JP2546552B2 - 磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ディスク装置

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JP2546552B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータシステムの
外部記憶装置として使用される磁気ディスク装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、コンピュータシステムにおいて磁
気ディスク装置は大量に使用され、計算機室内に占める
割合は増大の一途をたどり、その占有面積縮小の要請が
大きい。従って、磁気ディスクドライブユニットの実装
密度の向上が強く求められてきた。ドライブユニットは
ヘッドディスクアセンブリ(以下「HDA」と記
す。)、その制御回路、電源及び冷却機構等で構成され
ており、HDA等が小型化されるに従い放熱面積が小さ
くなり、その冷却機構の改善が更に要望されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】実装密度を向上させる
べくドライブユニットを上下に搭載し、下から上方へ冷
却風を送ると、下方のドライブユニットの熱の影響によ
り上方のドライブユニットの冷却風の温度が上昇し、特
に上方のHDAは温度上昇により信頼性に問題が生じ
る。また、各ドライブユニット毎に独立した冷却系を設
けると上下のドライブユニット間の温度差はなくなる
が、装置の小型化に反する結果となっていた。
【0004】依って本発明は小型化を達成すると共に各
ドライブユニット間、特に各HDA間の温度差をなくす
る磁気ディスク装置の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑みて本発明
は、各ドライブユニットがドライブユニット実装装置に
実装された状態で前記各ドライブユニットの一端から他
端に風が抜けるようなダクトユニット構造を成し、複数
のドライブユニットがそれらの各ダクトユニット構造が
連通してダクト構造を形成するよう実装され、かつ、ド
ライブユニットの実装位置によりダクトユニット構造の
風路断面積を変化させたことを特徴とする磁気ディスク
装置を提供する。
【0006】
【作用】各ドライブユニットの連結により通風用のダク
トが形成され、このダクトの風路断面積を一定とするの
ではなく、その実装位置に応じてダクトの風路断面積を
変化させることにより、各ドライブユニットの風速を変
えることができ、特に排気側で冷却風の温度が上昇して
も、風速を大きくすることが可能となり、吸気側と排気
側のドライブユニットの冷却能力を同じくすることがで
きる。また、各ドライブユニットがダクトユニット構造
を成し、これらが連通してダクト構造を形成するよう実
装するのであるから、実装密度は高く、従って磁気ディ
スク装置のコンパクト化が図られる。
【0007】
【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づき
更に詳細に説明する。図1は本発明の構成を模式的に示
しており、発熱体である後述のドライブユニット10を上
下方向に直列的に搭載した場合に、その冷却用のダクト
構造の風路断面積を上方程小さく形成した状態を示すも
のである。
【0008】上述したドライブユニット10は図2を参照
するとHDA10a、制御回路10b、電源10c等の発熱源
を有している。その上端10gと下端10fとは開放されて
いるが、周囲は鉄板等の壁面10hによって囲繞されてい
る。この壁面のうち、一側面10dは開放されており、そ
の一部分にはバックパネルと呼ばれる板部材が取り付け
られており、該パネル10dにはプラグ10eが取り付けら
れている。このプラグ10eは、ドライブユニット実装装
置としての図4に示すスレーブロッカ32や図3に示すマ
スターロッカ12の側壁40に取り付けられたソケット42と
結合可能であり、各ドライブユニット10はこれらの何れ
の位置にあるソケット42にも実装可能である。
【0009】図3は複数のドライブユニット10をマスタ
ーロッカ12に搭載した磁気ディスク装置を示している。
制御部20は各ドライブユニット10間の制御を行い、参照
番号18はケーブル接続部であり、外部ケーブルとの接続
に使用される。このマスターロッカ12はドライブユニッ
ト10を4段積みに実装でき、その中間位置と最上部とに
冷却用空気を強制的に流すべくファン22が設けられてい
る。各ドライブユニット10の壁面10hとロッカの側壁40
とによって区画形成されたダクトユニット構造が上下方
向に連なったダクト構造がその風路となる。その風路の
断面積は図1の如く変化している。これは図2に示す如
く側壁40の肉厚寸法Lが一定ではなく、上方程大きく形
成されているからである。この構造は本実施例のもので
あるが、本発明はこれに限らず、各ドライブユニット10
自体の壁面10hの厚さを変えること等により風路断面積
を変化させることも一つの方法である。
【0010】以上の説明においてはマスターロッカ12に
は4段全てにドライブユニット10を実装することを前提
としているが、もし1段でも実装しない所があれば、上
述したダクト構造が途切れることとなる。その場合にダ
クト構造を成立させるために、扉14が設けられている。
ドライブユニット10が実装されていない所があっても扉
14を閉じれば、ファン22の働きによって風が下方から上
方へ吹き抜けることができる。他側にも扉16が設けれて
おり、これら扉14,16は外部の埃等の浸入を防止する目
的もある。
【0011】既述のスレーブロッカ32は上述のマスター
ロッカ12に搭載するドライブユニット10を更に増設する
ためのものであり、この場合は、マスターロッカ12とス
レーブロッカ32の各ドライブユニット10の集合体が1つ
の磁気ディスク装置となる。このスレーブロッカ32もマ
スターロッカ12と同様にファン22や扉34,36を有してい
る。
【0012】以上は本発明の磁気ディスク装置の構造の
説明であり、以下では、本発明構造の作用を説明する。
図6は風量Qと風路抵抗による圧力損失Hとの関係を示
している。図5に示されているダクトの風路断面積を1
とした場合の風路抵抗曲線をSとし、風路断面積を0.
