JP3608931B2

JP3608931B2 - ディスクサブシステム

Info

Publication number: JP3608931B2
Application number: JP02688098A
Authority: JP
Inventors: 康二森下; 健一館山; 隆政石川; 実下川; 忠久石綿
Original assignee: Hitachi Computer Peripherals Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Telecommunication Engineering Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: JPH11232856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の磁気ディスク装置、電源、コントローラ等を搭載可能な磁気ディスクサブシステムに関し、複数の磁気ディスク装置、電源、コントローラ等をモジュール化して搭載する際のモジュール搭載用レール構造、及びモジュールを構成するシャーシの構造に特徴と有するディスクサブシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の装置では、磁気ディスクサブシステムにおいてもモジュール化されたモジュールを筐体に搭載する時、搭載用レール構造が設けられていたが、上下、又は左右が同一の形状となっていた。ここで、同一のモジュールを複数の装置に搭載する時、縦置き、横置き、どちらかに限定されると云う不具合がある。
【０００３】
モジュールに組み込まれる磁気ディスク装置は高性能化され、磁気ヘッドでの書き込み、読み出し短縮の為、１０，０００ｒｐｍ等ディスクの回転数は年々益々高速化の傾向にあり、又、磁気ヘッドを移動するアクセスタイムも短かくする必要があり、磁気ヘッドの位置決めセトリング時に移動手段であるアクチュエータ、例えば、ボイスコイルモーターの駆動反力により回転振動し、磁気ヘッドの位置決めに悪影響をおよぼすことが知られている。このことは、磁気ディスク装置を組み込みモジュール化し、筐体に着脱可能に搭載するための着脱手段により筐体に剛固定する必要があるが、従来の装置では、前記について考慮されていない。
【０００４】
又、従来の装置では、モジュールを構成するシャーシとレールを別部品とし、ねじ締結で一体化、又は、シャーシの曲げ加工により板厚の幅のレール部を作り出す構造であり、モジュール全体として各構成部品の寸法精度、組立精度の累積によりアンバランスが生じ、組み込まれている磁気ディスク装置のアクチュエータの位置決め、しいて云えば磁気ヘッドでの書き込み、読み出しに悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術の不具合を解決する為に、同一のモジュールを複数の装置に搭載する時、縦置き、横置き、どちらにも対応可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムを提供することにある。
【０００６】
年々高速化の傾向にある磁気ディスク回転数、磁気ヘッドの位置決め移動手段の高速化により発生する回転振動による磁気ヘッドの書き込み、読み出しエラーを防止可能な剛固定の搭載用レール構造のディスクサブシステムを提供することにある。
【０００７】
モジュールを構成するシャーシとレールを一体化し、なおかつ、磁気ディスク装置、又は、モジュールを含む重心を包含するレールの幅を作り出し、モジュール全体として高精度にすることにより、磁気ディスクの回転振動により磁気ヘッドでの書き込み、読み出しエラーを防止できるレール構造のディスクサブシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、磁気ディスク装置、コネクタを含む中継ケーブル、着脱手段をシャーシに組み込まれたモジュールの上下、又は左右の相対応する面に複数階寸法が変化する凸部を設け、又、該凸部の寸法変化と同じ複数階変化する該凸部を挟み込む案内部を固定側筐体に設け、該凸部と該案内部の対応する隙間が二段階を含む複数回変化させ、又、対応する該凸部と該案内部の幅、又は高さを上下、又は左右で相違させ、又、対応する凸部と案内部の幅がモジュールを筐体に上下に搭載する時下側に位置する該凸部と該案内部が上側に位置する該凸部と該案内部より広くすることにより縦置き、横置き、どちらにも対応可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムが達成される。
【０００９】
