CN102237108A - 卡盘设备及使用此设备的电机装置 - Google Patents

Abstract

在此提供一种卡盘设备，该卡盘设备包括：中心壳体，盘的内周表面被固定在中心壳体上；爪，形成在中心壳体中并运动到中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面，当外力使爪变形时，爪的下端形成为与旋转构件隔开，以与旋转构件具有弹性限制间隙，使得爪在爪的弹性变形限制范围内变形，旋转构件与中心壳体一起旋转。

Description

卡盘设备及使用此设备的电机装置

本申请要求于2010年4月29日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0040331号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及一种卡盘设备及使用此设备的电机装置，更具体地说，涉及一种能够在弹性变形范围内变形并同时防止由于外力而导致爪被过度弯曲的卡盘设备及使用此设备的电机装置。

背景技术

一般来说，安装在盘驱动设备中的主轴电机使盘旋转，以使光学拾取装置可读取记录在盘上的数据。

通过与主轴电机一起旋转的卡盘设备来固定盘。在这种构造中，在卡盘设备上重复地加载盘和卸载盘。

通过将盘的内周表面安装到卡盘设备的中心壳体(centering case)的外周表面上来安装盘。此处，盘的中心应该与中心壳体的中心重合，以保持盘的记录性能或再现性能的可靠性。

卡盘设备的中心壳体包括夹具构件，该夹具构件防止在将盘插入到中心壳体的外周表面之后盘从中心壳体的外周表面分离，中心壳体的外周表面设置有支撑盘的内周表面的爪。

爪沿可将盘附着到中心壳体上和使盘从中心壳体分离的两个方向(沿竖直轴的方向和沿水平轴的方向)运动，只有沿着可附着盘和分离盘的方向施加的力才被施加到盘的内周表面上。

在根据相关技术的卡盘设备中，当发生外部冲击时，盘的中心与中心壳体的中心不重合并且在中心壳体中发生偏心，使得爪被过度弯曲。

因此，由于偏心而导致爪被重复地过度弯曲，使得应力被施加到爪上。结果，爪在使用预定的时间周期之后断裂。

此外，当由于外力而导致爪超出偏心变形范围时，爪会断裂，这对于使用卡盘设备的电机的寿命和可靠性具有不利的影响。因此，需要存在一种解决此问题的方法。

发明内容

本发明的一方面在于提供一种能够通过使中心壳体及转子壳体的结构变形来改善电机的寿命和可靠性并防止爪被过度弯曲的卡盘设备及使用该设备的电机装置。

根据本发明的一方面，提供一种卡盘设备，该卡盘设备包括：中心壳体，盘的内周表面被固定在中心壳体上；爪，形成在中心壳体中并运动到中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面，其中，当外力使爪变形时，爪的下端形成为与旋转构件隔开，以与旋转构件具有弹性限制间隙，使得爪在爪的弹性变形限制范围内变形，旋转构件与中心壳体一起旋转。

旋转构件可包括突出地形成的爪座部分，以将爪的下端安放在爪座部分上，并且爪的下端形成为与爪座部分隔开，以与爪座部分具有弹性限制间隙。

弹性限制间隙G可满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

爪的厚度T可满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

卡盘设备还可包括弹性地容纳在形成在中心壳体中的插入孔中的夹具构件。

根据本发明的又一方面，提供一种卡盘设备，该卡盘设备包括：中心壳体，盘的内周表面被固定在中心壳体上；爪，形成在中心壳体中并运动到中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面；爪支撑件，形成在中心壳体中并且形成为与爪隔开，以与爪的下端具有弹性限制间隙，使得当外力使爪变形时爪在爪的弹性变形限制间隙内变形。

中心壳体可设置有被形成为具有中空部分的轮毂框架，与中心壳体一起旋转的旋转构件被安装在该中空部分中，并且爪支撑件可形成为沿爪方向从轮毂构件延伸。

爪支撑件可形成为朝着爪的下端弯曲到轴向的上侧。

弹性限制间隙G可满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

爪的厚度T可满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

根据本发明的又一方面，提供一种电机装置，该电机装置包括：转子壳体，相对于定子可旋转，并且盘被固定地安装在转子壳体的上部上；中心壳体，安装在转子壳体的上部上并支撑盘的内周表面；夹具构件，弹性地容纳在中心壳体中；爪，形成在中心壳体中并运动到中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面，其中，当外力使爪变形时，爪的下端形成为与转子壳体隔开，以与转子壳体具有弹性限制间隙，使得爪在爪的弹性变形限制范围内变形。

