JP4108665B2 - ハードディスク増設筐体 - Google Patents

Description

本発明は、複数のハードディスクを格納するハードディスク増設筐体の改良に関する。

ラックに搭載される箱型のハードディスク増設筐体においては、ハードディスクを左右あるいは上下もしくは上下左右方向に並列して設置し、ハードディスクの装着や交換に関連する作業は、ハードディスク増設筐体およびラックの前面側から行うのが一般的であった。

このため、ハードディスクの設置可能数はハードディスク増設筐体の前面積によって物理的に制限されていた。具体的には、オープンシステム等で利用される１９インチ・ラックの場合で、その設置可能数は１５台が上限である。

しかし、ハードディスク自体の小型化も進んでおり、最近のハードディスクでは、従来と同規模のラックを使用した場合でも、ハードディスクを手前と後方の前後２列に並列して設置することが可能となっている。

ハードディスク増設筐体の前後方向にハードディスクを２列に並べて設置するものとしては、既に、特許文献１に開示されるようなディスクアレイや特許文献２に開示されるようなディスクアレイユニットが提案されている。

特許文献１に開示されたディスクアレイは、各々が引き出し自在な複数の薄型筐体をラックの上下方向に重合して配備し、各薄型筐体の左右方向と前後方向の２列にハードディスクを設置する構造のものであり、仮に、上下方向に重合して配備される薄型筐体の数をｉ個、各薄型筐体における左右方向のハードディスクの並びをｊ個とすれば、理論上、ｉ・ｊ・２個のハードディスクの収容が可能である（但し、実際には、薄型筐体内に設置されるプリント基板等によってハードディスクの設置数に制限が生じるため、この値は達成されてない）。
このような構造を適用した場合、ハードディスクは引き出し状の薄型筐体の内部に設置されることになるので、ハードディスク増設筐体の前面側からハードディスクにアクセスして装着や交換等の作業を行うことは事実上不可能であり、これらの作業は、薄型筐体をラックから引き出した状態で上方から行われることになるが、２列目つまり後方に位置するハードディスクの装着や交換作業を行う際に手前側のハードディスクが邪魔になるという問題がある。
特許文献１のものでは、ハードディスクを１個宛てに保持するトレイをヒンジを介して薄型筐体の底面上に取り付け、このトレイを引き起こしてハードディスクの手前側を持ち上げた状態でハードディスクの装着もしくは交換作業を行うことで手前側に位置するハードディスクとの干渉を防止するようにしているが、装着可能なハードディスクの個数に応じたトレイやヒンジ等を設けなれればならず、ハードディスクが増えれば増えるほどハードディスク増設筐体の構造が複雑化し、故障因子や製造コストが増大するといった問題が残る。

一方、特許文献２に開示されたディスクアレイユニットにおいては、筐体内に直立して固設されたマザーボードを表裏から挟むようなかたちで筐体内の前後にハードディスクを設置することによってハードディスク増設筐体の前後方向にハードディスクを２列に並べて設置する構造が提案されているが、このような構造を適用した場合、２列目つまり後方に位置するハードディスクを装着あるいは交換しようとすると、マザーボード自体が邪魔になるといった問題がある。
特許文献２のものでは、筐体の背面に位置する後方カバーを着脱自在な構成とし、この後方カバーを取り外して後方に位置するハードディスクの装着あるいは交換作業を行うようにしているが、この後方カバーの着脱作業それ自体が煩わしく、また、従来では想定していない筐体背面側からのアクセスが必要となるので、ラックの設置位置にも工夫を要する。例えば、ラックの背面を室内の壁面に密接させて設置するといった従来可能であったラックの設置方法は、ハードディスクのメンテナンスを考慮した場合に問題が生じる。
しかも、この後方カバーにはハードディスクを冷却するための空冷ファンが設けられているので、後方カバーを取り外してハードディスクの装着あるいは交換作業を行っている間、別のハードディスクに対する空冷が行われなくなるといった弊害が生じる。

特開２００２−３４３０７５号公報 再公表特許ＷＯ０２／００９１１３

本発明は、前記従来技術の不都合を鑑みてなされてもので、その目的は、多数のハードディスクを格納でき、しかも、ラックやハードディスク増設筐体の前面側からのアクセスによってハードディスクの装着作業や交換作業を容易に行うことができ、構造が比較的簡素であって故障因子の少ないハードディスク増設筐体を提供することにある。

