JP2018019494A - スピンドルモータ - Google Patents
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Abstract
【課題】ベースプレートに形成された貫通孔の高気密性を実現するとともに、作業性がよいスピンドルモータを提供すること。
【解決手段】コイルが巻回されたステータコアと軸体とを第1面側に保持し、配線基板を前記第1面とは反対側の第2面側に保持し、前記第1面から前記第2面にわたり貫通孔が形成されているベースプレートと、前記軸体を中心に回転可能なロータアッセンブリと、前記コイルから引き出され、前記貫通孔を通過して前記配線基板に接続されている導線と、前記貫通孔の内周面と前記導線とを隔離して前記貫通孔を封止する封止剤と、を具備し、前記貫通孔の内周面は、前記第1面から前記第2面に向かうにつれて径が小さくなるように形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】コイルが巻回されたステータコアと軸体とを第1面側に保持し、配線基板を前記第1面とは反対側の第2面側に保持し、前記第1面から前記第2面にわたり貫通孔が形成されているベースプレートと、前記軸体を中心に回転可能なロータアッセンブリと、前記コイルから引き出され、前記貫通孔を通過して前記配線基板に接続されている導線と、前記貫通孔の内周面と前記導線とを隔離して前記貫通孔を封止する封止剤と、を具備し、前記貫通孔の内周面は、前記第1面から前記第2面に向かうにつれて径が小さくなるように形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、スピンドルモータに関する。
従来、ハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータが知られている。ハードディスクドライブでは、ハードディスクに埃等の汚染物が付着するのを防止するために、スピンドルモータを含んで構成されるハードディスクドライブ全体が気密封止されていることが求められる。さらに、ヘリウム等の空気以外の気体を充填したハードディスクドライブでは、充填された気体を外部へ漏らさないため、より高い気密性が要求される。
ところで、スピンドルモータは、ベースプレートに固定されたステータと、ステータの周囲を回転するロータと、を備える。ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されているコイルと、からなる。スピンドルモータにおいて、一般に、ベースプレートを介してコイルと反対側の裏面にFPC(Flexible Printed Circuits)が配置されている。そのため、ベースプレートには、コイルからの引き出し線が挿通される貫通孔が形成されている。コイルからの引き出し線は、貫通孔を経由してベースプレートの裏面側へ引き出され、FPCに半田付け等で電気的に接続される。
ここで、貫通孔は、気密性を確保するために確実に封止されている必要がある。例えば、特許文献1には、貫通孔を封止用樹脂で封止した構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1の構成では、封止用樹脂が貫通孔の片側を覆っているだけであるため、気密性が高くなかった。この構成において、封止用樹脂により貫通孔の両側を覆うことも考えられるが、工程が増えるため作業性が悪化する。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベースプレートに形成された貫通孔の高気密性を実現するとともに、作業性がよいスピンドルモータを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るスピンドルモータは、コイルが巻回されたステータコアと軸体とを第1面側に保持し、配線基板を前記第1面とは反対側の第2面側に保持し、前記第1面から前記第2面にわたり貫通孔が形成されているベースプレートと、前記軸体を中心に回転可能なロータアッセンブリと、前記コイルから引き出され、前記貫通孔を通過して前記配線基板に接続されている導線と、前記貫通孔の内周面と前記導線とを隔離して前記貫通孔を封止する封止剤と、を具備し、前記貫通孔の内周面は、前記第1面から前記第2面に向かうにつれて径が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係るスピンドルモータは、前記コイルと前記第1面との間には絶縁フィルムが配置されており、前記絶縁フィルムの外周には、切欠部が形成されており、前記切欠部の少なくとも一部は、前記貫通孔の前記第2面における開口の少なくとも一部に平面視で重なっていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係るスピンドルモータは、前記貫通孔の少なくとも前記第2面側の端部には、前記貫通孔の内周面と前記第2面との境界に向かうにつれて径が大きくなる面取り部が形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係るスピンドルモータは、前記配線基板には、前記貫通孔を通過した前記導線を引き出す導線引出孔が形成されており、前記導線引出孔は半田により封止されていることを特徴とする。
