JP2012243304A

JP2012243304A - サーバシャーシ

Info

Publication number: JP2012243304A
Application number: JP2012048658A
Authority: JP
Inventors: Kaishi Eki; 介士易
Original assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Current assignee: Giga Byte Technology Co Ltd
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: US20120293944A1; EP2525635A3; TWI492693B; JP5313380B2; EP2525635A2; US8711569B2; TW201249285A

Abstract

【課題】公知のサーバ本体のシャーシにおける、マザーボードが複数のケーブルでもって、１対１で複数個のデータ記憶装置に電気的に挿設しなければならないことによって、サーバシャーシの組立てや取外し工程が煩雑過ぎて困難となる問題、及び、複数のケーブルが放熱ファンの通風口の妨げとなり易く、放熱ファンがサーバシャーシ内に安定した空気の流れ場を提供できず、熱の排出に重大な影響を及ぼす問題を解決する。
【解決手段】複数個のデータ記憶装置を配置するためのフレームと、回路基板を配置するための少なくとも１つのトレイを含む。フレームは電気的にコネクタを設置し、トレイは信号ブリッジ回路を電気的に設置し、信号ブリッジ回路は回路基板とコネクタの間に電気的に接続され、回路基板が信号ブリッジ回路により複数個のデータ記憶装置に電気的に接続されるため、ケーブルの使用が省ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子装置のシャーシに関し、より詳しくは、信号ブリッジ回路を備えたサーバシャーシ（server chassis）に関する。

通常、業界で使用されるスタック型や直列型のラックマウントＰＣ(Rack mount computer)といったサーバ本体は、一般的にシャーシ内の一端にマザーボードや電力供給装置等の電子素子を設けており、マザーボード上に中央処理装置（central processing unit、CPU）、チップセット、及びメモリ等の電子部品を設置している。また、シャーシ内の他端に複数個のデータ記憶装置を設置し、マザーボードと複数個のデータ記憶装置との間に複数個の放熱ファンを取り付け、サーバ本体の動作時に生ずる熱をシャーシ内から排出するために内部で空気の流れ場を発生させてサーバ本体を適度な作業温度で作動させることができるため、サーバ本体の動作時の安定性が向上する。

台湾特許第４６８８０９号

しかしながら、前述した従来の技術では、複数個のデータ記憶装置にはそれぞれケーブル（cable）でマザーボードに電気的に接続しなければならないため、シャーシ内に設けられたデータ記憶装置の数が増加するほど、必要となるケーブル数も増加の一途を辿り、ひいては複数のケーブルがシャーシ内部で相互に絡み合って整理し難くなる。また、複数個のデータ記憶装置をマザーボードに電気的に接続する操作面において、組立スタッフは１対１でケーブルをマザーボードと各データ記憶装置との間を接続しなければならないため、ケーブルの組立工程にかなり長時間かけねばならず、サーバ本体の組立に時間が費やされることとなる上に、ある程度の困難もある。

同時に、一般のケーブルは相当な長さがあるため、ケーブルをマザーボードと複数個データ記憶装置との間に接続する際、余分な部分はマザーボードと複数個データ記憶装置との間に置き放しにしなくてはならない。つまり、シャーシ内に複数個の放熱ファンの位置を設定しなくてはならず、結果としてシャーシ内部のスペースが過度に密集する状態となる上に、複数のケーブルが複数個の放熱ファンの通風口を塞ぎ易くなる。ひいてはシャーシ内部の空気の流れ場の形成に影響して、複数個の放熱ファンが効率的にシャーシ内の熱を排出できなくなり、サーバ本体の作業温度が高くなりすぎて、安定して作動しなかったり、フリーズや焼損といった状況が起きたりする。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、公知のサーバ本体のシャーシで、マザーボードを複数のケーブルによって、複数個のデータ記憶装置に１対１で電気的に挿設しなければならないことにより、サーバシャーシの組立てや取外しの工程が困難になる問題を解決する。並びに、複数のケーブルが放熱ファンの通風口を塞ぎ易くなり、放熱ファンがサーバシャーシ内に安定した空気流れ場を提供できず、熱の排出に重大な影響を及ぼす問題を解決するサーバシャーシを提供することを主目的とする。

