ＨＤＤ保護装置
【課題】ディスクモータ（以下ではモータ）の回転が不能となるときの保護機能の無いＨＤＤを使用する場合において、モータの流体軸受の潤滑剤が固体化するときにも、ＨＤＤの損傷を防止する。
【解決手段】モータ２１を駆動する駆動回路部２６に供給される第１の直流電源Ｐ１が入力されるモータ用電源端子３１と、所定の信号処理を行う信号回路部２４に供給される第２の直流電源Ｐ２が入力される制御用電源端子３２とを備えたＨＤＤ２に用いる構成において、モータ用電源端子３１に流れる電流を検出する電流センサ部１１と、検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部１２とを備える。
【解決手段】モータ２１を駆動する駆動回路部２６に供給される第１の直流電源Ｐ１が入力されるモータ用電源端子３１と、所定の信号処理を行う信号回路部２４に供給される第２の直流電源Ｐ２が入力される制御用電源端子３２とを備えたＨＤＤ２に用いる構成において、モータ用電源端子３１に流れる電流を検出する電流センサ部１１と、検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクモータを駆動する駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（以下では、ＨＤＤと称する）の磁気ディスクを回転させるディスクモータ（スピンドルモータ）の軸受には、流体軸受が使用されることが多い。これは、流体軸受では、回転軸と軸受部との間に潤滑剤の流体膜が形成され、回転軸は、軸受部に非接触で、軸受部により支持されるので、高速で回転させるときにも、磨耗が少なく、長寿命となるためである。しかし、環境温度が低温（例えば、−１５度）となるときでは、潤滑剤の粘度が高くなったり、あるいは、固体化したりして、回転の起動に困難が生じ、過大な電流が流れて、駆動回路やディスクモータを破壊する恐れがある。
【０００３】
このため、ＨＤＤの内部温度を検出するセンサを設け、検出した温度が所定温度より低い場合には、ＨＤＤに供給される電源をオフするための信号を、ＨＤＤの筐体の外部に出力する構成が提案されている（第１の従来技術とする）。
【０００４】
また、以下に示す技術が提案されている（第２の従来技術とする）。すなわち、この技術では、流体軸受（動圧軸受）の近傍に温度センサとヒータとを設けている。そして、温度センサによって検出された温度が所定値以下であるときには、ヒータによって流体軸受を暖め、潤滑剤の温度を高めることで、回転の起動を確実なものにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、以下に示す技術が提案されている（第３の従来技術とする）。すなわち、この技術では、ディスクモータの駆動コイルの電流を検出する電流センサを設けている。そして、電流センサによって検出された値が規定値より増大したこと（ディスクモータの電流値が増大したこと）を検知したときには、ヘッドを移動させるためのボイスコイルモータに供給する電流を制限するようにしている。すなわち、ディスクモータに供給可能な電流値とボイスコイルモータに供給可能な電流値との合計に制限があるときにも、ディスクモータには、ディスクモータが必要とするだけの電流を供給することにより、低温が原因となって流体軸受の抵抗が増大するときにも、ディスクモータが所定の回転数でもって回転できるようにしている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
また、以下に示す技術が提案されている（第４の従来技術とする）。すなわち、この技術では、温度を検出する温度センサを設けている。また、駆動コイルを発熱させるための電流を出力する発熱用電源を設けている。そして、温度センサによって検出された温度が規定温度以下であるときには、回転の停止中に、発熱用電源の出力を駆動コイルに供給することで駆動コイルを発熱させ、含油軸受を暖めている。そして、含油軸受の温度が高くなったときには、駆動コイルを駆動するための駆動ＩＣの出力を駆動コイルに導き、モータを回転させている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−４９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３６３８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１の従来技術を用いる場合では、ＨＤＤに供給される電源のオンオフを外部に指示するための信号線を増設する必要があり、端子の規格等の問題もあって、実現するには多くの別の問題を生じる。また、ＨＤＤに供給される電源をオフしたときにも、温度の検出が必要となるので、１系統分の電源を追加して設ける必要も生じ、ＨＤＤの構成が複雑となる。また、ＨＤＤを使用するユーザ（例えば、ＨＤＤレコーダ等を製造するユーザ）が、ＨＤＤに関しては、一般的なユーザを超えることの無い立場に留まるときでは、ＨＤＤの構成を変えることは困難となっている。
【０００８】
第２の従来技術をＨＤＤに適用する場合では、ＨＤＤの構成を変える必要がある。しかし、ＨＤＤを使用するユーザ（例えば、ＨＤＤレコーダ等を製造するユーザ）が、ＨＤＤに関しては、一般的なユーザを超えることの無い立場に留まるときでは、ＨＤＤの構成を変えることは困難となっている。
【０００９】
第３の従来技術は、ディスクモータの電流が増加するときには、ボイスコイルモータに供給される電流の最大値を制限するに過ぎないので、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止することができない。
【００１０】
第４の従来技術は、駆動コイルに供給する電流を切り換えるための回路を追加して設ける必要がある上に、さらに、発熱用電源を別途に追加して設ける必要があるので、ＨＤＤの構成が大幅に複雑化する。また、発熱用電源は、電力を扱う回路部となるので、形状が大きくなり、ＨＤＤの形状を小型に維持することが困難になるという問題も生じる。且つ、ＨＤＤの構成を変更する必要があるため、適用することも困難となっている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するため創案されたものであり、その目的は、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブに損傷が発生することを防止でき、且つ、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止でき、且つ、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることのでき、且つ、モータ用電源端子に流れる電流を制限しない状態においては、モータ用電源端子に入力される電圧の降下量を微少な値に抑制することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の目的は、ディスクモータを駆動する駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブのモータ用電源端子に入力される電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制することにより、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１３】
また、上記目的に加え、制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とすることにより、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止するときにも、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１４】
