KR100421103B1 - 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터는 로우터 케이스를 개선하여 간단한 구성으로 턴테이블의 기능을 가지며, 자동 밸런스 보정 기능을 가지면서도 로우 프로파일의 유지가 가능한 것으로, 중심에 축지지부(1a)를 설치함과 동시에 상기 축지지부 주위의 상면에 소정의 간극을 두어 복수개의 디스크 재치 가이드(1b)를 일체로 일으켜 세운 로우터 케이스(1)와, 상기 축지지부에 배치한 축(2)과, 적어도 하나의 디스크 내경 척부(3a)를 가지며 상기 복수개의 디스크 재치 가이드의 사이로부터 상기 적어도 하나의 디스크 내경 척부를 약간 돌출하도록 상기 로우터 케이스에 배치한 디스크 척 스프링(3)과, 상기 로우터 케이스의 내측에 배치한 마그넷(4)과, 이 마그넷에 공극을 통하여 대향시킨 전기자 스테이터(5)와, 이 전기자 스테이터를 배치함과 동시에, 이 전기자 스테이터의 내측에서 상기 축을 지지하는 스테이터 베이스(7)로 구성한다.

Description

디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터{Spindle motor having disc mounting portion}

본 발명은, MD, CD, DVD 등의 광미디어를 구동시키는 스핀들 모터의 개량에 관한 것으로, 턴테이블을 별도로 준비하지 않고도 로우터 자체로 디스크를 재치 (mounting)할 수 있도록 한 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로 광미디어를 구동시키는 스핀들 모터는 모터 본체로부터 돌출되어 있는 출력축에 광미디어를 재치하는 턴테이블을 장착한 것으로서, 모터와 턴테이블이 별개로 되어 있다. 최근에는 고속회전용 모터의 미디어를 포함하는 회전시스템의 언밸런스에 의한 진동을 방지하기 위해 턴테이블의 하방에 이들 언밸런스를 자동적으로 교정하는 오토밸런서를 구비한 스핀들 모터가 알려져 있다.

이러한 오토밸런서는 다양한 방식이 있는데, 최근에는, 도 4에 도시한 바와 같이 모터부(M)의 출력축에 턴테이블(T)과 턴테이블 아래에 배치한 얕은 원통 케이스(E)에 복수개의 작은 볼(B)을 격납하고, 이 볼(B)의 자유 가동을 이용하여 회전시의 원심력 언밸런스를 교정하도록 한 것이 있다.

그러나 상기 종래의 오토밸런서에는 턴테이블이나 언밸런스 보정 부재가 있으므로, 모터를 로우 프로파일로 지향하여 설계할 경우에는 모터의 특성이 희생되는 문제점이 발생한다. 이에 따라 모터의 특성을 유지하기 위해서는 고가인 마그넷 등을 사용하지 않으면 안되었다.

게다가, 통상 모터 하부에 있는 스테이터 베이스(SB)가 축의 받침을 이루고 있으므로, 축의 턴테이블까지의 높이에 따라 축의 진동에 커다란 영향을 주게 된다. 이에따라, 각 부재의 정밀도가 필요 이상으로 요구되어 턴테이블이나 언밸런스 보정 부재의 제조원가가 크게 상승하여 고가의 모터가 되어 버리는 문제가 있었다.

본 발명의 기술적 과제는 로우터 케이스를 개선하여 간단한 구성에 의해 턴테이블로서 기능을 발휘하도록 하여 부품수를 줄인 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 자동 밸런스 보정 기능을 가지면서도 로우 프로파일을 유지하는 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터의 제1실시예를 나타낸 것으로 도 2의 II-II선에 따른 절단종단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 로우터 부분의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 제2의 실시의 형태를 나타낸 것으로 축방향 공극형 스핀들 모터의 종단면도이다.

