JPH09274791A - 磁気ディスク装置および電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気ディスクドライブと制御回路部等を搭載し
た基板に高密度に実装した磁気ディスク装置の効率良い
冷却筐体構造を目指し、高信頼性な磁気ディスク装置を
提供する。 【解決手段】複数の磁気ディスクドライブ１と制御回路
部２を搭載した基板３上に磁気ディスクドライブ１に流
れる冷却空気と制御回路部２に流れる冷却空気の流れ制
御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置お
よび電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板実装形磁気ディスク装置の構
造例は、特開平2−263382 号公報に記載のように、電子
機器内に着脱自在に収納されるプリント基板上に磁気デ
ィスク装置本体及び周辺回路を搭載した磁気ディスク装
置、また、特開平4−57274号公報に記載のように、複数
の磁気ディスクエンクロージャを取り付けることができ
る基板において、容易に記憶容量を増加できるようにし
たこと、及び装置の小形軽量化を図ることを目的とした
磁気ディスク装置などがある。しかし、これらの従来技
術では、基板上に複数の磁気ディスクドライブとその磁
気ディスクドライブの制御部を搭載した基板の冷却構造
については、十分な考慮がなされていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ダウンサイジング化に
伴う磁気ディスクドライブの小形化等により、磁気ディ
スクドライブの発熱量は減少方向であるが、信頼性確保
の為には、磁気ディスクドライブよりも発熱量が多い制
御回路部を含めた冷却が重要である。特に、制御回路部
の発熱が磁気ディスクドライブより多い場合、制御回路
部の熱が磁気ディスクドライブに悪影響しないような工
夫が必要である。

【０００４】本発明の目的は複数台の磁気ディスクドラ
イブと前記磁気ディスクドライブを制御する制御回路部
と送風手段及びその電源等を高密度に収納した磁気ディ
スク装置、特に基板実装形の磁気ディスク装置で、信頼
性の高い筐体冷却構造を提供することである。さらに、
冷却筐体構造及び冷却システムは構造を簡素化し、生産
性向上及び低コスト化を図ろうとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の磁気ディスク装置では、第１の方法とし
て、磁気ディスクドライブ，制御回路部等を搭載してい
る基板上に、前記磁気ディスクドライブに流れる冷却空
気と前記制御回路部に流れる冷却空気の流れ制御手段を
設けた。第２の方法として、磁気ディスクドライブが基
板の片面に、制御回路部が前記基板のもう一方の面に分
離して実装した。第３の方法として、複数の開口部を有
する箱体に前記基板を複数収納して一つのディスクボッ
クスを構成した。第４の方法として、送風手段を設けた
ファン付ディスクボックスを複数並置または直列して一
つのディスクユニットを構成した。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ま
ず図１により説明する。図１は、磁気ディスクドライブ
１，磁気ディスクドライブ１を制御する制御回路部２を
片面もしくは両面に搭載した基板３，磁気ディスクドラ
イブ１と制御回路部２を冷却する送風手段４及びそれら
の部品を保持する箱体フレーム６ａにより構成された一
つのファン付ディスクボックス１７の斜視図である。磁
気ディスクドライブ１に流れる冷却空気１２ａと制御回
路部２に流れる冷却空気１２ｂの流れ制御手段を有する
基板３は、ファン付ディスクボックス１７内に複数枚
（図では８枚）実装されている。また、磁気ディスクド
ライブ１と制御回路部２を搭載した基板３及び送風手段
４等を電気的に接続するコネクタ７を有するバックボー
ド９で、基板３及び送風手段４等の後部に設けられたコ
ネクタ７とコネクタ７はプラグイン方式で容易に接続可
能である。ここで、送風手段４は、例として軸流ファン
４を示すが、その軸流ファン４には独自のフレーム６ｂ
が設けられて、ファンユニット５を構成しており、送風
手段４はファンユニット５の形でバックボード９に着脱
される。その軸流ファン４は吸引式で、箱体フレーム６
の下部の開口部が吸気口２０，上部の開口部が排気口２
１である。ここで、箱体フレーム６ａ，ファン付ディス
クボックス１７，ファンユニット５のフレーム６ｂは同
じ材料で構成しても良い。例えば、アルミニウム板や鋼
板等を使用する。矢印は、冷却空気１２の流れ方向を示
している。

