JP2015064322A - ハードディスク装置異常検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ハードディスクの異常を検知してハードディスクに記憶したデータの喪失を未然に防止することができ且つバックアップ頻度の低減を図ることができるハードディスク装置異常検知システムを提供する。【解決手段】 本発明のハードディスク装置異常検知システムＡは、ハードディスク13を内蔵したハードディスク装置１と、このハードディスク装置１の筐体11に一体的に設けられて上記ハードディスク装置１にて発生する振動を検知する圧電センサ２と、上記振動によって上記圧電センサ２で発生した電位を電気信号として受信し、予め設定された振動の基準波形Ｂと上記電気信号に基づいて得られた振動の測定波形Ｃとを比較し、上記測定波形Ｃ中に上記基準波形Ｂと乖離した波形が存在した場合に異常を報告する異常検知部６とを備えていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、ハードディスク装置異常検知システムに関する。

現在、パソコンが企業及び家庭において広く浸透している。パソコンのデータは、通常、ハードディスクに保存されている。ハードディスク装置は、特許文献１に示したように、ハードディスクが内蔵されており、ハードディスクを高速回転させながら磁気ヘッドを用いてハードディスクにデータを書き込み又は読み出している。

一方、ハードディスク装置は、例えば、ハードディスクの回転軸芯がずれ、又は、磁気ヘッドを支持しているヘッドアームが正確に駆動しないと、ハードディスクへのデータの書き込み又は読み出しが突然できなくなることがあり、ハードディスク装置に保存しているデータを保護すること目的として他のハードディスク装置などの記憶装置にバックアップをとることが行われている。

ハードディスク装置に記憶したデータのバックアップは、重要なデータであるほど時間間隔を短くして行われることが推奨されるものの、バックアップ頻度を多くすればするほど手間やコストがかかるといった問題点を有している。

特開平５−６２４０２号公報

本発明は、ハードディスクの異常を検知してハードディスクに記憶したデータの喪失を未然に防止することができ且つバックアップ頻度の低減を図ることができるハードディスク装置異常検知システムを提供する。

本発明のハードディスク異常知検知システムは、ハードディスクを内蔵したハードディスク装置と、このハードディスク装置の筐体に固定されて上記ハードディスク装置にて発生する振動を検知する圧電センサと、上記振動によって上記圧電センサで発生した電位を電気信号として受信し、予め設定された振動の基準波形と上記電気信号に基づいて得られた振動の測定波形とを比較し、上記測定波形中に上記基準波形と乖離した波形が存在した場合に異常を報告する異常検知部とを備えていることを特徴とする。

上記ハードディスク装置異常検知システムにおいて、振動の基準波形は、ハードディスク、スピンドルモータ又は磁気ヘッドを支持しているヘッドアームに起因して発生する振動に基づいて定められていることを特徴とする。

本発明のハードディスク装置異常検知システムは、上述のように、ハードディスク装置にて発生する振動を圧電センサで測定し、圧電センサから受信した電気信号に基づいて得られた振動の測定波形中に異常波形を検出したときに異常検知部がハードディスク装置の異常を報告するように構成しているので、ハードディスク装置に異常が発生しはじめた初期段階において、ハードディスク装置のハードディスク内に記憶させているデータを別の記憶手段に移行し又はハードディスク装置の修理を行うなどの予防措置を円滑に行うことができ、ハードディスク内に記憶したデータの喪失を未然に防止することができる。

又、本発明のハードディスク装置異常検知システムによれば、ハードディスク装置の異常が発生し始めた初期段階においてハードディスクに記憶させたデータのバックアップを行えばよいことから、バックアップの頻度を抑えることができ、バックアップに要するコスト及び人件費を抑制することができる。

ハードディスク装置の内部構造を示した断面図である。 測定波形中の不規則な波形の一例を示した図である。 測定波形の基線が基準波形の基線に比して上昇している一例を示した図である。 圧電センサの一例を示した模式断面図である。 本発明のハードディスク装置異常検知システムの機能構成を示した図である。 本発明のハードディスク装置異常検知システムのハードウエア構成を示した図である。

本発明のハードディスク装置異常検知システムの一例を図面を参照しながら説明する。本発明のハードディスク装置異常検知システムＡは、ハードディスク装置１と、このハードディスク装置１に一体的に設けられた圧電センサ２と、異常検知部６とを備えている。

