KR101801392B1 - 스텝핑 모터 및 이를 갖는 디스크 구동 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 스텝핑 모터는 고정자, 리드 스크류를 포함하는 회전자 및 상기 리드 스크류의 단부와 마주하는 스러스트 및 하우징을 포함하는 스텝핑 모터부; 상기 하우징에 결합 되며 양쪽 측면에 각각 장공들이 형성된 커버 부재; 및 상기 커버 부재의 상기 장공들을 관통하며 상기 스러스트를 누르는 탄성편이 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 일측단을 절곡하여 형성된 스톱퍼부 및 상기 몸체부의 상기 일측단과 대향하는 타측단으로부터 한 쌍이 연장되며 단부에 걸림편이 형성된 걸림부들을 포함하는 판 스프링을 포함한다.

Description

스텝핑 모터 및 이를 갖는 디스크 구동 모듈{STEPPING MOTOR AND DISK DRIVING MODULE HAVING THE SAME}

본 발명은 스텝핑 모터 및 이를 갖는 디스크 구동 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 스텝핑 모터는 회전 운동을 정밀한 직선 왕복 운동으로 변환시키는데 적합한 모터로서, 광학 디스크 드라이브(ODD)의 광 픽업 모듈을 디스크의 반경 방향으로 이송시키는데 사용된다.

스텝핑 모터는 하우징 내벽에 코일이 권선된 통 형상의 고정자를 배치하고 고정자에 의하여 형성된 중공 내에 마그네트가 장착된 회전축이 배치되는 구조를 가지며, 회전축의 단부는 하우징에 고정된 스러스트에 회전 가능하게 지지 된다.

스러스트는 회전축에 예압을 인가하며, 판 스프링은 하우징에 고정된 부재에 의하여 고정된다.

그러나, 판 스프링이 하우징에 고정된 부재로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해서 종래에는 판 스프링의 일부를 절곡 하여 하우징의 부재에 고정하였으나, 매우 작은 사이즈를 갖는 판 스프링을 절곡 하여 하우징에 고정된 부재에 고정하기 위해서는 많은 시간이 소요되며 조립 불량이 빈번하게 발생 되는 문제점을 갖는다.

본 발명은 판 스프링의 절곡 또는 구부림 없이 하우징으로부터 판 스프링이 이탈되지 않도록 하기에 적합한 구조를 갖는 스텝핑 모터를 제공한다.

본 발명은 상기 스텝핑 모터를 갖는 디스크 구동 모듈을 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, 스텝핑 모터는 고정자, 리드 스크류를 포함하는 회전자 및 상기 리드 스크류의 단부와 마주하는 스러스트 및 하우징을 포함하는 스텝핑 모터부; 상기 하우징에 결합 되며 양쪽 측면에 각각 장공들이 형성된 커버 부재; 및 상기 커버 부재의 상기 장공들을 관통하며 상기 스러스트를 누르는 탄성편이 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 일측단을 절곡하여 형성된 스톱퍼부 및 상기 몸체부의 상기 일측단과 대향하는 타측단으로부터 한 쌍이 연장되며 단부에 걸림편이 형성된 걸림부들을 포함하는 판 스프링을 포함한다.

일실시예로서, 디스크 구동 모듈은 고정자, 리드 스크류를 포함하는 회전자 및 상기 리드 스크류의 단부와 마주하는 스러스트 및 하우징을 포함하는 스텝핑 모터부; 상기 하우징에 결합 되며 양쪽 측면에 각각 장공들이 형성된 커버 부재; 및 상기 커버 부재의 상기 장공들을 관통하며 상기 스러스트를 누르는 탄성편이 형성된 몸체부, 상기 몸체부의 일측단을 절곡하여 형성된 스톱퍼부 및 상기 몸체부의 상기 일측단과 대향하는 타측단으로부터 한 쌍이 연장되며 단부에 걸림편이 형성된 걸림부들을 포함하는 판 스프링을 포함하는 스텝핑 모터; 및 상기 스텝핑 모터가 장착되는 베이스 유닛을 포함하며, 상기 베이스 유닛에는 상기 걸림편에 걸려 상기 판 스프링의 이탈을 방지하는 이탈 방지부가 형성된다.

