KR20040032390A - 광디스크 드라이버용 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광디스크 드라이버용 스핀들 모터를 개시한다.

본 발명은, 관 형상으로 마련되며 하측으로 상면은 개방되면서 밑면은 막힌 홀더가 끼움되고, 외경부에는 코어가 장착되며 그 내경부에는 베어링이 압입되는 버링부를 구비한 플레이트와, 상기 베어링에 회전 가능하게 삽입되는 회전축 및 이 회전축의 상단에 일체로 결합되어 회전되며 외주연 단부가 하향 연장된 캡 형상으로 연장단부의 내경면에는 상기 코어의 외경면과 공극을 두고 대향 배치되는 마그네트를 구비한 로터와, 상기 로터와 일체로 회전을 이루며 회전축을 중심으로 그 주연으로 편심보상을 하는 복수개의 볼이 구비되는 환상의 트랙홈이 형성되는 턴테이블과, 상기 턴테이블의 상면에 마련되며 광디스크의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되게 원기둥 형태로 돌출되며, 그 주연부를 따라 등간격으로 관통구멍의 내주연을 향하도록 탄성편이 형성된 센터링을 포함하여 구성된다.

Description

광디스크 드라이버용 스핀들 모터{Spindle motor for optical disk driver}

본 발명은 자기 보상형 밸런서를 채용한 스핀들 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광디스크의 장착 편차를 최소화시켜 미디어 인식율을 개선시키면서 편심에 의한 특성 불량을 방지하는 광디스크 드라이버용 스핀들 모터에 관한 것이다.

일반적으로 광디스크(optical disk)는 자기기록 테이프 및 LP에 비하여 상대적으로 고밀도의 기록 재생이 가능하고, 반영구적으로 보관이 가능한 이점을 가지고 있어 근래에 들어와서 이를 사용하는 광디스크 응용기기가 널리 보급되고 있는 추세에 있다.

이와 같은 광 디스크 응용기기로는 레이저 디스크 플레이어(Laser disk player), 콤팩트 디스크 플레이어(Compact disk player) 및 DVD(Digital Versatile Disc) 등이 있으며, 이와 같은 광 디스크 응용기기중 특히, 그 크기가 작고 휴대가 가능한 콤팩트 디스크 플레이어가 보편적으로 보급되어 있으나, 근래에 들어와서는 콤팩트 디스크 보다 기억용량이 크면서 그 크기는 동일한 DVD가 급속도로 보급되고 있는 실정이다.

이러한, 광디스크 응용기기에 있어서, 가장 중요한 요소중의 하나는 디스크(disk)를 유동없이 고속으로 회전시키기 위한 드라이버용 스핀들 모터이며,이와 같이 디스크를 유동 없이 고속 회전시키기 위해서는 스핀들 모터의 내구성과 더불어 디스크가 안착되는 턴테이블(turn table)의 고속회전에 따른 균형을 안정되게 유지시키는 것이 중요하다고 할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자기 보상형 밸런서를 채용한 광디스크용 스핀들 모터를 나타낸 단면도로서, 종래 기술에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터는 구동력을 생성하는 모터(100)와, 이 모터(100)의 회전축(150)에 축지지 되면서 광디스크(D)를 탑재한 상태에서 회전을 이루는 턴테이블(200)로 구성된다.

모터(100)는 판재형의 플레이트(110)의 중앙부를 관 형상으로 상향 돌출시킨 버링부(burring 部;110')를 구비하며, 이때의 상기 버링부(110')의 하측으로는 상면이 개방되면서 밑면은 막힌 원통형의 홀더(120)가 끼움되는 구성이다. 그리고 상기 버링부(110')와 홀더(120)가 형성하는 내부 공간에는 메탈 베어링(130)이 압입되며, 상기 버링부(110')의 외경부에는 외주연 단부로 코일이 감겨진 코어(140)가 고정 장착된다.

