JP2006115688A

JP2006115688A - スピンドルモータの正常回転速度駆動方法及びスピンドルモータの正常回転速度駆動装置

Info

Publication number: JP2006115688A
Application number: JP2005298299A
Authority: JP
Inventors: Young Son; 榮孫; Cheol-Soon Kim; ▲徹▼ 淳金; Joo-Young Kwak; 朱泳郭
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-04-27
Also published as: CN1761146A; KR20060032803A; KR100674915B1; US20060077586A1; CN100350733C

Abstract

【課題】温度または流体の粘度を測定するためのセンサを備えていなくてもスピンドルモータの回転速度を正常回転速度まで上げるための流体動圧ベアリングへの加熱を制御できるスピンドルモータの正常回転速度駆動装置を提供する。
【解決手段】スピンドルモータの回転速度を検出する回転速度検出部と、検出された回転速度が前記正常回転速度以上であるかを調べる回転速度比較部２００と、回転速度比較部２００の判断結果に応答して、流体動圧ベアリングを加熱するヒーティング部２２０と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、流体動圧ベアリングを備えるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に係り、より詳細には、流体動圧ベアリングを加熱してＨＤＤのスピンドルモータの回転速度を正常回転速度まで上げるためのスピンドルモータの正常回転速度駆動方法及びスピンドルモータの正常回転速度駆動装置に関する。

一般的に、コンピュータの補助記憶装置として使われるＨＤＤは、回転されるディスクの表面上に磁気ヘッドを回動させつつ、そのディスクに情報を記録し、また記録された情報を再生する装置である。

ＨＤＤのような高容量及び高速回転が要求される機器では、低騷音とＮＲＲＯ（Ｎｏｎ−ＲｅｐｅａｔｅｂｌｅＲｕｎｏｕｔ）を達成するためにボールベアリングよりは駆動摩擦の少ない流体動圧ベアリング（ｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｂｅａｒｉｎｇ）が適用されるスピンドルモータを使用している。流体動圧ベアリングは、基本的に回転体と固定体との間に薄い流膜を形成して、回転時に発生する圧力によって回転体を支持し、回転体と固定体とを非接触状態にして摩擦負荷を低減させる。

このような流体動圧ベアリングが適用されるＨＤＤは、周辺温度が常温（約１５℃ないし４０℃の範囲）である場合には、特に問題点は発生しないが、周辺温度が低温（約５℃以下）である場合には、流体の粘度が高くなることによって、スピンドルモータの回転速度が所定時間内に正常回転速度に達することができないという問題点がある。このような問題点を解決するために、ＨＤＤの流体動圧ベアリングに熱を加えて流体の粘度を低くすることによって、スピンドルモータの回転速度を上げる方式が採用されている。

しかし、このような方式では、周辺環境の温度を測定するための温度センサまたは流体の粘度を測定するための粘度センサが必要となり、このような温度センサまたは粘度センサを通じて感知された結果を利用して、ＨＤＤの流体動圧ベアリングを加熱するので、ＨＤＤの流体動圧ベアリングを加熱するためには、温度センサまたは粘度センサを用いなければならないという問題がある。このような温度センサまたは粘度センサを用いることによって、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の製作コストが上昇するという問題点がある。

本発明が解決しようとする技術的課題は、温度または流体の粘度を測定するためのセンサを備えていなくてもスピンドルモータの回転速度を正常回転速度まで上げるためのＨＤＤの流体動圧ベアリングへの加熱を制御できるスピンドルモータの正常回転速度駆動方法を提供するところにある。

本発明が解決しようとする他の技術的課題は、温度または流体の粘度を測定するためのセンサを備えていなくてもスピンドルモータの回転速度を正常回転速度まで上げるためのＨＤＤの流体動圧ベアリングへの加熱を制御できるスピンドルモータの正常回転速度駆動装置を提供するところにある。

