DE3144629C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für magnetische Festplattenspeicher mit einem kollektorlosen Gleichstrommotor, der einen Stator mit einer Statorwicklung und einen dauermagnetischen Außenläufer mit einem glockenförmigen Rotorgehäuse und mindestens einem in dem Rotorgehäuse untergebrachten Dauermagneten aufweist, so­ wie mit einer zur Aufnahme mindestens einer magnetischen Festspeicherplatte be­ stimmten Nabe, die mit dem Rotorgehäuse in drehfester Verbindung steht.

Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DE-OS 29 44 212) ist die Nabe mit dem dauermagnetischen Außenläufer über eine zu dem Rotorgehäuse konzentrische und über dessen offenes Ende vorstehende Rotorwelle verbunden und auf der Rotor­ welle dem offenen Ende des Rotorgehäuses gegenüberliegend angebracht.

Des weiteren ist eine mit Bürsten und Kollektor ausgestattete Innenläufer-Antriebsvor­ richtung für die Kopftrommel eines Videorecorders bekannt (US 40 31 558), bei wel­ cher der bewickelte Innenläufer mit einer zu einem glockenförmigen Statorgehäuse konzentrischen und über das offene Ende des Statorgehäuses vorstehenden Rotorwelle verbunden ist. Auf das überstehende Rotorwellenende ist die anzutreibende Kopftrom­ melanordnung derart aufgesetzt, daß ein stationärer Kopftrommelteil das offene Ende des Statorgehäuses verschließt. Eine hülsenförmige magnetische Abschirmung ist auf den Außenumfang des Statorgehäuses aufgeschoben. Ferner liegt an der dem Motor zu­ gewendeten Stirnseite des stationären Kopftrommelteils eine ringförmige magnetische Abschirmplatte an.

Es ist ferner ein Außenläufer-Antriebsmotor bekannt (US 33 29 845), der ein topfförmi­ ges Rotorgehäuse aus einem magnetischen Werkstoff mit niedriger magnetischer Re­ manenz, wie einem hochwertigen, niedrigremanenten Magneteisen, aufweist und der von einem zusätzlichen stationären topfförmigen Gehäuse aus einem magnetischen Ab­ schirmmaterial umschlossen ist. Aus dem geschlossenen Ende des Rotorgehäuses ragt eine dazu konzentrische Rotorwelle zwecks Verbindung mit dem anzutreibenden Teil, beispielsweise eines Magnetband-Aufzeichnungsgerätes vor.

Zum Stand der Technik gemäß § 3 Ziffer 2.2 PatG gehört auch ein in der prioritätsälte­ ren EP 00 31 026 A2 beschriebener und veranschaulichter kollektorloser Gleichstrom­ motor mit einem glockenförmigen Rotorgehäuse, in das ein Rückschlußring aus magne­ tisch permeablem Werkstoff eingepreßt ist, der seinerseits einen mit ihm verbundenen, die Rotormagnetpole bildenden Dauermagnetring koaxial umschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders kompakte Antriebsvorrich­ tung für magnetische Festplattenspeicher zu erhalten, die Datenverluste im Festplatten­ speicher sowie Störungen bei der Datenein- und -ausgabe vermeidet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabe von dem Rotorgehäuse selbst gebildet ist, daß das Rotorgehäuse samt der Nabe aus einem magnetisch nicht oder schlecht leitenden Werkstoff gefertigt ist, und daß zum Schutz der magnetischen Festspeicherplatte(n) gegen eine Ausbreitung von magnetischen Streufel­ dern von den aktiven Motorteilen in dem Rotorgehäuse eine magnetische Abschirmung untergebracht ist, die mindestens ein sich zwischen den aktiven Motorteilen und der Nabe im wesentlichen in Radialrichtung erstreckendes magnetisches Abschirmelement und/oder eine magnetisch abschirmende Auskleidung an der Innenwand der Nabe auf­ weist.

Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung vermeidet eine zusätzlich zu dem Rotorge­ häuse vorgesehene Nabe für die Aufnahme der Festspeicherplatte(n). Sie läßt sich da­ her aus vergleichsweise wenigen Bauteilen kompakt und insbesondere mit kurzer axialer Baulänge aufbauen. Obwohl dabei die magnetischen Festspeicherplatten in relativ ge­ ringem Abstand von den magnetisch aktiven Motorteilen zu liegen kommen, ist durch die in dem Rotorgehäuse untergebrachte magnetische Abschirmung gegen Störungen bei der Datenein- und -ausgabe und gegen Datenverluste wirkungsvoll vorgebeugt, un­ abhängig davon, ob sie durch hoch- oder tieffrequente Felder drohen, die beispielsweise die Magnetschicht der Festspeicherplatte zu entmagnetisieren suchen. Die vorliegend vorgesehene Art von Abschirmung erlaubt es, Ausstreuungen der magnetisch aktiven Motorteile in den Bereich der Festspeicherplatte ganz oder wenigstens zu einem er­ heblichen Teil zu unterbinden, so daß auch das statische tieffrequente Magnetfeld im Bereich der Festspeicherplatte auf unschädliche Werte reduziert wird.

