(57)【要約】【課題】薄型化を図ることができると共に、起磁力の効率性及び放熱性を向上すること。【解決手段】永久磁石の周囲を囲むように配置された環状部７ａと、該環状部に基端が固定された複数の歯極部７ｂと、歯極部の先端にそれぞれ形成された先端部７ｃとを有するステータコア７と、基板本体部１１と、複数の歯極部の先端部に重なるように形成されたリング部１２と、基板本体部及びリング部に両端が接続され、複数の歯極部に重なるように形成された複数の連結部１３と、導体パターン１４とを有し、ステータコアに対して重ね合わせ可能に配置されたフレキシブル基板８とを備え、歯極部の周囲を連結部で囲繞したときに、該歯極部上にパターニングされた部分が歯極部の周囲を螺旋状に巻回して歯極部を励磁するコイルとして機能するモータを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線回りに回転可能に支持された軸体と、
該軸体に保持された環状の永久磁石と、
該永久磁石の周囲を囲むように配置された環状部と、該環状部に基端が固定されると共に前記永久磁石側に向かう半径方向に延出するように形成され、前記軸線を中心として所定角度毎に複数設けられた歯極部と、該複数の歯極部の先端にそれぞれ形成され、前記永久磁石の外周面に対向する先端部とを有するステータコアと、
前記環状部の内径と略同じ径の貫通孔が形成された基板本体部と、該貫通孔内に配置され、前記複数の歯極部の先端部に重なるように形成されたリング部と、前記基板本体部及び前記リング部に両端が接続され、前記複数の歯極部に重なるように形成された複数の連結部と、前記基板本体部、前記リング部及び前記連結部上にそれぞれパターニングされた導体パターンとを有し、前記ステータコアに対して重ね合わせ可能に配置された絶縁性のフレキシブル基板とを備え、
前記連結部は、前記歯極部の周囲を囲繞可能なサイズに形成され、
前記導体パターンは、前記連結部によって前記歯極部の周囲が囲繞された際に、該歯極部上にパターニングされた部分が歯極部の周囲を螺旋状に巻回して歯極部を励磁するコイルとして機能することを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ステータコアには、少なくとも前記歯極部表面に絶縁膜が形成され、
前記フレキシブル基板は、前記導体パターンが前記絶縁膜に接触した状態で前記ステータコアに重ね合わされるように配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記複数歯極部が３の倍数の数だけ形成されていると共に、前記フレキシブル基板が第１のフレキシブル基板、第２のフレキシブル基板及び第３のフレキシブル基板の、３枚の基板から構成されており、
前記第１のフレキシブル基板は、前記複数の歯極部のうち、２つ間を空けて歯極部に重なるように前記連結部を有し、
前記第２のフレキシブル基板は、前記複数の歯極部のうち、前記第１のフレキシブル基板の連結部によって囲繞される歯極部から１つ分だけ位相がずれた位置の歯極部に対して重なるように前記連結部を有し、
前記第３のフレキシブル基板は、前記複数の歯極部のうち、前記第２のフレキシブル基板の連結部によって囲繞される歯極部から１つ分だけ位相がずれた位置の歯極部に対して重なるように前記連結部を有していることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記導体パターンは、前記連結部上において、それぞれ電気的に独立した１本の配線が前記ステータコアの半径方向に対して斜めになった状態で該半径方向に向かって一定間隔で並列に複数並ぶようにパターニングされたものであり、前記歯極部が前記連結部によって囲繞された際に、隣り合う前記配線の一端と他端とが電気的に接続されることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項４に記載のモータにおいて、
前記導体パターンは、前記配線の両端が前記連結部よりも外方に突出するようにパターニングされていることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のモータにおいて、
前記連結部は、前記ステータコアと前記フレキシブル基板とを重ね合わせる際に、前記歯極部が間に挿入されるように予め断面Ｕ字状に成型されていることを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載のモータと、
前記軸体に設けられ、各種情報を記録可能な記録媒体を保持する保持部と、
前記軸体を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受部とを備えていることを特徴とする記録媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＨＤ（ハードディスク）等の記録媒体を回転駆動するモータ及び該モータを有する記録媒体駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）を用いた情報記録再生装置は、携帯音楽再生装置や携帯電話機等に採用され始めている。特に、携帯型の情報記録再生装置は、その利便性から今後の主流となるものであり、さらなる小型化及び薄型化が求められている。これに伴い、ＨＤ（ハードディスク）を駆動するモータの小型化及び薄型化の改良がなされてきた。
ここで、一般的なモータを有するディスク駆動装置について、図１３から図１５を参照して簡単に説明する。このディスク駆動装置４０は、図１３に示すように、コイル４１及びステータコア４２を有するステータ部４３と、永久磁石４４及びハブ４５を有するロータ部４６とを備えている。ハブ４５は、スリーブ４７によって軸線Ｌ回りに回転可能に支持されており、ディスクＤの中心孔に嵌合する嵌合部４５ａが上端に形成されている。これによりディスクＤは、ハブ４５に固定されている。また、ハブ４５の外周には、ステータコア４２に所定距離を空けて対向するように永久磁石４４が固定されている。
【０００３】
