KR101238590B1 - 디스크 클램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 디스크 클램프는 디스크 클램프는 회전축에 결합 되는 회전축공이 형성된 디스크 클램프 몸체; 상기 디스크 클램프 몸체로부터 수평 방향으로 돌출되며 제1 두께(A)로 형성된 제1 디스크 조심부; 및 디스크를 고정하기 위해 상기 제1 디스크 조심부의 단부로부터 하부를 향해 절곡 되며 제2 두께(B)로 형성된 제2 디스크 조심부를 포함하며, 상기 제1 디스크 조심부의 수평면이 상기 제2 디스크 조심부와 이루는 절곡 각도가 92˚ 내지 95˚이다.

Description

디스크 클램프{DISK CLAMP}
본 발명은 디스크 클램프에 관한 것이다.
일반적으로 스핀들 모터(spindle motor)는 광학 디스크 드라이브(ODD) 및 하드 디스크 등에서 디스크를 초고속 회전시키기 위해 널리 사용되고 있다.
스핀들 모터는 코일이 감겨진 코어를 갖는 고정자, 고정자에 대하여 회전하는 회전축, 회전축에 배치되는 요크 및 요크에 배치된 마그네트를 갖는 회전자를 포함하며, 회전축에는 고속으로 회전하는 회전축으로부터 디스크가 이탈되는 것을 방지하는 디스크 클램프가 고정된다. 디스크 클램프에는 디스크의 회전 중심과 회전축의 회전 중심을 일치시키는 조심 장치를 포함한다.
일반적인 스핀들 모터의 조심 장치는 디스크가 쉽게 삽입 및 쉽게 발거 되지 않도록 탄성을 갖는 얇은 두께의 플라스틱 재질로 제작된다.
그러나, 종래 스핀들 모터의 조심 장치에 디스크를 반복하여 삽입 및 발거함에 따라 조심 장치가 부러지거나 파손되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 디스크를 쉽게 삽입 및 쉽게 발거되지 않도록 하고 또한 반복적으로 디스크를 삽입 및 발거 하더라도 쉽게 부러지거나 파손되지 않는 디스크 클램프를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 디스크 클램프는 회전축에 결합 되는 회전축공이 형성된 디스크 클램프 몸체; 상기 디스크 클램프 몸체로부터 수평 방향으로 돌출되며 제1 두께(A)로 형성된 제1 디스크 조심부; 및 디스크를 고정하기 위해 상기 제1 디스크 조심부의 단부로부터 하부를 향해 절곡 되며 제2 두께(B)로 형성된 제2 디스크 조심부를 포함하며, 상기 제1 디스크 조심부의 수평면이 상기 제2 디스크 조심부와 이루는 절곡 각도가 92˚ 내지 95˚이다.
일실시예로서, 회전축에 결합 되는 회전축공이 형성된 디스크 클램프 몸체;
상기 디스크 클램프 몸체로부터 수평 방향으로 돌출되며 제1 두께(A)로 형성된 제1 디스크 조심부; 및 디스크를 고정하기 위해 상기 제1 디스크 조심부의 단부 로부터 하부를 향해 절곡 되며 제2 두께(B)로 형성된 제2 디스크 조심부를 포함하며, 상기 제2 두께(B)에 대한 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)은 1.5 내지 1.8이다.
본 발명의 디스크 클램프에 따르면, 고속으로 회전하는 회전축에 결합 된 디스크 클램프의 제1 디스크 조심부 및 제2 디스크 조심부의 두께 비율 및 제2 디스크 조심부의 경사각을 변경하여 요구되는 디스크 삽입력, 조심 성능 및 향상된 내구성을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터에 적용된 디스크 클램프를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스핀들 모터(200)의 디스크 클램프(100)는 회전축공(105)을 갖는 디스크 클램프 몸체(110), 제1 디스크 조심부(120) 및 제2 디스크 조심부(130)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에서, 디스크 클램프 몸체(110), 제1 디스크 조심부(120) 및 제2 디스크 조심부(130)로서 사용될 수 있는 물질의 예로서는 플라스틱과 같은 합성 수지 및 금속 등을 들 수 있다.
제1 디스크 조심부(120)는 디스크 클램프 몸체(110)의 측면으로부터 도 1에 정의된 수평 방향(HD)으로 돌출 또는 연장된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제1 디스크 조심부(120)는 균일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 플레이트 형상을 갖는 제1 디스크 조심부(120)는 상면(또는 수평면; 122) 및 상면(122)과 대향 하는 하면(124)을 갖는다.
제2 디스크 조심부(130)는 균일한 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖고 제1 디스크 조심부(120)의 단부로부터 하부 방향으로 절곡 또는 연장된다. 플레이트 형상을 갖는 제2 디스크 조심부(130)는 상면(132) 및 상면(132)와 대향 하는 하면(134)을 갖는다.
