KR100584117B1 - The smallest type actuator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 극소형 액츄에이터에 관한 것으로, 이 극소형 액츄에이터(1)가 샤프트(2)와 이 샤프트(2)에 삽입고정되는 마그네트(3)로 구성되고, 상기 마그네트(3)의 외측에 설치되는 코일체(4)와 상기 마그네트(3)의 좌우측에 와셔(5)를 매개로 설치되는 베어링(6)과 그 외측의 중간커버(7)와 이 중간커버(7)의 전후방에 고정되는 앞커버(8a) 및 뒷커버(8b)로 구성된 모터(8)와, 선기어(9)와 유성기어(10)가 조립되는 1단 캐리어(11)와 이 1단 캐리어(11)에 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 연결되는 2단 캐리어(12) 및 이 2단 캐리어(12)에 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 연결되면서 그 전방에 출력 샤프트(13a)가 형성된 3단 캐리어(13)로 구성되고, 상기 유성기어(10)와 치합되는 링기어(14)와 이 링기어(14)의 앞부분과 뒷부분에 고정설치되는 앞커버(16a)와 뒷커버(16b) 및 상기 앞커버(16a)의 전방에 설치되는 멈춤링(15)으로 구성된 감속기(16)를 포함하는 구조로서, 상기 극소형 액츄에이터는 액츄에이터의 고출력, 소형화 및, 장수명화를 도모할 수 있고, 모터 구조의 단순화를 통한 액츄에이터 크기의 극소형화 및 가공성을 향상시킴과 더불어 오일리스베어링의 사용으로 인한 장치의 고속화를 도모할 수 있다.The present invention relates to a micro actuator, the micro actuator (1) is composed of a shaft (2) and a magnet (3) inserted into the shaft (2), which is provided on the outside of the magnet (3) Bearing 6 provided on the left and right sides of the coil body 4 and the magnet 3 via the washer 5, the middle cover 7 on the outside thereof, and the front cover fixed to the front and rear of the middle cover 7. A motor 8 composed of an 8a and a rear cover 8b, a first stage carrier 11 in which the sun gear 9 and the planetary gear 10 are assembled, and a sun gear 9 in the first stage carrier 11; A two-stage carrier 12 connected through the planetary gear 10 and an output shaft 13a formed in front of the two-stage carrier 12 by connecting the sun gear 9 and the planetary gear 10 through the medium. A ring gear 14 which is composed of a three-stage carrier 13 and meshes with the planetary gear 10, and a front cover 16a and a rear cover 16b fixed to the front and rear portions of the ring gear 14 are fixed. And said A structure including a reducer 16 composed of a stop ring 15 provided in front of the front cover 16a, wherein the micro actuator can achieve high output, miniaturization, and long life of the actuator, By simplifying the actuator size and improving processability, the use of oilless bearings can increase the speed of the device.
