(57)【要約】【課題】  機能変更する際に、当該機能に係わるユニットのみを簡単に、且つ、安価に交換することができるパーソナルコンピュータの提供。【解決手段】  中央演算処理ユニットを第１のボード６上に搭載したメインユニット１と、複数の入出力ポート１７を第２のボード１４上に搭載したＩ／Ｏユニット２と、複数の拡張スロット及び複数規格のＰＣＩデバイスポートを第３のボード２０上に搭載したＰＣＩユニット３とを互いに着脱可能に接続してある。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央演算処理ユニット及びその周辺回路を第１のボード上に搭載したメインユニットと、複数の入出力ポートを第２のボード上に搭載したＩ／Ｏユニットと、複数の拡張スロット及び複数規格のＰＣＩデバイスポートを第３のボード上に搭載したＰＣＩユニットと、を互いに着脱可能に接続したことを特徴とするパーソナルコンピュータ。
【請求項２】
前記メインユニットに設けた第１のバス端子部と前記Ｉ／Ｏポートに設けた第２のバス端子部とを着脱自在に雌雄係合すると共に、前記Ｉ／Ｏポートに設けた第３のバス端子部と前記ＰＣＩユニットに設けた第４のバス端子部とを着脱自在に雌雄係合することにより、前記メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットを互いに着脱可能に接続した請求項１に記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項３】
前記Ｉ／Ｏユニットの側面に対して前記メインユニットを交差するよう接続し、前記ＰＣＩユニットを前記メインユニットと平行に配置すると共に、前記Ｉ／Ｏユニットと交差するようその端縁に接続して、筺体内に収納した請求項２に記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項４】
前記ＰＣＩユニットによって前記筺体内部を上部空間と下部空間とに区画し、冷却ファンを有して前記メインユニットに給電する電源部及び前記中央演算処理ユニットを前記下部空間に設置し、前記筺体の前記冷却ファンと逆側の壁面に吸気ファンを設置した請求項３に記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項５】
前記メインユニットの端部にＡＧＰポートを設け、前記ＰＣＩユニットの該ＡＧＰポートと対応した位置に切欠を形成した請求項３又は４に記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項６】
外部電源に接続可能な一次電源部と、該一次電源部に着脱自在に接続されて、低圧に変圧した電圧を前記メインユニットに給電する二次電源部とから成る電源部を有する請求項１乃至５のいずれかに記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項７】
前記ＰＣＩユニットに、ハードディスクドライブベイと着脱自在に雌雄係合するソケットを設け、前記Ｉ／Ｏユニットに、リムーバブルメディアドライブベイと着脱自在に雌雄係合するコネクタを設け、前記一次電源部と二次電源部とを着脱自在に雌雄係合した請求項６に記載のパーソナルコンピュータ。
【請求項８】
前記第１乃至第３のボードの両面に、それぞれ前記メインユニット、Ｉ／Ｏユニット及びＰＣＩユニットの各構成デバイスが装着されている請求項１乃至７のいずれかに記載のパーソナルコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンパクトで経済的なパーソナルコンピュータに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なパーソナルコンピュータでは、筺体内に収納された１枚のメインボード上に、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、各種Ｉ／Ｏポート、メモリスロット、拡張スロット、ＰＣＩスロット等が全て搭載されている（非特許文献１参照）。
ところで、パーソナルコンピュータの技術は日々進歩しており、特に、ＣＰＵ技術は非常なスピードで変化している。また、次世代ＰＣＩとしてＰＣＩエクスプレスへの移行も予測され、エンドユーザがＩ／Ｏポートの追加を要求する場合もある。
上記従来のパーソナルコンピュータでは、どのような機能変更に対してもメインボード全てを交換しなければならないので、機種変更に要するコストが高く付き、資源を無駄にすることにもなる。
