电子设备和气流调节构件的制作方法
【专利摘要】本公开提供一种电子设备、气流调节构件和一种对电子设备中的热产生部件进行冷却的方法。上述电子设备具有：板；安装在板上的热产生部件；安装在板上的连接器，连接器使得模块部件能够装配到连接器；容纳板的机壳；以及使空气流过机壳的送风机。另外，包括导向部的气流调节构件放置在热产生部件和连接器的在空气流动方向上的上游，导向部将流向放置连接器的区域的空气的一部分导向放置热产生部件的区域。
【专利说明】电子设备和气流调节构件
【技术领域】
[0001]这里讨论的实施例涉及一种电子设备和气流调节构件。
【背景技术】
[0002]在诸如服务器的电子设备中，将诸如存储器和DDC (DC-DC变换器)的部件模块化，并且根据采用的设备配置将这些模块化部件装配到母板上的连接器。下面将模块化部件称为丰旲块部件。
[0003]在服务器中，在操作服务器时，诸如中央处理单元(CPU)和存储器的部件产生热。当诸如CPU或存储器的部件的温度超过针对该部件设置的容许上限温度时，可能出现故障或失灵。由于该原因，在一般的服务器中，冷却风扇等使冷却空气(也称为气流)流过服务器的机壳，以冷却其中的部件，并且将服务器内部的热排出到机壳外部。
[0004][专利文献I]日本实开平N0.07-42181号公报
[0005]在使用冷却风扇等冷却其在机壳中的部件的服务器中，当安装在机壳中的模块部件的配置改变时，冷却空气的流动(下面称为气流)改变。这可能导致低冷却效率。
【发明内容】
[0006]在一个方面，实施例的目的在于提供一种电子设备和气流调节构件，其能够与安装在机壳中的模块部件的数量无关地、高效地冷却热产生部件。
[0007]根据公开的技术的一方面，提供一种电子设备，包括:板；安装在所述板上的热产生部件；安装在所述板上的连接器，所述连接器包括锁柄(latch lever)，所述锁柄使得模块部件能够装配到所述连接器和从所述连接器移除；容纳所述板的机壳；使空气流过所述机壳的送风机；以及气流调节构件，所述气流调节构件放置在所述热产生部件和所述连接器的在空气流动方向上的上游，并且所述气流调节构件包括导向部，所述导向部将流向放置所述连接器的区域的空气的一部分导向放置所述热产生部件的区域。所述锁柄被定位在使得限制朝向放置所述连接器的所述区域的空气的流动的至少一部分的位置。
[0008]通过上述根据一个方面的电子设备，气流调节构件将流向放置连接器的区域的空气的一部分导向放置热产生部件的区域。由此，可以在不使用伪部件的情况下，高效地冷却热产生部件。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是示出服务器的母板的示例的透视图；
[0010]图2是图1中的母板的顶视图；
[0011]图3是根据第一实施例的服务器的透视图；
[0012]图4是示出图3中的服务器的母板的透视图；
[0013]图5A是气流调节构件的透视图，图5B是示出图5A中的气流调节构件的背面的透视图；[0014]图6是示出气流调节构件的导向部分的位置的示意图；
[0015]图7是示出由冷却风扇吹送的空气流动的示意图；
[0016]图8是示出在导向部分下面通过并且进入存储器安装区域的空气的流动的示意图；
[0017]图9A至9C是示出存储器板连接器的图；
[0018]图1OA和IOB是示出气流调节构件和连接器之间的位置关系的图；
[0019]图11是示出锁柄和导向部分之间的位置关系的图；
[0020]图12是示出气流调节构件的部分的大小的平面图；
[0021]图13是示出温度测量位置的图；
[0022]图14是示出温度测量结果的图；
[0023]图15是根据第二实施例的服务器的母板的平面图；以及
[0024]图16是示出将存储器板和DDC板装配到图15中的母板上的状态的透视图。
【具体实施方式】
[0025]在描述实施例之前，下面给出便于容易理解实施例的引言。
[0026]图1是示出服务器的母板的示例的透视图，图2是图1中的母板的顶视图。为了方便描述，分别将在图2中用X和Y表不的两个正交方向称为X方向和Y方向。
