JP4810920B2 - Spindle motor and recording disk device equipped with this spindle motor - Google Patents
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Description
本発明は、小型化・薄型化を図ったインナーロータ型スピンドルモータおよびこのスピンドルモータを搭載した記録ディスク装置に関する。 The present invention relates to an inner rotor type spindle motor that is reduced in size and thickness and a recording disk device equipped with the spindle motor.
近年、情報記録再生装置の小型化・携帯化が進んでいる。特にハードディスク駆動装置(以下、HDDと称する)は、携帯電話に搭載され、携帯電話の記録容量の大容量化に寄与している。HDDの携帯電話への搭載は、HDDをより小型化にすることが必須となる。これに伴い、HDDに搭載されるスピンドルモータも小型化が必須となる。そしてこれらの要求を達成するためにHDDの筐体であるベースをプレス加工にて作製し、ベースの小型化を実現し、その結果、スピンドルモータの小型化を実現している(このような従来のベースのプレス加工を使用したスピンドルモータの例として、特許文献1参照)。 In recent years, miniaturization and portability of information recording / reproducing apparatuses have been advanced. In particular, a hard disk drive (hereinafter referred to as HDD) is mounted on a mobile phone and contributes to an increase in the recording capacity of the mobile phone. In order to mount an HDD on a mobile phone, it is essential to make the HDD smaller. Along with this, miniaturization of the spindle motor mounted on the HDD is essential. In order to meet these demands, the base that is the housing of the HDD is manufactured by press working to reduce the size of the base, and as a result, the spindle motor is reduced in size (such as this conventional As an example of a spindle motor using the press processing of the base, see Patent Document 1).
しかしながらHDDの携帯電話への搭載では、携帯電話を落下した際でもHDDが故障なく耐えることができるように高い耐衝撃性が必須である。そのためには、ベースの板厚を厚くする必要がある。しかし従来のベースはベースの形状寸法を重視しており、その寸法精度を達成するためにベースの板厚を薄くしていた。 However, when mounting an HDD on a mobile phone, high impact resistance is essential so that the HDD can withstand failure even when the mobile phone is dropped. For this purpose, it is necessary to increase the thickness of the base. However, the conventional base places importance on the shape and dimension of the base, and the thickness of the base is reduced in order to achieve the dimensional accuracy.
またベースのプレス加工では、ステータの軸方向位置を決定するためにベース側に突部を周方向等間隔に複数設ける。しかしながら、ベースの板厚が厚いとベースの突部形成加工が困難であり、突部上面の寸法のバラツキが大きくなる。それに加え、突起はステータのコアバック側に設けるため、ベースのステータ側面当接円筒部と突起との半径方向位置が近くなってしまいプレス加工による曲げの連続となるのでプレス加工が困難である。そのため、突起の精度が低いものとなっていた。その結果、ステータは周方向に傾いてしまい、モータの振動および騒音の原因となる可能性がある。 In the base pressing, a plurality of protrusions are provided on the base side at equal intervals in the circumferential direction in order to determine the axial position of the stator. However, if the base plate is thick, it is difficult to form the protrusions on the base, and the variation in the dimensions of the upper surfaces of the protrusions increases. In addition, since the protrusions are provided on the core back side of the stator, the radial position between the stator side surface abutting cylindrical portion of the base and the protrusions is close, and bending due to the pressing process is continued, so that the pressing process is difficult. For this reason, the accuracy of the protrusion is low. As a result, the stator is inclined in the circumferential direction, which may cause vibration and noise of the motor.
したがって、本願発明は、上記のように小型化と耐衝撃性向上との相反する要求を同時に解決するものであり、その目的とするところは、スピンドルモータの小型化およびベースの板厚を厚くすることによる耐衝撃性を向上することのできるスピンドルモータを提供することである。 Accordingly, the present invention simultaneously solves the conflicting demands of downsizing and improvement in impact resistance as described above, and the object is to reduce the size of the spindle motor and increase the thickness of the base. It is an object of the present invention to provide a spindle motor that can improve impact resistance.
