JP4334966B2 - ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置に関する。

一般に、ディスクモジュールを作動させるために供給される電力の一部は、例えば、ディスクモジュール内のディスクの回転による摩擦熱や電子回路部の抵抗熱に変換される。複数のディスクモジュールで構成されるディスクアレイ装置は、このディスクモジュールの実装が高密度であるほど、前記の発熱量が大きくなる。この発熱によってディスクアレイ装置が高温になると、その動作特性が低下するために、装置に電力を供給している間は、これを冷却する必要がある。

近年のディスクアレイ装置においては、例えば、ＲＡＩＤ（Redundant Array of Independent Disks)方式による大型のディスクアレイ装置に代表されるように、その記憶容量が増大する傾向にある。即ち、ディスクアレイ装置を構成するディスクモジュールの総数が増加している。ここで、ディスクアレイ装置の設置面積を一定の値に限定しつつディスクモジュールの総数を増やそうとすれば、このようなディスクアレイ装置は必然的に高密度化する。

一般に、ディスクアレイ装置は、ディスクモジュールを収納するラックに設けられた排気ファンによって空冷される。この場合、ディスクモジュール間の間隙に空気流を形成して、ディスクモジュールの筐体表面から熱を奪うことによって、ディスクモジュールの温度を下げている。従って、効果的に空冷するためには、前記間隙を広くして空気の管路抵抗を小さくし、前記の空気流を強くする必要がある。これは、ディスクモジュール間の間隙を狭める傾向にあるディスクアレイ装置の高密度実装と相反する条件である。
前記の条件の相反性を解消するためには、例えば、ディスクアレイ装置に設けられた排気ファンの静圧を高める方法が簡便である。しかしながら、一般に、排気ファンにあっては、安定運転を維持しつつ高められる静圧には上限値（例えば、２５ｍｍＡｑ）がある。従って、これだけでは、前記の相反性を解消することはできない。

一方、排気ファンの静圧を高める以外の方法も採用されている。例えば、従来のディスクアレイ装置では、プラグインされていないディスクモジュールの空き空間に、これと同形状の部材を設ける。あるいは、上下に配置された又は対向するように配置されたディスクモジュール間の空間部分に空気流の仕切板を設ける。このことにより、ラック内の空間における空気の停滞を防止して、空気流強度の減退を抑制している
特開２００１−３３２０７８号公報

しかしながら、前記の擬似モジュール、仕切板、及び空気流通路についての工夫のみでは、高密度に実装されたディスクアレイ装置を十分に冷却することはできない。ディスクモジュールの空きがないディスクアレイ装置にとって擬似モジュールは格別の冷却効果を奏さない。また、仕切板、及び空気流通路による工夫は、ディスクモジュール間の間隙を広げる必要性を生み出す。従って、これらの工夫では、安定動作を確保しつつ、ディスクアレイ装置の高密度実装とその冷却という相反する条件を同時に満足させることはできない。

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置を提供することにある。

情報を記録するディスクと、前記ディスクの動作を制御する制御部とが筐体に収納されたディスクモジュールであって、前記ディスクの記録面に平行な、前記筐体の２つの側面のうち、少なくともいずれか一方に放熱部材を設けてなる。

また、前記ディスクモジュールを複数収納し、一端側に空気が流入する吸気面と他端側に空気が排出される排気面とを有するディスクボックスと、前記ディスクボックスを重ねて収容可能で、前記ボックスの前記吸気面に相対する面が通気可能なラックと、前記ラックに配設され、前記ボックスの前記吸気面と前記排気面と前記ラックの内部の通風経路とを通って前記ラックの外部へと空気を流す排気ファンと、を備えてなるディスクアレイ装置であって、前記各ディスクモジュールにおける前記ディスクの記録面に平行な、前記筐体の２つの側面のうち、少なくともいずれか一方に放熱部材を設けてなる。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。

ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置を提供することができる。

＜＜＜開示の概要＞＞＞
次の開示により少なくとも次のことが明らかにされる。
前記のようなディスクモジュールによれば、例えば、前記ディスクの回転や前記制御部の電気抵抗によって前記筐体内部にて発生した熱を、前記放熱部材が前記筐体表面を介して吸い上げ、前記筐体周囲の空気中に放出する。即ち、熱浴としての前記空気により、前記ディスクモジュールの冷却が促進される。従って、前記放熱部材を備えた前記ディスクモジュールは、これを備えていないディスクモジュールと比較して、より弱い空気流でも十分に冷却され得る。これにより、一定値に限定された流速を有する空気中でも、前記ディスクモジュールの過熱化を抑制して、安定動作を確保することが可能となる。

また、前記放熱部材は板状部材であって、前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
一般に板状部材においては、その形状を調節して体積に対する表面積の割合を大きくし、熱の吸収、及び放出の効率を高めることができる。従って、前記ディスクモジュールの前記板状部材は、前記筐体表面を介して前記筐体内部の熱を吸い上げ、前記筐体周囲の空気中に効果的に放出できる。これにより、一定値に限定された流速を有する空気中でも、前記ディスクモジュールの過熱化を抑制して、安定動作を確保することが可能となる。

また、前記放熱部材は熱伝導シートであって、前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
例えば、前記熱伝導シートの一部分に空気流が当たって前記部分が冷却される。これにより、前記シートに不均一な温度分布が生じても、この温度分布は高い熱伝導効果によって迅速に均一化される。即ち、前記ディスクモジュール内で発生した局所的な熱が、前記熱伝導シートの前記空気流にさらされる前記部分まで伝播して空気中に放出される。従って、一定値に限定された流速を有する空気中でも、前記ディスクモジュールの過熱化を抑制して、安定動作を確保することが可能となる。