前記課題を達成するための本発明に係る流体動圧ベアリングを備えたスピンドルモータの正常回転速度駆動方法は、スピンドルモータの回転速度を検出するステップ、及び検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで、流体動圧ベアリングを加熱するステップを備えることを特徴とする。

前記他の課題を達成するための本発明に係る流体動圧ベアリングを備えたスピンドルモータの正常回転速度駆動装置は、スピンドルモータの回転速度を検出する回転速度検出部、及び検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで、流体動圧ベアリングへの加熱を制御するヒーティング制御部を備えることを特徴とする。

本発明によるスピンドルモータの正常回転速度駆動方法及びスピンドルモータの正常回転速度駆動装置は、スピンドルモータの回転速度を検出することによって、温度または流体の粘度を測定するためのセンサを備えていなくても、スピンドルモータの回転速度を正常回転速度まで上げるためのＨＤＤへの加熱を制御できる。

以下、本発明に係る流体動圧ベアリングを備えたハードディスクドライブ（ＨＤＤ）のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法を添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係るスピンドルモータの正常回転速度駆動方法を説明するためのフローチャートである。

まず、スピンドルモータの回転速度を検出する（ステップＳ１０）。
スピンドルモータの回転速度はスピンドルモータの駆動のためにコイルに供給される駆動電流を感知して検出できる。

また、スピンドルモータの回転速度は、前述した駆動電流により発生する逆起電力（ＢａｃｋＥＭＦ）を感知して検出することもできる。駆動電流を印加すれば、電磁気力の発生によってスピンドルモータは回転し、このとき、コイルにはスピンドルモータの永久磁石の回転による逆起電力が発生し、この逆起電力は、駆動電流に抵抗として作用する。逆起電力は、スピンドルモータの電磁気的特性に影響を受け、速度に比例して大きくなる性質を有する。

また、スピンドルモータの駆動電流の位相を測定してスピンドルモータの単位回転当り発生するクロックパルス（ＣｌｏｃｋＰｕｌｓｅ）をカウントすることによって、スピンドルモータの回転速度を検出できる。スピンドルモータの単位回転当りのクロックパルスのカウント数が減少するということは、スピンドルモータの回転速度が速まるということを意味する。

ステップＳ１０の後、検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで流体動圧ベアリングを加熱する（ステップＳ１２）。正常回転速度とは、ＨＤＤが正常な機能を行うために要求されるスピンドルモータの回転速度をいう。

図２は、図１に示したステップＳ１２の一例を示すフローチャートである。
検出された回転速度が正常回転速度以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。

検出された回転速度が所定時間内に所定回転速度以上であれば（ステップＳ３０で「はい」）、正常回転速度以上であると判断する。
検出された回転速度が所定時間内に所定回転速度以上でなければ（ステップＳ３０で「いいえ」）、流体動圧ベアリングを加熱し（ステップＳ３２）、ステップＳ１０に戻ってスピンドルモータの回転速度を検出する。

図３は、経時的なスピンドルモータの回転速度の変化を示すグラフの一例を示す図面である。
図３から分かるように、スピンドルモータの正常回転速度が４２００［ｒｐｍ］以上である場合、図３で（ａ）のときには、相当な時間が経過しても、正常回転速度には到達できないので、ＨＤＤが正常な動作を行えない。

図３で（ｂ）の場合には、相当な時間Ｔ₁が経過して初めて、回転速度が安定して正常回転速度になることを表すグラフである。相当な時間Ｔ₁が経過した後はじめてスピンドルモータの回転速度が安定して正常回転速度以上となるので、ＨＤＤの迅速な動作実行を期待し難い。

図３の（ａ）のように、スピンドルモータの回転速度が正常回転速度に達せず、また、（ｂ）のようにスピンドルモータの回転速度が正常回転速度に達するのに時間がかかるのは、流体動圧ベアリングが適用されるＨＤＤの周辺温度が低いため流体の粘度が高くなり回転速度が低下するからである。

