Brevet FR2785762A1 — publié le 20000512

BOITIER D'ATTENUATION DU SON ET DE DISSIPATION DE CHALEUR POUR UN DISPOSITIF DE MEMOIRE D'ORDINATEUR La présente invention concerne un dispositif de mémoire d'ordinateur, et elle concerne plus particulièrement un boîtier d'atténuation du son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, capable de traiter efficacement le bruit et la chaleur provenant d'un lecteur de disque dur, en simplifiant une structure de boîtier dans laquelle est logé le lecteur de disque dur, pour faciliter ainsi la fabrica- tion du produit. De façon générale, divers dispositifs de mémoire sont incorporés dans un système informatique, et ces dispositifs sont protégés en utilisant des boîtiers appropriés. D'après des mesures de niveaux de bruit sur des ordinateurs, on sait qu'un niveau de bruit élevé est lié ci des composants d'ordinateur tels qu'une unité de disque dur et un lecteur de disque comprenant un moteur d'entraînement de disque. On va maintenant expliquer la structure d'un lecteur de disque dur de type général, en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant un lecteur de disque dur de type général. Le lecteur de disque se présente normalement sous la forme d'une seule unité et il n'est généralement pas démonté. La vue éclatée est présentée ici simplement pour permettre de comprendre plus aisément à quel moment du bruit se produit. Comme représenté sur cette figure, le lecteur de disque dur comprend : un capot supérieur 1 ; un assemblage de disque 2 ayant un ensemble de plateaux 2a pour enregistrer des données sous la forme de zones magnétisées ; un assemblage de tètes 3 ayant de multiples ttes 3a pour faciliter la lecture et l'écriture de données sur les plateaux 2a en correspondance avec des positions de rotation des plateaux 2a ; un moteur d'axe 4 disposé å la partie inférieure de l'assemblage de disque 2 et qui fait tourner les plateaux 2a, un boîtier de base 5 dans lequel sont lo- ges les éléments ci-dessus et qui vient en contact avec le capot supérieur 1 de façon à protéger contre l'environnement extérieur les éléments qui sont contenus à t'intérieur ; et une carte de circuit imprimé 6 disposée au-dessous du boîtier de base 5, la face 6a de la carte de circuit imprimé qui porte les composants étant dirigée vers le bas. Le lecteur de disque dur ainsi constitué produit du bruit lorsqu'il fonctionne. Plus précisément, pendant l'entrée/sortie de données en relation avec l'assemblage de disque 2, le moteur d'axe 4 est mis en rotation pour faire tourner l'assemblage de disque 2. Ainsi, le bruit se produit à cause de mouvements mécaniques respectifs de la rotation du moteur d'axe, de la rotation de I'assemblage de disque et des composants associés ci I'entrée/sortie de données. Dans un tel lecteur de disque dur classique pour un ordinateur, le bruit qui provient de l'intérieur du lecteur n'a pas un niveau élevé en comparaison avec le niveau de bruit général, ce qui fait qu'un dispositif de réduction de bruit n'est pas installé, afin de diminuer le coût de production. Cependant, conjointement au développement des fonctions des ordinateurs au cours des dernières années, on fait fonctionner le disque dur à une vitesse élevée, et par conséquent le bruit et ta chaleur tendent à augmenter. En outre, conjointement à l'exigence de systèmes informatiques de meilleure qualité, le marché exige des ordinateurs plus silencieux. Comme décrit ci-dessus, le lecteur de disque dur de type général ne comporte pas un dispositif supplémentaire pour résoudre les problèmes de bruit provenant de la rotation des plateaux, du fonctionnement mécanique de I'assemblage de tètes et de la rotation du moteur d'axe ainsi que de la chaleur provenant de la carte de circuit imprimé. II en résuite que des utilisateurs sont dérangés par la pollution sonore, et la chaleur qui est produite peut occasionner un fonctionnement erroné du système informatique, dégradant ainsi la fiabilité du produit. Pour résoudre de tels problèmes, on a introduit un boîtier d'at ténuation de son et de dissipation de chaleur dans lequel est toge un lecteur de disque dur, et on va maintenant décrire sa structure en se référant à la figure 2. La figure 2 est une coupe d'un boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur classique, et d'un lecteur de disque dur placé ci l'intérieur, comme décrit dans le brevet des E. U. A. n 5 510 954. Comme représenté sur cette figure, une structure d'atténuation de son multicouche, 20, est formée de façon à recouvrir un lecteur de disque 10, et un boîtier extérieur 30 forme par un matériau acrylique flexible est disposé de manière ci recouvrir la structure d'atténuation de son 20, afin d'absorber suffisamment le bruit et les vibrations provenant du lecteur de disque dur. La structure d'atténuation de son 20 comprend un élément d'atténuation de son 21 ayant une conductivité thermique élevée pour dissiper la chaleur qui est produite par le lecteur de disque dur. II existe également un élément de transfert de chaleur 50, tel qu'une longueur de tresse de cuivre, dont une extrémité est connectée à l'elément d'atténua- tion de son 21 et I'autre extrémité est mise à nu à