また、前記放熱部材は一方の面が熱伝導シートで被覆された板状部材であって、前記板状部材の他方の面が前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
このようなディスクモジュールによれば、一定値に限定された流速を有する空気中でも、前記ディスクモジュールの過熱化をさらに効果的に抑制して、安定動作をさらに効果的に確保することが可能となる。

また、前記熱伝導シートは電気的な絶縁性を有することとしてもよい。
このようなディスクモジュールによれば、例えば、複数の前記ディスクモジュールについて、前記ディスクの記録面に平行な側面どうしを対向させて配置する場合に、前記側面間に前記熱伝導シートが介在し得る。従って、前記シートの電気的絶縁性により、隣接する前記ディスクモジュールの各々が備える前記制御部間の電磁気的干渉を抑制することが可能となる。

前記のようなディスクアレイ装置によれば、一定値に限定された流速を有する空気中でも、前記ディスクアレイ装置を構成する前記ディスクモジュールの過熱化を抑制して、安定動作を確保することが可能となる。従って、例えば、前記ディスクモジュール間の間隙を狭めることによって前記間隙における空気流が弱くなったとしても、前記ディスクモジュールを十分に冷却して、その動作を安定させることができる。即ち、前記ディスクアレイ装置の安定動作を確保しつつ、その高密度実装が可能となる。

また、前記ディスクボックスの前記排気面には、前記放熱部材の端部と相対する位置に排気孔を設けてなることとしてもよい。
このようなディスクアレイ装置によれば、前記ディスクボックス中を流れる空気が、前記放熱部材の前記端部に当たって熱を吸収して、前記排気孔を通過する。そして、この空気が、前記通風経路を通って、前記ラックの外部まで、停滞することなく到達する。このことで、前記熱を前記ディスクアレイ装置の外部に効果的に放出することができる。

また、前記放熱部材の端部は、前記ディスクボックスの前記排気面に設けられた排気孔から突出して、前記通風経路に露出していることとしてもよい。
前記通風経路の管路抵抗が前記ラック内で比較的小さいために、前記放熱部材の前記通風経路に露出した前記端部は、前記通風経路を流れる空気により効果的に冷却される。この冷却と相まって、前記ディスクアレイ装置を構成する前記ディスクモジュールにおける高温な部位の熱が前記端部に伝播する。このことにより、前記高温な部位も効果的に冷却できる。従って、前記ディスクアレイ装置は冷却可能となる。

また、前記放熱部材は板状部材であって、前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
このような板状部材を備えたディスクモジュールから構成されるディスクアレイ装置は冷却可能となる。

また、前記放熱部材は熱伝導シートであって、前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
このような熱伝導シートを備えたディスクモジュールから構成されるディスクアレイ装置は冷却可能となる。

また、前記放熱部材は一方の面が熱伝導シートで被覆された板状部材であって、前記板状部材の他方の面が前記筐体の側面に配設されてなることとしてもよい。
このような放熱部材を備えたディスクモジュールから構成されるディスクアレイ装置は、より効果的に冷却可能となる。

また、前記熱伝導シートは電気的な絶縁性を有することとしてもよい。
このような熱伝導シートを備えたディスクモジュールから構成されるディスクアレイ装置は、より効果的に高密度に実装することが可能となる。

また、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと比較して、前記排気孔から前記通風経路に突出されている面積が広い前記放熱部材を備えていることとしてもよい。
前記排気ファンからの距離が遠くなるに従い、前記通風経路中の空気流が弱くなる。これにより、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールは、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと比較して、放熱量が低下してしまう。そのため、前記ディスクアレイ装置内の収納場所により前記ディスクモジュールの温度差が生じる。ひいては、前記ディスクアレイ装置内の収納場所により前記ディスクモジュールの動作性能及び寿命の差を招くこととなる。

そこで、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと比較して、前記排気孔から前記通風経路に突出されている面積が広い前記放熱部材を備えているとしてもよい。
これにより、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールは、前記通風経路中の空気流が弱いにもかかわらず、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと同等の温度に冷却されることとなる。したがって、前記ディスクアレイ装置内での前記ディスクモジュールの温度差が減少され、前記ディスクモジュールの動作性能及び寿命の差を縮めることが可能となる。

また、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと比較して、熱伝導率の高い前記放熱部材を備えているとしてもよい。
これにより、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールは、前記通風経路における送風量が小さいにもかかわらず、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクモジュールと同等の温度に冷却されることとなる。したがって、前記ディスクアレイ装置内での前記ディスクモジュールの温度差が減少され、前記ディスクモジュールの動作性能及び寿命の差を縮めることが可能となる。

前述の通り前記放熱部材の面積または材質を変更することにより、前記ディスクアレイ装置内における前記ディスクモジュールの温度差の解消を図ることができる。しかし、前記ディスクモジュールごとに前記放熱部材の面積または材質を変更すると、前記ディスクモジュールの製造工程が統一されず、前記ディスクモジュールの製造原価が上昇する可能性がある。

そこで、前記ディスクボックスが、前記排気面に設けられた排気孔と、前記排気孔から前記通風経路に突出されている放熱板とを備え、前記放熱板と前記ディスクモジュールの前記放熱部材とが接触しているとしてもよい。さらに、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクボックスが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクボックスと比較して、前記排気孔から前記通風経路に突出されている面積が広い前記放熱板を有するとしてもよい。

