DE102004049077B4 - Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors - Google Patents
Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004049077B4 DE102004049077B4 DE102004049077A DE102004049077A DE102004049077B4 DE 102004049077 B4 DE102004049077 B4 DE 102004049077B4 DE 102004049077 A DE102004049077 A DE 102004049077A DE 102004049077 A DE102004049077 A DE 102004049077A DE 102004049077 B4 DE102004049077 B4 DE 102004049077B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- bearing
- shaft
- hollow shaft
- fluid dynamic
- cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B19/00—Driving, starting, stopping record carriers not specifically of filamentary or web form, or of supports therefor; Control thereof; Control of operating function ; Driving both disc and head
- G11B19/20—Driving; Starting; Stopping; Control thereof
- G11B19/2009—Turntables, hubs and motors for disk drives; Mounting of motors in the drive
- G11B19/2018—Incorporating means for passive damping of vibration, either in the turntable, motor or mounting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/02—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only
- F16C17/026—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for radial load only with helical grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure, e.g. herringbone grooves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/10—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/10—Construction relative to lubrication
- F16C33/1025—Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
- F16C33/106—Details of distribution or circulation inside the bearings, e.g. details of the bearing surfaces to affect flow or pressure of the liquid
- F16C33/107—Grooves for generating pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2370/00—Apparatus relating to physics, e.g. instruments
- F16C2370/12—Hard disk drives or the like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Fluiddynamisches
Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors zum
Antrieb mindestens einer Speicherplatte eines Festplattenlaufwerks,
mit einer feststehenden Welle, einer mit der Welle verbundenen Druckplatte
(3), einer um die Rotationsachse (22) der Welle drehbaren Lagerhülse (4)
und einer die Lagerhülse
(4) verschließenden
Abdeckung (5), wobei einander zugewandte und durch einen mit einem
Lagerfluid gefüllten äußeren Lagerspalt
(8) getrennte Oberflächen
der Welle, der Druckplatte (3), der Lagerhülse (4) und der Abdeckung (5)
insgesamt mindestens einen Radiallagerbereich (10; 12) und mindestens
einen Axiallagerbereich (14; 15) ausbilden,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle als Hohlwelle (2) ausgebildet ist, und
dass die Abdeckung (5) einen zur Rotationsachse (22) konzentrischen, zylindrischen Abschnitt (6) aufweist, der in der Hohlwelle (2) drehbar aufgenommen ist, derart, dass zwischen dem Innendurchmesser der Hohlwelle (2) und dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der Abdeckung ein mit Lagerfluid gefüllter innerer Lagerspalt (9) ausgebildet wird, der mit dem äußeren Lagerspalt (8) verbunden...
dadurch gekennzeichnet,
dass die Welle als Hohlwelle (2) ausgebildet ist, und
dass die Abdeckung (5) einen zur Rotationsachse (22) konzentrischen, zylindrischen Abschnitt (6) aufweist, der in der Hohlwelle (2) drehbar aufgenommen ist, derart, dass zwischen dem Innendurchmesser der Hohlwelle (2) und dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der Abdeckung ein mit Lagerfluid gefüllter innerer Lagerspalt (9) ausgebildet wird, der mit dem äußeren Lagerspalt (8) verbunden...
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors z. B. für den Antrieb der Speicherplatte(n) eines Festplattenlaufwerks, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Stand der Technik
- Spindelmotoren bestehen im Wesentlichen aus Stator, Rotor und mindestens einem zwischen diesen beiden Teilen angeordneten Lagersystem. Der elektromotorisch angetriebene Rotor ist mit Hilfe des Lagersystems gegenüber dem Stator drehgelagert. Als Lagersystem werden unter anderem Wälzlager und fluid- bzw. fluiddynamische Lagersysteme eingesetzt.
