KR100940156B1

KR100940156B1 - 스핀들모터

Info

Publication number: KR100940156B1
Application number: KR1020080019688A
Authority: KR
Inventors: 최열; 유영선
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2008-03-03
Publication date: 2010-02-03
Also published as: KR20090094623A

Abstract

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 광디스크의 회전속도를 감지하는 인코더의 높이를 보다 용이하게 조절 및 유지할 수 있는 스핀들모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 스핀들모터는, 광디스크가 탑재되는 로터케이스와, 로터케이스를 축지지하는 회전축과, 베어링이 내부에 설치되는 베어링홀더와, 외부전원의 인가시 로터케이스를 회전시키는 전기자와, 광디스크 쪽으로 광빔을 주사하여 로터케이스의 회전속도를 감지하기 위한 인코더와, 전기자 및 인코더와 전기적으로 접속되는 연성회로기판과, 베어링홀더가 결합되고 연성회로기판이 부착되며, 인코더와 광디스크 사이의 거리를 조절하도록 인코더가 설치된 부위가 베어링홀더가 설치된 부위에 대하여 단차지게 형성된 플레이트를 포함한다.

스핀들모터, 높이조절, 인코더, 회전속도, 단차

Description

스핀들모터{Spindle Motor}

본 발명은 스핀들모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광디스크의 회전속도를 감지하는 인코더의 높이를 보다 용이하게 조절 및 유지할 수 있는 스핀들모터에 관한 것이다.

일반적인 CD 및 DVD 디스크 등의 광디스크는 저전력 레이저빔을 이용하여 데이터가 기록 및 판독되는 저장매체로, 데이터가 저장되는 기록면과 기록면의 반대면, 즉 사용자가 펜 등을 사용하여 광디스크에 저장된 데이터에 관련된 사항을 기록하거나, 별도의 라벨링수단을 사용하여 라벨하는 라벨면으로 이루어져 있다.

그러나 광디스크의 라벨면에 사용자가 펜으로 직접 기재하거나 별도의 라벨링수단을 사용하므로 사용상 불편한 점이 있었고, 이를 해결하기 위하여 광디스크의 라벨면에 레이저빔을 주사하여 이미지를 형성하는 라이트 스크라이브(Light Scribe) 기술이 개발 및 상용화되고 있으며, 이러한 기술의 일례가 [문헌 1]에 개시되어 있으며, 이를 다음의 도 3에 개략적으로 도시하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 스핀들모터(10)는 상면에 메인 PCB(11)가 부착되는 베이스(12)가 마련되고, 메인 PCB(11)를 관통한 베어링하우징(13)이 기립 설치된다.

베어링하우징(13)의 내부에는 베어링(14)이 압입되고, 베어링(14)에는 회전축(15)의 하부측이 지지되어 회전가능하게 설치된다. 베어링하우징(13)의 외주면에는 코어(16)와 코어(16)에 권선된 코일(17)을 가지는 고정자(18)가 고정되고, 베어링하우징(13)의 상측으로 노출된 회전축(15)의 외주면에는 부쉬(19)가 결합된다.

부쉬(19)의 외주면에는 디스크(20)가 탑재되는 턴테이블(21)이 결합되고, 턴테이블(21)의 저면에는 로터요크(22)와 마그네트(23)를 가지는 회전자(24)가 결합된다.

마그네트(23)는 로터요크(22)의 측면 내주면에 고정되며, 이로 인하여 코일(17)에 전류가 인가되면 코일(17)에서 발생하는 전기장과 마그네트(23)에서 발생하는 자기장과의 작용에 의하여 회전자(24)가 회전하고, 이로 인해 턴테이블(21), 부쉬(19) 및 회전축(15)이 회전된다.

메인 PCB(11)에는 인코더(25)가 설치되고, 인코더(25)는 디스크(20)의 회전속도를 감지한다. 더욱 상세하게는 라이트 스크라이브(Light Scribe) 기능을 구비하는 광디스크 드라이브를 이용하여 디스크(20)의 표면에 형성된 인식마크(26)를 인코더(25)가 감지함으로써 디스크(20)의 회전속도를 제어한다.

인식마크(26)의 바로 하측의 메인 PCB(11)에는 소정 높이를 가지는 양면 PCB(27)가 납땜되어 접속되고, 양면 PCB(27)의 상면에는 인코더(25)가 납땜되어 접속되된다.

