DE102012023899A1

DE102012023899A1 - Gehäuse für ein Speicherplattenlaufwerk

Info

Publication number: DE102012023899A1
Application number: DE201210023899
Authority: DE
Inventors: Martin Bauer
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-12

Abstract

Gehäuse für ein Speicherplattenlaufwerk, insbesondere ein Festplattenlaufwerk, welches eine Basisplatte (10) mit Seitenwänden (12) und einen die Basisplatte (10) verschließenden Deckel (14) aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem zum Antrieb von mindestens einer Speicherplatte (24) angeordnet ist, und das fluiddynamische Lagersystem ein Schmiermittel in Form eines Lagerfluids enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (10a) der Basisplatte (10) und/oder die Innenseiten (12a) der Seitenwände (12) und/oder die Innenseite (14a) des Deckels (14) und/oder die Oberflächen von mindestens einer im Gehäuse zwischen den Speicherplatten (24) angeordneten Trennplatte (32) zumindest teilweise mit einem Sorbens oder einem Sorptionsmittel für das Lagerfluid versehen ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Speicherplattenlaufwerk, insbesondere ein Festplattenlaufwerk, aber auch für ein CD- oder DVD-Laufwerk. Derartige Speicherplattenlaufwerke werden von Spindelmotoren angetrieben, die in der Regel mittels eines fluiddynamischen Lagersystems drehgelagert sind.
Stand der Technik
Speicherplattenlaufwerke, insbesondere Festplattenlaufwerke, sind in vielfältigen Bauformen bekannt. Üblicherweise werden in Desktop PCs und mobilen PCs Festplattenlaufwerke im 3,5 oder 2,5 Zoll Format verbaut. Ein modernes Festplattenlaufwerk umfasst eine oder mehrere Speicherplatten, die von einem miniaturisierten Spindelmotor angetrieben werden. Der Spindelmotor ist üblicherweise mittels eines fluiddynamischen Lagersystems drehgelagert. Die Speicherplatten, der Spindelmotor und die Schreib-Leseköpfe zum Schreiben und Lesen von Daten auf die Speicherplatten sind in einem geschlossenen Gehäuse gekapselt, damit kein Schmutz eindringen kann, der die empfindlichen Speicherplatten und Schreib-Leseköpfe beschädigt.
Das im Spindelmotor eingesetzte fluiddynamische Lagersystem umfasst in der Regel mindestens zwei relativ zueinander drehbare Lagerteile, die zwischen einander zugeordneten Lagerflächen einen mit einem Lagerfluid, z. B. einem Lageröl, gefüllten Lagerspalt ausbilden. In bekannter Weise sind auf den Lagerflächen Lagerrillenstrukturen aufgebracht. Die Lagerrillenstrukturen erzeugen bei relativer Drehung der Lagerteile zueinander innerhalb des Lagerspaltes einen hydrodynamischen Druck. Dieser hydrodynamische Druck macht das Lager tragfähig.
Ein Nachteil von fluiddynamischen Lagersystemen besteht darin, dass das in dem fluiddynamischen Lager eingesetzte Lagerfluid im Laufe der Zeit verdampft. In den Lagern muss deshalb ein für die spezifizierte Lebensdauer ausreichender Vorrat an Lagerfluid vorgesehen werden. Dieser Fluidvorrat muss umso größer sein, je höher die zu erwartende Betriebstemperatur und die geforderte Lebensdauer sind. Mit entsprechenden Maßnahmen wird versucht, die Verdampfungsrate des Lagerfluids gering zu halten und/oder zu verhindern, dass verdampftes Lagerfluid aus dem Lagersystem austritt.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe verschiedener Bauformen für fluiddynamische Lager bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2008 052 469 A1 einen Spindelmotor mit einem fluiddynamischen Lager, das eine Lagerbuchse besitzt, die drehbar um eine feststehende, mit der Basisplatte eines Spindelmotors verbundenen Welle gelagert ist, wobei der Lagerspalt zwischen den feststehenden und den drehenden Teilen des Lagers an beiden Seiten offen und durch Kapillardichtungen abgedichtet ist. Dadurch ist das Lagerfluid an zwei Lagerseiten im Kontakt mit der Umgebungsluft, was zu einer zusätzlichen Erhöhung der Verdampfungsrate führt. An der Oberseite des Lagers wird der Spalt deshalb durch eine Kappe abgedeckt. An einen unteren, axial verlaufenden Dichtungsspalt schließt sich ein dünner axialer Luftspalt an, der zwischen einem Außendurchmesser der fest mit der Lagerbuchse verbundenen Nabe und dem Innendurchmesser eines hochgezogenen Rands der Basisplatte des Spindelmotors ausgebildet ist. Dieser hochgezogene Rand dient an seinem Außendurchmesser außerdem zur Befestigung der Statoranordnung des Spindelmotors.
Die US 2010/0296190 A1 und die DE 10 2009 035 125 A1 zeigen Bauformen von Spindelmotoren mit fluiddynamischen Lagersystemen, bei denen ein unterer, axial verlaufender Dichtungsspalt vorhanden ist, an den sich unmittelbar in axialer Verlängerung ein dünner Luftspalt anschließt. Der Dichtungsspalt und der Luftspalt sind durch eine äußere Umfangsfläche eines Rotorbauteils (Lagerbuchse) und eine innere Umfangsfläche eines mit der Basisplatte verbundenen feststehenden Lagerbauteils begrenzt.
