JPH1195874A - 高風量かつ低音響雑音のコンピュータ・システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高風量かつ低音響雑音のコンピュータ・シス
テムを提供する。 【解決手段】 本発明はシステムの外装体を２つの部分
に分離することにより、高風量かつ低音響雑音を特徴と
するコンピュータ・システムである。一方の部分は、冷
却ファンが電源ユニットとディスク装置の間に配置さ
れ、電源ユニットがその部分の後部に配置され、ファン
がディスク装置に関して、排気ファンとして働き、また
他方の部分は、吸気ファンがＣＰＵモジュール、ＰＣＩ
およびグラフィックス・カードなどの選択されたハード
ウェア電気要素を冷却するように配置されている。吸気
ファンの配置が予熱された空気を最小限とするように選
択され、ファンの空気流路がエア・ダムによって制御お
よび管理されて、冷却効果を最大とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外装体を通る風量
を、付随する音響雑音を軽減する態様で、比較的高くす
るように構成され、そのために配置されたいくつかの構
成要素を有しており、しかも冷却を必要とするその電気
要素が風量を最もよく利用できるように配置されている
コンピュータ・システムに関する。本発明はこのような
システムを構成し、上記の構成要素および要素を配置す
る方法にも関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・システムにおいて長い間
問題となっている事項は、効果的で、経済的で、しかも
信頼性の高い態様で、高電力システム・ボード、複数の
ＣＰＵモジュールおよび電源などの、温度管理を必要と
する電気要素を十分に冷却するのが困難なことである。
このような要素を冷却するのに必要な十分大きい風量を
送ることは、音響雑音のレベルが高くなるという付随の
問題を引き起こす。これはある種のハイエンドのデスク
サイドおよびアンダー・ザ・デスク・ワークステーショ
ン・コンピュータ・システムに関して、これらを、たと
えば、個人のオフィスに設置した場合に特に望ましくな
いものとなる。まず、問題の要素に対する過熱による損
傷を避けることが問題となり、その後、システムを使用
している人間の作業環境を改善することが問題となる。

【０００３】このようなシステムにおいては、ハードウ
ェアの発熱要素、たとえば、システム・ボード、電源ユ
ニット、ＣＰＵモジュール、グラフィックス・カード、
ＳバスおよびＰＣＩカード、ディスク装置などの熱が問
題となる要素を共通の外装体に配置するのが一般的なや
り方である。このようなシステムでは、冷却が必要な要
素をすべて戦略的に配置して、要素を冷却するために設
けられたファンおよび／またはブロワーの空気流路の点
で最も効果的な冷却を達成することはできない。この点
で特に問題が生じるのは、多数のディスク装置、ＣＰ
Ｕ、グラフィックスおよびＰＣＩモジュールおよび／ま
たはカード、および複数の電源ユニットを有しているシ
ステムにおいてであり、これらの要素は大量の熱発生源
となる。さらに、空気流路は供給される冷気を最大限利
用するために利用されるのではなく、システムの構成要
素、部品および構造の干渉を受けるものであり、これら
の干渉は空気をシステム中へ送るのに必要とされるもの
以上のファン速度を必要とするものであり、空気の流れ
をシステム全体に平均して分配することをできなくす
る。また、これまでのシステムでは、高いファン速度を
使う必要性に関して、外装体に十分な吸気および排気領
域がないため、空気流インピーダンスが増加し、これも
音響雑音を増加させる。これらのシステムでは多くの場
合、高速ファン又はブロワーは通常、電源ユニットに隣
接した外装体の背面に配置されており、また冷却を必要
とする他の電気要素もファンまたはブロワーから離隔し
て配置されている。

【０００４】上述の問題および条件は、電源ユニット、
ディスク装置、ファンおよびブロワー、外装体側壁など
のシステムの要素および構成要素のいくつかを支持する
態様、ならびに固有の高風量インピーダンス状態ととも
に、発生した音響雑音の状況を助長させるだけではな
く、倍加させるものであった。高インピーダンス状態
は、空気を小さい冷却孔、狭い空間を通し、かつ屈曲部
の周りを移動させ、あるいは押込むことを必要とするシ
ステム構成によって作り出されるものであり、これらの
構成はすべて流量を少なくし、また冷却空気の圧力の増
加を必要とするものである。必要な冷却を行うための従
来のファン速度の選択は、外装体内で利用可能な限定さ
れた空間内で許されるファンの大きさ、タイプおよび数
の影響を受ける。この空間を使い切った場合は、ファン
の速度を上げて、上述の状態を解決することを試みる選
択肢しか残らない。ファンの速度およびタイプは、直接
雑音、すなわちファンの回転雑音と、間接雑音、すなわ
ち高速ファンおよびシステムの高い風量インピーダンス
によって引き起こされる振動雑音および各種要素の空気
抵抗の両方に関して、システムの音響雑音の主な発生源
である。