【０００７】図２から図７は、図１で示した基板３で、
本発明の第１の方法に関する実施の形態である。図２か
ら図３は、冷却空気１２ａ，１２ｂの流れ制御手段とし
て、基板３の片面に実装されている磁気ディスクドライ
ブ１と制御回路部２に流れる冷却空気１２を分離するた
めの空気ガイド板１１を設けた構造例である。まず図２
は、基板３の中央部に制御回路部２，両端部に磁気ディ
スクドライブ１が実装され、空気ガイド板１１は冷却空
気１２ａ，１２ｂの流れ方向に沿って、２枚平行に配置
されている。ここで、基板３の中央部に磁気ディスクド
ライブ１，両端部に制御回路部２が実装されても良い。
磁気ディスクドライブ１と制御回路部２を流れる冷却空
気１２ａ，１２ｂの流路を分離することにより、冷却空
気１２ａ，１２ｂを磁気ディスクドライブ１と制御回路
部２に独立に分離して流すことができるので、それぞれ
の磁気ディスクドライブ１と制御回路部２の発熱量に応
じて、冷却空気１２ａ，１２ｂを流すことができる。さ
らに、空気ガイド板１１は冷却空気１２ａ，１２ｂの流
れ方向に向けられているので磁気ディスクドライブ１と
制御回路部２を冷却した温まった空気が混合することな
く効率良く冷却できる。

【０００８】次に図３は磁気ディスクドライブ１と制御
回路部２を基板３の左右に別々に分け、磁気ディスクド
ライブ１と制御回路部２との間に空気ガイド板１１を１
枚設けた構造例である。このような構造にすると、空気
ガイド板１１が一つですむ。図２，図３で、空気ガイド
板１１の形状はこれに限る必要はなく、例えば、材料は
プラスチック等でも良く、取付方法は基板３への差し込
み方式であっても良い。

【０００９】図４から図７は、冷却空気１２の流れ制御
手段として、基板３の片面に実装されている磁気ディス
クドライブ１と制御回路部２に流れる冷却空気の空気量
を制御する風量制御板１３を設けた構造例である。ま
ず、図４は、図２の空気ガイド板１１が冷却空気１２の
上流側で曲げられており、磁気ディスクドライブ１より
制御回路部２に流れる冷却空気１２ｂの領域の方が広く
なっている構造である。この方法により高発熱になる制
御回路部２に、よりスムーズ、且つ局部的に冷却空気１
２ｂを流すことができ、制御回路部２の温度上昇を抑制
することができる。なお、風量制御板１３(空気ガイド
板１１)の上流側の形状は直線状に広がった構造に限る
ことなく、曲線状した構造でも良い。図５は冷却空気１
２ａ，１２ｂの上流側流入部に矩形状の開口部１４を有
する風量制御板１３を設けた構造で、冷却空気１２ａ，
１２ｂが流れる開口部が磁気ディスクドライブ１より制
御回路部２の方が広くなっている。これにより、制御回
路部２に流れる冷却空気１２ｂの風量が増大し、温度上
昇の抑制が図れるという利点がある。風量制御板１３の
開口部１４の形状は、矩形状に限る必要はなく、三角，
菱形，平行四辺形をした形状等でも良い。図６は図５の
矩形状の開口部１４が円または楕円状１５の形状になっ
ている構造である。冷却効果は図５と同様である。図
５，図６で、風量制御板１３の開口部１４，１５の数お
よび断面積はこれに限る必要なく、制御回路部２の発熱
量に応じて、決めれば良い。図７は発熱量が増大する制
御回路部２にさらに局部的に冷却空気１２ｂを流すため
に制御回路部２のみをダクト２８で囲んだ構造である。
冷却に寄与しない冷却空気１２ａ，１２ｂが流れること
がなく冷却空気１２ａ，１２ｂの有効利用が図られる。

【００１０】図８は本発明の第２の方法に関する実施の
形態である。図８は基板３の一つの面に磁気ディスクド
ライブ１だけを搭載し、基板３のもう一方の裏面に制御
回路部２を搭載した構造で、磁気ディスクドライブ１と
制御回路部２を基板３の両面に分離して実装した実施の
形態である。図２から図８で、基板３上に実装する磁気
ディスクドライブ１，制御回路部２の数はこれに限る必
要はない。また、基板３上のそれぞれの配列は冷却空気
１２ａ，１２ｂの流れ方向に沿って千鳥配列等でも良
い。

