KR100819246B1

KR100819246B1 - 스테핑 모터

Info

Publication number: KR100819246B1
Application number: KR1020060077032A
Authority: KR
Inventors: 신두식; 설진수; 신정길; 이종필; 정영빈
Original assignee: 삼성전자주식회사; 자화전자(주)
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-04-02
Also published as: CN101127476A; US20080042525A1; EP1890375A2; KR20080015564A

Abstract

본 발명에 따른 스테핑 모터는 환형의 영구 자석과, 상기 영구 자석의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 너트와, 상기 너트 내주 면의 나사 산에 접하게 삽입된 쉬프트를 포함하며, 상기 너트에 가해지는 회전력을 상기 쉬프트에 전달하며, 상기 쉬프트는 회전력을 나사 산을 따라서 왕복 운동으로 변환시킨다.

스테핑 모터, 회전력, 자석

Description

스테핑 모터{STEPPING MOTOR}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 스테핑 모터의 조립된 상태를 도시한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 스테핑 모터의 조립된 상태를 도시한 사시도,

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 보빈 및 상부 및 하부 요크가 실장된 하부 케이싱을 도시한 사시도,

도 5는 도 1에 도시된 회전 부를 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 평판을 도시한 사시도,

도 7은 도 1에 도시된 스테핑 모터와 도 6의 평판이 조립된 상태를 도시한 사시도,

도 8은 도 1에 도시된 쉬프트를 도시한 사시도,

도 9는 도 1에 도시된 쉬프트와 역 걸림 방지 부재 사이의 인력 관계를 측정한 그래프,

도 10 및 도 11은 도 1 및 도 7에 도시된 스테핑 모터의 동작을 설명하기 위한 사시도,

도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도,

도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도,

도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도.

본 발명은 소형 엑츄에이터에 관한 발명으로서, 특히 디지털 카메라 또는 이동통신 단말기와 같은 소형의 전자 기기에 장착된 광학 장치의 자동 초점 조절 및 광학 줌 동작의 정밀 제어가 가능한 리니어 스테핑 모터를 포함하는 소형 엑츄에이터에 관한 발명이다.

최근의 휴대용 디지털 및 전자 기기는 다양한 기능을 제공하는 복합 가전의 형태로 개발되고 있으며, 특히 소형화된 카메라 광학계의 보급으로 카메라 광학계를 포함하는 형태의 디지털 및 전자 기기가 보급되고 있다. 상술한 디지털 및 전자 기기로는 PMP, MP3, 디지털 카메라, 이동통신 단말기, PDA, 노트북 PC 등 다양한 형태가 있으며, 상술한 기기들은 유사한 다수의 기능들을 제공할 수 있다. 복합 가전 형태는 이미 이동통신 단말기에 있어서 일반적인 방식으로서, 광학 렌즈 및 이미지 센서가 장착된 이동통신 단말기(이하 카메라 폰; Camera phon)는 이미 보편화된 상태이다.

근래에는 카메라 광학계 및 이미지 센서의 발달로 인해서 카메라 광학계를 장착하는 정도를 넘어서, 고화소의 이미지 센서와 피사체의 촬영 시 흔들림으로 인 해서 촬영된 영상의 흐트러짐을 최소화시키기 위해서 자동 초점 조절 및 흔들림 방지 장치 및 광학 줌(Optical zoom)과 같은 고급 기능의 카메라 광학계를 포함하는 카메라 폰이 개발되고 있다.

상술한 바와 같이 카메라 광학계 등이 발전 될수록 디지털 및 전자 기기는 소형화되는 추세에 있으며, 점차 소형화된 카메라 광학계를 요구하고 있다. 상술한 복합 가전 형태의 휴대용 카메라 폰 등의 요구에 부응하기 위해서 자동 초점 조절 및 광학 줌 장치 등이 카메라 광학계의 외측에 설치하는 구조와, 구동 수단인 엑츄에이터의 크기를 최소화시키기 위한 연구가 진행되고 있다.

