JP4458120B2

JP4458120B2 - 電子装置筐体及びキャニスタ

Info

Publication number: JP4458120B2
Application number: JP2007158150A
Authority: JP
Inventors: �原敦; 船津淳一; 石木敏宏
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: US20080316682A1; US8035989B2; JP2008311451A

Description

本発明は高速信号を扱う電子装置の筐体、電子装置の筐体に収納するキャニスタに係り、放射ノイズ（ＥＭＣ）を抑制する実装方法に関する

高速なデジタル信号を取り扱う電子装置は、クロック信号やクロック信号に同期して変化するデータ信号によって、ノイズを放射する。この放射ノイズは、テレビ・ラジオ等に影響を与えるために、CISPR（国際無線障害特別委員会）やVCCI、FCCなど規格団体・国の規制によって、その測定方法や放射量を定められている。

このようなノイズ放射を抑制するために、電子装置の筐体を金属製として、シールド構造としている。しかし、ハードディスクのキャニスタやプリント配線基板を容易に挿抜可能な構造とするため、筐体にはスロットが設けられ、このスロットにキャニスタやプリント基板を挿入した場合には、キャニスタとキャニスタとの間（あるいは、プリント基板とプリント基板間）に構造上隙間ができてしまう。そこで、特許文献１では、キャニスタに導電性のばね構造のフィンガを取り付けて、キャニスタとキャニスタ間の隙間を塞ぐような構造が提案されている。

特開２００３−１５２３５９号公報

しかし、特許文献１のように、キャニスターキャニスタ間の隙間を塞ぐために導電性のばね構造のフィンガを取り付ける場合、導体同士の接触状況によって接触部のインピーダンスが変化するためばらついてしまい、十分なシールド効果をえることができない。一方で、ばね部の接触圧が低いほうが、キャニスタの挿抜性が良好となる。

これを踏まえ、キャニスタ部の挿抜性を良くするために、ばねの高さを低くして接触圧を低くすることが考えられるが、挿抜性などの取り扱い性が向上する代わりに接触部のインピーダンスが高くなり、シールド特性を十分に得ることができない。他方、ばねの高さを高くして接触圧を高くした場合には、接触部のインピーダンスが低くなり、十分なシールド特性が得られるが、挿抜性などの取り扱い性が低下し、部品や筐体の破損の危険性が生じうる。
そのため、EMI対策でフィンガによる隙間の充填を検討する場合には、ばね圧の最適化を検討する必要があり、その検討に長時間を費やさなければならないという問題があった。さらに、フィンガの加工・取り付け段階においても精度が要求されることとなるため、コスト増加の問題もあった。

そこで、本発明の目的は、挿抜可能なキャニスタやプリント基板などのモジュールにおいて、装着時には、モジュール間の隙間を低インピーダンスで接続し、脱着時には、接触圧を下げることができるフィンガを提供することで、操作性を損なわずに放射ノイズを低減することである。