- Eine bekannte Ausgestaltung eines fluiddynamischen Lagersystems, offenbart z.B. in der
DE 201 19 716 U1 , umfasst eine feststehende Welle und eine Lagerhülse, die eine axiale Bohrung zur Aufnahme der Welle aufweist. Die Hülse rotiert frei um die feststehende Welle und bildet zusammen mit dieser ein Radiallager. Die in gegenseitiger Wirkverbindung stehenden Lageroberflächen von Welle und Hülse sind durch einen dünnen, konzentrischen und mit einem Schmiermittel gefüllten Lagerspalt voneinander beabstandet. In wenigstens einer Lageroberfläche ist eine Oberflächenstruktur eingearbeitet, welche infolge der rotatorischen Relativbewegung zwischen Hülse und Welle lokale Beschleunigungskräfte auf das im Lagerspalt befindliche Schmiermittel ausübt. Auf diese Weise entsteht eine Art Pumpwirkung, die zur Ausbildung eines homogenen und gleichmäßig dicken Schmiermittelfilms innerhalb des Lagerspalts führt, der durch Zonen fluiddynamischen Druckes stabilisiert wird. Die Lagerhülse trägt eine Rotorglocke, auf der z.B. Speicherplatten eines Festplattenlaufwerks angeordnet sind. - Eine Verschiebung der beschriebenen Anordnung entlang der Rotationsachse wird durch mindestens ein entsprechend ausgestaltetes fluiddynamisches Axiallager verhindert. Bei einem fluiddynamischen Axiallager sind die in gegenseitiger Wirkverbindung stehenden Lageroberflächen, von denen wenigstens eine mit einer Oberflächenstruktur versehen ist, jeweils in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene angeordnet und durch einen dünnen, vorzugsweise ebenen, mit Schmiermittel gefüllten Lagerspalt axial voneinander beabstandet. Die zur Aufnahme der axialen Kräfte vorgesehenen fluiddynamischen Drucklager werden vorzugsweise durch die beiden Stirnflächen einer am Ende der Welle angeordneten Druckplatte gebildet, wobei der einen Stirnfläche der Druckplatte eine entsprechende Stirnfläche der Hülse und der anderen Stirnfläche die innenliegende Stirnfläche einer Abdeckung zugeordnet ist. Die Abdeckung bildet also ein Gegenlager zur Druckplatte und verschließt die offene Seite des Lagersystems und verhindert, dass Luft in den mit Schmiermittel gefüllten Lagerspalt eindringt.
- Es sind andere Ausführungen fluiddynamischer Lager zum Beispiel aus der
US 6 183 135 B1 bekannt, die eine feststehende Lagerhülse und eine in einer Bohrung der Hülse rotierende Welle aufweisen. - Bei den genannten Lagersystemen besteht die Abdeckung, die das Gegenlager für die Druckplatte bildet, aus einer flachen Scheibe. Bei Spindelmotoren mit feststehender Welle, die in Festplattenlaufwerken verwendet werden, ist die Verwendung einer zentrischen Befestigungsschraube (Klemmschraube), wie sie zum Beispiel zur Befestigung der Speicherplatte(n) auf der Rotorglocke benötigt wird, nicht möglich, da die Dicke der Abdeckung nicht ausreicht, um eine entsprechend dimensionierte Schraube aufzunehmen. Dadurch vergrößert sich die Bauhöhe solcher Motoren gegenüber Motoren mit rotierender Welle.
- Die den nächstliegender Stand der Technik beschreibende JP 11-313461 A offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors zum Antrieb mindestens einer Speicherplatte eines Festplattenlaufwerks. Der Spindelmotor umfasst eine feststehende Welle, eine mit der Welle verbundene Druckplatte, eine um die Rotationsachse der Welle drehbare Lagerhülse und eine die Lagerhülse verschließende Abdeckung. Einander zugewandte und durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt getrennte Oberflächen der Welle, der Druckplatte, der Lagerhülse und der Abdeckung bilden insgesamt mindestens einen Radiallagerbereich und mindestens einen Axiallagerbereich aus.
- Aus den Veröffentlichungen JP 2001-065555 A und JP 2004-263731 A sind Spindelmotoren mit einer feststehenden Hohlwelle bekannt.