【００１１】図９から図１４は、本発明の第３の方法に
関する実施の形態である。図９は、複数の磁気ディスク
ドライブ１，制御回路部２を実装した複数枚の基板３，
箱体フレーム６、およびバックボード９によりファンを
有しないファンなしディスクボックス８の例である。基
板３は、整然と配列されている。開口部２９は上下に二
つ設けられている。図１０は図１１のファンなしディス
クボックス８の開口部の一方に送風手段４であるファン
ユニット５を設けてファン付ディスクボックス１７を構
成した例である。送風手段４である軸流ファン４は吸引
式で、ファンなしディスクボックス８の下部の開口部が
吸気口２０で、上部の開口部が排気口２１である。図１
１は図８の基板３をファン付ディスクボックス１７内に
搭載する実施の形態例で、基板３上の磁気ディスクドラ
イブ１同士および制御回路部２同士が対向するように基
板３を交互に反転させて収納させている図である。各々
の磁気ディスクドライブ１と制御回路部２に流れる冷却
空気１２ａ，１２ｂの各々の専用流路になっている。本
構造で、空気ガイド板１１と風量制御板１３を設けるこ
とにより、磁気ディスクドライブ１と制御回路部２の発
熱量に応じて、冷却空気１２ａ，１２ｂを制御し、流す
ことができる。図１２は図１０のファン付ディスクボッ
クス１７で、送風手段４を２台設けた例である。一つの
送風手段４が故障した場合、もう１台の送風手段４によ
り、磁気ディスクドライブ１及び制御回路部２の温度上
昇が最低限抑制される。このため、送風手段４が１台の
ディスクボックス１７に比べ、信頼性が確保される。こ
こで、送風手段４の数は２台以上あっても良い。さら
に、もう一つの送風手段４の回転数を上げて冷却空気１
２ａ，１２ｂの風量を制御する構成にしても良い。図１
３は図９のファンなしディスクボックス８ａ，８ｂを２
段積層し、ファンなしディスクボックス８の上下に開口
部２９を設けた構造である。ファンなしディスクボック
ス８は２段以上積層しても良い。図１４は図９のファン
なしディスクボックス８を２段直列に積層し、吸気口２
０と排気口２１である開口部が連通するとともに、開口
部の一方に送風手段であるファンユニット５を積層した
構造である。

【００１２】図１５から図２２は、本発明の第４の方法
に関する実施の形態である。図１５は図１０または図１
１のファン付ディスクボックス１７を横方向に４台並置
し、一つのディスクユニット１６を構成した例である。
また、ファン付ディスクボックス１７を横方向に４台以
上並置しても良い。図１６は図１０または図１１のファ
ン付ディスクボックス１７を２段積層しディスクユニッ
ト１６を構成した例である。ファン付ディスクボックス
１７も２段以上積層しても良い。図１７は図１４の構造
のファン付ディスクボックス１７を横方向に４台並置
し、磁気ディスクドライブ１，制御回路部２を動作させ
る駆動用電源１０も横方向の左端部に設けたディスクユ
ニット１６の例である。図１８は図１７の構造で、駆動
用電源１０を左端部から中央部に移した構成であり、駆
動用電源１０は任意の位置に設置可能である。図１９
は、図１，図１０から図１２，図１４から図１８と異な
り、下部の開口部にファンユニット５が設けられた例
で、軸流ファン４は圧送式で、下部の開口部が吸気口２
０，上部の開口部が排気口２１で冷却空気１２の流れ方
向は下部から上部に向かう方向である。図１，図１０か
ら図１２，図１４から図１８で、送風手段４が図１９の
ような圧送式であっても良く、また図１９でも、送風手
段４が吸引式であっても良い。各図で、冷却空気１２の
流れ方向が逆になるだけである。機器冷却時の冷却空気
１２の流れ方向は、冷却空気１２の温度上昇が大きい場
合（冷却熱量が多い場合）は下部から上部に流した方が
効率が良いが、冷却空気１２の温度上昇が小さい場合
（冷却熱量が少ない場合）は上部から下部に流しても差
し支えない。図２０は、吸気口２０と排気口２１である
上下の開口部２９に送風手段４を上下開口部２９両方に
取り付けた。軸流ファン４の一方が吸引式で、もう一方
が圧送式である。上部の送風手段４が吸引式または圧送
式のどちらでも良い。

