JP7021460B2 - ベースユニット、スピンドルモータ、ディスク駆動装置およびベースユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ベースユニット、スピンドルモータ、ディスク駆動装置およびベースユニットの製造方法に関する。

ハードディスクドライブには、ディスクを回転させるためのスピンドルモータが、搭載されている。従来のハードディスクドライブおよびスピンドルモータについては、例えば、特開２０１３－２２３３１２号公報に記載されている。当該公報には、ディスク駆動装置のベース部材に、スピンドルモータを固定することが、記載されている。ベース部材の上面には、モータと電気的に接続されるコネクタが接着剤で固定されている。
特開２０１３－２２３３１２号公報

特開２０１３－２２３３１２号公報には、コネクタの接着位置の周囲に溝を設け、ベース部材にコネクタを接着する際に、硬化前の接着剤が溝に溜まることで、コネクタの外側へのはみ出しを抑制することが記載されている。しかしながら、当該公報の場合、接着剤を硬化させるために、ベース部材を炉に移動させる必要があり、その移動の途中で、コネクタの位置ずれが生じるおそれがある。

このような問題を鑑みて、本発明の目的は、接着剤の硬化前に生じるおそれのある、コネクタの位置ずれを抑制する、ベースユニット、スピンドルモータ、ディスク駆動装置およびベースユニットの製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は、上下方向に延びる中心軸を有するモータと電気的に接続されるコネクタと、前記モータを支持するモータ支持部と、前記コネクタの基板部を支持するコネクタ支持部と、を備え、前記コネクタ支持部は、前記中心軸に対して直交する方向に広がり、前記基板部の下面を支持する底板部と、前記底板部を軸方向に貫通し、前記コネクタの電極と軸方向視において重なる窓部と、前記窓部の周囲において前記底板部の上面に設けられ、前記基板部の前記下面と軸方向視において重なる第１凹部と、前記第１凹部と離間して前記底板部の前記上面に設けられた複数の第２凹部と、を有し、前記第２凹部は、前記基板の角部と軸方向視において重なり、前記基板部の対角に位置しており、前記第２凹部は、軸方向の深さが、前記第１凹部よりも深く、前記第１凹部には、前記底板部と前記基板部とを固定する熱硬化型接着剤が充填され、前記第２凹部には、前記底板部と前記基板部とを仮止めする仮止め用接着剤が充填され、前記仮止め用接着剤は、紫外線硬化型接着剤であり、紫外線硬化型接着剤の少なくとも一部が、前記基板部の側面に塗りあがっている。

本発明によれば、底板部と基板部とを仮止めすることで、炉にベースユニットを移動させて、熱硬化型接着剤を硬化させる際に、コネクタの基板部の位置ずれを防止できる。また、第２凹部を設けることで、仮止め用接着剤がコネクタの基板部上面に乗りあがることを防止できる。その結果、コネクタの基板部上面に、押さえ用の冶具を配置しても、仮止め用接着剤が冶具に張り付くことを防止できる。

図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置の断面図である。 図２は、ベース部材の部分上面図である。 図３は、図２のIII－III線における断面図である。 図４は、ベースユニットの製造処理のフローチャートである。 図５は、コネクタ支持部の変形例を示す図である。 図６は、コネクタ支持部の変形例を示す図である。 図７は、コネクタ支持部の変形例を示す図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、スピンドルモータの中心軸と平行な方向を「軸方向」、スピンドルモータの中心軸に直交する方向を「径方向」、スピンドルモータの中心軸を中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。また、本願では、軸方向を上下方向とし、ベース部材の底板部に対してコネクタを上として、各部の形状や位置関係を説明する。ただし、これは、あくまで説明の便宜のために上下方向を定義したものであって、本発明に係るベースユニット、スピンドルモータおよびディスク駆動装置の使用時の向きを限定するものではない。

＜１．ディスク駆動装置の構成について＞
図１は、第１実施形態に係るディスク駆動装置１００の断面図である。

ディスク駆動装置１００は、磁気ディスク１２を回転させつつ、磁気ディスク１２に対して情報の読み出しおよび書き込みを行う装置である。ディスク駆動装置１００は、スピンドルモータ１１、３枚の磁気ディスク１２、アクセス部１３、およびカバー１４を有する。