スリーブ４７は、ベース４８に固定されており、ハブ４５を回転可能に支持している。この際、スリーブ４７とハブ４５との間には、若干の隙間が確保されており、この隙間にオイルＷが充填されている。そして、ハブ４５の外表面には、へリングボーン溝と呼ばれる図示しないラジアル動圧発生溝及びスラスト動圧発生溝が適宜形成されている。これより、ハブ４５は軸線Ｌ回りに回転したときに、スラスト方向及びラジアル方向にぶれることなく、安定して回転するようになっている。つまり、ハブ４５は、流体動圧軸受によって支持された状態となっている。
【０００４】
上記ステータコア４２は、図１４に示すように、環状に形成されたコアバック４２ａと、該コアバック４２ａに基端側が固定されると共に、半径方向に延出するように形成された複数の歯極部（ティース）４２ｂとを備えている。また、このステータコア４２は、コアバック４２ａ側でベース４８に支持されている。歯極部４２ｂは、軸線Ｌ回りに所定角度毎に形成されており、その数（スロット数）が３の倍数となるように形成されている。例えば、４０度毎の９スロットだけ形成されている。また、コイル４１は、この複数の歯極部４２ｂの周囲にそれぞれ巻回されている。この際、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）となるように、３つおきに（間を２つ空けて）巻回されている。
【０００５】
このように構成されたディスク駆動装置４０によりディスクＤを駆動させる場合には、まず、コイル４１に三相交流電流を供給してコイル４１に磁界を発生させる。この磁界は、歯極部４２ｂを介して永久磁石４４に作用して、ロータを軸線Ｌ回りに回転させる。これにより、嵌合部４５ａによってロータ部４６に固定されているディスクＤを回転させることができる。
【０００６】
ところで、上述したようにモータには、今後に向けてより一層の小型化及び薄型化が求められている。しかしながらコイル４１は、図１５に示すように、一定の起磁力を確保するために歯極部４２ｂの周囲に所定の巻数だけ巻回されているので、どうしても厚みＴ１が厚くなってしまうものであった。そのため、全体的な薄型化を図ることが困難であった。特に、このコイル４１の厚みＴ１は、他の構成品に比べて顕著であるので、薄型化に多大に影響してしまう。そのため、薄型化を実現するには、コイル４１をできるだけ薄くする必要がある。ところが、上述したように一定の起磁力を確保するためには所定の巻数が必要であるため、単純にコイル４１の巻数を減らすことができるものではなかった。
【０００７】
そこで、歯極部４２ｂの数（スロット数）を増やして、１つの歯極部４２ｂに巻回するコイル４１の巻数を減らす方法が考えられるが、この場合には図１４に示すように、スロット数が増えるにつれて歯極部４２ｂ間の距離Ｔ２が小さくなってしまう。ここで、歯極部４２ｂにコイル４１線を巻回するには、通常巻線機を歯極部４２ｂ間に挿入し、該歯極部４２ｂを中心に周回させることでコイル線を巻きつけている。そのため、歯極部４２ｂ間の距離Ｔ２を規定値よりも小さくしてしまうと、巻線機が通過できずにコイル線を巻きつけることができなかった。よって、必要な数までスロット数を増やすことができず、その数は限定されてしまうものであった。そのため、全体の薄型化に繋がるほど、１つの歯極部４２ｂにおけるコイル４１の巻数を極端に減らして厚みＴ１を薄くすることは困難であった。
【０００８】
一方、機械的にコイル線を巻回することなくステータを構成し、全体的な薄型化を図ったディスク駆動装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
このディスク駆動装置５０は、図１６及び図１７に示すように、モータの鉄心と巻線の機能及びＩＣ等の部品を搭載する配線基板の機能を有するメタルコア基板５１を備えている。このメタルコア基板５１は、ステータを構成するものであり、図示しないティース連結部、ティースコイル形成部５１ａ、ティース先端部５１ｂ、配線５１ｃ及びスルーホール５１ｄから構成されている。
【０００９】
ティース連結部は、薄板の積層板であって環状に形成されている。ティースコイル形成部５１ａは、ティース連結部に基端側が固定され、半径方向内側に延出して形成された部分であり、従来の磁極歯に相当する部分である。通常、このティースコイル形成部５１ａは、環状に形成された永久磁石５２の極数に対して１．５倍の本数となるように形成されている。また、ティースコイル形成部５１ａの先端がティース先端部５１ｂとなっており、永久磁石５２に対向するようになっている。
【００１０】
配線５１ｃは、ティースコイル形成部５１ａの表面及び裏面に配置されており、絶縁樹脂５３によって固定されている。また、この絶縁樹脂５３には、内面が金属によってメッキされたスルーホール５１ｄが形成されており、表面及び裏面に形成された配線５１ｃを電気的に接続している。この際、図１７に示すように、ティースコイル形成部５１ａを螺旋状に取り囲むように、配線５１ｃ及びスルーホール５１ｄが接続されている。これにより、配線５１ｃに電流を流すことで、永久磁石５２を回転させる磁界を発生させることができるようになっている。
【００１１】
このように構成されたメタルコア基板５１を有するディスク駆動装置５０によれば、従来のようにコイル線を磁極部に機械的に巻回することなくステータを構成できるので、巻線機を気にすることなく、ティースコイル形成部５１ａの数、即ちスロット数を増やすことができる。よって、１つのティースコイル形成部５１ａの周囲に巻回する配線５１ｃを少なくすることができ、厚みをできるだけ抑えることができる。従って、全体的な薄型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００４−２３９３５号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された従来のものは、まだ以下の課題が残されている。
即ち、ティースコイル形成部５１ａと配線５１ｃとの間には絶縁樹脂５３が介在しているので、コイル線を巻きつける場合に比べて、全長が長くなってしまっていた。また、スルーホール５１ｄは、機械加工やレーザー加工により穴開けを行っているので、配線５１ｃとの位置ずれが発生し易かった。そのため、スルーホール５１ｄを狭い間隔で配置することが困難であり、さらに全長が長くなってしまっていた。これらの結果、抵抗が大きくなってしまい、起磁力の効率が悪く消費電力が増えてしまう不都合があった。
