低成本抗災數據存儲模塊的制作方法

專利名稱：低成本抗災數據存儲模塊的制作方法
技術領域：
本發明總體屬于提供“抗災”工作硬驅動器和其它數據存儲裝置的技術。
背景技術：
隨著在硬驅動器和其它數據存儲裝置上存儲的寶貴和/或無可替代的數據越來 越多，保護數據的需求變得越來越強烈。目前已開發了各種現有技術系統來提供這種抗災 能力，包括美國專利第7，211，742和7，291，784號，這兩項專利通過引用結合在本專利申請 中。第‘742和‘784號專利(以及本申請人所知的其它現有技術)教導的系統所具有的共 同特性是，需要容納工作硬驅動器(或其它數據存儲裝置)的外殼。

發明內容
本發明與現有技術不同的是，它第一次在一個實施例中提供了一種在服務器或個 人計算機的標準驅動器機架中(standard drive bay)支承的低成本、內置型、抗災工作數 據存儲模塊！用戶不需要購買或安裝外置組件。該模塊包括硬驅動器(或其它數據存儲裝 置)、抗災外殼、以及用于在標準驅動器機架中安裝該模塊的構件。就本專利的目的來說，抗 災能力定義為當為低成本、內置型工作數據存儲模塊增加抗災能力時，其內部模塊可防止 因暴露在火災、洪水、水害、震動、建筑倒塌等極端物理環境中而發生數據丟失。本發明的一個重要方面是，在優選實施例中，所述抗災模塊是低成本、單次使用 (即，單次災難)和一次性的。由于下述原因，與現有技術的同等外置裝置的成本相比，其預 期成本可降低90 %。由于本發明的模塊可安裝在標準驅動器機架中，因此它具有標準尺寸， 可由在裝配過程中采用非抗災標準機架數據模塊的現有系統廠家大批量生產和集成。由于 通過大批量生產最大限度地降低了成本，所述抗災硬驅動器的設計僅能承受單次災難，因 此是一次性的。因為該裝置具有一次性特點，所以不需要設計操作硬驅動器進行維護的結 構和方法，從而可為硬驅動器采用堅固設計的抗災外殼，提高了發生災難后成功實現數據 恢復的機會。本發明最大限度降低成本的另一個重要特征是可利用標準尺寸的硬驅動器。例 如，目前的標準驅動器機架的設計可容納1英寸、1. 8英寸、2. 5英寸、3. 5英寸或5. 25英寸 形狀系數的硬驅動器。在本發明的一個實施例中，在尺寸與標準3. 5英寸驅動器機架相配 的抗災外殼中放置當前采用2. 5英寸驅動器形狀系數的標準硬驅動器。本發明的主要目的是提供一種可在個人計算機和服務器中使用的內置型抗災數 據存儲模塊，用于防止數據丟失，并且在發生火災、洪水、震動、建筑倒塌或水害等災難之后 有利于數據恢復。
本發明的另一個目的是利用標準尺寸的標準驅動器機架安裝本發明的模塊，從而 最大限度地降低成本。本發明的另一個目的是提供一種制造成本比具有相同數據存儲容量的外置型抗 災模塊低90%左右的內置型抗災數據存儲模塊。本發明的另一個目的是，在本發明的一個實施例中，提供一種高反射外表面，該外 表面不僅反射火災的輻射熱量，還把工作數據存儲裝置產生的熱量向外傳導。通過下文中的說明和附圖能夠更好地理解本發明的其它目的和優點。


圖1是本發明的抗災模塊的第一實施例的透視圖；圖2是個人計算機機箱(chassis)的局部剖切透視圖，其中顯示了安裝在標準驅 動器機架中的圖1中的模塊；圖3是圖1和圖2中所示的抗災模塊的局部剖切透視圖；圖4A、4B和4C分別是圖1_3中所示模塊的正視圖、仰視圖和側視圖；圖5是顯示如何把本發明的模塊與便攜式計算機結合使用的透視圖；圖6是顯示如何把本發明的模塊安裝在多驅動器塢機箱的兩個或更多個標準驅 動器機架中以便在計算機或服務器中使用的透視圖；圖7A和7B是具有“加強”螺紋的模塊的平面圖和剖視圖；圖8A、8B和8C是具有高反射涂層、外層或外皮的外置模塊的剖視圖。
