KR20100110983A

KR20100110983A - 스핀들 모터의 클램핑 장치

Info

Publication number: KR20100110983A
Application number: KR1020090029311A
Authority: KR
Inventors: 이태욱
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2010117190A2; US8458736B2; JP2014017047A; CN102460911B; CN102460911A; WO2010117190A3; US20120042330A1; JP2012523064A

Abstract

스핀들 모터의 클램핑 장치가 개시된다. 상기 스핀들 모터의 클램핑 장치는 디스크에 작용하는 클로의 반경방향 힘이 디스크에 작용하는 아암의 반경방향 힘 보다 크게 형성됨으로, 디스크에 작용하는 아암의 반경방향 힘이 디스크에 영향을 끼치지 못한다. 따라서, 클로에 의하여 케이스의 중심과 일치된 디스크의 중심이 아암에 의하여 영향을 받지 않으므로, 디스크의 중심은 케이스의 중심과 상대적으로 작은 편차를 가진다. 그러므로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

Description

스핀들 모터의 클램핑 장치 {CLAMPING APPARATUS OF SPINDLE MOTOR}

본 발명은 스핀들 모터의 클램핑 장치에 관한 것이다.

스핀들 모터는 직선운동하는 광 픽업이 디스크에 기록된 데이타를 읽을 수 있도록 디스크를 회전시키는 기능을 한다. 그리고, 노트북 등에 사용되는 슬림형 스핀들 모터에는 디스크를 지지하는 클램핑 장치가 설치된다.

일반적으로, 클램핑 장치는 케이스, 상기 케이스에 일체로 형성된 복수의 클로(Claw), 상기 케이스에 회전운동 및 직선운동가능하게 설치된 복수의 아암(Arm), 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 아암을 탄성 지지하는 스프링을 가진다.

상기 케이스의 외주면에 디스크의 내주면을 삽입하면, 상기 케이스에 일체로 형성된 상기 클로가 상기 디스크의 내주면과 접촉하여 상기 디스크의 중심이 상기 케이스의 중심과 일치하도록 탄성 지지한다. 상기 클로는 상기 케이스에 일체로 형성되므로, 상기 각 클로에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘의 거의 균일하다.

그리고, 상기 아암은 상기 디스크의 내주면 상단 모서리에 걸려서 상기 디스크가 상기 케이스로부터 이탈하는 것을 방지한다. 그런데, 상기 아암은 상기 스프 링에 지지되어 상기 케이스에 유동가능하게 설치되므로, 상기 각 아암을 통하여 상기 디스크에 작용하는 상기 각 스프링의 반경방향 힘은 편차가 있다. 즉, 상기 각 스프링의 탄성력의 편차, 상기 각 스프링이 설치되는 상기 케이스 내부의 공간의 편차, 상기 각 아암의 크기의 편차 등에 의하여 상기 각 아암을 매개로 상기 각 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘은 편차가 있다.

이로인해, 상기 디스크의 중심이 상기 클로에 의하여 상기 케이스의 중심과 일치하여도, 상기 아암에 의하여 상기 디스크의 중심은 상기 케이스의 중심과 불일치하게 된다. 이러한, 현상은 상기 아암에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘이 상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘 보다 큰 경우, 더욱 두드러진다.

상기와 같은 종래의 스핀들 모터의 클램핑 장치는 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘과 상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 반경방향 힘이 거의 동일하여, 상기 디스크가 상기 케이스에 삽입되었을 때, 상기 케이스의 중심과 상기 디스크의 중심은 80㎛∼120㎛의 편차를 가진다. 상기 케이스의 중심과 상기 디스크의 중심이 소정 이상의 편차를 가지면, 상기 디스크의 정확한 부위에 정보를 기록할 수 없고, 상기 디스크의 정해진 부위로부터 정보를 재생하고자 할 때 다른 정보가 재생되는 등 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으 로, 본 발명의 목적은 신뢰성을 향상시킬 수 있는 스핀들 모터의 클램핑 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치는, 디스크의 내주면이 외주면에 삽입되는 원통형의 케이스; 상기 케이스의 외주면측에 방사상으로 일체로 형성되며 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크의 내주면과 접촉하여 상기 디스크의 중심이 상기 케이스의 중심과 일치하도록 탄성 지지하는 복수의 클로(Claw); 상기 케이스의 외주면측에 설치되며 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크가 상기 케이스로부터 이탈하는 것을 방지하는 복수의 아암; 상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 아암을 상기 케이스의 외측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하고,