前記ディスクモジュールの前記放熱部材の熱が前記ディスクボックスの前記放熱板に伝達され、前記通風経路を流れる空気により、冷却される。前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクボックスの前記放熱板の前記通風経路に突出されている面積を広くすることにより、当該冷却の効果を高めることができる。これにより、前記ディスクアレイ装置内での前記ディスクモジュールの温度差が減少され、前記ディスクモジュールの動作性能及び寿命の差を縮めることが可能となる。さらに、前記ディスクモジュールの構成が前記ディスクアレイ装置内で統一される。つまり、前記ディスクモジュールごとに前記放熱部材の面積または材質を変更する場合と比較して、前記ディスクモジュールの製造原価を抑えることが可能となる。

また、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクボックスが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクボックスと比較して、熱伝導率の高い前記放熱板を有するとしてもよい。
これにより、前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクモジュールの冷却効果を高めることができる。前記ディスクアレイ装置内での前記ディスクモジュールの温度差が減少され、前記ディスクモジュールの動作性能及び寿命の差を縮めることが可能となる。さらに、前記ディスクモジュールの構成が前記ディスクアレイ装置内で統一される。つまり、前記ディスクモジュールごとに前記放熱部材の面積または材質を変更する場合と比較して、前記ディスクモジュールの製造原価を抑えることが可能となる。

＜＜＜第一の実施の形態＞＞＞
まず、ディスクモジュールに放熱部材を設ける第一の実施の形態について説明する。

＝＝＝ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置の構成（１）＝＝＝
本実施の形態におけるディスクアレイ装置の構成について説明する。
図１（ａ）にディスクアレイ装置１の正面図を示し、図１（ｂ）にその側面図を示す。ディスクアレイ装置１の主たる部分は、合計８個のディスクボックス１０を備えてなる。

各ディスクボックス１０は、ディスクモジュール２０を収納すると伴に、このディスクモジュール２０に電力を供給し、この電気的情報を制御する。２個のディスクボックス１０が背面（排気面）を対向させて間隙を保持し、図１（ｂ）に示されるように左右対称に配置されてユニット３０を形成し、このユニット３０が上下に４段配置されている。この４段のユニット３０について前記の間隙を足し合わせて通風経路３０ａが形成されている。後述する、ディスクモジュール２０を冷却するための部材である板金２２及び熱伝導シート２３は、通風経路３０ａに突出しており、その面積は図１（ｂ）に示すようにラック５０の下部ほど大きくなっている。最上段に位置するユニット３０の上部には、２個のディスクボックス１０の上面に対して橋渡しするように、電動式の排気ファン３５が合計８台、設けられている。４段のユニット３０の下には、ディスクボックス１０中の後述の電源、及び排気ファン３５に対してＡＣ電力を分配する電源ユニット４０が２個配置されている。即ち、ラック５０には、４段のユニット３０、排気ファン３５、及び２個の電源ユニット４０が収納されていることとなる。ラック５０は、ディスクボックス１０の吸気面と対向する正面の幅が１９インチの長さを有する標準規格品である。ラック５０の２つの正面の各面には、ルーバと、内側にフィルタとが設けられた扉がそれぞれ備えられ、正面と直交する上面には、通気性を有する天井面５０ｃが備えられている。

ディスクボックス１０の斜視図を図２に示す。ディスクボックス１０は、その正面から３２個のディスクモジュール２０を上下に１６個ずつプラグイン方式で収納し、これらのモジュールの下段には、８個のディスクモジュール２０を制御する制御回路基板６０を４個有し、さらにこの基板の下段には、ディスクモジュール２０、及び制御回路基板６０を駆動する電源７０を２個有する。ディスクボックス１０の背面をなす背面基板８０には、コネクタ８０ａが設けられており、ディスクモジュールのコネクタ２０ａと機械的且つ電気的に接続することにより、モジュールのプラグインが達成される。また、背面基板８０には、制御回路基板６０、電源７０、及びインタフェースケーブルが電気的に接続されている。これにより、各ディスクモジュール２０、及び制御回路基板６０に電力が供給され、さらにディスクモジュール２０は、前記のインタフェースケーブルを介して、上位ホストコンピュータに電気的に接続され、モジュールとコンピュータとの間で電気的情報が授受される。また、ディスクモジュール２０は可搬型であり、この上下部は、ディスクボックス１０に設けられたガイド１０ａと係合する構造をなす。これにより、ディスクモジュール２０は、このガイド１０ａに沿って、ディスクボックス１０に対して着脱される。１６個が１列に配列されたディスクモジュール２０間の間隙は、好ましくは２ｍｍ乃至３ｍｍであり、この間隙がディスクボックス１０の吸気面を構成している。

即ち、本実施の形態においては、１つのラック５０に８個のディスクボックス１０が収納され、各ディスクボックス１０に３２個のディスクモジュール２０が収納されている。このため、全体として、１つのラック５０には２５６個のディスクモジュール２０が収納されていることとなる。

