JP2013078249A - 回転機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハウジングの開口孔を覆うように配置された基板の貫通孔から引出線が引き出される構造において、エアリークを防止できると共に、製造コストの増大を回避できる気密構造を有する回転機器を提供する。
【解決手段】ディスク駆動装置は、ハブ部材と、軸受ユニットと、駆動ユニットと、密閉空間を形成すると共に駆動ユニットから引き出される引出線38aを密閉空間から外部空間に引き出す開口孔60を有するベース部材12と、ベース部材12の外側で開口孔60に対応する位置に配置されるフレキシブル配線基板62を有する。フレキシブル配線基板62は、開口孔60から引出線38aを貫通させる貫通孔68を有し、ベース部材12の表面側から硬化性樹脂64が塗布される。フレキシブル配線基板62は、貫通孔68を環囲するように複数配置され硬化性樹脂64が流れ込む補助孔70を有する。
【選択図】図4
【解決手段】ディスク駆動装置は、ハブ部材と、軸受ユニットと、駆動ユニットと、密閉空間を形成すると共に駆動ユニットから引き出される引出線38aを密閉空間から外部空間に引き出す開口孔60を有するベース部材12と、ベース部材12の外側で開口孔60に対応する位置に配置されるフレキシブル配線基板62を有する。フレキシブル配線基板62は、開口孔60から引出線38aを貫通させる貫通孔68を有し、ベース部材12の表面側から硬化性樹脂64が塗布される。フレキシブル配線基板62は、貫通孔68を環囲するように複数配置され硬化性樹脂64が流れ込む補助孔70を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、回転機器、特に、回転機器の気密構造の改良に関する。
近年、回転機器の一つであるハードディスクドライブ装置(以下、単にディスク駆動装置という)の記録密度を向上させる技術が急速に進歩し、それに伴い記録容量は飛躍的に高まっている。そして、記録密度の向上に伴い、ディスク駆動装置内部への異物の侵入対策が重要になっている。例えば、ディスク駆動装置内部に記録媒体として収納される記録ディスクの表面と磁気ヘッドの距離は数ナノメートルである。これに対し大気中に含まれる塵等は遙かに大きく、ディスク駆動装置内部に進入した場合、磁気ヘッドの記録ディスクへのアクセス不良の原因になったり、記録ディスクや磁気ヘッドに物理的な損傷を与える原因になる可能性がある。そのため、ディスク駆動装置のハウジングは密閉構造とする必要がある。一方、ディスク駆動装置内部には、記録ディスクを回転駆動するモータや磁気ヘッドが収納されている。つまり、モータの磁気発生用のコイルへの給電線や磁気ヘッドに対する信号の入出力を行うために信号線等の引出線をディスク駆動装置の密閉空間から引き出す必要がある。すなわち、清浄空気空間と外部の非清浄空気空間とが連通する構造を形成する必要がある。この場合、引出線はディスク駆動装置のハウジングの一部に形成された開口孔を通して引き出される。前述したように、ハウジングは密閉構造とする必要があるため、開口孔部分はエアリークが生じないように高い気密性を持つ構造とする必要がある。
このようなハウジングの気密性を確保するための構造が種々提案されている。例えば開口孔部分に樹脂シール剤を塗布して封止する構造がある(例えば特許文献1参照)。この特許文献1に記載された技術の場合、引出線をハウジングの開口孔から引き出した後ハウジング外面を配索し、ハウジング外面の他の部分に固定されたフレキシブル配線基板等の基板に半田付けで接続される。この場合、開口孔におけるエアリークを防止するために開口孔を樹脂剤で覆っていた。
ハウジングから引き出される引出線の断線防止を考慮すると、開口孔から引き出した引出線は直ちに基板に接続することが望ましいということを発明者らは認識した。つまり、ハウジングの外面に配置する基板を開口孔が覆われるように配置して、引出線は、基板に形成した貫通孔を挿通した後直ちに基板上のランドに半田付けすることが望ましいことを認識した。ただし、この場合、基板を配置するハウジングの外面やハウジングの外面に接する基板の表面に僅かでも凹凸やうねりがあると、そこに隙間が形成されエアリークの原因になり得る。そのため、ハウジングの外面やハウジングの外面に接する基板の表面の平面精度を高めるような加工が必要になったり、基板全体を覆うように多くの樹脂剤を塗布する必要が生じて、製造コストの増加の原因になるという問題があった。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングの開口孔を覆うように配置された基板の貫通孔から引出線が引き出される構造において、エアリークを防止できると共に、製造コストの増大を回避できる気密構造を有する回転機器を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の回転機器は、記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、ハブ部材を回転自在に支持する軸受ユニットと、ハブ部材を回転駆動する駆動ユニットと、少なくともハブ部材と軸受ユニットと駆動ユニットを収納して密閉空間を形成すると共に駆動ユニットから引き出される引出線を密閉空間から外部空間に引き出す開口孔を有するハウジングと、ハウジングの外部空間側において、開口孔に対応する位置に配置される基板であって、開口孔から引き出された引出線を貫通させる貫通孔を有し、当該貫通孔から引き出した引出線を接続する接続部を有する基板と、基板においてハウジングと非接触となる面側に塗布されて少なくとも貫通孔とその周囲領域を覆う硬化性樹脂と、を含む。基板は、貫通孔を環囲するように複数配置された当該基板の表裏を貫通する補助孔を有する。