本発明によれば、ベースプレートに形成された貫通孔の高気密性を実現するとともに、作業性がよいスピンドルモータを実現することができる。
以下に、図面を参照して本発明に係るスピンドルモータの実施の形態を説明する。以降に例示する図面では、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。スピンドルモータ100は、図1に示すように、土台となるベースプレート1と、ベースプレート1に固定されているシャフト2(軸体)及びステータコア3と、シャフト2を中心に回転可能なロータアッセンブリと、を具備する。スピンドルモータ100は、ヘリウムを充填したハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータである。
図1は、本発明の実施の形態に係るスピンドルモータの縦断面図である。スピンドルモータ100は、図1に示すように、土台となるベースプレート1と、ベースプレート1に固定されているシャフト2(軸体)及びステータコア3と、シャフト2を中心に回転可能なロータアッセンブリと、を具備する。スピンドルモータ100は、ヘリウムを充填したハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータである。
ベースプレート1は、例えばアルミ合金により構成され、ステータコア3が固定された側(図1の上方)に位置する第1面P1と、第1面P1とは軸方向において反対側の第2面P2と、を有する。
シャフト2には、円錐外面を有する第1円錐軸受部材21と、第2円錐軸受部材22とが、軸方向に離間して固定されている。ロータアッセンブリは、シャフト2を挿通する軸挿通孔を有するスリーブ23と、スリーブ23の外周に固定されたロータハブ24と、ロータハブ24に固定されたバックヨーク6及びリングマグネット5と、を備える。スリーブ23の軸挿通孔は各端部に第1円錐内面25と第2円錐内面26とをそれぞれ有する。第1円錐内面25と第2円錐内面26とは微小隙間を介して、第1円錐軸受部材21と第2円錐軸受部材22とにそれぞれ対向する。第1円錐軸受部材21と第1円錐内面25及び第2円錐軸受部材22と第2円錐内面26と間の微小隙間には、それぞれ潤滑油が充填されている。さらに、第1円錐内面25と第2円錐内面26又は第1円錐軸受部材21と第2円錐軸受部材22の円錐外面の少なくともいずれか一方には、動圧発生溝が形成され、流体動圧軸受による軸受部を形成している。以上の構成により、ロータアッセンブリは、回転時には流体動圧軸受による軸受部を介してベースプレート1の第1面P1側で支持される。また、ベースプレート1の第1面P1側には、リングマグネット5と対向するように、コイル4が巻回されたステータコア3が固定される。リングマグネット5は、周方向に極性が反転する状態で着磁された永久磁石であり、バックヨーク6は、リングマグネット5からの磁束の漏洩を抑制する。ステータコア3は、環状に加工された電磁鋼板を積層した構造を有する。ステータコア3は、軸受部の外周よりも径方向外側に延在し、ステータコア3の周方向には複数の極歯が相互に離間して設けられる。各極歯には、コイル4が巻回されている。コイル4からはワイヤ(導線)4aが引き出されている。コイル4に電流を流し、その極性を切り替えることで、リングマグネット5とステータコア3の極歯との間で生じる磁気吸引力と磁気反発力とが切り替わり、ロータアッセンブリがベースプレート1に固定されたシャフト2を中心に、ベースプレート1に対して回転する。ロータアッセンブリが高速で回転することにより軸受部に動圧が発生し、ロータアッセンブリはシャフト2と第1円錐軸受部材21と第2円錐軸受部材22とに対して非接触状態で支持されながら回転する。
