JPH0831238B2 - 電力遮断時におけるディスク駆動機構の制御装置 - Google Patents

電力遮断時におけるディスク駆動機構の制御装置

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JPH0831238B2
JPH0831238B2 JP63122236A JP12223688A JPH0831238B2 JP H0831238 B2 JPH0831238 B2 JP H0831238B2 JP 63122236 A JP63122236 A JP 63122236A JP 12223688 A JP12223688 A JP 12223688A JP H0831238 B2 JPH0831238 B2 JP H0831238B2
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チヤールズ・クリスチヤン・ハンソン
ミツチエル・ジヨセフ・ロズ
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インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、電力遮断時にヘッドを引っ込め、ディスク
駆動機構のモータを制動させる方法と装置に関する。具
体的には、本発明は、それらのプロセスを同時に効率よ
く低コストで実行する。
B.従来技術 停電または電力中断時に、ディスク駆動機構は、２つ
の基本機能を実行しなければならない。第１の基本機能
は、ディスク駆動機構のヘッドを、ディスク・パック中
のヘッド着地領域として指定された領域内へ引っ込める
ことである。これは、ヘッドがデータ領域に着地してデ
ータを破壊するのを防ぐためである。ヘッドがヘッド着
地領域に入ると、ヘッドは、ヘッド・ストップによって
強制的に保持され、まだ回転しているディスクによって
生じる力とアクチュエータ・ケーブルからの機械的バイ
アスによって、データ領域に戻ることはない。ヘッド
は、ラッチによって定位置に固定されるのに十分な時間
の間、ヘッド・ストップによって保持されなければなら
ない。したがって、電力遮断時には、その前にヘッドが
どこにあろうと、安全な固定位置にヘッドを移動するた
めの十分な電力をヘッド引込み回路に供給しなければな
らない。考えておかなければならない最悪の状況は、ヘ
ッドがディスクの外縁部付近にあり、急速に外側に加速
している場合である。ヘッドの方向を逆転させ、安全な
固定位置までひとりでに後退させるには、多くの電力が
必要である。
電力遮断の際に、実行しなければならない第２の機能
は、スピンドル・モータを停止させることである。これ
は、ヘッドが定位置で固定された後、媒体と接触しなが
ら引きずられるときの、ヘッドの摩耗サイクルを減少さ
せるためである。
C.発明が解決しようとする問題点 以前の設計では、ヘッドを引っ込めるための電力を供
給するのに、ブラシレス直流スピンドル・モータの分離
専用発電機巻線または大型専用コンデンサを使用してい
る。発電機巻線には、上記の最悪の状況を確実に解消す
るのに必要な引込み用の電力を数秒間発生するという利
点がある。分離発電機巻線を使用するのは、余分のスペ
ースと出力線とコストが要るという欠点がある。ディス
ク駆動機構が小型になり、安価になるにつれて、これら
の欠点が目立ってくる。
必要な機能を確実に実行するには、大型コンデンサが
必要なので、コンデンサ蓄電器も欠点がある。大型の専
用コンデンサは、ディスク駆動機構のコストと必要スペ
ースが増し、実際問題として、短時間しか引込み用電力
を供給できない。
スピンドル・モータの制動には、これまでの設計は、
リレーを使って、ブラシレス直流モータの巻線を短絡さ
せ、モータを逆起電力で制動している。リレーを使う
と、高くつき信頼性が低い。
上記の問題を解決する従来の一つの方法は、電力遮断
後、モータを惰性で進行させ、すべての巻線からの起電
力を使ってヘッドを引っ込ませ、次いで、ヘッドが定位
置にあることを確認するのに十分長い遅延の後、FETド
ライバ回路でモータの巻線をすべて短絡させて、モータ
を逆起電力によって制動（周知の回生制動）することで
あった。この方法を実行するには複雑で高価な回路が必
要であった。引っ込め動作および制動動作の両方にすべ
ての巻線を使用するには、遅延回路が必要になり、余計
な回路構成と両方の動作を完了するための時間が必要に
なるので、高くつく。
D.問題点を解決するための手段 本発明の主目的は、ヘッド組立体を引っ込め、スピン
ドル・モータを制動するための、上記の欠点を解消する
改良されたディスク駆動機構の制御装置を提供すること
にある。
本発明の他の目的は、電力遮断の指示があると同時
に、効率的かつ確実にヘッド組立体を引っ込め、スピン
ドル・モータを制動することにある。
以上および他の目的は、本明細書に開示する回路によ
って実現される。通常、電力投入時にディスクを回転さ