図３に、ディスクモジュール２０の分解斜視図を示す。本実施の形態において、ディスクモジュール２０とは磁気ディスク装置である。ディスクモジュール２０は、筐体２１ｃに収納された磁気ディスク装置本体２１と、筐体２１ｃに密着した板金（板状部材）２２と、この板金２２を被覆する熱伝導シート２３と、熱伝導シート２３に被覆された板金２２の密着した磁気ディスク装置本体２１を支持するキャニスタ２４とを備えてなる。磁気ディスク装置本体２１は磁気ディスク装置部２１ａと、表面が複数穿孔された保護用金具２１ｂとからなる。本体２１は、この筐体２１ｃの中に、主として次の構成要素を備えてなる。即ち、情報を記録するディスクと、このディスクに対して情報を記録再生するヘッドと、このヘッドを制御するアクチェータと、ヘッドの移動、及び位置決め、ディスクの回転制御、前記の情報の処理、並びに上位ホストコンピュータとの前記の情報の授受を行う電子回路部（制御部）とである。また、前記のディスクはスピンドルを介してモータにより高速回転する。また、磁気ディスク装置部２１ａの中のディスクは、記録面が、図３における装置部２１ａの左右の側面と平行になるように配置されている。

筐体２１ｃの図３における左右の側面には、長方形をなす金属製の板金２２が密着している。左側の側面をなす保護金具２１ｂ表面には、板金２２が熱伝導性を有する接着剤によって接着される。一方、右側の側面には、板金２２がネジ止めされている。２枚の板金２２の図３における上下方向の長さは、筐体２１ｃの上下方向の長さに等しい。また、各々の板金２２は、その上下の端部面が筐体２１ｃの上下面と一致するようにそれぞれ固定されている。また、２枚の板金２２の背面側の端部は、筐体２１ｃの側面から延出するように固定されている。板金２２の素材としては、アルミニウム、銅、ＳＵＳ等が好ましい。２枚の板金２２の外側面には、この板金２２と同形状の熱伝導シート２３が、２５０℃まで耐熱性を有するシリコン系粘着剤によって、板金２２全体を被覆するようにそれぞれ接着されている。本実施の形態における熱伝導シート２３には、表面全体が絶縁被覆された銅シートを採用している。

板金２２、及び熱伝導シート２３を備えた磁気ディスク装置本体２１は、キャニスタ２４にネジ止めされて、これに支持されている。キャニスタ２４は、正面側にプラグイン動作のための操作ハンドル部２４ａを備え、上下側に絶縁スペーサ２４ｂを備えている。また、上面にはディスクモジュール２０をディスクボックス１０内に固定するためのバネ２４ｃが設けられている。

図４には、ディスクモジュール２０がディスクボックス１０に挿入される直前、又は抜去された直後のディスクモジュール２０の側面、及びディスクボックス１０の断面が示されている。ディスクボックス１０の図４における上下方向の内面には緩衝材１１が設けられている。キャニスタ２４の下面の絶縁スペーサ２４ｂとバネ２４ｃとがこの緩衝材１１に当接し、さらにキャニスタ２４の上下面がガイド１０ａと係合することによって、ディスクモジュール２０がディスクボックス１０中をプラグイン方向に移動できる。

キャニスタ２４の操作ハンドル部２４ａは、２種類のカム部２４ｄ、２４ｅと、ラッチ部２４ｆと、軸部２４ｇとを備える。操作ハンドル部２４ａは、軸部２４ｇの回りにおよそ９０°回動可能である。キャニスタ２４の挿入時には、操作ハンドル部２４ａを図４において水平に倒した状態から垂直に立てた状態に回動させる。このことによって、カム部２４ｄは、下側の緩衝材１１の正面側に設けられたカム受け孔１１ａに係合し、てこの作用によってディスクモジュール２０のコネクタ２０ａと背面基板８０のコネクタ８０ａとが連結される。一方、キャニスタ２４抜去時には、操作ハンドル部２４ａを図４において垂直に立てた状態から水平に倒した状態に回動させる。このことによって、カム部２４ｅが下側の緩衝材１１の正面部位に当接して、てこの作用によってディスクモジュール２０のコネクタ２０ａと背面基板８０のコネクタ８０ａとが分離される。尚、ラッチ部２４ｆによって、操作ハンドル部２４ａはキャニスタ２４に固定される。

図４に示されるように、熱伝導シート２３が接着された板金２２は、磁気ディスク装置本体２１の筐体２１ｃの両側面に密着するとともに、プラグイン方向正面側においては、操作ハンドル部２４ａと重ならないように密着している。また、熱伝導シート２３が接着された板金２２は、プラグイン方向背面部においては、通風経路３０ａ側に延出する。また、図５に示されるように、ディスクボックス１０の背面基板８０には、熱伝導シート２３が接着された板金２２の通風経路３０ａへの突出部を囲繞するように、排気孔８０ｂが穿孔されている。図５には、背面基板８０の一部を背面側から見た図が示されている。磁気ディスク装置本体２１は、熱伝導シート２３が接着された板金２２の２枚１組に挟まれたサンドイッチ構造をなしている。

＝＝＝ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置の冷却動作（１）＝＝＝
前述した構造を有するディスクアレイ装置１の冷却動作について説明する。
図１（ｂ）、及び図４には、排気ファン３５が作動している時の空気流の向きが、矢印にて模式的に示されている。排気ファン３５が作動すると、ラック５０の外の空気は、ラック５０の正面の扉のルーバ、及びフィルタを通過して、ディスクモジュール２０間に形成された間隙に流入する。この空気は、ディスクモジュール２０の側面の熱伝導シート２３の表面に当たりつつ、ディスクボックス１０の正面から背面に向けて流れる。この過程において、熱伝導シート２３の表面の熱が空気に放出される。一方、ディスクアレイ装置１作動中には、磁気ディスク装置本体２１内部では、例えば、ディスクの回転による摩擦熱や電子回路部の抵抗熱等が発生している。これらの熱は、磁気ディスク装置本体２１内部から、筐体２１ｃ、及び板金２２を介して熱伝導シート２３に伝播する。従って、本体２１内部からの熱が、熱伝導シート２３を介して、空気中に放出されることとなる。

