DE19644755B4

DE19644755B4 - Struktur eines Plattenmotors in einem Plattenlaufwerk

Info

Publication number: DE19644755B4
Application number: DE19644755A
Authority: DE
Inventors: Mitsuaki Kawasaki Yoshida
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Toshiba Storage Device Corp
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-29
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JPH09128881A; DE19644755A1; JP3681201B2; US5942820A

Abstract

Struktur eines Plattenmotors (50) in einem Plattenlaufwerk, welches Plattenlaufwerk den Plattenmotor (50) enthält, zum Drehen wenigstens einer Aufzeichnungsplatte (6), einen Wagen (52), der wenigstens einen Kopf (43) hat, um Daten auf die Platten (6) zu schreiben und/oder von ihnen zu lesen, und einen Motor (53, 54) zum Treiben des Wagens (52), welche Struktur enthält:
eine Antriebsbasis (1) zum Stützen von wenigstens dem Wagen (52);
einen stationären Schaft (10), der an der Antriebsbasis (1) trennbar befestigt ist;
eine Nabe (11), die als Rotor dient und die Platten (6) stützt;
Lager (12), die oben und am Boden am stationären Schaft (10) angeordnet sind, um die Nabe (11) hinsichtlich des stationären Schaftes (10) rotierbar zu stützen;
Dichtungen (13, 31); die oben und/oder am Boden der Lager (12) angeordnet sind, wobei wenigstens die untere Dichtung eine ein Fluid ausweisende magnetische Dichtung ist, um das Innere der Nabe (11) vor...

Description

Die Erfindung betrifft eine Struktur eines Plattenmotors in einem Plattenlaufwerk.

Aus der US 5,177,650 ist bereits eine Struktur eines Spindelmotors in einem Plattenlaufwerk bekannt, welches Plattenlaufwerk den Spindelmotor enthält, zum Drehen wenigstens einer Aufzeichnungsplatte und mit einer Basis zum Stützen dieser Komponenten. Diese bekannte Struktur umfaßt ferner einen stationären Schaft, der von der Basis trennbar ist, eine Nabe, die als Rotor dient und die Platten stützt, ein Joch und Magnete, die an der Peripherie der Nabe angeordnet sind, Lager, die oben und unten am stationären Schaft angeordnet sind, um die Nabe hinsichtlich des stationären Schaftes rotierbar zu stützen, ferner Dichtungsmittel zum Abdichten der Lager. In der genannten Basis ist ferner ein Loch ausgebildet, um den stationären Schaft aufzunehmen. Bei dieser bekannten Struktur sind ferner die Statorspulen oberhalb des Loches der Basis angeordnet und befinden sich innerhalb des Nabenbereiches. Am äußeren Umfangsbereich der Statorspulen sind ferner Magnete angeordnet, die mit den Statorspulen zusammenwirken. Bei dieser bekannten Konstruktion ergibt sich ein Nabenbereich, der einen vergleichsweise großen Außendurchmesser besitzt, so daß die wenigstens eine Platte eine zentrale Plattenöffnung mit vergleichsweise großem Innendurchmesser besitzen muß.

Eine ähnliche Konstruktion ist aus der EP 0 425 312 A2 bekannt. Der wesentliche Unterschied dieser bekannten Konstruktion besteht darin, daß die Magnete an der Innenperipherie der Nabe angeordnet sind und somit von den Statorspulen kreisförmig umgeben sind. Auch bei dieser bekannten Konstruktion ergibt sich ein vergleichsweise großer Nabendurchmesser.

Aus der DE 39 18 958 A1 ist ein Spindelmotor bekannt, der eine mittige Achse besitzt, wobei um die Achse drehfähig eine Nabe angeordnet ist, die ähnlich aufgebaut ist wie die Nabe bei der Struktur nach der oben erläuterten US 5,177,650 . Auch bei dieser bekannten Struktur sind die Statorwicklungen innerhalb des Nabenbereiches angeordnet.

Nach der JP 7-227055 A wird bei einem Spindelmotor die Positionierung einer Zentralschaftsektion 4 durch ein Paßteil 9 realisiert, das von einem Basisglied 8 nach unten vorsteht, wobei die Durchmesser des vorstehenden Schaftes 10 und Paßteils verschieden sind.

Aus der WO 90/13167 A1 ist ein Plattenmotor bekannt, bei dem die Positionierung durch einen C-Ring realisiert wird, der in eine Vertiefung eingesetzt ist, die um einen Schaft 12 herum vorgesehen ist.

Die JP 7-245906 A zeigt die Struktur eines Plattenmotors mit Positionierflächen, einer Ringdichtung und einer am unteren Ende des Schaftes 1 ausgebildeten Schraube.

All diese herkömmlichen Strukturen eines Plattenmotors sind für einen automatisierten Zusammenbau der Einzelteile, um einen sicheren paßgenauen Zusammenbau bei einfacher Konstruktion zu erreichen, nicht geeignet. Darüber hinaus führen alle diese bekannten Konstruktionen zu einem vergleichsweise großen Durchmesser der zentralen Plattenöffnung.

Plattenlaufwerke wie z. B. Magnetplattenlaufwerke werden in Laufwerke der unteren Leistungsklasse und der oberen Leistungsklasse klassifiziert. Die Laufwerke der unteren Leistungsklasse haben eine durchschnittliche Speicherkapazität und Leistung und sind preiswert. Die Laufwerke der oberen Leistungsklasse haben eine große Speicherkapazität und hohe Operationsgeschwindigkeit, sind aber teuer. Die Laufwerke der oberen Leistungsklasse rotieren viele Magnetplatten mit hoher Geschwindigkeit.

Die Laufwerke der oberen Leistungsklasse schließen komplizierte Herstellungsprozesse ein, da sie viele Magnetplatten um eine Spindel herum enthalten und da Köpfe, die auf einem Wagen montiert sind, zwischen die Platten eingefügt werden müssen. Es ist erforderlich, ein Magnetplattenlaufwerk der oberen Leistungsklasse vorzusehen, das eine einfache Struktur hat und durch eine kleine Anzahl von Prozessen montiert wird.

