KR101083175B1 - 광디스크 드라이브용 스핀들 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광디스크 드라이브용 스핀들 모터는, 베어링 및 베어링 하우징이 설치되는 베이스 플레이트; 스테이터와 작용하여 회전하는 로터; 상기 로터가 체결되며 상기 로터의 회전 중심이 되는 회전축; 및 상기 로터의 상부에 마련되어 광디스크를 고정하는 클램핑 장치;를 포함하고, 상기 회전축의 상부 끝단은 상기 클램핑 장치의 상부 끝단보다 더 돌출된다.

Description

광디스크 드라이브용 스핀들 모터{SPINDLE MOTOR FOR OPTICAL DISK DRIVE}

본 발명은 광디스크 드라이브용 스핀들 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬림형 단말기에 적용되어 회전 부위의 접촉에 의한 소음을 줄일 수 있는 광디스크 드라이브용 스핀들 모터에 관한 것이다.

광디스크 드라이브(ODD, Optical disk drive)는 CD, DVD, BD 등의 광디스크에 동심형의 트랙으로 마련된 기록면에 정보를 기록하거나, 기록면에서 정보를 읽어 들이는 장치이다. 이러한 광디스크 드라이브는 광디스크를 고속으로 회전시키는 스핀들 모터와, 광디스크의 반경 방향으로 이동하면서 광디스크의 기록면에 빔을 조사하여 정보를 기록하거나 읽어 들이는 광픽업을 포함한다.

노트북 컴퓨터와 같은 슬림형 단말기에 적용되는 광디스크 드라이브의 경우, 제품의 박형화를 위해 그 두께를 줄이기 위한 연구가 이루어지고 있다. 슬림형 광디스크 드라이브를 구현하기 위해서는 스핀들 모터의 두께를 줄일 필요가 있다.

스핀들 모터는 반도체 소자의 정류에 의하여 구동하는 BLDC 모터의 일종으 로, 고정도의 회전특성이 있다. 스핀들 모터는 회로기판이 결합된 베이스 플레이트 위에 스테이터가 설치되고, 스테이터에 회전 가능하게 결합되는 회전축에 로터가 결합되는 구조로 이루어진다. 로터의 상부에는 로터에 탑재되는 광디스크의 중심이 회전축의 중심과 일치하도록 광디스크를 지지하는 클램프 암이 설치된다.

이러한 구조의 스핀들 모터는 코일에 전류가 인가되면 코어가 자화되어 마그네트를 밀게 된다. 이러한 코어와 마그네트의 전자기적인 작용에 의해 로터 및 회전축이 수천 rmp 또는 수만 rpm으로 고속 회전할 수 있다. 광디스크가 고속으로 회전할 때, 광디스크를 클램프 암이 잡고 있으므로 광디스크는 로터에서 이탈되지 못한다.

도 1은 종래의 광디스크 드라이브의 외관을 도시한 사시도이다. 도 2는 노트북 컴퓨터와 같은 슬림형 단말기에 적용되는 광디스크 드라이브용 스핀들 모터를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 종래 스핀들 모터(10)는 베이스기판(11)에 결합된 베어링 하우징(12)에 스테이터(13)가 고정되고, 베어링 하우징(12)의 내부에 설치된 베어링(14)에 회전축(15)이 회전 가능하게 결합된다. 회전축(15)에는 로터(16)가 결합되고, 로터(16)의 상부에는 광디스크(D)를 고정하기 위한 클램프 암(162)이 설치된다. 클램프 암(17)은 탄성부재(18)에 의해 지지되며, 광디스크(D)가 결합되면 그 끝단이 다소 들리게 된다.

통상적으로, 노트북 컴퓨터와 같은 슬림형 단말기에 적용되는 광디스크 드라이브는 슬림형 단말기의 키보드 하부에 배치된다. 따라서, 사용자가 키보드를 누를 때 스핀들 모터(10)에서 가장 높게 위치하는 클램프 암(17)의 끝단이 스핀들 모터(10)의 상부에 배치된 광디스크 드라이브의 탑커버(20)에 접하게 되어 로터(16)의 회전이 방해받거나 접촉에 의한 소음이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 클램프 암(17)과 마주보는 탑커버(20)의 중간 부분에 회피홀(21)을 마련하고, 종이와 같이 얇은 시트로 된 덮개막(22)으로 회피홀(21)을 덮는 방법이 제안되었다.