본 발명에 따른 스텝핑 모터 및 이를 갖는 디스크 구동 모듈에 의하면, 스텝핑 모터의 스러스트 베어링을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재에 결합편을 형성하여 스텝핑 모터가 고정되는 베이스 유닛에 탄성편을 고정함으로써 스텝핑 모터의 탄성 부재의 이탈을 방지하고, 스텝핑 모터의 조립 공정수, 조립 시간 및 조립 불량을 감소 및 스텝핑 모터 및 베이스 유닛의 결합력을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텝핑 모터의 분해 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 하우징, 커버 부재 및 판 스프링을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 판 스프링의 평면도이다.
도 4는 판 스프링의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 스텝핑 모터가 결합되는 베이스 유닛을 도시한 디스크 구동 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 베이스 유닛의 일부를 도시한 사시도이다.
도 7은 스텝핑 모터가 장착된 베이스 유닛의 후면 사시도이다.

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 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텝핑 모터의 분해 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 하우징, 커버 부재 및 판 스프링을 도시한 분해 사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 판 스프링의 평면도이다. 도 4는 판 스프링의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 스텝핑 모터(200)는 스텝핑 모터부(45), 커버 부재(50) 및 판 스프링(60)를 포함한다.

스텝핑 모터부(45)는 하우징(10), 고정자(20), 회전자(30) 및 스러스트 베어링(40)을 포함한다.

하우징(10)은, 예를 들어, 고정자(20), 회전자(30) 및 스러스트 베어링(40)을 수납하기 위한 수납 공간을 제공하는 통 형상으로 형성될 수 있다.

하우징(10)은 제1 하우징(12) 및 제2 하우징(18)으로 구분될 수 있다.

제1 하우징(12)은 바닥판(13) 및 바닥판(13)의 에지로부터 연장된 측면판(15)을 포함하며, 바닥판(13)의 중앙부 및 측면판(15)의 일부에는 각각 개구가 형성된다. 제1 하우징(12)은, 예를 들어, 제1 직경을 갖는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 제1 하우징(12)에는 고정자(20) 및 회전자(30)가 수납된다.

제2 하우징(18)은, 예를 들어, 제1 직경을 갖는 제1 하우징(12)보다 작은 제2 직경을 갖는 원통 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제2 하우징(18)은 제1 하우징(12)과 일체로 형성되며, 제2 하우징(18)은, 예를 들어, 딥 드로잉 공정(Deep Drawing process)에 의하여 제1 하우징(12)으로부터 연장되어 형성될 수 있다. 제2 하우징(18)에는, 예를 들어, 스러스트 베어링(40)이 수납될 수 있다.

고정자(20)는 하우징(10) 중 제1 하우징(12)의 내측면에 고정된다.

고정자(20)는 한 쌍의 보빈(22), 각 보빈(22)과 결합 되는 투스 요크(tooth yoke;24)들 및 코일(26)을 포함한다.

한 쌍의 보빈(22)은 직렬 방식으로 배치되며, 직렬 방식으로 배치된 각 보빈(22)은 코일(26)을 권선 하기에 적합하도록 양단에 플랜지가 형성된 원통 형상으로 형성된다.

코일(26)은 각 보빈(22)의 외측면에 권선 되며, 코일(26)은 절연 수지에 의하여 절연된 긴 전선을 보빈(22)의 외측면에 일방향으로 권선 하여 형성된다. 보빈(22)에 권선 된 코일(26)에 구동 신호가 인가됨에 따라 코일(26)로부터는 자기장이 발생 된다.

투스 요크(24)는 각 보빈(22)에 결합 되며, 투스 요크(24)는 보빈(22)의 양쪽 단부들로부터 보빈(22)의 내측면으로 삽입되고, 투스 요크(24)는 보빈(22)의 내측에서 상호 치차 결합 형태로 맞물리게 배치된다.

보빈(22), 투스 요크(24) 및 코일(26)을 포함하는 고정자(20)가 하우징(10) 내부에 배치됨에 따라 하우징(10) 내부에는 중공이 형성되고, 중공 내에는 회전자(30)가 배치된다.

회전자(30)는 회전축(33) 및 마그네트(35)를 포함한다. 회전축(33)은, 예를 들어, 리드 스크류(31) 및 회전축부(32)를 포함할 수 있다. 리드 스크류(31) 및 회전축부(32)는 일체로 형성된다.

리드 스크류(31)는 하우징(10)의 외부에 배치되고, 회전축부(32)는 하우징(10)의 내부에 배치된다.

