JP2006065426A - 小型コンピュータ - Google Patents

Abstract

【課題】スペース効率に優れ、筐体内の放熱効率が高く、ハードディスクを効果的に冷却することができる小型コンピュータを提供する。
【解決手段】小型コンピュータは、直方体状の筐体１０と、筐体１０の天面の一方に装着されるマザーボード４０とを備える。筐体１０の２つの側面１０ａ，１０ｂに、吸気口１１及び排気口１２を形成するとともに、天面の他方に、電源ボード５０を装着する。そして、マザーボード４０と平行な方向に、ハードディスク７０を装着し、吸気口１１から吸入された冷却風をハードディスク７０に向けて送風するダクト１５を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、サーバー等として使用されるコンピュータに関し、特に、スペース効率に優れ、しかも、コンピュータの筐体内の放熱効率が高く、筐体内のハードディスクを効果的に冷却することができる小型コンピュータに関するものである。

近年、例えばサーバー等のコンピュータにおいては、高性能化とともに小型化の要請が著しく高くなっている。すなわち、コンピュータの小型化は、複数台のコンピュータを並べてサーバーとした場合の省スペース化に寄与し、設置の自由度が増えるという利点を有しており、機種選択の重要な要素となっている。

一方、コンピュータを小型化すると、コンピュータの筐体内の放熱対策が重要となってくる。すなわち、小型化により、コンピュータの筐体内における空気の流れの阻害要因が増えるので、特に、動作の信頼性を第一とするサーバーでは、筐体内の放熱を保証できない構造で小型化することはできない。

また、サーバーでは、筐体内にハードディスクを複数台装着し、ハードウェアＲＡＩＤコントローラによってミラーリング（ＲＡＩＤ１）を行うことで、複数台のハードディスクに自動的に同一のデータを保存できるようにし、サーバーの信頼性を向上させることが行われている。

そのため、ハードディスクの増設や交換が必要となる場合があり、この作業は、コンピュータの使用者が自ら行うものである。したがって、複数台のハードディスクの冷却とともに、予め筐体内に設置されたハードディスクの増設や交換を簡単にするための装着性及び拡張性も重要となる。

そして、このような装着性や拡張性を考慮した小型コンピュータとして、ハードディスク等の拡張ユニットをライザーカードに挿入するだけで、拡張ユニットの固定を可能とした固定機構を備える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−３４０６４３号公報

上記の特許文献１に記載の技術によれば、小型コンピュータには、拡張ユニットとライザーカードとの間に、引っ掛かり部が凹状部に嵌まり込むようにした固定機構が備えられている。そして、この固定機構により、拡張ユニットをライザーカードに挿入すれば両者が固定されるようになっており、拡張ユニットを増設したり交換したりする際のネジ回し作業を不要としている。そのため、特許文献１に記載の小型コンピュータは、拡張ユニットの装着性に優れたものとなっている。

しかし、上記の特許文献１の技術では、予め定めた機能を実現する回路をボードに実装し、このボードを筐体内に収納して、一定の大きさの拡張ユニットとしている。そして、ライザーカードに対してこの拡張ユニットを一方向から挿入し、固定するようになっている。

そのため、上記の特許文献１の技術において、ハードディスクを増設するには、１台のハードディスクを筐体内に収納した拡張ユニットを増設することとなる。その結果、特許文献１の技術では、ハードディスクの装着性には優れるが、スペース効率の面で大きく劣るものとなる。しかも、ハードディスクが複数台ある場合、各ハードディスクの冷却も、拡張ユニットごとにしなければならないという問題がある。

この点に関しさらに詳述すると、ハードディスクを収納した拡張ユニットの筐体の容積が大きい場合には、自然放熱が十分に行われるので、ハードディスクに対する特別な放熱対策は必要ない。しかし、スペース効率を追求し、拡張ユニットの小型化を進めると、その筐体内で空気が滞ることとなり、筐体内の放熱対策が重要となってくる。

この場合、放熱対策として、筐体に設けた通気口（吸気口及び排気口）を大きくすることにより、筐体内の空気の流れを確保することも考えられる。しかし、単に通気口を大きくすると、通気口から筐体の内部に異物が混入等することが懸念されるので、通気口の大きさを必要以上に大きくすることはできない。また、通気口を大きくすることは、拡張ユニットを大きくすることとなり、小型化の要請にも反する。