上記目的を達成するために、本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次の通りである。
（１）本発明では、挿抜可能なモジュールにおいて、導電性のばね構造を有したフィンガと、前記フィンガの高さを調節する構造を有し、装着時にフィンガの高さを高くし、脱着時にフィンガの高さを低くする構造である。
（２）また、上記目的を達成するためには、本発明では、挿抜可能なモジュールにおいて、前記モジュールと少なくとも一箇で接続していて導電性のばね構造を有したフィンガを有し、前記フィンガに対してモジュールの挿抜方向の移動量を挿抜と垂直方向の移動に変換する構造を有しているモジュール構造である。
（３）モジュールの挿抜方向の移動量を挿抜と垂直方向の移動に変換する構造としては、モジュールに対して、フィンガの間を一辺で固定し、テーパ状に開いた形状で取り付け、固定した辺と反対側から可動する薄板を挿入した構造を有したモジュール構造である。
（４）また、モジュールの挿抜方向の移動量を挿抜と垂直方向の移動に変換する構造としては、モジュールに対して、フィンガの間を一辺で固定し、アーチ状にした形状で取り付け、固定した辺と反対の辺が挿抜方向に可動する構造を有したモジュール構造である。
（５）キャニスタと、前記キャニスタの第一の面に対して前後に可動するように前記キャニスタに接続された脱着機構と、前記キャニスタの前記第一の面に隣接した第二の面に接続された第一の導電性部材と、を有し、前記第一の導電性部材の少なくとも一部は、前記脱着機構の前記第一の面に対する前後の動作に連動して前記第二の面に対して前後に可動するように設けられていることを特徴とするモジュール構造である。
（６）（５）記載のモジュール構造であって、さらに前記キャニスタと前記第一の導電性部材との間に第一の部材を有し、前記第一の部材は、前記脱着機構に接続され、前記脱着機構の前記第一の面に対する前後の動作に連動して前記第一の面に対して前後に可動するように設けられていることを特徴とするモジュール構造である。
（７）（５）又は（６）記載のモジュール構造であって、さらに、前記キャニスタの前記第一の面及び前記第二の面のいずれとも隣接する第三の面に接続された第二の導電性部材を有することを特徴とするモジュール構造である。
（８）（５）乃至（７）のいずれかに記載のモジュール構造であって、前記第一の導電性部材の一部は、前記キャニスタと対向する面の裏面側に突出していることを特徴とするモジュール構造である。
（９）（５）記載のモジュール構造であって、前記第一の導電性部材は前記脱着機構とも接続されていることを特徴とするモジュール構造である。
（１０）（９）記載のモジュール構造であって、前記第一の導電性部材は、前記キャニスタと接続された部分と前記脱着機構と接続された部分との間が湾曲していることを特徴とするモジュール構造である。
（１１）モジュール構造を複数搭載した筐体を有する電子装置であって、前記複数のモジュール構造は、それぞれ、キャニスタと、前記キャニスタの第一の面に対して前後に可動するように前記キャニスタに接続された脱着機構と、前記キャニスタの前記第一の面に隣接した第二の面に接続された第一の導電性部材と、を有し、前記第一の導電性部材の少なくとも一部は、前記脱着機構の前記第一の面に対する前後の動作に連動して前記第二の面に対して前後に可動して隣接するモジュール構造と接するように設けられていることを特徴とする電子装置である。
（１２）（１１）記載の電子装置であって、さらに、前記キャニスタの前記第一の面及び前記第二の面のいずれとも隣接する第三の面に接続され、前記筐体と接するように設けられた第二の導電性部材を有することを特徴とする電子装置である。
（１３）（１２）記載の電子装置であって、さらに、前記キャニスタの前記第一の面及び前記第二の面のいずれとも隣接し、前記第三の面とは異なる第四の面に接続され、前記筐体に接するように設けられた第三の導電性部材を有することを特徴とする電子装置である。
（１４）（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の電子装置であって、前記脱着機構には前記筐体に設けられた穴と勘合するつめを有することを特徴とする電子装置である。

本発明によれば、モジュールを挿入した際には、フィンガが挿抜方向と垂直方向に広がり、モジュール・モジュール間の隙間を充填する。またモジュールを脱着する際には、フィンガが挿抜方向と垂直方向に狭まり、モジュール・モジュール間の隙間を確保する。そのため、モジュールを挿入し、電子装置が動作する際には、シールド効果を発揮してEMC対策が図られ、モジュールを脱着する際には、容易に引き抜くことが可能となる。

本発明では、また、モジュールの挿抜方向の移動量を挿抜と垂直方向の移動に変換する構造とフィンガを挿抜面に垂直な２つの面にとりつけてあることが望ましい。

以下、図１乃至図６を用いてサーバの場合を例にとり、本発明に係る第一の実施形態について説明する。
図１は、本発明のRAID型ハードディスク（HDD）アレイを搭載したサーバの構成を示した概略である。同図において、サーバ筐体１０００に、ハードディスクを収納したキャニスタ１０１０が収納できる構造となっている。キャニスタ１０１０には、キャニスタの挿抜を行うための脱着機構１０２０があり、その下部のつめ１０２２で本体に、挿入・脱着・ロックができるようになっている。キャニスタ１０１０には、ばね性があり電気抵抗が少ない導電性のフィンガ装着板１０３０が接続されている。このフィンガ装着板１０３０には、ばね性があり電気抵抗が少ない導電性のフィンガ１０３２が取り付けられている。フィンガ装着板１０３０とキャニスタ１０１０の間には、前記キャニスタ1010のフィンガが取り付けられた面上を左右に可動する（キャニスタの露出する面からみると前後に可動する）厚さ調整板１０３４がはさまれていて、接続棒１０２６・１０２８で、脱着機構１０２０とピンで固定されている。

