JP2004171501A - 小型コンピュータおよび放熱方法 - Google Patents

Abstract

各構成品をコンピュータハウジング内に配置して小型コンピュータを形成する小型コンピュータであって、マザーボード、低速インタフェース、高速インタフェースおよび入力／出力インタフェースを備え、放熱装置およびファンを分離可能に配置させて従来の放熱機構の設計を変更し、コンピュータのサイズの小型化を図る。そして、分離配置されるエアーチャネリング装置を設け、コンピュータの放熱問題を解決する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータの小型配置およびその放熱方法に関し、特に、積層されるマザーボードおよび分離可能な放熱機構を使用する小型コンピュータおよび分離可能な放熱機構とエアーチャネリング装置を使用する小型コンピュータの放熱方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコンピュータは、平板上の単一のマザーボードを使用するので、大きな表面積を占有する。マザーボード、低速インタフェース、高速インタフェースおよび入力／出力インタフェースを含むマルチボード積層配置設計は、例えば米国特許第６，２２９，７００号およびこの特許に基づきセイントソン・コーポレイションにより製造された小型コンピュータに既に開示されている。しかし、この小型コンピュータには、２つの欠点が見つかっている。第１に、従来の放熱機構は、ファンと放熱フィンとを重ね合わせたものを使用しているので、積層ボードを低くすることができず、大きなスペースを必要とし、第２に、単に従来の放熱機構を使用しているので、小型コンピュータにより生じる熱エネルギーの集中を解消することができない。
【０００３】
【発明の概要】
本発明は、マザーボード、低速インタフェース、高速インタフェースおよび入力／出力インタフェースを含むマルチボード積層配置を採用する、そこで単一マザーボードの面積を飛躍的に減少させ、更に分離可能な放熱機構を採用し、マザーボードの高さを半減する。従って、本発明により必要とする全体のスペースは、従来のコンピュータホストのそれよりも遥かに少なく且つそのスペースは、上述した米国特許第６，２２９，７００号に基づき製造された小型コンピュータのそれの僅か半分である。更に、分離可能な放熱機構と共にエアーチャネリング装置を使用し、斯かる設計により放熱問題を完全に解決する。
【０００４】
本発明の１つの目的は、小型コンピュータを提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、小型コンピュータ用の放熱方法を提供することである。
【０００６】
本発明の更に他の目的は、分離可能な放熱機構と共に積層可能なボードを採用する小型コンピュータを提供することである。
【０００７】
本発明の更に他の目的は、エアーチャネリング装置と共に積層ボードを採用する小型コンピュータを提供することである。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、分離可能な放熱機構と共にエアーチャネリング装置を採用する小型コンピュータを提供することである。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、エアーチャネリング装置と共に積層マザーボードおよび分離負熱機構を採用する小型コンピュータを提供することである。
【００１０】
本発明のこれらおよびその他の特徴、アスペクトおよび効果は、特許請求の範囲および本発明を制約又は制限する目的ではなく本発明を更に説明するために提供された添付図面を参照する次の説明からよく理解されよう。
【００１１】
【好適な実施の形態の詳細説明】
以下は、本発明を実施する現在知られている最適な形態の詳細説明である。この説明は、限定の意味に取られるべきではなく、本発明の一般的な原理を示す目的である。
【００１２】
本発明の小型コンピュータは、マザーボード、マザーボードに接続された低速インタフェース、マザーボードに接続された高速インタフェース、マザーボードに接続された入力／出力インタフェースおよびマザーボード、低速インタフェース、高速インタフェースおよび入力／出力インタフェースを覆うコンピュータハウジングを備え、
マザーボードは、マザーボードの熱源に直接又は間接的に接触する放熱装置および空気流を吹き付けてこの放熱装置に蓄積された熱エネルギーの放熱を助けるファンを備え、
