特許 7687788 コンピュータ回路カードのハイブリッド冷却のためのカードケージシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-26

(45)【発行日】2025-06-03

(54)【発明の名称】コンピュータ回路カードのハイブリッド冷却のためのカードケージシステム

(51)【国際特許分類】

   H05K 7/20 20060101AFI20250527BHJP

   G06F 1/20 20060101ALI20250527BHJP

【ＦＩ】

H05K7/20 A

H05K7/20 H

G06F1/20 C

G06F1/20 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2024522614

(86)(22)【出願日】2022-11-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-04

(86)【国際出願番号】 US2022049701

(87)【国際公開番号】W WO2023136882

(87)【国際公開日】2023-07-20

【審査請求日】2024-04-16

(31)【優先権主張番号】17/573,464

(32)【優先日】2022-01-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503455363

【氏名又は名称】レイセオン カンパニー

【住所又は居所原語表記】１１００ Ｗｉｌｓｏｎ Ｂｌｖｄ Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ， Ｖｉｒｇｉｎｉａ ２２２０９ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100229448

【弁理士】

【氏名又は名称】中槇 利明

(72)【発明者】

【氏名】リード，クリストファー

(72)【発明者】

【氏名】ルイス，ジェイムズ

【審査官】中島 亮

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３１８７０３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－１６５７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７１００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１３１１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００７０６０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２４９５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００８７８１４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｇ０６Ｆ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つまたは複数のコンピュータ回路カードを収容するように構成されたコンピュータ回路カードケージシステムであって、
その中に形成された１つまたは複数の開口部を有する複数の壁を含むハウジングと、
１つまたは複数の前記壁に支持され、コンピュータ回路カードを支持するように構成された複数の支持レールであって、前記複数の支持レールは、前記支持レールを通る流体の流れを促進するためにその中に形成された１つまたは複数の開口部を有し、
前記流体の流路が、前記ハウジングの前記壁の前記１つまたは複数の開口部と、前記支持レールの前記１つまたは複数の開口部とを通り、
前記複数の支持レールのうちの第１の支持レールが、前記ハウジングの前記複数の壁のうちの第１の壁に支持され、前記第１の支持レールに対応する第２の支持レールが、前記ハウジングの前記複数の壁のうちの第２の壁に支持され、前記第２の壁が、前記第１の壁の反対側に配置され、前記第１及び第２の支持レールが、前記コンピュータ回路カードを支持するように動作可能であり、
前記第１の支持レールを貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と、前記第１の壁を貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部とが、前記第２の支持レールを貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と、前記第２の壁を貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と流体連通して、前記第１の壁と前記第２の壁との間の前記コンピュータ回路カードケージシステムを通る流体の流れを促進する、前記複数の支持レールと、
前記コンピュータ回路カードケージシステムを通り且つ前記第１の壁及び前記第２の壁を通る前記流体の流れを周囲環境に押し流すように構成され、前記第２の壁に支持された強制空気システムと、を備える、
コンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項2】

前記支持レールが、熱伝導性材料で作られている、請求項１に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項3】

前記ハウジングの前記複数の壁に形成された前記１つまたは複数の開口部に隣接する前記複数の壁によって支持された１つまたは複数のフィンをさらに備える、請求項１に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項4】

前記第１の壁及び前記第２の壁が、少なくとも部分的に、前記第１の壁と前記第２の壁との間にコンピュータ回路カード格納キャビティを画定し、前記コンピュータ回路カード格納キャビティが、１つまたは複数のコンピュータ回路カードを格納するように構成されている、請求項１に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項5】

前記支持レールが、前記コンピュータ回路カードケージシステム内の離間した位置で支持される、請求項１に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項6】

前記支持レールの少なくとも一部が、そこを通る流体の流れを促進するために、その中に形成された複数の開口部を備える、請求項５に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項7】

前記強制空気システムが、
ファンと、
前記ファンと共に動作可能なファンマニホールドであって、前記支持レールの前記１つまたは複数の開口部を通して前記流体を導くように動作可能な、１つまたは複数の空気チャネルを備える前記ファンマニホールドと、
前記ファンマニホールドの前記１つまたは複数の空気チャネルを覆うように動作可能であるカバーと、を含む、請求項１に記載のコンピュータ回路カードケージシステム。

