JP2013123367A - スピンドルモータ - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、両面接着テープなしにベースプレート上に回路基板を結合して組立工程を単純化し、環境試験で信頼性を確保でき、両面接着テープを用いないため、量産が可能で、回路基板とベースプレートとの間の浮きを防止でき、回路基板を再使用でき、アラインメントピンなしにベースプレート及び回路基板を精度よくアラインメントして、ベースプレート及び回路基板のアラインメント不良を防止したスピンドルモータを提供する。
【解決手段】本発明のスピンドルモータ(700)は、軸受(110)を収納する軸受ハウジング(120)を含む軸受アセンブリー(100)と、軸受ハウジングの周りに結合した固定子(300)と、軸受に回転可能に収納された回転軸(400)と、回転軸に結合し、固定子と作用して回転する回転子(500)と、軸受ハウジングが結合するベースプレート(200)と、ベースプレート上に配置され、固定子と電気的に連結される回路基板(600)を含む。
【選択図】図1

Description

本発明は、スピンドルモータに関するものである。
一般に、光学ディスクドライブ(ODD)は、光ディスクを高速回転させるスピンドルモータ、光ディスクからデータを読み取り、又はデータを記録する光ピックアップモジュール及び光ピックアップモジュールをディスクの半径方向に移動させるスタッピングモータを含む。
スピンドルモータは、軸受及び軸受ハウジングを含む軸受アセンブリー、軸受ハウジングに固定された固定子、軸受に挿入された回転軸に結合した回転子を含む。また、スピンドルモータは、軸受ハウジングを固定するためのベースプレート及びベースプレート上に配置されて固定子と電気的に連結される回路基板を含む。
一般に、ベースプレート及び回路基板は、絶縁及び接着のために両面接着テープによって相互に付着される。
しかし、従来スピンドルモータにおいて、ベースプレート及び回路基板を両面接着テープによって接着するために、組立工程が複雑で高温高湿のような環境試験において信頼性を確保し難い。
また、ベースプレート、両面接着テープ及び回路基板を同時に指定された位置に精度よく組立てなければならないため、位置精度確保が難しく、量産が難しい。
また、ベースプレート、両面接着テープ及び回路基板を組立てた後、回路基板の反り等によって回路基板とベースプレートとの間の浮き等の不良が生じ、これを防止するために両面接着テープの高い接着強度が求められる。
また、両面接着テープが高い接着強度を有する場合、高い接着力により高価な回路基板を再使用し難い問題を有する。
また、従来スピンドルモータの回路基板は、ベースプレートの指定された位置に配置されるが、回路基板及びベースプレートのアラインメント不良が発生した場合、光学ディスクドライブのフレキシブル回路基板及びスピンドルモータの回路基板のアラインメント不良が発生する。
従来は、ベースプレート及び回路基板をアラインメントするために、ベースプレート及び回路基板に各々貫通孔を形成し、治具(jig)に形成されたアラインメントピン(alignment pin)にベースプレート及び回路基板を挿入して、ベースプレート及び回路基板をアラインメントしてベースプレート及び回路基板は両面接着テープによって相互に接着されていた。
しかし、アラインメントピンを利用してベースプレート及び回路基板をアラインメントしてもアラインメントピンの製造公差及びベースプレートと回路基板に形成された貫通孔の公差によって、ベースプレート及び回路基板のアラインメント不良が頻繁に生じる。
本発明の目的は、両面接着テープなしにベースプレート上に回路基板を結合して組立工程を単純化することにより、環境試験において信頼性を確保でき、両面接着テープを用いないため量産が可能で、回路基板とベースプレートとの間の浮きを防止でき、回路基板を再使用できるスピンドルモータを提供することである。
また、本発明の他の目的は、アラインメントピンなしにベースプレート及び回路基板を精度よくアラインメントして、ベースプレート及び回路基板のアラインメント不良を防止したスピンドルモータを提供することである。
一実施形態において、スピンドルモータは軸受を収納する軸受ハウジングを含む軸受アセンブリー、軸受ハウジングの周りに結合した固定子、軸受に回転可能に収納された回転軸、回転軸に結合して固定子と作用して回転する回転子、軸受ハウジングが結合するベースプレート、及びベースプレート上に配置されて固定子と電気的に連結される回路基板を含む。