【００１３】図２１の実施の形態は、磁気ディスク装置
２７の構造を示している。まず右下のディスクユニット
１６ａで、装置筐体２６底面の吸気部３０ａから冷却空
気１２が流入し、底部にある空気仕切り板１８ａにより
ディスクユニット１６ａ内に供給される。そして、冷却
空気１２は下段のディスクユニット１６ａ内を流れ、磁
気ディスクドライブ１および制御回路部２を冷却後、フ
ァンユニット５ａを通過し、装置筐体２６の中央部にあ
る空気仕切り板１８ｂによりディスクユニット１６ａの
背面方向に曲げられ、冷却流路ダクト１９（すきま）に
達する。その後、冷却空気１２は左下のディスクユニッ
ト１６ｂを冷却した冷却空気１２と合流し、冷却流路ダ
クト１９（すきま）内を上昇し、装置筐体２６の上部に
設けられてた装置排気部３１から周囲へ排気される。左
下のディスクユニット１６ｂも同様な冷却方法である。
一方、右上のディスクユニット１６ｃを流れる冷却空気
１２は、装置筐体２６中央の吸気部３０ｂから冷却空気
１２が流入し、中央部にある空気仕切り板１８ｂにより
ディスクユニット１６ｃ内に供給される。上段のファン
ユニット５ｂを通過後、排気部３１から周囲へ排気され
る。左上のディスクユニット１６ｄも同様な冷却方法で
ある。図２１で述べた空気仕切り板１８は一般に装置筐
体２６やファンなしディスクボックス８の箱体フレーム
６と同じ材料で構成されることが多く、アルミニウム
板，鋼板等を利用する。また、形状や傾斜角度は図２１
に限る必要はない。図２２の実施の形態は、磁気ディス
ク装置２７以外に、ＣＰＵ，ＬＳＩ等の半導体部品２４
（電子部品）を複数個搭載した複数枚の基板ユニット２
２（例えば、データのインプット，アウトプットを制御
する基板，回線系の処理を行う基板等）を収納した電子
機器２３（または電子装置）の断面図である。ここで
は、基板ユニット２２の収納部を電子計算機部２５と称
し、電子計算部２５に収納された基板ユニット２２の冷
却は前述した磁気ディスク装置２７のディスクユニット
１６の冷却方式と同じである。電子計算機部２５と磁気
ディスク装置２７部を一つの筐体内に収納した電子機器
２３（または電子装置）は、例えばハイエンドのサーバ
機等である。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、複数の磁気ディスクド
ライブと制御回路部等を搭載した基板を一つの筐体内に
高密度に収納した磁気ディスク装置で、磁気ディスクド
ライブと制御回路部を効率良く冷却し、温度上昇を抑制
することができる。さらに、磁気ディスクドライブと制
御回路部および送風手段の故障時の交換，保守が他の磁
気ディスクドライブが稼働中でも最小単位で容易に行え
る冷却筐体構造および冷却システムを提供できる。さら
に、本発明の冷却筐体構造および冷却システムでは、同
形状のディスクボックスを複数個用いて構造を簡素化し
たため、生産性向上および低コスト化が図れる。以上に
より低コストで信頼性の非常に高い高性能な磁気ディス
ク装置およびそれを利用した電子機器又は電子装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ファン付ディスクボックスの斜視図。

