-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit,
die für
den drehenden Abschnitt eines so genannten mechanischen Präzisionsgerätes geeignet
ist, sowie einen Spindelmotor und einen Schwingarm für ein Festplattenlaufwerk,
das eine derartige Lagereinheit enthält.
-
Eine
Vielzahl von Strukturen von Lagereinheiten sind für die drehenden
Abschnitte von mechanischen Präzisionsgeräten bekannt.
Im Fall des in 7 gezeigten und aus der US-A-5547291
bekannten Standes der Technik enthält die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit
eine abgestufte Welle 41, die Wellenabschnitte 41a, 41b mit
vergrößertem und verkleinertem
Durchmesser hat, einen die abgestufte Welle umgebenden, muffenähnlichen
Außenlaufring 42 und
zwei Reihen von drehbaren Körpern 44, 45, die
zwischen dem Wellenabschnitt 41a mit vergrößertem Durchmesser
und dem muffenähnlichen
Außenlaufring 42 bzw.
einem um den Wellenabschnitt 41b mit verkleinertem Durchmesser
gesetzten Innenlaufring 43 und dem muffenähnlichen
Außenlaufring 42 angeordnet
sind.
-
In
einer derartigen zusammengesetzten Welle/Lagereinheit gemäß dem Stand
der Technik werden der zwischen dem Welleabschnitt mit vergrößertem Durchmesser
der Welle und dem muffenähnlichen
Außenlaufring
gebildete Spalt und derjenige zwischen dem Innenlaufring und dem
muffenähnlichen
Außenlaufring
mittels Abdichtplatten 46, 47 an der Außenseite
jeder von zwei Reihen von drehbaren Körpern geschlossen. Dies dient
dazu, zu verhindern, dass das um die drehbaren Körper, beispielsweise Kugeln 44, 45,
die Laufrillen 48a, 48b, 49a, 49b und
dem Käfig 50 vorhandene
Schmiermittel austritt.
-
In
der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit nach dem Stand der Technik
mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau tritt oftmals eine Verknappung des
Schmiermittels auf Grund der Verteilung desselben in den Raum A,
der zwischen den beiden Kugelreihen 44, 45 gebildet
ist, auf. Dies verursacht auch Laufgeräusche oder Vibrationen und
vermindert die Lebensdauer der Lagereinheit.
-
Wenn
ein Spindelmotor, der eine derartige zusammengesetzte Welle/Lagereinheit
nach dem Stand der Technik enthält,
als Antriebseinrichtung für eine
Festplattenlaufwerksvorrichtung verwendet wird, wandelt sich das
durch die Umdrehungen der Lagereinheit mit hoher Drehzahl in dem
Raum A verteilte Schmiermittel in einen Schmiermittelnebel um und
erzeugt Turbulenzen. Diese Turbulenzen erzeugen Geräusche oder
Vibrationen, die die Laufruhe und die Genauigkeit der Umdrehung
des Motors beeinträchtigen.
-
Ferner
ist es in der Schwingarm-Baugruppe, die als Schwingarm für die Festplattenlaufwerksvorrichtung
verwendet wird, erforderlich, den Magnetkopf exakt entlang der Oberfläche der
als magnetisches Speichermedium verwendeten Festplatte zu bewegen,
indem der Schwingarm exakt um die Achse geschwenkt wird. Eine Schwingarm-Baugruppe, die
eine zusammengesetzte Lagereinheit nach dem Stand der Technik enthält, neigt
jedoch dazu, Schwenkgeräusche
oder Vibrationen auf Grund der durch Alterung der zusammengesetzten
Lagereinheit bedingten Verschlechterungen zu erzeugen. Diese Schwenkgeräusche oder
Vibrationen führen
oftmals zum Plattencrash, wodurch die Zuverlässigkeit der Festplattenlaufwerksvorrichtung
beeinträchtigt
wird.
