JP3616406B2 - スピンドルモータ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば光ディスク，磁気ディスク等の記録部材を駆動するスピンドルモータに係り、特に、電源側との着脱が容易なコネクタを備えたスピンドルモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録ディスクを回転するためのスピンドルモータは、ディスクを駆動させるための装置が、そのモータ外部に備えられている。このため、モータ内部と外部装置とを電気的に連絡する必要があり、この場合、電源側との連結が容易で、作業性、保守性を高めるために、電源側との接続用コネクタを固定シャフトに直接装着するようにしたものがある。
【０００３】
図７は、このようなスピンドルモータの一例を示したものである。
このスピンドルモータは、基台に装着される取付部Ａを一方側に突出形成すると共に他方側に支持軸Ｂを有するシャフトＣと、支持軸Ｂに軸受Ｄを介して回転自在に支持され内面にロータマグネットＥを固着したロータハブＦと、このロータハブＦ内に収納されロータマグネットＥに対向配置されたステータＧと、取付部Ａ内に収納された電源側に着脱自在に接続されるコネクタＨと、コネクタＨのピンと電気結合したコネクタ接続部Ｉ及びステータＧの下面に装着されたほぼ半円環状のコイル線接続部Ｊを有するフレキシブル回路基板Ｋと、を備えている。回路基板Ｋのコイル線接続部Ｊは、ステータＧのコイル部分に接着剤Ｌで固定されている。
【０００４】
そして、ステータＧからのコイル線は、回路基板Ｋのコイル線接続部Ｊに設けられた端子部分に、コイル線接続部Ｊの外周側から回してはんだ付けされ、その後、接着剤Ｌが充填される。従って、コネクタＨを電源側に接続することにより、コネクタＨ及び回路基板Ｋを介してコイル線に駆動電流が供給される。
【０００５】
また、この種の他のスピンドルモータとして、モータの内部空間と外部装置とを連絡するリード線を、シャフトに貫通孔を設けて通すという方法を採用したものがある。
【０００６】
すなわち、図８に示すように、固定シャフトａにロータハブｂを一対の軸受ｃを介して回転自在に支持し、固定シャフトａに嵌合固定したステータｄに対向するように、ロータハブｂの内壁にロータマグネットｊを固定している。固定シャフトａの下端部には、モータ内部空間に通じる貫通孔ｅが設けてあり、ステータｄに巻回されているコイル線ｇを貫通孔ｅを通して、固定シャフトａの下端部の貫通孔ｅに固定したコネクタｈに接続される。
【０００７】
この場合、ステータｄからのコイル線ｇとコネクタｈとの接続は、固定シャフトａの中間部に固定したステータｄからのコイル線ｇを貫通孔ｅに挿通し、このコイル線ｇをシャフトａの下端面より、コネクタｈにはんだ付けするのに十分な長さを確保して導出しておく。その後、コイル線ｇをコネクタｈの端子にはんだ付けし、引き出したコイル線ｇを貫通孔ｅに収納させながらコネクタｈを貫通孔ｅの所定位置に嵌め込む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のスピンドルモータにあっては、図７に示したものの場合、回路基板Ｋのコイル線接続部Ｊが接着剤ＬによりステータＧのコイル部分つまり突出部分に直接接続されるため、接着剤Ｌがコイル部分の外周部上方に回り、回路基板Ｋにおける接着にむらが生じ易くなり、この結果、回路基板Ｋに反りや曲がりが発生する問題がある。
【０００９】
加えて、ステータＧからのコイル線を外周側から回してコイル線接続部Ｊに接続する必要があるため、コイル線が外周方向にふくらみ易く、ロータハブＦにすれる可能性があり、騒音の原因になるばかりでなく、コイル線の断線を招く不都合がある。
【００１０】