Vorzugsweise ist der Dauermagnet des Außenläufers von der magnetischen Abschir­ mung glockenförmig umschlossen, so daß sich keinerlei Streufelder in Richtung der Nabe und der auf der Nabe sitzenden Festspeicherplatte ausbreiten können.

Um eine magnetische Abschirmung zu erhalten, die einerseits relativ wenig Abschirm­ material erfordert, andererseits aber für eine besonders wirkungsvolle Unterdrückung von Streufeldern sorgt, ist die magnetische Abschirmung zweckmäßig teils von minde­ stens einem mit dem Rotor umlaufenden Abschirmelement und teils von mindestens ei­ nem feststehenden Abschirmelement gebildet. Dabei kann Teil der magnetischen Abschirmung ein den Dauermagnet umfassender magnetischer Rückschlußring sein. Vorzugsweise kann ein mit dem Rotorgehäuse umlaufender Abschirmring zwischen die der Nabe zugewendete Stirnseite des Dauermagneten und eine Schulter der Rotorgehäusewand eingelegt sein, und die magnetische Abschirmung kann zusätzlich einen mit dem Stator des Motors verbundenen Abschirmring aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für magnetische Festplattenspeicher ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine solche Antriebsvorrichtung.

Die veranschaulichte Antriebsvorrichtung 10 weist einen kollektorlosen Gleichstrommo­ tor 11 mit einem mit einer Rotorwelle 12 fest verbundenen und zur Rotorwelle 12 kon­ zentrischen Rotorgehäuse 14 auf. Zu dem Stator des Motors 11 gehört insbesondere ein Wicklungskern 58, der aus dem eigentlichen Statoreisen 59, im allgemeinen in Form ei­ nes Statorblechpakets, sowie aus Endscheiben 67, 69 besteht und der eine Statorwick­ lung 29 trägt.

Der Wicklungskern 58 umfaßt ein Lagerrohr 44, das Teil einer zentralen Abstützung 22 ist. Die Rotorwelle 12 ist in dem Lagerrohr 44 mit Hilfe von zwei Lagern 48, 48′ gela­ gert, die durch in Abstand voneinander liegende Sicherungsringe 50 an Ort und Stelle gehalten sind. Eine Tellerfeder 52 stützt sich an der Unterseite des Lagers 48′ und ei­ nem auf der Rotorwelle 12 sitzenden Sicherungsring 54 ab, wodurch die Lager 48, 48′ axial gegeneinander verspannt werden. Das Lagerrohr 44 bildet zusammen mit einem Montageflansch 30 ein einstückiges Druckgußteil. Statt dessen kann das Lagerrohr 44 auch mit Preßsitz in einer mit dem Flansch 30 verbundenen Nabe sitzen.

Das einen Boden 40 aufweisende Rotorgehäuse 14 umschließt nicht nur unter Bildung eines zylindrischen Luftspalts 15 den Wicklungskern 58, sondern ist an der von dem Montageflansch 30 abgewendeten Seite axial verlängert. Dadurch wird eine Nabe 70 er­ halten. Die Nabe 70 dient der Lagerung und Mitnahme einer oder mehrerer (nicht ge­ zeigter) Festspeicherplatten, die eine Mittelbohrung aufweisen, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der Nabe 70 entspricht. Bei den Festspeicherplatten kann es sich um handelsübliche 5¹/₄″- oder 8″-Platten handeln. Die veranschaulichte Bauweise erlaubt es, den Durchmesser der Antriebsnabe 70 der Mittelbohrung der Speicherplatten ohne Rücksicht auf die erforderliche Antriebsleistung des Motors 11 und dem daraus resultierenden günstigsten Durchmesser des Luftspalts 15 anzupassen. Eine gedruckte Leiterplatte 20 ist in dem freien Raum 26 im Inneren der Nabe 70 untergebracht und mit der zentralen Abstützung 22 verbunden. Auf der Leiterplatte 20 sitzen die Antriebselektronik und eine Drehzahlregelschaltung, zu denen u. a. ein Drehstellungsdetektor 35 und weitere Komponenten 61 und 64 gehören.

Das Rotorgehäuse 14 besteht aus einem magnetisch nicht oder schlecht leitenden Werk­ stoff. Beispielsweise ist das Rotorgehäuse als Druckgußteil aus einer Aluminiumlegie­ rung aufgebaut. An der dem Statorblech 58 gegenüberstehenden Innenfläche des Ro­ torgehäuses 14 sind eine Mehrzahl von Dauermagnetstücken oder ein einteiliger Dauermagnet 56 befestigt. Der Dauermagnet besteht vorzugsweise aus einer Mischung von Hartferrit, z. B. Bariumferrit, und elastischem Material. Es handelt sich also um einen sogenannten Gummimagneten. Dieser ist über der Polteilung trapezförmig oder annähernd trapezförmig bei relativ kleiner Pollücke radialmagnetisiert. Ein magnetischer Rückschlußring 57 befindet sich zwischen dem Rotorgehäuse 14 und dem Dauermagneten 56.

