DE102022121142A1 - Hard disk drive - Google Patents
Hard disk drive Download PDFInfo
- Publication number
- DE102022121142A1 DE102022121142A1 DE102022121142.8A DE102022121142A DE102022121142A1 DE 102022121142 A1 DE102022121142 A1 DE 102022121142A1 DE 102022121142 A DE102022121142 A DE 102022121142A DE 102022121142 A1 DE102022121142 A1 DE 102022121142A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- hard disk
- disk drive
- bearing
- storage
- storage disks
- 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.)
- Pending
Links
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 16
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
- H02K5/167—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings
- H02K5/1677—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using sliding-contact or spherical cap bearings radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
-
- 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
- F16C17/102—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure
- F16C17/105—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load with grooves in the bearing surface to generate hydrodynamic pressure with at least one bearing surface providing angular contact, e.g. conical or spherical bearing surfaces
-
- 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)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rotational Drive Of Disk (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Festplattenlaufwerk (10) angetrieben von einem Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem, wobei auf einem drehbaren Rotorbauteil (18) des Spindelmotors mehrere Speicherplatten (32) übereinander angeordnet sind, wobei das Festplattenlaufwerk (10) einen Formfaktor von 3,5 Zoll aufweist und das fluiddynamische Lagersystem mindestens ein konisches fluiddynamisches Lager aufweist, das einen auf einer feststehenden Welle (14) angeordneten Lagerkonus (16) umfasst, der in einer Lagerschale des Rotorbauteils (18) gelagert ist, wobei das Verhältnis zwischen dem größten Durchmesser (DL) des Lagerkonus' (16) und dem größten Durchmesser (Dw) der Welle (14) kleiner ist als 1,65.The invention relates to a hard disk drive (10) driven by a spindle motor with a fluid-dynamic bearing system, a plurality of storage disks (32) being arranged one above the other on a rotatable rotor component (18) of the spindle motor, the hard disk drive (10) having a form factor of 3.5 inches and the fluid dynamic bearing system has at least one conical fluid dynamic bearing which comprises a bearing cone (16) arranged on a fixed shaft (14) and which is mounted in a bearing shell of the rotor component (18), the ratio between the largest diameter (DL) of the bearing cone ' (16) and the largest diameter (Dw) of the shaft (14) is less than 1.65.
Description
Die Erfindung betrifft ein Festplattenlaufwerk nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a hard disk drive according to the preamble of the independent claims.
Neben sogenannten SSD-Festplatten, bei denen elektronische Daten in Halbleiterspeichern gespeichert werden, sind herkömmliche Festplattenlaufwerke mit magnetischen Speicherplatten nach wie vor die erste Wahl, wenn es um günstigen Speicherplatz mit hoher Speicherkapazität geht. Insbesondere werden Festplattenlaufwerke mit magnetischen Speicherplatten in fest installierten Computersystemen und Servern eingesetzt.In addition to so-called SSD hard drives, in which electronic data is stored in semiconductor memories, conventional hard disk drives with magnetic storage disks are still the first choice when it comes to inexpensive storage space with high storage capacity. In particular, hard disk drives with magnetic storage disks are used in permanently installed computer systems and servers.
Als Standard hat sich ein Formfaktor von 2,5 Zoll bzw. 3,5 Zoll etabliert, wobei die Maßangabe von beispielsweise 3,5 Zoll sich auf den Außendurchmesser der verwendeten magnetischen Speicherplatten bezieht.A form factor of 2.5 inches or 3.5 inches has become established as the standard, whereby the dimension of 3.5 inches, for example, refers to the outer diameter of the magnetic storage disks used.
Aktuell sind Festplattenlaufwerke mit Formfaktor von 2,5 Zoll bekannt, die fünf übereinanderliegende Speicherplatten aufweisen und dadurch Speicherkapazitäten bis zu 2 TB erlauben. Bei 3,5 Zoll-Festplattenlaufwerken weisen die Laufwerke bis zu zehn übereinanderliegende Speicherplatten und eine Speicherkapazität bis zu 18 TB auf. Die Gehäuse der 3,5 Zoll-Festplattenlaufwerke sind hermetisch verschlossen und oftmals mit Heliumgas gefüllt, um den Strömungswiderstand der sich darin drehenden Speicherplatten und damit den Energieverbrauch des Festplattenlaufwerks zu reduzieren.Hard disk drives with a form factor of 2.5 inches are currently known, which have five storage disks on top of each other and thus allow storage capacities of up to 2 TB. With 3.5-inch hard drives, the drives have up to ten stacked storage disks and a storage capacity of up to 18 TB. The housings of 3.5-inch hard disk drives are hermetically sealed and often filled with helium gas in order to reduce the flow resistance of the storage disks rotating within them and thus the energy consumption of the hard disk drive.