【請求項8】

１つまたは複数のコンピュータ回路カードを収容するように構成されたコンピュータ回路カードケージシステムを構成する方法であって、
その中に形成された１つまたは複数の開口部を有する複数の壁を含むハウジングを含むように前記コンピュータ回路カードケージシステムを構成することと、
１つまたは複数の前記壁に支持され、コンピュータ回路カードを支持するように構成された複数の支持レールであって、前記支持レールを通る流体の流れを促進するためにその中に形成された１つまたは複数の開口部を有する、前記複数の支持レールを含むように前記コンピュータ回路カードケージシステムを構成し、
前記流体の流路が、前記ハウジングの前記壁の前記１つまたは複数の開口部と、前記支持レールの前記１つまたは複数の開口部とを通る、ことと、
前記複数の支持レールのうちの第１の支持レールを、前記ハウジングの前記複数の壁のうちの第１の壁に支持されるように構成することと、
前記第１の支持レールに対応する第２の支持レールを、前記ハウジングの前記複数の壁のうちの第２の壁に支持されるように構成することであって、前記第２の壁が、前記第１の壁の反対側に配置され、前記第１及び第２の支持レールが、前記コンピュータ回路カードを支持するように動作可能であるように構成し、
前記第１の支持レールを貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と、前記第１の壁を貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部とが、前記第２の支持レールを貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と、前記第２の壁を貫通して形成された前記１つまたは複数の開口部と流体連通して、前記第１の壁と前記第２の壁との間の前記コンピュータ回路カードケージシステムを通る流体の流れを促進する、ことと、
前記コンピュータ回路カードケージシステムが、前記第２の壁に支持され、前記コンピュータ回路カードケージシステムを通り且つ前記第１の壁及び前記第２の壁を通る前記流体の流れを周囲環境に押し流すように構成された、強制空気システムを含むように構成することを含むように構成することと、を含む、
方法。

【請求項9】

前記支持レールは前記コンピュータ回路カードケージシステム内の離間した位置で支持される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記支持レールの少なくとも一部が、その中を通る前記流体の流れを促進するために、その中に形成された複数の開口部を含むように構成することをさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記強制空気システムを構成することであって、
ファンと、
前記ファンと共に動作可能なファンマニホールドであって、前記支持レールの前記１つまたは複数の開口部を通して前記流体を導くように動作可能な、１つまたは複数の空気チャネルを備える前記ファンマニホールドと、
前記ファンマニホールドの前記１つまたは複数の空気チャネルを覆うように動作可能であるカバーと、を含む、前記強制空気システムを構成することをさらに含む、
請求項８に記載の方法。

【請求項12】

前記コンピュータ回路カードケージシステムが、前記１つまたは複数の開口部に隣接する前記壁によって支持された１つまたは複数のフィンを含むように構成すること、をさらに含む、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

コンピュータ回路カード及び拡張カードは、現代社会において広く普及しており、多種多様な計算応用におけるコンピュータシステムの操作に使用される。高い電力密度を有するコンピュータ回路カードは、高温で動作する傾向があり、冷却が困難である。嵩高で大型の液体冷却システムは、コンピュータ回路カードに適切な冷却を提供するために、カードを保持するカードケージに実装されることが多い。しかしながら、コンピュータ回路カード及びカードケージは、コンピュータ回路カード及びカードケージの取り付けに小さなスペースしか使用できないシステムにおいてしばしば使用される。したがって、空間的制約があるシステム内では液体冷却システムを収容するのに十分な余地がないため、大きな液体冷却システムを使用してコンピュータ回路カードを冷却することができない。多くの場合、１つのモードだけの熱伝達／冷却（例えば、伝導支持レールまたは強制空冷）をカードケージ内で利用して、空間的制約があるコンピュータシステム内のコンピュータ回路カードを冷却することができる。コンピュータカードを適切に冷却するために、追加の熱伝達及び／または冷却運転またはシステムが必要であることが多い。したがって、コンピュータ回路カードの適切な動作温度及び予測可能な所望の動作を確実にするために、空間に限りがあるシステムにおけるコンピュータカードを冷却するための冷却システムの改良及び革新が展開され続けている。

【0002】

本発明の特徴及び利点は、本発明の特徴を一例として共に例示する添付図面と併せて、以下の詳細な説明から、明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0003】

