KR20100033688A

KR20100033688A - 디스크 척킹장치

Info

Publication number: KR20100033688A
Application number: KR1020080092677A
Authority: KR
Inventors: 유영선; 최열; 유호준; 신경섭
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-03-31
Also published as: JP2010073298A; US20100077415A1; KR100965331B1; JP4440984B1

Abstract

본 발명은 광디스크를 장착하는 장착력을 감소시키되 광디스크의 탈착하는 탈착력을 증대시킬 수 있는 디스크 척킹장치에 관한 것으로, 본 발명은 광디스크가 안착되는 턴테이블과, 턴테이블에 구비되며 광디스크의 중심홀에 삽입되는 하우징과, 일측말단이 하우징의 외부로 돌출되며 광디스크의 삽입 및 분리에 의해 광디스크의 중심방향으로 수축운동되는 척핀과, 하우징의 내부에 설치되어 척핀의 타측말단을 중심방향에 반하는 방향으로 탄성지지하기 위한 스프링과, 스프링에 밀착되도록 척핀에 형성되며 스프링의 탄성력이 턴테이블을 향해 척핀에 경사지게 인가되도록 경사지게 형성된 스프링결합부를 포함한다.

척킹장치, 디스크, 경사면, 스프링, 탄성력, 장착력, 탈착력

Description

디스크 척킹장치{Chucking device for a disk}

본 발명은 광디스크를 고정하는 디스크 척킹장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광디스크를 장착하는 장착력을 감소시키되 광디스크의 탈착하는 탈착력을 증대시킬 수 있는 디스크 척킹장치에 관한 것이다.

일반적으로 시디(CD; compact disc), 디브이디(DVD; digital versatile disc) 또는 비디(BD; blu-ray disc) 등과 같은 광디스크에 대한 기록/재생을 수행하는 광디스크장치에서, 사용 정보량의 증가에 따라 고밀도, 고속의 기록/재생, 그리고 정보수요의 시공간적 자유도 향상을 위한 이동편의성 증가에 따른 휴대용 장치가 관련 산업분야에서 큰 부분을 이루고 발전하고 있다.

이와 같은 광디스크 장치의 중요한 요소 중의 하나는 광디스크의 장착시 요구되는 장착력을 줄이되 광디스크를 장착하여 고속으로 회전하는 경우에도 광디스크의 미끄러짐이나 이탈 등을 방지할 수 있도록 광디스크의 탈착력이 증대되어야 하는 것이다.

이러한 조건을 만족시키기 위한 광디스크 장착/분리용 척킹장치의 일례가 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 척킹장치(300)는 턴테이블(310), 하우징(330), 척핀(340) 및 스프링(350)으로 구성되어 있다.

턴테이블(310)은 광디스크(320)를 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터의 고속회전시 광디스크(320)의 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼방지용 고무링(311)이 부착된다.

하우징(330)은 그 내부에 척핀(340) 및 스프링(350)이 설치되며 턴테이블(310)에 안착되는 광디스크(320)의 중심홀에 삽입된다.

척핀(340)은 광디스크(320)를 고정하기 위한 것으로, 일측말단이 외부로 돌출되어 있고 타측말단이 하우징(330)에 삽입되며 하우징(330)의 내부에서 수축되어 슬라이딩운동한다.

스프링(350)은 척핀(340)을 광디스크(350)의 중심방향에 반하는 방향으로 탄성지지하기 위한 것으로, 하우징(330)의 내측에 설치된다.

상술한 구성을 갖는 척킹장치(300)에 광디스크(320)를 장착하는 경우, 하우징(330)의 상방으로부터 광디스크(320)가 수직하게 눌려지면, 하우징(330)에 결합된 척핀(340)이 하우징(330)의 외부로 돌출되어 있어 광디스크(320)의 중심홀의 테 두리가 척핀(340)의 상측면에 접하게 된다. 이때 광디스크(320)의 장착력에 의해 척핀(340)은 스프링(350)을 압축시키면서 하우징(330)의 내부로 밀려 들어가게 된다. 광디스크(320)의 바닥면이 턴테이블(310)의 고무링(311)에 밀착되어 광디스크(320)의 장착이 완료됨과 동시에 척핀(340)의 하측면이 광디스크(320)의 중심홀의 상측 테두리를 눌러 고정한다.