弹性限制间隙G可满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

爪的厚度T可满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面、特点和其他优点将会被更加清楚地理解，其中：

图1是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的剖视图；

图2是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的分解透视图；

图3是示出了基于根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的弹性限制间隙(elastic limit gap)G的大小来测试卡盘设备寿命的结果的曲线图；

图4是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的俯视图；

图5是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的仰视图；

图6是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的剖视图；

图7是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的卡盘设备的透视图；

图8是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的卡盘设备的仰视图；

图9是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的电机装置的剖视图。

具体实施方式

现在，将参照附图来详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该注意的是，本发明的精神不限于在此阐述的实施例，理解本发明的本领域的技术人员可通过增加、修改和去除相同的精神内的部件来容易地实现包括在本发明的精神中的其他实施例或不先进的发明，但是那些部件被解释为包括在本发明的精神中。

此外，在本发明的范围内的全部附图中，将使用相同的标号指示具有相同功能的部件。

图1是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的剖视图，图2是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的分解透视图，图3是示出了基于根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的弹性限制间隙(G)的大小来测试卡盘设备寿命的结果的曲线图。

参照图1和图2，根据本发明的示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置300可包括定子110、转子壳体120、轴承组件200以及卡盘设备100。

定子110为固定结构，该固定结构包括：绕组线圈112，当施加电力时产生具有预定大小的电磁力；多个芯114，绕组线圈112缠绕到多个芯114上。

绕组线圈112电连接到供应外部电力的柔性印刷电路板。

此处，定子110通过轴210被结合并被定位成使附着到转子壳体120的内侧的磁体122面对绕组线圈112。

转子壳体120是被可旋转地设置到定子110上的旋转结构。转子壳体120的内周表面可设置有具有圆环形状并以预定的距离面对芯114的磁体122。

磁体122是永磁体，在该永磁体中，N极和S极沿圆周方向被交替地磁化，以产生具有预定强度的磁力。

在这种情况下，转子壳体120与轴210结合的部分，即，转子毂125形成为沿长度方向长长地延伸，以长长地形成与轴210的附着表面，从而可增加拉拔力(drawing force)。

可将转子壳体120安装到轴210上，转子壳体120与下面将作描述的形成在卡盘设备100的中心壳体10中的爪40的下端隔开预定的距离，以具有弹性限制间隙G。

弹性限制间隙G用于防止当将外力施加到中心壳体10时，由于不匹配(即，在盘D与电机装置300之间的偏心)而导致爪40弯曲超过弹性位移，下面将描述弹性限制间隙G。弹性限制间隙G允许转子壳体120用作用于偏心的支撑件。

换句话说，转子壳体120用作支撑件，使得爪40可在弹性变形限制范围内变形。

转子壳体120可以是与中心壳体10一起旋转的旋转构件。弹性限制间隙G可表示与旋转构件的间距。

从图3的曲线图(示出了根据弹性限制间隙G的大小来测试卡盘设备100的寿命的结果)可清楚的是，当将弹性限制间隙G设定成0.5mm时而不是当将弹性限制间隙G设定成1mm时，卡盘设备100的寿命延长大约两倍。

换句话说，由于当弹性限制间隙G形成为0.5mm或更小时而不是当弹性限制间隙G超过0.5mm时，卡盘设备100的寿命延长大约两倍，所以可将弹性限制间隙G设定成0.5mm或更小。

此外，当爪40的厚度T为0.4mm±0.05mm时，会更有效地防止由于外力而导致爪40被过度弯曲。因此，除了弹性限制间隙G，也可将爪40的厚度T认为是防止爪变形超过弹性位移的重要因素。

因此，可将爪40的厚度T设定成满足

“0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式”。

此外，盘D被安放在转子壳体120的上表面上。转台140可形成为与盘D的底表面接触。

转台140产生摩擦力以能够防止当盘由电机驱动力(motor driving)驱动时发生盘滑动现象，从而转台140可用于固定盘并支撑盘。

轴承组件200可包括底座220、轴210、轴套230以及止推板240。

底座220的主体的下端安装到轴套230的容纳孔中，以被装配。

底座220可设置有枢转孔，以与轴210结合。枢转孔的内侧可设置有多个径向动压槽。

轴210可插入到底座220的枢转孔中，以旋转，轴210可长长地形成以沿着旋转轴方向延伸。

轴210的底表面设置有止推板240，以减小在轴的旋转过程中产生的与轴210的摩擦力。

另外，轴210可形成为使轴210的接触止推板240的一个端部具有曲率半径。

止推板240的上部可设置有具有环形形状的止动器250，并且与止动器250对应的轴210的外周部分可以是具有被形成为压到轴210的中心轴内的环形形状的凹入路径215。

