(57)【要約】      （修正有）【課題】ストレージの動作時における電源電力の変動を抑えることのできるストレージ装置を提供する。【解決手段】データを保持するストレージ１２０を含むストレージ部１２と、ストレージから読み出されるデータを通信の相手先へ送出する通信部１４と、ストレージ部及び通信部に電力を供給する電源供給部１３と、ストレージの電源端子１２１近傍に配され、電源供給部から供給される電力の変動を抑制する変動抑制回路１２６とを有するストレージ装置である。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
データを保持するストレージを含むストレージ部と、
前記ストレージから読み出されるデータを通信の相手先へ送出する通信部と、
前記ストレージ部及び前記通信部に電力を供給する電源供給部と、
前記ストレージの電源端子近傍に配され、前記電源供給部から供給される電力の変動を抑制する変動抑制回路と、を有するストレージ装置。
【請求項２】
請求項１記載のストレージ装置であって、
前記電源供給部と前記ストレージとを電気的に接続して、前記電源供給部から前記ストレージ部へ電力を供給する電源配線をさらに備え、
前記変動抑制回路は、当該ストレージに接続される前記電源配線のストレージ側端部に配されるストレージ装置。
【請求項３】
請求項１記載のストレージ装置であって、
前記ストレージ部は複数のストレージを備え、
当該複数のストレージを、少なくとも一つのストレージをそれぞれ含む、少なくとも一つのグループに分けて、各グループに属するストレージの電源端子同士を相互に電気的に接続するとともに、当該グループごとに一つの前記変動抑制回路を設けたストレージ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のストレージ装置であって、
前記ストレージは、前記電源供給部から電源配線を介して電力の供給を受けており、
前記変動抑制回路の共通電位側端子は、前記電源供給部の共通電位側端子に対して電磁的にシールドされた前記電源配線にて接続されているストレージ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のストレージ装置であって、
前記電源配線は、少なくとも前記通信部近傍の所定範囲が、前記電源供給部の共通電位側端子に対して電磁的にシールドされているストレージ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のストレージ装置であって、
前記ストレージ部と、前記電源供給部とが、一体の回路基板上に配されているストレージ装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のストレージ装置であって、
前記変動抑制回路は、リアクタンス及びキャパシタンスを用いたフィルタ回路であるストレージ装置。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のストレージ装置であって、
前記変動抑制回路は、少なくとも、前記電源供給部から供給される電力の変動の５００Ｈｚ近傍より高い周波数成分を抑制するストレージ装置。
【請求項９】
請求項１から６のいずれか一項に記載のストレージ装置であって、
前記変動抑制回路は、レギュレータにより構成されるストレージ装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ディスクデバイスを含むストレージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電子基板内に大電流が流れても弱電制御系に対する基板内のグランド電位の変動を抑制することができる車載電子制御装置を提供するべく、多層電子基板の第一の特定層に位置する面状のグランドパターンが仕切用スリットによってパワーグランド領域とシグナルグランド領域に分割隔離されると共に、仕切用スリットのない特定接続領域においてパワーグランド領域とシグナルグランド領域が相互に接続され、特定接続領域における接続幅は仕切用スリットの長さよりも短くし、パワーグランド領域は車載バッテリの負端子に接続されると共に、当該パワーグランド領域には主として出力素子モジュールと定電圧電源回路素子の入力回路部が搭載され、シグナルグランド領域には主として制御回路素子と入出力インタフェース回路が搭載され、特定接続領域には定電圧電源回路素子の出力回路部が位置し、車載センサ群の中のアナログセンサの少なくとも一部に対しては、シグナルグランド領域とアナログセンサの負端子間が信号用グランド配線で接続されているとする構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１３５５４９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