ディスクモジュール２０の側面に沿って流れた空気は、ディスクボックス１０の背面基板８０の排気孔８０ｂを通過して通風経路３０ａに流れる。そして、この空気は、この通風経路３０ａ内において、さらにラック５０上方の排気ファン３５に向かって流れる。本実施の形態においては、通風経路３０ａの管路抵抗は、ラック５０内の他の部位の管路抵抗に比べて最も小さいために、通風経路３０ａ中の空気流は最も強い。この結果、この強い空気流により、熱伝導シート２３が接着された板金２２の通風経路３０ａ内に露出された端部が効果的に冷却される。そして、冷却された端部と筐体２１ｃに密着した高温部位との間に温度差が生じると、熱伝導シート２３の熱伝導性によって、この温度分布が迅速に均一化される。

ここで、排気ファン３５作動中には、空気流は前記の端部に当たり、この端部は冷却され続ける。同時に、熱伝導シート２３、及び板金２２において、前記の冷却によって生じた温度分布は、熱伝導シート２３の熱伝導性によって均一化され続ける。即ち、本体２１内部の高温部位から発生する熱が、低温部位である端部まで伝播し、通風経路３０ａ内を流れる空気に放出される。

本実施の形態においては、ディスクアレイ装置１を構成するディスクモジュール２０を効率よく冷却することが可能である。本実施の形態における、熱伝導シート２３が接着された板金２２の放熱性、及び熱伝導性により、これを有するディスクモジュール２０を冷却する場合は、これがない場合に比べて、ラック５０内を流れる空気の流速が弱くて済む。従って、ディスクモジュール２０間の間隙をおよそ２ｍｍ乃至３ｍｍまでに縮めて、１９インチの標準規格のラック５０内にディスクモジュール２０を１６個１列に並べて実装することが可能である。

また、ディスクモジュール２０どうしの間隙を縮めても、熱伝導シート２３の電気的絶縁性によって、隣接したディスクモジュール２０内の電子回路部どうしにおける、渦電流等の電磁気的干渉が回避される。従って、ディスクアレイ装置１の誤動作が回避できる。

熱伝導シート２３が接着された板金２２を筐体２１ｃ側面に密着させる本実施の形態によって、相互の電磁気的干渉を回避しつつ、互いに狭い間隙を有して隣接する複数のディスクモジュール２０を効率的に冷却できる。従って、ディスクアレイ装置１を高密度に実装できる。

また、板金２２及び熱伝導シート２３の通風経路３０ａに突出された端部の面積を広くすることにより、通風経路３０ａを流れる空気による冷却効果を上げることができる。本実施の形態においては、排気ファン３５がラック５０の上方に配設されており、ラック５０の上部から下部に行くに従い、通風経路３０ａ中の空気流が弱くなっている。しかし、ラック５０の下部に行くに従い、通風経路３０ａに突出された端部の面積が広くなるように板金２２及び熱伝導シート２３がディスクモジュール２０に配設されているため、ラック５０の下部においても、ラック５０の上部と同等の冷却効果を得ることができる。

＜＜＜第二の実施の形態＞＞＞
次に、ディスクボックスに放熱板を設けた第二の実施の形態について説明する。

＝＝＝ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置の構成（２）＝＝＝
第二の実施の形態におけるディスクアレイ装置の構成について説明する。
ディスクアレイ装置の全体構成は、第一の実施の形態と同一であり、図１（ａ）の正面図、及び図１（ｂ）の側面図で表される。ただし、図１（ｂ）において通風経路３０ａに突出しているのは板金２２及び熱伝導シート２３ではなく、後述するヒートシンク６０１である。

ディスクボックス１０の斜視図を図６に示す。第一の実施の形態におけるディスクボックス１０の構成との相違は、第二の実施の形態におけるディスクボックス１０の背面基板８０に、放熱板であるヒートシンク６０１が配設されている点のみである。ヒートシンク６０１は、排気孔８０ｂを貫通するように配設され、ディスクボックス１０の内側にディスクモジュール接触部６０２を備えている。ヒートシンク６０１の材質としては、鉄、アルミニウム、銅等が好ましい。本実施の形態においては、ヒートシンク６０１の材質をアルミニウムとしている。また、ラック５０の上部から下部に行くにしたがい、通風経路３０ａに突出されている部分の面積が広くなるようにヒートシンク６０１がディスクボックス１０に配設されている。

図７に、第二の実施の形態におけるディスクモジュール２０の分解斜視図を示す。ディスクモジュール２０は、筐体２１ｃに収納された磁気ディスク装置本体２１と、磁気ディスク装置本体２１の側面に密着される熱伝導シート２３と、磁気ディスク装置本体２１を支持するキャニスタ２４とを備えてなる。磁気ディスク装置本体２１は磁気ディスク装置部２１ａと、表面が複数穿孔された保護用金具２１ｂとからなる。磁気ディスク装置本体２１が筐体２１ｃの中に備える構成要素は第一の実施の形態と同様である。