마그네트(35)는 하우징(10)의 내부에 배치되는 회전축부(32) 상에 고정되며, 마그네트(35)는 회전축부(32) 중 각 보빈(22)에 권선된 코일(26)과 대응하는 위치에 배치된다.

마그네트(35)로부터 발생 된 자기장 및 보빈(22)에 권선된 코일(26)로부터 발생된 자기장에 의하여 발생 된 회전력에 의하여 회전축(33)은 회전된다.

본 발명의 일실시예에서, 회전자(30)는 고정자(20)와 일정 갭을 유지해야 한다. 회전자(30) 및 고정자(20) 사이의 갭이 불균일할 경우, 회전자(30)의 회전축(33)의 회전 성능이 감소 되거나, 회전축(33)이 정지되거나 소음이 발생 될 수 있다.

고정자(20) 및 회전자(30) 사이의 갭을 일정하게 유지하기 위해, 하우징(10)의 외부에 배치된 리드 스크류(33)의 단부에는 피봇 베어링(미도시)이 결합 되고, 하우징(10)의 내부에 배치된 하우징부(32)의 단부에는 스러스트 베어링(40)이 배치된다.

스러스트 베어링(40)은 하우징(10)의 제2 하우징(18) 내에 배치되며, 스러스트 베어링(40)은, 예를 들어, 원판 형상으로 형성된다. 스러스트 베어링(40)은 회전축(33)을 회전 가능하게 지지한다.

스러스트 베어링(40)과 마주하는 회전축(33)의 회전축부(32)의 단부에는 볼(ball)이 배치될 수 있고, 회전축(33)의 회전축부(32)의 단부는 스러스트 베어링(40)과 점 접촉된다. 이와 다르게, 스러스트 베어링(40)과 마주하는 회전축(33)의 회전축부(32)의 단부를 반구 형상으로 가공하여도 무방하다.

커버 부재(50)는 하우징(10)의 제1 하우징(12)의 바닥면(13)에 고정되며, 커버 부재(50)는 후술 될 판 스프링(60)을 고정하는 역할을 한다.

커버 부재(50)는 제2 하우징(18)을 감싸는 캡 형상으로 형성되며, 커버 부재(50) 중 스러스트 베어링(40)과 마주하는 부분에는 개구(51)가 형성되며, 커버 부재(50)의 마주하는 양쪽 측면들에는 각각 장공(또는 슬릿;52)이 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 커버 부재(50)는 제2 하우징(18)을 감싸는 캡 형상으로 형성된 것이 도시 및 설명되고 있지만, 커버 부재(50)는 이와 다르게 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

커버 부재(50)는 제1 하우징(12)의 바닥면(13)에 스폿 용접 등에 의하여 고정될 수 있다.
상기 커버 부재(50)는, 상기 스러스트 베어링(40)을 노출하는 관통홀(51)이 형성된 제1 커버판(56), 상기 제1 커버판(56)의 일측 에지로부터 절곡되며 제1 장공(52a)이 형성된 제2 커버판(57) 및 상기 제1 커버판(56)의 타측 에지로부터 절곡되며 상기 제1 장공(52a)과 마주하는 제2 장공(미도시)이 형성된 제3 커버판(58)을 포함한다.

판 스프링(60)은 몸체부(62), 스톱퍼부(64) 및 걸림부(66)를 포함한다.

몸체부(62)는 커버 부재(50)의 장공(52)들에 삽입될 수 있도록 플레이트 형상으로 형성된다. 본 발명의 일실시예에서, 몸체부(62)는 얇은 두께를 갖는 금속 플레이트를 프레스 가공하여 형성할 수 있다. 몸체부(62)는 커버 부재(50)의 장공(52)에 삽입되는 폭으로 형성된다.

몸체부(62)는 탄성편(63)을 포함한다. 탄성편(63)은 몸체부(62)의 일부를 절개하여 형성된다. 탄성편(63)은 몸체부(62)를, 평면상에서 보았을 때, 'U' 자 형상으로 절개 및 절곡 하여 형성된다.

구체적으로, 탄성편(63)은 몸체부(62)로부터 절개되지 않고 몸체부(62)와 연결된 부분으로부터 스러스트 베어링(40)을 향하는 방향으로 절곡 되고, 이로 인해 탄성편(63)은 스러스트 베어링(40)을 탄력적으로 눌러 스러스트 베어링(40)이 회전축(33)에 예압을 인가할 수 있도록 한다. 스러스트 베어링(40)이 회전축(33)의 단부를 가압함으로써 회전축(33)은 스러스트 베어링(40)에 회전 가능하게 지지 된다.

