KR101078573B1 - 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치에 관한 것이다. 본 발명은 회전축(41)에 구비된 턴테이블(43)에 안착되는 디스크(D)를 고속회전시키는 스핀들모터(40)와, 상기 스핀들모터(40)가 안착되고 상기 스핀들모터(40)에 전기 신호를 공급하여 상기 스핀들모터(40)를 제어하는 기판(50)과, 상기 기판(50)에 장착되어 상기 스핀들모터(40)의 회전에 의한 진동을 저감하는 동흡진기(70)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 고속회전하는 스핀들모터(40)의 회전에 따른 진동을 동흡진기(70)에서 흡수하여 광픽업(80)이 안정적으로 디스크(D)에 신호를 기록하거나 독취하도록 함으로써 디스크 드라이브의 성능이 향상되는 효과가 있다.

디스크 드라이브, 동흡진, 댐퍼, 진동

Description

디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치{A Vibration And Impact Reducing apparatus for disk drive}

도 1은 종래 기술에 의한 디스크 드라이브의 진동 저감장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치의 바람직한 실시예가 채용된 디스크 드라이브의 픽업베이스의 평면도.

도 3은 본 발명 실시예의 구성을 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

30: 픽업베이스 40: 스핀들모터

43: 턴테이블 50: 기판

60: 나사 70: 동흡진기

71: 몸체부 73: 댐퍼

80: 광픽업 81: 픽업가이드축

본 발명은 디스크 드라이브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스핀들모터의 회전에 따른 진동을 저감하는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치에 관한 것 이다.

도 1은 종래 기술에 의한 디스크 드라이브의 진동 저감장치의 단면도이다. 도면에 도시된 바에 따르면, 베어링(1)에 회전축(3)이 회전가능하게 설치된다. 상기 베어링(1)은 기판(2) 상에 설치된다.

상기 회전축(3)의 상단에는 턴테이블(5)이 구비되는데, 상기 턴테이블(5)은 상기 회전축(3)과 일체로 회전된다. 상기 턴테이블(5)은 디스크(D)가 얹어지는 부분이다. 상기 턴테이블(5)의 상면 가장자리를 둘러서는 디스크(D)가 직접 안착되는 펠트(6)가 구비된다. 상기 펠트(6)는 상대적으로 마찰계수가 크므로 디스크(D)가 턴테이블(5)에 대해 미끌어지지 않고 일체로 회전될 수 있게 한다. 상기 턴테이블(5)의 중앙에는 디스크(D)의 고정을 위한 고정부(7)가 구비된다.

상기 턴테이블(5)의 하단에는 상기 턴테이블(5)을 회전시키기 위해 전자기적인 상호작용을 하는 고정자(9)와 회전자(11)가 구비된다. 상기 고정자(9)는 상기 베어링(1)의 외주면을 둘러서 구비된다. 그리고 회전자(11)는 상기 고정자(9)를 둘러싸서 고정자(9)의 외주와 소정의 간격을 두고 구비된다. 상기 회전자(11)는 상기 회전축(3)에 고정된다.

상기 턴테이블(5)의 하면에는 볼케이스(13)가 설치된다. 상기 볼케이스(13)는 환형상으로 형성된다. 상기 볼케이스(13)의 내부에는 주행공간(15)이 형성된다. 상기 주행공간(15)은 상기 볼케이스(13)에 의해 그 양측면과 바닥면이 형성되고 상기 턴테이블(5)의 하면이 천정면을 형성한다.

상기 볼케이스(13)의 내부에는 다수개의 볼(16)이 구비된다. 상기 볼(16)은 금속재질로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 볼(16)은 회전자(11)의 회전시 상기 주행공간(15)의 주행면을 따라 주행한다.

이러한 볼(16)은 디스크(D)의 회전불균형을 보정하는 역할을 하여 스핀들모터의 회전에 따른 진동을 저감하게 된다.

이와 같은 스핀들모터의 진동저감을 위하여 종래 기술에서는 볼 대신 동흡진기를 설치하는 방식도 사용된다. 다시 말하면, 상기 스핀들모터의 특정 회전수와 동일한 고유진동수를 가지는 동흡진기를 픽업베이스의 일측에 설치하여 상기 동흡진기가 스핀들모터의 진동을 흡진한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래의 볼에 의한 진동 저감장치는 공진주파수에서 훌라후프 현상이 발생한다. 즉, 공진주파수에서 상기 볼(13)은 볼케이스(13)에 정지된 상태로 있는 것이 아니라 주행공간을 따라 흐르는 현상이 발생한다. 따라서 종래기술에서는 상기 볼(13)에 의한 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

그리고 종래의 동흡진기에 의한 진동 저감장치는 동흡진기를 스핀들모터와 이격된 픽업베이스의 일측에 장착하여 상기 스핀들모터의 진동이 디스크 드라이브의 다른 구성요소로 전달되는 문제점이 있었다.