Ein herkömmliches Magnetplattenlaufwerk hat Magnetplatten, die als Aufzeichnungsmedien dienen, einen Spindelmotor zum Drehen der Platten mit einer spezifizierten Geschwindigkeit, Köpfe zum Schreiben und Lesen von Daten auf die und von den Platten, einen Betätiger zum Positionieren der Köpfe auf den Platten, und eine Basis (Gehäuse) zum Stützen des Spindelmotors und des Betätigers. Der Betätiger umfaßt einen Wagen, der die Köpfe trägt, und einen Schwingspulenmotor zum Antreiben des Wagens. Der Schwingspulenmotor besteht aus einem Stator, der an der Basis befestigt ist, und einem Rotor, der Teil des Wagens ist.

Die Formen der Basis oder des Gehäuses des Plattenlaufwerks sind in flach und wannenförmig klassifiziert. Eine notwendige Bedingung für die flache Basis ist, daß deren Oberfläche für die Montage eines Spindelmotors und eines Betätigers flach ist. Verfahren zum Montieren der flachen und wannenförmigen Plattenlaufwerke werden erläutert.

Zuerst wird das Plattenlaufwerk mit flacher Basis erläutert. Der Schaft eines Spindelmotors wird durch Druck oder mit einem Klebstoff an der flachen Basis befestigt. Magnetplatten werden an einer Nabe des Spindelmotors angebracht. Ein Stator eines Schwingspulen-motors wird an der Basis befestigt.

Ein Betätiger, der einen Wagen mit Köpfen hat, wird so auf die Basis montiert, daß die Köpfe die Platten nicht behindern können. Ein Schaftloch des Wagens wird mit einem Schaftloch der Basis ausgerichtet, und ein Rotationsschaft wird von der Unterseite der Basis in die Schaftlöcher eingesetzt. Der Wagen wird gedreht, um jede Platte sandwichartig zwischen den Köpfen anzuordnen. Zur gleichen Zeit wird der Rotor des Schwingspulenmotors integral mit dem Wagen in den Stator eingesetzt.

Eine Abdeckung wird auf der Basis angebracht, wobei eine Dichtung zwischen ihnen angeordnet wird. Obere Rotationsschäfte des Wagens und des Spindelmotors werden an der Abdeckung befestigt. Der Spindelmotor rotiert die Magnetplatten, und der Schwingspulenmotor schwingt den Wagen, um die Köpfe auf den Platten zu positionieren.

Es wird das Plattenlaufwerk mit wannenförmiger Basis erläutert. Ein Spindelmotor wird im voraus mit einem Flansch versehen. Der Spindelmotor hat eine Nabe, an der Magnetplatten angebracht werden. Eine wannenförmige Basis hat ein Loch zum Aufnehmen des Flansches.

Der Spindelmotor wird von einer ersten Stütze einer Vorrichtung getragen. Ein Betätiger wird aus einem Schwingspulenmotor und einem Wagen mit Köpfen hergestellt. Der Wagen wird so von einer zweiten Stütze der Vorrichtung getragen, daß die Köpfe die Platten nicht behindern können. Der Wagen wird gedreht, um jede Platte sandwichartig zwischen den Köpfen anzuordnen.

Die Vorrichtung mit dem Spindelmotor und dem Betätiger wird auf die wannenförmige Basis herabgesenkt, so daß der Flansch in das Loch der Basis eingelassen wird. Der Flansch wird an dem Loch befestigt, und der Wagen wird an der Basis fixiert.

Eine Abdeckung wird auf der Basis angebracht, wobei eine Dichtung zwischen ihnen angeordnet wird. Ein oberer Rotationsschaft des Spindelmotors und ein oberer Rotationsschaft des Betätigers werden an der Abdeckung angebracht. Der Spindelmotor rotiert die Magnetplatten, und der Schwingspulenmotor schwingt den Wagen, um die Köpfe auf den Platten zu positionieren.

Wie zuvor erwähnt, wird die flache Basis im voraus mit dem Spindelmotor versehen. Die Magnetplatten werden am Spindelmotor angebracht, und der Betätiger wird auf die Basis montiert. Danach wird der Betätiger gedreht, um jede Platte sandwichartig zwischen den Köpfen anzuordnen. Die flache Basis benötigt nämlich einen Raum zum Drehen des Betätigers, um die Köpfe in die Platten zu setzen. Mit anderen Worten, die Basis muß flach sein, um den Betätiger zu drehen, und Basen mit anderen Formen lassen dieses Montageverfahren nie zu. Die flache Basis ist nicht einsetzbar, um einen Spindelmotor zu stützen, der viele Platten mit hoher Geschwindigkeit dreht. Die flache Basis kann auf Grund eines Verklemmens während einer Servospurschreiboperation verwölbt werden. Die flache Basis hat eine niedrige Festigkeit und einen niedrigen Resonanzpunkt, um mit der Vibration der Lagerkugeln des Spindelmotors leicht mitzuschwingen. Dies kann einen Fehler bei der Servospurschreiboperation verursachen.

Andererseits wird bei dem Plattenlaufwerk mit wannenförmiger Basis der Spindelmotor verwendet, der mit dem Flansch versehen ist. Jede Magnetplatte auf dem Spindelmotor wird sandwichartig zwischen den Köpfen des Wagens außerhalb der Basis angeordnet. Danach werden der Spindelmotor und der Wagen auf die Basis montiert. Die wannenförmige Basis ist stärker als die flache Basis. Die wannenförmige Basis hat jedoch das große Loch, um den Flansch aufzunehmen. Daher ist ein Teil der Basis, wo der Flansch die Basis überlappt, dünn, um die Festigkeit der Basis zu verschlechtern. Der Spindelmotor mit dem Flansch ist strukturell kompliziert, so daß dessen Kosten erhöht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Struktur eines Plattenmotors zu schaffen, welche die Möglichkeit bietet, einen sicheren paßgenauen Zusammenbau der einzelnen Teile bei einfacher Konstruktion zu ermöglichen, wobei gleichzeitig ein vergleichsweise kleiner Durchmesser der zentralen Plattenöffnung gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Struktur eines Plattenmotors durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser spezifischen Struktur ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Längs der Neigung des Rockes 16 kann eine Düse 41 eines Spenders 40 eingesetzt werden, um ein magnetisches Fluid in einen Teil zu injizieren, wie weiter unten beschrieben wird.

