KR20110003782A

KR20110003782A - 스캐너모터

Info

Publication number: KR20110003782A
Application number: KR1020090061226A
Authority: KR
Inventors: 송상재; 신우철; 배영진; 오송본
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2009-07-06
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2011-01-13
Also published as: JP2011013656A; KR101047226B1; US7843619B1; JP4934850B2

Abstract

본 발명의 스캐너모터는 자기디스크 또는 다면경을 탑재하기 위한 로터케이스와, 로터케이스를 축지지하며 회전가능한 회전축과, 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상인 베어링과, 베어링을 지지하기 위해 상기 베어링의 외주면에 장착된 베어링홀더와, 로터케이스를 회전시키는 전기장을 형성하기 위해 상기 베어링홀더의 외주면에 장착된 스테이터와, 회전축의 외주면에 삽입장착되어 상기 로터케이스의 상부에 안착되고 외주부는 다면경과 결합되는 하우징샤프트와, 하우징샤프트의 내부에 형성되어 용접시 발생되는 응력을 흡수하고 상기 다면경의 평면도의 변화를 줄일 수 있는 홀공간부 및 상기 홀공간부의 테두리와 상기 다면경을 결합고정한 결합부를 포함한다.

스캐너모터, 홀공간부, 다면경, 평면도, 레이저용접

Description

스캐너모터{Scanner Motor}

본 발명은 스캐너모터에 관한 것이다.

본 발명은 레이저빔 프린터나 스캐너와 같은 광학기술을 이용한 출력장치에 사용되어 다면경을 회전시키는 스캐너모터에 관한 것이다. 광학기술을 이용한 출력장치시장이 더욱 소형화, 고속화됨에 따라 다면경 등이 핵심부품인 광학반사장치를 구동하기 위한 액츄에이터에 요구되는 성능은 높아지고 있으며, 특히 고속 회전운동시에 진동과 소음에 대한 대책필요성이 커지고 있다.

스캐너모터는 레이저빔 프린터 등에 설치되어 광원에서 오는 광빔을 편향시켜 주사하도록 다면경을 고속으로 회전시키기 위한 장치로, 고속으로 회전되는 다면경이 스캐너모터에 고정되게 결합되어야 하며, 이러한 종래의 스캐너모터가 다음의 도 4에 개략적으로 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 스캐너모터(10)는 스캐너모터(10)의 상부에 설치되는 다면경(11), 다면경(11)을 스캐너모터(100)에 결합하기 위한 스프링(12)으로 구성되어 있으며, 이와 같은 종래기술은 KR 2003-84148호에도 기재되어 있다.

스캐너모터(10)는 베어링홀더(미도시)의 외주면에 설치되어 외부전원이 인가되는 스테이터(미도시)와 하우징샤프트(13)의 내주면에 설치되는 로터마그네트(15)과의 사이에 형성되는 힘으로 하우징샤프트(13)를 회전시킨다.

하우징샤프트(13)는 다면경(11)을 탑재하기 위한 것이며, 하우징샤프트(13)의 하부에는 로터케이스(14)가 장착된다.

하우징샤프트(13)는 전체적으로 원판형상으로 다면경(11)이 탑재되며, 중앙부위에 회전축(16)이 고정되게 삽입설치된다. 하우징샤프트(13)의 상부에는 스프링(12)이 눌러져 다면경(11)의 상부를 고정시킨다.

로터케이스(14)는 하우징샤프트(13)의 하측면에 코킹공정을 통하여 고정되게 결합되며 그 내주벽에 스테이터(미도시)에 마주하게 로터마그네트(15)가 설치된다.

다면경(11)은 스캐너모터(10)의 하우징샤프트(13)에 고정되게 설치되어 회전되며, 레이저빔 프린터 등의 장치에서 레이저빔을 반사시킨다. 여기서, 다면경(11)은 하우징샤프트(13)에 설치되는 스프링(12)에 의하여 상면의 적어도 일부가 압박되어 하우징샤프트(13)에 고정된다.

스프링(12)은 다면경(11)의 상면을 압박하여 하우징샤프트(13)에 고정되게 결합한다.

