KR101728167B1 - 스텝핑 모터 - Google Patents

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이명석
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Abstract

스텝핑 모터는 통 형상의 요크 및 상기 요크 상에 권선 된 코일을 포함하는 고정자; 상기 요크의 중공에 삽입된 회전축부 및 상기 회전축부로부터 상기 요크의 외부로 연장된 리드 스크류부를 포함하는 회전축 및 상기 회전축부의 외주면에 결합되며 상기 코일과 마주하는 마그네트를 포함하는 회전자; 양단이 개구 된 통 형상으로 상기 고정자를 감싸는 하우징; 상기 회전축부의 단부와 마주하는 전면에 홈이 형성되며 상기 하우징에 고정되는 스러스트 베어링; 상기 홈 내에 배치된 마모 방지 부재 및 상기 마모 방지 부재와 상기 회전축부의 상기 단부와 접촉되는 마찰 감소 부재; 및 상기 하우징과 결합 되어 상기 스러스트 베어링을 가압하는 가압 부재를 포함한다.

Description

스텝핑 모터{STEPPING MOTOR}
본 발명은 스텝핑 모터에 관한 것이다.
일반적으로 스텝핑 모터는 회전 운동을 정밀한 직선 왕복 운동으로 변환시키는데 적합한 모터로서, 광학 디스크 드라이브(ODD) 및 정밀 제어 기기 등에 널리 사용되고 있다.
스텝핑 모터는 하우징 내벽에 코일이 권선된 고정자를 배치하고 고정자에 의하여 형성된 중공 내에 마그네트가 장착된 회전축이 배치되는 구조를 가지며, 회전축의 양쪽 단부는 하우징에 고정된 스러스트 베어링 및 피봇 베어링들에 회전 가능하게 지지 된다.
스텝핑 모터의 스러스트 베어링 및 피봇 베어링은 회전축의 축 방향으로 예압을 가하여 회전축이 축 방향으로 움직이는 것을 방지한다.
회전축의 회전에 의하여 스러스트 베어링 또는 피봇 베어링에 마모가 발생 될 경우, 회전축과 스러스트 베어링, 회전축과 피봇 베어링 사이에 갭이 발생 되고, 스러스트 베어링 및 회전축 사이의 갭 또는 피봇 베어링 및 회전축 사이의 갭에 의하여 회전축은 축 방향으로 유동 될 수 있다.
스텝핑 모터의 회전축이 축 방향으로 유동 될 경우, 스텝핑 모터에 의하여 직선 왕복운동 하는 피구동체의 이송 정밀도가 크게 감소 되는 문제점을 갖는다.
본 발명은 회전축에 예압을 인가하는 스러스트 베어링 및/또는 피봇 베어링의 마모에 따라 회전축에 인가되는 예압이 변경되는 것을 방지한 스텝핑 모터를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일실시예로서, 스텝핑 모터는 통 형상의 요크 및 상기 요크 상에 권선 된 코일을 포함하는 고정자; 상기 요크의 중공에 삽입된 회전축부 및 상기 회전축부로부터 상기 요크의 외부로 연장된 리드 스크류부를 포함하는 회전축 및 상기 회전축부의 외주면에 결합되며 상기 코일과 마주하는 마그네트를 포함하는 회전자; 양단이 개구 된 통 형상으로 상기 고정자를 감싸는 하우징; 상기 회전축부의 단부와 마주하는 전면에 홈이 형성되며 상기 하우징에 고정되는 스러스트 베어링; 상기 홈 내에 배치된 마모 방지 부재 및 상기 마모 방지 부재와 상기 회전축부의 상기 단부와 접촉되는 마찰 감소 부재; 및 상기 하우징과 결합 되어 상기 스러스트 베어링을 가압하는 가압 부재를 포함한다.