-
Demgemäß ist es
die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit
zu schaffen, die Abdichtmittel hat, um zu verhindern, dass um die
drehbaren Körper
vorhandenes Schmiermittel in den zwischen den Reihen der drehbaren
Körper
der Lager gebildeten Raum sowie nach außerhalb der Lagereinheit austritt,
und einen Spindelmotor und einen Schwingarm für eine Festplattenlaufwerksvorrichtung
zu schaffen, die eine derartige Lagereinheit enthält.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 definiert,
wird eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit geschaffen, die eine abgestufte
Welle enthält,
die einen Wellenabschnitt mit vergrößertem und verkleinertem Durchmesser hat,
einen die abgestufte Welle umgebenden muffenähnlichen Außenlaufring sowie zwei Reihen
drehbarer Körper,
die dazwischen angeordnet sind, wobei;
die drehbaren Körper der
ersten Reihe zwischen einer Außenrand-Rollaussparung
angeordnet sind, die direkt in einer Oberfläche des Außenrands des Wellenabschnitts
mit vergrößertem Durchmesser
ausgeformt ist, sowie einer ersten Innenrand-Rollaussparung, die
direkt in der Oberfläche
des Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings
ausgeformt ist,
die drehbaren Körper der zweiten Reihe zwischen
einer Außenrand-Rollaussparung
angeordnet sind, die im Außenrand
eines Innenlaufrings ausgeformt ist, der auf dem Wellenabschnitt
mit verkleinertem Durchmesser der abgestuften Welle passgenau aufsitzt,
sowie eine zweite Innenrand-Rollaussparung, die direkt in der Oberfläche des
Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings
ausgeformt ist,
sich an der in Längsrichtung liegenden Außenseite der
drehbaren Körper
der ersten Reihe eine erste äußere Abdichtplatte
in der Form eines Rings mit zentrischer Arbeitsöffnung zwischen der Oberfläche des Innenrands
des muffenähnlichen
Außenlaufrings
und der Oberfläche
des Außenrands
des Wellenabschnitts mit vergrößertem Durchmesser
befindet,
die erste äußere Abdichtplatte
an einem von entweder der Oberfläche
des Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings
oder der Oberfläche
des Außenrands des Wellenabschnitts mit vergrößertem Durchmesser
befestigt ist, mit einem kleinen radialen Zwischenraum zwischen
der Oberfläche
des Innen- oder Außenrands
der ersten äußeren Abdichtplatte und
dem anderen von entweder der Oberfläche des Außenrands des Wellenabschnitts
mit vergrößertem Durchmesser
oder der Oberfläche
des Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings,
um gemeinsam als Labyrinthdichtung zu wirken,
sich an der in
Längsrichtung
liegenden Außenseite der
drehbaren Körper
der zweiten Reihe eine zweite äußere Abdichtplatte
in der Form eines Rings mit zentrischer Arbeitsöffnung zwischen der Oberfläche des
Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings und
der Oberfläche
des Außenrands
des Innenlaufrings befindet,
die zweite äußere Abdichtplatte an einem
von entweder der Oberfläche
des Innenrands des muffenähnlichen Außenlaufrings
oder der Oberfläche
des Außenrands
des Innenlaufrings befestigt ist, mit einem kleinen radialen Zwischenraum
zwischen der Oberfläche
des Innen- oder Außenrands
der zweiten äußeren Abdichtplatte
und dem anderen von entweder der Oberfläche des Außenrands des Innenlaufrings oder
der Oberfläche
des Innenrands des muffenförmigen
Außenlaufrings,
um als Labyrinthdichtung zu wirken,
sich an der in Längsrichtung
liegenden Innenseite der drehbaren Körper der ersten Reihe eine
erste innere Abdichtplatte in der Form eines Rings mit zentrischer
Arbeitsöffnung
zwischen der Oberfläche
des Innenrands des muffenförmigen
Außenlaufrings
und der Oberfläche
des Außenrands
des Wellenabschnitts mit vergrößertem Durchmesser
befindet,
die erste innere Abdichtplatte an einem von entweder
der Oberfläche
des Innenrands des muffenähnlichen
Außenlaufrings
oder der Oberfläche
des Außenrands
des Wellenabschnitts mit vergrößertem Durchmesser
befestigt ist, mit einem kleinen radialen Zwischenraum zwischen
der Oberfläche
des Innen- oder Außenrands
der ersten inneren Abdichtplatte und dem anderen von entweder der
Oberfläche
des Außenrands
des Wellenabschnitts mit vergrößertem Durchmesser
oder der Oberfläche
des Innenrands des muffenförmigen
Außenlaufrings,
um als Labyrinthdichtung zu wirken,
sich an der in Längsrichtung
liegenden Innenseite der drehbaren Körper der zweiten Reihe eine
zweite innere Abdichtplatte in der Form eines Rings mit zentrischer
Arbeitsöffnung
zwischen der Oberfläche
des Innenrands des muffenförmigen
Außenlaufrings
und der Oberfläche
des Außenrands
des Innenlaufrings befindet, und
die zweite innere Abdichtplatte
an einem von entweder der Oberfläche
des Innenrands des muffenförmigen
Außenlaufrings
oder der Oberfläche
des Außenrands
des Innenlaufrings befestigt ist, mit einem kleinen radialen Zwischenraum
zwischen der Oberfläche des
Innen- oder Außenrands
der zweiten inneren Abdichtplatte und dem anderen von entweder der
Oberfläche
des Außenrands
des Innenlaufrings oder der Oberfläche des Innenrands des muffenförmigen Außenlaufrings,
um als Labyrinthdichtung zu wirken.