具體實施例方式圖1是顯示本發明的模塊90在安裝到個人計算機機箱或服務器機箱的標準驅動 器機架中之前的形態的透視圖。外皮80在圖1中是可見的，并且優選是具有高反射拋光表 面或施加有反射涂層的金屬外皮。可用的材料包括具有反射涂層或表面的陶瓷或塑料材 料。高反射表面能夠反射高達98%的火輻射能量。在圖1中可見的還有標準電源和數據接 口 70。此接口使模塊90能夠完全作為數據存儲裝置工作，而其抗災外殼包圍硬驅動器本 身，如下文中更詳細所示。圖2是具有標準驅動器機架101的標準典型個人計算機機箱100的透視圖。圖1 中的模塊90處于標準驅動器機架101中。數據和電源接口 70可隨時與電源和數據線連接 (為清楚起見，在圖2中未示出電源和數據線)。圖3顯示了圖1和圖2中所示的模塊90。在圖3中，以局部剖視圖的方式顯示模 塊90。所示數據存儲裝置10可以是常規的硬盤驅動器或者硬驅動器或盤驅動器，也可以 是其它形式的電子數據存儲裝置，例如固態存儲器、固態驅動器、固態盤、隨機存取存儲器 (RAM)，或者存取有效數字計算機數據的任何其它裝置，沒有任何限制。數據存儲裝置10或 硬驅動器10由外殼包圍，該外殼包括耐火材料層20，優選是模制石膏材料。模制石膏材料 較便宜，且比較容易模制。可用的其它材料包括耐火隔熱材料、泡沫或蠟。在硬驅動器10 的表面可施加并設置可選的防水層60，包括護套(bag)、擠壓物(extrusion)或涂層。防水 擠壓物在由于建筑倒塌或碰撞而導致的極端應力期間還有助于保持結構完整性。防水涂層 或護套還可提供彈性緩沖功能，在建筑倒塌、碰撞或其它災難中降低沖擊載荷并減輕外物的穿透。防水層可采用金屬擠壓物或彈性材料制成。模制耐火外殼20在前壁和后壁21、22上具有多個可選的通風孔30。這些通風孔 使空氣流過外殼，防止硬驅動器10過熱。在通風孔30上可施加發泡性防火涂料或泡沸油 漆50，以便在發生火災時使通風孔30閉合。或者，在通風孔30中可安裝活動孔板，如專利 7，211和742中所述。膨脹涂料50可以施加在耐火材料模制外殼20的整個外表面上，或者 施加在外表面的一部分上。在外殼20中可布置可選的風扇40，以便為模塊90實現強制通風，防止工作數據存 儲裝置10過熱。金屬外皮80圍繞耐火材料模制外殼20。外皮80可由鋼材、鋁材或硬質導熱塑料 材料制成，優選在其外表面上具有高反射拋光面或高反射涂層，以便在發生火災時反射輻
射能量。需要說明的是，圖3中的模塊90的設計目的是使其能夠容納在標準驅動器機架中。圖4A-4C顯示模塊90的一個實施例中使該模塊可裝入標準驅動器機架的尺寸特 征。圖4A-4C中顯示了本發明的尺寸例子。圖4A中的模塊90的高度h為1英寸，寬度w為 4英寸，長度d(如圖4B所示)為5. 75英寸，從而使模塊90能夠滑入標準的3. 5英寸大小 驅動器機架中(該驅動器機架的實際寬度為4英寸)，例如圖2中所示的驅動器機架101。 需要進一步說明的是，圖1、圖3和圖4A-4C中所示的模塊90優選利用在2. 5英寸標準驅動 器機架中通用的標準硬驅動器10。使用標準尺寸的硬驅動器能夠顯著降低硬驅動器本身 的成本。根據本發明，包圍硬驅動器的保護型抗災外殼的尺寸使其能夠輕易地容納在標準 3. 5英寸形狀系數的驅動器機架中，如圖2所示。或者，也可利用尺寸能夠容納標準2. 5英寸形狀系數的驅動器的標準驅動器機 架。采用較小的標準1.8英寸或1.0英寸驅動器。外殼、可選的金屬外皮和可選的防水外 殼的尺寸能夠產生可裝入或滑入標準2. 5英寸形狀系數的驅動器機架(實際寬度為2. 75 英寸)的抗災模塊。本發明還提供了可把模塊90附接到標準驅動器機架的安裝構件。如圖1所示，在 外皮80中布置有標準安裝孔81，用于收納通過標準驅動器機架穿入模塊90的外皮80 —側 的螺釘。如圖4C清晰所示，在模塊90的底部也布置有安裝孔82，并與位于標準驅動器機架 中的安裝孔對準。圖5是安裝有本發明的模塊290的便攜式計算機200的透視圖。圖6是安裝有本發明的兩個模塊390a和390b的多驅動器塢單元或服務器的機殼 300的透視圖。如圖7A和7B所示，本發明的另一個特征是使用加強螺紋部件把模塊490的外皮 480穩固地固定到個人計算機或服務器的機殼上(在圖7A-7B中未示出)。通過結合使用 加強螺紋錨固件，本產品可承受在制造過程出現的相當大的扭矩，并在火災的高熱狀況下 保持結構完整性。用作主外“皮”的金屬板具有經濟高效的優勢，但是在螺紋強度方面也具 有明顯缺點。