본 발명에 따른 스텝핑 모터에 의하면, 스텝핑 모터의 회전축의 양쪽 단부에 결합되는 피봇 베어링 및 스러스트 베어링에 피봇 및 스러스트 베어링의 마모를 방지하는 마모 방지 부재를 배치하여 스러스트 베어링으로부터 회전축에 인가되는 압력의 변동을 방지하여 스텝핑 모터의 성능을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텝핑 모터를 분해 도시한 분해 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 회전축, 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재의 조립 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 스텝핑 모터를 분해 도시한 분해 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 회전축, 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재의 조립 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 스텝핑 모터(200)는 고정자(20), 회전자(30), 하우징(10), 스러스트 베어링(40), 마모 방지 부재(70), 마찰 감소 부재(80) 및 가압 부재(97)를 포함한다. 이에 더하여, 스텝핑 모터(200)는 브라켓(110) 및 피봇 베어링(120)을 더 포함할 수 있다.
고정자(20)는 한 쌍의 보빈(22)들, 각 보빈(22)들과 결합 되는 투스 요크(tooth yoke;24)들 및 코일(26)을 포함한다. 고정자(20)는 후술 될 하우징(10) 내부에 회전자(30)를 회전시키는데 필요한 자기장을 발생시키는 코일(24)을 고정한다.
각 보빈(22)은 코일(26)을 권선 하기에 적합한 원통 형상으로 형성되며, 보빈(22)의 외측면에는 코일(26)이 권선 된다. 보빈(22)에 권선 된 코일(26)에 전류와 같은 구동 신호가 인가됨에 따라 코일(26)로부터는 회전자(30)를 회전시키기에 적합한 자기장이 발생 된다. 본 발명의 일실시예에서, 보빈(22)은, 예를 들어, 2 개가 직렬 방식으로 배치된다.
한 쌍의 투스 요크(24)들은 보빈(22)의 양쪽 단부들로부터 보빈(22)의 내측면으로 삽입되고, 한 쌍의 투스 요크(24)들은 빗(comb) 형상으로 보빈(22)의 내측면에서 상호 맞물리는 형상으로 형성된다. 보빈(22)의 양쪽 단부들로부터 보빈(22)과 결합된 투스 요크(24)들에 의하여 고정자(20)에는 회전자(30)를 수납할 수 있는 중공이 형성된다.
회전자(30)는 회전축(33) 및 마그네트(35)를 포함한다.
회전축(33)은, 예를 들어, 회전축부(31) 및 리드 스크류부(32)를 포함할 수 있다.
회전축부(31)는 고정자(20)에 의하여 형성된 중공 내에 배치되고, 리드 스크류부(32)는 고정자(20)의 외부에 배치된다. 고정자(20)의 외부에 배치된 리드 스크류부(32)의 외주면에는 나사산이 형성된다.
나사산이 형성된 리드 스크류부(32)에는 다양한 피구동체가 결합 될 수 있다. 예를 들어, 스텝핑 모터(200)가 광학 디스크 구동 장치(Optical Disc Driver, ODD)에 적용될 경우, 리드 스크류부(32)에는 광 픽업 유닛(미도시)이 결합 된다.
마그네트(35)는 고정자(20)의 내부에 배치되는 회전축부(31) 상에 고정되며, 마그네트(35)는 회전축부(31) 중 각 보빈(22)에 권선 된 코일(26)과 대응하는 위치에 배치된다.
회전축(33)은 마그네트(35)로부터 발생 된 자기장 및 보빈(22)에 권선 된 코일(26)로부터 발생 된 자기장에 의하여 발생 된 회전력에 의하여 정회전 또는 역회전된다.
하우징(10)은 통 형상으로 형성될 수 있고, 하우징(10)은 제1 하우징(12) 및 제2 하우징(18)으로 구분될 수 있다.
제1 하우징(12)은 양단이 개구 된 원통 형상으로 형성되며, 고정자(20) 및 회전자(30)는 제1 하우징(12) 내에 수납된다.
