KR101006931B1

KR101006931B1 - 스핀들 모터의 클램핑 장치

Info

Publication number: KR101006931B1
Application number: KR1020080098066A
Authority: KR
Inventors: 윤호업
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-10-07
Publication date: 2011-01-10
Also published as: KR20100038906A; US20100088711A1; CN101714797A

Abstract

스핀들 모터의 클램핑 장치가 개시된다. 상기 스핀들 모터의 클램핑 장치는 로터요크에 탑재된 디스크의 내주면 상단 모서리부와 접촉하여 디스크를 지지하는 아암의 경사면이 디스크와 52°∼55°의 각도를 이루도록 형성한다. 그러면, 아암이 디스크를 로터요크측으로 눌러주는 힘이 증가하므로, 발거력이 향상된다. 따라서, 소정 이하의 충격에 의해서는 디스크가 클램핑 장치로부터 분리되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

스핀들 모터의 클램핑 장치 {CLAMPING APPARATUS OF SPINDLE MOTOR}

본 발명은 스핀들 모터의 클램핑 장치에 관한 것이다.

스핀들 모터는 직선운동하는 광 픽업이 디스크에 기록된 데이타를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다.

그리고, 노트북 등에 설치되는 슬림형 스핀들 모터에는 디스크를 지지하는 클램핑 장치가 설치되는데, 종래의 스핀들 모터의 클램핑 장치를 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 클램핑 장치를 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 회전가능하게 설치된 회전축(10)에 디스크(50)가 탑재되는 로터요크(20)가 결합되어 회전축(10)과 일체로 회전한다. 회전축(20)에 결합된 로터요크(20)의 부위에는 디스크(50)의 내주면 상단 모서리부와 접촉하여, 디스크(50)를 지지하는 클램핑 장치(30)가 설치된다.

클램핑 장치(30)는 중앙부가 로터요크(20)에 결합된 원통형상의 케이스(31), 케이스(31)의 측면에 각각 설치 및 형성된 복수의 아암(33) 및 복수의 클로(Claw)(미도시), 아암(33)을 케이스(31)의 측면 외측으로 탄성 지지하는 탄성부 재(35)를 가진다.

상기와 같은 종래의 클램핑 장치는 디스크(50)의 내주면 상단 모서리부와 접촉하여 디스크(50)의 이탈을 방지하는 아암(33)의 경사면이 디스크(50)와 대략 59°∼60°의 각도를 이룬다. 이로인해, 디스크(50)를 클램핑 장치(30)로부터 분리하는데 소요되는 힘인 발거력(拔去力)이 약하여, 소정 이하의 충격에 의해서도 디스크(50)가 클램핑 장치로부터 분리되는 단점이 있다.

종래의 클램핑 장치로부터 디스크를 분리하는데 소요되는 발거력

군(群)	평균 발거력
1 군	165G
2 군	165G
3 군	165G
4 군	171G
5 군	175G

(G : 중력상수)

표 1은 디스크(50)를 클램핑 장치(30)에 지지시킨 후, 2ms의 시간 동안 소정의 중력가속도를 작용하였을 때, 디스크(50)가 클램핑 장치(30)로부터 분리되는 평균 발거력을 보인 표이다. 각 군(群)에 있는 클램핑 장치(30)의 수는 각각 10개이다.

표 1에 표시된 바와 같이, 1군 내지 3군에 따른 클램핑 장치(30)로부터 디스크(50)를 분리하는데 소요되는 평균 발거력은 각각 165G 이고, 4군 및 5군에 따른 클램핑 장치(30)로부터 디스크(50)를 분리하는데 소요되는 평균 발거력은 각각 171G 및 175G 이었다.

클램핑 장치에 대한 충격시험의 경우, 2ms의 시간 동안 170G의 중력가속도를 작용하였을 때, 디스크(50)가 발거되지 않으면 사용가능한 클램핑 장치로 판단한다.