상술한 엑츄에이터는 구동 방식에 따라 보이스 코일 모터(Voice coil motor) 방식, 압전(Piezo) 방식, 스테핑 모터(Steeping motor) 방식으로 구분될 수 있다. 보이스 코일 방식은 가격이 저렴하고 구조가 간단해서 소형의 제품 구현이 용이한 반면에, 항상 전원이 인가되므로 소비 전력이 크고 별도의 위치 검출 기능 및 제어 수단을 필요로 하는 단점이 있다.

반면에 압전 방식은 소비 전력이 낮고 응답 특성 및 이동 분해능이 우수하며 소형의 제품 구현이 용이하나 가격이 고가이고 별도의 제어 수단을 필요로 하는 단점이 있다.

그 외에, 스테핑 모터 방식은 야지마카츠히데 등에 의해서 2002 미국 출원된 US6747382호("모터")에 자세하게 개시되어 있으며, 야지마카츠히데 등에 의해 발명된 모터는 로터와 로터에 대향된 스테이터를 구비한 스테이터 코어와, 로터를 관통하며 고정시키는 회전축과, 회전축을 회전 지지하는 베어링과, 베어링을 고정시키 기 위한 고정부(캡부)를 포함한다.

그 외에도 야지마카츠히데 등에 의한 발명은 베어링 및 베어링 고정부를 수지로 형성하는 구조를 개시하고 있으며, 회전축을 로터에 고정시키기 위한 전착제 도포용 홈과 C 형 와셔를 끼우기 위한 단부와, 스테핑 모터 외부로 길게 연장된 출력부에 리드 스크류를 더 포함한다.

결론적으로 스테핑 모터 방식은 장착되기 위해서 확보되어야 하는 공간이 회전축의 리드 스크류의 연장부의 길이 이외에 스테핑 모터의 외 측으로 회전자의 리드 스크류 접촉부에서 카메라 렌즈까지 연결되는 이동 부재의 폭만큼이 더 필요하다. 따라서, 근래에 카메라 렌즈를 장착하는 디지털 및 전자 기기 또는 카메라 폰 등은 스테핑 모터 방식을 장착할 경우에 부피가 커지는 문제가 있다. 반대로, 스테핑 모터의 외경을 최소화시킬 경우는 외경에 비례하는 회전력이 감소되므로 원할하게 작동되지 못하는 문제가 있다.

즉, 휴대용 카메라 폰 및 디지털 기기들에 장착되는 카메라 광학계의 종래 액츄에이터 장치는 전력 소모가 크거나, 부피가 큰 등의 문제가 있다.

본 발명은 슬림화된 카메라 폰 및 디지털 기기들에 적용 가능한 부피 및 구동 전력의 소모가 적은 스테핑 모터를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 제1 측면에 따른 스테핑 모터는,

환형의 영구 자석과;

상기 영구 자석의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 관 형의 체결 부재와;

상기 체결 부재의 나사 선과 나사 체결되어 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트를 포함한다.

본 발명의 제2 측면에 따른 스테핑 모터는,

환형의 영구 자석과, 상기 영구 자석의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 관 형의 체결 부재와, 상기 체결 부재의 나사 선과 나사 체결되어 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트를 포함하는 회전 부와;

상기 영구 자석의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈과, 상기 보빈을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일을 포함하는 요크부를 포함한다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스테핑 모터의 조립된 상태를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스테핑 모터의 조립된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 보빈 및 상부 및 하부 요크가 실장된 하부 케이싱을 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 따른 스테핑 모터(100)는 회전 부(130)와, 요크 부(141,142,143)와, 상기 요크 부(141,142,143) 및 회전 부(130)가 실장되는 하부 하우징(110)과, 상부 하우징(120)과, 복수의 제1 볼 베어링들(152)과, 베어링 가이드(151)와, 상부 및 하부 베어링(161,162)과, 와셔(154)와, 상기 하부 베어링(162)의 하부에 위치된 역 걸림 방지 부재(170)와, 지지 부재(190)와, 평판(200)을 포함한다.

