CN102075021A - 主轴电机及盘片驱动装置 - Google Patents

Abstract

主轴电机及盘片驱动装置。主轴电机具有静止部和被支承为能以上下延伸的中心轴为中心相对于静止部旋转的旋转部。静止部具有大致杯状的基座部件，其具有径向扩展的底部、从底部的外缘部向上侧延伸的壁部、从壁部的上端部向径向外侧延伸的外侧平板部、和在轴向上贯通底部的贯通孔；线圈，其收纳在基座部件中；电路板，其在底部的径向外侧且上方的位置固定于基座部件的下表面，与线圈电连接；绝缘膜，其覆盖底部的下表面及贯通孔的下侧开口缘部。从线圈接出的导线通过贯通孔，沿着绝缘膜的表面引出，在底部的径向外侧连接至电路板。电路板配置在底部的径向外侧且上方，能减小主轴电机的轴向厚度。可防止导线与开口缘部间的电连接而将导线导向电路板。

Description

主轴电机及盘片驱动装置

技术领域

本发明涉及主轴电机及盘片驱动装置。

背景技术

在硬盘装置或光盘装置中，搭载有用于使盘片以其中心轴为中心旋转的主轴电机。主轴电机具有固定于装置壳体的静止部和支承盘片并进行旋转的旋转部。主轴电机通过在静止部和旋转部之间产生的磁通，产生以中心轴为中心的转矩，从而使旋转部相对于静止部旋转。

静止部具有用于产生磁通的线圈。线圈绕组的端部引出到主轴电机的外部，与规定的电路板连接。例如，在日本特开2005-210787号公报的第0023段中记载了，线圈绕组的端部引出到电机外部侧，通过焊锡与柔性布线板的焊盘电连接。

在日本特开2005-210787号公报的主轴电机中，在线圈的下方配置有柔性布线板，通过在基座和柔性布线板上形成的孔而引出绕组的端部。而且，绕组的端部通过焊锡与设于该孔附近的焊盘电连接。

但是，在线圈的下方配置电路板和焊接部时，主轴电机的轴向厚度增加与电路板和焊接部的轴向厚度相应的量。因此，要在线圈的下方配置基板和焊接部、同时减薄主轴电机整体的轴向厚度时，需要将基座或线圈在轴向上设计得较薄。但是，减小基座的轴向尺寸时，基座变薄，基座的刚性降低。并且，减小线圈的轴向尺寸时，导线的绕数减少，用于使主轴电机旋转的转矩降低。

另一方面，在线圈的径向外侧的位置配置基板和焊接部时，必须将从线圈向基座下方引出的导线导向径向外侧的焊接部。此时，导线和基座接触，可能导致导线的绝缘性薄膜产生问题。

发明内容

本申请例示的第1发明是一种主轴电机，其中，该主轴电机具有：静止部；以及旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴为中心，相对于所述静止部自由旋转，所述静止部具有：大致杯状的基座部件，该基座部件具有：在径向上扩展的底部、从所述底部的外缘部向上侧延伸的壁部、从所述壁部的上端部向径向外侧延伸的外侧平板部、和在轴向上贯通所述底部的贯通孔；线圈，其收纳在所述基座部件中；电路板，其在所述底部的径向外侧且上方的位置，固定于所述基座部件的下表面，与所述线圈电连接；以及绝缘膜，其覆盖所述底部的下表面和所述贯通孔的下侧的开口缘部，从所述线圈接出的导线通过所述贯通孔，沿着所述绝缘膜的表面引出，在所述底部的径向外侧与所述电路板连接。

根据本申请例示的第1发明，将电路板配置在底部的径向外侧且上方的位置，所以，能够减薄主轴电机的轴向厚度。并且，可以防止导线与开口缘部的电连接而将导线导入电路板。

根据附图和以下对本发明的优选实施方式的详细说明，将更加明确本发明的其他特征、要素、步骤、特性和优点。

附图说明

图1是主轴电机的局部纵剖面图。

图2是盘片驱动装置的纵剖面图。

图3是主轴电机的纵剖面图。

图4是静止部的局部纵剖面图。

图5是静止部的局部纵剖面图。

图6是主轴电机的局部仰视图。

图7是图6的A-A剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的示例性实施方式。下面设沿着中心轴的方向为上下方向，相对于基座部件的底部，线圈侧为上侧，对各部件的形状和位置关系进行说明。但是，这只是为了便于说明而定义了上下方向，并不限定本发明的主轴电机和盘片驱动装置在使用状态下的姿势。