도 4는 종래의 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터의 단면도이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터는, 중심에 축지지부를 설치함과 동시에 축지지부 주위의 상면에 소정의 간극을 두어 복수개의 디스크 재치 가이드를 일체로 세워 형성한 로우터 케이스와, 상기 축지지부에 배치한 축과, 적어도 하나의 디스크 내경 척(chuck)부를 가지며 상기 복수개의 디스크 재치 가이드의 사이로부터 상기 디스크 내경 척부를 방사상으로 약간 돌출하도록 상기 로우터 케이스에 배치한 디스크 척 스프링과, 상기 로우터 케이스의 내측에 배치한 마그넷과, 이 마그넷에 공극을 통하여 대향시킨 전기자 스테이터와, 이 전기자 스테이터를 배치함과 동시에, 이 전기자 스테이터의 내측에서 상기 축을 지지한 스테이터 베이스로 이루어지는 것으로 달성할 수 있다.

이와 같이 하면, 로우터 케이스 자체에서 턴테이블을 구성할 수 있으므로, 특별히 턴테이블을 배치할 필요가 없으므로 원가를 절감할 수 있고, 모터 자체의 자세도 낮출 수 있으며, 모터의 두께도 종래의 턴테이블만큼 증가하므로 저렴한 마그넷을 사용하면서도 동일한 특성을 유지할 수 있다.

또한, 상기 로우터 케이스의 외주 부분에 디스크 미끄럼방지 시트를 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 금속제의 로우터 케이스로도 턴테이블로서 기능을 발휘할 수 있으므로, 고속회전미디어에서도 사용할 수 있다.

또한, 상기 로우터 케이스의 외주의 전 둘레에 걸쳐 팽출부를 형성하고, 상기 팽출부 내측에 밸런스 보정 부재로서 복수개의 볼을 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 데드 스페이스를 이용하게 되므로, 로우 프로파일의 언밸런스 보정 수단을 구성할 수 있다.

또한, 상기 복수개의 디스크 재치 가이드를 일체로 일으켜 세울 때에 형성된 구멍은 상기 디스크 척 스프링으로 채워져 있는 것으로 달성할 수 있다.

이와 같이 하면, 로우터 내로의 이물의 혼입을 방지할 수 있다.

상기 디스크 척 스프링은 흡착용 자성체(마그넷)로 눌려있는 것이어도 무방하다.

이와 같이 하면, 디스크 척 스프링 자체가 흡착용 마그넷의 자로를 형성하는 흡착 마그넷의 리턴 패스 플레이트(return path plate)로 된다.

이하, 도면에 도시한 본 발명의 각 실시예를 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 참조번호 1은 본원의 특징인 디스크 재치 기능을 갖는 로우터 케이스이고, 축(2)을 압입 지지하는 축지지부(1a)를 버링형으로 돌출시킴과 동시에, 그 주위의 상면에 복수개(본 실시예에서는 5개)의 디스크 재치 가이드(1b)를 일체로 적절한 간격을 두고 일으켜 세우고 있다. 이 디스크 재치 가이드(1b)는 탑재해야할 디스크의 내 직경에 맞추어 축과 동심이 되도록 하며, 또한 미도시된 디스크가 손상되지 않도록 디스크의 안쪽 곡률반경 보다 약간 작게 하고 있다. 이 로우터 케이스(1)는 외주부분이 더욱 부풀어 오르도록 팽출부(1c)가 형성되어 있다.

참조번호 3은 상기 디스크를 덜컥거림 없이 재치가능하도록 적어도 하나의 디스크 내경 척부를 가지며, 디스크 재치 가이드(1b)의 사이에 상기 적어도 하나(본 실시예에서는 5개)의 디스크 내경 척부(3a)를 약간 돌출되도록 상기 로우터 케이스에 배치한 디스크 척 스프링이다. 이 디스크 척 스프링(3)의 평탄부(3b)는, 상기 디스크 재치 가이드(1b)를 일으켜 세웠을 때 필연적으로 형성시켜야 하는 구멍(1d)을 막도록 형성하고 있고, 위치결정가이드(1e)에 의해 바람직한 위치를 정하며, 축(2)을 기준으로 한 상기 디스크 내경 척부(3a)를 맞추어 이루어지는 제조 방법으로 로우터 케이스(1)의 상기 구멍(1d)이 없는 위치에 스포트 용접된다.

따라서, 상기 위치결정가이드(1e)와 디스크 척 스프링(3)간에는 다소 헐겁게 끼워지도록 마련하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 소정의 탄성을 갖는 디스크 척 스프링(3)에 의해 디스크의 자동센터링이 가능해진다.

