CN1744219A - 盘驱动器的卡盘设备 - Google Patents

Abstract

卡盘设备包括卡盘基座，具有沿卡盘基座的外周凹进的多个配件以及在卡盘基座的中心形成有连接到马达的中心轮毂，多个卡盘销分别装配到配件上，多个弹性构件向前弹性支撑卡盘销的后端以便卡盘销的前端能暴露到卡盘基座的外表面，以及刚性框架接触弹性构件以及形成有中心孔以便中心孔具有大于中心轮毂的外直径的内直径，从而提供自由度，允许刚性框架在可容许范围内，在水平方向中移动。

Description

盘驱动器的卡盘设备

相关申请

本发明基于并要求2004年9月1日提交的韩国专利申请号2004-69661的优先权，其内容在此引入以供参考。

技术领域

本发明涉及为盘驱动器提供的用于卡盘的设备，以及更具体地说，涉及设计成减少通过卡盘销(chuck pin)，传送到盘的弹性构件间的力的偏差，从而增加盘的中心与马达的旋转中心匹配的定中心性能的盘驱动器的夹盘设备。

背景技术

通常，盘驱动器包括构成盘驱动器的本体的盖板基座(deckbase)、用于在走带基座上加载或卸载盘的加载-卸载装置、用于按预定速度，旋转通过加载-卸载装置加载的盘的旋转驱动装置，以及记录和/或再现装置，用于在通过旋转装置旋转的盘的径向方向中移动的同时，记录和/或再现盘的记录面上的信息。其中，盘能在安装在托架上的状态下加载或卸载，或在通过各种现有技术已知的盘驱动器容纳在卡盒或磁带盒的状态下，能插入走带基座的内部或从其取出。

通常，关于旋转驱动装置，采用主轴马达以便旋转盘，以及关于记录和/或再现装置，采用光拾取单元。

图1是示例说明具有通用卡盘设备的盘驱动器的平面图，以及图2是示例说明具有通用卡盘设备的盘驱动器的横截面图。参考图1和2，盘驱动器1包括用于卡盘以便在具有集成电路芯片12和安装在其上的多个连接器33和34的衬底31的顶面上旋转的卡盘设备10，以及用于提供旋转驱动力的主轴马达20。

为盘驱动器1提供的卡盘设备10用来当固定盘时，通过主轴马达20的旋转驱动力，保持在一个方向中旋转的盘的稳定性以便盘中心与马达的旋转中心匹配。因此，在卡盘设备领域中，卡盘设备10的卡盘性能特别重要。

如图1和2所示，卡盘设备10主要具有主轴马达20的转子外壳24，包括具有缠绕在磁轭22上的一个或多个线圈21的定子20a和在对应于线圈21的位置具有磁体25的定子20b。转子外壳24在其上表面上具有卡盘基座(chuck base)12，在沿卡盘基座12的上表面的外周表面，具有在径向中切割的多个配件(arranging part)，以及允许盘的中心空隙插入其上。

将多个卡盘销13组装到配件12a以便它们沿配件12线性移动，以及分别根据弹性构件15的弹力，弹性和向前支持。在卡盘基座12的配件12a间排列弹性件14以便通过弹性件14的自保持弹力，弹性支持插入卡盘基座12的盘的中心空隙。

在图1和2，标记16表示接触盘的下表面的橡胶材料，标记23表示保持磁轭22的支持器，标记26表示用于相对于定子20a，支持转子20a的旋转的轴，标记27表示支承构件，标记28表示关闭支持器23的开口下阶梯的板，以及标记29表示霍耳元件。

根据使用具有如上所述结构的传统卡盘设备10插入和固定盘的方法，当从上通过卡盘基座12垂直下压盘时，中心空隙的内周表面的下端边缘通过与卡盘销13的干扰，与卡盘销13接触，因为卡盘基座12具有小于盘的中心空隙的内部直径的外直径，以及组装到卡盘基座12的每个卡盘销13具有在卡盘基座12的外周的方向中延伸的前端。