극소형 액츄에이터, 모터, 감속기Miniature Actuator, Motor, Reducer
Description
도 1은 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 외형을 나타낸 분리사시도,1 is an exploded perspective view showing the external appearance of a micro actuator according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 모터 구조를 나타낸 분리사시도,Figure 2 is an exploded perspective view showing the motor structure of the micro actuator according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 모터의 조립상태를 나타낸 측단면도,Figure 3 is a side cross-sectional view showing an assembled state of the motor according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 모터의 코일체를 나타낸 사시도,4 is a perspective view showing a coil body of a motor according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 감속기 구조를 나타낸 분리사시도,5 is an exploded perspective view showing the structure of the reducer of the micro actuator according to the present invention;
도 6는 본 발명에 따른 감속기의 조립상태를 나타낸 측단면도,Figure 6 is a side cross-sectional view showing an assembled state of the reducer according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따른 감속기의 캐리어와 선기어 및 유성기어의 조립상태를 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view showing the assembled state of the carrier, the sun gear and the planetary gear of the reduction gear according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 극소형 액츄에이터 2 : 샤프트1: ultra-small actuator 2: shaft
2a : 단 3 : 마그네트2a: single 3: magnet
4 : 코일체 4a : 결선4
5 : 와셔 6 : 베어링5: washer 6: bearing
7 : 중간커버 8 : 모터7: middle cover 8: motor
8a : 앞커버 8b : 뒷커버8a:
8b' : 인출홈 9 : 선기어8b ': Drawout groove 9: Sun gear
10 : 유성기어 11 : 1단 캐리어10: planetary gear 11: single stage carrier
11a : 플레이트 11b : 핀11a:
12 : 2단 캐리어 12a : 플레이트12: two-
12b : 핀 13 : 3단 캐리어12b: Pin 13: 3-stage carrier
13a : 출력 샤프트 13b : 플레이트13a:
14 : 링기어 15 : 멈춤링14: ring gear 15: stop ring
16 : 감속기 16a : 앞커버16:
16b : 뒷커버16b: rear cover
본 발명은 장치를 구동하는 액츄에이터에 관한 것으로, 특히 모터 구조의 단순화에 따라 직경이 Φ3mm 이하의 극소형으로 제작됨과 아울러 정밀도 및 그 가공성의 향상으로 소형 정밀 동력용이나 고속 구동장치 등 여러 첨단 제품에 다양하게 사용할 수 있도록 된 극소형 액츄에이터에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator for driving a device. In particular, according to the simplification of a motor structure, the present invention is manufactured in a very small diameter of Φ3 mm or less, and in various high-tech products such as a small precision power or a high speed drive device due to the improvement of precision and machinability. The present invention relates to a micro actuator that can be used in various ways.
현재 고정밀, 고출력비를 요하는 마이크로 로봇이나 정밀 의료기기 등에 필요한 소형 액츄에이터에 관한 기술은 아직까지 국내에서 보유하고 있지 못할 정도로 액츄에이터의 소형화가 어려운 것이 현실이다.Currently, it is difficult to miniaturize the actuator so that the technology related to the small actuator required for micro robots or precision medical devices that require high precision and high power ratio cannot be possessed in Korea yet.
그러므로, 상기 소형 액츄에이터의 기술 발전 방향은 응용부품의 소형 정밀화에 부응하는 소형화, 경량화 및 고성능화를 동시에 만족시키는 방향이고, 소형 액츄에이터의 제작 기술을 현 기술을 이용하면서 소형화시킬 수 있는 한계는 외경 3mm 수준이 한계일 것으로 보고 있으며, 더욱 소형화되기 위해서는 새로운 기술이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, the direction of technology development of the small actuator is a direction that satisfies the miniaturization, light weight and high performance simultaneously to meet the miniaturization of the application parts, and the limit to miniaturize the manufacturing technology of the small actuator using the current technology is about 3mm in outer diameter. It is believed that this is the limit, and new technology is required to be further miniaturized.
따라서, 외국의 경우 현재 진행되고 있는 소형 액츄에이터의 제작 기술을 언급하자면 유성치차형 기어헤드를 부착한 외경 Φ2.4mm 및 Φ6.0mm 제품의 개발을 성공했고, 이 경우 기어헤드의 구성부품을 기계가공에 의해 제작하였다.Therefore, in the case of foreign countries, to mention the current technology of manufacturing small actuators, we succeeded in developing products with outer diameters of Φ2.4mm and Φ6.0mm with planetary gear type gearheads. Produced by
또한, MEMS 기술을 도입한 경우는 아직까지 외경 Φ3-5mm 내외의 학술적 연구에 머물러 있으며, 상용화된 제품에 대해서는 보고되지 않고 있다.In addition, the introduction of MEMS technology has remained the academic research of the outer diameter of Φ 3-5 mm, and has not been reported for commercialized products.
그리고, 소형 모터 제작기술과 MEMS 기술을 이용한 기어헤드 제작 기술을 합하여 외경 Φ1.9mm의 모터 및 기어헤드가 결합된 극소형 모터를 개발하였다고 보고한 바 있다.In addition, it has been reported that a combination of a small motor manufacturing technology and a gearhead manufacturing technology using MEMS technology has developed a motor having an outer diameter of Φ 1.9 mm and a micro motor combined with a gear head.
