DE19748150A1

DE19748150A1 - Spindelmotor mit Kontaktierung

Info

Publication number: DE19748150A1
Application number: DE19748150A
Authority: DE
Inventors: Georg Moosmann; Juergen Oelsch; King Hock Lee
Original assignee: PM DM GmbH; Precision Motors Deutsche Minebea GmbH
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: US6316855B1; JP4191896B2; JP2001522216A; DE19748150B4; WO1999023740A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Kontaktierung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Spindelmotoren werden z. B. zum Antrieb von Festplattenspeichern verwendet.

Es sind Spindelmotoren zum Antrieb von Festplattenspeichern bekannt (Figur A), mit einem feststehenden Grundflansch, der eine zentrale Spindel trägt. Es ist ferner eine Nabe vorgesehen, welche mittels geeigneten Lagern drehbar auf der Spindel gelagert ist und auf welcher mindestens eine Festspeicherplatte angeordnet ist. Am Innenumfang trägt die Nabe ein Magnetjoch mit einem Permanentmagneten, wobei gegenüberliegend ein Wicklungspaket angeordnet ist, welches durch einen Wicklungsträger am Grundflansch befestigt ist. Die elektrische Kontaktierung des Wicklungspaketes erfolgt mittels eines Anschlussteils, an welchem Anschlussfahnen angeordnet sind. Dieses Anschlussteil wird auf der Unterseite des Grundflansches befestigt und greift mittels eines Vorsprungs in eine im Grundflansch vorgesehene Ausnehmung. Im Vorsprung des Anschlussteils ist ebenfalls eine Ausnehmung vorgesehen, durch welche die vom Wicklungspaket kommenden Anschlussdrähte geführt werden und dann z. B. durch Umwickeln und Verlöten mit den Anschlußfahnen verbunden werden.

Nachteil der bisherigen Art der Kontaktierung ist, daß der Spindelmotor vor dem Anschluss der Anschlussdrähte komplett montiert vorliegen muß. Erst dann ist es möglich, die Anschlussdrähte manuell durch die vorgesehenen Ausnehmungen im Anschlussteil zu führen und mit den Anschlussfahnen zu verbinden.

Ein weiterer Nachteil ist, daß die Ausnehmungen, durch welche die Anschlussdrähte geführt werden, nach der Kontaktierung mittels einer Dichtmasse staubdicht und isolierend abgedichtet werden müssen.

Nachteilig ist auch, daß eine vollständige Umspritzung des Wicklungspaketes mit Isolationsmasse vor der Kontaktierung der Anschlussdrähte nicht möglich ist, da die Anschlussdrähte bis zum Montageschritt der Kontaktierung frei gehalten werden müssen.

Um den genannten Nachteilen zu begegnen, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Spindelmotor mit Kontaktierung gemäß der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß

- eine schnelle und einfache Kontaktierung möglich wird,
- ein Umspritzen des Wicklungspaketes vor der Kontaktierung möglich ist, und
- die geforderte Isolation und Abdichtung des Kontaktierungsbereiches gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß im/am Wicklungsträger Kontaktstifte vorgesehen sind, an deren einem freien Ende die Anschlussdrähte des Wicklungspaketes angeschlossen werden und deren anderes Ende durch die Ausnehmung im Grundflansch hindurchtritt und bei aufgesetztem Anschlussteil mit dem Anschlussfahnen verbunden werden kann.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß die Kontaktierung der Anschlussdrähte des Wicklungspaketes mit den Kontaktstiften bereits vor dem endgültigen Zusammenbau des Spindelmotors vorgenommen werden kann. Ferner kann das bereits mit dem Kontaktstiften kontaktiere Wicklungspaket vollständig umspritzt werden, ohne daß dies die spätere Kontaktierung mit den Anschlussfahnen erschwert oder beeinträchtigt.

