JP2005019562A - 電子機器の冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の電子機器が多段に収容された筐体の中、下部に配置された電子機器の発生する熱を効率よく冷却すること。
【解決手段】筐体の天井には、筐体の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられ、天井に近い側の段に画成される第１の電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部３００に、２つの開口面を有する中空のダクト２１０が配設され、第１の開口面は通気部に面し、第２の開口面は天井から遠い側の段に画成される第２の電子機器収容用ボックス４１０，４２０を収容するための第２の収容部に面し、第２の収容部に収容される第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、ダクトの内部を通って通気部から筐体の外部へ排出され、第１の収容部に収容される第１の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、ダクトの外壁面に沿って通気部から筐体の外部へ排出される。
【選択図】 図１０
【解決手段】筐体の天井には、筐体の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられ、天井に近い側の段に画成される第１の電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部３００に、２つの開口面を有する中空のダクト２１０が配設され、第１の開口面は通気部に面し、第２の開口面は天井から遠い側の段に画成される第２の電子機器収容用ボックス４１０，４２０を収容するための第２の収容部に面し、第２の収容部に収容される第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、ダクトの内部を通って通気部から筐体の外部へ排出され、第１の収容部に収容される第１の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、ダクトの外壁面に沿って通気部から筐体の外部へ排出される。
【選択図】 図１０
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報技術の進歩とともに、情報処理システムにおいて記憶装置として用いられるストレージ装置の大規模化、高密度化が進んでいる。このようなストレージ装置においては、内部で発生する熱を効率良く外部へ放出することが求められている。そのために従来からストレージ装置は、内部に備える電子機器の配置を工夫するなど、効率良く外部に熱が放出されるような配慮がなされている。特にストレージ装置が備える電子機器のうち、外部から取り入れた交流電力を直流電力に変換するための電源装置は大きな発熱源の一つであるため、従来のストレージ装置においては、電源装置を筐体の上部に配置したり、ファン（排気装置）の直下に配置したりすることで電源装置からの熱が速やかに筐体の外部へ放出されるように配慮がなされていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−０２０９９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら通常、外部からの交流電力はコンピュータルームの床下に設けられたコンセントなどから取り入れる。この場合、電源装置がストレージ装置の筐体の上部に配置されていると、筐体内に交流電力用の配線と直流電力用の配線とが混在するため、誤配線対策やノイズ対策などが必要であった。
一方、電源装置を筐体の下部に配置した場合には、電源装置から発生する熱の放出をいかに行うかが課題となる。また電源装置以外にも電子機器が多段に収容される筐体において下部に収容された電子機器をいかに効果的に冷却するかは、ストレージ装置に限らずとも重要な問題である。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、電子機器の冷却構造を提供することを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、電子機器が収容された複数の電子機器収容用ボックスが多段に筐体に収容され、前記筐体の天井には、前記筐体の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられ、前記天井に近い側の段に画成される第１の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部に、２つの開口面を有する中空のダクトが配設され、第１の前記開口面は、前記通気部に面し、第２の前記開口面は、前記天井から遠い側の段に画成される第２の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第２の収容部に面し、前記第２の収容部に収容される前記第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの内部を通って前記通気部から前記筐体の外部へ排出され、前記第１の収容部に収容される前記第１の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの外壁面に沿って前記通気部から前記筐体の外部へ排出されることを特徴とする電子機器の冷却構造に関する。
これにより筐体の下の段に収容された電子機器の冷却を効果的に行うことが可能となる。
【０００６】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態についてストレージ装置を例に詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る電子機器の冷却構造を備えたストレージ装置１００の外観構成について図１及び図２を参照しながら説明する。
図１に示すストレージ装置１００は、制御装置１１０と駆動装置１２０とを備えて構成される。図１に示す例では制御装置１１０が中央に配置され、その左右に駆動装置１２０が配置されている。
【０００８】
制御装置１１０はストレージ装置１００全体の制御を司る。詳細は後述するが、制御装置１１０には、ストレージ装置１００の全体の制御を司る論理部４２０とデータを記憶するためのディスクドライブ３１０が、前面側及び後面側に収容される。
一方、駆動装置１２０には、前面側及び後面側にディスクドライブ３１０が収容される。ストレージ装置１００の規模を拡大する場合には駆動装置１２０を増設する。これによりユーザのニーズに合わせてストレージ装置１００の記憶容量を柔軟に変更でき、拡張性の高いストレージ装置１００を提供することができるようになっている。
一方、図２に示すストレージ装置１００は、論理部４２０やディスクドライブ３１０の他、後述するＤＣ電源６００、バッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００等が一つの筐体２００に収容された一体型装置１３０を備えて構成される。図２に示す構成のストレージ装置１００は、ストレージ装置１００として必要な機能が一つの筐体内に収容されたものである。
【０００９】
続いてこれらの制御装置１１０、駆動装置１２０及び一体型装置１３０のそれぞれの内部構成について、図３乃至図７を用いて説明する。
まず、制御装置１１０、駆動装置１２０、及び一体型装置１３０が共通に備える構成を図３に示す。制御装置１１０、駆動装置１２０、及び一体型装置１３０は、複数のディスクドライブ（電子機器）３１０が整列されて収容されるディスクドライブモジュール（第１の電子機器収容用ボックス）３００が筐体２００の上段（天井に近い側の段に画成される第１の電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部）に収容される。また筐体２００の下段にはバッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＤＣ電源８００が収容される。これらのバッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＤＣ電源８００を以下電源部とも記す。電源部も電子機器である。また筐体２００の天井には、筐体２００の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられている。本実施の形態に係る通気部には筐体２００内部の空気を吸引し外部へ排出するためのファン（排気装置）５００が配設される。もちろん通気部にファン５００などの排気装置を設けずに、筐体２００内の空気を自然排気するようにすることもできる。また例えばストレージ装置１００とは別に設置される気体吸引装置と通気部との間をダクト等で連通させ、気体吸引装置により筐体２００の内部の空気を排出させるようにすることもできる。
【００１０】
なお図３には記載されていないが、筐体２００の中段（天井から遠い側の段に画成される第２の電子機器収容用ボックスを収容するための第２の収容部）には、制御装置１１０又は一体型装置１３０の場合には論理モジュール（第２の電子機器収容用ボックス）４００が収容され、駆動装置１２０の場合にはディスクドライブモジュール（第２の電子機器収容用ボックス）３００が収容される。これらについての詳細は後述する。なお第２の収容部は、中段のみとすることもできるし下段も含むようにすることもできる。
筐体２００の上記上段、中段、及び下段は、上部仕切部２０１及び下部仕切部２０２により区切られている。
【００１１】
上述したように制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、筐体２００の中段に論理モジュール４００が収容される。その様子を図４に示す。また制御装置１１０及び一体型装置１３０の詳細な構成を示す六面図を図６に示す。
制御装置１１０及び一体型装置１３０は、論理モジュール４００、ディスクドライブモジュール３００、ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００、ファン５００を筐体２００に収容して構成される。また制御装置１１０及び一体型装置１３０には、ストレージ装置１００を保守管理するオペレータによる操作入力を受け付けるためのオペレータパネル１１１が設けられている。
【００１２】