한편, 상기 베어링(130)의 중심으로는 회전축(150)이 삽입되어 회전 가능하게 지지되는 구성이며, 상기 회전축(150)은 하단부 외주연에 스러스트 와셔(160)가 끼움되어 구비된다.

그리고, 상기 회전축(150)의 상단에는 로터(170)가 일체로 결합되어 회전되는 구성이며, 이 로터(170)는 하향 개방된 캡(cap) 형상으로 마련되고, 그 연장단부의 내경면에는 상기 코어(140)의 외경면과 공극(air gap)을 두고 대향되게 원통형의 마그네트(180)가 고정된다.

이와 같은 구성을 갖는 모터(100)는 외부로부터 전원이 코어(140)에 인가되면, 상기 코어(140)와 마그네트(180)간에 발생하는 전자기력에 의하여 마그네트(180)가 부착된 로터(170)가 회전되며, 이로서 로터(170)와 결합된 회전축(150)이 베어링(130)의 지지를 받아 동시에 회전을 이루게 된다.

한편, 상기 모터(100)의 회전축(150)과 일체로 회전을 이루는 턴테이블(200)은 상단 중앙부에 광디스크(D)의 중앙에 형성된 관통구멍에 끼움되어지는 일종의 돌기물인 센터링(220)이 일체로 형성되며, 이 센터링(220)의 주연부는 광디스크(D)의 하면이 밀접하게 접촉되게 평탄면을 갖도록 확장되는 원판 형태로 마련된다.

이와 같이 구성되는 상기 턴테이블(200)은 기구적인 조립 또는 산포에 따른 편심과 광디스크(D)의 자체 편심에 의한 편심회전을 보상하기 위하여 도면에서 보는 바와 같이, 상기 회전축(150)을 중심으로 그 주연부측에 고리형상의 트랙홈(230)을 형성한 본체(210)를 구비하며, 상기 트랙홈(230)에 구형의 볼(240)을 복수개 구비시키는 구성이다. 이러한, 상기 턴테이블(200)은 편심회전을 이루게 되면 트랙홈(230)상의 볼(240)들이 트랙홈(230)을 따라 편심된 반대 방향으로 위치 이동을 하여 반발 원심력을 발생시키는 것에 의해 턴테이블(200)의 편심량을 보상하게 되는 것이다.

한편, 상기 턴테이블(200)의 중앙부(220)는 상기 회전축(150)의 상단부가 압입에 의해 끼움 삽입되도록 회전축(150)의 외경에 대응되는 내경을 갖는 관통구멍이 형성되는 구성이다. 여기서, 상기 턴테이블(200)은 통상 금속재로 성형되어지므로 상기 회전축(150)과의 조립은 강제 압입이나 접착제를 통해 실시되어진다.

또한, 상기 턴테이블(200)의 상부에는 기구적 또는 자력에 의해 결합되어지는 것에 의해 광디스크(d)의 유동을 방지되게 하는 디스크 클램프(250)가 구비되어진다.

미설명 부호 (215)는 턴테이블(200)의 본체(210)를 커버하는 커버 플레이트이다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 광디스크 드라이버용 스핀들 모터에서 상기 턴테이블(200)의 상면에 마련되는 센터링(220)은 상기 광디스크(D)의 중앙에 형성된 관통구멍에 억지 끼워 맞춤 될 수 있게 규격화 되어 있으므로, 상기 광디스크(D)의 제조시 발생하는 치수산포에 적절히 대응하지 못하는 단점이 있다.

즉, 상기 센터링(220)은 규격화된 광디스크(D)의 관통구멍 치수에 억지 끼움될 수 있도록 형성되어지나, 상기 광디스크(D)는 사출성형에 의해 제작되어지는 것에 의해 정밀한 치수관리가 곤란하여 관통구멍이 규격치에서 벗어나는 치수산포가 발생하게 된다. 이러한 산포로 인하여 상기 광디스크(D)는 센터링(220)에 의해 억지 끼움으로 고정되지 못하고 턴테이블(200)의 회전시 유동되는 문제점을 초래한다.

