KR100423002B1 - 스핀들 모터의 자동 평형 장치 - Google Patents

Abstract

고유 진동수 이하에서 스핀들 모터의 회전시 볼의 회전 반경을 줄임으로써 불평형량을 줄여 진동량을 줄이도록 하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치가 개시된다. 상기 스핀들 모터의 자동 평형 장치는 외주면측을 따라 볼이 저장되는 링형상의 저장로가 형성되되, 상기 저장로를 형성하는 저면은 자신의 중심에서부터 외측으로 갈수록 높아지는 형태로 경사지게 형성되며 자신의 중심부는 스핀들 모터의 회전축과 연결된 원형의 볼 케이스, 상기 저장로에 저장되는 볼을 구비하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치에 있어서, 상기 경사면은 가상의 수평면과 30°∼ 50°의 각도를 가진다. 상기 스핀들 모터의 자동 평형 장치는 볼 케이스의 저장로에 저장된 볼이 고유 진동수 이하에서는 저장로의 내측 측면에 위치되므로 볼 케이스의 회전중심과 볼 사이의 거리가 최소로 되어 불평형량이 줄어든다.

Description

스핀들 모터의 자동 평형 장치{AUTOMATIC BALANCED APPARATUS OF SPINDLE MOTOR}

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고유 진동수 이하에서 스핀들 모터의 회전시 볼의 회전 반경을 줄임으로써 불평형량을 줄여 진동량을 줄이도록 하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치에 관한 것이다.

최근 광 기록/재생 기기의 추세는 고배속, 대용량화되고 있다. DVD(Digital Versatile Disc)의 경우 데이터의 기록 용량이 4.7G로서, CD에 비해 무려 7배 이상증가하였으며 이에 따라 데이터의 기록 밀도가 비약적으로 증가된 상태이다.

이와 더불어 고배속화도 꾸준히 진행되어 10,000rpm 이상으로 디스크를 회전시키는 드라이브가 현재 시장에 나오고 있다.

이와 같은 고배속, 대용량화 즉, 고밀도의 광 기록/재생 기기는 안정적으로 데이터를 읽거나 기록할 수 있는 기능이 무엇보다 중요한데 이는 서보(servo)적인 특성만으로는 한계가 있어 필수적으로 기계적인 진동특성을 개선해야 한다.

진동과 충격에 민감한 광 기록/재생 기기의 약점은 외란에 의해 광 픽업이 읽어야 할 트랙(track)을 추종하지 못하거나, 데이터를 아예 읽지 못하는 오동작(skipping)을 하는 양상으로 나타나는데 이는 고배속화에 따라 기기 내부의 회전체인 스핀들 모터가 고속으로 회전함에 따라 유발되는 내부 진동원에 대해서도 발생할 가능성이 높다.

기존의 저배속, 저밀도의 광 기록/재생 기기에서 트랙과 초점의 벗어남(off-track, off-focus)에 의한 작동 오류를 서보 제어 기술로만 극복하는 것은 거의 불가능하여 진동 제어에 강건한 광 기록/재생 기기가 요구되고 있다. 기존의 진동 제어는 방진 고무 등을 이용해 진동 경로를 차단하는 수동 제어로 이루어져 왔지만 고배속에서 광 디스크에 심한 불평형 질량이 존재할 경우에는 방진 고무로는 진동 제어에 한계가 발생한다. 따라서 최근에는 볼을 이용한 자동 평형 장치를 광 기록/재생 기기에 사용하고 있다. 이러한 자동 평형 장치는 불평형이 있는 회전체가 고유진동수를 초과할 때, 위상이 180도로 반전하는 원리를 이용한 것으로 볼과 시스템 질량 중심의 위상이 반대로 되도록 하여 전체적인 평형을 맞추는 장치이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이러한 종래의 스핀들 모터의 자동 평형 장치(10)는, 볼 케이스(11)와, 볼(13)로 이루어진다. 볼 케이스(11)는 원형으로 형성되며, 외주연에 볼(13)이 수납되는 홈(12)이 구비되며, 스핀들 모터(1)의 회전축과 결합된다. 여기에서 볼(13)이 수납되는 홈(12)은 직각으로 형성된다.