광디스크 드라이브의 탑커버에 회피홀을 마련하고 연질의 덮개막으로 회피홀을 덮는 경우, 클램프 암이 경질의 탑커버가 아닌 연질의 덮개막에 접하여 소음이 다소 감소할 수 있다. 그러나 클램프 암이 덮개막에 접촉하여 발생하는 소음 문제는 해결할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 광디스크를 지지하기 위해 로터에 결합된 클램프 암이 광디스크 드라이브의 구성 부품에 접촉하는 것을 막아 소음 발생을 줄일 수 있는 광디스크 드라이브용 스핀들 모터를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예로서, 본 발명의 광디스크 드라이브용 스핀들 모터는, 베어링 및 베어링 하우징이 설치되는 베이스 플레이트; 스테이터와 작용하여 회전하는 로터;상기 로터가 체결되며 상기 로터의 회전 중심이 되는 회전축; 및 상기 로터의 상부에 마련되어 광디스크를 고정하는 클램핑 장치;를 포함하고, 상기 회전축의 상부 끝단은 상기 클램핑 장치의 상부 끝단보다 더 돌출된다.

일 실시예로서, 본 발명의 광디스크 드라이브용 스핀들 모터는, 광디스크 드라이브에 고정되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상면에 마련된 베어링에 회전 가능하게 삽입되는 회전축; 상기 회전축에 결합되어 회전하는 것으로, 상기 광디스크의 클램핑시 상기 광디스크의 내주의 상측을 내리누름으로써 상기 광디스크를 상기 로터에 안착시키는 클램프 암이 상측에 결합되는 로터; 를 포함하고, 상기 베이스 플레이트를 기준으로 한 상기 회전축의 최상단의 높이는 상기 광디스크의 클램핑시 상기 클램프 암의 최상단의 높이보다 더 높다.

본 발명에 따르면 광디스크 드라이브의 상부에 설치된 키보드가 스핀들 모터 쪽으로 눌릴 때 회전축의 상부 끝단이 탑커버의 덮개막에 접하여 덮개막을 떠받친다. 따라서, 종래와 같이 클램프 암이 덮개막에 접촉하지 않으며, 종래에 비해 스핀들 모터의 회전 부위와 덮개막 사이의 마찰 면적이 작아 소음이 크게 줄어든다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 스핀들 모터를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 광디스크 드라이브용 스핀들 모터의 상부에 배치된 탑커버 및 덮개막을 나타낸 평면도이다.

도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 스핀들 모터(100)는 베이스 플레이트(110), 스테이터(120), 로터(130), 회전축(140) 및 베어링 하우징(150)을 포함한다. 베이스 플레이트(110)의 상면에는 회로기판(115)이 결합되고, 베이스 플레이트(110)의 중간에는 베어링 하우징(150)이 베이스 플레이트(110)를 관통하여 결합된다.

스테이터(120)는 베어링 하우징(150)에 고정되고, 로터(130)는 회전축(140)과 결합된다. 회전축(140)은 베어링 하우징(150)의 내부에 배치되는 베어링(155)에 회전 가능하게 지지됨으로써, 로터(130)는 회전축(140)과 함께 회전할 수 있다.

스테이터(120)는 베어링 하우징(150)에 고정되는 코어(121)와 코어(121)에 권취되는 코일(122)을 포함한다. 코어(121)는 그 중앙에 관통구멍(123)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(123)에 베어링 하우징(150)이 삽입됨으로써 코어(121)가 베어링 하우징(150)에 고정된다. 로터(130)는 회전축(140)에 결합되는 로터 요크(131)와 로터 요크(131)의 안쪽 둘레에 배치되는 마크네트(132)를 포함한다. 로터 요크(131)의 중앙에는 회전축(140)이 압입되는 결합구멍(133)이 마련된다. 코일(122)에 전류가 인가되면 스테이터(120)와 마그네트(132) 사이에 발생하는 전자기력에 의해 로터(130)가 회전축(140)과 함께 회전하게 된다.