한편, 국내의 경우 외경 Φ5mm 이하의 모터 제작시에는 반드시 코어리스 구조의 권선 기술이 필요시 되고 있으나 국내에서는 아직 외경 Φ10mm 이하에 적용할 코어리스 구조의 권선 기술이 개발되지 못하고 있다. 크기 면에서는 최근 휴대전화기용 진동모터로서 외경 Φ4mm의 모터가 국내에서도 개발되어 내수 및 수출용으로 생산되고 있으나 기어헤드 없이 모터만 존재하며 단순 회전만을 목적으로 하고 있으며 회전수도 수천rpm 정도이다. Meanwhile, in Korea, coreless winding technology is required when manufacturing a motor having an outer diameter of Φ5 mm or less. However, in Korea, coreless structure winding technology to be applied to an outer diameter of Φ10 mm or less has not yet been developed. In terms of size, as a vibration motor for mobile phones, motors with an outer diameter of Φ4mm have been developed in Korea and produced for domestic and export use. However, only motors exist without gear heads, and only the purpose of rotation is thousands of rpm.
그런데, 상기와 같이 소형 액츄에이터의 개발이나 제작이 어려운 이유는 액 츄에이터의 크기가 작아지면서 100,000rpm 이상의 고속회전이 일어나는 부분에 사용할 수 있는 베어링의 제작에 문제가 있는 바, 그 이유는 현제까지 많이 사용하던 볼 베어링이나 공기 베어링이 모두 제작상에 제한을 받기 때문이고, 또한 기존 DC 모터의 브러쉬 및 기타 부품으로 인한 초소형화의 어려움이 있었다.However, the reason why it is difficult to develop or manufacture a small actuator as described above is that there is a problem in the manufacture of a bearing that can be used in a portion where a high speed rotation of 100,000 rpm occurs as the size of the actuator decreases. All ball bearings and air bearings used were limited in manufacturing, and there was a difficulty in miniaturization due to brushes and other components of the existing DC motor.
그리고, 상기 소형 액츄에이터의 개발과 함께 최적 제어기가 같이 개발되는 것이 추세이나 극소형의 경우 현재 기술로는 정밀제어가 대단히 어렵고, 정밀제어를 위해 부착되는 홀 센서 등의 센서가 크기 제약에 따라 부착이 불가능하기 때문이며, 특히 고속의 경우 전기적 출력 신호로서 제어하기가 더욱 어렵고, 보편화된 기계가공에 대한 원가 상승화 문제 및 가공 정밀도 유지 문제의 어려움이 있으며, 부품의 미세화로 인한 조립이 어려움으로 인한 제품의 품질 유지가 어렵다는 등의 문제가 있었다.In addition, with the development of the small actuator, the optimum controller is developed together, but in the case of a very small size, current technology is very difficult to control precisely, and sensors such as a hall sensor attached for precision control are attached according to size constraints. In particular, it is more difficult to control as an electrical output signal at high speed, there is a problem of cost increase for general machining and maintenance of processing precision, and assembly of product due to difficulty in miniaturization of parts There were problems such as difficulty in maintaining quality.