図４に示すように、論理モジュール４００は筐体２００に着脱可能に収容されている。論理モジュール４００は、ストレージ装置１００の制御を行うための論理部（電子機器）４２０及び論理モジュールファン４１０を備えている。論理部４２０には論理基板（電子機器、制御ボード）４３０が着脱可能に整列されて収容されており、これによりストレージ装置１００の各種制御が行われる。論理部４２０に収容される論理基板４３０としては、例えばストレージ装置１００を記憶装置として利用する情報処理装置との間でデータ入出力のための通信を行うためのチャネルアダプタや、ディスクドライブ３１０に記憶されるデータに対する入出力処理を行うディスクアダプタや、情報処理装置との間で授受されるデータを記憶するためのキャッシュメモリなどである。なおこれらの論理基板４３０は、図４や図６に示すように、全て同じ向きに並べて整列されるように論理部４２０内に収容されるだけでなく、例えば縦方向に整列される論理基板４３０と横方向に整列される論理基板４３０とが混在するように収容されるようにすることもできる。
【００１３】
論理モジュールファン４１０は論理部４２０や電源部から空気を吸引し、これらの冷却を行う。論理モジュールファン４１０に吸引された空気は筐体２００の上段に設けられているファン５００により筐体２００の外部へ排出される。
【００１４】
筐体２００の上段には、ディスクドライブモジュール３００が着脱可能に収容されている。ディスクドライブモジュール３００は、データを記憶するためのディスクドライブ３１０を収容している。ディスクドライブ３１０は、内部に記録媒体を備えたデータを記憶するための装置である。ディスクドライブ３１０としては、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等様々なものを採用することができる。
【００１５】
ファン５００は制御装置１１０又は一体型装置１３０内部の空気を外部に排出する。これによりディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００、電源部で発生した熱を制御装置１１０や一体型装置１３０の外部へ放出することができる。筐体２００の中段に収容される論理モジュール４００の内部の空気、及び下段に収容される電源部の内部の空気は、筐体２００の上段に設けられているエアダクト２１０の内部を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。また、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、エアダクト２１０の外壁面を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。
【００１６】
筐体２００の下部には電源部が収容される。電源部は筐体２００に着脱可能に収容されている。ＤＣ電源６００は、交流電力を直流電力に変換し、論理モジュール４００及びディスクドライブ３１０に直流電力を供給するための電源装置を備える。ここで論理モジュール４００やディスクドライブ３１０では、複数の定格電圧の電力が消費される。例えば、論理モジュールファン４１０では定格１２Ｖの直流電力が消費される。また論理基板４３０では定格５Ｖや３．３Ｖの直流電力が消費される。このため本実施の形態に係る論理モジュール４００やディスクドライブモジュール３００には電圧変換装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を備えている。これによりＤＣ電源６００から論理モジュール４００やディスクドライブ３１０へは同一の定格電圧の直流電力を供給するようにすることが可能となった。
【００１７】
バッテリ８００は停電時やＤＣ電源６００の異常時等に、制御装置１１０や一体型装置１３０の内部の各装置に電力を供給するための予備電源装置である。
【００１８】
ＡＣ−ＢＯＸ７００は、ストレージ装置１００に対する交流電力の取り入れ口であり、ブレーカとして機能する。ＡＣ−ＢＯＸ７００に取り入れられた交流電力はＤＣ電源６００に供給される。
【００１９】
電源部にはストレージ装置１００内に流れる電流が集中して流れるため、発熱量が大きい。本実施の形態に係るストレージ装置１００においては電源部を筐体２００の下部に収容している。そのため電源部から発生する熱の処理が問題となる。本実施の形態においては、電源部により熱せられた空気を論理モジュールファン４１０により吸引し、筐体２００の上部に配設されたエアダクト２１０の内部を通じて筐体２００の外部へ排出している。これにより本実施の形態においては、電源部からの熱を筐体２００内で停滞させることなく外部へ放出することができるようになり、電源部を筐体２００の下段に収容するようにすることが可能となった。
【００２０】
一方、駆動装置１２０は、筐体２００の中段にディスクドライブモジュール３００を収容することにより構成される。その様子を図５に示す。また駆動装置１２０の詳細な構成を示す六面図を図７に示す。
【００２１】
駆動装置１２０は、ディスクドライブモジュール３００、ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００、ファン５００を筐体２００に収容して構成される。これらの各モジュール等は制御装置１１０や一体型装置１３０に収容されているものと同一である。本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、制御装置１１０、駆動装置１２０、一体型装置１３０のいずれも共通の筐体２００を用いて構成される。そして駆動装置１２０においては、制御装置１１０において論理モジュール４００が収容されていた筐体２００の中段に、ディスクドライブモジュール３００が収容される。
【００２２】
ファン５００は、筐体２００内に収容されるディスクドライブモジュール３００や電源部の内部の空気を吸引し、駆動装置１２０の外部へ排出する。これにより、ディスクドライブモジュール３００に収容されるディスクドライブ３１０から発生する熱や、電源部から発生する熱を駆動装置１２０の外部へ放出することが可能となる。なお駆動装置１２０も筐体２００の内部にエアダクト２１０を備え、筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気や、下段に収容される電源部の内部の空気は、エアダクト２１０の内部を通って、ファン５００により駆動装置１２０の外部へ排出される。また、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、エアダクト２１０の外壁面を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る電子機器の冷却構造について、図８乃至図１８を参照しながら説明する。
まず、本実施の形態に係る制御装置１１０又は一体型装置１３０における電子機器の冷却構造について図８乃至図１０を用いて説明する。なお図１１は、駆動装置１２０における電子機器の冷却構造を説明するための図である。
【００２４】
本実施の形態に係る制御装置１１０又は一体型装置１３０は、ファン５００、ディスクドライブモジュール３００、論理部４２０、論理モジュールファン４１０、及び電源部（ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００）を備える。ファン５００及び論理モジュールファン４１０により、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００、電源部の内部の空気を外部に排出することにより、ディスクドライブ３１０や論理部４２０、電源部を冷却する。その際、筐体２００の内部の空気が滞り無く外部へ排出されることが冷却効率向上の観点から望ましい。本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０では、筐体２００の上段にディスクドライブモジュール３００が収容され、中段に論理モジュール４００が収容され、下段に電源部が収容される。本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、このような配置により排気効率を向上させることが可能となった。
【００２５】
すなわち、図８に示すように、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００は、論理モジュール４００や電源部と比較して奥行きが短い。そのため、ディスクドライブモジュール３００を筐体２００に収容した場合に、前面側に収容されるディスクドライブモジュール３００と、後面側に収容されるディスクドライブモジュール３００との間に形成される空間を大きく確保することができる。これにより、ファン５００により吸引される冷却風の通風経路を大きく確保することができる。つまり効率良く筐体２００内部の空気を外部に排出することができる。
【００２６】
また、図８に示すように、筐体２００の下段に収容される電源部は、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００と比べて奥行きが長い。そのため、仮に電源部を筐体２００の上段、あるいは中段に収容するようにした場合には、冷却風の通風経路が塞がれることになるが、本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、下段に電源部を収容するようにしたことにより、通風経路を塞ぐようなことにはならない。
【００２７】
また、筐体２００の中段に収容される論理モジュール４００は、上段に収容されるディスクドライブモジュール３００に比べると奥行きが短いが、下段に収容される電源部と比べると奥行きが短い。そのため、論理モジュール４００を筐体２００の中段に収容することにより筐体２００の上段には大きな通風経路を確保しつつ、中段にも通風経路のための空間を確保することが可能となる。なお論理モジュール４００は、ディスクドライブモジュール３００とは異なり、モジュール内を上下方向に通気可能な構造になっているので、図８に示すように、前面側の論理モジュール４００と後面側の論理モジュール４００とを筐体２００の内部で接近して配置させるように収容することもできる。このようにすることにより、論理モジュールファン４１０により吸い上げられた電源部及び論理モジュール４００内部の空気を、筐体２００の上段の通風経路に効率良く送り込むことが可能となる。
【００２８】
図８に示す冷却構造を採用した場合、筐体２００の上段における通風経路において、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とが合流する。冷却風が合流する際に冷却風の流れが乱れると、筐体２００内に空気が停滞し、排気効率を低下させる要因となる。そこで冷却風が合流する際の乱れを抑制するための冷却構造を示した図を図９に示す。すなわち、図９に示すように整流フィン２１１を筐体２００内に配設するようにする。これによりディスクドライブモジュール３００からの冷却風と論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とが衝突する際の冷却風の乱れを抑制することができる。整流フィン２１１を示す図を図１２に示す。
