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translationKey: server-liquid-cooling-components
lang: ja
slug: server-liquid-cooling-components

title: 'サーバー液冷システムの主要部品：コールドプレート、マニホールド、CDU、クイックディスコネクト'
description: 'サーバー、ラック、設備接続の観点から液冷BOMを分解し、コールドプレート、サーバー・ラックマニホールド、クイックディスコネクト、配管、CDU、センサー、漏液検知、精密構造部品の役割と製造上の要点を解説します。'

publishDate: 2026-08-05
updateDate: 2026-08-05
draft: false
featured: true

category: industry-applications

industries:
  - liquid-cooling

tags:
  - サーバー液冷
  - 液冷システム部品
  - コールドプレート
  - 冷却マニホールド
  - CDU
  - クイックディスコネクト

author: 仲徳精密エンジニアリングチーム
reviewedBy: 仲徳精密エンジニアリングチーム

directAnswer: サーバー液冷システムは、CPU・GPU用コールドプレート、サーバー内部の供給・戻りマニホールド、ホースとクイックディスコネクト、ラックマニホールド、CDU、温度・圧力・流量センサー、漏液検知装置、取付ブラケットおよび構造部品で構成されます。コールドプレートは熱を吸収し、マニホールドは冷却液を分配・回収し、クイックディスコネクトは保守時の着脱を支え、CDUは冷却液を循環・制御して設備側へ熱を移します。部品調達では、寸法インターフェース、流量分配、圧力損失、材料適合性、内部清浄度、シールおよび漏れ検証を一体で管理する必要があります。

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  - /ja/quality/manufacturing-process
  - /ja/quality/inspection-equipment

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faq:
  - question: サーバー液冷システムの中核部品は何ですか？
    answer: ダイレクト・トゥ・チップ方式では、CPU・GPUから熱を吸収するコールドプレート、供給・戻り冷却液を分配するサーバーおよびラックマニホールド、冷却液を循環して熱交換するCDUが中核部品です。クイックディスコネクト、ホース、センサー、漏液検知、取付構造も安全な保守と安定運転に不可欠です。
  - question: サーバーマニホールドとラックマニホールドの違いは何ですか？
    answer: サーバーマニホールドは一台のサーバーまたはコンピュートトレイ内にあり、複数のCPU・GPU・アクセラレーター用コールドプレートへ冷却液を分配します。ラックマニホールドはラックに沿って配置され、CDUから複数のサーバーへ冷却液を供給し、戻り液を回収します。流量、接続口数、設置空間、製造構造が異なります。
  - question: クイックディスコネクトが重要なのはなぜですか？
    answer: クイックディスコネクトは、冷却液の流出を抑えながらサーバーやコンピュートトレイを着脱できるようにします。シール、圧力損失、着脱寿命、接続方向、残液量、取付位置が信頼性に影響するため、一般的な配管継手と同じ扱いにはできません。
  - question: 液冷部品の見積りには完全なBOMが必要ですか？
    answer: 完全なBOMが望ましいですが、少なくともシステム接続図、2D図面、3Dモデル、接続仕様、冷却液、目標流量、許容圧力損失、使用圧力、漏れ量、清浄度、表面処理、試作数量、予定量産数を提供してください。各部品の接続先と機能範囲も明確にする必要があります。
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## 直接回答

サーバー液冷システムは、「一枚のコールドプレートに数本の水配管を接続したもの」ではありません。熱、流体、構造、シール、保守条件のもとで連携する部品群です。

代表的なダイレクト・トゥ・チップ液冷BOMは、次の六つに分けられます。

1. **チップ吸熱部品**：CPU、GPU、アクセラレーター用コールドプレート
2. **サーバー内分配部品**：内部マニホールド、分岐管、バルブブロック、継手座
3. **保守接続部品**：ホース、金属配管、クイックディスコネクト、誤接続防止構造
4. **ラック分配部品**：ラック供給・戻りマニホールド、分岐接続
5. **循環・熱交換部品**：CDU、ポンプ、熱交換器、フィルター、貯液構造
6. **監視・構造部品**：温度、圧力、流量、漏液センサー、ブラケット、トレイ、筐体