이에 본 발명은 상기한 바의 제반 사정을 감안하여 안출된 것으로, 모터 구조의 단순화에 따라 직경이 Φ3mm 이하의 극소형으로 제작됨과 아울러 정밀도 및 그 가공성의 향상으로 소형 정밀 동력용이나 고속 구동장치 등 여러 첨단 제품에 다양하게 사용할 수 있도록 된 극소형 액츄에이터를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described circumstances, and according to the simplification of the motor structure, the present invention has been manufactured in a very small diameter having a diameter of Φ3 mm or less, and also improved in precision and workability. The goal is to provide a micro actuator that can be used in many advanced products.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정길이를 가지면서 회전되는 샤프트와 이 샤프트에 삽입고정되는 원통형의 마그네트로 구성된 회전자와, 상기 마그네트의 외측을 감싸주도록 조립되는 코일체와 상기 샤프트에 삽입고정된 상 태로 상기 마그네트의 좌우측에 각각 와셔를 매개로 설치되는 원통형의 베어링과 상기 부품들을 감싼 상태로 장치의 외형을 이루도록 된 중간커버와 이 중간커버의 전후방에 각각 삽입고정되어 상기 베어링을 감싸주도록 된 앞커버 및 뒷커버로 구성된 고정자로 이루어진 모터;와, 이 모터에 샤프트를 통해 연결되면서 실제 구동을 위하여 선기어와 유성기어가 조립되는 1단 캐리어와 이 1단 캐리어에 선기어와 유성기어를 매개로 연결되는 2단 캐리어 및 이 2단 캐리어에 선기어와 유성기어를 매개로 연결되면서 그 전방에 출력 샤프트가 형성된 3단 캐리어로 구성된 구동부와, 이 구동부의 외측을 감싸주면서 상기 유성기어와 치합되는 원통형의 링기어와 이 링기어의 앞부분과 뒷부분을 지지해주도록 고정설치되는 앞커버와 뒷커버 및 상기 앞커버의 전방에 설치되어 상기 3단 캐리어의 출력 샤프트를 지지하도록 된 멈춤링으로 구성된 고정부로 이루어진 감속기;를 포함하는 구조이다.The present invention for achieving the object of the above bar, a rotor having a predetermined length and a rotating rotor and a cylindrical magnet inserted into the shaft, and the coil body is assembled to surround the outside of the magnet and the Cylindrical bearings installed on the left and right sides of the magnet through washers inserted and fixed to the shaft, and the intermediate cover and the front and rear portions of the intermediate cover configured to form the outer shape of the device with the parts wrapped, respectively. A motor consisting of a stator composed of a front cover and a rear cover to surround the motor; and a first stage carrier connected to the motor through a shaft and assembled with a sun gear and a planetary gear for actual driving, and a sun gear and a planetary gear on the first stage carrier. Connected to the second stage carrier and the two-stage carrier through the sun gear and planetary gear A drive unit consisting of a three-stage carrier having an output shaft in front thereof, a cylindrical ring gear that is engaged with the planetary gear while surrounding the outside of the drive unit, and a front cover fixed to support the front and rear parts of the ring gear; And a reducer formed of a rear cover and a stopper provided in front of the front cover and configured of a stop ring configured to support the output shaft of the three-stage carrier.
그리고, 상기 모터의 샤프트 외주면에 그 직경이 다른 단이 형성되어 상기 마그네트 삽입부분과 베어링 삽입부분의 구분을 줄 수 있고, 상기 모터의 뒷커버 외측에 상기 코일체의 결선을 인출할 수 있도록 3개의 인출홈이 등간격으로 형성되며, 상기 모터의 코일체가 셀프 본딩(self-bonding)식으로 성형됨과 아울러 인출되는 결선이 델타(Delta)결선 방식으로 이루어진 것이다.In addition, a stage having a different diameter may be formed on an outer circumference of the shaft of the motor to distinguish the magnet insertion portion and the bearing insertion portion, and to draw the connection of the coil body outside the rear cover of the motor. The drawing grooves are formed at equal intervals, and the coil body of the motor is formed by a self-bonding method, and the connection to be drawn is made in a delta connection method.