Speicherplattenlaufwerke mit dem Formfaktor von 2,5 Zoll weisen üblicherweise eine Höhe von 15 mm auf, während Speicherplattenlaufwerke von 3,5 Zoll etwa 26,1 mm hoch sind.2.5 inch disk drives typically have a height of 15 mm, while 3.5 inch disk drives are approximately 26.1 mm high.
Zum Antrieb solcher Festplattenlaufwerke werden Spindelmotoren mit vorzugsweise fluiddynamischem Lagersystem eingesetzt. Diese Spindelmotoren werden elektronisch kommutiert.To drive such hard disk drives, spindle motors with preferably fluid-dynamic bearing systems are used. These spindle motors are electronically commutated.
Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Festplattenlaufwerkes sind allgemein in der
Ein Gehäuse für ein Festplattenlaufwerk mit Heliumfüllung ist in der
Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Speicherkapazität eines Festplattenlaufwerkes zu erhöhen.It is the object of the invention to increase the storage capacity of a hard disk drive.
Diese Aufgabe wird durch ein Festplattenlaufwerk mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.This task is solved by a hard disk drive with the features of the independent patent claims.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und weitere Merkmale sind in den abhängigen Patentansprüchen offenbart.Preferred embodiments of the invention and further features are disclosed in the dependent patent claims.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Festplattenlaufwerk beschrieben, das von einem Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem angetrieben wird, wobei auf einem drehbaren Rotorbauteil des Spindelmotors mehrere Speicherplatten übereinander angeordnet sind.According to a first embodiment of the invention, a hard disk drive is described which is driven by a spindle motor with a fluid-dynamic bearing system, with several storage disks being arranged one above the other on a rotatable rotor component of the spindle motor.
Das Festplattenlaufwerk weist einen Formfaktor von 3,5 Zoll auf, wobei das fluiddynamische Lagersystem mindestens ein konisches fluiddynamisches Lager aufweist, das einen auf einer feststehenden Welle angeordneten Lagerkonus umfasst, der in einer Lagerschale des Rotorbauteils gelagert ist, wobei das Verhältnis zwischen dem größten Durchmesser des Lagerkonus' und dem größten Durchmesser der Welle kleiner ist als 1,65.The hard disk drive has a form factor of 3.5 inches, wherein the fluid dynamic bearing system has at least one conical fluid dynamic bearing which includes a bearing cone arranged on a fixed shaft and which is mounted in a bearing shell of the rotor component, the ratio between the largest diameter of the Bearing cone and the largest diameter of the shaft is less than 1.65.
Die Erfindung schlägt insbesondere vor, die Anzahl der Speicherplatten im Festplattenlaufwerk zu erhöhen, nämlich von bisher höchstens zehn Speicherplatten auf 11 bis 15 Speicherplatten bzw. 20 Speicherplatten.The invention particularly proposes to increase the number of storage disks in the hard disk drive, namely from a maximum of ten storage disks to 11 to 15 storage disks or 20 storage disks.
Da die Dicke der Speicherplatten nicht beliebig klein gewählt werden kann und zwischen den Speicherplatten ausreichend Platz für die Bewegung der Schreib-/ Leseköpfe des Speicherplattenlaufwerkes benötigt wird, führt eine Erhöhung der Anzahl der Speicherplatten zu einer Vergrößerung der axialen Bauhöhe des Speicherplattenlaufwerkes über die üblichen 26,1 mm hinaus.Since the thickness of the storage disks cannot be chosen as small as desired and sufficient space is required between the storage disks for the movement of the read/write heads of the storage disk drive, an increase in the number of storage disks leads to an increase in the axial height of the storage disk drive beyond the usual 26. 1 mm beyond.
