JP2004079048A

JP2004079048A - 冷却構造を有するディスク装置及びこのディスク装置に用いられる筐体

Info

Publication number: JP2004079048A
Application number: JP2002236225A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Miyazaki; 宮崎　秀之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-08-14
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2004-03-11

Abstract

【課題】磁気ディスク装置等のディスク装置内部の熱を効率よく発散させることが可能な冷却構造を有するディスク装置及びこのディスク装置に用いられる筐体を提供することにある。
【解決手段】ハウジング１内面に熱伝達領域１５（冷却用フィン１６）と、ハウジング１外面に冷却部材の取り付け可能な領域１８を設け、これら領域を対向させ、熱伝達領域１５を設けた領域にてディスク装置内部の熱伝達効率を上げ、その熱を反対面である背面に対向するように設けた冷却部材を取り付け可能な領域１８に伝えることで装置内部の熱を効率良くディスク装置外部に発散させることが可能となる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータの大容量記憶手段として用いられるハードディスクドライブ等のディスク装置に及びこのディスク装置に用いられる筐体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと称する）等のディスク装置の記録媒体を回転させるためのモータの回転数は、データ転送速度が５ＭＢ／ｓ〜２０ＭＢ／ｓでバス幅が８ビットであれば、５２００〜５４００ｒｐｍ程度である。しかしながら、データ転送速度が４０ＭＢ／ｓでバス幅が１６ビットになると、モータの回転数はより高速にする必要があり、７２００〜１２０００ｒｐｍと高める必要がある。
【０００３】
モータの回転速度が高くなるほど、モータのステータ巻線から発熱される熱の量が増加するだけでなく、回転軸の軸受けから発生する熱も増加し、回転軸の熱膨張量も増大する。またデータ書き込み及び読出装置を構成する各部品の熱望膨張も大きくなり、書き込みエラーや読み取りエラーが発生する。
【０００４】
また、回転軸の熱膨張量が大きくなって、回転軸と記録媒体との間の結合部に発生するストレスが大きくなると、回転するディスクから発生する振動が大きくなる。この振動を震動センサが検出し、振動量が許容量を超えると、モータの制御回路は回転速度を振動許容範囲に入るレベルまで低下させてしまう。そのためモータの最高回転速度を生かすことができず、結果としてデータの読み取り速度が低下してしまう問題も生じる。
【０００５】
上述のようなディスク装置の高温化、特に筐体の高温化における問題の解決策として、従来の磁気ディスク装置では放熱機構を有していた。磁気ディスク装置の放熱は、磁気ディスク装置全体に空気を当て放熱するか、磁気ディスク装置の固定部や筐体固定部と搭載機器とを接触させ、この接触部からの熱伝導を用いた放熱がある。例えば、実開平５−４３９７号には磁気ディスク装置に熱交換用の部材を取り付け、内部で発生した熱はその熱交換用の部材の外側にあるフィンから放熱するというものである。また、特開平９−１１５２７９号には磁気ディスク装置を取り付ける電子機器の筐体に磁気ディスク装置本体の筐体を当接させて、熱伝導によって磁気ディスク装置の熱を搭載機器を介して放熱するというものである。
【０００６】
しかしながら、近年、磁気ディスク装置を搭載する電子機器であるノートブックパソコンの筐体は樹脂形成されているものが多く、また、デスクトップパソコンにおいてもその小型化のために実装密度が非常に高くなってきている。このような実装密度の高いパソコンに取り付けられる磁気ディスク装置においては、その周囲をリブで囲ったりしているため、また、近接部品との隙間をできる限り詰めることにより実装密度を高めているため、電子機器筐体内の空気の流れが少なくなってしまう。したがって、電子機器筐体内の空気の自然対流による冷却は今後あまり期待できる状況になくなりつつある。
【０００７】