其中，每个卡盘销13具有稍微和向下倾斜逐渐变细的前端的上表面。因此，根据从盘垂直施加到卡盘销13的安装力，在压缩弹性构件15的同时，向下压卡盘销13，以及也下压弹性构件14然后变形。

因此，当盘接触安装在转子外壳24的上表面上的环状橡胶材料16时，盘卡到卡盘基座12上以便通过易于根据在压缩弹性构件15后生成的弹性恢复力，返回到它们的初始位置的多个卡盘销13，维持插入卡盘基座12的状态。

此外，在卡盘销13间提供、以便通过画连接弹性件14的外周表面的线形成的弹性件14的外直径大于盘的中心空隙的内周表面的内直径的弹性件14在径向中均匀和弹性地支撑由卡盘基座12卡住的盘的中心空隙的内周表面。盘的中心能通过弹性件14与主轴马达20的旋转中心匹配。

同时，根据始终向前支撑卡盘销13的弹性构件15的，确定卡盘设备10的卡盘基座2中插入和固定盘所需的力。关于此，期望分别为卡盘销13提供的弹性构件15提供相同的弹力。然而，根据制造弹性构件15的过程，实际上难以生成具有相同弹力的弹性构件。另外，弹性构件15设计成具有高于弹性件14的弹力。

因此，在由于弹性支持为卡盘基座12提供的三个或多个卡盘销13的弹性构件15的不成比例弹力，弹力仅过分地施加到一些卡盘销13的情况下，盘偏向一侧，其中在盘的中心空隙的内周表面和卡盘基座12的外周表面间定义的空间中，相对过分地施加弹性构件14的弹力，从而导致偏心率，由于该偏心率，盘的中心与主轴马达20的旋转中心不匹配，从而偏向一侧。

因此，在导致盘的中心偏离主轴马达的旋转中心并偏向一侧的大的偏心率的情况下，当使用光学拾取单元，读取盘上的数据或在盘上记录数据时，增加了错误的概率，从而防碍记录和/或再现盘的记录表面上的数据的精确和平滑操作。

另外，由于偏心度，也增加了光学拾取单元的移动距离，从而增加了用于移动光学拾取单元的能耗，以及降低盘驱动器的寿命。

发明内容

已经做出了本发明来解决上述问题，以及本发明的目的是提供盘驱动器的卡盘设备，设计成增加用于当卡盘时，精确地使盘的中心和马达的旋转中心匹配的定中心性能。

根据本发明的一个方面，提供一种盘驱动器的卡盘设备，提供到供给用于卡住将旋转的盘的旋转驱动力的马达来实现上述和其他目的，卡盘设备包括：卡盘基座，具有沿卡盘基座的外周凹进的多个配件，盘的中心空隙相应地插在多个配件上，以及在卡盘基座的中心形成有连接到马达的中心轮毂以便卡盘基座能与马达的转子一起旋转；多个卡盘销，分别装配到配件上以便它们能在径向中往复运动；多个弹簧构件，弹性向前支撑卡盘销的后端以便卡盘销的前端能暴露到卡盘基座的外表面；以及刚性框架，在面向卡盘销的刚性框架的外表面处与弹性构架接触以便它能由与卡盘销的后端接触的一端的弹性构架的另一端弹性支撑，刚性框架在其中心形成有垂直穿过刚性框架的中心孔以便中心孔具有大于中心轮毂的外直径的内直径，从而提供允许刚性框架在可容许范围内，在水平方向中移动的自由度以便在弹性构件的弹力不等时，盘的中心能与马达的旋转中心匹配。

优选地，刚性框架具有面向卡盘销、在其外表面上形成的多个闩锁，用于锁住弹簧构件的另一端。

更优选地，分别在对应于以刚性框架的中心孔为中心的等边三角形的三个顶点的刚性框架的外表面上的位置处，形成闩锁。

更优选地，分别在对应于以刚性框架的中心孔为中心的等边三角形的三个顶点的刚性框架的外表面的位置处形成的平面上提供闩锁。

优选地，刚性框架的中心孔的内周表面和中心轮毂的外周表面间的距离大于刚性框架的中心孔的内周表面和卡盘基座的外周表面间的距离。

优选地，卡盘基座具有在卡盘基座的外表面上的配件间形成的多个剖面，以及多个弹性件整体地提供到剖面，用于自动定中心功能，弹性件的每一个通过其弹力弹性地支撑与弹性件的前端的外表面接触的盘的中心空隙的内周表面。