따라서, 상기 턴테이블(200)이 고속 회전시에는 상기 광디스크(200)가 센터링(220) 상에서 유동되므로 소음과 진동치가 크게 증가되어 결과적으로 미디어 인식율을 크게 저하시킬 뿐만 아니라 모터의 구동특성을 크게 악화시키는 등 제품의 품질 및 신뢰성을 크게 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 광디스크의 관통구멍이 갖는 치수 산포를 턴테이블의 센터링이 보상할 수 있도록 하여 광디스크의 언밸런스를 감소되게 하여 미디어 인식율을 개선시키면서 모터의 구동특성을 안정되게 유지시킬 수 있는 광디스크 드라이버용 스핀들 모터를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 광디스스크 드라이버용 스핀들 모터에서 턴테이블의 평면을 나타낸 도면.

도 4는 도 3의 측면을 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터에서 턴테이블의 배면을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 모터 11 : 플레이트

11' : 버링부 12 : 홀더

13 : 베어링 14 : 코어

15 : 회전축 16 : 와셔

17 : 로터 18 : 마그네트

20 : 턴테이블 21 : 본체

22 : 센터링 23 : 트랙홈

24 : 볼 25 : 디스크 클램프

D : 광디스크 30 : 탄성편

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터는, 관 형상으로 마련되며 하측으로 상면은 개방되면서 밑면은 막힌 홀더가 끼움되고, 외경부에는 코어가 장착되며 그 내경부에는 베어링이 압입되는 버링부를 구비한 플레이트와, 상기 베어링에 회전 가능하게 삽입되는 회전축 및 이 회전축의 상단에 일체로 결합되어 회전되며 외주연 단부가 하향 연장된 캡 형상으로 연장단부의 내경면에는 상기 코어의 외경면과 공극을 두고 대향 배치되는 마그네트를 구비한 로터와, 상기 로터와 일체로 회전을 이루며 회전축을 중심으로 그 주연으로 편심보상을 하는 복수개의 볼이 구비되는 환상의 트랙홈이 형성되는 턴테이블과, 상기 턴테이블의 상면에 마련되며 광디스크의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되게 원기둥 형태로 돌출되며, 그 주연부를 따라 등간격으로 관통구멍의 내주연을 향하도록 탄성편이 형성된 센터링을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징으로서, 상기 센터링의 탄성편은 70도 간격으로 구비되어지는 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 특징으로서, 상기 탄성편은 센터링에 사출성형으로일체로 형성되어지는 것에 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 광디스스크 드라이버용 스핀들 모터에서 턴테이블의 평면을 나타낸 도면이다.

그리고, 도 4는 도 3의 측면을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터에서 턴테이블의 배면을 나타낸 도면이다.

이에 나타내 보인 바와 같이, 상기 광디스크 드라이버용 스핀들 모터는 크게 전원공급에 의해 회전력을 발생시키는 모터(10)와, 이 모터(10)와 일체로 회전을 이루면서 광디스크(D)가 장착되어지는 턴테이블(20)로 구성되는 바, 상기 모터(10)는 플레이트(11)와 베어링(13) 및 코어(14)로 구성되는 고정자와, 회전축(15)과 로터(17) 및 마그네트(18)로 구성되는 회전자로 대별된다.

즉, 상기 고정자는 판재형의 플레이트(11)를 구비하는 바, 이때의 플레이트(11)는 중앙부에 관형상을 갖는 버링부(11')를 구비하여 이루어진다. 이때의 상기 버링부(11')는 도면에서 보는 바와 같이 판재형의 플레이트 중앙부를 관형상으로 상향 돌출시키는 버링가공에 의해 일체로 형성되어지거나, 또는 도면에 나타재지는 않았으나 관 형상을 갖는 버링부를 판재형의 플레이트에 형성시킨 구멍에 끼움 조립하는 구조로 마련될 수 있다.