せるのに使用される多相スピンドル・モータの１相を使
って、電力遮断時にコンデンサ蓄電回路に電力を供給す
る。コンデンサ蓄電回路は、ヘッドを引っ込める引込み
回路に電力を供給する。発電効果とコンデンサ蓄電回路
があいまって、電力遮断前のヘッドのバイアスがどうで
あろうと、確実にヘッドを引っ込めて固定するのに十分
な時間の間の、引込み回路に電力が供給される。
ヘッドを引っ込めるのに１相を使うのと同時に、他の
相は短絡させて、逆起電力による制動を行なう。通常、
電力供給時にはスピンドル・モータを駆動するのに使用
されるFETドライブ回路を使って、電力遮断時には残り
の相を短絡させ、モータを制動させる。
本発明では、コンデンサ蓄電回路は、電力投入時には
線路フィルタ回路として使用される。したがって、電力
遮断時にヘッドを引っ込めモータを制動させるのに使用
される主な回路構成要素（コンデンサ蓄電回路、モータ
巻線、FETドライバ）はすべて、電力投入時には異なる
目的に使用される。同じ回路を多目的に効率的に使用す
る結果、上記の問題を解決する、効率的で信頼性があ
り、小型で比較的廉価な方法が提供される。
E.実施例 第１図は、本発明の全体的構成図である。スピンドル
・モータ10は、好ましい実施例では３相デルタ巻線６極
ブラシレス直流モータとして示されているが、Ｙ巻線モ
ータまたは他の形式のモータを容易に代用できる。デル
タ形に構成されたモータ10の巻線11、12、13は、図のよ
うに、相Ａ、Ｂ、Ｃを形成している。
電力指示回路60が電力の投入を感知すると、線61ない
し66は、駆動および制御回路30に、線14、15、16を介し
てそれぞれモータ10の相Ａ、Ｂ、Ｃに電力と速度制御情
報を交互に提供するように指示する。その際に、モータ
10の回転動作が生じ、モータ10に取り付けられたディス
ク（図示せず）が回転する。モータ10上のホール・セン
サ21は、回転位置情報を線17、18、19を介して電力指示
回路60に供給する。電力指示回路60は、この情報を使っ
て、適切な回転運動を行なうようモータ10を順位付けす
る。さらに、線17は、速度情報を速度調節回路80に供給
するのに使用される。速度調節回路80は、この速度情報
を処理し、それを電力指示回路60に送る。フィルタおよ
び蓄電回路50は、モータ10の各相に給電するため、制御
回路30にフィルタをかけた電力を供給する。
電力指示回路60が電力の遮断を感知すると、線61ない
し66は、制御回路30に、発電機として相Ａを使用して、
ヘッド引込み回路90がディスク駆動機構のヘッドを引っ
込めるために使用する電力を蓄電回路50に供給するよう
に指示する。この命令と同時に、線61ないし66は、制御
回路30に、相ＢとＣを短絡させ、それによって、モータ
10に逆起電力による制動を行なうように指示する。
第２図は、制御回路30と蓄電回路50をより詳細に示
す。線61、62、63は、それぞれＰチャンネルFET32、3
3、34のゲートに接続されている。同様に、線64、65、6
6は、それぞれ、Ｎチャンネル36、37、38のゲートに接
続されている。ダイオード42、43、44、46、47、48は、
それぞれ、FET32、33、34、36、37、38のドレインから
ソースに接続されている。好ましい実施例では、ダイオ
ード42、43、44、46、47、48は、それぞれ、FET32、3
3、34、36、37、38の内部ダイオードである。
蓄電回路50は、ダイオード52、コンデンサ53と54およ
び誘導子55から構成される。
第３図は、第１図と第２図に示す回路の電力投入時の
動作を示すタイミング図である。線17、18、19は、ホー
ル回転位置情報を電力指示回路60に供給する。電力指示
回路60は、この情報を使って、線61ないし66を介してモ
ータの回転を制御する。具体的には、線61、62、63は、
それらが低レベルのとき、FET32、33、34を導通させる
（オンにする）。第３図からわかるように、線61、62、
63は、1/3の時間の間低レベルであり、互いに120度位相
がずれている。
線61が低レベルのとき、FET32が導通状態になる。こ
れにより、コンデンサ53と54および誘導子55のLCフィル
タによって濾過された電圧＋ＶがFET32を通過して、線1
4を介してモータ10の相Ａに電力を供給する。同様に、
線62が低レベルのとき、FET33が導通状態になり、濾過
された電圧＋ＶがFET33を通過して、線15を介してモー
タの相Ｂに電力を供給する。線63が低レベルのときは、
FET34が導通状態になり、濾過された電圧＋ＶがFET34を
通過して、線16を介してモータの相Ｃに電力を供給す
る。電力をモータ10の相Ａ、ＢおよびＣに順次供給する
ことにより、モータ10が回転運動するようになる。
電力指示回路60は、線81を介して速度調節回路80から
速度調節情報を受け取る。速度調節回路80は、タイマー
に接続された線17からのホール情報を分析し、モータ10