この小型コンピュータは、これら放熱装置およびファンの周囲を覆うエアーチャネリング装置を更に含み、ファンからの空気流により放熱装置に蓄積された熱エネルギーをエアーチャネリング装置のエアーチャネリング方向へ吹き付けることを特徴とする。
【００１３】
コンピュータハウジングの形状は、一般的なコンピュータハウジングのそれと同様であるが、そのサイズのみを小型コンピュータのサイズに合わせて変更されている。
【００１４】
マザーボードは、小型コンピュータで一般に使用されている従来のマザーボードでよく、例えばこのマザーボードはＣＰＵ、ノースブリッジチップセット、サウスブリッジチップセット、メモリ、ＵＳＢ、１３９９４およびメインコントローラ等により構成される。
【００１５】
低速インタフェースは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、プリンタ、キーボード、マウス、オーディオ―ビデオインタフェースおよび無線インタフェースの出力ポートにより構成される。
【００１６】
高速インタフェースは、例えばハードディスク、ＴＶ出力、ＵＳＢ、１３９９４およびオーディオエフェクトよう出力ポートにより構成される。
【００１７】
入力／出力ポートは、例えば電源コントロール、増幅器、ＵＳＢ、１３９９４およびサウンドエフェクト用出力ポートにより構成される。放熱装置は、アルミニウム押出成型、ダイキャストおよび折り曲げ型フィン等の従来のコンピュータ放熱装置でよい。
【００１８】
ファンは、従来のコンピュータ用ファン又はそれに類似するものでよい。
【００１９】
本発明のエアーチャネリング装置は、リングポール状、実質的に周辺包囲により生じる１以上のぎざぎざを有するリングポール状であり、例えばＵ−状カバー（マザーボードと共に実質的にリングポール状となる）又はマザーボードがＵ−状又はＬ−状カバー（マザーボードおよびコンピュータの側板により実質的にリングポール状になる）である。
【００２０】
これらファンおよび放熱装置の両方により形成された放熱機構は、垂直方向に積み重ね又は分離何れでもよいが、分離可能であるのが好ましい。分離可能な放熱機構を採用すると、放熱装置は一次熱源（ＣＰＵ等）に取り付け、ファンを二次熱源（ノースブリッジチップセット等）に取り付けるのが好ましい。更に、熱伝導金属板等の熱伝導装置をファンおよび二次熱源間に配置し、二次熱源の放熱効果を更に改善してもよい。
【００２１】
分離可能な放熱機構が採用されると、ファンはコンピュータで使用される従来の任意ファンでよく、好ましくは側方へ吹き出すファンであり、更に好ましくは単一の側方への空気吹き出し口を有するファンである。放熱装置には、複数の平行な放熱フィンが形成されているのが好ましい。更に、単一の側方空気吹き出し口を有するファンおよび平行な放熱フィンを採用し、ファンの単一の空気吹き出し口の空気吹き出し方向と平行放熱フィンの方向を実質的に等しく、又はエアーチャネリング装置のエアーチャネリング方向と平行にする。
【００２２】
また、本発明の他の実施形態の小型コンピュータは、マザーボード、このマザーボードに接続された低速インタフェース、マザーボードに接続された高速インタフェース、入力／出力インタフェースを備え、
マザーボードは、熱源に直接的又は間接的に接触するため使用される複数の放熱フィンおよびこの放熱フィンに蓄積された熱エネルギーの放熱を助ける空気流の吹き付けに使用されるファンを備え、
放熱フィンおよびファンは、分離可能であり、放熱フィンは実質的に平行であり、ファンはその空気吹き出し方向が等しい、即ち平行な放熱フィンのなす方向と平行である空気吹き出し方向を有する単一の空気吹き出し口を有することを特徴とする。
【００２３】
上述したマザーボード、低速インタフェース、高速インタフェース、入力／出力インタフェース、コンピュータハウジング、放熱装置およびファンは、上記パラグラフで説明したものである。
【００２４】
小型コンピュータには、上述した如きエアーチャネリング装置を更に備えてもよい。
【００２５】
本発明による小型コンピュータ用放熱方法は、小型コンピュータのマザーボードの二次熱源に直接的又は間接的に接触するファンを使用し、二次熱源により生じる熱エネルギーをファンの空気吹き出し口から吹き出し、小型コンピュータのマザーボードの一次熱源に直接的又は間接的に接触する複数の平行フィンを使用し、生じた熱エネルギーの全部又は一部をファンの空気吹き出し口からの空気流により吹き飛ばすステップを備え、
ファンおよび平行なフィンは分離可能であり、ファンの空気吹き出し口の空気流の方向は、平行なフィンの方向と実質的に等しい、即ち平行であることを特徴とする。