【図1】本開示の一例に係るカードケージシステムの等角図を示す。

【図2a】図１のカードケージシステムの内部構成を第１の側面から見た等角図を示す。

【図2b】図１のカードケージシステムの内部構成を第２の側面から見た等角図を示す。

【図3】図１のカードケージシステムの正面図を示す。

【図4a】図１のカードケージシステムの第１の側面の側面図を示す。

【図4b】図３に示すカードケージシステムの線ＡＡに沿った、図１のカードケージシステムの断面図を示す。

【図5a】図１のカードケージシステムの第２の側面の側面図を示す。

【図5b】ファン及びカバーが取り外された図５ａのカードケージシステムの第２の側面の側面図を示す。

【図6】図３に示すカードケージシステムの線ＢＢに沿った、図１のカードケージシステムの断面図を示す。

【図7】図１のカードケージシステムの正面図を示す。

【図8】図７の断面Ｃの拡大図を示す。

【図9】図１のカードケージシステムの正面図を示し、カードケージシステム内の空気流を示す。

【0004】

次に、例示した典型的な実施形態を参照して、本明細書ではこれらを説明するために特定の言語を用いる。それにもかかわらず、それによって本発明の範囲の限定が意図されることはないことを理解すべきである。

【発明を実施するための形態】

【0005】

本明細書で用いる場合、用語「実質的に」は、作用、特性、性質、状態、構造、項目、または結果の完全またはほぼ完全な範囲または程度を指す。例えば、「実質的に」囲まれている物体は、その物体が完全に囲まれているか、またはほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的な完全性からのずれの正確な許容される程度は、場合によっては、特定の状況に依存し得る。しかし、一般的に言って、完成に近づくと、絶対で完全な完成が得られたかのように、同じ全体的な結果が得られるようになる。「実質的に」を用いることは、作用、特性、性質、状態、構造、項目、または結果の完全またはほぼ完全な欠如を指す否定的な意味で用いる場合にも、等しく適用される。

【0006】

本明細書で用いる場合、「隣接する」は、２つの構造または要素が近接していることを指す。特に、「隣接している」と特定される要素は、当接しているかまたは接続されている場合がある。このような要素は、必ずしも互いに接触することなく、互いに接近または近接していてもよい。近接の正確な程度は、場合によっては、特定の状況に依存し得る。

【0007】

本発明の考え方の最初の概略を以下に示し、その後、特定の例についてより詳細に説明する。この最初の概要は、読み手が例をより迅速に理解することを助けることを目的としているが、例の重要な特徴または本質的な特徴を特定することは意図しておらず、特許請求の範囲に記載された対象の範囲を限定することも意図していない。

【0008】

本明細書では、１つまたは複数のコンピュータ回路カードを収容するように構成されたコンピュータ回路カードケージシステムが開示される。本コンピュータ回路カードケージシステムは、その中に形成された１つまたは複数の開口部を有する１つまたは複数の壁を含むハウジングを含むことができる。カードケージシステムは、１つまたは複数の壁のうちの１つまたは複数に支持された１つまたは複数の支持レールをさらに含むことができる。支持レールは、コンピュータ回路カードを支持するようにそれぞれ構成され得る。１つまたは複数の支持レールは、１つまたは複数の支持レールを通る流体の流れを促進するために、その中に形成された１つまたは複数の開口部を有し得る。流体の流路は、ハウジングの壁の１つまたは複数の開口部と、支持レールの１つまたは複数の開口部とを通り得る。

【0009】

本明細書では、さらに、１つまたは複数のコンピュータ回路カードを収容するように構成されたコンピュータ回路カードケージシステムを構成する方法が開示される。本方法は、その中に形成された１つまたは複数の開口部を有する、１つまたは複数の壁を含むハウジングを含むようにカードケージシステムを構成することを含むことができる。本方法は、１つまたは複数の壁に支持され、コンピュータ回路カードを支持するように構成された１つまたは複数の支持レールを含むようにカードケージシステムを構成することをさらに含むことができる。本方法は、さらに、１つまたは複数の支持レールを通る流体の流れを促進するために、その中に形成された１つまたは複数の開口部を有するように、１つまたは複数の支持レールを構成することを含むことができる。この流体の流路は、ハウジングの壁の１つまたは複数の開口部と、支持レールの１つまたは複数の開口部とを通ることができる。

【0010】

本技術をさらに説明するために、次に図を参照しながら例を示す。図１を参照すると、本開示の一例によるカードケージシステム１００が示されている。カードケージシステム１００は、１つまたは複数のコンピュータ回路カードを収容するように構成され得る。図示のように、カードケージは、複数の壁を含むハウジング１０１を含むことができる。例えば、カードケージシステム１００のハウジング１０１は、第１の側壁１０２と、第１の側壁１０２に平行に対向して配置された第２の側壁１０４とを含むことができる。後壁１０６は、カードケージシステム１００の後部で第１の側壁１０２及び第２の側壁１０４に当接することができる。さらに、上壁１０８は、カードケージシステム１００の上部において、第１の側壁１０２、第２の側壁１０４及び後壁１０６に当接することができる。底壁１１０は、カードケージシステム１００の底部において、第１の側壁１０２、第２の側壁１０４及び後壁１０６に当接することができる。

