KR101016602B1 - 소형 스테핑 모터의 케이스 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 스테핑 모터의 케이스 구조에 관한 것으로서, 특히 그 외경이 8mm 이하인 소형 스테핑 모터에 있어서 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성되게 하고, 그 외벽 두께와 상기 요크 치(tooth)의 두께를 다르게 형성하여 원가 절감 및 공정 개선에 매우 적합한 스테핑 모터의 케이스 구조에 관한 것이다.

본 발명은 상기 케이스가 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성하되, 상기 케이스의 외벽 두께(t1)는 상기 요크 치의 두께(t2)와 다르게 형성된 것을 특징으로 한다.

스테핑 모터, 일체형, 요크 치, 케이스, 외벽, 두께

Description

소형 스테핑 모터의 케이스 구조{Structure of Case of Small type Stepping Motor}

본 발명은 소형 스테핑 모터의 케이스 구조에 관한 것으로서, 특히 그 외경이 8mm 이하인 소형 스테핑 모터에 있어서 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성되게 하고, 그 외벽 두께와 상기 요크 치(tooth)의 두께를 다르게 형성하여 원가 절감 및 공정 개선에 매우 적합한 스테핑 모터의 케이스 구조에 관한 것이다.

일반적으로, OA기기, ODD 또는 HDD 등의 광픽업 장치는 광픽업 액추에이터를 광디스크에 기록된 데이터에 레이저 빔을 조사함으로써 데이터를 판독하여 디스플레이 장치에 출력시키기 위한 장치이다. 이러한 광픽업장치에는 베이스에서 사전에 설정된 거리만큼 이송하면서 픽업하는데 스테핑 모터가 설치되어 사용된다.

상기 스테핑 모터는 마그네트가 부착된 회전자와 상기 마그네트의 외주면에 일정 간격을 두고 구비된 고정자로 구성되어 상기 고정자에 가해진 외부 제어신호 에 의하여 회전하는 구조로 되어 있다.

통상의 스테핑 모터의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 회전자(200)와 한 쌍의 고정자(100, 100a)로 구성되고 상기 한 쌍의 고정자(100, 100a)의 외주면에 상기 고정자(100, 100a)를 보호 커버하는 케이스(300)로 구성되어 있다.

상기 회전자(200)는 샤프트(210) 외주면에 부착되어 있는 마그네트(220)와 상기 샤프트(210)와 마그네트(220) 사이에 배치되어 샤프트(220)의 중심을 맞추는 스페이서(230)로 구성되고, 상기 한 쌍의 고정자(100,100a)의 내경부에 삽입되는 구조로 되어 있다.

상기 고정자는 제1 고정자(100)와 제2고정자(100a)로 구분되고, 상기 제1 고정자(100) 및 제2고정자(100a)는 코일(110a)이 감겨진 보빈(110)과 상기 보빈(110)의 내경부에 삽입되는 다수개의 요크 치(120a)가 형성된 요크(120)로 구성되어 있다.

상기 제1 고정자(100) 및 제2고정자(120s)의 각 요크(120)는 2개로 구성되어 상기 요크(120)에 형성된 다수개의 요크 치(120a)가 서로 마주보며 맞물리게 된 구조로 되어 있다.

상기 마그네트(220)의 자속은 서로 맞물려 있는 제1고정자(100)의 복수의 요크 치(120a)와 서로 맞물려 있는 제2고정자(100a)의 복수의 요크 치(120a)를 통과하여 형성되고 상기 스테핑 모터가 상기 고정자(100,100a)에 가해진 외부 제어신호에 의하여 회전하는 구조로 되어 있다. 이 때 상기 요크 치(120a)의 두께는 자속 밀도와 밀접한 관계가 있다.