【００２９】
しかし整流フィン２１１を用いたとしても、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００からの冷却風とは、ファン５００に至るまでの間でいずれ合流する。そこで、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とを極力分離して排気効率をさらに高めるようにしたのが、図１０に示す冷却構造である。すなわち、図１０に示すように、筐体２００の上段に２つの開口面を有する中空のエアダクト２１０が配設されている。エアダクト２１０を示す図を図１３に示す。
【００３０】
本実施例に係るエアダクト２１０は、通気部に面する側の第１の開口面と、筐体２００の中段に面する側の第２の開口面とを有し、第２の開口面に平行な断面により仮想的に形成される仮想開口面の面積が第２の開口面に近いほど大きくなる部分を含む形状をしている。また第２の開口面は略長方形であり、その一辺はディスクドライブモジュール３００の幅に概ね等しい長さであり、他の一辺は前面側及び後面側に収容される各ディスクドライブモジュール３００の互いに相対する面の距離に概ね等しい長さである。これにより、論理モジュールファン４１０による中段及び下段からの冷却風を効率よくエアダクト２１０の内部に導入することができ、排気効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
また筐体２００内にエアダクト２１０を配設することにより、論理モジュール４００や電源部からの冷却風はエアダクト２１０の内部を通ってファン５００まで到達し、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風はエアダクト２１０の外壁面に沿ってファン５００まで到達する。これによりディスクドライブモジュール３００からの冷却風と論理モジュール４００からの冷却風とを合流させないようにすることが可能となる。さらに、上段に収容される各ディスクドライブモジュール３００はエアダクト２１０を挟んで配置されているため、各ディスクドライブモジュール３００からの排気が互いに衝突することを避けることができる。これにより通風経路における冷却風の乱れが抑制され、排気をスムースに行うことが可能となる。またエアダクト２１０は第２の開口面に近いほど仮想断面の面積が大きくなる形状をしているため、ディスクドライブモジュール３００から排出された空気の流れの向きがエアダクト２１０の外壁面で天井向きに変わる。これによりディスクドライブモジュール３００から排出された空気をスムースに筐体２００の外部に排出することが可能となる。さらに、エアダクト２１０の第１の開口面とファン５００との間を密着させずに離間させるようにしている。これによりファン５００による空気の吸引力がエアダクトの外壁に遮られることを防止し、エアダクト２１０の内部及び外部の空気を強力に筐体２００の外部に排出することが可能となる。
【００３２】
次に本実施の形態に係る駆動装置１２０における冷却構造を図１１に示す。
駆動装置１２０における冷却構造は、図１０に示した制御装置１１０や一体型装置１３０における冷却構造と同様、筐体２００の上段にエアダクト２１０を備えた構造をしている。制御装置１１０や一体型装置１３０における冷却構造と異なる点は、中段にディスクドライブモジュール３００が収容されている点である。この場合、筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの冷却風と下段に収容される電源部からの冷却風は、エアダクト２１０の内部を通って駆動装置１２０の外部へ排出される。また筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの冷却風はエアダクト２１０の外壁面に沿って駆動装置１２０の外部へ排出される。駆動装置１２０では中段にディスクドライブモジュール３００が収容されるので、制御装置１１０や一体型装置１３０と比較して中段における通風経路を大きく確保することができる。これにより筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００や下段に収容される電源部からの排気をスムースに行うことが可能となる。このように駆動装置１２０においてもエアダクト２１０を筐体２００に配設することにより、上段のディスクドライブモジュール３００からの冷却風と中段及び下段のディスクドライブモジュール３００及び電源部からの冷却風とを合流させないように排出することが可能となる。これにより駆動装置１２０においても、効率良くディスクドライブモジュール３００の冷却を行うことが可能となる。
【００３３】
さらに本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、筐体２００内の冷却風の流れを整え、筐体２００内を冷却風が均一に流れるようにするための整流板（抵抗板）３３０が配設されている。筐体２００の内部に整流板３３０が配設され、整流板３３０を通して冷却風が流れる様子を図１４及び図１５に示す。図１４及び図１５には駆動装置１２０に整流板３３０が配設される場合の例を示す。
【００３４】
整流板３３０は、筐体２００の上段にエアダクト２１０を挟んで相対して収容された２つのディスクドライブモジュール３００の互いに相対するそれぞれの面と、筐体２００の中段に相対して収容された２つのディスクドライブモジュール３００の互いに相対するそれぞれの面に配設されている。
【００３５】
筐体２００内の空気は天井に配設されたファン５００により吸引され、筐体２００の外部に排出される。その際、各ディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、図１４及び図１５において矢印で示すように、整流板３３０に設けられた通気穴３３１を通って排出される。
【００３６】
一般的に、筐体２００内に多段に収容されたディスクドライブモジュール３００内部の空気を筐体２００内に集約して排出する場合には、各ディスクドライブモジュール３００からの排気が筐体２００内で混合されることにより、空気の流れの停滞が生ずる。特に天井から遠い側の段に収容されたディスクドライブモジュール３００からの排気は天井に近い側の段に収容されたディスクドライブモジュール３００からの排気の影響を受けて停滞しやすくなる。そのため、図１６乃至図１８に示す従来のストレージ装置１１００においては、各段のディスクドライブモジュール１３００から排出される冷却風を整流するための整流板１３３０に工夫を加えることにより、これを防止していた。
【００３７】
従来のストレージ装置１１００の駆動装置１１２０においては、筐体内に２つのディスクドライブモジュール１３００をその背面同士が相対するように離間して配置してこれを一つのユニットとし、このユニットを４段に積層して収容していた。そして筐体の天井に配設されたファン１５００が作動することにより、ディスクドライブモジュール１３００の内部の空気を、ディスクドライブモジュール１３００の背面同士の間隙によって形成される筐体の中央の通風経路に集約して、さらに筐体上面のファン１５００から排気していた。
【００３８】
そして、各ディスクドライブモジュール１３００の背面に配設される整流板１３３０に設けられる通気穴１３３１の大きさを、ファン１５００に近い段に配設される整流板１３３０程小さく、そしてファン１５００から遠い段に配設される整流板１３３０程大きくしていた。これにより、天井に近い側の段に収容されたディスクドライブモジュール１３００からの排気の量を抑制し、天井から遠い側の段に収容されたディスクドライブモジュール１３００からの排気に影響を与えにくいようにし、ファン１５００に吸引される空気の停滞を防止していた。図１７及び図１８に示す例では、ファン１５００から最も遠い段には整流板１３３０自体を配設しないようにしている。
【００３９】
しかしながら従来のストレージ装置１１００においては、ファン１５００からの距離に応じて異なる種類の整流板１３３０が用いられていたため、部品単価の向上や部品点数の増加等の課題もあった。そのため抵抗板１３３０の共通化の実現が求められていた。
【００４０】
本実施の形態に係る駆動装置１２０においては、図１４及び図１５に示すように整流板３３０は共通化されている。すなわち筐体２００の上段に配設される整流板３３０と中段に配設される整流板３３０とは、同じ通気穴３３１を有する同一規格の整流板３３０である。このように整流板３３０の共通化が実現できたのは、筐体２００の上段にエアダクト２１０を配設するようにしたことにより、ファン５００から遠い段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの排気が、ファン５００に近い段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの排気に影響を受けないようにすることができたためである。これによりストレージ装置１００の部品点数を削減でき、部品単価の低減、製造容易化を実現することができた。なお、各整流板３３０には複数の通気穴３３１が設けられているが、一つの整流板３３０においては下部に設けられた通気穴３３１程大きな穴が開けられている。これは整流板３３０の上部側に設けられた通気穴３３１から排出される空気の量を抑制し、下部側の通気穴３３１から排出される空気が滞り無く排出されるようにするためである。
【００４１】
本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、上記の冷却構造を採用することにより電源部を筐体２００の下部に収容するようにすることが可能となった。これにより、筐体２００内に交流電力の配線を配索することが必要なくなる等、電源系統の簡略化を実現することができた。同時にストレージ装置１００耐ノイズ性を向上させ、また製造時や点検時の安全性も向上させることができた。また、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００に電圧変換装置を備え、電源部からディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００に供給させる直流電力の定格電圧を１種類に統一したことにより、さらに電源系統の簡略化を実現することができた。
【００４２】