제1 하우징(12)은 바닥판(13) 및 바닥판(13)의 에지로부터 고정자(20)를 감싸는 방향으로 연장된 측면판(15)을 포함한다. 제1 하우징(12)의 바닥판(13)의 중앙부에는 관통홀이 형성되고 바닥판(13)과 대향 하는 측면판(15)의 단부는 개구된다. 본 발명의 일실시예에서, 제1 하우징(12)에는 고정자(20) 및 회전자(30)가 수납된다.
제2 하우징(18)은, 예를 들어, 원통 형상으로 형성되고, 원통 형상을 갖는 제2 하우징(18)은 제1 하우징(12)의 바닥판(13)의 개구와 대응하는 위치에 연결된다. 본 발명의 일실시예에서, 제2 하우징(12)은 후술 될 스러스트 베어링을 수납한다.
본 발명의 일실시예에서, 제2 하우징(18)은 제1 하우징(12)과 일체로 형성되며, 제1 및 제2 하우징(12,18)들을 포함하는 하우징(10)은, 예를 들어, 딥 드로잉 공정(Deep Drawing process)에 의하여 형성될 수 있다.
하우징(10)에 수납된 고정자(20) 및 고정자(20)의 중공에 배치된 회전자(30)의 사이에는 일정 갭이 형성된다.
브라켓(110)은 하우징(10)의 외측면에 일측이 고정된 플레이트 형상으로 형성된다. 브라켓(110)의 타측 단부에는 피봇 베어링(120)이 결합 되며, 회전축(30)의 리드 스크류부(32)는 후술 될 피봇 베어링(120)과 회전 가능하게 결합 된다.
한편, 하우징(10)의 외부에 배치된 회전축(33)의 리드 스크류부(32)에는 브라켓(110)과 결합 된 피봇 베어링(120)이 결합 되고, 하우징(10)의 내부에 배치된 회전축(33)의 회전축부(31)에는 스러스트 베어링(40)이 배치된다.
스러스트 베어링(40) 및 리드 스크류부(32) 사이에 개재된 회전축(33)은 회전축(33)의 축 방향 움직임이 제한되어야 한다. 그러나, 주로 사출 공정에 의하여 형성되는 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40)의 경우, 스러스트 베어링(40) 및 피봇 베어링(120)의 마모에 의하여 회전축(33)의 양쪽 단부들과 마주하는 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40) 사이에는 갭이 발생 될 수 있다.
구체적으로, 합성 수지를 사출 성형하여 형성된 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40)이 회전축(33)의 양쪽 단부에 배치된 볼 베어링들과 지속적으로 접촉될 경우, 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40)의 표면이 볼 베어링에 의하여 마모되고, 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40)의 표면이 마모됨에 따라 회전축(33)의 양쪽 단부들과 마주하는 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40) 사이에는 갭이 발생 된다.
상기 갭에 의하여 피봇 베어링(120) 및 스러스트 베어링(40)에 의하여 회전 가능하게 고정된 회전축(33)은 회전축(33)의 축 방향을 따라 움직이게 되고, 회전축(33)이 회전축(33)의 축 방향으로 움직일 경우, 리드 스크류부(32)의 회전에 의하여 직선 왕복 운동 되는 피구동체 역시 회전축(33)의 축 방향으로 이동되어 피구동체의 이송 불량이 발생 된다.
예를 들어, 리드 스크류부(32)에 광 픽업 모듈이 결합된 경우, 광 픽업 모듈 역시 회전축(33)의 축 방향 이동에 대응하여 이동되기 때문에 광 픽업 모듈이 광 디스크의 지정된 트랙의 데이터를 읽지 못하거나 광 디스크의 지정된 트랙에 데이터를 기록하지 못하게 된다.
본 발명의 일실시예에서는 마모 방지 부재(70) 및 마찰 감소 부재(80)를 이용하여 스러스트 베어링(40) 및/또는 피봇 베어링(120)의 마모를 방지할 뿐만 아니라 스러스트 베어링(40) 및/또는 피봇 베어링(120)이 회전축(33)과 적은 마찰력으로 마찰 될 수 있도록 한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 스러스트 베어링(40)은 원판 형상으로 형성되며, 스러스트 베어링(40) 중 회전축부(31)의 단부와 마주하는 상면(42)에는 회전축(33)의 회전축부(31)를 수용하는 홈(43)이 형성되며, 홈(43) 내에는 마모 방지 부재(70) 및 마찰 감소 부재(80)를 수용하기 위한 수용홈(45)이 형성된다.