종래의 스테핑 모터는 상기 다수개의 요크 치(120a)를 가진 요크(120)를 4 개 구성하고 있어 부품수가 증가하고 이로 인하여 재료비 및 공임이 증가하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 상기 케이스의 내주면에 요크 치를 일체로 형성하게 하여 상기 요크의 개수를 축소하는 구조도 개발된 바 있었지만, 상기 케이스의 내주면에 요크 치를 일체로 형성하여 요크를 줄일 수 있다는 개념만을 도입하여 상기 케이스의 외벽의 두께와 상기 요크 치의 두께를 동일하게 되었고, 이로 인하여 그 외경을 최소화하여야 하는 8mm 이하의 외경을 가진 소형 스테핑 모터에서 그 외경을 작게 하는데 한계가 있었고, 그 외경을 작게 하기 위하여 상기 케이스의 외벽 두께를 작게 하게 되면 이와 함께 상기 요크 치의 두께가 작게 되어 정상적인 토크 특성을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 소형 스테핑 모터의 케이스 구조를 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성되게 하되 상기 케이스의 외벽 두께와 상기 요크 치(tooth)의 두께를 다르게 형성되게 함으로써, 보다 높은 토크 성능을 발휘하면서도 부품수가 적게 되어 재료비 및 공임이 절감되며, 조립공정이 단순화되고 이로 인하여 조립공정에서 발생되는 불량이 감소되도록 한 스테핑 모터의 케이스 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 소형 스테핑 모터의 케이스 구조는 소형 스테핑 모터의 케이스의 구조에 있어서, 상기 케이스는 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성하되, 상기 케이스의 외벽 두께(t1)가 상기 요크 치의 두께(t2)보다 작게 형성하고, 상기 케이스의 높이(h1)가 상기 요크 치(tooth)의 높이(h2) 보다 크게 형성한 것(h1/h2=1.01-1.5)을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 소형 스테핑 모터가 그 외경이 8mm 이하인 것을 특징으로 한다.

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또한, 본 발명은 상기 케이스가 그 단면이 원형, 장방형, 타원형, 원형 또는 타원형에서 양 변이 직선으로 된 형상인 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 따른 소형 스테핑 모터의 케이스 구조는 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성되게 하되 상기 케이스의 외벽 두께와 상기 요크 치(tooth)의 두께를 다르게 형성되게 함으로써, 보다 높은 토크 성능을 발휘하면서도 부품수가 적게 되어 재료비 및 공임이 절감되며, 조립공정이 단순화되고 이로 인하여 조립공정에서 발생되는 불량이 감소되는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 소형 스테핑 모터의 케이스 구조에 대하여 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명이 적용되는 스테핑 모터의 일 실시예의 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명이 적용되는 스테핑 모터에서 모터부의 일 실시예의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스테핑 모터의 케이스 구조 단면도이다.

본 발명이 적용되는 스테핑 모터는 소형 스테핑 모터, 특히 그 외경이 8mm이 하인 소형 스테핑 모터로서, 도 2에 도시된 바와 같이 코일(11a)이 감겨진 보빈(11)과 상기 보빈(11)의 내경부에 삽입되는 다수개의 요크 치(12a)가 형성된 요크(12)로 구성된 고정자와 상기 고정자의 내경부에 삽입된 샤프트(21)와 상기 샤프트(21) 외주면에 부착되어 있는 마그네트(22) 등으로 구성된 회전자로 구성된 모터부와, 상기 모터부에서 연장된 샤프트(21)를 지지하는 브래킷(43)으로 구성되어 있고, 상기 샤프트(21)는 그 연장된 일단부가 피봇 베어링(41)에 회전 자유롭게 지지되고, 상기 샤프트(21)의 다른 일단부는 센터가이드(42)에 의하여 그 회전 중심이 지지되는 구조로 되어 있다.

상기 모터부에 대하여 도 3을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 모터부는 2개의 케이스(30, 30a)로 구성되고, 상기 케이스(30)는 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth, 12a)를 일체로 형성하고 있으며, 상기 요크 치(12a)의 외주면에는 코일(11a)이 감겨진 보빈(11)이 형성되어 있다.

상기 케이스(30)의 내주면에 일체로 형성된 내주면에 다수개의 요크 치(12a)는 요크(12)에 형성된 다수개의 요크 치(12a)와 맞물린 구조로 되어 있다.

도 3에서는 상기 케이스(30a)의 경우 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth, 12a)를 일체로 형성하고 있지 않은 것으로 도시하고 있으나, 이 경우에도 상기 케이스(30a)의 내주면에 다수개의 요크 치(tooth, 12a)를 일체로 형성하게 할 수 있다.

종래의 스테핑 모터에서는 다수개의 요크 치(12a)가 상기 케이스(30)에 일체 로 형성되지 않고, 별도의 요크(12)에 의하여 형성되었으나, 본 발명에서는 상기 케이스(30)의 내주면에 다수개의 요크 치(tooth, 12a)를 일체로 형성함으로써 부품 수를 줄일 수 있는 이점이 있다.