【０００５】また、ある種のコンピュータ・システム設
計における問題は、冷却を必要とする重要な電気要素の
あるものの近くに予熱された空気が存在することであ
る。予熱空気は重要な要素およびその他の隣接するハー
ドウェア要素によって発生する。この状態は対流冷却率
を高めて、敏感な要素の近傍の予熱された周囲温度を補
償するためにファン風量を増加させることを必要とする
ものであり、この要件はシステムの音響雑音を大きくす
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いくつかの異なる用途
の構成に合わせられる基本システムを市場へ出すのが、
今日のコンピュータ・システムに共通の特徴である。こ
れらの構成はさまざまな内部電気要素を有することがで
きるものであるが、これらはすべて基本システムを作り
上げている類似した電気要素のグループと、共通した外
装体とを有している。このマーケティングの概念におい
て、音響雑音は基本システムのすべての構成で一定のも
のであり、たとえば、その構成がサーバ・ルーム向けの
ものであるか、ワークステーション・エリア向けのもの
であるか、個人のオフィス用のものであるかを問わない
ものである。この製造販売手法には雑音レベルの点で、
特定の動作設定に対して最も静粛なコンピュータ・シス
テムを提供できないという欠点がある。たとえば、高い
雑音レベルが許されるサーバ・ルームと、高い雑音レベ
ルが問題となるオフィス環境に雑音レベルの観点で同じ
基本システムを設置する必要がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】こういう背景に対して、
本発明は、効果的な冷却を行い、しかも音響雑音レベル
を低くするために、外装体が少なくとも２つの要素受入
れ部分に分割されており、システムのいくつかの発熱要
素および／または熱に敏感な要素が第１の部分に配置さ
れ、他の要素が第２の部分に配置され、各部分がそれ自
体の要素冷却媒体移動ファンを有しているコンピュータ
・システム、たとえばデスクサイド・システムを提供す
ることである。

【０００８】外装体を少なくとも２つの個別に動作可能
な部分に分割し、各部分に異なるタイプの別々の空気流
ファンを設けることにより、ファン速度および空気流イ
ンピーダンスをかなり下げて、要素の冷却構成を改善
し、直接および間接ファン雑音をこれに対応して減少さ
せ、それ故システムをはるかに静粛なものとすることが
可能となる。複数部分構成は、各部分に十分な吸気およ
び排気外気領域を設けることにより音響雑音を削減する
こともできる。さらに、少なくとも一方の部分に関し
て、順方向空気流を流し、これによってコンピュータ・
システムのいくつかの要素の冷却効果を最大のものとす
る外装体内の位置へのファンの配置が可能となる。他の
重要な要素にそれ自体の専用ブロワーを設けることもで
きる。これらの特徴はいくつかの利点、すなわち、その
構成を音響雑音が比較的低いものとする比較的高い空気
流状態および低空気流インピーダンスを与え、かつＣＰ
Ｕモジュールなどのいくつかの熱に敏感なハードウェア
要素を、外装体内の発生した順方向空気流の流路に直接
配置して、予熱空気状態を排除することを可能とする。

【０００９】本発明は、さらに、熱管理を必要とする電
源ユニットおよびディスク装置を、後者が前者の上流に
なるようにシステムの第１の部分に配置し、またディス
ク装置と電源ユニットの間に少なくとも１つのエア・フ
ァンを第１の部分に設け、さらに熱管理を必要とするシ
ステムの少なくとも１つまたは複数の他の電気要素を、
このような要素の少なくとも１つの吸気ファンの上流で
第２の部分に配置し、前記ディスク装置を第２の部分内
の要素から分離することである。

【００１０】さらに本発明は、空気流路の点で冷却を最
大とする態様で、冷却を必要とするシステムの少なくと
も第２の部分の電気要素を配置し、大量のファン空気流
の制御された自然に導かれる平均した経路を設け、かつ
選択された重要な要素のスポット冷却を行っている。

【００１１】本発明は、さらに、音響雑音吸収気密シー
ル材料および要素、特別設計の気密シール側面パネル・
ライナ、スポット冷却を行い、視線内にある空気流音響
雑音経路を排除する要素およびバリア用の特別な取付け
具である。

【００１２】本発明は、さＲない、複数部分の構成と、
基本グループの内部電気要素およびすべての構成に共通
な外装体を有しているいくつかの構成を構成することの
できる他の上記の特徴とを用いたコンピュータ・システ
ムであって、１つの構成が基本グループを有しており、
少なくとももう１つの構成が付加的な電気要素を有して
おり、これらの構成が音響雑音レベルに関して、すべて
の構成に対してだけではなく、希望する用途、たとえ
ば、ワークステーション環境に比較してのオフィス環
境、またはサーバ・ルーム環境に比較してのワークステ
ーション環境に対して雑音レベルが最も低い各種の構成
の間でも雑音レベルが削減されたシステムの選択を可能
とするコンピュータ・システムである。

【００１３】ワークステーションおよびサーバに関する
本明細書における言及は、デスクサイド・システム、ア
ンダー・ザ・デスク・システムおよびハイエンド・シス
テムといわれる一般的で周知のタイプのコンピュータ・
システムをさすものである。

【００１４】本明細書で使用する場合、「高風量」およ
び「低風量」は異なる観点から見た同一の状態を指すも
のである。外装体を通しての自由で、直接の、制限がな
く、インピーダンスが低い空気の流れを可能とする本発
明の特徴により、この状態を上述した単一の外装体と高
インピーダンス空気流構成とを有するシステムに比較し
て、「高風量」状態と呼ぶ。低速ファンを使用するこ
と、低空気流インピーダンス、および予熱空気の削減を
可能とする本発明の特徴により、これをシステムが高い
インピーダンスおよび予熱空気状態を有しているため高
いファン速度を必要とするシステムに比較して、「低風
量」状態であるという。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１Ａ、図１Ｂ又は図６を参照す
ると、コンピュータ・システム、たとえば一人用オフィ
ス環境、複数人用ワークステーション領域またはサーバ
・ルームで使用されるように設計されたシステム用の外
装体１０が示されており、オフィス・システムはデスク
サイドやデスクの下のいずれかで用いられるタイプのも
のであり、後者はたとえばハイエンド・ワークステーシ
ョンである。外装体は自立形のユニットで、矩形の前面
１２（図１Ａおよび図１Ｂ）および後面１４（図２）、
ならびにこれも矩形で、長さが外装体の幅よりもかなり
長い２枚の対向する側面１６および１８を有している。
外装体はシート・メタルの上部パネル２０および下部パ
ネル２２という内部骨組み又はシャーシ１９（図３）を
設けることによって形成されており、これらのパネルは
一方側面に２本の離隔した前部および後部垂直シート・
メタル・ポストによって接合されており、前方のポスト
は２４、後方のポストは２６であって、向い合った対を
形成し、外装体を２つの空気流長手方向区画またはベ
イ、部分又はチャンバ２８および３０に分割するように
配置されている。図３はポストをパネルに固定して強い
剛性の構造を形成する数本のリベット３１を示す。便宜
上、区画２８は本明細書においては常にディスク装置側
又はチャンバと呼び、区画３０をＣＰＵ側又はチャンバ
と呼ぶが、ＣＰＵ側の横断寸法がディスク装置側の横断
方向幅の約１／３であることに留意されたい。２つの区
画は剛性のシート・メタル構造部材３４によって分離さ
れており、この構造部材は外装体１０の長手方向長さ全
体にわたり、また上から下まで延びており、一方の区画
から他方の区画への輻射および対流熱エネルギーの伝
達、ならびに空気の通過を防止する。