그러나 종래의 스핀들 모터의 자동 평형 장치는 고유 진동수 이상에서는 평형을 맞추나 고유 진동수 이하에서는 오히려 불평형량으로 작용하여 진동량이 커지므로 고유 진동수 이하에서는 CD-RW 장치에 기록이 정확히 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고유 진동수 이하에서는 볼케이스의 회전중심에서부터 볼케이스에 내장된 볼 까지의 거리를 최소로 할 수 있도록 볼케이스에 볼이 이동하는 경사면을 형성하여 불평형량을 줄일 수 있는 스핀들 모터의 자동 평형 장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 자동 평형 장치의 평면도

도 2는 도 1의 정단면도

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 자동 평형 장치의 평면도

도 4는 도 3의 정단면도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 볼 케이스 111 : 홈

113 : 경사면 120 : 볼

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 외주면측을 따라 볼이 저장되는 링형상의 저장로가 형성되되, 상기 저장로를 형성하는 저면은 자신의 중심에서부터 외측으로 갈수록 높아지는 형태로 경사지게 형성되며 자신의 중심부는 스핀들 모터의 회전축과 연결된 원형의 볼 케이스, 상기 저장로에 저장되는 볼을 구비하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치에 있어서,상기 경사면은 가상의 수평면과 30°∼ 50°의 각도를 가진다.

이하, 본 발명에 의한 스핀들 모터의 자동 평형 장치의 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 스핀들 모터의 자동 평형 장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 정단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 자동 평형 장치(100)는, 볼 케이스(110)와, 볼(120)로 이루어진다.

볼 케이스(110)는 원형으로 형성되며, 외주면측을 따라 볼(120)이 저장되는 링형상의 저장로(111)가 형성된다. 이때, 저장로(111)의 저면은 경사진 경사면(113)으로 형성되는데, 경사면(113)은 볼 케이스(110)의 중심에서 외측으로 갈수록 높아지게 형성된다. 경사면(113)은 가상의 수평면과 15°~ 60°의 각도를 가지며, 더욱 바람직하게는 볼(120)이 원할하게 이동되는 30°~ 50°의 각도를 가진다.

볼(120)은 저장로(111)에 안착되어 스핀들 모터(1)의 회전량에 따라서 경사면(113)을 따라 승강한다.

이하, 본 발명에 따른 스핀들 모터의 자동 평형 장치의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 자동 평형 장치(100)의 볼(120)은 스핀들 모터(1)의 회전량에 따라 볼 케이스(110)의 저장로(111)의 경사면(113)을 따라 이동하게 된다. 즉, 회전량이 크면 볼(120)이 경사면(113)을 따라 상승되어 저장로(111)의 외측 측면측에 위치하게 되고, 회전량이 작으면 볼(120)은 경사면(113)을 따라 상승되지 않고 저장로(111)의 내측 측면측에 고정된다.

한편 스핀들 모터(1)의 진동시 진동량은 아래의 수학식 1과 같다.

mrw2

여기에서, m은 볼의 질량, r은 볼중심의 회전반경, ω는 회전수(각속도)를 각각 나타낸다.

그렇기 때문에 스핀들 모터(1)의 회전량이 작으면 볼(120)이 경사면(113)의 아래에 위치하기 때문에 상기의 수학식 1의 r이 상대적으로 작기 때문에 결국 진동량은 적어지게 된다.

따라서 광 기록/재생 기기의 기록시 스핀들 모터의 진동량이 작기 때문에 불평형량이 줄어들어 데이터를 안정적으로 기록할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스핀들 모터의 자동 평형 장치는 볼 케이스의 저장로에 저장된 볼이 고유 진동수 이하에서는 저장로의 내측 측면에 위치되므로 볼 케이스의 회전중심과 볼 사이의 거리가 최소로 되어 불평형량이 줄어든다.

Claims (2)

1. 외주면측을 따라 볼이 저장되는 링형상의 저장로가 형성되되, 상기 저장로를 형성하는 저면은 자신의 중심에서부터 외측으로 갈수록 높아지는 형태로 경사지게 형성되며 자신의 중심부는 스핀들 모터의 회전축과 연결된 원형의 볼 케이스, 상기 저장로에 저장되는 볼을 구비하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치에 있어서,

   상기 경사면은 가상의 수평면과 30°∼ 50°의 각도를 가지는 것을 특징으로 하는 스핀들 모터의 자동 평형 장치.
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