Trotz der oben beschriebenen Dichtungsmaßnahmen ist es möglich, dass ein geringer Anteil des verdampften Lagerfluids aus dem Lagersystem austritt und in den Motorraum oder in den Bereich der Speicherplatten gelangt. Im Laufe der Zeit kann sich der Lagerfluiddampf im Gehäuse anreichern und zu Störungen des Betriebs oder schlimmstenfalls zu einem Ausfall des Festplattenlaufwerks führen. Durch die sich im Gehäuse sehr schnell drehenden Speicherplatten wird eine Verteilung des Lagerfluiddampfes im Gehäuse noch verstärkt. Dadurch, dass das verdampfte Lagerfluid auf den Speicherplatten kondensiert, wird aufgrund der geringen Flughöhe der Schreib-/Leseköpfe des Festplattenlaufwerkes über die Oberfläche der jeweiligen Speicherplatte der Betrieb des Festplattenlaufwerkes beeinträchtigt und im äußersten Falle kommt es zur Anhaftung oder zur Zerstörung der Schreib-/Leseköpfe des Festplattenlaufwerkes.
Offenbarung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse für ein Speicherplattenlaufwerk anzugeben, bei dem Maßnahmen zur Reduzierung der Konzentration an Lagerfluiddampf innerhalb des Gehäuses getroffen sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Auf die Offenbarung der Ansprüche wir an dieser Stelle Bezug genommen.
Durch das innerhalb des Gehäuses vorzugsweise großflächig aufgebrachte Sorbens oder Sorptionsmittel wird aus dem Lagersystem austretender Dampf des Lagerfluids sicher und schnell gebunden und/oder festgehalten, bevor er sich auf den Speicherplatten und dem Schreib-Lesekopf des Speicherplattenlaufwerks niederlassen kann.
1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein Festplattenlaufwerk mit mehreren Speicherplatten, das von einem Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem angetrieben wird.
Das Festplattenlaufwerk umfasst ein Gehäuse, bestehend aus einer Basisplatte 10 mit Seitenwänden 12 und einem Deckel 14.
Auf der Basisplatte ist ein Spindelmotor befestigt, der eine Lagerbuchse 16 umfasst, die in einer Aussparung der Basisplatte 10 befestigt ist. In einer Lagerbohrung der Lagerbuchse 16 ist eine Welle 18 drehbar angeordnet. Zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen der Lagerbuchse 16 und der Welle 18 ist ein mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllter Lagerspalt 20 angeordnet. Der Lagerspalt 20 umfasst ein offenes Ende, das durch einen kapillaren Dichtungsspalt 30 abgedichtet ist.
Entlang des Lagerspaltes 20 sind ein oder mehrere fluiddynamische Radiallager und ein oder mehrere fluiddynamische Axiallager angeordnet, die in bekannter Weise Lagerrillenstrukturen aufweisen, die bei Drehung der Welle 18 einen fluiddynamischen Druck im Lagerspalt erzeugen. An einem freien Ende der Welle 18 ist eine Nabe 22 angeordnet, auf der eine oder mehrere Speicherplatten 24 befestigt sind, die zusammen mit der Nabe drehend angetrieben werden. Im Zwischenraum zwischen den Speicherplatten 24 sind feststehende Trennplatten 32 (auch als Anti-Disks bezeichnet) angeordnet, die bei einer Drehung der Speicherplatten 24 für eine laminare Luftströmung entlang der Platten sorgen und so die Gefahr von Resonanzschwingungen der Speicherplatten 24 reduzieren
Die Nabe 22 wird durch ein elektromagnetisches Antriebssystem angetrieben, das im wesentlichen aus einer an der Basisplatte 10 befestigten Statoranordnung 26 und einem an der Nabe 22 befestigten Rotormagneten 28 besteht.
Mittels einer Schreib-Leseeinrichtung 34 werden Daten von den Speicherplatten 24 gelesen bzw. auf diese geschrieben.
Trotz des kapillaren Dichtungsspaltes 30 kann nicht vermieden werden, dass geringe Mengen an Lagerfluid aus dem Lagerspalt 20 austreten oder verdampfen und in den Gehäuseraum gelangen, in welchem die Speicherplatten 24 angeordnet sind. Dieser Lagerfluiddampf kann sich auf den Speicherplatten 24 absetzen und den Betrieb der Schreib-Leseeinrichtung 34 stören oder sogar zu einem Totalausfall führen.
Erfindungsgemäß ist es daher vorgesehen, die Innenseiten 10a der Basisplatte und/oder die Innenseiten 12a der Seitenwände 12 und/oder die Innenseite 14a des Deckels 14, insbesondere diejenigen Flächen, die keine Funktionsflächen darstellen, und/oder die Oberflächen der Trennplatten 32 zumindest teilweise, aber vorzugsweise großflächig, mit einem Sorbens oder einem Sorptionsmittel für das Lagerfluid zu versehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008052469 A1 [0005]
US 2010/0296190 A1 [0006]
DE 102009035125 A1 [0006]

