JP2013133941A - スピンドルモータ - Google Patents

Abstract

【課題】ディスクなどの記録媒体によるデータの記録及び保存の時に生じる誤りを最小化することができるスピンドルモータを提供する。
【解決手段】本発明によるスピンドルモータは、回転子１０の回転中心をなすシャフト１１と、シャフト１１を収容し、回転可能に支持するスリーブ２２と、スリーブ２２を支持するためにスリーブ２２の外側面に結合されるベース２１と、スリーブ２２及びベース２１の結合面に塗布される導電性接着剤６０と、を含むものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、スピンドルモータに関する。

通常、スピンドルモータ（Ｓｐｉｎｄｌｅ Ｍｏｔｏｒ）は、ＢＬＤＣ（Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ−ＤＣ Ｍｏｔｏｒ）に属するものであり、ハードディスクドライブ用モータの他にもレーザプリンタ用のレーザビームスキャナモータ、フロッピー(登録商標)ディスク（ＦＤＤ；Ｆｌｏｐｐｙ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅｒ）用モータ、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｋ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）のような光ディスクドライブ用モータなどに広く使用されている。

近年、ハードディスクドライブのような高容量及び高速の駆動力が要求される機器は、騒音と玉軸受の使用時に発生する振動であるＮＲＲＯ（Ｎｏｎ Ｒｅｐｅａｔａｂｌｅ Ｒｕｎ Ｏｕｔ）の発生を最小化するために、従来の玉軸受より駆動摩擦が少ない流体動圧軸受が適用されたスピンドルモータが一般的に使用されている。

特許文献１に開示されたように、流体動圧軸受は、基本的に回転体と固定体との間に薄い油膜を形成して、回転時に発生する圧力で回転体と固定体を支持するため、回転体と固定体とが互いに接触せず、摩擦負荷が低減される。

前記流体動圧軸受を使用するスピンドルモータでは、ディスクを回転させるモータのシャフトを潤滑油（以下、「作動流体」と言う）が動圧（回転軸の遠心力によって油圧を中心に戻す圧力）のみで維持させる。従って、前記流体動圧軸受を使用するスピンドルモータはシャフトを鉄球で支持する玉軸受スピンドルモータとは区別される。

このような流体動圧軸受をスピンドルモータに適用すると、流体を用いて回転体を支持するため、モータから発生する騒音量が少なく、消費電力の消費も少ないだけでなく、耐衝撃性に優れる。

従来、スピンドルモータのスリーブを含む軸受部とベースは、通常、ボンディング工程により接着された。特に、ＵＶ接着剤は、塗布しやすく、容易に硬化するため、主に使用されて来た。しかし、ＵＶ接着剤を含む従来の接着剤のほとんどは、絶縁特性を有しており、さらに導電性接着剤をボンディングする工程を要するという問題点があった。また、別の導電性接着剤をボンディングする場合、導電性接着剤が分離、離脱しやすいという問題点があった。このような問題点により、ハードディスクなどの記録媒体がディスクにデータを保存または記録する時に様々な誤りが生じる問題点があった。

米国特許出願公開第２００５／００９４９０８号明細書

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであって、本発明の目的は、軸受部をなすスリーブとベースの結合時に導電性接着剤を用いることで、ディスクなどの記録媒体によるデータの記録及び保存の時に生じる誤りを最小化することができるスピンドルモータを提供することにある。

本発明の一実施例によるスピンドルモータは、回転子の回転中心をなすシャフトと、前記シャフトを収容し、回転可能に支持するスリーブと、前記スリーブを支持するために前記スリーブの外側面に結合されるベースと、前記スリーブ及びベースの結合面に塗布される導電性接着剤と、を含む。

ここで、前記導電性接着剤は、溶液状に塗布されるＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）であることを特徴とする。

また、前記ＡＣＦは、前記スリーブ及びベースの結合面に塗布され、前記スリーブ及びベースを熱圧着法（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）により接合することを特徴とする。

また、前記熱圧着法は、２５０℃〜３００℃の範囲で行われることを特徴とする。

また、前記ＡＣＦは、前記スリーブ及びベースの結合面に塗布され、垂直型超音波の印加を受けて熱が自発的に発生し、前記スリーブ及びベースを接合することを特徴とする。

また、前記溶液状のＡＣＦは、前記スリーブまたはベースの接合面にディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）法またはスプレー（Ｓｐｒａｙ）法により塗布されることを特徴とする。

本発明によると、スピンドルモータのスリーブとベースの接着時に導電性接着剤を用いることで、モータ駆動時に生じる過電荷をベースを介して外部に放出することができる。

また、スピンドルモータのスリーブとベースの接着時に導電性接着剤を用いることで、モータ駆動時に生じる過電荷をベースを介して外部に放出することにより、磁気ディスクにデータを記録及び保存する際に生じる誤りを防止することができる。