이와 같이 상기 플레이트(11)에 일체로 또는 조립구조로 마련되는버링부(11')의 하측으로는 상면이 개방되면서 밑면은 막힌 원통형의 홀더(12)가 끼움되는 것에 의해 내부에 공간을 형성하고, 이 내부 공간에는 메탈 베어링(13)이 압입 고정된다. 또한, 상기 버링부(11')의 외경부에는 외주연 단부로 코일이 감겨진 코어(14)가 고정 장착되는 구성이고, 이때의 코어(14)는 외부로부터 선택적으로 전원을 인가받는 구조이다.

한편, 회전자를 구성하는 일 요소중 회전축(15)은 상기 베어링(13)의 중심으로 삽입되어 회전 가능하게 구비되며, 이 회전축(15)의 하단부에는 스러스트 와셔(16)가 끼움되는 구성이다.

이때, 상기 회전축(15)의 상단에는 로터(17)가 일체로 결합되어 회전을 이루도록 구성되는 바, 이때의 로터(17)는 외주연 단부가 하향 연장된 캡(cap) 형상으로 마련되며, 연장단부의 내경면으로는 N·S극이 교대로 착자된 원통형의 마그네트(18)가 고정되는 바, 이러한 마그네트(18)는 상술한 코어(14)의 외경면과 공극(air gap)을 두고 대향 배치된다.

턴테이블(20)은 회전축(15)의 상단에 결합되어 일체로 회전을 이루는 부재로서, 크게 본체(21)와 커버 플레이트(22) 그리고 다수개의 볼(b)로 구성되어진다.

상기 본체(21)는 그 중심으로 회전축(15)의 상단이 끼워지도록 관통구멍이 형성되며, 대략 밑면이 개방된 원통형태로 구비되어지는 바, 이러한 본체(21)는 상기 회전축(15)을 중심으로 그 주연부측에 고리 형상의 트랙홈(23)이 형성된다. 여기서 상기 트랙홈(23)에는 자유롭게 유동을 이루면서 편심을 보상하기 위한 복수개의 구름요소인 볼(24)이 구비되어지는 바, 이때의 상기 볼(24)은 상기턴테이블(20)의 회전시 트랙홈(23)을 따라 편심된 반대 방향으로 위치 이동을 하여 반발 원심력을 생성하는 작용을 하게 된다.

한편, 상기 본체(21)의 상면 중앙에는 대략 원기둥 형태로 센터링(22)이 돌출 형성되며, 이때의 상기 센터링(22)은 상기 광디스크(D)의 중앙에 형성된 관통구멍에 끼워지는 것에 의해 유동을 방지되게 한다.

여기서, 상기 본체(21) 상면에 마련되어지는 센터링(22)은 본 발명의 실질적인 특징을 갖는 요소로서, 상기 센터링(22)은 사출에 의해 성형되어지는 광디스크(D)의 관통구멍이 갖는 치수 산포를 보상할 수 있도록 하여 상기 광디스크(D)가 턴테이블(20)상에서 안정되게 고정된 상태를 유지하면서 회전을 이루도록 하는데 있다.

이와 같은 상기 센터링(22)을 도 3 및 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 센터링(22)은 상술한 턴테이블(20)의 본체 상면 중앙에 사출에 의해 일체로 형성되어지는 부재로서, 상기 광디스크(D)의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입될 수 있도록 대략 원기둥 형태로 돌출되는 형상이다.

이러한, 센터링(20)은 그 주연부를 따라 등간격으로 복수개의 탄성편(30)이 형성되는 구조로서, 이때의 상기 탄성편(30)은 도면에서 보는 바와 같이 상기 광디스크(D)의 중앙에 형성된 관통구멍 내주연을 향하여 균일한 탄성 가압력을 작용할 수 있도록 형성되는 구조이다.

즉, 상기 탄성편(30)은 상기 센터링(22)에 끼움되어 고정되는 상기광디스크(D)가 항상 탄성력에 의해 견고한 고정상태를 유지할 수 있게 하기 위한 것이다.

