JP2009211745A - Disk drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主として、CD、DVDといった光メディアに楽曲や映像の情報を記録したり、その記録情報を再生したりするディスク駆動装置に関するものであり、詳しくはディスク駆動装置とディスク回転用ブラシレススピンドルモータの電気的接続方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE
ディスク駆動装置は、近年、低コスト化への要望が一層強くなっており、部品点数や組立工数の削減が求められているが、従来のディスク駆動装置の電気的接続形態は、FPCやFFC、またそれを挿入するためのコネクタ等が多数必要とされ、近年の原材料の高騰により、これら接続用部品の材料費は非常に高い割合を示しているため、安価な構成が困難となっている。 In recent years, the demand for lowering the cost of disk drive devices has become stronger, and there has been a demand for reduction in the number of parts and the number of assembly steps. However, the electrical connection forms of conventional disk drive devices are FPC, FFC, In addition, a large number of connectors and the like for inserting them are required, and due to the recent rise in raw materials, the material costs of these connecting parts show a very high proportion, making it difficult to construct at low cost.
上記課題の対応策の代表的な方法としては、ブラシレススピンドルモータ用回路基板をスレッドモータの中継基板として利用することで接続用のコネクタを削減する手法や、ブラシレススピンドルモータとスレッドモータの接続リード線を一体化し、部品点数を削減する手法などが提案されている。(例えば特許文献1参照)
図6から図8に上記特許文献1に開示された従来の技術によるディスク駆動装置を示す。
図6は従来の技術によるディスク駆動装置の断面図、図7は図6のディスク駆動装置のスレッドメカユニット正面図、図8は図7のスレッドメカユニット断面図である。
図6、図7に示すように、ディスク駆動装置は箱状装置本体101と、該装置本体に対し光メディアを装填位置、排出位置へと移動可能なディスクトレイ102と、集積回路やコネクタが搭載され、ディスク駆動装置を駆動、制御するメイン回路基板103と、装置本体内に設置されたスレッドメカユニット104とを有し、スレッドメカユニットはシャーシ105上に光メディアを回転させるターンテーブルを備えたブラシレススピンドルモータ106や、光ディスクの半径方向に移動可能な光ピックアップ107、および該光ピックアップを移動させるスレッドモータ108などを搭載した構成になっている。そして、図8に示すように、ブラシレススピンドルモータ106のステータ側にはその駆動回路が形成されたブラシレススピンドルモータ用回路基板109が設置されている。ブラシレススピンドルモータ用回路基板109にはスレッドモータ108の端子が直接接合され、スレッドモータ用駆動回路への中継基板としての機能も有しており、ブラシレススピンドルモータ106とスレッドモータ108を駆動するためのリード線を一体に束ねた複合リード線110を接続することで部品点数の削減を図っている。
Typical methods for addressing the above problems include a method for reducing the number of connectors for connection by using a circuit board for a brushless spindle motor as a relay board for the thread motor, and a connection lead wire for the brushless spindle motor and the thread motor. A method for reducing the number of parts has been proposed. (For example, see Patent Document 1)
6 to 8 show a disk drive device according to the prior art disclosed in
6 is a cross-sectional view of a conventional disk drive device, FIG. 7 is a front view of a thread mechanical unit of the disk drive device of FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the thread mechanical unit of FIG.
