JP2020052870A - 拡張カード用ダクト、拡張カード、電子機器及び拡張カードの冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、拡張カードから排出された暖気を再び吸気することを防止し、演算処理性能の低下を未然に防止することができる拡張カード用ダクト、拡張カード、電子機器及び拡張カードの冷却方法を提供する。【解決手段】拡張カード１が追加可能な回路基板２を内部に有する電子機器１０に設置される拡張カード用ダクトであって、外気を案内する管状部材３を有し、管状部材３は、一方側開口部４が電子機器１０の筐体１０Ａの外部に接続され、かつ他方側開口部５が拡張カード１に有する冷却ファン６の空気取込口７に接続されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に設置される拡張カード用ダクト、拡張カード、電子機器及び拡張カードの冷却方法に関する。

電子機器内のプリント回路板には、ＰＣＩｅ（Peripheral Component Interconnect Express）拡張カードが設置されることがある。このＰＣＩｅカードでは、発熱による処理速度の低下を防止するために効果的な冷却が必要とされる。

例えば、特許文献１に示される電子機器の冷却構造は、上面にＰＣＩｅカードへ冷却風を供給する冷却ファンを設置するとともに、ＰＣＩｅカードを覆ってＰＣＩｅカードの暖気を他の空間部に排出することを防止する第一ダクトと、他の発熱ユニットの暖気を排気する他の冷却ファンへ向けて前記ＰＣＩｅカードの暖気を案内する第二ダクトを備える。

特許第３７２１２７７号公報

ところで、特許文献１のような電子機器では、前側に位置するフロント部（ＦＲＯＮＴ）部から後側に位置するリア部（ＲＥＡＲ）へ流れる一定方向のエアフロー環境下で、ＰＣＩｅカードの配置が設計される。
このとき、上記環境下では、ＰＣＩｅカードが電子機器の筐体のリア部に設置されることが一般的であり、これによりＰＣＩｅカードが自ら排出した暖気を、再び吸気しないようにしている。

しかしながら、一部の電子機器では、配置の制約から、ＰＣＩｅカードを筐体のフロント部側に配置したいという要求がある。
この場合、ＰＣＩｅカードが、仕様上規定されているフロント部からリア部ではなく、リア部からフロント部に向けたと逆向き配置となる。
その結果、上記ＰＣＩｅカードでは、自身による排気の熱い空気を、再びＰＣＩｅカードのファンが吸込むリサーキュレーションが起こり、ＰＣＩｅカード自体のファン性能が低下してしまい、十分な演算処理性能を発揮できないという問題がある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、拡張カードから排出された暖気を再び吸気することを防止し、演算処理性能の低下を未然に防止することができる拡張カード用ダクト、拡張カード、電子機器及び拡張カードの冷却方法を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第1態様は、拡張カードが追加可能な回路基板を内部に有する電子機器に設置される拡張カード用ダクトであって、外気を案内する管状部材を有し、前記管状部材は、一方側開口部が電子機器の筐体外部に接続され、かつ他方側開口部が拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続されることを特徴とする。

本発明の第２態様は、回路基板を内部に有する電子機器の筐体に設置される拡張カードであって、外気を案内する管状部材を有し、前記管状部材は、一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部を拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする。

本発明の第３態様は、回路基板に接続される拡張カードを設置可能な電子機器であって、前記拡張カードに対して外気を案内する管状部材を有し、前記管状部材は、一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部を拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする。

本発明の第４態様は、回路基板を内部に有する電子機器の筐体に設置可能な拡張カードの冷却方法であって、管状部材を経由して外気を案内するとともに、該管状部材の一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部をカード本体部に有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする。

本発明では、拡張カードの冷却ファンに対して外気を直接、案内する管状部材を設置することで、拡張カードが自らの排気を吸い込むことが防止され、拡張カードの演算処理性能の低下を防止することができる。

本発明に係る拡張カード用ダクトの最小構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る電子機器を示す斜視図である。 図２をフロント側から見た図である。 図３をリア側から見た図である。 本発明に係る拡張カード用ダクトを拡張カードに取り付けた状態の斜視図である。 本発明に係る拡張カード用ダクトの斜視図である。 拡張カードが回路基板に取り付けられた状態を示す斜視図である。 拡張カードの保持部材を示す斜視図である。

本発明の一態様に係る拡張カード用ダクト１００の最小構成について図１を参照して説明する。
この拡張カード用ダクト１００は、ＰＣＩｅカード（Peripheral Component Interconnect Express）からなる拡張カード１が追加可能な回路基板２を内部に有する電子機器１０に設置される。
具体的には、本発明に係る拡張カード用ダクト１００は、外気を案内する管状部材３を有している。
この管状部材３は、一方側開口部４が電子機器１０の筐体１０Ａの外部に接続され、かつ他方側開口部５が拡張カード１に有する冷却ファン６の空気取込口７に接続される構成とされる。