この態様によると、貫通孔を環囲するように複数配置されて基板の表裏を貫通する補助孔から硬化性樹脂が基板とハウジングの間やハウジングの開口孔に入り込む。
本発明によれば、硬化性樹脂を基板全体に塗布しなくても補助孔から流入した硬化性樹脂が基板とハウジングの間やハウジングの開口孔に入り込み、エアリークの原因になる隙間を封止する。その結果、少量の硬化性樹脂でハウジングのエアリークを防止できる回転機器が提供できる。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
図1は、本実施形態の回転機器の一例であるディスク駆動装置10(ハードディスクドライブ装置:HDD)の内部構成を説明する説明図である。図1は、ディスク駆動装置10の内部構成を露出させるためにカバー11を取り外した状態を示している。ベース部材12にカバー11を取り付けることによりディスク駆動装置10の内部を密閉空間Mとする。したがって、本実施形態の場合、ベース部材12とカバー11によってハウジング13を構成する。
ベース部材12の上面には、ブラシレスモータ14、アーム軸受部16、ボイスコイルモータ18等が載置される。ブラシレスモータ14は、記録ディスク20を搭載するためのハブ部材26を回転軸上に支持し、例えば磁気的にデータを記録可能な記録ディスク20を回転駆動する。ブラシレスモータ14は、例えばスピンドルモータとすることができる。ブラシレスモータ14は、記録ディスク20を回転駆動する。ブラシレスモータ14はU相、V相、W相からなる3相の駆動電流により駆動される。アーム軸受部16は、スイングアーム22を可動範囲AB内でスイング自在に支持する。ボイスコイルモータ18は外部からの制御データにしたがってスイングアーム22をスイングさせる。スイングアーム22の先端には磁気ヘッド24が取り付けられている。ディスク駆動装置10が稼働状態にある場合、磁気ヘッド24はスイングアーム22のスイングに伴って記録ディスク20の表面を僅かな隙間を介して可動範囲AB内を移動し、データをリード/ライトする。なお、図1において、点Aは記録ディスク20の最外周の記録トラックの位置に対応する点であり、点Bは記録ディスク20の最内周の記録トラックの位置に対応する点である。スイングアーム22は、ディスク駆動装置10が停止状態にある場合には記録ディスク20の脇に設けられる待避位置に移動してもよい。
なお、本実施形態において、記録ディスク20、スイングアーム22、磁気ヘッド24、ボイスコイルモータ18等のデータをリード/ライトする構造を全て含むものをディスク駆動装置10(回転機器)と表現する場合もあるし、HDDと表現する場合もある。また、記録ディスク20を回転駆動する部分のみをディスク駆動装置10(回転機器)と表現する場合もある。
図2は、図1のディスク駆動装置10の軸受部を中心とする内部構造を説明する断面図である。
図2に示すように、本実施形態のディスク駆動装置10は、固定体部Sと、回転体部Rと、ラジアル動圧溝RB1,RB2と潤滑剤52とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝SB1,SB2で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む軸受ユニット30と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Sに対して回転体部Rを回転駆動する駆動ユニット32とにより構成されている。図2は、一例として記録ディスク20を支持するハブ部材26とシャフト34が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置10の構造を示す。なお、ディスク駆動装置10を構成する部材は、機能的に固定体部S、軸受ユニット30、回転体部R、駆動ユニット32で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト34は、回転体部Rに含まれると共に軸受ユニット30にも含まれる。
図2に示すように、本実施形態のディスク駆動装置10は、固定体部Sと、回転体部Rと、ラジアル動圧溝RB1,RB2と潤滑剤52とで構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝SB1,SB2で構成されるスラスト流体動圧軸受部を含む軸受ユニット30と、これらの流体動圧軸受部を介して固定体部Sに対して回転体部Rを回転駆動する駆動ユニット32とにより構成されている。図2は、一例として記録ディスク20を支持するハブ部材26とシャフト34が一体となり回転する、いわゆるシャフト回転型のディスク駆動装置10の構造を示す。なお、ディスク駆動装置10を構成する部材は、機能的に固定体部S、軸受ユニット30、回転体部R、駆動ユニット32で分けられるグループのうち複数のグループに含まれるものがある。例えば、シャフト34は、回転体部Rに含まれると共に軸受ユニット30にも含まれる。