[0027]CPU和其它部件安装在母板10上。由于CPU在工作时产生大量热，因此在每个CPU上方附着由金属等形成的具有良好导热性的散热器11。CPU产生的热移到散热器11，然后通过散热器11扩散到空气中。
[0028]在母板10上布置了多个存储器板连接器(存储器槽)13。存储器板12根据采用的设备配置装配到这些连接器13。存储器板12是模块部件的示例。
[0029]在图1和2所示的示例中，多个连接器13布置在将每个CPU(散热器11)夹在中间的位置处。连接器13在X方向上并排布置，它们在Y方向上的纵向位置彼此一致。
[0030]下文中，CPU安装区域是指母板上的放置CPU和散热器11的区域，存储器安装区域是指放置存储器板的区域。
[0031]沿着母板10的一侧布置多个冷却风扇14，该一侧与X方向平行。这些冷却风扇14将相对低温度的空气引入服务器的机壳中，以冷却散热器11和存储器板12。图2中的白色箭头指不空气的流动方向。
[0032]如稍早提及的，在诸如服务器的电子设备中，安装的模块部件的数量根据设备配置而不同。因此，通过机壳的气流依据安装的模块部件的数量而改变。
[0033]例如，如果将存储器板12装配到母板10上的所有连接器13，则由于存储器板12导致的通风阻力而阻挡气流。因此，流动到存储器安装区域中的空气量减少，从而相对大量的空气流动到CPU安装区域中。
[0034]相对来说，如果安装了少量存储器板12，存储器板12的通风阻力低。这使得流动到存储器安装区域中的空气的量增加，从而相对少量的空气流动到CPU安装区域中。由于该原因，与当安装了大量存储器板12时相比，当安装了少量存储器板12时，CPU的温度趋
于更高。
[0035]在一般的服务器中，根据CPU的温度控制冷却风扇14的转速，使得CPU的温度不超过容许上限。然而，在这种情况下，当安装了少量存储器板12时，冷却风扇14的转速增大；因此电力消耗增加。
[0036]为了避免这种情况，当安装了少量存储器板12时，可以对空连接器装配具有与存储器板12几乎相同的形状的伪部件，以防止通风阻力改变。然而，当设备配置改变时，这种措施需要伪部件的装配和拆下。这不仅使工作变复杂，还增加了制造并存储伪部件的成本。
[0037]在下面的实施例中，描述电子设备和气流调节构件，该电子设备和气流调节构件可以与安装的模块部件的数量无关地使通风阻力基本恒定，并且可以在不使用伪部件的情况下高效地冷却热产生部件。
[0038](第一实施例)
[0039]图3是根据第一实施例的服务器的透视图，并且图4是示出图3中的服务器的母板的透视图。
[0040]为了方便描述，将在图3和4中由X和Y表示的两个正交方向分别称为X方向和Y方向。另外，在本实施例中，在图3所示的服务器中，将空气的流动方向的上游侧和下游侧分别称为前侧和后侧。在本实施例中，电子设备是服务器，并且模块部件是存储器板。
[0041]如图3所示，服务器20具有机壳21和容纳在机壳21内部的母板22。机壳21在其前侧设置有前面板25a,并且在其后侧设置有后面板25b。这些面板25a和25b各自设置有通孔。HDD架26a和操作面板单元26b放置在前面板25a和母板22之间。要在每个HDD架26a内部放置硬盘驱动。
[0042]CPU30和其它电子部件安装在母板22上。由具有良好导热性的金属形成的散热器31附着在每个CPU30上方。散热器31设置有在X方向上延伸的许多鳍片，这些鳍片之间的空气流动将由CPU30产生的热排出到外部。
[0043]此外，在母板22上布置了多个存储器板连接器(存储器槽)33。根据采用的设备配置，将存储器板32装配到存储器板连接器33。每个存储器板32是安装一个或多个半导体存储器设备(大规模集成存储器(LSI))的板。
[0044]在图3和4所示的示例中，多个存储器板连接器33布置在每个CPU30 (散热器31)在X方向上的两侧。这些连接器33在X方向上并排布置，并且其Y方向上的纵向位置彼此一致。图3和4示出了存储器板32装配到所有连接器33的状态。
[0045]沿着母板22的在前面的一侧布置多个冷却风扇34(在图3和4中它们是四个)。这些冷却风扇34使空气沿图3和4中的Y方向流动，以冷却CPU30(散热器31)和存储器板32。例如，母板22具有用于检测CPU30的温度的传感器和用于根据传感器的输出控制冷却风扇34的转速的控制器。当CPU30的温度高时，增加冷却风扇34的转速。