図2にキャニスタ１０１０の構造を示す。キャニスタ１０１０には、コネクタ１２１２があり、キャニスタが奥まで挿入されると、本体筐体１０００に取り付けられたプラッタ基板と電気信号の授受ができる。フィンガ装着板１０３０は、片側一辺１２３０でキャニスタ１０１０と接続している。この１２３０の接続部は、電気的に低インピーダンスで接続していて、フィンガ装着板１０３０がキャニスタ１０１０と低抵抗で接続している。フィンガ装着板１０３０の他方の辺には、導電性フィンガ１０３２が取り付けられていて、このフィンガ部が変形することで広い面で、隣接するキャニスタもしくは本体筐体１０１０に電気的に接続する。

キャニスタ１０１０には、キャニスタの挿抜を行うための脱着機構１０２０が支点ピン１２２４で取り付けられている。この脱着機構１０２０は、支点ピン１２２４によりカンチレバー構造となっていて、爪１０２２によって、容易に挿抜・ロックができるようになっている。また、脱着機構１０２０には、２つの接続棒１０２６・１０２８が接続ピン１２２６・１２２８で取り付けられていて、脱着機構１０２０を前方に倒したとき（キャニスタ脱着時）に、この接続棒１０２６・１０２８が前方に移動し、逆に脱着機構１０２０を後方に戻したとき（キャニスタ装着時）に、接続棒１０２６・１０２８が後方に移動する構造となっている。そして、接続棒１０２６・１０２８には、それぞれ楕円形状１２５６・１２５８の穴が開けてあり。その穴に接続ピン１２２７・１２２９で、厚さ調整板１０３４に取り付けられている。この楕円形状の大きさによって、脱着機構１０２０を倒したときの厚さ調整板１０３４の移動量を決めることができ、ひいてはフィンガ装着板１０３０の開閉量を調節することができる。なお、この厚さ調整板１０３４は、キャニスタ１０１０とフィンガ装着板１０３０に挟まれる位置に取り付けられている。

次に、サーバ筐体１０００の構造を図３に示す。筐体１０００の前面には、ハードディスクのキャニスタ１０１０が８台取り付けられるようなスロット１３１２が設けられている。スロットは、ガイド１３１４が取り付けられていて、それぞれのキャニスタ１０１０が個別に挿抜できるようになっている。各スロットの前方には、穴１３１６が開けられていて、この穴１３１６に、キャニスタのつめ１０２２が掛かり、挿入・脱着・ロックができるようになっている。また、筐体に接続したフィンガ１３１８が８番目のキャニスタ１０１０と筐体１０００の電気的接続を取っている。

図４に、脱着機構の動作とフィンガの開閉状況を表した図を示す。図４は、図２のＡ−Ａ‘断面を上面から見た概略である。同図（ａ）は、キャニスタ１０１０が、本体筐体１０００に装着された状態を示したものである。フィンガ装着板１０３０は、キャニスタ１０１０に対して、片側の一辺で固定されている。フィンガ装着板１０３０は、“へ”の字状の谷型に折れ曲がった形状をしており、その開いた部分に厚さ調整板１０３４が挿入されている。厚さ調整板１０３４は、接続ピン１２２７を介して接続棒１０２６に接続し、さらに脱着機構１０２０に接続することで、クランク機構となっている。これによって、脱着機構１０２０の半円運動を挿抜方向の前後運動にしている。また、接続棒１０２６において、接続ピン１２２７を通す穴を前後方向に長い楕円としていて、厚さ調整板１０３４の移動量を最適化している。そして、上記機構で厚さ調整板１０３４が前後運動することで、型に折れ曲がったフィンガ装着板１０３０の開閉角度を変化させることができる。同図（ａ）の場合には、厚さ調整板１０３４が奥まで押し込まれることによって、フィンガ装着板１０３０とキャニスタの開き角度が大きくなり、フィンガ１０３２が隣のキャニスタに接触圧が大きい状態で接触する。同図（ｂ）に脱着時の状態を示す。同図のように、脱着機構１０２０が前方に引き出されるため、厚さ調整板１０３４も前方に引き抜かれた状態となり、フィンガ装着板１０３０とキャニスタの開き角度が小さくなり、隣のキャニスタとの接触圧が小さくなる（もしくは接触しなくなる）ため、脱着時の力を小さくすることができる。