图1是本发明的一个实施方式的主轴电机102的局部纵剖面图。如图1所示，主轴电机102具有静止部103和旋转部104。旋转部104被支承为能够以上下延伸的中心轴为中心，相对于静止部103自由旋转。

静止部103具有：基座部件131、线圈138、电路板133和绝缘膜139。基座部件131具有由在径向上扩展的底部131b和从底部131b的外缘部向上侧延伸的壁部131c构成的大致杯状的部分。并且，基座部件131具有在轴向上贯通底部131b的贯通孔131f。线圈138收纳在基座部件131的大致杯状的部分中。

电路板133在底部131b的径向外侧且上方的位置，固定于基座部件131的下表面。即，电路板133配置于在轴向上不与收纳在基座部件131的大致杯状部分中的其他部件重合的位置。由此，能够减薄主轴电机102的轴向厚度。电路板133通过导线138a与线圈138电连接。

基座部件131的开口缘部131h位于贯通孔131f的下侧开口中。开口缘部131h被绝缘膜139覆盖。导线138a从线圈138通过贯通孔131f，沿着绝缘膜139的表面向底部131b的下方引出。进而，导线138a引出到底部131b的径向外侧，与电路板133连接。因此，在防止开口缘部131h处的导线138a与基座部件131电连接的同时，将导线138a导入电路板133。

图2是盘片驱动装置1的纵剖面图。盘片驱动装置1是使磁盘12(以下简称为“盘片12”)旋转、并针对盘片12进行信息的读出和写入的装置。如图2所示，盘片驱动装置1具有装置壳体11、盘片12、存取部13和主轴电机2。

装置壳体11是在内部收纳盘片12、存取部13和主轴电机2的框体。存取部13使磁头13a沿着由主轴电机2支承的盘片12的记录面移动，来进行针对盘片12的信息的读出和写入。另外，存取部13也可以仅对盘片12进行信息的读出和写入中的任一方。

接着，说明上述主轴电机2的结构。图3是主轴电机2的纵剖面图。如图3所示，主轴电机2具有：固定于盘片驱动装置1的装置壳体11上的静止部3、以及支承盘片12并以中心轴9为中心旋转的旋转部4。

静止部3具有：基座部件31、定子单元32、电路板33、推力轭34、绝缘片35以及静止轴承单元36。

基座部件31是盘片驱动装置1的装置壳体11(参照图2)的一部分，与装置壳体11的其它部位一体形成。基座部件31具有：圆筒部31a、底部31b、壁部31c以及外侧平板部31d。

圆筒部31a是从底部31b的内缘部向上方延伸的部位。底部31b包含从圆筒部31a的下端部向径向(与中心轴9垂直的方向。以下同样)外侧扩展的大致圆板状的部位。壁部31c包含从底部31b的外缘部向径向外侧且斜上方扩展的部位。并且，外侧平板部31d包含从壁部31c的外缘部进一步向径向外侧扩展的部位。

基座部件31的底部31b和壁部31c构成向上方敞开的大致杯状的收纳部31e。在收纳部31e的内部收纳有定子单元32、推力轭34、绝缘片35和后述的转子磁铁43。另一方面，电路板33配置在收纳部31e的径向外侧。在该主轴电机2中，定子单元32和电路板33在轴向上不重合，且它们配置在大致相同的高度位置。由此，能够减薄主轴电机2整体的轴向厚度。

另外，在本实施方式中，基座部件31和装置壳体11由单一的部件构成，但是，基座部件31和装置壳体11也可以由相互不同的部件构成。

定子单元32具有定子铁心37和多个线圈38。定子单元32根据对线圈38施加的驱动电流而产生磁通。定子铁心37具有：圆环形状的铁心背部(core back)37a、以及从铁心背部37a向径向外侧延伸的多个齿部37b。铁心背部37a固定于基座部件31的圆筒部31a的外周面。定子铁心37例如是将多个电磁钢板冲裁为相应形状并在轴向上(沿着中心轴9的方向。以下同样)将它们层叠而成的层叠体。