반면, 척킹장치(300)로부터 광디스크(320)를 탈착하는 경우에는, 광디스크(320)에 탈착력이 인가되고 이 탈착력에 의해 척핀(340)이 하우징(330)의 내부로 밀려 들어가게 됨으로써, 광디스크(320)의 탈착이 완료된다.

그러나, 상술한 구성의 척킹장치(300)에서 광디스크(320)의 장착력을 감소시키고 탈착력을 증대시키기 위하여 척핀(340)의 상/하부에 경사면을 형성하였으나, 실질적으로 척핀(340)에는 장착력 및 탈착력에 직교하는 스프링(350)의 탄성력(F_s)이 인가되기 때문에, 광디스크(320)를 장착하거나 탈착하기 위해서는 스프링(350)의 탄성력(F_s)보다 큰 장착력 및 탈착력을 척핀(340)이 인가하여야 하며, 이로 인하여 장착력의 감소 및 탈착력의 증대가 이루어지기는 매우 어려운 문제점이 있었다.

즉, 사용자의 편의를 위해 장착력을 감소시키기 위해서는 탄성계수가 작은 스프링(350)을 사용하여야만 하는데, 이와 같은 탄성계수가 작은 스프링(350)을 사 용하게 되면 이에 비례하게 탈착력도 감소되게 되며, 이는 광디스크(320)의 고속회전시 광디스크(320)의 이탈 또는 미끄러짐을 야기하게 되었다.

반면, 광디스크(320)의 이탈 또는 미끄러짐을 방지하도록 탈착력을 증대시키기 위하여 탄성계수가 큰 스프링(350)을 사용하게 되면 이에 비례하게 광디스크의 장착력이 증대되게 되며, 이는 광디스크(350)를 장착하는데 더 큰 힘이 요구되므로 사용자 편의성을 낮추는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 광디스크의 장착력을 감소시켜 사용자 편의성을 높일 수 있음과 동시에 광디스크의 탈착력을 증대시켜 광디스크의 안정된 구동성능을 보장할 수 있는 디스크 척킹장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 광디스크가 안착되는 턴테이블과, 상기 턴테이블에 구비되며 상기 광디스크의 중심홀에 삽입되는 하우징과, 일측말단이 상기 하우징의 외부로 돌출되며 상기 광디스크의 삽입 및 분리에 의해 상기 광디스크의 중심방향으로 수축운동되는 척핀과, 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 척핀의 타측말단을 상기 중심방향에 반하는 방향으로 탄성지지하기 위한 스프링과, 상기 스프링에 밀착되도록 상기 척핀에 형성되며 상기 스프링의 탄성력이 상기 턴테이블을 향해 상기 척핀에 경사지게 인가되도록 경사지게 형성된 스프링결합부;를 포함하는 디스크 척킹장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 스프링결합부는 상기 하우징의 중심으로부터 상기 턴테이블 쪽으로 경사지게 형성된 경사면을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링은 상기 스프링결합부의 상측부를 지지하는 수축정도가 상기 스프링결합부의 하측부를 지지하는 수축정도보다 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스프링결합부의 상측부에 인가되는 상기 스프링의 탄성력은 상기 스프링결합부의 하측부에 인가되는 탄성력보다 커 상기 척핀에 인가되는 탄성력은 상기 턴테이블 쪽으로 경사지게 인가되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척핀에 경사지게 인가되는 탄성력을 F_s라 하고 상기 턴테이블에 대한 상기 탄성력의 경사각을 θ라 하면, 상기 광디스크의 장착력 F_I는 F_I = F_s×cosθ인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척핀에 경사지게 인가되는 탄성력을 F_s라 하고 상기 턴테이블에 대한 상기 탄성력의 경사각을 θ라 하면, 상기 광디스크의 탈착력 F_o는 F_o = F_s×(cosθ ＋ sinθ)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 디스크 척킹장치에 따르면, 스프링의 탄성력이 인가되는 척핀의 부위에 단순히 경사면을 형성함으로써, 광디스크의 장착력을 감소시킴과 동시에 탈착력을 증대시켜 사용자 편의성 향상 및 광디스크의 안정된 구동성능을 확보할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 척킹장치에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디스크 척킹장치(100)는 스핀들모터(200)에 일체로 구비되어 스핀들모터(200)의 고속회전시 광디스크(10)의 이탈을 방지한다.