附图说明

从下述结合附图的详细描述，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的及特征，其中：

图1是示例说明具有传统的卡盘设备的盘驱动器的平面图；

图2是示例说明具有传统的卡盘设备的盘驱动器的横截面图；

图3a至3c是根据本发明的盘驱动器的卡盘设备，其中图3a是平面图，图3b是纵向截面图，以及图3c是后视图；

图4是示例说明根据本发明的盘驱动器的卡盘设备的刚性框架和卡盘销的分解透视图；以及

图5a至5d是示例说明使用根据本发明的盘驱动器的卡盘设备，卡盘的过程的流程图。

具体实施方式

现在，将参考附图，详细地描述优选实施例。

图3a至3c表示根据本发明的盘驱动器的卡盘设备，其中，图3a是平面图，图3b是纵向截面图，以及图3c是后视图。图4是示例说明根据本发明的盘驱动器的卡盘设备的刚性框架和卡盘销的分解透视图。

根据本发明的卡盘设备100可以固定将旋转的盘，以便平滑地实施盘的不定向旋转，同时卡盘以便盘的中心与马达的旋转中心匹配，以及可以防止导致由于具有不同弹力的弹性构件130，卡盘的中心偏向一侧的偏心率。本发明的卡盘设备100包括卡盘基座110、卡盘销120、弹性构件130和刚性框架140。

本发明的卡盘设备100装配到具有马达20的盘驱动器1上，该马达20包括定子20a和转子20b以便当向其施加电力时，提供旋转驱动力。将省略马达20的详细描述。

在其上插入具有在盘的中心穿孔的预定大小的中心空隙H的盘D的卡盘基座110是旋转结构，其中，其中心装配与充当马达20的旋转中心的轴26同轴的垂直轴上，以便在启动马达20后，在一个方向中，连同马达20的转子20b和盘D一起旋转。

卡盘基座110具有在径向中凹进以及沿在卡盘基座110的外表面上的外周彼此均匀分开的三个或多个配件112，盘D的中心空隙H相应地插入卡盘基座110上。

将卡盘基座110提供到转子20b的转子外壳24的上表面，转子20b在启动马达20后，相对于定子20a，在一个方向中旋转。另外，可以将卡盘基座110提供到未示出的、另外装配到转子外壳24的上表面上的转盘。

在将卡盘基座110提供到转子外壳24的情况下，卡盘基座110在其中心整体具有预定内直径的空圆柱中心轮毂114。其中，轴向芯棒(axial insert)24a组装到中心轮毂114，以及允许马达20的轴26从此插入。轴向芯棒24a从转子外壳24的上表面的中心向上延伸达高于其上表面预定高度。

因此，转子外壳26的轴向芯棒24a和卡盘基座110的中心轮毂114均位于与马达20的轴26同轴的垂直轴上，允许在启动马达20后，卡盘基座110上的盘D与卡盘基座110一起在一个方向中旋转。

橡胶材料107安装在转子外壳24的上表面的转子24的外周周围，用于生成摩擦力以便通过安装在卡盘基座110上的盘D的下表面和橡胶材料107的上表面间的区域接触，防止在旋转盘时，由于马达启动而导致盘滑落。

卡盘销120是操作构件，分别组装到配件112凹口上，同时沿卡盘基座110的上表面的卡盘基座110的外周，彼此均匀分开，以便它们可以在卡盘基座110上线性移动。通过这一结构，通过每次安装或拆卸盘D时，与盘D的中心空隙H的内周的上或下边缘的干扰，根据在垂直方向中施加到其上的向上或向下安装或拆卸力，可以在径向中引导卡盘销120。