ハードディスク装置異常検知システムＡを構成しているハードディスク装置１としては、パソコンに内蔵させて用いられる内蔵型ハードディスク装置、パソコンに外付けして用いられる外付け型ハードディスク装置、サーバー用ハードディスク装置などの公知のハードディスク装置を用いることできる。

ハードディスク装置１は、例えば、図１に示したように、密閉された筐体11内には、スピンドル12と、このスピンドルに外嵌されたハードディスク13と、上記スピンドル12を駆動するスピンドルモータ（図示せず）と、磁気ヘッド14をヘッドアーム15を介して支持する揺動体16とを有している。

スピンドルモータを駆動させてスピンドル12を回転させることによって該スピンドル12に外嵌されたハードディスク13を回転させながら、揺動体16を図示しない駆動源によって支点軸16aを中心に回動させることによってヘッドアーム15を介して磁気ヘッド14をハードディスク13上において移動させ、磁気ヘッド14によってハードディスク13にデータの書き込み又は読み出しを行っている。従って、ハードディスク装置１の駆動中には、ハードディスク装置１を構成している構成部材の駆動に伴う振動が発生する。

ハードディスク装置１の構成部材が正常に作動している場合、各構成部材の駆動に伴う振動は、Ｓｉｎカーブなどに類似した周期的な変動を繰り返す波形を示す。一方、ハードディスク装置１の構成部材に異常が発生している場合には、例えば、（１）図２に示したように、各構成部材の駆動に伴う周期的な変動を繰り返す振動の測定波形Ｃ中に、突発的に特異な振動の波形C1が発生し、又は、（２）図３に示したように、測定波形Ｃの基線C2が基準波形Ｂの基線B2に比して上昇し又は下降するという現象が生じ、振動の測定波形中に異常波形が発現する。なお、波形Ｂ、Ｃの基線B2、C2とは、波形が下降した後に上昇する部分における最も低い位置B21同士又はC21同士を結ぶ近似直線をいう。

本発明のハードディスク装置異常検知システムＡは、ハードディスク装置１の構成部材に異常が発生している場合、各構成部材から発生する振動に、上述のような予め設定された振動の基準波形Ｂと乖離した測定波形が存在することに着目し、このような基準波形Ｂから乖離した測定波形を検出し、ハードディスク装置の異常が発生したことを検出するものである。

本発明のハードディスク装置異常検知システムＡは、ハードディスク装置１の筐体11に一体的に固定された圧電センサ２を有している。圧電センサ２は、圧電シート21を有している。

圧電シート21としては、外力が加えられることによって電荷を発生させることができるシートであれば、特に限定されず、例えば、合成樹脂シート（合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート）に分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料を樹脂に分散させた無機系シートに分極を付与した圧電シート、無機系圧電材料を含む無機系シートに分極を付与した圧電シートが挙げられ、感度が高く、厚み方向の変形で電荷を発生しやすいことから、合成樹脂シート（合成樹脂発泡シート又は合成樹脂非発泡シート）に分極を付与した圧電シートが好ましく、合成樹脂発泡シートに分極を付与した圧電シートがより好ましい。

合成樹脂シートを構成する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリ乳酸、液晶樹脂などが挙げられる。無機系シートを構成する無機材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、リチウムテトラボレート、Ｂａ₂ＮａＮｂ₅Ｏ₅，Ｐｂ₂ＫＮｂ₅Ｏ₁₅などが挙げられる。

合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法としては、特に限定されず、例えば、（１）合成樹脂シート又は無機系シートを一対の平板電極で挟持し、帯電させたい表面に接触させている平板電極を高圧直流電源に接続すると共に他方の平板電極をアースし、合成樹脂シート又は無機系シートに直流又はパルス状の高電圧を印加して合成樹脂又は無機材料に電荷を注入して合成樹脂シート又は無機系シートに分極を付与する方法、（２）電子線、Ｘ線などの電離性放射線や紫外線を合成樹脂シート又は無機系シートの表面に照射して、合成樹脂シート又は無機系シートの近傍部の空気分子をイオン化することによって合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法、（３）合成樹脂シート又は無機系シートの一面に、アースされた平板電極を密着状態に重ね合わせ、合成樹脂シート又は無機系シートの他面側に所定間隔を存して直流の高圧電源に電気的に接続された針状電極又はワイヤー電極を配設し、針状電極の先端又はワイヤー電極の表面近傍への電界集中によりコロナ放電を発生させ、空気分子をイオン化させて、針状電極又はワイヤー電極の極性により発生した空気イオンを反発させて合成樹脂又は無機系シートに分極を付与する方法などが挙げられる。