【００１６】まず、図１Ａ、図１Ｂおよび図４に示され
ているＣＰＵ側３０を、前面１２すなわち吸気側から、
後面１４すなわち排気側へ見ていくと、前面１２の外部
カバーの一部を形成し、後述するドアとともに前面の継
続部分として働く逆Ｌ字形のベゼル・カバー３６が設け
られている。ベゼル・カバー３６の後方には、後述する
ユニット内で約（１ １／２）”ベゼル・カバーの後面
から離隔してスクリーン３８が配置されている。これは
単なる例としてあげたものであり、その空間は図４にお
いて３９で示されている。ベゼル・カバーおよびスクリ
ーンは前面１２の全高にわたって延びており、この前面
において、ベゼル・カバーはその全体にわたって一連の
比較的大きい周囲空気吸気通路又はホール４０を有して
おり、スクリーンの全表面は外装体の前面から、ベゼル
・カバーのホールの十分な開口を通して周囲空気を受け
取る一連の比較的小さいホール４４（図７）によって覆
われている。スクリーン・ホールの大きさは約（３／３
２）”であるが、これは単なる例である。スクリーン３
８はその剛性を高める全幅横断シート・メタル部分４５
を有しており、これによりスクリーンが振動音響雑音を
発生する傾向を軽減している。

【００１７】図４および図６に最もよく示されているよ
うに、スクリーン３８の後方には、３つのファン４８を
等間隔にそろった関係で支持するファン・トレイ４６で
構成されたファン・アセンブリが直接取り付けられてお
り、２つの外方ファンはＣＰＵ側の最上部および最下部
に配置されている。ファンは約（１ ３／４）”の空間
４９（図４）だけスクリーン３８の後面から離隔されて
いるが、この寸法は単なる例である。ファンは回転速度
が約１７００ＲＰＭと比較的遅く、直径が約（４ １／
２）”の３枚のブレードを有している。これらの数値は
単なる例である。トレイには、中央ファンと２つの外方
ファンとの間に２つのある程度の大きさのシート・メタ
ル横断部分５０（図４）が設けられていて、ファンが振
動音響雑音を発生する傾向を軽減するためにトレイに剛
性を与え、かつファン・トレイとファンをベゼル・カバ
ー３６とシャーシ１９から分離している。それ自体が図
４に示されているトレイ４６はその上下部がそれぞれプ
ラスチックの取付け支持部５２および５４によって受け
られるように取り付けられており、支持部は振動および
構造的な音響雑音を押さえるためにねじ５６（１本だけ
が示されている）によりシャーシ１９の隣接部分に堅固
に固定されている。図６で見られるように、チャンバ３
０の後方へ向かって、分離部材３４の後部隣接表面上
に、少なくとも１枚のシステム・ボード５８が取り付け
られており、このボードとファン４８との間には、詳細
については後述するエア・ダム５９が配置されている。
システム・ボードおよびエア・ダムについてここで言及
している理由は、ベゼル・カバー３６、スクリーン３
８、ファン４８およびシステム・ボード５８のいくつか
の重要な動作上の特徴、およびこれらの間の関係を示す
ためである。

【００１８】まず、ディスク装置側チャンバ２８から分
離されているエア・ダムとＣＰＵ部分の前方にファン４
８を配置した関係および構造に注目すると、この位置に
おいて、ファンをシステム・ボードおよびその他の冷却
を必要とする電気部品と一線にそろえて配置し、その結
果、予熱空気状態を排除することができる。次に、この
構造はファン４８がその前面とスクリーン３８の間で、
これらの下流側に十分な吸気および排気空間を持てるよ
うにし、これにより上述のインピーダンスによる音響雑
音を低下させ、最小限とすることができる。次に、ベゼ
ル・カバー３６に十分な外気吸気領域４０を設け、かつ
スクリーン３８とベゼル・カバーの間に外気空間４９を
設けるが、これらは両方ともファン４８による音響雑音
を吸収するように設計されたものである。

【００１９】図６およびシステム・ボード５８を参照す
ると、ボードが保持および支持部材６２によって支持さ
れていることが示されている。図６に最もよく示されて
いるように、エア・ダム５９は図６に見られるように前
方から後方へテーパが付けられており、チャンバ３０の
全高にわたって延びている。一例として、図示のエア・
ダムのテーパはその左側の垂直線から測定して約２５°
である。このようにして、ファン４８からの強制冷却空
気は迂回させられ、圧縮され、チャンバ３０の領域中
へ、システム・ボード５８が配置されている方向で、し
かもボードの上下に向かって加速される。高風量の経路
のこの制御は、ファンの速度を比較的低速に維持してい
たとしても、電気構成要素のスポット冷却と呼ばれるこ
とがある。ボードはチャンバのほぼ中央に配置されてい
るので、エア・ダムから送られた空気はボードの上およ
び下を通過させられる。図４および図６に示すように、
数枚のＰＣＩカード６４と２本のＳ−バス６６が後部ス
クリーン６８の前方に取り付けられており、これらは別
のチャンバ３０内において、ファン４８およびエア・ダ
ム５９からの、システム・ボード５８を通過した後の冷
却空気を受け取る。