また、図８に示すスピンドルモータにあっては、固定シャフトａの貫通孔ｅより引き出したコイル線ｇを、固定シャフトａの下方でコネクタｈにはんだ付するため、コネクタｈを貫通孔ｅに嵌め込んだ際、余分なコイル線ｇがだぶつき、これを貫通孔ｅ内に収納させることから、貫通孔ｅ内でコイル線ｇ同士が、重なって絡み合うことになる。この結果、コイル線ｇが貫通孔ｅの内壁にすれ、コイル線ｇの断線や絶縁被膜の剥離が起こる可能性がある。その上に、貫通孔ｅより引き出したコイル線ｇを個々にコネクタｈにはんだ付する作業は、非常に手間がかかり、組立作業性が悪くなる問題を有している。
【００１１】
ここで、コイル線を個々にシャフトの貫通孔を通してコネクタに接続する不具合を解消するために、フレキシブル回路基板を用い、コイル線が接続された回路基板を貫通孔に通してコネクタに接続することも考えられるが、コイル線の線数のリード部を備えたフラットな回路基板はその幅が大きくなるため、その貫通孔への挿通が困難になる新たな問題を生じる。
【００１２】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意してなされたものであり、その目的とするところは、ステータからのコイル線をフレキシブル回路基板を用いてコネクタに接続する場合に、回路基板を効果的に補強でき、コイル線の接続を確実かつ安全に行い得るスピンドルモータを提供することにある。また、フレキシブル回路基板を用い固定シャフトの貫通孔を通してコネクタに接続する場合に、その挿通作業が容易に行えるスピンドルモータを提供することにある。さらに、固定シャフトの貫通孔を通してステータのリード線をコネクタに接続する場合に、その接続作業が良好なスピンドルモータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のスピンドルモータにおいては、基台に装着される取付部を一方側に突出形成すると共に他方側に支持軸を有するシャフトと、支持軸に軸受を介して回転自在に支持され内面にロータマグネットを固着したロータハブと、このロータハブ内に収納されロータマグネットに対向配置されたステータとを有し、
取付部内に電源側に着脱自在に接続されるコネクタを収納し、取付部の外側に、ステータの一方側に配置された補強板を固定すると共に、この補強板の一方側の面に、コネクタのピンと電気結合したコネクタ接続部及びほぼ半円環状のコイル線接続部を有するフレキシブル回路基板を装着し、補強板に、コイル線接続部の内周縁より内側に位置する開口を形成し、ステータのコイル線を、開口を通して補強板の一方側に案内し回路基板の一方側の面の端子部に接続したことを特徴とするものである。
【００１４】
この場合、補強板を円環状に形成し、この補強板に回路基板の内周縁より内側から外周方向に切り欠いた切り欠きを形成し、前記開口を切り欠きの内周縁と回路基板の内周縁とで囲んで形成することが望ましい。
【００１５】
また、本発明のスピンドルモータは、前記目的を達成するために、固定シャフトと、この固定シャフトに軸受を介して回転支持され内周にロータマグネットを固着したロータハブと、このロータハブ内に収納されロータマグネットに対向するよう配置されたステータと、シャフト内に形成されステータの近傍からシャフトの端部に連通する貫通孔と、この貫通孔のシャフトの端部側に嵌着されるコイル線接続用のコネクタと、を備え、
前記シャフトに、貫通孔をステータの近傍に開口する一対の連通孔を形成し、一端にコイル線接続部、他端にコネクタ接続部をそれぞれ形成した一対のフレキシブル回路基板を設け、両コイル線接続部をそれぞれステータに直接または隣接して取り付け、両コネクタ接続部をそれぞれ連通孔より貫通孔に案内してコネクタのピンに接続することを特徴としている。
【００１７】
【作用】