-
Weitere
optionale Merkmale der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit sind
in den Ansprüchen
2 und 3 definiert.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Spindelmotor
geschaffen, der eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit wie definiert
enthält.
Die Rotornabe, d.h. das drehende Element des Spindelmotors ist so
ausgelegt, dass sie durch die zusammengesetzte Lagereinheit auf
dem Sockel des Motors gelagert ist.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Schwingarm-Baugruppe zur
Verwendung mit einer Festplattenlaufwerksvorrichtung geschaffen,
die eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit wie definiert enthält. Die
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit ist in einen zylindrischen Abschnitt
eingesetzt, der den Sockel des Schwingarms bildet, um den Schwingarm
schwenkbar zu lagern.
-
Verschiedene
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine
Längsschnittansicht
ist, die eine zusammengesetzte Welle/Lagereinheit zeigt, die die vorliegende
Erfindung verkörpert;
-
2 eine
Längsschnittansicht
ist, die eine weitere Ausführungsformen
der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
und
-
3 eine
Längsschnittansicht
ist, die einen Spindelmotor zeigt, der die vorliegende Erfindung verkörpert;
-
4 eine
Längsschnittansicht
ist, die eine weitere Ausführungsform
des Spindelmotors gemäß vorliegender
Erfindung zeigt;
-
5 eine
Längsschnittansicht
ist, die eine Schwingarm-Baugruppe zeigt, die die vorliegende Erfindung
verkörpert;
-
6 eine
Längsschnittansicht
ist, die eine weitere Ausführungsform
der Schwingarm-Baugruppe gemäß vorliegender
Erfindung zeigt; und
-
7 eine
Längsschnittansicht
ist, die die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit gemäß dem Stand
der Technik zeigt.
-
Eine
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit gemäß der ersten und der zweiten
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
-
Erste Ausführungsform
-
Wie
aus 1 ersichtlich ist, enthält die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit
gemäß der ersten
Ausführungsformen
eine abgestufte Welle 1, die einen Wellenabschnitt 1a mit
vergrößertem Durchmesser
und einen Wellenabschnitt 1b mit verkleinertem Durchmesser,
einen die abgestufte Welle umgebenden zylindrischen muffenähnlichen
Außenlaufring
und zwei Reihen von dazwischen liegenden Wälzkörpern, wie z. B. Kugeln 3, 4,
aufweist.
-
Die
Kugeln 3 der ersten Reihe (die linke Reihe in 1)
sind zwischen einer Außenrand-Rollaussparung 5,
die direkt um die äußere Umfangsfläche des
Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser der abgestuften
Welle 1 gebildet ist, und einer ersten Innenrand-Rollaussparung 6a,
die direkt in der Innenrand-Rollaussparung des muffenähnlichen Außenlaufrings 2 geformt
ist, angeordnet.
-
Die
Kugeln 4 der zweiten Reihe (die rechte Reihe in 1)
sind zwischen einer Außenrand-Rollaussparung 8,
die um die äußere Umfangsfläche eines
passgenau über
den Wellenabschnitt 1b mit verkleinertem Durchmesser der
abgestuften Welle 1 gesetzten Innenlaufrings 7 geformt
ist, und einer zweiten Innenrand-Rollaussparung 6b angeordnet,
die direkt in der inneren Umfangsfläche des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 gebildet
ist.
-
Der
Außendurchmesser
des Innenlaufrings 7 ist im wesentlichen identisch mit
demjenigen des Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser, so
dass als Kugeln 3, 4 der ersten und der zweiten Reihe
Kugeln mit gleichem Durchmesser verwendet werden können.