【００２０】図４および図６をさらに参照すると、ＣＰ
Ｕチャンバ３０の内上方後部コーナには、２つのチャン
バ２８および３０の間を延び、分離部材３４を貫通し
て、開口７０がグラフィックス・カード７２のすぐ隣り
に設けられていることが示されている。開口７０を貫通
して、水平に取り付けられたプラスチック・ブロワー・
エア・トラフ７４（図６）があり、これ自体は十分な大
きさの矩形の開口７６を有しており、この開口はチャン
バ３０を通って延びており、たとえば約６×３インチの
寸法を有している。開口７６はエア・トラフ７４に連通
しており、トラフ７４はチャンバ３０からブロワー７８
へ延びている。図６および図８はトラフ７４により、開
口７６がチャンバ２８へ向かって開いているトラフの底
面に形成された円形開口８０へ延び、これと連通するこ
とが可能となることを示している。ブロワーの位置はこ
のようにして、ブロワーがファン４８の空気流をブロッ
クするのを防止し、かつシステム・ボード５８の抜き差
し時の妨害をなくする。また、チャンバ３０の空気流を
かなり増加させ、かつ空気流に対してかなり大きい開放
領域を作り出すことも可能となる。

【００２１】ブロワー７８（図５）の２つの向い合った
横断側面には、ブロワー７８（図５）の協働するレール
８４を受ける平行なトラック８２（図５および図８）が
設けられており、この構造により、チャンバ２８へのブ
ロワーの挿入および抜き出しが容易に行える。直径がた
とえば約３インチであるブロワー７８のブレード８６
（図８）は、開口７０からグラフィックス・カード７２
の加熱空気を受け取る円形開口８０の下に嵌合するよう
になされている。ブロワー７８のブレード８６はチャン
バ２８の後面に面した若干狭い単一の開口９０（図６）
を有しているハウジング８８に収納され、この開口９０
を通って、グラフィックス・カード７２からのものであ
る、チャンバ３０からの加熱空気を外装体１０から、そ
の後面１４（図６）にある開口９２を通して排出する。
プラスチック・トラフ７４と、レール８４およびトラッ
ク８２の間に行われる緊密な嵌合とが構造上生じる雑音
を低下させる。チャンバ３０内で特定されるハードウェ
ア電気構成要素を本明細書においては、基本グループの
電気構成要素と呼ぶことがある。

【００２２】図２に示すように、ＣＰＵチャンバ３０の
後部の、チャンバの後部を画定する２本のポスト２６の
内側において、ホール９１を有するスクリーン８９がポ
ストに固定されている。ＣＰＵチャンバ３０の２枚のス
クリーン３８および８９の間の領域はファン４８から、
空気がスクリーン８９外へ排出される部分への大量の空
気流の直接通路用の完全に開放された邪魔物がない領域
を表す。上述のように、ベゼル・カバー３６は外装体１
０の前面でＣＰＵチャンバ３０を閉鎖する働きをし、排
気ホール９１を有するスクリーン８９はこの機能を後面
で果たす。外装体１０の側面１８は、図９に最もよく示
されているワンピースの逆Ｌ字形カバー９４によって閉
鎖されており、これによりＣＰＵチャンバが完全に包囲
され、カバーの上面は、その側面によって側面１８全体
をカバーしているＣＰＵチャンバの上面と共存するシャ
ーシ１９上へ延びている。カバー９４の音響雑音抑制お
よび気密シール構成については、他の図面を参照して追
って検討する。

【００２３】外装体１０の側面１８のカバー９４を示し
ている図９を参照すると、Ｌ字形カバーの外面はかなり
重く剛性のあるプラスチック９６の外部によって形成さ
れている。プラスチック９６に隣接するカバーの内面に
は、薄いアルミニウム・フォイル・シート９８がカバー
内面全表面に固定されている。フォイル９８には、フォ
イル・シートの外縁部を内側からをほぼ覆うようになさ
れた薄く、かなり剛性のある金属シート１００が押し当
てられている。たとえば約１．２ｍｍの厚さを有するネ
オプレン製のフォーム・ライナ１０２が、シート１００
に隣接して、そのほぼ全表面を覆うように該シートに固
定されている。プラスチック、アルミニウム、シート・
メタルおよびフォーム・ライナのこのサンドイッチ構造
は、外装体１０の側面１８からの漏れによる音響雑音を
減らすための気密シールを作り出すように設計されてい
る。

【００２４】ディスク装置側又はディスク装置チャンバ
２８を説明するために図１Ａ、図１Ｂ、図２、図５、お
よび図６に戻り、外装体１０の前面１２に注目された
い。この部分の外装体の前面におけるチャンバ２８に
は、前部プラスチック・カバー部材１０６を有している
特別な構成のドア１０４（図５の左の図）が設けられて
いる。ドアは逆Ｌ字形の前部ベゼル・カバー３６の切り
欠き部に嵌合するように形成されており、その左側の垂
直辺の上部および下部が１０７でベゼル・カバーにヒン
ジ止めされている（図１Ａ）。この構造において、ドア
の左側のカバー１０６はＣＰＵチャンバ３０の外部と同
延である。ドアのこの領域には、５つの十分な大きさの
吸気開口１０８（図１Ａ）が設けられており、ドア１０
４のこの部分のすぐ後方で、プラスチック・スクリーン
１１０がチャンバ３０のスクリーン３８の前部に取り付
けられており、スクリーン３８はスクリーン１１０に関
して、スクリーン１１０とスクリーン３８の間に、たと
えば、約１／２インチの外気吸気スペース１１２（図
６）を作り出す厚さを有している。スクリーン１１０と
外気スペース構成１１２とは、２チャンバの設計ととも
に、重要な構成要素を外装体１０の外部からチャンバ３
０中への直接空気流と整合して配置することを可能とす
る。