Der magnetische Rückschlußring 57 ist Teil einer magnetischen Abschirmung, zu der außerdem ein Abschirmring 16 und ein weiterer Abschirmring 60 gehören. Der Ab­ schirmring 16 ist zwischen die der Nabe 70 zugewendete Stirnseite des Dauermagneten 56 und eine Schulter 17 des Rotorgehäuses 14 eingelegt und läuft zusammen mit dem Rotorgehäuse 14 um. Der Abschirmring 60 steht dagegen fest. Er ist über Stützen 62 mit der Leiterplatte 20 verbunden und zweckmäßig zusätzlich über Befestigungselemente oder Klebeverbindungen 66 am Lagerrohr 44, im Bereich eines Kragens 68 des Stators oder über nicht dargestellte Zapfen an der Endscheibe 67 festgelegt. Dadurch wird Schwingbewegungen des Abschirmrings 60 vorgebeugt.

Der Rückschlußring 57 und die beiden Abschirmringe 16, 60 umschließen glockenför­ mig den magnetisch aktiven Teil der Antriebsvorrichtung 10. Dadurch wird die Ausbrei­ tung von magnetischen Streufeldern in den Bereich der auf der Nabe 70 sitzenden Fest­ speicherplatten wirkungsvoll unterbunden. Durch den Ringspalt zwischen den Ab­ schirmringen 16, 60 und Ausnehmungen des Abschirmringes 60 für den Durchtritt des Drehstellungsdetektors 35 oder mehrerer derartiger Detektoren kann das Streufeld nicht in nennenswertem Umfang hindurchdringen, da die weichmagnetischen Abschirm­ ringe dieses Feld auf sich ziehen. Das Stahlkugellager 48 hat ebenfalls eine gewisse Ab­ schirmwirkung.

Es ist auch möglich, die Nabe 70 in der bei 91 gestrichelt angedeuteten Art mit einer magnetisch abschirmenden Auskleidung zu versehen.

Der Montageflansch 30 gestattet es, die Antriebsvorrichtung 10 in der dargestellten Weise an einer Trennwand 72 des im übrigen nicht veranschaulichten Festplattenspei­ chers anzubringen. Die Trennwand 72 trennt den zur Aufnahme der Festspeicherplatten bestimmten Raum höchster Reinheit vom übrigen Geräteinneren ab.

Claims (6)

1. Antriebsvorrichtung für magnetische Festplattenspeicher mit einem kollektorlosen Gleichstrommotor, der einen Stator mit einer Statorwicklung und einen dauer­ magnetischen Außenläufer mit einem glockenförmigen Rotorgehäuse und minde­ stens einem in dem Rotorgehäuse untergebrachten Dauermagneten aufweist, sowie mit einer zur Aufnahme mindestens einer magnetischen Festpeicherplatte be­ stimmten Nabe, die mit dem Rotorgehäuse in drehfester Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (70) von dem Rotorgehäuse (14) selbst gebildet ist, daß das Rotorgehäuse (14) samt der Nabe (70) aus einem magnetisch nicht oder schlecht leitenden Werkstoff gefertigt ist, und daß zum Schutz der magnetischen Festspeicherplatte(n) gegen eine Ausbreitung von magnetischen Streufeldern von den aktiven Motorteilen (56, 58) in dem Rotorgehäuse (14) eine magnetische Abschirmung (16, 57, 60, 91) untergebracht ist, die mindestens ein sich zwischen den aktiven Motorteilen (56, 58) und der Nabe (70) im wesentlichen in Radialrichtung erstreckendes magnetisches Abschirmelement (16, 60) und/oder eine magnetisch abschirmende Auskleidung (91) an der Innenwand der Nabe (70) aufweist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauer­ magnet (56) des Außenläufers von der magnetischen Abschirmung (16, 57, 60) glockenförmig umschlossen ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung teils von mindestens einem mit dem Rotor umlaufenden Abschirmelement (16, 57, 91) und teils von mindestens einem feststehenden Ab­ schirmelement (60) gebildet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Teil der magnetischen Abschirmung ein den Dauermagneten (56) umfassender magnetischer Rückschlußring (57) ist.

5. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein mit dem Rotorgehäuse (14) umlaufender Abschirmring (16) zwi­ schen die der Nabe (70) zugewendete Stirnseite des Dauermagneten (56) und eine Schulter (17) der Rotorgehäusewand eingelegt ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung zusätzlich einen mit dem Stator des Motors verbundenen Abschirmring (60) aufweist.