그러나, 상술한 구성을 갖는 스캐너모터(10)는 회전축(16)과 다면경(11)의 수평도를 확보하기 위해 다면경(11)의 지지부인 하우징샤프트(13)를 기계가공하여 사용하고 있으며, 스프링(12)과 로터조립체(15) 사이의 체결력이 낮기 때문에 외부로부터 인가되는 강한 충격에 의하여 스프링(12) 및 다면경(11)이 이탈될 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 다면경(11)과 여러가지 부품으로 구성되어 있는 스캐너모터(10)는 고속회전을 하게되면 각 구성부품의 위치가 초기상태 대비 변하게 되고, 이는 회전불균형을 발생시켜 진동과 소음이 발생된다. 더욱이, 구성부품의 수가 늘어날수록 부품간의 간섭이 심하게 되어 고속회전시 진동과 소음이 더욱 심하게 발생된다.

따라서, 고속회전시 다면경(11)의 움직임 및 구성부품의 간섭을 최소화하고 회전불균형을 막아 진동과 소음을 줄임과 동시에 제조단가를 줄일 수 있는 스캐너모터에 대한 연구가 시급한 실정이다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 저진동과 저소음을 실현할 수 있고, 고강도체결이 가능하며 제조단가를 줄일 수 있는 스캐너모터를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자기디스크 또는 다면경을 탑재하기 위한 로터케이스와, 상기 로터케이스를 축지지하며 회전가능한 회전축과, 상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상인 베어링과, 상기 베어링을 지지하기 위해 상기 베어링의 외주면에 장착된 베어링홀더와, 상기 로터케이스를 회전시키는 전기장을 형성하기 위해 상기 베어링홀더의 외주면에 장착된 스테이터와, 상기 회전축의 외주면에 삽입장착되어 상기 로터케이스의 상부에 안착되고 외주부는 상기 다면경과 결합되는 하우징샤프트와, 상기 하우징샤프트의 내부에 형성되어 용접시 발생되는 응력을 흡수하고 상기 다면경의 평면도의 변화를 줄일 수 있는 홀공간부 및 상기 홀공간부의 테두리와 상기 다면경을 결합고정한 결합부를 포함하는 스핀들모터를 제공한다.

여기서, 상기 결합부는 레이저용접기로 용접하여 고강도체결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀공간부는 상기 다면경의 면위치에 대응되게 형성되며, 상기 다면경의 면수와 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀공간부는 상기 다면경의 면수의 정수배의 수로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀공간부는 외경이 내경보다 큰 부채꼴형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 홀공간부는 원형상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따르면, 스캐너모터의 하우징샤프트는 다면경의 면수와 동일하거나 다면경의 정수배의 홀공간부가 형성되고 홀공간부의 테두리와 다면경을 용접함으로써, 용접시 발생되는 응력을 홀공간부가 흡수하여 하우징샤프트 및 로터케이스의 변형을 막고 다면경의 평면도의 변화를 줄일 수 있다.

또한, 스프링과 같은 고정부재가 따로 필요하지 않기 때문에 부품이 줄어들어 제조단가가 줄어들고, 고속회전시 불균형변화 또는 부품간섭에 의한 소음이 발생하지 않아 저진동과 저소음을 실현하는 스캐너모터를 제공할 수 있다.

또한, 하우징샤프트의 홀공간부가 용접시 발생되는 응력을 흡수하므로 레이 저용접과 같은 고강도체결을 위한 용접이 가능하다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 스캐너모터에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 스캐너모터의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스캐너모터에 사용된 다면경(160)과 하우징샤프트(150)의 평면도이다. 이하, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 스캐너모터(100)에 대해 설명하기로 한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스캐너모터(100)는 고정부 및 고정부에 의해 회전가능하게 지지되는 회전부를 포함하며, 고정부는 베이스플레이트(110), 베어링홀더(120), 베어링(130) 및 스테이터(121)를 갖는다.

베이스플레이트(110)는 스캐너모터(100)를 전체적으로 지지하기 위한 것으로, 상면에 스테이터(121)를 전기적으로 제어하기 위한 회로기판(미도시)이 설치되며, 중앙부위에 베이스플레이트(110)의 상면 및 하면으로부터 단차지도록 베어링홀더(120)가 고정되게 결합된다.

베어링홀더(120)는 그 내부에 수용되는 베어링(130)을 고정되게 지지하기 위한 것으로, 전체적으로 중공원통형으로 베이스플레이트(110)에 고정되게 결합되며, 외주면에는 스테이터(121)가 설치된다.

