KR102509488B1 - 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위하여 스텝 모터를 사용한 리니어 타입(Linear Type)의 액츄에이터에서 너트부재의 회전에 따라 선형적으로 이동하는 리드스크류(Lead Screw)의 최종 위치의 피드백(Feed Back) 제어할 수 있는 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터부와 상기 모터부의 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류 등으로 구성되고 상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부 또는 상기 리드스크류의 선단부에 상기 리드스크류와 함께 이동하는 센싱 마그네트를 배치하여 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB를 설치함으로써, 간단한 센서 장착 구조의 추가로 부품의 유격 및 리드스크류와 너트부재의 백래쉬(backlash)에 따른 이송오차를 피드백제어를 통해 보정할 수 있고 이로 인하여 리드스크류의 이송 오차를 최소화할 수 있고 최종 출력부의 이송 거리의 정확성을 향상시킬 수 있는 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

Description

액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기{Step Actuator and Electronic Device comprising the same}
본 발명은 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위하여 스텝 모터를 사용한 리니어 타입(Linear Type)의 액츄에이터에서 너트부재의 회전에 따라 선형적으로 이동하는 리드스크류(Lead Screw)의 최종 위치의 피드백(Feed Back) 제어할 수 있는 액츄에이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터부와 상기 모터부의 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류 등으로 구성되고 상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부 또는 상기 리드스크류의 선단부에 상기 리드스크류와 함께 이동하는 센싱 마그네트를 배치하여 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB를 설치함으로써, 간단한 센서 장착 구조의 추가로 부품의 유격 및 리드스크류와 너트부재의 백래쉬(backlash)에 따른 이송오차를 피드백제어를 통해 보정할 수 있고 이로 인하여 리드스크류의 이송 오차를 최소화할 수 있고 최종 출력부의 이송 거리의 정확성을 향상시킬 수 있는 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.
최근 자동차는 많은 구성 부품들이 정밀 또는 자동 제어를 위하여 모터 등으로 구동되는 액츄에이터를 적용하고 있다. 상기 액츄에이터는 모터부의 회전자 중공축 내주면에 형성된 나사산과 나사 결합된 리드스크류(Lead Screw)를 사용하여 상기 회전자가 회전함에 따라 상기 리드스크류가 축 방향으로 전진 또는 후진하게 되어 상기 축 방향으로 힘을 전달하는 구조를 가지는 액츄에이터이다. 상기 액츄에이터는 자체에 상기 출력축(리드스크류 또는 조인트)의 위치를 감지할 수 있는 수단을 구비하고 있지 않아 외부 센서로부터 발생되는 외부 제어신호를 CPU(Control Process Unit)에 전송받아 상기 모터부의 모터구동 회로를 제어하여 상기 출력축(리드스크류 또는 조인트)의 위치를 제어하는 구조로 되어 있었다.
종래의 액츄에이터는 모터부가 오픈 루프(Open Loop)로 제어되어 상기 제조상 발생된 이송오차가 출력부에 그대로 반영되었고, 이러한 이송오차를 보상해줄 수 있는 방안이 없어, 너트부재와 리드스크류(Lead Screw)간의 백래쉬(Back Lash)와 부품간의 유격에 의한 이송오차가 출력부로 그대로 전달되어 제어 시 목표한 정확한 위치로 이동 불가능한 문제점이 있었다.
상기와 같은 액츄에이터와 관련하여서는 공개특허공보 제 10-2012-0043498호, 공개특허공보 제 10-2012-0043508호, 공개특허공보 제 10-2014-0142391호 등에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위하여 스텝 모터를 사용한 리니어 타입(Linear Type)의 액츄에이터에서, 모터부와 상기 모터부의 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류 등으로 구성되고 상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부 또는 상기 리드스크류의 선단부에 상기 리드스크류와 함께 이동하는 센싱 마그네트를 배치하여 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB를 설치함으로써, 간단한 센서 장착 구조의 추가로 부품의 유격 및 리드스크류와 너트부재의 백래쉬(backlash)에 따른 이송오차를 피드백제어를 통해 보정할 수 있고 이로 인하여 리드스크류의 이송 오차를 최소화할 수 있고 최종 출력부의 이송 거리의 정확성을 향상시킬 수 있는 액츄에이터 및 이를 포함하는 전자기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액츄에이터는, 하우징과; 코일이 감긴 보빈과 요크로 구성되어 상기 하우징의 내부에 배치된 고정자와; 상기 고정자의 내경에 배치되는 마그네트와 상기 마그네트의 내부에 삽입되어 결합되고 그 내경에 암나사가 형성된 너트부재로 구성된 회전자;를 포함하여 구성된 모터부와, 상기 너트부재가 회전 가능하게 지지하고 상기 하우징의 일측면의 외부에 배치되는 베어링과, 상기 너트부재의 내경과 결합되어 상기 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류와, 상기 모터부의 일측면에 결합되고 상기 리드스크류가 선형으로 이동 가능하도록 지지하는 마운팅부재를 포함하여 구성되되, 상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부에 일면이 개방된 센싱 마그네트 홀더부를 설치하고 상기 센싱 마그네트 홀더부의 개방된 일면에 슬라이딩 삽입되어 고정되는 센싱 마그네트를 배치하여, 상기 센싱 마그네트와 이격되어 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB가 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 서브 PCB가 그 일단면에 돌기부가 형성되고, 상기 보빈에서 상기 돌기부와 대응되는 위치에 위치결정홈부를 형성하여, 상기 돌기부가 상기 위치결정홈부에 삽입되어 상기 서브 PCB가 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센싱 마그네트 홀더부와 상기 서브 PCB를 보호하고 고정 지지할 수 있도록 모터 커버가 더 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 모터 커버가 상기 서브 PCB의 양측면을 고정 지지하도록 슬라이드 삽입되는 가이드홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 모터 커버가 상기 모터부와 메인 PCB를 축 방향과 직교로 지지 고정하는 PCB 케이스의 외부면을 둘러싸는 구조로 되되, 상기 모터 커버의 내측 수직벽면에 가이드돌기부가 형성되고, 상기 PCB 케이스에서 