KR101992208B1

KR101992208B1 - 스텝 액츄에이터

Info

Publication number: KR101992208B1
Application number: KR1020130024224A
Authority: KR
Inventors: 황영진
Original assignee: (주)모아텍
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2019-06-25
Also published as: KR20140111111A

Abstract

본 발명은 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류(Lead Screw)를 포함하여 구성된 모터 조립체를 포함하여 구성되어 자동차용에 적용되는 스텝 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 PCB(Printed circuit Board)의 일부를 수용하는 PCB 조립체와, 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징을 포함하게 구성되어 조립성이 우수하고 진동에 강한 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

스텝 액츄에이터 {Step Actuator}

본 발명이 적용되는 스텝 액츄에이터는 코일이 감긴 보빈과 요크로 된 고정자와, 상기 고정자의 내주면에 상기 고정자와 일정 간극을 두고 설치된 원통형 마그네트와 상기 원통형 마그네트의 내주면에 삽입 고정되고 그 내주면에 일정 길이만큼 나사산이 형성된 중공의 회전자 중공축으로 된 회전자를 포함하여 구성되어 상기 회전자 중공축 내주면에 설치된 나사산과 나사 결합된 리드스크류를 사용하여 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 리드스크류가 축 방향으로 전진 또는 후진하게 되어 상기 축 방향으로 힘을 전달하는 구조를 가지는 모터 조립체와, 상기 모터 조립체의 고정자에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와 상기 PCB를 보호 수용하는 PCB 하우징 등으로 구성된 스텝 액츄에이터이다.

상기와 같은 스텝 액츄에이터는 상기 모터 조립체와 PCB 하우징 간의 별도의 고정구조가 없어 내부 또는 외부 진동으로 인하여 흔들림이 발생하는 진동에 취약한 구조로 되어 있다는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같이 내부 또는 외부 진동에 취약한 구조로 인하여 조립체 및 하우징 등이 진동 발생시 PCB와 모터와 납땜부 등의 고정부가 취약하고, 모터 조립체와 각 부품들의 흔들림이 발생되어 각 부품들이 충돌에 의한 파손이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류(Lead Screw)를 포함하여 구성된 모터 조립체를 포함하여 구성되어 자동차용에 적용되는 스텝 액츄에이터에서 상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와, 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징을 포함하게 구성하게 함으로써, 조립성이 우수하고 진동에 강한 스텝 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는, 고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와; 상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와; 상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와; 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고, 상기 PCB 조립체에는 가이드 홈이 형성되고 상기 체결부에는 상기 가이드 홈에 대응되는 위치에 돌출부가 형성되어, 상기 체결부의 돌출부가 상기 PCB 조립체의 가이드 홈에 끼워 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와; 상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와; 상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와; 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고, 상기 PCB 조립체에는 길이 방향으로 긴 돌출부가 형성되고, 상기 체결부에 길이방향으로 긴 가이드 홈이 형성되어 상기 체결부와 상기 PCB 조립체가 끼워 결합될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와; 상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와; 상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와; 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고, 상기 케이스부의 내측에는 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부가 수용될 때 상기 PCB외주연의 보드가 삽입 결합될 수 있는 길이 방향으로 긴 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 케이스부의 내측에 형성된 홈이 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부의 외주연 모두를 삽입 결합할 수 있도록 3면에 모두 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 PCB 조립체에 후크가 형성되고 상기 체결부에는 상기 후크와 대응되는 위치에 결합홈이 형성되어 상기 PCB 조립체의 후크가 상기 체결부의 결합홈에 걸리게 되어 상기 PCB 조립체와 상기 체결부가 고정 결합하게 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와, 상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징을 포함하게 구성하게 함으로써, 조립성이 우수하고 PCB조립체 및 하우징 등이 진동 발생시 모터 조립체와 각 부품들의 흔들림을 잡아주기 때문에 각 부품들의 파손을 방지할 수 있는 등 진동에 강한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체에 가이드 홈을 형성하고, 상기 체결부에는 상기 가이드 홈에 대응되는 위치에 돌출부를 형성하여 상기 체결부의 돌출부가 상기 PCB 조립체의 가이드 홈에 끼워 결합되도록 함으로써, 진동에 취약한 PCB에 대하여 강한 진동에서도 PCB가 손상되지 않는 등의 진동에 강한 구조로 보강하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 PCB 조립체에 후크를 형성하고 상기 체결부에는 상기 후크와 대응되는 위치에 결합홈을 형성하여 상기 PCB 조립체의 후크가 상기 체결부의 결합홈에 걸리게 함으로써, 상기 PCB 조립체와 상기 체결부를 견고히 고정 결합할 수 있으면서도 조립이 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 전체 분해 사시도
도 2 (a)는 본 발명에서 모터 조립체와 PCB 가 조립되기 바로 전의 배면도이고, 도 2 (b)는 모터 조립체와 PCB 가 조립 결합된 상태의 배면도
도 3은 본 발명에서 PCB 조립체와 하우징이 조립되기 전의 도면
도 4는 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터가 조립이 완료된 상태의 사시도