【００２５】図５の右側の図に最もよく示されているよ
うに、ドア１０４の内側には約４ｌｂ．Ｐｙｒｅｌｌ製
の音響雑音防止吸収発泡材料１１４が設けられている。
この材料はドア１０４の前部カバー１１６と後部金属プ
レート１１８の間に配置されている。ドアの前部カバー
部材１１６、材料１１４およびプレート１１８の全表面
には、十分な量の外気を２つのチャンバ２８および３０
へ通すための整合した空気ホール１２０が設けられてい
る。チャンバ２８に関するドアの構造は音響雑音を吸収
し、かつディスク装置からコンピュータ・ユーザへの視
線上の空気によって伝えられる音響雑音経路を妨害し、
少なくするように設計されている。

【００２６】図５は、ドア１０４のすぐ後方に、外装体
１０の後部へ向かって、たとえば約６インチ延びてい
る、頑丈なシート・メタルの矩形のレセプタクル１２４
が設けられていることを示している。なお、この寸法は
ディスク装置の長さよりも若干長いものである。レセプ
タクル１２４の高さおよび深さは、２台ないし２０台
の、各列１０台ずつ隣り合わせにスタックされ、そのう
ちの２台が１２８で示されているディスク装置を取り扱
うことのできるディスク・ドライブ・ラック１２６（図
１０）を受けるのに十分なものである。レセプタクルは
その底部がシャーシ１９に固定されており、底部の４隅
には４つのゴム・マウント１３２（図１Ｂおよび図１
０）が設けられて、ディスク・ドライブ・ラックをシャ
ーシ１９から分離し、かつディスク装置からの振動雑音
を減らしている。ゴム・マウント１２７によって行われ
る接触を除けば、レセプタクルとシャーシの隣接する部
分の間には十分な空気スペース１３３が設けられている
（図６に示す）。ドア１０４、材料１１４およびプレー
ト１１８のホール１２０によって、十分な外気がレセプ
タクル１２４の前部から直接流入することが可能とな
る。レセプタクルの後部において、レセプタクルの後部
シート・メタル壁１３６は、その全面にわたって配列さ
れた多数の外気スロットを有しており、その１つが図５
において１３８で示されている。チャンバ３０および基
本グループの電気構成要素の場合、それ自体のチャンバ
の最前部に取り付けられるディスク装置は、有害な予熱
空気の発生を防止する。

【００２７】図２および図５に示すように、チャンバ２
８の後部には、頑丈なシート・メタル構造で構成されて
いる３枚の同一の棚１４０が設けられており、各棚は底
部支持部材１４２と、合計３台の、１台が１４６で示さ
れている電源ユニットを受けるための対向する側壁１４
４を有している。２台以下の電源ユニットが用いられて
いる場合には、外装体１０の後部壁は、チャンバ２８か
ら空気が出られるようにするために、その全面にわたっ
てホール１５０を有しているシート・メタル・カバー・
プレート１４８によって覆われる。電源ユニット１４６
および棚１４０は、ハンドル１５２（図５）によってチ
ャンバからユニットを迅速に、しかも簡単に抜き差しで
きるように設計されている。電源ユニット１４６の前後
には、その１つが図２において１５４で示されており、
冷却空気がユニットを通過できるようにする複数のホー
ル１５６を有する前部および後部プレートが設けられて
いる。図２および図５に示すように、最上部の電源ユニ
ットはブロワー７８の直ぐ下に配置されている。このユ
ニットの上には、ブロワー７８によってチャンバ２８か
ら空気を送り出せるようにするために、全面にわたって
排気ホール１５６を有しているシート・メタル・プレー
ト１５４がブロワーの直ぐ後ろに設けられている。２つ
のチャンバの間の、ブロワーからチャンバ２８の後部へ
の空気流の経路が図６の矢印で示されている。ブロワ
ー、基本電気構成要素の場合のファン４８および１６
０、電源システム１４０ならびにディスク装置１２８は
周知の市販のユニットである。

【００２８】図２および図５に最もよく示されているよ
うに、ディスク装置レセプタクル１２４の後部と、電源
ユニット１４６の棚１４０の前部との間には、第２のフ
ァン・トレイ１５８が取り付けられている。ファン・ト
レイ１５８はトレイ４６の場合と同様、図５に示すよう
に垂直位置で配置されている。ファン・トレイ１５８は
剛性のシート・メタル製であり、３つの等間隔に整合し
たファン１６０を受け、これらのファンは冷却空気をチ
ャンバ２８の前部から後部へ送るものであり、それ故、
ディスク装置に対しては排気ファンとして働き、電源ユ
ニットに対してはブロワーとして働く。２台の外側のフ
ァン１６０は最上部および最下部のディスク装置１２
８、ならびに電源ユニット１４６とほぼ同延となるよう
に配置されている。ファン・トレイ４６の場合と同様、
トレイ１５８はファンの音響および振動雑音を軽減する
ことを目的としてアセンブリの剛性を上げるために、ほ
ぼ包囲している金属で形成されている。トレイ１５８
は、ねじ１６４によってシャーシ１９に固着され、ファ
ン・アセンブリからの振動雑音および構造上の音響雑音
を軽減するために設けられたプラスチックの上部および
底部分離支持部材１６２によって坦持され、かつシャー
シ１９へ接続されている。図５に示すように、レセプタ
クル１２４の後部とファン・トレイ１５８の前部との
間、およびトレイ１５８と棚１４０の後部との間には、
それぞれ十分な外気領域１６６および１６８が設けられ
ており、これらはチャンバ３０で用いられているファン
４８の場合と同様に、ディスク装置とファン１６０から
の音響雑音を軽減する。ファン１６０の寸法およびその
速度特性はチャンバ３０のファン４８に対して示した例
のものと同様であるが、異なる音色を発生するために、
ファン１６０にファン４８のファン・ブレード設計と比
較して、異なるファン・ブレード設計が与えられている
点が異なっている。