상기 디스크가 상기 케이스에 삽입되었을 때, 상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘 보다 크다.

본 발명에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치는 디스크에 작용하는 클로의 반경방향 힘이 디스크에 작용하는 아암의 반경방향 힘 보다 크게 형성됨으로, 디스크에 작용하는 아암의 반경방향 힘이 디스크에 영향을 끼치지 못한다. 따라서, 클로에 의하여 케이스의 중심과 일치된 디스크의 중심이 아암에 의하여 영향을 받지 않으므로, 디스크의 중심은 케이스의 중심과 상대적으로 작은 편차를 가진다. 그러므 로, 제품의 신뢰성이 향상된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치가 채택된 스핀들 모터의 단면도이다.

도시된 바와 같이, 베이스(110)에 원통형의 베어링하우징(120)이 수직으로 기립 설치된다.

이하, 베이스(110)를 포함한 다른 구성요소들의 면 및 방향을 지칭함에 있어서, 베이스(110)의 수직방향 상측을 향하는 면 및 방향을 "상면 및 상측", 하측을 향하는 면 및 방향을 "하면 및 하측"이라 한다.

베어링하우징(120)은 양면이 개방된 원통형으로 형성되며, 내주면에는 베어링(130)이 압입 고정된다. 베어링하우징(120)의 하면은 스러스트스토퍼(141)에 의하여 밀폐되고, 밀폐된 베어링하우징(120)의 하면이 베이스(110)에 결합된다.

베어링(130)에는 회전축(151)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치된다.

베어링하우징(120)의 상측으로 노출된 회전축(151)의 상단부측 외주면에는 하면이 개방된 원통형의 로터요크(153)의 상면이 결합되고, 로터요크(153)의 내주면에는 마그네트(155)가 결합된다. 로터요크(153)의 상면에는 디스크(50)가 탑재되며, 회전축(151)과 로터요크(153)와 마그네트(155)가 회전자를 이룬다.

베어링하우징(120)의 외주면에는 코어(161)가 결합되고, 코어(161)에는 코 일(165)이 권선 설치된다. 코어(161)와 코일(165)이 고정자를 이루고, 상기 고정자는 상기 회전자의 로터요크(153)에 감싸여 마그네트(155)와 대향한다.

그리하여, 코일(165)에 전류가 공급되면, 코일(165)과 마그네트(155) 사이에 형성되는 전자기력에 의하여 상기 회전자가 회전된다.

로터요크(153)의 상면에는 회전축(151)과의 결합면적을 넓게하기 위한 결합관(153a)이 돌출 형성된다.

도 2의 미설명 부호 145는 회전축(151)과 스러스트스토퍼(141)가 직접 접촉하는 것을 방지하여 회전축(151)과 스러스트스토퍼(141)가 마모되는 것을 방지하는 스러스트플레이트이고, 157은 디스크(50)가 미끄러지는 것을 방지하는 펠트이며, 171은 상기 회전자의 회전시 상기 회전자가 부상(浮上)하는 것을 방지하는 흡인마그네트이고, 175는 상기 회전자가 베어링하우징(120)으로부터 이탈하는 것을 방지하는 와셔스토퍼이다.

로터요크(153)의 결합관(153a)에는 로터요크(153)에 탑재된 디스크(50)를 지지하는 클램핑 장치(200)가 결합된다.