また、磁気ディスクの記録及び保存の誤りを防止することで、スピンドルモータを含むディスクドライブの製品信頼性及び作動信頼性を向上することができる。

また、スピンドルモータのスリーブとベースの接着時に導電性接着剤を用いることで、別の導電性ボンドを塗布する工程を省略することができ、製品の組み立て及びモータ機能の信頼性を向上するだけでなく、製品生産の量産性を向上することができる。

また、スピンドルモータのスリーブとベースの接着時に使用される導電性接着剤として溶液状のＡＣＦを用いることで、接着時間を短縮し、接着力を向上することができ、その他の塗布工程を単純化することができる。

また、スピンドルモータのスリーブとベースの接着時に使用される導電性接着剤として溶液状のＡＣＦを用いることで、外部の異物からのシーリング効果を増大することができる。

本発明によるスピンドルモータのスリーブとベースの分解図である。 本発明によるスピンドルモータのスリーブとベースの結合時に導電性接着剤を塗布する過程を示す模式図である。 本発明によるスピンドルモータの断面図である。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明によるスピンドルモータのスリーブ２２とベース２１の分解図であり、図２は、本発明によるスピンドルモータのスリーブ２２とベース２１結合時に導電性接着剤を塗布する過程を示す模式図である。

本発明の一実施例によるスピンドルモータは、回転子の回転中心をなすシャフト１１と、前記シャフト１１を収容し、回転可能に支持するスリーブ２２と、前記スリーブ２２を支持するように前記スリーブ２２の外側面に結合されるベース２１と、前記スリーブ２２とベース２１の結合面に塗布される導電性接着剤６０と、を含む。

シャフト１１は、スピンドルモータが回転駆動する中心軸をなし、一般的に円筒形状を有する。流体動圧軸受によるスラスト動圧軸受部を形成するためのスラストプレート４０がシャフト１１の上側部に直交するように挿入設置されることができる。

ここで、スラストプレート４０は、シャフト１１の上側部に形成されることは言うまでもなく、シャフト１１の下端部に直交するように挿入設置されることができることは言うまでもない。スラストプレート４０をシャフト１１に固定させるために別のレーザ溶接などを行うことができるが、スラストプレート４０に所定の圧力を印加して圧入結合されることができることは当業者にとって自明な事項である。流体動圧軸受によるスラスト動圧軸受部を形成するために、スラストプレート４０には、動圧発生溝（不図示）を形成することができる。

スリーブ２２は、前記シャフト１１を内部に収容し、回転可能に支持するために中空の円筒形状を有し、結合されたシャフトの外周面１１ａと、スリーブの内周面２２ａに作動流体であるオイルによるラジアル動圧軸受部を形成することができる。また、ラジアル動圧軸受部の動圧発生のための動圧発生溝（不図示）は、ラジアル動圧軸受部を形成するシャフトの外周面１１ａに形成したり、またはスリーブの内周面２２ａに形成したりすることができることは言うまでもない。

導電性接着剤６０は、前記スリーブ２２とベース２１の結合面に塗布される。通常、磁気ディスクを用いてデータを記録及び保存する場合、電気的な干渉または影響を受けるとデータの記録及び保存において誤りが生じる。特に、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）も磁気ディスクを保存媒体として用いるため、上述した問題点と同じ問題点が生じる。この問題を解決するために、従来、導電性接着剤６０をベース２１とスリーブ２２が結合される部分の先端に別途に形成するなどの工程が追加された。従って、リードタイムが増加し、導電性接着剤６０が外部衝撃などによって離脱した。

本発明は、スリーブ２２とベース２１の結合面に、従来の絶縁特性の接着剤ではなく、導電性接着剤６０を直接塗布することにより、このような問題を解決した。特に、本発明で使用される導電性接着剤６０は、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）がフィルム状ではなく、溶液状に製造された後、ディスペンシング（Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）法、またはスプレー（Ｓｐｒａｙ）法により塗布することができる。スリーブ２２とベース２１の結合面に導電性接着剤６０であるＡＣＦを塗布することで、モータ駆動時に生じる過電荷が軸受部に過度に蓄積されず、導電性接着剤６０であるＡＣＦを介してベース２１に放出され、結果、モータ駆動時に、ディスクにデータをスムーズに記録及び保存することができる。

ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）は、微細導電粒子を接着樹脂（通常、熱硬化性接着樹脂）に混合してフィルム状態にし、一方向のみに電気を流す異方性導電膜である。微細導電粒子としては、Ｎｉ、ｃａｒｂｏｎ、ｓｏｌｄｅｒ ｂａｌｌが挙げられる。本発明では、このようなＡＣＦをフィルム状ではなく溶液状にスリーブ２２とベース２１の接合面に塗布することを特徴とする。

ここで、スリーブ２２とベース２１の通電のためにＡＣＦを用いて接合する方法は、ＡＣＦの性質、即ち熱と圧力を加えるとＡＣＦが硬化する性質を活用する方法により行われることができる。外部から熱を加える方法である熱圧着法（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）と、内部で自発的に熱が生じるようにする超音波（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ）を活用する方法が挙げられる。

具体的に、ＡＣＦをスリーブ２２とベース２１の結合面に塗布して熱圧着法によりスリーブ２２とベース２１を接合する時に、スリーブ２２とベース２１は、加圧法及び加熱法により接合ツール（Ｈｏｔ Ｂａｒ）を用いて、１５秒以内で２５０℃〜３００℃にて接合される。この際、ＡＣＦの内部温度は、１９０℃以内に形成される。特に、接合ツールを用いてスリーブ２２とベース２１が互いに接合される温度が２５０℃〜３００℃の範囲未満の低い温度である場合には、接合力が低下する問題が生じ、前記範囲を超える場合には、ＡＣＦの性質などが変形されて接合の信頼性が低下する現象が生じ得る。

また、ＡＣＦをスリーブ２２とベース２１の結合面に塗布し、超音波を用いてスリーブ２２とベース２１を接合する場合、予備ボンディング（Ｐｒｅ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）工程と主ボンディング（Ｍａｉｎ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）工程が個別に進められる。予備ボンディング工程は、接合しようとするスリーブ２２またはベース２１の接合面にＡＣＦを塗布する工程であり、主ボンディング工程は、ＡＣＦが塗布されていないスリーブ２２またはベース２１の接合面を接合する工程である。予備ボンディング工程と主ボンディング工程の両方において、スリーブ２２とベース２１は、超音波を印加することでボンディングされる。

図２に図示されたように、先ず、ベース２１の接合面にＡＣＦ溶液を塗布する予備ボンディング工程を行ってからスリーブ２２をベース２１に接合する。この際、超音波を印加することで、ボンディング作業を行う。接合部をリペア（ｒｅｐａｉｒ）する工程は、次のとおりである、先ず、ベース２１とスリーブ２２の接合部に超音波を印加して１２０℃程度の温度で接合部を加熱することによりＡＣＦの硬化を解除する。その後、スリーブ２２をベース２１から分離し、ＡＣＦ溶液をリペア液またはアセトン（Ａｃｅｔｏｎ）で除去する。次に、新しいボンディング工程により、スリーブ２２とベース２１を接合することで、誤ったボンディング工程を修正することができる。

また、本発明の一実施例によるスピンドルモータは、前記スリーブ２２を支持するために前記スリーブ２２の外側面に結合され、内側面にコイル２３ａが巻線されたコア２３が装着されるベース２１、及び前記シャフト１１が中心部に一体に結合され、前記コア２３に対応する位置にロータマグネット１３が形成されたハブ１２をさらに含む。

ベース２１は、シャフト１１を含むスリーブ２２が内側に結合されるように、一側面がスリーブ２２の外側面に結合される。ベース２１の一側面の反対側である他側面には、巻線コイルが巻線されたコア２３がハブ１２に形成されたロータマグネット１３に対応する位置に結合される。ベース２１は、スピンドルモータの下部で全体的な構造を支持する機能を果し、その制作方法としては、プレス加工法またはダイキャスティング（ｄｉｅ−ｃａｓｔｉｎｇ）法が挙げられる。ベース２１がプレス加工により製造される場合、前記ベース２１は、アルミニウム、鋼鉄などの各種金属材質、特に剛性を有する材料からなることができる。

上述のように、ベース２１とスリーブ２２の接合面に導電性接着剤６０を形成することにより、モータの作動時に生じる過電荷がベース２１と導通して流出されるようにすることで、モータ作動信頼性を向上することができる。

通常、コア２３は、多数の薄型金属板を積層して形成され、フレキシブルプリント回路基板５０を備えるベース２１の上部に固定配置される。巻線コイルから引出されるコイル２３ａに対応するように、複数個の貫通孔２１ａがベース２１の下端面に形成され、前記貫通孔２１ａを介して引出されたコイル２３ａは、フレキシブルプリント回路基板５０に、はんだ付けされて電気的に連結させることができる。貫通孔２１ａを通過するコイル２３ａとの絶縁のために、貫通孔２１ａの入口部分には、絶縁シート２１ｂを形成することができる。