제1 디스크 조심부(120)의 상면(122) 및 제2 디스크 조심부(130)의 상면(132)이 만나는 모서리는 데이터 저장 매체인 디스크(미도시)의 홀(미도시)이 쉽게 삽입되도록 곡면 처리된다. 이와 다르게, 제1 디스크 조심부(120)의 상면(122) 및 제2 디스크 조심부(130)의 상면(132)가 만나는 모서리를 사선 방향으로 모따기 처리할 수 있다.
데이터 저장 매체인 상기 디스크의 상기 홀이 디스크 클램프(100)의 제2 디스크 조심부(130)에 요구되는 삽입력으로 삽입되도록 하기 위하여 제2 디스크 조심부(130)는 제1 디스크 조심부(120)에 대하여 최적의 각도 범위로 절곡 된다.
제1 디스크 조심부(120)의 상면(122) 및 제2 디스크 조심부(130)의 상면(132)이 이루는 절곡 각도(θ)는, 예를 들어, 약 92.0˚ 내지 95.0˚일 수 있다. 이를 다르게 나타내면, 제2 디스크 조심부(130)는 수직 방향에 대하여 시계 방향으로 약 2.0˚ 내지 약 5.0˚ 기울어진 경사각(θ1)을 갖는다.
<표 1>에는 본 발명의 일 실시예에서 수직 방향에 대한 제2 디스크 조심부(130)의 기울기 변화에 따른 삽입력 및 조심 성능의 데이터가 포함되어 있다.
경사 각도(θ1) 삽입력(gf) 조심 성능(㎛)
1.9˚ 320gf 60㎛
2.0˚ 300gf 60㎛
3.0˚ 260gf 60㎛
4.0˚ 220gf 60㎛
5.0˚ 200gf 70㎛
5.1˚ 180gf 75㎛
본 발명의 일실시예에서, 상기 디스크의 상기 홀을 제2 디스크 조심부(130)에 삽입하기 위해 삽입력은 약 200[gf] 내지 약 300[gf]이 요구되고, 조심 성능은 약 60㎛ 내지 70㎛이 요구된다.
<표 1>을 참조하면, 상기 경사각(θ1)이 약 1.9˚였을 때, 조심 성능은 60㎛로 조심 성능은 우수하나 삽입력은 약 320gf로 사용자가 상기 디스크의 상기 홀을 제2 디스크 조심부(130)에 삽입하기 위해 요구되는 삽입력 범위를 벗어났다.
상기 경사각(θ1)이 약 2.0˚ 내지 약 5.0˚였을 때, 조심 성능은 약 60㎛ 내지 약 70㎛로 우수하였고, 삽입력 역시 약 200gf 내지 약 300gf로 요구되는 삽입력 범위에 포함되었다.
한편, 상기 경사각(θ1)이 약 5.0˚보다 큰 약 5.1˚ 이상에서는 조심 성능의 최대값인 약 70㎛를 벗어난 약 75㎛ 였고, 삽입력은 약 180gf로 요구되는 삽입력 범위를 벗어났다.
<표 1>에 따르면, 상기 경사각(θ1)이 약 2.0˚ 미만일 경우, 삽입력이 크게 증가 되어 사용자가 디스크를 제2 디스크 조심부(130)에 삽입하기 어렵고, 상기 경사각(θ1)이 약 5.0˚ 초과일 경우, 삽입력이 크게 감소 하고 최대 조심 성능 범위를 벗어난다.
따라서, 상기 경사각(θ1)이 약 2.0˚ 내지 약 5.0˚였을 때, 요구되는 삽입력 및 최대 조심 성능을 갖는다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 디스크 조심부(130)에 상기 디스크의 상기 홀을 삽입하기 위해 요구되는 삽입력을 제공하는 상기 경사각(θ1) 뿐만 아니라 제1 디스크 조심부(120)의 내구성을 향상시키기 위해 제1 디스크 조심부(120) 및 제2 디스크 조심부(130)의 두께도 함께 고려된다.
디스크 클램프 몸체(110), 제1 디스크 조심부(120) 및 제2 디스크 조심부(130)를 갖는 디스크 클램프(100)에 데이터 저장 매체인 상기 디스크의 상기 홀이 삽입 및 발거 되는 도중 제1 디스크 조심부(120)에 인가되는 반복적인 휨 응력에 따른 제1 디스크 조심부(120)의 파손을 감소시키기 위하여 제1 디스크 조심부(120)의 상면(122) 및 하면(124)은 제1 두께(A)를 갖고, 제2 디스크 조심부(130)의 상면(132) 및 하면(134)은 제2 두께(B)를 갖는다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께(B)에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 비율(A/B)은 약 1.5 내지 약 1.8일 수 있다.