로터 요크(131)의 상면에는 클램핑 장치(160)가 결합된다. 클램핑 장치(160) 는 탑재되는 광디스크(D)의 중심이 회전축(140)의 중심과 일치하도록 광디스크(D)를 지지하며, 회전하는 광디스크(D)가 로터(130)에서 탈거되지 못하게 막는다. 클램핑 장치(160)는 로터(130)의 중앙에 결합되는 몸체(161), 몸체(161)의 둘레에 외측으로 돌출되도록 배치되어 광디스크(D)가 몸체(161)에서 탈거되는 것을 막는 복수의 클램프 암(162) 및 클램프 암(162)에 대해 외측 방향으로 탄성력을 가하는 복수의 탄성부재(163)를 포함한다. 클램프 암(162)은 몸체(161)의 둘레에 진퇴 가능하게 결합되고, 탄성부재(163)는 몸체(161)와 클램프 암(162)의 사이에 배치되도록 몸체(161)에 결합된다.

광디스크(D)를 탑재할 때, 광디스크(D)의 내주면을 클램핑 장치(160)의 몸체(161)의 외주면에 맞추고 광디스크(D)를 로터(130) 쪽으로 누르면, 클램프 암(162)이 광디스크(D)의 내주면에 밀려 몸체(161)의 안쪽으로 밀려난다. 광디스크(D)가 몸체(161)의 하부 쪽으로 더욱 하강하여 광디스크(D)의 하면이 로터 요크(131)의 상면에 마련된 안착부(134)에 접하면, 클램프 암(162)은 탄성부재(163)에 의해 몸체(161)의 외측으로 밀려 그 끝단이 광디스크(D)의 상부에 위치하게 된다.

이때, 클램프 암(162)은 탄성부재(163)로부터 외측 방향으로 탄성력을 받기 때문에, 그 경사진 끝단이 광디스크(D)의 내주면 상부 모서리를 안착부(134) 쪽으로 가압하게 된다. 따라서, 광디스크(D)가 회전할 때 광디스크(D)는 로터(130)에서 탈거되지 못하고, 광디스크(D)의 중심이 회전축(140)의 중심과 일치된 상태가 유지될 수 있다.

회전축(140)은 그 하부 끝단이 베어링 하우징(150)에 결합된 받침 플레이트(170)에 지지된다. 회전축(140)의 하부 끝단과 받침 플레이트(170)의 사이에는 마찰을 줄이기 위한 스러스트 플레이트(Thrust Plate, 175)가 개재된다. 회전축(140)의 상부 끝단은 로터(130)나 클램핑 장치(160)의 상부 끝단보다 돌출된다. 즉, 회전축(140)의 상부 끝단은 로터 요크(131)의 중앙에 마련된 보스부(135)의 상단이나, 클램핑 장치(160)의 몸체(161)의 상면보다 높게 위치하고, 클램프 암(162)의 끝단보다도 높게 위치한다. 회전축(140)의 상부 끝단은 둥근 곡면으로 이루어진다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 광디스크 드라이브의 탑커버(20) 중간에는 회피홀(21)을 마련되고, 종이와 같이 얇은 시트로 된 덮개막(22)이 탑커버(20)에 결합되어 회피홀(21)을 덮는다. 스핀들 모터(100)의 클램핑 장치(160)는 회피홀(21)의 하부에 위치한다.

사용자가 광디스크 드라이브의 상부에 설치된 키보드를 누름에 따라 광디스크 드라이브의 탑커버(20)가 아래쪽으로 눌리면 탑커버(20)에 결합된 덮개막(22)이 스핀들 모터(100)에서 가장 높게 위치하는 회전축(140)의 상부 끝단에 가장 먼저 접촉하게 된다. 이와 같이, 탑커버(20)가 아래쪽으로 눌릴 때, 회전축(140)은 덮개막(22)을 떠받치는 기둥 역할을 한다.