또한 종래의 장치에서는 광픽업(미도시)이 내주방향으로 이동시 상기 광픽업이 기판(2)에 충돌하여 상기 광픽업에 충격이 가해짐으로써 광픽업의 파손의 원인이 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고속회전하는 스핀들모터의 회전에 따른 진동을 동흡진기를 통해 흡진하는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 스핀들모터의 구성을 변경하지 않고 기판에 비교적 간단하게 동흡진기가 적용되는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 광픽업의 내주방향 이동시 광픽업의 충돌로 인한 충격을 완화하는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 회전축에 구비된 턴테이블에 안착되는 디스크를 고속회전시키는 스핀들모터와, 상기 스핀들모터가 안착되고 상기 스핀들모터에 전기 신호를 공급하여 상기 스핀들모터를 제어하는 기판과, 상기 기판에 장착되어 상기 스핀들모터의 회전에 의한 진동을 저감하는 동흡진기를 포함하여 구성된다.

상기 동흡진기는, 특정 배속에 따른 상기 스핀들모터의 회전수와 동일한 고유진동수를 갖는다.

상기 동흡진기는, 완충가능한 질량을 가진 몸체부와, 일정한 강성을 가지고 상기 몸체부를 상기 기판에 연결하는 댐퍼로 구성된다.

상기 몸체부는, 상기 디스크의 신호를 독취하는 광픽업의 내주방향 이동시 상기 기판보다 먼저 상기 광픽업에 충돌하여 그 충격을 완화할 수 있도록 상기 기판보다 상기 광픽업 방향으로 돌출된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 고속회전하는 스핀들모터의 회전에 따른 진동을 동흡진기에서 흡진하여 광픽업이 안정적으로 디스크에 신호를 기록하거나 독취함으로써 디스크 드라이브의 성능이 향상되는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치의 바람직한 실시예가 채용된 디스크 드라이브의 픽업베이스의 평면도이고, 도 3은 본 발명 실시예의 구성을 도시한 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 픽업베이스(30)는 대략 장방형의 판상으로 형성되는 것으로, 디스크 드라이브의 메인샤시(미도시) 상에 설치된다. 상기 픽업베이스(30)의 일측 선단에는 스핀들모터(40)가 설치된다. 상기 스핀들모터(40)는 디스크(D)의 회전을 위한 구동력을 제공한다. 상기 스핀들모터(40)의 회전축(41)에는 턴테이블(43)이 설치된다. 상기 턴테이블(43)은 디스크(D)가 안착되는 부분으로, 상기 스핀들모터(40)의 구동에 의해 상기 디스크(D)를 회전시킨다.

상기 턴테이블(43)의 상면 가장자리를 둘러서는 디스크(D)가 직접 안착되는 펠트(43a)가 구비된다. 상기 펠트(43a)는 상대적으로 마찰계수가 크므로 디스크(D)가 턴테이블(43)에 대해 미끌어지지 않고 일체로 회전될 수 있게 한다. 상기 턴테이블(43)의 중앙에는 디스크(D)의 고정을 위한 고정부(43b)가 구비된다.

이때 상기 스핀들모터(40)의 회전수는 디스크 드라이브의 배속에 따라 결정된다. 상기 배속은 오디오 디스크의 일반재생속도를 기준으로 한 것인데, 디스크(D)에 기록된 신호를 독취하거나 디스크(D)에 신호를 기록하는 경우에 따른 속도의 차이를 의미한다. 따라서 예를 들어 디스크 드라이브가 48배속이라면 상기 디스크 드라이브의 스핀들모터(40)는 24배속 드라이브에 비해 빨리 회전하면서 광픽업(80)은 보다 많은 양의 정보를 독취하거나 기록한다.