[0046]在母板22的后部布置了多个扩展卡槽36。根据设备配置的扩展卡37装配到扩展卡槽36。另外，在母板22的后部设置通信连接器38等。服务器20经由附着到通信连接器38的通信线缆与另一电子设备通信。
[0047]母板22是板的示例，CPU30是热产生部件的示例，并且冷却风扇34是送风机的示例。
[0048]通常，CPU30比存储器板32产生更多热。因此，为了通过减小冷却风扇34的转速来实现功率消耗的降低，高效地对CPU30进行冷却很重要。因此，在本实施例中，在CPU安装区域和存储器安装区域的上风侧放置气流调节构件40。[0049]图5A是气流调节构件40的透视图，并且图5B是图5A中的气流调节构件40的背面的透视图。
[0050]如图5A和5B所示，气流调节构件40具有支持部41、导向部42和附着部43。支持部41具有平板形状，导向部42是三角形的，并且布置在支持部41的下部面上。附着部43设置在支持部41的纵向方向上的两端和中央部分，用于将气流调节构件40固定到母板22上的预定位置。
[0051]在本实施例中，气流调节构件40由聚碳酸酯形成。然而，注意，气流调节构件40可以由聚碳酸酯之外的材料形成。
[0052]放置气流调节构件40，使得导向部42的三角形顶点面向冷却风扇34。当将气流调节构件40放置在母板22上的预定位置时，支持部41的后端部从上方覆盖连接器33的前端部。
[0053]如图6示意性地示出的，当从上风侧看时，导向部42被定位在与存储器安装区域46相对应的位置，而没有被设置在与CPU安装区域45相对应的位置。因此，如图7所示，冷却风扇34吹送的流向存储器安装区域46的空气的一部分沿着导向部42的倾斜表面行进，与冷却风扇34吹送的流向CPU安装区域45的空气合并，然后行进到CPU安装区域45。
[0054]如图6所示，在导向部42和母板22之间存在空间。因此，如图8所示，冷却风扇34吹送的流向存储器安装区域46的空气的其余部分在导向部42下面行进，并且进入存储器安装区域46，以对存储器板32进行冷却。
[0055]在本实施例中，由于如上所述气流调节构件40放置在CPU安装区域45和存储器安装区域46的上风侧，因此优先于存储器安装区域46对CPU安装区域45提供空气。因此，即使当冷却风扇34的转速低时，也可以对CPU30进行充分的冷却，因此可以降低冷却风扇34的功率消耗。
[0056]附带地，如从图8看到的，存储器板连接器33的前端部是在导向部42下面流动的空气的障碍物。因此，在本实施例中，存储器板连接器33的前端部的状态大大影响了提供给存储器安装区域46的空气的流量。另一方面，由于存储器板32的通风阻力小于连接器33的通风阻力，因此不管存储器板32是否装配到连接器33，空气的流量都不会发生太大变化。
[0057]图9A至9C是示出存储器板连接器33的图。图9A示出了存储器板32装配到连接器33的状态，并且图9B和9C各自示出了存储器板32没有装配到连接器33的状态。
[0058]连接器33的两个纵向端各自具有用于支持存储器板32的端部的柱状部33b和用于通过围绕对柱状部33b设置的支点旋转而打开和关闭的锁柄33a。当存储器板32被装配到连接器33时，如图9A所示，锁柄33a关闭，以将存储器板32固定到连接器33，防止存储器板32由于振动等脱落，或者防止接触故障等。
[0059]当存储器板32没有装配到连接器33时，如图9B所示，锁柄33a通常保持打开。然而，在本实施例中，锁柄33a保持打开还是关闭，大大改变了流动到存储器安装区域46中的空气的流量，还改变了流动到CPU安装区域45中的空气的流量。
[0060]在本实施例中，即使在存储器板32没有装配到连接器33时，如图9C所示，锁柄33a也保持关闭。这使得连接器33的通风阻力能够总是保持恒定。
[0061]图1OA和IOB是示出气流调节构件40和连接器33之间的位置关系的图。如图IOA所示，在本实施例中，当锁柄33a关闭时，气流调节构件40可以附着到预定位置。另一方面，当锁柄33a打开时，如图1OB所示，气流调节构件40与锁柄33a接触，因此气流调节构件40不附着到该预定位置。这使得能够防止忘记关闭锁柄33a。