上記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るサーバシャーシには、回路基板と複数個のデータ記憶装置とを配置する。前記サーバシャーシは、背板を含み前記データ記憶装置がフレーム内に設けられ、前記背板に電気的に接続され、前記背板が少なくとも１つのコネクタを電気的に設置するフレームと、前記回路基板を電気的に接続する信号ブリッジ回路とを含み、前記回路基板はトレイ内に設けられ、前記信号ブリッジ回路の一端が前記トレイに電気的に設置され、前記信号ブリッジ回路の他端が前記フレームの前記コネクタに電気的に挿設される少なくとも１つのトレイとを含み、前記データ記憶装置が前記トレイ内に収容され、前記回路基板が前記信号ブリッジ回路と前記コネクタによって前記データ記憶装置を電気的に接続することを特徴とする。

本発明のサーバシャーシによると、フレームの背板にコネクタを電気的に設置し、トレイに信号ブリッジ回路を電気的に設置することで、ユーザーが信号ブリッジ回路をコネクタに電気的に挿設すれば、複数個のデータ記憶装置に回路基板を電気的に接続する組立操作を完了できるため、サーバシャーシの組立作業時間が大幅に短縮される。同時に、フレームとトレイとの間のケーブルの使用が省略されたことによって、ケーブルの使用コストが節減できるだけでなく、ケーブルが放熱ファンの通風口を塞ぎ易い問題を解決することができることから、サーバシャーシ内部の熱の排出に役立つ。

本発明に係る第１実施形態におけるサーバシャーシを分解した概略図である。本発明に係る第１実施形態におけるトレイの局部を分解した概略図である。本発明に係る第１実施形態におけるサーバシャーシの構成の概略図である。図３における局部を拡大した概略図である。本発明に係る第１実施形態におけるサーバシャーシに複数個のトレイを組立てた構成概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
＜第１実施形態＞
本発明のサーバシャーシの第１実施形態について説明する。本発明の第１実施形態の構成を図１から図４に示す。図１は本発明に係る実施形態で開示されたサーバシャーシ１００である。図１は、ハウジング１１０と、フレーム１２０と、トレイ１３０とを含み、ハウジング１１０内には仕切り板１１１と複数個の放熱ファン１１２とを設ける。仕切り板１１１はハウジング１１０の底板に直立して設置され、ハウジング１１０内部のスペースが第１組立領域１１３と第２組立領域１１４とに区分される。複数個の放熱ファン１１２は第１組立領域１１３に設けられ、取外し可能な配置によりハウジング１１０内に仕切り板１１１に沿って配列される。放熱ファン１１２の通風口（図示せず）は仕切り板１１１に設けられた通風口１１１１に一直線となり、放熱ファン１１２から発生する空気が通風口１１１１から、第１組立領域１１３と第２組立領域１１４との間を流れる。

フレーム１２０及びトレイ１３０は、それぞれ第１組立領域１１３及び第２組立領域１１４に配置される。フレーム１２０は、少なくとも１つのコネクタ（cable connector）１２２を電気的に設置した回路基板である背板１２１を備え、フレーム１２０内に複数個のデータ記憶装置２００を設ける。複数個のデータ記憶装置２００はハードディスク（hard discs）でもよいが、形態はこれに限らない。複数個のデータ記憶装置２００は配列（array）形式でフレーム１２０内に配列され、背板１２１のコネクタ１２２に対向する側に電気的に接続され、背板１２１によってコネクタ１２２に電気的に接続される。

図１、図２に示すように、トレイ１３０には本体１３１と、信号ブリッジ回路１３２と、電源ブリッジボード１３３とが含まれる。本体１３１内には回路基板３００と電力供給装置４００等の電子素子とが設けられる。本体１３１の側辺には少なくとも１つの電気スロット１３４を電気的に設置し、回路基板３００上にも少なくとも１つの電気スロット３１０を電気的に設置し、本体１３１は信号ケーブル１４０によってそれぞれ本体１３１の電気スロット１３４と回路基板３００の電気スロット３１０内に挿設されて、本体１３１が回路基板３００に信号ケーブル１４０を介して電気的に接続される。