도 5는 도 1에 도시된 회전 부(130)만을 별도로 도시한 사시도이다. 상기 회전 부는 환형의 영구 자석(133)과, 상기 영구 자석(133)의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 체결 부재(132)와, 상기 체결 부재(132)의 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트(131)를 포함한다.

상기 체결 부재(132)는 관 형태로서 그 내주 면에 나사 산이 형성되고, 상기 쉬프트(131)는 상기 체결 부재(132)의 중심을 관통하게 삽입되며 상기 체결 부재(132)의 나사 산에 대응되는 나사 산들이 형성된다. 즉, 상기 체결 부재(132)와 상기 쉬프트(131)는 나사 결합되며, 상기 쉬프트(131)는 상기 체결 부재(132)의 나사 산을 따라 자체 회전하며 동축을 따라서 상향 및 하향으로 직선 형태의 진퇴 운동을 실시한다.

상기 요크 부(141,142,143)는 상기 영구 자석(133)의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈(143)과, 상기 보빈(143)을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈(143) 측으로 돌출된 복수의 치형 부들(141b,142b)을 갖는 상부 및 하부 요 크(141,142)와, 상기 치형 부들(141b,142a)의 둘레를 둘러싸는 전자 코일(141a,142b)을 포함한다. 상기 보빈(143)은 절연 부재로 구성될 수 있으며, 그 내주 면에 둘 이상의 요크들이 고정될 수 있다.

상기 요크 부(141,142,143)는 상기 하부 하우징(110)의 개방된 일 측면에 부착된 단자 기판(180)을 통해서 전기를 제공받고, 제어될 수 있다.

상기 하부 하우징(110)은 상기 요크 부(141,142,143) 및 회전 부(130)가 실장될 수 있는 캡(Cap) 형태로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 하부 하우징(110)의 기저 면 상의 상기 제1 볼 베어링들(152)이 접촉되는 부분에는 상기 제1 볼 베어링들(152)이 탈선되는 것을 방지하고, 회전이 원활하게 이루어지도록 하기 위한 레일(111)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 하부 하우징(110)은 상기 쉬프트(131)가 돌출된 중앙 부분은 돌출된 상기 쉬프트(131)의 일단을 외부로부터 보호하기 위해서 상기 돌출된 쉬프트의 일 부분을 따라서 원통의 연장된 형태로 형성될 수 있다.

상기 상부 하우징(120)은 상기 하부 하우징(110)의 개방된 일 측을 덮으며, 그 중앙 부분에 상기 쉬프트(131)의 일부가 돌출된다. 상기 쉬프트(131)가 돌출된 상부 하우징(120)의 중심부에는 상기 쉬프트(131)에 의해 관통된 상부 베어링(161)이 위치된다.

상기 상부 및 하부 베어링(161,162)은 상기 상부 및 하부 하우징(110,120) 측에 각각 상기 쉬프트(131)의 양 끝단이 돌출되게 삽입된다. 상기 와셔(154)는 상기 상부 베어링(161)과 상기 영구 자석(133)의 사이에 개재된다.

상기 제1 볼 베어링들(152)은 상기 하부 하우징(110)과 상기 영구 자석(133)의 사이에 삽입되며, 상기 제1 볼 베어링(152)에 접하는 상기 체결 부재(132) 측 벽의 일 부분을 둘러싸는 베어링 가이드(151)가 위치된다. 상기 제1 볼 베어링들(152)은 상기 영구 자석(133)의 회전 시에 상기 하부 하우징(110)과의 마찰력이 발생되는 것을 최소화시키고, 상기 회전 부(130)가 원활하게 회전하도록 한다.

또한, 상기 제1 볼 베어링들(152)은 상기 하부 하우징(110)의 레일(111) 및 베어링 가이드(152)에 의해 지지되며, 회전 궤도를 이탈하지 않고 유지할 수 있다. 상기 베어링 가이드(151)는 상기 제1 볼 베어링들에 일대일 대응되는 홈들이 형성된다.