【0011】

カードケージシステム１００の第１の側壁１０２、第２の側壁１０４、後壁１０６、上壁１０８及び底壁１１０は、１つまたは複数のコンピュータ回路カード（例えば、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄ参照）を受け入れて保持するように構成された回路カード格納キャビティ１１２を共に形成し、画定することができる。カードケージシステム１００は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄの１つまたは複数に各々接触し、支持する複数の支持レールを含むことができる。

【0012】

加えて、図１に示すように、カードケージシステム１００は、カードケージシステム１００の側壁の１つ（例えば、図示の第２の側壁１０４）を覆う開口部カバー１１６をさらに含むことができる。ファン１１８は、開口部カバー１１６に取り付けられ、支持され得る。以下でより詳細に説明するように、ファン１１８は、カードケージシステム１００を通る冷却流体（例えば、周囲空気または他の気体）を押し流すように動作することができる。「空気」という用語は、本開示内で使用されるが、本開示は、この特定のタイプの流体に任意の方法で限定されることを意図しない。実際に、冷却流体は、カードケージシステム１００内で使用することができる冷却または加熱のための任意の既知の流体を含むことができる。

【0013】

カードケージシステム１００の更なる詳細を、図２ａ及び図２ｂを参照して示し説明する。図２ａ及び２ｂは、カードケージシステム１００の内部構成をより明確に示すために、上壁１０８及び回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄが取り外されたカードケージシステム１００を示す。

【0014】

図２ａは、第２の側壁１０４が観察者に最も近い状態で見られるようなカードケージシステム１００の等角図を示す。図２ａに示されるように、第１の側壁１０２は、第１の側壁１０２の内側１０３ａ上に支持される複数の支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄを備えることができる。支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄのそれぞれは、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄのうちの１つのための支持面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ及び１２１ｄを備えることができる。コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄは、支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄのそれぞれの支持面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ及び１２１ｄと接触し、インタフェースするように構成され得る。

【0015】

支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄの各々は、全体的にもしくは部分的に熱伝導性材料で作られ得るか、または熱伝導性材料でコーティングされ得る。熱伝導性材料は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄによって生成された熱が熱伝導性支持レールを通ってコンピュータ回路カードから離れる熱伝導を促進し、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄを冷却するために熱が周囲環境に放散されることを可能にすることができる。

【0016】

図２ｂは、第１の側壁１０２が観察者に最も近い状態で見られるようなカードケージシステム１００の等角図を示す。図１及び図２ａに示すように、第２の側壁１０４は、第２の側壁１０４の内側１０５ａ上に支持される複数の支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄを含むことができる。支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄのそれぞれは、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄのうちの１つのための支持面１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ及び１２３ｄを含むことができる。コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄは、支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄのそれぞれの支持面１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ及び１２３ｄと接触し、インタフェースするように構成され得る。

【0017】

支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄのそれぞれは、全体的にまたは部分的に熱伝導性材料で作られ得るか、または熱伝導性材料でコーティングされ得る。実施例の材料は、アルミニウム、銅、グラファイト、熱伝導性セラミックス及び当業者に明らかな他のものを含むが、これらに限定されない。実施例のコーティングは、サーマルグリース、ペースト、ゲル、グラファイト、グラファイトパッド、相変化材料及び当業者に明らかな他のものを含むことができるが、これらに限定されない。熱伝導性材料は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄによって生成された熱がコンピュータ回路カードから離れる熱伝導を促進し、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄを冷却するために熱が周囲環境に放散されることを可能にすることができる。

【0018】

図３は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄが取り外されたカードケージシステム１００の正面図を示す。第２の側壁１０４と第１の側壁１０２とは、互いに対向する位置にある。第１の側壁１０２及び第２の側壁１０４は、少なくとも部分的に、第１の側壁１０２と第２の側壁１０４との間に回路カード格納キャビティ１１２を画定する。回路カード格納キャビティ１１２は、支持レールの支持面上に１つまたは複数のコンピュータ回路カードを格納するように構成される。