ハブ１２は、不図示の光ディスクまたは磁気ディスクを搭載して回転させるためのものであって、シャフト１１が中心に一体に結合され、スリーブ２２の軸方向の上端面に対応するようにシャフト１１の上部に結合する。後述するベース２１のコア２３とラジアル方向に対応するように、ロータマグネット１３が形成される。コア２３は、電流が流れると磁場が形成されて磁束が発生する。これに対向したロータマグネット１３は、Ｎ極とＳ極が繰り返し着磁され、コア２３から発生する可変電極に対応して電極を形成する。コア２３とロータマグネット１３は、磁束の鎖交による電磁力によって相互間に反発力が生成され、これにより、ハブ１２及びこれと結合したシャフト１１が回転する。

また、本発明の実施例によるスピンドルモータは、スリーブ２２の軸方向の下側端をカバーするようにカバー部材３０を含むことができる。カバー部材３０は、シャフト１１を含むスリーブ２２の軸方向の下端面をカバーするように結合される。カバー部材３０は、シャフトの下端面１１ｂと対向する内側面に動圧発生溝（不図示）を形成してスラスト動圧軸受部を形成することができる。カバー部材３０は、スリーブ２２の先端に結合されて内部に作動流体であるオイルを保管することができる構造を有する。

図３は、本発明によるスピンドルモータの断面図である。

本発明の一実施例によるスピンドルモータの構成と作動関係について、図３を参照して簡単に説明すると次のとおりである。

回転子１０は、回転軸となり、回転可能に形成されたシャフト１１と、ロータマグネット１３が付着されたハブ１２とで構成され、固定子２０は、ベース２１と、スリーブ２２と、コア２３と、プリングプレート２４と、を含んで形成することができる。

ベース２１の外側及びハブ１２の内側に互いに対向する位置に、それぞれコア２３及びロータマグネット１３を付着させるが、ここで、コア２３は、電流が流れると磁場が形成されて磁束が発生する。これと対向したロータマグネット１３は、Ｎ極とＳ極が繰り返し着磁され、コア２３から発生する可変電極と対応して電極を形成する。コア２３とロータマグネット１３は、磁束の鎖交による電磁力によって相互間に反発力が生成され、これにより、ハブ１２及びこれと結合したシャフト１１が回転することで、本発明のスピンドルモータを駆動させる。また、モータの駆動時に浮き上がることを防止するために、ロータマグネット１３と軸方向に対応するように、ベース２１にプリングプレート２４が形成される。プリングプレート２４は、ロータマグネット１３との引力を作用させることで安定した回転駆動を可能にする。

特に、本発明では、ベース２１とスリーブ２２の接合面に導電性接着剤６０を塗布することにより、モータ駆動時に生じる過電荷をベース２１を介して外部に流出することで、磁気ディスクの記録及び保存など作動上の誤りを最小化し、製品の信頼性を向上することができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明は、スピンドルモータに適用可能である。

１０ 回転子
１１ シャフト
１１ａ シャフトの外周面
１１ｂ シャフトの下端面
１２ ハブ
１３ ロータマグネット
２０ 固定子
２１ ベース
２１ａ 貫通孔
２１ｂ 絶縁シート
２２ スリーブ
２２ａ スリーブの内周面
２３ コア
２３ａ コイル
２４ プリングプレート
３０ カバー部材
４０ スラストプレート
５０ フレキシブルプリント回路基板
６０ 導電性接着剤

Claims (6)

1. 回転子の回転中心をなすシャフトと、
   前記シャフトを収容し、回転可能に支持するスリーブと、
   前記スリーブを支持するために前記スリーブの外側面に結合されるベースと、
   前記スリーブ及びベースの結合面に塗布される導電性接着剤と、
   を含むスピンドルモータ。
2. 前記導電性接着剤は、溶液状に塗布されるＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）であることを特徴とする請求項１に記載のスピンドルモータ。
3. 前記ＡＣＦは、前記スリーブ及びベースの結合面に塗布され、前記スリーブ及びベースを熱圧着法（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）により接合することを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。
4. 前記熱圧着法は、２５０℃〜３００℃の範囲で行われることを特徴とする請求項３に記載のスピンドルモータ。
5. 前記ＡＣＦは、前記スリーブ及びベースの結合面に塗布され、垂直型超音波の印加を受けて熱が自発的に発生し、前記スリーブ及びベースを接合することを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。
6. 前記溶液状のＡＣＦは、前記スリーブまたはベースの接合面にディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）法またはスプレー（Ｓｐｒａｙ）法により塗布されることを特徴とする請求項２に記載のスピンドルモータ。

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