前述した本発明にあっては、第１のスピンドルモータの場合、ステータの一方側に配置された補強板の一方側の面に、コネクタのピンと電気結合したコネクタ接続部及びほぼ半円環状のコイル線接続部を有するフレキシブル回路基板を装着したので、回路基板に反りや曲がりを生じることがない。また、補強板に、コイル線接続部の内周縁より内側に位置する開口を形成し、ステータのコイル線をこの開口を通して補強板の一方側に案内し、回路基板の一方側の面の端子部に接続したので、コイル線を外周側から引き込むことがなく、コイル線がロータハブ等にすれることを回避できる。
【００１８】
また、第２のスピンドルモータの場合、ステータから引き出されたコイル線と、シャフト内の貫通孔の端部側に嵌着されたコネクタとの接続に一対のフレキシブル回路基板を用いることから、両回路基板の個々の幅寸法を小さくでき、これらをシャフトに形成した一対の連通孔から貫通孔に簡単に挿通でき、コネクタへの接続が容易となる。
【００２０】
【実施例】
本発明の実施例につき、図１〜図６を用いて説明する。
まず、第１の実施例を図１及び図２を用いて説明する。
【００２１】
これらの図面に示すように、本実施例のスピンドルモータ１は大別してシャフト４と、ロータハブ５と、ステータ６と、コネクタ２と、フレキシブル回路基板（以下、ＦＰＣという）３及びＯリング７等から構成される。
【００２２】
シャフト４は、円板状のベース台８とその一方側（図１では下方側）に向かって突出する取付部９と他方側（図１では上方側）に突出する支持軸１０とを一体的に形成したものからなる。取付部９の内部にはコネクタ２を収納するための内孔１１が下方に向かって開口形成され、内孔１１の上方側は支持軸１０の貫通孔１２と連通する。
【００２３】
取付部９の外周には装置の基台（図示せず）に螺着するねじ部１４が形成され、そのベース台８と連結する付根にはＯリング７の嵌まり込む溝１５が形成される。図２に示すように、取付部９の円周の一部には取付部９を半径方向に沿って切断するキー溝１６および切欠き１７が形成される。なお、キー溝１６はベース台８の下面側にも形成される。一方、支持軸１０の貫通孔１２の上方側には取り付けねじ孔１８が形成される。
【００２４】
ロータハブ５は図略の磁気ディスク等が固定される外周形状を有する外壁部１９と空間２０を介して中心よりに形成される内壁部２１とを一体的に形成する回転体からなる。外壁部１９の内面にはロータマグネット２２が固定される。また、内壁部２１と中心シャフト部４の支持軸１０間には上方軸受２３および下方軸受２４が介設される。それにより、ロータハブ５はシャフト４に枢支される。
【００２５】
なお、図１に示すように、上方軸受２３の外側には支持軸１０の上端側に嵌入された軸受カバー２５が配設され、この軸受カバー２５によって構成されるラビリンス構造により、防塵等の流出が防止される。
【００２６】
ステータ６は、コイル２６と、コイル２６が巻回されるステータコア２７等からなり、本実施例では三相モータを形成する形状のものからなる。なお、ステータコア２７はシャフト４のベース台８に固定され、ロータハブ５の前記空間２０内に収納される。
【００２７】
コネクタ２は、本実施例ではコネクタ本体２８と、三相モータ用の４本のピン２９からなる。なお、コネクタ本体２８はシャフト４の取付部９の内孔１１に着脱可能に装着される外周形状を有すると共に、キー溝１６に係止する係止部３０を突出形成している。
【００２８】
ＦＰＣ３は、シャフト４のベース台８の外周に固定された円環状の補強板３２の下面に接着されている。このＦＰＣ３は、コネクタ２の上端側のピンが嵌入される嵌まり込み孔を有しコネクタ本体２８とほぼ同径の円板部３４と、中心シャフト部４の切欠き１７に嵌まり込むネック部３５と、円周方向に沿って展開する弧状部３６とを有し、弧状部３６にはピンに対応する半田部３７が形成される。
【００２９】
また、補強板３２には、ＦＰＣ３の各半田部３７に対応する位置に、弧状部３６の内周縁より内側から外周方向に切り欠いた切り欠き３３が形成され、この切り欠き３３の内周縁と弧状部３６の内周縁とで囲まれた位置に開口３８が形成されている。