の１回転期間を決定する。この１回転の時間を、望まし
い毎秒当たりの回転の設定点カウントと比較する。第３
図に示すように、設定点時間と実際の１回転の時間の誤
差を使って、線81上にパルス幅変調信号を形成させる。
電力指示回路60は、線81上のパルス幅変調信号を使っ
て、モータ10の速度を制御する。具体的には、線64、6
5、66は、それらが高レベルにあるとき、FET36、37、38
を導通させる。第３図からわかるように、線64、65、66
は1/3の時間の間高レベルであり、互いに電気角で120度
位相がずれている。線64は線61より電気角で90度位相が
ずれ、線65は線62より電気角で90度ずれ、線66は線63よ
り電気角で90度ずれていることに注意されたい。また、
線64、65、66は線81からの情報に基づいてパルス幅変調
されていることにも注意されたい。
線64が高レベルのとき、FET36が導通状態になる。こ
れにより、線64上の信号がFET36を通過し、線14を介し
てモータ10の相Ａに速度制御信号を供給する。同様に、
線65が高レベルのとき、FET37が導通状態になり、線65
上の信号がFET37を通過し、線15を介してモータ10の相
Ｂに速度制御信号を供給する。線66が高レベルのとき
は、FET38が導通状態になり、線66上の信号が、FET38を
通過し、線16を介してモータ10の相Ｃに電力を供給す
る。このモータ10の相Ａ、Ｂ、Ｃへの定期的な速度制御
情報の供給により、モータ10の適切な速度が維持され
る。
したがって、第３図からわかるように、電力指示回路
60は、線61ないし66を介して制御回路30に電力投入時に
モータ10の回転と速度を制御する情報を供給する。それ
ぞれモータ10の相Ａ、Ｂ、Ｃに接続されている線14、1
5、16上の信号が、第３図に示してある。
電力指示回路60がディスク駆動機構への電力の遮断を
感知したときは、線61ないし66上の信号は、第３図に示
した状態の通常の電力とはかなり異なる。具体的には、
線61、62、63が、高レベルに保持され、したがって、FE
T32、33、34がオフになる。線64は低レベルに保持さ
れ、したがってFET36がオフになる。線65と66は共に高
レベルに保持され、したがってFET37と38はオンにな
る。
第４図は、指示回路60から電力遮断状態の指示があっ
たとき適切な位置にあるスイッチを使ってFETをモデル
化した、第２図の回路を示したものである。FET32、3
3、34、36は、オフ状態なので、開スイッチで示されて
いる。FET37と38は、オン状態なので、閉スイッチで示
されている。FET37と38は、閉スイッチなので、第２図
のダイオード47と48は、第４図のモデル回路の一部では
ないことに注意されたい。
第４図ではまた、＋Ｖを、電力遮断状態を示す、Ｏボ
ルトとして示してある。以前に電力投入時にLCフィルタ
回路として充電されたコンデンサ53と54は、逆バイアス
・ダイオード52によって大地に放電することを禁じられ
る。その代わりに、コンデンサ53と54が、線51を介して
放電し、それによって引込み回路90に付勢信号を供給
し、ヘッドはヘッド着地領域へ引っ込み始める。
モータ10の相Ａから到来する線14は、ダイオード42と
46に接続されていることに注意されたい。モータ10の相
Ａから生成された正の逆起電力は、逆バイアス・ダイオ
ード46によって大地に放電することを禁じられる。その
代わりに、放電コンデンサ53と54の電圧が線14上の電圧
よりも１ダイオード・ドロップ低下したとき、線14上の
電圧が、ダイオード42を通過して、コンデンサ53と54を
再充電させる。このコンデンサ53と54の再充電により、
コンデンサ53と54だけを使う場合よりも長い時間、線51
を介して引込み回路90に電力を送ることができる。この
時間の延長により、引込み回路90は、（電力遮断の直前
にヘッドが急速に外方に加速する場合でさえ）ヘッドを
ヘッド着地領域へ引っ込め、着地領域にヘッドを保持
し、ヘッドを定位置にラッチさせるのに十分な電圧を確
実にもつことができる。線14は、ダイオード42を順方向
にバイアスするのに十分な電圧をもつ限り、コンデンサ
53と54を再充電し続ける。
第４図に示すように、モータ10の相ＢとＣから到来す
る線15と16は、電力遮断後、両方とも短絡抵抗器39に接
続される。したがって、相Ａが電力を生成してヘッドを
引っ込めるためにコンデンサ53と54を再充電するのと同
時に、相ＢとＣは短絡され、逆起電力によってモータ10
を制動する。また相Ａからの負の逆起電力がダイオード
46を通過して、逆起電力による制動を助けることにも注
意されたい。したがって、モータの5/6が制動に使用さ
れ、1/6は引込み回路用の電力を生成するのに使用され
る。
第５図は、電力遮断の指示があったとき、電力指示回
路60がどのようにして線61、62、63、65、66を高レベル
に保持し、線64を低レベルに保持するかを示す。インバ
ータ71への電力は、停電中に遮断され、したがってイン