調達と製造では、部品名称だけでなく、機能範囲、接続相手、流量・圧力条件、材料、清浄度、シール方式、検証責任を明確にする必要があります。

![サーバー液冷システム部品のBOM分解図](/images/articles/liquid-cooling/server-liquid-cooling-components-bom.webp)

_サーバーおよびラック液冷を構成するコールドプレート、マニホールド、バルブブロック、クイックコネクタ、配管、シール、構造支持部品。_

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## 1. 液冷BOMの範囲をどう定義するか

液冷システムは、設置場所によりサーバー、ラック、CDU、設備側に分けることも、機能により吸熱、分配、接続、監視、支持に分けることもできます。BOMには両方を記載することが有効です。

| 階層     | 代表部品                                         | 主な機能             | 一般的な責任範囲                   |
| -------- | ------------------------------------------------ | -------------------- | ---------------------------------- |
| チップ   | CPU/GPU用コールドプレート、TIM、取付部品         | チップ熱の吸収       | 熱性能、平面度、取付荷重           |
| サーバー | 内部マニホールド、ホース、継手座、バルブブロック | 冷却液の分配         | 分岐流量、ポート位置、清浄度       |
| ラック   | ラックマニホールド、QD、分岐配管                 | 複数サーバーの接続   | 流量バランス、保守空間、誤接続防止 |
| CDU      | ポンプ、熱交換器、フィルター、貯液、制御         | 循環、制御、熱交換   | 温度、圧力、流量、警報             |
| 監視     | 温度、圧力、流量、漏液センサー                   | 異常検知             | 位置、しきい値、インターロック     |
| 構造     | ブラケット、トレイ、筐体、固定部品               | 位置決め、保護、支持 | 寸法連鎖、振動、保守性             |

OCPの液冷統合文書では、コールドプレートアセンブリー、クイックコネクター、ホース、ブラケット、サーバー側漏液検知を一つの統合対象として扱っています。BOMにはコールドプレート本体だけでなく、接続部品と支持部品も含める必要があります。

## 2. CPU・GPU用コールドプレート

コールドプレートは高出力プロセッサーへ直接取り付けます。一般的には、熱接触ベース、内部流路または熱交換構造、上蓋、入口・出口ポート、シールまたは接合部、取付構造から構成されます。

必要な機能は次のとおりです。

- チップとの接触状態を安定させる
- 主要発熱領域へ冷却液を流す
- システムの圧力損失範囲を満たす
- 圧力と温度サイクルのもとで漏れを防ぐ
- バリや異物を液冷ループへ流出させない

[OCP液冷コールドプレート要求仕様](https://www.opencompute.org/documents/ocp-acs-liquid-cooling-cold-plate-requirements-pdf)は、熱性能、圧力損失、耐圧、漏れ、材料、信頼性を一体で扱っています。コールドプレートは、加工部品だけでなく機能アセンブリーとして検証する必要があります。

| コールドプレートCTQ | 主な影響               |
| ------------------- | ---------------------- |
| 熱接触面の平面度    | 接触熱抵抗とチップ荷重 |
| 表面粗さ            | TIMの接触状態          |
| 流路幅、深さ、R形状 | 流量、圧力損失、加工性 |
| 上蓋または接合面    | 封止信頼性             |
| ポート位置と方向    | 配管組立と機械荷重     |
| 内部清浄度          | 詰まりと汚染リスク     |
| 気密・耐圧          | 安全性と長期信頼性     |

## 3. サーバー内部マニホールド

サーバー内部マニホールドは、一組の供給・戻り接続から複数のCPU、GPU、アクセラレーター用コールドプレートへ冷却液を分配します。独立部品の場合も、バルブブロック、継手座、構造部品と一体化する場合もあります。

確認項目は次のとおりです。

- 分岐長さと流路抵抗が適切か
- 各コールドプレートの必要流量が同じか
- ポート方向が基板とホース配置に合っているか
- 交差穴、封止部、洗浄困難部がないか
- エア抜き、排液、漏れ試験が可能か
- 個別のコールドプレートやホースを交換できるか