イーサネット（登録商標）等を介してディジタル信号を出力する際、その信号線の電位が変動していると、当該ディジタル信号を受け入れる側においてスレッショルド値をまたいで電位が変化する時刻が、前後してしまう現象（ジッタ）が生じる。このときディジタル信号の受け入れ側ではＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路等によりジッタを抑制しようとするが、一般にＰＬＬ回路の動作時にはその消費電流が大きいため、ディジタル信号の受け入れ側機器においても消費電流量の変動が生じてしまい、種々の回路に影響を与える。
【０００５】
特に、近年のディジタルオーディオ機器等では、ディジタル信号の受け入れ側機器がアナログ回路部を有していることもあり、消費電流量の変動が当該アナログ回路に影響を与えると、オーディオ信号の再生能力にも影響してしまう。
【０００６】
一方、ハードディスクドライブ等のストレージを備えたストレージ機器では、ストレージの動作時と非動作時とで消費電流量が大きく相違しており、ストレージに対して、データリードやデータライトが断続的に発生するなど、ストレージが断続的に動作すると、上記信号線電位の変動が生じ易くなる。
【０００７】
本考案は上記実情に鑑みて為されたもので、ストレージの動作時における電源電力の変動を抑制し、当該ストレージ装置からディジタル信号の入力を受け入れる側の機器での消費電流量の変動を抑えることのできるストレージ装置を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来例の問題点を解決する本考案は、ストレージ装置であって、データを保持するストレージを含むストレージ部と、前記ストレージから読み出されるデータを通信の相手先へ送出する通信部と、前記ストレージ部及び前記通信部に電力を供給する電源供給部と、前記ストレージの電源端子近傍に配され、前記電源供給部から供給される電力の変動を打ち消す変動抑制回路とを有することとしたものである。
【０００９】
この変動抑制回路により、ストレージでの消費電流が変動しても、当該変動が打ち消されて電源供給部を介してストレージ装置の他の部分への電力変動の影響を抑制できる。従って通信部が設けられている場合も、当該通信部への供給電力をより安定にでき、信号線電位を安定させて受信側におけるジッタ発生を抑制して、以て、このストレージ装置が出力する信号の入力を受け入れる側の機器での消費電流量の変動を抑えることが可能となる。
【００１０】
さらに前記ストレージは、前記電源供給部から電源配線を介して電力の供給を受けており、前記変動抑制回路は、当該ストレージに接続される前記電源配線のストレージ側端部に配されてもよい。また前記ストレージ部は複数のストレージを備え、当該複数のストレージを、少なくとも一つのストレージをそれぞれ含む、少なくとも一つのグループに分けて、各グループに属するストレージの電源端子同士を相互に電気的に接続するとともに、当該グループごとに一つの前記変動抑制回路を設けてもよい。
【００１１】
変動抑制回路を電力が変動する構成の近傍に配することで、抑制の対象となる電力変動をより迅速に抑制できる。またグループごとに変動抑制回路を設けることとすれば、回路構成が簡便になる。
【００１２】
また前記ストレージは、前記電源供給部から電源配線を介して電力の供給を受けており、前記変動抑制回路の共通電位側端子は、前記電源供給部の共通電位側端子に対して電磁的にシールドされた配線にて接続されてもよい。さらに、前記ストレージ部と、前記電源供給部とが、一体の回路基板上に配されていてもよい。
【００１３】
ここで前記変動抑制回路は、リアクタンス及びキャパシタンスを用いたフィルタ回路であってもよいし、レギュレータにより構成されてもよい。また前記変動抑制回路は、少なくとも、前記電源供給部から供給される電力の変動の５００Ｈｚ近傍より高い周波数成分を抑制することとしてもよい。
【考案の効果】
【００１４】
本考案によると、ストレージの動作時における電源電力の変動を抑制し、当該ストレージ装置からディジタル信号の入力を受け入れる側の機器での消費電流量の変動を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の実施の形態に係るストレージ装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】本考案の実施の形態に係るストレージ装置の変動抑制回路の例を表す回路図である。
【図３】本考案の実施の形態に係るストレージ装置での電流変動の例を表す説明図である。