このように、上記の特許文献１の技術では、ハードディスクを拡張ユニットとすることで、ハードディスクの増設や交換を簡単にすることはできるが、より一層の小型化の要請に応じることは、ハードディスクの冷却面から困難となっていた。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、サーバー等として好適に使用されるコンピュータにおいて、スペース効率を追求しつつ、コンピュータの筐体内の放熱効率を高くし、ハードディスクを効果的に冷却することができるようにするとともに、筐体内のハードディスクの簡単な増設や交換にも対応することができるようにした小型コンピュータを提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。
請求項１の発明は、４つの側面と２つの天面とからなる直方体状の筐体と、前記天面の一方に装着されるマザーボードとを備える小型コンピュータであって、前記筐体の対向する２つの前記側面には、吸気口及び排気口がそれぞれ形成されるとともに、前記天面の他方には、電源ボードが装着されており、前記マザーボードと平行な方向には、ハードディスクが装着されており、前記吸気口から吸入された冷却風を前記ハードディスクに向けて送風するダクトが設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の小型コンピュータにおいて、前記ハードディスクは、複数装着されており、前記ダクトは、複数の前記ハードディスク間の隙間に冷却風を送風することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の小型コンピュータにおいて、前記吸気口には、前記筐体内に冷却風を送風するファンが設けられており、前記ダクトは、前記ファンによる冷却風を分流させ、前記ハードディスクに向けて送風することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の小型コンピュータにおいて、前記マザーボードには、前記マザーボードと垂直な方向にライザーカードが接続されており、前記ハードディスクは、前記ライザーカードとケーブルレスで直接装着されており、前記ライザーカードには、冷却風を前記ハードディスクに向けて送風するための通風口が形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の小型コンピュータにおいて、前記吸気口から吸入された冷却風は、前記ハードディスクの表面を通って排出されることを特徴とする。

上記の各発明においては、マザーボードが筐体の天面の一方に装着され、電源ボードが筐体の天面の他方に装着されている。そのため、マザーボードと電源ボードとを同一面に装着する場合に比べ、上下２層の配置となることから、スペース効率に優れたものとなっている。

また、筐体の対向する２つの側面には、吸気口及び排気口がそれぞれ形成されている。そのため、吸気口から吸入された冷却風は、上層のマザーボードと下層の電源ボードとの間を通って排気口から排出されることとなり、マザーボード及び電源ボードで発生した熱が効率的に放熱される。

さらに、マザーボードと平行な方向には、ハードディスクが装着されており、吸気口から吸入された冷却風をハードディスクに向けて送風するダクトが設けられている。そのため、冷却風が確実にハードディスクに送風されることとなり、ハードディスクを効果的に冷却することができる。

本発明の小型コンピュータによれば、マザーボードと平行な方向に、ハードディスクが装着されており、吸気口から吸入された冷却風をハードディスクに向けて送風するダクトが設けられているので、スペース効率に優れ、しかも、ハードディスクが効果的に冷却される小型コンピュータとすることができる。また、吸気口及び排気口により、筐体内の熱を効率的に放熱することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では、本発明の小型コンピュータの一実施形態として、十分な放熱対策が必要であり、動作の信頼性が重視されるサーバーを例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態のサーバー１を示す外観斜視図である。
図１に示すように、サーバー１は、筐体１０と、筐体１０を覆うカバー２０とから構成された２重構造体となっており、筐体１０の内部にマザーボード等が装着されるものである。そして、カバー２０を構成する上カバー２０Ａ及び下カバー２０Ｂには、筐体１０の内部を冷却するための吸気口２１Ａ及び排気口２２Ａがそれぞれ形成されている。

また、カバー２０の外形は、筐体１０の外形よりも大きくなっている。そのため、筐体１０をカバー２０で覆った場合、カバー２０の４隅には、筐体１０との間で開口部が形成されることとなる。そして、この開口部もまた、吸気口２１Ｂ及び排気口２２Ｂとして機能することとなる。なお、吸気口２１Ｂ及び排気口２２Ｂには、内部に異物が混入等しないように、防塵のためのネットが取り付けられている。

さらに、カバー２０の４か所には、それぞれコ字形の脚部３０が取り付けられている。この４つの脚部３０は、カバー２０の上カバー２０Ａと下カバー２０Ｂとを固定するものであるが、４つの脚部３０により、サーバー１をどのように設置しても、吸気口２１Ａ及び排気口２２Ａが塞がれないようになっている。そのため、斜め４５°に切り欠かれた吸気口２１Ｂ及び排気口２２Ｂとともに、サーバー１の設置方向と関係なく、常に十分な吸気性及び排気性が確保されることとなり、その結果、筐体１０内の熱が効率的に放熱されるようになる。