本発明によると、両面接着テープなしに回路基板とベースプレートを結合することによって、両面接着テープなしにベースプレート上に回路基板を結合して組立工程を単純化することにより、環境試験における信頼性を確保でき、両面接着テープを用いないために量産が可能で、回路基板とベースプレートとの間の浮きを防止することができ、回路基板を再使用することができる。
また、ベースプレートの上面にアラインメント部を形成し、ベースプレートの上面に配置される回路基板にアラインメント部と結合するアラインメント孔を形成して、別の治具(ジグ)なしにベースプレートの指定された位置に回路基板を正確にアラインメントできる。
本発明の一実施形態に係るスピンドルモータの断面図である。 図1のベースプレートの平面図である。 図1の「A」部分拡大図である。 図1の回路基板及びベースプレートの一部を示した平面図である。 本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータを示した断面図である。 図5の「B」部分拡大図である。 図1のベースプレートの平面図である。 図7のI-I‘線に沿って切断したアラインメント部の断面図である。 図8の他の実施形態に係る断面図である。 図1の回路基板を示した平面図である。 図10のII-II‘線に沿って切断した断面図である。 図1のベースプレート及び回路基板を示した平面図である。 図12のIII-III‘線に沿って切断した断面図である。 図13の他の実施形態に係る断面図である。
実施形態1
図1は、本発明の一実施形態に係るスピンドルモータの断面図である。
図1を参照すると、スピンドルモータ700は、軸受アセンブリー100、固定子300、回転軸400、回転子500、ベースプレート200及び回路基板600を含む。
軸受アセンブリー100は、軸受110及び軸受ハウジング120を含む。
軸受110は、外周面及び外周面と対向する内周面を有する円筒状で形成される。本発明の一実施形態において、軸受110は、オイルが含まれたオイル含浸焼結軸受を含んでもよい。
軸受110の内周面は、均一な直径で形成された回転軸孔によって形成され、内周面は、後述する回転軸400を回転可能にサポートする役割を果たす。
軸受ハウジング120は、上面が開口された円筒状を有し、軸受ハウジング120は、側面板122及び底板124を含む。それに加えて、軸受ハウジング120は、ワッシャー128及びスロスト軸受130をさらに含んでもよい。
軸受110が挿入される軸受ハウジング120の開口された上端には、鍔部126が形成されるが、鍔部126は軸受ハウジング120の上端から後述する固定子300の上面に延びる。鍔部126は、固定子300を押して、固定子300が軸受ハウジング120から離脱するのを防止する。
鍔部126の上面には後述する回転子500の浮上を防止する吸入マグネット528が配置されてもよい。
図2は、図1のベースプレートの平面図である。図3は、図1の「A」部分拡大図である。
図1乃至図3を参照すると、ベースプレート200には、軸受ハウジング120の外周面を固定するための埋没部230が形成される。また、ベースプレート200は、ベースプレート200の一部を切開及び折曲して、回路基板の枠をクランプする少なくとも一つの回路基板固定部240が形成される。
回路基板固定部240は、好ましくはベースプレート200の埋没部230を基準として埋没部230の両側に各々配置されてもよい。
本発明の一実施形態において、回路基板固定部240は、第1固定部242及び第2固定部244を含む。
第1固定部242は、ベースプレート200から完全に分離しないように一部を切開して形成される。第1固定部242は、例えば、ベースプレート200を「U」字状に切開して、切開された部分をベースプレート200の上面の上部に折曲して形成する。
本発明の一実施形態において、ベースプレート200の上面及び回路基板固定部240の第1固定部242が成す角度は鈍角であってもよい。
ベースプレート200の上面及び第1固定部242が成す角度が90°を超える場合、第1固定部242の内側面は、後述する回路基板600の側面に一部が接触する。
一方、ベースプレート200の上面及び第1固定部242が成す角度が垂直の場合、第1固定部242の内側面は、後述する回路基板600の側面に全部接触する。