【図４】本考案の実施の形態に係るストレージ装置の変動抑制回路のもう一つの例を表す回路図である。
【図５】本考案の実施の形態に係るストレージ装置で用いられるコネクタの例を表す概略斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１６】
本考案の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本考案の実施の形態に係るストレージ装置１は、例えばＮＡＳ（Network Attached Storage）またはファイルサーバであり、図１に例示するように、制御部１１と、ストレージ部１２と、電源供給部１３と、通信部１４とを含んで構成される。ここで制御部１１は、マイクロコンピュータ等を含んで構成され、通信部１４を介して入力される指示に従ってストレージ部１２に対してデータを記録し、また別の指示に従って、このストレージ部１２からデータを読み出し、通信部１４を介して送出する処理を実行している。
【００１７】
ストレージ部１２は、少なくとも一つのストレージ１２０を備える。ここでストレージ１２０は例えばハードディスクドライブや、ＳＳＤ（Solid State Drive）であり、それぞれ電源端子１２１とグランド端子１２２と、データ入出力端子群１２３とを備えている。この電源端子１２１と電源供給部１３の電源端子１３１とは電源配線１５により互いに電気的に接続され、グランド端子１２２はグランド配線１６により電源供給部１３のグランド端子１３２に電気的に接続される。本実施の形態の一例では電源配線１５及びグランド配線１６は、コネクタ１２５を介してストレージ１２０の電源端子１２１及びグランド端子１２２に接続される。そしてストレージ１２０は、電源供給部１３からこの電源配線１５を介して電力の供給を受けて動作することとなる。またこのストレージ１２０のデータ入出力端子群１２３は例えばＳＡＴＡ（Serial ATA）インタフェースのコネクタであり、制御部１１に対してデータ入出力配線（ケーブル等で実装される）により電気的に接続される。
【００１８】
またこのストレージ部１２は、電源端子１２１やグランド端子１２２またはそれに接続されるコネクタ１２５内、あるいは電源配線１５の電源端子１２１側に、ストレージ部１２の消費電流量の変動（ストレージ部１２の消費電力の変動）に応じて、当該変動を打ち消すよう動作する（抑制する）変動抑制回路１２６を有している。この変動抑制回路１２６の具体的内容については後に述べる。
【００１９】
電源供給部１３は、商用電源等の入力を受けて、変圧・整流する。そして制御部１１やストレージ部１２等各部へ電力を供給する。通信部１４は、電源供給部１３から供給される電力で動作するネットワークインタフェース等である。本実施の形態ではこの通信部１４は、イーサネット（登録商標）ポートを備えており、このポートに接続されるケーブルを介して相手先の機器との間で通信を行い、当該通信の相手先の機器から指示やデータを受け入れて制御部１１に出力する。またこの通信部１４は制御部１１から入力される指示に従って、通信の相手先の機器に対してデータを送出する。なお、この相手先の機器は、ストレージ装置１と同じ筐体内に配されていてもよい。
【００２０】
ここで変動抑制回路１２６の例について説明する。本実施の形態の変動抑制回路１２６は、ストレージ１２０の電源端子１２１やグランド端子１２２またはそれに接続されるコネクタ１２５内、あるいは電源配線１５の電源端子１２１側に配され、ストレージ部１２の消費電流量の変動（ストレージ部１２の消費電力の変動）に応じて、当該変動を打ち消す。この例では、ストレージ部１２にストレージ１２０を複数備えている場合は、ストレージ１２０ごとに変動抑制回路１２６を設けることとなる。
【００２１】
本実施の形態の一例に係る変動抑制回路１２６は、リアクタンス及びキャパシタンスを用いたフィルタ回路である。この例の変動抑制回路１２６は、具体的には図２（ａ）に例示するように、電源端子１２１はリアクタンスＬを介して電源配線１５に接続される。またこのリアクタンスＬの両端はそれぞれキャパシタＣ１，Ｃ２を介してグランド端子１３２に接続されている。
【００２２】
また本実施の形態の別の一例に係る変動抑制回路１２６は、図２（ｂ）に例示するように、電源端子１２１はリアクタンスＬ１を介して電源配線１５に接続され、グランド端子１２２はリアクタンスＬ２を介してグランド配線１６に接続されている。またリアクタンスＬ１の電源端子１２１側と、リアクタンスＬ２のグランド端子１２２側は、キャパシタＣ２を介して接続され、リアクタンスＬ１，Ｌ２の他方側端は、キャパシタＣ１を介して接続されている。なお、これらの場合において、リアクタンスＬ１やＬ２、キャパシタＣ１，Ｃ２の回路定数は、ストレージ１２０ごとに実験的に（ストレージ１２０がデータを読みまたはデータを書き込んでいる間の電源配線１５の電流変動をシンクロスコープで測定し、当該電流変動が所望の程度に小さくなるよう）定める。