그러나 상술한 구성의 종래의 스핀들모터(10)는 인코더(25)와 디스크(20) 사 이의 간격을 설정 범위 이내로 하기 위하여, 인코더(25)를 소정 높이에 설치하기 위한 수단, 즉 인코더(25)의 높이 조절 수단으로 별도의 양면 PCB(27)를 사용하고 있어, 부품의 수량이 증가하여 장치의 구성이 복잡하고, 메인 PCB(11)에 양면 PCB(27)를 설치하고 그 위에 인코더(25)를 접속하는 등 조립 단계가 늘어나는 단점이 있었다.

또한, 양면 PCB(27)가 소정의 높이를 갖기 때문에, 스핀들모터가 더욱 박형화되는 경우 인코더(25)와 디스크(20) 사이의 간격을 유지하기가 매우 어려운 문제점이 있었다.

[문헌 1] KR 10-2007-0092434

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 인코더가 설치되는 플레이트의 부위를 단차지게 형성하고 인코더와 메인 PCB를 일체로 형성하여 플레이트에 부착함으로써, 종래기술의 양면 PCB 없이도 인코더의 높이를 용이하게 조절할 수 있는 스핀들모터를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광디스크가 탑재되는 원판부와 원판부의 말단으로부터 수직 연장되며 내주면에 영구자석이 설치되는 로터케이스와; 원판부에 직교하게 고정설치되며 로터케이스를 축지지하는 회전축과; 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링이 그 내부에 설치되는 베어링홀더와; 영구자석에 마주하도록 베어링홀더의 외부에 설치되며 외부전원의 인가시 영구자석과의 사이에 발생되는 힘으로 로터케이스를 회전시키는 전기자와; 광디스크 쪽으로 광빔을 주사하여 로터케이스의 회전속도를 감지하기 위한 인코더와; 전기자 및 인코더와 전기적으로 접속되는 연성회로기판과; 베어링홀더가 고정되게 결합되고 인코더가 결합된 연성회로기판이 부착되며, 인코더와 광디스크 사이의 거리를 조절하도록 인코더가 설치된 부위가 베어링홀더가 설치된 부위에 대하여 단차지게 형성된 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터를 제공할 수 있다.

여기서, 플레이트는 베어링홀더가 결합되는 베어링홀더 결합부와; 베어링홀 더 결합부로부터 경사지게 연장되어 인코더의 높이를 조절하는 높이조절부와; 및 베어링홀더 결합부에 평행하게 높이조절부로부터 연장되어, 베어링홀더 결합부에 대해 단차지게 형성되는 인코더 설치부를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 플레이트의 높이조절부는 인코더와 광디스크 사이의 거리를 감소시키도록 베어링홀더 결합부에 대하여 상향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 플레이트의 높이조절부는 인코더와 광디스크 사이의 거리를 증대시키도록 베어링홀더 결합부에 대하여 하향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 연성회로기판은 인코더와 일체로 제작되며 플레이트의 베어링홀더 결합부, 높이조절부 및 인코더 설치부를 덮도록 부착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스핀들모터에 따르면, 종래기술에서 인코더의 높이조절수단으로 사용된 양면 PCB를 별도로 사용하지 않으면서도, 플레이트의 높이조절부의 경사를 조절하여 베어링홀더 결합부에 대한 인코더 설치부의 높이를 조절함으로써, 인코더와 광디스크 사이의 설정 간격을 용이하게 조절하고 간격을 일정하게 유지할 수 있다.

또한, 인코더와 광디스크 사이의 설정 간격에 맞게끔, 플레이트의 가공시 인코더 설치부의 높이를 결정하여 제작하는 경우, 종래 기술에 비하여 각 단품의 제조 및 조립 공차를 현저히 줄일 수 있다.

또한, 인코더 설치부를 베어링홀더 결합부에 대하여 하측으로 단차지게 하는 경우, 인코더 자체의 높이를 변경하지 않으면서도 더욱 박형화되는 스핀들모터에 적용할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 스핀들모터에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들모터(100)는 로터케이스(110) 및 회전축(120)으로 이루어진 회전자와 플레이트(130), 연성회로기판(140), 베어링홀더(150) 및 인코더(160)로 이루어진 고정자를 포함한다.