상기 팽출부(1c)의 상면은, 축(2)을 압입 장착한 후, 축(2)과 직각을 이루도록 절삭되고, 디스크가 고속회전시 미끄러지지 않도록 미끄럼 방지 시트(ST)가 부착된다.

이러한 로우터 케이스(1)의 내측에는, 직경 방향 공극형을 구성하는 원통형으로 고무 또는 다른 플라스틱제 마그넷(4)이 격납되고, 또한 이 마그넷(4)의 상면에 얇은 자기차폐판(4a)을 통하여 언밸런스 보정 수단으로서의 복수개의 볼(B)이 상기 팽출부(1c)의 내측의 공간에 회동 가능하게 격납되어 있다.

도 1에서, 1f는 상기 볼(B)이 벗어나지 않도록 로우터 케이스(1)를 전 둘레를 변형하여 형성한 볼 스토핑부이고, K는 흡착용 자성체로서의 마그넷이다.

또한, 상기 볼이 비자성인 경우, 얇은 자성차폐판(4a)은 불필요하다.

이와 같이 구성한 로우터(R1)는 직경 방향 공극형 전기자 스테이터(S1)와 조합하여 브러시리스 모터로 하는 것이다.

이 스테이터(S1)는 규소 강판을 복수매로 라미네이팅한 코어(5)와 이 코어의 철극(salient pole)부(5a)에 감은 전기자 코일(6)로 이루어지고, 블레이드부(5b)를 상기 원통형 마그넷(4)에 공극을 통하여 대향시켜, 금속 회로 기판으로 이루어지는 스테이터 베이스(7)에 일체화한 베어링 하우징(8)을 통하여 고착된다. 이 고착수단으로는 나사 조임, 접착을 채용할 수 있다.

이러한 스테이터(S1)에 상기 로우터(R1)를 축(2)을 통하여 상기와 같이 베어링 하우징(8)에 기름함유 베어링(8b)을 통하여 회전 가능하게 장착함으로써 직경방향 공극형 브러시리스 스핀들 모터가 구성된다.

여기서, 마그넷(4)의 자계 중심과 코어(5)의 적층 중심을 축(2)에 따른 방향으로 고의로 서로 일치되지 않도록 하여 로우터(R1)를 항상 스테이터(S1) 쪽으로 흡인시켜 두어 로우터가 벗어나지 않도록 하고 있다.

또한, 로우터의 축방향의 빠짐 강도를 확보하기 위해 다양한 기술이 제안되고 있지만, 여기서는 축에 홈을 만들어 스토퍼링(8a)에 압력을 가하여 삽입하는 것이어도 무방하다.

이러한 축 하우징은 원가절감을 위해 수지제의 베어링 하우징으로 직접 축(2)을 지지하는 것으로 하여도 된다.

도 3은 본 발명의 제2의 실시의 형태로서 축방향 공극형 브러시리스 스핀들 모터를 나타내는 것으로, 즉, 로우터 케이스(11)의 상면은 도 1과 동일하지만, 내측은 축방향 공극형이므로 N, S극이 교대로 복수개 착자된 원반형의 링형 마그넷(44)이 로우터 케이스(11)의 안쪽 천정에 고착되고, 로우터 케이스(11)의 외주에는 마그넷(44)의 자기를 어느 정도 차폐하도록 배려한 얇은 자성판으로 이루어진 볼 홀더(Ba)가 마련되어 강제(steel)의 볼(B)을 격납하며, 로터(R2)가 소정의 회전속도로 회전 중에는 볼(B)이 볼 홀더(Ba)내에서 이동하여 미도시된 CD가 장착된 로우터케이스(11)의 언밸런스를 보정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 볼 홀더(Ba)를 통하여 유입되는 마그넷(44)의 누설자계의 강도는 로터케이스(11)가 정지할 경우 마그넷(44)측에 볼(B)을 흡착하여 유지시키는 정도이면 바람직하다.

이러한 로우터(R2)를 구동하는 스테이터(S2)는, 상기 마그넷(44)에 축방향 공극을 통하여 대향하도록 자성체로 이루어진 스테이터 베이스(77)에 배치된 복수개의 공심 전기자 코일(66)로 구성된다.