- Offenbarung der Erfindung
- Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein fluiddynamisches Lagersystem für Spindelmotoren derart weiterzubilden, dass in Verbindung mit einer feststehenden Welle der Einsatz einer zentrischen Befestigungsschraube möglich ist. Ferner soll das vorgeschlagene Lagersystem eine hohe Lagersteifigkeit und Rotationsstabilität erreichen.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Lagersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Bei dem erfindungsgemäßen Lagersystem ist die Welle als Hohlwelle ausgebildet. Die Abdeckung weist einen zur Rotationsachse konzentrischen, zylindrischen Abschnitt auf, der in der Hohlwelle drehbar aufgenommen ist, derart, dass sich zwischen dem Innendurchmesser der Hohlwelle und dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der Abdeckung ein mit Lagerfluid gefüllter innerer Lagerspalt ausbildet, der mit dem äußeren Lagerspalt verbunden ist.
- Durch die beschriebene Ausgestaltung der Welle und der Abdeckung ist es möglich, in der Abdeckung ein zentrisches Gewinde zur Aufnahme einer Befestigungsschraube vorzusehen, wobei das Gewinde zum großen Teil innerhalb des zylindrischen Ansatzes verläuft.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Abdeckung in einer Aussparung der Lagerhülse aufgenommen ist, so dass Lagerhülse und Abdeckung im Wesentlichen eine Ebene bilden. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung bildet die Lagerhülse unmittelbar die Rotorglocke des Spindelmotors, das heißt die Lagerhülse ist integraler Bestandteil der Rotorglocke.
- Die Druckplatte ist ebenfalls in einer ringförmigen Aussparung der Lagerhülse aufgenommen und durch die Abdeckung abgedeckt. Die Druckplatte ist vorzugsweise einteilig mit der Hohlwelle ausgebildet; sie kann aber auch als separates mit der Hohlwelle fest verbundenes Teil ausgebildet sein.
- Erfindungsgemäß kann die Abdeckung mit ihrem zylindrischen Abschnitt – zusammen mit entsprechenden Teilen der Welle und der Druckplatte – als funktionales Teil des fluiddynamischen Lagersystems ausgebildet sein. Hierzu sind Bereiche der Innenflächen der Hohlwelle und/oder Bereiche der Außenflächen des zylindrischen Abschnitts der Abdeckung mit Oberflächenstrukturen versehen und bilden somit einen zusätzlichen Radiallagerbereich. Die einander zugewandten Oberflächen der Druckplatte und der Abdeckung bzw. der Druckplatte und der Lagerhülse bilden vorzugsweise ein doppeltes Axiallager. Diese Ausgestaltung der Erfindung trägt in vorteilhafter Weise zur Stabilisierung und Erhöhung der Steifigkeit des Lagers bei. Des Weiteren ergibt sich durch die beschriebene Konstruktion eine geringe Bauhöhe und aufgrund der reibungsarmen fluiddynamischen Lagerung ein niedriger Betriebsstrom des Spindelmotors.
- Um die Zirkulation des Lagerfluids zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerspalt zu verbessern, kann die Hohlwelle erfindungsgemäß mindestens eine Bohrung oder Öffnung aufweisen, die zum Beispiel zwischen den beiden äußeren Radiallagerbereichen angeordnet ist und den inneren Lagerspalt mit dem äußeren Lagerspalt verbindet. Diese Bohrung schafft einen Rezirkulationskanal für das Lagerfluid vom inneren Lagerspalt zum äußeren Lagerspalt, also von den inneren Lagerbereichen zu den äußeren Lagerbereichen. Die Öffnung kann generell an einer beliebigen Stelle entlang der Welle vorgesehen sein, die eine Verbindung zwischen innerem und äußerem Lagerspalt zulässt.