-
Der
Innenlaufring 7 kann so an der Welle angebracht sein, dass
ein Raum 9 zwischen einem inneren Rand des Innenlaufrings
und der Oberfläche einer
Schulter, die zwischen dem vergrößertem Abschnitt
und dem verkleinertem Abschnitt der Welle gebildet ist, verbleibt.
-
Am
linken Ende der Lageranordnung, d.h. an einem Ende auf der linken
Seite der ersten Reihe von Kugeln 3, ist eine erste, in
Längsrichtung äußere Abdichtplatte 10 vorgesehen,
um den zwischen dem Wellenabschnitt 1a mit vergrößertem Durchmesser und
dem muffenähnlichen
Außenlaufring 2 gebildeten
Spalt abzudichten. An dem rechten Ende der Lageranordnung, d.h.
an dem anderen Ende auf der rechten Seite der zweiten Reihe von
Kugeln 4, ist eine zweite, in Längsrichtung äußere Abdichtplatte 11 vorgesehen,
um den zwischen dem Innenlaufring 7 und dem muffenähnlichen
Außenlaufring 2 gebildeten
Spalt abzudichten. Die äußeren Abdichtplatten 10, 11 sind
ringförmig
und haben eine durchgehende zentrale Arbeitsöffnung. Die äußeren Umfänge der äußeren Abdichtplatten 10, 11 sind
so ausgelegt, dass sie in Innenrand-Rillen 12a, 12b eingesetzt
werden können,
die in der inneren Umfangsfläche
des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 gebildet
sind.
-
Der
Innendurchmesser der zentralen Arbeitsöffnung der äußeren Abdichtplatte 10 ist
geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
des Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser, um einen
geringen Spalt dazwischen freizulassen, um eine Labyrinthdichtungsfunktion
zu schaffen.
-
Der
Innendurchmesser der zentralen Arbeitsöffnung der äußeren Abdichtplatte 11 ist
geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
des Innenlaufrings 7, um einen geringen Spalt dazwischen
freizulassen, um eine Labyrinthdichtungsfunktion zu schaffen.
-
Die
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit enthält ferner eine erste und eine
zweite in Längsrichtung
innere Abdichtplatte 13, 14. Die erste innere
Abdichtplatte 13 ist an der rechten Seite der ersten Reihe
von Kugeln 3 angeordnet, und die zweite innere Abdichtplatte 10 ist
an der linken Seite der zweiten Reihe von Kugeln 4 angeordnet.
-
Diese
inneren Abdichtplatten 13, 14 sind ebenfalls ringförmig und
haben eine durchgehende zentrale Arbeitsöffnung. Die äußeren Umfänge der inneren
Abdichtplatten 13, 14 sind in Innenrand-Rillen 15a, 15b eingesetzt,
die in der inneren Umfangsfläche
des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 gebildet
sind.
-
Eine
Außenrand-Labyrinthaussparung 16 ist um
den Wellenabschnitt 1a mit vergrößertem Durchmesser an der Position
gebildet, an der die durch die erste innere Abdichtplatte 13 bestimmte
radiale Ebene die Welle 1 schneidet. Der innere Durchmesser der
inneren Abdichtplatte 13 ist im wesentlichen gleich oder
geringfügig
größer als
der Außendurchmesser
des Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser, um zu verhindern,
dass die erste innere Abdichtplatte die Welle berührt und
um eine Labyrinthdichtungsfunktion mit der Labyrinthaussparung 16 zu
schaffen.
-
Sollte
die innere Abdichtplatte 13 mit oder aus einem elastischen
Material gebildet sein, beispielsweise Synthetikgummi, kann eine
Verbesserung der Labyrinthdichtungsfunktion durch das Reduzieren
des Innendurchmessers der Öffnung
auf einen Durchmesser erzielt werden, der geringfügig kleiner als
der Außendurchmesser
des Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser ist.