그런데, 종래의 클램핑 장치(30)는 약 60％가 170G 이하의 중력가속도에서도 디스크(50)가 분리되므로, 제품의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 발거력을 증대시켜 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터의 클램핑 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치는, 일면이 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하고 상기 디스크가 삽입되는 케이스; 일단부측은 상기 케이스의 측면 외측에 위치되고 타단부측은 상기 케이스의 내측에 위치되며, 상기 케이스의 측면 내외측을 출입하면서 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크의 내주면 일단(一端) 모서리부를 지지하여 상기 디스크가 상기 케이스의 일면측으로 이탈하는 것을 방지하는 복수의 아암; 상기 케이스의 내측에 설치되어 상기 아암을 상기 케이스의 측면 외측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하고,

상기 디스크의 내주면 일단 모서리부와 접촉하여 상기 디스크를 지지하는 상 기 아암의 면은 상기 케이스의 타면으로 갈수록 상기 케이스의 중심과 더 가까와지는 형태로 경사진 경사면으로 형성되고,

상기 아암의 경사면과 상기 디스크가 이루는 각도는 52°∼55°이다.

본 발명에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치는 로터요크에 탑재된 디스크의 내주면 상단 모서리부와 접촉하여 디스크를 지지하는 아암의 경사면이 디스크와 52°∼55°의 각도를 이루도록 형성한다. 그러면, 아암이 디스크를 로터요크측으로 눌러주는 힘이 증가하므로, 발거력이 향상된다. 따라서, 소정 이하의 충격에 의해서는 디스크가 클램핑 장치로부터 분리되지 않으므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치가 채택된 스핀들 모터의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 베이스(110)에 원통형의 베어링하우징(120)이 수직으로 설치된다.

이하, 베이스(110)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 베이스(110)의 수직방향을 기준으로, 베이스(110)의 상측을 향하는 방향 및 면을 "상측 및 상면", 하측을 향하는 방향 및 면을 "하측 및 하면"이라 한다.

베어링하우징(120)은 양면이 개방된 원통형으로 마련되어 하면측 외주면이 베이스(110)에 고정되며, 하면 내주면에는 스러스트스토퍼(125)가 결합된다.

베어링하우징(120)의 내주면에는 베어링(130)이 압입되어 고정되고, 베어링(130)에는 회전축(140)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치된다.

베어링하우징(120)에는 고정자(150)가 고정되고, 회전축(140)에는 회전자(160)가 고정된다.

고정자(150)는 베어링하우징(120)의 외주면에 고정된 코어(151)와 코어(151)에 권선된 코일(155)을 가지고, 회전자(160)는 하면이 개방된 원통형으로 마련되며 상면이 회전축(140)의 상부측 외주면에 결합되어 고정자(150)를 감싸는 로터요크(161)와 로터요크(161)의 내주면에 고정되어 고정자(150)와 대향하는 마그네트(165)를 가진다.

그리하여, 코일(155)에 전류가 공급되면, 코일(155)과 마그네트(165) 사이에 형성되는 전자기력에 의하여 회전자(160)가 회전하면서 회전축(140)을 회전시킨다.

로터요크(161)는 디스크(50)가 탑재되는 턴테이블의 기능도 하는데, 로터요크(161)의 상면 테두리부측에는 디스크(50)가 미끄러지는 것을 방지하는 펠트(170)가 결합된다.

회전축(140)에 결합된 로터요크(161)의 부위에는 로터요크(161)에 탑재된 디스크(50)를 지지하는 클램핑 장치(200)가 결합된다.

본 실시예에 따른 클램핑 장치(200)는 소정 이하의 충격에 의해서는 로터요크(161)에 탑재된 디스크(50)가 분리되지 않도록 하여, 디스크(50)를 견고하게 지지할 수 있도록 마련된다.

이를 도 3a 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3a는 도 2에 도시된 클램핑 장치의 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 아암의 확대도이며, 도 4는 도 3a의 "A-A"선 단면도로서, 클램핑 장치가 로터요크에 결합된 것을 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 클램핑 장치(200)는 케이스(210), 아암(220), 클로(Claw)(230) 및 탄성부재(240)를 가진다.

케이스(210)는 상면은 밀폐되고 하면은 개방된 원통형으로 형성된다. 케이스(210)의 상면 중앙부측은 회전축(140)(도 2참조)에 결합된 로터요크(161)의 부위에 결합되고 개방된 하면은 로터요크(161)의 상면과 대향한다. 그리고, 외주면인 케이스(210)의 측면에는 디스크(50)의 내주면이 삽입되어 지지된다.

