KR20070096029A - 가변 클램핑 힘을 갖는 클램퍼 시스템을 구비한 디스크드라이브 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 디스크의 고속 회전속도에서 디스크를 판독 및/또는 기록하는 장치에 사용되는 디스크(D)용 디스크 드라이브 유니트에 관한 것이다, 이 디스크 드라이브는, 턴테이블(5)과, 턴테이블 위에 디스크를 견고하게 유지하기 위한 클램핑 기구(7, 11)를 구비한다. 이 클램퍼(7)는 턴테이블(4)의 반대측에 놓인 디스크(d)의 면에 설치되도록 구성되고 적어도 1개의 자화가능한 부분을 구비한다. 자석(11)이 턴테이블 내부에 설치되고, 클램퍼의 자화가능한 부분을 향하는 방향으로 그리고 이 부분에서 멀어지는 방향으로 움직일 수 있다. 원심 작동기구(16∼21)는 자석이 턴테이블의 회전속도에 따라 클램퍼의 자화가능한 부분을 향해 그리고 이 자화가능한 부분에서 멀어지게 움직이게 하도록 구성된다.

광 디스크, 디스크 드라이브 유니트, 클램퍼, 자석, 속도 의존 작동기구

Description

가변 클램핑 힘을 갖는 클램퍼 시스템을 구비한 디스크 드라이브 유니트{DISK DRIVE UNIT HAVING A CLAMPER SYSTEM WITH VARIABLE CLAMPING FORCE}

본 발명은, 디스크용 디스크 드라이브 유니트에 관한 것이다. 이와 같은 드라이브 유니트는 특히 고속 회전 속도의 디스크에서 데이터를 판독하거나 및/또는 디스크에 데이터를 기록하는 장치에 사용하도록 의도된 것이다.

디스크 드라이브 유니트, 특히 광 디스크 드라이브 유니트에서는, 높은 데이터 전송율의 요구가 점점 더 증가하고 있다. 이것은 10,000 rpm에 이르는 증가된 턴테이블 속도를 발생한다. 이와 같은 더 높은 속도에서는, 턴테이블에 클램프로 고정된 디스크가 밖으로 날라가는 것을 방지하기 위해 더 높은 클램핑 힘이 필요하다. 이것은 동작시에 충격이 발생하는 동안에 또는 턴테이블에 수직 위치에 있을 때 특히 중요하다.

클램퍼의 클램핑 힘을 증가시키기 위해, 턴테이블에 있는 자석과 클램퍼 사이에 존재하는 공기 간극을 줄일 수 있다. 또한 더 높은 자석 등급이 사용될 수도 있다. 그러나, 높은 클램핑 힘은 로더(loader) 설계에서 약간의 문제를 일으킨다. 높은 클램핑 힘의 문제점으로는 높은 모터 및 드라이버 IC의 소비전력, 열악한 모터 수명, 기계 노이즈, 로딩 시스템의 스트레스, 더 높은 전압 공급의 필요성과, 자석에 대한 더 높은 비용을 들 수 있다.

최근에는 가변 클램핑 힘을 갖는 클램핑 장치에 의해 이들 문제점의 해결의 실마리를 찾고 있다. 이와 같은 장치는 US 2002/019153 A1에 개시되어 있다. 이와 같은 종래의 장치에서는, 클램퍼가, 턴테이블에 인력을 가할 수 있는 환형 자석과, 광 디스크 드라이브의 회전속도의 변동에 의해 야기된 원심력에 따라 턴테이블에 대해 환형 자석의 높이를 변화시킬 수 있는 체결부재를 구비한다.

결국, 본 발명의 목적은, 종래기술의 디스크 드라이브 유니트를 더욱 개량함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1항에 따른 디스크 드라이브 유니트를 제공한다.

본 발명에 따른 디스크 드라이브 유니트는 다양한 이점을 갖는다. 무엇보다도, 이동가능한 자석이 턴테이블 내부에 설치되고 클램퍼 내부에 설치되지 않으므로, 클램퍼 조립체를 더 가볍게 만들 수 있어, 특히 작동 충격 중에, "디스크가 날아갈" 위험성을 최소화한다. 또한, 클램퍼의 질량을 최소화할 수 있으므로, 클램퍼의 중심맞춤이 덜 중요해진다. 더구나, 자석과 속도 의존 작동기구가 턴테이블 내부에 설치되므로, 자석과 속도 의존 작동기구가 클램퍼 내부에 설치되는 경우에 일어나는 현상인 클램퍼의 미끄러짐이 속도 의존 작동기구에 영향을 미칠 위험이 없다. 클램퍼 내부에 설치되는 경우에는, 클램퍼가 더 무거워지게 되어, 높은 가속 속도 중에 클램퍼가 미끌어질 수도 있으며 인력이 적절히 증가하지 않게 되어, 마찬가지로 "디스크가 날아갈" 위험성을 다시 만들게 된다.