<표 2>에는 본 발명의 일 실시예에서 제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께(B)에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)에 따른 정상 삽입 및 탈거 횟수 및 조심 성능 데이터가 포함되어 있다.
두께비(A/B) 정상 삽입 및 발거 횟수 조심 성능(㎛)
1.4 약 8,000회 60㎛
1.5 10,000회 이상 60㎛
1.6 10,000회 이상 60㎛
1.7 10,000회 이상 60㎛
1.8 10,000회 이상 69㎛
1.9 10,000회 이상 74㎛
본 발명의 일실시예에서, 제2 디스크 조심부(130)에 디스크가 정상 삽입 및 발거 되는 횟수는 약 8,000회 내지 약 10,000회가 요구되며, 정상 삽입 및 발거 되는 횟수가 약 8,000회 이하일 경우 정상 범위를 벗어나는 것으로 정의된다.
<표 2>를 참조하면, 제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께(B)에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)이 약 1.4일 경우, 조심 성능은 약 60㎛로 조심 성능은 우수하였으나 정상 삽입 및 발거 되는 횟수는 약 8,000회로서 요구되는 내구성 범위를 벗어났다. 즉, 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.4일 경우, 내구성이 크게 감소 되어 디스크를 약 8,000회 삽입 및 발거 후 제1 디스크 조심부(120)는 파괴 또는 파손되었다.
제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께(B)에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)이 약 1.5 내지 약 1.8일 경우, 조심 성능은 모두 약 60㎛로 우수하였고, 정상 삽입 및 발거 되는 횟수 역시 10,000회 이상으로 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.4일 경우에 비하여 내구성이 크게 향상되었다.
한편, 제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께(B)에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)이 약 1.9일 경우, 정상 삽입 및 발거 되는 횟수 역시 10,000회 이상으로 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.4일 경우에 비하여 내구성이 크게 향상되었지만, 조심 성능이 약 74㎛로 최대 조심 성능 범위를 벗어났다.
<표 2>에 따르면, 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.4 미만일 경우, 요구되는 내구성을 만족시키지 못하고, 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.9를 초과할 경우, 요구되는 내구성은 만족하나 조심 성능이 감소 된다.
따라서, 상기 두께 비율(A/B)이 약 1.5 내지 1.8일 경우, 제1 디스크 조심부(120)는 요구되는 내구성 및 조심 성능을 만족시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 디스크 클램프가 적용된 스핀들 모터를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 스핀들 모터(200)는 베이스 플레이트(1), 회전축(10), 베어링(20), 베어링 하우징(30), 와셔(40), 고정자(50), 회전자(60) 및 디스크 클램프(100)를 포함한다.
베이스 플레이트(1)는 플레이트 형상을 갖고, 베이스 플레이트(1)에는 버링 공정에 의하여 형성된 버링부(5)가 형성된다. 버링부(5)는 베이스 플레이트(1)의 외측면으로부터 내측면을 향하는 방향으로 형성되며, 버링부(5)에는 후술 될 베어링 하우징(30)이 결합 된다.
회전축(10)은 후술 될 회전자(60)와 결합 되며, 회전축(10)의 외주면 중 하부면에는 축 홈(15)이 형성된다. 회전축(10)은 제1 직경을 갖고, 축 홈(15)과 대응하는 회전축(10)은 제1 직경 보다 작은 제2 직경을 갖는다. 회전축(10)의 하측 단부는, 예를 들어, 곡면으로 가공된다.
베어링(20)은 회전축(10)에 삽입되는 중공을 갖는 원통 형상을 갖고, 베어링(20)은, 예를 들어, 오일이 함침 된 오일 함침 소결 베어링을 포함할 수 있다.
와셔(40)는 회전축(10) 중 축 홈(15)과 대응하는 부분에 끼워지는 중공을 갖고, 와서(40)의 중공은 회전축(10)의 상기 제1 직경 보다는 작고 축 홈(15)과 대응하는 회전축(10)의 상기 제2 직경 보다는 큰 직경을 갖는다. 따라서, 와셔(40)는 축 홈(15)에 걸려 회전축(10)이 상하로 움직이는 것을 제한한다. 와셔(40)의 상면은 베어링(20)의 하단부와 접촉된다.
베어링 하우징(30)은 바닥판(32) 및 측면판(36)을 포함한다.
바닥판(32)은, 예를 들어, 원판 형상을 갖고, 바닥판(32)은 회전축(10)의 단부를 지지한다. 회전축(10)의 하단부 및 회전축(10)의 상기 하단부와 마주하는 바닥판(32) 사이에는 스러스트 베어링(38)이 배치될 수 있다.