스톱퍼(64)는 몸체부(62)의 일측단을 절곡 하여 형성될 수 있으며, 스톱퍼(64)는 몸체부(62)가 커버 부재(50)의 장공(52)에 삽입된 후 임의로 몸체부(62)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

걸림부(66)는 스톱퍼(64)가 형성된 몸체부(62)의 상기 일측단과 대향 하는 타측단에 형성되며, 걸림부(66)는 몸체부(62)의 상기 타측단으로부터 몸체부(62)의 외부로 연장된 형상으로 형성된다. 걸림부(66)는 몸체부(62)와 평행한 방향으로 연장된다.

걸림부(66)는 스텝핑 모터(200)가 장착되는 베이스 유닛에 걸려 고정될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 걸림부(66)는, 예를 들어, 적어도 2 개가 몸체부(62)의 상기 타측단으로부터 연장될 수 있다. 이와 다르게, 걸림부(66)는 하나가 몸체부(62)의 상기 타측단으로부터 연장되어도 무방하다.

걸림부(66)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(62)의 상기 타측단의 양쪽 끝 부분으로부터 각각 연장될 수 있다.

몸체부(62)의 상기 타측단의 양쪽 끝 부분으로 각각 연장된 걸림부(66)들에는 각각 걸림편(67)이 형성될 수 있고, 걸림편(67)은 후술 될 베이스 유닛에 걸리게 된다. 걸림편(67)은 도 3에 도시된 바와 같이 각 걸림부(66)들에 상호 마주하게 배치될 수 있다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 판 스프링(60)의 걸림부(66)는 몸체부(62)의 상기 타측단의 양쪽 끝 부분으로부터 각각 연장되는 것이 도시 및 설명되고 있으나, 걸림부(66)들은 도 4에 도시된 바와 같이 몸체부(62)의 상기 타측단의 중앙 부분에 형성되어도 무방하다. 또한, 몸체부(62)의 상기 타측단의 중앙 부분에 형성된 각 걸림부(66)들에 형성된 걸림편(67)들은, 예를 들어, 상호 대향 하게 형성되어도 무방하다.

도 5는 도 1에 도시된 스텝핑 모터가 결합되는 베이스 유닛을 도시한 디스크 구동 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5에 도시된 베이스 유닛의 일부를 도시한 사시도이다. 도 7은 스텝핑 모터가 장착된 베이스 유닛의 후면 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 디스크 구동 모듈의 스텝핑 모터는 도 1 내지 도 4를 통해 도시 및 설명된 스텝핑 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 디스크 구동 모듈(400)은 스텝핑 모터(200), 스핀들 모터(230), 픽업 모듈(미도시) 및 베이스 유닛(300)을 포함한다.

베이스 유닛(300)은 상판(310) 및 상판(310)의 에지로부터 절곡된 측면판(320)을 포함하며, 베이스 유닛(300)에는 스텝핑 모터(200)를 고정하기 위한 스텝핑 모터 고정부(301,302)를 포함한다.

베이스 유닛(300)에는 스텝핑 모터(200)의 하우징과 대응하는 부분에 개구(301)가 형성되며, 개구(301)에는 스텝핑 모터(200)의 탄성 부재(60)의 걸림부(66)의 걸림편(67)과 걸리는 이탈 방지부(315)가 형성된다.

이탈 방지부(315)는 탄성 부재(60)의 걸림부(66)의 걸림편(67)에 결합 되기에 적합한 형상으로 형성된다.

탄성 부재(60)의 걸림부(66)들이 도 3에 도시된 바와 같이 몸체부(62)의 상기 타측단의 양쪽 단부에 각각 배치될 경우, 이탈 방지부(315)는 상호 마주하는 걸림편(67)들과 결합되기 위해서 한 쌍의 걸림부(66)들 사이에 배치되고, 이탈 방지부(315)에는 걸림부(66)들의 걸림편(67)들이 결합 된다.

이와 다르게, 탄성 부재(60)의 각 걸림부(66)들에 걸림편(67)들이 상호 대향하게 형성될 경우, 이탈 방지부(315)는 상호 대향하는 걸림편(67)들에 걸리도록 각 걸림부(66)의 바깥쪽에 한 쌍이 배치될 수 있다.