本発明は、ラックに搭載される箱型のハードディスク増設筐体であり、前記目的を達成するため、特に、前記筐体が、ラック搭載状態において手前側に位置する前部筐体と、その後方に位置する後部筐体とによって構成され、前記前部筐体と前記後部筐体との対接面の一側がヒンジを介して接続されると共に、前記前部筐体の手前側の面、および、前記後部筐体における前部筐体との対接面の各々に、複数のハードディスクを挿入し格納するための開口部を設けたことを特徴とする構成を有する。

以上の構成により、前部筐体に設置されるハードディスクは前部筐体の手前側の面に設けられた開口部から挿入され、前部筐体に格納される。
また、前部筐体は、後部筐体との対接面の一側に設けられたヒンジを介して後部筐体に接続されているので、後部筐体に対しての揺動的な姿勢変化が許容される。後部筐体にハードディスクを装着する際には、前部筐体を揺動させて後部筐体における前部筐体との対接面を開放し、この対接面に設けられた開口部からハードディスクを挿入して後部筐体に格納する。
このように、ラックやハードディスク増設筐体の前面側からのアクセスのみによって前部筐体および後部筐体に対するハードディスクの装着作業や交換作業を容易に行うことができ、しかも、特許文献１に見られるようなハードディスクを１個宛てに保持する複数のトレイやヒンジ構造を必要とせず、複数のハードディスクを収容する前部筐体を揺動させるためのヒンジ構造が基本的に１箇所で済むので、構造が簡素化されると共に故障因子も減少する。

前部筐体と後部筐体との対接面の上端部にヒンジを設ける構成を適用した場合においては、後部筐体に対する前部筐体の揺動姿勢を保持するためのラッチ機構を併設することが望ましい。

まず、前部筐体と後部筐体との対接面の上端部にヒンジを設けることにより、前部筐体が跳ね上げ方向に揺動するかたちとなるので、前部筐体の手前側から挿入されたハードディスクが不用意に前部筐体から抜け落ちたり、あるいは、ハードディスクを前部筐体の基板に接続するコネクタ等に過剰な荷重が加わるといった問題が解消される。
また、跳ね上げられた前部筐体が重力によって不用意に原位置復帰して後部筐体と衝接するといった弊害は、後部筐体に対する前部筐体の揺動姿勢を保持するためのラッチ機構によって防止される。
ラッチ機構としては、ヒンジと一体化されたラチェット機構、あるいは、支点越えによるロックアップ機能を備えた２桿式のリンク機構等を始め、公知の技術手段が利用可能である。

また、前部筐体と後部筐体との対接面の側端部にヒンジを設けた構成としてもよい。

この場合、前部筐体は水平面内で揺動することになるので、前述のラッチ機構は必ずしも必要ではない。

更に、前部筐体を左右方向に複数に分割して構成することも可能である。

ラックの規格変更等によりハードディスク増設筐体の横幅の許容値が増大し、前部筐体の重量が増大したような場合であっても、ヒンジを利用して後部筐体の手前から前部筐体を退避させることで後部筐体に対するハードディスクの装着および交換作業を容易化するとした目的を確実に達成することができる。
前部筐体を左右方向に複数に分割して構成した場合においては前部筐体の数に応じた個数のヒンジ構造が必要となるが、前部筐体を左右方向に複数に分割して構成した場合であっても、各前部筐体が複数のハードディスクを収容するとした大前提があるので、何れにしても、ハードディスク増設筐体の構築に必要とされるヒンジの数は、相互干渉防止のためにハードディスクを単体で揺動させてハードディスクの装着あるいは交換作業を行うとした従来技術（例えば、特許文献１）に比べて遙かに少なくて済む。