Der Positionierer kann ein Paßteil haben, das an dem stationären Schaft gebildet ist, um den stationären Schaft horizontal zu positionieren. Eine Nut kann zwischen dem Rock und der Basis gebildet sein, um eine ringförmige Dichtung aufzunehmen. Der stationäre Schaft kann einen Hals haben, der der Nut zugewandt ist, um die ringförmige Dichtung zu stützen.

Jede Endfläche des stationären Schaftes hat ein axiales Gewindeloch, welches untere Gewindeloch mit einer Schraube an der Basis befestigt ist und welches obere mit einer Schraube an einer Abdeckung befestigt ist. Die Abdeckung ist an der Basis angebracht. Eines der Gewindelöcher erstreckt sich bis zu einer Zwischenposition zwischen den Lagern. Ein horizontales Loch ist quer durch den stationären Schaft gebildet, um mit dem verlängerten Loch und einem internen Raum in Verbindung zu stehen, der durch die zwei Lager, die Nabe und den stationären Schaft definiert ist. Die Schraube, die mit dem unteren Gewindeloch im Eingriff steht, hat ein axiales Lüftungsloch. Anstelle der Gewindelöcher kann wenigstens ein Gewinde um die Peripherie von wenigstens einem Ende des stationären Schaftes herum gebildet sein. Eine Mutter wird von außen am Gewinde angebracht, um den stationären Schaft am Gehäuse des Plattenlaufwerks zu befestigen. In diesem Fall ist ein Längsloch durch den Gewindeteil bis zu dem horizontalen Loch gebildet.

Die Dichtungen können jeweils eine magnetische Dichtung sein. Eine der Dichtungen kann eine magnetische Dichtung sein, und die andere kann eine Einfach- oder Mehrfachlabyrinthdichtung sein.

Es wird auch ein Verfahren zum Montieren eines Plattenlaufwerks beschrieben. Das Plattenlaufwerk ist gebildet aus einem Spindelmotor zum Drehen wenigstens einer Aufzeichnungsplatte, einem Wagen, der wenigstens einen Kopf hat, um Daten auf die Platten zu schreiben und von ihnen zu lesen, einem Schwingspulenmotor zum Antreiben des Wagens und einer Basis zum Stützen dieser Komponenten. Der Spindelmotor ist gebildet aus einem stationären Schaft, der von der Basis trennbar ist, einer Nabe, die als Rotor dient und die Platten stützt, einem Joch und Magneten, die unten an der Peripherie der Nabe angeordnet sind, Lagern, die oben und unten am stationären Schaft angeordnet sind, um die Nabe hinsichtlich des stationären Schaftes rotierbar zu stützen, Dichtungen, die oben und unten an den Lagern angeordnet sind, um das Innere der Nabe vor der Atmosphäre in dem Plattenlaufwerk abzudichten, einem Loch, das auf der Basis gebildet ist, um den stationären Schaft aufzunehmen, Statorspulen, die um das Loch der Basis herum konzentrisch angeordnet sind, um den Magneten zugewandt zu sein, wenn der stationäre Schaft in das Loch eingesetzt ist, und einem Positionierer, der an einer Verbindung zwischen dem stationären Schaft und dem Loch gebildet ist, um den stationären Schaft bezüglich der Basis zu positionieren.

Bei einem ersten Schritt des Verfahrens wird die Nabe mit den Platten durch die Lager auf den stationären Schaft montiert, werden das Joch und die Magneten unten an der Peripherie der Nabe angebracht und wird das Innere der Nabe mit den Dichtungen abgedichtet, um den Rotor herzustellen. Bei einem zweiten Schritt wird der Wagen mit den Köpfen hergestellt. Bei einem dritten Schritt wird die Statorspule um das Loch der Basis herum konzentrisch angeordnet. Bei einem vierten Schritt wird der Stator des Schwingspulenmotors auf der Basis installiert. Bei einem fünften Schritt werden der Rotor und der Wagen jeweilig an Tragschrauben einer Vorrichtung angebracht. Die Tragschrauben richten mit dem Paßloch des stationären Schaftes und dem Paßloch des Wagenschaftes aus, die auf der Basis gebildet sind. Bei einem sechsten Schritt wird die Vorrichtung mit dem Rotor und dem Wagen auf der Basis angeordnet und werden Schrauben in dem Paßloch des stationären Schaftes und dem Paßloch des Wagenschaftes befestigt, um den Rotor und den Wagen an der Basis zu befestigen.