또한, 상기 감속기의 1,2단 캐리어가 플레이트에 다수의 핀을 압입하여 제작됨과 아울러 3단 캐리어도 플레이트에 출력 샤프트를 압입하여 제작되고, 상기 감속기의 선기어와 유성기어 및 링기어가 와이어 가공 및 방전 가공으로 제작되며, 상기 감속기의 1,2단 캐리어의 플레이트 전면 중심에 선기어가 조립됨과 아울러 플 레이트 후면에 120도 각도로 세부분에 유성기어가 조립되어 상기 선기어는 고정된 상태를 유지함과 더불어 상기 유성기어는 회전이 원활하게 이루어지도록 된 것이다.In addition, the first and second stage carriers of the reducer are manufactured by pressing a plurality of pins into the plate, and the third stage carrier is also manufactured by pressing the output shaft into the plate, and the sun gear, the planetary gear, and the ring gear of the reducer are wire-processed and Produced by electric discharge machining, the sun gear is assembled in the center of the front surface of the plate of the first and second stage carriers of the reducer, and the planetary gear is assembled in detail at a 120-degree angle on the back of the plate to keep the sun gear fixed. The planetary gear is to be smoothly rotated.
즉, 상기의 구조로 이루어진 극소형 액츄에이터는 BLDC(브러쉬리스 DC) 모터와 유성 치차형 감속기의 결합 형태로 구성되는 바, 상기 BLDC 모터는 소형이면서 고출력을 가지고 기존의 DC 모터의 경우에 발생하는 단수명 문제와 고속회전이 힘든 문제를 해결할 수 있고, 상기 유성 치차형 감속기는 입출력축이 동일하고, 부피에 비하여 큰 감속비를 가지며, 굉장히 다양한 감속비와 운전조건을 만들 수 있는 것이다.That is, the micro actuator formed of the above structure is composed of a combination of a brushless DC (BLDC) motor and a planetary gear reducer, and the BLDC motor is small and has a high output and is generated in the case of a conventional DC motor. It is possible to solve the problem of life and difficult to rotate at high speed, the planetary gear reducer is the same input and output shaft, has a large reduction ratio compared to the volume, it is possible to create a wide variety of reduction ratio and operating conditions.
따라서, 상기 극소형 액츄에이터는 기존의 DC 모터를 BLDC 모터로 개선하여 액츄에이터의 고출력, 소형화 및, 장수명화를 도모할 수 있고, 모터 구조의 단순화를 통한 액츄에이터 크기의 극소형화 및 가공성을 향상시킴과 더불어 오일리스베어링의 사용으로 인한 장치의 고속화를 도모할 수 있으며, 극소형 액츄에이터를 이루는 각종 부품의 조립 정밀도 향상, 조립 단순화 및 소형화를 통해 소형 정밀 동력용이나 고속 구동장치 등 여러 첨단 제품에 극소형 액츄에이터를 다양하게 사용할 수 있는 것이다.Therefore, the micro actuator can improve the output, miniaturization and long life of the actuator by improving the existing DC motor to the BLDC motor, and improve the miniaturization and processability of the actuator size by simplifying the motor structure. The use of oilless bearings makes it possible to increase the speed of the device, and by improving the assembly precision, simplifying the assembly and miniaturization of various components that make up the small actuator, the micro actuator can be used in many high-tech products such as small precision power or high speed drive. You can use a variety.