如图3a至3c所示，每个卡盘销120具有在从卡盘销120拆卸盘D时，在与盘D的中心空隙H的下端干扰的卡盘销120的前身的上表面处，稍微和向下倾向卡盘销的前面的上角斜坡121，以及在安装盘D时，在与盘D的中心空隙H的上端干扰的卡盘销120的前端的下表面处，稍微和向上倾向卡盘销的前面的下角斜坡122。另外，每个卡盘销120具有从卡盘销120的上表面上的上角倾率121的前端，在上角倾率121的两侧的径向中形成并连接到相应的配置元件112的拉长的导杆129以便每个卡盘销120能沿卡盘基座110的配件112，平滑地往复运动。

另外，组装到配件112的每个卡盘销120包括在卡盘销120的后端，延伸到卡盘销120的右左侧并闩锁到配件112的翼123a和123b以便防止卡盘销120偏离配件112，以及啮合爪在翼123a和123b间凸出以便每个弹性构件130的前端插在啮合爪124上并原地固定。

弹性构件130是线圈形状的弹性体，具有预定水平的弹力以便始终和弹性地向前支持提供到卡盘基座110上的卡盘销，以及分别排列在卡盘基座110和卡盘销120和中心轮毂114之间。

每个弹性构件具有插在并固定在从每个卡盘销120的后端整体突出的啮合爪123上的一端，以及另一端与中心轮毂114的刚性框架140接触并由刚性框架140支撑。

刚性框架140具有平的上下表面，以及与对应于卡盘销120的刚性框架140的外表面上的弹性构件130接触以便刚性框架140能受具有与卡盘销120的后端接触的一端的弹性构件130的另一端弹性支撑。

刚性框架140在其中心形成有垂直地穿过刚性框架140的中心孔141。中心孔141具有大于中心轮毂114的外直径的内直径以便刚性框架140能位于卡盘设备的中心中并与中心轮毂114分开预定距离G2，当刚性框架140放置到卡盘基座110的中心轮毂114中时，不干扰中心轮毂114。

因此，刚性框架140具有自由度，允许刚性框架140不仅根据弹性支撑卡盘基座120的弹性构件130的弹力，与转子外壳24的上表面分开的状态中上升，而且可在中心轮毂114的外围表面和刚性框架140的中心孔141的内周表面间定义的预定距离G2的可容许范围中，在水平方向中移动。

具体地，即使在刚性框架140和多个卡盘销120间提供具有由制造工艺导致的不同弹力的弹性构件130，通过卡盘销120，在弹性向前支撑卡盘销120的弹性构件130间生成的力偏差传送到具有自由度的刚性140框架，而不是传送到盘D。因此，能将盘D卡到盘驱动器上以便盘D的中心和马达的旋转中心彼此相符。

此时，在中心轮毂112的外围表面和刚性框架140的中心孔141的内周表面间定义的预定距离G2优选地大于在插在卡盘基座110上的盘D的中心空隙H的内周表面和卡盘基座110的外周表面间定义的距离G1。

刚性框架140具有在对应于卡盘销120的后端的位置处，在其外表面上形成的多个闩锁，用于锁住弹性构件130的另一端。关于卡盘销120的啮合爪，每个闩锁142优选地从刚性框架140的外围表面突出以防止弹性构件130脱离。另外，可以按凹口的形状，压下每个闩锁142，用于确保弹性构件130的足够长度。

优选地分别在对应于以刚性框架140的中心孔141为中心的等边三角形的三个顶点的刚性框架140的表面上的位置处形成闩锁142。此时，可以在刚性框架140的外周表面的圆形表面上，或在对应于以中心孔141为中心的等边三角形的三个顶点的位置处形成的平面143上，提供闩锁142。

形成多个剖面116，以及在安装卡盘销120的卡盘基座110的外表面上的配件112间彼此分开均匀距离。剖面116主要具有分别具有近似L形的横截面的弹性件150，以便通过画连续地连接弹性件150的外周表面的线形成的弹性件150的外直径能大于盘D的中心空隙H的内直径。

在这种情况下，在安装盘D时，使每个弹性件150的前端的外表面压向内侧，并弹性变形，以及在安装盘D后，通过它们的弹力，均匀地支撑盘D的中心空隙H的内周表面，从而增强自动定中心功能以便中心空隙H的中心与马达20的旋转中心匹配。