-
Der
innere Umfang der zweiten inneren Abdichtplatte 14 ist
einem Raum 9 gegenüberliegend angeordnet,
der zwischen dem inneren Ende des Innenlaufrings 7 und
der Oberfläche
der Schulter gebildet ist. Der Innendurchmesser der inneren Abdichtplatte 14 ist
im wesentlichen gleich dem oder geringfügig größer als der Außendurchmesser
des Wellenabschnitts 1a mit vergrößertem Durchmesser, um zu verhindern,
dass die innere Abdichtplatte mit dem Innenlaufring oder der Welle
in Berührung
kommt und um eine Labyrinthdichtungsfunktion zu schaffen.
-
Sollte
die innere Abdichtplatte 14 ebenfalls aus oder mit einem
elastischen Material gebildet sein, wie z. B. Synthetikgummi, kann
eine Verbesserung der Labyrinthdichtungsfunktion durch das Reduzieren
des Innendurchmessers der Öffnung
auf einen Durchmesser erzielt werden, der geringfügig kleiner als
der Außendurchmesser
des Innenlaufrings 7 ist.
-
Die
mit Bezugszeichen 20 bezeichneten Elemente sind Kugelkäfige.
-
Der
Montagevorgang der zusammengesetzten Lagereinheit gemäß der vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsform
wird wie folgt ausgeführt.
-
Die äußeren Umfangsränder der
inneren Abdichtplatten 13 und 14 werden in die
inneren Umfangsnuten 15a, 15b des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 eingesetzt,
die abgestufte Welle 1 wird in den muffenähnlichen
Außenlaufring 2 eingeführt und anschließend wird
der Innenlaufring 7 auf den Wellenabschnitt 1b mit
verkleinertem Durchmesser der abgestuften Welle passgenau aufgeschoben.
-
Anschließend wird
die abgestufte Welle 1 innerhalb des muffenähnlichen
Außenlaufrings
radial verschoben, um einen Spalt zu bilden, der größer ist als
der Durchmesser der Kugeln 3, 4, und anschließend werden
diese Kugeln durch diesen Spalt geladen.
-
In
diesem Schritt des Montagevorgangs ist die innere Abdichtplatte 13,
die an der in Längsrichtung
inneren Seite der Kugeln 3 der ersten Reihe befestigt ist,
so ausgelegt, dass sie in die Außenrand-Labyrinthaussparung 16 eintritt,
und die an der in Längsrichtung
inneren Seite der Kugeln 4 der zweiten Reihe befestigte
innere Abdichtplatte 14 ist so ausgelegt, dass sie in den
zwischen dem inneren Rand des Innenlaufrings 7 und der
Oberfläche
der Schulter gebildeten Raum 9 eintritt, so dass die zweiten
inneren Abdichtplatten sich nicht störend auf die radiale Verschiebung
der abgestuften Welle auswirken und das Laden der Kugeln 3, 4 ohne
weiteres ausgeführt
werden kann.
-
Nach
dem Laden einer vorbestimmten Anzahl von Kugeln werden die Kugeln
mittels Kugelkäfigen 20 im
gleichen Abstand zueinander angeordnet und anschließend wird
der Innenlaufring 7 mit dem Wellenabschnitt mit verkleinertem
Durchmesser unter einem vorbestimmten Druck verbunden oder anderweitig
an diesem befestigt, und die äußeren Abdichtplatten 10, 11 werden
ebenfalls in die inneren Umfangsnuten 12a, 12b des
muffenähnlichen
Außenlaufrings
eingesetzt und an diesem befestigt.
-
Zweite Ausführungsform
-
Obgleich
die innere und die äußere Abdichtplatte,
die auf den gegenüberliegenden
Seiten der Kugeln 3 der ersten Reihe angeordnet sind, in
der Ausführungsform
aus 1 in der inneren Umfangsfläche des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 angebracht
sind, können
alternativ die innere und die äußere Abdichtplatte
an dem Wellenabschnitt 1a mit vergrößertem Durchmesser montiert
sein, wie 2 zeigt.
-
Ein
Paar von Außenrandrillen 17a, 17b ist distal
und proximal von der Außenrand-Rollaussparung 5 gebildet,
die in dem Wellenabschnitt 1a mit vergrößertem Durchmesser gebildet
ist. Innenrand-Labyrinthaussparungen 18a, 18b sind
in den Abschnitten der inneren Umfangsfläche des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 gebildet,
die von den radialen Ebenen geschnitten werden, welche die Außenrandrillen
einschließen.
Eine äußere und
eine innere Abdichtplatte 19a, 19b, die eine zentrale
Arbeitsöffnung
haben, sind jeweils an ihrem inneren Umfangsrand in die Außenrandrillen 17a, 17b eingesetzt.