Auf diese Weise sieht die vorliegende Erfindung die Struktur eines Bodenrotor-Spindelmotors vor, der aus einer diskreten Rotorbaugruppe und Basisbaugruppe besteht, welche Rotorbaugruppe einen stationären Schaft mit einem Positionierer und mit Magneten hat, welche Basisbaugruppe einen Stator zum elektromagnetischen Versehen der Magneten mit einem Drehmoment hat. Bevor die Baugruppen auf einer Basis installiert werden, können Magnetplatten an der Rotorbaugruppe angebracht werden und werden Köpfe für die Magnet platten angeordnet. Danach wird die Rotorbaugruppe in die Basisbaugruppe eingesetzt. Diese Struktur verbessert die Festigkeit der Basis, um den Spindelmotor stabil zu stützen, und sie wird mit niedrigen Kosten produziert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser verstanden, in denen:
1 eine Draufsicht ist, die ein Plattenlaufwerk gemäß einem Stand der Technik zeigt;
2A eine Montageansicht ist, die ein Plattenlaufwerk mit flacher Basis gemäß einem Stand der Technik zeigt, bei der ein Wagen mit einem Spindelmotor montiert wird;
2B eine Schnittansicht ist, die das montierte Plattenlaufwerk von 2A zeigt;
3A ein Plattenlaufwerk mit wannenförmiger Basis, das einen Spindelmotor mit einem Flansch hat, gemäß einem Stand der Technik zeigt, bei dem der Spindelmotor und ein Wagen gleichzeitig auf eine Basis montiert werden;
3B eine Schnittansicht ist, die das montierte Plattenlaufwerk von 3A zeigt;
4A eine Montageansicht ist, die einen Spindelmotor eines Plattenlaufwerks gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4B eine Schnittansicht ist, die den montierten Spindelmotor von 4A zeigt;
5A das Injizieren eines magnetischen Dichtungsmittels in den Spindelmotor von 4A zeigt;
5B eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Teil P von 5A zeigt;
6A eine Draufsicht ist, die die Statorspulen eines Spindelmotors zeigt, die auf einer Basis eines Plattenlaufwerks gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet sind;
6B eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Hals eines stationären Schaftes von 4A zeigt;
7A und 7B Schritte zum Montieren des Spindelmotors von 4A und 4B zeigen;
8A eine Montageansicht ist, die einen Spindelmotor eines Plattenlaufwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8B eine Schnittansicht ist, die den montierten Spindelmotor von 8A zeigt; und
9 eine vergrößerte Ansicht ist, die einen Teil einer Labyrinthdichtung von 8A und 8B zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevor die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben werden, erfolgt eine Erläuterung der herkömmlichen Struktur eines Spindelmotors in einem Plattenlaufwerk und eines Verfahrens zum Montieren des Plattenlaufwerks, das in 1 bis 3B gezeigt ist.
1 ist eine Draufsicht, die ein herkömmliches Magnetplattenlaufwerk 60 zeigt, bei dem eine Abdeckung entfernt ist. Das Plattenlaufwerk 60 hat Magnetplatten 61, einen Spindelmotor 62 zum Rotieren der Platten 61 mit spezifizierter Geschwindigkeit, Köpfe 63 zum Schreiben und Lesen von Daten auf die und von den Platten 61, einen Betätiger zum Positionieren der Köpfe 63 auf den Platten 61 und eine Basis (Gehäuse) 65 zum Stützen des Spindelmotors 62 und des Betätigers 64. Der Betätiger 64 besteht aus einem Wagen 66 zum Halten der Köpfe 63 und einem Schwingspulenmotor 67 zum Antreiben des Wagens 66. Der Schwingspulenmotor 67 besteht aus einem Stator 67S, der an der Basis 65 befestigt ist, und einem Rotor 67R, der einen Teil des Wagens 66 bildet.
Die Basis 65 kann eine flache Basis oder eine wannenförmige Basis sein. 2A und 2B zeigen ein Magnetplattenlaufwerk mit flacher Basis 70, und 3A und 3B zeigen ein Magnetplattenlaufwerk mit wannenförmiger Basis 80. Die Struktur eines Spindelmotors von jedem Plattenlaufwerk und ein Verfahren zum Montieren jedes Plattenlaufwerks werden erläutert.
In 2A wird der Spindelmotor 62 im voraus durch Druck oder mit einem Klebstoff an einer Basis 65F angebracht. Der Spindelmotor 62 hat eine Nabe, an der Magnetplatten 61 befestigt sind. Ein Stator 67S eines Schwingspulenmotors 67 ist an der Basis 65F befestigt.
Das Montieren des Plattenlaufwerks 70 wird erläutert. Ein Betätiger 64 mit einem Wagen 66, der mit Köpfen 63 versehen ist, wird so auf die Basis 65F montiert, daß die Köpfe 63 die Platten 61 nicht behindern können. Ein Schaftloch 68 des Wagens 66 wird mit einem Schaftloch 65H der Basis 65F ausgerichtet, und ein Rotationsschaft 69 wird von der unteren Seite der Basis 65F in das Loch 68 eingesetzt. Der Wagen 66 wird gedreht, um jede Platte 61 sandwichartig zwischen den Köpfen 63 anzuordnen. Zur gleichen Zeit wird ein Rotor 67R in den Stator 67S eingesetzt.
2B zeigt das komplettierte Plattenlaufwerk 70. Eine Abdeckung 71 ist auf der Basis 65F angebracht, wobei eine Dichtung 72 zwischen ihnen liegt. Ein oberer Rotationsschaft 73 wurde durch die Abdeckung 71 in den Wagen 66 eingesetzt. Der Spindelmotor 62 treibt die Platten 61 an, und der Schwingspulenmotor 67 schwingt den Wagen 66, um die Köpfe 63 auf einer Zielspur auf den Platten 61 zu positionieren.
3A zeigt das Magnetplattenlaufwerk 80 mit wannenförmiger Basis, das zu montieren ist. Ein Flansch 81 mit spezifizierter Größe wird im voraus an einem Spindelmotor 62 angebracht. Der Spindelmotor 62 hat eine Nabe, an der Magnetplatten 61 angebracht sind. Eine Basis 65B hat ein großes Loch 65A zum Aufnehmen des Flansches 81.