로터케이스(110)는 광디스크(170)를 탑재하기 위한 것으로, 원판부(111)와 원판부(111)의 말단으로부터 수직 연장되는 환형의 테두리부(112)로 이루어진다.

원판부(111)는 중앙부위에 회전축(120)이 고정되게 압입결합되는 축홀더(113)가 형성되며, 축홀더(113)를 덮도록 원판부(111)에 설치되며 광디스크(170)를 눌러 고정하기 위한 척킹조립체(180)를 구비한다.

테두리부(112)는 전기자(152)에 마주하도록 원판부(111)의 말단으로부터 연장되며 그 내주면에 환형의 영구자석(114)이 고정되게 설치된다.

회전축(120)은 로터케이스(110)를 축지지하기 위한 것으로, 중심축이 베어링(151)의 중심축과 일치하도록 베어링(151)의 내경부에 회전가능하게 삽입 설치된다.

플레이트(130)는 스핀들모터(100)를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(110)가 설치되는 광디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다. 또한, 플레이트(130)는 주로 알루미늄판 또는 알루미늄합금판 등의 경량재질로 제작되나, 이와 달리 강철판으로 제작될 수 있다.

여기서, 플레이트(130)는 베어링홀더(150)가 결합되는 베어링홀더 결합부(131)와, 베어링홀더 결합부(131)로부터 상측으로 경사지게 형성되는 높이조절부(132)와, 높이조절부(132)로부터 베어링홀더 결합부(131)에 평행하게 연장되며 인코더(160)가 설치되는 인코더 설치부(133)로 이루어진다.

베어링홀더 결합부(131)는 중앙부위에 베어링홀더(150)가 압입결합되는 결합공(134)이 관통 형성된다. 이 결합공(134)에 베어링홀더(150)가 삽입된 후 별도의 압입공정을 통하여 베어링홀더 결합부(131)에 베어링홀더(150)가 고정되게 설치된다.

높이조절부(132)는 베어링홀더 결합부(131)에 대하여 소정 각도를 갖도록 경사지게 형성되며, 높이조절부(132)의 각도를 조절함으로써 로터케이스(110)에 안착되는 광디스크(170)와 인코더 설치부(133)에 설치되는 인코더(160) 사이의 거리를 조절한다.

즉, 높이조절부(132)의 경사 각도를 조절하는 것에 의해, 베어링홀더 결합부(131)와 인코더 설치부(133)의 단차진 높이를 조절할 수 있다.

인코더 설치부(133)는 높이조절부(132)의 말단으로부터 베어링홀더 결합부(131)에 대하여 평행하게 연장되며, 광디스크(170)의 인식마크(171)를 인식할 수 있는 위치에 인코더(160)가 고정되게 설치된다.

본 실시예를 설명하기 위하여 참조한 도 1에서, 플레이트(130)의 높이조절부(132)의 경사 각도 및 베어링홀더 결합부(131)와 인코더 설치부(133)의 단차진 높이를 다소 과장되게 도시하였으나, 본 실시예의 플레이트(130)는 척킹조립체(180)를 포함한 전체 높이가 1㎝ 이하의 초박형 스핀들모터(100)에 적용될 수 있다.

본 실시예에서, 인코더 설치부(133)는 베어링홀더 결합부(131)로부터 상측으로 단차지게 형성되나, 이와 달리 베어링홀더 결합부(131)로부터 하측으로 단차지게 형성될 수 있으며, 이는 첨부한 도 2를 참조로 후술하기로 한다.

연성회로기판(140)은 그 상면에 스핀들모터(100)를 회전시키도록 전기가 흐르는 미도시한 회로가 형성되며, 본 실시예에서 연성회로기판(140)은 인코더(160)와 일체로 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 연성회로기판(140)은 플레이트(130)의 베어링홀더 결합부(131), 높이조절부(132) 및 인코더 설치부(133)를 따라 설치될 수 있을 정도의 유연성을 갖는 것이 바람직하다.

베어링홀더(150)는 베어링(151)을 고정되게 지지하기 위한 것으로, 플레이트(130)의 베어링홀더 결합부(131)에 형성되는 결합공(134)에 삽입되며 말단이 코킹(caulking) 또는 스피닝(spinnning) 처리되어 플레이트(130)에 고정되게 결합된다.