本発明を適用したRAID型ハードディスク（HDD）アレイを搭載したサーバなどの場合、ハードディスクの転送は、ＳＡＴＡやＳＡＳインターフェースで行われるケースがある。現在、ＳＡＴＡやＳＡＳインターフェースは、高速な３ＧＨｚでの伝送を行っている。図５にハードディスクに実装しているプリント基板にＳＡＴＡインターフェースの信号をコネクタから注入した場合の電磁界の伝播分布シミュレーションした結果を示す。信号を３ＧＨｚで伝送した場合、電磁波の波長は、空気中で約１００ｍｍとなり、この波長の長さが３．５型のハードディスクの横方向の長さとほぼ同じであるために、その横方向の長さで、電磁界分布が強い個所が２箇所現れるような共振が発生する。このように筐体が共振すると電磁波ノイズは極端に増加する。図６にRAID型ハードディスク（HDD）アレイを搭載したサーバの電波強度を３ｍ法で計測した結果を示す。同図（ａ）は、キャニスタ周辺の隙間を充填していない状態でのノイズ測定結果である。シミュレーション結果と同様に、キャニスタ周辺の隙間を充填しないと、ハードディスクを入れたキャニスタ自身がアンテナとなり、３ＧＨｚで強くノイズを放射している。同図（ｂ）は、本発明の構造をとったもので、キャニスタ周辺の隙間を充填した状態でのノイズ測定結果である。若干のノイズ放射はみられるものの、本発明によって、約１０ｄＢのノイズ低減効果が見られた。
以上のように、キャニスタの間隙を充填するフィンガ取り付けジグの接触圧をキャニスタ装着時と脱着時に可変とすることで、ノイズ低減効果を維持しつつも、脱着を容易することができる。

本発明の第２の実施例を図７と図８を用いて示す。
第２の実施例は、実施例１と同様にハードディスクを搭載したキャニスタ例である。実施例１とほぼ同様の構成を有するが、キャニスタの上下にもフィンガを設けた点で相違しており、その詳細について以下記載する。
図７は、キャニスタの構造を示した図で、図８は、キャニスタ2010をサーバに装着した場合の図である。図７に示すように、本発明では、実施例１の構造に加えて、上面の隙間部に対しても、フィンガ２０３２及びフィンガ取り付け板２０３４を設けて、キャニスタの上下の隙間を充填する構造としている。本発明において、厚さ調整板２０３４は、キャニスタ上部を“Ｌ字”で囲うような構造をしており、接続棒１０２６・１０２８で、脱着機構１０２０とクランク機構で接続している。この構造によって、キャニスタ上部のフィンガ２０３２の開閉角が、キャニスタの装着・脱着で可変となるようになっている。またキャニスタ下部にも固定フィンガ２０３６が取り付けられていて、上部フィンガの接触厚が高くなると、下部フィンガも筐体下部に押し付けられる構造としている。本実施例の構造を用いることで、キャニスタの4方向の隙間を十分な接触厚のフィンガで塞ぐことができ、さらにノイズを抑制することができる。なお、本実施例では、キャニスタの上下の隙間部の両方にフィンガを設ける構成を示したが、これに限られるものではなく、上又は下の片方に設けて隙間を埋める構成としてもよい。

本発明の第３の実施例を図９と図１０を用いて示す。
本実施例では、図９に示したようにフィンガボード３０３２をアーチ状の形状として、脱着機構１０２０の円運動によって、フィンガボード３０３２のアーチ径が変化して、フィンガのアーチ高さが変化する構造となっている。アーチの高さが変わることで、フィンガボード３０３２の隣接するキャニスタとの接触圧が変化する。図１０は、図９のB-B‘断面をキャニスタ上部から見た図である同図（ｂ）は、キャニスタを脱着した状態を示したものである。このように、脱着レバー１０２０を手前に引いた状態では、アーチ状のフィンガボード３０３２は、手前に引っ張られるため、アーチの高さは低くなり、接触圧低下する。逆に、同図（ａ）のように、脱着レバー１０２０を押して、キャニスタ３０１０を本体に固定した場合には、アーチ状のフィンガボード３０３２は、後方に押し付けられるため、アーチ径が小さくなり、それに伴って、アーチ高が高くなり、接触圧が高くなる。

以上のように本構造でも、脱着時に接触圧を低減し着脱を容易にし、装着時に接触圧を高くして、ノイズに対してのシールド性能を向上することができる。なお、本実施例では、フィンガ形状をアーチ状にしているが、“逆Ｖ字”の山形形状であっても同様な効果が得られ、その要旨を逸脱しない範囲で他の形状についても種々変更可能である。