簡單地直接在薄金屬板上鉆孔和攻絲不可能實現足夠的螺紋強度。由于這種 小型抗災外殼在標準驅動器機架中應用，因此需要足夠的螺紋強度。在安裝過程中，安裝人 員可能施加5英寸-磅以上的扭矩，而這種扭矩很容易破壞2-56、4-40或6-32尺寸范圍內的柔弱螺紋。另外，還需要具有足夠的強度以承受在災難狀況中因高熱、熱膨脹和結構倒塌 而導致的應力。因此，在標準尺寸的抗災外殼中結合使用加強螺紋錨固件能夠顯著提高制 造產量(使次品率降低50% )和耐火性能(使拔出強度提高75% )。加強螺紋錨固件可包 括，但不局限于壓力配合螺紋嵌入件(又稱作“PEM”螺母)、防脫螺母或結合螺母、以及金 屬板母材中的擠絲或攻絲技術(在圓筒中擠壓金屬板，以形成附加的螺紋)或“軋制成形” 或“軋制和攻絲”特性。如圖7A和7B所示，包圍外殼420的外皮480的底部和側面布置有加強螺紋安裝孔 450，這些安裝孔與標準驅動器機架相適應。在圖7A所示的實施例中，外殼420和外皮480 的尺寸適合于配裝到3. 5英寸驅動器機架中。用于連接外皮480的上部分480e和下部分 480f(圖7B)的螺釘451也配有加強螺紋錨固件452 (圖7B)。外殼420和外皮480的尺寸 適合于配裝在此標準化驅動器機架開口中。應理解的是，本發明也包括尺寸適合于其它標 準驅動器機架(5. 25英寸和2. 5英寸標準驅動器機架)的實施例。還應理解的是，較小外 殼的安裝孔的尺寸適合于較小的標準驅動器機架。外皮480優選具有通過金屬表面拋光或 使用高反射涂料施加于金屬或塑料外皮而形成的高反射表面。在機殼外側刻印或沖印永久性的序號也是此裝置的一個顯著改進。在火災等災難 中，任何紙質標簽都可能因高熱或可能的水浸而被損壞。在金屬材料的外機殼上永久性地 刻制或沖制序號能夠顯著改善識別硬驅動器裝置410。一旦成功識別，則可立即確定抗災硬 驅動器的配置和災害恢復方案。另外，刻制、沖制或永久性的序號有助于工廠或恢復服務合 作單位在分解驅動器之前預先確定該裝置是否在保，從而使災難恢復成本降低10%。作為 硬驅動器裝置410的一部分的永久性序號特性是獨特和有價值的。圖7A中還示出永久性序號460，該序號可通過沖制、刻制或激光刻蝕在外皮480的 表面上形成。或者，永久性的序號也可貼附到外皮480的表面上，且由金屬、陶瓷等耐火材 料或類似的耐高溫基材制成。圖8A-8C顯示支承在具有高反射外皮580的外置抗災外殼520 (即，安裝在個人計 算機或服務器的機殼之外)中的數據存儲裝置510。高反射外皮580包圍外置外殼520的 耐火材料。外皮580可以采用拋光鋼材、拋光鋁材或導熱塑料材料制成，在其外表面上施加 有高反射涂層或具有拋光面，以便在火災中反射輻射能量。圖8C示出外皮580上的反射面 或涂層如何反射火災503產生的輻射能量(由箭頭502所示)。高反射涂層的例子有亮鍍 鎳層或亮鍍鉻層等。一種優選的高反射面是高度拋光鋁材。在正常工作過程中(圖8B)，數 據存儲裝置產生的一部分熱量通過外殼520的耐火隔熱內壁(如箭頭505所示)傳導，而 外皮580提供冷卻功能。此架構的一個缺點是，使用的不帶有導熱和反射外皮的耐火隔熱 材料提供的導熱路徑很差，廢熱難以正確消散。第6，158，833號(Engler)和第5，479，341 號(Pihl)美國專利都揭示了必須通過較厚的外殼壁排出廢熱的抗災數據存儲外殼。必須 在決定耐火性能的壁厚數值和決定消散內部產生熱量的能力的壁厚數值之間做出重要的 設計權衡。本申請人所知的任何現有技術都未考慮把高反射外涂層或表層與抗災數據存儲 裝置結合使用以進一步最佳化(即，最小化)正常工作和防火所需的壁厚的益處。本申請人估計，通過在抗災數據存儲裝置上采用高反射外皮或外表面，可把壁厚 減少40%，或使重量減少50%以上，同時不降低耐火性能。或者，可以保持原有的壁厚并 增加反射涂層或外皮(如圖8B所示)，從而把耐火性能提高50%以上，同時對原有的散熱