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 외형을 도시한 분리사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 모터 구조를 도시한 분리사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 모터의 조립상태를 도시한 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 모터의 코일체를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터의 감속기 구조를 도시한 분리사시도이고, 도 6는 본 발명에 따른 감속기의 조립상태를 도시한 측단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 감속기의 캐리어와 선기어 및 유성기어의 조립상태를 도시한 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the external appearance of the micro actuator according to the invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the motor structure of the micro actuator according to the invention, Figure 3 is an assembled state of the motor according to the
본 발명에 따른 극소형 액츄에이터(1)의 구조는 일정길이를 가지면서 회전되는 샤프트(2)와 이 샤프트(2)에 삽입고정되는 원통형의 마그네트(3)로 구성된 회전자와, 상기 마그네트(3)의 외측을 감싸주도록 조립되는 코일체(4)와 상기 샤프트(2)에 삽입고정된 상태로 상기 마그네트(3)의 좌우측에 각각 와셔(5)를 매개로 설치되는 원통형의 베어링(6)과 상기 부품들을 감싼 상태로 장치의 외형을 이루도록 된 중간커버(7)와 이 중간커버(7)의 전후방에 각각 삽입고정되어 상기 베어링(6)을 감싸주도록 된 앞커버(8a) 및 뒷커버(8b)로 구성된 고정자로 이루어진 모터(8)와, 이 모터(8)에 샤프트(2)를 통해 연결되면서 실제 구동을 위하여 선기어(9)와 유성기어(10)가 조립되는 1단 캐리어(11)와 이 1단 캐리어(11)에 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 연결되는 2단 캐리어(12) 및 이 2단 캐리어(12)에 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 연결되면서 그 전방에 출력 샤프트(13a)가 형성된 3단 캐리어(13)로 구성된 구동부와, 이 구동부의 외측을 감싸주면서 상기 유성기어(10)와 치합되는 원통형의 링기어(14)와 이 링기어(14)의 앞부분과 뒷부분을 지지해주도록 고정설치되는 앞커버(16a)와 뒷커버(16b) 및 상기 앞커버(16a)의 전방에 설치되어 상기 3단 캐리어(13)의 출력 샤프트(13a)를 지지하도록 된 멈춤링(15)으로 구성된 고정부로 이루어진 감속기(16)를 포함하는 것이다.The structure of the
여기서, 상기의 구조로 이루어진 극소형 액츄에이터(1)의 특징은 BLDC 모터(8)와 유성 치차형 감속기(16)의 결합 형태로 구성된 것에 있는 바, 상기 모터(8)의 경우 스펙은 직경이 3mm, 길이가 10mm, 무부하 회전수가 50,000rpm 인 코어리스형 BLDC 모터 타입이고, 상기 감속기(16)의 경우는 직경이 3mm, 길이가 10mm, 3단 stagedlrh, 감속비가 45:1 이며, 유성 치차형 타입이다. 상기 BLDC 모터(8)의 특징은 소형이면서 고출력을 가지고, 기존의 DC 모터에 발생하는 단수명 문제와 고속회전이 힘든 문제를 해결할 수 있고, 상기 유성 치차형 감속기(16)는 입출력축이 동일하고, 부피에 비하여 큰 감속비를 가지며, 굉장히 다양한 감속비와 운전조건을 만들 수 있는 것이다.Here, the characteristic of the
즉, 상기 극소형 액츄에이터(1)를 이루는 모터(8)의 구조는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모터(8)는 크게 회전자와 고정자로 나뉘게 되는 바, 모터(8)의 회전자는 상기 샤프트(2)와 마그네트(3) 부분이고, 모터(8)의 고정자는 앞커버(8a)와 뒷커버(8b) 및 중간커버(7), 코일체(4), 베어링(6) 및 와셔(5) 부분으로서, 이 모터(8)는 코어가 없는 코어리스 타입의 BLDC 모터(8)인 것이다.That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the structure of the
상기 모터(8)의 베어링(6)은 앞커버(8a) 및 뒷커버(8b)의 내측에 삽입된 상태로 설치되어 모터(8) 회전자의 회전을 원할하게 하고, 상기 마그네트(3)와 베어링(6) 사이 공간에는 와셔(5)를 설치하여 회전자의 마그네트(3)와 베어링(6)의 간섭시 일어나는 마찰을 줄여 주는 역할을 하며, 상기 중간커버(7)의 전후방에 조립되는 앞커버(8a)와 뒷커버(8b)의 조립을 용이하게 하기 위함과 동시에 동심도를 잡 아주기 위하여 앞커버(8a) 및 뒷커버(8b)에 각각 단을 두어 제작한 것이다.The