도 6은 본 발명에 따른 평판을 도시한 사시도이고, 도 7은 도 1에 도시된 스테핑 모터와 도 6의 평판이 조립된 상태를 도시한 사시도이다. 상기 지지 부재(190)는 상기 하부 하우징(110)의 측면 일부분으로부터 상기 상부 하우징(120) 측으로 연장되며 상기 쉬프트(131) 측으로 대향된 측벽의 일부분에 형성된 회전 방지 홈(191)을 포함한다. 또한, 상기 평판(200)은 상기 상부 하우징(120)을 관통하는 상기 쉬프트(131)의 끝 단을 고정시키기 위해 그 중앙 부분에 형성된 홀(210)과, 상기 회전 방지 홈(191)에 대향되는 회전 방지 부재(220)로 구성된다. 그 외에도 상기 지지 부재(1900)는 상기 상부 하우징(120)의 측면 일부분으로부터 상기 하부 하우징(120) 측으로 연장된 구조로도 적용될 수 있다.

상기 회전 방지 홈(191)과 상기 평판(200)의 사이에는 제2 볼 베어링(192)이 위치된다. 상기 평판(200)의 회전 방지 부재(220)는 상기 지지 부재(190)의 회전 방지 홈(191)에 걸려서 회전이 제한되며, 그로 인해서 상기 쉬프트(131)가 상기 체결 부재(132)의 나사 산을 따라서 직선의 진퇴 운동을 실시하게 된다. 상기 제2 볼 베어링(192)은 상기 쉬프트(131)의 진퇴 운동에 따른 상기 회전 방지 홈(191)과 상기 회전 방지 부재(220) 사이에 마찰력이 발생되는 것을 억제하고, 상기 회전 방지 부재(220)가 상기 회전 방지 홈(191)에서 이탈되는 것을 방지한다.

상기 회전 방지 부재(220)는 판형의 스프핑 또는 탄성력을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 요철부(211,212)를 형성된 형태를 갖을 수 있다.

도 10 및 도 11은 도 1 및 도 7에 도시된 스테핑 모터의 동작을 설명하기 위한 사시도이다. 도 10은 상기 쉬프트(131)가 상기 하부 하우징(110)의 내 측으로 이동된 상태를 도시한 도면이고, 도 11은 상기 쉬프트(131)가 상기 상부 하우징(120)의 외 측으로 이동한 상태를 도시한 도면이다.

도 8은 도 1에 도시된 쉬프트를 도시한 사시도이다. 도 8에 도시된 바와 같이 상기 역 걸림 방지 부재(170)는 원통 형태의 영구 자석 등이 사용될 수 있으며, 상기 하부 베어링(162)의 하부에 상기 쉬프트(131)의 둘레를 둘러싸게 위치된다. 또한, 상기 쉬프트(131)는 자성체를 사용함으로써 상기 역 걸리 방지 부재(170)에 인력이 발생되어 상기 회전 부(130)가 회전 시 원활하게 운동할 수 있다.

즉, 상기 역 걸림 방지 부재(170)는 나사 체결된 상태의 상기 체결 부재(132)와 상기 쉬프트(131)에서 백 래시(Back latch)의 발생을 방지하기 위한 수단으로서, 상기 쉬프트(131)와 접촉되지 않게 일정 간격 유지하며, 그 자계 분포는 상기 쉬프트(131)가 진퇴 운동을 하는 동축에 대해서 수직인 방향으로 그 영향력을 미치게 위치될 수도 있으나, 필요에 따라 자계 분포의 방향은 선택될 수 있다.