凹入路径215被插入到止动器250的内周部分中，使得轴210不朝着轴套230的上侧分离。

止推板240的下部设置有支撑板260，支撑板260与底座220结合，以支撑轴210。

支撑板260可通过一种方法被固定地安装，该方法为将支撑板260插入到轴套230的下部中，然后通过施加外力使连接突出225弯曲。

将参照图4和图5描述卡盘设备100。

图4是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的俯视图，图5是示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的卡盘设备的仰视图。

参照图4和图5，根据本发明的示例性实施例的卡盘设备100可包括中心壳体10、夹具构件30和弹性构件20。

中心壳体10可被构造成包括圆形板12以及从圆形板12的外端延伸到轴向的下侧的外周部分14。

详细地说，中心壳体10可被设置在转子壳体120的轴向的上部上并可包括使轮毂孔50形成在其中的引导轮毂70，其中，转子壳体120的转子毂125的外周表面安装在轮毂孔50中。

另外，中心壳体10可安装在转子壳体120的上部上并可包括使夹具构件30容纳在其中以被暴露的插入孔60。

引导轮毂70可沿插入孔60的方向突出并且引导轮毂70可以是使连接突出74形成在其中的轮毂框架72，其中，连接突出74与弹性构件20连接，弹性构件20与夹具构件30弹性地结合。

插入孔60可安装有被暴露到外部的夹具构件30，可将与夹具构件30结合的弹性构件20插入到夹具构件30的内部中。

弹性构件20可以是由弹性材料制成的弹簧，但是可理解本发明的精神的本领域的技术人员可对弹性构件20进行修改。

弹性构件20被插入到夹具构件30的组件突出35中，确认孔16可形成在弹性构件20的插入部分处，以确认弹性构件20是否插入到中心壳体10的外周表面中的正确的位置。

中心壳体10可包括引导盘D的插入的爪40。

当将盘D插入时，爪40形成为突出到外部预定的长度，并且爪40可运动地形成到中心壳体10的内侧。

因此，对于这种结构，爪40的两侧被切除以使爪可形成为从中心壳体10分离，当将盘D安装时，爪40辅助夹具构件30以防止盘D分离。

同时，中心壳体10可包括从中心壳体10的底表面突出到轴向的下侧的边界墙80，以使插入孔60以凹槽的形式形成，从而形成边界。

边界墙80可用于将夹具构件30引导到中心壳体10的内部中。

图6是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置的剖视图，图7是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的卡盘设备的透视图，图8是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的卡盘设备的仰视图。

参照图6至图8，除了中心壳体10之外根据本发明的又一示例性实施例的使用卡盘设备的电机装置300具有与示例性实施例相同的构造和作用，因此将省略对电机装置300进行的详细描述。

中心壳体10可包括爪支撑件45，爪支撑件45可形成为沿爪40的方向从轮毂框架72延伸。

此外，爪支撑件45可形成为朝着爪40的下端被弯曲到轴向的上侧。

爪支撑架45用于防止当将外力施加到中心壳体10以使爪40在弹性限制范围内变形时，由于不匹配(即，在盘D的中心与电机装置300的中心之间的偏心)而导致爪40弯曲超过弹性位移。爪支撑件45可形成为与爪40的下端隔开，以具有弹性限制间隙G。

此处，尽管包括爪支撑件45的中心壳体10与示例性实施例相比具有相同大小的弹性限制间隙G，但是不同的是，中心壳体10具有在中心壳体10与爪支撑件45之间的弹性限制间隙G，而不是具有在中心壳体10与转子壳体120之间的弹性限制间隙G。

此外，由于当弹性限制间隙G形成为0.5mm或更小时而不是当弹性限制间隙G超过0.5mm时，寿命延长大约两倍，所以优选的是弹性限制间隙G形成为0.5mm或更小。

此外，除了弹性限制间隙G，可将爪40的厚度T设定成满足

“0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式”，

以增加防止爪40变形超过弹性位移的效果。

图9是示意性地示出了根据本发明的又一示例性实施例的电机装置的剖视图。

参照图9，除了转子壳体120之外根据本发明的又一示例性实施例的电机装置300具有与示例性实施例相同的构造和作用，因此，将省略对电机装置300进行的详细描述。

转子壳体120的上表面可包括可使中心壳体10的爪40安放在其中的爪座部分130。

转子壳体120可以是与中心壳体10一起旋转的旋转构件。弹性限制间隙G可表示与旋转构件的间距。

爪座部分130可形成为隔开预定的间距，以在爪座部分130与爪40的下端之间具有弹性限制间隙G，弹性限制间隙G用于防止当将偏心施加到中心壳体10时爪40弯曲超过弹性位移，使得转子壳体120用作用于偏心的支撑件。