스러스트 베어링(40)의 상면(42)과 마주하는 후면(44)에는 돌출부(46)가 형성된다. 돌출부(46)는 후술 될 가압 부재(97)의 탄성 부재(90)를 고정하는 역할을 한다. 본 발명의 일실시예에서, 돌출부(46)는, 예를 들어, 원통 형상으로 형성될 수 있다.
마모 방지 부재(70)는, 예를 들어, 마찰 감소 부재(80)에 점 접촉하기에 적합한 입체 형상으로 형성될 수 있다.
마모 방지 부재(70)는, 예를 들어, 구 형상, 반구 형상을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 후술 될 마찰 감소 부재(80)가, 예를 들어, 구 형상으로 형성될 경우, 마모 방지 부재(70)는 디스크 형상, 원기둥 형상, 삼각 기둥 형상, 다각 기둥 형상, 플레이트 형상 등 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉되는 어떠한 형상으로 형성되어도 무방하다.
마모 방지 부재(70)는, 예를 들어, 후술 될 마찰 감소 부재(80)와 실질적으로 동일한 강도를 갖는 물질을 포함한다. 예를 들어, 마찰 감소 부재(80)가 금속으로 이루어질 경우, 마모 방지 부재(70)는 마찰 감소 부재(80)와 실질적으로 동일한 강도를 갖는 금속을 포함할 수 있다.
마모 방지 부재(70)를 마찰 감소 부재(80)와 실질적으로 동일한 금속으로 형성할 경우, 마찰 감소 부재(80) 및 스러스트 베어링(40)이 직접 접촉되어 스러스트 베어링(40)의 마모를 방지할 뿐만 아니라 마모 방지 부재(70) 및 마찰 감소 부재(80)의 접촉에 따른 마모 방지 부재(70) 및/또는 마찰 감소 부재(80)의 마모 역시 방지할 수 있어 회전축(33)의 회전축부(31)와 스러스트 베어링(40) 사이에 갭이 발생 되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 마모 방지 부재(70)는, 예를 들어, 구 형상으로 형성되며, 마모 방지 부재(70)는 수용홈(45)에 삽입되기에 적합한 제1 직경으로 형성된다.
마찰 감소 부재(80)는, 예를 들어, 스러스트 베어링(40)의 수용홈(45) 내에 배치되며, 마찰 감소 부재(80)는 회전축(33)의 회전축부(31) 및 마모 방지 부재(70)와 접촉된다.
본 발명의 일실시예에서, 마찰 감소 부재(80)는, 예를 들어, 구 형상으로 형성될 수 있고, 마찰 감소 부재(80)는, 예를 들어, 마모 방지 부재(70)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 마찰 감소 부재(80)는, 예를 들어, 금속으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 마찰 감소 부재(80)는 수용홈(45)에 삽입되며 마모 방지 부재(70)의 제1 직경 보다 큰 제2 직경으로 형성된다.
한편, 회전축(33)의 회전축부(31)의 단부에는 피봇 홈(31a)이 형성된다. 피봇 홈(31a)은 마찰 감소 부재(80)가 회전축부(31)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
가압 부재(97)는 탄성 부재(90) 및 하우징 커버(95)를 포함한다. 가압 부재(97)는 스러스트 베어링(40) 및 피봇 베어링(120)이 회전축(33)에 일정한 압력을 가하도록 하는 역할을 한다.