用于自动定中心功能的这些弹性件150安装在圆周方向中彼此分开均匀距离的卡盘销120之间，以及弹性支撑盘D的中心空隙H的内周表面，以便安装在卡盘基座110的盘D的中心和卡盘基座110的旋转中心能位于相同的垂直轴上。

当使用具有如上所述结构的本发明的卡盘设备100，执行将盘D安装在卡盘基座110上的操作时，如图5a所示，将被卡住的盘D直接位于卡盘基座110上，然后与卡盘基座110匹配的盘10的中心空隙H一起垂直降低，允许盘D安装在卡盘基座110上。

由于卡盘基座110的外直径小于盘D的中心空隙H的内直径，同时提供到卡盘基座110的配件112的卡盘销120的各自的前端从卡盘基座110的外表面向外延伸，盘D的中心空隙H的下端与在卡盘销120的前端的上表面上形成的上角斜坡接触并干扰，如图5b所示。

同时，如图5b和5c所示，根据垂直地降低盘D的外力的安装力F_I，沿卡盘基座110的配件112，使多个卡盘销120向后移动到中心轮毂114并插入卡盘基座110的配件112中。

在这种情况下，使在位于卡盘基座110的中心轮毂114中的刚性框架140和卡盘销120间提供的弹性构件130压缩向后移进配件112中的卡盘销120的移动距离，从而生成弹性恢复力。

此时，由于形成卡盘基座120，在其下端的外周，通过环状支架118，在与支架118的接触区中，由支架118支撑盘D的下表面。由于支架118在其对应于卡盘销120的上表面处形成有弯曲部分118a以便在安装盘D时，支架118a与在卡盘销120的下端的下表面处形成的下角斜坡122接触，能通过插入配件122，向下同时铰链连接卡盘销120以便压缩弹簧构件130。

如图5d所示，当盘D的中心空隙H的内周表面通过卡盘销120的最外前端时，卡盘销120沿配件122，向前返回到它们的初始状态，由于卡盘销120连接到在压缩弹簧构件130时产生弹性恢复力的弹簧构件130的一端。

然后，在卡盘销120的前端的下表面处形成的下角斜坡122接触插入卡盘基座110的盘D的中心空隙H的上端，以及将向前弹性支持卡盘销120的弹性构件130的弹力传送到多个接触部分，从而允许盘D在适当的位置固定到盘驱动器。

同时，难以制造位于卡盘基座110的中心轮毂114中的刚性框架140和多个卡盘销120间的弹性构件130，以便弹性构件130具有相同的弹力。因此，在将相对大的弹力传送到多个接触部分的一个的情况下，其中卡盘销120接触盘D的中心空隙H，生成偏心率，使盘D的中心偏向马达20的旋转中心的一侧。

然而，根据本发明，通过提供垂直穿透刚性框架140的中心的中心孔141，通过连接到弹性构件130的另一端并位于卡盘基座110的中心轮毂114中而不与中心轮毂114干扰的刚性构架，能消除由在多个卡盘销120和刚性框架140间提供的弹性构件的不同弹力生成的不等力，从而防止盘D的偏心率。

由于位于中心轮毂114中的刚性框架114的中心孔141的内直径大于中心轮毂114的外直径，能在中心孔141的内周表面和中心轮毂114的外周表面间定义的预定距离G2的可容许范围中，在水平方向中自由移动刚性框架140。

在这种情况下，如果通过向前弹性支撑卡盘销120以便卡住盘D的弹性构件130所生成的外力的一个大于其他，在力间产生力的偏差。通过向前弹性支撑盘D的卡盘销120，将力的偏差传送到在水平方向中具有自由度的刚性框架140，而不是传送到盘D。

因此，能在卡盘基座110和转子外壳24间定义的空间内，在水平方向中自由移动刚性框架140，从而允许具有更大弹力的弹簧构件130扩展，减少传送到卡盘销120的外力，同时允许具有较小弹性力的弹簧构件130压缩，增加传送到卡盘销120的外力。