【００３０】
ＦＰＣ３はその円板部３４をコネクタ２のピン２９に嵌め込みネック部３５をキー溝１６に沿わせて水平に配設される。また、ステータ６のコイル２６のコイル線端部は、補強板３２の切り欠き３３と弧状部３６とで囲まれた開口３８を通して下方へ案内され、弧状部３６の半田部３７に半田付けされる。
【００３１】
ここで、ＦＰＣ３におけるコイル線の接続位置としては、シャフト４の取付部９の装置基台との位置関係からできるだけ外周側つまりロータハブ５の外周壁１９側に位置することが望ましい。しかし、従来技術で述べたように、コイル線をＦＰＣ３の外周側から引き回すことは回転体との擦れ、接触の危険があり、避ける必要がある。
【００３２】
前記実施例にあっては、補強板３２の切り欠き３３と弧状部３６とで囲まれた開口３８を通してコイル２６のコイル線端部を下方へ案内し、ロータハブ５の外周側に配置された弧状部３６の半田部３７に半田付けするため、コイル線をＦＰＣ３の外周側から引き回すことなくコイル線の接続位置をできるだけ外周側に設定することができる。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施例を、図３及び図４を用いて説明する。
固定シャフト５１に外嵌固定されたステータ５２は、珪素鋼板製のステータコアとこのステータコアに巻回されたステータコイルから構成され、固定シャフト５１にアルミニウム製の略円筒状のロータハブ５４が一対の軸受５５，５６を介して回転自在に支持されている。ロータハブ５４は、上端部に軸受５５を支持する内周突出部５４ａと外周に記録ディスクが装着される外径部５４ｂとを有し、ロータハブ５４の外周部５４ｂの下端部には、ディスクを支持するために外方に張り出した外方張出し部５４ｃを備えている。ロータハブ５４の外周部５４ｂの内壁には、円環状のロータマグネット５７がステータ５２に対向して固着されている。
【００３４】
固定シャフト５１は、円板状のベース台５８とその一方側（図５では下方側）に向かって突出する取付部５９と他方側（図１では上方側）に突出する支持軸６０とを一体的に形成したものからなる。取付部５９の内部にはコネクタ６１を収納するための内孔６２が下方に向かって開口形成され、内孔６２の上方側は支持軸６０中腹から下方側に形成された貫通孔６３と連通する。
【００３５】
固定シャフト５１の支持軸６０の上端部には軸受５５が予圧付与を兼用したラビリンス部材６４を介して配置され、この軸受５５の上面を覆うように内周突出部５４ａに設けられたクランプねじ部５４ｄとラビリンス部材６４との間にラビリンスシール構造を形成する微小ギャップが設けられている。
【００３６】
固定シャフト５１の支持軸６０の下端部には軸受５６が配置され、この軸受５６とロータハブ５４の外周部５４ｂ下端開口部との間に環状ブッシュ６５が嵌合され、環状ブッシュ６５とベース台５８との間にラビリンスシール構造を形成する微小ギャップが設けられている。
【００３７】
コネクタ６１は、コネクタ本体６６と、三相モータ用の４本のピン６７からなる。コネクタ本体６６はシャフト５１の取付部５９の内孔６２に着脱可能に装着される外周形状を有すると共に、キー溝６８に係止する係止部６９を突出形成している。
【００３８】
固定シャフト５１の支持軸６０には、貫通孔６３をステータ５２の近傍に開口する一対の連通孔７０が形成されている。ステータ５２からの４本のコイル線は一対のフレキシブル回路基板７１を用いてコネクタ６１に接続される。すなわち、フレキシブル回路基板７１は一端にコイル線接続部７２を、他端にコネクタ接続部７３をそれぞれ形成しており、両回路基板７１のコイル線接続部７２をそれぞれステータ５２の下面に直接取り付け、両コイル線接続部７２に２本ずつのコイル線を接続すると共に、それぞれのコネクタ接続部７３を両連通孔７０よりそれぞれ貫通孔６３に案内し、コネクタ６１のピン６７に接続している。