以上の拡張カード用ダクト１００では、一方側開口部４が電子機器１０の筐体１０Ａの外部に接続され、かつ他方側開口部５が拡張カード１に有する冷却ファン６の空気取込口７に接続された管状部材３を有する構成とされる。
そして、このような管状部材３では、拡張カード１に有する冷却ファン６の空気取込口７に対して外気（矢印ａ１〜ａ２で示す）を直接、供給することができ、その結果、電子機器１０の筐体１０Ａに対する拡張カード１の設置の自由度を向上させることができる。

すなわち、上記拡張カード用ダクト１００では、拡張カード１の冷却ファン６に対して外気を直接、供給できることから、該拡張カード１を筐体１０Ａのフロント側Ｆに配置したとしても、該拡張カード１からの熱を含んだ排気（矢印ａ３で示す）が、該拡張カード１の冷却ファン６に再び取り込まれるという事象の発生を未然に防止することができる。
その結果、上記拡張カード用ダクト１００では、拡張カード１の冷却ファン６に対して外気を直接、案内する管状部材３を設置することで、該拡張カード１の演算処理性能の低下を防止し、電子機器１０の性能を維持し続けることができる。

なお、本発明の他の態様では、上記構成の拡張カード用ダクトを備える電子機器、拡張カードが採用される。また上記構成の拡張カード用ダクトを用いて、管状部材３を経由して外気を案内するとともに、該管状部材３の一方側開口部４を電子機器１０の筐体１０Ａの外部に接続し、他方側開口部５をカード本体部に有する冷却ファン６の空気取込口７に接続する各工程により実現される拡張カード１１の冷却方法が採用される。
これらの他の態様に係る電子機器、拡張カード、および拡張カードの冷却方法にあっては、拡張カード１の冷却ファン６に対して外気を直接、供給することによって、該拡張カード１を筐体１０Ａのフロント側Ｆに配置したとしても、該拡張カード１から排気が、該拡張カード１の冷却ファン６に再び取り込まれるという現象を未然に防止することができる。
この結果、上記電子機器、拡張カード、および冷却方法では、拡張カード１の冷却ファン６に対して外気を直接、案内する管状部材３を設置することで、該拡張カード１の演算処理性能の低下を防止し、電子機器１０の性能を維持することができる。

（実施形態）
本発明の一実施形態に係る拡張カード用ダクト１０１について図２〜図８を参照して説明する。
拡張カード用ダクト１０１は、ＰＣＩｅ拡張カードからなる拡張カード１１が追加可能な回路基板１２を内部に有する電子機器２０に設置される。

電子機器２０は、図２に示されるように箱型の筐体２０Ａを有しており、筐体２０Ａ内に回路基板１２が配置されている。
筐体２０Ａは、前部（フロント側Ｆ）にフロントパネル２１を有し、かつ後部（リア側Ｒ）にリアパネル２２を有する構造であり、リアパネル２２にはエアフローＡ´を発生させる吸排気ファン２３が設けられている。
そして、この吸排気ファン２３が駆動された場合には、筐体２０Ａ内にてフロント側Ｆからリア側Ｒに向けたエアフローＡ´が発生し、これにより筐体２０Ａ内の収容機器が冷却される。

また、本発明に係る拡張カード用ダクト１０１は、図２〜図６に示されるようにフロント側Ｆからリア側Ｒに沿うエアフローＡ´の流れに沿うように外気を案内する管状部材１３（図５及び図６参照）を有している。

なお、図３及び図４において符号３０で示すものは、拡張カード１１及び拡張カード用ダクト１０１の全体を覆うケースである。

管状部材１３の一方側開口部１４は、図５及び図６に示されるように、電子筐体２０Ａのフロントパネル２１を経由して外部に接続されている。また、管状部材１３の他方側開口部１５は、拡張カード１１に一体に設けられた冷却ファン１６の空気取込口１７を覆うように接続される。
ここで、管状部材１３の他方側開口部１５は、外部からの空気吸入口となる一方側開口部１４に対して軸線が直交する位置関係に配置されている。

また、拡張カード１１は、図７に示されるように回路基板１２のスロット１２Ａに挿入かつ接続される。
また、図８で示されるものは、拡張カード１１及び拡張カード用ダクト１０１の管状部材１３を電子機器２０の筐体２０Ａに固定するための保持部材３１である。
この保持部材３１は、拡張カード１１及び拡張カード用ダクト１０１とともにケース３０内に収容されるものであって、符号３１Ａで示される取付部に拡張カード１１が設置され、符号３１Ｂで示される取付部に拡張カード用ダクト１０１が設置される。

