KR19990009902A - 광디스크용 스핀들모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영구자석의 자기적 성질을 이용하여 스핀들 모터의 회전자부를 일체화된 몰드물로 구성하고 회전자부의 일측에 냉각팬을 설치한 광디스크용 스핀들 모터에 관한 것이다.

본 발명의 광디스크용 스핀들 모터는 턴테이블과 회전자 요크 및 회전축이 하나의 부품으로 일체화된 회전자부와, 회전자부의 일측에 위치하여 스핀들 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출하는 방열수단을 구비한다.

본 발명의 광디스크용 스핀들 모터는 영구자석의 자기적 성질을 이용하여 회전자부를 일체의 몰드물로 구성함과 아울러 회전자부의 일측에 냉각팬을 설치함으로써 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출시킬 수 있다.

Description

광디스크용 스핀들 모터

본 발명은 스핀들 모터에 관한 것으로, 특히 영구자석의 장기적 성질을 이용하여 스핀들 모터의 회전자부를 일체화된 몰드물로 구성하고 회전자부의 일측에 냉각팬을 설치한 광디스크용 스핀들 모터에 관한 것이다.

광디스크에 정보를 기록하고 광디스크의 정보 기록면에 기록된 정보를 판독하여 재생하는 광픽업 장치가 광디스크의 기록/재생 장치에 마련되어 있다. 그리고 광픽업 장치가 정보를 기록하기 위하여 또는 정보가 실려있는 정확한 위치를 판독하도록 광디스크의 기록/재생장치에는 광디스크를 회전시키기 위한 스핀들 모터가 마련되어 있다. 스핀들 모터는 크게 나누어 광디스크를 안착하고 회전시키는 회전자부와 모터의 구동력으로 회전자부를 회전시키는 고정자부로 나누어진다. 스핀들 모터의 회전자부는 각각의 기능과 역할을 만족하기 위하여 다수의 부품으로 이루어진다. 그리고 그 부품들은 고가의 재료로 제작된다. 따라서, 스핀들 모터의 제작 공정이 복잡해지고 이로 인해 누적공차와 진동을 유발한다. 아울러 고가의 재료로 제작됨으로써 제조원가를 상승시킨다. 이러한 문제점들을 안고 있는 스핀들 모터의 제작에 있어서, 최근에는 회전자부의 각 부품들을 일체화하려는 추세에 있다. 그리고 디지털 다기능 디스크(Digital Versatile Dist ; DVD)용 기록/재생 장치와 같이 최근에 개발 또는 개발 중에 있는 광디스크의 기록매체는 종래의 컴팩트 디스크(Compact Disk ; CD) 계열의 기록 매체에 비해 고배속화 되고 있다. 이를 만족하기 위하여, 스핀들 모터는 광디스크를 전송속도에 비례하여 고배속으로 회전시켜야 한다. 회전속도가 고속화 되면 스핀들 모터에는 회전속도에 비례하여 열이 발생하는데 이는 회전자부의 변형을 초래하여, 결국 광픽업이 광디스크에 정보를 기록 또는 광디스크로부터 정보를 재생할 때 기록/재생 에러(Error)를 유발하게 된다.

종래의 스핀들 모터의 문제점을 첨부한 도 1 및 도 2를 통하여 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 스핀들 모터의 구조를 알기 쉽게 나타내기 위한 개략적인 종단면도를 도시한 것이다.