- Das offene untere Ende der Hohlwelle ist durch einen Stopfen verschlossen, so dass kein Lagerfluid aus dem Lager austreten bzw. kein Schmutz in das Lager eindringen kann. Der Stopfen kann eine Stufe, eine Nut oder eine Bohrung aufweisen, so dass im Bereich dieser Stufe/Nut/Bohrung zwischen dem Innendurchmesser der Welle und dem Außendurchmesser des Stopfens ein Kanal gebildet wird, der mit dem inneren Lagerspalt verbunden ist. Dieser Kanal erlaubt zusammen mit einer entsprechend angeordneten Bohrung in der Hohlwelle eine direkte Verbindung zwischen dem inneren Axiallagerbereich bzw. Radiallagerbereich und dem äußeren, unteren Radiallagerbereich. Der Stopfen kann beispielsweise durch Pressen, Kleben oder Schweißen mit der Hohlwelle verbunden sein.
- Vorzugsweise ist zur Abdichtung des äußeren Lagerspalts im Bereich des offenen Endes des äußeren Lagerspalts in der Lagerhülse oder der Hohlwelle eine als ringförmige Nut ausgebildete Dichtung (sog. „visco-seal") vorgesehen. Diese Nut kann sich etwa zum offenen Ende des äußeren Lagerspalts hin konisch erweitern oder als sogenanntes „straight seal" mit einem sehr kleinen Öffnungswinkel ausgebildet sein.
- Selbstverständlich können auch andere bekannte Formen der Abdichtung, z.B. Labyrinthdichtungen, Magnetfluiddichtungen oder ähnliches vorgesehen sein.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungsfiguren näher beschrieben. Aus den Zeichnungen und deren Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungen der Erfindung. Es zeigt:
-
1 : eine schematische Schnittdarstellung eines Spindelmotors mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Lagersystems; -
2 : eine Ansicht der Hohlwelle mit aufgebrachten Oberflächenstrukturen; -
3 : eine Ansicht der Abdeckung mit aufgebrachten Oberflächenstrukturen. - Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
-
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Spindelmotors zum Antrieb eines Festplattenlaufwerkes mit einem erfindungsgemäßen fluiddynamischen Lagersystem. Die zum Betrieb des Spindelmotors notwendigen elektro-magnetischen Komponenten, wie z. B. Statorwicklungen, Permanentmagnete, etc., sind in der Zeichnung nicht dargestellt. - Der Spindelmotor umfasst eine feststehende Basisplatte
1 . In einer Öffnung der Basisplatte1 ist eine als Hohlwelle2 ausgebildete Welle angeordnet und fest mit der Basisplatte verbunden. An ihrem freien Ende umfasst die Hohlwelle2 einen ringförmigen Flansch, der eine Druckplatte3 als Teil eines weiter unter beschriebenen Axiallagers ausbildet. Hohlwelle2 und Druckplatte3 können optional einteilig ausgebildet sein und sind von einer Lagerhülse4 umgeben, die eine axiale zylindrische Bohrung zur Aufnahme der Hohlwelle2 aufweist. Die Druckplatte3 ist in einer ringförmigen im Durchmesser größeren Ausnehmung der Lagerhülse aufgenommen. Der Innendurchmesser der Bohrung bzw. Ausnehmung der Lagerhülse4 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Hohlwelle2 bzw. der Außendurchmesser der Druckplatte3 , so dass sich zwischen Hohlwelle2 , Druckplatte3 und Lagerhülse4 ein Lagerspalt8 ausbildet. Die Druckplatte3 bzw. der obere Bereich der Lagerhülse4 ist durch eine Abdeckung5 abgedeckt, die einen zylindrischen Abschnitt6 aufweist, der in das Innere der Hohlwelle2 eintaucht. Der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnittes6 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Hohlwelle2 . Hierdurch ergibt sich zwischen den Oberflächen der Abdeckung5 bzw. deren zylindrischem Abschnitt6 und der Hohlwelle2 ein innerer Lagerspalt9 . Die Lagerhülse4 ist vorzugsweise in Form einer Rotorglocke ausgebildet, die eine oder mehrere Speicherplatten (nicht dargestellt) eines Festplattenlaufwerkes trägt. Die Abdeckung5 umfasst eine zentrische Gewindebohrung7 , die bis in den zylindrischen Abschnitt6 hineinragt und zur Aufnahme einer Befestigungsschraube dient, mit der z. B. Speicherplatten des Festplattenlaufwerkes mit der Lagerhülse4 verbunden werden. - Man erkennt, dass der äußere Lagerspalt