그런데 이렇게 스핀들모터(40)가 고속으로 회전함에 따라 디스크(D)도 동시에 회전하면서 상기 스핀들모터(40)와 디스크(D)에는 회전수에 따른 진동이 발생한다. 이때 상기 디스크(D)의 진동 발생의 빈도, 즉 진동주파수가 스핀들모터(40)의 회전에 의한 진동주파수와 일치한다면 디스크(D)와 스핀들모터(40) 상호간은 공진을 하게 된다. 다시 말하면, 상기 진동주파수가 공진주파수가 되는 것이다. 따라서 디스크(D)가 파손된다는지 스핀들모터(40)가 심하게 진동하게 된다. 이와 같은 진동을 방지 또는 완화시키기 위해 본 발명은 동흡진기(Dynamic Vibration Absorber)(70)를 구비하는데, 이에 대해서는 해당 부분에서 설명하기로 한다.

상기 스핀들모터(40) 하단에는 상기 스핀들모터(40)에 전기신호를 공급하여 상기 스핀들모터(40)를 제어하는 기판(50)이 설치된다. 즉, 상기 기판(50)은 상기 스핀들모터(40)의 고정자(미도시)에 전기신호를 공급하여 상기 고정자와의 전자기적 상호작용에 의해 회전자(미도시)가 회전하게 한다.

이러한 기판(50)의 일단은 픽업베이스(30)에 나사(60)를 통해 고정된다. 그런데 상기 기판(50)은 도면에 도시되지 않은 베이스 상에 설치되고 상기 베이스가 픽업베이스(30)에 연결될 수도 있다.

동흡진기(70)는 일정한 질량을 가진 몸체부(71)와 일정한 강성을 가지고 상기 몸체부(71)를 상기 기판(50)에 연결하는 댐퍼(73)로 구성된다. 상기 몸체부(71)는 일반적으로 금속 재질로 구성되고 상기 댐퍼(73)는 고무 재질로 구성되는 것으로, 동흡진기(70)의 전체 질량은 상기 몸체부(71)의 질량에 따라 결정된다. 이때 상기 동흡진기(70)의 고유주파수는 [수학식 1]과 같이 표현될 수 있다.

따라서 동흡진기(70)의 고유주파수는 동흡진기(70)의 강성과 질량에 따라 그 값이 결정됨을 알 수 있다. 그런데 이러한 동흡진기(70)의 고유주파수가 상기 스핀들모터(40)의 진동주파수와 같게 된다면, 스핀들모터(40)의 회전에 따른 진동은 동흡진기(70)에 흡진된다. 다시 말하면, 상기 동흡진기(70)는 진동하면서 상기 스핀들모터(40)의 진동이 0(zero)이 되게 한다. 그러므로 동흡진기(70)의 질량 및 강성을 변화시켜 스핀들모터(40)의 특정 회전수에 따른 진동주파수와 같게 하면 스핀들모터(40)의 진동을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 디스크(D)의 파괴도 방지할 수 있다.

그리고 상기 동흡진기(70)의 몸체부(71)는 상기 기판(50)보다 상기 광픽업(80)을 향해 돌출되도록 구성된다. 따라서 상기 광픽업(80)이 내주방향으로 이동하 며 상기 기판(50)에 충돌하기 전에 먼저 상기 몸체부(71)에 충돌하게 된다. 그런데 상기 몸체부(71)는 댐퍼(73)에 의해 기판(50)에 연결되어 있으므로 상기 광픽업(80)의 충돌시 상기 댐퍼(73)에 의해 그 충격을 완화할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치의 작용을 상세히 설명하기로 한다.

디스크(D)를 턴테이블(43)에 안착한 후 디스크 드라이브를 플레이시키면 스핀들모터(40)는 회전하면서 동시에 디스크(D)도 회전시키게 된다. 다시 말하면, 플레이 신호가 기판(50)에 전달되면 상기 기판(50)은 스핀들모터(40)에 전기 신호를 공급하여 회전자가 고정자 주위를 회전하게 한다. 이 때 상기 스핀들모터(40)의 회전수는 디스크 드라이브의 배속에 따라 결정되는데, 일반적으로 일분에 수천회 정도 고속으로 회전한다. 따라서 상기 스핀들모터(40)의 상단에 설치된 턴테이블(43)에 안착되는 디스크(D)도 그와 동일한 속도로 회전된다.

그런데 이렇게 고속회전하는 디스크(D)와 스핀들모터(40)에는 일정한 주파수를 가지는 진동이 발생하게 된다. 이때 만일 상기 디스크(D)의 진동주파수와 스핀들모터(40)의 진동주파수가 일치하게 된다면 상기 디스크(D)와 스핀들모터(40)는 공진한다. 즉, 디스크(D)와 스핀들모터(40)의 진동이 이론적으로 무한대가 되는데, 이러한 공진으로 디스크(D)가 파손되거나 스핀들모터(40)에 극심한 진동이 발생하게 된다. 이러한 스핀들모터(40)의 진동은 기판(50)을 통해 픽업베이스(30)로 전달되어 디스크 드라이브 전체의 진동을 유발한다.