바람직하게는, 속도 의존 작동기구는 청구항 2에 기재된 것과 같이 구성된다. 본 실시예에서는, 인력이 자석의 이동을 일으키고 속도 의존 작동부재는 단지 자석과 클램퍼의 자화가능한 부분 사이의 거리를 조절하기 위한 것이다. 이와 같은 구성은 자석의 이동과 그 결과 발생되는 인력을 조절하는 신뢰할 수 있으며 효율적인 방법이다.

본 실시예를 수행하는 한가지 방법이 청구항 3에 기재되어 있다. 물론, 홀더의 유지부는 자석과 직접 상호작용하거나, 자석을 벗어나 반경방향의 바깥쪽으로 돌출된 요크 등과 같이 자석에 부착된 요크를 사용하여 자석과 상호작용할 수도 있다.

청구항 4에 기재된 것과 같이 유지부가 쐐기 형상을 가지면, 자성의 위치가 연속적으로 변화할 수 있다. 바람직하게는, 유지부는 청구항 5에 기재된 것과 같이 몸통부에 부착된다. 원심 작동기구는 회전속도를 이동 동작으로 전달하는 직접적이고도 신뢰할 수 있는 방법을 사용한다. 더구나, 본 실시예에서는, 몸통부(들)에서 유지부를 거쳐 자석으로 직접적인 힘의 전달이 존재한다. 바람직하게는, 몸통부는 모터에 가능한한 근접하여 배치되는데, 이와 같은 구성은 모터에 대한 관성 부하를 최소화한다.

바람직하게는, 청구항 7에 기재된 것과 같이 홀더가 복수의 몸통부를 구비한다. 이에 따르면, 균형이 잡힌 설계를 만드는 것이 가능하며, 특히 청구항 8의 특징부가 사용되면, 질량이 외주 방향으로 분산되므로, 콤팩트한 원심 작동기구를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 디스크 드라이브를 구비하며 디스크에서 데이터를 판독하거나 및/또는 디스크에 데이터를 기록하는 장치를 제공한다.

본 발명의 상기한 발명내용과 또 다른 발명내용은 첨부도면을 참조하여 이하에서 설명하는 실시예로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 디스크 드라이브 유니트를 구비한 광 디스크를 판독 및/또는 기록하는 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2 및 도 3은 정시 상태 또는 저속(도 2) 및 고속(도 3)에서 턴테이블과 이 턴테이블에 클램프로 고정된 디스크의 확대 단면도이다.

도 4는 부품들을 분리하여 나타낸 도 2 및 도 3의 단면도의 부분 분해 사시도이다.

도 5는 도 2 및 도 3에 나타낸 턴테이블에서의 원심 동작기구의 개략적인 평면도이다.

첨부도면들은 디스크 드라이브 유니트의 일 실시예를 나타내고 있다. 이 디스크 드라이브 유니트는 광 디스크 등의 디스크에서 데이터를 판독하거나 및/또는 디스크에 데이터를 기록하는 장치에 사용될 수도 있다. 이 디스크 드라이브 유니트가 사용되는 장치는 오디오 또는 비디오 플레이어 및/또는 레코더 또는 데이터 디스크 리더 및/또는 라이터 등의 휴대용 또는 고정장치일 수 있다. 본 실시예에서 광 디스크는 고속 CD/DVD/블루레이 디스크 등일 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 디스크 드라이브 유니트는 디스크 드라이브 유니트를 수납하는 하우징(1)을 구비한다. 디스크 드라이브 유니트는 광 픽업장치(3)와 디스크 D를 지지하는 턴테이블(4)을 포함하는 광학계(2)를 구비한다. 턴테이블(4)은 베어링 기둥에 회전가능하게 장착된 로타리 스핀들(5)에 의해 회전가능하게 지지된다. 턴테이블(4)은 바람직하게는 플라스틱으로 제조되고 로타리 스핀들(6)의 자유단에 부착된다. 턴테이블(4)의 하부측에는 전기모터(6)의 일부를 구성하는 회전자가 부착된다.