【0019】

図示のように、第１の側壁１０２は、互いに離間した位置にそれぞれ配置された第１の支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄを備える。第２の側壁１０４は、第１の支持レールと実質的に同じである互いに離間した位置にそれぞれ配置された第２の支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄを備える。言い換えれば、支持レール１２０ａは、支持面１２１ａと支持面１２３ａとがコンピュータ回路カードを支持するために同一平面上にあるように、支持レール１２２ａと実質的に同一平面上に位置する。

【0020】

第１の側壁１０２上の支持レール１２０ａの支持面１２１ａ及び１２３ａ、ならびにそれに対応して第２の側壁１０４上に配置された支持レール１２２ａは、カードケージシステム１００の回路カード格納キャビティ１１２内に第１の回路カードスロット１２４ａを少なくとも部分的に画定する。同様に、支持レール１２０ｂの支持面１２１ｂ及び１２３ｂ、ならびに対応して配置された支持レール１２２ｂは、第２の回路カードスロット１２４ｂを少なくとも部分的に画定する。支持レール１２０ｃの支持面１２１ｃ及び１２３ｃ、ならびに対応して配置された支持レール１２２ｃは、少なくとも部分的に第３の回路カードスロット１２４ｃを画定する。同様に、支持レール１２０ｄの支持面１２１ｄ及び１２３ｄ、ならびに対応して配置された支持レール１２２ｄは、第４の回路カードスロット１２４ｄを少なくとも部分的に画定する。カードスロット１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ及び１２４ｄのそれぞれは、コンピュータ回路カードをその中に受け入れ、コンピュータ回路カードを各カードスロットの支持面に支持するように構成される（例えば、図１参照）。

【0021】

図４ａは、カードケージシステム１００の第１の側壁１０２の側面図を示し、第１の側壁１０２の外側１０３ｂを示す。複数の開口部１２５（例えば、開口部１２５ａ、１２５ｂ及び１２５ｃを含む）は、第１の側壁１０２に形成され得る。一例に従って示されるように、３列の開口部１２５が、第１の開口部１２５ａ、第２の開口部１２５ｂ及び第３の開口部１２５ｃを含んで第１の側壁１０２内に形成され得る。

【0022】

加えて、フィン１１９が、第１の側壁１０２上に形成または支持され得、各フィン１２２は、第１の側壁１０２を通して形成される開口部１２５の間に配置され得る。フィン１１９は、熱伝達を助けることができる。フィン１１９は、カードケージシステム１００の第１の側壁１０２の外面上の延長部である。フィン１１９などのフィンは、周囲環境と第１の側壁１０２との間の対流を増大させることによって、カードケージシステム１００への、またはそこからの熱伝導率を上げる。対流は、第１の側壁１０２の表面積を増加させることによって増大し、次に、熱伝達率を増大させ、カードケージシステム１００内に収容されたコンピュータ回路カード１１４を冷却するのを助ける。

【0023】

図４ｂは、図３に示す線ＡＡに沿ったカードケージシステム１００の断面図を示す。支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄは、第１の側壁１０２の内側１０３ａ上に支持されて示されている。第１の側壁１０２上に「支持される」支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄは、第１の側壁１０２と一体的に形成される支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄを含むことができ、第１の側壁１０２とは別個に形成され、それに取り付けられる支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄをさらに含むことができる。

【0024】

図４ｂに示すように、開口部１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃは、支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃのそれぞれを貫通して形成され得る。第１の側壁１０２内の開口部１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃは、第１の側壁１０２の外側１０３ｂから厚さ全体を通り、内側１０３ａを通って外に延びることができる。開口部１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃは、支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃの厚さ全体を通って延びることができる。第１の側壁１０２の開口部１２５ａ、１２５ｂ及び１２５ｃは、第１の側壁１０２及び支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃを通る冷却流体（例えば、周囲空気または他のガス状流体）のための流体流路を提供するために、支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃの開口部１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃと実質的に整列することができる。