본 실시예에 따른 클램핑 장치(200)를 도 1 내지 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a는 도 1에 도시된 클램핑 장치의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 "A-A"선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 클램핑 장치(200)는 원통형의 케이스(210), 복수의 클로(Claw)(220), 복수의 아암(230) 및 스프링(240)을 가진다.

케이스(210)는 원판형상으로 형성된 결합판(211), 결합판(211)의 테두리부에 서 하측으로 벤딩 형성되며 외주면에 디스크(50)의 내주면이 삽입되는 링형상의 측판(215)을 가진다. 결합판(211)의 중앙부측에는 상기 회전자인 로터요크(153)의 결합관(153a)이 삽입 결합되는 결합공(212)이 형성된다.

결합판(211)의 테두리부측 및 측판(215)에는 결합판(211)의 중심을 기준으로 방사상으로 복수의 관통공(215a)이 형성되고, 각 관통공(215a) 내부의 결합판(211)의 테두리에는 클로(220)가 일체로 형성된다. 클로(220)는 측판(215)에 삽입된 디스크(50)의 내주면과 접촉하여 디스크(50)의 중심이 결합판(211)의 중심과 일치하도록 탄성 지지한다. 즉, 클로(220)는 디스크(50)의 중심이 회전축(151)의 중심과 일치하도록 탄성 지지한다.

상호 인접하는 관통공(215a)과 관통공(215a) 사이의 결합판(211) 및 측판(215)의 부위에는 출입공(215b)이 각각 형성되고, 출입공(215b)에는 아암(230)이 직선운동 및 회전운동가능하게 설치된다. 즉, 아암(230)의 일측은 측판(215)의 외측에 위치되고 타측은 측판(215)의 내부에 위치되어 출입공(215b)을 출입한다.

케이스(210)의 상측에서 디스크(50)를 하강하면, 아암(230)의 일단부 상면에 디스크(50)의 내주면 하단 모서리가 접촉한다. 그후, 디스크(50)를 더 하강시키면, 아암(230)은 시소형태로 정방향으로 회전운동함과 동시에 측판(215)의 내측으로 직선운동한다. 그리하여, 디스크(50)가 측판(215)에 완전히 삽입되어 로터요크(153)에 탑재되면, 아암(230)은 시소형태로 역방향으로 회전운동함과 동시에 측판(215)의 외측으로 직선운동한다. 그러면, 아암(230)의 일단부 하부측에 디스크(50)의 내주면 상단 모서리가 걸려서 디스크(50)가 케이스(210)의 상측으로 이탈되지 않는 다.

스프링(240)은 일측은 케이스(210)의 내측에 지지되고 타측은 아암(230)의 타측에 지지되어 아암(230)을 측판(215)의 외측으로 탄성 지지한다. 이로인해, 디스크(50)가 아암(230)에 의하여 견고하게 지지된다.

클로(220)는 케이스(210)에 일체로 형성되고, 아암(230)은 케이스(210)의 내부에 유동가능하게 설치되므로, 각 클로(220)에서 디스크(50)에 작용하는 반경방향 힘의 거의 균일한 반면, 각 아암(230)을 매개로 스프링(240)에서 디스크(50)에 작용하는 반경방향 힘은 편차가 있다.

그러면, 클로(220)에 의하여 디스크(50)의 중심이 케이스(210)의 중심과 일치하여도, 아암(230)에 의하여 디스크(50)의 중심이 케이스(210)의 중심과 불일치하게 된다.

본 실시예에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치는 클로(220)에서 디스크(50)에 작용하는 각각의 반경방향 힘을 아암(230)을 매개로 스프링(240)에서 디스크(50)에 작용하는 각각의 반경방향 힘 보다 크게 형성한다.

그러면, 케이스(210)에 디스크(50)를 삽입하였을 때, 아암(230)을 매개로 스프링(240)에서 디스크(50)에서 작용하는 반경방향 힘은 디스크(50)에 영향을 끼치지 못하고, 클로(220)에서 디스크(50)에 작용하는 반경방향 힘이 주된 요인이 되므로, 디스크(50)의 중심은 케이스(210)의 중심과 상대적으로 작은 편차를 가지면서 거의 일치한다.