また、ハードディスクに駆動電力を供給する電源ユニットは後部筐体の側に配備することが望ましい。

ハードディスクの装着および交換作業を行う場合、通常、ラックからハードディスク増設筐体を手前側に引き出した状態でヒンジを中心に前部筐体を揺動させて後部筐体の手前から前部筐体を退避させるか、あるいは、ラックからハードディスク増設筐体を完全に取り外した状態で同様の操作を行うことになり、ラックあるいはテーブル面との安定的な設置面は後部筐体の底面のみとなるが、重量の嵩む電源ユニットを後部筐体の側に配備することで、ハードディスクの装着および交換作業時におけるハードディスク増設筐体の安定性（バランス）を確保することができる。
また、相対的に前部筐体の重量が軽減化されるので、ヒンジの損傷といった問題の発生も未然に防止することができる。

また、前部筐体および後部筐体の各々に空冷ファンを配備するようにしてもよい。

前述した通り、前部筐体に設置されるハードディスクは前部筐体の手前側の面に設けられた開口部から挿入され、後部筐体に設置されるハードディスクは、前部筐体を揺動さることによって開放された後部筐体の対接面に設けられた開口部から挿入されるようになっているので、前部筐体および後部筐体の各々に空冷ファンを配備することで、ハードディスクの装着あるいは交換作業を行っている間もハードディスクに対する空冷を適切に行うことができる。
前部筐体や後部筐体に対するハードディスクの装着や交換作業を行う際にハードディスク増設筐体から何らかの部材、例えば、空冷ファンを備えた後方カバーを取り外す必要はないので、後方カバー等を含め、空冷ファンを設置する箇所は全く問わない。

本発明は、ラック搭載状態において手前側に位置する前部筐体と後方に位置する後部筐体とによってハードディスク増設筐体を構成し、前部筐体と後部筐体との対接面の一側をヒンジを介して接続すると共に、前部筐体の手前側の面、および、後部筐体における前部筐体との対接面の各々に、複数のハードディスクを挿入し格納するための開口部を設けたので、ラックやハードディスク増設筐体の前面側からのアクセスのみによって前部筐体および後部筐体に対するハードディスクの装着作業や交換作業を容易に行うことができる。
しかも、装着作業や交換作業の対象となるハードディスクを１個宛てに保持する複数のトレイやヒンジ構造等を必要とせず、複数のハードディスクを収容する前部筐体を一体的に揺動させるためのヒンジ構造を基本的に１箇所に要するのみであるので、機械的な構造およびコネクタ等に関する電気的な接続構造が簡素化され、故障因子が減少すると共に、製造コストも軽減化され得る。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を適用した一実施形態のハードディスク増設筐体１の外観を示した斜視図、また、図２は同ハードディスク増設筐体１の内部構造のレイアウトを示した模式図である。

このハードディスク増設筐体１は、図１に示すように、ラック搭載状態において手前側に位置する前部筐体２と、その後方に位置する後部筐体３とによって構成される。

前部筐体２と後部筐体３は、各々の対接面２ａ，３ａ、つまり、前部筐体２の背面によって形成される前部筐体２側の対接面２ａと後部筐体３における前部筐体２との対接面３ａとが、これらの対接面２ａ，３ａの上端部に設けられたヒンジ４を介し、後部筐体３に対して前部筐体２が揺動可能となるように接続されている。

ヒンジ４は、後部筐体３に対する前部筐体２の揺動姿勢を保持するためのラッチ機構として機能する公知のラチェット機構を内蔵したもので、例えば、図２に示されるように、後部筐体３に対して前部筐体２を略９０°跳ね上げて揺動させた状態で、後部筐体３に対する前部筐体２の姿勢を確保できるようになっている。
ヒンジ４にラチェット機構を内蔵させてラッチ機構とする代わりに、支点越えによるロックアップ機能を備えた２桿式のリンク機構等を利用してラッチ機構としてもよく、この場合、２桿式のリンク機構の端部の一方を前部筐体２に枢着し、もう一方の端部を後部筐体３に枢着することになる。
その他にも各種のラッチ機構を転用することができるが、この種の技術は慣用技術に属するものであり、どのような構成を適用するかは設計上の事項に過ぎないので、具体的な説明は省略する。

前部筐体２の手前側の面２ｂには、複数のハードディスク５を挿入して格納するためのスロット（図示せず）を備えた開口部６が設けられており、各スロットの全てにハードディスク５を装着した場合においても、各ハードディスク５間に或る程度の間隙Ｄが形成されるようになっている。