圧電シート21は、外力が加わると、シートに注入されて見かけ上、分極した状態でためられた正電荷と負電荷とが相対変位を生じ、この相対変位に伴って良好な電気応答を生じ、該電気応答を測定することにより、ハードディスク装置で発生した振動を検知することができる。

図４に示したように、圧電センサ２は、圧電シート21と、この圧電シート21の一面に積層一体化されたシグナル電極22と、上記圧電シート21の他面に積層一体化された第一グランド電極23と、上記シグナル電極22上に第一電気絶縁シート３を介して積層一体化された第二グランド電極24とを有している。

圧電シート21の両面にはその全面を被覆するように固定剤層（図示せず）を介して第一、第二電気絶縁シート３、４が積層一体化されており、第一電気絶縁シート３上には更に固定剤層（図示せず）を介して第三電気絶縁シート５が積層一体化されている。なお、第一〜第三電気絶縁シート３〜５は、電気絶縁性を有しておれば、特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートシートが好ましい。

固定剤層を構成している固定剤は、反応系・溶剤系・水系・ホットメルト系の接着剤又は粘着剤から構成されており、圧電シート21の感度を維持する観点から、誘電率の低い固定剤が好ましい。

第一電気絶縁シート３における圧電シート21に対向する面31には所定の面積を有するシグナル電極22が一体的に形成され、第二電気絶縁シート４における圧電シート21に対向する面41の全面には第一グランド電極23が一体的に形成され、第三電気絶縁シート５における圧電シート21に対向する面51の全面には第二グランド電極24が一体的に形成されている。従って、圧電シート21の一面にシグナル電極22が固定剤層を介して積層一体化されていると共に、圧電シート21の他面に固定剤層を介して第一グランド電極23が積層一体化されており、更に、シグナル電極22上に、電気絶縁シート３及び固定剤層を介して第二グランド電極24が積層一体化されている。なお、第二グランド電極24は、シグナル電極22が外部の電磁波の影響を受けることを防止するために設けられている。

電気絶縁シート上に電極（グランド電極及びシグナル電極）を形成する方法としては、例えば、（１）電気絶縁シート上に、バインダー中に導電性微粒子を含有させてなる導電ペーストを塗布、乾燥させる方法、（２）電気絶縁シート上に蒸着によって電極を形成する方法、（３）電気絶縁シート上に、銅シートなどの金属シートを積層一体化する方法などが挙げられる。

ハードディスク装置異常検知システムＡは、機能的には、図５に示したように、ハードディスク装置１と、圧電センサ２と、異常検知部６とを有している。又、ハードディスク装置異常検知システムＡは、物理的には、図６に示したように、ハードディスク装置１と、圧電センサ２と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)71と、ＲＯＭ(Read Only Memory)72と、ＲＡＭ(Random Access Memory)73と、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの補助記憶装置74と、測定モジュール75と、ディスプレイやプリンタなどの出力モジュール76とを有している。

図５において説明したハードディスク装置異常検知システムＡは、図６に示したＣＰＵ71やＲＡＭ73上に所定のプログラムを読み込ませることにより、ＣＰＵ71の制御のもとで測定モジュール75及び出力モジュール76を作動させると共に、ＲＡＭ73や補助記憶装置74におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。

ハードディスク装置異常検知システムＡの異常検知部６は、ＣＰＵ71を備えたものであってＲＯＭ72などに記憶されているプログラムを実行することで所定の機能を発揮する。

圧電センサ２のシグナル電極22及び第一グランド電極23は測定モジュール75に導電線を介して電気的に接続されている。なお、第一グランド電極23と測定モジュール75とを接続している導電線は途中で二つに分岐されており、一方の分岐線を測定モジュール75に、他方の分岐線においてアースをとることによって第一グランド電極23を基準電位とし、シグナル電極22の電位を測定モジュール75によって測定し、シグナル電極22の電位の変化を電気信号として測定可能に構成されている。