线圈38由卷绕在定子铁心37的各齿部37b的周围的导线构成。线圈38位于基座部件31的底部31b的上方。本实施方式的线圈38由用于供给三相交流电的各电流的三根导线38a构成。三根导线38a的输入侧的端部通过形成于底部31b上的贯通孔31f，引出到底部31b的下表面侧。

电路板33是具有用于对线圈38施加驱动电流的电子电路的基板。本实施方式的电路板33由能够柔软地弯折的柔性印刷线路板(FPC)构成。电路板33通过粘接剂固定于基座部件31的壁部31c的外侧面和外侧平板部31d的下表面。并且，在电路板33的固定于壁部31c的部分形成有焊接部33a。从线圈38引出的导线38a的输入侧的端部与焊接部33a连接。

在本实施方式中，壁部31c的外侧面成为向径向外侧且上方扩展的倾斜面。因此，与壁部31c的外侧面相对于底部31b的下表面急峻立起的情况相比，能够使导线38a缓缓地沿着壁部31c的外侧面。并且，在本实施方式中，电路板33不是在固定于外侧平板部31d的部分具有焊接部33a，而是在固定于壁部31c的部分具有焊接部33a。由此，更加难以发生导线38a相对于基座部件31的翘起。

推力轭34是固定于基座部件31的底部31b的上表面的大致环状的部件。推力轭34由电磁钢板(例如硅钢板)、强磁性不锈钢(例如SUS430)、冷轧钢板(例如SPCC、SPCE)等的磁性体形成。推力轭34发挥如下效果：通过在推力轭34与后述的转子磁铁43之间产生的磁引力，将旋转部4吸引向静止部3侧，从而使旋转部4的旋转姿势稳定。

绝缘片35是配置在基座部件31的底部31b与线圈38之间的片状部件。绝缘片35例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜形成。绝缘片35防止基座部件31的底部31b与线圈38的电连接。绝缘片35具有位于贯通孔31f内的大致圆筒状的片筒部35a。在本实施方式中，绝缘片35介于基座部件31的底部31b与线圈38之间，由此，底部31b和线圈38能够在轴向上接近。由此，能够进一步减薄主轴电机2的轴向厚度。

静止轴承单元36是用于将旋转部4侧的轴41支承为能够自由旋转的机构。静止轴承单元36固定于基座部件31的圆筒部31a的内侧。静止轴承单元36具有大致圆筒形状的套筒36a、以及对套筒36a的下部开口进行封闭的帽36b。在套筒36a的内周面与轴41的外周面之间填充有润滑油。

旋转部4具有轴41、毂42以及转子磁铁43。

轴41是沿中心轴9在上下方向上延伸的大致圆柱形状的部件。轴41***套筒36a的内侧，被支承为能够相对于静止轴承单元36自由旋转。毂42是固定于轴41上并与轴41一起旋转的部件。毂42具有支承盘片12的支承面。

转子磁铁43固定在毂42上。转子磁铁43是以中心轴9为中心的圆环形状的部件。转子磁铁43的内周面在径向上与定子铁心37的多个齿部37b的外周面相对。并且，转子磁铁43的内周面成为N极和S极交替排列的磁极面。

在这样的主轴电机2中，当经由电路板33对线圈38施加驱动电流时，在定子铁心37的多个齿部37b中产生径向的磁通。然后，通过齿部37b与转子磁铁43之间的磁通的作用，产生周向的转矩，旋转部4相对于静止部3以中心轴9为中心旋转。支承于毂42上的盘片12与轴41和毂42一起以中心轴9为中心旋转。

接着，进一步说明导线38a从线圈38到焊接部33a的路径。图4是包含导线38a从线圈38到焊接部33a的路径在内的静止部3的局部纵剖面图。图5是进一步放大示出导线38a的路径的一部分的纵剖面图。并且，图6是包含导线38a的路径在内的主轴电机2的局部仰视图。图7是图6的A-A剖面图。