【００２９】チャンバ３０のカバー９４の場合と同様
に、チャンバ２８には類似したワンピースの逆Ｌ字形カ
バー１７０が設けられており、このカバーは外装体１０
の上部およびチャンバ２８の側面１６の残っている部分
を覆う。カバー１７０は、音響雑音および外装体１０の
側面１６から漏れる空気を軽減するように設計された、
カバー９４に関して上述したものと同じサンドイッチ構
成を有している。

【００３０】

【表１】

【００３１】上記の表は本発明の複数の構成特徴を説明
するために作成されたものである。この表が３つの特定
の構成を特定するものではあるが、構成を異なるものと
する、たとえばＰＣ、あるいはワークステーションまた
はサーバのファミリーの異なる構成のものであってもよ
いことを理解されたい。上記の表および本明細書で使用
する場合、オフィス・システム、ワークステーション・
システムおよびサーバ・システムについての言及、また
は類似している言及は、それぞれの相対的な音響雑音レ
ベルによってコンピュータを説明するためのものであ
り、必ずしもその特定の用途をさすものではない。たと
えば、オフィス環境システムおよびワークステーション
・システムは、この用語が一般に使用されているとおり
に、両方ともワークステーション・タイプのコンピュー
タでよいものであり、その相違は各システムに用いられ
ている電源ユニットおよびディスク装置またはハード・
ディスク装置の数に関する音響雑音レベルに基づいたシ
ステムの相対的な静粛性とみなされる。

【００３２】表には６つの列、すなわち１−６が用いら
れており、列１は３種類の選択された構成システムの例
を示し、列２は３種類の構成の３つの外装体が同じ物で
あることを示し、列３は類似したパッケージの略図によ
って、３つのシステムの各々が同じ基本グループの電気
的ハードウェア要素をチャンバ３０に有していることを
示す。列４および５は３つのシステムがチャンバ２８内
で用いているディスク装置および電源ユニットの数を示
す。列６は３つのシステムの典型的な音響雑音レベルの
例を反映している。列２に示されている類似した外装体
の略図は、３つの外装体が図１ないし図１０に示した外
装体と構成が同一なものであること、ならびに構成間の
基本的な相違がその構成が有しているディスク装置およ
び電源ユニットの数によるものでなければならないこと
を示している。したがって、３つの構成の各々は２部分
構成、ファン４８および１６０ならびにブロワー７８の
好ましい位置、外気ファン領域、音響雑音を減衰させる
材料および要素、ならびに空気流を送るための部材とい
う特徴を有している。

【００３３】それ故、外装体が同一であることにより、
静粛性が重要であったり、望ましいものである作業環境
においてシステムの雑音レベルを上げることがないとい
う利点が得られる。これは列６に、オフィス環境用のシ
ステムの音響雑音レベルの読みが５．７ｂｅｌ ｄｂａ
であり、したがって、雑音レベルが６．３ｂｅｌ ｄｂ
ａであるワークステーションよりも有利であり、ワーク
ステーションが雑音レベルが６．７ｂｅｌ ｄｂａであ
るサーバ・システムよりも有利であり、それぞれの場合
に、高い雑音レベルがすぐ前のシステムと同じ問題とは
ならないとして示されている。上述のように、上記した
レベルは典型的な例に過ぎず、３つの構成の間での相対
的なレベル差を示唆しているものである。

【００３４】上記の表のサーバと同じ内部電気構成要素
を有している従来技術のシステムを参照して比較する
と、このような従来技術のシステムの雑音レベルの典型
的な例は７．４ｂｅｌ ｄｂａ程度であり、２つのシス
テムの間の相違は表の３つのシステムの音響雑音が改善
され、低風量である基本構成にあることがわかる。

【００３５】上述したコンピュータ・システムの動作
を、コンピュータ・システムがブートされたものとして
簡単に説明すると、各種の電気構成要素用の個別のチャ
ンバ２８および３０、すなわち外装体１０のＣＰＵ側３
０およびディスク装置側２８により、個別のファン４
８、１６０およびブロワー７８が冷却を必要とする選択
された重要な要素を冷却できるようになり、ファン／ブ
ロワーが低風量システムによる冷却効果を最大限とする
ように配置されており、ファンおよびブロワーの速度が
低いこと、ならびに雑音を抑制する構造上の特徴の結果
として、システムがきわめて低い音響雑音レベルで動作
することとなる。外装体１０の前面１２から後面１４へ
十分な直接空気流を流せるように構成された２つのチャ
ンバによって、システム・ボード５８のＣＰＵユニット
をエア・ダム５９の直ぐ隣りで、その下流に配置できる
ようになり、またディスク装置１２８を外装体１０の前
部吸気側の直ぐ隣りに配置できるようになる。これらは
また、別々の、すなわちかなりの大きさの外気吸気およ
び排気領域を備えた、各チャンバ専用のエア・ファン
を、いくつかの選択された電気構成要素、すなわちディ
スク装置１２８およびシステム・ボード５８に関して理
想的な位置におけるようにする。