케이스(210)의 측면에는 케이스(210)의 중심을 기준으로 방사상으로 복수의 출입공(213)이 형성되고, 각 출입공(213)에는 아암(220)이 설치되어 케이스(210)의 측면 내외측을 출입한다.

아암(220)은 몸체(221), 안내레일(223) 및 이탈방지레일(225)을 가진다.

몸체(221)는 일측은 케이스(210)의 측면 외측에 위치되고 타측은 케이스(210)의 내부에 위치되어 출입공(213)을 출입한다.

즉, 케이스(210)의 외측에 위치된 몸체(221)의 일단면(一端面)측에는 디스크(50)의 내주면 상단 모서리부가 접촉 지지되는데, 디스크(50)가 하강하여 디스크(50)의 내주면 하단 모서리가 몸체(221)에 상면 일단부측에 접촉함에 따라 몸체(221)는 시소형태로 회전운동함과 동시에 케이스(210)의 측면 내측 방향으로 직선운동한다. 그리하여, 디스크(50)가 케이스(210)의 측면에 완전히 삽입되어 로터 요크(161)에 탑재되면, 몸체(221)의 일단면에 디스크(50)의 내주면 상단 모서리부가 걸려서 디스크(50)가 케이스(210)의 상면측으로 이탈되지 않는다. 이때, 디스크(50)의 견고한 지지를 위하여 몸체(221)의 일단면은 케이스(210)의 하면측으로 갈수록 케이스(210)의 중심과 더 가까와지는 형태로 경사진 경사면(221a)으로 형성된다. 즉, 몸체(221)의 일단면은 케이스(210)의 개방된 하면측으로 갈수록 케이스(210)의 중심과 더 가까와지는 형태로 경사진 경사면(221a)으로 형성된다.

안내레일(223)은 몸체의 양측면에 각각 형성되어 출입공(213)을 출입하며, 몸체(221)가 원활하게 직선운동 및 회전운동할 수 있도록 안내한다.

이탈방지레일(225)은 아암(220)의 직선운동방항을 따라 각 안내레일(223)에서 연장 형성되어 케이스(210)의 내부에 위치된다. 이탈방지레일(225)의 일단부는 케이스(210)의 측면에 접촉되어 아암(220)이 케이스(210)의 측면 외측으로 이탈하는 것을 방지한다.

몸체(221)와 안내레일(223)과 이탈방지레일(225)은 일체로 동일하게 운동함은 당연하다.

클로(230)는 케이스(210)의 중심을 기준으로 방사상으로 케이스(210)에 일체로 복수개 형성되어 케이스(210)의 측면에 위치된다. 이때, 클로(230)는 출입공(213)과 출입공(213) 사이에 형성된다. 클로(230)는 케이스(210)에 삽입된 디스크(50)의 중심이 회전축(140)의 중심과 일치하도록 지지한다.

탄성부재(240)는 케이스(210)의 내측에 설치되어 아암(220)이 디스크(50)를 견고하게 지지하도록, 아암(220)을 케이스(210)의 측면 외측으로 탄성 지지한다. 이때, 탄성부재(240)의 일측 및 타측은 아암(220)의 몸체(221)의 타단부측 및 케이스(210)의 일면 하부측에 상호 대향되게 형성된 지지돌기(221b)(215)에 각각 지지된다.

로터요크(161)에 디스크(50)를 탑재하여 클램핑 장치(200)에 지지시킨 상태에서, 2ms의 시간 동안 170G의 중력가속도를 작용하였을 때, 디스크(50)가 발거(拔去)되지 않아야 정상적인 클램핑 장치로 판단한다.

본 실시예에 따른 클램핑 장치(200)는 발거력(拔去力)을 향상시키기 위하여 몸체(221)의 경사면(221a)의 각도(θ)를 52°∼55°로 형성한다. 즉, 몸체(221)의 경사면(221a)과 디스크(50)가 이루는 각도(θ)가 52°∼55°를 이루도록 형성한다.