【００３９】
両回路基板７１のコネクタ線接続部７３は、図４に示すようにほぼ半円状に形成され、コネクタ本体６６の上面に左右から案内され、それぞれピン６７に２本ずつ半田付けにより接続される。両回路基板７１は全く同一のものが使用されている。
【００４０】
このような構成のスピンドルモータにあっては、２つの同一構成のフレキシブル回路基板７１を用いてコイル線をコネクタ６１に接続するため、各回路基板７１にステータ５２からのコイル線の半数を分担してコネクタ６１に接続すればよくなり、回路基板７１の幅寸法を半減でき、これを連通孔７０より貫通孔６３に案内しやすくなり、作業性が向上する結果になる。
【００４１】
次に、第３の実施例を、図５及び図６を用いて説明する。なお、前記と同一符号のものは同一もしくは相当するものを示すものとする。
【００４２】
この実施例では、固定シャフト５１の支持軸６０にステータ５２の近傍からシャフト５１の端部に連通する貫通孔６３を形成すると共に、この貫通孔６３をステータ５２の下面に開口する１個の連通孔７０を形成し、ステータ５２から引出される４本のコイル線７４をこの連通孔７０及び貫通孔６３を通して、シャフト５１の取付部５９の内孔６２に装着されたコネクタ６６に接続するようにしている。
【００４３】
前記コネクタ６１のコネクタ本体６６には、電源側に接続される下側の外部接続用ピン部とこれとは反対側の内部接続用ピン部を設けたピン６７がモールドされており、ステータ５２から引き出されたコイル線７４の先端にピン６７の内部接続用ピン部に抜き差し自在に装着される接続金具７５が接続されている。
【００４４】
この接続金具７５は、円筒状に折曲げ形成された差し込み部７５ａとこれに連続的に設けられた接続片７５ｂとを備えてなり、接続片７５ｂにコイル線７４の先端部がからげられかつ半田付けされ、差し込み部７５ａがピン６７の内部接続用ピン部に抜き差し自在に装着されている。差し込み部７５ａはその内径がピン６７の外径より小さく形成されかつ内外周方向に弾性を有し、内部接続用ピン部に接圧をもって差し込まれている。
【００４５】
このような構成のスピンドルモータにあっては、予めコイル線７４の先端に接続金具７５を接続しておくことにより、組立時にステータ５２からのコイル線７４を連通孔７０より貫通孔６３に通してこれを貫通孔６３より引き出し、外部において接続金具７５をコネクタ６１に接続した後、コネクタ６１を取付部５９の内孔６２に装着すればよく、組立時に個々のコイル線７４をコネクタ６１のピン６７に半田付けする必要がなく、組立作業性が非常に高まる効果が得られる。
【００４６】
なお、図６において、７６はディスク装置等の基台であり、取付部５８のねじ部５９を基台７６の取付孔７７に嵌め込み、このねじ部５９にナット７８を螺合することによりスピンドルモータを固定することができる。
【００４７】
以上、本発明に従うスピンドルモータの実施例について説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載する効果を奏する。
請求項１に記載のスピンドルモータにあっては、ステータの一方側に配置された補強板の一方側の面に、コネクタのピンと電気結合したコネクタ接続部及びほぼ半円環状のコイル線接続部を有するフレキシブル回路基板を装着したので、回路基板に反りや曲がりを生じることがなく、しかも、補強板に、コイル線接続部の内周縁より内側に位置する開口を形成し、ステータのコイル線をこの開口を通して補強板の一方側に案内し、回路基板の一方側の面の端子部に接続したので、コイル線を外周側から引き込むことがなく、コイル線がロータハブ等にすれることを回避できる。
【００４９】