対応する凸部と案内部の対応する隙間が二段階を含む複数回変化する寸法関係とし、又、対応する該凸部と該案内部の幅の中心を上下、又は左右の相対応する位置の水平線上に設け、対応する該凸部と該案内部の幅が上記磁気ディスク装置の重心を含むように設定し、該凸部と該案内部の幅が上記磁気ディスク装置を含むモジュールの重心を含むように設定し、筐体、又は、対応する上下、又は左右の該案内部に該凸部を押しつける手段、例えば、ばね機構等を設けることにより、回転振動、及び、寸法精度のアンバランスにより発生する書き込み、読み出しエラーを防止可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムが達成される。
【００１０】
対応する上下、又は左右の該凸部を上記モジュールのシャーシを絞り出し一体化することにより、磁気ディスクの回転振動により磁気ヘッドでの書き込み、読み出しエラーを防止可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムが達成される。
【００１１】
モジュールの上下、又は左右の相対応する面に複数階寸法が変化する凸部と該凸部の寸法変化と同じ複数階変化する該凸部を挟み込む案内部は、該モジュールの着脱を容易にすると同時に、該凸部と該案内部の対応する隙間を一段階、及び、二段階を含む複数回変化させることにより、該モジュールを着実に筐体内に挿入できるように作用する。又、対応する該凸部と該案内部の幅、又は高さを上下、又は左右で相違させ、又、対応する凸部と案内部の幅がモジュールを筐体に上下に搭載する時下側に位置する該凸部と該案内部が上側に位置する該凸部と該案内部より広くすることにより縦置き、横置き、どちらにも対応可能な、誤挿入防止の図れる、又、安定に挿入できるように作用する。モジュールの対応する該凸部と該案内部の幅の中心を上下、又は左右の相対応する位置の水平線上に設け、対応する該凸部と該案内部の幅が上記磁気ディスク装置の重心を含むように設定し、該凸部と該案内部の幅が上記磁気ディスク装置を含むモジュールの重心を含むように設定することにより、磁気ディスク回転数により発生するアンバランスに伴なう振動を抑制できるように作用する。モジュールのシャーシの対応する上下、又は左右の該凸部を絞り出し一体化することにより、シャーシ全体としての寸法精度、及び、剛性が大きくなり、シャーシの寸法精度のアンバランスを解除できるように作用する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る１実施例を図１〜図９を用いて具体的に説明する。
【００１３】
図１は、磁気ディスク装置を組み込んでユニット化されたＨＤＤキャニスター１００をディスクサブシステムの筐体１０１に搭載する為の概略の斜視図である。筐体１０１には、複数のコネクタ１０７を組み込んだ基板１０９が取り付けられており、筐体１０１の左右壁面には、レール１０８が上下方向にコネクタ１０７の個数段、又、長手方向に数列取り付けられている。ＨＤＤキャニスター１００は、ハンドル１０４操作により、レール１０５及び対面する位置に設けられたレール１１１がガイド１０８及び対面する位置に設けられたガイド１３１に挿入され、対応するコネクタ１０７とコネクタ１０６が電気的に接続される。筐体１０１に取り付けられ基板１０９の後側には、論理回路、電源等が収納されており、電気的に接続された磁気ディスク装置１０３の電気的情報をインターフェースケーブル手段により上位ホストコンピュータと授受している。ＨＤＤキャニスター１００をハンドル１０４操作により着脱するのは、コネクタ１０７とコネクタ１０６の電気的接続ピン数が多い為、着脱力が大きくなり手での着脱は安定性、確実性が劣る為である。
【００１４】
図２は、本発明に係るＨＤＤキャニスター１００の構成を示す概略の斜視図である。磁気ディスク装置１０３は、底面にあけられたねじ穴１１４にねじ１１５をケース１０２にあけられた穴１１３を通して締結固定される。磁気ディスク装置１０３には、コネクタ１１０が組み込まれており、コネクタ１１０と接続され、ケーブル１１２、コネクタ１０６まで電気的に接続されている。コネクタ１０６はケース１０２にメカ的手段により取り付けられている。ケース１０２の左右にはレール１０５（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）、及びレール１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）が板金の絞り加工により一体で成形されている。ケース１０２にはハンドル１０４が取り付けられており、矢印１１６に示すように回動できる構造になっており、リンク機構、カム機構等により矢印１１７の方向に推力が働くようになっており、コネクタ１０７とコネクタ１０６の着脱を容易にできる構造となっており、種々の特許がでている。