これと同様、後部筐体３における前部筐体２との対接面３ａ、つまり、後部筐体３の手前側の面３ａにも、例えば図３に示されるようにして、複数のハードディスク５を挿入して格納するためのスロット（図示せず）を備えた開口部７が設けられ、規定数のハードディスク５を格納した場合でも、各ハードディスク５間に或る程度の間隙Ｄが形成されるようになっている。

開口部６に挿入されたハードディスク５は、例えば、図２に示されるように、ハードディスク５の挿入側先端部に設けられたコネクタ９を介して前部筐体２内の基板（図示せず）に接続され、開口部７に挿入されたハードディスク５も、ハードディスク５の挿入側先端部に設けられたコネクタ９を介して後部筐体３内の基板（図示せず）に接続される。

前部筐体２および後部筐体３に格納された複数のハードディスク５に駆動電力を供給する電源ユニット８は、図２に示されるように、後部筐体３の内部において後方寄りの位置に固設され、後部筐体３内の中央部には、開口部７に挿入されたハードディスク５を冷却するための空冷ファン１０が配備されると共に、前部筐体２内の後方寄りの位置には、開口部６に挿入されたハードディスク５を冷却するための空冷ファン１１が配備されている。

後部筐体３の後方カバー１２と後部筐体３内の隔壁１３，１４の各々には空気を流通させるための透孔が穿設され、空冷ファン１０の回転によって後方カバー１２，隔壁１３，１４の透孔を介して取り入れられた外気が、開口部７に挿入されたハードディスク５の周囲に送り込まれ、ハードディスク５を冷却した後、各ハードディスク５間の間隙Ｄから開口部７を介して外部に吹き抜ける。

これと同様、前部筐体２側の対接面２ａと前部筐体２内の隔壁１５にも空気を流通させるための透孔が穿設され、空冷ファン１１の回転によって対接面２ａ，隔壁１５の透孔を介して取り入れられた外気が、開口部６に挿入されたハードディスク５の周囲に送り込まれ、ハードディスク５を冷却した後、各ハードディスク５間の間隙Ｄから開口部６を介して外部に吹き抜けるようになっている。

図２に示されるように、後部筐体３に対して前部筐体２を略９０°跳ね上げて揺動させた状態では、各々の空冷ファン１０，１１が共に回転するようになっている。
但し、前部筐体２を図１に示されるような初期位置に保持した状態で前部筐体２の対接面２ａと後部筐体３の対接面３ａとが殆ど隙間なく密接するような構造を適用した場合においては、前部筐体２を図１に示されるような初期位置に保持した状態においては必ずしも空冷ファン１１を回転させる必要はなく、例えば、空冷ファン１０の回転で開口部７から送出される空気を前部筐体２に送り込んで前部筐体２の開口部６に挿入されたハードディスク５を冷却することも可能である。

次に、ハードディスクの増設手順について図１および図３を参照して説明する。

まず、前部筐体２にハードディスク５を装着する場合においては、前部筐体２を図１に示されるような初期位置に保持したまま、開口部６のスロット（図示せず）に沿ってハードディスク５を差し込み、ハードディスク５の挿入側先端部に設けられたコネクタ９を介して前部筐体２内の基板（図示せず）にハードディスク５を接続する。
ハードディスク５の交換に際しては古いハードディスク５の取り出しが必要になるが、その場合は、間隙Ｄに指を差し込んで古いハードディスク５を把持した状態で手前に引き抜けばよい。
何れの場合も、ハードディスク増設筐体１やラックの前面側からのアクセスのみでハードディスク５の着脱を行うことができ、ハードディスク増設筐体１をラックから取り外す必要はない。