本発明の請求項1によれば、回転軸を中心として回転する回転部材と、該回転部材を半径方向に外囲する固定部材である電機子と、前記回転部材と前記電機子とを収容する円形凹部を有するベースと、を具備したスピンドルモータであって、前記電機子は、略円環状のコアバック部と、内周に向かい放射状に形成されるティース部と、を有する複数の薄板を積層して形成されたステータコアと、該ステータコアの前記ティース部の周囲を巻回する巻線と、から構成され、前記薄板は、前記コアバックの一部に軸方向への突出部を有し、前記ステータコアの前記ベース対向面には、前記電機子の軸方向の位置決めを行う突起部が前記ベースに当接するように設けられており、前記突起部は、前記電機子の前記巻線の半径方向外側で、かつ前記コアバックの外周縁よりも半径方向内側に位置し、することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the rotating member that rotates about the rotating shaft, the armature that is a fixing member that radially surrounds the rotating member, and the rotating member and the armature are accommodated. a spindle motor comprising a base, a having a circular recess, the armature has a plurality of thin plates having a core back portion of the substantially annular, the tooth portion formed on the inner circumferential opposite release morphism shape, the And a winding wound around the teeth portion of the stator core, and the thin plate has a protruding portion in the axial direction at a part of the core back. And a projecting portion for positioning the armature in the axial direction is provided on the surface facing the base of the stator core so as to contact the base, and the projecting portion is a radius of the winding of the armature. Outside the direction and Located radially inward from the outer peripheral edge of the back, characterized that you.
本発明の請求項1に従えば、電機子のステータコア側に電機子の軸方向の位置決めを行う突起部を設けることにより、ベース側に設けることがないので、突起部とベースの円形凹部との距離を短くすることができるのでスピンドルモータの小型化を図ることができる。さらにベース側に突起部を設けないことから、ベースを厚くすることができる。その結果、耐衝撃性および耐振動性を向上することのできるスピンドルモータを提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, by providing a protrusion for positioning the armature in the axial direction on the stator core side of the armature, it is not provided on the base side. Since the distance can be shortened, the spindle motor can be miniaturized. Further, since no protrusion is provided on the base side, the base can be thickened. As a result, it is possible to provide a spindle motor capable of improving impact resistance and vibration resistance.
本発明の請求項2によれば、請求項1に係わり、前記突起部は、周方向等間隔に配置されることを特徴とする。
According to
本発明の請求項2に従えば、突起部を周方向等間隔に複数配置することにより、ベースとステータとの当接部を円環状にしない。したがって、ベースの面精度に依存しないステータの軸方向の位置決めが可能となる。
According to
本発明の請求項3によれば、請求項1乃至請求項2のいずれかに係わり、前記突起部は、軸方向高さが前記薄板の厚さ以下であることを特徴とする。
According to
本発明の請求項3に従えば、ステータのコアバック部に突起部を設けることにより、突起部が薄板の厚さ以下の高さを形成することが可能である。したがって、スピンドルモータの薄型化を図ることができる。さらにベースに突起部を設けると、突起部と円形凹部との間隔が狭くなると、突起部の形成が困難となるが、ステータ側に突起部を設けることにより、ベースのような形成
の縛りがなく、自由な位置に突起部を形成することができる。その結果、スピンドルモータの小型化を図ることができる。
According to
本発明の請求項4によれば、記録ディスク駆動装置は、磁気記録層を有する記録ディスクと、前記磁気記録層に情報を記録するとともに前記磁気記録層に記録された情報を再生するための磁気ヘッドと、前記磁気ヘッドを前記記録ディスクに対して移動させるための移動手段と、前記磁気ディスクを回転駆動させるための請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のブラシレスモータとを備えたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, a recording disk drive device includes a recording disk having a magnetic recording layer, and a magnetic for recording information on the magnetic recording layer and reproducing information recorded on the magnetic recording layer. A brushless motor according to any one of
本発明の請求項4に従えば、耐衝撃性および耐振動性に優れたスピンドルモータを記録ディスク駆動装置に搭載したことによって、信頼性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。特に耐衝撃性や耐振動性が求められる携帯機器に搭載される記録ディスク駆動装置に最適である。 According to the fourth aspect of the present invention, a highly reliable recording disk drive device can be provided by mounting a spindle motor excellent in shock resistance and vibration resistance on the recording disk drive device. In particular, it is most suitable for a recording disk drive device mounted on a portable device that requires impact resistance and vibration resistance.
本発明に従えば、スピンドルモータの小型化およびベースの板厚を厚くすることによる耐衝撃性を向上することのでき、かつステータの軸方向の位置決め精度の良いスピンドルモータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a spindle motor that can improve the impact resistance by reducing the size of the spindle motor and increasing the plate thickness of the base, and that has good positioning accuracy in the axial direction of the stator.