バータ71はオフになる。インバータの出力線72は、コン
デンサ53と54（第２図）から到来する線51の電圧まで引
き上げられ、それによって線61、62、63を高レベルに保
持する。
電力遮断のために線74上の電圧がＯボルトに低下する
とき、線64は、ダイオード73を介して低レベルに引き下
げられる。トランジスタ76は、通常電力がオンのときオ
ンであるが、電力遮断時にオフになり、それによって、
コンデンサ77がダイオード78と79を介して線65と66に放
電し、その結果線65と66を高レベルに保持する。
第６図は、引込み回路90をより詳細に示す。線91は、
電力遮断時に低下して、引込み回路をオンにする。線92
は、サーボ・システムが準備完了状態になるまで引込み
回路をオンに保持する。引込み回路がオンのとき、線51
からの電力が、アクチュエータ・コイル93を付勢して、
ヘッドを引っ込ませる。
本発明を好ましい実施例に関して説明してきたが、当
業者には当然のことながら、本発明の範囲および教示か
ら逸脱することなく、細部に様々な変更を加えることが
できる。たとえば、好ましい実施例に示した以外の異な
るモータも使用できる。また本発明を、停電時の引込み
と制動が必要な他の回路を制御するために使用すること
もできる。さらに、全体を通して開示した回路を、等価
な他の形で実施することもできる。
F.発明の効果 本発明により、効率的かつ確実にヘッド組立体を引っ
込めてスピンドル・モータを制動することができるよう
になった。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に関連する回路の構成図である。 第２図は、駆動および制御回路の詳細回路図およびフィ
ルタおよび蓄電回路の詳細回路図である。 第３図は、電力投入時の第１図と第２図の回路の動作の
タイミングを示す波形図である。 第４図は、電力遮断時の、第２図に示した回路のモデル
回路図である。 第５図は、電力指示回路の詳細回路図である。 第６図は、ヘッド引込み回路の詳細回路図である。 10……スピンドル・モータ、11、12、13……巻線、21…
…ホール・センサ、30……制御回路、32、33、34……Ｐ
チャネルFET、36、37、38……ＮチャネルFET、39……短
絡抵抗器、42、43、44、46、47、48……ダイオード、50
……フィルタ／蓄電回路、52……ダイオード、53、54…
…コンデンサ、55……誘導子、60……電力指示回路、80
……速度調節回路、90……ヘッド引込み回路。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−48278（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−6560（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−49183（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−198574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−45670（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−107582（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196776（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−192965（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38576（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−120595（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−112743（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電力供給源に順方向ダイオードを介して接
    続され充電される蓄電回路と、ディスク駆動機構の多相
    スピンドル・モータに対する電力供給状態及び電力遮断
    状態を指示する指示手段と、前記蓄電回路の出力に接続
    され前記指示手段の指示の下に前記多相スピンドル・モ
    ータの各相を個別に駆動し制御するモータ駆動・制御回
    路と、該モータ駆動・制御回路に並列に前記蓄電回路の
    出力に接続されたヘッド引込み回路とを具備し、スピン
    ドル・モータの正常運転時に前記蓄電回路がヘッド組立
    体の引込みに十分な電力レベルにまで充電されているデ
    ィスク駆動機構の制御装置であって、 前記スピンドル・モータ駆動・制御回路は、電力供給状