ブロック型マニホールドはアルミ合金やステンレスで加工されることがあります。課題は外形ではなく、深穴、交差穴、封止、バルブ穴、ねじポート、バリ除去、内部洗浄です。

## 4. ラックマニホールド

ラックマニホールドは、CDUから複数のサーバーまたはコンピュートトレイへ冷却液を分配し、戻り液を回収します。

[OCPラックマニホールドガイドライン](https://www.opencompute.org/documents/ocp-white-paper-rack-manifold-requirements-and-qualification-v3-pdf)では、ラック負荷、分岐流量、クイック接続、漏れ、検証が扱われています。ラックマニホールドは、分岐数、流路長、高さ、保守頻度の点でサーバーマニホールドと異なります。

IIJの実設備解説では、ラックマニホールドがほぼラック全高に沿って配置され、側方にも追加スペースを必要とする場合があると説明されています。既設ラックでは、ラック幅・奥行きの拡大や拡張フレームが必要になることがあります。記事中の約42U、直径約50mmという値は全案件の固定寸法ではなく、機器例です。ただし、マニホールドの設置包絡と保守スペースをサーバー設計後に追加するのではなく、ラック計画の初期段階で評価すべきことを示しています。[IIJ：データセンター冷却技術の最前線](https://ent.iij.ad.jp/articles/10011/)

| 確認項目       | 定義すべき内容                               |
| -------------- | -------------------------------------------- |
| 総流量         | ラック満載時の供給・戻り能力                 |
| 分岐流量       | 各サーバーへの分配                           |
| 圧力条件       | 使用、過渡、耐圧                             |
| QD位置         | 作業空間、方向、誤接続防止                   |
| エア抜き・排液 | 気泡除去と保守排液                           |
| 支持           | 満液重量、振動、輸送荷重                     |
| 設置包絡       | ラック高さ、側方空間、拡張フレーム、保守通路 |
| 清浄度         | 長い多分岐流路の異物管理                     |

サーバーとラックの接続は、実際のラック組立状態で確認する必要があります。単品の穴位置が公差内でも、接続時の横荷重や干渉がないとは限りません。満液重量、QD挿入力、輸送振動は配管ではなく支持構造で受ける必要があります。

## 5. クイックディスコネクト、ホース、金属配管

クイックディスコネクトは、冷却液の流出と空気混入を抑えながらサーバーを保守できるようにします。

重要な仕様は次のとおりです。

- 定格流量と圧力損失
- 使用圧力と耐圧
- 着脱寿命
- 切離し後の残液量
- ロックと誤脱防止
- 供給・戻りの誤接続防止
- シール材料と冷却液の適合性
- 接続方向と作業空間

OCPのブラインドメイト液体コネクター仕様では、低滴下または無滴下接続が重要なラックインターフェースとして扱われています。IIJは、ラックマニホールドの接続部でUQD（Universal Quick Disconnect）規格に基づくカプラーが一般的に使用され、迅速な着脱と切離し時の漏液低減に利用されると説明しています。[IIJ：データセンター冷却技術の最前線](https://ent.iij.ad.jp/articles/10011/)

QD本体が規格品でも、システム信頼性はQD、継手座、取付板、マニホールド接続部の組み合わせで決まります。継手座の同軸度、端面位置、取付剛性、かん合深さにずれがあると、QD単品が合格していても、挿入力増加、バルブ開度不足、横荷重、残液増加が生じる可能性があります。

ホースは組立公差と保守動作を吸収し、金属配管は経路を安定させます。どちらも最小曲げ半径、支持位置、摩耗防止、継手への追加荷重を管理します。

## 6. CDU冷却液分配ユニット

CDUは技術側液冷ループと設備側冷却を接続します。単なる熱交換器ではなく、次の三つの機能群を担います。

1. 二つの液体ループを混合せずに熱だけを移す
2. 技術側冷却液の温度、流量、圧力を循環・制御する
3. ろ過、補液、エア抜き、警報、インターロックを含む異常監視を行う