【００２３】
本実施の形態のストレージ装置１は、以上の構成を備えており、次のように動作する。本実施の形態の一例に係るストレージ装置１では、制御部１１と、ストレージ部１２と、電源供給部１３とは別々の回路基板を有する。電源供給部１３から制御部１１への電源配線と、電源供給部１３からストレージ部１２への電源配線とは、いずれもケーブルで実現される。なお本実施の形態の一例では、通信部１４は制御部１１と一体の回路基板上に配される。またこの例では、制御部１１とストレージ部１２との間がデータ入出力配線としてのケーブルで接続され、このケーブルに含まれるグランド配線によって各部のグランド（ＧＮＤ）が電気的に接続され、互いに共通電位となる。
【００２４】
ここで制御部１１が通信部１４を介して入力される指示に従ってストレージ部１２からデータを読み出すとき、図３に例示するように、ストレージ１２０における消費電力がパルス状に変動する。このパルスの幅はストレージ１２０がハードディスクドライブの場合、約５ミリ秒程度であるが、ストレージ１２０からデータが読み出されている間は断続的にこのパルス状の変動が生じる。
【００２５】
この間、ストレージ部１２の電源端子１２１側の電流変動もパルス状に変動するが、変動抑制回路１２６がローパスフィルタとして機能し、５ミリ秒程度のパルスを除去する。つまり、この電源端子１２１側で生じる電流の変動は電源配線１５側には伝達されず、従って電源供給部１３が各部に供給する電力への影響が抑制される。
【００２６】
これより、通信部１４の信号線の電位も、ストレージ部１２のストレージ１２０の動作に影響されることなく安定的となり、通信の相手先の機器にて、この電位の変動によるジッタが生じることがなく、相手先の機器における電流消費の変動も抑制可能となる。
【００２７】
また本実施の形態の別の例に係る変動抑制回路１２６は、レギュレータ１４１により構成される。ここでレギュレータ１４１は過渡応答（負荷での電流）が比較的高速なものを用いる。具体的にこの場合の変動抑制回路１２６は、図４に例示するように、レギュレータ１４１と、キャパシタＣ１，Ｃ２とを含む。ここでレギュレータ１４１の入力端子ＶINは、電源供給部１３からの電源配線１５に接続される。またこの入力端子ＶINには、キャパシタＣ１の一端が接続され、当該キャパシタＣ１の他端はグランド端子１２２に電気的に接続される。
【００２８】
レギュレータ１４１の出力端子ＶOUTは、電源端子１２１に接続される。またこの出力端子ＶOUTにはキャパシタＣ２の一端が接続され、当該キャパシタＣ２の他端は電源端子１２１のグランド端子１２２側に電気的に接続される。さらにレギュレータ１４１のグランド端子ＧＮＤは、グランド端子１２２に電気的に接続される。
【００２９】
この例による変動抑制回路１２６によると、ストレージ部１２の電源端子１２１側の電流が変動しても、レギュレータ１４１の動作により当該変動による電源配線１５側の電位変動が抑制されることとなる。
【００３０】
本実施の形態の変動抑制回路１２６はまた、電源配線１５のストレージ１２０側端部に配されてもよい。具体的に本実施の形態の一例では、電源配線１５やグランド配線１６のストレージ１２０側端部には、図５にその概要を例示するようにコネクタ１２５が設けられている。ここでコネクタ１２５は、少なくとも一方の面が開口した直方体形状をなすコネクタ筐体１５１と、電源端子ピン１５２と、グランド端子ピン１５３とを含む。図５の例では電源端子ピン１５２が、変動抑制回路１２６のリアクタンスＬを介して電源配線１５に接続され、グランド端子ピン１５３がグランド配線１６に接続されている。なお、図５では図示のため、筐体１５１の一部を破断して示しており、変動抑制回路１２６（図２（ａ）の例に対応するものとしている）については回路図記号で表している。また本実施の形態の一例では、この変動抑制回路１２６が、このコネクタ１２５の筐体１５１内に配される。
【００３１】
なお、この例のように、電源供給部１３からストレージ部１２への電源配線１５やグランド配線１６がケーブルで実現される場合、グランド配線１６を電磁的にシールドされたケーブルとしてもよい。この場合、グランド配線１６は絶縁体で被覆された後、さらにその少なくとも一部が金属で被覆されてシールドされる。具体的にこのグランド配線１６としてのケーブルが通信部１４の近傍（通信部１４から数ｃｍの範囲）を通過する部分があれば、当該部分をシールドする。さらに、制御部１１の近傍を通過する場合に当該部分をシールドすることとしてもよい。
【００３２】