【００２６】
上述したマザーボード、平行フィン、ファンおよびエアーチャネリング装置は、上述のものである。
【００２７】
空気吹き出し口は、エアーチャネリング装置の端部で上述したコンピュータハウジングに配置し、エアーチャネリングおよび放熱効果を強化する。
【００２８】
図１は、従来の小型コンピュータを示すが、上述した小型コンピュータで見つけ出された２つの欠点を有する。第１に、従来の放熱機構は、重ね合わされたファンおよび放熱フィンを採用しているので、積層されるボードの厚さを下げることができず、従って大きなエリアを必要とする。第２に、単に従来の放熱機構を採用しているので、小型コンピュータにより生じる熱集中の問題を解決できない。
【００２９】
本発明の好適実施形態を図２、３、４、５、６、７および８に示す。本発明の小型コンピュータは、マザーボード１１、低速インタフェース７０、高速インタフェース６０、コンピュータハウジング１４および入力／出力インタフェース８０により構成される。ここで、低速インタフェース７０、高速インタフェース６０および入力／出力インタフェース８０は、マザーボード１１に接続されている。マザーボード１１は、放熱機構２０を含んでおり、特に放熱機構２０は、コンピュータホスト１０内のマザーボード１１に取り付けられ、２個の熱源１２および１３が発生する熱の放熱を助ける。ここで、一次熱源１２はＣＰＵ等であり、一方、二次熱源１３は一次熱源１２よりも低温度を発熱するノースブリッジチップセット等である。
【００３０】
放熱機構２０は、放熱装置２１およびファン２２により構成される。ここで、放熱装置２１は、アルミニウム押し出し成型品、ダイキャストおよび折り曲げ加工品の何れでもよいが、これらに限定されるものではない。放熱装置２１は、銅やアルミニウム等の良熱伝導材料で製造され、本体（メインボディ）２３およびこの本体に形成された複数のフィン２４により構成され、隣接するフィン２４間にフィン溝２５が形成され、空気の流れを促進するようにしている。放熱装置２１の本体２３の底面は、一次熱源１２の熱面に被着され、適当な取付手段２６により一次熱源１２の表面に安定的に取り付けられ、これにより放熱装置２１の放熱を助ける。
【００３１】
ファン２２は、放熱装置２１の側部に配置され、フィン２４と同じ方向又は平行である。ファン２２は、下カバー２７、上カバー２８およびファンブレード（羽根部）２９により構成される。ここで、下カバー２６は銅又はアルミニウムの如き良熱伝導材料で形成され、上カバー２８は金属又はプラスチック製でもよい。２８は、下カバー２７上に取り付けられ、係合により又はねじを使用して両者を固定し、これによりファン２２用のハウジング４０を構成している。空気吸入口３０がハウジング４０の上面（即ち、上カバー２８の上部）に取り付けられ、突出する空気出口３１がハウジング４０の一側（即ち、上カバー２８および下カバー２７の一側）に配置される。収容チャンバ３２がハウジング４０内に設けられ、空気吸入口３０および空気排出口３１と連結される。ファン２２の下カバー２７の底面は、２次熱源１３の表面に被着され、またファン２２の下カバー２７は、マザーボード１１に十分確実に固定され、空気排出口３２の方向を放熱装置２１の放熱方向と一致、即ち平行になるようにされている。
【００３２】
羽根部２９は、ハウジング４０の収容チャンバ３２内にピボットで配置され、モータが羽根部２９およびハウジング４０間に配置され、羽根部２９を回転させ、その間に空気が空気吸入口３０から吸い込まれ、空気吹き出し口３１から吹き出される。これにより、ファン２２は側方吹き出しファンとなる。エアーチャネリング装置５０は、放熱装置２１およびファン２２の両方の周囲を覆い、ファン２２からの空気流により、放熱装置２１に蓄積された熱エネルギーをエアーチャネリング装置５０のエアーチャネリング方向へ吹き飛ばす。以上により、本発明の放熱組立体構成が形成される。
【００３３】
この放熱構造は、コンピュータホスト１０内に配置可能である。ここで、放熱装置２１およびファン２２は、相互に分離可能に構成される。放熱装置２１およびファン２２は、一次熱源１２および二次熱源１３にそれぞれ被着される。一次熱源１２よりも少ない熱を発生するノースブリッジ等の二次熱源１３により発生される熱エネルギーは、ファン２２の下カバー２７へ伝導され、ファン２２の羽根部２９の回転による冷風がファン２２のハウジング４０の上部に形成された吸い込み口３０から吸い込まれ、暖められた空気がファン２２のハウジングの側方の吹き出し口３１から吹き出される。これにより、二次熱源１３により発生された熱を放熱する。
【００３４】