在基座部件31的底部31b形成有沿轴向延伸的贯通孔31f。贯通孔31f位于线圈38的下方。并且，基座部件31的底部31b的下表面具有沿径向延伸的槽部31g。贯通孔31f的下端部与槽部31g连接。槽部31g从贯通孔31f的下方位置向径向外侧即电路板33侧延伸。

导线38a从线圈38通过贯通孔31f向槽部31g内引出。即，导线38a暂且引出到低于线圈38和电路板33的焊接部33a的位置。导线38a通过槽部31g的内部被导向径向外侧。然后，导线38a通过焊锡与位于底部31b的径向外侧且上方的电路板33的焊接部33a连接。由此，电路板33和线圈38电连接。

在本实施方式中，如上所述，将引出到下表面侧的导线38a收纳在槽部31g的内部。由此，抑制了导线38a向底部31b的下方翘起，能够减薄主轴电机2的轴向厚度。

槽部31g的内部和壁部31c的外侧面具有绝缘膜39。绝缘膜39能够防止导线38a与基座部件31的电连接。绝缘膜39例如是通过电泳涂装而形成的环氧系树脂膜即可。向底部31b的下表面侧引出的导线38a沿着绝缘膜39的表面向电路板33侧延伸。另外，从线圈38引出的导线38a本身也具有绝缘性的薄膜(省略图示)。但是，导线38a的绝缘性薄膜有时由于某些原因而损伤。例如，导线38a有时会由于与基座部件接触而损伤绝缘性薄膜。主轴电机2具有覆盖基座部件31的绝缘膜39，所以，即使在导线38a的绝缘性薄膜损伤的情况下，也能够维持导线38a与基座部件31的绝缘性。

在贯通孔31f的内周面，直至与绝缘片35的片筒部35a的下端部在径向上重合的位置的上方，都覆盖有绝缘膜39。因此，构成贯通孔31f的基座部件31的内周面实质上由绝缘片35和绝缘膜39覆盖。因此，防止了通过贯通孔31f内的导线38a直接接触构成贯通孔31f的基座部件31的内周面。并且，在该主轴电机2中，不是使绝缘片35延伸到底部31b的下表面侧，而是在底部31b的下表面侧设置比绝缘片35薄的绝缘膜39。由此，能够进一步减薄主轴电机2的轴向厚度。

绝缘膜39覆盖基座部件31的开口缘部31h。因此，在开口缘部31h中，即使导线38a与开口缘部31h接触，也可防止导线38a与包含开口缘部31h的基座部件31的电连接。并且，即使在导线38a的薄膜损伤的情况下，也可通过覆盖开口缘部31h的绝缘膜39，防止导线38a与基座部件31的电连接。

如图5所示，开口缘部31h在包含中心轴9的截面中为大致圆弧状。因此，进一步抑制了开口缘部31h处的覆盖导线38a的薄膜的损伤。优选包含中心轴9的截面中的开口缘部31h的曲率半径r1大于导线38a的直径d1。这样，能够自然地使导线38a沿着开口缘部31h弯曲。因此，进一步抑制了覆盖导线38a的薄膜的损伤。更加优选开口缘部31h的曲率半径r1为导线38a的直径d1的2倍以上(包括2倍)。

并且，位于槽部31g内的底面31g1与壁部31c的外侧面之间的边界处的角部31j也被绝缘膜39覆盖。因此，在角部31j处，即使导线38a与角部31j接触，也可防止导线38a与包含角部31j的基座部件31之间的电连接。并且，即使在导线38a的薄膜损伤的情况下，也可通过覆盖角部31j的绝缘膜39，防止导线38a与基座部件31的电连接。

如图5所示，角部31j在包含中心轴9的截面中为大致圆弧状。因此，进一步抑制了角部31j处的覆盖导线38a的薄膜的损伤。优选包含中心轴9的截面中的角部31j的曲率半径r2大于导线38a的直径d1。这样，能够自然地使导线38a沿着角部31j弯曲。因此，进一步抑制了覆盖导线38a的薄膜的损伤。更加优选角部31j的曲率半径r2为导线38a的直径d1的2倍以上(包括2倍)。