이와 같은 상기 탄성편(30)은 사출 성형에 의해 상기 센터링(22)에 일체로 구비되어지며, 상기 광디스크(D)의 관통구멍 내주연을 가압하기 위하여, 그 일단은 센터링(22)의 주연부상에 연결되고, 그 타단은 탄성력을 발생시킬 수 있도록 센터링의 외측으로 굽힘되는 구조이다.

이러한, 상기 탄성편(30)은 상기 센터링(22)의 주연으로 대략 2~10여개가 일정한 간격으로 구비되어질 수 있으며, 본 발명에서는 70도 간격으로 5개가 구비된 것을 나타내고 있다.

한편, 본 발명에서의 상기 탄성편(30)은 상기 센터링(22)에 사출공법에 의해 일체로 마련되는 형태를 제안하였으나, 상기 탄성편(30)이 광디스크의 관통구멍을 탄성 가압하는 특징을 갖는다면 다양한 형태로 구비되어도 무방하다. 일예로 탄성편은 스프링과 같은 탄성체의 작용력을 받아 광디스크의 관통구멍을 가압하도록 구성될 수 있을 것이다.

미설명 부호(25)은 상기 센터링(22) 상에 장착된 광디스크(D)의 상면에 밀접하게 접촉되어 유동을 방지되게 척킹하는 디스크 클램프이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터는, 상기 턴테이블(20)의 센터링(22) 상에 형성된 탄성편(30)이 상기 광디스크(D)의 관통구멍이 갖는 치수산포에 관계없이 항상 일정한 탄성을 가지고 관통구멍을 가압하게 되므로 상기 광디스크(D)는 센터링(22)상에 안정되게 고정된 상태를 유지할 수있게 된다.

따라서, 상기 센터링(22)과 광디스크(D)의 관통구멍 간의 산포로 인하여 발생되는 진동 및 소음을 방지할 수 있게 되므로 미디어의 인식율을 개선시키면서 언밸런스에 의한 모터의 구동특성 저하를 감소되게 한다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 예를 들어 본 발명의 실시예에 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

상기에서와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 광디스크 드라이버용 스핀들 모터는, 센터링의 주연부로 복수개의 탄성편을 형성시키는 것에 의해 이들 탄성편이 광디스크의 관통구멍이 갖는 치수산포를 보상하게 된다.

따라서, 상기 턴테이블에 장착되는 광디스크는 센터링에 안정되게 고정된 상태를 유지할 수 있게 됨에 따라 미디어의 인식율이 개선될 수 있게 되며, 종전에 비해 진동 및 소음을 대폭적으로 저감시킬 수 있게 되므로 제품의 품질 및 신뢰성을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 관 형상으로 마련되며 하측으로 상면은 개방되면서 밑면은 막힌 홀더가 끼움되고, 외경부에는 코어가 장착되며 그 내경부에는 베어링이 압입되는 버링부를 구비한 플레이트와;

   상기 베어링에 회전 가능하게 삽입되는 회전축 및 이 회전축의 상단에 일체로 결합되어 회전되며 외주연 단부가 하향 연장된 캡 형상으로 연장단부의 내경면에는 상기 코어의 외경면과 공극을 두고 대향 배치되는 마그네트를 구비한 로터와;

   상기 로터와 일체로 회전을 이루며 회전축을 중심으로 그 주연으로 편심보상을 하는 복수개의 볼이 구비되는 환상의 트랙홈이 형성되는 턴테이블과;

   상기 턴테이블의 상면에 마련되며 광디스크의 중앙에 형성된 관통구멍에 삽입되게 원기둥 형태로 돌출되며, 그 주연부를 따라 등간격으로 관통구멍의 내주연을 향하도록 탄성편이 형성된 센터링;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버용 스핀들 모터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센터링의 탄성편은 70도 간격으로 구비되어지는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버용 스핀들 모터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 탄성편은 센터링에 사출성형으로 일체로 형성되어지는 것을 특징으로 하는 광디스크 드라이버용 스핀들 모터.