後に記載するが、左右のレール１０５ａ、レール１０５ｂ、レール１０５ｃ、及びレール１１１ａ、レール１１１ｂ、レール１１１ｃは各々上下幅が異なっており、筐体１０１の左右壁面に対応して設けられたガイド１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、及び１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃの各々上下幅が異なる位置に挿入されコネクタ１０７とコネクタ１０６が安定的に、確実に接続される。
【００１５】
図３は、本発明に係るＨＤＤキャニスター１００において、磁気ディスク装置１０３を横置き、すなわち磁気ディスク装置に組み込まれた磁気ディスクの回転軸線が地球の重力方向に対して垂直な状態の搭載構成とした時の概略のＡ−Ａ断面図である。ケース１０２は左右、相対応する位置にレール１０５とレール１１１がケース１０２の形成材料である板金の絞り加工により成形されており、左右のレール１０５とレール１１１の上下幅がＬ３＞Ｌ４の寸法関係、又、磁気ディスク装置１０３の重心１１９位置に対してＬ３とＬ４の上下幅方向センターが一致、又は、ほぼ一致する寸法関係になっている。又、ケース１０２の左右のレール１０５とレール１１１が磁気ディスク装置１０３の重心１１９の位置に対して左右寸法関係がＬ１＝Ｌ２、又は、Ｌ１≒Ｌ２の寸法関係になっている。ケース１０２、磁気ディスク装置１０３を含めたＨＤＤキャニスター１００としての重心位置に関しても構造設計において、上記の寸法関係にすることは可能である。
【００１６】
図４は、本発明に係るＨＤＤキャニスター１００において、磁気ディスク装置１０３を縦置き、すなわち磁気ディスク装置に組み込まれた磁気ディスクの回転軸線が地球の重力方向に対して鉛直な状態の搭載構成とした時の概略のＡ−Ａ断面図である。ケース１０２は上下、相対応する位置にレール１０５とレール１１１がケース１０２の形成材料である板金の絞り加工により成形されており、上下のレール１０５とレール１１１の左右幅がＬ３＞Ｌ４の寸法関係、又、磁気ディスク装置１０３の重心１１９位置に対してＬ３とＬ４の左右幅方向センターが一致、又は、ほぼ一致する寸法関係になっている。又、ケース１０２の上下のレール１０５とレール１１１が磁気ディスク装置１０３の重心１１９の位置に対して上下寸法関係がＬ１＝Ｌ２、又は、Ｌ１≒Ｌ２の寸法関係になっている。ケース１０２、磁気ディスク装置１０３を含めたＨＤＤキャニスター１００としての重心位置に関しても構造設計において、上記の寸法関係にすることは可能である。
【００１７】
図５は、本発明に係るＨＤＤキャニスター１００の着脱構造におけるレールと筐体側案内との寸法関係、及び、ばねによるレールの拘束に関する概略の説明図である。ケース１０２から絞り加工により成形されたレール１０５ａ（１１１ａ）、レール１０５ｂ（１１１ｂ）、レール１０５ｃ（１１１ｃ）は各々分離されている。又、相対応する筐体側に設けられたガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｂ（１３１ｂ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）はレールを挟み込む構造になっており、隙間１２６はＬ５とＬ６の差、隙間１２７はＬ８とＬ７の差、隙間１２８はＬ１０とＬ９の差であり、隙間１２６と隙間１２８は同一のスキマであり、又隙間１２７より小さい寸法関係にある。隙間１２７はレール１０５ｃ（１１１ｃ）をガイド１０８ｃ（１３１ｃ）に挿入する為の案内であり、ＨＤＤキャニスター１００を装着した時は、隙間１２６と隙間１２８のスキマにより動きを拘束される。このスキマを数１００μｍ〜数１０μｍに制限することによりＨＤＤキャニスター１００の動きが拘束され、磁気ディスク装置１０３を拘束し、磁気ディスク装置１０３に組み込まれ高速回転する磁気ディスクのアンバランスに伴なう振動を拘束し、磁気ヘッドでの情報書き込み、情報読み取りにかかわるエラーを防止できる。特に、磁気ディスク装置１０３が縦置きされる時、高速回転する磁気ディスクのアンバランスに伴なう振動を顕著に拘束できる。又、ガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）には、穴１２２（１２３）、穴１２４（１２５）があけられており、ばね１２０、ばね１２１はガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）に溶接により取り付けられており、レール１０５ａ（１１１ａ）、レール１０５ｃ（１１１ｃ）を拘束する方向、すなわち荷重Ｐ１、荷重Ｐ２の矢印方向に押さえつけている。