ＣＰＵ等の一次熱源１２の動作中に発生した熱エネルギーは、放熱装置２１へ伝導され、この放熱装置２１上に複数のフィン２４が形成されて放熱面積を増加させ、二次熱源１３より高熱を発生する一次熱源１２の放熱効率を改善する。更に、ハウジング４０の一側の空気吹き出し口３１を介してファン２２から吐き出される暖められた空気が、フィン２４に吹き付けられて一次熱源１２および放熱装置２１の放熱を助ける。これら一次熱源１２および放熱装置２１は、ハウジング４０の空気吹き出し口３１に配置され、この吹き出し口３１から吹き出される温められた空気は、放熱装置２１のフィン２４間のフィン溝２５を吹き抜け、高温になった空気は、コンピュータホスト１０のコンピュータハウジング１４の側面に予め取り付けられている空気排出口１５から外部へ排出される。この空気排出口１５の形状は何ら制限されず、必要に応じて任意形状となし得る。
【００３５】
更に、コンピュータハウジング１４には、適当な空気取り入れ口１６が形成され、冷たい空気をコンピュータホスト１０の内部へ吸い込むようにする。この空気吸い込み口１６の形状も何ら制限されず、必要に応じて任意の形状となし得る。別のファン（図示せず）を、この空気取り入れ口１６に取り付けて、冷たい空気を強制的に吸い込み、空気の循環を良好にすることも可能である。
【００３６】
本発明のファン２２の下カバー２７は、熱伝導および放熱効果を有する。そして、ファン２２は、傾斜放熱するように構成されている。従って、風圧は低く且つ熱エネルギーは迅速に放熱され、放熱効率が高く、一層大きな放熱容量が得られる。更に、本発明の放熱機構は分離可能であるので、両熱源１２および１３から発生した熱を同時に放熱し、良好な放熱効率が得られる。斯かる簡単な構成により、製造コストは安価であり且つ大きなスペースを必要としない。
【００３７】
更に、ファン２２は、放熱装置２１の側方に配置されているので、放熱機構２０全体の高さは低く抑えられる。従って、この放熱機構２０は、高さが制限されるコンピュータへの応用に好適である。
【００３８】
加えて、本発明では、ＣＰＵおよびノースブリッジチップセットの如きコンピュータホスト内の熱源が発生する高温を、コンピュータホストから傾斜して放熱し、空気取り込み口１６から外部の冷たい空気を内部へ取り込むので、良好な空気の循環が行われ、効率的な放熱が可能である。
【００３９】
更にまた、エアーチャネリング装置５０を使用して、放熱装置２１およびファン２２の両方の周囲を覆い、ファン２２により生じる空気流をエアーチャネリング装置５０のエアーチャネリング方向へ生じさせて放熱装置２１に蓄積された熱エネルギーを放熱させる。従って、コンピュータホスト内での非効率的な放熱状態の欠点を改善し、良好な放熱効率を得る。
【００４０】
以上、本発明を、好適実施形態を参照して相当詳細に説明したが、当業者は、本発明の精神および特許請求の範囲内で、種々の変形および変更が用意に可能であることを理解できよう。従って、特許請求の範囲の精神および範囲は、ここに含まれる好適実施形態の説明に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の典型的なコンピュータの上ハウジングを分離した斜視図である。
【図２】本発明の好適実施形態の断面斜視図である。
【図３】本発明の正面図である。
【図４】本発明の背面図である。
【図５】本発明の右側面図である。
【図６】本発明の左側面図である。
【図７】本発明の上面図である。
【図８】本発明の底面図である。

Claims (18)

1. マザーボード、該マザーボードに接続された低速インタフェース、前記マザーボードに接続された高速インタフェース、前記マザーボードに接続された入力／出力インタフェースおよび前記マザーボード、前記低速インタフェース、前記高速インタフェースおよび前記入力／出力インタフェースを覆うコンピュータハウジングを備え、前記マザーボードは、該マザーボードの熱源に直接的又は間接的に接触する放熱装置および該放熱装置に蓄積された熱エネルギーの放熱を助ける空気流を吹き付けるファンを備える小型コンピュータにおいて、
   前記放熱装置および前記ファンの周囲を覆うエアーチャネリング装置を更に含み、前記ファンからの空気流が前記放熱装置に蓄積された熱エネルギーを前記エアーチャネリング装置のエアーチャネリング方向へ吹き飛ばすことを特徴とする小型コンピュータ。
2. 前記放熱装置および前記ファンは別体に構成され、前記放熱装置は一次熱源に取り付けられ、前記ファンは二次熱源に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の小型コンピュータ。