이때, 클로(220)에서 디스크(50)에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 아 암(230)을 매개로 스프링(240)에서 디스크(50)에 작용하는 각각의 반경방향 힘의 110％ 이상, 210％ 이하로 마련된다. 더 구체적으로는 130∼170％ 로 마련된다.

표 1은 본 실시예에 따른 스핀들 모터의 클램핑 장치에 디스크(50)를 삽입하여, 디스크(50)의 중심과 케이스(210)의 중심 사이의 편차, 즉 디스크(50)의 중심과 회전축(151)의 중심 사이의 편차를 측정한 데이타로서, 이를 설명한다.

표 1은 클로(220)에서 디스크(50)에 작용하는 반경방향 힘을 아암(230)을 매개로 스프링(240)에서 디스크(50)에 작용하는 반경방향 힘의 100％∼210％로 한 경우의 데이타이다.

구분	100％	110％	120％	130％	140％	150％	160％	170％	180％	190％	200％	210％
최소편차(㎛)	22	20	18	16	16	17	15	14	12	10	10	10
최대편차(㎛)	125	107	98	83	79	76	76	75	72	70	68	65
평균(㎛)	82.7	78.4	69.5	58.7	57.3	55.7	52.3	50.1	47.8	46.8	44.9	43.4

표 1에 표시된 데이타는 "클로/아암"의 힘이 비율이 100％∼210％인 클램핑 장치 각각 10개를 스핀들 모터에 설치하여, 디스크(50)의 중심과 회전축(151)의 중심 사이의 편차를 측정한 것이다.

측정한 결과, 110％에서의 최소편차는 20㎛, 최대편차는 107㎛, 평균은 78.4㎛ 였다. 그리고, 120％∼210％인 경우의 평균 편차는 각각 69.5㎛, 58.7㎛, 57.3㎛, 55.7㎛, 52.3㎛, 50.1㎛, 47.8㎛, 46.8㎛, 44.9㎛ 및 43.4㎛로서, 스핀들 모터에서 요구하는 디스크(50)의 중심과 회전축(151)의 중심 사이의 편차 100㎛ 이하를 만족한다.

100％인 경우에는 스핀들 모터에서 요구하는 편차의 조건을 만족시키기 못하는 125㎛의 경우가 존재한다. 그리고, 210％ 보다 큰 경우에는 디스크(50)를 케이스(210)에 삽입 및 탈거하기 위한 힘이 너무 클 수 있고, 클로(220)의 내구성에 영향을 미칠 수 있다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램핑 장치가 채택된 스핀들 모터의 단면도.

도 2a는 도 1에 도시된 클램핑 장치의 평면도.

도 2b는 도 2a의 "A-A"선 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

210 : 케이스 220 : 클로

230 : 아암 240 : 스프링

Claims

디스크의 내주면이 외주면에 삽입되는 원통형의 케이스;

상기 케이스의 외주면측에 방사상으로 일체로 형성되며 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크의 내주면과 접촉하여 상기 디스크의 중심이 상기 케이스의 중심과 일치하도록 탄성 지지하는 복수의 클로(Claw);

상기 케이스의 외주면측에 설치되며 상기 케이스에 삽입된 상기 디스크가 상기 케이스로부터 이탈하는 것을 방지하는 복수의 아암;

상기 케이스의 내부에 설치되어 상기 아암을 상기 케이스의 외측으로 탄성 지지하는 스프링을 포함하고,

상기 디스크가 상기 케이스에 삽입되었을 때,

상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘 보다 큰 스핀들 모터의 클램핑 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘의 110％ 이상인 스핀들 모터의 클램핑 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘의 210％ 이하인 스핀들 모터의 클램핑 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 클로에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘은 상기 아암을 매개로 상기 스프링에서 상기 디스크에 작용하는 각각의 반경방향 힘의 130∼170％ 인 스핀들 모터의 클램핑 장치.