図３で（ｃ）の場合は、所定時間Ｔ₂が経過した後にスピンドルモータが正常回転速度に到達する場合を表すグラフである。ＨＤＤの動作のために許容可能な最短時間としての所定時間Ｔ₂以内にスピンドルモータが正常回転速度に到達することによって、ＨＤＤの迅速な動作実行が可能になる。つまり、図３の（ｃ）から分かるように、ＨＤＤが正常な動作を行うためには、スピンドルモータの回転速度が所定時間以内に正常回転速度以上に達していなければならない。

もし、図３の（ａ）のように、スピンドルモータの回転速度が正常回転速度に到達できないか、あるいは、図３の（ｂ）のように、相当な時間が経過した後に正常回転速度に到達する場合には、流体動圧ベアリングに熱を加えて流体の粘度を低める必要がある。

図３から分かるように、経時的な回転速度の変化が図３の（ａ）または（ｂ）のように、図３の（ｃ）の経時的な回転速度の変化の傾度より小さければ、検出された回転速度が正常回転速度ではないと判断する。一方、経時的な回転速度の変化の傾度が、図３の（ｃ）の経時的な回転速度の変化の傾度より大きければ、検出された回転速度が正常回転速度であると判断する。

もし、検出された回転速度が正常回転速度以上でなければ（ステップＳ３０で「いいえ」）、流体動圧ベアリングを加熱し（ステップＳ３２）、前述したステップＳ１０に戻る。図３の（ａ）または（ｂ）のように、検出された回転速度が正常回転速度ではないと判断されれば、ＨＤＤの流体動圧ベアリングの流体の粘度を低めるために流体動圧ベアリングを加熱する。流体動圧ベアリングを加熱した後、ステップＳ１０に戻り、スピンドルモータの回転速度が正常回転速度となるまで、ステップＳ１０、Ｓ３０、Ｓ３２を繰り返す。

以下、本発明によるスピンドルモータの正常回転速度駆動装置を添付した図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態に係るスピンドルモータの正常回転速度駆動装置を説明するためのブロック図である。本実施形態に係るスピンドルモータは、回転速度検出部１００及びヒーティング制御部１２０を備える。

回転速度検出部１００は、スピンドルモータの回転速度を検出し、検出した結果をヒーティング制御部１２０に出力する。
回転速度検出部１００は、スピンドルモータの駆動のためにコイルに供給される駆動電流を感知してスピンドルモータの回転速度を検出できる。

また、回転速度検出部１００は、駆動電流により発生する逆起電力（ＢａｃｋＥＭＦ）を感知してスピンドルモータの回転速度を検出することもできる。逆起電力は、スピンドルモータの電磁気的特性に影響を受け、速度に比例して大きくなる性質を有する。

また、回転速度検出部１００は、スピンドルモータの駆動電流の位相を測定してスピンドルモータの単位回転当り発生するクロックパルスをカウントすることによって、スピンドルモータの回転速度を検出できる。回転速度検出部１００は、スピンドルモータの単位回転当りクロックパルスのカウント数が減少することを確認し、スピンドルモータの回転速度が増加していることを検出できる。

ヒーティング制御部１２０は、検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで流体動圧ベアリングへの加熱を制御する。

図５は、図４に示したヒーティング制御部を説明するための一例のブロック図である。ヒーティング制御部１２０は、回転速度比較部２００及びヒーティング部２２０を備える。
回転速度比較部２００は、検出された回転速度が正常回転速度以上であるか否かを判定し、判定した結果をヒーティング部２２０に出力する。回転速度比較部２００は、検出された回転速度が所定時間内に所定回転速度以上であれば、正常回転速度以上であると判断する。

図３から分かるように、経時的な回転速度の変化の傾度が図３の（ａ）または（ｂ）のように図３の（ｃ）の経時的な回転速度の変化の傾度より小さければ、回転速度比較部２００は検出された回転速度が正常回転速度ではないと判断する。一方、経時的な回転速度の変化の傾度が図３の（ｃ）の経時的な回転速度の変化の傾度より大きければ、回転速度比較部２００は検出された回転速度が正常回転速度であると判断する。