종래의 스핀들 모터의 구조 및 각 구성부의 기능을 도 1을 참조하여 설명하자면, 스핀들 모터는 크게 회전자부와 고정자부로 나누어진다. 회전자부는 회전축(Shaft ; 1), 클램프 요크(Clamping yoke ; 2), 중앙 원추체(Center cone ; 3), 스프링(Spring ; 4), 고무펠트(Rubber felt ; 5), 턴테이블(Turn-table ; 6), 회전자 요크(Rotor yoke ; 7), 및 주자석(Main magnet ; 8)을 구비한다. 고정자부는 적층코어(Core ; 9), 코일(Coil ; 10), 베어링 지지부(Bearing housing ; 11), 베어링(Bearing ; 12) 및 고정자 지지부(13)를 구비한다. 회전자부에서, 턴테이블(6)은 중앙 원추체(3)를 안내하며 클램프 요크(2)를 밑면에서 지지한다. 회전자 요크(7)는 턴테이블(6)을 밑면에서 지지하며 주자석(8)이 회전자 요크(7)의 안쪽 면에 끼워져 있다. 회전축(1)은 턴테이블(6)과 클램프 요크(2)에 압입된다. 그리고 중앙 원추체(3)와 스프링(4)은 오토 센터링(Auto-centering) 즉, 광디스크의 내경공차를 감쇄시키는 역할을 한다. 클램프 요크(2)는 스틸 계통의 자성재료로 제작되어 미도시된 클램퍼(Clamper)의 클램프 자석과 상호 자기적인 힘에 의해 미도시된 광디스크를 턴테이블(6)에 안착시킨다. 고무펠트(5)는 마찰계수가 비교적 큰 고무로 제작되어 턴테이블(6)에 안착되는 광디스크의 미끄러짐을 방지하는 역할을 한다.

회전축(1)은 턴테이블(6)과 턴테이블(6) 윗면에 접착되어 있는 고무펠트(5)와 회전자 요크(7) 및 주자석(8)과 함께 회전한다. 이를 위하여, 회전축(1)은 주자석(8)이 회전자 요크(7)에 접착된 후, 턴테이블(6)의 중앙에 압입된다.

고정자부에서는 고정자 지지부(13)에 의해 베어링 지지부(11)가 지지되고, 그 베어링 지지부(11)에 의해 베어링(12)과 코일(10)이 감겨진 적층코어(9)가 지지된다. 회전자부의 회전자 요크(7)는 고정자부의 영구자석으로 제작된 주자석(8)의 자속(Magnetic flux)이 주자석(8)의 외경밖으로 누설되는 것을 방지한다.

동작을 살펴보면, 스핀들 모터에 전원이 공급되면 코일(10)에 전류가 흐르고 이로 인하여 코일(10)에서는 전류량에 비례하여 열이 발생한다. 이 열은 고정자부에 열전달을 일으키게 되고 이는 회전자부에 전달된다.

한편, 회전자부에서 회전축(1)을 턴테이블(6)에 압입할 때에는 높은 정밀도가 요구된다. 그 이유를 상세히 하면, 회전축(1)을 턴테이블(6)에 압입시의 공차는 턴테이블(6)에 접착된 고무펠트(5)를 포함한 턴테이블(6)의 윗면에서 축방향 흔들림량을 증가시킨다. 따라서, 매우 고정도를 필요로 하는 경우에 있어서, 회전축(1)을 턴테이블(6)에 압입한 후 턴테이블(6) 윗면을 가공하는 방법과 고무펠트(5) 이외의 특수재질을 이용하여 축방향 흔들림량을 조정하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 이러한 보정 방법은 공정수의 증가로 추가 비용이 상승하는 단점을 안고 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 회전자부를 몰드(Mold)물로 일체화시킨 스핀들 모터가 제안되었는데 이를 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 종래의 다른 스핀들 모터의 구조를 개략적으로 도시한 종단면도이다.

도 2를 참조하면, 종래의 다른 스핀들 모터는 광디스크가 안착되는 턴테이블(6)과 회전자 요크(7)를 플라스틱류의 사출물로서 일체화시키고 회전축(1)도 인서트 사출된 턴테이블-로터(6')를 구비한다.