筐体２１ｃの保護用金具２１ｂの外側面には、この側面と同形状の熱伝導シート２３が、２５０℃まで耐熱性を有するシリコン系粘着剤によって、保護用金具２１ｂの外側面全体を被覆するように接着されている。熱伝導シート２３の材質としては、銅、シリコン樹脂等が好ましい。本実施の形態においては、表面全体が絶縁被覆された銅シートを採用している。
キャニスタ２４による磁気ディスク装置本体２１の支持については、第一の実施の形態と同様である。

図８には、ディスクモジュール２０がディスクボックス１０に挿入される直前、又は抜去された直後のディスクモジュール２０の側面、及びディスクボックス１０の断面が示されている。第一の実施の形態との相違は、ディスクボックス１０の背面基板８０にヒートシンク６０１が配設され、熱伝導シート２３がヒートシンク６０１のディスクモジュール接触部６０２と接触している点のみである。

ヒートシンク６０１のディスクモジュール接触部６０２は、例えば、図９に示すように平面であり、熱伝導シート２３の端部と接触している。また、ヒートシンク６０１のディスクモジュール接触部６０２は、図１０に示すように、上端と下端が折り曲げられていてもよい。この場合、図１１に示すように、熱伝導シート６０２は、ディスクモジュール接触部６０２に挟みこまれるように接触する。

図１２及び図１３は、ヒートシンク６０１の配設例を示すものである。図１２では、ヒートシンク６０１は、各ディスクモジュール２０に対して２枚設けられている。つまり、１つのヒートシンク６０１に１つの熱伝導シート２３が接触している。また、図１３に示すように、ヒートシンク６０１のディスクモジュール接触部６０２は、隣り合う２つのディスクモジュール２０の相対する熱伝導シート２３に接触するように折り曲げられているものとしてもよい。

図１４は、ヒートシンク６０１を図１２に示すように配設した場合における、背面基板８０の一部を通風経路３０ａ側から見た図を示している。ディスクボックス１０の背面基板８０には、排気孔８０ｂが設けられ、排気孔８０ｂの両端にヒートシンク６０１が接着されている。ヒートシンク６０１は、ディスクボックス１０内部において、ディスクモジュール２０の熱伝導シート２３と接触している。

＝＝＝ディスクモジュール、及びディスクアレイ装置の冷却動作（２）＝＝＝
前述した構造を有するディスクアレイ装置１の冷却動作について説明する。
図１（ｂ）、及び図８には、排気ファン３５が作動している時の空気流の向きが、矢印にて模式的に示されている。排気ファン３５が作動すると、ラック５０の外の空気は、ラック５０の正面の扉のルーバ、及びフィルタを通過して、ディスクモジュール２０間に形成された間隙に流入する。この空気は、ディスクモジュール２０の側面の熱伝導シート２３の表面、及びヒートシンク６０１の表面に当たりつつ、ディスクボックス１０の正面から背面に向けて流れる。この過程において、熱伝導シート２３の表面、及びヒートシンク６０１の表面の熱が空気に放出される。一方、ディスクアレイ装置１作動中には、磁気ディスク装置本体２１内部では、例えば、ディスクの回転による摩擦熱や電子回路部の抵抗熱等が発生している。これらの熱は、磁気ディスク装置本体２１内部から、筐体２１ｃを介して熱伝導シート２３に伝播する。さらに、熱伝導シート２３の熱はヒートシンク６０１に伝播する。従って、本体２１内部からの熱が、熱伝導シート２３、及びヒートシンク６０１を介して、空気中に放出されることとなる。

ディスクモジュール２０の側面に沿って流れた空気は、ディスクボックス１０の背面基板８０の排気孔８０ｂを通過して通風経路３０ａに流れる。そして、この空気は、この通風経路３０ａ内において、さらにラック５０上方の排気ファン３５に向かって流れる。本実施の形態においては、通風経路３０ａの管路抵抗は、ラック５０内の他の部位の管路抵抗に比べて最も小さいために、通風経路３０ａ中の空気流は最も強い。この結果、この強い空気流により、ヒートシンク６０１の通風経路３０ａに突出された端部が効果的に冷却される。そして、冷却された端部と筐体２１ｃに密着した熱伝導シート２３と接触しているディスクモジュール接触部６０２との間に温度差が生じると、ヒートシンク６０１、及び熱伝導シート２３の熱伝導性によって、この温度分布が迅速に均一化される。

また、ヒートシンク６０１の通風経路３０ａに突出された端部の面積を広くすることにより、通風経路３０ａを流れる空気による冷却効果を上げることができる。本実施の形態においては、排気ファン３５がラック５０の上方に配設されており、ラック５０の上部から下部に行くに従い、通風経路３０ａ中の空気流が弱くなっている。しかし、ラック５０の下部に行くに従い、通風経路３０ａに突出された端部の面積が広くなるようにヒートシンク６０１がディスクボックス１０に配設されているため、ラック５０の下部においても、ラック５０の上部と同等の冷却効果を得ることができる。

ここで、排気ファン３５作動中には、空気流は前記のヒートシンク６０１の端部に当たり、この端部は冷却され続ける。同時に、熱伝導シート２３、及びヒートシンク６０１において、前記の冷却によって生じた温度分布は、熱伝導シート２３、及びヒートシンク６０１の熱伝導性によって均一化され続ける。即ち、磁気ディスク装置本体２１内部の高温部位から発生する熱が、低温部位であるヒートシンク６０１の端部まで伝播し、通風経路３０ａ内を流れる空気に放出される。