スピンドルモータ１１は、３枚の磁気ディスク１２を支持しつつ、これらの磁気ディスク１２を、中心軸９を中心として回転させる。ディスク駆動装置１は、スピンドルモータ１１を支持するベース部材２１を有する。スピンドルモータ１１の回転部３、３枚の磁気ディスク１２、およびアクセス部１３は、ベース部材２１とカバー１４とで構成される筐体の内部に、収容される。アクセス部１３は、磁気ディスク１２の記録面に沿ってヘッド１３１を移動させて、磁気ディスク１２に対する情報の読み出しおよび書き込みを行う。

ベース部材２１とカバー１４との接合部は、エラストマー等のシール材で封止されている。また、ベース部材２１とカバー１４とで構成される筐体の内部には、ヘリウム、水素、もしくはヘリウムと水素との混合気体、またはこれらのいずれかと空気との混合気体が、充填されている。これらの気体は、筐体外部の空気より密度が低い。このため、磁気ディスク１２およびアクセス部１３に加わる粘性抵抗が小さい。したがって、駆動時における磁気ディスク１２およびアクセス部１３の風損が低減される。

なお、ディスク駆動装置１が有する磁気ディスク１２は、１～２枚であってもよいし、４枚以上であってもよい。また、アクセス部１３は、磁気ディスク１２に対して、情報の読み出しおよび書き込みの一方のみを行うものであってもよい。

＜２．スピンドルモータの構成＞
続いて、上記のスピンドルモータ１１の構成について説明する。スピンドルモータ１１は、静止部２と回転部３とを有する。静止部２は、ベース部材２１およびカバー１４に対して、相対的に静止している。回転部３は、静止部２に対して、回転可能に支持されている。

静止部２は、ベース部材２１、ステータ部２２、電気配線部２３、スリーブ２４、およびキャップ２５を有する。

ベース部材２１は、ステータ部２２およびスリーブ２４を支持している。ベース部材２１は、金属製の部材であり、例えば、アルミニウム合金の鋳造により得られる。ベース部材２１は、底板部２１１と、有底略円筒状のカップ部２１２とを有する。底板部２１１は、回転部３、磁気ディスク１２、およびアクセス部１３の下側において、中心軸９に対して直交する方向に広がっている。カップ部２１２は、中心軸９と略同軸に配置されている。カップ部２１２は、スピンドルモータ１１を支持するモータ支持部である。

ステータ部２２は、ステータコア５１と、複数のコイル５２とを有する。ステータコア５１は、例えば、ケイ素鋼板等の電磁鋼板が軸方向に積層された積層鋼板により形成される。ステータコア５１は、カップ部２１２の外周面に、固定されている。また、ステータコア５１は、径方向外側へ向けて突出した複数本のティースを有する。コイル５２は、各ティースの周囲に巻かれた導線により、構成されている。

電気配線部２３は、底板部２１１の上面に配置され、コイル５２と電気的に接続されている。電気配線部２３は、フレキシブルプリント基板６１とコネクタ６２とを有する。外部電源から供給される駆動電流は、コネクタ６２およびフレキシブルプリント基板６１を介して、コイル５２に供給される。なお、本実施形態では、ベース部材２１と電気配線部２３とで、ベースユニット４が構成されている。ベースユニット４のより詳細な構造については、後述する。

スリーブ２４は、後述するシャフト３１の周囲において、軸方向に略円筒状に延びている。スリーブ２４の下部は、カップ部２１２内に収容されるとともに、例えば接着剤で、カップ部２１２に固定されている。スリーブ２４の内周面は、シャフト３１の外周面と、径方向に対向している。また、スリーブ２４の下部の開口は、キャップ２５によって塞がれている。