その様子を図１９乃至図２２に示す。図１９及び図２０は従来のストレージ装置１１００の一体型装置（本実施の形態に係る一体型装置１３０に相当する）１１３０において、電源モジュール（本実施の形態におけるＤＣ電源６００に相当する）１９００から論理モジュール（本実施の形態に係る論理モジュール４００に相当する）１４００に複数の定格電圧の電力が供給される様子を示した図である。
【００４３】
図２０に示すように、従来のストレージ装置１１００においては、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００への電力の供給は、電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０とをバスバー１６１０で接続することにより行われる。バスバー１６１０とは、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００への電力供給用の金属板である。電源モジュール１９００から論理モジュール１４００へは大きな電力が供給されるため、通常のワイヤーハーネスでは通電許容量が不足する。そのためバスバー１６１０のような金属板を用いて電力の供給を行うようにしている。電源モジュール用基板１９１０は、電源モジュール補強板１９２０と共に一体型装置用筐体１２２０の上段の奥手側に配設されている。電源モジュール１９００を一体型装置用筐体１２２０に収容すると、電源モジュール１９００に設けられている電気的コネクタが電源モジュール用基板１９１０に設けられている電気的コネクタと嵌合する。一方、論理モジュール用基板１４４０は、論理モジュール補強板１４５０と共に一体型装置用筐体１２２０の中段の奥手側に配設されている。論理モジュール１４００を一体型装置用筐体１２２０に収容すると、論理モジュール１４００に設けられている電気的コネクタが論理モジュール用基板１４４０に設けられている電気的コネクタと嵌合する。このようにして、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００とを相互に電気的に接続することができる。そして電源モジュール１９００から論理モジュール１４００に電力の供給を行うことができる。従来のストレージ装置１１００においては、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００に複数の定格電圧の直流電力を供給する必要があった。
【００４４】
そのため、図２０に示すように、電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０とを接続するバスバー１６１０の種類や数が多くなり、バスバー１６１０の配置には工夫が必要であった。図２０に示すように電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０との側面部にまでも長いバスバー１６１０を配置することが必要となる場合もあった。図１９には、従来の一体型装置１１３０の内部において、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００との間がバスバー１６１０により接続される様子を示す。また図１９に示すように、従来の一体型装置１１３０では、電源モジュール１９００が一体型装置用筐体１２２０の上段に収容され、論理モジュール１４００が中段に収容されていた。そのため、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００との間に論理モジュールファン１４１０が配置される位置関係となっていたため、論理モジュールファン１４１０を挟む分バスバー１６１０の長さが長くなっていた。
【００４５】
一方、本実施の形態に係るストレージ装置１００の一体型装置１３０においては、ＤＣ電源６００が筐体２００の下段に収容され、論理モジュール４００が中段に収容される。本実施の形態に係る一体型装置１３０においてもＤＣ電源６００から論理モジュール４００への電力供給はバスバー６１０を用いて行われるが、図２１に示すように、ＤＣ電源６００を論理モジュール４００の下部に収容するようにしたことにより、論理モジュール４００とＤＣ電源６００との間に論理モジュールファン４１０が配置される位置関係にないようにすることができた。このためバスバー６１０の長さを短縮することができた。また図２２に示すように、本実施の形態に係る一体型装置１３０においても、バスバー６１０により論理モジュール用基板４４０とＤＣ電源用基板９１０との間が接続される。そしてＤＣ電源用基板９１０は、ＤＣ電源補強板９２０と共に筐体２００の下段の奥手側に配設されている。そしてＤＣ電源６００を筐体２００に収容すると、ＤＣ電源６００に設けられている電気的コネクタとＤＣ電源用基板１９１０に設けられている電気的コネクタが嵌合する。一方、論理モジュール用基板４４０は、論理モジュール用補強板４５０と共に筐体２００の中段の奥手側に配設されている。そして論理モジュール４００を筐体２００に収容すると、論理モジュール４００に設けられている電気的コネクタと論理モジュール用基板４４０に設けられている電気的コネクタが嵌合する。このようにして、ＤＣ電源６００と論理モジュール４００とは相互に電気的に接続される。そしてＤＣ電源６００から論理モジュール４００に電力の供給が行われる。図２１及び図２２に示すように、本実施の形態においてはバスバー６１０の数を従来に比べて減少させることができた。さらにバスバー６１０の長さを短くすることができた。これは、前述したように、本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、ＤＣ電源６００から論理モジュール４００へ供給される直流電力の電圧を一種類にしたためと、ＤＣ電源６００を論理モジュール４００の下部に収容することが可能になったためである。
【００４６】
以上説明したように本実施の形態にかかる電子機器の冷却構造によれば、筐体の中段及び下段に収容される電子機器からの空気を効率よくエアダクトの内部に導入し、排気させることが可能となる。また筐体の上段に収容される電子機器からの空気をエアダクトの外壁面に沿って筐体の天井に到達させ、排気させることが可能となる。これにより筐体内の各電子機器からの空気を効率良く排気することが可能となる。
【００４７】
またこれにより、電源部を筐体の下段に収容することが可能となった。このため筐体内の電源関係の配線配索を簡単化することができると共に、部品点数の削減、部品の共通化を実現することができた。
【００４８】
なお、本実施例においてはストレージ装置に本願発明を適用した場合を例に説明したが、様々な電子機器を収容した装置に対しても同様に適用することが可能である。例えば大型コンピュータに代表されるコンピュータ機器や、各種計測機器、また制御装置など、あるいは自動車や航空機等に搭載される各種電子機器などを冷却する場合にも適用することが可能である。
【００４９】
以上本実施の形態について説明したが、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５０】
【発明の効果】
電子機器の冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係るストレージ装置の詳細な構成を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置に制御部用ボックスが収容される様子を示すための図である。
【図５】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置にディスクドライブ用ボックスが収容される様子を示すための図である。
【図６】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の詳細な構成を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置の詳細な構成を示す図である。
【図８】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態に係るストレージ装置が備える整流体を示す図である。
【図１３】本実施の形態に係るストレージ装置が備える整流体を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係るストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１５】本実施の形態に係るストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１６】従来のストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図１７】従来のストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１８】従来のストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１９】従来のストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２０】従来のストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２１】本実施の形態に係るストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２２】本実施の形態に係るストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【符号の説明】
１００ ストレージ装置
１１０ 制御装置
１２０ 駆動装置
１３０ 一体型装置
２００ 筐体
２１０ エアダクト
２１１ 整流フィン
３００ ディスクドライブモジュール
３１０ ディスクドライブ
３３０ 整流板
３３１ 通気穴
４００ 論理モジュール
４１０ 論理モジュールファン
４２０ 論理部
４３０ 論理基板
５００ ファン
６００ ＤＣ電源
７００ ＡＣ−ＢＯＸ
８００ バッテリ
１１００ ストレージ装置
１３３０ 整流板
１３３１ 通気穴
１５００ ファン
