KR101163982B1 - 디텐트 토오크 저감 스텝모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 디텐트 토오크 저감 스텝모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 상기 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 영구자석인 환형 마그네트를 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에서 상기 마그네트와 대향되는 극치(Pole Teeth)의 표면에 홈을 형성함으로써 디텐트 토오크(Detent Torque)가 저감되도록 하여 초기 기동특성이 향상되고 마이크로 스텝 특성이 우수한 디텐트 토오크 저감 스텝모터에 관한 것이다.

Description

디텐트 토오크 저감 스텝모터{STEP MOTOR FOR REDUCTION OF DETENT TORQUE}

본 발명은 디텐트 토오크 저감 스텝모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 상기 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 영구자석인 환형 마그네트를 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에서 상기 마그네트와 대향되는 극치(Pole Teeth)의 표면에 홈을 형성함으로써 디텐트 토오크(Detent Torque)가 저감되도록 하여 초기 기동특성이 향상되고 마이크로 스텝 특성이 우수한 디텐트 토오크 저감 스텝모터에 관한 것이다.

일반적으로 스텝 모터는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일이 감겨진 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 영구자석인 환형 마그네트를 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자를 포함하여 구성되어 있다.

일반적인 스텝모터를 도 1을 참고로 설명하면, 고정자(10)는 동일 구조를 가진 제1 고정자(11)와 제2고정자(12)가 적층 배치되어 있고, 상기 제1고정자(11) 및 제2고정자(12)는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일(14)이 감겨진 보빈(13)과 상기 보빈(13)의 내경부에 삽입되는 다수개의 극치(16)가 형성되어 있는 한 쌍의 요크(15)의 결합체로 구성된다.

회전자(20)는 회전축(21) 외주면을 커버하는 마그네트(22)와 상기 회전축(21)과 상기 마그네트(22) 사이에 배치되어 상기 회전축(22)의 중심을 맞추는 스페이서(23)로 구성되고, 상기 고정자(10)의 내경부에 삽입된다.

상기 마그네트(22)는 도 2에 도시된 바와 같이 영구자석인 환형 마그네트로서 서로 맞물리는 제1고정자(11)의 다수개의 극치(16) 쌍들과 서로 맞물리는 제2고정자(12)의 다수개의 극치(16) 쌍들 각각과 대응하는 복수의 N극부와 S극부로 착자된다.

상기와 같은 스텝모터의 경우 상기 마그네트와 대향되는 극치의 표면 형상이 원만한 원의 형태로 구성되어 있어 스텝모터가 초기 회전시 기동 토크가 높아 사용자가 원하는 구동 특성을 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 영구자석인 환형 마그네트를 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에서, 상기 마그네트와 대향되는 극치(Pole Teeth)의 표면에 홈을 형성함으로써, 상기 코일에 전원이 인가하지 않은 상태에서 발생되는 정방향 또는 역방향의 추력인 디텐트 토오크(Detent Torque)가 저감되도록 하여 초기 기동특성이 향상되고 마이크로 스텝 특성이 우수한 디텐트 토오크 저감 스텝모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 상기 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에 있어서, 마그네트와 대향되는 상기 극치의 표면에 움푹 패인 홈이 형성되어, 상기 홈의 형성으로 인하여 상기 마그네트와 대향되는 표면적을 증가함과 동시에 상기 홈이 형성된 부분에 상기 마그네트의 자력이 감소되어 상기 코일에 전원이 인가하지 않은 상태에서 발생되는 디텐트 토오크를 저감하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 홈은 상기 극치의 중앙부에 형성하되, 그 형상이 반원형홈, 타원형홈, 사각형홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터는 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 상기 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 마그네트를 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에 있어서, 상기 마그네트와 대향되는 상기 극치의 표면에 홈을 형성하게 함으로써, 상기 홈이 형성된 부분의 자력이 감소하여 상기 코일에 전원이 인가하지 않은 상태에서 발생되는 디텐트 토오크(Detent Torque)가 저감되게 되고 이로 인하여 초기 기동특성이 향상되고 마이크로 스텝 특성이 우수하게 되는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 스텝 모터의 구조를 도시한 도면
도 2는 일반적인 스텝 모터에서 요크 부분의 상세도
도 3은 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터에서 요크에 대한 평면도
도 4는 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터에서 극치 구조의 상세도[(a)는 정면도이고 (b)는 평면도임]

이하, 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터에서 요크에 대한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터에서 극치 구조의 상세도[(a)는 정면도, (b)는 평면도]이다.

본 발명에 따른 디텐트 토오크 저감 스텝모터는 도 1과 같은 일반적인 스텝모터의 구조, 즉 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일(14)을 수용하는 보빈(13)과 상기 보빈(13)에 결합되는 다수개의 극치(16, Pole Teeth)가 형성된 요크(15)로 구성된 고정자(10)와, 상기 고정자(10)의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 영구자석인 환형 마그네트(22)를 설치하여 회전축(21)에 회전력을 발생하는 회전자(20)로 구성된 스텝모터에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 요크(15)에 형성된 다수개의 극치(16)의 표면에 홈(16a)을 형성한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 요크(15)의 내주면에 다수개의 극치(16a)가 돌출 형성되어 있고, 상기 돌출된 극치(16a)의 일부분이 움푹 패이는 홈 형상으로 형성되어 있다.

상기 극치(16)의 표면에 형성된 홈(16a)은 상기 극치(16)의 중앙부에 형성하는 것이 바람직하고, 그 형상은 반원형홈, 타원형홈, 사각형홈 등 중 어느 하나로서, 상기 극치(16)에서 상기 마그네트(22)와 대향되는 표면의 일부가 움푹 패이는 형상을 가진다.

상기와 같이 상기 마그네트(22)와 대향되는 상기 극치(16)의 표면에서 상기 홈(16a)이 형성되어 있어 상기 마그네트(22)와 대향되는 표면적이 증가하고 상기 홈(16a)이 형성된 부분은 상기 마그네트(22)의 자력이 감소하게 되므로 상기 코일(14)에 전원이 인가하지 않은 상태에서 발생되는 디텐트 토오크(Detent Torque)가 저감되게 되는 것이다.

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.

10: 고정자 11: 제1고정자
12: 제2고정자 13: 보빈
14: 코일 15: 요크
16: 극치 16a: 홈
20: 회전자 21: 회전축
22: 마그네트

Claims (2)

1. 외부 전원 인가에 의하여 자기를 발생하는 코일을 수용하는 보빈과 상기 보빈에 결합되는 다수개의 극치(Pole Teeth)가 형성된 요크로 구성된 고정자와, 상기 고정자의 내경부에 삽입되고 그 외주면에 설치하여 회전축에 회전력을 발생하는 회전자로 구성된 스텝모터에 있어서,
   마그네트와 대향되는 상기 극치의 표면에 움푹 패인 홈이 형성되어, 상기 홈의 형성으로 인하여 상기 마그네트와 대향되는 표면적을 증가함과 동시에 상기 홈이 형성된 부분에 상기 마그네트의 자력이 감소되어 상기 코일에 전원이 인가하지 않은 상태에서 발생되는 디텐트 토오크를 저감하는 것
   을 특징으로 하는 디텐트 토오크 저감 스텝모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 홈은 상기 극치의 중앙부에 형성하되, 그 형상이 반원형홈, 타원형홈, 사각형홈 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디텐트 토오크 저감 스텝모터.
   

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