本実施形態の回転部３は、シャフト３１、ハブ３２、およびマグネット３３を有する。

シャフト３１は、スリーブ２４の径方向内側において、軸方向に延びている。シャフト３１の材料には、例えば、ステンレス等の金属が使用される。シャフト３１の上端部は、スリーブ２４の上面より上方へ突出している。また、スリーブ２４およびキャップ２５と、シャフト３１との間には、潤滑流体が介在している。シャフト３１は、スリーブ２４およびキャップ２５に対して、潤滑流体を介して、回転可能に支持されている。

すなわち、本実施形態では、静止部２側の部材であるスリーブ２４およびキャップ２５と、回転部３側の部材であるシャフト３１と、これらの間に介在する潤滑流体とで、軸受機構１５が構成されている。潤滑流体には、例えば、ポリオールエステル系オイル、またはジエステル系オイルが使用される。

ハブ３２は、シャフト３１の上端部の周縁部から、径方向外側および下側へ向けて、広がっている。ハブ３２の内周部は、シャフト３１の上端部に固定されている。３枚の磁気ディスク１２は、ハブ３２に支持される。また、マグネット３３は、磁性体のバックヨーク３３１を介して、ハブ３２に固定されている。マグネット３３の径方向内側の面は、ステータコア５１の複数のティースと、径方向に対向する。また、マグネット３３の径方向内側の面には、Ｎ極とＳ極とが、周方向に交互に着磁されている。

このようなスピンドルモータ１１において、コイル５２に駆動電流を与えると、ステータコア５１の複数のティースに、径方向の磁束が生じる。そして、ティースとマグネット３３との間の磁束の作用により、周方向のトルクが発生する。その結果、静止部２に対して回転部３が、中心軸９を中心として回転する。ハブ３２に支持された磁気ディスク１２は、回転部３とともに、中心軸９を中心として回転する。

＜３．ベースユニットについて＞
以下に、ベースユニット４について説明する。ベースユニット４は、上記のように、ベース部材２１と、電気配線部２３とで構成されている。図２は、ベース部材２１の部分上面図である。図３は、図２のIII－III線における断面図である。

ベース部材２１は、コネクタ支持部７０を有している。コネクタ支持部７０は、コネクタ６２を支持している。コネクタ６２は、基板部６２１と、複数の電極端子６２２とを有している。基板部６２１は、矩形状の上面および下面を有する板状部材である。複数の電極端子６２２は、基板部６２１の下面に設けられている。電極端子６２２は、電源装置から延びるリード線の端部が、接続される部分である。コネクタ支持部７０は、コネクタ６２を、基板部６２１の下面で支持している。図２では、基板部６２１および電極端子６２２は、破線で示している。

コネクタ支持部７０は、窓部７１、第１凹部７２、２つの第２凹部７３、第１ベース上面７４、２つの第２ベース上面７５、および４つの第３ベース上面７６を有している。

窓部７１は、底板部２１１を軸方向に貫通する貫通孔である。窓部７１は、軸方向視において、電極端子６２２と重なっている。このため、電極端子６２２は、ベース部材２１の下面側の空間に向けて、露出している。これにより、ディスク駆動装置１の外部に配置された電源装置と、電極端子６２２とを、リード線で電気的に接続することが、可能となっている。

第１凹部７２は、底板部２１１の上面に設けられている。第１凹部７２は、環状であって、間隙を設けて窓部７１を取り囲んでいる。第１凹部７２は、基板部６２１の下面と、軸方向において対向している。

第１ベース上面７４は、底板部２１１の上面の一部であって、窓部７１と第１凹部７２との間に位置している。第１ベース上面７４は、環状に広がって、窓部７１を取り囲んでいる。すなわち、第１ベース上面７４は、窓部７１の端縁部から、窓部７１に対する外側へ向けて広がり、第１凹部７２の窓部７１側の端縁部に達している。第１ベース上面７４は、基板部６２１の下面の電極端子６２２の周囲を支持している。

２つの第２ベース上面７５それぞれは、底板部２１１の上面の一部であって、第１凹部７２の端縁部に位置している。２つの第２ベース上面７５は、窓部７１を介して互いに反対側に位置する。２つの第２ベース上面７５それぞれは、第１凹部７２の端縁部から、窓部７１に向かって突出している。２つの第２ベース上面７５それぞれは、基板部６２１の下面の端縁部を支持している。

