KR100675018B1 - 디스크 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

디스크 클램핑 장치가 개시된다. 본 발명의 디스크 클램핑 장치는 제1자석이 마련되는 턴테이블과, 제2자석이 마련되는 클램퍼를 포함하며, 제1자석 및 제2자석의 인력에 의하여 디스크가 클램핑되고 턴테이블과 클램퍼의 회전 중심이 동축상으로 수렴되므로 클램퍼의 편심 및 편중심으로 인한 진동 발생을 억제하고, 요크의 자화가 억제되는 연자성체의 요크를 구비하여 균일한 언클램핑력을 유지한다.

Description

디스크 클램핑 장치{Disc clamping device}

도 1은 종래의 디스크 클램핑 장치를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 주요부를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제1실시예를 도시한 측단면도.

도 4는 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제2실시예를 도시한 측단면도.

도 5는 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제3실시예를 도시한 측단면도.

도 6은 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제4실시예를 도시한 측단면도.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 제1, 2자석 및 요크의 일 실시예를 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110...메인 프레임 120...서브 프레임

130...스핀들모터 131...회전축

140...턴테이블 141...러버 패드

142...제1자석 150...광픽업

160...트레이 170...상부 케이스

171...상부 케이스 중공부 172...지지부

173...커버 플레이트 180...클램퍼

182, 282...요크 242...제2자석

본 발명은 디스크 클램핑 장치에 관한 것으로, 특히 스핀들모터에 의해 회전하는 턴테이블에 안착된 디스크를 클램핑하는 디스크 클램핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크 드라이브는, 컴팩트 디스크(CD), 디지탈 비디오 디스크(DVD), HD-DVD, 블루레이(blu-ray) 디스크 등의 기록매체에 광을 조사하여 정보를 기록하거나 기록매체에 기록된 정보를 재생하는 장치를 말한다. 이러한 광디스크 드라이브에는 턴테이블에 안착된 디스크를 클램핑하는 클램핑 장치가 마련된다.

도 1은 종래의 디스크 클램핑 장치를 도시한 측단면도이다. 이를 참조하면, 스핀들모터(spindle motor)(30) 회전축(31)에 결합된 턴테이블(turn table)(40), 턴테이블(40) 상면에 위치한 클램퍼(clamper)(80), 턴테이블(40)과 클램퍼(80)에 의하여 클램핑된 디스크(D)가 도시된다. 일반적인 디스크 클램핑 장치로서, 턴테이블(40)과 클램퍼(80)에 자석(42)과 요크(yoke)(82)를 각각 구비하고, 자석(42)과 요크(82) 사이에 작용되는 자기적 인력에 의하여 디스크(D)를 러버 패드(rubber pad)(41) 방향으로 가압하는 장치가 널리 사용된다. 요크(82)의 재질로서 압연강판 등이 적절하다.

턴테이블(40)에 안착된 디스크(D)는 턴테이블(40)의 러버 패드(41) 방향으로 단단히 클램핑되어야 한다. 이로써, 디스크(D)에 회전력이 슬립(slip)없이 전달되 고, 포커싱(focusing) 방향의 디스크(D) 유동이 방지된다. 디스크(D)가 스핀들모터(30)에 의하여 고배속으로 회전될 때, 디스크(D)가 제대로 클램핑되지 않으면, 디스크(D)의 편심(eccentricity)이나 편중심(mass eccentricity)으로 인한 진동이 증가되므로 안정적인 기록과 재생이 어렵다. 특히, 디스크(D)의 기록밀도가 높아지면 트랙(track)간의 피치(pitch)가 좁아지므로, 디스크(D)의 편심 및 편중심에 의하여 발생되는 광픽업(50)의 트랙킹 에러(tracking error)가 더욱 증가된다. 턴테이블(40)의 상면에 마련되며 디스크(D)의 내주부가 삽입되는 허브는 디스크(D)의 편심량을 최소한으로 줄일 수 있도록 엄격하게 공차가 관리된다.