l'extérieur, à travers la structure d'atténuation de son 20 et le boîtier extérieur 30, de façon que la chaleur qui est absorbée à partir de l'élément d'atténuation de son 21 puisse tre dissipée à t'extérieur du boîtier extérieur 30. Pour augmenter la dissipation de la chaleur qui est transférée vers t'extérieur du boîtier extérieur 30 par l'intermédiaire de l'élément de transfert de chaleur 50, un radiateur 60 est relié à t'élément de transfert de chaleur 50. La structure de boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur conforme ci l'art antérieur parvient ci un niveau de bruit diminué, du fait que le bruit provenant du lecteur de disque dur 10 est absorbé dans la structure d'atténuation de son 20, et du fait que la chaleur provenant du lecteur de disque dur 10 est dissipée ci l'extérieur par l'intermédiaire de t'élément d'atténuation de son 21, de t'élément de transfert de chaleur 50 et du radiateur 60, ce qui fait que la température interne du lecteur de disque dur n'est pas augmentée. Cependant, une telle structure classique de boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur exige désavantageusement de nombreux composants, ce qui complique la structure, et augmente ainsi le travail nécessaire et le coût de production. En outre, I'utilisation d'un radiateur supplémentaire disposé pour la dissipation de chaleur augmente la taille du produit, et t'effet de dissipation de chaleur a tendance à tre dégradé, du fait qu'il n'existe qu'une seule structure de dissipation de chaleur. La présente invention vise à surmonter les inconvénients classiques. Un but de la présente invention est donc de procurer un boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, capable de traiter effectivement le bruit et la chaleur qui proviennent d'un lecteur de disque dur, tout en simplifiant une structure de boitier du dispositif de mémoire et en facilitant ainsi sa fabrication. Pour atteindre le but décrit ci-dessus, I'invention procure un boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, qui comprend une boite ayant une partie suprieure ouverte et qui reçoit à l'intérieur des parties périphériques du dispositif de mémoire, un couvercle ayant une partie atéra) e coupée de façon à mettre partiellement à nu les parties périphériques du dispositif de mémoire et remplissant la fonction d'un élément de dissipation de chaleur et recouvrant une partie supérieure de la boite, et un élément d'absorption de bruit qui est placé le long de la périphérie intérieure de chacun des éléments comprenant la boîte et le couvercle, et constituant un écran pour un bruit provenant des parties périphériques du dispositif de mémoire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est une vue en perspective éclatée illustrant un assemblage de lecteur de disque dur de type général ; La figure 2 est une coupe illustrant un boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur et un lecteur de disque dur placé à l'inte- rieur, conformément à fart antérieur ; La figure 3 est une vue en perspective illustrant un boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme ci un premier mode de réalisation de la présente invention ; La figure 4 est une vue en plan illustrant le boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme au premier mode de réalisation de la présente invention ; La figure 5 est une coupe selon la ligne V-V'de la figure 4 ; et La figure 6 est une coupe illustrant le boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme ci un second mode de réalisation de la présente invention. En se référant aux dessins annexés, on va maintenant décrire le boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme à la présente invention. La figure 3 est une vue en perspective illustrant un boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur conforme ci un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 4 est une vue en plan illustrant le boîtier d'atténuation de son et de protection contre la chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme au premier mode de réalisation de la présente invention, et la figure 5 est une coupe selon la ligne V-V'sur la figure 4. Comme représenté dans les dessins, le boîtier d'atténuation de son et de protection contre la chaleur 100 pour un dispositif de mémoire d'ordinateur conforme à la présente invention, comprend une boite 110 destinée à recevoir à l'intérieur un lecteur de disque dur (non représenté sur la figure 3), un couvercle 120 dont une partie est coupée, c'est-à-dire ouverte, pour former un orifice de dissipation de chaleur 120a, qui est découpé dans une partie latérale du couvercle 120, et qui est fixé de fa çon détachable sur un autre côté de la boîte 110, pour recouvrir ainsi la partie supérieure de la boite 110, et des éléments d'absorption de bruit 200 fixés le long des périphéries intérieures de la boite 110 et du couvercle 120. Cependant, lorsqu'on installe le lecteur de disque dur (non représenté sur la figure 3), une carte de circuit imprimé 300 est placée de façon que le lecteur de disque devienne une surface supérieure de la carte de circuit imprimé 300, dans une condition dans laquelle le côté "composants"300a de la carte de