【図２】空気ガイド板を設けた基板の斜視図。

【図３】図２の空気ガイド板を一つ設けた基板の斜視
図。

【図４】風量制御板を設けた基板の斜視図。

【図５】矩形状の開口部の風量制御板を設けた基板の斜
視図。

【図６】円または楕円の開口部の風量制御板を設けた基
板の斜視図。

【図７】箱板の風量制御板を設けた基板の斜視図。

【図８】磁気ディスクドライブと制御回路部を両面実装
した基板の斜視図。

【図９】ファンなしディスクボックスの斜視図。

【図１０】ファン付ディスクボックスの斜視図。

【図１１】図８の基板を複数枚収納したファン付ディス
クユニットの実装状態を示す断面図。

【図１２】ファンなしディスクボックスに２台のファン
ユニットを実装する斜視図。

【図１３】ファンなしディスクボックスを２段積層した
斜視図。

【図１４】ファンなしディスクボックスを２段積層し開
口部の一方にファンユニットを実装するファン付ディス
クボックスの斜視図。

【図１５】ファン付ディスクボックスを４列に並置した
ディスクユニットの斜視図。

【図１６】ファン付ディスクボックスを２段積層したデ
ィスクユニットの斜視図。

【図１７】図１４のファン付ディスクボックスを２段搭
載したディスクユニットの斜視図。

【図１８】図１７の駆動用電源を中央部に設けたディス
クユニットの斜視図。

【図１９】圧送式ファンの説明図。

【図２０】吸引式と圧送式ファンの説明図。

【図２１】磁気ディスク装置筐体の断面図。

【図２２】電子機器の断面図。

【符号の説明】

１…磁気ディスクドライブ、２…制御回路部、３…基
板、４…軸流ファン、５…ファンユニット、６…フレー
ム、７…コネクタ、８…ファンなしディスクボックス、
９…バックボード、１１…空気ガイド板、１２…冷却空
気、１７…ファン付ディスクボックス、２０…吸気口、
２１…排気口。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置筐体内に複数の磁気ディスクドライブ
   と前記磁気ディスクドライブの制御回路部および送風手
   段を有し、前記磁気ディスクドライブと前記制御回路部
   が同一の基板上に実装された磁気ディスク装置におい
   て、前記磁気ディスクドライブに流れる冷却空気と前記
   制御回路部に流れる冷却空気とを分離する流れ制御手段
   を設けたことを特徴とする磁気ディスク装置。
2. 【請求項２】前記流れ制御手段が冷却空気の流れ方向に
   沿って、前記磁気ディスクドライブに流れる冷却空気と
   前記制御回路部に流れる冷却空気を分離すべく、基板上
   に垂直に立てた空気ガイド板である請求項１に記載の磁
   気ディスク装置。
3. 【請求項３】前記流れ制御手段として、基板の冷却空気
   流入部に開口部を有する風量制御板を設け、冷却空気が
   流れる前記開口部断面積が磁気ディスクドライブより制
   御回路部の方が広くなるようにした請求項１または請求
   項２に記載の磁気ディスク装置。
4. 【請求項４】前記磁気ディスクドライブが、前記基板の
   片面に実装され、前記磁気ディスクドライブの制御回路
   部が前記基板のもう一方の面に分離して実装されている
   請求項１または請求項３に記載の磁気ディスク装置。
5. 【請求項５】複数の開口部を有する箱体に前記基板を複
   数枚収納して、一つのファンなしディスクボックスを構
   成した請求項１，２，３または４に記載の磁気ディスク
   装置。
6. 【請求項６】複数の開口部を有する箱体に前記基板を複
   数枚収納して、前記開口部の少なくとも一方に送風手段
   を設けて一つのファン付ディスクボックスを構成した請
   求項１，２，３または４に記載の磁気ディスク装置。
7. 【請求項７】前記ファンなしディスクボックスを複数段
   直列に積層して、前記ファンなしディスクボックスの前
   記開口部の少なくとも一方に送風手段を設けてファン付
   ディスクボックスを構成した請求項１，２，３，４また
   は５に記載の磁気ディスク装置。
8. 【請求項８】前記ファン付ディスクボックスを複数列並
   置するかあるいは２段直列するかもしくは、複数並置お
   よび直列にして、一つのディスクユニットを構成した請
   求項１，２，３，４，６または７に記載の磁気ディスク
   装置。
9. 【請求項９】前記ディスクユニットを一つは装置筐体の
   前面に、もう一つは同装置筐体の後面に配置し、前記二
   つのディスクユニットの背面間に冷却空気の流路ダクト
   を兼ねるすき間を設け、前記ディスクユニットを複数段
   積層し、各ディスクユニットに供給する冷却空気をお互
   いに独立して供給する空気仕切り板を積層したディスク
   ユニット間に設けた請求項１，２，３，４，５，６，７
   または８に記載の磁気ディスク装置。
10. 【請求項１０】請求項１，２，３，４，５，６，７，８
    または９に記載の磁気ディスク装置筐体内に、ディスク
    ボックスもしくはディスクユニットの収納部以外の空間
    を設け、前記空間部にＣＰＵやＬＳＩ等の半導体部品を
    搭載した基板ユニットからなる電子計算部を収納して一
    つの筐体を構成した電子装置。