탄성 부재(90)는, 예를 들어, 스러스트 베어링(40)과 접촉하는 일측 단부는 스러스트 베어링(40)의 돌출부(46)에 삽입되는 직경으로 형성되고, 상기 일측 단부와 대향 하는 타측 단부는 일측 단부에 비하여 큰 직경으로 형성된다. 예를 들어, 탄성 부재(90)는, 원추형 코일 스프링일 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 탄성 부재(90)의 일측 단부의 직경은 돌출부(46)의 외주면의 직경과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 탄성 부재(90)가 원추형 코일 스프링을 포함할 경우, 탄성 부재(90)의 뒤틀림, 휨 없이 안정적으로 스러스트 베어링(40)을 가압할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 스텝핑 모터는 스러스트 베어링 및 마모 방지 부재의 결합 관계를 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 스텝핑 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 4를 참조하면, 스러스트 베어링(40)의 상면(42)에는 수용홈(45)이 형성되고, 수용홈(45)에 의하여 형성된 바닥면에는 마모 방지 부재용 홈(47)이 형성된다. 마모 방지 부재용 홈(47)은 수용홈(45) 내에 배치된 마모 방지 부재(70)의 일부가 삽입되는 형상으로 형성된다.
마모 방지 부재용 홈(47)은 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉되는 마모 방지 부재(70)를 스러스트 베어링(40)의 바닥면에 고정하는 역할을 한다. 마모 방지 부재용 홈(47)에 마모 방지 부재(70)가 고정됨에 따라 마모 방지 부재(70)는 스러스트 베어링(40)의 수용홈(45) 내부에서 마찰 감소 부재(80)와 안정적으로 점 접촉될 뿐만 아니라 마찰 감소 부재(80) 및 마모 방지 부재(70) 사이에서 발생되는 소음을 방지 또는 억제할 수 있다.
마모 방지 부재용 홈(47) 및 마모 방지 부재(70)의 사이에는 접착제와 같은 부착 부재가 개재될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다. 도 5에 도시된 스텝핑 모터는 스러스트 베어링 및 마모 방지 부재의 결합 관계를 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 스텝핑 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 5를 참조하면, 스러스트 베어링(40)의 상면(42)에는 수용홈(45)이 형성되고, 수용홈(45)에 의하여 형성된 바닥면에는 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉되는 마모 방지 부재(70)가 배치된다.
마모 방지 부재(70)가, 예를 들어, 볼 형상으로 형성될 경우, 마모 방지 부재(70)가 수용홈(45) 내에서 유동 될 수 있고, 이로 인해 마모 방지 부재(70) 및 마찰 감소 부재(80)의 접촉 불량 또는 소음이 발생 될 수 있다.
이를 방지하기 위해서, 스러스트 베어링(40)의 상면(42)에 형성된 수용홈(45) 내에는 접착제(48)가 주입되고, 수용홈(45) 내에 마모 방지 부재(70)가 배치되고, 접착제(48)가 경화됨으로써 마모 방지 부재(70)는 수용홈(45) 내에서 접착제(48)에 의하여 고정된다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 마모 방지 부재(70)를 수용홈(45) 내에 형성된 마모 방지 부재용 홈(47) 또는 접착제(48)를 이용하여 수용홈(45) 내에서 고정하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 스러스트 베어링(40)을 사출 등의 방식에 의하여 제조할 때 마모 방지 부재(70)를 함께 사출성형하여도 무방하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 스러스트 베어링, 마모 방지 부재 및 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다. 도 6에 도시된 스텝핑 모터는 마모 방지 부재 대신 사용되는 스러스트 플레이트를 제외하면 도 1 내지 도 3에 도시된 스텝핑 모터와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 6을 참조하면, 스러스트 베어링(40)의 상면(42)에는 수용홈(45)이 형성되고, 수용홈(45)에 의하여 형성된 바닥면에는 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉되는 스러스트 플레이트(49)가 배치된다. 스러스트 플레이트(49)는, 예를 들어, 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉되는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 스러스트 플레이트(49)는, 예를 들어, 금속 플레이트 또는 테프론과 같이 내마모성이 우수한 합성수지 플레이트일 수 있다.