Ein weitere Vorteil ist, daß die Kontaktierung der Achlussdrähte mit den jeweiligen Kontaktstiften vollkommen maschinell erfolgen kann. In einem ersten Schritt werden dabei die Anschlussdrähte maschinell um die Kontaktstifte gewickelt und in einem zweiten Schritt können diese Kontaktstellen dann z. B. durch maschinelles Löten verbunden werden.

In einer ersten Ausführungsform sind die Kontaktstifte innenseitig, d. h. im Bereich zwischen Wicklungspaket und Spindel, angeordnet.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kontaktstifte außenseitig, d. h. radial auswärts des Wicklungspakets, angeordnet. Dazu weist der Wicklungsträger ein außenseitiges Trägerteil auf, das im Bereich zwischen Rotormagnet der Nabe und dem Grundflansch angeordnet ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung des Spindelmotors;

Fig. 2 eine Ansicht der Kontaktanordnung von unten in Richtung des Pfeils II;

Fig. 3 ein Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 1, mit umspritztem Wicklungspaket;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Kontaktanordnung des Spindelmotors;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Wicklungsträger gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Anschlussteil gemäß Fig. 4;

Fig. 7 einen Schnitt durch das Anschlussteil gemäß Fig. 6 entlang der Linie VII-VII,

Fig. 8 einen Schnitt durch einen Spindelmotor für Festplattenspeicher nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Kontaktierung für einen Spindelmotor gezeigt. In Bezug auf Fig. 8 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Gegenüber der Ausführung gemäß Fig. 8 ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in oder am Wicklungsträger 11 nun mehrere Kontaktstifte 10 angeordnet sind. Vorzugsweise sind diese Kontaktstifte 10 in Bezug auf ihre Längsrichtung im Wicklungsträger 11 verschieblich angeordnet, also nicht starr mit dem Wicklungsträger 11 verbunden.

Der Wicklungsträger 11 ist derart ausgebildet, daß jeweils die oberen freien Enden der Kontaktstifte 10 über den Wicklungsträger hinausragen. Dadurch, daß die Kontaktstifte 10 entlang ihrer Längsachse vorzugsweise verschieblich ausgebildet sind, können diese so verschoben werden, daß das jeweils zu kontaktierende, obere Ende möglichst weit aus dem Wicklungsträger 11 hinausragt. Die Anschlussdrähte 14 des Wicklungspaketes können nun mit jeweils dem oberen freien Ende eines Kontaktstiftes 10 verbunden werden. Dazu werden die Anschlussdrähte 14 maschinell oder von Hand um die freien Enden der Kontaktstifte 10 gewickelt. Danach werden die Anschlußdrähte 14 im Lötbad oder manuell mit den Kontaktstiften 10 verlötet.

Nun kann das am Wicklungsträger 11 montierte bereits mit den Kontaktstiften 10 kontaktierte Wicklungspaket 8 in den Grundflansch 5 eingesetzt werden.

Die Kontaktstifte 10 sind dabei derart positioniert, daß sie jeweils mit ihrem unteren, freien Ende durch die Ausnehmung 12 in Grundflansch ragen. Nun kann das Anschlussteil 9 am Grundflansch 5 montiert werden, derart, daß die unteren freien Enden der Kontaktstifte 10 durch entsprechende Ausnehmungen 18 des am Grundflansch 5 befestigten Anschlussteiles 9 ragen. Die Anschlussfahnen 13 besitzen Bohrungen 17 oder alternativ Federkontakte, in welchen die Enden der Kontaktstifte 10 aufgenommen werden. Die Kontaktstifte 10 können dann mit den Anschlussfahnen 13 verlötet werden. Es entsteht eine Verbindung 16.

Bei Verwendung von Federkontakten ist eine lötfreie Kontaktierung zwischen Kontaktstiften 10 und Anschlussfahnen 13 möglich.

Eine Ansicht des Anschlussteils 9 mit den Anschlussfahnen 13 von unten zeigt Fig. 2. Man erkennt die einzelnen Anschlussfahnen 13 mit den zugeordneten Bohrungen 17 zur Aufnahme der Enden der Kontaktstifte 10.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2 entspricht.