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器の冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報技術の進歩とともに、情報処理システムにおいて記憶装置として用いられるストレージ装置の大規模化、高密度化が進んでいる。このようなストレージ装置においては、内部で発生する熱を効率良く外部へ放出することが求められている。そのために従来からストレージ装置は、内部に備える電子機器の配置を工夫するなど、効率良く外部に熱が放出されるような配慮がなされている。特にストレージ装置が備える電子機器のうち、外部から取り入れた交流電力を直流電力に変換するための電源装置は大きな発熱源の一つであるため、従来のストレージ装置においては、電源装置を筐体の上部に配置したり、ファン（排気装置）の直下に配置したりすることで電源装置からの熱が速やかに筐体の外部へ放出されるように配慮がなされていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−０２０９９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら通常、外部からの交流電力はコンピュータルームの床下に設けられたコンセントなどから取り入れる。この場合、電源装置がストレージ装置の筐体の上部に配置されていると、筐体内に交流電力用の配線と直流電力用の配線とが混在するため、誤配線対策やノイズ対策などが必要であった。
一方、電源装置を筐体の下部に配置した場合には、電源装置から発生する熱の放出をいかに行うかが課題となる。また電源装置以外にも電子機器が多段に収容される筐体において下部に収容された電子機器をいかに効果的に冷却するかは、ストレージ装置に限らずとも重要な問題である。
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、電子機器の冷却構造を提供することを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、電子機器が収容された複数の電子機器収容用ボックスが多段に筐体に収容され、前記筐体の天井には、前記筐体の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられ、前記天井に近い側の段に画成される第１の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部に、２つの開口面を有する中空のダクトが配設され、第１の前記開口面は、前記通気部に面し、第２の前記開口面は、前記天井から遠い側の段に画成される第２の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第２の収容部に面し、前記第２の収容部に収容される前記第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの内部を通って前記通気部から前記筐体の外部へ排出され、前記第１の収容部に収容される前記第１の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの外壁面に沿って前記通気部から前記筐体の外部へ排出されることを特徴とする電子機器の冷却構造に関する。
これにより筐体の下の段に収容された電子機器の冷却を効果的に行うことが可能となる。
【０００６】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態についてストレージ装置を例に詳細に説明する。
まず、本実施の形態に係る電子機器の冷却構造を備えたストレージ装置１００の外観構成について図１及び図２を参照しながら説明する。
図１に示すストレージ装置１００は、制御装置１１０と駆動装置１２０とを備えて構成される。図１に示す例では制御装置１１０が中央に配置され、その左右に駆動装置１２０が配置されている。
【０００８】
制御装置１１０はストレージ装置１００全体の制御を司る。詳細は後述するが、制御装置１１０には、ストレージ装置１００の全体の制御を司る論理部４２０とデータを記憶するためのディスクドライブ３１０が、前面側及び後面側に収容される。
一方、駆動装置１２０には、前面側及び後面側にディスクドライブ３１０が収容される。ストレージ装置１００の規模を拡大する場合には駆動装置１２０を増設する。これによりユーザのニーズに合わせてストレージ装置１００の記憶容量を柔軟に変更でき、拡張性の高いストレージ装置１００を提供することができるようになっている。
一方、図２に示すストレージ装置１００は、論理部４２０やディスクドライブ３１０の他、後述するＤＣ電源６００、バッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００等が一つの筐体２００に収容された一体型装置１３０を備えて構成される。図２に示す構成のストレージ装置１００は、ストレージ装置１００として必要な機能が一つの筐体内に収容されたものである。
【０００９】
続いてこれらの制御装置１１０、駆動装置１２０及び一体型装置１３０のそれぞれの内部構成について、図３乃至図７を用いて説明する。
まず、制御装置１１０、駆動装置１２０、及び一体型装置１３０が共通に備える構成を図３に示す。制御装置１１０、駆動装置１２０、及び一体型装置１３０は、複数のディスクドライブ（電子機器）３１０が整列されて収容されるディスクドライブモジュール（第１の電子機器収容用ボックス）３００が筐体２００の上段（天井に近い側の段に画成される第１の電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部）に収容される。また筐体２００の下段にはバッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＤＣ電源８００が収容される。これらのバッテリ８００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、ＤＣ電源８００を以下電源部とも記す。電源部も電子機器である。また筐体２００の天井には、筐体２００の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられている。本実施の形態に係る通気部には筐体２００内部の空気を吸引し外部へ排出するためのファン（排気装置）５００が配設される。もちろん通気部にファン５００などの排気装置を設けずに、筐体２００内の空気を自然排気するようにすることもできる。また例えばストレージ装置１００とは別に設置される気体吸引装置と通気部との間をダクト等で連通させ、気体吸引装置により筐体２００の内部の空気を排出させるようにすることもできる。
【００１０】
なお図３には記載されていないが、筐体２００の中段（天井から遠い側の段に画成される第２の電子機器収容用ボックスを収容するための第２の収容部）には、制御装置１１０又は一体型装置１３０の場合には論理モジュール（第２の電子機器収容用ボックス）４００が収容され、駆動装置１２０の場合にはディスクドライブモジュール（第２の電子機器収容用ボックス）３００が収容される。これらについての詳細は後述する。なお第２の収容部は、中段のみとすることもできるし下段も含むようにすることもできる。
筐体２００の上記上段、中段、及び下段は、上部仕切部２０１及び下部仕切部２０２により区切られている。
【００１１】
上述したように制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、筐体２００の中段に論理モジュール４００が収容される。その様子を図４に示す。また制御装置１１０及び一体型装置１３０の詳細な構成を示す六面図を図６に示す。
制御装置１１０及び一体型装置１３０は、論理モジュール４００、ディスクドライブモジュール３００、ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００、ファン５００を筐体２００に収容して構成される。また制御装置１１０及び一体型装置１３０には、ストレージ装置１００を保守管理するオペレータによる操作入力を受け付けるためのオペレータパネル１１１が設けられている。
【００１２】
図４に示すように、論理モジュール４００は筐体２００に着脱可能に収容されている。論理モジュール４００は、ストレージ装置１００の制御を行うための論理部（電子機器）４２０及び論理モジュールファン４１０を備えている。論理部４２０には論理基板（電子機器、制御ボード）４３０が着脱可能に整列されて収容されており、これによりストレージ装置１００の各種制御が行われる。論理部４２０に収容される論理基板４３０としては、例えばストレージ装置１００を記憶装置として利用する情報処理装置との間でデータ入出力のための通信を行うためのチャネルアダプタや、ディスクドライブ３１０に記憶されるデータに対する入出力処理を行うディスクアダプタや、情報処理装置との間で授受されるデータを記憶するためのキャッシュメモリなどである。なおこれらの論理基板４３０は、図４や図６に示すように、全て同じ向きに並べて整列されるように論理部４２０内に収容されるだけでなく、例えば縦方向に整列される論理基板４３０と横方向に整列される論理基板４３０とが混在するように収容されるようにすることもできる。
【００１３】
論理モジュールファン４１０は論理部４２０や電源部から空気を吸引し、これらの冷却を行う。論理モジュールファン４１０に吸引された空気は筐体２００の上段に設けられているファン５００により筐体２００の外部へ排出される。
【００１４】
筐体２００の上段には、ディスクドライブモジュール３００が着脱可能に収容されている。ディスクドライブモジュール３００は、データを記憶するためのディスクドライブ３１０を収容している。ディスクドライブ３１０は、内部に記録媒体を備えたデータを記憶するための装置である。ディスクドライブ３１０としては、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等様々なものを採用することができる。
【００１５】
ファン５００は制御装置１１０又は一体型装置１３０内部の空気を外部に排出する。これによりディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００、電源部で発生した熱を制御装置１１０や一体型装置１３０の外部へ放出することができる。筐体２００の中段に収容される論理モジュール４００の内部の空気、及び下段に収容される電源部の内部の空気は、筐体２００の上段に設けられているエアダクト２１０の内部を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。また、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、エアダクト２１０の外壁面を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。
【００１６】
