DE19748150B4

DE19748150B4 - Spindelmotor mit Kontaktierung

Info

Publication number: DE19748150B4
Application number: DE19748150A
Authority: DE
Inventors: Georg Moosmann; Jürgen Oelsch; King Hock Lee
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2017-11-01
Also published as: US6316855B1; JP4191896B2; JP2001522216A; DE19748150A1; WO1999023740A1

Abstract

Spindelmotor mit Kontaktierung, bestehend aus
– einem feststehenden Grundflansch (5), der eine zentrale Spindel (1) trägt,
– einer Nabe (4), welche mittels geeigneten Lagern drehbar auf der Spindel (1) gelagert ist und auf welcher mindestens eine Festspeicherplatte angeordnet ist, und
– einem statorseitigen, mittels eines Wicklungsträgers (11; 21) am Grundflansch (5) befestigten Wicklungspaket (8), welches gegenüberliegend eines Rotormagneten (7) angeordnet ist, wobei die elektrische Kontaktierung des Wicklungspaketes (8) mittels eines mit den Grundflansch (5) verbundenen Anschlussteils (9; 28) erfolgt, an dem nach außen ragende, federnd ausgebildete Anschlussfahnen (13; 29) angeordnet sind, welche mit den vom Wicklungspaket (8) kommenden Anschlussdrähten (14) verbunden sind, und wobei im/am Wicklungsträger (11; 21) Kontaktstifte (10; 24) angeordnet sind, welche eine direkte Kontaktierung zwischen den Anschlussdrähten (14) des Wicklungspaketes (8) und den nach außen ragenden, federnd ausgebildeten Anschlussfahnen (13; 29) des Anschlussteiles (9; 28) entweder federnd, klemmend oder mittels einer Lötverbindung oder auch...

Description

Die Erfindung betrifft einen Spindelmotor mit Kontaktierung für die Anschlussdrähte des Wicklungspaketes. Derartige Spindelmotoren werden z.B. zum Antrieb von Festplattenspeichern verwendet.
Es sind Spindelmotoren zum Antrieb von Festplattenspeichern bekannt (8), 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.

Aus dem Stand der Technik geht dazu aus der US 5,572,384 ein gattungsgemäßer Spindelmotor hervor, der allerdings eine andere Kontaktierung aufweist. Die Anschlußdrähte des Wickelpaketes werden bei dieser Ausführung direkt mit den Kontaktstellen eines Anschlußteiles verlötet. Dadurch ist eine einfache, und schnelle oder auch wiederholte Montage nicht möglich, denn es müssen erst die entsprechenden Lötarbeiten erledigt werden.

Weiters ist aus der DE 35 02 284 A1 ein kollektorloser Gleichstrommotor zu entnehmen, der als Klauenpolmotor ausgeprägt ist und somit jedoch nicht mehr gattungsgemäß zur Technik der Spindelmotoren zuzuordnen ist. Solcherart Motoren werden in der Regel für Floppy-Disc-Laufwerke hergestellt. Als elektrische Anschlüsse sind Steckkontakte ausgebildet, die verlötet werden. Gattungsübergreifend besteht hier also ein ähnliches Problem wie bei der US 5,572,384 .

Zur DE 29 30 649 C2 gilt die Kritik, daß auch hier ein gattungsfremder kollektorloser Gleichstrommotor beschrieben wird, der ebenfalls verlötete Kontakte aufweist und ähnliche Nachteile in der Kontaktierung damit verbunden sind wie oben angeführt. Bei dieser Druckschrift sind die Kontaktstifte mit einer starren Leiterplatte fest verlötet und daher nicht lösbar.

Ähnlich Ansatzpunkte zeigen noch die EP 0 740 397 A2 , die DE 295 16 656 A1 und die DE 88 07 530 U1 . Auch für diese Druckschriften gilt, daß sie Lötverbindungen und die damit verbundenen Nachteile aufweisen.

Ein Nachteil der bekannten Arten 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 anderer 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.