また、配線５１ｃの一部及びティースコイル形成部５１ａは、絶縁樹脂５３の内部に埋め込まれてしまう構造であるので、通電により発生した熱が外部に放出されず、内部に篭ってしまう恐れがあった。そのため、熱による部品の剥がれが発生し易く、動力性能の低下及び信頼性の低下に繋がるものであった。
このように、薄型化は達成できたとしても、それに代わる新たな不都合が生じてしまうものであった。
【００１３】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、薄型化を図ることができると共に、起磁力の効率性及び放熱性に優れたモータ及び該モータを有する記録媒体駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係るモータは、軸線回りに回転可能に支持された軸体と、該軸体に保持された環状の永久磁石と、該永久磁石の周囲を囲むように配置された環状部と、該環状部に基端が固定されると共に前記永久磁石側に向かう半径方向に延出するように形成され、前記軸線を中心として所定角度毎に複数設けられた歯極部と、該複数の歯極部の先端にそれぞれ形成され、前記永久磁石の外周面に対向する先端部とを有するステータコアと、前記環状部の内径と略同じ径の貫通孔が形成された基板本体部と、該貫通孔内に配置され、前記複数の歯極部の先端部に重なるように形成されたリング部と、前記基板本体部及び前記リング部に両端が接続され、前記複数の歯極部に重なるように形成された複数の連結部と、前記基板本体部、前記リング部及び前記連結部上にそれぞれパターニングされた導体パターンとを有し、前記ステータコアに対して重ね合わせ可能に配置された絶縁性のフレキシブル基板とを備え、前記連結部が、前記歯極部の周囲を囲繞可能なサイズに形成され、前記導体パターンは、前記連結部によって前記歯極部の周囲が囲繞された際に、該歯極部上にパターニングされた部分が歯極部の周囲を螺旋状に巻回して歯極部を励磁するコイルとして機能することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明に係るモータにおいては、フレキシブル基板の導体パターンに所定の電流を供給すると、該導体パターンの一部が各歯極部（ティース）の周囲を螺旋状に巻回したコイルとして機能しているので、歯極部が励磁されて磁界が発生する。この磁界により、永久磁石は軸体と共に軸線回りに回転する。この際、ステータコアは、永久磁石の外周面に対向する先端部を歯極部の先端に有しているので、該ステータコアと永久磁石との間の磁束の受け渡しが密になる。従って、軸体を効率良く回転させることができる。
【００１６】
ここで導体パターンの一部をコイルとして機能させるためのフレキシブル基板の組み立てについて説明する。まずステータコアと、可撓性を有するシート状のフレキシブル基板とを重ね合わせる。この際フレキシブル基板の基板本体部には、ステータコアの環状部の内径と略同じ径の貫通孔が形成されているので、重ね合わせた際に、環状部が基板本体部に重なった状態となる。また、複数の歯極部は、フレキシブル基板に一端が接続された複数の連結部に対して、それぞれ重なった状態となっている。この連結部は、歯極部の横幅と同じサイズではなく、歯極部の周囲を囲繞することができるように幅広に形成されている。また、複数の歯極部の先端部は、複数の連結部を介して基板本体部に接続されているリング部に重なった状態となっている。
【００１７】
そして、ステータコアとフレキシブル基板とを重ね合わせた後、複数の歯極部に重なっている連結部を、歯極部の周囲を包み込むように折り曲げて接合する。これにより、複数の歯極部の周囲を連結部で囲繞することができる。これによって連結部上にパターニングされている導体パターンは、歯極部の周囲を螺旋状に巻回した状態となる。これにより、導体パターンの一部をコイルとして機能させることができる。
【００１８】
上述したように、可撓性を有するフレキシブル基板の連結部を歯極部に囲繞させることで、導体パターンの一部をコイルとして機能させることができるので、従来のようにコイル線を機械的に巻き付けてコイルを構成していたものとは異なり、巻線機を使用する必要がない。よって、歯極部の数、即ちスロット数をできるだけ増やすようにステータコアを構成することができる。そのため、１つの歯極部あたりの、コイルのターン数を減らすことができ、厚みを極力抑えることができる。従って、全体の薄型化を図ることができる。
【００１９】
また、連結部上に導体パターンがパターニングされているので、連結部で歯極部を包み込んで囲繞した際に、導体パターンと歯極部とをできるだけ近接させることができる。よって、導体パターンの長さを極力短くすることができ、電気抵抗をできるだけ抑えることができる。従って、起磁力を効率良く発生させることができ、無駄な消費電力をなくすことができる。
また、ステータコアは、歯極部以外の片面が剥き出しなっているので、大気に露出している露出面積が従来のものに比べて大きい。また、絶縁樹脂等に比べてフレキシブル基板は、厚みも薄く熱を通し易い。その結果、通電により発生した熱を効率良く放熱することができる。従って、作動不良や熱による部品剥がれ等の発生を抑えることができ、信頼性を高めることができる。
更に、巻線機を利用する必要がないので、隣接する先端部間の隙間をできるだけ小さくすることができる。よって、歯極部に流れる磁力線の一部を、先端部を介して隣接する歯極部に流すことができ、永久磁石と先端部とが互いに引き付け合う磁力を減少させることができる。その結果、コギングトルクを小さくすることができ、高性能化を図ることができる。
【００２０】
また、本発明に係るモータは、上記本発明のモータにおいて、前記ステータコアの表面全体には、絶縁膜が形成され、前記フレキシブル基板が、前記導体パターンが前記絶縁膜に接触した状態で前記ステータコアに重ね合わされるように配置されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明に係るモータにおいては、フレキシブル基板を組み立てる際に、導体パターンがステータコア側に向くようにフレキシブル基板とステータコアとを重ね合わせる。これにより、連結部で導体パターンを内面側にして歯極部を包み込んで囲繞した際に、導体パターンが絶縁膜を介して歯極部に接した状態となる。つまり、導体パターンと歯極部との間に、無駄な隙間を空けてしまうことがない。よって、歯極部と導体パターンとの絶縁を確保した上で、導体パターンの長さを必要最小長さにすることができ、電気抵抗をさらに抑えることができる。従って、信頼性を低減させることなく、起磁力をさらに効率良く発生させることができ、省電力化を図ることができる。