【０００３】
【非特許文献１】「日経パソコン」、日経ＢＰ社、２００２年３月１８日発行、第１４１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、機能変更する際に、当該機能に係わるユニットのみを簡単に、且つ、安価に交換することができるパーソナルコンピュータの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のパーソナルコンピュータは、中央演算処理ユニット及びその周辺回路を第１のボード上に搭載したメインユニットと、複数の入出力ポートを第２のボード上に搭載したＩ／Ｏユニットと、複数の拡張スロット及び複数規格のＰＣＩデバイスポートを第３のボード上に搭載したＰＣＩユニットとを互いに着脱可能に接続してある。
【０００６】
また、本発明のパーソナルコンピュータは次の各構成を採用しても良い。
前記メインユニットに設けた第１のバス端子部と前記Ｉ／Ｏポートに設けた第２のバス端子部とを着脱自在に雌雄係合すると共に、前記Ｉ／Ｏポートに設けた第３のバス端子部と前記ＰＣＩユニットに設けた第４のバス端子部とを着脱自在に雌雄係合することにより、前記メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットを互いに着脱可能に接続した構成。
前記Ｉ／Ｏユニットの側面に対して前記メインユニットを交差するよう接続し、前記ＰＣＩユニットを前記メインユニットと平行に配置すると共に、前記Ｉ／Ｏユニットと交差するようその端縁に接続して、筺体内に収納した構成。
【０００７】
前記ＰＣＩユニットによって前記筺体内部を上部空間と下部空間とに区画し、冷却ファンを有して前記メインユニットに給電する電源部及び前記中央演算処理ユニットを前記下部空間に設置し、前記筺体の前記冷却ファンと逆側の壁面に吸気ファンを設置した構成。
前記メインユニットの端部にＡＧＰポートを設け、前記ＰＣＩユニットの該ＡＧＰポートと対応した位置に切欠を形成した構成。
外部電源に接続可能な一次電源部と、該一次電源部に着脱自在に接続されて、低圧に変圧した電流を前記メインユニットに給電する二次電源部とから成る電源部を有する構成。
前記ＰＣＩユニットに、ハードディスクドライブベイと着脱自在に雌雄係合するソケットを設け、前記Ｉ／Ｏユニットに、リムーバブルメディアドライブベイと着脱自在に雌雄係合するコネクタを設け、前記一次電源部と二次電源部とを着脱自在に雌雄係合した構成。
前記第１乃至第３のボードの両面に、それぞれ前記メインユニット、Ｉ／Ｏユニット及びＰＣＩユニットの各構成デバイスを装着した構成。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットを分離してあるので、ＣＰＵ、ＰＣＩデバイス及びＩ／Ｏポートの機能を変更する際に、対応するユニットを交換するだけで済み、このため、機能変更に要するコストが抑制され、資源を有効に利用できる。
また、ＣＰＵ以外の比較的技術変化の少ないＰＣＩユニット、Ｉ／Ｏユニット、筺体、電源部等を大量生産し、これらを組み立てた状態でコンテナ等により大量一括輸送できるので、製造コストを低く抑えられるばかりか、部品の運送及び保管に要するコストも低減することが可能で、技術変革の激しいＣＰＵを搭載したメインユニットのみを随時生産して搭載することにより、きめ細かい受注生産を行うことができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、各バス端子部を係脱するだけで、メインユニットと、ＰＣＩユニットと、Ｉ／Ｏユニットとを簡単に着脱し、バス端子部を介してＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットの構成デバイスをＣＰＵに接続することができ、しかも、メインユニット及びＰＣＩユニットをＩ／Ｏユニットへ接続してあるので、技術革新が著しいメインユニットを着脱しやすい。
請求項３に係る発明によれば、メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットをコンパクトに組み立てることができるので、パーソナルコンピュータ全体を小型化することが可能であり、交換頻度の高いメインユニットを出し入れしやすい。
【００１０】