固定体部Sは、ベース部材12、ステータコア36、コイル38、スリーブ40、カウンタープレート42を含んで構成されている。ステータコア36は、ベース部材12に形成された円筒部12aの外壁面に固着されている。スリーブ40は円筒状の部品であり、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成される。このスリーブ40の外周面は後述する軸受ユニット30の外周面を形成している。軸受ユニット30は、ベース部材12の円筒部12aの内壁面で形成する軸受孔12bに例えば接着剤等で固定されている。スリーブ40の一方の端部には、円盤状のカウンタープレート42が固着され、記録ディスク20等が収納されるベース部材12の内部側を封止している。したがって、カウンタープレート42もハウジング13の密閉空間を形成することに寄与している。
ベース部材12は、例えば、アルミダイキャストで製作された母材の表面にエポキシ樹脂コーティングを施した後に一部を切削加工するか、アルミ板をプレス加工して形成するか、鉄板をプレス加工後、ニッケルメッキを施して形成することができる。ステータコア36は、ケイ素鋼板等の磁性板材が複数枚積層された後、表面に電着塗装や粉体塗装等による絶縁コーディングを施して形成される。また、ステータコア36は、半径方向外方向に突出する複数の突極(図示せず)を有するリング状の部材であり、各突極にはコイル38が巻回されている。例えば、ディスク駆動装置10が3相駆動であれば突極数は9極とされ、9個のコイル38が形成される。コイル38の各相の巻き線端末はまとめられて引出線38aとされ、ベース部材12の底面に形成された開口孔60から引き出される。例えば3相駆動の場合、巻き始めはそれぞれ独立し、巻き終わりは全相が結線された状態で、合計4本の線が1つの開口孔60から引き出される。開口孔60から引き出された引出線38aは、開口孔60を覆うように配置されたフレキシブル配線基板(FPC)62の外面側(ベース部材12と非接触側)に引き出され、基板上に形成されたランドに半田付けされる。フレキシブル配線基板62の外面側に引き出された引出線38aやその周囲には後述するように硬化性樹脂64が塗布され、ベース部材12に形成された開口孔60に起因するエアリークを防止するようにしている。
回転体部Rは、ハブ部材26、シャフト34、フランジ44、マグネット46を含んで構成される。ハブ部材26は、略カップ形状の部材であり、中心孔26aと同心の外周円筒部26bと、外周円筒部26bの下端に外延する外延部26cとを有している。そして、外延部26cの内壁面にリング状のマグネット46を固着している。ハブ部材26は、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を切削加工して形成することができる。なお。ハブ部材26は導電性樹脂を型成型や機械加工して形成することもできる。マグネット46は、例えばNd−Fe−B(ネオジウム−鉄−ボロン)系の材料で形成され表面には電着塗装やスプレー塗装などによる防錆処理が施されている。本実施形態において、マグネット46の内周側は例えば12極に着磁されている。
シャフト34は、ハブ部材26に形成された中心孔26aに一端が固定され、他端には、円盤状のフランジ44が固定されている。シャフト34は例えばステンレスなどの導電性を有する金属で形成することができる。フランジ44は、金属材料や導電性を有する樹脂材料で形成することができる。スリーブ40の一端には、フランジ44を収納するフランジ収納空間部40aが形成されている。したがって、スリーブ40は、フランジ44が固定されたシャフト34を円筒内壁面40b及びフランジ収納空間部40aで囲む空間で相対回転を許容しながら支持する。
回転体部Rのフランジ44付きシャフト34が固定体部Sのスリーブ40の円筒内壁面40bに沿って挿入される。その結果、回転体部Rはラジアル動圧溝RB1,RB2と潤滑剤52で構成されるラジアル流体動圧軸受部及びスラスト動圧溝SB1、SB2と潤滑剤52で構成されるスラスト流体動圧軸受部を介して固定体部Sに回転自在に支持される。駆動ユニット32は、ステータコア36とコイル38とマグネット46とを含んで構成されている。このとき、ハブ部材26はステータコア36及びマグネット46と共に磁気回路を構成する。したがって、フレキシブル配線基板62を介して接続された駆動回路の制御により各コイル38に順次通電することで回転体部Rが回転駆動される。
なお、本実施形態のハブ部材26の外周円筒部26bは、記録ディスク20の中心穴と係合すると共に、外延部26cが記録ディスク20を位置決め支持する。記録ディスク20の上面にはクランパ48が載せられ、当該クランパ48がスクリュー50によってハブ部材26に固定される。これによって記録ディスク20がハブ部材26に一体的に固定され、ハブ部材26と共に回転可能となる。
次に、軸受ユニット30について説明する。