【００２２】
また、本発明に係るモータは、上記本発明のモータにおいて、前記複数歯極部が３の倍数の数だけ形成されていると共に、前記フレキシブル基板が第１のフレキシブル基板、第２のフレキシブル基板及び第３のフレキシブル基板の、３枚の基板から構成されており、前記第１のフレキシブル基板が、前記複数の歯極部のうち、２つ間を空けて歯極部に重なるように前記連結部を有し、前記第２のフレキシブル基板が、前記複数の歯極部のうち、前記第１のフレキシブル基板の連結部によって囲繞される歯極部から１つ分だけ位相がずれた位置の歯極部に対して重なるように前記連結部を有し、前記第３のフレキシブル基板が、前記複数の歯極部のうち、前記第２のフレキシブル基板の連結部によって囲繞される歯極部から１つ分だけ位相がずれた位置の歯極部に対して重なるように前記連結部を有していることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明に係るモータにおいては、ステータコアの歯極部が、３の倍数の数、例えば、９スロットや１８スロットだけ形成されている。また、フレキシブル基板は、３枚の基板、即ち第１のフレキシブル基板、第２のフレキシブル基板及び第３のフレキシブル基板から構成されている。この際、第１のフレキシブル基板の連結部は、２つ間を空けて歯極部に重なるように間隔が調整されている。また、第２のフレキシブル基板の連結部は、第１のフレキシブル基板の連結部が重なる歯極部から、１スロット分だけ位相がずれた位置の歯極部に重なるように間隔が調整されている。また、第３のフレキシブル基板の連結部は、第２のフレキシブル基板の連結部が重なる歯極部から、１スロット分だけ位相がずれた位置の歯極部に重なるように間隔が調整されている。
これにより、３枚のフレキシブル基板とステータコアとを重ね合わせた際に、各フレキシブル基板の連結部が他のフレキシブル基板の連結部に重なることがない。従って、複数の歯極部を、３枚のフレキシブル基板の連結部によって確実に包み込んで囲繞することができる。
【００２４】
特に、フレキシブル基板を３枚構成にし、各フレキシブル基板の連結部を交互に歯極部に囲繞させているので、三相交流電流を供給して軸体を回転させることができる。即ち、第１のフレキシブル基板の導体パターンをＵ相専用にし、第２のフレキシブル基板の導体パターンをＶ相専用にし、第３のフレキシブル基板の導体パターンをＷ相専用にした状態で三相交流電流を供給することができる。このように、各フレキシブル基板をそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の専用の基板にすることができるので、導体パターンをパターニングする際に他の相を考慮せずに容易にパターニングすることができる。従って、製造効率をさらに高めることができる。また、ステータコアを組み立てる際、各フレキシブル基板に対する配線取り回しが容易となる。
【００２５】
また、本発明に係るモータは、上記本発明のいずれかのモータにおいて、前記導体パターンが、前記連結部上において、それぞれ電気的に独立した１本の配線が前記ステータコアの半径方向に対して斜めになった状態で該半径方向に向かって一定間隔で並列に複数並ぶようにパターニングされたものであり、前記歯極部が前記連結部によって囲繞された際に、隣り合う前記配線の一端と他端とが電気的に接続されることを特徴とするものである。
【００２６】
この発明に係るモータにおいては、連結部上において、電気的に独立した１本の配線が半径方向に向かって並列に複数並ぶようにパターニングされている。この際、複数の配線は、半径方向に対して斜めになった状態でパターニングされている。よって、連結部を折り曲げる前の段階では、電気的な通路が確保されていない。
ここで、連結部を折り曲げて歯極部の周囲を囲繞させると、隣接する配線の一端と他端とが次々に電気的に接続されていくので、電気的な通路を得ることができる。その結果、連結部上にパターニングされた導体パターンを、歯極部の周囲を螺旋状に巻回させることができ、コイルとして機能させることができる。
【００２７】
また、本発明に係るモータは、上記本発明のモータにおいて、前記導体パターンが、前記配線の両端が前記連結部よりも外方に突出するようにパターニングされていることを特徴とするものである。
【００２８】
この発明に係るモータにおいては、連結部上に並列に複数並んでいる配線の両端が、該連結部よりも外方に突出するようにパターニングされているので、連結部を折り曲げて歯極部の周囲を囲繞させる際に、配線を先に接続することができる。よって、より確実且つ正確に電気的接続を行うことができ、信頼性をさらに高めることができる。
【００２９】
また、本発明に係るモータは、上記本発明のいずれかのモータにおいて、前記連結部が、前記ステータコアと前記フレキシブル基板とを重ね合わせる際に、前記歯極部が間に挿入されるように予め断面Ｕ字状に成型されていることを特徴とするものである。
【００３０】
この発明に係るモータにおいては、フレキシブル基板の連結部が予め歯極部と略同じ幅で断面Ｕ字状に成型されているので、ステータコアとフレキシブル基板とを重ね合わせた際に、各歯極部が自然に連結部内に収まった状態となる。従って、より容易且つ短時間で連結部を巻き付けて歯極部の周囲を囲繞することができる。よって、製造効率をさらに高めることができる。また、スロット数を増やしたことにより、隣り合う歯極部間の隙間が狭くなった場合であっても、連結部を歯極部間に挿入し易くなり、組み立てが容易となる。
【００３１】