5,0.75,1.25,1.5倍とした場合の風路抵抗曲線をそ
れぞれ0.5S,0.75S,1.25S,1.5Sで示している。
またラインFPはファンの性能曲線である。それぞれのダ
クトを流れる冷却空気の風量は、ダクトの風路抵抗曲線
とファンの性能曲線との交点より求まる。従って各断面
積と風量と風速との関係は次の表1の通りとなる。
【表1】 表1より風路断面積を小さくすることにより風速は大き
くなるが、風路抵抗が大きくなるため風量が少なくなっ
てしまう。図1のように各段の風路断面積を変えた場合
には各段の風路断面積を調整することにより、ダクトの
風路抵抗を例えば図6のSと同じにすることも可能であ
り、風量が減少することなく各段の風速を変化させるこ
とが可能となる。発熱量と温度との関係に次の式が成り
立つことは周知である。 W=αSΔt…(1) 但し、熱伝達率:α HDAの放熱面積:S HDAの温度上昇:Δt 発熱量:W とする。 W′=QCγΔt′…(2) 但し、風量:Q 空気の比熱:C 空気の密度:γ 冷却空気の温度上昇:Δt′ ドライブユニットの発熱量:W′ とする。(1)式は熱伝達率αを大きくすれば、HDA
の温度上昇Δtを低減できることを示しており、(2)
式は風量Qが減少すると冷却空気の温度上昇Δt′が高
くなることを示している。
【0013】一方、1例を図7に示す様に、風速Vが大
きくなれば熱伝達率αが大きくなることは周知である。
従って、風路断面積を小さくすることで熱伝達率を大き
くすることができることとなる。図8は、図1に示す本
発明の磁気ディスク装置を使用した場合に、各段部の風
速Vと外気温度T0に対する各段部にあるHDAの温度
上昇ΔTとの関係を示すものである。ラインL1〜L4
は夫々1段目〜4段目に対応するグラフであり、上段程
ラインは上方にある。これは下段のドライブユニットの
温度の影響を受けるためであり、(2)式のΔt′分だ
け上段の温度が高くなっている。n段目のHDAの温度
上昇ΔTnはΔTn=Δt+Δt′×(n−1)と表せ
る。そこで各段部の風路断面積を適切に設計することに
よって風速Vを調節し、各段部の適切な風速V1〜V4
(V1<V2<V3<V4)を得る。この適切な各風速
によって図8に示す様に各段部の温度上昇ΔTを同一の
値ΔT0とすることができる。これは上述の如く、風速
が大きくなると熱伝達率αが大きくなり、上段程風によ
る冷却の度合が大きくなるからである。
【0014】図9は従来の磁気ディスク装置を示す図5
の場合を図8の場合と比較するために示してある。ライ
ンL1′〜 L4′は夫々1段目〜4段目に対応するグ
ラフであり、上段程ラインが上方にあることは図9の場
合と同様である。しかし図5の従来の場合は各段部の風
路断面積は同じであるため風速は一定のV0であり、上
段程温度上昇ΔTが高い。即ち、各段のHDAの温度を
同一にすることはできない。温度上昇を低減するために
風速を高めようとして風路断面積を小さくしていくと、
ダクトを流れる風量が減少するため、ドライブユニット
の発熱により冷却空気の温度上昇が大きくなり、各段の
HDAの温度差が大きくなっていく。図1の場合にはダ
クトの風路抵抗を変えることなく、各段の風路断面積を
変化させることが可能であり、ドライブユニットの発熱
による冷却空気の温度上昇値を変えずに、各段のHDA
の温度差をなくすことができる。
【0015】図10は図6と同様に風量Qと風路抵抗Hと
の関係を示しており、ラインFP1,FP2,FP3は夫々、
ファンを1個低速回転で使用する場合の性能曲線、1個
高速回転で使用する場合の性能局線、2個を図3や図4
に示す様に直列に、かつ、低速回転で使用する場合の性
能曲線である。
【0016】本発明の実施例としての図3、図4に示す
様に、1つの風路ダクトに対して2つのファン22を直列
に使用する場合を考える。通常時は各ファン22を低速回
転で各ドライブユニットの冷却に使用しているが、一方
のファンが故障した場合は残りのファンを高速回転させ
るようにその回転制御回路を構成することは容易であ
る。この2つの状態は図10のラインFP3とFP2の示す各