在这种情况下，即使弹簧构件130具有不同弹力，能将通过卡盘销120传送到盘D的力以同样大小施加到盘D上。因此，通过卡盘销120卡到卡盘基座110的盘D的中心能精确地与马达20的旋转中心匹配，从而允许用于通过光学拾取单元记录和/或再现盘的记录面上的数据的精确和平滑操作。

在通过卡盘销120传送到盘D的力的偏差变为零的情况下，刚性框架140处于固定状态，以及在卡住盘D期间，维持刚性框架1401的固定状态。

同时，由于在卡盘基座110的外表面上形成的剖面116主要具有近似L形的多个弹性件150，在向中心轮毂114偏转和弹性变形的状态中，每个弹性件150将弹力传送到与弹性件150的外表面接触的盘D的中心空隙H，从而增强使中心空隙H的中心与马达的旋转中心匹配的自动定中心功能。

从上述描述可以看出，根据本发明，接触向前支撑卡盘销的弹簧构件的另一端的刚性框架位于卡盘基座的中心轮毂中以便它能在可允许的范围内，在水平方向中移动，由此，即使分别提供到卡盘销的弹簧构件的弹力不同，通过卡盘销传送到盘的力均匀，允许通过使卡到卡盘基座的盘的中心与马达的旋转中心精确匹配，精确和平滑地记录和/或再现盘的记录表面上的数据。

此外，还减少光学拾取单元的不必要移动，从而减少能耗，以及增加盘驱动器的寿命。

应理解到为示例说明目的，已经描述了如上所述的实施例和附图以及本发明仅通过下述权利要求来限定。另外，本领域中的普通技术人员将意识到在不背离在附加权利要求书中阐述的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加和取代是可能的。

Claims (6)

1.一种盘驱动器的卡盘设备，提供给供给用于卡住将旋转的盘的旋转驱动力的马达，所述卡盘设备包括：

卡盘基座，具有沿所述卡盘基座的外周凹进的多个配件，盘的中心空隙相应地插在所述多个配件上，以及在所述卡盘基座的中心形成有连接到所述马达的中心轮毂以便所述卡盘基座能与所述马达的转子一起旋转；

多个卡盘销，分别装配到所述配件上以便它们能在径向中往复运动；

多个弹簧构件，弹性向前支撑所述卡盘销的后端，以便所述卡盘销的前端能暴露到所述卡盘基座的外表面；以及

刚性框架，在面向所述卡盘销的所述刚性框架的外表面处与所述弹性构件接触，以便它能由与所述卡盘销的后端接触的一端的所述弹性构件的另一端弹性支撑，所述刚性框架在其中心形成有垂直穿过所述刚性框架的中心孔以便所述中心孔具有大于所述中心轮毂的外直径的内直径，从而提供允许所述刚性框架在可容许范围内，在水平方向中移动的自由度，以便在所述弹性构件的弹力不等时，所述盘的中心能与所述马达的旋转中心匹配。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述刚性框架具有面向所述卡盘销、在其外表面上形成的多个闩锁，用于锁住所述弹簧构件的另一端。

3.如权利要求2所述的设备，其中，分别在对应于以所述刚性框架的中心孔为中心的等边三角形的三个顶点的所述刚性框架的外表面上的位置处形成所述闩锁。

4.如权利要求2所述的设备，其中，分别在对应于以所述刚性框架的中心孔为中心的等边三角形的三个顶点的所述刚性框架的外表面的位置处形成的平面上提供所述闩锁。

5.如权利要求1所述的设备，其中，所述刚性框架的中心孔的内周表面和所述中心轮毂的外周表面间的距离大于所述刚性框架的中心孔的内周表面和所述卡盘基座的外周表面间的距离。

6.如权利要求1所述的设备，其中，所述卡盘基座具有在所述卡盘基座的外表面上的配件间形成的多个剖面，以及多个弹性件整体地提供到所述剖面，用于自动定中心功能，所述弹性件的每一个通过其弹力弹性地支撑与所述弹性件的前端的外表面接触的所述盘的中心空隙的内周表面。

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