Vorzugsweise weist ein erfindungsgemäßes Speicherplattenlaufwerk mit 15 Speicherplatten eine Bauhöhe von beispielsweise 35 mm auf, das entspricht der 1,5-fachen Standardbauhöhe von 26,1 mm, sodass in einem Einschubfach für bisher drei Speicherplatten nun zwei Speicherplatten mit vergrößerter Bauhöhe installiert werden können, bzw. weist ein erfindungsgemäßes Speicherplattenlaufwerk mit 20 Speicherplatten eine Bauhöhe von beispielsweise 52 mm auf, das entspricht der 2-fachen Standardbauhöhe von 26,1 mm, sodass in einem Einschubfach für bisher zwei Speicherplatten nun eine Speicherplatte mit vergrößerter Bauhöhe installiert werden kann.A storage disk drive according to the invention with 15 storage disks preferably has a height of, for example, 35 mm, which corresponds to 1.5 times the standard height of 26.1 mm, so that two storage disks with an increased height can now be installed in a slot for previously three storage disks, or ., a storage disk drive according to the invention with 20 storage disks has a height of, for example, 52 mm, which corresponds to twice the standard height of 26.1 mm, so that a storage disk with an increased height can now be installed in a slot for previously two storage disks.
Um die größere Masse der verwendeten Anzahl von Speicherplatten antreiben und lagern zu können, ist beim verwendeten Lagersystem vorgesehen, eine Welle mit einem Außendurchmesser von größer als 4 mm, vorzugsweise größer als 4,4 mm, zu verwenden und bei dem konischen Lager einen Lagerkonus mit einem Außendurchmesser von größer als 6,8 mm zu verwenden, um die benötigte Lagersteifigkeit und Rotationsgenauigkeit zu erhalten.In order to be able to drive and store the greater mass of the number of storage disks used, the bearing system used is to use a shaft with an outer diameter of greater than 4 mm, preferably greater than 4.4 mm, and a bearing cone for the conical bearing an outer diameter larger than 6.8 mm to use the required To maintain bearing rigidity and rotational accuracy.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Verhältnis zwischen dem maximalen Durchmesser des Lagerkonus' und dem maximalen Durchmesser der Welle kleiner ist als 1,65 und besonders bevorzugt kleiner ist als 1,55.According to the invention it is provided that the ratio between the maximum diameter of the bearing cone and the maximum diameter of the shaft is less than 1.65 and particularly preferably less than 1.55.
Der Durchmesser des Lagerkonus ist, wie gesagt, vorzugsweise größer als 6,8 mm und kann bis zu 7,7 mm betragen.The diameter of the bearing cone is, as mentioned, preferably greater than 6.8 mm and can be up to 7.7 mm.
In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Festplattenlaufwerk mit dem Formfaktor 2,5 Zoll vorgesehen, welches insbesondere eine Anzahl von Speicherplatten größer als fünf aufweist. Vorzugsweise sind sechs Speicherplatten verbaut.In another preferred embodiment of the invention, a hard disk drive with a form factor of 2.5 inches is provided, which in particular has a number of storage disks greater than five. Six storage disks are preferably installed.
Die Dicke der Speicherplatte ist hierbei kleiner als 0,7 mm. Die Bauhöhe des Festplattenlaufwerkes vergrößert sich von 15 mm auf vorzugsweise 16,2 mm oder größer. Es werden vorzugsweise Speicherplatten aus einem Glassubstrat verwendet.The thickness of the storage plate is less than 0.7 mm. The height of the hard disk drive increases from 15 mm to preferably 16.2 mm or larger. Storage disks made of a glass substrate are preferably used.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Hierbei ergeben sich aus den Zeichnungen und der Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.
-
1 zeigt einen Schnitt durch ein Festplattenlaufwerk gemäß der Erfindung mit einem Formfaktor von 3,5 Zoll. -
2 zeigt einen Teilschnitt durch ein Festplattenlaufwerk gemäß der Erfindung mit einem Formfaktor von 2,5 Zoll.
-
1 shows a section through a hard disk drive according to the invention with a form factor of 3.5 inches. -
2 shows a partial section through a hard disk drive according to the invention with a form factor of 2.5 inches.
Das Festplattenlaufwerk 10 umfasst eine Basisplatte 12, auf welcher alle Komponenten des Laufwerkes aufgebaut sind. Die Basisplatte 12 hat einen verstärkten Bereich mit einer Öffnung, in welcher eine Welle 14 befestigt ist.The hard disk drive 10 includes a base plate 12 on which all components of the drive are built. The base plate 12 has a reinforced area with an opening in which a shaft 14 is attached.