筐体２００の下部には電源部が収容される。電源部は筐体２００に着脱可能に収容されている。ＤＣ電源６００は、交流電力を直流電力に変換し、論理モジュール４００及びディスクドライブ３１０に直流電力を供給するための電源装置を備える。ここで論理モジュール４００やディスクドライブ３１０では、複数の定格電圧の電力が消費される。例えば、論理モジュールファン４１０では定格１２Ｖの直流電力が消費される。また論理基板４３０では定格５Ｖや３．３Ｖの直流電力が消費される。このため本実施の形態に係る論理モジュール４００やディスクドライブモジュール３００には電圧変換装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ）を備えている。これによりＤＣ電源６００から論理モジュール４００やディスクドライブ３１０へは同一の定格電圧の直流電力を供給するようにすることが可能となった。
【００１７】
バッテリ８００は停電時やＤＣ電源６００の異常時等に、制御装置１１０や一体型装置１３０の内部の各装置に電力を供給するための予備電源装置である。
【００１８】
ＡＣ−ＢＯＸ７００は、ストレージ装置１００に対する交流電力の取り入れ口であり、ブレーカとして機能する。ＡＣ−ＢＯＸ７００に取り入れられた交流電力はＤＣ電源６００に供給される。
【００１９】
電源部にはストレージ装置１００内に流れる電流が集中して流れるため、発熱量が大きい。本実施の形態に係るストレージ装置１００においては電源部を筐体２００の下部に収容している。そのため電源部から発生する熱の処理が問題となる。本実施の形態においては、電源部により熱せられた空気を論理モジュールファン４１０により吸引し、筐体２００の上部に配設されたエアダクト２１０の内部を通じて筐体２００の外部へ排出している。これにより本実施の形態においては、電源部からの熱を筐体２００内で停滞させることなく外部へ放出することができるようになり、電源部を筐体２００の下段に収容するようにすることが可能となった。
【００２０】
一方、駆動装置１２０は、筐体２００の中段にディスクドライブモジュール３００を収容することにより構成される。その様子を図５に示す。また駆動装置１２０の詳細な構成を示す六面図を図７に示す。
【００２１】
駆動装置１２０は、ディスクドライブモジュール３００、ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００、ファン５００を筐体２００に収容して構成される。これらの各モジュール等は制御装置１１０や一体型装置１３０に収容されているものと同一である。本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、制御装置１１０、駆動装置１２０、一体型装置１３０のいずれも共通の筐体２００を用いて構成される。そして駆動装置１２０においては、制御装置１１０において論理モジュール４００が収容されていた筐体２００の中段に、ディスクドライブモジュール３００が収容される。
【００２２】
ファン５００は、筐体２００内に収容されるディスクドライブモジュール３００や電源部の内部の空気を吸引し、駆動装置１２０の外部へ排出する。これにより、ディスクドライブモジュール３００に収容されるディスクドライブ３１０から発生する熱や、電源部から発生する熱を駆動装置１２０の外部へ放出することが可能となる。なお駆動装置１２０も筐体２００の内部にエアダクト２１０を備え、筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気や、下段に収容される電源部の内部の空気は、エアダクト２１０の内部を通って、ファン５００により駆動装置１２０の外部へ排出される。また、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、エアダクト２１０の外壁面を通って、ファン５００により制御装置１１０及び一体型装置１３０の外部へ排出される。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る電子機器の冷却構造について、図８乃至図１８を参照しながら説明する。
まず、本実施の形態に係る制御装置１１０又は一体型装置１３０における電子機器の冷却構造について図８乃至図１０を用いて説明する。なお図１１は、駆動装置１２０における電子機器の冷却構造を説明するための図である。
【００２４】
本実施の形態に係る制御装置１１０又は一体型装置１３０は、ファン５００、ディスクドライブモジュール３００、論理部４２０、論理モジュールファン４１０、及び電源部（ＤＣ電源６００、ＡＣ−ＢＯＸ７００、バッテリ８００）を備える。ファン５００及び論理モジュールファン４１０により、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００、電源部の内部の空気を外部に排出することにより、ディスクドライブ３１０や論理部４２０、電源部を冷却する。その際、筐体２００の内部の空気が滞り無く外部へ排出されることが冷却効率向上の観点から望ましい。本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０では、筐体２００の上段にディスクドライブモジュール３００が収容され、中段に論理モジュール４００が収容され、下段に電源部が収容される。本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、このような配置により排気効率を向上させることが可能となった。
【００２５】
すなわち、図８に示すように、筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００は、論理モジュール４００や電源部と比較して奥行きが短い。そのため、ディスクドライブモジュール３００を筐体２００に収容した場合に、前面側に収容されるディスクドライブモジュール３００と、後面側に収容されるディスクドライブモジュール３００との間に形成される空間を大きく確保することができる。これにより、ファン５００により吸引される冷却風の通風経路を大きく確保することができる。つまり効率良く筐体２００内部の空気を外部に排出することができる。
【００２６】
また、図８に示すように、筐体２００の下段に収容される電源部は、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００と比べて奥行きが長い。そのため、仮に電源部を筐体２００の上段、あるいは中段に収容するようにした場合には、冷却風の通風経路が塞がれることになるが、本実施の形態に係る制御装置１１０及び一体型装置１３０においては、下段に電源部を収容するようにしたことにより、通風経路を塞ぐようなことにはならない。
【００２７】
また、筐体２００の中段に収容される論理モジュール４００は、上段に収容されるディスクドライブモジュール３００に比べると奥行きが短いが、下段に収容される電源部と比べると奥行きが短い。そのため、論理モジュール４００を筐体２００の中段に収容することにより筐体２００の上段には大きな通風経路を確保しつつ、中段にも通風経路のための空間を確保することが可能となる。なお論理モジュール４００は、ディスクドライブモジュール３００とは異なり、モジュール内を上下方向に通気可能な構造になっているので、図８に示すように、前面側の論理モジュール４００と後面側の論理モジュール４００とを筐体２００の内部で接近して配置させるように収容することもできる。このようにすることにより、論理モジュールファン４１０により吸い上げられた電源部及び論理モジュール４００内部の空気を、筐体２００の上段の通風経路に効率良く送り込むことが可能となる。
【００２８】
図８に示す冷却構造を採用した場合、筐体２００の上段における通風経路において、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とが合流する。冷却風が合流する際に冷却風の流れが乱れると、筐体２００内に空気が停滞し、排気効率を低下させる要因となる。そこで冷却風が合流する際の乱れを抑制するための冷却構造を示した図を図９に示す。すなわち、図９に示すように整流フィン２１１を筐体２００内に配設するようにする。これによりディスクドライブモジュール３００からの冷却風と論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とが衝突する際の冷却風の乱れを抑制することができる。整流フィン２１１を示す図を図１２に示す。
【００２９】
しかし整流フィン２１１を用いたとしても、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００からの冷却風とは、ファン５００に至るまでの間でいずれ合流する。そこで、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風と、論理モジュール４００及び電源部からの冷却風とを極力分離して排気効率をさらに高めるようにしたのが、図１０に示す冷却構造である。すなわち、図１０に示すように、筐体２００の上段に２つの開口面を有する中空のエアダクト２１０が配設されている。エアダクト２１０を示す図を図１３に示す。
【００３０】
本実施例に係るエアダクト２１０は、通気部に面する側の第１の開口面と、筐体２００の中段に面する側の第２の開口面とを有し、第２の開口面に平行な断面により仮想的に形成される仮想開口面の面積が第２の開口面に近いほど大きくなる部分を含む形状をしている。また第２の開口面は略長方形であり、その一辺はディスクドライブモジュール３００の幅に概ね等しい長さであり、他の一辺は前面側及び後面側に収容される各ディスクドライブモジュール３００の互いに相対する面の距離に概ね等しい長さである。これにより、論理モジュールファン４１０による中段及び下段からの冷却風を効率よくエアダクト２１０の内部に導入することができ、排気効率を向上させることが可能となる。
【００３１】
また筐体２００内にエアダクト２１０を配設することにより、論理モジュール４００や電源部からの冷却風はエアダクト２１０の内部を通ってファン５００まで到達し、ディスクドライブモジュール３００からの冷却風はエアダクト２１０の外壁面に沿ってファン５００まで到達する。これによりディスクドライブモジュール３００からの冷却風と論理モジュール４００からの冷却風とを合流させないようにすることが可能となる。さらに、上段に収容される各ディスクドライブモジュール３００はエアダクト２１０を挟んで配置されているため、各ディスクドライブモジュール３００からの排気が互いに衝突することを避けることができる。これにより通風経路における冷却風の乱れが抑制され、排気をスムースに行うことが可能となる。またエアダクト２１０は第２の開口面に近いほど仮想断面の面積が大きくなる形状をしているため、ディスクドライブモジュール３００から排出された空気の流れの向きがエアダクト２１０の外壁面で天井向きに変わる。これによりディスクドライブモジュール３００から排出された空気をスムースに筐体２００の外部に排出することが可能となる。さらに、エアダクト２１０の第１の開口面とファン５００との間を密着させずに離間させるようにしている。これによりファン５００による空気の吸引力がエアダクトの外壁に遮られることを防止し、エアダクト２１０の内部及び外部の空気を強力に筐体２００の外部に排出することが可能となる。