8 über den die Druckplatte3 umgebenen Abschnitt des Spaltes mit dem inneren Lagerspalt9 verbunden ist. Beide Lagerspalte8 ,9 sind mit einem Lagerfluid, vorzugsweise einem Lageröl, gefüllt. Um ein Austreten des Lagerfluids aus dem Lagerspalt8 bzw. ein Eindringen von Schmutz in den Lagerspalt8 zu verhindern, ist im Bereich des offenen Endes des Lagerspaltes8 eine ringförmige Nut23 in der Lagerbuchse4 vorgesehen, die als Dichtung (sog. „visco-seal") dient. Diese Nut kann sich in nicht dargestellter Weise zum offenen Ende des Lagerspalts hin konisch erweitern oder als sogenanntes „straight seal" mit einem sehr kleinen Öffnungswinkel ausgebildet sein. - Die eigentliche fluiddynamische Lageranordnung wird zum einen durch zwei Radiallagerbereiche
10 ,12 gebildet, die durch Oberflächenstrukturen gekennzeichnet sind, die auf der äußeren Oberfläche der Hohlwelle2 und/oder auf der der Hohlwelle2 gegenüberliegenden Innenfläche der Lagerhülse4 vorgesehen sind. - In
2 ist eine Ansicht der Hohlwelle2 dargestellt, die auf ihrem Außenumfang beispielsweise Oberflächenstrukturen11 ,13 trägt, welche die oben angesprochenen Radiallagerbereiche definieren. Natürlich können diese Oberflächenstrukturen auch auf der entsprechenden gegenüberliegenden Oberfläche der Lagerhülse4 angeordnet sein. Sobald die bewegliche Lagerhülse4 in Rotation versetzt wird, baut sich aufgrund der Oberflächenstrukturen11 ,13 im Lagerspalt8 ein fluiddynamischer Druck auf, so dass die Radiallager10 ,12 tragfähig werden. - Im Bereich des freien Endes der Hohlwelle
2 ist die Lagerhülse4 durch die besonders ausgestaltete Abdeckung5 verschlossen, die vorzugsweise in einer ringförmigen Aussparung der Lagerhülse4 angeordnet ist. Die Abdeckung5 weist einen konzentrisch zur Rotationsachse22 angeordneten, zylinderförmigen Abschnitt6 auf, der in der Hohlwelle2 drehbar aufgenommen ist, derart, dass sich der innere Lagerspalt9 zwischen den Innenflächen der Hohlwelle2 und den Außenflächen des zylindrischen Abschnittes6 ausbildet. Während der Rotation des Spindelmotors rotiert die Abdeckung5 , zusammen mit dem Ansatz6 innerhalb der Hohlwelle2 . Die stirnseitigen, d.h. senkrecht zur Rotationsachse22 verlaufenden Oberflächen der Druckplatte3 bilden zusammen mit den entsprechend gegenüberliegenden stirnseitigen Flächen der Abdeckung5 bzw. der Lagerhülse4 Axiallagerbereiche14 ,15 (fluiddynamische Drucklager) aus. Teile der Oberflächen der Axiallagerbereiche14 ,15 sind ebenfalls mit entsprechenden Oberflächenstrukturen versehen, die eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid ausüben. Die Form und Ausgestaltung der Oberflächenstrukturen ist einem Fachmann bekannt und daher in den Zeichnungen nicht weiter dargestellt. - Zusätzlich können die innere Oberfläche der Hohlwelle
2 und die äußere Oberfläche des zylindrischen Ansatzes6 einen weiteren Radiallagerbereich16 ausbilden. - In
3 ist eine Ansicht der Abdeckung5 mit samt dem zylindrischen Ansatz6 dargestellt, wobei am Außenumfang des zylindrischen Abschnittes6 Oberflächenstrukturen17 vorgesehen sind, die den oben beschriebenen zusätzlichen Radiallagerbereich definieren. - Natürlich können diese Oberflächenstrukturen
17 entsprechend auf der Innenfläche der Hohlwelle2 angeordnet sein. - Um eine Zirkulation des Lagerfluids innerhalb der Lagerspalte