Es wird das Montieren des Plattenlaufwerks 80 erläutert. Eine Vorrichtung 90 hat eine erste Stütze 91, auf die der Spindelmotor 62 mit den Platten 61 gesetzt wird. Ein Betätiger 64 mit einem Wagen 66, der mit Köpfen 63 versehen ist, und einem Schwingspulenmotor 67 wird auf eine zweite Stütze 92 der Vorrichtung 90 gesetzt, so daß die Köpfe 63 die Platten 61 nicht behindern können. Der Wagen 66 auf der zweiten Stütze 92 wird gedreht, um jede Platte 61 sandwichartig zwischen den Köpfen 63 anzuordnen.
Die Vorrichtung 90 mit dem Spindelmotor 62 und dem Betätiger 64 wird auf die Basis 65B herabgesenkt, so daß der Flansch 81 mit dem Loch 65A in Eingriff gelangt. Der Flansch 81 wird an dem Loch 65A mit einer Schraube 82 befestigt, und der Wagen 66 wird mit einer Schraube 83 an derselben Basis 65B befestigt.
3B zeigt das komplettierte Plattenlaufwerk 80. Eine Abdeckung 84 ist auf der Basis 65B befestigt, wobei eine Dichtung 85 zwischen ihnen liegt. Ein oberer Rotationsschaft 87 wurde durch die Abdeckung 84 an dem Spindelmotor 62 befestigt, und ein oberer Rotationsschaft 86 wurde durch die Abdeckung 84 an dem Betätiger 64 befestigt. Der Spindelmotor 62 treibt die Platten 61 an, und der Schwingspulenmotor 67 schwingt den Wagen 66, um die Köpfe 63 auf einer Zielspur auf den Platten 61 zu positionieren.
Gemäß dem Plattenlaufwerk mit flacher Basis 70 von 2A und 2B wird der Spindelmotor 62 im voraus durch Druck oder mit einem Klebstoff auf die Basis 65F montiert. Die Magnetplatten 61 sind an dem Spindelmotor 62 angebracht, der Wagen 66 des Betätigers 64 wird mit dem Rotationsschaft 69 an der Basis 65F befestigt, und der Wagen 64 wird gedreht, um jede Platte 61 sandwichartig zwischen den Köpfen 63 anzuordnen. Daher muß ein Raum vorhanden sein, um die Köpfe 63 des Wagens 66 von den Platten 61 entfernt zu halten, wenn der Wagen 66 mit dem Rotationsschaft 69 an der Basis 65F befestigt wird. Deshalb muß die Basis 65F flach sein.
Die flache Basis 65F ist ungeeignet, falls der Spindelmotor 62 viele Platten 61 mit hoher Geschwindigkeit rotieren muß. Die flache Basis 65F kann auf Grund eines Verklemmens während einer Servospurschreib-(STW)-Operation verwölbt werden. Die Festigkeit der flachen Basis 65F ist niedrig, um mit der Vibration von sich bewegenden Kugeln der Lager des Spindelmotors 62 leicht mitzuschwingen. Dies kann einen Fehler bei der Servospurschreiboperation verursachen.
Gemäß dem wannenförmigen Plattenlaufwerk 80 von 3A und 3B ist der Spindelmotor 62 mit dem Flansch 81 versehen, um an der Basis 65B befestigt zu werden. Daher werden die Köpfe 63 außerhalb der Basis 65B zwischen den Platten 61 angeordnet, und dann werden sie auf die Basis 65B installiert. So ist die wannenförmige Basis 65B stärker als die flache Basis 65F.
Die wannenförmige Basis 65B muß jedoch das große Loch 65A haben, um den Flansch 81 aufzunehmen. Daher ist ein Teil der Basis 65B, wo die Basis den Flansch 81 überlappt, dünn, um die Festigkeit der Basis 65B zu verschlechtern. Die Struktur des Spindelmotors 62, der mit dem Flansch 81 versehen ist, ist kompliziert, wie in 3A und 3B gezeigt, so daß dessen Kosten erhöht sind.
Als nächstes werden die Struktur eines Spindelmotors für ein Magnetplattenlaufwerk und ein Verfahren zum Montieren des Plattenlaufwerks gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
Die allgemeine Struktur des Plattenlaufwerks der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen dieselbe wie jene des Magnetplattenlaufwerks 60 von 1 und wird deshalb nicht noch einmal erläutert. Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von dem Stand der Technik in der Struktur des Spindelmotors in dem Plattenlaufwerk.
4A ist eine Montageansicht, die den Spindelmotor 50 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 4B ist eine Schnittansicht, die den montierten Spindelmotor 50 zeigt.
Der Spindelmotor 50 hat einen stationären Schaft 10, der zwei Lager 12 stützt. Die Lager 12 stützen rotierbar eine Nabe 11. An dem oberen Ende der Nabe 11 stützt ein ringförmiger Halter 21 eine magnetische Dichtung 13. Magnetplatten 6, die durch Abstandhalter 27 getrennt sind, sind an der Peripherie der Nabe 11 angebracht. Eine Klemme 28 ist an dem oberen Ende der Nabe 11 mit Schrauben 29 befestigt, um die Magnetplatten 6 zu fixieren. Ein Joch 14 ist durch Verkeilen oder Haftung unten an der Nabe 11 angebracht. Magnete 15 haften an der Innenwand des Jochs 14.
Der stationäre Schaft 10 hat einen Rock 16 unter einer unteren magnetischen Dichtung 13. Der Boden des Rockes 16 ist zu der Längsachse des stationären Schaftes 10 orthogonal.
5A zeigt den Rock 16 und dessen Peripherie. Nachdem eine Rotorbaugruppe 51 komplettiert ist, wird eine Düse 41 eines Spenders 40 längs einer Neigung des Rockes 16 eingesetzt, um ein magnetisches Fluid 42 in einen Teil P zu injizieren. 5B zeigt die Einzelheiten des Teils P. Die magnetische Dichtung 13 besteht aus zwei Pol-Stücken 13A und 13B und einem Magnet 13C, der sandwichartig zwischen den Pol-Stücken 13A und 13B angeordnet ist. Das magnetische Fluid 42, das durch den Spender 40 injiziert wird, füllt Räume zwischen den Hall-Stücken 13A und 13B und der Peripherie des stationären Schaftes 10. Ein Protektor 26 ist zwischen dem oberen Ende der oberen magnetischen Dichtung 13 und der Klemme 28 angeordnet.
Gewindeschraublöcher 9 und 18 sind an den Endflächen des stationären Schaftes 10 längs der Achse des stationären Schaftes 10 gebildet. Das untere Loch 18 erstreckt sich nach oben, um ein vertikales Loch 19 zu bilden, das eine Zwischenposition zwischen den Lagern 12 erreicht. Das Loch 19 steht mit einem horizontalen Loch 20 in Verbindung, welches mit einem Raum S in Verbindung steht, der durch die Innenwand der Nabe 11, die Lager 12 und die Peripherie des stationären Schaftes 10 definiert ist.