도 2에 있어서, 도 1과 동일한 기능 및 구조를 갖는 부품들에 대하여는 도 1에서와 동일한 도면 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

턴테이블-로터(6')는 상단면에 광디스크를 안착하고 클램프 요크(2)를 아래에서 지지한다. 그리고 턴테이블-로터(6')는 중앙 원추체(3)를 안내하는 역할을 함과 아울러 자신의 회전축(1)이 인서트(Insert) 사출된다. 회전축(1)이 회전하면, 턴테이블-로터(6'), 클램프 요크(2), 중앙 원추체(3) 및 스프링(4)은 회전축(1)과 함께 회전한다. 턴테이블(6)과 회전자 요크(7), 회전축(1)을 턴테이블-로터(6')로 일체화함으로써, 턴테이블(6)과 회전자 요크(7)를 조립하고 턴테이블(6)에 회전축(1)을 압입하는 결합공정이 생략되고 이로 인한 누적공차를 줄일 수 있다.

회전축(1)과 턴테이블-로터(6')의 직각도는 매우 높은 정밀도를 필요로 하는데 그 이유는 스핀들 모터가 회전할 때 턴테이블-로터(6')에서 광디스크가 안착되는 상단면(고무펠트 포함)의 축방향 흔들림량이 매우 작아야 하기 때문이다. 이는 광픽업이 광디스크에 기록된 정보를 재생하거나 또는 광디스크에 정보를 기록하는 경우 정확도를 보장하기 위한 것이다. 이를 위하여, 회전자부를 턴테이블-로터(6')로 일체화하여 사출 성형한후, 회전축(1)을 기준으로 후가공을 하면, 고정도의 스핀들 모터를 구현할 수 있다.

스핀들 모터에 전원이 공급되어 코일(10)에 전류가 흐르면 코일(10)에는 공급되는 전류량에 비례하여 열이 발생한다. 이 열은 고정자부에 전달되고 고정자부의 열은 다시 거의 밀폐상태와 같은 턴테이블-로터(6')를 비롯한 회전자부에 전달된다. 따라서, 플라스틱류의 사출물로 일체화된 턴테이블-로터(6')는 변형의 위험성이 증가한다. 턴테이블-로터(6')의 변형은 결국 스핀들 모터의 특성 저하를 초래할 뿐만 아니라 광디스크에 정보를 기록/재생하는 경우에 기록/재생 에러(Error)를 유발한다.

따라서, 본 발명의 목적은 영구자석의 회전자부를 일체의 몰드물로 구성함과 아울러 모터가 회전함에 따라 과도하게 발생하는 열을 방출하도록 하는 광디스크용 스핀들 모터를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 광디스크용 스핀들 모터를 개략적으로 나타내는 종단면도.

도 2는 종래의 다른 광디스크용 스핀들 모터를 개략적으로 나타내는 종단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터를 개략적으로 나타내는 종단면도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터를 개략적으로 나타내는 종단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터에서 냉각팬을 상세히 나타내는 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 회전축 2 : 클램프 요크

3 : 중앙 원추체 4 : 스프링

5 : 고무 펠트 6 : 턴테이블

7 : 회전자 요크 8 : 주자석

9 : 적층코어 10 : 코일

11 : 베어링 지지부 12 : 베어링

13 : 고정자 지지부 14 : 냉각팬

14a : 날개 6' , 16 : 턴테이블-로터

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광디스크용 스핀들 모터는 턴테이블과 회전자 요크 및 회전축이 하나의 부품으로 일체화된 회전자부와, 회전자부의 일측에 위치하여 스핀들 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출하는 방열수단을 구비한다.

본 발명의 광디스크용 스핀들 모터는 턴테이블, 회전자 요크, 회전축, 주자석이 하나의 부품으로 일체화된 회전자부와, 회전자부의 일측에 위치하여 스핀들 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출하는 방열수단을 구비한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 때하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터는 광디스크가 안착되는 턴테이블(6)과 회전자 요크(7)를 플라스틱류의 사출물로서 일체화시키고 회전축(1)도 인서트 사출된 턴테이블-로터(6')와 턴테이블-로터(6')의 내경면에 위치하여 고정자부에서 발생하는 열을 냉각하도록 하는 냉각팬(14)을 구비한다.