볼 형상의 마모 방지 부재(70) 대신 플레이트 형상으로 형성된 스러스트 플레이트(49)를 수용홈(45) 내에 배치할 경우, 마찰 감소 부재(80)와 점 접촉될 뿐만 아니라 마모 방지 부재(70)가 수용홈(45) 내에서 유동 또는 마모 방지 부재(70)가 마찰 감소 부재(80)와 접촉되면서 발생 되는 소음을 함께 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다. 도 7에 도시된 스텝핑 모터는 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 제외하면 앞서 도 1 에 도시된 스텝핑 모터와 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 하며, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 1 및 도 7을 참조하면, 피봇 베어링(120)은 원판 형상으로 형성되며, 회전축(33)의 리드 스크류부(32)의 단부와 마주하는 피봇 베어링(120)의 상면(122)에는 홈(124)이 형성된다. 홈(124)은 리드 스크류부(32)의 단부를 수용하기에 적합한 사이즈로 형성된다.
피봇 베어링(120)의 상면(122)으로부터 형성된 홈(124)에 의하여 형성된 바닥판으로부터는 수용홈(126)이 형성되며, 수용홈(126) 내에는 피봇 마모 방지 부재(170) 및 피봇 마찰 감소 부재(180)가 배치된다.
피봇 마모 방지 부재(170)는, 예를 들어, 피봇 마찰 감소 부재(180)에 점 접촉하기에 적합한 입체 형상으로 형성될 수 있다.
피봇 마모 방지 부재(170)는, 예를 들어, 구 형상, 반구 형상을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 후술 될 피봇 마찰 감소 부재(180)가, 예를 들어, 구 형상으로 형성될 경우, 피봇 마모 방지 부재(170)는 디스크 형상, 원기둥 형상, 삼각 기둥 형상, 다각 기둥 형상, 플레이트 형상 등 피봇 마찰 감소 부재(180)와 점 접촉되는 어떠한 형상으로 형성되어도 무방하다.
피봇 마모 방지 부재(170)는, 예를 들어, 후술 될 피봇 마찰 감소 부재(180)와 실질적으로 동일한 강도를 갖는 물질을 포함한다. 예를 들어, 피봇 마찰 감소 부재(180)가 금속으로 이루어질 경우, 피봇 마모 방지 부재(170)는 피봇 마찰 감소 부재(180)와 실질적으로 동일한 강도를 갖는 금속을 포함할 수 있다.
피봇 마찰 감소 부재(180)를 피봇 마모 방지 부재(170)와 실질적으로 동일한 금속으로 형성할 경우, 피봇 마찰 감소 부재(180) 및 합성 수지로 이루어진 피봇 베어링(120)이 직접 접촉되어 피봇 베어링(120)의 마모를 방지할 뿐만 아니라 피봇 마모 방지 부재(170) 및 피봇 마찰 감소 부재(180)의 접촉에 따른 피봇 마모 방지 부재(170) 및/또는 피봇 마찰 감소 부재(180)의 마모 역시 방지할 수 있어 회전축(33)의 회전축부(31)와 스러스트 베어링(40) 사이에 갭이 발생 되는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 피봇 마모 방지 부재(170)는, 예를 들어, 구 형상으로 형성되며, 피봇 마모 방지 부재(170)는 수용홈(126)에 삽입되기에 적합한 제1 직경으로 형성된다.
피봇 마찰 감소 부재(180)는, 예를 들어, 피봇 베어링(120)의 수용홈(126) 내에 배치되며, 피봇 마찰 감소 부재(180)는 회전축(33)의 리드스크류부(32) 및 피봇 마모 방지 부재(170)와 접촉된다.
본 발명의 일실시예에서, 피봇 마찰 감소 부재(180)는, 예를 들어, 구 형상으로 형성될 수 있고, 피봇 마찰 감소 부재(180)는, 예를 들어, 피봇 마모 방지 부재(170)와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 피봇 마찰 감소 부재(180)는, 예를 들어, 금속으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 피봇 마찰 감소 부재(180)는 수용홈(126)에 삽입되며 피봇 마모 방지 부재(170)의 제1 직경 보다 큰 제2 직경으로 형성된다.