【００３２】
次に本実施の形態に係る駆動装置１２０における冷却構造を図１１に示す。
駆動装置１２０における冷却構造は、図１０に示した制御装置１１０や一体型装置１３０における冷却構造と同様、筐体２００の上段にエアダクト２１０を備えた構造をしている。制御装置１１０や一体型装置１３０における冷却構造と異なる点は、中段にディスクドライブモジュール３００が収容されている点である。この場合、筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの冷却風と下段に収容される電源部からの冷却風は、エアダクト２１０の内部を通って駆動装置１２０の外部へ排出される。また筐体２００の上段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの冷却風はエアダクト２１０の外壁面に沿って駆動装置１２０の外部へ排出される。駆動装置１２０では中段にディスクドライブモジュール３００が収容されるので、制御装置１１０や一体型装置１３０と比較して中段における通風経路を大きく確保することができる。これにより筐体２００の中段に収容されるディスクドライブモジュール３００や下段に収容される電源部からの排気をスムースに行うことが可能となる。このように駆動装置１２０においてもエアダクト２１０を筐体２００に配設することにより、上段のディスクドライブモジュール３００からの冷却風と中段及び下段のディスクドライブモジュール３００及び電源部からの冷却風とを合流させないように排出することが可能となる。これにより駆動装置１２０においても、効率良くディスクドライブモジュール３００の冷却を行うことが可能となる。
【００３３】
さらに本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、筐体２００内の冷却風の流れを整え、筐体２００内を冷却風が均一に流れるようにするための整流板（抵抗板）３３０が配設されている。筐体２００の内部に整流板３３０が配設され、整流板３３０を通して冷却風が流れる様子を図１４及び図１５に示す。図１４及び図１５には駆動装置１２０に整流板３３０が配設される場合の例を示す。
【００３４】
整流板３３０は、筐体２００の上段にエアダクト２１０を挟んで相対して収容された２つのディスクドライブモジュール３００の互いに相対するそれぞれの面と、筐体２００の中段に相対して収容された２つのディスクドライブモジュール３００の互いに相対するそれぞれの面に配設されている。
【００３５】
筐体２００内の空気は天井に配設されたファン５００により吸引され、筐体２００の外部に排出される。その際、各ディスクドライブモジュール３００の内部の空気は、図１４及び図１５において矢印で示すように、整流板３３０に設けられた通気穴３３１を通って排出される。
【００３６】
一般的に、筐体２００内に多段に収容されたディスクドライブモジュール３００内部の空気を筐体２００内に集約して排出する場合には、各ディスクドライブモジュール３００からの排気が筐体２００内で混合されることにより、空気の流れの停滞が生ずる。特に天井から遠い側の段に収容されたディスクドライブモジュール３００からの排気は天井に近い側の段に収容されたディスクドライブモジュール３００からの排気の影響を受けて停滞しやすくなる。そのため、図１６乃至図１８に示す従来のストレージ装置１１００においては、各段のディスクドライブモジュール１３００から排出される冷却風を整流するための整流板１３３０に工夫を加えることにより、これを防止していた。
【００３７】
従来のストレージ装置１１００の駆動装置１１２０においては、筐体内に２つのディスクドライブモジュール１３００をその背面同士が相対するように離間して配置してこれを一つのユニットとし、このユニットを４段に積層して収容していた。そして筐体の天井に配設されたファン１５００が作動することにより、ディスクドライブモジュール１３００の内部の空気を、ディスクドライブモジュール１３００の背面同士の間隙によって形成される筐体の中央の通風経路に集約して、さらに筐体上面のファン１５００から排気していた。
【００３８】
そして、各ディスクドライブモジュール１３００の背面に配設される整流板１３３０に設けられる通気穴１３３１の大きさを、ファン１５００に近い段に配設される整流板１３３０程小さく、そしてファン１５００から遠い段に配設される整流板１３３０程大きくしていた。これにより、天井に近い側の段に収容されたディスクドライブモジュール１３００からの排気の量を抑制し、天井から遠い側の段に収容されたディスクドライブモジュール１３００からの排気に影響を与えにくいようにし、ファン１５００に吸引される空気の停滞を防止していた。図１７及び図１８に示す例では、ファン１５００から最も遠い段には整流板１３３０自体を配設しないようにしている。
【００３９】
しかしながら従来のストレージ装置１１００においては、ファン１５００からの距離に応じて異なる種類の整流板１３３０が用いられていたため、部品単価の向上や部品点数の増加等の課題もあった。そのため抵抗板１３３０の共通化の実現が求められていた。
【００４０】
本実施の形態に係る駆動装置１２０においては、図１４及び図１５に示すように整流板３３０は共通化されている。すなわち筐体２００の上段に配設される整流板３３０と中段に配設される整流板３３０とは、同じ通気穴３３１を有する同一規格の整流板３３０である。このように整流板３３０の共通化が実現できたのは、筐体２００の上段にエアダクト２１０を配設するようにしたことにより、ファン５００から遠い段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの排気が、ファン５００に近い段に収容されるディスクドライブモジュール３００からの排気に影響を受けないようにすることができたためである。これによりストレージ装置１００の部品点数を削減でき、部品単価の低減、製造容易化を実現することができた。なお、各整流板３３０には複数の通気穴３３１が設けられているが、一つの整流板３３０においては下部に設けられた通気穴３３１程大きな穴が開けられている。これは整流板３３０の上部側に設けられた通気穴３３１から排出される空気の量を抑制し、下部側の通気穴３３１から排出される空気が滞り無く排出されるようにするためである。
【００４１】
本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、上記の冷却構造を採用することにより電源部を筐体２００の下部に収容するようにすることが可能となった。これにより、筐体２００内に交流電力の配線を配索することが必要なくなる等、電源系統の簡略化を実現することができた。同時にストレージ装置１００耐ノイズ性を向上させ、また製造時や点検時の安全性も向上させることができた。また、ディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００に電圧変換装置を備え、電源部からディスクドライブモジュール３００や論理モジュール４００に供給させる直流電力の定格電圧を１種類に統一したことにより、さらに電源系統の簡略化を実現することができた。
【００４２】
その様子を図１９乃至図２２に示す。図１９及び図２０は従来のストレージ装置１１００の一体型装置（本実施の形態に係る一体型装置１３０に相当する）１１３０において、電源モジュール（本実施の形態におけるＤＣ電源６００に相当する）１９００から論理モジュール（本実施の形態に係る論理モジュール４００に相当する）１４００に複数の定格電圧の電力が供給される様子を示した図である。
【００４３】
図２０に示すように、従来のストレージ装置１１００においては、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００への電力の供給は、電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０とをバスバー１６１０で接続することにより行われる。バスバー１６１０とは、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００への電力供給用の金属板である。電源モジュール１９００から論理モジュール１４００へは大きな電力が供給されるため、通常のワイヤーハーネスでは通電許容量が不足する。そのためバスバー１６１０のような金属板を用いて電力の供給を行うようにしている。電源モジュール用基板１９１０は、電源モジュール補強板１９２０と共に一体型装置用筐体１２２０の上段の奥手側に配設されている。電源モジュール１９００を一体型装置用筐体１２２０に収容すると、電源モジュール１９００に設けられている電気的コネクタが電源モジュール用基板１９１０に設けられている電気的コネクタと嵌合する。一方、論理モジュール用基板１４４０は、論理モジュール補強板１４５０と共に一体型装置用筐体１２２０の中段の奥手側に配設されている。論理モジュール１４００を一体型装置用筐体１２２０に収容すると、論理モジュール１４００に設けられている電気的コネクタが論理モジュール用基板１４４０に設けられている電気的コネクタと嵌合する。このようにして、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００とを相互に電気的に接続することができる。そして電源モジュール１９００から論理モジュール１４００に電力の供給を行うことができる。従来のストレージ装置１１００においては、電源モジュール１９００から論理モジュール１４００に複数の定格電圧の直流電力を供給する必要があった。
【００４４】
そのため、図２０に示すように、電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０とを接続するバスバー１６１０の種類や数が多くなり、バスバー１６１０の配置には工夫が必要であった。図２０に示すように電源モジュール用基板１９１０と論理モジュール用基板１４４０との側面部にまでも長いバスバー１６１０を配置することが必要となる場合もあった。図１９には、従来の一体型装置１１３０の内部において、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００との間がバスバー１６１０により接続される様子を示す。また図１９に示すように、従来の一体型装置１１３０では、電源モジュール１９００が一体型装置用筐体１２２０の上段に収容され、論理モジュール１４００が中段に収容されていた。そのため、電源モジュール１９００と論理モジュール１４００との間に論理モジュールファン１４１０が配置される位置関係となっていたため、論理モジュールファン１４１０を挟む分バスバー１６１０の長さが長くなっていた。