턴테이블(4)은, 턴테이블(4)의 회전 중에, 특히 고속 회전속도 중에, 이 디스크 D를 안정화시키기 위해 턴테이블에 이 디스크 D를 견고하게 클램프로 고정하기 위해 (디스크가 턴테이블(4) 위에 놓일 때) 디스크 D에 놓이는 자화가능한 금속제(스틸) 클램퍼(7)와 맞물린다. 이 클램퍼는 클램퍼(7)가 디스크 D에 맞물릴 때 사용되는 외부의 환형 융기부(ridge)(8)를 갖고, 작동시에, 턴테이블(4) 위의 허브(10)에 있는 개방 단부를 통해 맞물리는 내부의 환형 돌기(9)를 갖는다. 클램퍼(7)의 이와 같은 환형 돌기(9)는 턴테이블(4) 내부에, 이 경우에는 턴테이블(4) 상의 돌출된 허브(10) 내부에 설치된 자석(11)과 상호작용하도록 설계된다. 돌기(9)는 그것의 개방 상단부를 통해 허브(10) 내부에 맞물려, 자석과의 사이에 작은 간극 G를 남기면서 자석(11)에 접근한다. 이 허브(10)는 디스크 D 내부의 중앙 구멍 C를 통해 돌출되어 턴테이블(2) 상에서 디스크 D의 중심을 맞춘다. 특히 가속중이나 고속에서, 디스크 D가 턴테이블(4)의 회전을 따라가도록 보장하기 위해 마찰 링(12)이 턴테이블(4) 위에 설치될 수도 있다.

자석(11)은 환형 형상을 갖고, 스핀들(3) 주위와 턴테이블(4)의 중공형(hollow) 허브(10) 내부의 내주면 벽(113) 내부에 설치된다. (도면에서 보았을 때) 자석(11)의 저면측에는 자석(11)의 외주를 벗어나 반경 방향의 바깥쪽으로 뻗어 허브(10) 내부의 환형 어깨부(15)와의 맞물림으로 인해 자석(11)의 상향 이동을 제한할 수 있는 환형 요크(14)가 부착된다. 자석(11)과 요크(14)는 제한된 크기만큼 스핀들(3)을 따라 연직 방향으로 활주할 수 있다. 상부 위치에서는, 자석(11)의 상부 표면과 클램퍼(7) 내부의 돌기(9)의 저면 사이에 여전히 작은 공기 간극 G가 존재하도록 자석(11)이 배치된다.

도 2 내지 도 5는 턴테이블(4)의 회전속도에 따라 자석(11)의 위치를 조정하기 위한 원심 작동기구를 더 상세히 나타낸 것이다. 자석(11)의 수직 위치를 조정함으로써, 클램퍼(7)까지의 공기 간극과 이에 따라 클램퍼에 대한 입력과, 이 결과 디스크 D에 대한 클램퍼(7)의 클램핑 힘이 조정된다.

원심 작동기구는, 정지상태 또는 저속에서는 자석을 잠그고 고속에서는 그것을 풀도록 구성된 4개의 원주 방향으로 이격된 홀더들(16)을 구비한다. 각각의 홀 더(16)는 반경방향으로 또는 적어도 상당한 반경 방향의 성분을 갖는 방향으로 이동가능한 대응하는 몸통부(17)에 부착된다. 홀더(16)는, 반경 방향의 안쪽으로 향하고 요크(14) 주위에 맞물려 자석(11)의 잠금 위치에서 유지부(18)가 요크(14)와 환형 어깨부(15) 사이에 최대로 위치하게 할 수 있는 쐐기 형태의 유지부(18)를 구비한다. 따라서, 이것은 요크(14)와 자석(11)이 클램퍼(7)를 향해 이동하지 못하게 한다. 홀더(16)의 이와 같은 위치에서는, 요크(14)가 유지부들(18)과, 스핀들(3)에 부착된 기저 지지체(19) 사이에서 잠긴다.

각각의 몸통부(17)는 모터(6)에 가능한한 근접 배치되고 각각의 몸통부는 이 경우에는 90°보다 약간 작은 원호를 통해 뻗는다. 따라서, 작은 면적에 비교적 큰 중량이 존재할 수 있다. 이와 같은 구성은 도 5에 도시된 것과 같이 콤팩한 설계를 제공할 수 있으며, 각각의 몸통부(17)는 지지체(19)의 몸통부(17)의 1개의 주면 단부에 부착되는 스프링 지지체(20)를 구비한다. 각각의 몸통부(17)의 다른 주면 단부에는 몸통부(17)의 자유단과 지지체(19) 사이에 설치되어 스프링 지지체(20)와 함께 몸통부(11)를 반경 방향의 안쪽 방향으로 미는 방사상 스프링(radial spring)(21)을 구비한다. 스프링 지지체(20)는 그것의 단부들 중에서 1개의 단부 주위에서의 몸통부(17)의 피벗 운동을 허용함으로써, 각각의 몸통부(17)에 부착된 홀더(16)의 거의 반경 방향의 운동을 일으킨다.