【００１８】
図９は、ばね１２０、ばね１２１を設計するにあたってのモデル図である。ばねの押しつけ力は（１）式により決定される。
Ｐ＝Ｗ×ａ×Ｇ―――（１）式
但し、Ｐ：ばねの押しつけ力（Ｋｇ）
Ｗ：ＨＤＤキャニスターの質量（Ｋｇ）
ａ：筐体に対するＨＤＤキャニスターの共振倍率
Ｇ：規定された筐体の加振加速度（ｇａｌ）
ばねを設計するにあたって、Ｇは設計仕様から導かれ、ａは実験から導かれる。ここで、ばねはばね設計上、及び、構造上の制約から、１個、又は、複数個取り付けることができる。
【００１９】
図６は本発明に係るＨＤＤキャニスター１００の着脱構造におけるレールと筐体側案内との寸法関係、及び、ばねによるレールの拘束に関する概略の説明図である。ケース１０２から絞り加工により成形されたレール１０５ａ（１１１ａ）、レール１０５ｂ（１１１ｂ）、レール１０５ｃ（１１１ｃ）は一体化されレール１０５（１１１）の形状をなしている。又、相対応する筐体側に設けられたガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｂ（１３１ｂ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）はレールを挟み込む構造になっており、隙間１２６はＬ５とＬ６の差、隙間１２７はＬ８とＬ７の差、隙間１２８はＬ１０とＬ９の差であり、隙間１２６と隙間１２８は同一のスキマであり、又隙間１２７より小さい寸法関係にある。隙間１２７はレール１０５ｃ（１１１ｃ）をガイド１０８ｃ（１３１ｃ）に挿入する為の案内であり、ＨＤＤキャニスター１００を装着した時は、隙間１２６と隙間１２８のスキマにより動きを拘束される。図５の説明と同様に、このスキマを数１００μｍ〜数１０μｍに制限することによりＨＤＤキャニスター１００の動きが拘束され、磁気ディスク装置１０３を拘束し、磁気ディスク装置１０３に組み込まれ回転振動が拡大するのを拘束し、磁気ヘッドでの情報書き込み、情報読み取りにかかわるエラーを防止できる。特に、磁気ディスク装置１０３が縦置きされる時、高速回転する磁気ディスクのアンバランスに伴なう振動を顕著に拘束できる。又、ガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）には、穴１２２（１２３）、穴１２４（１２５）があけられており、ばね１２０、ばね１２１はガイド１０８ａ（１３１ａ）、ガイド１０８ｃ（１３１ｃ）に溶接により取り付けられており、レール１０５ａ（１１１ａ）、レール１０５ｃ（１１１ｃ）を拘束する方向、すなわち荷重Ｐ１、荷重Ｐ２の矢印方向に押さえつけている。
【００２０】
図７、第８図は、本発明に係るＨＤＤキャニスター１００を筐体１０１のガイド１０８，ガイド１３１に挿入する時、レールが最初にガイドと接触するレール側先端の形状に関する概略の説明図である。これは第２列、第３列等のレールにも適用可能である。最初に筐体側ガイドと接触するレール１０５ａ（１１１ａ）の先端形状は斜面１２９、又は、弧面１３０になっている。ＨＤＤキャニスター１００を筐体側ガイドに挿入するにあたり、ガイド側に斜面、又は、弧面を形成すると複数搭載されるＨＤＤキャニスター１００間の隣接ピッチを大きくする必要があり、筐体を大きくすることになる。斜面、又は、弧面はレールの厚さ方向にも形成可能である。
【００２１】
本実施例では、ＨＤＤキャニスター１００の広さにし、ばね１２０、ばね１２１により抑圧するようになっているが、着脱用搭載用レールが一枚の板状のときでも適用することができる。又、抑圧するばねの位置、数、抑圧力は各々の装置により異なることは云うまでもない。
【００２２】
本実施例では、ＨＤＤキャニスター１００の着脱用搭載用レール構造のみについて記載したが、装置の他の部位，例えばコントローラ、電源等に着脱構造を設けた時の搭載用レール構造のディスクサブシステムについても適用される事は云うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
ＨＤＤキャニスターのケースに設けられたレールの幅を広くし、又、相対応するレールの幅を相違させることにより、誤挿入防止が図れ、複数の異なる装置に搭載する時、縦置き、横置き、どちらにも対応可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムを提供できると云う効果がある。
【００２４】
