DE10043808A1

DE10043808A1 - Spindelmotor mit Hülse für Festplattenlaufwerke

Info

Publication number: DE10043808A1
Application number: DE10043808A
Authority: DE
Inventors: Juergen Oelsch
Original assignee: Precision Motors Deutsche Minebea GmbH
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2002-03-14
Also published as: US20020084708A1; US6586856B2; JP2002119012A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor für Festplattenlaufwerke mit einem Stator, einem Rotor, dessen Welle mit Hilfe von Wälzlagern gegenüber dem Stator drehbar gelagert ist, und einer Hülse, wobei die Hülse als separates, topfförmiges und einseitig geschlossenes Teil ausgebildet ist, auf deren Außenumfang der Stator und auf deren Innenumfang die Außenringe der Wälzlager gehalten sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor für Festplattenlaufwerke, insbesondere einen Spindelmotor mit Hülse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Allgemein umfassen Spindelmotoren einen Stator und einen gegenüber diesem um eine zentrale Welle drehbar gelagerten Rotor. Die Lagerung erfolgt mittels Wälzlagern, wobei die Welle entweder feststehend mit dem Stator verbunden oder zusammen mit dem Rotor drehbar gelagert ist.

Im speziellen betrifft die Erfindung sogenannte Baseplate- oder Basisplattenmotoren der letztgenannten Art, bestehend aus Rotor, Stator und Basisplatte, bei denen die mit dem Rotor fest verbundene Welle mit Hilfe von Wälzlagern gegenüber dem auf der Basisplatte mittelbar oder unmittelbar befestigten Stator drehbar gelagert ist. Die äußeren, feststehenden Teile der Wälzlager, also die Außenringe, sind dabei üblicherweise in einer beidseitig offenen Hülse befestigt, die entweder integraler Bestandteil der Basisplatte oder als separates Teil in diese eingesetzt ist. Die nach außen gerichtete Öffnung der Hülse wird abgedeckt und gasdicht versiegelt.

Ein Nachteil der oben beschriebenen Konstruktion ist, dass zur Abdeckung der Hülsenöffnung ein zusätzliches Teil benötigt wird, dessen hermetische Abdichtung, vorzugsweise mittels eines flüssigen Dichtmittels (Klebers), funktionskritisch, aufwendig und zeitraubend ist.

Weitere Nachteile bestehen darin, dass motorrelevante Parameter erst nach der Montage des Rotors in der Basisplatte am fertig aufgebauten Motor prüfbar sind, so dass sich mögliche Fehler erst in diesem Stadium erkennen lassen, wobei die Montage des Rotors in der Basisplatte durch magnetische Kräfte und Momente erschwert wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Spindelmotor mit Hülse für Festplattenlaufwerke derart zu verbessern, dass einerseits die oben angesprochenen Dichtprobleme entfallen und andererseits eine vorteilhaftere Montage und Prüfbarkeit des Motors gegeben ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich durch eine separate, topfförmige und einseitig geschlossene Hülse aus, auf deren Außenumfang der Stator und auf deren Innenumfang die Außenringe der Wälzlager gehalten sind. Die Hülse dient somit als Montagehilfe für die Wälzlager und den Stator.

Aufgrund dessen, dass auf dem Außenumfang der topfförmigen Hülse der Stator und auf dem Innenumfang die Außenringe der Wälzlager gehalten sind, kann der Motor bereits vor dem endgültigen Einbau in die Basisplatte komplettiert und geprüft werden.

Dabei treten bei der Montage der so vorgefertigten Einheit in die Basisplatte keine hinderlichen magnetischen Kräfte auf.

Ferner besteht der weitere Vorteil, dass das zur Abdeckung der Hülsenöffnung benötigte Teil entfällt und die Abdichtung der Passung zwischen Hülse und Basisplatte sich sehr viel einfacher realisieren lässt.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Abwandlungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

So ist es vorgesehen, dass die Hülse aus einem Kunststoffmaterial besteht. Dies bietet den Vorteil, dass eine Geräuschdämpfung stattfindet. Nachdem die Hülse erfindungsgemäß die Kugellager radial außen umgibt, werden die Geräusche, welche von den Lagern ausgehen, gedämpft.

Natürlich ist es genauso möglich, die Hülse aus Metall oder einer Metall-Legierung zu fertigen.

Als Montagehilfe für den Stator kann die Hülse am oberen, offenen Ende eine Stufe oder einen Bund aufweisen, an welchem der Stator anliegt.

Zur Aufnahme des Motors ist in der Basisplatte ein entsprechender Durchbruch vorgesehen, in den die Hülse passgenau eingesetzt und durch eine vorzugsweise dichtende Verklebung befestigt wird. Nach Einsetzen des Motors in die Basisplatte wird der Durchbruch vom Boden der Hülse verschlossen.

Eine Abdichtung der Passfuge zwischen Hülse und Basisplatte verhindert das Eindringen von kontaminierter Luft aus der Umgebung in das Innere des Festplattenlaufwerkes. Gleichzeitig ist das Lagersystem durch den in die Hülse integrierten Boden abgeschottet, so dass keine Schmutzpartikel von außen in das Lagersystem eindringen können.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Spindelmotors mit Hülse;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Spindelmotors mit Hülse;

Fig. 3 einen Schnitt durch dritte Ausführungsform des Spindelmotors mit Hülse;

Fig. 4 Schnitt durch einen Spindelmotor mit Hülse nach dem Stand der Technik.

In allen nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, so dass eine eigene, separate Beschreibung jeder Zeichnung entfallen kann.