４つの第３ベース上面７６それぞれは、底板部２１１の上面の一部であって、第１凹部７２の端縁部に位置している。より詳しくは、４つの第３ベース上面７６は、第１凹部７２を４方から囲っている。そして、４つの第３ベース上面７６それぞれは、コネクタ支持部７０により支持されたコネクタ６２の基板部６２１の４つの角部それぞれと、軸方向視で重なっている。４つの第３ベース上面７６それぞれは、基板部６２１の下面の角部を支持している。

２つの第２凹部７３は、第３ベース上面７６に設けられている。この例では、２つの第２凹部７３それぞれは、基板部６２１の対角に位置する２つの第３ベース上面７６それぞれに設けられている。また、第２凹部７３は、第１凹部７２と離間して設けられている。かつ、第２凹部７３は、一部が、基板部６２１の角部と軸方向視において重なる位置に設けられている。また、第２凹部７３は、軸方向から視て、円形である。第２凹部７３の底面は、軸方向に直交する平坦面となっている。

第１ベース上面７４、２つの第２ベース上面７５、および４つの第３ベース上面７６それぞれは、軸方向において、同じ高さを有している。このため、基板部６２１は、安定して、各ベース上面７４、７５、７６に載置される。

第１凹部７２には、図３に示すように、熱硬化型接着剤８１が充填されている。熱硬化型接着剤８１には、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤が使用される。第１凹部７２は、基板部６２１の下面と、底板部２１１とに挟まれている。この第１凹部７２に熱硬化型接着剤８１が充填されることで、基板部６２１の下面と、底板部２１１との間には、熱硬化型接着剤８１が介在するようになる。

熱硬化型接着剤８１は、硬化前の状態で、第１凹部７２に充填される。熱硬化型接着剤８１は、例えば、炉などで熱が加えられることで硬化する。熱硬化型接着剤８１が硬化することで、基板部６２１と底板部２１１とが固定されるようになる。

第２凹部７３には、紫外線硬化型接着剤８２が充填されている。紫外線硬化型接着剤８２は、基板部６２１と、底板部２１１とを仮止めする仮止め用接着剤である。紫外線硬化型接着剤８２は、硬化前の状態で、図３に示すように、少なくとも一部が、基板部６２１の側面に塗り上がるまで充填される。紫外線硬化型接着剤８２は、紫外線が照射されることで、硬化する。紫外線硬化型接着剤８２を硬化させることで、底板部２１１と、基板部６２１とが固定されるようになる。

熱硬化型接着剤８１は、紫外線硬化型接着剤８２よりも高い固定強度で、基板部６２１と底板部２１１とを固定可能である。ただし、熱硬化型接着剤８１を硬化させて、基板部６２１と、底板部２１１とを固定させる際には、ベースユニット４を炉に移動させて、熱硬化型接着剤８１に熱を加える必要がある。この移動の際、もし底板部２１１に対して基板部６２１が仮止めされていなければ、基板部６２１が位置ずれするおそれがある。上記のように、外部の電源装置と、電極端子６２２とを電気的に接続するために、コネクタ６２の電極端子６２２は、窓部７１から露出させている。基板部６２１が位置ずれすると、電極端子６２２は、窓部７１から露出しなくなることがある。

そこで、本実施形態では、基板部６２１の位置ずれを抑制するために、基板部６２１と底板部２１１とを、紫外線硬化型接着剤８２で仮止めしている。紫外線硬化型接着剤８２は、紫外線を照射することで硬化させることができるため、ベースユニット４を移動させることなく、基板部６２１と底板部２１１とを固定できる。

第２凹部７３は、第１凹部７２と離間しているため、熱硬化型接着剤８１と紫外線硬化型接着剤８２とが混在することはない。また、第２凹部７３は、基板部６２１の対角に位置しているため、基板部６２１は、２か所で、紫外線硬化型接着剤８２により固定されている。このため、基板部６２１と底板部２１１とをより強固に仮止めでき、底板部２１１に対する基板部６２１の位置ずれを防止できる。さらに、図３に示すように、第２凹部７３の軸方向の深さは、第１凹部７２よりも深い。第２凹部７３をより深くすることで、硬化前の紫外線硬化型接着剤８２が基板部６２１の上面に乗りあがることを抑制できる。