「一次側」「二次側」の呼び方は、資料やメーカーによって統一されていません。サーバー側を一次側とする資料も、設備側を一次側とする資料もあります。図面、RFQ、試験仕様では、一次側・二次側だけに頼らず、**technology side / server side（技術側・サーバー側）** と **facility side（設備側）** を明記するのが安全です。EE Times JapanとAIインフラLabの説明にも、この用語差が見られます。[EE Times Japan：CDUの仕組みと能力](https://eetimes.itmedia.co.jp/ee/articles/2412/04/news068.html) [AIインフラLab：CDU完全図解](https://aiinfra-lab.com/cooling-liquid-cooling/395/)

代表的な構成は次のとおりです。

- プレート式などの熱交換器
- 循環ポンプ
- フィルター
- 制御バルブ、分配ブロック
- 膨張または貯液機能
- 温度、圧力、流量、液位センサー
- 補液、エア抜き、排液接続
- PLC、タッチパネル、遠隔監視、警報
- 筐体、フレーム、取付構造

EE Times Japanは、凹凸のある薄板を積層し、二つの流体を交互の流路へ通すガスケットプレート式熱交換器がCDUで多く採用されると説明しています。流体を分離したまま大きな伝熱面積を確保できるためです。AIインフラLabは、CDU内部を熱交換器、ポンプ、制御バルブ、センサー、制御システムの五つの機能ブロックに整理しています。この分解は製造性評価にも有効で、各ブロックで取付座、バルブブロック、ポート、シール面、保守空間、支持構造が異なります。

CDUの設置方式によってBOMの範囲も変わります。

| 設置方式         | 代表的な特徴                     | 構造・製造への影響                                   |
| ---------------- | -------------------------------- | ---------------------------------------------------- |
| インラック型     | 1ラックをコンパクトに制御        | 高さ・奥行き制約が厳しく、保守空間、騒音、振動に敏感 |
| インロー型       | ラック列内から複数ラックを制御   | 大流量、大径配管、強いフレーム支持が必要             |
| エンドオブロー型 | ラック列端または隣接機械室に設置 | 集中保守しやすいが、配管が長くなり圧力損失が増える   |

[OCP液対液CDU試験方法](https://www.opencompute.org/documents/ocp-wp-l-lcdu-test-methodology-performance-rating-r1-pdf)は、冷却能力、流量、圧力損失、制御、試験境界を扱っています。CDUは定格冷却能力だけでなく、ラック数、分岐抵抗、供給・戻り温度差、設備水条件、冗長方針に合わせる必要があります。

データセンターでは停止しないことが重要です。EE Times Japanは、代表的なCDU要件として、ポンプと電源のN+1冗長、ホットスワップ、結露防止制御、圧力・流量・漏液監視、履歴参照、タッチパネル、遠隔アクセスを挙げています。具体的な容量や交換時間は製品ごとに異なりますが、構造設計ではモジュール引出し空間、バイパス、隔離バルブ、交換経路、センサーへのアクセスを初期段階から確保する必要があります。

精密加工の対象になりやすいCDU部品は次のとおりです。

- バルブブロック、分配ブロック
- 継手座、センサー取付座
- ポンプ、熱交換器、フィルターの接続部品
- パネル、筐体、ブラケット、フレーム
- 気密、耐圧、表面処理が必要な耐圧部品

## 7. センサーと漏液検知

液冷システムでは温度、圧力、流量を監視し、サーバー、ラック、CDUの各階層で漏液を検知します。

NVIDIAのGB200/GB300関連文書では、ノードまたはトレイ内のコールドプレート・内部マニホールド漏液検知と、ラック内の漏液ロープおよび点式センサーが説明されています。漏液検知はCDU周辺だけでなく、想定漏れ箇所の近くに配置する必要があります。

| 監視項目       | 主な役割                                             |
| -------------- | ---------------------------------------------------- |
| 供給・戻り温度 | 熱移送と運転条件の確認                               |
| 供給・戻り圧力 | ポンプ、バルブ、詰まり異常の検知                     |
| 分岐流量       | 分流不均一と局部抵抗の検知                           |
| 漏液センサー   | コールドプレート、マニホールド、継手、配管の漏れ検知 |
| 液位・補液状態 | 液量低下と保守時期の確認                             |