As shown in FIGS. 6 and 7, the disk drive device includes a box-shaped device
また、上記従来の技術とは別に、スレッドメカユニットのメイン回路基板をシャーシとして一体的に構成し、さらにこのシャーシにブラシレススピンドルモータ、およびスレッドモータを構成する部品を直接組み付けて、各モータのブラケットを省略する構成とすることにより部品点数を削減する方法も提案されている。(例えば特許文献2参照)
図9、図10に上記特許文献2に開示された従来の技術によるディスク駆動装置を示す。
図9はシャーシ一体型ディスク駆動装置のスレッドメカユニット部を示す。図10は図9のスレッドメカユニット部のモータ分解図である。図9に示すように、ディスク駆動装置のスレッドメカユニット部は、ブラシレススピンドルモータ111や光ピックアップ112、およびスレッドモータ113などが、シャーシ114に搭載されている。図10に示すように、ブラシレススピンドルモータ111、およびスレッドモータ113は、シャーシ114に直接構成部品を組み付けて構成することにより、各々のブラケットを省いてい
る。シャーシ114はアルミニウム板、あるいは鉄板上に絶縁層および導体層を積層すると共に、該導体層をエッチングして配線回路パターンを形成した、いわゆるCOC基板(サーキットオブシャーシ)となっている。すなわち、このシャーシはブラシレススピンドルモータ111およびスレッドモータ113を固定するシャーシと、集積回路やコネクタ等を設ける配線基板とを一体的に形成したものとなっており、各モータのブラケット、および各モータ専用の回路基板の削減を図っている。
9 and 10 show a disk drive device according to the prior art disclosed in
FIG. 9 shows the sled mechanical unit of the chassis-integrated disk drive. 10 is an exploded view of the motor of the sled mechanical unit portion of FIG. As shown in FIG. 9, the sled mechanical unit of the disk drive device includes a
しかしながら、図6、図7、図8に示す上記特許文献1に開示された構成では、ブラシレススピンドルモータ用回路基板がスレッドモータ用駆動回路への中継機能を有するのでブラシレススピンドルモータ用回路基板の面積が増加することとなり、その点ではコストアップの要因となりうる。またブラシレススピンドルモータとスレッドモータを駆動するためのリード線を一体に束ねた複合リード線を接続するので、部品点数は削減できるが作業性が低下し工数が増大するため、この点ではコストアップの要因となる。従って、部品点数の削減は図れるが、それに対するデメリットも多く、低コスト化の効果は少ない。
However, in the configuration disclosed in
また、図9、図10に示す上記特許文献2に開示された構成では、シャーシがいわゆるCOC基板であるため、もともとの材料費が比較的高価であるだけでなく、シャーシに複雑な曲げ加工を施すことは困難であり、構造上非常に大きな制約をうけることとなる。
Further, in the configuration disclosed in
また、近年のディスク駆動装置の多機能化により、メイン回路基板は両面基板、または多層基板が一般的に使用されている。ガラスエポキシ樹脂基板のような樹脂基材の基板と違い、金属ベース基板では両面基板は極めて高コストとなるので片面基板が一般的であるため、基板面積の肥大化は避けられず、材料費のコストアップだけでなく、作業性や組立設備のコンパクト化に対しても悪影響を及ぼす。さらに、近年ディスク駆動装置で要求が高まってきている小型化、軽量化の面でも不利となる。 Also, due to the multi-functionalization of disk drive devices in recent years, a double-sided board or a multilayer board is generally used as the main circuit board. Unlike resin-based substrates such as glass epoxy resin substrates, double-sided substrates are extremely expensive for metal base substrates, so single-sided substrates are common. Not only will cost increase, it will also adversely affect workability and downsizing of assembly equipment. Further, it is disadvantageous in terms of size reduction and weight reduction, which have been increasingly demanded for disk drive devices in recent years.
従って、安価な材料で、かつ部品をできるだけ少ない点数に削減し、占有面積が小さく、簡素な構成であるディスク駆動装置を実現する手段としてはいずれも不十分である。 Therefore, any means for realizing a disk drive device which is made of an inexpensive material, has as few parts as possible, has a small occupation area, and has a simple configuration is insufficient.