ハードディスク装置異常検知システムＡの動作について説明する。ハードディスク装置１が駆動すると、ハードディスク装置１の筐体11に一体的に固定された圧電センサ２は、ハードディスク装置１の各構成部材が駆動する際に生じる振動によって圧電シート21に圧縮応力が加えられ、圧電シート21においてハードディスク装置１の各構成部材の振動に伴う電位が発生する。

ハードディスク装置１の駆動中に圧電シート21にて発生した全ての電位は測定モジュール75によって測定され、測定モジュール75にて測定された電位は電気信号として異常検知部６に全て送信され、異常検知部６は、圧電シート21から受けた電気信号に基づいて振動の測定波形を算出する。一方、異常検知部６には、ハードディスク装置１の各構成部材が正常に作動しているときに生じる振動の基準波形が予め記憶されており、異常検知部６は、測定波形Ｃと基準波形Ｂとを常時、比較している。

異常検知部６は、測定波形Ｃ中に周期的ではない不規則な波形を検知した場合には、ハードディスク装置１に異常が発生したことを出力モジュール76に出力する。不規則な波形であるか否かは、例えば、基準波形Ｂの電位と、測定波形Ｃの電位との差に閾値を予め設定しておき、基準波形Ｂの電位と測定波形Ｃの電位との差が上記閾値を超えた場合に、測定波形Ｃの波形を不規則な波形であると判断すればよい。

なお、測定波形Ｃ中に周期的ではない不規則な波形を検知した場合の全てのケースにおいて、ハードディスク装置１に異常が発生したことを出力モジュール76に出力するようにしてもよいが、所定時間内に所定回数以上の不規則な波形を検知した場合にのみ、異常検知部６は、ハードディスク装置１に異常が発生したことを出力モジュール76に出力するようにしてもよい。

又、異常検知部６は、測定波形Ｃの基線C2が基準波形Ｂの基線B2に比して上昇し又は下降するという現象を検知した場合にも、ハードディスク装置１に異常が発生したことを出力モジュール76に出力する。測定波形Ｃの基線C2が基準波形Ｂの基線B2に比して上昇し又は下降したか否かは、例えば、測定波形Ｃの基線C2の電位と、基準波形Ｂの基線B2の電位との差に予め閾値を設定しておき、測定波形Ｃの基線C2の電位と、基準波形Ｂの基線B2の電位との差が上記閾値を超えた場合に、測定波形Ｃの基線C2が基準波形Ｂの基線B2に比して上昇し又は下降したと判断すればよい。

本発明のハードディスク装置異常検知システムＡによれば、ハードディスク装置１の各構成部材の動作に異常が発生したときに生じる振動の変化を圧電センサ２にて発生した電位に基づいて異常検知部６が常時、観察しており、ハードディスク装置１の不具合を初期段階において精度良く検知することができ、ハードディスク13に記憶したデータの損傷前に他の記憶手段などにデータを移行させることができると共に、ハードディスク装置が正常な状態においてもハードディスク13に記憶したデータのバックアップの回数を必要最小限として低減させることができ、データのバックアップに要する手間やコストの低減を図ることができる。

１ ハードディスク装置
11 筐体
12 スピンドル
13 ハードディスク
14 磁気ヘッド
15 ヘッドアーム
16 揺動体
２ 圧電センサ
21 圧電シート
22 シグナル電極
23 第一グランド電極
24 第二グランド電極
６ 異常検知部
Ａ ハードディスク装置異常検知システム
Ｂ 基準波形
Ｃ 測定波形

Claims (3)

1. ハードディスクを内蔵したハードディスク装置と、このハードディスク装置の筐体に固定されて上記ハードディスク装置にて発生する振動を検知する圧電センサと、上記振動によって上記圧電センサで発生した電位を電気信号として受信し、予め設定された振動の基準波形と上記電気信号に基づいて得られた振動の測定波形とを比較し、上記測定波形中に上記基準波形と乖離した波形が存在した場合に異常を報告する異常検知部とを備えていることを特徴とするハードディスク装置異常検知システム。
2. 振動の基準波形は、ハードディスク、スピンドルモータ又は磁気ヘッドを支持しているヘッドアームに起因して発生する振動に基づいて定められていることを特徴とする請求項１に記載のハードディスク装置異常検知システム。
3. 圧電センサは、圧電シートと、上記圧電シートの一面に積層一体化されたシグナル電極と、上記圧電シートの他面に積層一体化された第一グランド電極とを有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハードディスク装置異常検知システム。

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