도 9는 상기 쉬프트(131)의 동축에 수직인 방향으로 자계 분포를 갖는 역 걸림 방지 부재(170)와 쉬프트(131) 사이에 발생하는 자기장의 인력 관계를 설명하기 위한 그래프로서, 도 9의 x 축은 쉬프트(131)의 이동 거리를 나타내고, y축은 인력을 의미한다. x 축에서 0은 쉬프트(131)가 구동되기 이전의 초기 상태로서, 도 10에 도시된 바와 같이 쉬프트(131)가 스테핑 모터(100)의 내 측으로 후퇴된 상태를 의미하고, x축의 1은 본 그래프의 측정에 이용된 스테핑 모터(100)의 쉬프트(131)가 도 11에 도시된 바와 같이 외 측으로 최대한 이동한 거리를 의미한다.

결론적으로, 본 실시 예에 따른 역 걸림 방지 부재(170)는 도 10에 도시된 상태에서부터 상기 쉬프트(131)에 가해지는 인력이 서서히 증가하고, 기 설정된 지점을 지나서 도 11에 도시된 상태로 도달할 때까지 인력이 감소됨을 알 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 쉬프트(131)의 최대 전진 및 후퇴 상태에서 상기 역 걸림 방지 부재(170)로부터 가해지는 인력의 차를 최소화시키면 쉬프트(131)가 진퇴 운동할 때 발생하는 부하를 최소화시킬 수 있다.

도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도이다. 본 실시 예는 도 12를 참조해서 설명하며, 제1 실시 예와 동일한 구성의 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 스테핑 모터(300)는 하부 하우징(310)과, 상부 하우징(320)과, 복수의 볼 베어링들(352)과, 베어링 가이드(351)와, 상부 및 하부 베어링(361,362)과, 볼 베어링의 접촉 부재(353)와, 상기 하부 베어링(362)의 하부에 위치된 스프링 부재(301,302)를 포함한다.

회전 부로서는 환형의 영구 자석(333)과, 상기 영구 자석(333)의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 체결 부재(332)와, 상기 체결 부재(332)의 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트(331)를 포함한다.

요크 부로서는 상기 영구 자석(333)의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈(343)과, 상기 보빈(343)을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈(343) 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크(341,342)와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일(341b,342b)을 포함한다. 상기 보빈(343)은 절연 부재로 구성될 수 있으며, 그 내주 면에 둘 이상의 요크들이 고정될 수 있다.

상기 쉬프트(331)의 끝 단과 상기 하부 하우징(310)의 사이에는 상기 쉬프트(331)의 백 래시를 방지하기 위한 수단으로서, 스프링 부재(301,302)가 삽입된다. 상기 스프링 부재(301,302)는 상기 쉬프트(331)에 반발력을 가해서 체결 부재(332)와 쉬프트(331) 간에 발생될 수 있는 백 래쉬 현상을 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도이다. 본 실시 예는 도 13를 참조해서 설명하며, 제1 실시 예와 동일한 구성의 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 스테핑 모터(400)는 회전 부와, 요크부와, 상기 요크 부 및 회전 부가 실장된 하부 하우징(410)과, 상부 하우징(420)과, 복수의 볼 베어링들(452)과, 베어링 가이드(453)와, 상부 및 하부 베어링(461,462)과, 볼 베어링의 와셔(454)와, 상기 볼 베어링(452)의 하부에 위치된 접촉 부재(455)와, 상기 하부 베어링(462)의 하부에 위치된 역 걸림 방지 부재(470)와, 가이드 바(421)와 평판(401)을 포함한다.

상기 회전 부는 환형의 영구 자석(433)과, 상기 영구 자석(433)의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 체결 부재(432)와, 상기 체결 부재(432)의 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트(431)를 포함한다.

상기 요크 부는 상기 영구 자석(433)의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈(443)과, 상기 보빈(443)을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈(443) 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크(441,442)와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일(441b,442b)을 포함한다.

상기 가이드 바(421)는 상기 상부 하우징(420)으로부터 연장되며, 상기 평판(401)의 일 부분을 관통한다. 상기 평판(401)은 상기 상부 하우징(420)으로 돌출된 상기 쉬프트(431)의 끝단이 고정되며, 상기 쉬프트(431)로 가해지는 회전력을 억제해서 상기 쉬프트(431)가 회전하는 것을 방지한다.