그러므로, 상기 모터(8)의 조립구조는 샤프트(2)의 중심부에 마그네트(3)가 삽입설치되고, 상기 마그네트(3)의 전후방에 와셔(5)를 매개로 베어링(6)이 각각 설치되며, 상기 마그네트(3)의 외측에 코일체(4)가 설치되고, 상기 코일체(4)의 외측에 중간커버(7)가 씌워져 고정되며, 상기 중간커버(7)의 전후방에 각각 앞커버(8a)와 뒷커버(8b)가 삽입설치되는 것이다.Therefore, in the assembling structure of the
한편, 상기 모터(8)를 이루는 각종 부품을 품목별로 보다 상세히 설명하면, 우선 상기 샤프트(2)의 경우 마그네트(3) 설치부위와 베어링(6)의 설치부위가 구분될 수 있도록 샤프트(2) 외주면에 단(2a)을 주어 마그네트(3)의 결합을 용이하게 하고, 상기 모터(8)의 뒷커버(8b)에는 코일체(4)의 결선(4a)을 모터(8) 외부로부터 인출하기 위하여 3개의 인출홈(8b')이 등간격으로 형성되며, 상기 중간커버(7)는 금형의 형상을 용이하게 하기 위하여 통자형으로 제작되며, 상기 마그네트(3)는 Nd 소결 자석을 사용하여 기계가공으로 제작되고, 상기 베어링(6)은 함유 소결 베어링을 사용하여 금형으로 제작되는 것이다.On the other hand, if the various parts constituting the
그리고, 상기 코일체(4)의 상세 구조는 도 4에 도시된 바와 같이, 그 선경이 0.04mm 이고, 내경은 2.1mm, 외경은 2.6mm, 길이 6.5mm 수준으로 코일체(4)를 성형하고, 상기 코일체(4)의 결선방법은 델타결선 방식을 사용하며, 코일체(4)의 성형 방법은 셀프 본딩 방식을 사용하는 것이다.And, as shown in Figure 4, the detailed structure of the
또한, 상기 극소형 액츄에이터(1)를 이루는 감속기(16)의 구조는 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 감속기(16)는 크게 실제로 구동되어지는 구동부와 고 정되어 감속기(16)를 유지해 주는 고정부로 나뉘어 지는 바, 상기 구동부는 3단으로 이루어진 유성치차부(캐리어, 링기어, 선기어)로 구성되고, 상기 고정부는 감속기(16)의 바깥쪽을 싸주면서 감속기(16)의 유성기어(10)와 맞물려지는 링기어(14)와, 감속기(16)의 전후방을 지지해 주는 앞커버(16a) 및 뒷커버(16b)와, 감속기(16) 마지막 출력단의 흔들림을 방지해 주는 멈춤링(15)으로 이루어진 것이다.In addition, as shown in FIGS. 5 and 6, the structure of the
즉, 상기 감속기(16)의 조립구조는 후면에 세개의 유성기어(10)가 설치됨과 아울러 그 전면에 선기어(9)를 중심으로 유성기어(10)가 조립되는 1단 캐리어(11)가 설치되고, 상기 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 상기 1단 캐리어(11)의 전면에 2단 캐리어(12)가 설치되며, 상기 선기어(9)와 유성기어(10)를 매개로 상기 2단 캐리어(12)의 전면에 3단 캐리어(13)가 설치되고, 상기 3단 캐리어(13)의 전면에 출력 샤프트(13a)가 설치되며, 상기 1,2,3단 캐리어(11,12,13)의 외측에 유성기어(10)와 치합되는 링기어(14)가 설치되고, 상기 링기어(14)의 좌우측단에 각각 앞커버(16a)와 뒷커버(16b)가 삽입설치되며, 상기 앞커버(16a)의 전면에 멈춤링(15)이 상기 3단 캐리어(13)의 출력 샤프트(13a)에 삽입된 상태로 설치되는 것이다.That is, in the assembly structure of the
여기서, 상기 감속기(16)를 구성하는 각종 부품중 상기 앞커버(16a)와 뒷커버(16b)는 가공정밀도를 높이기 위하여 단순 형상으로 설계함과 아울러 일반 기계가공으로 제작되고, 상기 감속기(16)의 1,2단 캐리어(11,12)가 원판형의 플레이트(11a,12a)에 다수의 핀(11b,12b)을 압입하여 제작됨과 아울러 3단 캐리어(13)도 플레이트(13b)에 출력 샤프트(13a)를 압입하여 제작되며, 상기 감속기(16)의 선기어(9)와 유성기어(10) 및 링기어(14)가 와이어 가공 및 방전 가공으로 제작되는 것이 다.Here, the front cover (16a) and the rear cover (16b) of the various components constituting the
그리고, 상기 감속기(16)를 이루는 캐리어와 선기어(9) 및 유성기어(10)의 조립상태는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 감속기(16)의 1,2단 캐리어(11,12)의 플레이트(11a,12a) 전면 중심에 선기어(9)가 조립됨과 아울러 플레이트(11a,12a) 후면에 120도 각도로 세부분에 유성기어(10)가 조립되어 상기 선기어(9)는 고정된 상태를 유지함과 더불어 상기 유성기어(10)는 회전이 원활하게 이루어지도록 된 것이다.As shown in FIG. 7, the carrier,