軸受ユニット30は、シャフト34、フランジ44、スリーブ40及びカウンタープレート42とを含んで構成されている。スリーブ40の円筒内壁面40bとそれに対向するシャフト34の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ40の円筒内壁面40bとシャフト34の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝RB1、RB2が形成されている。ラジアル動圧溝RB1はハブ部材26から近い側に形成され、ラジアル動圧溝RB2はラジアル動圧溝RB1よりハブ部材26から遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝RB1,RB2は、シャフト34の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝RB1、RB2の形成空間にはオイル等の潤滑剤52が充填されている。したがって、シャフト34が回転することにより潤滑剤52に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト34を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト34をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
軸受ユニット30は、シャフト34、フランジ44、スリーブ40及びカウンタープレート42とを含んで構成されている。スリーブ40の円筒内壁面40bとそれに対向するシャフト34の外周面はラジアル空間部を形成している。そして、スリーブ40の円筒内壁面40bとシャフト34の外周面の少なくとも一方にはラジアル方向の支持を行うための動圧を発生するラジアル動圧溝RB1、RB2が形成されている。ラジアル動圧溝RB1はハブ部材26から近い側に形成され、ラジアル動圧溝RB2はラジアル動圧溝RB1よりハブ部材26から遠い側に形成されている。ラジアル動圧溝RB1,RB2は、シャフト34の軸方向に離隔して配置された例えばヘリングボーン状またはスパイラル状の溝である。これらのラジアル動圧溝RB1、RB2の形成空間にはオイル等の潤滑剤52が充填されている。したがって、シャフト34が回転することにより潤滑剤52に圧力の高い部分が生る。その圧力によりシャフト34を周囲の壁面から離反させて、当該シャフト34をラジアル方向において実質的に非接触の回転状態とする。
前述したように、シャフト34の下端には当該シャフト34と一体的に回転するフランジ44が固定されている。そして、スリーブ40の下面の中央部分にはフランジ44を回転自在に収納するフランジ収納空間部40aが形成されている。このフランジ収納空間部40aは、一端がカウンタープレート42により封止され、フランジ収納空間部40a及びそれに続くシャフト34の収納空間の気密を維持できるようになっている。
フランジ44とスリーブ40の軸方向に対向する面の少なくとも一方にスラスト動圧溝SB1が形成され、フランジ44とカウンタープレート42の対向する面の少なくとも一方にはスラスト動圧溝SB2が形成され、潤滑剤52と協働してスラスト流体動圧軸受部を形成している。スラスト動圧溝SB1,SB2は、例えばスパイラル状またはヘリングボーン状に形成されてポンプインの動圧を発生させる。つまり、固定体部S側であるスリーブ40及びカウンタープレート42に対して回転体部R側であるフランジ44が回転することによりポンプインの動圧が発生する。その結果、発生した動圧により固定体部Sに対してフランジ44を含む回転体部Rが軸方向に所定の間隙をもって実質的に非接触の状態となり、ハブ部材26を含む回転体部Rが固定体部Bに対して非接触状態で支持される。
本実施形態の場合、ラジアル流体動圧軸受部及びスラスト流体動圧軸受部における間隙に充填された潤滑剤52は互いに共用される。スリーブ40の開放端側は、スリーブ40の内周とシャフト34の外周との隙間が外側に向かって徐々に拡がるようにしたキャピラリーシール部TSを構成している。ラジアル動圧溝RB1、RB2、スラスト動圧溝SB1,SB2を含む空間、キャピラリーシール部TSの途中までには潤滑剤52が満たされている。キャピラリーシール部TSは、毛細管現象により潤滑剤52が充填位置から外部へ漏出することを防止している。
図3は、ハウジング13を構成するベース部材12に形成された開口孔60を覆うように配置されるフレキシブル配線基板62の一部、具体的には、開口孔60を覆う部分の拡大図である。
フレキシブル配線基板62には、コイル38から引き出される引出線38aが半田付けされるランド66が複数形成されている。図3の場合、U相コイル用ランド、W相コイル用ランド、V相コイル用ランド、コモン用ランドの4つが配置されている例を示す。なお、本実施形態の場合、磁気ヘッド24やボイスコイルモータ18から引き出される引出線は別の場所から引き出されている例である。必要に応じて、図3に示すフレキシブル配線基板62に磁気ヘッド24やボイスコイルモータ18から引き出される引出線用のランドを設けてもよい。各ランド66は、パターン配線が接続され、図示しない駆動回路に接続されている。また、複数のランド66からほぼ等距離の位置には、ベース部材12の開口孔60から引き出される引出線38aが挿通される貫通孔68が形成されている。つまり、フレキシブル配線基板62は、ハウジング13の外部空間側において、開口孔60に対応する位置に配置されている。このように、フレキシブル配線基板62には、開口孔60から引き出された引出線38aを貫通させる貫通孔68が形成されている。そして、フレキシブル配線基板62には、貫通孔68から引き出された引出線38aを接続する接続部としてランド66が形成されている。貫通孔68の大きさは、引出線38aが無理なく通り、かつ大き過ぎない寸法とされることが望ましい。例えば、ディスク駆動装置10が3相駆動の場合、各相の巻き終わりの引出線38aを3本束ねたものが1本と、各相の巻き始めの独立した引出線38aが3本となり合計6本分相当を引き出す必要がある。したがって、貫通孔68を丸孔とした場合の直径は、引出線38aの直径の少なくとも3倍以上が必要となる。また、貫通孔68の直径の上限は、貫通孔68と引出線38aとの隙間が大きすぎない程度が望ましたく、例えば、引出線38aの直径の9倍以下とすること望ましい。具体的には、引出線38aの線径を例えば、0.22mmとする場合、貫通孔68の直径は1.8mm程度とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。