【００４５】
一方、本実施の形態に係るストレージ装置１００の一体型装置１３０においては、ＤＣ電源６００が筐体２００の下段に収容され、論理モジュール４００が中段に収容される。本実施の形態に係る一体型装置１３０においてもＤＣ電源６００から論理モジュール４００への電力供給はバスバー６１０を用いて行われるが、図２１に示すように、ＤＣ電源６００を論理モジュール４００の下部に収容するようにしたことにより、論理モジュール４００とＤＣ電源６００との間に論理モジュールファン４１０が配置される位置関係にないようにすることができた。このためバスバー６１０の長さを短縮することができた。また図２２に示すように、本実施の形態に係る一体型装置１３０においても、バスバー６１０により論理モジュール用基板４４０とＤＣ電源用基板９１０との間が接続される。そしてＤＣ電源用基板９１０は、ＤＣ電源補強板９２０と共に筐体２００の下段の奥手側に配設されている。そしてＤＣ電源６００を筐体２００に収容すると、ＤＣ電源６００に設けられている電気的コネクタとＤＣ電源用基板１９１０に設けられている電気的コネクタが嵌合する。一方、論理モジュール用基板４４０は、論理モジュール用補強板４５０と共に筐体２００の中段の奥手側に配設されている。そして論理モジュール４００を筐体２００に収容すると、論理モジュール４００に設けられている電気的コネクタと論理モジュール用基板４４０に設けられている電気的コネクタが嵌合する。このようにして、ＤＣ電源６００と論理モジュール４００とは相互に電気的に接続される。そしてＤＣ電源６００から論理モジュール４００に電力の供給が行われる。図２１及び図２２に示すように、本実施の形態においてはバスバー６１０の数を従来に比べて減少させることができた。さらにバスバー６１０の長さを短くすることができた。これは、前述したように、本実施の形態に係るストレージ装置１００においては、ＤＣ電源６００から論理モジュール４００へ供給される直流電力の電圧を一種類にしたためと、ＤＣ電源６００を論理モジュール４００の下部に収容することが可能になったためである。
【００４６】
以上説明したように本実施の形態にかかる電子機器の冷却構造によれば、筐体の中段及び下段に収容される電子機器からの空気を効率よくエアダクトの内部に導入し、排気させることが可能となる。また筐体の上段に収容される電子機器からの空気をエアダクトの外壁面に沿って筐体の天井に到達させ、排気させることが可能となる。これにより筐体内の各電子機器からの空気を効率良く排気することが可能となる。
【００４７】
またこれにより、電源部を筐体の下段に収容することが可能となった。このため筐体内の電源関係の配線配索を簡単化することができると共に、部品点数の削減、部品の共通化を実現することができた。
【００４８】
なお、本実施例においてはストレージ装置に本願発明を適用した場合を例に説明したが、様々な電子機器を収容した装置に対しても同様に適用することが可能である。例えば大型コンピュータに代表されるコンピュータ機器や、各種計測機器、また制御装置など、あるいは自動車や航空機等に搭載される各種電子機器などを冷却する場合にも適用することが可能である。
【００４９】
以上本実施の形態について説明したが、上記実施例は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。
【００５０】
【発明の効果】
電子機器の冷却構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図２】本実施の形態に係るストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係るストレージ装置の詳細な構成を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置に制御部用ボックスが収容される様子を示すための図である。
【図５】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置にディスクドライブ用ボックスが収容される様子を示すための図である。
【図６】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の詳細な構成を示す図である。
【図７】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置の詳細な構成を示す図である。
【図８】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態に係るストレージ装置の制御装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態に係るストレージ装置の駆動装置の冷却構造を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態に係るストレージ装置が備える整流体を示す図である。
【図１３】本実施の形態に係るストレージ装置が備える整流体を示す図である。
【図１４】本実施の形態に係るストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１５】本実施の形態に係るストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１６】従来のストレージ装置の外観構成を示す図である。
【図１７】従来のストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１８】従来のストレージ装置が備える抵抗体を説明するための図である。
【図１９】従来のストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２０】従来のストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２１】本実施の形態に係るストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【図２２】本実施の形態に係るストレージ装置が備えるバスバーを説明するための図である。
【符号の説明】
１００ ストレージ装置
１１０ 制御装置
１２０ 駆動装置
１３０ 一体型装置
２００ 筐体
２１０ エアダクト
２１１ 整流フィン
３００ ディスクドライブモジュール
３１０ ディスクドライブ
３３０ 整流板
３３１ 通気穴
４００ 論理モジュール
４１０ 論理モジュールファン
４２０ 論理部
４３０ 論理基板
５００ ファン
６００ ＤＣ電源
７００ ＡＣ−ＢＯＸ
８００ バッテリ
１１００ ストレージ装置
１３３０ 整流板
１３３１ 通気穴
１５００ ファン
Claims (8)
- 電子機器が収容された複数の電子機器収容用ボックスが多段に筐体に収容され、
前記筐体の天井には、前記筐体の内部と外部とを通気させるための通気部が設けられ、
前記天井に近い側の段に画成される第１の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第１の収容部に、２つの開口面を有する中空のダクトが配設され、
第１の前記開口面は、前記通気部に面し、
第２の前記開口面は、前記天井から遠い側の段に画成される第２の前記電子機器収容用ボックスを収容するための第２の収容部に面し、
前記第２の収容部に収容される前記第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの内部を通って前記通気部から前記筐体の外部へ排出され、
前記第１の収容部に収容される前記第１の電子機器収容用ボックスの内部の空気が、前記ダクトの外壁面に沿って前記通気部から前記筐体の外部へ排出されることを特徴とする電子機器の冷却構造。 - 前記通気部には、前記筐体の内部の空気を外部へ排出するための排気装置が配設され、
前記第１及び前記第２の電子機器収容用ボックスの内部の空気は、前記排気装置により前記筐体の外部へ排出されることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却構造。 - 前記排気装置と前記第１の開口面との間は、離間されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器の冷却構造。
- 前記ダクトの形状は、前記第２の開口面に平行な断面により仮想的に形成される仮想開口面の面積が前記第２の開口面に近いほど大きくなる部分を含む形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却構造。 - 前記第１の収容部には、前記ダクトを挟んで２つの前記第１の電子機器収容用ボックスが相対して収容され、
前記仮想開口面は略長方形であり、
前記第２の開口面は、一辺を前記第１の電子機器収容用ボックスの幅に概ね等しい長さとし、他の一辺を前記２つの第１の電子機器収容用ボックスの互いに相対する面の距離に概ね等しい長さとする
ことを特徴とする請求項４に記載の電子機器の冷却構造。 - 前記第１の収容部には、前記ダクトを挟んで２つの前記第１の電子機器収容用ボックスが相対して収容され、
前記第２の収容部には、２つの前記第２の電子機器収容用ボックスがそれぞれ前記第１の電子機器収容用ボックスの下部に相対して収容され、
通気孔を有することで風量を調節する抵抗板が、前記２つの第１の電子機器収容用ボックスの互いに相対するそれぞれの面に配設され、
前記抵抗板と同じ通気孔を有する同一規格の抵抗板が、前記２つの第２の電子機器収容用ボックスの互いに相対するそれぞれの面にも配設される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器の冷却構造。 - 前記第１の電子機器収容用ボックスに収容される前記電子機器は、ディスクドライブであり、
前記第２の電子機器収容用ボックスに収容される前記電子機器は、前記ディスクドライブに対するデータ入出力を行うための制御ボードである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の電子機器の冷却構造。 - 前記第１及び前記第２の電子機器収容用ボックスに収容される前記電子機器は、ディスクドライブである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の電子機器の冷却構造。
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