턴테이블-로터(6')는 상단면에 광디스크를 안착하고 클램프 요크(2)를 아래에서 지지한다. 그리고 턴테이블-로터(6')에는 회전축(1)이 인서트(Insert) 사출되어 회전축(1)이 회전하면, 턴테이블-로터(6'), 클램프 요크(2), 중앙 원추체(3) 및 스프링(4)은 회전축(1)과 함께 회전한다. 회전자부를 턴테이블-로터(6')로 일체화함으로써, 턴테이블(6)과 회전자 요크(7)를 조립하고 턴테이블(6)에 회전축(1)을 압입하는 결합공정이 생략되고 이로 인한 누적공차를 줄일 수 있다.

텐테이블-로터(6')의 내경면에 위치한 냉각팬(14)은 턴테이블-로터(16)의 성형시 함께 성형되는 것으로, 텐테이블-로터(6')가 회전하면 동시에 회전하게 되어 턴테이블-로터(6')의 내측에서 바람을 일으키게 된다. 냉각팬(14)은 고정자부에서 회전자부에 전달되는 열의 방열을 촉진하여 턴테이블-로터(6')의 변형을 방지함으로써 스핀들 모터의 제특성을 유지할 수 있게 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터를 도시한 것으로, 도 4에 있어서 도 3과 동일한 기능 및 구조를 갖는 부품들에 대하여는 도 3에서와 동일한 도면 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광디스크용 스핀들 모터의 회전자부는 종래의 턴테이블(6), 회전자 요크(7)가 플라스틱류의 몰드물로 일체화됨과 아울러 회전축(1)과 주자석(8)이 인서트(Insert) 사출되는 텐테이블-로터(16)를 구비한다.

턴테이블-로터(16)는, 도 3에서의 본 발명의 일실시예에 따른 스핀들 모터의 턴테이블-로터(6')에 비하여, 주자석(8)도 함께 인서트 사출되어 주자석(8)을 턴테이블-로터(6')에 접착하는 공정이 생략된다. 그리고 주자석(8)을 인서트 사출 함으로써 조립 누적공차도 줄게 되므로 진동 및 코깅 토크(Cogging Torque)를 줄일 수 있다. 그리고 냉각팬(14)은 도 3에서와 동일한 기능으로 턴테이블-로터(16)의 내측에 설치된다.

도 5는 본 발명의 광디스크용 스핀들 모터에서 냉각팬의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도 3에서 턴테이블-로토(6')를 분리하여 도시한 도 5(A)와 냉각팬(14)을 아래에서 본 평면도를 도시한 도 5(B)룰 참조하면, 냉각팬(14)은 적어도 하나 이상의 날개(14a)를 구비한다.

냉각팬(14)은 턴테이블-로터(6' ; 도 4에서의 턴테이블-로터 포함)와 일체로 성형되어 별도의 부품 추가 없이 방열의 효과를 얻을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 광디스크용 스핀들 모터는 영구자석의 자기적 성질을 이용하여 회전자부를 일체의 몰드물로 구성함과 아울러 회전자부의 일측에 냉각팬을 설치함으로써 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (3)

1. 고정자부 및 회전자부로 이루어지며, 상기 회전자부가 광디스크가 안착되는 턴테이블과, 자속의 누설방지를 위한 회전자 요크와 상기 회전자부가 회전함에 따라 회전축을 이루는 회전축으로 구성되는 스핀들 모터에 있어서,

   상기 턴테이블과 상기 회전자 요크 및 상기 회전축이 하나의 부품으로 일체화된 회전자부와,

   상기 회전자부의 일측에 위치하여 상기 스핀들 모터가 회전함에 따라 발생하는 열을 방출하는 방열수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광디스크용 스핀들 모터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열수단은 상기 회전자부와 함께 하나의 부품으로 일체화된 것을 특징으로 하는 광디스크용 스핀들 모터.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열수단은 적어도 하나 이상의 돌출된 날개부를 구비하여,

   상기 날개부가 상기 회전수단의 내경면의 일측에 위치한 것을 특징으로 하는 광디스크용 스핀들 모터.