センサー取付座には、ねじ、シール面、挿入深さ、流向、保守空間の管理が必要です。

## 8. ブラケット、トレイ、筐体、支持構造

液冷化により、コールドプレート、冷却液、配管、マニホールドの重量と組立制約が増えます。構造部品は直接熱交換しませんが、位置決めと保守性を左右します。

重要項目は次のとおりです。

- コールドプレート取付荷重の均一性
- ホース曲げ空間
- 満液時および輸送時のマニホールド支持
- QD挿入力を配管ではなく構造で受けること
- 漏液をセンサーまたは安全領域へ導くこと
- コールドプレート、ホース、サーバー、マニホールドを個別交換できること

構造部品のCTQには、取付穴位置、基準、直角度、平行度、パネル開口、ブラケット剛性、防食表面処理があります。

## 9. 精密加工に適した液冷部品

| 部品                       | 代表的な加工内容                     | 重要CTQ                    |
| -------------------------- | ------------------------------------ | -------------------------- |
| コールドプレート底板・上蓋 | 流路、熱接触面、ポート、接合面       | 平面度、流路、清浄度、気密 |
| サーバーマニホールド       | 深穴、交差穴、バルブ穴、ポート       | 位置、分流、バリ除去、封止 |
| ラックマニホールド部品     | 分配ブロック、端部ブロック、取付部品 | 組立寸法、分岐接続、耐圧   |
| バルブブロック             | バルブ穴、シール面、内部流路         | 同軸度、粗さ、清浄度       |
| 継手座                     | ねじ、シール面、位置決め             | 方向、位置、シール品質     |
| センサー取付座             | ねじ、挿入穴、流路接続               | 挿入深さ、シール、流向     |
| CDU構造部品                | 筐体、パネル、フレーム、ブラケット   | 取付位置、剛性、表面処理   |

ポンプ、QD、ホース、センサーは専門メーカーの購入品が一般的です。精密加工企業は、コールドプレート、マニホールド、バルブブロック、継手座、構造部品を製造し、洗浄、漏れ試験、寸法検証を支援する役割に適しています。

## 10. インターフェースと材料適合性

単品が合格しても、アセンブリーが信頼できるとは限りません。高リスク部位は主に接続部です。

| インターフェース             | 重要な確認事項                   |
| ---------------------------- | -------------------------------- |
| チップとコールドプレート     | 平面度、TIM、取付荷重            |
| コールドプレートとホース     | 継手方向、シール、曲げ荷重       |
| ホースとサーバーマニホールド | 長さ、支持、摩耗防止             |
| サーバーとラックQD           | 位置、挿入力、保守空間           |
| ラックマニホールドとCDU      | 配管径、圧力損失、供給・戻り方向 |
| センサーとバルブブロック     | 挿入深さ、シール面、流向         |

接液金属、ろう材や溶接材、シール、ホース、冷却液添加剤を組み合わせて適合性を確認します。コールドプレート本体材料だけを確認しても不十分です。

IIJは、技術側ループで約25%のプロピレングリコール水溶液であるPG25などが使われ、設備側では管理された水が使われる例を紹介しています。この濃度は全案件の固定条件ではありませんが、実際の冷却液組成に基づいて粘度、比熱、防食性、シール適合性、ポンプ圧力損失を計算し、水とグリコール水溶液を同一の流体として扱わないことが重要です。[IIJ：データセンター冷却技術の最前線](https://ent.iij.ad.jp/articles/10011/)

設備側の水質管理も必要です。電気伝導率、pH、硬度、塩化物、粒子、微生物状態は、熱交換器、バルブ、配管、シールの寿命に影響します。RFQでは、技術側と設備側それぞれの流体、濃度、水質条件、保守方法を明記し、供給者によって逆に解釈される可能性がある一次側・二次側という名称だけに依存しないことが重要です。