스테이터(121)는 외부전원을 인가받아 전기장을 형성하기 위한 것으로, 코어 및 코어에 권선되는 코일로 이루어진다.

코어는 베어링홀더(120)의 외주면에 고정되게 설치되며, 스캐너모터(100)의 박형화를 이루기 위해 코어는 베이스플레이트(110)에 거의 인접하게 설치되는 것이 바람직하다.

코일은 외부전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(170)의 로터마그네트(171)와의 사이에서 형성되는 자기력으로 로터케이스(170)를 회전시킨다.

베어링(130)은 그 내경부에 삽입되는 회전축(140)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 중공원통형으로 형성되고, 그 외주면이 베어링홀더(120)의 내주면에 밀착되게 설치된다. 또한, 베어링(130)은 회전축(140)과의 사이에 회전을 원활하게 하기 위한 윤활제를 내포하고 있다.

한편, 회전부는 회전축(140), 하우징샤프트(150), 다면경(160) 및 로터케이스(170)를 말한다.

회전축(140)은 회전부 전체를 축지지하기 위한 것으로, 베어링(130)의 내경부에 삽입되어 베어링(130)에 의해 회전가능하게 지지된다.

하우징샤프트(150)는 다면경(160)과 결합부(180)로 고정되어 회전구동되는 것으로 회전축(140)의 외경에 삽입되며 로터케이스(170)의 상부에 장착된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제 1실시예에 따른 하우징샤프트(150)는 다면경(160)과 같은 알루미늄재질로 단시간에 체결가공을 할 수 있다. 또한, 체결 후 내부 응력의 발생이 적고 고강도 체결이 가능한 레이저용접이 가능하다.

하우징샤프트(150)의 내부에는 중심축을 기준으로 다면경(160)의 면위치에 대응되게 형성되며 다면경(160)의 면수와 동일하거나 정수배로 홀공간부(151)가 형성된다.

홀공간부(151)는 용접시 응력을 하우징샤프트(150)의 내부에서 흡수할 수 있도록하여 다면경(160)의 평면도의 변화를 줄일 수 있다.

홀공간부(151)는 형상의 제한이 없으나 부채꼴형상 또는 원형상이 바람직하며, 하우징샤프트(150)와 다면경(160)이 분리 또는 이탈되지 않도록 결합된 결합 부(180)가 형성된다.

결합부(180)는 홀공간부(151)의 테두리와 다면경(160)의 사이를 레이저용접기를 이용하여 용접하거나 접착제를 이용하여 결합함으로써 형성된다.

결합부(180)는 하우징샤프트(150)와 다면경(160)을 결합시켜 다면경(160)이 이탈됨을 방지함으로써, 종래 다면경(160)을 고정시키기 위해 필요했던 스프링과 같으 고정부재가 불필요하다.

따라서, 고정부재로 인한 불균형변형 및 부품간섭에 의한 소음이 발생되지 않아 저진동과 저소음의 스캐너모터를 이루는데 기여할 뿐 아니라 부품의 감소로 제조단가가 줄어들 수 있다.

다면경(160)은 광원(미도시)에서 오는 광빔을 편향시켜 주사하기 위한 것으로, 중심홀이 하우징샤프트(150)의 외주면에 삽입된다.

로터케이스(170)는 자기디스크 또는 다면경을 탑재하기 위한 것으로 회전축(140)의 외주면에 중심의 개구부가 삽입결합되어 회전하며, 다면경(160)을 지지하는 상부와 내부에 환형의 로터마그네트(171)가 설치되는 측부로 이루어진다.

로터케이스(170)는 바람직하기로 자성체로써 프레스가공으로 형성된다.

로터케이스(170)의 내부에 장착된 로터마그네트(171)는 스테이터(121)와 마주보게 구비되며 스테이터(121)와의 사이에서 발생되는 힘으로 모터를 회전시킨다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 하우징샤프트(150a)의 확대도이다. 본 실시예는 제2 실시예에 따른 원형상의 홀공간부(151a)가 형성되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

홀공간부(151a)는 하우징샤프트(150)의 내부에 중심축을 기준으로 다면경(160)의 면위치에 대응되게 형성되며 다면경(160)의 면수와 동일하거나 정수배로 형성된다.