3. 前記放熱装置は複数の放熱フィンを有し、前記ファンは傾斜し且つ実質的に単一の空気吹き出し口および空気吸入口を有することを特徴とする請求項２に記載の小型コンピュータ。
4. 前記放熱フィンは平行であり、該放熱フィンの方向、前記ファンの前記空気吹し口からの空気流の方向および前記エアーチャネリング装置のエアーチャネリング方向は実質的に相互に同じ、即ち平行であることを特徴とする請求項３に記載の小型コンピュータ。
5. 前記エアーチャネリング装置は、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項１に記載の小型コンピュータ。
6. 前記エアーチャネリング装置は、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項２に記載の小型コンピュータ。
7. 前記エアーチャネリング装置は、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項３に記載の小型コンピュータ。
8. 前記エアーチャネリングは、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項４に記載の小型コンピュータ。
9. マザーボードおよび該マザーボードに接続された低速インタフェース、高速インタフェースおよび入出力インタフェースを備え、前記マザーボードは該マザーボード上の熱源に直接的又は間接的に接触する複数の放熱フィンおよび該複数の放熱フィン煮蓄積された熱エネルギーの放熱を助けるように空気流を吹き出すファンを備える小型コンピュータにおいて、
   前記複数の放熱フィンおよび前記ファンは別体に設計され、前記放熱フィンのフィンは実質的に平行であり、前記ファンは単一空気吹き出し口を有し、該空気吹き出し口空気吹き出し方向および前記放熱フィンの前記複数の平行フィンの方向は実質的に同じ、即ち平行であることを特徴とする小型コンピュータ。
10. 前記ファンは二次熱源に、前記放熱フィンは一次熱源に直接的又は間接的に接触されることを特徴とする請求項９に記載の小型コンピュータ。
11. 前記熱伝導装置が前記ファンおよび前記二次熱源間に更に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の小型コンピュータ。
12. 前記放熱フィンは前記一次熱源に接触し、前記熱伝導装置は前記二次熱源に直接接触することを特徴とする請求項１１に記載の小型コンピュータ。
13. 前記放熱フィンおよび前記ファンの両方を包囲するエアーチャネリング装置を更に含み、前記ファンからの空気流が前記放熱フィンに蓄積された熱エネルギーを、前記エアーチャネリング装置のエアーチャネリング方向へ吹き飛ばすことを特徴とする請求項１２に記載の小型コンピュータ。
14. 前記エアーチャネリング装置は、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項１３に記載の小型コンピュータ。
15. 小型コンピュータの放熱方法であって、
    前記小型コンピュータのマザーボードの二次熱源に直接的又は間接的に接触するファンを使用して、前記二次熱源により生じる熱エネルギーを前記ファンの空気吹き出し口からの空気流で吹き飛ばし、
    前記小型コンピュータの前記マザーボードの一次熱源に直接的又は間接的に接触する複数の平行フィンを使用して、前記一次熱源が発生する熱エネルギーの一部又は全部を放熱する小型コンピュータの放熱方法において、
    前記ファンおよび前記放熱フィンは別体に構成され、前記ファンの空気流吹き出し口からの空気流方向を前記平行フィンの方向と実質的に同じ、即ち平行にすることを特徴とする小型コンピュータの放熱方法。
16. 熱伝導装置を前記ファンおよび前記二次熱源間に更に設け、前記平行フィンが前記一次熱源に直接接触することを特徴とする請求項１５に記載の小型コンピュータ。
17. 前記放熱空気流を方向付けるエアーチャネリング装置を更に含み、前記ファンの前記空気吹き出し口の空気流方向および前記平行フィンの方向は、前記エアーチャネリング装置の前記エアーチャネリング方向と実質的に同じ、即ち平行であることを特徴とする請求項１５に記載の小型コンピュータ。
18. 前記エアーチャネリング装置は、Ｕ−状又はＬ−状カバーであることを特徴とする請求項１７に記載の小型コンピュータ。

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