[0062]为了获得防止忘记关闭锁柄33a的效果，重要的是，如图11所示，当气流调节构件40附着到预定位置时，导向部42的下端的位置被定位为比关闭的锁柄33a的上端的位置Al低。
[0063]如果导向部42的下端的位置被定位为比连接器33的柱状部33b的上端的位置A2低，则导向部42和母板22之间的空间变窄，从而减小提供给存储器安装区域46的空气的流量。由于该原因，当气流调节构件40附着到预定位置时，导向部42的下端的位置优选比连接器33的柱33b的上端的位置A2高。
[0064]此外，在本实施例中，导向部42用作用于检测锁柄33a是打开、还是关闭的锁柄开闭状态检测器。可选地，可以与导向部42分离地对气流调节构件40设置锁柄开闭状态检测器。
[0065]如上所述，在本实施例中，当锁柄33a打开时，气流调节构件40没有放置在预定位置。因此，不管存储器板32是否装配到连接器33，针对在导向部42下面流动的空气的通风阻力几乎恒定。其结果是，流动到CPU安装区域45中的空气与流动到存储器安装区域46中的空气的比率几乎恒定。
[0066]此外，在本实施例中，如图8所示，气流调节构件40的后端部从上面覆盖存储器板32的端部。由此，在导向部42下面流动之后，空气沿存储器板32的纵向方向行进，而不向上扩散。这同样使得能够对存储器板32进行高效的冷却。
[0067]下面描述当安装了存储器板时和当没有安装存储器板时、检查CPU的温度变化的结果。
[0068]作为实施例示例，准备具有图3所示的结构的服务器。气流调节构件40的各部分的尺寸如在图12中所描绘的。
[0069]还准备比较示例的服务器。除了没有导向部42之外，比较示例的服务器具有与实施例示例的服务器相同的气流调节构件40。
[0070]对于实施例示例和比较示例中的每个，测量存储器板(DIMM)装配到所有连接器的情况下的CPU的温度和存储器板的温度，并且测量从所有连接器移除存储器板的情况下的CPU的温度。图13描绘了温度测量的位置，并且图14描绘了温度测量的结果。
[0071]在图13中，Cl和C2是测量CPU的温度的位置，Ml至M4是测量存储器板的温度的位置。此外，在图14中，在“完全安装”下的温度是在存储器板(DIMM)装配到所有连接器时测量的温度，并且在“没有DIMM”下的温度是在从所有连接器移除了存储器板时测量的温度。
[0072]如从图14看到的，在实施例示例中，当安装存储器板时和当没有安装存储器板时之间的CPU的温度差小至0.4°C至0.5°C。相对于此，在比较示例中，当安装存储器板时和当没有安装存储器板时之间的CPU的温度差大至2.1°C至2.5°C。
[0073]此外，当安装存储器板时的实施例示例的CPU的温度比比较示例低3.5°C至
4.(TC，并且当没有安装存储器板时的实施例示例的CPU的温度比比较示例低5.5°C至
5.7V。注意，在实施例示例和比较示例中，存储器板的温度几乎相同。[0074]如从上述温度测量的结果所看到的，不管是否安装了存储器板，在实施例示例的服务器中，比在比较示例的服务器中，更高效地对CPU进行了冷却。
[0075](第二实施例)
[0076]图15是根据第二实施例的服务器的母板的平面图，并且图16是装配了存储器板和DDC(DC-DC变换器)板的图15中的母板的透视图。本实施例与第一实施例的不同之处在于，母板设置有要装配DDC板的连接器，本实施例的其它配置与第一实施例基本相同，因此这里不再赘述。
[0077]如图15所示，母板51设置有要装配存储器板32的存储器板连接器33和要装配DDC板52的DDC板连接器53。DDC板连接器53被定位在与放置存储器板连接器33的存储器安装区域相邻的DDC安装区域。DDC板52是安装一个或多个DDC的板。像存储器板连接器33 —样，DDC板连接器53在其两个端部设置有用于固定DDC板52的锁柄。
[0078]与第一实施例类似，气流调节构件40放置在存储器板连接器33和DDC板连接器53的上风侧。气流调节构件40设置有导向部42 (参见图5A和5B)。