次に、コイル4から引き出されたワイヤ(導線)4aの接続について説明する。図2は、図1に示すスピンドルモータの部分拡大図である。ベースプレート1には、ワイヤ(導線)4aを引き出すための貫通孔1aが第1面P1から第2面P2にわたって形成されている。ワイヤ4aは、第1面P1側から挿入されて貫通孔1aを通過し、第2面P2側に引き出される。ベースプレート1の第2面P2には、配線基板9が設けられている。配線基板9は、例えば、樹脂製のフィルム上に配線パターンを形成した可撓性のプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であり、ベースプレート1の第2面P2に接着剤等により接着されている。配線基板9には、ワイヤ4aを引出すための導線引出孔9aが形成されている。図2に示される通り、第2面P2側から引き出されて導線引出孔9aを通過したワイヤ4aの端部は、配線基板9上の配線と、半田10によって電気的に接続される。
貫通孔1aは、第1面P1側から第2面P2側に向かうにつれて径が小さくなるテーパ状に形成されている。以降の説明では、テーパ状の貫通孔1aの内周面を「テーパ部1aa」と称する。テーパ部1aaの径は、第1面P1側の端部で最大となり、第2面P2側の端部で最小となるように形成される。ここで、テーパ部1aaの最小径(例えば、第2面P2側の端部の径)は、作業性を向上させる観点から、ワイヤ4aの太さの2倍程度であることが好ましい。他方、テーパ部1aaの最大径(例えば、第1面P1側の端部の径)は、後述する封止剤8により貫通孔1aを封止する観点から、ワイヤ4aの太さの約7倍程度以下であることが好ましい。
テーパ部1aaのうち第1面P1側の端部には、貫通孔1aの内周面と第1面P1との境界へと向かうにつれて径が大きくなる面取り部1abが形成されている。他方、テーパ部1aaのうち第2面P2側の端部には、貫通孔1aの内周面と第2面P2との境界へと向かうにつれて径が大きくなる面取り部1acが形成されている。
ここで、導線引出孔9aからワイヤ4aが引き出された状態のままでは、導線引出孔9aの内周面とワイヤ4aとの間のわずかな間隙から、ハードディスクドライブに充填したヘリウムが外部に漏れ出す虞がある。そこで、本実施の形態では、導線引出孔9aの径を第2面P2におけるベースプレート1の貫通孔1aの径よりも小さく設定するとともに、平面視で導線引出孔9aが貫通孔1aと重なるように配置し、ワイヤ4aが導線引出孔9aを通過した状態で、導線引出孔9aの内周面とワイヤ4aとの間隙を半田10によって完全に封止する。
本実施の形態のスピンドルモータ100は、以上の構成に加えて、絶縁フィルム7と封止剤8と配線基板9とを備える。絶縁フィルム7は、プラスチック等の絶縁材料により形成され、コイル4とベースプレート1の第1面P1との間に配置されており、ベースプレート1の第1面P1上に接着剤等により接着されている。
封止剤8は、貫通孔1aの内部に注入され、貫通孔1aの内周面と、ワイヤ4aとを隔離するとともに、貫通孔1aを封止する。封止剤8は、例えば、樹脂からなる接着剤である。
次に、貫通孔1a及び絶縁フィルム7の配置態様について説明する。図3及び図4は、貫通孔1a及び絶縁フィルム7を、第1面P1側から拡大して示す説明図である。図3では、説明の理解を容易にする観点から、コイル4、ステータコア3、及び、封止剤8が省略されている。図3及び図4に例示されるように、絶縁フィルム7の外周には、所定の径を有する切欠部7aが形成されている。本実施の形態では、半円形状に形成された切欠部7aを例示する。切欠部7aの径は、テーパ部1aaの第2面P2側の端部の径を下回る。以上の説明から理解される通り、切欠部7aの少なくとも一部は、テーパ部1aaの第2面P2側の端部の開口に平面視(図3及び図4)で重なるように配置されている。
以上説明したように、本実施の形態によれば、貫通孔1aは、第1面P1から第2面P2に向かうにつれて径が小さくなるように(例えば、テーパ状に)形成されている。この構成では、貫通孔1aに封止剤8を注入する際に、径が大きい第1面P1側から封止剤8を注入することで、作業性を向上させることが可能になる。また、テーパ部1aaの第1面P1側から注入された封止剤8は、毛細管現象によって径の小さい第2面P2側に流入するから、貫通孔1aのテーパ部1aa全体が封止剤8で確実に封止される。その結果、径が一定の貫通孔1aの第1面P1側又は第2面P2側のみを封止剤で封止する構成と比較して、貫通孔1aの高気密性を実現することが可能である。以上の説明から理解されるように、本実施の形態の構成によれば、ベースプレート1に形成された貫通孔1aの高気密性と、作業性の向上との双方を実現することが可能である。