Schließlich offenbart die US 5 635 781 A einen gattungsgemäßen Spindelmotor, bei dem am Wicklungsträger Kontaktstifte angeordnet sind, welche eine direkte federnde Kontaktierung zwischen den Anschlussdrähten des Wicklungspakets und federnd ausgebildeten Anschlusselementen des Anschlussteils herstellen. Nachteilig hierbei ist die feste Anordnung des Anschlussteils in einer elektrischen Anschlussplatine und die direkte Steckverbindung zwischen den Kontaktstiften und dem Anschlussteil.

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.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung 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:
1: einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktanordnung des Spindelmotors;
2: eine Ansicht der Kontaktanordnung von unten in Richtung des Pfeils II;
3: ein Abwandlung der Ausführungsform gemäß 1, mit umspritztem Wicklungspaket;
4: einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Kontaktanordnung des Spindelmotors;
5: eine vergrößerte Ansicht der Wicklungsträger gemäß 4;
6: eine Draufsicht auf das Anschlussteil gemäß 4;
7: einen Schnitt durch das Anschlussteil gemäß 6 entlang der Linie VII-VII,
8: einen Schnitt durch einen Spindelmotor für Festplattenspeicher nach dem Stand der Technik.
In 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Kontaktierung für einen Spindelmotor gezeigt. In Bezug auf 8 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Gegenüber der Ausführung gemäß 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 2. Man erkennt die einzelnen Anschlussfahnen 13 mit den zugeordneten Bohrungen 17 zur Aufnahme der Enden der Kontaktstifte 10.
3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der Ausführung gemäß den 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.
4 zeigt eine abgewandelte Ausführung der Kontaktierung. Die Kontaktierung erfolgt hier weiter aussen (in radialer Richtung, ausgehend von der Spindel 1). 5 zeigt eine mögliche Ausbildung des dafür vorgesehenen Wicklungsträgers 21 mit Kontaktstiften 24.
Wie aus den 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 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.
6 zeigt das Anschlussteil 28 in Draufsicht. Man erkennt die Ausnehmungen 30 zur Durchführung der Kontaktstifte 24, sowie die einzelnen Anschlussfahnen 29 mit Kontaktierungsbereich.
7 zeigt einen Schnitt durch das Anschlussteil 28 mit Anschlussfahnen 29 gemäß 6, entlang der Linie VI-VI.
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.

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

Spindelmotor mit Kontaktierung, bestehend aus – einem feststehenden Grundflansch (5), der eine zentrale Spindel (1) trägt, – einer Nabe (4), welche mittels geeigneten Lagern drehbar auf der Spindel (1) gelagert ist und auf welcher mindestens eine Festspeicherplatte angeordnet ist, und – einem statorseitigen, mittels eines Wicklungsträgers (11; 21) am Grundflansch (5) befestigten Wicklungspaket (8), welches gegenüberliegend eines Rotormagneten (7) angeordnet ist, wobei die elektrische Kontaktierung des Wicklungspaketes (8) mittels eines mit den Grundflansch (5) verbundenen Anschlussteils (9; 28) erfolgt, an dem nach außen ragende, federnd ausgebildete Anschlussfahnen (13; 29) angeordnet sind, welche mit den vom Wicklungspaket (8) kommenden Anschlussdrähten (14) verbunden sind, und wobei im/am Wicklungsträger (11; 21) Kontaktstifte (10; 24) angeordnet sind, welche eine direkte Kontaktierung zwischen den Anschlussdrähten (14) des Wicklungspaketes (8) und den nach außen ragenden, federnd ausgebildeten Anschlussfahnen (13; 29) des Anschlussteiles (9; 28) entweder federnd, klemmend oder mittels einer Lötverbindung oder auch in einer Kombination dieser Verbindungsweisen herstellen.
Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (10) als gerade, den Wicklungsträger (11) durchsetzende Stifte ausgebildet sind.
Spindelmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (24) als abgewinkelte, den Wicklungsträger (21) durchsetzende Stifte ausgebildet sind.
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.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlussdrähte (14) mit den Kontaktstiften (10; 24) verlötet sind.
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.
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.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (10) in axialer Richtung verschieblich im/am Wicklungsträger (11) angeordnet sind.
Spindelmotor nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungspaket (8) mit einer Spritzmasse (20) umspritzt ist.