<記録ディスク駆動装置>
図1は本発明に係わるHDD等の記録ディスク駆動装置の一形態を示した軸方向模式断面図である。
<Recording disk drive>
FIG. 1 is a schematic axial sectional view showing an embodiment of a recording disk drive device such as an HDD according to the present invention.
図1を参照して、記録ディスク駆動装置1は、略矩形状をしたハウジング2からなり、ハウジング2の内部は、塵・埃等が極度に少ないクリーンな空間を形成しており、その内部には、環状凹部2aが形成され、そこに情報を記録する円板状のハードディスク3が装着されたスピンドルモータ4が配設されている。またこのハウジング2と後述するベース10とは一体的に成形されていてもよい。
Referring to FIG. 1, a recording
また、ハウジング2の内部には、ハードディスク3に対して情報を読み書きするヘッド移動機構5が配置され、このヘッド移動機構5は、ハードディスク3上の情報を読み書きする磁気ヘッド5a、この磁気ヘッド5aを支えるアーム5bおよび磁気ヘッド5aおよびアーム5bをハードディスク3上の所要の位置に移動させるアクチュエータ部5cにより構成される。
A
このような記録ディスク駆動装置1のスピンドルモータ4として、本願発明のスピンドルモータを適用することで、十分な機能を確保した上で記録ディスク駆動装置1の小型且つ薄型化を実現できると共に、信頼性並びに耐衝撃性の高い記録ディスク駆動装置を提供することができる。
By applying the spindle motor of the present invention as the
<スピンドルモータの全体構造>
図2は本発明に係わるスピンドルモータの一形態を示した軸方向模式断面図である。
<Overall structure of spindle motor>
FIG. 2 is a schematic axial sectional view showing an embodiment of a spindle motor according to the present invention.
図2を参照して、図1の略矩形状のハウジング2であり、プレス加工等の塑性加工により加工されたベース10は一部に円形凹部11が形成される。円形凹部11の中央部にはさらに開口した上側突出部12が形成されている。
With reference to FIG. 2, it is the substantially
ベース10の上側突出部12には、両端開口した略円筒形状に形成されたスリーブ保持部材20が接着等にて固定されている。スリーブ保持部材20の外周面には、半径方向外側に延出する環状段差部21が形成されている。そしてこの環状段差部21の下面とベース10の上側突出部12の上面とが当接することによってスリーブ保持部材20の軸方向位置を決定している。さらに環状段差部21より上側外周面では、上側に向かい半径方向外側に広がるテーパ部22を形成している。またスリーブ保持部材20の下端部には、開口部分を覆うように封止円盤30が溶接等にて固定されている。
A
スリーブ保持部材20の内周面には、両端開口した円筒形状のスリーブ40が接着等にて固定されている。
A
スリーブ保持部材20およびスリーブ40を外囲するようにロータハブ50が配置される。ロータハブ50は回転軸と同軸に回転する軸体部51、円筒部52およびこれらを連結する連結部53とから構成される。
The
スリーブ40の内周面には、略円筒形状のロータハブ50の軸体部51が半径方向に微小間隙を介するように挿入される。また円筒部52には半径方向外側に延びる延出部52aが形成される。そして円筒部52の外周面および延出部52aの下面に当接するようにロータマグネット60が接着等にて固定されている。さらにその延出部52aの下側にはロータマグネット60の上面を覆う延長部52bが形成される。また延出部52aの上面には、磁気ディスク(図2では不図示)を載置する載置面52cが形成されている。
A
また連結部53の下面とスリーブ保持部材20の上面とは軸方向に微小間隙を介して配置される。そして連結部53の下面とスリーブ40の上面とは間隙を介して配置される。
Further, the lower surface of the connecting
また軸体部51には貫通孔が形成され、その貫通孔の下端部には、キャップ70が固定されている。このキャップ70は中央に略円柱形状の軸方向突出部71および円盤部72とから形成される。そして軸方向突出部71と軸体部51の貫通孔とを固定することによって保持される。また円盤部72とスリーブ40の下面とは軸方向に微小間隙を形成している。そして円盤部72はそれぞれ封止円盤30の上面およびスリーブ保持部材20の内周面の間に間隙を設けるように配置される。
Further, a through hole is formed in the
スリーブ40の内周面には、上側ラジアル動圧溝41および下側ラジアル動圧溝42が形成されており、ロータハブ50を半径方向に回転自在に支持している。そしてスリーブ保持部材20の上面およびスリーブ40の下面には、それぞれ上側スラスト動圧溝22、下側スラスト動圧溝43が形成されており、ロータハブ50を軸方向に回転自在に支持している。そしてこれら各動圧溝を実質的に途切れることなく、ロータハブ50の円筒部52の内周面の上側途中まで潤滑流体にて満たすことにより、回転中に各動圧溝に流体動圧が発生することによりロータハブ50を回転支持する。
An upper radial