また、本発明に係る記録媒体駆動装置は、上記本発明のいずれかのモータと、前記軸体に設けられ、各種情報を記録可能な記録媒体を保持する保持部と、前記軸体を前記軸線回りに回転可能に支持する軸受部とを備えていることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明に係る記録媒体駆動装置においては、薄型化したモータを備えているので、装置全体の薄型化を図ることができる。また、起磁力の効率性及び放熱性が優れ、高性能化したモータでもあるので、消費電力を抑えることができると共に高品質化を図ることができる。  
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係るモータによれば、薄型化及び高性能化を図ることができると共に、起磁力の効率性及び放熱性を高めることができる。特に、巻線機を使用せずに、容易且つ短時間でコイルを設けることができるので、製造効率を向上させて低コスト化を図ることができる。
また、本発明に係る記録媒体駆動装置によれば、装置全体の薄型化を図ることができると共に、消費電力を抑えて品質を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係るモータ及び記録媒体駆動装置の一実施形態を、図１から図１０を参照して説明する。
本実施形態の記録媒体駆動装置１は、図１に示すように、各種情報を記録可能なハードディスク（記録媒体）Ｄを軸線Ｌ回りに回転駆動するスピンドルモータ（モータ）２と、該スピンドルモータ２の後述するハブ（軸体）５に設けられ、上記ハードディスクＤを嵌合保持する嵌合部（保持部）５ｃと、ハブ５を軸線Ｌ回りに回転可能に支持する流体動圧軸受部（軸受部）３を備えている。
【００３５】
上記スピンドルモータ２は、軸線Ｌ回りに回転可能に支持されたハブ５と、該ハブ５に保持された環状の永久磁石６と、該永久磁石６の周囲を囲むように配されたステータコア７と、該ステータコア７に重ね合わされたフレキシブル基板８と、ステータコア７の後述するコアバック（環状部）７ａを支持するベース９とを備えている。
【００３６】
上記ハブ５は、軸線Ｌを中心として略円柱状に形成されたシャフト部５ａと、該シャフト部５ａの外周面から半径方向外方に延びて形成され、後述するスリーブ３ａの鍔部３ｂを上下から挟み込むように形成されたフランジ部５ｂとを備えている。また、ハブ５の上端は、ハードディスクＤの中心孔に挿通されて、該ハードディスクＤを嵌合保持する上記嵌合部５ｃとなっている。また、永久磁石６は、フランジ部５ｂによって保持されている。本実施形態の永久磁石６は、半径方向に沿った断面積が矩形状になるように形成されており、その外周面が軸線Ｌに平行な方向な面となっている。
【００３７】
上記流体動圧軸受部３は、カップ状に形成され、基端側がベース９によって固定されたスリーブ３ａと、該スリーブ３ａと上記ハブ５との間に供給されたオイルＷとを備えている。このスリーブ３ａは、内側が断面円形状に形成されて上記シャフト部５ａが収容される収容部となっている。また、スリーブ３ａの上端には、半径方向外方に延びて形成された鍔部３ｂが形成されている。また、このスリーブ３ａとハブ５との間には、微小な隙間が空くように設計されており、その隙間にオイルＷが供給されている。なお、このオイルＷは、図示しないシールによって、永久磁石６側に洩れないようになっている。
【００３８】
また、フランジ部５ｂに対向する鍔部３ｂの上下の外表面には、へリングボーン溝と呼ばれる図示しないスラスト動圧発生溝が複数形成されている。また、スリーブ３ａの外周面に対向するフランジ部５ｂの外表面にも同様に、図示しないへリングボーン溝と呼ばれるラジアル動圧発生溝が複数形成されている。これにより、ハブ５が回転したときに、オイルＷがこれらスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝に沿って流れて圧力が高まり、ハブ５が安定して回転するようになっている。
即ち、これらスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝は、流体動圧軸受部３を構成する一部である。
【００３９】
上記ステータコア７は、プレス等により打ち抜かれた磁性体（珪素鋼板等）が積層（例えば、２層に積層）されて表面が図示しない絶縁膜でコーティングされたものであり、図２及び図３に示すように、永久磁石６の周囲を囲むように配置されたコアバック７ａと、該コアバック７ａに基端が固定されると共に永久磁石６側に向かう半径方向に延出するように形成され、軸線Ｌを中心として所定角度毎に複数設けられたティース（歯極部）７ｂと、これら複数のティース７ｂの先端にそれぞれ形成され、永久磁石６の外周面に対向する先端部７ｃとを有している。このステータコア７は、上述したようにコアバック７ａの下面がベース９の段部９ａ上に載置された状態で固定されている。
なお、本実施形態では、ティース７ｂが３の倍数の数である１８個（軸線Ｌ回りに２０度毎に形成）形成されているステータコア７を例に挙げて説明する。即ち、スロット数が１８スロットの場合を例に挙げて説明する。
【００４０】
上記フレキシブル基板８は、図２に示すように、第１のフレキシブル基板１０、第２のフレキシブル基板２０及び第３のフレキシブル基板３０の、３枚の基板から構成されており、それぞれがステータコア７に対して重ね合わせ可能に配置されている。これら３枚のフレキシブル基板１０、２０、３０は、後述する連結部１３の位置及び導体パターン１４のパターニングが異なるだけで、基本的構成は同じである。まず、第１のフレキシブル基板１０について、説明する。
【００４１】
第１のフレキシブル基板１０は、図２及び図４に示すように、基板本体部１１と、リング部１２と、連結部１３と、導体パターン１４とから構成されている。基板本体部１１は、上面視矩形状に形成されており、略中央位置にコアバック７ａの内径と略同じ径の貫通孔１１ａが形成されている。そして、この貫通孔１１ａ内には、１８個のティース７ｂの先端部７ｃに重なるように形成されたリング部１２が形成されている。このリング部１２は、該リング部１２と基板本体部１１にそれぞれ両端が接続された連結部１３によって基板本体部１１に接続されている。そして、これら基板本体部１１、リング部１２及び連結部１３は、柔軟性のある基材（例えば、ポリイミドや液晶ポリマー等のフィルム等）によって一体的に形成されている。
【００４２】