그러면, 아암(220)의 몸체(221)가 디스크(50)를 로터요크(161)측으로 눌러주는 힘이 증가하여 발거력이 향상되는데, 이를 표 2를 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치로부터 디스크를 분리하는데 소요되는 발거력

아암의 경사면의 각도	군(群)	평균 발거력
52°	1	248G
	2	248G
	3	234G
	4	247G
	5	251G
53°	1	240G
	2	241G
	3	240G
	4	239G
	5	238G
54°	1	220G
	2	219G
	3	219G
	4	218G
	5	221G
55°	1	200G
	2	199G
	3	202G
	4	201G
	5	200G

(G : 중력상수)

표 2는 디스크(50)를 로터요크(161)에 탑재하여 클램핑 장치(200)에 지지시킨 후, 2ms의 시간 동안 소정의 중력가속도를 작용하였을 때, 디스크(50)가 클램핑 장치(200)로부터 분리되는 평균 발거력을 보인 표이다. 각 군(群)에 있는 클램핑 장치(200)의 수는 각각 10개이다.

표 2에 표시된 바와 같이, 아암(220)의 몸체(221)의 경사면(221a)의 각도(θ)가 각각 52°, 53°, 54°및 55°인 본 실시예에 따른 클램핑 장치(200)의 경우, 평균 발거력은 247G∼251G, 238G∼241G, 218G∼221G 및 199G∼202G로 모두 170G 이상 보다 훨씬 크다.

따라서, 본 실시예에 따른 클램핑 장치(200)는 2ms의 시간 동안 170G의 중력가속도를 작용하였을 때, 디스크(50)가 발거되지 않으므로, 발거력이 우수한 사용 가능한 클램핑 장치이다.

아암의 경사면의 각도에 따른 디스크를 분리하는데 소요되는 발거력

아암의 경사면의 각도	군(群)	평균 발거력
51°	1	287G
	2	295G
	3	290G
	4	293G
	5	297G
56°	1	178G
	2	180G
	3	180G
	4	181G
	5	178G

(G : 중력상수)

표 3은 아암(220)의 몸체(221)의 경사면(221a)의 각도를 51°및 56°로 형성하였을 때의 평균 발거력을 보인 것이다. 각 군(群)에 있는 클램핑 장치의 수는 각각 10개이다.

경사면(221a)의 각도가 51°인 경우에는 평균 발거력이 287G∼297G로 우수하나 경사가 너무 완만하여 디스크(50)를 지지하는데 어려움이 있고, 56°인 경우에는 적부(適否) 판단치인 170G부근의 값이다.

이로인해, 본 실시예에 따른 클램핑 장치는 아암(220)의 몸체(221)의 경사면(221a)과 디스크(50)가 이루는 각도(θ)가 52°∼55°가 되도록 형성한다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 클램핑 장치를 보인 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치가 채택된 스핀들 모터의 단면도.

도 3a는 도 2에 도시된 로터요크 및 클램핑 장치의 사시도.

도 3b는 도 3a에 도시된 아암의 확대도.

도 4는 도 3a의 "A-A"선 단면도로서, 클램핑 장치가 로터요크에 결합된 것을 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 케이스 220 : 아암

230 : 클로 240 : 탄성부재

Claims

일면이 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하며 디스크가 삽입 지지되는 케이스;

일단부측은 상기 케이스의 측면 외측에 위치되고 타단부측은 상기 케이스의 내측에 위치되며, 상기 케이스의 측면 내외측을 출입하면서 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크의 내주면 일단(一端) 모서리부를 지지하여 상기 디스크가 상기 케이스의 일면측으로 이탈하는 것을 방지하는 복수의 아암;

상기 케이스의 내측에 설치되어 상기 아암을 상기 케이스의 측면 외측으로 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하고,

상기 디스크의 내주면 일단 모서리부와 접촉하여 상기 디스크를 지지하는 상기 아암의 면은 상기 케이스의 타면으로 갈수록 상기 케이스의 중심과 더 가까와지는 형태로 경사진 경사면으로 형성되고,

상기 아암의 경사면과 상기 디스크가 이루는 각도는 52°∼55°인 스핀들 모터의 클램핑 장치.