스핀들모터(200)는 광디스크(10)를 탑재하여 회전구동시키기 위한 것으로, 베이스(210), 베어링홀더(220), 베어링(230), 전기자(240), 회전축(250) 및 로터케이스(110)를 포함한다.

베이스(210)는 스핀들모터(200)를 전체적으로 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(200)가 설치되는 하드디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치되며, 베어링홀더(220)는 베어링(230)을 고정되게 지지하도록, 중공원통형으로 형성되며 단부가 코킹 또는 스피닝처리되어 베이스(210)에 고정되게 설치된다. 베어링(230)은 회전축(250)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 중심축이 회전축(250)의 중심축과 일치되게 설치된다.

전기자(240)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어(241) 및 코어(241)에 권선되는 코일(242)로 이루어지며, 코일(242)은 외부로부터 인가되는 전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(110)를 회전시킨다. 회전축(250)은 베어링(230)의 내경부에 회전가능하게 삽입 설치되어 로터케이스(110)를 상향지지한다.

로터케이스(110)는 전기자(240)에 마주하여 회전력을 발생시키기 위한 자석(113)이 로터케이스(110)의 내주벽에 고정되게 설치된다. 또한, 로터케이스(110)는 그 상부에 광디스크(10)를 고정하기 위한 디스크 척킹장치(100)가 구비된다.

본 발명의 디스크 척킹장치(100)는 턴테이블(110), 하우징(120), 척핀(130) 및 스프링(140)을 포함하며 스핀들모터(200)에 일체로 구비된다.

턴테이블(110)은 광디스크(10)를 지지하기 위한 것으로, 본 실시예에서는 스핀들모터(200)의 로터케이스(110)가 턴테이블(110)로 사용되며, 턴테이블(110)은 중앙부위에 회전축(250)이 고정되게 삽입결합되는 결합홀더(111)가 형성된다.

또한, 턴테이블(110)은 스핀들모터(200)의 고속회전시 광디스크(10)의 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼방지용 고무링(112)이 외주연을 따라 부착된다.

하우징(120)은 척핀(130) 및 스프링(140)을 수용하기 위한 것으로, 턴테이블(110)의 중앙부위에 결합홀더(111)를 전체적으로 감싸도록 설치되며 광디스크(10)의 중심홀에 삽입된다.

또한, 하우징(120)은 그 중심에 대해 등간격을 이루도록 척핀(130) 및 스프링(140)을 수용하는 다수개의 수용공(121)을 가지며, 수용공(121)은 하우징(120)의 중심에 대해 60도 간격을 이루도록 모두 3개가 형성되는 것이 바람직하다.

척핀(130)은 광디스크(10)를 고정하기 위한 것으로, 수용공(121)의 내부에서 수축되어 슬라이딩운동하며, 일측말단이 하우징(120)의 외부로 돌출되고 타측말단이 하우징(120)의 수용공(121)에 삽입되어 스프링(140)에 의해 탄성지지된다.

여기서, 척핀(130)은 하우징(120)의 외부로 돌출되는 돌출부(131)와 스프링(140)이 결합되는 스프링결합부(132)로 이루어지며, 도 2를 참조로 아래에서 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

스프링(140)은 척핀(130)을 광디스크(10)의 중심방향에 반하는 방향으로 탄성지지하기 위한 것으로, 하우징(120)의 수용공(121)에서 일단이 고정되게 결합되며, 타단이 척핀(130)의 스프링결합부(132)에 밀착되어 고정된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 척핀(130)은 광디스크(10)를 눌러 고정하는 돌출부(131)와 이 돌출부(131)의 후방측에 스프링(140)이 밀착되게 결합되는 스프링결합부(132)로 이루어진다.