図２は、図１に示すサーバー１の筐体１０、カバー２０及び脚部３０を示す分解斜視図である。
ここで、筐体１０は、その内部にマザーボードやハードディスク等を装着するものであり、図２に示すように、４つの側面と２つの天面とからなる直方体状となっている。

そして、筐体１０の一側面１０ａには、筐体１０内を冷却するファン（図示せず）を取り付けるための略円形状の吸気口１１が形成されている。一方、この側面１０ａに対向する反対側の側面１０ｂには、スリット状の開口部を複数並設した排気口１２が形成されており、筐体１０内の熱を外部に逃がすことができるようになっている。

ところで、図２に示すように、筐体１０側の排気口１２とカバー２０側の排気口２２Ａとは、スリット状の開口部の長手方向が異なる方向となっている。すなわち、筐体１０側の排気口１２のスリット状の開口部は、その長手方向が横方向であるのに対して、カバー２０側の排気口２２Ａのスリット状の開口部は、その長手方向が上下方向となっている。そのため、筐体１０内への異物等の混入が効果的に防止されることとなる。

また、筐体１０の他の側面１０ｃは、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４等のインターフェースの各コネクタ端子（図示せず）が設けられる接続端子面となっている。一方、側面１０ｃに対向する側面１０ｄは、ハードディスク（図示せず）の挿入面であるとともに、ＡＣ電源口（図示せず）の形成面となっている。

図３は、図１に示すサーバー１の筐体１０内を示す分解斜視図である。
図３に示すように、筐体１０の一方の天面には、マザーボード４０が下向きの矢印のようにして装着されるようになっている。すなわち、筐体１０に設けられた４つの突起１６がマザーボード４０の装着ガイドとなり、各突起１６と各溝４１とがそれぞれ嵌まり合ってマザーボード４０が装着される。なお、このマザーボード４０には、ＣＰＵ４２、メモリ４３、ハードウェアＲＡＩＤコントローラであるドーターボード４４が取り付けられている。

また、筐体１０の他方の天面（底面）には、電源ボード５０が装着されている。そのため、マザーボード４０を装着すると、マザーボード４０と電源ボード５０とが上下２層の配置となるので、スペース効率に非常に優れたものとなっている。

そして、筐体１０の側面１０ａに形成された吸気口１１には、筐体１０内を冷却するためのファン（図示せず）が取り付けられ、このファンによって筐体１０内に吸入された冷却風は、一方の天面に装着されたマザーボード４０と、他方の天面（底面）に装着された電源ボード５０との間を通り、反対側の側面１０ｂの排気口１２から排出される。そのため、マザーボード４０及び電源ボード５０で発生した熱は、効率的に筐体１０外に放熱されることとなる。

さらに、筐体１０の内部には、ハードディスク７０をケーブルレスで直接装着できるライザーカード６０が設置されている。このライザーカード６０は、マザーボード４０に対して着脱自在となっており、天面に装着するマザーボード４０と垂直な方向に設置されている。そのため、筐体１０の側面１０ｄからマザーボード４０と平行な方向（図３の右下向き矢印の方向）にハードディスク７０を挿入するだけで、ハードディスク７０を簡単に装着することができる。

ここで、ライザーカード６０には、ハードディスク７０を２台装着できるようになっている。そして、ハードウェアＲＡＩＤコントローラであるドーターボード４４によってミラーリング（ＲＡＩＤ１）が行われ、２台のハードディスク７０に自動的に同一のデータが保存される。なお、この２台のハードディスク７０に対しては、後述するように、ダクト１５によって冷却風が送られる。

また、ハードディスク７０以外の周辺機器（ＣＤ−ＲＯＭ等の光学機器装置等）を接続する場合には、筐体１０の側面１０ｃに設けられたＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＬＡＮ、ＩＥＥＥ１３９４等の各コネクタ端子（図示せず）を利用することができる。

図４は、ハードディスク７０の冷却方法を示す斜視図である。
図４に示すように、２台のハードディスク７０は、矢印の方向にそれぞれ挿入するだけで、ライザーカード６０の２つのコネクタ６１とそれぞれ接続され、ケーブルレスで直接装着される。そのため、煩雑なケーブルの抜き差しが不要となり、ハードディスク７０の装着性及び拡張性に優れたものとなっている。

ここで、ライザーカード６０の２つのコネクタ６１の間には、通風口６２が形成されている。そして、吸気口１１（図３参照）に取り付けられたファン１３と、通風口６２との間には、斜め方向に冷却風を導くダクト１５が設けられている。そのため、ファン１３によって吸気口１１（図３参照）から吸入された冷却風は、ダクト１５によって分流され、通風口６２を通って２台のハードディスク７０間の隙間に向けて送風され、各ハードディスク７０の表面を通って外部に排出されるので、各ハードディスク７０が効果的に冷却される。