請求項４に係る発明によれば、筺体内部を区画した狭い下部空間に発熱量の多いＣＰＵ及び電源部を設置し、冷却ファンと吸気ファンとによって下部空間を直線的に通過する気流を形成したので、熱を筺体外部へ効率的に排出することができる。
請求項５に係る発明によれば、従来のカードタイプのＣＰＵボードでは、ＡＧＰをサポートしていなかったため、ＡＧＰポートを設けてグラフィックスボードを装着することができなかったのに対し、ＰＣＩユニットにグラフィックスボードと干渉し合わないよう切欠を形成したので、非常にコンパクトであるにもかかわらず、グラフィックスボードを装着することができる。
請求項６に係る発明によれば、比較的故障しやすい回転部（冷却ファン）を有する一次電源部と、故障しにくい二次電源部とを分離してあるので、故障発生時や電力容量を変更する際に一次電源部のみを交換可能であり、一次電源部及び二次電源部のそれぞれを小さくできるので、狭いスペースにも収納することができる。
【００１１】
請求項７に係る発明によれば、ハードディスクドライブベイとＰＣＩユニット、リムーバブルメディアドライブベイとＩ／Ｏユニット、一次電源部と二次電源部とを接続するのにケーブルが不要なため、着脱しやすくて組立費用を低減でき、電磁波障害が発生しにくい。
請求項８に係る発明によれば、第１乃至第３のボードの面積を小さくできるので、パーソナルコンピュータが小型化され、ＣＰＵ等の熱や高周波を発生しやすいデバイスと、そうでないデバイスとをボードの両面に分けて配置することにより、高い遮蔽効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、上下方向の記載は図１乃至図３の上下方向と一致させた。
本発明のパーソナルコンピュータは、互いに着脱可能に接続されたメインユニット１、Ｉ／Ｏユニット２及びＰＣＩユニット３と（図１乃至図３）、接続された各ユニット１，２，３を着脱自在に収納する筺体４（図１３）とを有する。
メインユニット１は、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）５と、チップセット１１を含むその周辺回路を第１のボード６上に搭載して成る（図３）。
【００１３】
図４に示すように、第１のボード６の上面一端部にはＡＧＰスロット８が設けられ、これに隣り合ってＳ．Ｏ．ＤＩＭＭ  ２００ｐｉｎ等のメモリスロット９が設けられる。
また、図５に示すように、第１のボード６の下面にはＣＰＵソケット１０及びチップセット１１が設けられ、他端縁には第１のバス端子部（例えば、ＥＩＳＡバス端子雄部）１３が突設されている。
図２及び図３に示すように、メインユニット１のＡＧＰスロット８には、必要に応じてグラフィックスボード７が、メモリスロット９にはＤＤＲ  ＳＤＲＡＭ等のメモリが、ＣＰＵソケット１０にはＣＰＵ５がそれぞれ着脱自在に取付けられる。
【００１４】
Ｉ／Ｏユニット２は、図６及び図７に示すように、第２のボード１４を有し、その表面下端隅部に薄型のリムーバブルメディアドライブベイ１５（図２）と着脱自在に雌雄係合するコネクタ１６を設けてある。
また、第２のボード１４の裏面側端部には、複数の入出力ポート１７、例えば、キーボード、マウス、ＶＧＡ、シリアル、プリンタ、ＵＳＢ、ＬＡＮ、ゲーム、サウンド（マイク、スピーカ）ポート等を設ける。
さらに、第２のボード１４の裏面上部寄りには、メインユニット１の第１のバス端子部１３と着脱自在に雌雄係合するスロット状の第２のバス端子部（例えば、ＥＩＳＡバス端子雌部）１８が水平方向に沿って装着され、第２のボード１４の上縁には、第３のバス端子部（例えば、ＰＣＩバス端子雄部）１９が上方に向かって突出されている。
【００１５】
ＰＣＩユニット３は、図８及び図９に示すように、第３のボード２０を有する。
第３のボード２０の上面には、ＰＣＩ拡張カード２１（図２及び図３）を取り付けるための複数の（図に示す例では２個の）拡張スロット２２と、第１のハードディスクドライブベイ２３及び第２のハードディスクドライブベイ３２（図２及び図３）と着脱自在に雌雄係合するコネクタボード３３と、ＰＣＭＣＩＡ規格のソケット２５とが設けられる。
コネクタボード３３は第３のボード２０の中間部に立設され、両面から接続可能となっている。
【００１６】
また、第３のボード２０の下面には、複数規格（ＩＥＥＥ１３９４、ＭＰＥＧ２等）のＰＣＩデバイスポート２６が設けられ、Ｉ／Ｏユニット２の第３のバス端子部１９と着脱自在に雌雄係合するスロット状の第４のバス端子部（例えば、ＰＣＩバス端子雌部）２７が設けられる。
