開発エンジニアのためのTRIZ推進活動とその実務適用例（株）日立グローバルストレージテクノロジーズ☆ 有坂寿洋鈴木博之
津波古 和司1© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

HGSTの御紹介
（株） 日立グローバルストレージテクノロジーズ

設立 ： 2003年



従業員数:
ワールドワイドで約３０，０００人

米国本社:
3403 Yerba Buena Rd.
San Jose, CA 95135



日本支社:
神奈川県 小田原市
設立 : 1966
業務 : HDD 開発･製造
神奈川県 藤沢市
設立 : 1972
業務 : HDD 開発 、セールス



その他海外支社:
San Jose, US / Shenzhen, China / Guadalajara, Mexico / Laguna, Philippines/Prachinburi, Thailand/ Rochester, Minnesota / HSPC, China / Singapore / HGSP, Shenzhen, China© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

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ハードディスク開発におけるTRIZ推進活動© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

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推進活動の方針 人気のある物理矛盾と技術的矛盾・発明原理を中心に日常業務での展開を図った。
 ハードディスクの専門用語と矛盾マトリックスのパラメーターの相関表を作成し、容易に日常の技術問題に適用できるようにした。
 現行のハードディスクに用いられている特許と４０の発明原理の相関表を作って特許作成をサポートした。
⇒ ハードディスク開発への初めてのTRIZ適用の試み© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

4HDD用語と TRIZ 矛盾 パラメータとの相関表
Key Word of HDD parameter

TRIZ 48 Parameters

Bit length on the Disk

静止物体の長さ・角度

Error Rate

時間の損失 (26)、情報の損失 (28)

Seek Time

移動物体の動作時間 (12)Weight Saving

静止物体の重量 (2)Sound

雑音（29)

Thermal Stability安定性（21)Track Per Inch

情報の量

Reliability

信頼性/ロバスト性 (35)

Write Fault Frequency

情報の損失 （２８）、時間の損失 (26)Power Consumption

エネルギーの損失 (27)

Positioning Accuracy

信頼性/ロバスト性 (35)

Rotational Waiting Time

時間の損失

Cost

生産性 (44)

Radiation

温度 (22)Detectability of media defect

検出/測定の能力 (47)Test Time

Loss of Time (26)、Productivity (44)

(4)

(11)

(26)

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© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

TRIZ 発明原理をHDD 特許にあてはめてみると発明原理

定義

HDDに用いられている特許例

1. 分割システムを分離した部分あるいは区分に分割する。

MR HeadThermal Flying Height Control
Virtual Track Table

組み立てと分解が容易なようにシステムを作る。
2. 分離

システムが提供している複数の機能の中の一つ（以上）が、 Media Servo Write
ある条件下では必要とされない（かつ有害な可能性がある） P2 Connector
場合にはそれらの機能を分離し、あるいは分離可能なよう Adaptive Formatにそのシステムを設計する。

4. 非対称

物体やシステムが対称的、あるいは対称の線［対称の中心・ Streamline Suspension
線・軸］を含んでいるところに非対称性を導入する。

6. 汎用性

一つの物体やシステムが複数の機能を実行できるようにし、 No ID Format
他のシステムの必要性をなくす。

7. 入れ子

一つの物体あるいはシステムを別のものの内部に入れる。

Wedge Servo

9. 先取り反作用

一つの作用が有害効果と有用効果を持つ場合、予め反対の作用（すなわち反作用）を施し、有害な効果を減じるか除去する。

RRO Feed Forward
Write Compensation

10. 先取り作用

物体またはシステムに有用な作用を、それが必要となる前に（十分に、あるいは部分的に）導入する。

Look Ahead Function11. 事前保護

物体の信頼性が潜在的に低い場合に、それを緊急時に補 Reassign Function
償するためのバックアップを導入する。（ベルトとズボン吊り） ECC Function© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

6実務適用例

1. 低速回転エラーリカバリー• 矛盾マトリックスの適用

2. 高精度位置決め制御用アクチュエターの設計• 従来設計法に対する心理的障壁の打破• 設計フローに対するクラシカルTRIZﾂｰﾙの機能グ
ラフを用いた分析

7© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

実務適用例１

背景：浮上スライダーの信頼性

ハードディスクのスライダーの低飛行にともない、数ナノの塵埃や傷で容易にスライダーのセンダ部のダメージや読取信号のノイズ増加が発生
突起物にがぶつかる事によってセンサーダメージおよび雑音の増加

スライダーは、メディアの上を数ナノの距離で飛行する。

突起物等がメディア表面上に作られる。

雑音磨耗センサー表面のダメージ© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

読取信号の雑音8矛盾マトリックスの適用 1/2

改善したいパラメータ : スライダーの飛行高さを低くする• 3：移動物体の長さ / 角度
悪化するパラメータ :電気信号上の雑音の増加
読み取りセンサーへのダメージ増加• 29： 雑音• 35： 信頼性 / ロバスト性

9© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

矛盾マトリックスの適用 2/2


スライダーの飛行高さの低下は、信号の雑音増加とセンサーダメージの増加を加速する。



発明原理からの矛盾マトリックス• 3 x 29
––––

17：
3:
1:
13:

もうひとつの次元
局所的性質
分割
逆発想

• 3 x 35
––––

35：
10:
14:
17：

パラメーターの変更
先取り作用
曲面
もうひとつの次元

物体が直線形状を含むかまたは直線上を移動する場合には、その直線外の次元を利用するまたは直線外の動きを考慮する。

=> 低回転エラーリカバリー© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

10低回転エラーリカバリー方法
Step-1 :Step-2 :Step-3 :Step-4 :読み取り信号上の雑音増加
メディアの回転速度を下げて、飛行高さを低くする
スライダーを傷または突起物にぶつける
回転数を元に戻し、飛行高さをもとの高さに戻しデータを読む

突起物

突起物にぶつける(前)

破壊された突起物(後)11© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

実務適用例２ 背景：HDD位置決めアクチュエータの振動特性

主共振

位置決め信号

Gain [dB]

コントローラ

制御
入力

ヘッド変位

40
20
01

frequency [kHz]

8

駆動力
振動特性

=アクチュエータ
伝達関数

=

ヘッド変位
駆動力

位置決め制御の高性能化には 高い「サーボ帯域」が必要「主共振」はサーボ帯域を決める重要な共振ピーク© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

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「心理的障壁」の打破
帯域を上げるには主共振手前のゲインマージン を稼がないといけないんだ
主共振の「周波数」をもっとあげてくれよ！
何が本当は求められているのだろう

周波数じゃない!
Iゲインを下げるんだ！
それなら方法がある

制御技術者

高い周波数,高い周波数,高い周波数,高い周波数,機械技術者

TRIZ は…

技術者の心理的障壁を打破するためのツール

もう打つ手はないよ…

13© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

新設計思想に基づくアクチュエータの設計

主共振のピークゲインを下げる= ヘッド位置の変位をゼロにする

従来設計

瞬間回転中心4節リンク 構造
ヒンジ

新設計
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機能グラフによる分析 IWB(Innovation Work Bench)

Classical TRIZ
TRIZ software“TechOptimizer”“IWB (Innovation Work Bench)”
課題,機能,背景,機能グラフ

ヒント•本来の使い方: 動作、リアクション、機能を記述する• 新アプローチ: 設計フローを記述する© 2006 Hitachi Global Storage Technologies

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