여기서는, 축방향 공극형 슬롯리스이기 때문에, 로우터(R2)는 스테이터 베이스(77)에 강하게 흡인되므로, 발생되는 축방향으로 브레이크 로스(brake loss) 문제는 축(2)의 기단을 역V자로 정하고, 여기에 하나의 볼을 격납하여 경감시키는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 모터 본체가 디스크에 대하여 너무 작은 경우로서 얇은 링형 원반(9)을 로우터 케이스(11)의 외주부에 스포트 용접하고 축(2)과 직각을 이루도록 축(2)을 기준으로 연삭된다. 이 얇은 링형 원반(9)은 프레스 가공으로 형성 가능하므로 비용면에서 큰 희생이 따르지 않는다. 물론, 이 링형 원반(9)은 상기의 직경 방향 공극형 모터에도 응용할 수 있다.

또한, 상기 밸런스 보정 부재로서의 볼(B)은 각 실시예와도 마그넷(4, 44)의자계의 영향을 크게 받지 않도록 스테인레스 스틸등과 같은 약자성체 또는 비자성체로 해도 된다.

도 3에서, 도 1 및 도 2와 동일한 부재는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략하기로 한다.

또한, 본 발명은 그 기술적 사상 또는 특징으로부터 일탈하지 않는 범위에서, 다른 다양한 형태로 실시할 수 있다. 따라서, 상술한 실시의 형태는 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 않된다. 본 발명의 기술적 범위는 특허청구의 범위에 의해 나타내는 것으로, 명세서 본문에는 구속받지 않는다.

본 발명에 따른 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터는, 로우터 케이스 자체에서 턴테이블을 구성할 수 있으므로, 특별히 턴테이블을 배치할 필요가 없으므로 원가를 절감할 수 있고, 모터 자체의 자세도 낮출 수 있다. 종래의 턴테이블의 만큼 증가시킨 모터의 높이로서 같은 특성을 유지하면서도 보다 저렴한 마그넷을 사용할 수 있다.

또한, 금속제의 로우터 케이스가 턴테이블로서 기능을 발휘할 수 있으므로, 고속회전 미디어에서도 사용이 가능하며, 데드 스페이스를 이용하게 되므로, 로우 프로파일의 언밸런스 보정 수단을 구성할 수 있다.

또한, 로우터 내로의 이물의 혼입을 방지할 수 있으며, 디스크 척 스프링 자체가 흡착용 마그넷의 자로를 형성하는 리턴 패스 플레이트로서의 기능을 제공한다.

Claims (5)

1. 중심에 축지지부를 설치함과 동시에 그 주위의 상면에 소정의 간극을 두어 복수개의 디스크 재치 가이드(1b...)를 동일한 재질로 일으켜 세워 디스크 재치 가이드의 내측에 흡착용 마그넷(K)를 배치하고 외주에 팽출부(1c)를 설치하고, 상기 팽출부는 축을 기준으로 절삭되며, 디스크 미끄럼 방지 시트(ST)가 설치된 로터 케이스(1, 11)와,

   적어도 3개의 디스크 내경 척부(3a)를 가지며, 상기 복수개의 디스크 재치 가이드의 사이로부터 상기 디스크 내경 척부를 약간 돌출하도록 상기 로우터 케이스에 일체화한 판상의 디스크 척 스프링(3)과,

   상기 마그넷에 공극을 통하여 대향시킨 전기자 스테이터(S1)와,

   상기 스테이터를 배치함과 동시에, 상기 전기자 스테이터의 내측에서 상기 축을 베어링 하우징(8)을 통하여 회전 가능하게 지지한 스테이터 베이스(7, 77)를 포함함을 특징으로 하는 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터.
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3. 제 1 항에 있어서, 상기 팽출부의 내측에 밸런스 보정 부재로서 복수개의 볼을 배치함을 특징으로 하는 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 복수개의 디스크 재치 가이드를 일체로 일으켜 세울 때 형성된 구멍은 상기 디스크 척 스프링으로 막혀지며, 상기 디스크 척 스프링은 흡착용 자성체로 눌려져 있는 것을 특징으로 하는 디스크 재치부를 구비한 스핀들 모터.
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