본 발명이 적용되는 소형 스테핑 모터, 특히 외경이 8mm이하인 소형 스테핑 모터에서는 상기 스테핑 모터의 외경에 비하여 모터의 전장이 큰 관계로 그 케이스(30)는 길이 방향으로 길게 설계(deep drawing)되어야 하고, 또한 보다 높은 토크 특성을 구현하기 위하여 요크 치(12a)의 두께를 두껍게 하여야 할 필요가 있다.

본 발명에 따른 소형 스테핑 모터 케이스 구조는 도 4에 도시된 바와 같이 요크 치(12a)의 두께(t2)를 상기 케이스 외벽(31)의 두께(t1)와 다르게 형성한 것이다.

이와 같이 함으로써 상기 스테핑 모터의 토크 특성을 개선하기 위하여 요크 치(12a)의 두께(t2)를 증가해야 할 경우에도 케이스 외벽(31)의 두께(t1)를 증가하는 것 없이 설계가 가능하여 상기 스테핑 모터의 외경에는 영향을 주지 않고 상기 스테핑 모터의 토크 특성을 개선할 수 있게 된다.

상기 케이스 외벽(31)의 두께(t1)와 상기 요크 치(12a)의 두께(t2)의 비율(t2/t1)은 1.2보다 큰 것이 바람직하다.

경우에 따라서는 상기 케이스 외벽(31)의 두께(t1)가 상기 요크 치(12a)의 두께(t2)보다 클 경우도 있는데, 이 경우 그 비율(t2/t1)은 0.8 미만으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이스(30)는 그 단면이 형상이 원형, 장방형, 타원형, 원형 또 는 타원형에서 양 변이 직선으로 된 형상인 것 중 어느 형상을 적용하더라도 무방하다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 소형 스테핑 모터의 효과적인 토크 특성을 발휘하게 하기 위하여 요크 치(12a)의 높이를 상기 케이스 외벽(31)의 높이에 따라 제한한 것이다.

외경이 8mm 이하인 소형 스테핑 모터의 케이스에서, 상기 케이스는 제1 실시예와 같이 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성하되, 상기 케이스 외벽(31)의 높이(h1)가 6.0mm 이상이고 상기 일체로 형성된 요크 치(tooth)의 높이(h2)를 4.0 mm이상인 경우에는 상기 케이스 외벽(31)의 높이(h1)와 상기 요크 치(tooth)의 높이(h2)의 비율(h1/h2)을 1.01-1.5의 범위에 속하도록 한다.

또한, 상기와 같이 소형 스테핑 모터의 케이스(30)에서 요크 치(12a)의 높이를 상기 케이스 외벽(31)의 높이에 따라 제한하는 것은 제1실시예와 같이 요크 치(12a)의 두께를 상기 케이스 외벽(31)의 두께와 다르게 형성하는 것도 병행하여도 좋다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 스테핑 모터의 일반적인 구조를 설명하는 개념도

도 2는 본 발명이 적용되는 스테핑 모터의 일 실시예의 전체 구성도

도 3은 본 발명이 적용되는 스테핑 모터에서 모터부의 일 실시예의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 스테핑 모터의 케이스의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 제1 고정자 10a: 제2 고정자

11: 보빈 11a: 코일

12: 요크 12a: 요크 치

20: 회전자 21: 샤프트

22: 마그네트 30, 30a: 케이스

31: 케이스 외벽 41: 피봇 베어링

42: 센터 가이드 43: 브래킷

Claims (4)

1. 소형 스테핑 모터의 케이스의 구조에 있어서,

   상기 케이스는 그 내주면에 다수개의 요크 치(tooth)를 일체로 형성하되,

   상기 케이스의 외벽 두께(t1)가 상기 요크 치의 두께(t2)보다 작게 형성하고, 상기 케이스의 높이(h1)가 상기 요크 치(tooth)의 높이(h2) 보다 크게 형성한 것(h1/h2=1.01-1.5)

   을 특징으로 하는 소형 스테핑 모터의 케이스 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소형 스테핑 모터는 그 외경이 8mm 이하인 것

   을 특징으로 하는 소형 스테핑 모터의 케이스 구조.
3. 제1항에 있어서,

   상기 케이스는 그 단면이 원형, 장방형, 타원형, 원형 또는 타원형에서 양 변이 직선으로 된 형상인 것 중 어느 하나인 것

   을 특징으로 하는 소형 스테핑 모터의 케이스 구조.
4. <삭제>

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