## 11. 部品受入れには機能試験が必要

| 受入れ項目       | 対象部品                                             | 主な目的                                     |
| ---------------- | ---------------------------------------------------- | -------------------------------------------- |
| 寸法・外観       | 全加工部品                                           | 取付と接続の確認                             |
| 内部清浄度       | コールドプレート、マニホールド、バルブブロック、配管 | 異物流入の防止                               |
| 気密・耐圧       | コールドプレート、マニホールド、継手、アセンブリー   | シールと強度の確認                           |
| 流量・圧力損失   | コールドプレート、マニホールド、アセンブリー         | 詰まりと抵抗ばらつきの確認                   |
| 分岐流量バランス | 多分岐マニホールド                                   | 分配均一性の確認                             |
| 着脱耐久         | QDと取付構造                                         | 保守信頼性の確認                             |
| 熱性能           | コールドプレート、サーバーアセンブリー               | 温度上昇または熱抵抗の確認                   |
| センサー機能     | CDU、監視アセンブリー                                | 警報と制御の確認                             |
| 冗長・故障切替   | CDUポンプ、電源、制御モジュール                      | N+1切替、バイパス、無停止保守の確認          |
| 運転監視         | CDU、システムアセンブリー                            | 温度、圧力、流量、漏液、履歴、遠隔警報の確認 |
| 結露防止制御     | CDU、供給温度制御                                    | 供給温度と周囲露点の安全余裕を確認           |

気密試験の合格だけでは、流路詰まり、分岐流量、熱性能まで確認できません。CDUでは、ポンプまたは電源故障時の切替、警報履歴、遠隔アクセス、バルブ隔離、保守後の復帰手順も検証する必要があります。

## 12. 液冷部品RFQ資料

システム、部品、検証の情報をまとめて提供します。

| 資料分類         | 推奨内容                                      |
| ---------------- | --------------------------------------------- |
| システム接続図   | コールドプレート、マニホールド、QD、CDUの関係 |
| BOM              | 部品名、数量、材料、供給責任、版数            |
| 管理図面         | 2D、3D、基準、公差、CTQ                       |
| 流体条件         | 冷却液、温度、目標流量、圧力損失上限          |
| 圧力条件         | 使用、最大、耐圧、漏れ量                      |
| 接続仕様         | ねじ、QD、ホース、センサー、方向              |
| 清浄度           | 異物、残留物、洗浄、包装要求                  |
| 表面処理         | アルマイト、めっき、防食、マスキング          |
| 検証             | 寸法、気密、耐圧、流量、熱性能、報告書        |
| プロジェクト条件 | 試作数、予定量産数、納期、変更管理            |

完全なBOMにより、サプライヤー間の責任空白を減らせます。設計中の場合でも、接続図と各部品の機能範囲を明確にしてください。

## よくある質問

### サーバー液冷システムの中核部品は何ですか？

ダイレクト・トゥ・チップ方式では、CPU・GPUから熱を吸収するコールドプレート、供給・戻り冷却液を分配するサーバーおよびラックマニホールド、冷却液を循環して熱交換するCDUが中核部品です。クイックディスコネクト、ホース、センサー、漏液検知、取付構造も安全な保守と安定運転に不可欠です。

### サーバーマニホールドとラックマニホールドの違いは何ですか？

サーバーマニホールドは一台のサーバーまたはコンピュートトレイ内にあり、複数のCPU・GPU・アクセラレーター用コールドプレートへ冷却液を分配します。ラックマニホールドはラックに沿って配置され、CDUから複数のサーバーへ冷却液を供給し、戻り液を回収します。流量、接続口数、設置空間、製造構造が異なります。

### クイックディスコネクトが重要なのはなぜですか？

クイックディスコネクトは、冷却液の流出を抑えながらサーバーやコンピュートトレイを着脱できるようにします。シール、圧力損失、着脱寿命、接続方向、残液量、取付位置が信頼性に影響するため、一般的な配管継手と同じ扱いにはできません。

### 液冷部品の見積りには完全なBOMが必要ですか？

完全なBOMが望ましいですが、少なくともシステム接続図、2D図面、3Dモデル、接続仕様、冷却液、目標流量、許容圧力損失、使用圧力、漏れ量、清浄度、表面処理、試作数量、予定量産数を提供してください。各部品の接続先と機能範囲も明確にする必要があります。