Claims

Gehäuse für ein Speicherplattenlaufwerk, insbesondere ein Festplattenlaufwerk, welches eine Basisplatte (10) mit Seitenwänden (12) und einen die Basisplatte (10) verschließenden Deckel (14) aufweist, wobei innerhalb des Gehäuses ein Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem zum Antrieb von mindestens einer Speicherplatte (24) angeordnet ist, und das fluiddynamische Lagersystem ein Schmiermittel in Form eines Lagerfluids enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (10a) der Basisplatte (10) und/oder die Innenseiten (12a) der Seitenwände (12) und/oder die Innenseite (14a) des Deckels (14) und/oder die Oberflächen von mindestens einer im Gehäuse zwischen den Speicherplatten (24) angeordneten Trennplatte (32) zumindest teilweise mit einem Sorbens oder einem Sorptionsmittel für das Lagerfluid versehen ist.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (10a) der Basisplatte (10) und/oder die Innenseiten (12a) der Seitenwände (12) und/oder die Innenseite (14a) des Deckels (14) und/oder die Oberfläche der mindestens einen Trennplatte (32) großflächig mit dem Sorbens oder dem Sorptionsmittel versehen sind.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens oder das Sorptionsmittel als Beschichtung auf die Oberflächen der Basisplatte (10) und/oder der Seitenwände (12) und/oder des Deckels (14) und/oder der mindestens einen Trennplatte (32) aufgebracht ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens oder das Sorptionsmittel in Form einer Klebefolie vorhanden ist, die auf die Oberflächen der Basisplatte und/oder der Seitenwände (12) und/oder des Deckels (14) und/oder der mindestens einen Trennplatte (32) aufgebracht ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens oder das Sorptionsmittel einen oder mehrer der nachfolgenden Stoffe enthält: Aktivkohle, Silicagel, Zeolithe, Polypropylen, Zellulose.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sorbens oder das Sorptionsmittel an Oberflächen aufgebracht wird, an denen die Temperatur beim Betrieb des Festplattenlaufwerkes am geringsten ist, wie z. B. an den Seitenwänden (12) der Basisplatte (10).
Speicherplattenlaufwerk mit einem Gehäuse gemäß den Ansprüchen 1 bis 6.