また、磁気ディスク装置を搭載するパーソナルコンピュータの筐体が樹脂成形されることで、材料的に熱伝導率が低く、内部に搭載される磁気ディスク装置の冷却効率が悪くなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するために成されたものであり、磁気ディスク装置等のディスク装置内部の熱を効率よく発散させることが可能な冷却構造を有するディスク装置及びこのディスク装置に用いられる筐体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のディスク装置は、円板状の記録媒体を回転させるモータと、前記記録媒体からデータを読出すためのヘッドと、前記モータ及びヘッドを制御する回路を実装する回路基板と、前記モータと前記ヘッドが内蔵される側の内面と、前記回路基板を搭載可能な外面を有する筐体であって、前記外面に前記筐体から出る熱を吸収して放熱させる冷却装置を取り付け可能な冷却装置取り付け可能領域を設け、前記内面の前記冷却装置取り付け可能領域に対向する位置に冷却用フィンが設けられた筐体とを有することを特徴とするものである。
【００１０】
このように、ディスク装置内部、すなわち筐体内面に熱伝達領域（冷却用フィン領域）と、ディスク装置外部に冷却部材の取り付け可能な領域を設け、これら領域を対向させたことにより、冷却用フィンを設けた領域にてディスク装置内部の熱が効率よく伝達されるため、その熱伝達領域の反対面に冷却部材を取り付け可能な領域を設置して、装置内部の熱を効率良く、容易にディスク装置外部に発散させることが可能なディスク装置を提供することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のディスク装置に用いられる筐体は、円板状の記録媒体を回転させるモータと前記記録媒体からデータを読み出すためのヘッドと、前記モータ及びヘッドを制御する回路を実装する回路基板とを有するディスク装置に用いられる筐体であって、前記モータと前記ヘッドを内蔵可能な内面と、当該内面に設けられた冷却用フィンと、前記回路基板を搭載可能な領域と前記筐体から出る熱を吸収して放熱させる冷却装置を取り付け可能領域とを有する外面とを有し、前記冷却用フィンと前記冷却装置を取り付け可能領域が背中合わせに対向していることを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成により、ディスク装置内部の冷却用フィンを設けた領域（熱伝達領域）にてディスク装置内部の熱を効率よく伝達し、その伝達した熱を熱伝達領域の反対面に設けた冷却部材の取り付け可能な領域を介して冷却して放熱できる筐体としているため、ディスク装置内部の熱を効率良く、容易にディスク装置外部に発散させることが可能な筐体を提供することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るディスク装置として、磁気ディスク装置を例に取りその構成を示す。この磁気ディスク装置は、２枚の固定ディスク３が実装されたハードディスク装置である。２枚の固定ディスク３はスピンドルモータ４に取付けられ、磁気ディスク装置の動作時に所定の回転数で回転するように制御される。この磁気ディスク装置には、ＭＲヘッドなどの磁気ヘッド６が搭載されたサスペンション７ａとステンレス製の薄板アーム７ｂを積層したアクチュエータ７と、このアクチュエータ７を駆動するボイスコイルモータ８が設けられている。上述の磁気ディスク装置を構成する部品群は筐体内に収容されるものであり、機構部と称する。
【００１４】
筐体は、上蓋であるカバー２と収納容器であるハウジング１により構成され、カバー２はネジ５によってハウジング１に固定され、このハウジング１とカバー２により密閉空間を形成している。なお、カバー２が被せられたハウジング１の内部の密閉度を高めるために、ハウジング１とカバー２とはガスケット（図示せず）を挟んで密接される。
【００１５】
また、このハウジング１とカバー２により構成される筐体の外部、すなわち本実施形態においては、筐体のカバー２と反対側のハウジング１外表面に、プリント回路基板１０が配置されている。このプリント回路基板１０には、磁気ディスク装置の機構部である、スピンドルモータ４、磁気ヘッド６、ボイスコイルモータ８等を制御する制御回路（ＩＣ回路）１１や、メモリであるＤＲＡＭ、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、サーボ制御回路が実装配線されており、コネクタ１２、１４により筐体内の各機構部と電気的に接続されている。
【００１６】