상기 평판(401) 및 가이드 바(421)에 의해 회전력이 제한된 상기 쉬프트(431)는 가해진 회전력을 나사 체결된 나사 산으로 전달해서 상기 체결 부재(432)의 나사 산을 따라서 직선의 진퇴 운동을 실시한다.

도 14는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 스테핑 모터의 단면도이다. 본 실시 예는 도 14를 참조해서 설명하며, 제1 실시 예와 동일한 구성의 설명은 생략한다.

본 실시 예에 따른 스테핑 모터(500)는 회전 부와, 요크 부와, 상기 요크 부 및 회전 부가 실장된 하부 하우징(510)과, 상기 하부 하우징(510)의 개방된 일 측을 덮는 상부 하우징(520)과, 평판(504)과, 상기 평판(504)과 일 단이 연결되고 그 타단은 상기 상부 하우징(520)의 홈(503)에 맞물린 회전 방지 스프링(502)과, 탄성 재(501)와, 하부 베어링(562)을 포함한다.

상기 회전 부는 환형의 영구 자석(533)과, 상기 영구 자석(533)의 중심을 관통하는 쉬프트(531)와, 상기 쉬프트(531)의 일 끝단에 나사 체결되는 체결 부재(532)를 포함한다.

상기 요크 부는 상기 영구 자석의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈(543)과, 상기 보빈(543)을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈(543) 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크(541,542)와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일(541b,542b)을 포함한다.

상기 평판(504)은 상기 상부 하우징(520)으로 돌출된 상기 체결 부재(532)의 끝단이 고정되고, 상기 회전 방지 스프링(502)은 상기 평판(504)과 일 단이 연결되고 그 타단은 상기 상부 하우징(520)의 홈(503)에 맞물린다.

상기 영구 자석(533)에서 생성된 회전력은 상기 쉬프트(531)를 통해서 상기 체결 부재(532)로 전달되지만, 상기 체결 부재(532)는 상기 평판(504)에 의해 회전이 제한 되므로 상기 쉬프트(531)의 나사 산을 따라서 직선의 진퇴 운동을 실시한다.

상기 회전 방지 스프링(502)는 상기 홈(503)에 의해 그 움직임이 제한된다. 상기 홈(503)은 직선의 레일 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 회전 방지 스프링(502)의 탄성력은 상기 체결 부재(532)와 쉬프트(531) 사이에서 역 걸림 현상이 발생되는 것을 억제하는 기능도 제공할 수 있다. 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예들에 따른 영구 자석들은 서로 상반되는 자극들을 반복적으로 배열한 구조가 적용 될 수 있다.

본 발명은 회전력을 전달하는 주된 동축인 쉬프트가 전달된 회전력을 직선의 진퇴 운동으로 변환시키므로, 슬림화된 부피로도 동력을 전달할 수 있는 스테핑 모터를 제공할 수 있다. 따라서, 점차 소형화되는 휴대용 디지털 기기들 및 디지털 카메라에 적용 가능하다.

Claims

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스테핑 모터에 있어서,

환형의 영구 자석과, 상기 영구 자석의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 관 형의 체결 부재와, 상기 체결 부재의 나사 선과 나사 체결되어 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트를 포함하는 회전 부와;

상기 영구 자석의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈과, 상기 보빈을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈 측으로 돌출된 복수의 치형 부들을 구비한 상부 및 하부 요크와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일을 포함하는 요크부와;

상기 요크 부 및 회전 부가 실장된 하부 하우징과;

상기 하부 하우징의 개방된 일 측을 덮으며, 그 중앙 부분에 상기 쉬프트의 일부가 돌출된 상부 하우징과;