また、後部筐体３にハードディスク５を装着する場合においては、例えば、図３に示されるように、後部筐体３に対して前部筐体２を略９０°跳ね上げ、後部筐体３における前部筐体２との対接面３ａを開放し、ヒンジ４のラチェット機構によって後部筐体３に対する前部筐体２の揺動姿勢を保持させた状態で、対接面３ａに設けられた開口部７のスロット（図示せず）に沿ってハードディスク５を差し込み、ハードディスク５の挿入側先端部に設けられたコネクタ９を介して後部筐体３内の基板（図示せず）にハードディスク５を接続する。
前記と同様、ハードディスク５の取り出しは、間隙Ｄに指を差し込んで古いハードディスク５を把持して手前に引き抜くことで達成される。
前部筐体２はヒンジ４のラチェット機構によって後部筐体３に対する揺動姿勢を保持されているので、前部筐体２が重力加重によって不用意に原位置復帰して後部筐体３と衝接したり、ユーザが前部筐体２と後部筐体３の間で指を挟むといった問題が発生することはない。
そして、必要数のハードディスク５の装着あるいは交換作業を行った後、ヒンジ４のラチェット機構を解除し、前部筐体２を図１に示されるような初期位置に復帰させて作業を終了する。
この場合も、ハードディスク増設筐体１やラックの前面側からのアクセスのみでハードディスク５の着脱を行うことができ、ハードディスク増設筐体１をラックから取り外す必要はない。

後部筐体３に対して前部筐体２を揺動させるとハードディスク増設筐体１の全体的な上下高さが見かけ上で増大するが、一般に、この種のハードディスク増設筐体を搭載するラックはスライダを利用した引き出し式の構造を有するので、ハードディスク増設筐体１をラックから手前に引き出した状態で前部筐体２を揺動させるようにすれば、前部筐体２の上面とラックの仕切り板等との干渉は避けることができる。
つまり、ラックのスライダに直接的に固定されるのは後部筐体３の部分のみとなるが、重量の嵩む電源ユニット８は後部筐体３の後方に配備されているので、前部筐体２を揺動させた状態においても、ハードディスク増設筐体１の安定性（バランス）を確保することができる。

しかも、前部筐体２を跳ね上げ方向に揺動するようにしているので、前部筐体２の手前側から挿入されたハードディスク５が不用意に前部筐体２から抜け落ちたり、あるいは、ハードディスク５を前部筐体２の基板（図示せず）に接続するコネクタ９等に過剰な荷重（引張方向の力）が加わるといった問題も未然に防止され、また、電源ユニット８を備えていない前部筐体２を軽量化できるので、ヒンジ４の損傷といった問題の発生も未然に防止することができる。

そして、後部筐体３に対してハードディスク５を装着したり交換作業を行ったりする場合、つまり、前部筐体２を揺動させた状態下においては、前部筐体２の空冷ファン１１が必ず作動し、前部筐体２に装着されているハードディスク５を冷却するようになっているので、特定のハードディスク５の装着あるいは交換に際して他のハードディスク５の冷却状態が不十分となる問題も発生しない。

この実施形態においては、前部筐体２や後部筐体３に対するハードディスク５の装着や交換作業に際してハードディスク増設筐体１から何らの部材も取り外す必要はないので、後部筐体３の後方カバー１３を含め、後部筐体３側の空冷ファン１０の設置箇所の選択はは全くの自由である。

以上に述べた通り、この実施形態のハードディスク増設筐体１においては、複数のハードディスク５を纏めて前部筐体２に装着するように構成し、この前部筐体２を揺動させて後部筐体３の手前から退避させることで後部筐体３に対するハードディスク５の装着および交換作業を前方から行うようにしているので、ハードディスク５を１個宛てに保持する複数のトレイやヒンジ構造を必要とせず、複数のハードディスク５を収容する前部筐体２を揺動させるためのヒンジ４が基本的に１箇所で済むので、ハードディスク増設筐体１の全体的な構造が簡素化され、故障因子の増大といった不都合も免れる。

次に、前部筐体を左右方向に複数に分割して構成した他の実施形態のハードディスク増設筐体１６について図４を参照して簡単に説明する。

このハードディスク増設筐体１６は、前述の前部筐体２を左右方向に分けて、前部筐体１７と前部筐体１８とで構成したものである。

前部筐体１７と前部筐体１８は其の各々がヒンジ４を介して後部筐体１９に対して揺動自在に取り付けられ、前部筐体１７と前部筐体１８の各々は、独立して初期位置または揺動位置に保持できるようになっている。

前部筐体１７，１８，後部筐体１９の各々には開口部２０，２１，２２が設けられ、これらの開口部に、前述した実施形態と同様にして複数のハードディスク５が装着される。
また、空冷ファンは、前部筐体１７，１８，後部筐体１９毎に独立して設置されている。