サーバ・ストレージ装置、パソコンなどの電子装置の筐体、及びそれを筐体に実装するモジュールの取り付け構造。特にプリント基板、ハードディスク、メモリなどのモジュール。

本発明を実現するサーバ装置の構造を示す図である。本発明のキャニスタの構造を示す図である。サーバ本体の筐体の構造を表す図である。本発明のキャニスタの機構を示す図である。 HDDの共振をシミュレーションした結果である。本発明の効果を計測した3m法のノイズスペクトラムである。本発明のキャニスタの構造を示す図である。本発明を実現するサーバ装置の構造を示す図である。本発明のキャニスタの機構を示す図である。本発明のキャニスタの機構を示す図である。

符号の説明

1000 サーバ筐体
1010 キャニスタ
1020 脱着機構
1022 つめ
1024 支点ピン
1026 接続棒
1028 接続棒
1034 厚さ調整板
1212 HDD信号コネクタ
1227 接続ピン
1256 位置調整穴
1258 位置調整穴
1312 スロット
1314 スロットガイド
1316 固定用穴
1318 本体フィンガ
2030 キャニスタ上部フィンガ取り付け板
2032 上部フィンガ
2033 厚さ調整板
2036 下部フィンガ
3030 キャニスタ
3026 接続棒
3028 接続棒
3030 フィンガボード
3032 フィンガ（アーチ）

Claims

キャニスタと、
前記キャニスタの第一の面に対して前後に可動するように前記キャニスタに接続された脱着機構と、
前記キャニスタの前記第一の面に隣接した第二の面に接続されたフィンガと、
前記キャニスタに接続され、前記キャニスタと前記フィンガとの間に配置された、ばね性を有するフィンガ装着板と、
前記脱着機構に接続ピンにより取り付けられ、それぞれに楕円形状の穴が開けられている２つの接続棒と、
前記キャニスタと前記フィンガ装着板の間に挟まれる位置に、前記２つの接続棒の穴を通じて取り付けられる厚さ調整板と、
を有し、
前記フィンガの少なくとも一部は、前記脱着機構の前記第一の面に対する前後の動作に連動して前記第二の面に対して前後に可動するように設けられており、
前記フィンガ装着板は、前記脱着機構に接続され、前記脱着機構の前記第一の面に対する前後の動作に連動して前記第一の面に対して前後に可動するように設けられており、
前記フィンガの一部は、前記キャニスタと対向する面の裏面側に突出しており、
前記フィンガは、前記キャニスタを挿入した場合には挿入方向に対して垂直方向に広がり、前記キャニスタを脱着した場合には脱着方向に対して垂直方向に狭まり、
前記２つの接続棒の楕円形状の穴の大きさに基づき、前記脱着機構を倒したときの前記厚さ調整板の移動量が決まることを特徴とするモジュール構造。
請求項１記載のモジュール構造であって、
前記フィンガは、前記キャニスタの挿抜方向の移動量を前記キャニスタの挿抜方向と垂直な方向の移動に変換する構造を有することを特徴とするモジュール構造。
請求項１または２に記載のモジュール構造であって、
さらに、前記キャニスタの前記第一の面及び前記第二の面のいずれとも隣接する第三の面に接続され、前記キャニスタの第三の面との隙間を充填するように配置された第二の導電性部材であるフィンガと、
前記キャニスタの前記第一の面及び前記第二の面のいずれとも隣接し、前記第三の面とは異なる第四の面に接続され、前記キャニスタの第四の面との隙間を充填するように配置された第三の導電性部材である固定フィンガと、を備えたことを特徴とするモジュール構造。
請求項１乃至３のいずれかに記載のモジュール構造であって、
前記第三の導電性部材は、前記第二の導電性部材の接触圧が所定の値を超えると前記キャニスタの下部に押し付けられる構造となっていることを特徴とするモジュール構造。
請求項１乃至４のいずれかに記載されたモジュール構造を複数搭載した筐体を有する電子装置。
請求項５記載の電子装置であって、
前記脱着機構には前記筐体に設けられた穴と勘合するつめを有することを特徴とする電子装置。
請求項５または６に記載の電子装置であって、
前記電子装置はサーバであることを特徴とする電子装置。