上記連結部１３は、１８個のティース７ｂのうち、２つ間を空けてティース７ｂに重なるように６つ形成されており、図５に示すように、導体パターン１４を内面側にしてティース７ｂの周囲を囲繞可能なサイズに形成されている。つまり、各連結部１３は、ティース７ｂの横幅Ｗ１（図３に示す）よりも約２．５倍程度大きい横幅Ｗ２となるように設計されている。なお、各連結部１３と、基板本体部１１及びリング部１２との間には切り込み１１ｂが形成されており、一旦横幅がティース７ｂの横幅Ｗ１と略同じサイズに形成されている。これにより、各連結部１３を折り曲げ易くなっている。
【００４３】
上記導体パターン１４は、図４に示すように、銅等の金属膜を基板本体部１１、リング部１２、連結部１３上にパターニングして形成されたものであり、連結部１３によってティース７ｂの周囲が囲繞された際に、連結部１３上にパターニングされた部分がティース７ｂの周囲を螺旋状に巻回してティース７ｂを励磁するコイルとして機能するようになっている。
【００４４】
具体的に説明すると導体パターン１４は、基板本体部１１に形成された外部接続端子１６ａから、最初の連結部１３までパターニングされた後、該連結部１３を渡ってリング部１２までパターニングされている。この際、導体パターン１４は、図５に示すように、連結部１３上においてそれぞれ電気的に独立した１本の配線１５がステータコア７の半径方向（図５に示す矢印Ｘ方向）に対して斜めになった状態で該半径方向Ｘに向かって一定間隔で並列に並ぶようにパターニングされている。つまり、各配線１５は、連結部１３の両端で１段ずつピッチがずれるようにパターニングされている。なお、本実施形態では、２本の細線１５ａを平行にパターニングして閉路としたものを１本の配線１５としている。
このように各配線１５は１段ずつピッチがずれているので、隣り合う配線１５の一端と他端とが電気的に接続されるようになっている。つまり、図５に示すように、ティース７ｂが連結部１３によって囲繞された際に、配線１５の一端Ｐ１と隣接する配線１５の他端Ｐ２とが互いに接続されるようになっている。また、連結部１３上における導体パターン１４は、各配線１５の両端Ｐ１、Ｐ２が連結部１３よりも外方に突出するようにパターニングされている。
【００４５】
そして、最初の連結部１３を渡ってリング部１２上に達した導体パターン１４は、図４及び図５に示すように、該リング部１２に沿って隣接する連結部１３までパターニングされた後、該連結部１３を渡って再度基板本体部１１までパターニングされる。この際、連結部１３上におけるパターニングは、上記と同様である。また、基板本体部１１に達した導体パターン１４は、隣接する連結部１３までパターニングされた後、該連結部１３を渡ってリング部１２までパターニングされる。このように、導体パターン１４は、リング部１２と基板本体部１１とを交互に通りながら６つの連結部１３を通った後、最終的に外部接続端子１６ｂに電気的に接続される。なお、導体パターン１４のうち、６つの連結部１３上を通る部分がコイルとして機能し、基板本体部１１及びリング部１２上を通る部分が渡り線となっている。
【００４６】
ここで、導体パターン１４の一部をコイルとして機能させるための、第１のフレキシブル基板１０の組み立てについて説明する。
初めに、図２に示すように、ステータコア７と第１のフレキシブル基板１０とを重ね合わせる。この際、基板本体部１１、リング部１２及び連結部１３上にパターニングされている導体パターン１４が、ステータコア７に接触するように第１のフレキシブル基板１０を重ね合わせる。基板本体部１１には、ステータコア７のコアバック７ａの内径と略同じ径の貫通孔１１ａが形成されているので、重ね合わせた際に、コアバック７ａが基板本体部１１に重なった状態となる。また、重ね合わせた際に、間を２つ空けた６個のティース７ｂは、連結部１３に重なった状態となる。また、６つのティース７ｂの先端部７ｃは、リング部１２に重なった状態となっている。
【００４７】
そして、ステータコア７と第１のフレキシブル基板１０とを重ね合わせた後、６個のティース７ｂに重なっている連結部１３を、ティース７ｂの周囲を包み込むように折り曲げる。この際、導体パターン１４が連結部１３よりも外方に飛び出しているので、図６及び図７に示すように、連結部１３上に並列に並んでいる配線１５の両端Ｐ１、Ｐ２が重なった状態となる。しかもこのとき、隣接する配線１５の一端Ｐ１と他端Ｐ２とが重なった状態となる。そして、この重なった部分を、半田や溶接や圧着等により接合して各配線１５を電気的に接続する。
その結果、ティース７ｂの周囲を連結部１３で囲繞することができると共に、図８に示すように、ティース７ｂの周囲を螺旋状に巻回することができ、連結部１３上にパターニングされた導体パターン１４をコイルとして機能させることができる。
【００４８】
その後、コイルがＵ相として機能するように、外部接続端子１６ａを図示しない三相交流電源に接続すると共に、他方の外部接続端子１６ｂをグランドに接続する。これにより、第１のフレキシブル基板１０の組み立てが終了する。
【００４９】
また、上記第２のフレキシブル基板２０は、第１のフレキシブル基板１０と同じ構成であるので、詳細な説明を省略する。但し、第２のフレキシブル基板２０は、図２及び図９に示すように、連結部１３が形成されている位置が第１のフレキシブル基板１０と異なっている。即ち、第２のフレキシブル基板２０は、１８個のティース７ｂのうち、第１のフレキシブル基板１０によって囲繞されるティース７ｂから１スロット分だけ位相がずれた位置のティース７ｂに対して重なるように連結部１３が形成されている。
【００５０】
更に、上記第３のフレキシブル基板３０についても、第２のフレキシブル基板２０と同様に、第１のフレキシブル基板１０と同じ構成であるので詳細な説明を省略する。但し、この第３のフレキシブル基板３０は、図２及び図１０に示すように、連結部１３が形成されている位置が第２のフレキシブル基板２０と異なっている。即ち、第３のフレキシブル基板３０は、１８個のティース７ｂのうち、第２のフレキシブル基板２０によって囲繞されるティース７ｂから１スロット分だけ位相がずれた位置のティース７ｂに対して重なるように連結部１３が形成されている。
【００５１】