フレキシブル配線基板62には、コイル38から引き出される引出線38aが半田付けされるランド66が複数形成されている。図3の場合、U相コイル用ランド、W相コイル用ランド、V相コイル用ランド、コモン用ランドの4つが配置されている例を示す。なお、本実施形態の場合、磁気ヘッド24やボイスコイルモータ18から引き出される引出線は別の場所から引き出されている例である。必要に応じて、図3に示すフレキシブル配線基板62に磁気ヘッド24やボイスコイルモータ18から引き出される引出線用のランドを設けてもよい。各ランド66は、パターン配線が接続され、図示しない駆動回路に接続されている。また、複数のランド66からほぼ等距離の位置には、ベース部材12の開口孔60から引き出される引出線38aが挿通される貫通孔68が形成されている。つまり、フレキシブル配線基板62は、ハウジング13の外部空間側において、開口孔60に対応する位置に配置されている。このように、フレキシブル配線基板62には、開口孔60から引き出された引出線38aを貫通させる貫通孔68が形成されている。そして、フレキシブル配線基板62には、貫通孔68から引き出された引出線38aを接続する接続部としてランド66が形成されている。貫通孔68の大きさは、引出線38aが無理なく通り、かつ大き過ぎない寸法とされることが望ましい。例えば、ディスク駆動装置10が3相駆動の場合、各相の巻き終わりの引出線38aを3本束ねたものが1本と、各相の巻き始めの独立した引出線38aが3本となり合計6本分相当を引き出す必要がある。したがって、貫通孔68を丸孔とした場合の直径は、引出線38aの直径の少なくとも3倍以上が必要となる。また、貫通孔68の直径の上限は、貫通孔68と引出線38aとの隙間が大きすぎない程度が望ましたく、例えば、引出線38aの直径の9倍以下とすること望ましい。具体的には、引出線38aの線径を例えば、0.22mmとする場合、貫通孔68の直径は1.8mm程度とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。
なお、開口孔60の直径は、貫通孔68の直径より僅かに大きく形成されている。例えば、貫通孔68の直径を1.8mmとする場合、開口孔60の直径は、2.1mm程度とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。このように開口孔60を貫通孔68より僅かに大きくすることで、開口孔60と引出線38aとが接触しないようにして、引出線38aとベース部材12との絶縁を確保することができる。
また、フレキシブル配線基板62は、貫通孔68を環囲するように複数の補助孔70が、フレキシブル配線基板62の表裏を貫通するように形成されている。この補助孔70は、フレキシブル配線基板62に塗布される硬化性樹脂64をフレキシブル配線基板62の内面側、つまり、ベース部材12の外面と接する側に入り込ませる機能を有する。補助孔70から進入した硬化性樹脂64は、フレキシブル配線基板62とベース部材12との接触面に形成された隙間やベース部材12に形成された開口孔60の内部に進入することにより、進入部分のシールを行う気密性を確保する。補助孔70の直径は硬化性樹脂64の粘度に対応して実験等により決定することが好ましいが、一般的なディスク駆動装置のフレキシブル配線基板のランドの大きさや引出線の線形や引き出される本数に対応する貫通孔68の直径を考慮すると、例えば、0.7mmから1.0mmが好ましいという実験結果を発明者らは得ている。
硬化性樹脂64は、例えば紫外線硬化型の樹脂とすることができる。この場合、硬化性樹脂64の塗布後直ちに硬化作業が可能になり、硬化性樹脂64の液だれや他の部位や設備への付着が容易に防止可能となり、作業性が向上できる。なお、硬化性樹脂64としては、気密性が保証できる樹脂であればよく、熱硬化型の樹脂でもよいし、エポキシ型の樹脂でもよい。本実施形態で硬化性樹脂64には、紫外線硬化性と熱硬化性とを有する1液性のエポキシ系の樹脂を用いている。この場合も、取扱が容易でシール性が良好である点で好ましい。