원심 작동기구의 동작은 다음과 같다.

턴테이블이 정지상태에 있거나 저속일 때(도 2), 각각의 몸통부(17)에 대해 방사상 스프링(21)과 스프링 지지체(2와 독립하여)에 의해 가해진 반경방향의 안쪽 으로의 힘은 몸통부들(17)이 도 2에 따른 위치에 유지되도록 한다. 이와 같은 위치에서는, 자석(11)의 요크(14)가 홀더(16)의 유지부들(18)과 지지체(19) 사이에 잠기는 반경 방향으로 안쪽의 위치에서 홀더들(16)이 위치한다. 자석(11)과 금속제 클램퍼(7) 사이의 간극 G는, 클램퍼(7)가 작은 인력으로 자석(11)에 의해 이끌려 디스크 d에 대해 클램퍼(7)의 작은 클램핑 힘을 일으키도록 설정된다. 이와 같은 위치에서는 상당한 힘을 들지 않고도 디스크 D에서 클램퍼를 제거하는 것이 용이하다.

턴테이블(4)이 더 높은 속도로 가속되면(도 3), 몸통부들(17)에 대한 원심력이 증가하여, 특정한 속도에서, 원심력이 반경 방향의 안쪽으로 향하는 스프링 힘을 초과함으로써 몸통부들(17)이 반경 방향의 바깥쪽으로 움직이기 시작한다. 그 결과, 홀더(16)와 이에 따라 유지부들(18)이 반경 방향의 바깥쪽으로 움직이기 시작한다. 유지부(18)가 반경 방향의 바깥쪽으로 움직이면, 그것의 쌔기 형상이 유효하게 되어, 자석이 점점 더 클램퍼(7)를 향해 움직이도록 허용된다. 이와 같은 자석(11)의 이동은 자석(11)과 스틸제 클램퍼(7) 사이의 인력에 의해 일어나 자석(11)에 대해 항상 상향의 힘이 존재한다. 자석(11)의 상향의 이동으로 인해, 자석(11)이 클램퍼(7)에 더 가깝게 가고, 이에 따라 인력이 증가한다. 따라서, 턴테이블(4)의 회전속도가 클수록, 디스크 D에 대한 클램퍼(7)의 클램핑 힘이 더 크게 증가한다. 이와 같은 구성은, 턴테이블(4)의 고속 운동 중에, 디스크 D에 미치는 힘이 증가하여, 충격이 발생한 경우와 같은 심각한 상태에서도, 턴테이블(4)에 디스크 D를 지지하기 위해 더 큰 클램핑 힘이 필요하므로, 매우 유리하다.

턴테이블(4)의 회전속도가 다시 줄어들면, 몸통부들(17)에 미치는 스프링(21)과 스프링 지지체(20)에 의한 반경 방향의 힘이 다시 몸통부들(17)에 대한 원심력을 초과하므로, 몸통부들(17)과 홀더들(16)이 반경 방향의 안쪽으로 끌어당겨진다. 이에 따라, 쐐기 형상을 갖는 유지부들(18)이 요크(14)와 환형 어깨부(15) 사이에 조여지고, 이에 따라 요크(14)와 자석(11)이 아래쪽으로, 결국에는 도 2에 도시된 잠금 위치로 밀어진다.

상기한 내용으로부터, 본 발명이 신뢰할 수 있으며 효율적으로 동작하는 가변 클램핑 힘을 갖는 클램퍼 시스템을 제공한다는 것을 알 수 있다.

바람직한 실시예에서는, 디스크 D가 광 데이터 디스크이다. 그러나, 본 발명이 모든 종류의 디스크, 예를 들어 강유전체, 자기, 광자기, 광학, 근접장, 능동 전하 저장 디스크와 이들 기술 또는 기타의 판독 및/또는 기록 기술의 조합을 이용하는 다른 디스크에도 적용될 수 있다는 것이 자명하다.

이때, 상세한 설명과 청구범위에서, 용어 "a" 또는 "an"의 사용이 복수를 배제하는 것이 아니고, "포함한다" 또는 "구비한다"라는 표현이 추가적인 구성요소들 또는 단계들을 배제하지 않는다는 점에 주목하기 바란다. 거의 반경 방향이라는 용어는, 방향이 (상당한) 반경 방향의 성분을 가져야 한다는 것을 의미하지만, 축방향 또는 접선 방향으로의 방향 성분을 배제하지 않는다. 청구항의 참조부호는 청구항의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.