이하, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 도면에 도시된 바와 같이 크게 모터 조립체(M)과, 상기 모터 조립체(M)에 외부 전기신호를 인가하는 PCB(Printed circuit Board, 51)와, 상기 모터 조립체(M)를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB(51)의 일부를 수용하는 PCB 조립체(50)와, 상기 모터 조립체(M)가 상기 PCB 조립체(50)에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체(50)와 상기 모터 조립체(M) 등이 유동되지 않도록 하는 상기 PCB조립체(50)와 결합되는 하우징(60) 등으로 구성되어 있다.

상기 모터 조립체(M)는 도 1에 도시된 바와 같이, 2개로 분리된 모터 케이스(10) 내에, 코일이 감긴 보빈(21)과 요크(22)로 된 고정자(20)와, 상기 고정자(20)의 내주면에 상기 고정자(20)과 일정 간극을 두고 설치된 원통형 마그네트(31)와 상기 원통형 마그네트(31)의 내주면에 삽입 고정되고 그 내주면에 일정 길이만큼 나사산이 형성된 중공의 회전자 중공축(32)으로 된 회전자(30)를 수용하고 있고, 상기 회전자(30)의 회전을 지지 하기 위하여 상기 회전자 중공축(32)의 상부에 설치된 원통형 베어링(42)를 수용하고 상기 원통형 베어링(42)를 감싸면서 상기 원통형 베어링(42)의 축 방향 및 반경 방향의 움직임을 방지하는 역할을 하는 베어링 커버(43)로 된 모터부와, 상기 회전자 중공축(32)의 내부로 삽입되어 상기 회전자 중공축(32)의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자(30)의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류(Lead Screw, 41)와, 상기 리드스크류(41)의 회전을 방지하면서 상기 리드스크류(41)를 지지하는 마운팅 플레이트(44)와, 상기 리드스크류(41)의 단부에 설치되어 상기 리드스크류(41)의 선형 운동에 의한 힘을 다른 응용 기구물에 전달하는 조인트(45) 등을 포함하여 구성된다.

상기 모터 조립체(M)에 외부 전기신호를 인가하는 PCB(51)가 조립되는 구조는 도 2(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 모터 조립체(M)의 원통부분을 상기 PCB 조립체(50)의 반원형 면에 안치시키고, 상기 모터 조립체(M)의 보빈(21)의 코일에서 외부로 인출되는 리드선을 단자판(51a)에 결선하여 상기 PCB 조립체(50)에 고정한 뒤 상기 단자판(51a)에 다수개의 단자핀이 형성된 단자대(51b)를 설치하고[도 2(a))], 상기 PCB(51)를 상기 다수개의 단자핀이 형성된 단자대(51b)와 전기적으로 결합시켜 상기 PCB 조립체(50)에 상기 PCB(51)의 일부를 수용하도록 한다[도 2(b)].

상기 하우징(60)은 상기 모터 조립체(M), PCB(51), 상기 PCB조립체(50)를 보호 수용하면서 유동이 되지 않도록 하는 구조를 가진 것으로서, 상기 모터 조립체(M)가 상기 PCB 조립체(50)에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체(50)와 상기 모터 조립체(M)에서 PCB조립체(50)에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부(61)와 상기 체결부(61)의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체(50)에서 노출된 상기 PCB(51)의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부(62)로 구성되고, 상기 체결부(61)와 상기 케이스부(62)는 사출성형 등으로 일체로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 체결부(61)에서 상기 모터 조립체(M)를 감사는 부분은 상기 모터 조립체(M)에서 발생되는 열을 효율적으로 배출하기 위하여 다수개의 통풍구가 형성되어 있다.

상기 PCB 조립체(50)와 상기 체결부(61)는 조립이 용이하면서 결합 후 유동이 일어나지 않도록 상기 PCB 조립체(50)에 길이방향으로 긴 가이드 홈(50a)을 형성하고 상기 체결부(61)에는 상기 가이드 홈(50a)에 대응되는 위치에 길이 방향으로 긴 돌출부(61a)를 형성하여, 상기 체결부(61)의 돌출부(61a)가 상기 PCB 조립체(50)의 가이드 홈(50a)에 끼워 결합되도록 한다. 다른 실시예로서 상기 PCB 조립체(50)에 길이 방향으로 긴 돌출부를 형성하고, 상기 체결부(61)에 길이방향으로 긴 가이드 홈을 형성하여 상기 체결부(61)와 상기 PCB 조립체(50)를 끼워 결합하게 할 수도 있다.