여기서, 베어링홀더(150)는 그 내부에 회전축(120)을 회전가능하게 지지하기 위한 베어링(151)이 고정되게 설치되며, 그 외부에는 영구자석(114)에 마주하여 외 부전원을 인가받아 전기장을 형성함으로써 영구자석(114)이 설치된 로터케이스(110)를 회전시키는 전기자(152)가 고정되게 설치된다.

베어링(151)은 회전축(120)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로, 금속 등의 재질로 실질적으로 원통형으로 형성되며, 중심축이 회전축(120)의 중심축과 일치되게 베어링홀더(150)의 내부에 고정설치된다.

전기자(152)는 베어링홀더(150)의 외주면에 고정설치되는 코어(153)와 코어(153)에 권선되는 코일(154)로 이루어지며, 코일(154)은 외부로부터 인가되는 전원으로 전기장을 형성함으로써 로터케이스(110)의 영구자석(114)과의 사이에 형성되는 힘으로 로터케이스(110)를 회전시킨다.

인코더(160)는 광디스크(170)의 인식마크(171)로 광빔을 주사함으로써 광디스크(170)가 안착된 로터케이스(110)의 회전속도를 감지하고 제어하기 위한 것으로, 인코더(160)는 광디스크(170)에 맺히는 광빔의 초점을 고려하여 광디스크(170)에 대해 대략 1~2mm 정도의 간격을 두게끔 설계된다.

본 실시예에서, 인코더(160)는 연성회로기판(140)의 회로에 전기적으로 접속되어 연성회로기판(140)과 일체로 형성되며, 플레이트(130)에 연성회로기판(140)을 부착하는 경우, 플레이트(130)의 인코더 설치부(133)에 배치된다.

여기서, 플레이트(130)의 인코더 설치부(133)가 베어링홀더 결합부(131)에 대하여 상측으로 단차지기 때문에, 양면 PCB(27)를 사용하는 종래기술의 인코더(25)와는 달리, 인코더(160)와 광디스크(170) 사이의 간격을 항상 일정하게 유지될 수 있다.

본 실시예의 스핀들모터(100)에 따르면, 종래기술에서 인코더(25)의 높이조절수단으로 사용된 양면 PCB(27)를 별도로 사용하지 않으면서도, 플레이트(130)의 높이조절부(132)의 경사를 조절하여 베어링홀더 결합부(131)에 대한 인코더 설치부(133)의 높이를 조절함으로써, 인코더(160)와 광디스크(170) 사이의 설정 간격을 용이하게 조절하고 간격을 일정하게 유지할 수 있는 특징이 있다.

또한, 인코더(160)와 광디스크(170) 사이의 설정 간격에 맞게끔, 플레이트(130)의 가공시 인코더 설치부(133)의 높이를 결정하여 제작하는 경우, 종래 기술에 비하여 각 단품의 제조 및 조립 공차를 현저히 줄일 수 있는 장점을 갖는다.

한편, 스핀들모터가 보다 박형화되는 경우, 인코더(160) 자체의 높이로 인하여 인코더(160)와 광디스크(170) 사이의 간격을 일정하게 유지하기 어려운 경우가 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위하여 플레이트의 인코더 설치부를 베어링홀더 결합부에 대하여 하측으로 단차지게 형성할 수 있으며, 이는 도 2를 참조로 설명하기로 한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들모터(200)는 로터케이스(210) 및 회전축(220)으로 이루어진 회전자와 플레이트(230), 연성회로기판(240), 베어링홀더(250) 및 인코더(260)로 이루어진 고정자를 포함한다. 본 실시예에서, 도 1의 실시예와 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예의 플레이트(230)는 스핀들모터(200)를 전체적으로 고정되게 지지하기 위한 것으로, 스핀들모터(200)가 설치되는 광디스크드라이브 등의 장치에 고정되게 설치된다. 또한, 플레이트(230)는 주로 알루미늄판 또는 알루미늄합금판 등 의 경량재질로 제작되나, 이와 달리 강철판으로 제작될 수 있다.

여기서, 플레이트(230)는 베어링홀더(250)가 결합되는 베어링홀더 결합부(231)와, 베어링홀더 결합부(231)로부터 하측으로 경사지게 형성되는 높이조절부(232)와, 높이조절부(232)로부터 베어링홀더 결합부(231)에 평행하게 연장되며 인코더(260)가 설치되는 인코더 설치부(233)로 이루어진다.