上記課題を解決するために本発明は、巻線が巻装されたステータコアとこのステータコアを保持するブラケットとを備えたステータ部を備えディスクを回転させるブラシレススピンドルモータと、このブラシレススピンドルモータ、およびその他の駆動部に電力を供給し、動作制御する回路を搭載したプリント基板とを備えたディスク駆動装置において、前記ブラシレススピンドルモータは前記ブラケットを介して前記プリント基板の第1の面側に固定され、前記ブラケット、および前記プリント基板には、軸方から見て重なる位置に貫通穴が形成されており、前記巻線の端末は、前記貫通穴を通して前記プリント基板の第1の面側と逆側の第2の面側に直接引き出され、この第2の面に形成されたランドに電気的に接続して構成したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a brushless spindle motor that rotates a disk having a stator portion including a stator core around which a winding is wound and a bracket that holds the stator core, the brushless spindle motor, and others. In the disk drive device provided with a printed circuit board on which a circuit for supplying power to the drive unit and controlling the operation is mounted, the brushless spindle motor is fixed to the first surface side of the printed circuit board via the bracket, A through hole is formed in the bracket and the printed circuit board so as to overlap each other when viewed from the axial direction, and an end of the winding passes through the through hole and is opposite to the first surface side of the printed circuit board. It is drawn out directly to the second surface side and electrically connected to the land formed on the second surface. That.
また、本発明は、略カップ形状のロータフレームとこのロータフレームに固定されたシャフトとロータフレームの内周側に固定されたリング状のロータマグネットを有するロータ部と、巻線が巻装されたステータコアとこのステータコアを保持するブラケットとを備えたステータ部とからなりディスクを回転させるブラシレススピンドルモータと、このブラシレススピンドルモータ、およびその他の駆動部に電力を供給し、動作制御する回路を搭載したプリント基板とを備えたディスク駆動装置において、前記ブラシレススピンドル
モータを前記ブラケットを介して前記プリント基板の第1の面側に固定し、前記ブラケット、および前記プリント基板には、軸方から見て重なる位置に貫通穴を形成して、前記巻線の端末を前記貫通穴を通して前記プリント基板の第1の面側と逆側の第2の面側に直接引き出し、この第2の面に形成されたランドに電気的に接続し、前記プリント基板の第1の面側には、前記ロータマグネットの位置を検出するためのホール素子を実装し、前記ブラケットに前記ホール素子を収容する穴部もしくは切欠き部を形成したものである。
The present invention also includes a rotor portion having a substantially cup-shaped rotor frame, a shaft fixed to the rotor frame, a ring-shaped rotor magnet fixed to the inner peripheral side of the rotor frame, and a winding. A brushless spindle motor comprising a stator core having a stator core and a bracket for holding the stator core and rotating a disk, and a print having a circuit for supplying electric power to the brushless spindle motor and other driving units to control operation. In the disk drive device including the substrate, the brushless spindle motor is fixed to the first surface side of the printed circuit board via the bracket, and the bracket and the printed circuit board overlap each other when viewed from the axial direction. A through hole is formed in the end of the winding through the through hole. Directly drawn to the second surface side opposite to the first surface side of the printed circuit board, electrically connected to a land formed on the second surface, and on the first surface side of the printed circuit board A Hall element for detecting the position of the rotor magnet is mounted, and a hole or a notch for receiving the Hall element is formed in the bracket.
また、本発明は、ブラケットの中央部にシャフトをスラスト方向に支持するスラスト板収容部がプレス加工により一体に形成するとともに、このスラスト板収容部の周囲には断面円弧形状の壁部を複数切り起こして形成し、この壁部にステータコアを直接固定し、壁部の切り起こし跡の穴を巻線の端末を通す貫通穴とするものである。 Further, according to the present invention, a thrust plate housing portion that supports the shaft in the thrust direction is integrally formed by pressing at the center portion of the bracket, and a plurality of wall portions having a circular arc shape are cut around the thrust plate housing portion. The stator core is directly fixed to the wall portion, and the hole of the cut and raised mark in the wall portion is formed as a through hole through which the end of the winding is passed.