돌출부(131)는 광디스크(10)의 장착 및 탈착을 용이하게 하기 위하여, 광디스크(10)의 중심홀의 테두리에 밀착되는 상측경사면(131a)과 하측경사면(131a)을 갖도록 형성되며, 돌출부(131)의 하측 말단은 스프링(140)의 탄성력(F_s)에 의해 척핀(130)이 하우징(120)의 외부로 이탈되는 것을 방지하도록 지지턱(114)에 의해 지 지된다.

스프링결합부(132)는 스프링(140)의 탄성력(F_s)이 턴테이블(110)쪽을 향하도록 경사지게 형성된다. 보다 구체적으로는 척핀(130)에 스프링(140)의 탄성력이 편향되게 인가되도록, 즉 스프링결합부(132)의 상측부에 인가되는 스프링(140)의 탄성력이 스프링결합부(132)의 하측부에 인가되는 탄성력보다 크도록 경사지게 형성된 경사면(132a)을 갖는다.

이처럼 턴테이블(110)을 향하여 경사지게 형성된 경사면(132a)을 갖는 스프링결합부(132)에 의하여 척핀(130)에는 턴테이블(110)을 향해 경사지게 탄성력(F_s)이 인가되며, 이로 인해 광디스크(10)의 장착력(F_I)이 감소되고 탈착력(F_O)이 증대될 수 있다. 이는 도 4를 참조로 보다 구체적으로 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 척핀(130)에 스프링(140)의 탄성력(F_s)이 인가된다. 즉 스프링결합부(132)의 경사면(132a)이 턴테이블(110)을 향하여 경사지게 형성되며 경사면(132a)의 상부를 지지하는 스프링(140)의 수축정도가 경사면(132a)의 하부를 지지하는 스프링(140)의 수축정도보다 크기 때문에, 경사면(132a)의 상부에 더 큰 탄성력이 인가되며, 이로 인해 척핀(130)에는 턴테이블(110)을 향하는 경사 진 탄성력(F_s)이 인가된다.

여기서, 하우징(120)의 상측면 또는 턴테이블(110)에 대한 탄성력(F_s)의 경사각도를 θ라 하면, 탄성력(F_s)의 수평성분(F_h)과 수직성분(F_v)은 다음의 [수학식 1]과 같다.

F_h = F_s×cosθ F_v = F_s×sinθ

상기와 같이 경사지게 형성된 스프링결합부(132)의 경사면(132a)에 의하여 척핀(130)에는 경사진 탄성력(F_s)이 인가되며, 이와 같은 디스크 척킹장치(100)에 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 광디스크(10)가 장착 및 탈착된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 척핀(130)을 누르는 방향으로 광디스크(10)가 장착되며, 이때 광디스크(10)는 스프링 탄성력(F_s)의 수평성분(F_h)과 동일하거나 이보다 약간 큰 정도의 장착력(F_I)에 의해 장착될 수 있다.

즉, 본 실시예에서 광디스크(10)의 장착력(F_I)은 [수학식 2]와 같다.

F_I = F_s×cosθ

따라서 종래기술의 F_I = F_s인 척킹장치에 비하여 장착력(F_I)이 감소되게 된다. 다시 말해, 종래기술과 동일한 탄성계수를 갖는 스프링(140)을 사용하는 경우, 종래기술에서 광디스크를 장착하기 위하여 스프링 탄성력(F_s)과 동일하거나 더 큰 장착력을 인가하여야 하나, 본 실시예에 따르면 cosθ만큼 감소된 장착력(F_I)으로도 광디스크(10)를 장착할 수 있다. 또한, 스프링 탄성력(F_s)의 수직성분(F_v)만큼 감소된 장착력(F_I)에 의해 광디스크(10)가 장착될 수도 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 척핀(130)에 의해 눌려 고정된 광디스크(10)가 탈착되며, 이때 광디스크(10)를 탈착하기 위해서는 탄성력(F_s)의 수평성분(F_h)과 수직성분(F_v)의 합에 해당하는 탈착력(F_O)이 인가되어야 한다. 즉, 종래기술과는 달리 광디스크(10)에는 탄성력(F_s)의 수평성분(F_h)에 더불어 광디스크(10)를 턴테이블(110)쪽으로 누르는 수직성분(F_v)의 힘이 더 인가되고 있기 때문에, 광디스크(10)를 탈착하기 위한 탈착력(F_O)은 [수학식 3]과 같다.