このプリント回路基板１０は筐体のハウジング１にネジ（図示せず）により固定されるが、その際、プリント回路基板１０に設けられたコネクタ１２は、ハウジング１側に設けられたコネクタ１４と嵌合するように取付けられる。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図２乃至図４を用いて詳細に説明する。
図２は本発明の第１の実施形態における筐体のハウジング１の内表面構造を示す斜視図である。また、図３は当該第１の実施形態における筐体のハウジング１の内表面にアクチュエータ７と、このアクチュエータ７を駆動するボイスコイルモータ８を搭載した状態を説明する一部拡大図である。更に、図４は当該第１の実施形態における筐体のハウジング１の外表面構造を示す斜視図である。
【００１８】
以下、図面を参照しながら本実施例について説明する。
図２において、筐体のハウジング１には、その中心付近にスピンドルモータ４を搭載するための取り付け部であるスピンドルモータ取り付け孔４１を設けている。また、筐体のハウジング１には、アクチュエータ７の回転軸が取り付けられ、アクチュエータ７を搭載するためのアクチュエータ回転軸取り付け孔７１を設けている。さらに、筐体のハウジング１の周囲には壁を形成し、固定ディスク３やアクチュエータ７を搭載する面よりも高く形成している。この壁には所定の位置に複数のカバー取り付け用ネジ孔５１を設け、筐体のハウジング１の内表面を上述のカバー２によって覆い、更にこのカバー２をネジ５にて機構部が密閉されるように取り付け固定している。
【００１９】
更に、筐体のハウジング１の内表面には、磁気ディスク装置内部の熱を伝達するための熱伝達領域１５をその一部に設けている。この熱伝達領域１５には複数の凹凸を規則正しく形成した冷却用フィン１６を設けている。本実施形態において冷却用フィン１６は、筐体のハウジング１の底面部の内表面乃至壁の内表面に設けており、これら冷却用フィン１６は、ボイスコイルモータ８や固定ディスク３、更にはスピンドルモータ４や磁気ヘッド６等の機構部が搭載（実装）されない、かつ、これら機構部の動作に障害とならない領域に設けている。
【００２０】
冷却用フィン１６はできるだけ表面積を大きくすることでその冷却効果を向上することができるため、凹凸の数は細かく多く形成するのが好ましい。
この冷却用フィン１６により磁気ディスク装置内部の熱を筐体のハウジング１外部に効率よく伝達することが可能となっている。
図３は本実施形態における筐体のハウジング１の内表面にアクチュエータ７と、このアクチュエータ７を駆動するボイスコイルモータ８を搭載した状態を示している。上述のように冷却用フィン１６は、筐体のハウジング１の底面部の内表面乃至壁の内表面に設けている。ハウジング１の底面部の内表面に設けた冷却用フィン１６は図３からは見えない状態になっている。すなわち、磁気ヘッド６、サスペンション７ａ、アーム７ｂで形成されたヘッドサスペンションアッセンブリ（ＨＳＡ）が、アクチュエータ回転軸７ｃに積層搭載されアクチュエータ７を形成しているが、これらとこれらを回転駆動するボイスコイルモータ８が搭載（実装）および動作する際の軌道を避けるように上述の冷却用フィン１６を設けているためであり、このような構造にすることで磁気ディスク装置の厚さを増やさない、すなわち装置全体の小型化を図っている。
【００２１】
次に、図４において、筐体のハウジング１の外表面の形状を説明する。ハウジング１には、その中心付近にスピンドルモータ４を搭載するための取り付け部であるスピンドルモータ取り付け孔４１を前述の内表面から貫通するように設けている。また、ハウジング１には、アクチュエータ７の回転軸が取り付けられ、アクチュエータ７を搭載するためのアクチュエータ回転軸取り付け孔７１を上述のスピンドルモータ取り付け孔４１と同様に内表面から貫通するように設けている。
【００２２】
筐体のハウジング１の外表面には、磁気ディスク装置の機構部である、スピンドルモータ４、磁気ヘッド６、ボイスコイルモータ８等を制御するための制御回路（ＩＣ回路）１１や、メモリであるＤＲＡＭ、ハードディスクコントローラ（ＨＤＣ）、サーボ制御回路が実装配線され、コネクタ１２、１４により筐体内の各機構部と電気的に接続されるプリント基板回路１０を取り付け可能な領域が設けられる。
【００２３】
筐体のハウジング１の外表面には、このプリント回路基板１０を図示しないネジにて取り付け固定するためのネジ孔１０１を複数設けている。本実施形態においてネジ孔１０１は少なくともハウジング１の幾つかのコーナ部分に設ける他、後述する冷却装置取り付け領域を避けてプリント回路基板１０とハウジング１に取り付けるのに必要な部分に設けている。