本発明によれば、ブラシレススピンドルモータはディスク駆動装置のプリント基板と一体的に構成されるため専用基板を有さず、またモータ外部との接続のためのFPCやFFCも有さず、またディスク駆動装置のプリント基板にはブラシレススピンドルモータとの接続用コネクタを必要としない構造となるため、少ない部品点数に抑えた安価なディスク駆動装置を提案することが可能となる。 According to the present invention, the brushless spindle motor is integrally formed with the printed circuit board of the disk drive device, and therefore does not have a dedicated substrate, does not have an FPC or FFC for connection to the outside of the motor, and has a disk. Since the printed circuit board of the drive device does not require a connector for connection with a brushless spindle motor, it is possible to propose an inexpensive disk drive device with a reduced number of parts.
また、COC基板のような比較的高価な部品を使用せず、かつシャーシは一般的なプレス加工部品で構成されるため形状的な自由度が高く、モータ以外の機構部品との一体化も可能となる。また、ブラシレススピンドルモータとディスク駆動装置のトータル的な工数の上昇はほとんどなく、特殊な作業が必要とされないために作業性の悪化も少ない。 In addition, relatively expensive parts such as COC boards are not used, and the chassis is composed of general press-worked parts, so there is a high degree of freedom in shape and integration with mechanical parts other than motors is possible. It becomes. Further, the total man-hours of the brushless spindle motor and the disk drive device are hardly increased, and no special work is required, so that workability is hardly deteriorated.
また、ブラシレススピンドルモータは専用基板を持たないためブラケットの小面積化に有利であり、メイン基板も両面基板や多層基板を採用することが容易となるので小面積化が可能となり、小型化、軽量化に有利となる。 In addition, the brushless spindle motor does not have a dedicated board, so it is advantageous for reducing the area of the bracket, and the main board can be easily adopted as a double-sided board or multilayer board. It is advantageous for the conversion.
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態に係るディスク駆動装置下側斜視図、図2はその断面図である。図1、図2においてディスク駆動装置のスレッドメカユニットのシャーシSにはブラシレススピンドルモータ1が出力側の天面で取り付けられている。そして、ブラシレススピンドルモータ1およびその他の駆動部に電力を供給し、制御する回路を搭載したプリント基板2は、ブラシレススピンドルモータ1の底面に直接固定されている。この構成により、ブラシレススピンドルモータ1をプリント基板2に接続するためのFPCやFFCあるいは接続用コネクタを省くことができる。
FIG. 1 is a lower perspective view of a disk drive device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof. 1 and 2, a
図3は本発明の実施の形態に係るブラシレススピンドルモータの下側斜視図、図4は本発明の実施の形態に係るブラシレススピンドルモータの断面図である。図3、図4についてディスク回転用モータは、略カップ形状のロータフレーム3とこのロータフレーム3に固定されたシャフト4とロータフレーム3の内周側に固定されたリング状のロータマグネット5を有するロータ部6と、このロータ部6の内側に前記ロータマグネット5と対向して配置され巻線7が巻装されたステータコア8とこのステータコア8を保持する金属製のブラケット9とを有するステータ部10と、ロータ部6とステータ部10を覆うフレーム11によって構成され、フレーム11の天面部は、モータをディスク駆動装置のスレッドメカユニットのシャーシSへ固定する取り付け面となっている。そしてフレーム11の中央には、シャフト4をラジアル方向に支承する2箇所の摺動部が一体に形成された軸受である含油メタル12が固定されている。また、ブラケット9の中央部には、シャフト4を