また、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子の放熱面を、ハードディスクドライブの筐体の下部面の、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させることにより、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明に係るＨＤＤ保護装置は、磁気ディスクを回転させるディスクモータと、ディスクモータを駆動する駆動回路部と、所定の信号処理を行う信号回路部と、駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置に適用している。そして、モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備え、前記制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とし、電流制限部は、第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させるＰチャンネルＦＥＴと、電流センサ部の出力に基づいてＰチャンネルＦＥＴにおける電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、ＰチャンネルＦＥＴの放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させている。
【００１６】
すなわち、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流値は、ハードディスクドライブの破壊を招く恐れのない値に抑制される。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。また、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化したときに電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。また、ＰチャンネルＦＥＴを使用するときでは、オン抵抗を充分に小さい値とすることができる。
【００１７】
また本発明に係るＨＤＤ保護装置は、磁気ディスクを回転させるディスクモータと、ディスクモータを駆動する駆動回路部と、所定の信号処理を行う信号回路部と、駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備えている。
【００１８】
すなわち、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流値は制限値以内に抑制される。つまり、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、駆動回路部に流れる電流、および、ディスクモータに流れる電流は制限値に抑制される。
【００１９】
│ また、上記構成に加え、前記制限値は、ディスクモータの回転が起動されるときにモ│タ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値となっている。すなわち、ディスクモータの回転が不能となるときであっても、ハードディスクドライブには、破壊を招く恐れのある値の電流は流れない。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。
【００２０】
また、上記構成に加え、電流制限部は、第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子と、電流センサ部の出力に基づいて電圧降下用素子における電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、電圧降下用素子の放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させている。すなわち、電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流は、ハードディスクドライブの破壊を招く恐れのない値に抑制される。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。また、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化したときに電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。また、ＰチャンネルＦＥＴを使用するときでは、オン抵抗を充分に小さい値とすることができる。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することができ、且つ、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することができ、且つ、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることができ、且つ、モータ用電源端子に流れる電流を制限しない状態においては、モータ用電源端子に入力される電圧の降下量を微少な値に抑制することができる。
【００２２】
また本発明によれば、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流は制限値以内に抑制される。つまり、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、駆動回路部に流れる電流、および、ディスクモータに流れる電流は制限値に抑制される。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することができる。
【００２３】
また、さらに、ディスクモータの回転が不能となるときであっても、ハードディスクドライブには、破壊を招く恐れのある値の電流は流れない。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止するときにも、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することができる。
【００２４】
また、さらに、電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖めることになるので、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るＨＤＤ保護装置の一実施形態の電気的構成を示す説明図である。
【００２７】
図において、ハードディスクドライブ（以下では、ＨＤＤと称する）２は、ハードディスクレコーダ等において映像音声情報の記録に使用される記憶装置であり、磁気ディスク２２を回転させるディスクモータ２１を備えている。なお、ディスクモータ２１の軸受には流体軸受が使用されている（後に詳述する）。
【００２８】
磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２２にデータの書き込みを行うとともに、磁気ディスク２２に書き込みされたデータの再生を行う。信号回路部２４は、信号線３６を介して外部回路（映像音声信号の伸長圧縮回路等）から導かれたデータを、所定処理した後、磁気ヘッド２３を介して磁気ディスク２２に書き込む。また、磁気ヘッド２３から出力されたデータを、所定処理した後、信号線３６を介して外部回路に出力する。
【００２９】
モータ制御部２５は、ディスクモータ２１を回転させるための３相の制御信号を駆動回路部２６に出力する。駆動回路部２６は、モータ制御部２５より出力される制御信号に従って、ディスクモータ２１の駆動コイル（図示を省略）を駆動し、ディスクモータ２１を所定の回転速度で回転させる。
【００３０】