以上の拡張カード用ダクト１０１では、一方側開口部１４が電子機器２０の筐体２０Ａの外部に接続され、かつ他方側開口部１５が拡張カード１１に有する冷却ファン１６の空気取込口１７に接続された管状部材１３を有する構成とされる。
そして、このような管状部材１３では、図５〜図７に矢印Ａ１〜Ａ２で示されるように、拡張カード１１に具備された冷却ファン１６の空気取込口１７に対して外気を直接、供給することができ、その結果、電子機器２０の筐体２０Ａに対する拡張カード１１の設置の自由度を向上させることができる。
具体的には、拡張カード用ダクト１０１では、管状部材１３を経由して外気を拡張カード１１の冷却ファン１６に供給でき、かつ管状部材１３の一方側開口部１４を、他方側開口部１５に対して軸線が直交する位置関係とすることで、エアフローＡ´の制約を受けない拡張カード１１の自由な配置が可能となる。

さらに、上記拡張カード用ダクト１０１では、矢印Ａ１〜Ａ２で示すように拡張カード１１の冷却ファン１６に対して外気を直接、供給できることから、該拡張カード１１を筐体２０Ａのフロント側Ｆに配置したとしても、該拡張カード１１からの熱を含んだ排気（矢印Ａ３で示す）が、該拡張カード１１の冷却ファン１６に再び取り込まれるという事象発生を防止できる。
具体的には、拡張カード１１を通過した熱を含む排気は矢印Ａ３で示されるようにエアフローＡ´に沿うように流れるとともに、拡張カード用ダクト１０１の管状部材１３が壁となって、拡張カード１１の冷却ファン１６に再び取り込まれるという事象発生を未然に防止することができる。

その結果、上記拡張カード用ダクト１０１では、拡張カード１１の冷却ファン１６に対して外気を直接、案内する管状部材１３を設置することで、該拡張カード１１の演算処理性能の低下を防止し、電子機器２０の性能を維持し続けることができる。

なお、上記実施形態では、拡張カード用ダクト１０１において、管状部材１３の一方側開口部１４を、他方側開口部１５に対して軸線が直交する位置関係としたが、これに限定されず、角度が９０°未満又は９０°を越える交差する位置関係としても良い。

また、上記実施形態では、拡張カード１１を筐体２０Ａのフロント側Ｆに配置した例について説明したが、これに限定されず、筐体２０Ａの側部であっても良く、その設置箇所は限定されない。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、電子機器に設置される拡張カード用ダクト、拡張カード、電子機器及び拡張カードの冷却方法に関する。

１ 拡張カード
２ 回路基板
３ 管状部材
４ 一方側開口部
５ 他方側開口部
６ 冷却ファン
７ 空気取込口
１０ 電子機器
１０Ａ 筐体
１１ 拡張カード
１２ 回路基板
１３ 管状部材
１４ 一方側開口部
１５ 他方側開口部
１６ 冷却ファン
１７ 空気取込口
２０ 電子機器
２０Ａ 筐体
２１ フロントパネル
２２ リアパネル
２３ 吸排気ファン
Ａ´ エアフロー
Ｆ フロント側
Ｒ リア側

Claims (7)

1. 拡張カードが追加可能な回路基板を内部に有する電子機器に設置される拡張カード用ダクトであって、
   外気を案内する管状部材を有し、
   前記管状部材は、一方側開口部が電子機器の筐体外部に接続され、かつ他方側開口部が拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続されることを特徴とする拡張カード用ダクト。
2. 前記電子機器の筐体内にはフロント側からリア側に向けてエアフローが形成され、
   前記拡張カードは前記電子機器の筐体のフロント側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の拡張カード用ダクト。
3. 前記管状部材は前記フロント側からリア側に沿うエアフローの流れに沿うように配置されることを特徴とする請求項２に記載の拡張カード用ダクト。
4. 前記拡張カードの冷却ファンに接続される前記管状部材の他方側開口部は、外部からの空気吸入口となる一方側開口部に対して軸線が直交又は交差する位置関係に配置されることを特徴とする請求項１に記載の拡張カード用ダクト。
5. 回路基板を内部に有する電子機器の筐体に設置される拡張カードであって、
   外気を案内する管状部材を有し、
   前記管状部材は、一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部を拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする拡張カード。
6. 回路基板に接続される拡張カードを設置可能な電子機器であって、
   前記拡張カードに対して外気を案内する管状部材を有し、
   前記管状部材は、一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部を拡張カードに有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする電子機器。
7. 回路基板を内部に有する電子機器の筐体に設置可能な拡張カードの冷却方法であって、
   管状部材を経由して外気を案内するとともに、該管状部材の一方側開口部を電子機器の筐体外部に接続し、他方側開口部をカード本体部に有する冷却ファンの空気取込口に接続することを特徴とする、拡張カードの冷却方法。

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