第2固定部244は、第1固定部242の一部を回路基板600と向き合うように折り曲げて形成され、第2固定部244は、例えば、回路基板600の上面と接触する。
本発明の一実施形態において、ベースプレート200の上面から第2固定部244の上面までの高さは、約0.4mm乃至約2mmであってもよい。
本発明の一実施形態において、回路基板固定部240の第1固定部242は、両面接着テープなしに回路基板600がベースプレート200の上面に沿って水平方向に動くのを制限し、第2固定部244は、回路基板600がベースプレート200の上面に対して垂直方向に動くのを制限する。
図4は、図1の回路基板及びベースプレートを抜粋して示した平面図である。
図4を参照すると、回路基板600は、ベースプレート200の上側面上に配置され、回路基板600は、ベースプレート200に形成された回路基板固定部240によって固定される。
回路基板600は、回路基板固定部240によってベースプレート200の指定された位置に配置され、回路基板600は、回路基板固定部240によって両面接着テープなしにベースプレート200に固定される。
一方、回路基板600が導電性のベースプレート200上に直接配置される場合、回路基板600とベースプレート200が、電気的に短絡されるが、回路基板600とベースプレート200との間には、紙または合成樹脂フィルム等の絶縁部材260が配置される。
図1を再び参照すると、ベースプレート200の埋没部230に固定された軸受ハウジング120の外周面には固定子300が結合される。
固定子300は、コア310及びコイル330を含む。
コア310は、中央に開口が形成され、外周面に複数放射状に形成されたコア部が形成された薄いコア片を複数枚積層して形成され、コア310の開口は、軸受ハウジング120の外周面に押込または結合される。
コイル330は、コア310のコア部に巻線され、コイル330は、ベースプレート200の上面201に固定される。
回転軸400は、軸受アセンブリー100の軸受110に回転可能に支持される。
回転子500は、回転軸400の外周面に結合する。回転子500は、ヨーク510及びマグネット520を含む。
ヨーク510は、下部が開口された円筒状で形成され、ヨーク510は、ヨーク上板512及びヨーク側面板516を含む。
ヨーク上板512の回転中心には、回転軸400の外周面に結合するヨーク埋没部514が形成される。
ヨーク側面板516は、ヨーク上板512の枠からコア310を覆う方向に延びる。
マグネット520は、ヨーク側面板516の内側面に沿って配置され、マグネット520は、コア310と対向するように配置される。
ヨーク上板512の上面には、ヨーク埋没部514に結合する調心ユニット550が結合して、調心ユニット550は、光ディスクの内周面に結合されて光ディスクの回転中心を回転軸400の回転中心にアラインメントされる。
図5は、本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータを示した断面図である。図6は、図5の「B」部分拡大図である。本発明の他の実施形態に係るスピンドルモータは、回路基板固定部を除くと前述した図1乃至図4から図示及び説明されたスピンドルモータと実質的に同一である。従って、同じ構成要素の重複説明は省略し、同じ構成要素については同一名称及び同一参照符号を付ける。
図5及び図6を参照すると、スピンドルモータ700は、軸受アセンブリー100、固定子300、回転軸400、回転子500、ベースプレート200及び回路基板600を含む。
ベースプレート200には、回路基板固定部270が形成される。回路基板固定部270は、ベースプレート200から一部が切開及び切曲された部分をベースプレート200の上面の上部に折曲して形成された固定部275を含む。
固定部275は、ベースプレート200の上面に配置された回路基板600の上面及び側面が接して形成された隅部分を押して、回路基板600がベースプレート200から水平方向または垂直方向に動くのを防止する。
本発明の一実施形態において、回路基板固定部270の固定部275と垂直(垂線方向)が成す角度(θ)は、0°より大きく60°以下であってもよい。角度(θ)が0°の場合、固定部275が回路基板600の隅を押すのが難しく、角度(θ)が60°より大きい場合、固定部275の長さが長くなりすぎて回路基板600を押す力が弱くなる。
実施形態2
図7は、図1のベースプレートの平面図である。図3は、図8のI−I‘線に沿って切断したアラインメント部の断面図である。