8 ,9 zu ermöglichen, kann die Hohlwelle2 eine Querbohrung18 aufweisen, welche eine zusätzliche Verbindung zwischen den beiden Lagerspalten8 ,9 schafft. Das untere Ende der Hohlwelle2 ist durch einen Stopfen20 verschlossen, der fest in der Hohlwelle2 aufgenommen ist und die Stirnseite des zylindrischen Abschnitts6 der Abdeckung5 nicht berührt. Zwischen der Stirnseite des Abschnitts und dem Stopfen20 verbleibt ein Zwischenraum, der das geschlossene Ende des inneren Lagerspaltes9 definiert. Der Stopfen20 kann an seinem Außendurchmesser eine Stufe, eine Nut oder eine Bohrung aufweisen, so dass sich ein Kanal21 zwischen dem derart reduzierten Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der Hohlwelle2 ergibt. Dieser Kanal21 ist eine Fortsetzung des inneren Lagerspaltes9 nach unten und kann in eine Bohrung19 der Hohlwelle2 münden, die diesen Kanal21 mit dem äußeren Lagerspalt8 verbindet. Somit wirkt der Kanal21 als ein weiterer Rezirkulationskanal für das Lagerfluid zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerspalt8 bzw.9 . - Anstelle des Stopfens
20 kann die Hohlwelle2 in diesem Bereich auch aus Vollmaterial bestehen, d.h. die Welle ist dann nur in ihrem oberen Bereich als Hohlwelle ausgebildet. - Die Öffnungen
18 ,19 in der Hohlwelle2 können generell an beliebigen Stellen entlang der Hohlwelle2 vorgesehen sein, die eine Verbindung zwischen den beiden Lagerspalten8 ,9 zulässt. -
- 1
- Basisplatte
- 2
- Hohlwelle
- 3
- Druckplatte
- 4
- Rotor/Lagerhülse
- 5
- Abdeckung
- 6
- Zylindrischer Abschnitt
- 7
- Gewindebohrung
- 8
- Lagerspalt (außen)
- 9
- Lagerspalt (innen)
- 10
- Radiallagerbereich
- 11
- Oberflächenstruktur
- 12
- Radiallagerbereich
- 13
- Oberflächenstruktur
- 14
- Axiallagerbereich
- 15
- Axiallagerbereich
- 16
- Radiallagerbereich
- 17
- Oberflächenstruktur
- 18
- Bohrung
- 19
- Bohrung
- 20
- Stopfen
- 21
- Kanal
- 22
- Rotationsachse
- 23
- Nut (Dichtung)
Claims (11)
- Fluiddynamisches Lagersystem, insbesondere zur Drehlagerung eines Spindelmotors zum Antrieb mindestens einer Speicherplatte eines Festplattenlaufwerks, mit einer feststehenden Welle, einer mit der Welle verbundenen Druckplatte (
3 ), einer um die Rotationsachse (22 ) der Welle drehbaren Lagerhülse (4 ) und einer die Lagerhülse (4 ) verschließenden Abdeckung (5 ), wobei einander zugewandte und durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten äußeren Lagerspalt (8 ) getrennte Oberflächen der Welle, der Druckplatte (3 ), der Lagerhülse (4 ) und der Abdeckung (5 ) insgesamt mindestens einen Radiallagerbereich (10 ;12 ) und mindestens einen Axiallagerbereich (14 ;15 ) ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle als Hohlwelle (2 ) ausgebildet ist, und dass die Abdeckung (5 ) einen zur Rotationsachse (22 ) konzentrischen, zylindrischen Abschnitt (6 ) aufweist, der in der Hohlwelle (2 ) drehbar aufgenommen ist, derart, dass zwischen dem Innendurchmesser der Hohlwelle (2 ) und dem Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts der Abdeckung ein mit Lagerfluid gefüllter innerer Lagerspalt (9 ) ausgebildet wird, der mit dem äußeren Lagerspalt (8 ) verbunden ist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (
4 ) eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme der Abdeckung (5 ) aufweist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (
4 ) eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme der Druckplatte (3 ) aufweist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (
5 ) eine zentrische Gewindebohrung (7 ) zur Aufnahme einer Befestigungsschraube aufweist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch den inneren Lagerspalt (
9 ) getrennte Oberflächen der Hohlwelle (2 ) und des zylindrischen Abschnitts (6 ) der Abdeckung einen zusätzlichen Radiallagerbereich (16 ) ausbilden. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiallagerbereiche (
10 ;12 ;16 ) und die Axiallagerbereiche (14 ;15 ) durch Oberflächenstrukturen (11 ;13 ;17 ) definiert sind, die auf mindestens eine der gepaarten Lageroberflächen aufgebracht sind. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (
2 ) mindestens eine Bohrung (18 ;19 ) aufweist, die den inneren Lagerspalt (9 ) mit dem äußeren Lagerspalt (8 ) verbindet. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende der Hohlwelle (
2 ) durch einen Stopfen (20 ) verschlossen ist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stopfen (
20 ) eine Stufe, eine Nut oder eine Bohrung aufweist, derart, dass zwischen dem Außendurchmesser des Stopfens (20 ) und dem Innendurchmesser der Hohlwelle (2 ) oder innerhalb des Stopfens (20 ) ein Kanal (21 ) definiert wird, der mit dem inneren Lagerspalt (9 ) verbunden ist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (
21 ) über die Bohrung (19 ) mit dem äußeren Lagerspalt (8 ) verbunden ist. - Fluiddynamisches Lagersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des offenen Endes des äußeren Lagerspalts (
8 ) in der Lagerhülse (4 ) oder der Hohlwelle (2 ) eine als ringförmige Nut (23 ) ausgebildete Dichtung vorgesehen ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004049077A DE102004049077B4 (de) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors |
US11/242,471 US20060078240A1 (en) | 2004-10-08 | 2005-10-03 | Fluid dynamic bearing system to rotatably support a spindle motor |
JP2005292166A JP2006105398A (ja) | 2004-10-08 | 2005-10-05 | 流体動圧軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004049077A DE102004049077B4 (de) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004049077A1 DE102004049077A1 (de) | 2006-04-20 |
DE102004049077B4 true DE102004049077B4 (de) | 2007-05-31 |
Family
ID=36120386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102004049077A Expired - Fee Related DE102004049077B4 (de) | 2004-10-08 | 2004-10-08 | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060078240A1 (de) |
JP (1) | JP2006105398A (de) |
DE (1) | DE102004049077B4 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20080050585A (ko) * | 2005-09-20 | 2008-06-09 | 엔티엔 가부시키가이샤 | 베어링 부재와 그 제조 방법, 및 베어링 부재를 구비한베어링 장치와 그 제조 방법 |
DE102006005601A1 (de) * | 2006-02-06 | 2007-08-23 | Minebea Co., Ltd. | Fluiddynamisches Lagersystem |
DE102006013537B4 (de) * | 2006-03-24 | 2009-06-10 | Minebea Co., Ltd. | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem |
US8454238B2 (en) * | 2006-08-23 | 2013-06-04 | Seagate Technology Llc | Spindle regions |
DE102007005516A1 (de) * | 2007-02-03 | 2008-08-07 | Minebea Co., Ltd. | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem |
DE102007046247A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-09 | Minebea Co., Ltd. | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem |
JP4347395B2 (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-21 | ファナック株式会社 | ロータ側から駆動用流体を噴射することにより駆動するスピンドル |
EP2310640B1 (de) * | 2008-07-03 | 2018-08-15 | Deere & Company | Steuerung für ringförmige strömungsverteilung von schmieröl zwischen konzentrischen drehwellen |
US20110089777A1 (en) * | 2009-10-18 | 2011-04-21 | Ernesto Camilo Rivera | Thermally manageable system and electric device |
KR20140035651A (ko) * | 2012-09-14 | 2014-03-24 | 삼성전기주식회사 | 스핀들 모터 및 이를 포함하는 하드 디스크 드라이브 |
US9097279B2 (en) * | 2013-06-20 | 2015-08-04 | Seagate Technology Llc | Rotating shaft top cover attached motor |
CN106862976A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-20 | 东莞市科隆实业有限公司 | 一种电主轴防尘机构以及该种电主轴 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11313461A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧流体軸受を備えたモータ及びモータを搭載した装置 |
US6183135B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-02-06 | Seagate Technology Llc | Single plate hydrodynamic bearing with self-balancing fluid level and fluid circulation |
JP2001065555A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Seiko Instruments Inc | 気体動圧軸受及びスピンドルモータ |
DE20119716U1 (de) * | 2001-12-05 | 2003-01-30 | Minebea Kk | Spindelmotor für Festplattenlaufwerke |