circuit imprimé 300 est mis à nu au niveau de l'orifice de dissipation de chaleur 120a. De plus, I'orifice de dissipation de chaleur 120a est formé de façon à ne pas exposer à t'extérieur plus de 80% de l'aire du côté "composants"300a de la carte de circuit imprimé. L'orifice de dissipation de chaleur 120a est formé dans le couvercle 120 pour dissiper la chaleur qui résulte du fonctionnement du lecteur de disque dur (non représenté) installé dans le boîtier 100. Ainsi, des parties de génération de chaleur du lecteur de disque dur (non représenté) sont des parties de circuit respectives qui sont montées sur le côté"composants"300a de la carte de circuit imprimé 300, et les parties de circuit respectives, montées sur la carte de circuit imprimé 300, sont ainsi exposées à l'extérieur. L'élément d'absorption de bruit 200 est formé ici par un maté- riau de type caoutchouc, de façon à absorber et à atténuer fortement des bandes de fréquence de bruit provenant des éléments d'entraînement d'un moteur d'axe (non représenté) qui remplit la fonction d'un composant du lecteur de disque dur (non représenté), et le boîtier 100 est forme par un matériau qui résiste effectivement aux impacts, ft la chaleur, ci la chute et au choc électrique. Comme représenté sur la figure 5, conformément à des considérations théoriques et expérimentales concernant la sélection du boîtier 100, une partie A dans laquelle sont placés des organes d'entraînement du lecteur de disque, produit moins de chaleur et plus de bruit, et une partie B dans laquelle se trouve la carte de circuit imprimé 300 du lecteur de disque produit davantage de chaleur et moins de bruit. En d'autres termes, la partie A comprend des organes mécani- ques tels qu'un moteur d'axe (non représenté), de multiples plateaux (non représentés) et un assemblage de tètes (non représenté), pour introduire/émettre des données en relation avec les plateaux, et elle produit un bruit notable qui est occasionné par la rotation et la friction lorsqu'on fait fonctionner les éléments d'entraînement. Le niveau de bruit caractéristique du lecteur de disque de chaque fabricant va de 36 dB à 42 dB. D'autre part, des composants électroniques tels que la carte de circuit imprimé 300 sont montés dans la partie B pour traiter des signaux de fonctionnement de disque dur et des signaux de commande, et cette partie produit une quantité notable de chaleur, mais le niveau de bruit qu'elle produit est relativement faible en comparaison avec la partie A, du fait que la carte de circuit imprimé 300 elle-mme remplit partiellement la fonction consistant à arrter) le bruit provenant de la partie A. Par conséquent, lorsque le lecteur de disque dur (non repré- senté) est monté dans le boîtier 100 et est mis en fonction, la majeure partie du bruit provenant du lecteur de disque dur (non représenté) est arrtée par les éléments d'absorption de bruit 200 fixés à la boite 110 et au couvercle 120, et de plus la chaleur qui est produite par le lecteur de disque dur (non représenté) est transférée en douceur et est dissipée ci l'extérieur par convection naturelle, du fait qu'une partie du couvercle 120 est ouverte. Plus précisément, du fait de la convection naturelle dans laquelle l'air ayant une température supérieure à celle de l'air ambiant s'éleve, la chaleur qui est produite par le lecteur de disque dur (non représenté) est dissipée vers le haut à travers la partie coupée 120a du couvercle supérieur 120. Conformément au premier mode de réalisation de la présente invention, une partie 120a du couvercle 120 qui correspond ci la carte de circuit imprimé 300 est entièrement coupée. II est également possible de former de multiples trous, ouvertures ou évents de dissipation de chaleur dans le couvercle 120, en correspondance avec 1emplacement du côté "composants"300a de la carte de circuit imprimé, sans couper le couvercle 120. Le boîtier 100 est conçu pour recevoir des disques durs de 13,3 cm (5,25 pouces), qui sont actuellement sur le marché, et il est également applicable, avec les mmes effets, ci des disques durs de 8,9 cm (3,5 pouces). Ainsi, le boîtier 100 peut également tre réalisé pour recevoir des disques durs de 8,9 cm (3, 5 pouces). En se référant ci la figure 6, on va maintenant décrire le boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme au second mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 est une coupe illustrant le boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, conforme au second mode de réalisation de la présente invention. Premièrement, le boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur conforme au second mode de réalisation utilise une caracté- ristique de résonance de Helmholtz et il comprend, comme représenté sur la figure 6, une boite intérieure 400 pour recevoir à l'intérieur un lecteur de disque dur, une boite extérieure 500 enfermant la boîte intérieure 400, et il peut par exemple comprendre un ensemble de nervures de support 600 par lesquelles la boite intérieure 400 est montée et supportée dans la boîte extérieure 500. De multiples trous, orifices, ouvertures ou passages 410 sont formés dans les côtés de la boite intérieure 400, et un lecteur