補助孔70は、少なくとも貫通孔68の全周位置においてフレキシブル配線基板62とベース部材12との間に硬化性樹脂64を進入させられるように、複数個、例えば3個以上、好ましくは5個以上貫通孔68の周囲に配置されることが望ましい。また、各補助孔70は貫通孔68を環囲するように周方向に等間隔で配置されることが望ましい。補助孔70を等間隔で配置することにより、補助孔70から進入する硬化性樹脂64も貫通孔68、すなわち開口孔60の周囲に均等に進入させることが可能になり、気密性に対する信頼性を向上することができる。なお、図3に示すように、各補助孔70は、貫通孔68の中心までの距離が、接続部であるランド66から貫通孔68の中心までの距離よりも短くなるように形成されている。また、各補助孔70は引出線38aがランド66に至るまでの経路を避けた位置に形成されている。つまり、ランド66を補助孔70より外周側に配置すること、および引出線38aが補助孔70と重ならないようにすることにより、引出線38aが硬化性樹脂64の補助孔70への進入を妨げないように配慮している。なお、貫通孔68の中心までの距離とは、補助孔70(もしくはランド66)の縁で最も貫通孔68の中心に近い場所までの直線長さとする。ランド66の直径は例えば2mm程度とすることが望ましく、補助孔70の外側で貫通孔68になるべく近い位置に配置される。上述のように、貫通孔68の直径を1.8mmとする場合、貫通孔68の中心からランド66の中心までを3.5mm程度とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。また、各ランド66の中心は、両側に隣接する2つの補助孔70の中心と貫通孔68の中心とを結ぶ2本の線で形成される角を2等分する線上になるようにすれば、上述した引出線38aが硬化性樹脂64の補助孔70への進入を妨げないようにする構造を効果的に実現できる。
図4は、本実施形態のフレキシブル配線基板62をベース部材12の開口孔60に対応する位置に配置し、硬化性樹脂64を塗布してベース部材12の内部側、すなわちハウジング13の内部の気密性を確保している状態を説明する拡大断面図である。図4に示すように、フレキシブル配線基板62は、貫通孔68の中心がベース部材12の開口孔60の中心とほぼ一致するように配置されている。このようにフレキシブル配線基板62を配置することにより、開口孔60から引き出される引出線38aに必要以上の負荷がかからないようにすると共に貫通孔68に導きフレキシブル配線基板62の表面側に導出している。また、貫通孔68の面積は、前述したように開口孔60の面積より小さく形成されている。このように構成することで、貫通孔68によって引出線38aの導出姿勢を制限して、引出線38aが開口孔60の内面に接触することを防止すると共に、開口孔60の内面と引出線38aとの間に硬化性樹脂64を流し込み分離している。その結果、ベース部材12に対して引出線38aの絶縁を確実に行うようにしている。
また、開口孔60の表面側端部、つまりフレキシブル配線基板62に対向する側の端部には、開口孔60の円周に沿った樹脂溜まり部72が形成されている。この樹脂溜まり部72は、少なくとも補助孔70から流入する硬化性樹脂64を収納する機能を有する。図4の場合は、樹脂溜まり部72は表面側が拡径したテーパ形状としている例を示している。このように、樹脂溜まり部72をテーパ形状とすることで補助孔70から流入した硬化性樹脂64が開口孔60に進入しやすくなる。また、硬化性樹脂64を塗布したときに硬化性樹脂64の自重により開口孔60へ流れ込む効果もある。また、補助孔70を介して流れ込む硬化性樹脂64の量が少量である場合でも効率的に開口孔60の周囲をシールする効果が得られる。例えば、開口孔60の直径を2.1mmとした場合、樹脂溜まり部72の拡径端の直径は、3.0mm程度とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。なお、樹脂溜まり部72は硬化性樹脂64が溜まって、シール性を向上させられればよく、テーパ形状以外でもよく例えば段形状でもよい。また、図4に示すように、各補助孔70は、なるべく、貫通孔68の近くの位置に配置される。望ましくは、樹脂溜まり部72の外縁に対応する位置に配置されている。例えば、補助孔70の一部と樹脂溜まり部72の一部が軸方向に重なる位置が望ましい。さらに好適には、樹脂溜まり部72の拡径端の縁が各補助孔70の中心に位置することが望ましい。例えば、貫通孔68の直径を1.8mm、補助孔70の直径を1.0mmとした場合、貫通孔68の中心から補助孔70の中心までを1.5mmとすることができる。なお、フレキシブル配線基板62の強度を考慮すると、補助孔70と貫通孔68との最小間隔0.1mm程度確保することが望ましい。このように補助孔70と樹脂溜まり部72との位置関係を設定することにより、硬化性樹脂64を効率的に樹脂溜まり部72、すなわち開口孔60に流入させることができる。
ところで、本実施形態の各補助孔70の開口面積を総計した総面積は、開口孔60の樹脂溜まり部72より下方の横断面積より大きくなるように設定されている。このように補助孔70の総面積と開口孔60の面積の関係を設定することにより、補助孔70から流入した硬化性樹脂64で十分に開口孔60を封止してベース部材12の内部側、つまりハウジング13の内部を気密状態にすることができる。なお、上述のように貫通孔68、補助孔70の直径を設定する場合、フレキシブル配線基板62の強度を考慮すると、補助孔70の数は5個とすることが望ましいことを発明者らは実験により確認している。