Fig. 4 zeigt einen Spindelmotor für Festplattenlaufwerke nach dem Stand der Technik. Der Spindelmotor umfasst einen etwa glockenförmigen Rotor 1, der mit einer Welle 12 drehfest verbunden ist. Die Welle 12 ist mittels Wälzlagern 2 und 6 in einem hülsenförmigen Ansatz 17 der Basisplatte 18 gelagert. An der Außenseite des hülsenförmigen Ansatzes 17 ist der Stator 5 befestigt. Die nach außen gerichtete Öffnung der Basisplatte 18 bzw. des hülsenförmigen Ansatzes 17 ist mittels einer Abdeckung 19 abgedeckt und gasdicht versiegelt.

Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, umfasst der erfindungsgemäße Spindelmotor ebenfalls einen etwa glockenförmigen Rotor 1, der mit einer Welle 12 drehfest verbunden ist.

Es ist eine etwa topfförmige einseitig geschlossene, nach oben geöffnete Hülse 11 vorgesehen, auf deren Innenseite die Außenringe 3 bzw. 7 der Wälzlager 2 bzw. 6 befestigt sind. Die korrespondierenden Innenringe 4 bzw. 8 der Wälzlager 2 bzw. 6 sind an der Welle 12 befestigt. Zwischen den korrespondierenden Außen- und Innenringen 3, 4 bzw. 7, 8 sind Wälzkörper angeordnet, so dass die Einheit aus Rotor 1 und Welle 12 drehbar gegenüber der feststehenden Hülse 11 gelagert ist.

Der aus einem mit Spulen versehenen Blechpaket bestehende Stator 5 ist am Außenumfang der Hülse 11 angeordnet und mit dieser fest verbunden. Der Stator 5 steht in Wirkverbindung mit einem im Rotor 1 befestigten und gegenüber dem Stator 5 beabstandeten Permanentmagneten 9, derart, dass durch entsprechende Bestromung der Spulen ein elektromagnetisches Drehfeld erzeugt wird, dessen Drehmoment die aus Rotor 1, Welle 12 und Permanentmagneten 9 bestehende Einheit in Drehbewegung versetzt.

Die Hülse 11 selbst ist im Bereich ihres unteren, geschlossenen Endes fest in einem zentralen Durchbruch der Basisplatte 10 aufgenommen. Die Basisplatte 10 umfasst des weiteren elektrische Anschlusseinrichtungen 16, über welche die Wicklungen des Wickelpaketes mit Strom versorgt werden.

Die Hülse 11 besteht bevorzugt aus einem Kunststoffmaterial, sie kann aber auch ebenso gut aus einem metallischen Werkstoff bestehen.

Wie man in den Fig. 1 und 2 erkennt, kann die Hülse 11 am oberen, offenen Bereich eine Stufe 14 aufweisen, die als Anschlag und Montagehilfe für den Stator 5 dient. In Fig. 3 ist anstelle der Stufe ein Bund 15 ausgebildet, der die selbe Funktion erfüllt.

Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass die Hülse als Montagehilfe beim Zusammenbau des Spindelmotors dient und einen Funktionstest des Spindelmotors vor der endgültigen Montage ermöglicht.

Beim Zusammenbau des Motors wird zunächst das untere Lager 6 in die Hülse 11 eingebracht. Danach wird der Abstandshalter 13 montiert und nachfolgend das obere Lager 2. Anschließend wird dann die Einheit bestehend aus Welle 12 und Rotor 1 eingebaut und lagenrichtig zu der Hülse 11 zentriert. Schließlich wird der Stator 5 am Außenumfang der Hülse 11 montiert.

Bereits in diesem Montagestadium ist der Motor lauffähig und kann in Bezug auf die motorspezifischen Parameter geprüft werden.

Erst nach dem Prüfzyklus wird der Motor in der Basisplatte 10 eingebaut, indem die Hülse 11 nebst dem Stator 5 mit ihren Anbauteilen in den vorgesehenen Durchbruch der Basisplatte 10 eingesetzt, lagerichtig fixiert und verklebt wird.

Zeichnungslegende

1

Rotor

2

Wälzlager (oben)

3

Außenring

4

Innenring

5

Stator (Wickelpaket)

6

Wälzlager (unten)

7

Außenring

8

Innenring

9

Magnet

10

Basisplatte

11

Hülse

12

Welle

13

Abstandshalter

14

Stufe

15

Bund

16

Anschlusseinrichtungen

17

hülsenförmiger Ansatz

18

Basisplatte

19

Abdeckung

Claims

1. Spindelmotor für Festplattenlaufwerke mit einem bezüglich einer Basisplatte (10) feststehenden Stator (5), einem Rotor (1), dessen Welle (12) mit Hilfe von Wälzlagern (2; 6) gegenüber dem Stator (5) drehbar gelagert ist, und einer Hülse (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) als separates, topfförmiges und einseitig geschlossenes Teil ausgebildet ist, auf deren Außenumfang der Stator (5) und auf deren Innenumfang die Außenringe (3; 7) der Wälzlager gehalten sind.

2. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) aus einem Kunststoffmaterial besteht.

3. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) aus Metall oder einer Metall-Legierung besteht.

4. Spindelmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) am oberen, offenen Ende eine Stufe (14) oder einen Bund (15) als Montagehilfe für den Stator (5) aufweist.

5. Spindelmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) mit der Basisplatte (10) fest verbunden ist.

6. Spindelmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Hülse (11) und Basisplatte (10) eine Klebeverbindung ist.