상기 PCB 조립체(50)와 상기 체결부(61)의 조립을 보다 용이하게 하기 위하여 상기 PCB 조립체(50)에 후크(50b)를 형성하고, 상기 체결부(61)에는 상기 후크(50b)와 대응되는 위치에 결합홈(61b)를 형성하여 상기 PCB 조립체(50)의 후크(50b)가 상기 체결부(61)의 결합홈(61b)에 걸리게 되어 상기 PCB 조립체(50)와 상기 체결부(61)를 고정 결합하게 할 수 있다. 다른 실시예로서 상기 체결부(61)에 후크를 형성하고 상기 PCB 조립체(50)에 결합홈을 형성하여 상기 PCB 조립체(50)와 상기 체결부(61)를 고정 결합하게 할 수도 있다.

또한, 상기 PCB(51)가 유동이나 진동으로 인한 충격을 방지하기 위하여 상기 케이스부(62)의 내측에 상기 PCB 조립체(50)에서 노출된 상기 PCB(51)의 다른 일부가 수용될 때 상기 PCB(51) 외주연의 보드가 삽입 결합될 수 있도록 길이 방향으로 긴 홈이 형성한다. 이 때 상기 길이 방향의 긴 홈(62a)의 폭은 상기 PCB(51) 외주연의 보드의 두께와 같거나 아주 조금 크게 하여 억지 끼움 결합이 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 PCB(51)를 상기 케이스부(62)에 보다 견고히 결합되게 하기 위하여 상기 케이스부(62)의 내측에 형성된 긴 홈(62a)은 상기 PCB 조립체(50)에서 노출된 상기 PCB(51)의 다른 일부의 외주연 모두(3변임)를 삽입 결합할 수 있도록 모두 형성되게 할 수 있다.

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.

M: 모터 조립체 10: 모터 케이스
20: 고정자 21: 보빈
22: 요크 30: 회전자
31: 마그네트 32: 회전자 중공축
41: 리드스크류 42: 원통형 베어링
43: 베어링 커버 44: 마운팅 플레이트
45: 조인트 50: PCB 조립체
50a: 가이드 홈 50b: 후크
51: PCB 51a: 단자판
51b: 단자대 60: 하우징
61: 체결부 61a: 돌출부
61b: 결합홈 62: 케이스부
62a: 홈

Claims

고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와;
상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와;
상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와;
상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고,
상기 PCB 조립체에는 가이드 홈이 형성되고 상기 체결부에는 상기 가이드 홈에 대응되는 위치에 돌출부가 형성되어, 상기 체결부의 돌출부가 상기 PCB 조립체의 가이드 홈에 끼워 결합되는 것
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와;
상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와;
상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와;
상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고,
상기 PCB 조립체에는 길이 방향으로 긴 돌출부가 형성되고, 상기 체결부에 길이방향으로 긴 가이드 홈이 형성되어 상기 체결부와 상기 PCB 조립체가 끼워 결합될 수 있도록 한 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
고정자와, 그 내부에 회전자 중공축이 형성되고 상기 고정자와 상호 작용하여 회전하는 회전자와, 상기 회전자 중공축의 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합되어 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 회전자의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류를 포함하여 구성된 모터 조립체와;
상기 모터 조립체에 외부 전기신호를 인가하는 PCB와;
상기 모터 조립체를 안치하면서 내부공간이 형성되어 그 내부공간에 상기 PCB의 일부를 수용하는 PCB 조립체와;
상기 모터 조립체가 상기 PCB 조립체에 안치된 상태에서 상기 PCB조립체와 상기 모터 조립체에서 PCB조립체에 안치된 부분이 유동되지 않도록 감싸면서 조립되는 체결부와, 상기 체결부의 하부에서 수평으로 연장되어 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부를 수용하고 보호하는 케이스부가 일체로 형성된 하우징;을 포함하고,
상기 케이스부의 내측에는 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부가 수용될 때 상기 PCB외주연의 보드가 삽입 결합될 수 있는 길이 방향으로 긴 홈이 형성된 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제 3 항에 있어서,
상기 케이스부의 내측에 형성된 홈은 상기 PCB 조립체에서 노출된 상기 PCB의 다른 일부의 외주연 모두를 삽입 결합할 수 있도록 3면에 모두 형성된 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
제 1 항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 PCB 조립체에는 후크가 형성되고 상기 체결부에는 상기 후크와 대응되는 위치에 결합홈이 형성되어 상기 PCB 조립체의 후크가 상기 체결부의 결합홈에 걸리게 되어 상기 PCB 조립체와 상기 체결부가 고정 결합하게 된 것
을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.