한편, 회전축(33)의 리드 스크류부(32)의 단부에는 피봇 홈(32a)이 형성된다. 피봇 홈(32a)은 피봇 마찰 감소 부재(180)가 리드 스크류부(32)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 피봇 베어링(120)의 상면(122)에는 수용홈(126)이 형성되고, 수용홈(126)에 의하여 형성된 바닥면에는 피봇 마모 방지 부재용 홈(126)이 형성된다. 피봇 마모 방지 부재용 홈(126)은 수용홈(126) 내에 배치된 피봇 마모 방지 부재(170)의 일부가 삽입되는 형상으로 형성된다.
피봇 마모 방지 부재용 홈(126)은 피봇 마찰 감소 부재(180)와 점 접촉되는 피봇 마모 방지 부재(170)를 피봇 베어링(40)의 수용홈(126)의 바닥면에 고정하는 역할을 한다. 피봇 마모 방지 부재용 홈(128)에 피봇 마모 방지 부재(170)가 고정됨에 따라 피봇 마모 방지 부재(170)는 피봇 베어링(120)의 수용홈(126) 내부에서 피봇 마찰 감소 부재(180)와 안정적으로 점 접촉될 뿐만 아니라 피봇 마찰 감소 부재(180) 및 피봇 마모 방지 부재(170) 사이에서 발생 되는 소음을 방지 또는 억제할 수 있다.
피봇 마모 방지 부재용 홈(126) 및 피봇 마모 방지 부재(170)의 사이에는 접착제와 같은 부착 부재가 개재될 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스텝핑 모터의 피봇 베어링, 피봇 마모 방지 부재 및 피봇 마찰 감소 부재를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 피봇 베어링(120)의 상면(122)에는 수용홈(126)이 형성되고, 수용홈(126)에 의하여 형성된 바닥면에는 피봇 마찰 감소 부재(180)와 점 접촉되는 피봇 마모 방지 부재(170)가 배치된다.
피봇 마모 방지 부재(170)가, 예를 들어, 볼 형상으로 형성될 경우, 피봇 마모 방지 부재(170)가 수용홈(126) 내에서 유동 될 수 있고, 이로 인해 피봇 마모 방지 부재(170) 및 피봇 마찰 감소 부재(180)의 접촉 불량 또는 소음이 발생 될 수 있다.
이를 방지하기 위해서, 피봇 베어링(120)의 상면(122)에 형성된 수용홈(124) 내에는 접착제(129)가 주입되고, 수용홈(126) 내에 피봇 마모 방지 부재(170)가 배치되고, 접착제(129)가 경화됨으로써 피봇 마모 방지 부재(170)는 수용홈(124) 내에서 접착제(129)에 의하여 고정된다.