図５は、ハードディスク７０を装着した状態を示す側面図であり、筐体１０の側面１０ａ（図３参照）側から見た図である。
図５に示すように、２台のハードディスク７０は、ライザーカード６０により、マザーボード４０の下側のスペースであって、マザーボード４０と平行な方向に装着されることとなる。また、ハードウェアＲＡＩＤコントローラであるドーターボード４４は、マザーボード４０の上側に平行に位置している。そのため、スペース効率に優れたものとなっている。

そして、２台のハードディスク７０間の隙間には、ファン１３の冷却風がダクト１５によって分流され、送風される。そのため、２台のハードディスク７０が近接して装着されていても、各ハードディスク７０の表面に冷却風が供給されることとなり、各ハードディスク７０を効果的に冷却することができる。なお、マザーボード４０及び電源ボード５０には、ファン１３の冷却風が直接送風されるので、マザーボード４０及び電源ボード５０によって発生した熱も効果的に排出される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態では、小型コンピュータとしてサーバー１を例に挙げたが、これに限られるものではない。例えば他の小型コンピュータとして、パーソナルコンピュータ等についても本発明を適用することができる。

（２）本実施形態では、ライザーカード６０にハードディスク７０を２台装着しているが、これに限られるものではない。例えばサーバー１の信頼性を一層向上させるため、ハードディスク７０を４台以上装着してミラーリング（ＲＡＩＤ１）を行うこともできる。そして、この場合であっても、冷却風が全てのハードディスク７０に向けて送風されるようにダクト１５及び通風口６２を設けることにより、全てのハードディスク７０を効果的に冷却することができる。

本発明の小型コンピュータは、スペース効率に優れ、コンピュータの筐体内の放熱効率が高く、筐体内のハードディスクを効果的に冷却することができるので、サーバー等として使用される小型コンピュータに広く適用することができる。

本実施形態のサーバー１を示す外観斜視図である。 図１に示すサーバーの筐体１０、カバー２０及び脚部３０を示す分解斜視図である。 図１に示すサーバー１の筐体１０内を示す分解斜視図である。 ハードディスク７０の冷却方法を示す斜視図である。 ハードディスク７０を装着した状態を示す側面図であり、筐体１０の側面１０ａ（図３参照）側から見た図である。

符号の説明

１ サーバー
１０ 筐体
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 側面
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ ファン
１５ ダクト
１６ 突起
２０ カバー
２０Ａ 上カバー
２０Ｂ 下カバー
２１Ａ，２１Ｂ 吸気口
２２Ａ，２２Ｂ 排気口
３０ 脚部
４０ マザーボード
４１ 溝
４２ ＣＰＵ
４３ メモリ
４４ ドーターボード
５０ 電源ボード
５１ ＡＣ電源口
６０ ライザーカード
６１ コネクタ
６２ 通風口
７０ ハードディスク

Claims (5)

1. ４つの側面と２つの天面とからなる直方体状の筐体と、
   前記天面の一方に装着されるマザーボードと
   を備える小型コンピュータであって、
   前記筐体の対向する２つの前記側面には、吸気口及び排気口がそれぞれ形成されるとともに、前記天面の他方には、電源ボードが装着されており、
   前記マザーボードと平行な方向には、ハードディスクが装着されており、
   前記吸気口から吸入された冷却風を前記ハードディスクに向けて送風するダクトが設けられている
   ことを特徴とする小型コンピュータ。
2. 請求項１に記載の小型コンピュータにおいて、
   前記ハードディスクは、複数装着されており、
   前記ダクトは、複数の前記ハードディスク間の隙間に冷却風を送風する
   ことを特徴とする小型コンピュータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載の小型コンピュータにおいて、
   前記吸気口には、前記筐体内に冷却風を送風するファンが設けられており、
   前記ダクトは、前記ファンによる冷却風を分流させ、前記ハードディスクに向けて送風する
   ことを特徴とする小型コンピュータ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の小型コンピュータにおいて、
   前記マザーボードには、前記マザーボードと垂直な方向にライザーカードが接続されており、
   前記ハードディスクは、前記ライザーカードとケーブルレスで直接装着されており、
   前記ライザーカードには、冷却風を前記ハードディスクに向けて送風するための通風口が形成されている
   ことを特徴とする小型コンピュータ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の小型コンピュータにおいて、
   前記吸気口から吸入された冷却風は、前記ハードディスクの表面を通って排出される
   ことを特徴とする小型コンピュータ。

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