F_o = F_s×cosθ ＋ F_s×sinθ = F_s×(cosθ ＋ sinθ)

여기서, cosθ＋sinθ>1이므로 본 실시예의 척킹장치(100)는 종래기술의 F_O=F_s인 척킹장치에 비하여 탈착력(F_O)이 증대되게 된다. 다시 말해, 종래기술과 동일한 탄성계수를 갖는 스프링(140)을 사용하는 경우에, 광디스크(10)의 상부를 누르는 수직성분(Fv) 만큼 광디스크(10)의 탈착력(F_O)이 증대되기 때문에, 광디스크(10)의 이탈 및 미끄러짐 등을 방지할 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 디스크 척킹장치(100)에 따라 스프링(140)의 탄성계수를 변화시키지 않고, 척핀(130)의 스프링결합부(132)의 경사면(132a)의 경사각도만을 조절함으로써 광디스크(10)의 장착력을 감소시킴과 동시에 광디스크(10)의 탈착력을 증대시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 디스크 척킹장치에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.

도 1은 본 발명의 디스크 척킹장치가 설치된 스핀들모터의 개략적인 단면도;

도 2 및 도 3은 본 발명의 디스크 척킹장치에 광디스크가 장착 및 탈착되는 것을 개략적으로 도시한 단면도;

도 4는 본 발명의 디스크 척킹장치의 척핀에 인가되는 스프링의 탄성력과 광디스크의 장착력 및 탈착력을 도시한 개략적인 단면도;

도 5는 종래 기술의 디스크 척킹장치가 설치된 스핀들모터의 개략적인 단면도; 및

도 6은 종래 기술의 디스크 척킹장치의 척핀에 인가되는 스프링의 탄성력을 도시한 개략적인 단면도;이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 광디스크 100 : 척킹장치

110 : 턴테이블 120 : 하우징

130 : 척핀 131 : 돌출부

131a : 상측경사면 131b : 하측경사면

132 : 스프링결합부 132a : 경사면

140 : 스프링 200 : 스핀들모터

210 : 베이스 220 : 베어링홀더

230 : 베어링 240 : 전기자

250 : 회전축

Claims

광디스크가 안착되는 턴테이블;

상기 턴테이블에 구비되며 상기 광디스크의 중심홀에 삽입되는 하우징;

일측말단이 상기 하우징의 외부로 돌출되며 상기 광디스크의 삽입 및 분리에 의해 상기 광디스크의 중심방향으로 수축운동되는 척핀;

상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 척핀의 타측말단을 상기 중심방향에 반하는 방향으로 탄성지지하기 위한 스프링; 및

상기 스프링에 밀착되도록 상기 척핀에 형성되며 상기 스프링의 탄성력이 상기 턴테이블을 향해 상기 척핀에 경사지게 인가되도록 경사지게 형성된 스프링결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스프링결합부는 상기 하우징의 중심으로부터 상기 턴테이블 쪽으로 경사지게 형성된 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스프링은 상기 스프링결합부의 상측부를 지지하는 수축정도가 상기 스 프링결합부의 하측부를 지지하는 수축정도보다 큰 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 스프링결합부의 상측부에 인가되는 상기 스프링의 탄성력은 상기 스프링결합부의 하측부에 인가되는 탄성력보다 커 상기 척핀에 인가되는 탄성력은 상기 턴테이블 쪽으로 경사지게 인가되는 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 척핀에 경사지게 인가되는 탄성력을 F_s라 하고 상기 턴테이블에 대한 상기 탄성력의 경사각을 θ라 하면, 상기 광디스크의 장착력 F_I는 F_I = F_s×cosθ인 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.
청구항 1에 있어서,

상기 척핀에 경사지게 인가되는 탄성력을 F_s라 하고 상기 턴테이블에 대한 상기 탄성력의 경사각을 θ라 하면, 상기 광디스크의 탈착력 F_o는 F_o = F_s×(cosθ ＋ sinθ)인 것을 특징으로 하는 디스크 척킹장치.