第２の直流電源Ｐ２は、信号回路部２４およびモータ制御部２５の動作電源となっており、制御用電源端子３２を介してＨＤＤ２の内部に導かれている。第１の直流電源Ｐ１は、駆動回路部２６に供給される動作電源となっており、ＨＤＤ保護装置１とモータ用電源端子３１とを介して、ＨＤＤ２の内部に導かれている。なお、第１の直流電源Ｐ１の電圧は１２Ｖであり、第２の直流電源Ｐ２の電圧は５Ｖとなっている。
【００３１】
ＨＤＤ保護装置１は、大別すると、電流センサ部１１と電流制限部１２とを備えている。電流センサ部１１は、モータ用電源端子３１に流れる第１の直流電源Ｐ１の電流値を検出し、検出結果を電流制限部１２に出力する。このため、２つのダイオードＤ１，Ｄ２と３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３とを備えている。
【００３２】
第１の直流電源Ｐ１の電流経路に挿入された抵抗Ｒ３は、モータ用電源端子３１に流れる電流を電圧に変換するための電流検出抵抗となっている。アノードが電流検出抵抗Ｒ３の端子５１に接続され、カソードが抵抗Ｒ１を介して接地されたダイオードＤ１は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１の電圧（第１の直流電源Ｐ１の電圧に等しい）を約０．７Ｖ降下させて、降下量制御部１５に与える。アノードが電流検出抵抗Ｒ３の端子５２に接続され、カソードが抵抗Ｒ２を介して接地されたダイオードＤ２は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５２の電圧を約０．７Ｖ降下させて、降下量制御部１５に与える。
【００３３】
電流制限部１２は、電流センサ部１１によって検出された電流値が制限値（後に詳述する）に接近するときには、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値以内に抑制する。このため、降下量制御部１５と電圧降下用素子１６とを備えている。
【００３４】
電圧降下用素子１６は、具体的には、モータ用電源端子３１に導かれた第１の直流電源Ｐ１の経路に挿入されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ（以下では、単にＦＥＴと称する）となっており、ソースには電流検出抵抗Ｒ３の端子５２が接続され、ドレインはモータ用電源端子３１に接続されている（ダイオードＤ３は、ＦＥＴ１６の寄生ダイオードである）。降下量制御部１５は、電流センサ部１１の出力に基づいてＦＥＴ１６における電圧降下量を制御する。また、第１の直流電源Ｐ１の電流値が制限値に接近したことを検出したときには、信号線３５を介して、ＨＤＤ２が使用不能状態にあることを示す信号を、外部ブロック（ＨＤＤ２にデータの記録を行わせたり、ＨＤＤ２にデータを再生させる制御を行う）に出力する。
【００３５】
以下に、電流センサ部１１について補足的な説明を行う。ＨＤＤ２のモータ用電源端子３１に入力される電圧の許容範囲の関係から、モータ用電源端子３１に入力される第１の直流電源Ｐ１の電圧が、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１に入力される電圧に対して、降下量の少ない電圧とすることが望ましい。このため、電流検出抵抗Ｒ３の抵抗値は、電流検出抵抗Ｒ３による電圧降下量が、ディスクモータ２１が所定回転数で回転する状態では、０．１Ｖ程度となるように設定される。
【００３６】
一方、降下量制御部１５は、第１の直流電源Ｐ１を動作電源とする。このため、電流検出抵抗Ｒ３より出力される電圧は、第１の直流電源Ｐ１に等しい電圧と、第１の直流電源Ｐ１の電圧より０．１Ｖ（最大となるときでも、約０．３Ｖ程度）程度低い電圧となる。このため、降下量制御部１５においては、入力される電圧が動作電源の電圧に近いために、増幅等の処理を行うことができない。ダイオードＤ１，Ｄ２は、この不具合を解消するための素子となっている。
【００３７】
すなわち、端子５１，５２の各電圧は、それぞれが約０．７Ｖ降下されて降下量制御部１５に与えられる（ダイオードＤ１のカソードの電圧とダイオードＤ２のカソードの電圧との差異は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１，５２間の電圧の差異に等しい）。従って、降下量制御部１５においては、入力される電圧が、動作電源の電圧より、少なくとも０．７Ｖ程度は低い電圧となるので、電流検出抵抗Ｒ３において生成された電圧を容易に増幅することができ、増幅された電圧に基づいて、容易に、ＦＥＴ１６のゲート電圧を制御することができる。
【００３８】
また、ＦＥＴ１６については、図２に示したように、その放熱面１６１が、ＨＤＤ２の筐体２０１の下部面２０２であって、ディスクモータ２１の直下となる位置に、熱的に接触させて取り付けられる（１２１は、ＨＤＤ保護装置１を構成する電子部品が搭載された基板を示している）。従って、ＦＥＴ１６から放たれる熱の多くがディスクモータ２１の側に伝達され、ディスクモータ２１内の流体軸受を暖めることになる。
【００３９】
図３は、ディスクモータ２１の軸受を示す断面図である。同図に示したように、ディスクモータ２１の回転軸２１２の周面と軸受部２１１の周面との間２１３、および、回転軸２１２の底面と軸受部２１１の底面との間２１４には潤滑剤の流体膜が形成されることで、回転軸２１２は、軸受部２１１に対し、非接触の状態で回転可能となっている。
【００４０】
しかし、流体軸受を用いていることから、ディスクモータ２１の環境が過酷な低温状態（ＨＤＤ２の規格において動作の保証外となる温度であり、例えば、−１５度）となる場合、潤滑剤が固体化するという現象が生じ、ディスクモータ２１の回転が不能となる。このような状態で駆動回路部２６がディスクモータ２１を駆動すると、過度の電流が流れて、ディスクモータ２１や駆動回路部２６が破壊される恐れが生じる。
【００４１】
図４は、ディスクモータ２１の起動時に、モータ用電源端子３１に入力される第１の直流電源Ｐ１の電流変化を示す説明図である。同図を参照しつつ、以下に、制限値について説明する。
【００４２】
ディスクモータ２１の回転が起動されるときには、モータ用電源端子３１に流れる電流は、ディスクモータ２１が定常状態で回転するときの電流値ｉ−ｃｏｎよりも充分に大きい電流値ｉ−ｓｔａｒｔとなる。また、ディスクモータ２１の環境が過酷な低温状態となり、回転が不能となったときでは、ディスクモータ２１の駆動を開始したときの電流は、破線６１に示したように、急激な増加を示す。そして、このときの電流値は、ディスクモータ２１の破壊や駆動回路部２６の破壊を招く恐れのある電流値ｉ−ｍａｘ（駆動回路部２６の最大定格電流またはディスクモータ２１の最大定格電流のうちの値の小さい側の最大定格電流）を超える値となる。
【００４３】
以上のことから、制限値については、ディスクモータ２１を起動するときの電流の最大値となる電流値ｉ−ｓｔａｒｔよりは大きいが、ディスクモータ２１や駆動回路部２６の破壊を招く恐れのある電流値ｉ−ｍａｘよりは小さい値であるｉ−ｌｉｍｉｔに設定されている。このため、図５に示したように、モータ用電源端子３１に流れる電流が制限値ｉ−ｌｉｍｉｔに接近すると、モータ用電源端子３１に入力される電圧が急激に低下する（ＦＥＴ１６のゲート電圧がソース電圧に向かって上昇し、ソース・ドレイン間のオン抵抗が増加する）ように制御される。
【００４４】
上記構成からなる実施形態の動作について説明する。
【００４５】
ＦＥＴ１６については、ゲートに印加する電圧を０Ｖ近傍とするときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流が電流値ｉ−ｃｏｎの近傍となる場合、電流検出抵抗Ｒ３による電圧の降下量と、ＦＥＴ１６による電圧の降下量との合計値が約０．２Ｖとなるように、その素子の種類が決定されている。また、降下量制御部１５は、電流検出抵抗Ｒ３に流れる電流が制限値ｉ−ｌｉｍｉｔよりも充分に小さい場合、ＦＥＴ１６のゲートに印加する電圧を０Ｖ近傍とする。
【００４６】