【００２４】
このプリント回路基板１０は筐体のハウジング１外表面にネジにて固定されるが、その際、プリント回路基板１０に設けられたコネクタ１２は、ハウジング１側に設けられたコネクタ１４と嵌合するように取り付けるものとする。
【００２５】
また、筐体のハウジング１の外表面には、磁気ディスク装置をＰＣ等の電子機器に固定する際の固定部材であるネジがはめ込まれる本体固定用ネジ孔１７を複数設けている。このネジ孔１７の位置は規格等により規定されているが、主にハウジング１外表面の底面部の各コーナあるいは、側面部の各コーナに設けている。
【００２６】
更に、筐体のハウジング１の外表面には、上述のプリント基板回路１０を取り付け可能な領域とは別の領域に、冷却装置の取り付け可能な領域１８を設けている。この冷却装置取り付け可能な領域１８は、その表面に冷却装置が取り付け可能なようなように平面を形成しており、実際に冷却装置を取り付けるための取り付け用ネジ孔１８ａ及び段差１８ｂを備えている。
【００２７】
本実施形態において、この筐体のハウジング１の外表面に設けた冷却装置取り付け可能な領域１８と、筐体のハウジング１の内表面に設けた装置の熱を伝達するための熱伝達領域１５、すなわち、複数の凹凸を規則正しく形成した冷却用フィン１６を設けた領域は、ハウジング１の材料を介して背中合わせに対向する領域に位置している。
【００２８】
すなわち、ハウジング１の内表面の熱伝達領域１５に設けられた冷却用フィン１６により集められた磁気ディスク装置内の熱は、これに背中合わせに対向してハウジング１の外表面に設けられた冷却装置取り付け可能な領域１８に伝達し、更に、この冷却装置取り付け可能な領域１８に取り付ける冷却装置によって、その熱が吸収され、装置外部に放熱されることで取り除かれる。
【００２９】
当然、この冷却装置取り付け可能な領域１８は、冷却装置に密着するような平面構成を取るため、磁気ディスク装置内部の熱が効率よく冷却装置に伝わり、熱交換の効率を向上させている。
【００３０】
以上のように、磁気ディスク装置内部、すなわち筐体のハウジング１の内表面の熱伝達領域１５（具体的には、熱伝達領域に設けた冷却用フィン１６）と、磁気ディスク装置外部、すなわち筐体のハウジング１の外表面に冷却部材の取り付け可能な領域１８を設け、これら領域１５と１８を対向させたことにより、冷却用フィン１６を設けた領域にて磁気ディスク装置内部の熱を効率よく伝達するため、その熱伝達領域１５の反対面に冷却部材を取り付け可能な領域１８を設置して、装置内部の熱を効率良く、容易に磁気ディスク装置外部に発散させることが可能となる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図５を用いて本発明の第２の実施形態を説明する。第２の実施形態では、冷却部材の取り付け可能領域１８からヒートパイプ２０を介して冷却構造体２１を磁気ディスク装置から離れた場所に設けた例である。
【００３２】
筐体のハウジング１の外表面には、上述の第１の実施形態と同様に、プリント回路基板１０を図示しないネジにて取り付け固定するためのネジ孔１０１を複数設けている。また、筐体のハウジング１の外表面には、磁気ディスク装置をＰＣ等の電子機器に固定する際の固定部材であるネジがはめ込まれる本体固定用ネジ孔１７を複数設けている。そして、筐体のハウジング１の外表面には、上述のプリント基板回路１０を取り付け可能な領域とは別の領域に、冷却装置の取り付け可能な領域１８を設け、その表面に冷却装置が取り付け可能なような平面を形成して、冷却装置１９をネジ１９ａにて取り付けている。
【００３３】
この冷却装置１９には、銅などの熱導電性の高い金属で形成し、適宜変形可能な帯状のヒートパイプ２０を接続する。更に、このヒートパイプ２０の端部には放熱効率の高いアルミニウム等の金属に、その表面積をできるだけ大きくするためのフィン構造を有した冷却構造体２１を接続している。
【００３４】
磁気ディスク装置筐体内で発生した熱は、この冷却装置１９に伝わり、ヒートパイプ２０を伝達し、更に冷却構造体２１を介して効率よく放熱される。本実施形態においては、冷却構造体２１を磁気ディスク装置に直接接触させない構造をとるため、磁気ディスク装置周りの厚みを増やすことなく、効率の良い冷却が可能となる。また、冷却構造体２１の配置にバリエーションを持たすことが可能となり、本実施形態のような冷却機構を備えた磁気ディスク装置をパーソナルコンピュータ等に実装する際の配置及び設計の自由度が確保できる。