An einem freien Abschnitt der Welle 14 sind in einem gegenseitigen Abstand zwei Lagerkonusse 16 befestigt, deren konische Flächen zueinander weisen. Die Welle 14 und die Lagerkonusse 16 bilden die feststehenden Bauteile des fluiddynamischen Lagersystems.Two bearing cones 16 are attached to a free section of the shaft 14 at a mutual distance, the conical surfaces of which point towards one another. The shaft 14 and the bearing cones 16 form the fixed components of the fluid dynamic bearing system.
Ein Rotorbauteil 18 ist drehbar auf der Welle 14 und den Lagerkonussen 16 gelagert und weist Lagerflächen auf, welche den Lagerflächen der Lagerkonusse 16 gegenüberliegen und von diesen durch einen Lagerspalt 20 getrennt sind. Der Lagerspalt 20 ist mit einem Lagerfluid gefüllt und nach außen durch einen kapillaren Dichtungsspalt 22 abgedichtet, der sich zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Lagerkonusse 16 und einer inneren Umfangsfläche des Rotorbauteils 18 befindet.A rotor component 18 is rotatably mounted on the shaft 14 and the bearing cones 16 and has bearing surfaces which lie opposite the bearing surfaces of the bearing cones 16 and are separated from them by a bearing gap 20. The bearing gap 20 is filled with a bearing fluid and sealed to the outside by a capillary sealing gap 22, which is located between an outer peripheral surface of the bearing cones 16 and an inner peripheral surface of the rotor component 18.
Die Lagerfläche jedes Lagerkonus 16 bildet mit der gegenüberliegenden Lagerfläche des Rotorbauteil 18 ein fluiddynamisches konisches Lager aus. Die beiden konischen Lager sind durch einen Freiraum 24 voneinander getrennt und weisen jeweils einen eigenen Fluidkreislauf auf. Am inneren Ende in Richtung des Freiraums ist der Lagerspalt jedes konischen Lagers ebenfalls durch einen Dichtungsspalt 23 abgedichtet.The bearing surface of each bearing cone 16 forms a fluid-dynamic conical bearing with the opposite bearing surface of the rotor component 18. The two conical bearings are separated from each other by a free space 24 and each have their own fluid circuit. At the inner end in the direction of the clearance, the bearing gap of each conical bearing is also sealed by a sealing gap 23.
Die Lagerflächen der Lagerkonusse 16 oder die Lagerflächen des Rotorbauteils 18 oder jeweils beide Flächen weisen Rillenstrukturen auf, die bei Rotation des Rotorbauteils 18 um die Drehachse 40 im Lagerspalt 20 eine Pumpwirkung auf das Lagerfluid und dadurch einen fluiddynamischen Druck im Lagerspalt erzeugen, der die konischen Lager tragfähig macht. Die Lagerkräfte der beiden konischen Lager wirken entgegengesetzt, sodass das Lagersystem radial und axial stabilisiert ist.The bearing surfaces of the bearing cones 16 or the bearing surfaces of the rotor component 18 or both surfaces have groove structures which, when the rotor component 18 rotates about the axis of rotation 40 in the bearing gap 20, generate a pumping effect on the bearing fluid and thereby a fluid dynamic pressure in the bearing gap, which creates the conical bearings makes it sustainable. The bearing forces of the two conical bearings act in opposite directions, so that the bearing system is stabilized radially and axially.
Das Rotorbauteil 18 wird durch ein elektromagnetisches Antriebssystem drehend angetrieben, welches eine Statoranordnung 26 umfasst, die an der Basisplatte 12 befestigt ist. Der Statoranordnung 26 liegt radial ein ringförmiger Rotormagnet 28 gegenüber, der an dem Rotorbauteil 18 befestigt ist und durch ein von der Statoranordnung 26 erzeugtes elektromagnetisches Feld drehend angetrieben wird.The rotor component 18 is rotationally driven by an electromagnetic drive system which includes a stator assembly 26 attached to the base plate 12. The stator arrangement 26 is radially opposite an annular rotor magnet 28, which is attached to the rotor component 18 and is driven in rotation by an electromagnetic field generated by the stator arrangement 26.