7能力沒有不良影響。這樣做的益處有可為外殼內的附加電子元件增加25%供電，使運輸 費用降低50%以上，使造價降低10%。把高反射外涂層、外層或外皮與第7，211，742和 7，291，784號美國專利中所示的現有通風空氣冷卻技術(通過引用結合在此)結合能夠進 一步擴大尺寸更小、重量更輕、價格更低廉的抗災存儲裝置外殼的益處。
本發明的上述說明僅作為示意或描述目的，不應視為詳盡說明或使本發明限制于 所揭示的特定形式。根據上述說明能夠輕易地對本發明做出各種改進和變化。所選和所述 的實施例的目的是以最佳的方式解釋本發明的原理和其實際應用，從而使業界其他人員通 過各種實施例以及針對其考慮的特定用途做出的適當改進最佳地使用本發明。本發明的保 護范圍由下列權利要求界定。
權利要求
一種支承在計算機或服務器的標準驅動器機架中的內置的抗災工作數據存儲模塊，包括配有標準驅動器機架的計算機或服務器機箱，以及支承在所述標準驅動器機架中的模塊，所述模塊包括數據存儲裝置，用于支承和保護所述數據存儲裝置的抗災外殼構件，所述數據存儲裝置所帶的電源和數據連接器，所述連接器延伸穿過所述抗災外殼構件，和用于在所述標準驅動器機架中安裝所述數據存儲裝置和所述抗災外殼構件的構件。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述抗災外殼構件包括耐火隔熱層，例如石膏、或 耐火蠟、或耐火泡沫。
3.如權利要求2所述的設備，還包括位于所述耐火隔熱層上的發泡性防火涂料或泡沸 油漆層。
4.如權利要求2所述的設備，還包括包圍所述耐火隔熱層的金屬片外皮或硬質塑料外皮。
5.如權利要求4所述的設備，其中，用于安裝所述數據存儲裝置的所述構件包括由所 述外皮支承的加強螺紋錨固件。
6.如權利要求4所述的設備，還包括在所述外皮中形成的通風孔。
7.如權利要求6所述的設備，還包括容納在所述外皮內的通風扇。
8.如權利要求7所述的設備，還包括永久性地施加到所述外皮上、在暴露到災難環境 中后仍能完好的序號。
9.如權利要求4所述的設備，還包括所述數據存儲裝置所具有的防水層。
10.如權利要求4所述的設備，還包括高反射外層、涂層或外皮。
11.如權利要求4所述的設備，還包括所述數據存儲裝置所具有的防水層，所述防水層 由金屬擠壓物或彈性材料構成，從而在災難期間改善機械沖擊和/或減輕異物穿透。
12.如權利要求1所述的設備，其中，所述標準驅動器機架的尺寸確定為可容納標準 3. 5英寸的驅動器形狀系數，所述數據存儲裝置是標準2. 5英寸驅動器或1. 8英寸驅動器 或1英寸驅動器形狀系數，所述抗災外殼構件的尺寸確定為能配裝到所述標準3. 5英寸驅 動器機架中。
13.如權利要求1所述的設備，其中，所述標準驅動器機架的尺寸確定為可容納2.5英 寸的驅動器形狀系數，所述數據存儲裝置是標準1. 8英寸驅動器或1英寸驅動器形狀系數， 所述抗災外殼構件的尺寸確定為能配裝到所述標準2. 5英寸驅動器機架中。
14.一種外置的抗災工作數據存儲裝置，包括數據存儲裝置，用于支承和保護所述數據存儲裝置的抗災外殼構件，所述數據存儲裝置所帶的電源和數據連接器，所述連接器延伸穿過所述抗災外殼構 件，以及高反射外層，用于在火災事件中反射輻射能，還能夠傳導和消散內置數據存儲裝置產 生的內熱。
15.如權利要求14所述的設備，其中，所述高反射外層由拋光鋁材制成。
16.如權利要求14所述的設備，其中，所述高反射外層由高度拋光的鋼材制成。
全文摘要
本發明提供一種抗災數據存儲模塊。在優選的實施例中，該模塊的尺寸使其可配裝到個人計算機或服務器機殼中的標準驅動器機架中。可利用標準尺寸的硬驅動器。例如，可以把2.5英寸標準硬驅動器放入保護外殼中，然后把該外殼配裝到標準3.5英寸驅動器機架中。本發明的另一個特征是提供高反射外表面或涂層，能夠反射火災產生的輻射能量，同時傳導由支承在該模塊內的數據存儲裝置產生的熱量。
文檔編號H05K7/20GK101911856SQ200880124397
公開日2010年12月8日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年1月9日
發明者羅比·J·莫爾 申請人:奧伯恩I.P.控股公司