[0079]由冷却风扇34吹送的流向存储器安装区域和DDC安装区域的空气的一部分沿着导向部42的倾斜表面行进，与由冷却风扇34吹送的流向CPU安装区域的空气合并，然后向(PU安装区域行进。
[0080]由冷却风扇34吹送的流向存储器安装区域和DDC安装区域的空气的其余部分在导向部42下面流动，并且进入存储器安装区域和DDC安装区域，以对存储器板32和DDC板52进行冷却。
[0081]如上所述，即使当使用存储器板32之外的模块部件作为模块部件时，也可以使用所公开的技术。
【权利要求】
1.一种电子设备,包括: 板； 安装在所述板上的热产生部件； 安装在所述板上的连接器，所述连接器包括锁柄，所述锁柄使得模块部件能够装配到所述连接器和从所述连接器移除； 容纳所述板的机壳； 使空气流过所述机壳的送风机；以及 气流调节构件，所述气流调节构件放置在所述热产生部件和所述连接器的在空气流动方向上的上游，并且所述气流调节构件包括导向部，所述导向部将流向放置所述连接器的区域的空气的一部分导向放置所述热产生部件的区域，其中， 所述锁柄被定位在使得限制朝向放置所述连接器的所述区域的空气的流动的至少一部分的位置。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中， 所述锁柄通过围绕对所述连接器的柱状部设置的支点旋转而打开和关闭，所述柱状部被定位在所述连接器的在所述气流调节构件侧的端部，所述锁柄在打开时使得所述模块部件能够装配到所述连接器和从所述连接器移除，以及 所述气流调节构件包括锁柄开闭检测器，当锁柄打开时，所述锁柄开闭检测器与所述锁柄接触，由此防止所述气 流调节构件被放置在预定位置。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中， 当所述气流调节构件位于所述预定位置时，所述锁柄开闭检测器位于比所述连接器的所述柱状部高的位置。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子设备，其中， 在与从所述送风机传送的所述空气的流动方向相交的方向上，并排布置所述热产生部件和所述连接器。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子设备，其中， 并排布置多个所述连接器。
6.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子设备，其中， 所述热产生部件是CPU，以及 所述模块部件是在其上安装半导体存储器设备的存储器板。
7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电子设备，其中， 所述热产生部件是CPU，以及 所述模块部件是在其上安装DC-DC变换器的DC-DC变换器板。
8.一种气流调节构件，其放置在电子设备的机壳内部，所述气流调节构件包括: 具有平板形状的支持部；以及 被定位在所述支持部的表面中的一个上的导向部，所述导向部用于在与空气的流动方向相交的方向上导向沿着所述支持部的所述一个表面流动的空气的一部分。
9.一种对电子设备中的热产生部件进行冷却的方法，所述电子设备具有:板；安装在所述板上的热产生部件；安装在所述板上的连接器，所述连接器包括锁柄，所述锁柄使得模块部件能够装配到所述连接器和从所述连接器移除；容纳所述板的机壳；使空气流过所述机壳的送风机；以及气流调节构件，所述气流调节构件放置在所述热产生部件和所述连接器的在空气流动方向上的上游，所述气流调节构件用于调节从所述送风机传送的空气的流动，所述方法包括: 由所述气流调节构件将流向放置所述连接器的区域的空气的一部分导向放置所述热产生部件的区域；以及 由所述锁柄限制朝向放置 所述连接器的所述区域的空气的流动的至少一部分。
【文档编号】H05K7/20GK103547119SQ201310209450
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年7月12日
【发明者】辻村次郎, 佐藤阳一 申请人:富士通株式会社