并且，在本实施方式中，槽部31g内的底面31g1也被绝缘膜覆盖。因此，在开口缘部31h和角部31j之间，防止了收纳在槽部31g内的导线38a与槽部31g的底面31g1电连接。并且，由此能够使导线38a与槽部31g内的底面31g1更加接近。因此，能够使槽部31g的轴向深度d2变浅。其结果，能够进一步减薄主轴电机2的轴向厚度。另外，导线38a可以与槽部31g内的底面31g1接触，也可以隔着微小的间隙相对。

优选槽部31g的轴向深度d2比导线38a的直径d1深。在导线38a不从槽部31g出来的情况下，将导线38a导向电路板33侧。并且，在本实施方式的主轴电机2中，槽部31g的轴向深度d2设定为比导线38a的直径d1与电路板33的厚度d4之和浅。而且，电路板33不配置在基座部件31的底部31b的下表面，而配置在底部31b的径向外侧的位置。由此，能够进一步减薄主轴电机2的轴向厚度。

并且，在本实施方式中，槽部31g的侧面31g2也被绝缘膜39覆盖。因此，防止了收纳在槽部31g内的导线38a与槽部31g的侧面31g2电连接。并且，由此能够使导线38a与槽部31g的侧面31g2更加接近。因此，能够减小槽部31g的宽度d3。如果减小了槽部31g的宽度d3，则能够加厚基座部件31的总体厚度，基座部件31的刚性得以提高。

在本实施方式中，导线38a以基本上不松弛的状态从线圈38延伸到焊接部33a。即，对导线38a施加张力。由此，防止导线38a翘起。但是，对导线38a施加张力时，导线38a可能与基座部件31接触。但是，在本实施方式中，通过绝缘膜39来防止导线38a与基座部件31电连接。

并且，在本实施方式中，导线38a在槽部31g内通过粘接剂40固定在基座部件31上。由此，进一步防止导线38a翘起。由此，抑制了导线38a与绝缘膜39以外的部位接触。粘接剂40对贯通孔31f进行密封，并且，将绝缘片35的片筒部35a固定到基座部件31上。

表1示出针对使用了环氧系树脂的电泳涂装膜的绝缘性的试验结果。在表1的试验中，在铝合金制的试样表面上形成使用了环氧系树脂的电泳涂装膜，在配置于电泳涂装膜上的电极与试样之间施加0.1kV～0.5kV的电压V。设电泳涂装膜的膜厚为10μm。表中的“○”表示在电极与试样之间充分确保绝缘。表中的“×”表示电极与试样之间的绝缘不充分。表1示出3次试验#1～#3的结果。

【表1】

V[kV]	#1	#2	#3
				0.1	○	○	○
0.2	○	○	○
				0.3	○	○	○
0.4	×	×	×
				0.5	×	×	×

参照表1的结果可知，在绝缘膜39是使用了环氧系树脂的电泳涂装膜的情况下，如果其膜厚为10μm以上(包括10μm)，则针对0.3kV以下(包括0.3kV)的电压，能够充分确保绝缘。假设对基座部件31和导线38a之间施加的电压一般小于0.3kV。因此，可以说如果绝缘膜39的膜厚d5为10μm以上(包括10μm)，则能够充分防止基座部件31与导线38a电连接。另外，绝缘膜39的膜厚d5越厚，绝缘的可靠性越大。因此，更加优选绝缘膜39的膜厚d5为15μm以上(包括15μm)，进一步优选为20μm以上(包括20μm)。

另一方面，在绝缘膜39是使用了环氧系树脂的电泳涂装膜的情况下，其膜厚过大时，有时电泳涂装的绝缘膜39不能足够牢固地固定。因此，优选绝缘膜39的膜厚为30μm以下(包括30μm)。