【0025】

図５ａ、図５ｂ及び図６は、第２の側壁１０４の様々な図を示す。図５ａは、カードケージシステム１００の側面図を示し、カードケージシステム１００の外側から見た第２の側壁１０４を示す。図５ａは、第２の側壁１０４の外側１０５ｂを示す。第２の側壁１０４は、第１の側壁１０２及び第２の側壁１０４の開口部１２５及び１２６の１つまたは複数を通って冷却流体（例えば、空気）を押し流すように構成された強制空気システム１１５を支持することができる。強制空気システム１１５は、第２の側壁１０４内に形成された複数の開口部１２８（図５ｂ参照）を取り囲んで覆う位置で第２の側壁１０４上に支持された開口部カバー１１６を含むことができる。強制空気システム１１５は、開口部１２８を通る流体の吹き付けまたは吸引のいずれかを通して開口部１２８のそれぞれを通る流体を押し流すように動作するように構成された、カバー１１６上に支持されたファン１１８をさらに備えることができる。カバー１１６及び開口部１２８は、共に、ファンによって押し流された流体が流れる１つまたは複数の空気チャネルを画定するファンマニホールドとして機能することができる。マニホールドの空気チャネルは、開口部１２８の空気チャネルと、カバー１１６によって画定され、ファン１１８の動作によって流体が流される空気チャンバ１３０とを含むことができる。加えて、ファンマニホールドは、カバー１１６内に形成された個々のチャネル、または開口部１２８からファン１１８への管及び通路を含むように修正されてもよい。

【0026】

図５ｂは、カードケージシステム１００の第２の側壁１０４の側面図を示し、カバー１１６及びファン１１８が取り外された状態の第２の側壁１０４の外側１０５ｂを示す。複数の開口部１２７（開口部１２７ａ、１２７ｂ及び１２７ｃを含む）は、第２の側壁１０４内に形成され得る。一例に従って示されるように、３列の開口部１２７が、第１の開口部１２７ａ、第２の開口部１２７ｂ及び第３の開口部１２７ｃを含む第２の側壁１０４内に形成され得る。

【0027】

図６は、図３に示す線ＢＢに沿ったカードケージシステム１００の断面図を示す。支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄは、第２の側壁１０４の内側１０５ａ上に支持されて示されている。第２の側壁１０４上に「支持される」支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄは、第２の側壁１０４と一体的に形成される支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄを含むことができ、第２の側壁１０４とは別個に形成され、それに取り付けられる支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄをさらに含むことができる。

【0028】

図６に示すように、開口部１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃは、支持レール１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃのそれぞれを貫通して形成され得る。第２の側壁１０４内の開口部１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃは、第２の側壁１０４の外側１０５ｂから厚さ全体を通り、内側１０５ａを通って外に延びることができる。支持レールの開口部１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃは、支持レール１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃの厚さ全体を通って延びることができる。第２の側壁１０４の開口部１２７ａ、１２７ｂ及び１２７ｃは、第１の側壁１０２及び支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃを通る冷却流体（例えば、周囲空気または他のガス状流体）のための流体流路を提供するために、支持レール１２０ａ、１２０ｂ及び１２０ｃの開口部１２８ａ、１２８ｂ及び１２８ｃと実質的に整列することができる。

【0029】

図４ｂ及び図６に示すように、開口部は、必ずしも全ての支持レールに形成される必要はない。開口部は、カードケージシステム１００内の１つまたは複数の支持レール、最大で全ての支持レールに形成され得る。さらに、本明細書に記載の支持レールは、側壁と一体的に形成されるか、または側壁とは別個に作成され、次いで側壁に取り付けられるかのどちらかであればよいことを理解されたい。支持レールが側壁と一体的に形成される構成では、各開口部は、側壁及び支持レールの両方を通って形成される単一の開口部であってもよい。別の構成では、支持レールが側壁とは別個に形成され、次いで側壁に取り付けられる場合、側壁及び支持レール内に別個の開口部が形成され得る。支持レールは、側壁内の開口部が支持レールの開口部と実質的に整列して側壁及び支持レールを通る流体流路を形成するように、側壁に取り付けられ得る。

【0030】

明確にするために、図４ａ、図４ｂ、図５ｂ及び図６では、全ての開口部が個々に識別されているわけではなく、図示のように、開口部１２５及び１２６は、支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃの長さの大部分にわたって配置されている。開口部１２５及び１２６は、第１の側壁１０２及び第２の側壁１０４の両側から開口部にアクセス可能であるように、第１の側壁１０２及び第２の側壁１０４の厚さ全体をそれぞれ通して形成され得る。したがって、任意の気体または周囲空気などの流体は、第１の側壁１０２の開口部１２５を通る流体流路に沿って第１の側壁１０２を通過することができる。任意の気体または周囲空気などの流体は、第２の側壁１０４の開口部１２６を通る流体流路に沿って第２の側壁１０４をさらに通過することができる。さらに、図４ａから図６は、開口部１２５及び１２６が、支持レール及び側壁に形成されるような楕円形の形状を有することを示す。しかしながら、開口部の形状は、本開示による任意の方法での限定を意図されない。任意の形状の開口部が使用され得る。