Hier ist das Wicklungspaket 8 zusätzlich mit einer Kunststoffmasse 20 umspritzt, um bessere mechanische sowie elektrische Stabilität bzw. Sicherheit zu erreichen.

Die Umspritzung mit der Kunststoffmasse 20 erfolgt nach dem Anbringen und Verlöten der Anschlussdrähte 14 des Wicklungspakets 11 an den Kontaktstiften 10, jedoch vorzugsweise bevor das Wicklungspaket 8 in den Grundflansch 5 eingesetzt wird. Die später erfolgende Kontaktierung der Kontaktstifte 10 mit den Anschlussfahnen 13 wird durch das Umspritzen nicht beeinträchtigt, da das untere, freie Ende der Kontaktstifte 10 frei von Kunststoffmasse 20 bleibt.

Fig. 4 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Kontaktierung. Die Kontaktierung erfolgt hier weiter aussen (in radialer Richtung, ausgehend von der Spindel 1). Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausbildung des dafür vorgesehenen Wicklungsträgers 21 mit Kontaktstiften 24.

Wie aus den Fig. 4 und 5 hervorgeht, umfasst der Wicklungsträger 21 ein innenseitiges Trägerteil 22 und ein aussenseitiges Trägerteil 23 zwischen welchen der Wickelkern 26 aufgenommen ist. Im aussenseitigen Trägerteil 23 sind mehrere Kontaktstifte 24 angeordnet, die z. B. L-förmig abgewinkelt ausgebildet sein können. Diese Formgebung wurde u. a. aus Gründen der mechanischen Stabilität verwendet. Diese Kontaktstifte 24 sind demnach fest im äusseren Trägerteil 23 verankert und weisen lediglich ein freies, aus dem Wicklungsträger 23 herausragendes Ende auf.

Der Grundflansch 5 weist im Bereich der Kontaktstifte 24 wiederum eine Ausnehmung 27 auf, die jedoch im Verhältnis größer dimensioniert ist, als bei der Ausführung gemäß Fig. 1.

Die Anschlussdrähte 14 des Wicklungspaketes 8 werden nun direkt am Austrittsbereich des Kontaktstiftes 24 aus dem Wicklungsträger 21 angeschlossen. Dies erfolgt in bekannter Weise durch Umwickeln und Verlöten der Anschlussdrähte 14 mit den Kontaktstiften 24 und kann maschinell oder manuell geschehen.

Nach der Montage des Wicklungsträgers 11 mit Wicklungspaket 8 am Grundflansch 5 erstreckt sich das freie Ende der Kontaktstifte 24 durch die Ausnehmung 27 des Grundflansches 5.

Danach wird das Anschlussteil 28 mit Anschlussfahnen 29 aufgesetzt und das äußere Ende der Kontaktstifte 24 mit den Anschlussfahnen 29 kontaktiert. Dies erfolgt in oben beschriebener Weise durch Löten, Stecken oder Klemmen.

Fig. 6 zeigt das Anschlussteil 28 in Draufsicht. Man erkennt die Ausnehmungen 30 zur Durchführung der Kontaktstifte 24, sowie die einzelnen Anschlussfahnen 29 mit Kontaktierungsbereich.

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch das Anschlussteil 28 mit Anschlussfahnen 29 gemäß Fig. 6, entlang der Linie VI-VI.

Fig. 8 zeigt den Aufbau eines Spindelmotors nach dem Stand der Technik zum Antrieb von Festplattenspeichern. Der Spindelmotor besteht aus einem feststehenden Grundflansch 5, der eine zentrale Spindel 1 trägt. Es ist eine etwa glockenförmige Nabe 4 vorgesehen, welche mittels geeigneter Lager 2 drehbar auf der Spindel 1 gelagert ist und auf welcher mindestens eine Festspeicherplatte angeordnet ist. Die Lager 2 sind durch geeignete Dichtungsmittel 3 nach außen abgedichtet. Am Innenumfang trägt die Nabe 4 ein Magnetjoch 6 mit einem Permanentmagneten 7, wobei gegenüberliegend ein Wicklungspaket 8 angeordnet ist, welches durch einen Wicklungsträger 11 am Grundflansch 5 befestigt ist.