Das Rotorbauteil 18 weist eine horizontale Auflagefläche 18a auf, auf welcher mehrere magnetische Speicherplatten 32 übereinanderliegend angeordnet sind. Die Speicherplatten 32 sind vertikal übereinandergestapelt und jeweils durch Abstandhalter 34 axial voneinander getrennt. Erfindungsgemäß weist das Festplattenlaufwerk mehr als zehn Speicherplatten 32, vorzugsweise fünfzehn oder zwanzig Speicherplatten 32 auf, die übereinander gestapelt auf dem Rotorbauteil 18 gelagert sind. Der Stapel von Speicherplatten 32 und Abstandhaltern 34 wird durch eine Halteklammer 30 auf dem Rotorbauteil 18 gehalten, welche im radialen Abstand der Abstandhalter 34 auf die obere Speicherplatte 32 drückt und durch Schrauben am Rotorbauteil 18 befestigt ist.The rotor component 18 has a horizontal support surface 18a on which several magnetic storage disks 32 are arranged one above the other. The storage plates 32 are stacked vertically one on top of the other and are each axially separated from one another by spacers 34. According to the invention, the hard disk drive has more than ten storage disks 32, preferably fifteen or twenty storage disks 32, which are stacked one above the other on the rotor component 18. The stack of storage plates 32 and spacers 34 is held on the rotor component 18 by a retaining clip 30, which presses onto the upper storage plate 32 at the radial distance between the spacers 34 and is fastened to the rotor component 18 by screws.
In einem neben dem Speicherplattenstapel angeordneten Hohlraum 38 des Festplattenlaufwerks sind weitere mechanische und elektronische Komponenten angeordnet, die zum Auslesen und Beschreiben von Daten auf die Speicherplatten 32 notwendig sind. Diese Komponenten sind in
Das Festplattenlaufwerk 10 ist durch einen Gehäusedeckel 36 fest verschlossen, welcher hermetisch dicht an der Basisplatte 12 befestigt ist. Das Innere des Gehäuses des Festplattenlaufwerkes 10 ist vorzugsweise mit Heliumgas gefüllt.The hard disk drive 10 is tightly closed by a housing cover 36, which is hermetically sealed to the base plate 12. The interior of the housing of the hard drive 10 is preferably filled with helium gas.
Heliumgas hat eine wesentlich geringere Dichte als Luft und reduziert den Strömungswiderstand der sich im Gehäuse drehenden Speicherplatten 32 erheblich. Somit wird weniger Antriebsenergie zum Rotieren der Speicherplatten 32 benötigt, und der Stromverbrauch des Festplattenlaufwerks reduziert.Helium gas has a significantly lower density than air and significantly reduces the flow resistance of the storage plates 32 rotating in the housing. Thus, less drive energy is required to rotate the storage disks 32 and the power consumption of the hard disk drive is reduced.
Erfindungsgemäß ist der größte Durchmesser Dw der Welle 14 größer als 4 mm, vorzugsweise sogar größer als 4,4 mm. Der größte Durchmesser DL der Lagerkonusse 16 ist vorzugsweise größer als 6,8 mm.According to the invention, the largest diameter D w of the shaft 14 is greater than 4 mm, preferably even greater than 4.4 mm. The largest diameter D L of the bearing cones 16 is preferably larger than 6.8 mm.
Hierbei ergibt es sich, dass das Verhältnis zwischen dem größten Durchmesser der Lagerkonusse 16 und dem größten Durchmesser der Welle 14 kleiner ist als 1,65, vorzugsweise sogar kleiner als 1,55.This results in the ratio between the largest diameter of the bearing cones 16 and the largest diameter of the shaft 14 being less than 1.65, preferably even less than 1.55.