【0031】

図７は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄがカードケージシステム１００内に支持されているカードケージシステム１００の正面図を示す。コンピュータ回路カード１１４ａは、少なくとも支持レール１２０ａの支持面１２１ａに支持され、コンピュータ回路カード１１４ｂは、少なくとも支持レール１２０ｂの支持面１２１ｂに支持され、コンピュータ回路カード１１４ｃは、少なくとも支持レール１２０ｃの支持面１２１ｃに支持され、コンピュータ回路カード１１４ｄは、少なくとも支持レール１２０ｄの支持面１２１ｄに支持されている。

【0032】

コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄのそれぞれは、それらのそれぞれの支持面１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ及び１２１ｄと物理的に接触することができる。各コンピュータ回路カードが熱伝導性支持レールと接触した状態で、動作中に各コンピュータ回路カードによって発生した熱をコンピュータ回路カードから離れるように伝導させて、コンピュータ回路カードの冷却を促進することができる。

【0033】

図８は、図７の断面Ｃの拡大図を示す。図８は、コンピュータ回路カード１１４ａを通って熱伝導性支持レール１２０ａに、第１の側壁１０２に、そして最終的に周囲環境に出る、伝導による熱Ｈの流れを示す。他のコンピュータ回路カード１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄは、図８に示されるものと同様の方法で冷却される。

【0034】

伝導において、熱Ｈは、第１の温度位置から第２の温度位置に伝達される。伝導を行うためには、２つの位置の間に温度差が存在しなければならない。熱Ｈの伝達は、２つの場所の間に温度における差異（すなわち、温度差）がある限り継続するが、２つの場所が同じ温度に達すると、熱平衡が確立され、熱伝達が停止する。当業者に知られているように、伝導は、熱Ｈをより高い温度の位置からより低い温度の位置へ流す。図８に示す例では、コンピュータ回路カード１１４ａはＴ１の温度を有し、第１の側壁１０２の支持レール１２０ａはＴ２の温度を有し、周囲環境はＴ３の温度を有する。熱Ｈがコンピュータ回路カード１１４ａから周囲環境に流れるためには、Ｔ１がＴ２より高く、Ｔ２はＴ３より高いと仮定する。

【0035】

温度における差異により、コンピュータ回路カード１１４ａの動作によって発生した熱Ｈは、支持レール１２０ａ及び第１の側壁１０２を介して環境に流れる。温度Ｔ１、Ｔ２及び／またはＴ３間の差が大きいほど、熱Ｈの流れがコンピュータ回路カード１１４ａからより多く離れる。すなわち、温度差が大きいほど、熱伝導率が高くなる。支持レール１２０ａがコンピュータ回路カード１１４ａよりも低い温度Ｔ２にある限り、熱伝達は継続する。

【0036】

カードケージシステム１００は、本開示の一例に従って、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄのハイブリッド冷却を提供するように構成される。図８に示すコンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄの伝導冷却に加えて、カードケージシステム１００は、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄの対流冷却、ならびに開口部１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ、１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ及び１２８ｄを通る冷却空気の流れによる側壁１０２、１０４及び支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄの対流冷却を提供する。

【0037】

図９は、カードケージシステム１００のコンピュータ回路カード、側壁及び支持レールの対流冷却を示す。図９に示すように、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄは、側壁及び支持レールの１つまたは複数に形成された開口部を通ってカードケージシステム１００に入る流体流Ｆによって冷却され得る。流体流Ｆが第１の側壁１０２及び支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄの開口部を通って入ると、流体流Ｆは、第１の側壁１０２（第１の側壁１０２上に支持された支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄを含む）から熱Ｈ１を引き込み、第１の側壁１０２ならびに支持レール１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ及び１２０ｄを対流冷却する。ファン１１８は、少なくとも１つの例によれば、ファン１１８の作動によって第１の側壁１０２の開口部を通ってカードケージシステム１００に入るように流体流Ｆを押し流すことができる。