この場合、円環状の補強板に回路基板の内周縁より内側から外周方向に切り欠いた切り欠きを形成し、前記開口を切り欠きの内周縁と回路基板の内周縁とで囲んで形成すれば、開口の形成が容易になる効果が得られる。
【００５０】
また、請求項３に記載のスピンドルモータにあっては、ステータから引き出されたコイル線と、シャフト内の貫通孔の端部側に嵌着されたコネクタとの接続に一対のフレキシブル回路基板を用いることから、両回路基板の個々の幅寸法を小さくでき、これらをシャフトに形成した一対の連通孔から貫通孔に簡単に挿通でき、コネクタへの接続が容易となり、作業性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うスピンドルモータの第１の実施例を示す断面図である。
【図２】図１の下面図である。
【図３】本発明に従うスピンドルモータの第２の実施例を示す断面図である。
【図４】図３のコネクタ部分の平面図である。
【図５】本発明に従うスピンドルモータの第３の実施例を示す断面図である。
【図６】図５のコネクタ部分の斜視図である。
【図７】従来のスピンドルモータの断面図である。
【図８】従来の他のスピンドルモータの断面図である。
【符号の番号】
２、６１ コネクタ
３、７１ フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）
４、５１ 固定シャフト
５、５４ ロータハブ
８、５８ 取付部
１０、６０ 支持軸
１２、６３ 貫通孔
２２、５７ ロータマグネット
２３、２４、５５、５６ 軸受
２６、５２ ステータ
３２ 補強板
３８ 開口
７０ 連通孔
７４ コイル線
７５ 接続金具

Claims (3)

1. 基台に装着される取付部を一方側に突出形成すると共に他方側に支持軸を有するシャフトと、
   前記支持軸に軸受を介して回転自在に支持され内面にロータマグネットを固着したロータハブと、
   該ロータハブ内に収納され前記ロータマグネットに対向配置されたステータとを有するスピンドルモータであって、
   前記取付部内には電源側に着脱自在に接続されるコネクタが収納され、
   前記取付部の外側には、前記ステータの一方側に配置された補強板が固定されると共に、該補強板の一方側の面に、前記コネクタのピンと電気結合したコネクタ接続部及びほぼ半円環状のコイル線接続部を有するフレキシブル回路基板が装着され、
   前記補強板に、前記コイル線接続部の内周縁より内側に位置する開口が形成され、
   前記ステータのコイル線が、前記開口を通して前記補強板の一方側に案内され前記回路基板の一方側の面の端子部に接続されている、
   ことを特徴とするスピンドルモータ。
2. 前記補強板は円環状に形成され、前記補強板に前記回路基板の内周縁より内側から外周方向に切り欠いた切り欠きが形成され、前記開口が前記切り欠きの内周縁と前記回路基板の内周縁とで囲まれて形成されている請求項１記載のスピンドルモータ。
3. 固定シャフトと、
   該固定シャフトに軸受を介して回転支持され内周にロータマグネットを固着したロータハブと、
   該ロータハブ内に収納され前記ロータマグネットに対向するよう配置されたステータと、
   前記シャフト内に形成され前記ステータの近傍から前記シャフトの端部に連通する貫通孔と、
   該貫通孔の前記シャフトの端部側に嵌着されるコイル線接続用のコネクタと、
   を備えたスピンドルモータであって、
   前記シャフトには、前記貫通孔を前記ステータの近傍に開口する一対の連通孔が形成され、
   かつ、一端にコイル線接続部、他端にコネクタ接続部がそれぞれ形成された一対のフレキシブル回路基板が設けられ、
   前記両コイル線接続部がそれぞれ前記ステータに直接または隣接して取り付けられ、前記両コネクタ接続部がそれぞれ前記連通孔より前記貫通孔に案内されて前記コネクタのピンに接続されている、
   ことを特徴とするスピンドルモータ。

Images