施形態では、液体分配器１２は、少数の差込サブアセンブリ３のための配管連結部１５だけを有しており、特に、３つの差込サブアセンブリ３のための配管連結部１５だけを有している。 その場合、液体分配器１２は、３つのサブアセンブリの幅にわたってだけ延びており、より小さなブロックとして構成されている。 このような種類の液体分配器１２が図５に示されており、図５は、サブアセンブリ支持体１の左上のコーナーを示している。 この液体分配器１２は、全部で３つの差込サブアセンブリ３のための配管連結部１５を有している。 液体分配器１５の隣には、前面カバープレート５に支持部１８が設けられており、後から別の差込サブアセンブリ３に液体冷却部を設ける必要がある場合に、この支持部１８に、別の液体分配器１２を取り付けることができる。 ここでは矩形に形成されている支持部１８内に、それに対応する、液体分配器１２のクリップが留められる。 このようにして、液体分配器１２を簡単に取り付けることができる。

図４は、冷却体１９と、送り管１０および戻り管１１通り抜けさせるための、前面プレート８の２つの導入部９とを備える差込サブアセンブリ３を詳細に示している。 この差込サブアセンブリ３も、同様に、サブアセンブリ支持体１内に収容するのに適している。

図１、図５、および図６から見て取れるように、送り管１０と戻り管１１の自由端には、可とう性の配管部分２０および２１がそれぞれ設けられており、これらの配管部分２０，２１に連結器２２がそれぞれ配置されている。 連結器２２は円弧状に、または屈曲するように作られているのが好ましい。 この際、角度は６０から１２５°の間であるのが好ましい。 各図に示す連結器２２がそうであるように、９０°の角度が特に好ましい。 このような種類の連結器２２は、配管連結部１５がカバー面１４に配置されている液体分配器２２に連結するのに、特に良く適している。 配管部分２０，２１の折れや、その結果として生じる損傷が高い信頼性で回避される。

特に図６から見て取れるように、液体分配器１２は、サブアセンブリ支持体１の前面領域４から少ししか突き出ておらず、したがって、冷却装置に接続された連結器２２を備えるサブアセンブリ支持体１は、空冷式のサブアセンブリ支持体に比べて数センチだけ奥行きが長いだけである。 この際、連結器２２は、この種のサブアセンブリ支持体１の場合に設けられる場合がある、液体分配器１２の上側に配置されたケーブル支持板２３をわずかにだけ越えて延びている。

このように、図１、図２、および図３に示すサブアセンブリ支持体１は、組み合わされた空気冷却システムと液体冷却システムを有している。 したがって、サブアセンブリ支持体１に配置された差込サブアセンブリ３を、一方では空気冷却によって、他方では液体冷却によって冷却することができる。 空気冷却の冷却空気は、空気吸入板７を通ってサブアセンブリ支持体１内に流れ込む。 さらに、サブアセンブリ支持体１に液体分配器１２を設置し、または後から取り付けることによって、幾つかの差込サブアセンブリ３を付加的に冷却するために幾つかの差込サブアセンブリ３または全ての差込サブアセンブリ３に液体冷却部を取り付けることが可能となる。

ハウジングと、差込まれた２つの差込サブアセンブリとを備えるサブアセンブリ支持体を示す図である。

液体冷却される６つの差込サブアセンブリを接続するための液体分配器を備えるサブアセンブリ支持体を示す図である。

液体冷却される差込サブアセンブリが最大限に取り付けられた、液体分配器を備えるサブアセンブリ支持体を示す図である。

２つの冷却体を備える差込サブアセンブリを示す図である。

図１のサブアセンブリ支持体の上側のコーナー領域を示す詳細図である。

図５の上側のコーナー領域の側面図である。

符号の説明

１ サブアセンブリ支持体 ２ ハウジング ３ 差込サブアセンブリ ４ 前面領域 ５ カバープレート １０ 送り管 １１ 戻り管 １２ 液体分配器 １９ 冷却体