【００３５】
なお、上述の冷却構造体２１は放熱効率の高い金属を用いることも可能であるが、液体等による水冷機能を備えたものに変えることも可能である。
本発明の実施形態において熱伝達領域１５と冷却部材の固定可能領域１８は筐体のハウジング１に設けた例で説明したが、筐体のカバー２に同様な領域を設けることも可能である。
【００３６】
また、本実施形態においては磁気ディスク装置の筐体を例に発明を説明したが、熱を発生するモータ等を備えた光ディスク装置の筐体にも適用可能であることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、ディスク装置内部、すなわち筐体内表面に熱伝達領域（冷却用フィン領域）と、ディスク装置外部に冷却部材の取り付け可能な領域を設け、これら領域を対向させたことにより、冷却用フィンを設けた領域にてディスク装置内部の熱が効率よく伝達されるため、その熱伝達領域の反対面に冷却部材を取り付け可能な領域を設置して、装置内部の熱を効率良く、容易にディスク装置外部に発散させることが可能なディスク装置及びこのディスク装置に用いられる筐体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気ディスク装置の構造を説明する分解斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る筐体のハウジング内表面を説明するための斜視図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る筐体のハウジング内表面に機構部等を搭載した状態を説明する斜視図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る筐体のハウジング外表面を説明するための斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る冷却部材取り付け状態を説明する斜視図。
【符号の説明】
１………ハウジング
２………カバー
３………ディスク
４………スピンドルモータ
５………カバー取付けネジ
６………磁気ヘッド
７………アクチュエータ
７ａ……サスペンション
７ｂ……アーム
７ｃ……アクチュエータ回転軸
８………ボイスコイルモータ
１０……プリント回路基板
１１……制御回路（ＩＣ回路）
１２……プリント回路基板側コネクタ
１４……ハウジング側コネクタ
１５……熱伝達領域
１６……冷却用フィン１６
１７……ネジ孔
１８……冷却装置取り付け可能領域
１８ａ…冷却装置取り付け用ネジ孔
１８ｂ…段差
４１……スピンドルモータ取り付け孔
５１……カバー取り付け用ネジ孔
７１……アクチュエータ回転軸取り付け孔
１０１…プリント回路基板取り付け用ネジ孔

Claims

円板状の記録媒体を回転させるモータと、
前記記録媒体からデータを読出すためのヘッドと、
前記モータ及びヘッドを制御する回路を実装する回路基板と、
前記モータと前記ヘッドが内蔵される側の内面と、前記回路基板を搭載可能な外面を有する筐体であって、前記外面に前記筐体から出る熱を吸収して放熱させる冷却装置を取り付け可能な冷却装置取り付け可能領域を設け、前記内面の前記冷却装置取り付け可能領域に対向する位置に冷却用フィンが設けられた筐体とを有することを特徴とするディスク装置。
前記冷却装置取り付け可能領域は平面状に形成されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
前記冷却用フィンは前記筐体の内面のモータ及びヘッドが搭載されない領域に形成されることを特徴とする請求項１記載のディスク装置。
円板状の記録媒体を回転させるモータと前記記録媒体からデータを読み出すためのヘッドと、前記モータ及びヘッドを制御する回路を実装する回路基板とを有するディスク装置に用いられる筐体であって、
前記モータと前記ヘッドを内蔵可能な内面と、
当該内面に設けられた冷却用フィンと、
前記回路基板を搭載可能な領域と前記筐体から出る熱を吸収して放熱させる冷却装置を取り付け可能領域とを有する外面とを有し、
前記冷却用フィンと前記冷却装置を取り付け可能領域が背中合わせに対向している
ことを特徴とするディスク装置に用いられる筐体。
前記外面の冷却装置取り付け可能領域は平面状に形成されることを特徴とする請求項４記載のディスク装置に用いられる筐体。
前記冷却用フィンは前記筐体の内面のモータ及びヘッドが搭載されない領域に形成されることを特徴とする請求項４記載のディスク装置に用いられる筐体。