信号ブリッジ回路１３２と電源ブリッジボード１３３とは本体１３１の電力供給装置４００に対向する他端に設けられる。信号ブリッジ回路１３２及び電源ブリッジボード１３３はリベット、ねじ、ボルト、又は熔接による方法で本体１３１に固定してもよいが、固定方法はこれに限らない。また、信号ブリッジ回路１３２と電源ブリッジボード１３３とはそれぞれ本体１３１の対向する２つの側面に電気的に設置される。信号ブリッジ回路１３２と電源ブリッジボード１３３との間には適度な間隔を空けて、信号ブリッジ回路１３２が信号伝送を実行し、電源ブリッジボード１３３が送電する際、電磁妨害（Electromagnetic Disturbance、EMI）等の干渉が相互に生じないようにする。

電源ブリッジボード１３３の対向する両端は、回路基板３００と電力供給装置４００とに電源ケーブル１５０によって電気的に接続される。回路基板３００は電源ブリッジボード１３３により電力供給が可能である。信号ブリッジ回路１３２の対向するそれぞれの両端に入出力ポート１３２１を設けており、信号ブリッジ回路１３２はそのうち一端の入出力ポート１３２１を本体１３１に固定し、信号ブリッジ回路１３２の一端を本体１３１に固定し、他端はトレイ１３０の本体１３１からハウジング１１０方向に延在する。つまり、フレーム１２０がハウジング１１０内に固定され、信号ブリッジ回路１３２の他端がフレーム１２０方向に延在して、フレーム１２０の背板１２１に設けられたコネクタ１２２に正対、又はコネクタ１２２を指向する。

また、本体１３１の電気スロット１３４は信号ブリッジ回路１３２の入出力ポート１３２１に電気的に設置されるため、信号ケーブル１４０の対向する両端がそれぞれ本体１３１の電気スロット１３４と回路基板３００の電気スロット３１０に挿設されると、信号ブリッジ回路１３２は信号ケーブル１４０によって回路基板３００に電気的に接続することができる。

図１ないし図４によると、フレーム１２０はハウジング１１０の第１組立領域１１３に固定され、トレイ１３０は取り出し可能な方法でハウジング１１０の第２組立領域１１４からフレーム１２０方向にハウジング１１０内を滑動、または第１組立領域１１３に沿って第２組立領域１１４の方向にハウジング１１０外に滑動する。トレイ１３０がハウジング１１０内を滑動すると、トレイ１３０は信号ブリッジ回路１３２でフレーム１２０に設けられたコネクタ１２２に位置合わせをし、トレイ１３０の本体１３１をハウジング１１０に結合し、信号ブリッジ回路１３２の入出力ポート１３２１を介してフレーム１２０のコネクタ１２２内に電気的に接続する。信号ブリッジ回路１３２をフレーム１２０の背板１２１に電気的に接続して、信号ブリッジ回路１３２、コネクタ１２２、及び背板１２１の相互の電気的な導通関係により、トレイ１３０内に設けられた回路基板３００がフレーム１２０内に設けられた複数個のデータ記憶装置２００に電気的に接続する。

ハウジング１１０内でフレーム１２０とトレイ１３０との組立が完成すると、トレイ１３０はフレーム１２０のコネクタ１２２に直接信号ブリッジ回路１３２を介して電気的に接続される。フレーム１２０とトレイ１３０との間は仕切り板１１１と複数個の放熱ファン１１２のみを収容すると共に、信号ブリッジ回路１３２は放熱ファン１１２とハウジング１１０の間の間隙、又は隣り合う２つの放熱ファン１１２の間の間隙を通り、第２組立領域１１４から第１組立領域１１３を貫通して、コネクタ１２２内に挿設される。

従って、信号ブリッジ回路１３２は主に放熱ファン１１２の中心軸方向に沿って平行に延在すると共に、放熱ファン１１２の側辺に分布するため、放熱ファン１１２の通風口は信号ブリッジ回路１３２に塞がれない。放熱ファン１１２が作動し始めると、放熱ファン１１２から発生した空気の流れは妨害されずにハウジング１１０内に安定した空気の流れ場を形成し、さらに中央処理装置（central processing unit、CPU）やグラフィックス・プロセッシング・ユニット（graphic processing unit、GPU）等といったハウジング１１０内に設けられた電子素子が、動作時に発生する熱を持続的且つ安定的にハウジング１１０外に排出することができるため、良好な放熱機能を備える。