爪座部分130可形成为突起，可将在突起的爪座部分130与爪40之间的弹性限制间隙G设定成0.5mm或更小。

正如示例性实施例中所述，由于当将弹性限制间隙G设定成0.5mm或更小时而不是当弹性限制间隙G超过0.5mm时，寿命延长大约两倍，所以可将弹性限制间隙G设定成0.5mm或更小。

此外，除了弹性限制间隙G，可将爪40的厚度T设定成满足

“0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式”，

以增加防止爪40变形超过弹性位移的效果。

如上述示例性实施例中所描述，弹性限制间隙G形成在爪40与转子壳体120之间、爪40与爪支撑件45之间、或爪40与爪座部分130之间，以防止当不匹配(即，在盘D的中心与电机装置300的中心之间的偏心)发生时爪40弯曲超过弹性位移，从而可改善电机的寿命和可靠性。

如上所述，卡盘设备及使用此设备的电机装置可防止当外力发生在电机装置中时形成在中心壳体中的爪被过度弯曲。

此外，由于外力而导致施加到爪的应力减小，从而可改善电机的寿命和可靠性。

虽然已经示出并描述了与示例性实施例相关联的本发明，但是本领域技术人员应当认识到，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行修改和改变。

Claims (13)

1.一种卡盘设备，包括：

中心壳体，盘的内周表面被固定在所述中心壳体上；

爪，形成在所述中心壳体中并运动到所述中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面，

其中，当外力使爪变形时，所述爪的下端形成为与旋转构件隔开，以与所述旋转构件具有弹性限制间隙，使得所述爪在爪的弹性变形限制范围内变形，所述旋转构件与所述中心壳体一起旋转。

2.根据权利要求1所述的卡盘设备，其中，所述旋转构件包括突出地形成的爪座部分，以使所述爪的下端被安放在所述爪座部分上，并且所述爪的下端形成为与所述爪座部分隔开，以与所述爪座部分具有弹性限制间隙。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的卡盘设备，其中，弹性限制间隙G满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

4.根据权利要求1所述的卡盘设备，其中，所述爪的厚度T满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

5.根据权利要求1所述的卡盘设备，还包括弹性地容纳在形成在所述中心壳体中的插入孔中的夹具构件。

6.一种卡盘设备，包括：

中心壳体，盘的内周表面被固定在所述中心壳体上；

爪，形成在所述中心壳体中并运动到所述中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面；

爪支撑件，形成在所述中心壳体中并且形成为与所述爪隔开，以与所述爪的下端具有弹性限制间隙，使得当外力使爪变形时所述爪在爪的弹性变形限制间隙内变形。

7.根据权利要求6所述的卡盘设备，其中，所述中心壳体设置有被形成为具有中空部分的轮毂框架，与所述中心壳体一起旋转的旋转构件被安装在所述中空部分中，并且所述爪支撑件形成为沿爪方向从所述轮毂构件延伸。

8.根据权利要求7所述的卡盘设备，其中，所述爪支撑件形成为朝着所述爪的下端弯曲到轴向的上侧。

9.根据权利要求6所述的卡盘设备，其中，弹性限制间隙G满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

10.根据权利要求6所述的卡盘设备，其中，所述爪的厚度T满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

11.一种电机装置，包括：

转子壳体，相对于定子可旋转，并且盘被固定地安装在所述转子壳体的上部上；

中心壳体，安装在所述转子壳体的上部上并支撑盘的内周表面；

夹具构件，弹性地容纳在所述中心壳体中；

爪，形成在所述中心壳体中并运动到所述中心壳体的内侧，以在安装盘时弹性地支撑盘的内周表面，

其中，当外力使爪变形时，所述爪的下端形成为与所述转子壳体隔开，以与所述转子壳体具有弹性限制间隙，使得所述爪在爪的弹性变形限制范围内变形。

12.根据权利要求11所述的电机装置，其中，弹性限制间隙G满足以下条件等式：

0mm≤弹性限制间隙G≤0.5mm    ...条件等式。

13.根据权利要求11所述的电机装置，其中，所述爪的厚度T满足以下条件等式：

0.35mm≤爪的厚度T≤0.45mm    ...条件等式。

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