Die Endfläche des Rockes 16 stößt auf die Basis 1, um den stationären Schaft 10 vertikal zu positionieren. Ein Teil des stationären Schaftes 10 unter dem Rock 16 ist präzise verarbeitet, um den stationären Schaft 10 bezüglich der Basis 1 horizontal zu positionieren.
Die Basis 1 hat eine Vertiefung 2 zum Aufnehmen eines Stators 22. Ein Vorsprung 3 ist in der Mitte der Vertiefung 2 gebildet. Der Vorsprung 3 hat ein Loch 4 und eine Nut 36. Ein O-Ring 17 ist um den stationären Schaft 10 herum angeordnet und wird von der Nut 36 aufgenommen. Der Stator 22 des Spindelmotors 50 ist um den Vorsprung 3 herum angeordnet. Der Stator 22 ist zum Beispiel ein 12poliger Magnet, der aus 12 Kernen 12A besteht, die jeweils mit einer Spule 12B bewickelt sind, wie in 6A gezeigt.
Ein Anschlußdraht 23 erstreckt sich von den Spulen 12B. Ein Anschlußloch ist im Boden der Vertiefung 2 der Basis 1 gebildet, und eine Isoliermuffe 24 ist in das Anschlußloch eingesetzt. Der Anschlußdraht 23 wurde durch das Anschlußloch auf die Außenseite der Basis 1 gezogen, wie in 4A gezeigt, und an eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) 25 gelötet, wie durch ein Bezugszeichen H angegeben. Das Anschlußloch ist mit einem Haftstoff abgedichtet.
Ein Teil des stationären Schaftes 10 unter dem Rock 16 bildet einen Hals 10N, wie in 6B gezeigt. Der Hals 10N hält den O-Ring 17 und steht mit dem Vorsprung 3 der Basis 1 im Eingriff. Der O-Ring 17 dichtet einen Raum zwischen dem Rock 16 und dem Vorsprung 3 ab.
Das Montieren des Spindelmotors 50 wird erläutert.
Die Rotorbaugruppe 51 von 5A wird zuerst montiert. Die Nabe 11 und die magnetischen Dichtungen 13 werden durch die Lager 12 an dem stationären Schaft 10 angebracht. Die Magnetplatten 6, zum Beispiel fünf Stück, mit den Abstandhaltern 27 werden auf die Nabe 11 montiert. Der Protektor 26 wird an der oberen magnetischen Dichtung 13 angebracht, und die Klemme 28 wird mit den Schrauben 29 befestigt.
Wie in 4A gezeigt, wird das Ende des stationären Schaftes 10 in das Loch 4 des Vorsprungs 3 der Basis 1 so eingesetzt, daß der Rock 16 auf das obere Ende des Vorsprungs 3 stößt. Die Schraube 30 wird in das Loch 4 von außen eingesetzt und im Gewindeloch 18 befestigt. Die Schraube 30 hat ein axiales Lüftungsloch 37. Wenn die Schraube 30 an der Basis 1 angebracht ist, wird der Innenraum S der Nabe 11 durch die Löcher 19, 20 und 37 belüftet.
Die Abdeckung 5 wird auf der Basis 1 angeordnet, um die Rotorbaugruppe 51 abzudecken. Die Schraube 8 wird durch das Loch 7 der Abdeckung 5 geführt und in dem Gewindeloch 9 befestigt, um die Abdeckung 5 an der Rotorbaugruppe 51 zu fixieren. 4B zeigt die Basis 1, die Rotorbaugruppe 51 und die Abdeckung 5 im montierten Zustand.
Ein Verfahren zum Montieren der Rotorbaugruppe 51 und einer Wagenbaugruppe 52 in ein Magnetplattenlaufwerk wird unter Bezugnahme auf 7A und 7B beschrieben.
Wie oben erläutert, werden die Nabe 11 und die magnetischen Dichtungen 13 durch die Lager 12 am stationären Schaft 10 angebracht. Zum Beispiel fünf Magnetplatten 6 und die Abstandhalter 27 werden auf der Nabe 11 installiert. Die Klemme 28 wird mit der Schraube 29 befestigt, um die Rotorbaugruppe 51 zu komplettieren. Zu der Zeit wird der Hals 10N unter dem Rock 16 des stationären Schaftes 10 mit dem O-Ring 17 versehen.
Ein Wagen 46 wird an einem stationären Schaft 45 durch Lager 47 angebracht. Köpfe 43 werden an den vorderen Enden von Armen 44 des Wagens 46 angebracht. Ein Rotor 54 eines Schwingspulenmotors ist mit dem Wagen 46 gegenüber den Armen 44 integral gebildet.
Die Rotorbaugruppe 51 und Wagenbaugruppe 52 werden auf die Vorrichtung 90 gesetzt. Die Vorrichtung 90 hat erste und zweite Stützen 91 und 92, die konstruiert sind, um mit den Rotationsachsen der Baugruppen 51 bzw. 52 auf der Basis 1 auszurichten. Die Rotorbaugruppe 51 wird auf die erste Stütze 91 gesetzt, und die Wagenbaugruppe 52 wird auf die zweite Stütze 92 gesetzt. Dabei wird die Wagenbaugruppe 52 so aufgesetzt, daß die Köpfe 43 die Platten 6 nicht behindern.
Die Wagenbaugruppe 52 auf der zweiten Stütze 92 wird so gedreht, daß die Köpfe 43 den Platten 6 zugewandt sein können.
Andererseits wird der Stator 22 des Spindelmotors 50 um den Vorsprung 3 auf der Basis 1 herum angeordnet, wie in 7A gezeigt, und verdrahtet. Ein Teil eines Stators 53 des Schwingspulenmotors ist an einem Ende der Basis 1 angeordnet.
Die Vorrichtung 90 mit der Rotorbaugruppe 51 und der Wagenbaugruppe 52 wird so bewegt, daß der stationäre Schaft 10 mit dem Loch 4 in dem Vorsprung 3 der Basis 1 ausgerichtet ist und der Schaft des Wagens 46 mit einem Loch 55 der Basis 1 ausgerichtet ist. Dann wird die Vorrichtung 90 mit der Rotorbaugruppe 51 und der Wagenbaugruppe 52 auf die Basis 1 herabgesenkt.
Die Schraube 30 wird von der unteren Seite der Basis 1 durch das Loch 4 geführt und am stationären Schaft 10 befestigt, wodurch die Rotorbaugruppe 51 an der Basis 1 fixiert wird. Eine Schraube 56 wird von der unteren Seite der Basis 1 durch das Loch 55 geführt, um den Schaft 45 der Wagenbaugruppe 52 an der Basis 1 zu fixieren.
Die Vorrichtung 90 wird entfernt. Der verbleibende Teil des Stators 53 des Schwingspulenmotors wird angeordnet. Die Abdeckung 5 wird auf der Basis 1 positioniert, wobei eine Dichtung 57 zwischen ihnen liegt. Die Rotorbaugruppe 51 wird an der Abdeckung 5 mit der Schraube 8 befestigt, und die Wagenbaugruppe 52 wird an der Abdeckung 5 mit einer Schraube 58 befestigt.
Wie oben erläutert, werden bei der ersten Ausführungsform die Köpfe 43 der Wagenbaugruppe 52 zwischen den Platten 6 der Rotorbaugruppe 51 außerhalb der Basis 1 angeordnet.