비록 본 발명의 일실시예에서는 피봇 마모 방지 부재(170)를 수용홈(126) 내에 형성된 피봇 마모 방지 부재용 홈(126) 또는 접착제(129)를 이용하여 수용홈(126) 내에서 고정하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 피봇 베어링(120)을 사출 등의 방식에 의하여 제조할 때 피봇 마모 방지 부재(170)를 함께 사출 성형하여도 무방하다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 스텝핑 모터의 회전축의 양쪽 단부에 결합되는 피봇 베어링 및 스러스트 베어링에 피봇 및 스러스트 베어링의 마모를 방지하는 마모 방지 부재를 배치하여 스러스트 베어링으로부터 회전축에 인가되는 압력의 변동을 방지하여 스텝핑 모터의 성능을 보다 향상시키는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
200...스텝핑 모터 10...하우징
20...고정자 30...회전자
40...스러스트 베어링 70...마모 방지 부재
80...마찰 감소 부재 97...가압 부재
110...브라켓 120...피봇 베어링

Claims (17)

  1. 통 형상의 요크 및 상기 요크 상에 권선 된 코일을 포함하는 고정자;
    상기 요크의 중공에 삽입된 회전축부 및 상기 회전축부로부터 상기 요크의 외부로 연장된 리드 스크류부를 포함하는 회전축 및 상기 회전축부의 외주면에 결합되며 상기 코일과 마주하는 마그네트를 포함하는 회전자;
    양단이 개구 된 통 형상으로 상기 고정자를 감싸는 하우징;
    상기 회전축부의 단부와 마주하는 전면에 홈이 형성되며 상기 하우징에 고정되는 스러스트 베어링;
    상기 홈 내에 배치된 볼 형상의 마모 방지 부재 및 상기 마모 방지 부재와 상기 회전축부의 상기 단부와 점 접촉되는 볼 형상의 마찰 감소 부재; 및
    상기 하우징과 결합 되어 상기 스러스트 베어링을 가압하는 가압 부재를 포함하며,
    상기 가압 부재는 상기 스러스트 베어링과 마주하는 상기 하우징의 단부에 설치된 하우징 커버 및 상기 하우징 커버와 상기 스러스트 베어링 사이에 개재된 탄성 부재를 포함하고,
    상기 탄성 부재는, 상기 스러스트 베어링과 접촉하는 일측 단부 및 상기 일측 단부보다 큰 직경을 가지며 상기 일측 단부에 대향하는 타측 단부를 가지는 원추형 코일 스프링인 스텝핑 모터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마모 방지 부재 및 상기 마찰 감소 부재 중 적어도 하나는 금속 볼 베어링이고, 상기 스러스트 베어링은 합성수지로 형성된 스텝핑 모터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마모 방지 부재는 제1 사이즈로 형성되고, 상기 마찰 감소 부재는 상기 제1 사이즈보다 큰 제2 사이즈로 형성된 스텝핑 모터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마모 방지 부재의 일부는 상기 스러스트 베어링의 상기 홈 내에 고정된 스텝핑 모터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마모 방지 부재의 일부는 상기 스러스트 베어링의 상기 홈 내에 형성된 고정홈 내에 고정된 스텝핑 모터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 마모 방지 부재의 일부는 상기 스러스트 베어링의 상기 홈 내에 배치된 접착제에 의하여 고정된 스텝핑 모터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 마찰 감소 부재는 금속 볼을 포함하고, 상기 마모 방지 부재는 상기 마찰 감소 부재와 점 접촉되는 금속 플레이트를 포함하는 스텝핑 모터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회전축부의 상기 단부에는 상기 마찰 감소 부재의 일부를 수납하는 피봇 홈이 형성된 스텝핑 모터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가압 부재는 상기 스러스트 베어링과 마주하는 상기 하우징의 단부에 설치된 하우징 커버 및 상기 하우징 커버와 상기 스러스트 베어링 사이에 개재된 탄성 부재를 포함하는 스텝핑 모터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하우징 커버와 마주하며 상기 스러스트 베어링의 상기 전면과 대향 하는 상기 스러스트 베어링의 후면에는 상기 후면으로부터 돌출된 돌출부가 형성되며 상기 돌출부에 상기 탄성 부재가 결합 된 스텝핑 모터.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제11항에 있어서,
    상기 탄성 부재의 상기 일측 단부는 상기 돌출부의 외측면과 접촉되는 스텝핑 모터.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 외측면에 고정되는 브라켓, 상기 브라켓에 배치되며 상기 리드 스크류부의 단부와 마주하는 전면에 홈이 형성된 피봇 베어링; 및
    상기 피봇 베어링의 상기 홈에 배치된 피봇 마모 방지 부재 및 상기 리드 스크류부의 단부와 접촉된 피봇 마찰 감소 부재를 포함하는 스텝핑 모터.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 피봇 마모 방지 부재는 상기 피봇 베어링에 형성된 고정홈 내에 고정된 스텝핑 모터.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 피봇 마모 방지 부재는 접착제에 의하여 상기 피봇 베어링의 상기 홈 내에 고정되는 스텝핑 모터.
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