本実施の形態においては、ディスクアレイ装置１を構成するディスクモジュール２０を効率よく冷却することが可能である。本実施の形態における、熱伝導シート２３、及びヒートシンク６０１の熱伝導性により、これを有するディスクモジュール２０を冷却する場合は、これがない場合に比べて、ラック５０内を流れる空気の流速が弱くて済む。従って、ディスクモジュール２０間の間隙をおよそ２ｍｍ乃至３ｍｍまでに縮めて、１９インチの標準規格のラック５０内にディスクモジュール２０を１６個１列に並べて実装することが可能である。

また、ディスクモジュール２０どうしの間隙を縮めても、熱伝導シート２３の電気的絶縁性によって、隣接したディスクモジュール２０内の電子回路部どうしにおける、渦電流等の電磁気的干渉が回避される。従って、ディスクアレイ装置１の誤動作が回避できる。

熱伝導シート２３を筐体２１ｃ側面に密着させる本実施の形態によって、相互の電磁気的干渉を回避しつつ、互いに狭い間隙を有して隣接する複数のディスクモジュール２０を効率的に冷却できる。従って、ディスクアレイ装置１を高密度に実装できる。

また、ラック５０の上部と下部とで同等の冷却効果を得ることができる。これにより、ディスクアレイ装置１内において、ディスクモジュール２０の収納されている場所の違いによる動作性能、及び寿命の差を縮めることができる。

また、ディスクボックス１０に配設されているヒートシンク６０１の通風経路３０ａに突出されている部分の面積を変更することにより、ラック５０の上部と下部とにおける冷却効果の均一化を実現している。これにより、ディスクアレイ装置１内におけるディスクモジュール２０は全て同じ構成とすることができる。そのため、ディスクモジュール２０の熱伝導シート２３の通風経路３０ａに突出されている部分の面積を変更する場合と比較して、ディスクモジュール２０の製造原価を抑えることができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

第一の実施の形態においては、磁気ディスク装置本体２１の筐体２１ｃの側面に板金２２が密着しているとしたが、これに限定されるものではない。例えば、熱伝導シート２３のみが直接、筐体２１ｃの側面に接着されていてもよい。但し、筐体２１ｃに対して板金２２を介して熱伝導シート２３が設けられている方が、熱伝導シート２３が筐体２１ｃの側面に真直ぐに延出し、熱伝導シート２３が排気孔８０ｂ等に接触することが回避される。従って、ディスクモジュール２０をより効果的に冷却できる。

また、第一の実施の形態においては、熱伝導シート２３が板金２２表面に接着されているとしたが、これに限定されるものではなく、板金２２のみでもよい。通風経路３０ａに露出された板金２２の端部に空気流が当たれば、板金２２から空気に熱が放出される。また、板金２２において端部が冷却され、筐体２１に密着した部分が加熱され続けることにより生じる温度分布は、板金２２の有する熱伝導性によって解消される。即ち、筐体２１の高温部位の熱が端部の低温部位に伝播し、端部に当たる空気に放出される。但し、熱伝導シート２３が接着された板金２２を使用した方が、その高い熱伝導性故に、より効果的に前記の温度分布を解消できる。

また、第一の実施の形態においては、熱伝導シート２３が電気的絶縁性を有するとしたが、これに限定されるものではない。例えば、熱伝導シート２３が電気伝導性を帯びていてもよい。但し、熱伝導シート２３が電気的絶縁性を有していた方が、隣接したディスクモジュール２０内の電子回路部どうしが相互に電磁気的干渉をすることをより効果的に回避できる。

また、第一の実施の形態においては、ディスクボックス１０の背面基板８０に排気孔８０ｂが穿孔されているとしたが、これに限定されるものではなく、このような孔がなくてもよい。但し、排気孔８０ｂがあった方が、ディスクモジュール２０からの熱が、この孔を通過する空気流によって、より効果的にラック５０の外部に放出される。

また、第一の実施の形態においては、熱伝導シート２３が接着された板金２２の端部が通風経路３０ａに突出しているとしたが、これに限定されるものではなく、突出していなくてもよい。但し、前記突出部があった方が、これが通風経路３０ａ中の強い空気流によって冷却されることにより、ディスクモジュール２０の熱が、より効果的に放出される。

また、第一の実施の形態においては、熱伝導シート２３が接着された板金２２は、筐体２１ｃの両側面にそれぞれ設けられているとしたが、これに限定されるものではなく、筐体２１ｃの一方の側面のみに設けられているとしてもよい。

第二の実施の形態においては、ヒートシンク６０１の通風経路３０ａに突出されている部分の面積を変更することにより、各ディスクボックス１０における冷却効果を変更させているが、ヒートシンク６０１の材質を変更することにより、これを実現することとしてもよい。例えば、ラック５０の上部に収納されるディスクボックス１０のヒートシンク６０１の材質を鉄とし、ラック５０の下部に収納されるディスクボックス１０のヒートシンク６０１の材質を鉄より熱伝導率が高いアルミニウムとしてもよい。これにより、ラック５０の下部では通風経路３０ａ中の空気流が上部と比較して弱いにもかかわらず、ラック５０の下部においても、ラック５０の上部と同等の冷却効果を得ることができる。

また、第二の実施の形態においては、筐体２１ｃを構成する保護用金具２１ｂに熱伝導シート２３が接着されているとしたが、保護用金具２１ｂそのものが放熱部材としてヒートシンク６０１に接触されるものとしてもよい。