このように２個の拡張スロット２２を備えただけであっても、ＰＣＭＣＩＡ規格のソケット２５及び他規格の複数のＰＣＩデバイスポート２６を設けてあるので、十分な拡張性を有する。
【００１７】
本発明のパーソナルコンピュータを組み立てるには、図１乃至図３に示すように、Ｉ／Ｏユニット２の裏面に対してメインユニット１を交差するよう配置すると共に、Ｉ／Ｏユニット２の第２のバス端子部１８にメインユニット１の第１のバス端子部１３を接続する。また、ＰＣＩユニット３をメインユニット１の上方に平行に、且つ、Ｉ／Ｏユニット２と交差するよう配置すると共に、Ｉ／Ｏユニット２の上縁に設けた第３のバス端子部１９とＰＣＩユニット３の第４のバス端子部２７とを接続する。
【００１８】
なお、メインユニット１のＡＧＰスロット８と対応する隅部において、ＰＣＩユニット３の第３のボード２０には、グラフィックスボード７を通すための切欠３１が形成されている。
このように第１のバス端子部１３と第２のバス端子部１８、及び、第３のバス端子部１９と第４のバス端子部２７とを雌雄係合するだけで、メインユニット１のＣＰＵ５に、Ｉ／Ｏユニット２及びＰＣＩユニット３の各構成デバイスが電気的に接続される。
そして、図１０乃至図１２に示すように、組み立てられたメインユニット１、Ｉ／Ｏユニット２、及びＰＣＩユニット３は筺体４内に収納され、筺体４の内部は、ＰＣＩユニット３によって上部空間と下部空間とに区画される。
【００１９】
メインユニット１の下方においてＩ／Ｏユニット２の裏面側には、メインユニット１に給電する電源部２８が設置される。
電源部２８は、冷却ファンを有し外部電源に接続可能な一次電源部２９と、一次電源部２９に対し電源部コネクタ３４を介して着脱自在に雌雄係合された基板状の二次電源部３０とから成る。二次電源部３０は、ＣＰＵ５の下方に設置されてメインユニット１にケーブルによって接続され、外部電源から取り込んだ電圧よりも低圧に変圧した電圧をメインユニット１に供給するようになっている。
一次電源部２９と二次電源部３０とは分離可能なので、一次電源部２９に設けられた冷却ファンが故障したり、電力容量を変更したい場合は、筺体４の側板を開けて、一次電源部２９のみを交換することができる。
また、一次電源部２９と二次電源部３０とはケーブルを用いずに雌雄係合されているため、着脱が簡単で組立費用を低減でき、電磁波障害が発生しにくい。
【００２０】
以上のように組み立てると、図３，図１０及び図１２に示すように、発熱量の大きいＣＰＵ５及び電源部２８はメインユニット１の下方、即ち、筺体４の下部空間に設置される。
従って、筺体４の壁面において、下部空間のＣＰＵ５設置側に（一次電源部２９の冷却ファンと逆側に）吸気ファン３５を設置し、この吸気ファン３５で吸引された筺体４外の空気が、図１０の矢印で示すように、狭く区切られた下部空間を直線的に流れて一次電源部２９に設けられた冷却ファンで排気され、この結果、ＣＰＵ５及び電源部２８から発した熱が効率的に排出されるようになっている。
また、筺体４の上部空間に臨む壁面には排気ファン３６が設置され、上昇した熱気が上部空間に停滞することなく、排気ファン３６及び筺体４の天面に形成された通気孔から排出されるようになっている。
【００２１】
また、ＰＣＩユニット３のコネクタボード３３の両面にそれぞれ第１のハードディスクドライブベイ２３及び第２のハードディスクドライブベイ３２を取り付け、必要であれば、拡張スロット２２にＰＣＩ拡張カード２１を、ソケット２５及びＰＣＩデバイスポート２６に対応するＰＣＩデバイスをそれぞれ取り付ける。
第１のハードディスクドライブベイ２３及び第２のハードディスクライブベイ３２は、それぞれ筺体４の前後側から抜挿できるようになっており、例えば、第１のハードディスクドライブベイ２３は基本ソフト等を記録した通常のハードディスクを格納・駆動し、第２のハードディスクドライブベイ３２は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等と同様に移動可能な記録媒体用として使用できる。勿論、２台のハードディスクドライブベイ２３，３２をデータ保護のために利用することもできる。
【００２２】
さらに、Ｉ／Ｏユニット２のコネクタ１６にリムーバブルメディアドライブベイ１５を係合する。リムーバブルメディアドライブベイ１５は、目的に応じて簡単に交換する（例えばＣＤ−ＲＯＭドライブベイとＤＶＤドライブベイとを交換する）ことができる。