このような構造を適用した場合、前部筐体１７，１８の数に応じた個数のヒンジ４（図４の例では２組）が必要となるが、少なくとも、前部筐体１７，１８の各々には２以上のハードディスク５が格納されるようになっているので、ハードディスク増設筐体１６の構築に必要とされるヒンジの数は、依然として、相互干渉防止のためにハードディスク５を単体で揺動させてハードディスク５の装着あるいは交換作業を行うとした従来技術に比べて少ない数で抑制することができ、ハードディスク増設筐体１６の全体的な構造の簡素化の面で有効である。

ラックの規格変更等によりハードディスク増設筐体の横幅の許容値が増大し、前部筐体に更に多数のハードディスク５を並列して装着できるようになるといったことも考えられるが、そのような場合には、前部筐体を左右方向に分割して、前部筐体１７と前部筐体１８の単体重量を軽減化することにより、前部筐体１７および前部筐体１８を容易に揺動させて後部筐体１９に対するハードディスク５の装着あるいは交換作業を実施できる。

以上、前部筐体を跳ね上げ方向に揺動させて後部筐体へのハードディスク５の装着あるいは交換作業を行うようにした二つの実施形態について説明したが、前部筐体と後部筐体の対接面の側端部にヒンジ４を設けた構成を適用することも可能である。
この場合、前部筐体は水平面内で揺動することになるので、前部筐体が自重によって初期位置に向けて落下するといった心配はなく、ヒンジ４のラッチ機構は必ずしも必要ではない。

一方、このような構成を適用した場合、前部筐体が大型化して自重が増大するとヒンジ４に働く捩り力が問題となる場合もあるので、そのような場合は、例えば、図４に示されるようにして前部筐体を左右方向に分割して構成し、その各々を外側に揺動させて観音開き式に開くような両開き構造を適用することが望ましい。

本発明によるハードディスク増設筐体は、特に、サーバのデータ拡張用として用いるのに好適である。

本発明を適用した一実施形態のハードディスク増設筐体の外観を示した斜視図である。 同実施形態のハードディスク増設筐体の内部構造のレイアウトを示した模式図である。 同実施形態のハードディスク増設筐体の一部である前部筐体を上方に跳ね上げた状態を示した斜視図である。 前部筐体を左右方向に複数に分割して構成した他の実施形態のハードディスク増設筐体について示した斜視図である。

符号の説明

１ ハードディスク増設筐体
２ 前部筐体
２ａ 前部筐体側の対接面
２ｂ 前部筐体の手前側の面
３ 後部筐体
３ａ 後部筐体における前部筐体との対接面（後部筐体の手前側の面）
４ ヒンジ（ラチェット機構付き）
５ ハードディスク
６，７ 開口部
８ 電源ユニット
９ コネクタ
１０，１１ 空冷ファン
１２ 後方カバー
１３，１４，１５ 隔壁
１６ ハードディスク増設筐体
１７，１８ 前部筐体
１９ 後部筐体
２０，２１，２２ 開口部
Ｄ 間隙

Claims (6)

1. ラックに搭載される箱型のハードディスク増設筐体であって、前記筐体が、ラック搭載状態において手前側に位置する前部筐体と、その後方に位置する後部筐体とによって構成され、前記前部筐体と前記後部筐体との対接面の一側がヒンジを介して接続されると共に、前記前部筐体の手前側の面、および、前記後部筐体における前部筐体との対接面の各々に、複数のハードディスクを挿入し格納するための開口部を設けたことを特徴とするハードディスク増設筐体。
2. 前記ヒンジが前記対接面の上端部に設けられると共に、前記後部筐体に対する前記前部筐体の揺動姿勢を保持するためのラッチ機構が併設されていることを特徴とする請求項１記載のハードディスク増設筐体。
3. 前記ヒンジが前記対接面の側端部に設けられていることを特徴とする請求項１記載のハードディスク増設筐体。
4. 前記前部筐体が左右方向に複数に分割して構成されていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のハードディスク増設筐体。
5. ハードディスクに駆動電力を供給する電源ユニットが前記後部筐体側に配備されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３または請求項４の何れか一項に記載のハードディスク増設筐体。
6. 前記前部筐体および前記後部筐体の各々に空冷ファンが配備されていることを特徴とする請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５の何れか一項に記載のハードディスク増設筐体。

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