性能曲線上をファンが作動する場合であり、各ラインFP
3,FP2とラインSとの各交点が通常時と一方のファン
の故障時における風量Qと風路抵抗Hとを示す。この両
交点の示す様に、流量Qは両状態においてあまり差がな
く、略同一の風量となる。即ち、ファンの一方の故障の
場合にも磁気ディスク装置をそのまま使用でき、従っ
て、信頼性の高い冷却機構を有した磁気ディスク装置の
提供が可能となる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかな様に本発明によ
れば、ドライブユニットを多段状に搭載して、冷却ファ
ンを共用するため磁気ディスク装置の占有面積の縮小化
並びにコンパクト化が達成されると共に、各段部の風路
断面積を夫々変えることにより各ドライブユニット間、
特に各HDA間の温度差をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本的構成を示す断面図である。
【図2】本発明に係る実装装置へのドライブユニットの
実装状態を示す斜視図である。
【図3】本発明に係る磁気ディスク装置の斜視図であ
る。
【図4】図3に示す装置への増設用ユニットを示す斜視
図である。
【図5】従来の磁気ディスク装置を略示する断面図であ
る。
【図6】風量と風路抵抗の関係を示すグラフである。
【図7】風速と共に熱伝達率が向上することを示すグラ
フである。
【図8】本発明に係る磁気ディスク装置の作用説明用の
グラフである。
【図9】従来の磁気ディスク装置の作用説明用のグラフ
である。
【図10】冷却ファンを直列に使用した場合の信頼性を説
明するグラフである。
【符号の説明】
10…ドライブユニット 12…マスターロッカ 22…ファン 32…スレーブロッカ 40…ロッカの側壁

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各ドライブユニット(10)がドライブユ
    ニット実装装置(12,32)に実装された状態で前記各ド
    ライブユニットの一端(10f)から他端(10g)に風が
    抜けるようなダクトユニット構造を成し、複数のドライ
    ブユニットがそれらの各ダクトユニット構造が連通して
    ダクト構造を形成するよう実装され、かつ、ドライブユ
    ニットの実装位置によりダクトユニット構造の風路断面
    積を変化させたことを特徴とする磁気ディスク装置。
  2. 【請求項2】 前記ドライブユニットは前記ドライブユ
    ニット実装装置にプラグイン搭載されて成る請求項1記
    載の磁気ディスク装置。
  3. 【請求項3】 前記ダクト構造は吸気側から排気側に進
    むに従い風路断面積が小さくなるよう形成されて成る請
    求項1又は2に記載の磁気ディスク装置。
  4. 【請求項4】 前記ダクト構造の吸気側から排気側に至
    るまでの前記ドライブユニット実装装置の側壁が凹凸を
    成すことにより風路断面積が変化して成る請求項3記載
    の磁気ディスク装置。
  5. 【請求項5】 前記各ドライブユニットはどの位置にも
    実装可能なように共通化されて成る請求項2から4のう
    ちの何れか1に記載の磁気ディスク装置。
  6. 【請求項6】 前記ドライブユニット実装装置は各ドラ
    イブユニットの実装用開口部を閉じる扉を有し、該扉が
    前記ダクトユニット構造の区画形成用一要素となる請求
    項1記載の磁気ディスク装置。
  7. 【請求項7】 前記ダクト構造は吸気側が下であり、排
    気側が上である請求項3記載の磁気ディスク装置。
  8. 【請求項8】 前記ダクト構造には複数のファンが設け
    られて成る請求項1から7のうちの何れか1に記載の磁
    気ディスク装置。
  9. 【請求項9】 前記複数のファンは通常時は低速で回転
    しており、何れかのファンが故障すると他のファンを高
    速回転させる制御回路を有して成る請求項8記載の磁気
    ディスク装置。
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