Die Basis 1 hat kein großes Flanschloch, und deshalb ist ihre Festigkeit ausreichend, um den Spindelmotor 50 stabil zu stützen. Die Struktur des Spindelmotors 50 mit der trennbaren Rotorbaugruppe 51 und dem Stator 22 ist einfach, um dessen Kosten zu reduzieren, und leicht auf der Basis 1 zu installieren.
8A ist eine Montageansicht, die einen Spindelmotor 50' eines Magnetplattenlaufwerks gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 8B ist eine Schnittansicht, die den montierten Spindelmotor 50' zeigt. In den Figuren sind dieselben Teile wie jene der 4A und 4B mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Der Spindelmotor 50' hat einen stationären Schaft 10, um den zwei Lager 12 angeordnet sind. Die Lager 12 stützen rotierbar eine Nabe 11. Eine magnetische Dichtung 13 ist an der oberen Innenwand der Nabe 11 mit einem ringförmigen Halter 21 angebracht. Eine Labyrinthdichtung 31 ist an der unteren Innenwand der Nabe 11 angeordnet. Magnetplatten 6 sind durch Abstandhalter 27 getrennt voneinander angeordnet und sind an der Peripherie der Nabe 11 mit einer Klemme 28 befestigt, die am oberen Ende der Nabe 11 mit Schrauben 29 fixiert wird. Ein Joch 14 ist durch Verkeilen oder Haftung an der Nabe 11 unter den Platten 6 befestigt. Eine spezifizierte Anzahl von Magneten 15 haftet an der Innenwand des Jochs 14.
Der stationäre Schaft 10 hat eine Erweiterung unter dem Lager 12. Ein Flansch 32 ist am unteren Ende der Erweiterung befestigt. Das untere Ende des Flansches 32 ist zu der Längsachse des stationären Schaftes 10 orthogonal. Das obere Ende des Flansches 32 hat ein Mehrfachlabyrinth. Eine Labyrinthdichtung 31 ist an der Innenwand der Nabe 11 angebracht, um der Erweiterung des stationären Schaftes 10 zugewandt zu sein. Die Labyrinthdichtung 31 hat ein Mehrfachlabyrinth, das dem Mehrfachlabyrinth auf dem Flansch 32 zugewandt ist.
9 ist ein vergrößerter Schnitt, der die Mehrfachlabyrinths auf der Labyrinthdichtung 31 und dem Flansch 32 zeigt. Zwischen den Mehrfachlabyrinths sind alternierende breite und schmale Lücken W und N vorhanden, um alternierende hohe und niedrige Drücke zu erzeugen, wenn die Dichtung 31 mit der Nabe 11 rotiert, um den Luftdurchtritt zu blockieren.
In 8A ist ein Gewindeloch 9 an einer oberen Endfläche des stationären Schaftes 10 gebildet. Die Mittellinie des Lochs 9 stimmt mit der Längsachse des stationären Schaftes 10 überein. Ein Gewinde 33 ist um ein unteres Ende des stationären Schaftes 10 herum gebildet. Der Boden des Schaftes 32, der zu der Längsachse des stationären Schaftes 10 orthogonal ist, stößt auf eine Basis 1, um den stationären Schaft 10 vertikal zu positionieren. Das untere Ende des stationären Schaftes 10 ist zum vertikalen Positionieren präzise verarbeitet.
Der stationäre Schaft 10 hat ein vertikales Loch 48, das an seinem unteren Ende beginnt, wo das Gewinde 33 gebildet ist. Das vertikale Loch 48 steht mit einem horizontalen Loch 20 in Verbindung.
Die Basis 1 hat eine Vertiefung 2 zum Aufnehmen eines Stators 22 des Spindelmotors 50'. Die Vertiefung 2 hat einen zentralen Vorsprung 3, der ein Loch 4 hat. Ein Mutterloch 38 ist angrenzend an das Loch 4 gebildet. Der Stator 22 ist um den Vorsprung 3 herum angeordnet. Der Stator 22 ist zum Beispiel ein 12poliger Elektromagnet, der aus 12 Kernen 12A besteht, die jeweils mit einer Spule 12B bewickelt sind, wie in 6A gezeigt.
Ein Ende der Spulen 12B ist mit einem Anschlußdraht 23 verbunden, der durch ein Anschlußloch, in das eine Isoliermuffe 24 eingesetzt ist, auf die Außenseite der Basis 1 gezogen wird. Der Anschlußdraht 23 wird an eine flexible gedruckte Schaltung 25 gelötet, wie durch ein Bezugszeichen H gekennzeichnet. Das Anschlußloch wird mit einem Haftstoff verschlossen.
Das Montieren des Spindelmotors 50' wird erläutert. Eine Rotorbaugruppe 51' wird zuerst montiert. Der Flansch 32, der das Mehrfachlabyrinth hat, wird an dem stationären Schaft 10 angebracht. Die Lager 12, die Nabe 11 und die magnetischen Dichtungen 13 werden an dem stationären Schaft 10 angebracht. Die Magnetplatten 6, zum Beispiel fünf Stück, mit den Abstandhaltern 27 werden an der Nabe 11 angebracht. Ein Protektor 26 wird an der oberen magnetischen Dichtung 13 befestigt, und die Klemme 28 wird mit den Schrauben 29 fixiert.
Das Gewinde 33, das an dem Ende des stationären Schaftes 10 gebildet ist, wird in das Loch 4 des Vorsprungs 3 der Basis 1 eingesetzt. Das Gewinde 33 ragt in das Mutterloch 38 hinein. Dabei stößt das untere Ende des Flansches 32 auf das obere Ende des Vorsprungs 3. Eine Mutter 34 wird von der Außenseite des Mutterlochs 38 an dem Gewinde 33 befestigt. Eine Dichtung 35 wird angebracht, um die Mutter 34 abzudecken.
Eine Abdeckung 5 wird über der Rotorbaugruppe 51' auf die Basis 1 gesetzt. Eine Schraube 8 wird durch ein Schaftloch 7 der Abdeckung 5 geführt und an dem Gewindeloch 9 befestigt, wodurch die Abdeckung 5 an der Rotorbaugruppe 51' fixiert wird, wie in 8B gezeigt.
Das Montieren der Rotorbaugruppe 51' in ein Magnetplattenlaufwerk ist genauso wie bei der ersten Ausführungsform der 7A und 7B und wird deshalb nicht noch einmal erläutert.
Wie zuvor erläutert, werden bei der zweiten Ausführungsform die Köpfe 43 des Wagens 52 zwischen den Platten 6 der Rotorbaugruppe 51' außerhalb der Basis 1 angeordnet. Die Basis 1 hat kein großes Flanschloch, und deshalb reicht ihre Festigkeit aus, um den Spindelmotor 50' stabil zu stützen. Die Struktur des Spindelmotors 50' mit der trennbaren Rotor baugruppe 51' und dem Stator 22 ist einfach, um dessen Kosten zu reduzieren, und ist leicht auf der Basis 1 zu installieren.
Erfindung sind nicht nur auf Magnetplattenlaufwerke sondern auch auf andere Plattenlaufwerke wie z. B. optische Plattenlaufwerke anwendbar.