また、第二の実施の形態においては、熱伝導シート２３は表面全体が絶縁被覆された銅シートとしたが、シリコン樹脂を材質としたものとしてもよい。シリコン樹脂は熱伝導性と絶縁性を備え、加圧により凹凸がある部分に直接密着させることができる。これにより、例えば、保護用金具２１ｂで覆われていないディスクモジュール２０において、ディスクモジュール２０の熱が効果的に冷却される。さらに、隣接したディスクモジュール２０内の電子回路部どうしの電磁的干渉を効果的に回避できる。

本実施の形態におけるディスクアレイ装置を示す図であり、（ａ）は正面図を示し、（ｂ）は側面図を示す。 第一の実施の形態におけるディスクアレイ装置のディスクボックスの分解斜視図である。 第一の実施の形態におけるディスクモジュールの分解斜視図である。 第一の実施の形態におけるディスクモジュールの側面、及びディスクボックスの断面を示す図である。 第一の実施の形態におけるディスクアレイ装置のディスクボックスの背面基板の一部を背面側から見た図である。 第二の実施の形態におけるディスクアレイ装置のディスクボックスの分解斜視図である。 第二の実施の形態におけるディスクモジュールの分解斜視図である。 第二の実施の形態におけるディスクモジュールの側面、及びディスクボックスの断面を示す図である。 第二の実施の形態におけるヒートシンクと熱伝導シートの接触部分を示す第一の斜視図である。 第二の実施の形態におけるヒートシンクの形状を示す斜視図である。 第二の実施の形態におけるヒートシンクと熱伝導シートの接触部分を示す第二の斜視図である。 第二の実施の形態におけるヒートシンクの第一の配設例を示す図である。 第二の実施の形態におけるヒートシンクの第二の配設例を示す図である。 第二の実施の形態におけるディスクアレイ装置のディスクボックスの背面基板の一部を背面側から見た図である。

符号の説明

１ ディスクアレイ装置
１０ ディスクボックス １０ａ ガイド
１１ 緩衝材 １１ａ カム受け孔
２０ ディスクモジュール ２０ａ、８０ａ コネクタ
２１ 磁気ディスク装置本体 ２１ａ ディスク装置部
２１ｂ 保護用金具 ２１ｃ 筐体
２２ 板金 ２３ 熱伝導シート
２４ キャニスタ
２４ａ 操作ハンドル部 ２４ｂ 絶縁スペーサ
２４ｃ バネ ２４ｄ、２４ｅ カム部
２４ｆ ラッチ部 ２４ｇ 軸部
３０ ユニット ３０ａ 通風経路
３５ 排気ファン ４０ 電源ユニット
５０ ラック ５０ｃ 天井面
６０ 制御回路基板 ７０ 電源
８０ 背面基板 ８０ｂ 排気孔
６０１ ヒートシンク ６０２ ディスクモジュール接触部

Claims (8)

1. 情報を記録するディスクと、前記ディスクの動作を制御する制御部とが、平面を有する筐体に収納されているディスクモジュールと、
   通気可能な吸気面と、前記吸気面と平行に配設された通気可能な排気面とを含んで構成され、複数の前記ディスクモジュールが、前記平面が前記吸気面と垂直となるように水平方向に並べて収納されているディスクボックスと、
   ２つの前記ディスクボックスが前記排気面が相対して平行となるように水平方向に並べられたディスクユニットが形成され、前記ディスクユニットが鉛直方向に積み上げて収納され、前記ディスクボックスの吸気面と相対する面が通気可能であるラックと、
   前記ラックに配設され、前記ディスクボックスの前記吸気面と、前記排気面と、前記ラック内で前記排気面と平行に形成される通風経路とを通って前記ラックの外部へ空気を流通させる排気ファンと
   を備えるディスクアレイ装置であって、
   前記ディスクモジュールの前記平面に熱伝導シートが設けられ、
   前記ディスクボックスは、前記排気面に設けられた排気孔と、前記排気孔から前記通風経路に突出されている放熱板とを備え、
   前記放熱板は、隣り合う２つの前記ディスクモジュールの双方の前記熱伝導シートに接触するように折り曲げ形成されている
   ことを特徴とするディスクアレイ装置。
2. 前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクボックスが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクボックスと比較して、前記排気孔から前記通風経路に突出されている面積が広い前記放熱板を有すること
   を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
3. 前記排気ファンが前記ラックの上部に配設されている前記ディスクアレイ装置であって、
   下部に収納されている前記ディスクボックスが、上部に収納されている前記ディスクボックスと比較して、前記排気孔から前記通風経路に突出されている面積が広い前記放熱板を備えていること
   を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
4. 前記排気ファンから遠い部分に収納されている前記ディスクボックスが、前記排気ファンから近い部分に収納されている前記ディスクボックスと比較して、熱伝導率の高い前記放熱板を備えていること
   を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
5. 前記排気ファンが前記ラックの上部に配設されている前記ディスクアレイ装置であって、
   下部に収納されている前記ディスクボックスが、上部に収納されている前記ディスクボックスと比較して、熱伝導率の高い前記放熱板を備えていること
   を特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
6. 前記排気ファンが前記ラックの上部に配設されている前記ディスクアレイ装置であって、
   上部に収納されている前記ディスクボックスが備える前記放熱板の材質が鉄であって、下部に収納されている前記ディスクボックスが備える前記放熱板の材質がアルミである
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
7. 前記熱伝導シートは電気的な絶縁性を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスクアレイ装置。
8. 前記熱伝導シートの材質が銅またはシリコン樹脂である
   ことを特徴とする請求項１に記載のディスアレイ装置。

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