de disque dur (non représenté) est destiné à tre monté dans la boite intérieure 400. Les boites intérieure et extérieure 400,500 sont construites de façon à former un résonateur de Helmholtz dont la caractéristique de résonance de Helmholtz est en accord avec les équations 1 à 3 suivantes : a = 2r.. (3) dans lesquelles fR désigne une fréquence de résonance pour absorber le bruit qui est produit par le lecteur de disque dur, c désigne la vitesse du son dans l'air, P désigne) la porosité, r désigne le rayon de chaque trou 410, a désigne le diamètre du trou 410, S désigne une distance inter-trou, h désigne une épaisseur de la boîte intérieure 400, et D désigne la distance entre la boite intérieure 400 et la boite extérieure 500. En particulier, fR est de préférence la fréquence de la composante de bruit d'amplitude la plus élevee, du bruit qui est produit par le lecteur de disque dur. Par exemple, pour réduire un bruit avec une bande de fré- quence de 3 kHz, si d = 5 mm, h = 1,5 mm et S = 10 mm, le rayon r des trous 410 devient 1,4 mm, ce qui fait qu'il est possible d'atténuer une bande de fréquence de bruit de 3 kHz. Ainsi, lorsque la fréquence de la composante de bruit d'amplitude la plus élevée, provenant du lecteur de disque dur (non représenté) est sélectionnée et employée en correspondance avec la structure de la boîte intérieure 400, le bruit de la bande de fréquence d'amplitude la plus élevée est atténué, ce qui diminue le niveau de bruit global d'un ordinateur. De plus, le lecteur de disque dur (non représenté) produit de la chaleur, sous l'effet d'un fonctionnement mécanique et de la circulation de courant. La chaleur est dissipée par convection naturelle vers l'espace extérieur, à travers les trous 410 formés dans la boîte intérieure 400, ce qui a pour effet d'évacuer la chaleur provenant du lecteur de disque dur. D'autre part, lorsqu'un élément particulier parmi 1'ensemble d'éléments d'entrainement du lecteur de disque dur (non représenté) produit une bande de bruit d'une fréquence particulière, des trous ayant un rayon prédéterminé peuvent tre formés dans la boîte intérieure 400 en position adjacente à cet élément, ou bien des trous ayant différents rayons peuvent tre disposés de façon aléatoire ou régulière. Comme décrit ci-dessus, le boitier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur conforme ci la présente invention, atténue effectivement du bruit et dissipe de la chaleur provenant du lecteur de disque dur, et sa structure simplifiée facilite sa fabrication. II va de soi que de nombreuses modifications peuvent tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'inven- tion. REVENDICATIONS 1. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur (100) pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend : une boîte (110) ayant une partie supérieure ouverte et recevant ci l'intérieur le dispositif de mémoire ; un couvercle (120) recouvrant la partie supérieure ouverte de la boite (110) ; et des moyens d'absorption de son (200) disposés le long d'une périphérie intérieure de la boîte (110) et du couvercle (120), et absorbant le bruit provenant du dispositif de mémoire. 2. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur se Ion la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie de dissipation de chaleur (120a) du couvercle (120) est formée ci un emplacement qui correspond ci une carte de circuit imprimé (300) du dispositif de mémoire. 3. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de dissipation de chaleur (120a) du couvercle (120) est formée en éliminant comptétement une partie latérale du couvercle (120). 4. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de dissipation de chaleur (120a) du couvercle (120) est formée de façon à laisser à nu environ 80% de l'étendue d'une carte de circuit imprimé (300) du dispositif de mémoire. 5. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur se Ion la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (120) comporte une ouverture (120a) qui expose partiellement ci !'extérieur le dispositif de mémoire, pour permettre la convection de chaleur à partir de ce dernier. 6. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur pour un dispositif de mémoire d'ordinateur, caractérisé en ce qu'il comprend : une boite intérieure (400) pour recevoir à l'intérieur un lecteur de disque dur et pour absorber une bande de fréquence de bruit particulière en utilisant une caractéristique de résonance, et ayant dans sa paroi au moins un trou (410) à travers lequel de la chaleur provenant du lecteur de disque dur est dissipée ; et une boite extérieur"500) enfermant) a boîte intérieure (400), et espacée de celle-ci d'une distance prédéterminée*. 7. Boîtier d'atténuation de son et de dissipation de chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier intérieur (400) et le boltier exterieur (500) vérifient les équations : a = 2r.. (3) dans lesquelles fR = fréquence de résonance du bruit à patté- nuer, c = vitesse du son (340 m/s), P = porosité, r = rayon du trou, S = distance entre trous, h = épaisseur de la boîte intérieure (400), et D = distance entre la boîte intérieure (400) et la boîte extérieure (500).