참조부호 C3-C4로 도시된 클램퍼(80)의 회전 중심축이 참조부호 C1-C2로 도시된 턴테이블(40)의 회전 중심축과 일치하지 않으면, 클램퍼(80)의 편심 및 편중심으로 인한 진동이 추가적으로 발생된다. 클램퍼(80)와 턴테이블(40)의 회전 중심축을 근접시키기 위하여 보스(85)와 보스홈(45)이 구비되며, 클램핑시에는 보스(85)가 보스홈(45)에 삽입되고, 언클램핑(unclamping)시에는 보스(85)가 보스홈(45)에서 분리된다. 클램핑/언클램핑시에 보스(85)가 보스홈(45)에 저항력 없이 삽입/분리되어야 하므로, 소정 치수를 기준으로 보스(85)의 직경은 음의 공차를 가지며 보스홈(45)의 직경은 양의 공차를 가진다. 그 결과, 보스(85)와 보스홈(45)의 결합면에는 참조부호 90의 갭(gap)이 항상 존재하며, 보스(85)와 보스홈(45)의 결합만으로 자석(42)과 요크(82)의 중심축을 정확히 일치시킬 수는 없다. 상기 갭(90)은 클램퍼(80)의 편심 및 편중심으로 인한 진동을 유발하고, 디스크(D)의 회전 속도가 증가될수록 상기 진동이 커지므로 기록 및 재생 불량 우려도 증가된다.

자석(42)과 요크(82)의 자력이 과다하면 클램퍼(80)와 턴테이블(40)의 분리가 어려우므로 디스크(D)의 언클램핑이 곤란하다. 이를 고려하여 적절한 착자력으로 자석(42)이 착자된다. 그러나, 디스크(D)가 로딩되지 않은 상태에서 광디스크 드라이브가 대기 상태에 있는 경우, 클램퍼(80)는 턴테이블(40)과 디스크(D) 없이 근접되므로 요크(82)가 자석(42)에 의하여 자화되기 쉽다. 특히, 요크(82)의 재질이 강자성체이면 요크(82)의 자화 정도가 커지므로, 디스크(D)의 언클램핑에 필요한 힘은 처음 설계시의 값보다 증가된다. 이로 인하여 언클램핑시에 클램퍼(80)가 턴테이블(40)로부터 분리되지 못하거나 디스크(D)의 로딩/언로딩 불량이 발생될 우려가 있다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 클램핑시에 클램퍼와 턴테이블의 회전 중심축을 일치시켜 클램퍼의 편심 및 편중심으로 인한 진동 발생을 억제하고, 클램핑시 보스와 보스홈이 한번에 중심 일치되므로 보스와 보스홈 측면과의 충돌로 인한 충격소음을 줄일 수 있으며, 언클램핑시에 클램퍼의 분리가 용이한 디스크 클램핑 장치를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디스크 클램핑 장치는,

디스크를 안착시키고 스핀들모터에 의하여 회전되며 제1자석이 마련되는 턴테이블;

상기 턴테이블 방향으로 상기 디스크를 가압하여 클램핑하며 제2자석이 마련 되는 클램퍼; 를 포함하며,

상기 제1자석 및 상기 제2자석의 인력에 의하여, 상기 디스크가 클램핑되고 상기 턴테이블과 상기 클램퍼의 회전 중심이 동축상으로 수렴되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 턴테이블 또는 상기 클램퍼 중 적어도 어느 하나는,

상기 제1자석 및 상기 제2자석의 사이에 개재되는 요크를 구비하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 요크는 연자성체 재질인 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 제1자석, 상기 제2자석, 및 상기 요크는, 링 형상인 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 제1자석, 상기 제2자석, 및 상기 요크의 형상은, 상기 디스크의 클램핑 방향에서 보았을 때 서로 일치하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 턴테이블 및 상기 클램퍼는, 보스와 상기 보스가 삽입되는 보스홈을 각각 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 첨부 도면에 도시된 바에 국한되지 않으며, 동일한 발명의 범주내에서 다양한 변형이 가능함을 밝혀둔다. 아울러, 동일한 참조 부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 드라이브의 주요부를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제1실시예를 도시한 측단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 광디스크 드라이브는 메인 프레임(110)과, 메인 프레임(110)의 상부에 결합되는 상부 케이스(170)와, 광디스크 드라이브 내부로 디스크(D)를 로딩(loading)하기 위한 트레이(160)를 구비한다. 트레이(160)에 의해 로딩된 디스크(D)는 스핀들모터(130)의 상부에 설치된 턴테이블(140)에 안착된다. 턴테이블(140)은 스핀들모터(130)의 회전축(131)에 결합되어 디스크(D)를 회전시킨다. 스핀들모터(130)는 메인 프레임(110)에 결합된 서브 프레임(120)에 설치되며, 서브 프레임(120)에는 디스크(D)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하기 위한 광픽업(150)이 설치된다.