図1、図7及び図8を参照すると、ベースプレート200は、鍔部126が形成された軸受ハウジング120の上端部と対向される軸受ハウジング120の下側端部を介して軸受ハウジング120の外周面に固定される。
ベースプレート200は、軸受ハウジング120の外周面を固定するための埋没部230を含む。
一方、ベースプレート200には、少なくとも2つが互いに所定間隔離隔されたアラインメント部210が形成される。アラインメント部210は、後述する回路基板600及びベースプレート200を正確にアラインメントする役割を果たす。
アラインメント部210は、少なくとも2つがベースプレート200に形成され、アラインメント部210は、ベースプレート200に互いに所定間隔で離隔された位置に各々形成される。
ベースプレート200のアラインメント部210は、例えば、ベースプレート200の上面から突出したアラインメントボスであってもよい。
また、ベースプレート200のアラインメント部210は、例えば、円柱、四角柱、または、多角柱形状で形成されてもよい。
本発明の一実施形態において、アラインメント部210は、ベースプレート200の後面から、後面と対向して回路基板600が配置される前面201に向かって突出する。
アラインメント部210は、図8に示したようにベースプレート200が完全に切断される前にプレスマシンのパンチを停止させるハーフブランキング(half blanking)工程によって形成されてもよい。
たとえば、本発明の一実施形態においては、ハーフブランキング工程によってアラインメント部210を形成すると図示及び説明したが、これとは違って、アラインメント部210は、図9に示したようにプレスマシンのパンチをベースプレート200の後面から前面201に向かってプレスマシンのパンチを押し絞り(drawing)工程によって形成してもよい。
本発明の一実施形態において、ハーフブランキング工程または絞り工程によってベースプレート200にアラインメント部210を形成する場合、ベースプレート200の後面にはアラインメント部210を形成しながら溝211が形成される。
図10は、図7の回路基板を示した平面図である。図11は、図10のII−II‘線に沿って切断した断面図である。
図10及び図11を参照すると、回路基板600は、ベースプレート200の上面201に形成され、回路基板600は、固定子300のコア310に巻線されたコイル330に電気的に連結される。
回路基板600はスピンドルモータ700が取り付けられる光学ディスクドライブ(ODD)のフレキシブル回路基板と電気的に連結されるため、回路基板600は、ベースプレート200の上面201の指定された位置に配置しなければならない。
回路基板600がベースプレート200の上面201の指定された位置に配置できない場合、光学ディスクドライブ(ODD)のフレキシブル回路基板と接続不良が生じうる。
本発明の一実施形態においては、回路基板600をベースプレート200の指定された位置に正確にアラインメントするために、回路基板600にはアラインメント孔610が形成される。
アラインメント孔610は、例えば、回路基板600の上面及び上面と対向する下面を貫く貫通孔であってもよい。
たとえば、本発明の一実施形態において、回路基板600に回路基板600を貫くアラインメント孔610が形成することが図示及び説明されているが、これと違って、回路基板600のベースプレート200のアラインメント部210と対応する部分には、アラインメント部210と結合するアラインメント溝を形成しても差し支えない。
回路基板600のアラインメント孔610は、ベースプレート200のアラインメント部210と対応する位置に形成され、アラインメント孔610は、ベースプレート200のアラインメント部210にぴったり挿入されるサイズで形成される。
本発明の一実施形態においては、単にベースプレート200にアラインメント部210を形成し、回路基板600にアラインメント孔610を形成することによって、単にアラインメント部210及びアラインメント孔610の公差だけを管理することによって、従来技術に比べてベースプレート200に対する回路基板の位置の正確度を大きく向上することができる。
図12は、図1のベースプレート及び回路基板を示した平面図である。図13は、図12のIII−III‘線に沿って切断した断面図である。
図12及び図13を参照すると、ベースプレート200の上面201には、回路基板600が配置され、回路基板600のアラインメント孔610は、ベースプレート200にハーフブランキング工程によって形成されたアラインメント部210に結合される。