また、本実施の形態によれば、貫通孔1aが面取り部1ab及び面取り部1acを有するため、テーパ部1aaに注入した封止剤8が第1面P1又は第2面P2より外側にはみ出すことが防止されている。すなわち、貫通孔1aの第1面P1側の端部は、貫通孔1aの内周面と第1面P1との境界に向かうにつれて径が大きくなるように形成され、貫通孔1aの第2面P2側の端部は、貫通孔1aの内周面と第2面P2との境界に向かうにつれて径が大きくなるように形成される。具体的には、図2に例示される通り、テーパ部1aaの第1面P1側には面取り部1abが形成されるとともに、第2面P2側には面取り部1acが形成される。以上の構成によれば、テーパ部1aaに注入された封止剤8が、面取り部1ab及び面取り部1acで保持されるから、テーパ部1aaに注入された封止剤8が、第1面P1又は第2面P2より外側にはみ出す事態が防止される。特に、第1面P1側から封止剤8を注入する場合、反対側の第2面P2より外側へはみ出す虞があるが、本実施の形態によれば、毛細管現象によって第1面P1から第2面P2側へ流入する封止剤8は、同じ原理で毛細管現象によって面取り部1acで保持されるから、第2面P2より外側へはみ出すことが防止され、封止剤8の注入作業が容易になる。
また、本実施の形態では、絶縁フィルム7の外周上に所定の径を有する半円形状の切欠部7aが形成され、切欠部7aの径は、貫通孔1aの第2面P2側における端部の径より小さいから、ワイヤ4aは第1面P1側から貫通孔1aに挿入される際、絶縁フィルム7の切欠部7aにのみ接触し、貫通孔1aの内周面に接触しない。また、切欠部7aの少なくとも一部は、貫通孔1aが形成されたベースプレート1の内周面の第2面P2側における端部の径に平面視で重なるように配置されるから、ワイヤ4aは、第2面P2から引き出される際にも、ベースプレート1の内周面に接触しない。以上の構成によれば、ワイヤ4aと、貫通孔1aの内周面との接触が防止されるから、ワイヤ4aと貫通孔1aの内周面との接触に起因する間隙が生じない。したがって、ハードディスクドライブに充填したヘリウムが外部に漏れ出す事態を確実に防止し、高気密性を実現することができる。
実施の形態では、ロータアッセンブリが、ベースプレート1に固定されたシャフト2を中心に回転する軸固定型スピンドルモータ100を例示したが、シャフトがロータアッセンブリとともに回転する軸回転型スピンドルモータにも好適に採用され得る。
実施の形態では、テーパ部1aaの第1面P1側の端部と第2面P2側の端部との双方に面取り部が形成されている構成を例示したが、以上の例示以外に、貫通孔1aの内周面の第2面P2側の端部のみに面取り部が形成される構成としてもよい。この構成によっても、テーパ部1aaに第1面P1側から注入された封止剤8が、面取り部1acで保持されるから、テーパ部1aaに注入された封止剤8が、ベースプレート1の内壁から外部にはみ出す事態が防止されるという効果が実現される。
実施の形態では、絶縁フィルム7の外周上に、所定の径を有する半円形状の切欠部7aを形成した構成を例示したが、切欠部7aの形状には任意の他の形状(例えば、半円以外の円形状、楕円等の略円形状、半楕円形状等を含む略半円形状、凹状、V字状、多角形状など)が採用され得る。以上に例示した構成によっても、ワイヤ4aと、貫通孔1aの内周面との接触に起因する間隙の発生が防止可能であるから、貫通孔1aの高気密性を実現し、ハードディスクドライブに充填したヘリウムが外部に漏れ出す事態を確実に防止することができる。
実施の形態では、ヘリウムを充填したハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータを例示して説明したが、本発明は、ヘリウムを充填しないハードディスクドライブに用いられるスピンドルモータに適用することも可能である。
1 ベースプレート
1a 貫通孔
1aa テーパ部
1ab、1ac 面取り部
2 シャフト
3 ステータコア
4 コイル
4a ワイヤ
5 リングマグネット
6 バックヨーク
7 絶縁フィルム
7a 切欠部
8 封止剤
9 配線基板
9a 導線引出孔
10 半田
21 第1円錐軸受部材
22 第2円錐軸受部材
23 スリーブ
24 ロータハブ
25 第1円錐内面
26 第2円錐内面
100 スピンドルモータ
P1 第1面
P2 第2面
1a 貫通孔
1aa テーパ部
1ab、1ac 面取り部
2 シャフト
3 ステータコア
4 コイル
4a ワイヤ
5 リングマグネット
6 バックヨーク
7 絶縁フィルム
7a 切欠部
8 封止剤
9 配線基板
9a 導線引出孔
10 半田
21 第1円錐軸受部材
22 第2円錐軸受部材
23 スリーブ
24 ロータハブ
25 第1円錐内面
26 第2円錐内面
100 スピンドルモータ
P1 第1面
P2 第2面
Claims (4)
- コイルが巻回されたステータコアと軸体とを第1面側に保持し、配線基板を前記第1面とは反対側の第2面側に保持し、前記第1面から前記第2面にわたり貫通孔が形成されているベースプレートと、
前記軸体を中心に回転可能なロータアッセンブリと、
前記コイルから引き出され、前記貫通孔を通過して前記配線基板に接続されている導線と、