従って、モータ用電源端子３１に流れる電流が、ディスクモータ２１が定常回転を行うときの電流値ｉ−ｃｏｎの近傍となるときでは、モータ用電源端子３１の入力電圧は、第１の直流電源Ｐ１の電圧に対し、約０．２Ｖが低下した電圧となるに過ぎない。このため、ＨＤＤ２の環境温度が−１５度より高く、流体軸受の潤滑剤が液体の状態に保たれている場合では、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を開始すると、ディスクモータ２１は回転を開始し、やがて定常の回転速度に達する。
【００４７】
一方、ＨＤＤ２の環境温度が−１５度以下となっており、この環境下に、動作の停止状態で長時間放置されていたことから、ディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤が固体化し、回転が不能な状態になっていたとする。この状態において、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を開始したときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流は、図４の破線６１に沿った増加を示す。このため、ディスクモータ２１の駆動を開始したときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流は、極めて短時間のうちに制限値ｉ−ｌｉｍｉｔまで増加した後、増加を停止する（実線６２により示す）。
【００４８】
制限値ｉ−ｌｉｍｉｔは、既に説明したように、駆動回路部２６の破壊やディスクモータ２１の破壊の恐れのない電流値となっている。従って、ディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤が固体化した状態において、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を続けるときでも、駆動回路部２６の破壊やディスクモータ２１の損傷の発生は防止される。
【００４９】
なお、このときでも、信号回路部２４やモータ制御部２５に入力される第２の直流電源Ｐ２の電圧は、規定の電圧である５Ｖとなっているので、信号回路部２４やモータ制御部２５は所定の動作を行うことができる。従って、信号回路部２４やモータ制御部２５からディスクモータ２１を見るときでは、ディスクモータ２１は、回転を開始する直前の状態にあり、すぐにでも回転を開始するものであると見なされ、異常が生じているとは見なされない。また、このときでは、降下量制御部１５は、ディスクモータ２１の回転が不能となっていることを、信号線３５を介して、外部（例えば、ＨＤＤレコーダの制御手段、等）に知らせる。
【００５０】
上記したように、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値ｉ−ｌｉｍｉｔに制限する動作は、ＦＥＴ１６のオン抵抗を増加させ、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることでもって行われる。従って、ディスクモータ２１の回転が不能な状態にあるときでは、ＦＥＴ１６において多くの電力が消費されることとなり、ＦＥＴ１６は多量の熱を発生する。
【００５１】
そして、ＦＥＴ１６において発生した多量の熱は、その大部分が、ＦＥＴ１６の放熱面１６１に熱的に接触する筐体２０１の下部面２０２に伝達される。従って、ＦＥＴ１６において発生した熱は、ディスクモータ２１を下方から暖めることとなり、駆動回路部２６が発生する熱や、ディスクモータ２１の駆動コイルが発生する熱と相乗的に作用することで、短時間の内にディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤を液体化する。そして、流体軸受の潤滑剤が液体化したときでは、ディスクモータ２１は回転を開始する。
【００５２】
ディスクモータ２１が回転を開始すると、モータ用電源端子３１に流れる電流は減少し、制限値ｉ−ｌｉｍｉｔより充分に小さい値となる。従って、ＦＥＴ１６のゲート電圧は０Ｖ近傍まで降下され、ＦＥＴ１６のオン抵抗は極めて微小となる。従って、以後では、ＦＥＴ１６における電力の消費量は微少な値に抑制される。また、降下量制御部１５は、ディスクモータ２１が回転状態にあることを、信号線３５によって外部に知らせる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、電流センサ部については、電圧の降下量を少なくすることができる限りでは、その他の構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るＨＤＤ保護装置の一実施形態の電気的構成を示す説明図である。
【図２】電圧降下用素子（ＰチャンネルＦＥＴ）の取り付け位置を示す説明図である。
【図３】ディスクモータの流体軸受を示す断面図である。
【図４】ディスクモータの起動時に、モータ用電源端子に入力される第１の直流電源Ｐ１の電流変化を示す説明図である。
【図５】モータ用電源端子に入力される電流と電圧との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ＨＤＤ保護装置
２ ハードディスクドライブ
１１ 電流センサ部
１２ 電流制限部
１５ 降下量制御部
１６ ＰチャンネルＦＥＴ（電圧降下用素子）
２１ ディスクモータ
２４ 信号回路部
２６ 駆動回路部
３１ モータ用電源端子
３２ 制御用電源端子
Ｐ１ 第１の直流電源
Ｐ２ 第２の直流電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクモータを駆動する駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ（以下では、ＨＤＤと称する）の磁気ディスクを回転させるディスクモータ（スピンドルモータ）の軸受には、流体軸受が使用されることが多い。これは、流体軸受では、回転軸と軸受部との間に潤滑剤の流体膜が形成され、回転軸は、軸受部に非接触で、軸受部により支持されるので、高速で回転させるときにも、磨耗が少なく、長寿命となるためである。しかし、環境温度が低温（例えば、−１５度）となるときでは、潤滑剤の粘度が高くなったり、あるいは、固体化したりして、回転の起動に困難が生じ、過大な電流が流れて、駆動回路やディスクモータを破壊する恐れがある。
【０００３】
このため、ＨＤＤの内部温度を検出するセンサを設け、検出した温度が所定温度より低い場合には、ＨＤＤに供給される電源をオフするための信号を、ＨＤＤの筐体の外部に出力する構成が提案されている（第１の従来技術とする）。
【０００４】
また、以下に示す技術が提案されている（第２の従来技術とする）。すなわち、この技術では、流体軸受（動圧軸受）の近傍に温度センサとヒータとを設けている。そして、温度センサによって検出された温度が所定値以下であるときには、ヒータによって流体軸受を暖め、潤滑剤の温度を高めることで、回転の起動を確実なものにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、以下に示す技術が提案されている（第３の従来技術とする）。すなわち、この技術では、ディスクモータの駆動コイルの電流を検出する電流センサを設けている。そして、電流センサによって検出された値が規定値より増大したこと（ディスクモータの電流値が増大したこと）を検知したときには、ヘッドを移動させるためのボイスコイルモータに供給する電流を制限するようにしている。すなわち、ディスクモータに供給可能な電流値とボイスコイルモータに供給可能な電流値との合計に制限があるときにも、ディスクモータには、ディスクモータが必要とするだけの電流を供給することにより、低温が原因となって流体軸受の抵抗が増大するときにも、ディスクモータが所定の回転数でもって回転できるようにしている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