以上说明了本发明的示例性实施方式，但是，本发明不限于上述实施方式。

构成绝缘膜39的材料可以是上述的环氧系树脂，作为其他一例，也可以是丙烯系树脂。并且，绝缘膜39的形成方法可以是上述的电泳涂装，作为其他一例，也可以是静电涂装。

并且，如上述实施方式那样，3根导线38a可以通过共同的贯通孔31f和槽部31g向电路板33侧延伸，也可以对3根导线38a分别设置固有的贯通孔31f和槽部31。但是，在能够抑制基座部件31的刚性损失这方面，优选在共同的贯通孔31f和槽部31g中通过3根导线38a。另外，从线圈38引出的导线38a的数量可以是1～2根，也可以是4根以上(包括4根)。

如上述实施方式那样，基座部件31的开口缘部31h可以是在包含中心轴9的截面中圆弧状倒角的形状，作为其他一例，也可以是在该截面中直线状倒角的形状。并且，如上述实施方式那样，位于底部31b的下表面与壁部31c的外侧面之间的边界处的角部31j可以是在包含中心轴9的截面中圆弧状倒角的形状，作为其他一例，也可以是在该截面中直线状倒角的形状。

并且，本发明也可以应用于使磁盘以外的盘片(例如光盘)旋转的主轴电机以及具有该主轴电机的盘片驱动装置。

本发明能够利用于主轴电机和盘片驱动装置。

Claims (15)

1.一种主轴电机，其中，该主轴电机具有：

静止部；以及

旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴为中心，相对于所述静止部自由旋转，

所述静止部具有：

大致杯状的基座部件，该基座部件具有：在径向上扩展的底部、从所述底部的外缘部向上侧延伸的壁部、从所述壁部的上端部向径向外侧延伸的外侧平板部、和在轴向上贯通所述底部的贯通孔；

线圈，其收纳在所述基座部件中；

电路板，其在所述底部的径向外侧且上方的位置，固定于所述基座部件的下表面，与所述线圈电连接；以及

绝缘膜，其覆盖所述底部的下表面和所述贯通孔的下侧的开口缘部，

从所述线圈接出的导线通过所述贯通孔，沿着所述绝缘膜的表面引出，在所述底部的径向外侧与所述电路板连接。

2.根据权利要求1所述的主轴电机，其中，

所述开口缘部具有倒角的形状。

3.根据权利要求2所述的主轴电机，其中，

所述开口缘部是在包含中心轴的截面中具有比所述导线的直径大的曲率半径的大致圆弧状。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

位于所述底部的下表面与所述壁部的外侧面之间的边界处的角部也被所述绝缘膜覆盖。

5.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

所述角部具有倒角的形状。

6.根据权利要求4所述的主轴电机，其中，

所述角部是在包含中心轴的截面中具有比所述导线的直径大的曲率半径的大致圆弧状。

7.根据权利要求5所述的主轴电机，其中，

所述底部的下表面中位于所述开口缘部与所述边界部之间的部分也被所述绝缘膜覆盖。

8.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

所述底部的下表面具有从所述贯通孔向所述电路板侧延伸的槽部，

在所述槽部的内部收纳有所述导线。

9.根据权利要求8所述的主轴电机，其中，

所述槽部的底面也被所述绝缘膜覆盖。

10.根据权利要求9所述的主轴电机，其中，

所述槽部的侧面也被所述绝缘膜覆盖。

11.根据权利要求10所述的主轴电机，其中，

所述槽部的轴向深度比所述电路板的厚度与所述导线的直径之和小。

12.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

所述导线通过粘接剂固定于所述基座部件。

13.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

所述绝缘膜是环氧系电泳涂装膜，

所述绝缘膜的厚度为至少10μm。

14.根据权利要求1～3中的任一项所述的主轴电机，其中，

所述主轴电机具有绝缘片，该绝缘片配置在所述底部和所述线圈之间，具有位于所述贯通孔中的大致圆筒状的片筒部，

在所述贯通孔的内周面中，直至比所述片筒部的下端部更上方的位置都被所述绝缘膜覆盖。

15.一种盘片驱动装置，其中，该盘片驱动装置具有：

权利要求10所述的主轴电机；

存取部，其针对由所述主轴电机的所述旋转部支承的盘片，进行信息的读出和写入中的至少一方；以及

壳体，其收纳所述主轴电机和所述存取部。

Images