Der Außendurchmesser
der Abdichtplatten 19a, 19b ist im wesentlichen
gleich oder geringfügig kleiner
als der Innendurchmesser des muffenähnlichen Außenlaufrings 2, um
zu verhindern, dass die inneren Abdichtplatten in Berührung mit
dem muffenähnlichen
Außenlaufring
kommen und um die Labyrinthdichtungsfunktion zu schaffen.
-
Sollten
sowohl die äußere als
auch die innere Abdichtplatte 19a, 19b mit einem
oder aus einem elastischen Material gebildet sein, wie z. B. Synthetikgummi,
kann eine Verbesserung der Labyrinthdichtungsfunktion durch Vergrößern des
Außendurchmessers
der Abdichtplatten auf einen Durchmesser erzielt werden, der geringfügig größer ist
als der Innendurchmesser des muffenähnlichen Außenlaufrings 2.
-
Der
Montagevorgang der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit gemäß der vorstehend
beschriebenen zweiten Ausführungsform
wird angepasst, um wie folgt ausgeführt zu werden.
-
Der
innere Umfangsrand der inneren Abdichtplatte 19b wird in
die äußere Umfangsnuten 17b eingesetzt,
die in dem Wellenabschnitt 1a mit vergrößertem Durchmesser innerhalb
der Außenrand-Rollaussparung 5 gebildet
ist, und der äußere Umfangsrand
der inneren Abdichtplatte 14 wird in die innere Umfangsnut 15b des
muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 eingesetzt.
Anschließend
wird die abgestufte Welle 1 mit der ersten inneren Abdichtplatte
in den muffenähnlichen
Außenlaufring 2 eingesetzt
und der Innenlaufring 7 wird auf den Wellenabschnitt 1b mit verkleinertem
Durchmesser der abgestuften Welle aufgeschoben.
-
Anschließend wird
die abgestufte Welle 1 innerhalb des muffenähnlichen
Außenlaufrings
radial verschoben, um dazwischen einen Spalt zu bilden, der größer ist
als der Durchmesser der Kugeln 3, 4, woraufhin
diese Kugeln durch diesen Spalt in die innere und die äußere Laufrille
geladen werden.
-
In
diesem Schritt des Montagevorgangs ist die innere Abdichtplatte 19b,
die an der in Längsrichtung
inneren Seite der Kugeln 3 der ersten Reihe befestigt ist,
so ausgelegt, dass sie in die Innenrand-Labyrinthaussparung 18b eintritt,
und die innere Abdichtplatte 14, die an der in Längsrichtung
inneren Seite der Kugeln 4 der zweiten Reihe befestigt
ist, ist so ausgelegt, dass sie in den zwischen der inneren Endfläche des
Innenlaufrings 7 und der Oberfläche der Schulter gebildeten
Raum 9 eintritt, so dass die inneren Abdichtplatten sich
nicht störend
auf die radiale Verschiebung der abgestuften Welle auswirken und
das Laden der Kugeln 3, 4 problemlos durchgeführt werden
kann.
-
Nachdem
die vorbestimmte Anzahl von Kugeln geladen wurde, werden die Kugeln
mittels Kugelkäfigen 20 im
gleichen Abstand zueinander angeordnet. Anschließend wird der Innenlaufring 7 an dem
Wellenabschnitt mit verkleinertem Durchmesser unter einem vorbestimmten
Druck verbunden oder anderweitig daran befestigt, die äußere Abdichtplatte 19a wird
in die äußere Umfangsnut 17a des
vergrößerten Wellenabschnitts 1a eingesetzt
und die äußere Abdichtplatte 11 wird
in die innere Umfangsnut 12b des muffenähnlichen Außenlaufrings 2 eingesetzt und
daran befestigt.
-
Obgleich
in der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform
Kugeln als Wälzkörper verwendet werden,
könnten
alternativ auch Rollen verwendet werden, um die gleiche Funktion
zu erzielen.
-
Ausführungsform des Spindelmotors
-
Der
Spindelmotor für
eine Festplattenlaufwerksvorrichtung, der die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit
gemäß der vorstehend
beschriebenen ersten Ausführungsform
enthält,
wird nachfolgend unter Bezug auf 3 beschrieben.