ヒーティング部２２０は、回転速度比較部２００によりスピンドルモータの回転速度が正常回転速度でないと判断された場合には、スピンドルモータの流体動圧ベアリングを加熱する。
図３の（ａ）または（ｂ）のように検出された回転速度が正常回転速度ではないと回転速度比較部２００により判断されれば、ヒーティング部２２０は、流体動圧ベアリングの流体の粘度を低くするために流体動圧ベアリングを加熱する。

このような本発明のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法及びスピンドルモータの正常回転速度駆動装置の理解を助けるために図面を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれより多様な変形及び均等な他の実施形態の実施が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により決まるべきである。

本発明は、ハードディスクドライブのスピンドルモータの正常回転速度駆動方法及び正常回転速度駆動装置に関連した技術分野に好適に適用できる。

本実施形態に係るスピンドルモータの正常回転速度駆動方法を説明するためのフローチャートである。図１に示したステップＳ１２の一例を示すフローチャートである。経時的なスピンドルモータの回転速度の変化を示すグラフの一例を示す図面である。本実施形態に係るスピンドルモータの正常回転速度駆動装置を説明するためのブロック図である。図４に示したヒーティング制御部を説明するための一例のブロック図である。

符号の説明

１００回転速度検出部
１２０ヒーティング制御部
２００回転速度比較部
２２０ヒーティング部

Claims

流体動圧ベアリングを備えたスピンドルモータの正常回転速度駆動方法において、
（１）前記スピンドルモータの回転速度を検出するステップと、
（２）前記検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで、前記流体動圧ベアリングを加熱するステップと、
を含むことを特徴とするスピンドルモータの正常回転速度駆動方法。
前記（１）ステップは、
前記スピンドルモータの回転速度を、前記スピンドルモータの駆動のために供給する駆動電流及び前記駆動電流の逆起電力のうち、何れか１つから検出することを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法。
前記（１）ステップは、
前記スピンドルモータの回転速度を、前記スピンドルモータの回転によるクロックパルスをカウントして検出することを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法。
前記（２）ステップは、
（ｂ１）前記検出された回転速度が前記正常回転速度以上であるか否かを判定するステップと、
（ｂ２）前記検出された回転速度が前記正常回転速度以上でなければ、前記流体動圧ベアリングを加熱し、前記（１）ステップに戻るステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法。
前記（ｂ１）ステップは、
前記検出された回転速度が所定時間内に所定回転速度以上であれば、
前記正常回転速度以上であると判断することを特徴とする請求項４に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動方法。
流体動圧ベアリングを備えたスピンドルモータの正常回転速度駆動装置であって、
前記スピンドルモータの回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記検出された回転速度が正常回転速度に到達するまで、前記流体動圧ベアリングへの加熱を制御するヒーティング制御部と、
を備えることを特徴とするスピンドルモータの正常回転速度駆動装置。
前記回転速度検出部は、
前記スピンドルモータの前記回転速度を前記スピンドルモータの駆動のために供給する駆動電流及び前記駆動電流の逆起電力のうち、何れか１つから検出することを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動装置。
前記回転速度検出部は、
前記スピンドルモータの前記回転速度を前記スピンドルモータの回転によるクロックパルスをカウントして検出することを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動装置。
前記ヒーティング制御部は、
前記検出された回転速度が前記正常回転速度以上であるか否かを判定する回転速度比較部と、
前記回転速度比較部の判断結果に応答して、前記流体動圧ベアリングを加熱するヒーティング部と、
を備えることを特徴とする請求項６に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動装置。
前記回転速度比較部は、
前記検出された回転速度が、所定時間内に所定回転速度以上であれば、前記正常回転速度以上であると判断することを特徴とする請求項９に記載のスピンドルモータの正常回転速度駆動装置。