JP2004263731A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧軸受モータ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6250808B1 (en) * | 1998-11-20 | 2001-06-26 | Nidec Corporation | Motor having a plurality of dynamic pressure bearings |
US6900567B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-05-31 | Seagate Technology Llc | Corner thrust-journal fluid dynamic bearing |
DE202004003695U1 (de) * | 2004-03-12 | 2005-01-05 | Minebea Co., Ltd., Kitasaku | Hydrodynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors |
-
2004
- 2004-10-08 DE DE102004049077A patent/DE102004049077B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-10-03 US US11/242,471 patent/US20060078240A1/en not_active Abandoned
- 2005-10-05 JP JP2005292166A patent/JP2006105398A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11313461A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧流体軸受を備えたモータ及びモータを搭載した装置 |
US6183135B1 (en) * | 1998-03-19 | 2001-02-06 | Seagate Technology Llc | Single plate hydrodynamic bearing with self-balancing fluid level and fluid circulation |
JP2001065555A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Seiko Instruments Inc | 気体動圧軸受及びスピンドルモータ |
DE20119716U1 (de) * | 2001-12-05 | 2003-01-30 | Minebea Kk | Spindelmotor für Festplattenlaufwerke |
JP2004263731A (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 動圧軸受モータ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20060078240A1 (en) | 2006-04-13 |
DE102004049077A1 (de) | 2006-04-20 |
JP2006105398A (ja) | 2006-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102008064815B3 (de) | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und feststehender WeIle | |
DE102005036214B4 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE10345907B4 (de) | Hydrodynamisches Lager, Spindelmotor und Festplattenlaufwerk | |
DE102004049077B4 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors | |
DE102008031618A1 (de) | Fluiddynamisches Lager | |
DE102007046248A1 (de) | Fluiddynamisches Lager mit Rezirkulationskanal | |
DE102007039231B4 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE10239650B3 (de) | Hydrodynamisches Lagersystem | |
DE102011014369A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102016003269A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102006013536B4 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102008025618A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102006054626B4 (de) | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem | |
DE102005005414B3 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors | |
DE102005036396B4 (de) | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem | |
DE102009049154A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102005019944B3 (de) | Hydrodynamisches Lager, Spindelmotor und Festplattenlaufwerk | |
DE202004003695U1 (de) | Hydrodynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors | |
DE102009009505A1 (de) | Konische Lagerflächen eines fluiddynamischen Lagersystems | |
DE102009022997B4 (de) | Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und feststehender Welle | |
DE202006020045U1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102009008008B4 (de) | Fluiddynamisches Lager für einen Spindelmotor | |
DE102015012664A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem | |
DE102012004746A1 (de) | Fluiddynamischer Lager für einen Spindelmotor | |
DE102014019055A1 (de) | Fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: H02K 5/167 AFI20051017BHDE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: MINEBEA MITSUMI INC., JP Free format text: FORMER OWNER: MINEBEA CO., LTD., NAGANO, JP |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: RIEBLING, PETER, DIPL.-ING. DR.-ING., DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |