KR100455262B1 - 스텝 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스텝 모터에 관한 것으로서, 샤프트과, 상기 샤프트의 둘레에 베어링을 사이에 두고 상대 운동이 가능하게 위치되는 스테이터와, 상기 샤프트에 일측에서 상기 스테이터의 외주 방향에 길게 위치되도록 연결되어 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전하는 로터로 구성됨으로써, 마그네트의 외경 및 길이를 증대시켜 고출력이 가능하도록 한 스텝 모터에 관한 것이다.

Description

스텝 모터{STEP MOTOR}

본 발명은 스텝 모터에 관한 것으로서, 특히 마그네트의 외경 및 길이를 증대시켜 고출력이 가능하도록 한 스텝 모터에 관한 것이다.

일반적으로 스텝모터는 사무자동화 기기나 공장자동화 기기 등과 같이 위치의 정밀도와 자기절연이 중요시되는 제품에 사용된다.

도 1은 종래 스텝 모터의 일례가 도시된 종단면도이다.

도 1에 도시된 스텝 모터는 샤프트(1)의 중앙부 둘레에 마그네트(2)가 고정되어 회전체인 로터를 구성하게 된다.

상기 마그네트(2)를 중심으로 양쪽에는 각각 제1 스테이터 내측 부재(4) 및 외측 부재(3)와, 제2 스테이터 내측 부재(6) 및 외측 부재(5)가 위치되어 양측 스테이터를 구성하게 되고, 상기 양측 스테이터는 원통형상의 고정 부재(9)를 통해 상호 고정된다.

상기 스테이터 내측 부재(4, 6)와 외측 부재(3, 5) 내에는 제1 코일(10)과 제2 코일(11)이 각각 구비된다. 또한 양측 스테이터와 샤프트(1) 사이에는 상대 운동이 가능하도록 베어링(7, 8)이 각각 구비된다.

상기와 같은 종래 기술의 스텝 모터는 마그네트(2)의 외경이 증대된 구조로 이루어지고, 이로 인하여 통상 마그네트의 반경 방향에 배치되는 스테이터가 양쪽 길이 방향에 배치되는 구조를 이룬다.

따라서, 상기 스텝 모터는 마그네트(2)의 플럭스 형성은 약화될 수 있지만 이것에 비해 마그네트(2)의 모멘트가 더 크게 발생되기 때문에 전체적인 모터의 출력은 커지게 되나, 마그네트(2)의 길이가 작기 때문에 모터 성능 향상에 큰 효과를 얻기 어려운 문제점이 있다.

도 2는 종래 스텝 모터의 다른 예가 도시된 종단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스텝 모터의 폴 피스가 도시된 횡방향 단면도이다.

도 2에 도시된 스텝 모터는 샤프트(20)와 일체로 회전하는 마그네트(21)의 양쪽에 각 코일(25, 26)들이 보빈(23, 24)에 권선되어 위치되고, 상기 각 보빈(23, 24)의 외측에는 원통 구조를 갖는 프레임(27)이 상기 샤프트(20)에 베어링을 사이에 두고 설치된다.

특히, 상기 보빈(25, 26)과 샤프트(20) 사이에는 내부 요크(29)들이 구비되는 바, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 내부 요크(29)와 상기 프레임(27)에는 돌기 모양과 홈 모양의 폴 티스(pole teeth)(29a, 27a)들이 상호 엇갈리게 형성된다.

따라서, 상기 스텝 모터는 상기 코일(25, 26)에 전원이 인가되면 내부 요크(29)에 형성된 폴 티스(29a)에 N, S 극이 연속하여 발생하면서 상기 프레임(27)의 폴 티스(27a)와의 상호 작용에 의해 회전력이 생성되어 상기 마그네트(21) 및 샤프트(20)가 회전하게 된다.

그러나, 상기 스텝 모터는 프레임(27)의 폴 티스(27a)와 내부 요크(29)의 폴 티스(29a)의 형상이 다르기 때문에 원하는 토크 파형을 발생시키기 어려우며, 코킹 토크 또한 커지게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 마그네트의 외경 및 길이를 증대시킴으로써 모터 구조를 소형화하면서도 고출력을 얻을 수 있는 스텝 모터를 제공하는 데 목적이 있다.

도 1은 종래 스텝 모터의 일 예가 도시된 단면도,

도 2는 종래 스텝 모터의 다른 예가 도시된 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 스텝 모터의 횡단면도,

도 4는 본 발명에 따른 스텝 모터가 도시된 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 이너 폴 피스가 도시된 정면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 샤프트 55, 56 : 베어링

60 : 로터 61 : 로터 하우징

65 : 마그네트 70 : 스테이터

71 : 스테이터 바디 72 ,73, 74, 75 : 이너 폴 피스

78 : 플랜지부 T : 폴 티스

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 스텝 모터는, 샤프트과, 상기 샤프트의 둘레에 베어링을 사이에 두고 상대 운동이 가능하게 위치되는 스테이터와, 상기 샤프트에 일측에서 상기 스테이터의 외주 방향에 길게 위치되도록 연결되어 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전하는 로터로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 스텝 모터가 도시된 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 이너 폴 피스가 도시된 정면도이다.

본 발명에 따른 스텝 모터는, 도 4를 참고하면, 샤프트(51)와, 상기 샤프트(51)의 둘레에 베어링(55, 56)을 사이에 두고 상대 운동이 가능하게 위치되는 스테이터(70)와, 상기 샤프트(51)에 일측에서 상기 스테이터(70)의 외주 방향에 길게 위치되도록 연결되어 상기 스테이터(70)와의 상호 작용에 의해 회전하는 로터(60)로 구성된다.

상기 스테이터(70)는 원통 구조로 이루어져 상기 샤프트(51)의 둘레에 메탈 베어링(55, 56)을 사이에 두고 위치되어 스테이터 바디(71)와, 상기 스테이터 바디(71)의 둘레면에 구비되는 두 개의 코일(76, 77)과, 상기 각 코일(76, 77)의 양측에 각각 구비되는 이너 폴 피스(72, 73, 74, 75)로 구성된다.

여기서, 상기 스테이터 바디(71)는 일측 둘레에 원주 방향으로 돌출되어 모터 케이스 등에 고정되도록 플랜지부(78)가 형성된다.

상기 2 개의 코일(76, 77)은 축방향으로 일정 거리 이격되게 위치된다.

상기 이너 폴 피스(72, 73, 74, 75)는 도 5에 도시된 바와 같이 원판 링 구조로 이루어져 상기 스테이터 바디(71)의 둘레에 끼워지도록 중앙에는 홀(H)이 형성되고, 외주면에는 5개의 폴 티스(T)가 돌출된다.

이와 같은 이너 폴 피스들(72, 73, 74, 75)은 상기 2개의 코일(76, 77) 양측에 각각 위치되고, 상기 각각의 이너 폴 피스들(72, 73, 74, 75)은 모터의 스텝 각도 변위가 가능하도록 상기 코일(76, 77)을 중심으로 상호 마주하는 폴 티스(T)가 일정한 각도로 회전되어 배치된다.

상기 로터(60)는 가운데 부분이 상기 샤프트(51)에 고정되는 동시에 외측 둘레면이 상기 스테이터(70)의 둘레에 위치되는 원통 구조로 이루어진 로터 하우징(61)과, 상기 로터 하우징(61)의 외측 둘레면의 내부에 상기 스테이터(70)와 마주하도록 구비되는 마그네트(65)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 스텝 모터의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 스테이터(70)의 두 개의 코일(76, 77)에 전원이 인가되면, 코일(76, 77) 양측의 이너 폴 피스들(72, 73, 74, 75)에 형성된 폴 티스(T)에 N, S 극이 연속하여 발생하면서 상기 로터(60)의 마그네트(65)와의 상호 작용에 의해 상기 로터 하우징(61)에 회전력이 생성된다.

이때, 상기 로터 하우징(61)에 연결되어 고정된 샤프트(51)가 로터(60)와 함께 회전하게 된다.

여기서, 상기 마그네트(65)는 이너 폴 피스(72, 73, 74, 75)의 외경에 배치되므로 회전 중심인 상기 샤프트(51)로부터 거리가 증대되고, 상기 스테이터(70)의 외경바깥쪽에 위치되므로 전체적인 길이를 증가시킬 수 있게 됨으로써 모터의 고출력 고토크를 얻을 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 스텝 모터는 스테이터의 외측에 마그네트가 배치되도록 구성되어 있기 때문에 마그네트의 외경이 증대되어 출력 향상을 도모할 수 있고, 마그네트의 전체 길이도 종래 기술에 비하여 크게 할 수 있으므로 모터를 소형화시키면서도 모터의 출력을 더욱 향상시킬 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Claims (6)

1. 샤프트와, 상기 샤프트의 둘레에 베어링을 사이에 두고 상대 운동이 가능하게 위치되는 스테이터와, 상기 샤프트의 일측에서 상기 스테이터의 외주 방향에 길게 위치되도록 연결되어 상기 스테이터와의 상호 작용에 의해 회전하는 로터를 포함하며,

   상기 스테이터는 원통 구조로 이루어져 상기 샤프트의 둘레에 위치되는 스테이터 바디와, 상기 스테이터 바디의 둘레면에 구비되는 것으로 2개로 이루어져 축 방향으로 일정 거리 이격되게 위치되는 코일과, 상기 각 코일의 양측에 각각 구비되는 이너 폴 피스로 구성되는 것을 특징으로 하는 스텝 모터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이너 폴 피스는 원판 링 구조로 이루어져 상기 스테이터 바디의 둘레에 끼워지고, 외주면에는 복수개의 폴 티스가 돌출된 것을 특징으로 하는 스텝 모터.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이너 폴 피스는 상기 2개의 코일 양측에 각각 구비되고, 상기 각각의 이너 폴 피스는 모터의 스텝 각도 변위가 가능하도록 각 폴 티스가 일정한 각도로 회전되어 배치된 것을 특징으로 하는 스텝 모터.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 로터는 가운데 부분이 상기 샤프트에 고정되는 동시에 외측 둘레면이 상기 스테이터의 둘레에 위치되는 원통 구조로 이루어진 로터 하우징과, 상기 로터 하우징의 외측 둘레면의 내부에 상기 스테이터와 마주하도록 구비되는 마그네트로 구성된 것을 특징으로 하는 스텝 모터.