【００３６】直接空気流設計、ならびに空気流インピー
ダンスを生じる要素がないことにより、エア・ダム５９
を効果的に使用して、ＰＣＩカード６４やＳバス６６な
どの指定された重要なハードウェア要素に対して低い風
量を送り、制御することが可能となる。独立チャンバ構
成により、グラフィックス・カード７２にそれ自体のブ
ロワー７８を設け、そのブロワーの直ぐ隣りに配置し、
このようにして過熱から保護することができるようにな
る。

【００３７】特許法の規定により、本発明をその好まし
い実施の形態により説明してきたが、本発明が関係する
分野の技術者には、本発明を図示説明したもの以外で実
施できることがすぐに理解できるであろう。また、本発
明を説明する際に使用した例が単なる例であって、本発
明を限定するものではないことも理解されよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 閉鎖位置にあるドアを示している、本発明の
特徴が組み込まれたコンピュータ・システム用の外装体
前部の外側面図（Ａ）と開放位置にあるドアを示してい
る、図１Ａと同様な図（Ｂ）である。

【図２】 図１Ａおよび図１Ｂと同様であるが、図１Ａ
および図１Ｂに示した外装体の後部を示す図である。

【図３】 図１Ａおよび図１Ｂに示したコンピュータ・
システムのシャーシの斜視図である。

【図４】 図２の４−４線で取った断面図である。

【図５】 図２の５−５線で取った断面図と、その前部
に示されているドアの拡大側面部分断面図である。

【図６】 図１Ａの６−６線で取った断面図である。

【図７】 図４および図６に示したスクリーンの拡大側
面図である。

【図８】 図６に示したブロワーの拡大平面図である。

【図９】 図１Ａに示した外装体の左カバーのいくつか
の部分を取り去った斜視図である。

【図１０】 図６に示したディスク装置のラックの拡大
斜視図である。

【符号の説明】

１０ 外装体 １２ 前面 １６、１８ 側面 １９ シャーシ ２８、３０ チャンバ ３４ 分離部材 ３６ ベゼル・カバー ３８ スクリーン ４０、４４ ホール ４８ ファン ９４ 逆Ｌ字形カバー １０４ ドア １０６ 前部プラスチック・カバー部材 １０８ 吸気開口 １１０ スクリーン １２８ ディスク装置 １３２ ゴム・マウント １６０ ファン

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年９月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【図３】

【図６】

【図１】

【図４】

【図５】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591064003 901 ＳＡＮ ＡＮＴＯＮＩＯ ＲＯＡＤ ＰＡＬＯ ＡＬＴＯ，ＣＡ 94303，Ｕ. Ｓ．Ａ. (72)発明者 トーマス・イー・スチュワート アメリカ合衆国・94024・カリフォルニア 州・ロス アルトス・スティーブンス プ レイス・1692エイ (72)発明者 ジョセフ・エム・スパノ アメリカ合衆国・01864・マサチューセッ ツ州・ノース リーディング・リバティ レーン・18 (72)発明者 マシュー・ジェイ・パラツォラ アメリカ合衆国・01930・マサチューセッ ツ州・グロチェスター・フィンチ レー ン・12 (72)発明者 ウィリアム・エイ・イッツィキューポ アメリカ合衆国・03087・ニュー ハンプ シャー州・ウィンダム・リサ ロード・１ (72)発明者 ジェームス・エム・カーニー アメリカ合衆国・01463・マサチューセッ ツ州・ペッペッレル・タウンゼント スト リート・155 (72)発明者 ダニエル・ディ・ゴンサルブズ アメリカ合衆国・03051・ニュー ハンプ シャー州・ハドソン・セントラル ストリ ート・49 (72)発明者 マーク・アール・パグリース アメリカ合衆国・01545・マサチューセッ ツ州・シュルーズバリー・ヴァレイ フォ ーグ ドライブ・４