＜４．ベースユニット４の製造処理について＞
以下に、コネクタ６２を底板部２１１に固定して、ベースユニット４を製造する方法について説明する。

図４は、ベースユニット４の製造処理のフローチャートである。

底板部２１１の上面に、コネクタ６２の基板部６２１を固定する際、まず、硬化前の熱硬化型接着剤８１を第１凹部７２に充填する（ステップＳ１）。次に、基板部６２１を底板部２１１に配置する（ステップＳ２）。このとき、コネクタ６２の電極端子６２２と、窓部７１とを、軸方向に重ねて配置する。この状態で、基板部６２１の上面に、不図示の押さえ用の冶具を載置する（ステップＳ３）。

次に、第２凹部７３に、硬化前の紫外線硬化型接着剤８２を充填する（ステップＳ４）。紫外線硬化型接着剤８２は、少なくとも一部が、基板部６２１の側面に付着する程度に充填する。第２凹部７３の軸方向の深さは、第１凹部７２よりも深い。このため、硬化前の紫外線硬化型接着剤８２が基板部６２１の上面に乗りあがることを抑制できる。その結果、紫外線硬化型接着剤８２が、押さえ用の冶具に付着することを防止できる。

そして、紫外線硬化型接着剤８２に紫外線を照射し、紫外線硬化型接着剤８２を硬化させる（ステップＳ５）。これにより、基板部６２１と底板部２１１とが仮止めされるようになる。この状態で、ベースユニット４を炉に移動させ、熱硬化型接着剤８１に熱を加えて、熱硬化型接着剤８１を硬化させる（ステップＳ６）。これにより、基板部６２１と底板部２１１とが固定されるようになる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図５、図６および図７は、コネクタ支持部７０の変形例を示す図である。

第２凹部７３は、図５に示すように、軸方向視において楕円形であってもよい。また、第２凹部７３は、図６に示すように、軸方向視において矩形であってもよい。軸方向視における第２凹部７３の開口が長手方向を有する形状である場合、第２凹部７３は、長手方向が、第１凹部の外縁に沿って設けられることが好ましい。このように、底板部２１１の上面のスペースを有効に活用することにより、基板部６２１と底板部２１１とが固定される面積が拡がる。すなわち、仮固定の信頼性が向上する。

また、第２凹部７３は、図７に示すように、軸方向に直交する断面において、軸方向下側に向かって、開口径が小さくなるＶ字状であってもよい。また、第２凹部７３は、軸方向に直交する断面において、円弧状、または矩形以外の多角状であってもよい。さらに、第２凹部７３の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

第２凹部７３は、軸方向視で、基板部６２１の角部と重なっているが、重なっていなくてもよい。第２凹部７３に充填される紫外線硬化型接着剤８２が、基板部６２１に接触して、基板部６２１と、底板部２１１とが仮止めできればよい。

また、窓部７１の上面視における形状は、図３のように略矩形であってもよく、他の形状であってもよい。例えば、窓部が、上面視において円形や三角形であってもよい。また、第１凹部７２の上面視における形状は、図３に示す形状以外の形状であってもよい。また、第１凹部７２は、必ずしも環状でなくてもよい。

その他、各部材の細部の形状については、本願の各図に示された形状と、相違していてもよい。また、上記の実施形態および変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

本願は、スピンドルモータおよびディスク駆動装置に利用できる。

１ ：ディスク駆動装置
２ ：静止部
３ ：回転部
４ ：ベースユニット
９ ：中心軸
１１ ：スピンドルモータ
１５ ：軸受機構
２１ ：ベース部材
２２ ：ステータ部
２３ ：電気配線部
６２ ：コネクタ
７０ ：コネクタ支持部
７１ ：窓部
７２ ：第１凹部
７３ ：第２凹部
８１ ：熱硬化型接着剤
８２ ：紫外線硬化型接着剤
１００ ：ディスク駆動装置
２１１ ：底板部
６２１ ：基板部
６２２ ：電極端子