-
Eine
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit 23 ist zentral auf
einem Sockel 21 so befestigt, dass sie von diesem vertikal
verläuft,
wobei ein Wellenabschnitt mit vergrößertem Durchmesser des Lagers
an seinem unteren Ende angeordnet ist. Der Sockel 21 ist
an seinem äußeren Umfang
mit einem Flansch 22 versehen. Eine Rotornabe 24,
d.h. ein rotierendes Element des Motors, enthält an ihrer zentralen unteren
Oberfläche
einen zylindrischen zentralen Abschnitt 25, der eine obere
und eine untere Öffnung hat.
Der zylindrische Abschnitt ist einstückig mit der Rotornabe unter
Verwendung desselben Elements gebildet. Der zylindrische Abschnitt 25 ist über den muffenähnlichen
Außenlaufring 2 der
zusammengesetzten Welle/Lagereinheit 23 gesetzt.
-
Die
Rotornabe 24 ist um ihren äußeren Umfang mit einem nach
unten herabhängenden
Flansch 26 versehen, der einen Plattenmontageabschnitt
für die
Platte bzw. die Platten der Festplattenlaufwerksvorrichtung aufweist.
Die innere Umfangsfläche
des nach unten hängenden
Flansches ist mit Rotormagneten 27 versehen, die aus Permanentmagneten
gebildet sind.
-
Statoren 30,
die mit jeweiligen Wicklungen 29 bewickelt sind, sind um
einen Jochhalter 28 befestigt, der einstückig mit
dem Sockel von diesem nach oben verlaufend geformt ist, sodass ein
geringfügiger Spalt
zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt
der Statoren und der inneren Umfangsfläche der Rotormagneten 27 verbleibt.
In diesem Zusammenhang ist die Rotornabe so ausgelegt, dass sie
durch Versorgen der Wicklungen 29 mit Energie drehend angetrieben
wird.
-
Der
Montagevorgang des die vorliegende Erfindung verkörpernden
Spindelmotors wird wie nachfolgend beschrieben durchgeführt.
-
Die
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit 23 wird innerhalb des
zentralen zylindrischen Abschnitts der Rotornabe 24 eingepresst
und verklebt. Die Basis bzw. das untere Ende des Wellenabschnitts 1a der
abgestuften Welle 1 der zusammengesetzten Lagereinheit
wird innerhalb der Bohrung des Sockels 21 eingepresst und
verklebt.
-
In
dem vorstehend beschriebenen Fall ist die abgestufte Welle 1 der
zusammengesetzten Welle/Lagereinheit so ausgelegt, dass sie an dem
Sockel 21 befestigt wird, sodass der muffenähnlichen
Außenlaufring 2 so
ausgelegt ist, dass er zusammen mit der Rotornabe 24 gedreht
wird, d. h., es handelt sich bei dem Spindelmotor um eine Bauart
mit feststehender Welle. Ein Spindelmotor der Bauart mit rotierender
Welle kann auch die zusammengesetzte Lagereinheit enthalten. In
diesem Fall ist die Muffe 2 an dem Sockel 21 befestigt
und die abgestufte Welle 1 ist so ausgelegt, dass sie zusammen
mit der Rotornabe 24 in Umdrehung versetzt wird.
-
Obgleich
ferner die in 1 gezeigte zusammengesetzte
Welle/Lagereinheit gemäß der ersten Ausführungsform
in dem Spindelmotor verkörpert
ist, kann auch die in 2 gezeigte zusammengesetzte Welle/Lagereinheit 23' gemäß der zweiten
Ausführungsform
verwendet werden, wie 4 zeigt.
-
Ausführungsform der Schwingarm-Baugruppe
-
Eine
Schwingarm-Baugruppe für
eine Festplattenlaufwerksvorrichtung ist in 5 gezeigt.
Die Schwingarm-Baugruppe enthält
die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform.
-
Eine
Basis oder ein zylindrischer Abschnitt 34 des Schwingarms 33 ist
an dem muffenähnlichen Außenlaufring 32 der
zusammengesetzten Lagereinheit 31 befestigt. Der Schwingarm 33 hat
Halterungen 35 zum Tragen der Magnetköpfe der Festplattenlaufwerksvorrichtung
an seinem distalen Abschnitt.