한편, 탄성 부재(60)의 각 걸림부(66)들이 도 4에 도시된 바와 같이 몸체부(62)의 상기 타측단의 중앙부에 한 쌍이 배치되고, 걸림부(66)에 형성된 걸림편(67)들이 상호 대향 하도록 배치될 경우, 베이스 유닛(300)의 상판(310)에 각 걸림부(66)들이 삽입되는 관통홀을 형성하고, 걸림편(67)이 관통홀을 통과하여 베이스 유닛(300)의 상판(310)에 결합되도록 하여도 무방하다.

스텝핑 모터(200)의 하우징(10)은 베이스 유닛(300)의 상판(310)에 형성된 개구(301)에 수납되며, 스텝핑 모터(200)의 탄성 부재(60)의 걸림부(66)의 걸림편(67)은 도 7에 도시된 바와 같이 이탈 방지부(315)에 걸린다.

스텝핑 모터(200)의 탄성 부재(60)의 걸림부(66)의 걸림편(67)이 베이스 유닛(300)의 상판(310)에 형성된 이탈 방지부(315)에 걸릴 경우, 스텝핑 모터(200)의 탄성 부재(60)가 스텝핑 모터(200)의 커버 부재(50)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 탄성 부재(60)의 일부를 절곡하지 않고 커버 부재(50)에 탄성 부재(60)를 결합할 수 있음으로 조립 공정수를 감소시키고, 조립 불량 및 조립 시간을 크게 단축시킬 수 있다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 스텝핑 모터의 스러스트 베어링을 탄력적으로 지지하는 탄성 부재에 결합편을 형성하여 스텝핑 모터가 고정되는 베이스 유닛에 탄성편을 고정함으로써 스텝핑 모터의 탄성 부재의 이탈을 방지하고, 스텝핑 모터의 조립 공정수, 조립 시간 및 조립 불량을 감소 및 스텝핑 모터 및 베이스 유닛의 결합력을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

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.

200...스텝핑 모터 45...스텝핑 모터부
50...커버 부재 60...판 스프링
3000...베이스 유닛

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 고정자, 회전축부를 포함하는 회전자 및 상기 회전축부의 단부와 마주하는 스러스트 및 하우징을 포함하는 스텝핑 모터부; 상기 하우징에 결합되며 상기 스러스트를 노출하는 관통홀이 형성된 제1 커버판, 상기 제1 커버판의 일측 에지로부터 절곡되며 제1 장공이 형성된 제2 커버판 및 상기 제1 커버판의 타측 에지로부터 절곡되며 상기 제1 장공과 마주하는 제2 장공이 형성된 제3 커버판을 포함하는 커버 부재; 상기 커버 부재에 고정되며, 상기 스러스트를 가압하는 판 스프링을 포함하는 스텝핑 모터; 및 상기 스텝핑 모터가 장착되는 베이스 유닛을 포함하며,
   상기 판 스프링은,
   상기 커버 부재의 상기 제1 및 제2 장공들을 관통하는 몸체부;
   상기 몸체부의 일부가 절개되어 형성되며, 상기 하우징의 내측을 향해 돌출되어 상기 스러스트를 가압하는 탄성편;
   상기 몸체부의 일측단이 절곡하여 형성되는 스톱퍼부; 및
   상기 몸체부의 상기 일측단과 대향하는 타측단으로부터 한 쌍이 연장되어, 연장된 단부에 걸림편이 형성된 걸림부를 포함하고,
   상기 베이스 유닛에는 상기 걸림편과 마주하는 영역으로부터 돌출 형성되어, 상기 걸림편에 걸려 상기 판 스프링의 이탈을 방지하는 이탈 방지부가 형성된 디스크 구동 모듈.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 걸림부들에 각각 형성된 상기 걸림편은 상호 마주보게 형성되며, 상기 베이스 유닛의 상기 이탈 방지부는 상기 걸림부들 사이에 개재되어 상기 각 걸림편에 고정된 디스크 구동 모듈.
8. 제6항에 있어서,
   상기 걸림부들에 각각 형성된 상기 걸림편은 상호 대향 하게 형성되며, 상기 베이스 유닛의 상기 이탈 방지부는 상기 걸림편들에 고정되도록 상기 걸림부의 양쪽에 각각 배치된 디스크 구동 모듈.

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