Claims (9)

1. 上下方向に延びる中心軸を有するモータと電気的に接続されるコネクタと、
   前記モータを支持するモータ支持部と、
   前記コネクタの基板部を支持するコネクタ支持部と、
   を備え、
   前記コネクタ支持部は、
   前記中心軸に対して直交する方向に広がり、前記基板部の下面を支持する底板部と、
   前記底板部を軸方向に貫通し、前記コネクタの電極と軸方向視において重なる窓部と、
   前記窓部の周囲において前記底板部の上面に設けられ、前記基板部の前記下面と軸方向視において重なる第１凹部と、
   前記第１凹部と離間して前記底板部の前記上面に設けられた複数の第２凹部と、
   を有し、
   前記第２凹部は、前記基板の角部と軸方向視において重なり、前記基板部の対角に位置しており、
   前記第２凹部は、軸方向の深さが、前記第１凹部よりも深く、
   前記第１凹部には、前記底板部と前記基板部とを固定する熱硬化型接着剤が充填され、
   前記第２凹部には、前記底板部と前記基板部とを仮止めする仮止め用接着剤が充填され、前記仮止め用接着剤は、紫外線硬化型接着剤であり、紫外線硬化型接着剤の少なくとも一部が、前記基板部の側面に塗りあがっている、
   ベースユニット。
2. 請求項１に記載のベースユニットであって、
   前記第２凹部は、軸方向から視て、円形、楕円形または矩形のいずれかである、
   ベースユニット。
3. 請求項２に記載のベースユニットであって、
   前記第２凹部は、軸方向から視て、楕円形、または、長辺および短辺を有する長方形で
   あり、長手方向が、前記第１凹部の外縁に沿っている、
   ベースユニット。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載のベースユニットであって、
   前記第２凹部の底面は、軸方向に直交する平坦面である、
   ベースユニット。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか一つに記載のベースユニットであって、
   前記第２凹部の開口径は、軸方向下側に向かって小さくなる、
   ベースユニット。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一つに記載のベースユニットであって、
   前記第２凹部は、前記基板部の縁部と軸方向視において重なる、
   ベースユニット。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一つに記載のベースユニットと、
   前記ベースユニットに固定された前記モータと、
   を備え、
   前記モータは、
   前記ベースユニットに固定された軸受機構と、
   前記軸受機構により回転可能に支持される回転部と、
   を有する、スピンドルモータ。
8. 請求項７に記載のスピンドルモータと、
   前記スピンドルモータの前記回転部に支持されたディスクに対し、情報の読み出しおよび書き込みの少なくとも一方を行うアクセス部と、
   カバーと、
   を有し、
   前記ベースユニットと前記カバーとで構成される筐体の内部に、前記スピンドルモータおよび前記アクセス部が、収容される、
   ディスク駆動装置。
9. モータを支持するモータ支持部と、前記モータと電気的に接続されるコネクタの基板部を支持するコネクタ支持部と、を備えるベースユニットの製造方法であって、
   前記コネクタ支持部は、
   前記モータの中心軸に対して直交する方向に広がり、前記基板部の下面を支持する底板部と、
   前記底板部を軸方向に貫通し、前記コネクタの電極端子と軸方向に重なる窓部と、
   前記窓部の周囲において前記底板部の上面に設けられ、前記基板部の前記下面と軸方向に重なる第１凹部と、
   前記第１凹部と離間して前記底板部の前記上面に設けられた複数の第２凹部と、
   を有し、
   前記第２凹部は、軸方向の深さが、前記第１凹部よりも深く、
   ａ）前記第１凹部に熱硬化型接着剤を充填する工程と、
   ｂ）前記コネクタの前記基板部を、前記底板部に載置する工程と、
   ｃ）前記第２凹部に仮止め用接着剤である紫外線硬化型接着剤を充填し、紫外線硬化型接着剤の少なくとも一部が、前記基板部の側面に塗りあげ、前記底板部と前記基板部とを仮止めする工程と、
   ｄ）前記熱硬化型接着剤を硬化させる工程と、
   を備える、ベースユニットの製造方法。

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