베어링홀더 결합부(231)는 중앙부위에 베어링홀더(250)가 압입결합되는 결합공(234)이 관통 형성된다. 이 결합공(234)에 베어링홀더(250)가 삽입된 후 별도의 압입공정을 통하여 베어링홀더 결합부(231)에 베어링홀더(250)가 고정되게 설치된다.

높이조절부(232)는 베어링홀더 결합부(231)에 대하여 소정 각도를 갖도록 경사지게 형성되며, 높이조절부(232)의 각도를 조절함으로써 로터케이스(210)에 안착되는 광디스크(270)와 인코더 설치부(233)에 설치되는 인코더(660) 사이의 거리를 조절한다.

즉, 높이조절부(232)의 경사 각도를 조절하는 것에 의해, 베어링홀더 결합부(231)와 인코더 설치부(233)의 단차진 높이를 조절할 수 있다.

인코더 설치부(233)는 높이조절부(232)의 말단으로부터 베어링홀더 결합부(231)에 대하여 평행하게 연장되며, 광디스크(270)의 인식마크(271)를 인식할 수 있는 위치에 인코더(260)가 고정되게 설치된다.

본 실시예에서, 인코더 설치부(233)가 베어링홀더 결합부(231)에 대하여 하측으로 단차지기 때문에, 인코더(260) 자체의 높이를 변경하지 않으면서도 더욱 박 형화되는 스핀들모터에 적용할 수 있다.

본 실시예를 설명하기 위하여 참조한 도 2에서, 플레이트(230)의 높이조절부(232)의 경사 각도 및 베어링홀더 결합부(231)와 인코더 설치부(233)의 단차진 높이를 다소 과장되게 도시하였으나, 본 실시예의 플레이트(230)는 척킹조립체(280)를 포함한 전체 높이가 1㎝ 이하의 초박형 스핀들모터(200)에 적용될 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스핀들모터의 개략적인 단면도;

도 2 및 본 발명의 다른 실시예에 따른 스핀들모터의 개략적인 부분 확대 단면도; 및

도 3은 종래기술의 스핀들모터의 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100, 200 : 스핀들모터 110, 210 : 로터케이스

120, 220 : 회전축 130, 230 : 플레이트

131, 231 : 베어링홀더 결합부 132, 232 : 높이조절부

133, 233 : 인코더 설치부 140, 240 : 연성회로기판

150, 250 : 베어링홀더 160, 260 : 인코더

170, 270 : 광디스크 180, 280 : 척킹조립체

Claims

광디스크가 탑재되는 원판부와 상기 원판부의 말단으로부터 수직 연장되며 내주면에 영구자석이 설치되는 로터케이스;

상기 원판부에 직교하게 고정설치되며 로터케이스를 축지지하는 회전축;

상기 회전축을 회전가능하게 지지하는 베어링이 그 내부에 설치되는 베어링홀더;

상기 영구자석에 마주하도록 상기 베어링홀더의 외부에 설치되며 외부전원의 인가시 상기 영구자석과의 사이에 발생되는 힘으로 상기 로터케이스를 회전시키는 전기자;

상기 광디스크 쪽으로 광빔을 주사하여 상기 로터케이스의 회전속도를 감지하기 위한 인코더;

상기 전기자 및 인코더와 전기적으로 접속되는 연성회로기판; 및

상기 베어링홀더가 고정되게 결합되고 상기 인코더가 결합된 연성회로기판이 부착되며, 상기 인코더와 상기 광디스크 사이의 거리를 조절하도록 상기 인코더가 설치된 부위가 상기 베어링홀더가 설치된 부위에 대하여 상향 또는 하향으로 단차지게 형성된 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
청구항 1에 있어서, 상기 플레이트는,

상기 베어링홀더가 결합되는 베어링홀더 결합부;

상기 베어링홀더 결합부로부터 경사지게 연장되어 경사를 조절함으로써 상 기 인코더의 높이를 조절하는 높이조절부; 및

상기 베어링홀더 결합부에 평행하게 상기 높이조절부로부터 연장되어, 상기 베어링홀더 결합부에 대해 단차지게 형성되는 인코더 설치부를 갖는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.
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청구항 1에 있어서, 상기 연성회로기판은 상기 인코더와 일체로 제작되며 상기 플레이트의 베어링홀더 결합부, 높이조절부 및 인코더 설치부를 덮도록 부착되 는 것을 특징으로 하는 스핀들모터.