따라서, 클램프 암(162)은 덮개막(22)에 접하지 않고 원활하게 회전할 수 있다. 그리고 단면적이 작은 회전축(140)의 상부 끝단이 덮개막(22)에 접촉함으로써 스핀들 모터(100)의 회전 부위와 덮개막(22)의 접촉 부위가 작아 종래에 비해 소음 발생이 감소한다. 더욱이, 회전축(140)의 상부 끝단은 곡면이므로 덮개막(22)과의 마찰이 작아 소음 발생이 더욱 감소하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 스핀들 모터(100)는 광디스크 드라이브의 상부에 설치된 키보드가 스핀들 모터(100) 쪽으로 눌릴 때 회전축(140)의 상부 끝단이 탑커버(20)의 덮개막(22)에 접하여 덮개막(22)을 떠받치므로, 종래와 같이 클램프 암(162)이 덮개막(22)에 접촉하지 않는다. 따라서, 스핀들 모터(100)의 회전 부위와 덮개막(22)의 접촉 부위가 작고 마찰이 줄어 종래에 비해 소음이 크게 줄어든다.

본 발명의 실시예에 있어서, 회전축(140)의 상부 끝단이 클램프 암(162)의 끝단보다 돌출되도록 하기 위해 회전축(140)의 상부 끝단에 별도의 캡을 씌우는 방법을 고려해 볼 수 있다. 캡은 마찰 계수가 작고, 그 단부가 곡면인 것이 좋다. 이 경우 캡은 단지 회전축(140)의 돌출 높이를 높이기 위한 목적으로 회전축(140)에 결합되어 회전축(140)과 함께 회전하는 것이므로 회전축(140)의 일부로 보아야 할 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 광디스크 드라이브의 외관을 도시한 사시도이다.

도 2는 종래 광디스크 드라이브용 스핀들 모터를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 광디스크 드라이브용 스핀들 모터를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 광디스크 드라이브용 스핀들 모터의 상부에 배치된 탑커버 및 덮개막을 나타낸 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...스핀들 모터 110...베이스 플레이트

115...회로기판 120...스테이터

121...코어 122...코일

130...로터 131...로터 요크

132...마그네트 140...회전축

150...베어링 하우징 155...베어링

160...클램핑 장치 161...몸체

162...클램프 암 163...탄성부재

Claims (4)

1. 베어링 및 베어링 하우징이 설치되는 베이스 플레이트;

   스테이터와 작용하여 회전하며 보스부가 형성된 로터 요크를 포함하는 로터;

   상기 베어링에 삽입되어 상기 보스부에 결합되는 회전축; 및

   상기 로터 요크의 상부에 마련되어 광디스크를 고정하며 상기 로터 요크의 중앙에 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 둘레에 진퇴 가능하게 결합되는 클램프 암과, 상기 몸체의 외측 방향으로 상기 클램프 암에 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 클램핑 장치;를 포함하고,

   상기 클램프 암에 상기 광디스크가 결합 되었을 때, 상기 회전축의 상부 끝단은 상기 클램프 암의 상단, 상기 보스부의 상부 끝단 및 상기 클램핑 장치의 상부 끝단보다 더 돌출된 광디스크 드라이브용 스핀들 모터.
2. 삭제
3. 광디스크 드라이브에 고정되는 베이스 플레이트;

   상기 베이스 플레이트의 상면에 마련된 베어링에 회전 가능하게 삽입되는 회전축;

   상기 회전축에 결합되는 몸체와, 상기 몸체의 둘레에 진퇴 가능하게 결합되는 클램프 암과, 상기 몸체의 외측 방향으로 상기 클램프 암에 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 클램핑 장치에 결합되며 상기 회전축에 결합되는 보스부가 형성된 로터 요크를 포함하는 로터; 를 포함하고,

   상기 클램프 암에 상기 광 디스크가 결합 되었을 때, 상기 베이스 플레이트를 기준으로 한 상기 회전축의 최상단의 높이는 상기 보스부의 최상단의 높이 및 상기 광디스크의 클램핑시 상기 클램프 암의 최상단의 높이보다 더 높으며,

   상기 베이스 플레이트를 기준으로 한 상기 회전축의 최상단의 높이 증가를 위하여 상기 회전축의 상단에 캡이 설치되는 광디스크 드라이브용 스핀들 모터.
4. 삭제

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