홀공간부(151a)는 용접시 응력을 하우징샤프트(150)의 내부에서 흡수할 수 있도록하여 로터케이스(170)의 변형을 방지하고 다면경(160)의 평면도의 변화를 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 스캐너모터(100)의 하우징샤프트(150)는 다면경(160)의 면수와 동일하거나 다면경(160)의 정수배의 홀공간부(151)가 형성되고 홀공간부(151)의 테두리와 다면경(160)을 용접함으로써, 용접시 발생되는 응력을 홀공간부(151)가 흡수하여 하우징샤프트(150) 및 로터케이스(170)의 변형을 막고 다면경(160)의 평면도의 변화를 줄일 수 있다.

다음의 [표 1]은, 도 2와 도 3에서 보여지는 바와 같이, 다면경(160)의 면수와 동일한 홀공간부(151)가 형성된 본 발명에 따른 하우징샤프트(150)와 종래의 하 우징샤프트를 각각 다면경(160)과 레이저용접한 후 다면경(160)의 평면도의 변화량을 측정한 실험 데이터이다.

[표 1]

	다면경의 평면도변화 데이터						평균값	최대값	최소값
본 발명	0.051	0.062	0.056	0.055	0.041	0.040	0.072	0.132	0.040
	0.061	0.067	0.063	0.068	0.070	0.049
	0.053	0.074	0.086	0.132	0.100	0.095
	0.110	0.079	0.083	0.075	0.098	0.090
	0.064	0.064	0.056	0.069	0.063	0.072
종래	0.174	0.158	0.155	0.131	0.166	0.201	0.132	0.201	0.071
	0.078	0.116	0.071	0.133	0.092	0.083
	0.109	0.154	0.118	0.193	0.156	0.184
	0.257	0.078	0.143	0.089	0.130	0.072
	0.132	0.138	0.149	0.121	0.126	0.152

[표 1]에서 보여지는 바와 같이, 다면경(160)의 면수와 동일한 홀공간부(151)가 형성된 하우징샤프트(150)를 구비하는 본 발명의 스캐너모터는 종래 스캐너모터와 비교하였을 때, 다면경(160)의 평면도의 변화량이 평균값 기준으로 무려 40% 이상 감소되었음을 확인할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 스캐너모터는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스캐너모터를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하우징샤프트의 확대도,

도 3은 본 발명에 제2 실시예에 따른 하우징샤프트의 확대도,

도 4는 종래기술에 따른 스캐너모터의 부분 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100: 스캐너모터 110: 베이스플레이트

120: 베어링 130: 스테이터

140: 회전축 150: 하우징샤프트

160: 다면경 170: 로터케이스

Claims

자기디스크 또는 다면경을 탑재하기 위한 로터케이스;

상기 로터케이스를 축지지하며 회전가능한 회전축;

상기 회전축을 회전가능하게 지지하기 위한 중공의 원통형상인 베어링;

상기 베어링을 지지하기 위해 상기 베어링의 외주면에 장착된 베어링홀더;

상기 로터케이스를 회전시키는 전기장을 형성하기 위해 상기 베어링홀더의 외주면에 장착된 스테이터;

상기 회전축의 외주면에 삽입장착되어 상기 로터케이스의 상부에 안착되고 외주부는 상기 다면경과 결합되는 하우징샤프트;

상기 하우징샤프트의 내부에 형성되어 용접시 발생되는 응력을 흡수하고 상기 다면경의 평면도의 변화를 줄일 수 있는 홀공간부; 및

상기 홀공간부의 테두리와 상기 다면경을 결합고정한 결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스캐너모터.
청구항 1에 있어서,

상기 결합부는 레이저용접기로 용접하여 형성된 것을 특징으로 하는 스캐너모터.
청구항 1에 있어서,

상기 홀공간부는 상기 다면경의 면위치에 대응되게 형성되며, 상기 다면경의 면수와 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 스캐너모터.
청구항 1에 있어서,

상기 홀공간부는 상기 다면경의 면수의 정수배의 수로 형성된 것을 특징으로 하는 스캐너모터.
청구항 1에 있어서,

상기 홀공간부는 외경이 내경보다 큰 부채꼴형상인 것을 특징으로 하는 스캐너모터.
청구항 1에 있어서,

상기 홀공간부는 원형상인 것을 특징으로 하는 스캐너모터.