また、以下に示す技術が提案されている（第４の従来技術とする）。すなわち、この技術では、温度を検出する温度センサを設けている。また、駆動コイルを発熱させるための電流を出力する発熱用電源を設けている。そして、温度センサによって検出された温度が規定温度以下であるときには、回転の停止中に、発熱用電源の出力を駆動コイルに供給することで駆動コイルを発熱させ、含油軸受を暖めている。そして、含油軸受の温度が高くなったときには、駆動コイルを駆動するための駆動ＩＣの出力を駆動コイルに導き、モータを回転させている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−４９８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３６３８号公報
【特許文献３】特開２０００−１４１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１の従来技術を用いる場合では、ＨＤＤに供給される電源のオンオフを外部に指示するための信号線を増設する必要があり、端子の規格等の問題もあって、実現するには多くの別の問題を生じる。また、ＨＤＤに供給される電源をオフしたときにも、温度の検出が必要となるので、１系統分の電源を追加して設ける必要も生じ、ＨＤＤの構成が複雑となる。また、ＨＤＤを使用するユーザ（例えば、ＨＤＤレコーダ等を製造するユーザ）が、ＨＤＤに関しては、一般的なユーザを超えることの無い立場に留まるときでは、ＨＤＤの構成を変えることは困難となっている。
【０００８】
第２の従来技術をＨＤＤに適用する場合では、ＨＤＤの構成を変える必要がある。しかし、ＨＤＤを使用するユーザ（例えば、ＨＤＤレコーダ等を製造するユーザ）が、ＨＤＤに関しては、一般的なユーザを超えることの無い立場に留まるときでは、ＨＤＤの構成を変えることは困難となっている。
【０００９】
第３の従来技術は、ディスクモータの電流が増加するときには、ボイスコイルモータに供給される電流の最大値を制限するに過ぎないので、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止することができない。
【００１０】
第４の従来技術は、駆動コイルに供給する電流を切り換えるための回路を追加して設ける必要がある上に、さらに、発熱用電源を別途に追加して設ける必要があるので、ＨＤＤの構成が大幅に複雑化する。また、発熱用電源は、電力を扱う回路部となるので、形状が大きくなり、ＨＤＤの形状を小型に維持することが困難になるという問題も生じる。且つ、ＨＤＤの構成を変更する必要があるため、適用することも困難となっている。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解決するため創案されたものであり、その目的は、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブに損傷が発生することを防止でき、且つ、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止でき、且つ、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることのでき、且つ、モータ用電源端子に流れる電流を制限しない状態においては、モータ用電源端子に入力される電圧の降下量を微少な値に抑制することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１２】
また本発明の目的は、ディスクモータを駆動する駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブのモータ用電源端子に入力される電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制することにより、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１３】
また、上記目的に加え、制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とすることにより、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止するときにも、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【００１４】
また、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子の放熱面を、ハードディスクドライブの筐体の下部面の、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させることにより、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることのできるＨＤＤ保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明に係るＨＤＤ保護装置は、磁気ディスクを回転させるディスクモータと、ディスクモータを駆動する駆動回路部と、所定の信号処理を行う信号回路部と、駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置に適用している。そして、モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備え、前記制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とし、電流制限部は、第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させるＰチャンネルＦＥＴと、電流センサ部の出力に基づいてＰチャンネルＦＥＴにおける電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、ＰチャンネルＦＥＴの放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させている。
【００１６】
すなわち、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流値は、ハードディスクドライブの破壊を招く恐れのない値に抑制される。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。また、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化したときに電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。また、ＰチャンネルＦＥＴを使用するときでは、オン抵抗を充分に小さい値とすることができる。
【００１７】
また本発明に係るＨＤＤ保護装置は、磁気ディスクを回転させるディスクモータと、ディスクモータを駆動する駆動回路部と、所定の信号処理を行う信号回路部と、駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備えている。
【００１８】
すなわち、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流値は制限値以内に抑制される。つまり、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、駆動回路部に流れる電流、および、ディスクモータに流れる電流は制限値に抑制される。
【００１９】
│ また、上記構成に加え、前記制限値は、ディスクモータの回転が起動されるときにモ│タ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値となっている。すなわち、ディスクモータの回転が不能となるときであっても、ハードディスクドライブには、破壊を招く恐れのある値の電流は流れない。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。