また、上記の実施形態では単一のトレイをハウジング内に設けることを例として説明したが、当業者は本発明におけるトレイの設置数は実際の使用状況に応じて適宜変更できることが明らかである。図５に示すように、ハウジング１１０内に複数個のトレイ１３０が設けられ、各トレイ１３０は何れも信号ブリッジ回路１３２がフレーム１２０上の対応するコネクタ１２２内に挿設されるため、トレイ１３０の設置数を増加するのに都合よく、信号ブリッジ回路１３２も同様に放熱ファン１１２の通風口を塞ぐことがないことから、サーバシャーシ１００に安定した放熱効果を提供することができる。

本発明の効果は、フレームの背板に少なくとも１つのコネクタを電気的に設置し、またトレイに信号ブリッジ回路を電気的に設置し、信号ブリッジ回路がトレイ内に設けられた回路基板をコネクタ内に電気的に挿設されることで、フレーム内に設けられた複数個のデータ記憶装置に電気的に接続される。このように、トレイのサーバシャーシ内における組立てや取外し工程を簡素化できると共に、ユーザーが回路基板を複数個のデータ記憶装置に電気的に接続する作業時間を大幅に短縮することができる。また、フレームとトレイとの間にはケーブルの設置が省略されて、ケーブルの使用コストが大幅に節減できると共に、公知のシャーシでケーブルが放熱ファンの通風口が塞がれ易い問題を解決する。

また、信号ブリッジ回路と電源ブリッジボードとをトレイ上に適度な距離を空けて設置する方法により、信号ブリッジ回路が信号伝送の過程で電力に妨害されることがなく、回路基板と複数個のデータ記憶装置の間の信号伝送の安定性と精度が向上する。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１００ … サーバシャーシ
１１０ … ハウジング
１１１ … 仕切り板
１１１１ … 通風口
１１２ … 放熱ファン
１１３ … 第１組立領域
１１４ … 第２組立領域
１２０ … フレーム
１２１ … 背板
１２２ … コネクタ
１３０ … トレイ
１３１ … 本体
１３２ … 信号ブリッジ回路
１３２１ … 入出力ポート
１３３ … 電源ブリッジボード
１３４ … 電気スロット
１４０ … 信号ケーブル
１５０ … 電源ケーブル
２００ … データ記憶装置
３００ … 回路基板
３１０ … 電気スロット
４００ … 電力供給装置

Claims

回路基板と複数個のデータ記憶装置とを配置するためのサーバシャーシであって、
少なくとも１つのコネクタを電気的に設置する背板を含む前記データ記憶装置が設けられており、前記背板に電気的に接続されるフレームと、
前記回路基板を電気的に接続する信号ブリッジ回路を含み、前記回路基板はトレイ内に設けられ、前記信号ブリッジ回路の一端が前記トレイに電気的に設置され、前記信号ブリッジ回路の他端が前記フレームの前記コネクタに電気的に挿設される少なくとも１つのトレイとを含み、
前記データ記憶装置は前記トレイ内に収容され、前記回路基板は前記信号ブリッジ回路と前記コネクタとによって前記データ記憶装置に電気的に接続されることを特徴とするサーバシャーシ。
更に信号ケーブルを含み、前記回路基板が前記信号ケーブルによって前記信号ブリッジ回路に電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載のサーバシャーシ。
前記信号ブリッジ回路は前記トレイから前記フレームの方向に延在することを特徴とする請求項１に記載のサーバシャーシ。
前記信号ブリッジ回路はリベット、ねじ、ボルト、又は熔接で前記トレイに固定されることを特徴とする請求項１に記載のサーバシャーシ。
更に電源ケーブルによって前記回路基板に電気的に接続される電源ブリッジボードを含むことを特徴とする請求項１に記載のサーバシャーシ。
前記電源ブリッジボードはリベット、ねじ、ボルト、又は熔接で前記トレイに固定されることを特徴とする請求項５に記載のサーバシャーシ。
前記電源ブリッジボードは、前記信号ブリッジ回路とそれぞれ前記トレイの２つの対向する側に配置されており、電磁妨害を低減することを特徴とする請求項５に記載のサーバシャーシ。