이러한 광디스크 드라이브에는 턴테이블(140)의 회전시에 디스크(D)의 슬립을 방지하기 위하여 디스크(D)를 턴테이블(140)에 클램핑시키는 디스크 클램핑 장치가 마련된다. 디스크 클램핑 장치는 제1자석(142)이 마련되는 턴테이블(140)과, 제2자석(242)이 마련되는 클램퍼(180)를 포함한다.

클램퍼(180)는 디스크(D)를 턴테이블(140)의 상면에 밀착시켜 고정시킨다. 일 실시예로서, 클램퍼(180)는 상부 케이스(170)에 장착된다. 상부 케이스(170)에는 상부 케이스 중공부(171)가 관통 형성되고, 상부 케이스 중공부(171)의 가장자리를 따라 상부 케이스(170)의 하측으로 돌출된 지지부(172)가 마련된다. 클램퍼(180)는 지지부(172)에 접촉 간섭되는 상태로 상부 케이스 중공부(171)에 삽입되며, 상부 케이스 중공부(171)의 상면은 커버 플레이트(173)로 덮힌다.

디스크(D)는 트레이(160)에 놓여진 상태로 디스크 드라이브 내부로 삽입되어 턴테이블(140)의 상면에 안착된다. 턴테이블(140)이 상승하게 되고, 이에 따라 턴 테이블(140)에 설치된 제1자석(142)과 클램퍼(180)에 설치된 제2자석(242) 사이의 자력에 의해 클램퍼(180)가 디스크(D)를 수직 방향으로 가압하여 디스크(D)를 턴테이블(140)에 클램핑한다. 이로써, 디스크(D)의 로딩이 완료된다. 턴테이블(140)의 상면 외주부에는 디스크(D)에 회전시에 슬립을 방지하도록 러버 패드(141)가 부착된다. 디스크(D)가 턴테이블(140)과 클램퍼(180) 사이에 클램핑되어 디스크(D)의 로딩이 완료되면 디스크(D)는 자유로이 회전 가능하다. 이때, 클램퍼(180)는 그 상면이 커버 플레이트(173)로부터 도피되고, 그 측면 및 하면이 지지부(172)로부터 도피되는 위치에 있으므로, 클램퍼(180)의 자유로운 회전이 가능하다.

디스크(D)의 언클램핑(unclamping)시에는 서브 프레임(120)이 하강되고, 서브 프레임(120)에 장착된 스핀들모터(130)가 하강되며, 스핀들모터(130)의 회전축(131)에 결합된 턴테이블(140)도 하강된다. 이때, 클램퍼(180)의 측면은 상부 케이스(170)에 형성된 지지부(172)에 접촉 간섭되므로 그 하강이 저지된다. 턴테이블(140)의 하강이 계속되면 클램퍼(180)와 디스크(D)가 분리되면서 디스크(D)가 언클램핑된다. 언클램핑에 필요한 힘은 서브 프레임(120) 등의 하강에 필요한 힘 및 제1자석(142)과 제2자석(242)의 인력을 극복하는데 필요한 힘의 합보다 크다. 언클램핑된 디스크(D)는 트레이(160)에 놓여지고 트레이(160)와 함께 언로딩 방향으로 이동되며 디스크(D)의 언로딩이 완료된다. 도시된 바에 한정되지 않고 클램퍼(180)의 클램핑/언클램핑을 위한 다양한 실시예가 가능하다.

제1자석(142)과 제2자석(242)은 클램핑 방향으로 자기력 중심축이 서로 일치되도록 형상이 설계되고 착자된다. 또한, 턴테이블(140)의 회전 중심축과 클램퍼 (180)의 회전 중심축이 참조부호 E1-E2로 도시된 직선상에서 서로 일치되도록, 턴테이블(140)의 상면 내주부의 소정 위치에 제1자석(142)이 설치되고, 클램퍼(180)의 소정 위치에 제2자석(242)이 설치된다. 따라서, 별도의 가이드 부재가 없더라도 제1자석(142) 및 제2자석(242)의 인력에 의하여, 디스크(D)가 클램핑되고 턴테이블(140)과 클램퍼(180)의 회전 중심이 동축상으로 수렴된다.

도 4는 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제2실시예를 도시한 측단면도이다. 이를 참조하면, 클램퍼(180)에 요크(282)가 구비된다. 도 5는 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제3실시예를 도시한 측단면도이다. 이를 참조하면, 턴테이블(140)에 요크(182)가 구비된다. 즉, 요크(182, 282)는 클램퍼(180) 또는 턴테이블(140) 중 적어도 하나에 마련된다. 도시되지는 않았지만, 턴테이블(140)과 클램퍼(180) 모두에 요크(182, 282)가 구비될 수 있다.