【００２０】
また、上記構成に加え、電流制限部は、第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子と、電流センサ部の出力に基づいて電圧降下用素子における電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、電圧降下用素子の放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させている。すなわち、電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流は、ハードディスクドライブの破壊を招く恐れのない値に抑制される。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。また、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化したときに電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖める。また、ＰチャンネルＦＥＴを使用するときでは、オン抵抗を充分に小さい値とすることができる。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することができ、且つ、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することができ、且つ、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることができ、且つ、モータ用電源端子に流れる電流を制限しない状態においては、モータ用電源端子に入力される電圧の降下量を微少な値に抑制することができる。
【００２２】
また本発明によれば、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、モータ用電源端子に流れる電流は制限値以内に抑制される。つまり、ディスクモータの流体軸受の潤滑剤が固体化し、ディスクモータの回転が不能となるときでも、駆動回路部に流れる電流、および、ディスクモータに流れる電流は制限値に抑制される。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの保護機能の無いハードディスクドライブを使用する場合において、前記潤滑剤が過度の低温のために固体化したときにも、ハードディスクドライブの損傷の発生を防止することができる。
【００２３】
また、さらに、ディスクモータの回転が不能となるときであっても、ハードディスクドライブには、破壊を招く恐れのある値の電流は流れない。且つ、起動時では、起動に必要となる値の電流が流れる。このため、流体軸受の潤滑剤が固体化したときの損傷の発生を防止するときにも、潤滑剤が液体状態にあるときの回転の起動に要する時間が長くなることを防止することができる。
【００２４】
また、さらに、電圧降下用素子が発生する熱は、効率よくディスクモータを暖めることになるので、流体軸受の固体化した潤滑剤の液体化を速めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るＨＤＤ保護装置の一実施形態の電気的構成を示す説明図である。
【００２７】
図において、ハードディスクドライブ（以下では、ＨＤＤと称する）２は、ハードディスクレコーダ等において映像音声情報の記録に使用される記憶装置であり、磁気ディスク２２を回転させるディスクモータ２１を備えている。なお、ディスクモータ２１の軸受には流体軸受が使用されている（後に詳述する）。
【００２８】
磁気ヘッド２３は、磁気ディスク２２にデータの書き込みを行うとともに、磁気ディスク２２に書き込みされたデータの再生を行う。信号回路部２４は、信号線３６を介して外部回路（映像音声信号の伸長圧縮回路等）から導かれたデータを、所定処理した後、磁気ヘッド２３を介して磁気ディスク２２に書き込む。また、磁気ヘッド２３から出力されたデータを、所定処理した後、信号線３６を介して外部回路に出力する。
【００２９】
モータ制御部２５は、ディスクモータ２１を回転させるための３相の制御信号を駆動回路部２６に出力する。駆動回路部２６は、モータ制御部２５より出力される制御信号に従って、ディスクモータ２１の駆動コイル（図示を省略）を駆動し、ディスクモータ２１を所定の回転速度で回転させる。
【００３０】
第２の直流電源Ｐ２は、信号回路部２４およびモータ制御部２５の動作電源となっており、制御用電源端子３２を介してＨＤＤ２の内部に導かれている。第１の直流電源Ｐ１は、駆動回路部２６に供給される動作電源となっており、ＨＤＤ保護装置１とモータ用電源端子３１とを介して、ＨＤＤ２の内部に導かれている。なお、第１の直流電源Ｐ１の電圧は１２Ｖであり、第２の直流電源Ｐ２の電圧は５Ｖとなっている。
【００３１】
ＨＤＤ保護装置１は、大別すると、電流センサ部１１と電流制限部１２とを備えている。電流センサ部１１は、モータ用電源端子３１に流れる第１の直流電源Ｐ１の電流値を検出し、検出結果を電流制限部１２に出力する。このため、２つのダイオードＤ１，Ｄ２と３つの抵抗Ｒ１〜Ｒ３とを備えている。
【００３２】
第１の直流電源Ｐ１の電流経路に挿入された抵抗Ｒ３は、モータ用電源端子３１に流れる電流を電圧に変換するための電流検出抵抗となっている。アノードが電流検出抵抗Ｒ３の端子５１に接続され、カソードが抵抗Ｒ１を介して接地されたダイオードＤ１は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１の電圧（第１の直流電源Ｐ１の電圧に等しい）を約０．７Ｖ降下させて、降下量制御部１５に与える。アノードが電流検出抵抗Ｒ３の端子５２に接続され、カソードが抵抗Ｒ２を介して接地されたダイオードＤ２は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５２の電圧を約０．７Ｖ降下させて、降下量制御部１５に与える。
【００３３】
電流制限部１２は、電流センサ部１１によって検出された電流値が制限値（後に詳述する）に接近するときには、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値以内に抑制する。このため、降下量制御部１５と電圧降下用素子１６とを備えている。
【００３４】
電圧降下用素子１６は、具体的には、モータ用電源端子３１に導かれた第１の直流電源Ｐ１の経路に挿入されたＰチャンネルＭＯＳＦＥＴ（以下では、単にＦＥＴと称する）となっており、ソースには電流検出抵抗Ｒ３の端子５２が接続され、ドレインはモータ用電源端子３１に接続されている（ダイオードＤ３は、ＦＥＴ１６の寄生ダイオードである）。降下量制御部１５は、電流センサ部１１の出力に基づいてＦＥＴ１６における電圧降下量を制御する。また、第１の直流電源Ｐ１の電流値が制限値に接近したことを検出したときには、信号線３５を介して、ＨＤＤ２が使用不能状態にあることを示す信号を、外部ブロック（ＨＤＤ２にデータの記録を行わせたり、ＨＤＤ２にデータを再生させる制御を行う）に出力する。
【００３５】
以下に、電流センサ部１１について補足的な説明を行う。ＨＤＤ２のモータ用電源端子３１に入力される電圧の許容範囲の関係から、モータ用電源端子３１に入力される第１の直流電源Ｐ１の電圧が、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１に入力される電圧に対して、降下量の少ない電圧とすることが望ましい。このため、電流検出抵抗Ｒ３の抵抗値は、電流検出抵抗Ｒ３による電圧降下量が、ディスクモータ２１が所定回転数で回転する状態では、０．１Ｖ程度となるように設定される。
【００３６】