従って、これら第２及び第３のフレキシブル基板２０、３０を、第１のフレキシブル基板１０と一緒にステータコア７に重ね合わせた際に、各フレキシブル基板１０、２０、３０の連結部１３同士が重なることがない。従って、上述した第１のフレキシブル基板１０の組み立て方法と同様の方法により、第２のフレキシブル基板２０及び第３のフレキシブル基板３０を組み立てたときに、ステータコア７の１８個のティース７ｂ全てを、図６に示すように、３枚のフレキシブル基板８の連結部１３によって確実に包み込んで囲繞することができる。
この際、第３のフレキシブル基板３０は、図１１に示すように、リング部１２の部分では第１のフレキシブル基板１０及び第２のフレキシブル基板２０に重なった状態となるが、連結部１３の部分では第１及び第２のフレキシブル基板１０、２０の厚みの影響を受けずにティース７に接した状態となっている。第２のフレキシブル基板２０も同様である。
【００５２】
そして、第２のフレキシブル基板２０のコイルがＶ相として機能するように、外部接続端子１６ａを三相交流電源に接続すると共に、他方の外部接続端子１６ｂをグランドに接続する。また、第３のフレキシブル基板３０のコイルがＷ相として機能するように、外部接続端子１６ａを三相交流電源に接続すると共に、他方の外部接続端子１６ｂをグランドに接続する。これにより、第２のフレキシブル基板２０及び第３のフレキシブル基板３０の組み立てが終了する。
【００５３】
次に、このように構成されたスピンドルモータ２及び記録媒体駆動装置１の動作について、以下に説明する。
まず、各フレキシブル基板１０、２０、３０の導体パターン１４に三相交流電流を供給する。すると、各フレキシブル基板１０、２０、３０の導体パターン１４の一部が、ティース７ｂの周囲を螺旋状に巻回したコイル（Ｕ相、Ｘ相、Ｗ相）として機能しているので、ティース７ｂが励磁されて磁界が発生する。この磁界により、永久磁石６はハブ５と共に軸線Ｌ回りに回転する。この際、ステータコア７は、永久磁石６の外周面に対向する先端部７ｃをティース７ｂの先端に有しているので、該ステータコア７と永久磁石６との間の磁束の受け渡しが密になる。従って、ハブ５を効率良く回転させることができる。
また、ハブ５の回転に伴って、オイルＷがスラスト動圧発生溝及びラジアル動圧発生溝に沿って流れるので圧力が高まる。これによりハブ５は、流体動圧軸受部３によって、スラスト方向及びラジアル方向の力が支持されるので、滑らかに回転する。
【００５４】
特に、可撓性を有する各フレキシブル基板１０、２０、３０の連結部１３をティース７ｂに囲繞させることで、導体パターン１４の一部をコイルとして機能させることができるので、従来のようにコイル線を機械的に巻きつけてコイルを構成していたものとは異なり、巻線機を使用する必要がない。よって、ティース７ｂの数、即ちスロット数を１６個に増やすことができる。そのため、１つのティース７ｂあたりの、コイルのターン数を減らすことができ、厚みを極力抑えることができる。従って、全体の薄型化を図ることができる。
【００５５】
また、連結部１３上に導体パターン１４がパターニングされているので、連結部１３でティース７ｂを包み込んで囲繞した際に、導体パターン１４がティース７ｂに接した状態となる。つまり、導体パターン１４とティース７ｂとの間に、無駄な隙間を空けてしまうことがない。よって、導体パターン１４の長さを必要最小長さにすることができ、電気抵抗をできるだけ抑えることができる。従って、起磁力を効率良く発生させることができ、無駄な消費電力をなくすことができる。
【００５６】
また、ステータコア７は、ティース７ｂ以外の片面が剥き出しになっているので、大気に露出している露出面積が従来のものに比べて大きい。また、絶縁樹脂等に比べてフレキシブル基板８は、厚みも薄く熱を通し易い。その結果、通電により発生した熱を効率良く放熱することができる。従って、作動不良や熱による部品剥がれ等の発生を抑えることができ、信頼性を高めることができる。
また、ステータコア７は、コアバック７ａの部分がベース９に接触しているので、通電により発生した熱が大気放熱だけでなく、ベース９側にも積極的に流れる。このようにステータコア７からベース９に向かって熱の流れ道が確保されていることからも、放熱性に優れている。
【００５７】
また、上述したように巻線機を利用する必要がないので、図３に示すように、隣接する先端部７ｃ間の隙間Ｔをできるだけ小さくすることができる。よって、ティース７ｂに流れる磁力線の一部を、先端部７ｃを介して隣接するティース７ｂに流すことができ、永久磁石６と先端部７ｃとが互いに引き付け合う磁力を減少させることができる。その結果、コギングトルクを小さくすることができ、高性能化を図ることができる。
【００５８】
また、フレキシブル基板８を３枚構成にしているので、第１のフレキシブル基板１０の導体パターン１４をＵ相専用にし、第２のフレキシブル基板２０の導体パターン１４をＶ相専用にし、第３のフレキシブル基板３０の導体パターン１４をＷ相専用にした状態で三相交流電流を供給することができる。このように、各フレキシブル基板１０、２０、３０を、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の専用の基板にすることができるので、導体パターン１４をパターニングする際に他の相を考慮せずに容易にパターニングすることができる。つまり、１枚のフレキシブル基板にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の導体パターン１４をパターニングした場合には、互いに電気的に接触しないようにパターニングする必要があるので、配線が複雑となってしまう。特に、渡り線となる部分は配線が重なり合うため、断線したりショートしたりする恐れがあった。
しかしながら、本実施形態のスピンドルモータ２では、３枚のフレキシブル基板１０、２０、３０に分かれているので、このような不具合の可能性もなく、導体パターン１４を容易にパターニングすることができると共に、組立時の配線取り回しが容易となる。従って、製造効率を高めることができる。
【００５９】
また、連結部１３を折り曲げてティース７ｂの周囲を囲繞する際に、配線１５を先に接続することができる。よって、確実且つ正確に電気的接続を行うことができ、接続の信頼性を高めることができる。また、後から配線１５の接続箇所を容易に確認することができる。この点においても接続の信頼性を高めることができる。
【００６０】