요크(182, 282)의 재질은 연자성체이다. 따라서, 시간이 경과되어도 제1 및 제2자석(142, 242)에 의하여 요크(182, 282)가 자화되는 정도가 미약하고, 언클램핑력은 처음 설계시의 값을 유지한다. 도 3에 도시된 바와 같이 제1 및 제2자석(142, 242)만이 마련되는 경우에는 언클램핑력이 제1자석(142)과 제2자석(242) 사이의 간극 크기에 민감하게 변화되지만, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 요크(182, 282)가 추가로 구비되는 경우에는 언클램핑력이 제1자석(142)과 제2자석(242) 사이의 간극 크기에 둔감하므로, 언클램핑력의 공차 규제가 보다 용이하다.

도 6은 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치의 제4실시예를 도시한 측단면도이다. 이를 참조하면, 클램퍼(180)에는 보스(185)가 구비되고 턴테이블(140)에는 보스(185)가 삽입되는 보스홈(145)이 구비된다. 도시된 바에 한정되지 않고, 턴테이블(140)에 보스(185)가 구비되고 클램퍼(180)에 보스홈(145)이 구비되는 실시예도 가능하다. 보스(185) 및 보스홈(145)은 클램퍼(180)와 턴테이블(140)이 참조부호 E1-E2 로 도시된 회전 중심축으로 수렴되도록 가이드한다. 도 6에는 제1 및 제2자석(142, 242)만이 도시되고 있으나, 이에 한정되지 않고 도 4 및 도 5에 도시된 요크(182, 282)가 더 구비되어도 무방하다.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 제1,2자석 및 요크의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 이를 참조하면, 제1자석(142a, 142b), 제2자석(242a, 242b), 및 요크(182a, 182b, 282a, 282b)의 형상은, 원형 링이거나 다각형 링이며, 디스크(D)의 클램핑 방향에서 보았을 때 서로 일치된다. 링 형상의 중공부로는 보스홈(145)에 삽입될 보스(185)가 관통된다. 서로 일치되는 원형 또는 다각형의 링 형상에 의하여, 제1자석(142a, 142b), 제2자석(242a, 242b), 및 요크(182a, 182b, 282a, 282b)의 자기력 중심축은 참조부호 E1-E2 직선을 따라 정확하게 일치될 확률이 더욱 높아진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 클램핑 장치는, 제1자석 및 제2자석의 인력에 의하여 디스크가 클램핑되고 턴테이블과 클램퍼의 회전 중심이 동축상으로 수렴되므로 디스크의 클램핑시에 클램퍼의 편심 및 편중심으로 인한 진동 발생을 억제하고, 클램핑시 보스와 보스홈이 한번에 중심 일치되므로 보스와 보스홈 측면과의 충돌로 인한 충격소음을 줄일 수 있으며, 요크의 자화가 억제되는 연자성 체의 요크를 구비하여 균일한 언클램핑력을 유지한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 디스크를 안착시키고 스핀들모터에 의하여 회전되며 제1자석이 마련되는 턴테이블;

   상기 턴테이블 방향으로 상기 디스크를 가압하여 클램핑하며 제2자석이 마련되는 클램퍼;

   상기 턴테이블 또는 상기 클램퍼 중 적어도 어느 하나에 마련되며 상기 제1자석 및 상기 제2자석의 사이에 개재되는 요크; 를 포함하며,

   상기 제1자석 및 상기 제2자석의 인력에 의하여 상기 디스크가 클램핑되고 상기 턴테이블과 상기 클램퍼의 회전 중심이 동축상으로 수렴되며,

   상기 요크는 연자성체 재질인 것을 특징으로 하는 디스크 클램핑 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제1자석, 상기 제2자석, 및 상기 요크는, 링 형상인 것을 특징으로 하는 디스크 클램핑 장치.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제1자석, 상기 제2자석, 및 상기 요크의 형상은,

   상기 디스크의 클램핑 방향에서 보았을 때 서로 일치하는 것을 특징으로 하는 디스크 클램핑 장치.
6. 제 1항, 제 4항, 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 턴테이블 및 상기 클램퍼는,

   보스와 상기 보스가 삽입되는 보스홈을 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 클램핑 장치.

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