一方、降下量制御部１５は、第１の直流電源Ｐ１を動作電源とする。このため、電流検出抵抗Ｒ３より出力される電圧は、第１の直流電源Ｐ１に等しい電圧と、第１の直流電源Ｐ１の電圧より０．１Ｖ（最大となるときでも、約０．３Ｖ程度）程度低い電圧となる。このため、降下量制御部１５においては、入力される電圧が動作電源の電圧に近いために、増幅等の処理を行うことができない。ダイオードＤ１，Ｄ２は、この不具合を解消するための素子となっている。
【００３７】
すなわち、端子５１，５２の各電圧は、それぞれが約０．７Ｖ降下されて降下量制御部１５に与えられる（ダイオードＤ１のカソードの電圧とダイオードＤ２のカソードの電圧との差異は、電流検出抵抗Ｒ３の端子５１，５２間の電圧の差異に等しい）。従って、降下量制御部１５においては、入力される電圧が、動作電源の電圧より、少なくとも０．７Ｖ程度は低い電圧となるので、電流検出抵抗Ｒ３において生成された電圧を容易に増幅することができ、増幅された電圧に基づいて、容易に、ＦＥＴ１６のゲート電圧を制御することができる。
【００３８】
また、ＦＥＴ１６については、図２に示したように、その放熱面１６１が、ＨＤＤ２の筐体２０１の下部面２０２であって、ディスクモータ２１の直下となる位置に、熱的に接触させて取り付けられる（１２１は、ＨＤＤ保護装置１を構成する電子部品が搭載された基板を示している）。従って、ＦＥＴ１６から放たれる熱の多くがディスクモータ２１の側に伝達され、ディスクモータ２１内の流体軸受を暖めることになる。
【００３９】
図３は、ディスクモータ２１の軸受を示す断面図である。同図に示したように、ディスクモータ２１の回転軸２１２の周面と軸受部２１１の周面との間２１３、および、回転軸２１２の底面と軸受部２１１の底面との間２１４には潤滑剤の流体膜が形成されることで、回転軸２１２は、軸受部２１１に対し、非接触の状態で回転可能となっている。
【００４０】
しかし、流体軸受を用いていることから、ディスクモータ２１の環境が過酷な低温状態（ＨＤＤ２の規格において動作の保証外となる温度であり、例えば、−１５度）となる場合、潤滑剤が固体化するという現象が生じ、ディスクモータ２１の回転が不能となる。このような状態で駆動回路部２６がディスクモータ２１を駆動すると、過度の電流が流れて、ディスクモータ２１や駆動回路部２６が破壊される恐れが生じる。
【００４１】
図４は、ディスクモータ２１の起動時に、モータ用電源端子３１に入力される第１の直流電源Ｐ１の電流変化を示す説明図である。同図を参照しつつ、以下に、制限値について説明する。
【００４２】
ディスクモータ２１の回転が起動されるときには、モータ用電源端子３１に流れる電流は、ディスクモータ２１が定常状態で回転するときの電流値ｉ−ｃｏｎよりも充分に大きい電流値ｉ−ｓｔａｒｔとなる。また、ディスクモータ２１の環境が過酷な低温状態となり、回転が不能となったときでは、ディスクモータ２１の駆動を開始したときの電流は、破線６１に示したように、急激な増加を示す。そして、このときの電流値は、ディスクモータ２１の破壊や駆動回路部２６の破壊を招く恐れのある電流値ｉ−ｍａｘ（駆動回路部２６の最大定格電流またはディスクモータ２１の最大定格電流のうちの値の小さい側の最大定格電流）を超える値となる。
【００４３】
以上のことから、制限値については、ディスクモータ２１を起動するときの電流の最大値となる電流値ｉ−ｓｔａｒｔよりは大きいが、ディスクモータ２１や駆動回路部２６の破壊を招く恐れのある電流値ｉ−ｍａｘよりは小さい値であるｉ−ｌｉｍｉｔに設定されている。このため、図５に示したように、モータ用電源端子３１に流れる電流が制限値ｉ−ｌｉｍｉｔに接近すると、モータ用電源端子３１に入力される電圧が急激に低下する（ＦＥＴ１６のゲート電圧がソース電圧に向かって上昇し、ソース・ドレイン間のオン抵抗が増加する）ように制御される。
【００４４】
上記構成からなる実施形態の動作について説明する。
【００４５】
ＦＥＴ１６については、ゲートに印加する電圧を０Ｖ近傍とするときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流が電流値ｉ−ｃｏｎの近傍となる場合、電流検出抵抗Ｒ３による電圧の降下量と、ＦＥＴ１６による電圧の降下量との合計値が約０．２Ｖとなるように、その素子の種類が決定されている。また、降下量制御部１５は、電流検出抵抗Ｒ３に流れる電流が制限値ｉ−ｌｉｍｉｔよりも充分に小さい場合、ＦＥＴ１６のゲートに印加する電圧を０Ｖ近傍とする。
【００４６】
従って、モータ用電源端子３１に流れる電流が、ディスクモータ２１が定常回転を行うときの電流値ｉ−ｃｏｎの近傍となるときでは、モータ用電源端子３１の入力電圧は、第１の直流電源Ｐ１の電圧に対し、約０．２Ｖが低下した電圧となるに過ぎない。このため、ＨＤＤ２の環境温度が−１５度より高く、流体軸受の潤滑剤が液体の状態に保たれている場合では、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を開始すると、ディスクモータ２１は回転を開始し、やがて定常の回転速度に達する。
【００４７】
一方、ＨＤＤ２の環境温度が−１５度以下となっており、この環境下に、動作の停止状態で長時間放置されていたことから、ディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤が固体化し、回転が不能な状態になっていたとする。この状態において、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を開始したときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流は、図４の破線６１に沿った増加を示す。このため、ディスクモータ２１の駆動を開始したときでは、モータ用電源端子３１に流れる電流は、極めて短時間のうちに制限値ｉ−ｌｉｍｉｔまで増加した後、増加を停止する（実線６２により示す）。
【００４８】
制限値ｉ−ｌｉｍｉｔは、既に説明したように、駆動回路部２６の破壊やディスクモータ２１の破壊の恐れのない電流値となっている。従って、ディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤が固体化した状態において、駆動回路部２６がディスクモータ２１の駆動を続けるときでも、駆動回路部２６の破壊やディスクモータ２１の損傷の発生は防止される。
【００４９】
なお、このときでも、信号回路部２４やモータ制御部２５に入力される第２の直流電源Ｐ２の電圧は、規定の電圧である５Ｖとなっているので、信号回路部２４やモータ制御部２５は所定の動作を行うことができる。従って、信号回路部２４やモータ制御部２５からディスクモータ２１を見るときでは、ディスクモータ２１は、回転を開始する直前の状態にあり、すぐにでも回転を開始するものであると見なされ、異常が生じているとは見なされない。また、このときでは、降下量制御部１５は、ディスクモータ２１の回転が不能となっていることを、信号線３５を介して、外部（例えば、ＨＤＤレコーダの制御手段、等）に知らせる。
【００５０】
上記したように、モータ用電源端子３１に流れる電流を制限値ｉ−ｌｉｍｉｔに制限する動作は、ＦＥＴ１６のオン抵抗を増加させ、モータ用電源端子３１に入力される電圧を降下させることでもって行われる。従って、ディスクモータ２１の回転が不能な状態にあるときでは、ＦＥＴ１６において多くの電力が消費されることとなり、ＦＥＴ１６は多量の熱を発生する。
【００５１】
そして、ＦＥＴ１６において発生した多量の熱は、その大部分が、ＦＥＴ１６の放熱面１６１に熱的に接触する筐体２０１の下部面２０２に伝達される。従って、ＦＥＴ１６において発生した熱は、ディスクモータ２１を下方から暖めることとなり、駆動回路部２６が発生する熱や、ディスクモータ２１の駆動コイルが発生する熱と相乗的に作用することで、短時間の内にディスクモータ２１の流体軸受の潤滑剤を液体化する。そして、流体軸受の潤滑剤が液体化したときでは、ディスクモータ２１は回転を開始する。
【００５２】