-
Die
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit 31 ist innerhalb der
Bohrung 36 des zylindrischen Abschnitts 34 eingepresst
und verklebt, wobei Klebstoff zwischen der Oberfläche des
Außenrands
des muffenähnlichen
Außenlaufrings 2 und
der inneren Umfangsfläche
der Bohrung der Nabe 34 eingebracht wird.
-
In
der Schwingarm-Baugruppe mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau
sind Magnetköpfe (nicht
dargestellt) so ausgelegt, dass sie an den Halterungen 35 angebracht
werden, und das untere Ende des Wellenabschnitts 1a mit
vergrößertem Durchmesser
der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit 31 ist an dem
Sockel (nicht dargestellt) der Festplattenlaufwerksvorrichtung befestigt.
Die Schwingarm-Baugruppe kann mittels einer geeigneten Betätigungseinrichtung
um die Welle bewegt werden.
-
Die
vorstehend beschriebene Schwingarm-Baugruppe entspricht der Bauart
mit feststehender Welle, wobei der zylindrische Abschnitt 34 des Schwingarms
um den muffenähnlichen
Außenlaufring
der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit angebracht ist und die
abgestufte Welle an dem Sockel der Festplattenlaufwerksvorrichtung
befestigt ist. Eine Schwingarm-Baugruppe der Bauart mit drehender
Welle kann ebenfalls die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit enthalten.
In diesem Fall ist der zylindrische Abschnitt 34 an der
abgestuften Welle befestigt und der muffenähnliche Außenlaufring ist an dem Sockel
der Festplattenlaufwerksvorrichtung befestigt.
-
In
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Schwingarm-Baugruppe
wird die in 1 gezeigte zusammengesetzte
Welle/Lagereinheit verwendet. Alternativ kann eine in 2 gezeigte
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit verwendet werden.
-
Vorteile oder Auswirkungen,
die durch die Verwendung der die vorliegende Erfindung verkörpernden zusammengesetzten
Welle/Lagereinheit erzielt werden
-
Die
zusammengesetzte Welle/Lagereinheit, die die vorliegende Erfindung
verkörpert,
enthält
Abdichtplatten an den in Längsrichtung
inneren Seiten jeder Reihe von Wälzkörpern sowie
an den in Längsrichtung äußeren Seiten,
sodass das um die Wälzkörper, die
Laufrillen und die Käfige
vorhandene Schmiermittel daran gehindert wird, aus der zusammengesetzten
Welle/Lagereinheit auszutreten. Somit kann eine zusammengesetzte
Welle/Lagereinheit erhalten werden, die laufruhig ist und eine lange
Lebensdauer hat.
-
Die
durch die Elemente der zusammengesetzten Welle/Lagereinheit, beispielsweise
die in Längsrichtung
inneren und äußeren Abdichtplatten, den
muffenähnlichen
Außenlaufring
und die Welle, gebildete Labyrinthdichtungsstruktur erzeugt keine Reibungswärme und
wirkt sich nicht auf das Drehmoment aus, da keine Berührung zwischen
den Elementen vorliegt.
-
Ferner
hat auch der die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit enthaltende
Spindelmotor eine lange Lebensdauer und erhält eine hohe Rotationsgenauigkeit
für eine
lange Zeitdauer aufrecht. Der Montagevorgang des Spindelmotors kann
problemlos ausgeführt
werden, indem nur die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit in den
zentralen zylindrischen Abschnitt der Rotornabe eingepresst wird
und dort befestigt wird, beispielsweise mittels eines Klebstoffes.
-
Außerdem hat
auch die die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit enthaltende Schwingarm-Baugruppe
eine lange Lebensdauer und behält eine
hohe Rotationsgenauigkeit über
einen langen Zeitraum bei, so dass die Zuverlässigkeit einer Festplattenlaufwerksvorrichtung
verbessert werden kann. Der Montagevorgang der Schwingarm-Baugruppe kann
problemlos durchgeführt
werden, in dem einfach die zusammengesetzte Welle/Lagereinheit in den
zylindrischen Abschnitt des Sockels des Schwingarms eingepresst
wird und daran mittels eines Klebstoffes befestigt wird.
-
Während bestimmte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erläutert
und beschrieben wurden, ist es für
den Durchschnittsfachmann offensichtlich, das verschiedene Veränderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den in den beigefügten Patentansprüchen definierten Schutzumfang
zu verlassen.