본 발명은 도면에 도시된 전술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위의 보호범위를 벗어나지 않고도 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 자석의 위 치와 형상이 변경될 수도 있다. 클램퍼(또는 이 클램퍼와 상호작용하는 부품)는 부분적으로 자화가능한 재료로 제조될 수도 있다. 다른 속도 의존 작동부재가 사용될 수도 있다.

Claims (11)

1. 특히, 디스크의 고속 회전속도에서 디스크를 판독 및/또는 기록하는 장치에서 사용되는 디스크(D)용 디스크 드라이브 유니트로서,

   상기 디스크(D)를 그 위에 지지하도록 구성되고 모터(6)에 의해 회전가능하게 구동가능한 턴테이블(5)과,

   상기 턴테이블에 디스크를 견고하게 지지하는 클램핑 기구로서, 상기 턴테이블(4)의 반대측의 디스크의 면에 설치되도록 구성되고 적어도 1개의 자화가능한 부분을 포함하는 클램퍼(7)를 구비하고, 상기 턴테이블 내부에 설치되며 상기 클램퍼의 자화가능한 부분으로 향하는 방향으로 그리고 상기 자화가능한 부분에서 멀어지는 방향으로 이동가능한 적어도 1개의 자석(11)을 구비하며, 상기 턴테이블의 회전속도에 따라 상기 클램퍼의 상기 자화가능한 부분을 향해 그리고 상기 자화가능한 부분에서 멀어지도록 상기 자석을 이동시키도록 구성된 속도 의존 작동기구(16∼21)를 구비한 클램핑 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 속도 의존 작동기구(16∼21)는 상기 턴테이블(4)의 낮은 회전속도에서 클램퍼(7)에서 멀어지게 상기 자석(11)을 유지하고, 상기 턴테이블이 높은 회전속도에서 회전할 때에는 상기 자석을 풀어주도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라 이브 유니트.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 속도 의존 작동기구(16∼21)는 반경 방향으로 움직일 수 있는 홀더(16)와 상기 홀더에 반경 방향의 안쪽 방향으로 작용하는 스프링 부재(20, 21)를 구비하고, 상기 홀더는 상기 턴테이블의 낮은 속도에서 상기 자석(11)과 상기 클램퍼의 자화가능한 부분 사이에 배치되고 높은 회전속도에서는 이 위치에서 반경 방향의 바깥쪽으로 멀어지게 움직이는 유지부(18)를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 유지부(18)는 쐐기 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 속도 의존 작동기구(16∼21)는 원심 작동기구이고, 상기 홀더(16)의 상기 유지부(18)가 상기 원심 작동기구의 이동가능한 몸통부(17)에 부착된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 홀더(16)는 방사상 스프링(21)을 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
7. 제 5항에 있어서,

   상기 홀더(16)는, 상기 턴테이블(4)의 회전축 주위에 등간격으로 배치된 복수의 몸통부(17)와 이에 부착된 유지부들(18)을 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
8. 제 7항에 있어서,

   각각의 몸통부(17)는, 원호 부분을 따라 뻗고, 상기 몸통부(17)가 조절되게 움직일 수 있도록 하는 탄성 절곡가능한 부분을 통해 스핀들의 1개의 주면 단부에 부착된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
9. 제 3항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 자석(11)은 상기 홀더(16)의 상기 유지부(18)와 상호작용하기 위해 상기 자석 을 벗어나 반경 방향의 바깥쪽으로 돌출된 요크(14)를 구비한 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 턴테이블(4)은 상기 디스크(D) 내부의 중앙 구멍(C)을 통해 돌출되도록 하기 위한 허브(10)를 구비하고, 상기 자석(11)은 상기 허브 내부에 적어도 일부가 위치하며, 상기 허브는 바람직하게는 상부가 개방되고, 상기 클램퍼가 턴테이블 위에 놓일 때 상기 턴테이블(4)과 대향하는 면에 돌기(9)를 구비하며, 상기 돌기는 상기 턴테이블 허브의 개방 상부를 통해 돌출하여, 상기 돌기와 상기 자석 사이에 아주 작은 가변 간극(G)이 남도록 구성된 것을 특징으로 하는 디스크 드라이브 유니트.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 기재된 디스크 드라이브 유니트를 구비하고, 디스크에서 또는 디스크에 데이터를 판독 및/또는 기록하는 장치.

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