Claims

Struktur eines Plattenmotors (50) in einem Plattenlaufwerk, welches Plattenlaufwerk den Plattenmotor (50) enthält, zum Drehen wenigstens einer Aufzeichnungsplatte (6), einen Wagen (52), der wenigstens einen Kopf (43) hat, um Daten auf die Platten (6) zu schreiben und/oder von ihnen zu lesen, und einen Motor (53, 54) zum Treiben des Wagens (52), welche Struktur enthält: eine Antriebsbasis (1) zum Stützen von wenigstens dem Wagen (52); einen stationären Schaft (10), der an der Antriebsbasis (1) trennbar befestigt ist; eine Nabe (11), die als Rotor dient und die Platten (6) stützt; Lager (12), die oben und am Boden am stationären Schaft (10) angeordnet sind, um die Nabe (11) hinsichtlich des stationären Schaftes (10) rotierbar zu stützen; Dichtungen (13, 31); die oben und/oder am Boden der Lager (12) angeordnet sind, wobei wenigstens die untere Dichtung eine ein Fluid ausweisende magnetische Dichtung ist, um das Innere der Nabe (11) vor der Atmosphäre in dem Plattenlaufwerk abzudichten; ein Loch (4), das auf der Antriebsbasis (1) gebildet ist, um den stationären Schaft (10) aufzunehmen; Magnete (15), die unterhalb der unteren Dichtung um die Nabe (11) angeordnet sind; und Statorspulen (22), die den Magneten (15) zugewandt sind; wobei der stationäre Schaft (10) unterhalb der unteren Dichtung (13) einen Rock (16) aufweist, der von dem Schaft (10) konisch vorsteht und dessen Basis sich senkrecht zur Achse des Schafts (10) erstreckt und als schaftseitige Positionierfläche ausgebildet ist, um den Schaft (10) in das Loch (4) einzupassen eine Positionierfläche auf Seiten der Antriebsbasis (1), die um das Loch (4) herum vorgesehen ist und der schaftseitigen Positionierfläche zugewandt ist, um den Schaft (10) zu positionieren und die sich senkrecht zur Achse des Loches (4) erstreckt; und eine Ringdichtung, die um das Loch (4) herum angeordnet ist, um den Raum zwischen den Positionierflächen zwischen der Schaftseite und der Antriebsbasisseite abzudichten.
Struktur nach Anspruch 1 bei der die schaftseitige Positionierfläche ferner ein paßgenaues Teil hat, das an dem stationären Schaft (10) gebildet ist, um den stationären Schaft (10) horizontal zu positionieren.
Struktur nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Nut (36) zwischen dem Rock (16) und der Antriebsbasis (1) gebildet ist, um die ringförmige Dichtung (17) aufzunehmen.
Struktur nach Anspruch 3, bei der der stationäre Schaft (10) einen Hals (10N) hat, der der Nut (36) zugewandt ist, um die Ringdichtung (17) zu stützen.
Struktur nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der jede Endfläche des stationären Schaftes (10) ein axiales Gewindeloch (9, 18) hat, das untere Gewindeloch (18) mit einer Schraube (30) an der Basis befestigt ist, das o bere Gewindeloch (9) mit einer Schraube (8) an einer Abdeckung (5) befestigt ist, die Abdeckung (5) an der Basis angebracht ist, eines der Gewindelöcher ein Verlängerungsloch (19) bis zu einer Zwischenposition zwischen den Lagern (12) hat, und ein horizontales Loch (20) quer durch den stationären Schaft (10) gebildet ist, um mit dem Verlängerungsloch (19) und einem internen Raum (S), der durch die zwei Lager (12), die Nabe (11) und den stationären Schaft (10) definiert ist, in Verbindung zu stehen.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Schraube (30), die mit dem unteren Gewindeloch (18) im Eingriff steht, ein axiales Belüftungsloch (37) hat.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der anstelle des Gewindelochs (18) wenigstens ein Gewinde (33) um die Peripherie von wenigstens einem Ende des stationären Schaftes (10) herum gebildet ist, so daß eine Mutter (34) von außen an dem Gewinde (33) befestigt ist, um den stationären Schaft (10) am Gehäuse des Plattenlaufwerks zu fixieren.
Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der ein Längsloch (48) durch den Gewindeteil (33) bis zu dem horizontalen Loch (20) gebildet ist.