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムのハードウェアを受け入れる外
   装体を備えているコンピュータ・システムにおいて、 前記外装体は、２つの異なる空気流路を形成し、一方の
   部分から他方の部分へ熱エネルギーが通過することを妨
   げるように構成されかつ配置された別々の第１および第
   ２の部分を作り出す部材を備えており、各部分が吸気側
   と排気側を備えており、 前記第１の部分は、前記吸気側に吸気通路を、また前記
   排気側に排気通路を備えており、 前記第１の部分は、前記第１の部分の前記排気側の前記
   排気通路に隣接して配置された、冷却を必要とする第１
   の電気要素を含んでおり、 前記第１の部分は、前記第１の電気要素に対して前記外
   装体内で内側に配置された、冷却を必要とする第２の電
   気要素を含んでおり、 前記第１の部分は、前記第１の部分の前記第１および第
   ２の電気要素の間に配置された少なくとも１つの媒体冷
   却ファンを備えており、 前記第２の部分は、前記第２の部分の前記吸気側に吸気
   通路を、また前記排気側に排気通路を備えており、 前記第２の部分は、冷却を必要とする第３の電気要素を
   含んでおり、 前記第２の部分は、前記第３の電気要素と前記第２の部
   分の前記吸気通路の間に配置された少なくとも１つの流
   入媒体冷却ファンを備えているコンピュータ・システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記部材が前記吸気側および排気側の間
   のほぼ連続した剛性分離壁として構成されており、 前記第１および第２の部分が隣り合わせの関係で配置さ
   れており、 それぞれの前記部分の前記の関連付けられた吸気側およ
   び排気側が互いにほぼ向い合った関係で配置されてお
   り、 前記媒体が周囲空気であり、 前記第１の部分の前記通路が互いにほぼ整合しており、 前記第２の部分の前記通路が互いにほぼ整合しており、 前記第３の電気要素が前記第２の部分の前記吸気通路と
   ほぼ整合して配置されており、 前記第１の部分が少なくとも１つの付加的な前記ファン
   を備えており、 前記ファンが前記第１および第２の電気要素に隣接して
   配置されており、 前記第２の部分が少なくとも１つの付加的な前記ファン
   を備えており、 前記ファンが前記吸気通路と前記第３の電気要素の間に
   配置されており、 前記第１の電気要素が１つまたは複数の電源ユニットを
   含んでおり、 前記第２の電気要素が１つまたは複数のディスク装置を
   含んでおり、 前記第３の電気要素がＣＰＵモジュール、Ｓバス、ＰＣ
   Ｉおよびグラフィックス・カードという電気要素の１つ
   または複数を有する少なくとも１枚のプリント回路ボー
   ドを含んでいる請求項１に記載のコンピュータ・システ
   ム。
3. 【請求項３】 システムのハードウェアを受け入れる外
   装体を形成するステップと、 ２つの異なる空気流路を形成し、一方の部分から他方の
   部分へ熱エネルギーが通過することを妨げるように構成
   されかつ配置された部材を別々の第１および第２の部分
   を作り出すような態様で前記外装体に取り付けるステッ
   プと、 前記第１および第２の部分を形成する際に、各部分に対
   して吸気側と排気側を形成するステップと、 前記第１の部分において、前記吸気側に吸気通路を、ま
   た前記排気側に排気通路を形成するステップと、 前記第１の部分の前記排気側の前記排気通路に隣接して
   配置された、冷却を必要とする１つまたは複数の第１の
   電気要素を前記第１の部分に取り付けるステップと、 前記第１の電気要素に関して前記外装体内で内側に配置
   された、冷却を必要とする１つまたは複数の第２の電気
   要素を前記第１の部分に取り付けるステップと、 前記第１および第２の電気要素の間に配置された１つま
   たは複数の空冷ファンを前記第１の部分に取り付けるス
   テップと、 前記第２の部分において、前記吸気側に吸気通路を、ま
   た前記排気側に排気通路を形成するステップと、 前記第２の部分の前記吸気通路とほぼ整合して配置され
   た、冷却を必要とする１つまたは複数の第３の電気要素
   を前記第２の部分に取り付けるステップと、 前記第３の電気要素と前記第２の部分の前記吸気通路の
   間に配置された１つまたは複数の空冷ファンを前記第２
   の部分に取り付けるステップとを備えている、コンピュ
   ータ・システムを構成する方法。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の部分を隣り合わせ
   の関係で配置するステップと、 前記部材を前記吸気側および排気側の間のほぼ連続した
   剛性分離壁として構成するステップと、 それぞれの前記部分の前記の関連付けられた吸気側およ
   び排気側を互いにほぼ向い合った関係で配置するステッ
   プと、 前記第１の部分の前記の関連付けられた通路を互いにほ
   ぼ整合した関係で配置し、かつ前記第２の部分の前記の
   関連付けられた通路を互いにほぼ整合した関係で配置す
   るステップと、 前記第１および第２の電気要素に隣接して前記第１の部
   分の前記空冷ファンを配置するステップと、 前記第１の電気要素を取り付ける際に、１つまたは複数
   の電源ユニットを含めるステップと、 前記第２の電気要素を取り付ける際に、１つまたは複数
   のディスク装置を含めるステップと、 前記第３の電気要素を取り付ける際に、ＣＰＵモジュー
   ル、Ｓバス、ＰＣＩおよびグラフィックス・カードとい
   う電気要素の１つまたは複数を有する１枚または複数枚
   のプリント回路ボードを含めるステップとをさらに含ん
   でいる請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記空冷ファンを前記第１の部分に取り
   付ける際に、前記ファンを前記第２の電気要素に関して
   排気ファンとして機能させるステップと、 前記空冷ファンを前記部分に取り付ける際に、前記ファ
   ンを順方向空気移動ファンとして機能させるステップを
   さらに含んでいる請求項３に記載の方法。
6. 【請求項６】 システムのハードウェアを受け入れる外
   装体手段を備えているコンピュータ・システムにおい
   て、 前記外装体手段が、２つの異なる空気流路を形成し、一
   方の部分手段から他方の部分手段へ熱エネルギーが通過
   することを妨げるように構成されかつ配置された２つの
   隣り合った第１および第２の分離部分手段を作り出す手
   段を備えており、各部分手段が吸気側と排気側を備えて
   おり、 前記第１の部分手段が前記吸気側に吸気通路を、また前
   記排気側に排気通路を備えており、前記通路がほぼ整合
   しており、 前記第１の部分手段が前記第１の部分手段の前記排気側
   の前記排気通路に隣接して配置された、冷却を必要とす
   る１つまたは複数の第１の電気手段を含んでおり、 前記第１の部分手段が前記第１の電気手段に関して前記
   外装体内で内側に配置された、冷却を必要とする１つま
   たは複数の第２の電気手段を含んでおり、 前記第１の部分手段が前記第１の部分手段の前記第１お
   よび第２の電気手段の間に配置された１つまたは複数の
   空冷手段を備えており、 前記第２の部分手段が前記第２の部分手段の前記吸気側
   に吸気通路を、また前記排気側に排気通路を備えてお
   り、 前記第２の部分手段がその前記吸気通路とほぼ整合して
   配置された、冷却を必要とする１つまたは複数の第３の
   電気手段を含んでおり、 前記第２の部分手段が前記第３の電気手段と該部分手段
   の前記吸気通路の間に配置された１つまたは複数の吸気
   冷却手段を備えており、 前記第２の部分手段が前記第２の部分手段の前記吸気冷
   却手段の下流側に、前記第３の電気手段の少なくとも１
   つに空気を流す空気流送り手段を備えているシステム。