Die elektrische Kontaktierung des Wicklungspaketes 8 erfolgt mittels eines Anschlussteils 9, an welchem Anschlussfahnen 13 angeordnet sind. Dieses Anschlussteil 9 wird auf der Unterseite des Grundflansches 5 befestigt und greift mittels eines Vorsprungs 19 in eine im Grundflansch 5 vorgesehene Ausnehmung 12. Im Vorsprung 19 des Anschlussteils 9 ist ebenfalls eine Ausnehmung 18 vorgesehen, durch welche die vom Wicklungspaket 8 kommenden Anschlussdrähte 14 geführt werden und jeweils mit den Anschlußfahnen 13 verbunden werden können. Die Durchführung der Anschlussdrähte 14 wird mittels einer Dichtmasse 15 abgedichtet.

Bezugszeichenliste

1

Spindel

2

Lager

3

Dichtung

4

Nabe

5

Grundflansch

6

Joch

7

Magnet

8

Wicklungspaket

9

Anschlussteil

10

Kontaktstift

11

Wicklungsträger

12

Ausnehmung (im Grundflansch

5

)

13

Anschlussfahne

14

Anschlußdrähte

15

Dichtmasse

16

Verbindung

17

Bohrung (in Anschlussfahne

13

)

18

Ausnehmung (im Anschlußteil)

19

Vorsprung (von Anschlussteil)

20

Kunststoffmasse

21

Wicklungsträger

22

Trägerteil (innenseitig)

23

Trägerteil (aussenseitig)

24

Kontaktstift

25

Verbindung

26

Wickelkern

27

Ausnehmung (im Grundflansch)

28

Anschlussteil

29

Anschlussfahne

30

Ausnehmung (im Anschlussteil)

Claims

1. Spindelmotor mit Kontaktierung, bestehend aus einem feststehenden Grundflansch, der eine zentrale Spindel trägt, einer Nabe, welche mittels geeigneten Lagern drehbar auf der Spindel gelagert ist und auf welcher mindestens eine Festspeicherplatte angeordnet ist, und einem statorseitigen, mittels eines Wicklungsträgers am Grundflansch befestigten Wicklungspaket, welches gegenüberliegend eines Rotormagneten angeordnet ist, wobei die elektrische Kontaktierung des Wicklungspaketes mittels eines Anschlussteils erfolgt, an dem Anschlussfahnen angeordnet sind, an welchen die vom Wicklungspaket kommenden Anschlussdrähte angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß im/am Wicklungsträger (11; 21) Kontaktstifte (10; 24) angeordnet sind, welche eine direkte Kontaktierung zwischen den Anschlussdrähten (14) des Wicklungspaketes (8) und den Anschlussfahnen (13; 29) des Anschlussteiles (9; 28) herstellen.

2. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (10) als gerade, den Wicklungsträger (11) durchsetzende Stifte ausgebildet sind.

3. Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (24) als abgewinkelte, den Wicklungsträger (21) durchsetzende Stifte ausgebildet sind.

4. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlussdrähte (14) des Wicklungspakets (8) mit jeweils einem freien Ende der Kontaktstifte (10; 24) verbunden sind.

5. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlussdrähte (14) mit den Kontaktstiften (10; 24) verlötet sind.

6. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktstifte (10; 24) durch zugeordnete Ausnehmungen (18; 30) des Anschlussteiles (9; 28) bis zu den daran befestigten Anschlussfahnen (13; 29) erstrecken.

7. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (10; 24) durch Bohrungen (17) in den Anschlussfahnen (13) hindurchgeführt sind und mit den Anschlussfahnen (13) verlötet sind.

8. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (10) in axialer Richtung verschieblich im/am Wicklungsträger (11) angeordnet sind.

9. Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungspaket (8) mit einer Spritzmasse (20) umspritzt ist.