本実施形態では、各補助孔70の平面方向で当該補助孔70の外側の領域において、硬化性樹脂64がフレキシブル配線基板62とベース部材12との間に介在するようにしている。このように硬化性樹脂64を介在させることで、開口孔60の周囲に硬化性樹脂64を十分に供給することができる。その結果、フレキシブル配線基板62とベース部材12との間のシール性を向上してベース部材12の内部側、つまりハウジング13の内部を気密状態にすることができる。例えば、硬化性樹脂64はフレキシブル配線基板62とベース部材12との間で平面方向においてランド66が形成されている領域に対応する領域を環囲するように塗布することができる。このように硬化性樹脂64を塗布することで、フレキシブル配線基板62とベース部材12との間で硬化性樹脂64が介在する領域が広くなり、これらの間のシール性を一層向上できる。
また、本実施形態では、フレキシブル配線基板62の表面側において、硬化性樹脂64は各引出線38aを覆うように塗布される。このように硬化性樹脂64を塗布することで、製造の工程で引出線38aが製造設備等に接触して損傷や断線をすることを防止することができる。また、本実施形態では、フレキシブル配線基板62の表面側において、硬化性樹脂64は各ランド66を覆うように塗布される。このように硬化性樹脂64を塗布することで、例えば、ランド66の段差部で硬化性樹脂64とフレキシブル配線基板62との間で隙間を生じた場合でも、硬化性樹脂64が各ランド66を覆う部分で密着するから、当該隙間からのエアリークを抑えられる。また、本実施形態では、図4に示すように、フレキシブル配線基板62の表面側において、硬化性樹脂64はベース部材12の外形面から突出しないように塗布されている。このように硬化性樹脂64を塗布することで、製造の工程で製造設備等に硬化性樹脂64が付着することを抑制することができる。
また、図4に示すように、本実施形態では、硬化性樹脂64はニードル65から吐出させて塗布している。まず、ニードル65は貫通孔68に狙いを定めて貫通孔68に硬化性樹脂64を吐出する。次にニードル65は各補助孔70に狙いを定めて各補助孔70に順次硬化性樹脂64を吐出する。このように塗布することで、製造設備が小型化できる。なお、複数のニードル65を用いて同時に硬化性樹脂64を吐出するようにしてもよい。このように硬化性樹脂64を塗布することで、作業時間が短くなる。硬化性樹脂64を塗布した後、硬化性樹脂64には紫外線が照射されて少なくとも表面が仮硬化される。その結果、硬化性樹脂64の液だれや他の部位や設備等への付着が容易に防止できる。その後、硬化性樹脂64は加熱されて全体が完全硬化される。
図5は、補助孔70を有さないフレキシブル配線基板を用いた場合の比較例を説明する説明図である。フレキシブル配線基板100は引出線38aが挿通する貫通孔102が形成されているだけである。また、ベース部材104の開口孔106は、樹脂溜まり部72を有さない。そのため、フレキシブル配線基板100の表面側に塗布される硬化性樹脂64は貫通孔102から開口孔106に進入させるしかない。この場合、貫通孔102に挿通されている引出線38aが硬化性樹脂64の流入抵抗となり、十分な量の硬化性樹脂64が開口孔106に流入できないことがある。また、前述したようにフレキシブル配線基板100はその可撓性により平面精度が保証に難い。一方、ベース部材104におけるフレキシブル配線基板100の接触面の平面精度を高めるためには精密加工が必要になり加工コスト増加の原因になる。このような背景から、ベース部材104とフレキシブル配線基板100との接触面には隙間が生じ易い。また、前述したように、補助孔70を有さないフレキシブル配線基板100の場合、硬化性樹脂64の開口孔106への流入が十分に成されにくい。そのため、図5に矢印で示すようにエアリークが生じる可能性が増大する。その対策として、フレキシブル配線基板100の全面に硬化性樹脂64を塗布することが考えられるが、フレキシブル配線基板100の全面に対して、硬化性樹脂64を塗布しても表面塗布だけで完全な機密性を保証することは困難である。また、大量の硬化性樹脂64を塗布することで硬化性樹脂64の使用量の増大による製造コストの増加を招く。さらに大量の硬化性樹脂64を塗布すると硬化状態にバラツキが生じたり、硬化時間の増大を招く。また、発ガスが多くなり品質上好ましくない。また、硬化性樹脂64の増大による塗布高さが高くなりディスク駆動装置の薄型化の妨げの原因になる。
一方、補助孔70を有する本実施形態のフレキシブル配線基板62の場合、硬化性樹脂64は引出線38aに妨げられることなく補助孔70からフレキシブル配線基板62とベース部材12の間および開口孔60や樹脂溜まり部72に流入させることができる。このように、補助孔70から硬化性樹脂64を流入させることで、必要最小限の硬化性樹脂64の塗布で、フレキシブル配線基板62とベース部材12との間の気密性を容易に確保できる。
なお、本実施形態のフレキシブル配線基板62の場合、補助孔70からフレキシブル配線基板62とベース部材12の間および開口孔60に必要十分な量の硬化性樹脂64を流入させることができる。その結果、図5に示すようにフレキシブル配線基板100全体を覆うように硬化性樹脂64を塗布する必要はなく、硬化性樹脂64の塗布量を低減できる。例えば、フレキシブル配線基板62は、当該フレキシブル配線基板62の外縁部と補助孔70の形成領域との間に硬化性樹脂64を塗布する塗布領域を形成するようにしてもよい。この塗布領域は、例えばフレキシブル配線基板62上にマーキングしておき、当該塗布領域を明示するだけでもよいし、図3に示すように、フレキシブル配線基板62の外縁部やその内側に帯状の突起部74を形成して硬化性樹脂64が物理的にはみ出さないようにしてもよい。この突起部74はパターン配線を印刷するときに同時に銅パターン等で形成してもよいし、フレキシブル配線基板62の素材シートの厚みを変えて形成してもよい。なお、硬化性樹脂64の塗布量は、予め実験を行い、必要最小量を決定しておくことが望ましい。このように塗布領域を設け、硬化性樹脂64の塗布量を管理することにより、必要以上の硬化性樹脂64の使用を抑制し、コストの低減化、発ガス量の低減化、硬化時間の短縮化、塗布高さの低減化等が可能になる。