またベース10の円形凹部11の内周面には、ステータ80が接着等にて固定されている。この薄板を積層して形成したステータ80は、略円環形状のコアバック部81と周方向等間隔に配置され半径方向内側に放射状に形成されたティース部82と含むステータコアと、このティース部82の周囲を巻回する巻線83とから構成される。そしてティース部82の内周面とロータマグネット60の外周面とは半径方向に微小間隙を介して対向する。
A
ステータ80の上面には、外部から給電を行うフレキシブル回路基板等の可撓性を有する回路基板90が接着等により固定配置される。そして回路基板90は巻線83の端部と半田により電気的接続を行う。さらにこの回路基板90を覆うように非磁性部材であり円環形状のシールド板100がベース10に固定されている。
On the upper surface of the
外部電源より回路基板90を通じてステータ80に給電されることにより、ステータ80には磁場が発生し、この磁場とロータマグネット60との相互作用により回転駆動力を得る。
When power is supplied to the
<主要部>
本発明に係わる主要部であるベース10とステータ80との関係について図3を参照して説明する。図3は図2の主要部拡大図である。
<Main part>
A relationship between the base 10 and the
ステータ80におけるステータコアのコアバック部81には、軸方向下側に突起部84が形成される。そしてこの突起部84の下面とこれと対向するベース10の上面とが当接することにより、ステータ80の軸方向位置を決定している。これにより、ベース10側に突起部を形成する必要がなくなるので、薄型化および低振動化を図る範囲内にて板厚を厚くすることができる。
A
本実施例のステータ80を構成する積層された薄板の厚さは、約0.2mmであり、そしてこの薄板に形成される軸方向下側の突起部84は約0.1mmである。このステータ80と比較して、ベース10の厚さは、耐衝撃性および耐振動性を考慮して約0.4mmは必要である。したがって、ステータ80の薄板の厚さと比較して、ベース10の厚さは約2倍である。一般に、プレス加工等の塑性加工においては、板厚が大きい程、突起を形成することが困難であり、その精度は低下してしまう。
The thickness of the laminated thin plates constituting the
またコアバック部81の内周縁から外周縁までの径方向距離が約5mmであり、そのため、突起部84の半径方向外側の約1mm程度離れた半径方向外側には、コアバック部81の外周縁が当接固定される円形凹部11の内周面が形成される。このため、突起部84から円形凹部11までの距離が短く、お互いに約1mm間にてベース10を伸ばして突起部84および円形凹部11を形成しようとするので、曲げに必要な距離を確保し難く、突起部84の形成が困難である。さらに円形凹部11の曲げの影響によって突起部84の高さ精度が低下してしまう不具合が生じる可能性がある。その結果、突起部84の高さがそれぞればらついてしまう。そのため、この突起部84にて軸方向の位置決めを行うステータ80は周方向に高さがばらついてしまい、振動を発生してしまう可能性がある。
In addition, the radial distance from the inner peripheral edge to the outer peripheral edge of the core back
またこの突起部84から円形凹部11までの距離を伸ばそうとするとステータ80のコアバック部81の内周縁より内側に形成してしまい、ステータ80の軸方向位置決めを行う本来の機能を失うこととなる。したがって、コアバック部81の内周縁から外周縁までの径方向距離が5mm以下において、ステータ80の位置決めの突起部84を形成することが困難であった。そのためにスピンドルモータの小型化を実現することが困難であった。
Further, if the distance from the
しかしながら、本実施例のステータ80のコアバック81の下側に突起部84を設けることにより、突起部84の高さを精度良く形成することができる。したがって、ステータ80の周方向高さにばらつきがなく、振動の発生を抑えることができ、この振動に起因する騒音の低減を実現することができる。またこれにより、さらにベース10の板厚を厚くすることができるので、スピンドルモータの剛性を向上させることができる。その結果、スピンドルモータの耐衝撃性を向上させることができる。これは特に携帯機器に採用されるHDDに好適である。またコアバック81の半径方向外側に折り曲げや凹部を形成することはないので、突起部84の形成に関して他の影響を考慮する必要もなくなる。したがって、スピンドルモータの更なる小型化に対応することができる。
However, by providing the
<突起部の参考例>
図4のa)、b)および図5を参照して、ステータ80に設けた突起部84の参考例について説明する。各参考例順に突起部84を84a、84b、84cと付記する。図5はステータコアの上面図を示している。
< Reference example of protrusions>
A reference example of the
図4のa)を参照して、突起部84aは、薄板1枚の状態にて、ステータ形状が形成されると同時にステータ80のコアバック部81に形成され、各薄板を積層して形成される。これにより、ステータ80の加工費を抑えることができる。
Referring to a) of FIG. 4, the
また図4のb)を参照して、突起部84bは、ステータ80のコアバック部81に切り起こしによって形成されてもよい。
4B, the
図5を参照して、ステータ80のコアバック部81の隣り合うティース部82間に半径方向内側に突出部85を設け、その突出部85の少なくとも最下層の薄板一枚を軸方向下側に変形させることによって突起部84cを形成する。これにより、スピンドルモータをより小型化を図ったとしても、突起部84cとベース10の円形凹部11との半径方向の間隔を大きくとることができるので、曲げによって形成された円形凹部11の曲げによる面精度の悪化の影響を受けることがなくなる。したがって、ステータ80の軸方向の位置決めを良好に行うことができる。その結果、小型のスピンドルモータにおいて、低振動および低騒音を実現したスピンドルモータを提供することができる。