Die
Das fluiddynamische Lagersystem zur Drehlagerung des Spindelmotors umfasst zwei fluiddynamische Radiallager 142, 144, die in einem axialen Abstand angeordnet und durch zugeordnete Lagerflächen der Welle 114 und der Lagerbuchse 116 gebildet sind. Zwischen der Oberfläche der Welle 114 und der Oberfläche der Lagerbohrung der Lagerbuchse 116 ist ein Lagerspalt 120 vorgesehen, der mit Lagerfluid gefüllt ist. Die Lagerflächen der fluiddynamischen Radiallager 142, 144 weisen Rillenstrukturen auf, die bei Drehung der Welle 114 um die Drehachse 140 in der Lagerbuchse 116 einen fluiddynamischen Druck im Lagerspalt 120 erzeugen.The fluid dynamic bearing system for rotary mounting of the spindle motor includes two fluid dynamic radial bearings 142, 144, which are arranged at an axial distance and are formed by associated bearing surfaces of the shaft 114 and the bearing bush 116. A bearing gap 120, which is filled with bearing fluid, is provided between the surface of the shaft 114 and the surface of the bearing bore of the bearing bush 116. The bearing surfaces of the fluid-dynamic radial bearings 142, 144 have groove structures which generate a fluid-dynamic pressure in the bearing gap 120 when the shaft 114 rotates about the axis of rotation 140 in the bearing bush 116.
Ein fluiddynamisches Axiallager 146 wird durch eine obere Stirnfläche der Lagerbuchse 116 und eine untere Lagerfläche des Rotorbauteils 118 gebildet, wobei diese beiden Lagerflächen durch den Lagerspalt 120 voneinander getrennt sind. Auch die Lagerflächen des fluiddynamischen Axiallagers 146 weisen Rillenstrukturen auf, die bei Rotation des Rotorbauteils 118 einen fluiddynamischen Druck im Lagerspalt 120 erzeugen.A fluid dynamic axial bearing 146 is formed by an upper end face of the bearing bush 116 and a lower bearing surface of the rotor component 118, these two bearing surfaces being separated from one another by the bearing gap 120. The bearing surfaces of the fluid dynamic axial bearing 146 also have groove structures which generate a fluid dynamic pressure in the bearing gap 120 when the rotor component 118 rotates.
Am Ende des Lagerspalts 120 radial außerhalb des Axiallagers 146 ist ein kapillarer Dichtungsspalt 122 angeordnet, der den Lagerspalt 120 abdichtet.At the end of the bearing gap 120, radially outside of the axial bearing 146, a capillary sealing gap 122 is arranged, which seals the bearing gap 120.
Das Rotorbauteil 118 wird durch eine elektromagnetische Antriebseinheit, bestehend aus einer an der Basisplatte 112 befestigten Statoranordnung 126 und einem radial gegenüberliegend der Statoranordnung 126, am Rotorbauteil 118 angeordneten Rotormagneten 128, gebildet.The rotor component 118 is formed by an electromagnetic drive unit, consisting of a stator arrangement 126 fastened to the base plate 112 and a rotor magnet 128 arranged radially opposite the stator arrangement 126 on the rotor component 118.
Das Rotorbauteil 118 weist eine horizontale Auflagefläche 118a auf, auf welcher ein Stapel aus mehreren magnetischen Speicherplatten 132 angeordnet ist. Die Speicherplatten 132 sind jeweils durch einen Abstandhalter 134 axial voneinander beabstandet. Der Stapel von Speicherplatten 132 und den Abstandhaltern 134 ist durch eine Halteklammer 130 auf dem Rotorbauteil 18 gehalten, welche im radialen Abstand der Abstandhalter 134 auf die obere Speicherplatte 132 drückt und durch eine in eine Bohrung der Welle 114 eingreifende Schraube befestigt istThe rotor component 118 has a horizontal support surface 118a on which a stack of several magnetic storage disks 132 is arranged. The storage plates 132 are each axially spaced apart from one another by a spacer 134. The stack of storage plates 132 and the spacers 134 is held on the rotor component 18 by a retaining clip 130, which presses on the upper storage plate 132 at the radial distance between the spacers 134 and is fastened by a screw engaging in a hole in the shaft 114
Erfindungsgemäß weist das Festplattenlaufwerk 110 mehr als fünf Speicherplatten 132 auf, vorzugsweise sechs Speicherplatten 132. Die Speicherplatten 132 bestehen vorzugsweise aus einem Glassubstrat und haben eine Dicke von weniger als 0,7 mm, vorzugsweise 0,635 mm. Die Speicherplatten 132 sind jeweils um einen axialen Betrag von 1,7 mm voneinander beabstandet. Die Höhe des Festplattenlaufwerks 110 beträgt vorzugsweise mehr als 15,5 mm, insbesondere mehr als 16,2 mm.According to the invention, the hard disk drive 110 has more than five storage disks 132, preferably six storage disks 132. The storage disks 132 preferably consist of a glass substrate and have a thickness of less than 0.7 mm, preferably 0.635 mm. The storage plates 132 are each spaced apart from one another by an axial amount of 1.7 mm. The height of the hard disk drive 110 is preferably more than 15.5 mm, in particular more than 16.2 mm.