측면판(36)은 바닥판(32)으로부터 회전축(10)과 마주하는 방향으로 연장된다. 본 발명의 일실시예에서, 측면판(36)은 회전축(10)과 평행한 방향을 따라 원통 형상으로 연장된다.
고정자(50)는 코어(52) 및 코일(54)을 포함한다. 코어(52)는 개구를 갖는 복수개의 철편들이 층층히 겹쳐진 구조를 갖고, 코어(52)는, 예를 들어, 베어링 하우징(30)의 측면판(36)에 끼워져 결합 된다.
코일(54)은 코어(52)에 형성된 권선부(미도시)를 이용하여 코어(52)에 권선 된다.
회전자(60)는 요크(62) 및 마그네트(64)를 포함한다.
요크(62)는 원판 형상을 갖고, 회전 중심에는 회전축(10)과 끼워지는 요크 버링부(61)가 형성되고, 요크(62)의 일부는 고정자(50)의 코어(52)와 마주하도록 절곡된다.
마그네트(64)는 요크(62)의 절곡된 부분에 결합 되며, 마그네트(64)는 고정자(50)의 코어(52)와 마주하게 배치된다.
회전축(10)의 외주면 또는 요크 버링부(61)에는 디스크 클램프(100)가 결합된다.
디스크 클램프(100)는 디스크 클램프 몸체(110), 제1 디스크 조심부(120) 및 제2 디스크 조심부(130)를 포함한다.
디스크 클램프 몸체(110)는 요크 버링부(61)와 결합 되는 회전축공(105)을 포함한다.
제1 디스크 조심부(120)는 디스크 클램프 몸체(110)로부터 수평 방향으로 돌출 또는 연장된다.
제2 디스크 조심부(130)는 제1 디스크 조심부(120)로부터 요크(60)를 향하는 방향으로 절곡 된다.
본 발명의 일실시예에 다르면, 제1 디스크 조심부(120)가 제1 두께(A)를 갖고, 제2 디스크 조심부(130)가 제2 두께(B)를 가질 경우, 제2 디스크 조심부(130)의 제2 두께에 대한 제1 디스크 조심부(120)의 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)은 약 1.5 내지 약 1.8일 수 있다.
또한, 수직에 대하여 시계 방향으로 기울어지게 배치된 제2 디스크 조심부(130)의 경사각(θ1)은, 예를 들어, 약 2.0˚ 내지 5.0˚일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 이고, 상기 경사각(θ1)이 약 2.0˚ 내지 5.0˚일 경우, 디스크의 삽입력은 약 200gf 내지 300gf가 요구되고, 조심 성능은 60㎛ 내지 70㎛가 요구된다.
또한, 본 발명의 일실시예에서, 상기 두께 비율(A/B)가 약 1.5 내지 약 1.8일 경우, 제1 디스크 조심부(120)에는 약 8,000회 내지 10,000회 이상 디스크를 삽입 및 발거할 수 있어 요구되는 내구성을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 요구되는 조심 성능 역시 구현할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 고속으로 회전하는 회전축에 결합 된 디스크 클램프의 제1 디스크 조심부 및 제2 디스크 조심부의 두께 비율 및 제2 디스크 조심부의 경사각을 변경하여 요구되는 디스크 삽입력, 조심 성능 및 향상된 내구성을 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 디스크 클램프를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들 모터를 도시한 단면도이다.

Claims (5)

  1. 회전축에 결합 되는 회전축공이 형성된 디스크 클램프 몸체;
    상기 디스크 클램프 몸체로부터 수평 방향으로 돌출되며 제1 두께(A)로 형성된 제1 디스크 조심부; 및
    디스크를 고정하기 위해 상기 제1 디스크 조심부의 단부로부터 하부를 향해 절곡 되며 제2 두께(B)로 형성된 제2 디스크 조심부를 포함하며,
    상기 제1 디스크 조심부의 수평면이 상기 제2 디스크 조심부와 이루는 절곡 각도가 92˚ 내지 95˚이며,
    상기 제2 두께(B)에 대한 상기 제1 두께(A)의 두께 비율(A/B)은 1.5 내지 1.8인 디스크 클램프.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 디스크 조심부들의 상기 절곡 각도에 의한 조심 비율이 60㎛ 내지 70㎛ 이고, 상기 디스크의 삽입력이 200[gf] 내지 300[gf]인 디스크 클램프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디스크 조심부의 상기 수평면 및 상기 제2 디스크 조심부의 상면이 만나는 모서리부는 곡면으로 형성된 디스크 클램프.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020090132663A 2009-12-29 2009-12-29 디스크 클램프 KR101238590B1 (ko)

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