ハードディスクドライブベイ２３，３２及びリムーバブルメディアドライブベイ１５は、それぞれケーブルを使用せずにＰＣＩユニット３及びＩ／Ｏユニット２に接続されるので、着脱が容易で組立費用を低減でき、電磁波障害も発生しにくい。
【００２３】
パーソナルコンピュータでは、ＣＰＵパワーを上げると消費電力が大きくなり、その電力を補うために電源の容量も大きくなる。従って、ＣＰＵ及び電源の無効電力が熱となり、筺体内に熱を放散する。この熱が装置の制限温度を越すと不良を招く割合が高くなるので、熱を筺体外部に効率的に放出しなければならないが、できない場合は、筺体内部の容積を大きくすることで内部温度を調節しなければならない。
このため、現行のアーキテクチャー中央演算処理ユニットで、パーソナルコンピュータの能力強化に追随した省スペース化を追求することは限界を迎えている。
これに対し、本発明のパーソナルコンピュータは、メインユニット１、Ｉ／Ｏユニット２、ＰＣＩユニット３に３分割し、電源部２８を一次電源部２９と二次電源部３０とに分割したことで、能力強化と小型化という相矛盾する命題を両立させた次世代パーソナルコンピュータとすることに成功した。
【００２４】
また、パーソナルコンピュータのメインユニット１を除く部分（ベヤマシンという）の価格は、パーソナルコンピュータ価格の１０分の１程度である。従って、目標生産台数を作り置き在庫としてもそのコストはパーソナルコンピュータ原価の１０分の１で済む。メインユニット１を除くパーソナルコンピュータは技術革新による変化がほとんど無いので、販売目標を達成できない場合でも、いつでも良品在庫として扱える。また、ベヤマシンは船便でコンテナ等により大量一括輸送できるので、その輸送コストはかなり低減できる。随時生産するメインユニット１の輸送は、短納期を満足させるため空輸となるが、貨物容量としては嵩張らないので、輸送価格は低廉で済む。
さらに、工場における生産は、パーソナルコンピュータシステムとしての一括生産が可能であるため、均一で品質の高い生産が可能である。メインユニット１の生産はこの一括生産の一部作業として生産するので、メインユニット１をベヤマシンに装着するだけでパーソナルコンピュータとして完成品になる。メインユニット１の装着作業は、工賃の高い地域においても負担の軽いコストにとどめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットの分解斜視図。
【図２】メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットの組立状態における正面斜視図。
【図３】メインユニット、ＰＣＩユニット及びＩ／Ｏユニットの組立状態における背面斜視図。
【図４】メインユニットの上面図。
【図５】メインユニットの下面図。
【図６】Ｉ／Ｏユニットの正面図。
【図７】Ｉ／Ｏユニットの裏面図。
【図８】ＰＣＩユニットの上面図。
【図９】ＰＣＩユニットの下面図。
【図１０】パーソナルコンピュータの一側上方から見た斜視図。
【図１１】パーソナルコンピュータの他側上方から見た斜視図。
【図１２】パーソナルコンピュータの一側下方から見た斜視図。
【図１３】パーソナルコンピュータの外観斜視図。
【符号の説明】
【００２６】
１  メインユニット
２  Ｉ／Ｏユニット
３  ＰＣＩユニット
４  筺体
５  ＣＰＵ
６  第１のボード
７  グラフィックスボード
８  ＡＧＰスロット
９  メモリスロット
１０  ＣＰＵソケット
１１  チップセット
１３  第１のバス端子部
１４  第２のボード
１５  リムーバブルメディアドライブベイ
１６  コネクタ
１７  入出力ポート
１８  第２のバス端子部
１９  第３のバス端子部
２０  第３のボード
２１  ＰＣＩ拡張カード
２２  拡張スロット
２３  第１のハードディスクドライブベイ
２５  ＰＣＭＣＩＡ規格のソケット
２６  ＰＣＩデバイスポート
２７  第４のバス端子部
２８  電源部
２９  一次電源部
３０  二次電源部
３１  切欠
３２  第２のハードディスクドライブベイ
３３  コネクタボード
３４  電源部コネクタ
３５  吸気ファン
３６  排気ファン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005092634.tif 000013
【図１２】
2005092634.tif 000014
【図１３】
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