【0038】

第１の側壁１０２内の開口部は、第２の側壁１０４内の開口部と流体連通し、流体流Ｆは、カードケージシステム１００を通って第１の側壁１０２から第２の側壁１０４まで、側壁間のキャビティ１１２の中を流れ続ける。流体流Ｆが第１の側壁１０２から第２の側壁１１４に移動すると、流体流Ｆは、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄのそれぞれから熱Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４及びＨ５を引き込み、カードを対流冷却する。次いで、流体流Ｆは、支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄならびに第２の側壁１０４に形成された開口部１２７ａ、１２７ｂ、１２７ｃ、１２７ｄ、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ及び１２８ｄを通って第２の側壁１０４を通って出て、第２の側壁１０４及び支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄから熱Ｈ６を引き込み、第２の側壁１０４及び支持レール１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ及び１２２ｄを対流冷却する。次いで、流体流Ｆは、カバー１１６によって画定される空気チャンバ１３０（一点鎖線で示される）に入り、最終的に、ファン１１８によって周囲環境に排出される。

【0039】

本開示の実施例は、現在の技術水準を超える多くの利点及び有益な効果をもたらす。本開示の実施例は、付加的な大型で嵩高の液体冷却システムを必要とせずに、小さな制約された空間において、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄの対流及び伝導冷却の両方を提供する。伝導及び対流冷却の両方を使用すると、伝導または対流冷却の一方のみを使用する場合よりも、コンピュータ回路カード１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ及び１１４ｄをより効率的かつより迅速に冷却する。

【0040】

さらに、支持レールのそれぞれに形成された開口部は、冷却流体が支持レールを通って流れることを可能にし、それによって支持レールを対流冷却する。支持レールを対流冷却することにより、支持レールの、コンピュータ回路カードから熱が離れるように伝導する能力が増大する。温度差が大きくなると、熱伝導率が高くなる。伝導熱伝達率は、異なる温度の２つの位置の間の温度差が大きくなるにつれて高まる。支持レールの対流冷却により、コンピュータ回路カードと比較して支持レールの温度が低下し、したがって、熱伝導率が高まり、コンピュータ回路カードから引き出される熱量が増大する。したがって、支持レールに対流冷却を提供することで、以下によるコンピュータ回路カードの冷却が改善される。１）コンピュータ回路カードを、支持レールを介して伝導冷却する。２）コンピュータ回路カードを対流冷却する。３）コンピュータ回路カードの伝導冷却を促進する支持レールを対流冷却することによって、コンピュータ回路カードの伝導冷却を改善する。これにより、コンピュータ回路カードの熱伝達及び全体的な冷却が、本明細書に記載の例によって改善される。

【0041】

本明細書に記載の例は、カードケージシステム内の要素の冷却を主に対象としているが、本明細書に記載の原理は、加熱される必要がある特定の要素を加熱するためのシステムにも適用することができる。さらに、本明細書に記載の例は、カードケージシステムの開口部に隣接する側壁にファンを配置している。しかしながら、ファン（または複数のファン）は、カードケージシステムの任意の他の壁及び上壁、底壁、前壁、もしくは後壁またはその他の壁に配置され得る。したがって、ファンは、開口部を有する壁に配置されることに限定されない。

【0042】

図面に例示した例を参照し、これらを説明するために本明細書では特定の言語を用いた。しかしながら、それによって本技術の範囲を限定することは意図されていないことを理解されたい。本明細書で例示した特徴の修正及びさらなる変更、ならびに本明細書で例示した例のさらなる応用例は、説明の範囲内であると考えるべきである。

【0043】

本開示では、本明細書に記載のいくつかの実施形態または特徴が、本明細書に記載の他の実施形態または特徴と組み合わせられ得ることを明示的に開示していない場合があるが、本開示は、当業者によって実行可能な任意のそのような組み合わせを説明するために読まれるべきである。本開示において「または」を用いることは、本明細書において特に断りのない限り、非排他的または、すなわち「及び／または」を意味すると理解すべきである。

【0044】

さらに、記載した特徴、構造、または特性は、１つ以上の例において任意の好適な方法で組み合わせてもよい。前述の説明では、記載した技術の例の十分な理解を得るために、種々の構成の例など、多くの特定の詳細が提供された。しかし本技術は、特定の詳細の１つまたは複数を用いずに、または他の方法、コンポーネント、デバイスなどを用いて、実施され得ることが理解される。他の場合では、本技術の態様が不明瞭になることを避けるために、良く知られた構造または動作は図示することも詳細に説明することもしていない。

【0045】

主題は、構造的特徴及び／または動作に固有の言語で説明してきたが、添付の特許請求の範囲において規定される主題は、必ずしも前述した具体的な特徴及び動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、前述した具体的な特徴及び作用は、特許請求の範囲を実施する形態例として開示される。記載した技術の趣旨及び範囲から逸脱することなく、多くの変更及び代替的な配置が考案され得る。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】