本発明の一実施形態において、ベースプレート200の上面201から測定した時のアラインメント部210の高さ(A)は、ベースプレート200の厚さ(B)の80%以下で形成される。これは、アラインメント部210の高さ(A)が、ベースプレート200の厚さ(B)の80%以上の場合、アラインメント部210がベースプレート200から切断されるためである。
一方、ベースプレート200の上面201から測定した時のアラインメント部210の高さ(A)は、回路基板600の厚さ(C)の30%以上であってもよい。
アラインメント部210の高さ(A)が、回路基板600の厚さ(C)の30%以下の場合、アラインメント部210及び回路基板600の結合力が弱く、回路基板600が簡単にベースプレート200から分離されるためである。
また、アラインメント部210は回路基板600の上面と同一平面に配置されるか、回路基板600に形成されたアラインメント溝610の内部に配置されてもよい。
図14は、図13の他の実施形態に係る断面図である。
図14を参照すると、ベースプレート200の上面201には、回路基板600が配置され、回路基板600のアラインメント孔610は、ベースプレート200に絞り工程によって形成されたアラインメント部210に結合される。
本発明の一実施形態において、ベースプレート200の上面201から測定した時のアラインメント部210の高さ(D)は、ベースプレート200の厚さ(E)の80%以下で形成されてもよい。
一方、ベースプレート200の上面201から測定した時のアラインメント部210の高さ(D)は、回路基板600の厚さ(F)の30%以上であってもよい。
アラインメント部210の高さ(D)が、回路基板600の厚さ(F)の30%以下の場合、アラインメント部210及び回路基板600の結合力が弱く、回路基板600が簡単にベースプレート200から分離されるためである。
また、アラインメント部210は、回路基板600の上面と同一平面に配置されるか、回路基板600に形成されたアラインメント溝610の内部に配置されてもよい。
たとえ前述した図7乃至図14には、ベースプレートから突出したアラインメント部を形成し、ベースプレート上に配置される回路基板にアラインメント部に挿入されてアラインメントする回路基板について図示及び説明したが、これと違うようにベースプレートにアラインメント孔を形成して、回路基板にアラインメント孔に挿入されるアラインメント部を付着または形成しても差し支えない。
図1に戻ると、ベースプレート200の埋没部230に固定された軸受ハウジング120には固定子300が結合される。
固定子300は、コア310及びコイル330を含む。
コア310は、中央に開口が形成され、外周面に複数放射状で形成されたコア部が形成された薄いコア片を複数枚積層して形成され、コア310の開口は、軸受ハウジング120の外周面に押込または結合される。
コイル330は、コア310のコア部に巻線され、コイル330は、ベースプレート200の上面201に固定される。
回転軸400は、軸受アセンブリー100の軸受110に回転可能に支持される。
回転子500は、回転軸400の外周面に結合する。
回転子500は、ヨーク510及びマグネット520を含む。
ヨーク510は、下部が開口された円筒状で形成され、ヨーク510は、ヨーク上板512及びヨーク側面板516を含む。
ヨーク上板512の回転中心には、回転軸400の外周面に結合するヨーク埋没部514が形成される。
ヨーク側面板516は、ヨーク上板512の枠からコア310を覆う方向に延びる。
マグネット520は、ヨーク側面板516の内側面に沿って配置され、マグネット520は、コア310と向き合うように配置される。
ヨーク上板512の上面には、ヨーク埋没部514に結合する調心ユニット550が結合し、調心ユニット550は、光ディスクの内周面に結合して光ディスクの回転中心を回転軸400の回転中心にアラインメントさせる。
以上、本発明が、実施形態及び添付図面に基づいて詳細に説明された。しかし、以上の実施形態及び図面によって本発明の範囲が制限されることはなく、本発明の範囲は後述した特許請求の範囲に記載された内容によってのみ制限されるべきである。
100 軸受アセンブリー
110 軸受
120 軸受ハウジング
122 側面板
124 底板
126 鍔部
128 ワッシャー
130 スロスト軸受