Das Festplattenlaufwerk 110 ist durch einen Deckel 136 verschlossen, der hermetisch dicht mit der Basisplatte 112 verbunden ist. Das Festplattenlaufwerk kann mit Heliumgas gefüllt sein, um den Strömungswiderstand der sich darin drehenden Speicherplatten 132 zu verringern.The hard disk drive 110 is closed by a cover 136 which is hermetically sealed with the base plate 112. The hard drive may be filled with helium gas to reduce the flow resistance of the storage platters 132 rotating therein.
Liste der BezugszeichenList of reference symbols
- 1010
- FestplattenlaufwerkHard disk drive
- 1212
- BasisplatteBase plate
- 1414
- WelleWave
- 1616
- Lagerkonusbearing cone
- 1818
- RotorbauteilRotor component
- 18a18a
- AuflageflächeSupport surface
- 2020
- LagerspaltBearing gap
- 2222
- Dichtungsspaltseal gap
- 2323
- Dichtungsspaltseal gap
- 2424
- Freiraumfree space
- 2626
- StatoranordnungStator arrangement
- 2828
- RotormagnetRotor magnet
- 3030
- HalteklammerRetaining clip
- 3232
- Speicherplattestorage disk
- 3434
- AbstandhalterSpacer
- 3636
- GehäusedeckelHousing cover
- 3838
- Hohlraumcavity
- 4040
- Drehachse Axis of rotation
- DwDw
- größter Durchmesser der Wellelargest diameter of the shaft
- DLDL
- größter Durchmesser des Lagerkonus' largest diameter of the bearing cone
- 110110
- FestplattenlaufwerkHard disk drive
- 112112
- BasisplatteBase plate
- 114114
- WelleWave
- 116116
- LagerbuchseBearing bushing
- 118118
- RotorbauteilRotor component
- 118a118a
- AuflageflächeSupport surface
- 120120
- LagerspaltBearing gap
- 122122
- Dichtungsspaltseal gap
- 126126
- StatoranordnungStator arrangement
- 128128
- RotormagnetRotor magnet
- 130130
- HalteklammerRetaining clip
- 132132
- Speicherplattestorage disk
- 134134
- AbstandhalterSpacer
- 136136
- GehäusedeckelHousing cover
- 140140
- DrehachseAxis of rotation
- 142142
- RadiallagerRadial bearing
- 144144
- RadiallagerRadial bearing
- 146146
- AxiallagerThrust bearing
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19806597 C2 [0007]DE 19806597 C2 [0007]
- US 10870167 B2 [0008]US 10870167 B2 [0008]
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022121142.8A DE102022121142A1 (en) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | Hard disk drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022121142.8A DE102022121142A1 (en) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | Hard disk drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022121142A1 true DE102022121142A1 (en) | 2024-02-22 |
Family
ID=89808715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102022121142.8A Pending DE102022121142A1 (en) | 2022-08-22 | 2022-08-22 | Hard disk drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102022121142A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19806597C2 (en) | 1997-03-19 | 2002-03-14 | Fujitsu Ltd | Disk device and apparatus for writing a reference signal into the device |
| DE102009052689A1 (en) | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Minebea Co., Ltd. | Optimal fluid dynamic bearing for use in spindle motor, has radial bearings arranged at distances in platform, where bearing includes parameter relating to shaft diameter, bearing length and load factor for determining bearing friction loss |
| DE102015006477A1 (en) | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic storage system |
| US10870167B2 (en) | 2018-03-01 | 2020-12-22 | Seagate Technology Llc | Enclosures, devices with a friction stir weld, precursors thereof, and related methods |
| DE102020131948B3 (en) | 2020-12-02 | 2021-12-30 | Minebea Mitsumi Inc. | Hard disk drive |
-
2022
- 2022-08-22 DE DE102022121142.8A patent/DE102022121142A1/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19806597C2 (en) | 1997-03-19 | 2002-03-14 | Fujitsu Ltd | Disk device and apparatus for writing a reference signal into the device |
| DE102009052689A1 (en) | 2009-11-11 | 2011-05-12 | Minebea Co., Ltd. | Optimal fluid dynamic bearing for use in spindle motor, has radial bearings arranged at distances in platform, where bearing includes parameter relating to shaft diameter, bearing length and load factor for determining bearing friction loss |
