JP5154336B2 - ブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤ―ＲＯＭ（Ｒ）、ＤＶＤ―ＲＯＭ（Ｒ）、ＤＶＤ―ＲＡＭ等光メディア分野のディスク等の記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータに関し、特に基板のアース接続構造に関するものである。

ＣＤ―ＲＯＭ（Ｒ）、ＤＶＤ―ＲＯＭ（Ｒ）、ＤＶＤ―ＲＡＭディスク等に用いられる円形の記録媒体の回転駆動装置にはスピンドルモータが用いられている。スピンドルモータは、ＤＣブラシレスモータが用いられることが多く、記録媒体を装着するためのターンテーブルと、ターンテーブルを回転駆動する駆動部とを備えている。

上記のスピンドルモータは、円周方向に多極着磁を施されたロータマグネットを内周に取り付けたロータフレームと、このロータフレームの中心に固定された回転軸と、前記ロータフレーム上に保持されたターンテーブルとからなるロータと、前記回転軸を回転自在に支持する軸受と、この軸受を保持する軸受ハウジングと、この軸受ハウジングを保持し、モータのセットへの取り付け部となるステータベースと、前記ロータマグネットと対向して配設されステータコイルを巻装したステータコアと、このステータコイルの端末および位置検出素子のリード等が電気的に接続された基板からなる構成が知られている。そして、前記ステータベースは、金属製のプレートで構成され、このプレート上に前記基板が接着等により固定される構成が一般的である。

ところで、スピンドルモータを回転駆動装置に組み込む際には、モータの基板およびセットへの取り付け部となるプレートの電位をセットのシャーシー電位と等しくする必要が有る。この電位が異なる場合、ノイズが発生するためである。そのため、このノイズ対策として、基板の銅箔ランドとプレートをビス締めによって導通させ、プレートを介してセット側のシャーシーと電気的に接続してアースをとることにより、セット側とモータとの電位を等電位にしていた。

しかしながら、セットの小型化、薄型化に伴い、モータも薄型化を要求される。このため、モータの取り付け部であるプレートも同様に薄くする必要がある。この場合、ビスを用いるとねじの掛かりが小さくなり、安定してアースを取れなくなるという問題点があった。また、小型化のためにより小さな面積でアースを形成する構成が必要となっている。

このような問題点を解決するために例えば、ビスを用いずに導通をとる方法として基板にあけられた孔に金属ピンを圧入し、その後金属ピンとアースパターンのランド部を半田付けし導通を取る構造が提案されている。（特許文献１参照）。

図３に上記特許文献１に記載されたアース接続構造の断面図を示す。図３において、３５は鉄等の導電性材料からなる基板である。この基板３５には絶縁層３４が積層され、この絶縁層３４上にアースパターンのランド部３３を形成する一方、上記基板３５に孔部３６を穿設し、この孔部３６に角柱状の金属ピン３１を圧入貫通して固定すると共に、上記金属ピン３１とアースパターンのランド部３３とを半田３２により接続して基板のアース接続機構を構成するものである。

また、金属板に突起部を形成し、プリント基板に貫通孔を設け、前記突起部を貫通孔に挿入して、半田付けにより、導通をとる構造がある。（特許文献２参照）
図４に上記特許文献２に記載されたアース接続構造の断面図を示す。図４において、金
属板４２に形成された突起部４２ａを、金属板４２上に接着剤（両面テ−プなど）４３で接合されたプリント基板４１に形成された貫通孔４１ｂに挿入し、プリント基板４１と金属板４２はプリント基板４１の導体４１ａ側に突出した突起部４２ａとア−ス用導体４１ａを半田４４にて接続して金属板４２とプリント基板４１のア−ス用導体４１ａとを電気的に接続するものである。
実開平５―７６０７２号公報 特開昭６３―２０４７９４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の構成では、ピンを圧入する必要があり、工数を要するという課題があった。また、ピンを基板に強固に固定し、かつ電気的導通を確実にするため、ピンを基板に貫通させた上で、ピンと基板との隙間に半田を盛る構成を要するため、高さ寸法が高くなるという課題があった。

また、上記特許文献２に記載された構成では、半田を盛っても、半田が確実に接合状態になっているかどうかの確認ができず、長期の信頼を保証できないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり低コストで工数が少なく、また、高さ、面積を抑えたアース接合構造を備えるスピンドルモータを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、メッキ鋼板で作られたプレートに、金型で半押しプレス加工により突起部を形成する一方、基板のアースパターンに穴部を形成し、この穴部の中心に対して非点対称な形状のランド部を前記穴部の周囲に形成すると共に、前記突起部を前記穴部に挿入し、前記突起部側面と前記アースパターンのランド部とを、前記突起部側面の一部が露出する状態で半田付け接続してなるアース接続構造を備えるブラシレスモータである。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、半押し加工によりプレートの突起部のメッキ層を剥離させて、地金を露出し、基板のアースパターンのランド部で半田付け接続しアース接続部を構成するので、容易に、また、ビス等の部材を必要とせずアース接続することが可能となる。また、ランド部に盛られた半田の高さのみがアース接続部の全高寸法を規定するので、薄型化を図る事ができる。また、基板のランド部の形状をランド部の穴の中心に対して非点対称な形状に形成して、突起部側面の一部が露出する状態で半田付け接続することにより、半田の接合状態を確認できるので、信頼性の高いアース接合構造を有するブラシレスモータを提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、上記記載のモータにおいて、ランド部を半月形状にすることにより、少なくともランド部の円形部分は半田の流れが均一になるので良好な接合状態で半田付けを行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、上記記載のモータにおいて、半田をランド部の半分以上覆うようにして半田接合部強度を確保しながら、突起部の外周の一部が半田から露出するように構成して、半田の接合状態を確認しやすくすることができ、信頼性の高いアース接合構造を有するブラシレスモータを提供できる。