上述したように、本実施形態のスピンドルモータ２によれば、薄型化及び高性能化を図ることができると共に、起磁力の効率性及び放熱性を高めることができる。特に、巻線機を使用せずに、容易且つ短時間でコイルを設けることができるので、製造効率を向上させて低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態の記録媒体駆動装置１によれば、上述したように薄型化したスピンドルモータ２を備えているので、装置全体の薄型化を図ることができる。また、起磁力の効率性及び放熱性が優れ、高性能化したスピンドルモータ２でもあるので、消費電力を抑えることができると共に、高品質化を図ることができる。
【００６１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６２】
例えば、上記実施形態では、第１のフレキシブル基板１０、第２のフレキシブル基板２０及び第３のフレキシブル基板３０の、３枚の基板から構成されているフレキシブル基板８を採用した場合を例にしたが、この場合に限られるものではない。例えば、１枚のフレキシブル基板に１６個の連結部１３を形成すると共に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相となるように、導体パターン１４を交互に連結部１３上にパターニングしても構わない。但し、上記実施形態のように、３枚のフレキシブル基板１０、２０、３０に分けて、各フレキシブル基板１０、２０、３０にそれぞれ導体パターン１４をパターニングすることが好ましい。
【００６３】
また、上記実施形態では、１６個のティース７ｂが形成されたステータコア７を例に挙げて説明したが、この場合に限られず、３の倍数の数だけティース７ｂが形成されていれば良い。例えば、スロット数が９つでも構わないし、２７でも構わない。
また、ハブ５を流体動圧軸受部３により回転可能に支持したが、動圧を利用せずに、単に回転可能に支持する軸受部でも構わない。
【００６４】
また、表面を絶縁膜でコーティングしたステータコア７を用いたが、導体パターン１４上に絶縁膜を形成して、ステータコア７と導体パターン１４との絶縁を図っても構わない。この場合であっても、同様の作用効果を奏することができる。
また、連結部１３をティース７ｂに囲繞する際に導体パターン１４が外側を向くように、各フレキシブル基板１０、２０、３０をステータコア７に重ねても構わない。こうすることで、絶縁膜を形成しなくても、ステータコア７と導体パターン１４との絶縁を図ることができる。つまり、フレキシブル基板１０、２０、３０の基材自体を絶縁膜として利用することで、絶縁を図る方法である。
但し、上記実施形態のように、導体パターン１４が絶縁膜を介してティース７ｂに接触するように構成することで、導体パターン１４の長さを抑えて電気抵抗を低減できるので、より好ましい。
【００６５】
また、上記実施形態において、図１３に示すように、連結部１３をティース７ｂが間に挿入されるように予めティース７ｂと略同じ幅で断面Ｕ字状に成型しておいても構わない。こうすることで、ステータコア７と各フレキシブル基板１０、２０、３０とを重ね合わせた際に、ティース７ｂが自然に連結部１３内に収まった状態となる。そのため、ティース７ｂから上方に飛び出した部分の連結部１３を折り曲げるだけで、容易にティース７ｂの周囲を囲繞することができる。従って、製造効率をさらに高めることができる。
また、スロット数を増やしたことにより、隣り合うティース７ｂ間の隙間が狭くなった場合であっても、連結部１３をティース７ｂ巻に挿入し易くなり、組み立てが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係るモータ及び記録媒体駆動装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すステータコアと、第１のフレキシブル基板、第２のフレキシブル基板、第３のフレキシブル基板からなるフレキシブル基板との、分解斜視図である。
【図３】図２に示すステータコアの上面図である。
【図４】図２に示す第１のフレキシブル基板の上面図である。
【図５】図４に示す第１のフレキシブル基板の接続部と、該接続部上にパターニングされた導体パターンとの拡大図である。
【図６】図２に示すステータコアとフレキシブル基板とを組み立てた際の、ティースの拡大上面図である。
【図７】図６に示す断面矢視Ａ−Ａ図である。
【図８】図７に示す断面矢視Ｂ−Ｂ図である。
【図９】図２に示す第２のフレキシブル基板の上面図である。
【図１０】図２に示す第３のフレキシブル基板の上面図である。
【図１１】第３のフレキシブル基板の接続部をティースの周囲に巻き付けた際の断面図である。
【図１２】連結部の変形例を示す図であって、予め断面Ｕ字状に成型された連結部の断面図である。
【図１３】従来のディスク駆動装置の一例を示す断面図である。
【図１４】図１３に示すディスク駆動装置のステータコア及びコイルの上面図である。
【図１５】図１４に示す断面矢視Ｃ−Ｃ図である。
【図１６】従来のディスク駆動装置の他の一例を示す断面図である。
【図１７】図１６に示す断面矢視Ｅ−Ｅ図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ｄ    ハードディスク（記録媒体）
Ｌ    軸線
Ｘ    ステータコアの半径方向
１    記録媒体駆動装置
２    スピンドルモータ（モータ）
３    流体動圧軸受部（軸受部）
５    ハブ（軸体）
５ｃ    嵌合部（保持部）
６    永久磁石
７    ステータコア
７ａ    コアバック（環状部）
７ｂ    ティース（歯極部）
７ｃ    先端部
８    フレキシブル基板
１０    第１のフレキシブル基板
１１    基板本体部
１１ａ    貫通孔
１２    リング部
１３    連結部
１４    導体パターン
１５    配線
２０    第２のフレキシブル基板
３０    第３のフレキシブル基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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