| DE102015006477A1 (en) | 2014-05-22 | 2015-11-26 | Minebea Co., Ltd. | Fluid dynamic storage system |
| US10870167B2 (en) | 2018-03-01 | 2020-12-22 | Seagate Technology Llc | Enclosures, devices with a friction stir weld, precursors thereof, and related methods |
| DE102020131948B3 (en) | 2020-12-02 | 2021-12-30 | Minebea Mitsumi Inc. | Hard disk drive |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Seagate Technology LLC : Desktop HDD – SATA Product Manual – ST8000DM002, ST6000DM001, ST5000DM002, ST4000DM000. Publication Number: 100782401, Rev. D (Draft 6). Cupertino, California 95014, United States, Mai 2016. S.1-27 – Firmenschrift. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69425119T2 (en) | Recording disc device and rotating support structure therefor | |
| DE3731141C2 (en) | High capacity digital storage system with disk mounting | |
| EP0153461B1 (en) | Magnetic disc memory with a disc stack hub mounted on bearings on both sides | |
| DE69625569T2 (en) | Hydrodynamic bearing with a counter disc with grooves on one side | |
| DE69614966T2 (en) | PIVOT BEARING | |
| DE19644755B4 (en) | Structure of a disk motor in a disk drive | |
| DE69423774T2 (en) | PLATE CLAMPING DEVICE WITH A HIGH WALL | |
| DE10239650B3 (en) | Hydrodynamic bearing system for spindle motor in magnetic disc drive has pressure disc attached to shaft enclosed by bearing sleeve cooperating with counter-bearing cover plate welded to sleeve end | |
| DE4446902C2 (en) | Fastening device for a spindle motor in a hard disk drive | |
| DE102012013186A1 (en) | Spindle motor for driving disk of storage disk drive assembly of electronic device e.g. laptop computer, has base plate and cover formed as portion of housing of electronic device | |
| DE102008025618A1 (en) | Fluid dynamic bearing system for use as rotary bearing in spindle motor for driving storage plates of storage plate drive, has conical bearings, where bearing surfaces of one of bearings are smaller than bearing surfaces of other bearing | |
| DE102020131948B3 (en) | Hard disk drive | |
| DE102022121142A1 (en) | Hard disk drive | |
| DE102005036396B4 (en) | Spindle motor with fluid dynamic bearing system | |
| DE102009038034A1 (en) | Fluid dynamic bearing for rotational mounting of spindle motor and for actuating hard disk drives, has fixed shaft, which defines rotational axis, and bearing component with bearing surface | |
| DE102018124286A1 (en) | Hard drive | |
| DE10240634A1 (en) | Spindle motor for computer disk drives, has fluid dynamic journal bearing with pressure generating grooves formed on vertical surface of shaft, and sleeve and cap affixed to sleeve and positioned partially over shaft | |
| DE102009009505A1 (en) | Conical bearing surface for fluid dynamic bearing system for spindle motor of storage disk drive, has area with smaller diameter and area with larger diameter, where inner bearing grooves are arranged in distributed manner in area | |
| DE3218916A1 (en) | SUPPORT ARM DEVICE FOR MAGNETIC DISC STORAGE ARRANGEMENT | |
| DE102015006477A1 (en) | Fluid dynamic storage system | |
| DE102008033361A1 (en) | Spindle motor for operating hard disk drive and fan, has axial section formed between outer wall of hub and inner wall of base plate or between outer wall of hub and inner wall of laminated stator core | |
| DE102009008008B4 (en) | Fluid dynamic bearing for a spindle motor | |
| DE10254926A1 (en) | Hydrodynamic bearing for brushless direct current spindle motor for disk drive has bearing bush made in one piece with flange or base plate or another fixed frame component of direct current motor | |
| DE102021107804A1 (en) | hard drive | |
| DE102011108465A1 (en) | Fluid-dynamic bearing system of spindle motor for hard disc drive, has recirculation channel that is connected to sealing gap, and outer periphery of bearing gap that is connected to annular gap |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified | ||
| R012 | Request for examination validly filed |