請求項４に記載の発明によれば、プレートを薄膜の有機皮膜処理を施した亜鉛メッキ鋼
板にすることにより、防錆効果と半田付け作業性の向上を同時に実現でき、半田の締結強度を上げることができる。また、半田の濡れ性が向上することにより、半田高さを低くすることができ、薄型化に適したアース接続構造を有するブラシレスモータを提供できる。

請求項５に記載の発明によれば、面積が小さく、高さの低い、高信頼性のアース接続構造を備え、安定したノイズ対策ができ、また、小型化、薄型化に対応できるＤＶＤ―ＲＯＭ等の記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータを提供することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態に係るディスク駆動用スピンドルモータの縦断面図である。図１に示すように、ディスク２４を回転させるディスク駆動用スピンドルモータは、外径が約１０ｍｍほどのブラシレスモータにより構成している。このディスク駆動用スピンドルモータは、ステータ１８と、回転軸１９とともに一体的に回転するロータ１７とからなる。

ステータ１８は、回転軸１９を回転自在に保持する略筒形状の軸受７と、この軸受７を内側に圧入した状態でプレート１上に立設されるハウジング８と、ハウジング８に外嵌されたステータコア９、ステータコイル１０よりなる巻線組立体１１とから構成されており、ステータコイル１０の端末が、プレート１上に貼り付けられたフレキシブル基板４に半田付けされて電気的に接続されている。

そして、プレート１に形成された孔内に回転軸１９をその基端部側からスラスト方向に対して当接して回転自在に支持する円板形状のスラスト板２１が配設され、このスラスト板２１を下方から支持するスラストカバー２２がプレート１の下面に取付られている。
また、回転軸１９がステータ１８の軸受７から抜けることを防止する抜け止め部材２３が回転軸１９のスラスト板２１の近傍に固定されている。

ロータ１７は、回転軸１９の先端部に取付られたロータフレーム１３と、ロータフレーム１３に取付られた環状で断面矩形形状のクランプ用マグネット１４と、このクランプ用マグネット１４の上面部分であるディスク搭載部に貼り付けられて、ディスク２４が載置され、クランプ用マグネット１４よりも摩擦係数の大きいゴムなどからなる滑り止め材１５と、ロータフレーム１３の内周に、ステータコア９と対向するように取付られた駆動マグネット１６とから構成されている。

以下に本実施の形態の特徴である、アース接続構造について説明する。

図２に本発明の実施の形態１のアース接続構造を示す。図２（ａ）は本発明の実施の形態１によるアース接続構造の平面図、図２（ｂ）は本発明の実施の形態１によるアース接続構造の縦断面図である。図２（ｂ）においてプレート１は亜鉛メッキ鋼板により構成され、プレート１上にはアースパターンが形成されたフレキシブル基板４が接着等により固定されている。そして、アースパターンには穴部１２が形成され、このアースパターンの穴部１２の中心に対して非対称な形状のランド部３をアースパターンの穴部１２の周囲に形成している。また、プレート１には、プレス加工により半押しされて１００μｍの高さに突き出して突起部６が形成されている。プレート１の表面には数μｍのメッキ層２が形成されているが、突起部６をプレス加工により半押しして突出形成するので、突起部６の外周部のメッキ層２は剥離され地金が露出する。これにより、突起部６の側面から現れた地金部とアースパターンのランド部３が半田５によって電気的に接続することができる。

以上によりアース部２０が形成される。そして、図２（ａ）に示すように、アースパターンのランド部３は、ランド部３の中心から弦までの長さａが、ランド部３の半径より大きく、突起部６の半径ｒよりも小さい半月形状に形成され、突起部６の外周の一部が半田５から露出するように構成されている。この構成により、半田５がランド部３の半分以上覆うようにして半田接合部強度を確保しながら、図２（ｂ）に示すように、半田５の接合状態を露出した側面側から確認することができるので、信頼性の高いアース部を構成できる。

なお、本実施の形態においては、ランド部３を半月形状としたが、突起部６の外周の一部が半田５から露出するような形状であれば、これに限定されない。即ち、ランド部３がアースパターンの穴部１２の周囲に穴部１２の中心に対して非点対称な形状に形成されたものであれば、突起部６の側面の一部が露出する状態で半田付け接続することが可能となり、半田の接合状態を確認できる。