また本実施の形態のまた別の例に係るストレージ装置１では、少なくともストレージ部１２と電源供給部１３とが一体の回路基板上に配される。この場合、電源供給部１３からストレージ部１２への電源配線１５やグランド配線１６は、当該一体の回路基板上に形成された配線パターンで実現される。この例でも電源配線１５やグランド配線１６のストレージ１２０側端部には、図５に例示したと同様のコネクタ１２５が設けられ、上記回路基板上に固定される。ストレージ１２０はこの回路基板上に固定されたコネクタ１２５に接続されて電力の供給を受けることとなる。そしてこの例においても、変動抑制回路１２６が、このコネクタ１２５の筐体１５１内に配されてもよいし、回路基板上の配線パターン上であって、他端よりもストレージ１２０側の端部に近い側（近傍）、具体的にはストレージ１２０側端部から所定長さ（例えば数ｃｍ程度）未満の箇所に設けられてもよい。
【００３３】
［実装例］
対象となるストレージ１２０を用意し、このストレージ１２０がデータを読みまたはデータを書き込んでいる間の電源配線１５の電流変動をシンクロスコープで測定したところ、５００Ｈｚ及び５００ｋＨｚの周期的電流変動が現れた。
そこで、これらの電流変動の影響を抑制するため、図２（ａ）の例に示した変動抑制回路１２６を用い、そのリアクタンスＬを０．１ｍＨ、キャパシタＣ１，Ｃ２をそれぞれ、３３０μＦのキャパシタを３つ並列に接続したもの（合成容量が９９０μＦとなる）としておく。これにより電源電流の５００Ｈｚ近傍より高い周波数成分をカットして、ストレージの動作時における電源電力の変動を抑制し、当該ストレージ装置からディジタル信号の入力を受け入れる側の機器での消費電流量の変動を抑える。
【００３４】
なお、上述のように、ストレージ１２０がデータを読みまたはデータを書き込んでいる間の電源配線１５の電流変動をシンクロスコープで測定したときに、５００Ｈｚ及び５００ｋＨｚといったように複数の周波数帯域にて周期的電流変動が現れることがある。
【００３５】
そこで本実施の形態の別の実装例では、図２（ａ）の例に示した変動抑制回路１２６を用い、そのリアクタンスＬを０．１ｍＨとし、キャパシタＣ１を０．１μＦ、Ｃ２を３３０μＦのキャパシタを３つ並列に接続したもの（合成容量が９９０μＦとなる）としてもよい。
【００３６】
この場合、キャパシタＣ１とリアクタンスＬとにより、５０ｋＨｚより高い周波数成分がカットされ、５００ｋＨｚ近傍の周波数成分が大きく低減される。また、キャパシタＣ２とリアクタンスＬとにより、５００Ｈｚ近傍より高い周波数成分をカットする。こうしてストレージの動作時における電源電力の変動を抑制し、当該ストレージ装置からディジタル信号の入力を受け入れる側の機器での消費電流量の変動を抑えるようにしてもよい。
【００３７】
［変形例］
またここまでの例では、変動抑制回路１２６は、ストレージ１２０の電源端子１２１やグランド端子１２２またはそれに接続されるコネクタ１２５内、あるいは電源配線１５の電源端子１２１側に配され、ストレージ部１２の消費電流量の変動（ストレージ部１２の消費電力の変動）に応じて、当該変動を打ち消すものとしていたが本実施の形態はこれに限られない。
【００３８】
例えば本実施の形態の一例では、ストレージ部１２がＮ台（ＮはＮ≧２の整数とする）のストレージ１２０を備えている場合、ｎ台（ｎはＮ≧ｎ≧１なる整数とする）ずつのストレージ１２０をグループとし（グループごとにｎの値は異なってよい）、ｎ＞１であるグループについては、当該グループに属するｎ台のストレージ１２０の電源端子１２１同士を相互に電気的に接続するとともに、当該ｎ台のストレージ１２０のグランド端子１２２同士も相互に電気的に接続しておき、グループごとに一つの変動抑制回路１２６を設けることとしてもよい。なお、このように複数台のストレージ１２０を含むグループに一つの変動抑制回路１２６を設ける場合も、各ストレージ１２０の電源端子１２１に比較的近い位置に変動抑制回路１２６を設けることとしてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ストレージ装置、１１  制御部、１２  ストレージ部、１３  電源供給部、１４  通信部、１５  電源配線、１６  グランド配線、１２０  ストレージ、１２１  電源端子、１２２  グランド端子、１２３  データ入出力端子群、１２５  コネクタ、１２６  変動抑制回路、１３１  電源端子、１３２  グランド端子、１４１  レギュレータ、１５１  筐体、１５２  電源端子ピン、１５３  グランド端子ピン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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