スラスト方向に支持するスラスト板の収容部である凸部17がプレス加工により一体に形成されるとともに、この凸部17の周囲には、断面円弧形状の壁部18が複数切り起こして形成されている。そして、この壁部18にステータコア8が直接固定され、ブラケット9には壁部18の切り起こし跡の穴である貫通穴部14aが形成される。この様に構成することにより、ブラケット9にステータコア8の取り付け部と、巻線7の端末である接続端子部13を引き出すための穴を同時に形成することができる。
FIG. 3 is a lower perspective view of the brushless spindle motor according to the embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of the brushless spindle motor according to the embodiment of the present invention. 3 and 4, the disk rotating motor has a substantially cup-
なお、本実施の形態においては、ブラシレススピンドルモータ1を出力側のフレーム11の天面でディスク駆動装置のスレッドメカユニットのシャーシSに取り付けているが、モータのブラケット9側でシャーシSに取り付ける構成の場合は、フレーム11を省いて含油メタル12をブラケット9側に固定し、モータのシャーシSへの取り付け面をブラケット9の出力側の面に形成する構造とすることも可能である。
In the present embodiment, the
図2に示したプリント基板2のブラシレススピンドルモータ1を固定する側の面には、ブラシレススピンドルモータ1のロータマグネット5の位置検出のためのホール素子が実装されており、また、ブラシレススピンドルモータ1を固定する側の面とは反対側の面には、巻線7の接続端子部13を接続するランドが形成されている。
A Hall element for detecting the position of the
そして、図3のようにブラケット9にはプリント基板2に実装されたホール素子を収容するための切欠き部15が形成されている。また、ステータコア8に対するホール素子の位置精度を確保するため、プリント基板位置決め用の突起部16がブラケット9の底面部に形成されている。プリント基板2のブラケット9の突起部16に対応する位置には後述するように突起部16と嵌合する位置決め穴が形成されている。なお、位置決め突起の数は任意であり、ブラケット9の中央の凸部17を位置決めとして使用することもできる。
As shown in FIG. 3, the
図5は本発明の実施の形態に係るプリント基板に固定したブラシレススピンドルモータの断面斜視図である。図5において、プリント基板2にはブラケット9に形成された貫通穴部14aと軸方向から見て重なる位置に貫通穴部14bが形成されている。またプリント基板2のブラシレススピンドルモータ1を固定する側の面とは反対側の面上には巻線7の接続端子部13を半田接合するためのランド部20が形成されている。そして、巻線7の接続端子部13はブラケット9の貫通穴部14aおよびプリント基板2の貫通穴部14bを通して直接引き出され、ランド部20に半田接合により電気的に接続されている。
FIG. 5 is a cross-sectional perspective view of the brushless spindle motor fixed to the printed circuit board according to the embodiment of the present invention. In FIG. 5, a through
さらに、プリント基板2のブラシレススピンドルモータ1を固定する側の面上にはロータマグネット5の位置検出のためのホール素子21が実装され、ブラケット9の切欠き部15に収容されてロータマグネット5の端面と対向するように構成されている。
Further, a
また、プリント基板2にはブラケット9の位置決め用の突起部16に対応する位置決め穴22が形成されている。上記ブラケット9の切り欠き部15は、ホール素子21を収容するためのスペースを確保できれば、穴であっても良い。
Further, a
なお、プリント基板2はブラケット9の底面に固定されているが、この手段は両面テープによる固定や接着、またビス締め固定等が選択可能である。
The printed
低価格化が求められるPC用ディスクドライブやAV機器、またカーナビやカーオーディオ等に代表されるディスク駆動装置に有用である。 This is useful for disk drives for PCs and AV devices that are required to be reduced in price, and disk drive devices represented by car navigation systems, car audio systems, and the like.
1、106、111 ブラシレススピンドルモータ
2 プリント基板
3 ロータフレーム
4 シャフト
5 ロータマグネット
6 ロータ部
7 巻線
8 ステータコア
9 ブラケット
10 ステータ部
11 フレーム
12 含油メタル
13 接続端子部
14a、14b 貫通穴部
15 切欠き
16 位置決め用突起部
17 凸部
18 壁部
20 ランド部
21 ホール素子
22 位置決め穴
101 箱状装置本体
102 ディスクトレイ
103 メイン回路基板
104 スレッドメカユニット
105、114、S シャーシ
107、112 光ピックアップ
108、113 スレッドモータ
109 ブラシレススピンドルモータ用回路基板
110 複合リード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,106,111
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