따라서, 상기 극소형 액츄에이터(1)의 용도로서는 취급이 편리하도록 작아지는 기계류에 적합한 소형 정밀 동력용 및 고속 구동 액츄에이터, Wearable 컴퓨터/마이크로 PDA/IMT-2000 용 단말기/마이크로 시스템(인체 삽입 내시경용 및 마이크로펌프 등의 구동부)/초소형 첨단 시스템(기체/유체 분석용 마이크로 시스템, 마이크로 로봇, 마이크로 비행기, 마이크로 카메라 등의 구동부) 등 휴대에 적합한 장비에 극소형 액츄에이터(1)가 소요되는 것이다.Therefore, the use of the micro-actuator (1) is a small precision power and high-speed drive actuator, wearable computer / micro PDA / IMT-2000 terminal / micro system (human body insertion endoscope and The
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 극소형 액츄에이터에 의하면, 기존의 DC 모터를 BLDC 모터로 개선하여 액츄에이터의 고출력, 소형화 및, 장수명화를 도모할 수 있고, 모터 구조의 단순화를 통한 액츄에이터 크기의 극소형화 및 가공성을 향상시킴과 더불어 오일리스베어링의 사용으로 인한 장치의 고속화를 도모할 수 있으며, 극소형 액츄에이터를 이루는 각종 부품의 조립 정밀도 향상, 조립 단순화 및 소형화를 통해 소형 정밀 동력용이나 고속 구동장치 등 여러 첨단 제품 에 극소형 액츄에이터를 다양하게 사용할 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, according to the micro-actuator according to the present invention, the existing DC motor can be improved to the BLDC motor to achieve high output, miniaturization, and long life of the actuator, and the pole of the actuator size through the simplification of the motor structure. In addition to miniaturization and processability, the device can be speeded up by the use of oilless bearings.In addition, the assembly precision of various components that make up the micro actuator can be improved, the assembly simplification, and the miniaturization make it possible to use small precision power or high speed drive. It is possible to use a variety of ultra small actuators in many advanced products.
Claims (8)
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KR1020040086015A KR100584117B1 (en) | 2004-10-27 | 2004-10-27 | The smallest type actuator |
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Cited By (3)
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KR101020796B1 (en) * | 2008-12-03 | 2011-03-09 | 엘지이노텍 주식회사 | Step actuator |
KR101040958B1 (en) | 2009-07-30 | 2011-06-16 | 전자부품연구원 | Rotor having acceleration-gear and BLDC motor including the same |
KR101045780B1 (en) * | 2009-07-31 | 2011-07-04 | (주)에스아이엠 | Power train |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000041369A (en) | 1998-07-17 | 2000-02-08 | C I Kasei Co Ltd | Microminiature motor, microminiature vibrating motor for portable equipment and information transmitting device |
-
2004
- 2004-10-27 KR KR1020040086015A patent/KR100584117B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000041369A (en) | 1998-07-17 | 2000-02-08 | C I Kasei Co Ltd | Microminiature motor, microminiature vibrating motor for portable equipment and information transmitting device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101020796B1 (en) * | 2008-12-03 | 2011-03-09 | 엘지이노텍 주식회사 | Step actuator |
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