    態時において、前記スピンドル・モータの各相巻線に順
    次に第１の組の駆動パルスを供給して該スピンドル・モ
    ータを回転させるように前記蓄電回路の出力を各相巻線
    に順次に接続する第１の組の複数のスイッチング手段
    と、電力供給状態時において、前記スピンドル・モータ
    の各相巻線に順次に速度調節するパルス幅変調の第２の
    組の駆動パルスを供給するように接続された第２の組の
    複数のスイッチング手段とを含んでおり、 前記第１の組のスイッチング手段のうちの１つは、電力
    遮断状態時において、前記スピンドル・モータの第１の
    相巻線および前記蓄電回路の出力の間に導電路を形成し
    て前記第１の相巻線に誘起される逆起電力電圧により前
    記蓄電回路を再充電するように構成されており、 前記第２の組のスイッチング手段のうちの少なくとも２
    つは、電力遮断状態時において前記第１の相巻線以外の
    残余の相巻線を短絡して回生制動を行うように構成され
    ており、 電力遮断時に十分な時間に亘ってヘッド引込み付勢電力
    を維持できるディスク駆動機構の制御装置。
  2. 【請求項２】ディスク駆動機構の電力遮断時に、前記デ
    ィスク駆動機構のヘッド組立体を引っ込めるとともに、
    前記ディスク駆動機構のスピンドル・モータを制動する
    ディスク駆動機構の制御装置であって、 電力供給及び電力遮断を指示する指示手段と、 ディスク駆動機構の前記ヘッド組立体に接続され、電力
    遮断の指示があったときに発生される付勢信号に応答し
    て前記ヘッド組立体を引っ込めるヘッド引込み回路と、 前記多相スピンドル・モータに接続され、電力供給の指
    示があったときには、前記スピンドル・モータを駆動
    し、かつ、電力遮断の指示があったときには、前記付勢
    信号を発生するとともに前記スピンドル・モータを制動
    するためのモータ駆動・制御回路と、 前記モータ駆動・制御回路及びヘッド引込み回路に接続
    され、前記モータ駆動・制御回路の制御の下に前記付勢
    信号を蓄積する蓄電回路とより成り、 前記モータ駆動・制御回路は、 前記指示手段に接続された制御用入力端子、前記スピン
    ドル・モータの１つの相巻線に接続され、電力遮断時に
    該相巻線からの逆起電力電圧を受理する入力端子及び前
    記蓄電回路の出力に接続された出力端子を有する蓄電用
    スイッチ手段と、 前記指示手段に接続された制御用入力端子、前記スピン
    ドル・モータの少なくとも残りの相巻線に接続され、電
    力遮断時に該相巻線からの逆起電力電圧を受理する入力
    端子及び接地電位に接続された出力端子を有する制動用
    スイッチ手段と、 を含むことを特徴とする電力遮断時におけるディスク駆
    動機構の制御装置
JP63122236A 1987-07-29 1988-05-20 電力遮断時におけるディスク駆動機構の制御装置 Expired - Lifetime JPH0831238B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/079,302 US4831469A (en) 1987-07-29 1987-07-29 Disk drive head retract and motor braking method and apparatus
US079302 1987-07-29
SG147894A SG147894G (en) 1987-07-29 1994-10-13 A method of, and an apparatus for, retracting the head and braking the drive motor of record disk file

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01119959A JPH01119959A (ja) 1989-05-12
JPH0831238B2 true JPH0831238B2 (ja) 1996-03-27

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ID=26664418

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63122236A Expired - Lifetime JPH0831238B2 (ja) 1987-07-29 1988-05-20 電力遮断時におけるディスク駆動機構の制御装置

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US (1) US4831469A (ja)
EP (1) EP0301737B1 (ja)
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