ディスクモータ２１が回転を開始すると、モータ用電源端子３１に流れる電流は減少し、制限値ｉ−ｌｉｍｉｔより充分に小さい値となる。従って、ＦＥＴ１６のゲート電圧は０Ｖ近傍まで降下され、ＦＥＴ１６のオン抵抗は極めて微小となる。従って、以後では、ＦＥＴ１６における電力の消費量は微少な値に抑制される。また、降下量制御部１５は、ディスクモータ２１が回転状態にあることを、信号線３５によって外部に知らせる。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、電流センサ部については、電圧の降下量を少なくすることができる限りでは、その他の構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るＨＤＤ保護装置の一実施形態の電気的構成を示す説明図である。
【図２】電圧降下用素子（ＰチャンネルＦＥＴ）の取り付け位置を示す説明図である。
【図３】ディスクモータの流体軸受を示す断面図である。
【図４】ディスクモータの起動時に、モータ用電源端子に入力される第１の直流電源Ｐ１の電流変化を示す説明図である。
【図５】モータ用電源端子に入力される電流と電圧との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ＨＤＤ保護装置
２ ハードディスクドライブ
１１ 電流センサ部
１２ 電流制限部
１５ 降下量制御部
１６ ＰチャンネルＦＥＴ（電圧降下用素子）
２１ ディスクモータ
２４ 信号回路部
２６ 駆動回路部
３１ モータ用電源端子
３２ 制御用電源端子
Ｐ１ 第１の直流電源
Ｐ２ 第２の直流電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気ディスクを回転させるディスクモータと、
ディスクモータを駆動する駆動回路部と、
所定の信号処理を行う信号回路部と、
駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、
信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、
モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、
電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備え、
前記制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とし、 電流制限部は、
第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させるＰチャンネルＦＥＴと、
電流センサ部の出力に基づいてＰチャンネルＦＥＴにおける電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、
ＰチャンネルＦＥＴの放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させたことを特徴とするＨＤＤ保護装置。
【請求項２】
磁気ディスクを回転させるディスクモータと、
ディスクモータを駆動する駆動回路部と、
所定の信号処理を行う信号回路部と、
駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、
信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、
モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、
電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備えたことを特徴とするＨＤＤ保護装置。
【請求項３】
前記制限値は、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値であることを特徴とする請求項２に記載のＨＤＤ保護装置。
【請求項４】
電流制限部は、
第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子と、
電流センサ部の出力に基づいて電圧降下用素子における電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、
電圧降下用素子の放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＨＤＤ保護装置。
【請求項１】
磁気ディスクを回転させるディスクモータと、
ディスクモータを駆動する駆動回路部と、
所定の信号処理を行う信号回路部と、
駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、
信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、
モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、
電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備え、
前記制限値を、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値とし、 電流制限部は、
第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させるＰチャンネルＦＥＴと、
電流センサ部の出力に基づいてＰチャンネルＦＥＴにおける電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、
ＰチャンネルＦＥＴの放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させたことを特徴とするＨＤＤ保護装置。
【請求項２】
磁気ディスクを回転させるディスクモータと、
ディスクモータを駆動する駆動回路部と、
所定の信号処理を行う信号回路部と、
駆動回路部に供給される第１の直流電源が入力されるモータ用電源端子と、
信号回路部に供給される第２の直流電源が入力される制御用電源端子とを備えたハードディスクドライブに用いるＨＤＤ保護装置であって、
モータ用電源端子に流れる電流値を検出する電流センサ部と、
電流センサ部によって検出された電流値が制限値に接近するときには、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させることによって、モータ用電源端子に流れる電流を制限値以内に抑制する電流制限部とを備えたことを特徴とするＨＤＤ保護装置。
【請求項３】
前記制限値は、ディスクモータの回転が起動されるときにモータ用電源端子に流れる電流の最大値より大きく、ハードディスクドライブの破壊を招く電流値より小さい値であることを特徴とする請求項２に記載のＨＤＤ保護装置。
【請求項４】
電流制限部は、
第１の直流電源の経路に挿入され、モータ用電源端子に入力される電圧を降下させる電圧降下用素子と、
電流センサ部の出力に基づいて電圧降下用素子における電圧降下量を制御する降下量制御部とを備え、
電圧降下用素子の放熱面をハードディスクドライブの筐体の下部面であって、ディスクモータの下方となる位置に熱的に接触させたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＨＤＤ保護装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２６５５８０（Ｐ２００７−２６５５８０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９２６４８（Ｐ２００６−９２６４８）
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３０日（２００６．３．３０）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
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