ＨＤＤキャニスターのケースの設けられたレールと、筐体の対応する位置に設けられたガイドのスキマをケースの前後、又は、前、後で拘束することにより、回転振動、及び、寸法精度のアンバランスにより発生する書き込み、読み出しエラーを防止可能な搭載用レール構造のディスクサブシステムを提供できると云う効果がある。
【００２５】
ＨＤＤキャニスターを構成するケースとレールを一体化し、なおかつ、磁気ディスク装置、又は、ケースを含む重心を包含するレールの幅を作り出すことにより、高精度の形状寸法が形成可能であり、モジュール全体としてアンバランスを解除できるため、回転振動、及び、寸法精度のアンバランスにより発生する磁気ヘッドでの書き込み、読み出しエラーを防止できるレール構造のディスクサブシステムを提供できると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＤＤキャニスターをディスクサブシステムの筐体に搭載する概略の斜視図
【図２】本発明に係るＨＤＤキャニスターの構成を示す概略の斜視図
【図３】ＨＤＤキャニスターを横置きの搭載構成とした時の概略のＡ−Ａ断面図
【図４】ＨＤＤキャニスターを縦置きの搭載構成とした時の概略のＡ−Ａ断面図
【図５】ＨＤＤキャニスターのレールと筐体側案内とのスキマ、及び、ばねに関する概略の説明図
【図６】ＨＤＤキャニスターのレールと筐体側案内とのスキマ、及び、ばねに関する他の概略の説明図
【図７】ＨＤＤキャニスターのレール側先端の形状に関する概略の説明図
【図８】ＨＤＤキャニスターのレール側先端の形状に関する他の概略の説明図
【図９】ＨＤＤキャニスターのレールを拘束するばねを設計する為の計算モデル図
【符号の説明】
１００ＨＤＤキャニスター、１０１筐体
１０２ケース、１０３磁気ディスク装置
１０４ハンドル
１０５、１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃレール
１０６、１０７コネクタ
１０８、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃガイド
１０９基板１１０コネクタ
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃレール
１１２ケーブル１１３穴
１１４ねじ穴１１５ねじ
１１６、１１７、１１８矢印１１９重心
１２０、１２１ばね１２２、１２３、１２４、１２５穴
１２６、１２７、１２８隙間１２９斜面
１３０弧面
１３１、１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃガイド

Claims

磁気ディスク装置とコネクタとを有するモジュールを複数個搭載する筐体を含むディスクサブシステムにおいて、該モジュールの上下、又は左右の相対応する面に複数階寸法が変化する凸部を設け、対応する該筐体の上下、又は左右の相対応する面に該凸部の寸法変化と同じ複数階変化する該凸部を挟み込む案内部を設けたことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項１に記載された凸部と案内部の対応する隙間が複数回変化することを特徴とするディスクサブシステム。
請求項１に記載された対応する凸部と案内部の幅、又は高さが上下、又は左右で相違することを特徴とするディスクサブシステム。
請求項３に記載された対応する凸部と案内部の幅がモジュールを筐体に上下に搭載する時、下側に位置する凸部と案内部が上側に位置する凸部と案内部より広いことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項３に記載された対応する凸部と案内部の幅の中心が上下、又は左右の相対応する位置の直線上にあることを特徴とするディスクサブシステム。
請求項３に記載された対応する凸部と案内部の幅が上記磁気ディスク装置の重心を含むことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項３に記載された対応する凸部と案内部の幅が上記磁気ディスク装置を含むモジュールの重心を含むことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項１に記載された筐体、又は、対応する上下、又は左右の案内部に凸部を押しつける手段を設けたことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項１に記載されたモジュール搭載時、最初筐体側の上下、又は左右の案内部に接触する上下、又は左右の凸部の先端を直線、又は弧状に寸法が減少するような形状にしたことを特徴とするディスクサブシステム。
請求項１に記載された対応する上下、又は左右の凸部を上記モジュールのシャーシを絞り出し一体化したことを特徴とするディスクサブシステム。