상기 하부 하우징과 상기 영구 자석의 사이에 삽입되는 복수의 제1 볼 베어링들을 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 쉬프트의 양 끝단의 둘레를 둘러싸는 상부 및 하부 베어링을 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 하부 베어링의 하부에 상기 쉬프트의 둘레를 둘러싸게 위치된 역 걸림 방지 부재를 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서,

상기 하부 하우징은 상기 제1 볼 베어링들이 접하는 기저 면에 상기 각 제1 볼 베어링을 회전 궤적을 유지시키기 위해 형성된 레일을 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서,

상기 제1 볼 베어링에 접하는 상기 너트 측 벽의 일 부분을 둘러싸는 베어링 가이드를 더 포함하며,

상기 베어링 가이드는 상기 제1 볼 베어링들에 일대일 대응되는 홈들이 형성됨을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 하부 하우징의 측면 일부분으로부터 상기 상부 하우징 측으로 돌출되며상기 쉬프트 측으로 대향된 측벽의 일부분에 형성된 회전 방지 홈을 포함하는 지지 부재와;

상기 상부 하우징을 관통한 상기 쉬프트의 끝 단이 중앙 부분에 형성된 홀에 고정되며, 상기 회전 방지 홈에 대향된 회전 방지 부재로 구성된 평판과;

상기 회전 방지 홈과 상기 방지 판의 사이에 위치된 제2 볼 베어링을 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제3 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 하부 하우징의 개방된 일 측면에 부착되며 상기 요크 부에 전기를 제공하기 위한 단자 기판을 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
스테핑 모터에 있어서,

환형의 영구 자석과, 상기 영구 자석의 중심에 삽입되며 내주 면에 나사 산이 형성된 관 형의 체결 부재와, 상기 체결 부재의 나사 선과 나사 체결되어 나사 산을 따라 진퇴 운동을 하는 쉬프트를 포함하는 회전 부와;

상기 영구 자석의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈과, 상기 보빈을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일을 포함하는 요크부와;

상기 요크 부 및 회전 부가 실장된 하부 하우징과;

상기 하부 하우징의 개방된 일 측을 덮으며, 그 중앙 부분에 상기 쉬프트의 일부가 돌출된 상부 하우징과;

상기 상부 하우징으로 돌출된 상기 쉬프트의 끝단이 고정된 평판과;

상기 상부 하우징으로부터 연장되어 상기 평판의 일 측을 관통하는 가이드 바를 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제10 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 하부 하우징과 상기 영구 자석의 사이에 삽입되는 복수의 볼 베어링들과;

상기 볼 베어링에 접하는 상기 너트 측 벽의 일 부분을 둘러싸는 베어링 가이드를 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
스테핑 모터에 있어서,

환형의 영구 자석과, 상기 영구 자석의 중심을 관통하는 쉬프트와, 상기 쉬프트의 일 끝단에 나사 체결되는 체결 부재를 포함하는 회전 부와;

상기 영구 자석의 측면을 둘러싸는 환 형의 보빈과, 상기 보빈을 중심으로 상하 대칭되게 결합되며 상기 보빈 측으로 돌출된 복수의 치형 부들이 접하는 상부 및 하부 요크와, 상기 치형 부들의 둘레를 둘러싸는 전자 코일을 포함하는 요크부와;

상기 요크 부 및 회전 부가 실장된 하부 하우징과;

상기 하부 하우징의 개방된 일 측을 덮으며, 그 중앙 부분에 상기 쉬프트의 일부가 돌출되며 일 측에 홈이 형성된 상부 하우징과;

상기 상부 하우징으로 돌출된 상기 체결 부재의 끝단이 고정된 평판과;

상기 평판과 일 단이 연결되고 그 타단은 상기 상부 하우징의 홈에 맞물린 회전 방지 스프링을 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.
제12 항에 있어서, 상기 스테핑 모터는,

상기 하부 하우징과 상기 쉬프트의 일 끝단 사이에 개재된 탄성재와;

상기 쉬프트의 양 끝단에 삽입된 상부 및 하부 베어링을 더 포함함을 특징으로 하는 스테핑 모터.