前記貫通孔の内周面と前記導線とを隔離して前記貫通孔を封止する封止剤と、を具備し、
前記貫通孔の内周面は、前記第1面から前記第2面に向かうにつれて径が小さくなるように形成されている
ことを特徴とするスピンドルモータ。 - 前記コイルと前記第1面との間には絶縁フィルムが配置されており、
前記絶縁フィルムの外周には、切欠部が形成されており、
前記切欠部の少なくとも一部は、前記貫通孔の前記第2面における開口の少なくとも一部に平面視で重なっている
ことを特徴とする請求項1に記載のスピンドルモータ。 - 前記貫通孔の少なくとも前記第2面側の端部には、前記貫通孔の内周面と前記第2面との境界に向かうにつれて径が大きくなる面取り部が形成されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のスピンドルモータ。 - 前記配線基板には、前記貫通孔を通過した前記導線を引き出す導線引出孔が形成されており、
前記導線引出孔は半田により封止されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3に記載のスピンドルモータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016147309A JP2018019494A (ja) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | スピンドルモータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016147309A JP2018019494A (ja) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | スピンドルモータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018019494A true JP2018019494A (ja) | 2018-02-01 |
Family
ID=61082140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016147309A Pending JP2018019494A (ja) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | スピンドルモータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018019494A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019216498A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
JP2019216497A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
CN114273934A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-05 | 南方科技大学 | 基于单楔形电机的空气静压电主轴及其控制方法 |
-
2016
- 2016-07-27 JP JP2016147309A patent/JP2018019494A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019216498A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
JP2019216497A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
JP7131104B2 (ja) | 2018-06-11 | 2022-09-06 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
JP7131103B2 (ja) | 2018-06-11 | 2022-09-06 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
CN114273934A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-04-05 | 南方科技大学 | 基于单楔形电机的空气静压电主轴及其控制方法 |
CN114273934B (zh) * | 2021-12-09 | 2023-03-10 | 南方科技大学 | 基于单楔形电机的空气静压电主轴及其控制方法 |
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