145 ヨーク埋没部
200 ベースプレート
210 アラインメント部
211 溝
230 埋没部
240、270 回路基板固定部
242、244、275 固定部
260 絶縁部材
300 固定子
310 コア
330 コイル
400 回転軸
500 回転子
510 ヨーク
512 ヨーク上板
516 ヨーク側面板
520 マグネット
528 吸入マグネット
550 調心ユニット
600 回路基板
610 アラインメント孔
700 スピンドルモータ

Claims (20)

  1. 軸受を収納する軸受ハウジングを含む軸受アセンブリーと、
    前記軸受ハウジングの周りに結合した固定子と、
    前記軸受に回転可能に収納された回転軸と、
    前記回転軸に結合して、前記固定子と作用して回転する回転子と、
    前記軸受ハウジングが結合するベースプレートと、
    前記ベースプレート上に配置され、前記固定子と電気的に連結される回路基板を含むことを特徴とするスピンドルモータ。
  2. 前記ベースプレートには、前記ベースプレートの一部を切開及び折曲して前記回路基板の枠をクランプする少なくとも一つの回路基板固定部が形成された、請求項1に記載のスピンドルモータ。
  3. 前記回路基板固定部は、前記軸受アセンブリーを基準に前記軸受アセンブリーの両側に配置された、請求項2に記載のスピンドルモータ。
  4. 前記回路基板固定部は、前記ベースプレートから切開及び折曲された第1固定部及び前記第1固定部から前記回路基板の上面に向かって折曲された第2固定部を含む、請求項1に記載のスピンドルモータ。
  5. 前記第1固定部及び前記ベースプレートの上面が成す角度は、鈍角である、請求項4に記載のスピンドルモータ。
  6. 前記第2固定部は、前記回路基板の上面と平行に形成された、請求項4に記載のスピンドルモータ。
  7. 前記ベースプレートの上面と前記第2固定部の上面との間の間隔は、0.4mm乃至2mmである、請求項4に記載のスピンドルモータ。
  8. 前記回路基板固定部は、前記ベースプレートから切開及び折曲されて前記回路基板の上面及び側面が接する隅を押す固定部を含む、請求項2に記載のスピンドルモータ。
  9. 前記固定部は、垂直に対し回路基板に向かって60°以内の角度で折曲された、請求項8に記載のスピンドルモータ。
  10. 前記回路基板及び前記ベースプレートとの間には、前記回路基板及び前記ベースプレートの電気的短絡を防止する絶縁部材が介在した、請求項1に記載のスピンドルモータ。
  11. 前記絶縁部材は、紙及び合成樹脂フィルムのうちいずれか一つを含む、請求項10に記載のスピンドルモータ。
  12. 前記ベースプレートには、前記上面から少なくとも2つの突出したアラインメント部が形成され、前記回路基板には、前記アラインメント部が挿入されるアラインメント孔が形成された、請求項1に記載のスピンドルモータ。
  13. 前記アラインメント部は、前記ベースプレートの後面から前記上面に向かって突出したアラインメントボスを含む、請求項12に記載のスピンドルモータ。
  14. 前記アラインメント部は、ハーフブランキング(half blanking)工程によって形成された、請求項13に記載のスピンドルモータ。
  15. 前記アラインメント部は、絞り(drawing)工程によって形成された、請求項13に記載のスピンドルモータ。
  16. 前記アラインメント部は、円柱、四角柱及び多角柱形状で形成された、請求項12に記載のスピンドルモータ。
  17. 前記ベースプレートの前記上面から測定した時前記アラインメント部の高さは、前記ベースプレートの厚さの80%以下である、請求項12に記載のスピンドルモータ。
  18. 前記ベースプレートの前記上面から測定した時、前記アラインメント部の高さは、前記回路基板の厚さの30%以上である、請求項12に記載のスピンドルモータ。
  19. 前記固定子は、コア及び前記コアに巻線されたコイルを含み、前記回転子は、前記回転軸に結合したヨーク及び前記ヨークに前記コイルと向き合うように配置されたマグネットを含む、請求項1に記載のスピンドルモータ。
  20. 前記回転軸に結合し、光ディスクの内周面に結合されて光ディスクの回転中心を前記回転軸の回転中心にアラインメントさせる調心ユニットをさらに含む、請求項1に記載のスピンドルモータ。
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