なお、図2に示すように、開口孔60は、ベース部材12の外部空間側の面に形成された凹部76内に形成されている。この凹部76は、フレキシブル配線基板62全体が収納できる広さを有する。したがって、フレキシブル配線基板62はベース部材12の他の外面より掘り下げられた位置に収納され、開口孔60と貫通孔68が一致するように配置できる。その結果、フレキシブル配線基板62やそこに塗布された硬化性樹脂64がベース部材12の外形面から突出することが防止できて、ディスク駆動装置10の薄型化に寄与できる。
上述の実施形態では、コイル38の引出線38aについてフレキシブル配線基板62を適用する場合を説明したが、磁気ヘッド24やボイスコイルモータ18の信号線や制御線について、同様な構造を適用してもよく、同様の効果を得ることができる。
なお、上述した例では、シャフト回転型のディスク駆動装置10について説明したが、シャフト固定型のディスク駆動装置にも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
以上、実施形態に係るディスク駆動装置について説明した。これらの実施形態は例示であり、本発明の原理、応用を示しているにすぎないことはいうまでもない。実施形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能であり、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
10 ディスク駆動装置、 11 カバー、 12 ベース部材、 13 ハウジング、 20 記録ディスク、 30 軸受ユニット、 32 駆動ユニット、 38a 引出線、 60 開口孔、 62 フレキシブル配線基板、 64 硬化性樹脂、 68 貫通孔、 70 補助孔、 72 樹脂溜まり部、 76 凹部、 102 貫通孔、 106 開口孔。
Claims (8)
- 記録ディスクが載置されるべきハブ部材と、
前記ハブ部材を回転自在に支持する軸受ユニットと、
前記ハブ部材を回転駆動する駆動ユニットと、
少なくとも前記ハブ部材と前記軸受ユニットと前記駆動ユニットを収納して密閉空間を形成すると共に前記駆動ユニットから引き出される引出線を前記密閉空間から外部空間に引き出す開口孔を有するハウジングと、
前記ハウジングの前記外部空間側において、前記開口孔に対応する位置に配置される基板であって、前記開口孔から引き出された前記引出線を貫通させる貫通孔を有し、当該貫通孔から引き出した前記引出線を接続する接続部を有する基板と、
前記基板において前記ハウジングと非接触となる面側に塗布されて少なくとも前記貫通孔とその周囲領域を覆う硬化性樹脂と、
を含み、
前記基板は、前記貫通孔を環囲するように複数配置された当該基板の表裏を貫通する補助孔を有することを特徴とする回転機器。 - 前記ハウジングの前記開口孔は、少なくとも前記補助孔から流入する前記硬化性樹脂を収納する樹脂溜まり部を有し、
前記補助孔は、前記樹脂溜まり部の外縁に対応する位置に形成されていることを特徴とする請求項1記載の回転機器。 - 前記基板は、当該基板の外縁部と前記補助孔の形成領域との間に前記硬化性樹脂を塗布する塗布領域が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の回転機器。
- 前記補助孔の総面積は、前記開口孔の面積より大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の回転機器。
- 前記補助孔は、前記貫通孔の周囲に等間隔で形成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項に記載の回転機器。
- 前記開口孔は、前記ハウジングの外部空間側の面に形成された凹部内に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転機器。
- 前記硬化性樹脂は、紫外線硬化型の樹脂であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転機器。
- 前記補助孔は、前記貫通孔の中心までの距離が前記接続部から前記貫通孔の中心までの距離よりも短くなるように形成されると共に、前記引出線を避けた位置に形成されていることを特徴とした請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の回転機器。
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-
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- 2011-09-30 JP JP2011218263A patent/JP2013078249A/ja not_active Withdrawn
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