그런데 본 발명에서는 기판(50)의 하단에 설치되는 동흡진기(70)가 상기 진 동주파수와 동일한 고유진동수를 가지도록 설계되어 상기 진동을 흡진한다. 다시 말하면, 동흡진기(70)의 고유주파수는 [수학식 1]에 표현된 바와 같이 동흡진기(70)의 질량 및 강성에 따라 결정되는데, 상기 고유주파수를 스핀들모터(40)의 진동주파수와 같게 하면 상기 동흡진기(70)는 진동을 하게 되나 상기 동흡진기(70)가 상기 스핀들모터(40)의 진동을 흡진하여 상기 스핀들모터(40)의 진동은 저감된다.

특히 특정 디스크 드라이브가 일반적으로 작동하게 되는 표준 배속에 따른 스핀들모터(40)의 회전수에 상기 동흡진기(70)의 고유주파수를 맞춘다면, 디스크 드라이브의 플레이 중에 상기 스핀들모터(40)의 진동이 현저히 저감될 것임을 예상할 수 있다.

그리고 상기와 같이 디스크(D)가 회전하면 광픽업(80)이 픽업가이드축(81)을 따라 이동하면서 상기 디스크(D)의 신호기록면에 기록된 신호를 독취하거나 상기 기록면에 신호를 기록하게 된다. 그런데 상기 광픽업(80)은 내주방향으로 이동시 상기 동흡진기(70)의 몸체부(71)에 충돌할 수 있다. 이는 상기 몸체부(71)가 상기 기판(50)에 비해 상기 광픽업(80)의 설치방향으로 보다 돌출되게 구성되기 때문이다.

이러한 충돌은 정밀한 동작을 수행하는 광픽업(80)의 고장을 유발할 수 있다. 그런데, 상기 몸체부(71)는 신축 가능한 댐퍼(73)에 연결되어 있으므로 상기 댐퍼(73)에 의해 상기 광픽업(80)의 충돌에 의한 충격이 완화된다. 즉, 상기 광픽업(80)이 몸체부(71)에 충돌할 때 상기 댐퍼(73)가 신축되면서 상기 충격을 흡수하게 된다. 따라서 상기 광픽업(80)은 상기 몸체부(71)와의 충돌에도 불구하고 정상 적인 동작을 할 수 있게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치에서는 기판의 하단에 스핀들모터의 회전수와 동일한 고유진동수를 가지는 동흡진기를 설치한다. 따라서 본 발명에 의하면, 고속회전하는 스핀들모터의 회전에 따른 진동을 동흡진기에서 흡수하여 광픽업이 안정적으로 디스크에 신호를 기록하거나 독취하도록 함으로써 디스크 드라이브의 성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 스핀들모터의 구성을 변경하지 않고 기판에 비교적 간단하게 동흡진기를 적용함으로써 제작비용이 절감되는 장점이 있다.

또한 본 발명은 광픽업의 내주방향 이동시 기판보다 먼저 동흡진기에 충돌하게 하여 광픽업에 가해지는 충격을 완화함으로써 광픽업의 고장이 방지되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 회전축에 구비된 턴테이블에 안착되는 디스크를 고속회전시키는 스핀들모터와,

   상기 스핀들모터가 안착되고 상기 스핀들모터에 전기 신호를 공급하여 상기 스핀들모터를 제어하는 기판과,

   상기 기판에 장착되어 상기 스핀들모터의 회전에 의한 진동을 저감하는 동흡진기를 포함하며,

   상기 동흡진기는, 일정한 질량을 가지며 상기 디스크의 신호를 독취하는 광픽업의 내주방향 이동시 상기 기판보다 먼저 상기 광픽업에 충돌하여 그 충격을 완화할 수 있도록 상기 기판보다 상기 광픽업 방향으로 돌출되어 구성되는 몸체부와, 완충가능한 강성을 가지고 상기 몸체부를 상기 기판에 연결하는 댐퍼로 구성됨을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동흡진기는, 특정 배속에 따른 상기 스핀들모터의 회전수와 동일한 고유진동수를 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브의 진동 및 충격 저감장치.
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