しかしながら、モータの薄型化を図るために突起部６の高さ寸法は１００μｍ程度しか突き出せないので、図２（ｂ）に示すように、半田５は突起部６の側面だけでなく上側のメッキ層２で被覆された面も覆う状態にならざるを得ない。プレート１の素材である亜鉛メッキ鋼板は防錆のために形成されたメッキ層の表面に、さらに耐指紋性、良導電性、塗装性、摺動性等を向上させるための表面処理が施されている。この表面処理によっては図２（ｃ）に示すように、突起部６の上側のメッキ層２で被覆された面に半田が馴染まず、突起部６の上側のメッキ層２との間に空隙が生じるいわゆる天ぷら半田状態になり易い。これを防ぐために、プレート１の素材の表面処理を出来るだけ薄い薄膜（膜厚が３μｍ以下、好ましくは１．５μｍから２μｍ）の有機皮膜処理にすることにより、半田の濡れ性が良化し、特に突起部上面での半田の馴染みが良くなるので、半田作業性が安定し、半田の締結強度を上げることができる。

有機皮膜を形成する樹脂として、半田付け時の温度で３から５秒以内に溶融軟化するような樹脂であることが必要である。この場合には、半田の濡れ性が向上するので、半田高さを低くすることができ、高さが低いアース構造を提供することができる。具体的には、半田高さ寸法を０．５ｍｍ以下にすることができた。

薄膜の有機皮膜処理品としては、例えば新日鉄のジンコート２１（登録商標）のＱＳ材がある。ジンコート２１（登録商標）のＱＳ材は、薄膜でも耐食性に優れ、また、皮膜層の抵抗値が小さく、溶接性に優れているため、本モータの構成に適し、信頼性の高いモータを提供することができる。加えて、クロメートフリーの皮膜処理であるため、環境負荷の問題も回避できる。

以上のように構成されたスピンドルモータはアース部２０を備えながら極めて小型薄型に構成することが出来るだけでなく、信頼性が高いモータを提供することが出来る。

以上本発明の実施例を説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の主旨の範囲で様々な応用展開が可能である。

本発明は、高さの低い安定したアース接続構造を提供することによって、安定したノイズ対策ができ、また、小型化、薄型化に対応できるＤＶＤ―ＲＯＭ等の記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータとして有用である。

本発明の実施の形態に係るディスク駆動装置の縦断面図 （ａ）本発明の実施の形態に係るアース接続構造の平面図、（ｂ）本発明の実施の形態に係るアース接続構造の縦断面図（ｃ）本発明の実施の形態に係るアース接続構造の説明用縦断面図 従来のアース接続構造の縦断面図 別の従来のアース接続構造の縦断面図

符号の説明

１ プレート
２ メッキ層
３、３３ アースパターンのランド部
４ フレキシブル基板
５、３２、４４ 半田
６、４２ａ 突起部
７ 軸受
８ ハウジング
９ ステータコア
１０ ステータコイル
１１ 巻線組立体
１２ アースパターンの穴部
１３ ロータフレーム
１４ クランプ用マグネット
１５ 滑り止め材
１６ 駆動マグネット
１７ ロータ
１８ ステータ
１９ 回転軸
２０ アース部
２１ スラスト板
２２ スラストカバー
２３ 抜け止め部材
２４ ディスク
３１ 金属ピン
３４ 絶縁層
３５ 基板
３６ 孔部
４１ プリント基板
４１ａ 導体
４１ｂ 貫通孔
４２ 金属板
４３ 接着剤
ａ ランド部の中心から弦までの長さ
ｒ 突起部の半径

Claims (5)

1. 回転軸と、この回転軸を支承する軸受と、この軸受を保持する軸受ハウジングと、この軸受ハウジングを保持し、メッキ鋼板によって作られたモータを搭載する機器への取り付け面であるプレートと、絶縁層上にアースパターンを形成した基板とを備え、前記プレートと前記基板のアースパターンとを電気的に接続するアース部を有するブラシレスモータにおいて、前記プレートに半押しプレス加工によって突起部を形成する一方、前記アースパターンに穴部を形成し、この穴部の中心に対して非点対称な形状のランド部を前記穴部の周囲に形成すると共に、前記突起部を前記穴部に挿入し、前記突起部側面と前記アースパターンのランド部とを、前記突起部側面の一部が露出する状態で半田付け接続してなるアース接続構造を備えるブラシレスモータ。
2. ランド部が半月形状である請求項1記載のブラシレスモータ。
3. ランド部の中心からの弦までの長さａが、ランド部の半径より大きく、突起部の半径ｒよりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項２のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
4. プレートが亜鉛メッキ鋼板からなり、薄膜の有機皮膜処理を施してなる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。
5. ＤＶＤ等光メディア分野のディスク等の記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータに使用されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のブラシレスモータ。

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