Referring to FIG. 5, a protruding
以上、本発明の実施例についての詳細を記載したが、本発明はこの実施例に限定されることなく、種々の変形が可能である。 Although the details of the embodiment of the present invention have been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible.
例えば、本発明のステータ80は図1乃至図4のように薄板を4枚積層して形成しているが、本発明はこれに限定されることなく、積層数は何枚でもよい。
For example, the
10 ベース
11 円形凹部
20 スリーブ保持部材
30 封止円盤
40 スリーブ
50 ロータハブ
60 ロータマグネット
70 キャップ
80 ステータ
81 コアバック部
82 ティース部
83 巻線
84、84a、84b、84c 突起部
85 突出部
90 回路基板
100 シールド板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該回転部材を半径方向に外囲する固定部材である電機子と、
前記回転部材と前記電機子とを収容する円形凹部を有するベースと、
を具備したスピンドルモータであって、
前記電機子は、
略円環状のコアバック部と、内周に向かい放射状に形成されるティース部と、を有する複数の薄板を積層して形成されたステータコアと、
該ステータコアの前記ティース部の周囲を巻回する巻線と、から構成され、
前記薄板は、前記コアバックの一部に軸方向への突出部を有し、
前記ステータコアの前記ベース対向面には、前記電機子の軸方向の位置決めを行う突起部が前記ベースに当接するように設けられており、
前記突起部は、前記電機子の前記巻線の半径方向外側で、かつ前記コアバックの外周縁よりも半径方向内側に位置し、することを特徴とするスピンドルモータ。 A rotating member that rotates about a rotation axis;
An armature that is a fixed member that radially surrounds the rotating member;
A base having a circular concave portion for accommodating the said armature and said rotary member,
A spindle motor comprising:
The armature is
A core back portion of the substantially annular, a stator core formed by stacking a plurality of thin plates having a tooth portion, the on an inside circumferential opposite release morphism shape,
A winding wound around the teeth portion of the stator core, and
The thin plate has a protruding portion in the axial direction in a part of the core back,
Protruding portions for positioning the armature in the axial direction are provided on the base facing surface of the stator core so as to contact the base ,
The protrusion includes a spindle motor that radially outwardly of the winding of the armature, and located radially inward of the outer peripheral edge of the core back, characterized that you.
前記磁気記録層に情報を記録するとともに前記磁気記録層に記録された情報を再生するための磁気ヘッドと、 A magnetic head for recording information on the magnetic recording layer and reproducing the information recorded on the magnetic recording layer;
前記磁気ヘッドを前記記録ディスクに対して移動させるための移動手段と、 Moving means for moving the magnetic head relative to the recording disk;
前記磁気ディスクを回転駆動させるための請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のスピンドルモータとを備えたことを特徴とする、記録ディスク駆動装置。 4. A recording disk drive apparatus comprising: the spindle motor according to claim 1 for rotating the magnetic disk.
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