상기 가이드돌기부와 대응하는 위치의 외축 수직벽면에 가이드홈부가 형성되어, 상기 모터 커버와 PCB 케이스가 슬라이딩 결합되도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센서가 상기 리드스크류의 최종 위치를 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 너트부재가 상기 베어링과 인서트 사출로 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 리드스크류의 선단부가 D-Cut 형상이고, 상기 마운팅부재는 상기 D-Cut 형상에 대응하도록 선단에 가이드면부가 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 하우징과; 코일이 감긴 보빈과 요크로 구성되어 상기 하우징의 내부에 배치된 고정자와; 상기 고정자의 내경에 배치되는 마그네트와 상기 마그네트의 내부에 삽입되어 결합되고 그 내경에 암나사가 형성된 너트부재로 구성된 회전자;를 포함하여 구성된 모터부와, 상기 너트부재가 회전 가능하게 지지하고 상기 하우징의 일측면의 외부에 배치되는 베어링과, 상기 너트부재의 내경과 결합되어 상기 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류와, 상기 모터부의 일측면에 결합되고 상기 리드스크류가 선형으로 이동 가능하도록 지지하는 마운팅부재를 포함하여 구성되되, 상기 리드스크류의 선단부에는 상기 리드스크류를 따라 선형으로 이동하는 센싱 마그네트가 일체로 형성되고, 상기 센싱 마그네트와 이격되어 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB가 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 마운팅부재가 상기 센싱 마그네트와 상기 서브 PCB가 수용될 수 있는 공간이 형성되도록 수용부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 리드스크류의 선단부의 하부에 일측면이 단턱이 지고 타측면이 평탄면이 형성되어 상기 평탄면에 상기 센싱 마그네트가 고정된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센싱 마그네트가 상기 리드스크류에 인서트 사출로 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 서브 PCB가 그 일단면에 돌기부가 형성되고, 상기 마운팅부재의 수용부에서 상기 돌기부와 대응되는 위치에 위치결정홈부를 형성하여, 상기 돌기부가 상기 위치결정홈부에 삽입되어 상기 서브 PCB가 고정 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 마운팅부재가 상기 서브 PCB의 양측면을 고정 지지하도록 슬라이드 삽입되는 가이드홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 너트부재가 상기 베어링과 인서트 사출로 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 회전자가 상기 하우징의 타측면의 외부에 제2 베어링을 더 배치하여 회전 가능하게 지지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제2 베어링이 그 중심부의 일면이 개구되고 타면이 밀폐된 모터 커버에 배치되며, 상기 제2 베어링이 수용된 상기 모터 커버와 상기 하우징을 결합한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 마운팅부재가 그 하단부에 상기 서브 PCB와 메인 PCB와의 전기적 접속을 하기 위한 FPC가 통과될 수 있도록 관통부가 형성되고, 상기 메인 PCB를 지지 고정하는 PCB 케이스에도 상기 FPC가 통과되는 관통부가 더 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 센서가 상기 리드스크류의 최종 위치를 감지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 리드스크류의 일측면에 관통공이 형성되고, 상기 관통공에 양측으로 돌출되도록 가이드핀이 체결된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 가이드핀이 상기 마운팅부재의 수용부에 위치한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 마운팅부재의 수용부에 상기 가이드핀과 대응하는 위치에 가이드핀 수용홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 액츄에이터를 포함하는 전자기기인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액츄에이터는 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위하여 스텝 모터를 사용한 리니어 타입(Linear Type)의 액츄에이터에서, 모터부와 상기 모터부의 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류 등으로 구성되고 상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부 또는 상기 리드스크류의 선단부에 상기 리드스크류와 함께 이동하는 센싱 마그네트를 배치하여 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB를 설치함으로써, 간단한 센서 장착 구조의 추가로 부품의 유격 및 리드스크류와 너트부재의 백래쉬(backlash)에 따른 이송오차를 피드백제어를 통해 보정할 수 있고 이로 인하여 부품 유격에 따른 이송오차를 개선하고, 피드백 제어를 통한 최종위치 보상으로 가공 및 조립공차의 완화가 가능하며, 부품간 구속 및 모터부의 공회전 등의 실시간 불량 검출도 가능하게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 액츄에이터의 제1실시예에 대한 전체 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 액츄에이터의 제1실시예에 대한 조립이 완료된 상태의 외관도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에서 모터부 후부에 대한 분해도
도 4의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에서 리드스크류가 최대한 후진된 상태의 단면도이고, 도 4의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에서 리드스크류가 최대한 전진된 상태의 단면도
도 5는 본 발명의 제1 실시예에서 모터 커버가 모터부에서 분리된 상태도
도 6은 본 발명에 따른 액츄에이터의 제2실시예에 대한 조립이 완료된 상태의 외관도
도 7의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에서 리드스크류에 대한 부분 상세도이고, 도 7의 (b)는 (a)의 분해도
도 8의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에서 리드스크류가 최대한 후진된 상태의 단면도이고, 도 8의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에서 리드스크류가 최대한 전진된 상태의 단면도
도 9는 본 발명의 제2 실시예에서 모터부와 마운팅부재가 분리된 부분 상태도
본 발명에 따른 액츄에이터는 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위하여 스텝 모터를 사용한 리니어 타입(Linear Type)의 액츄에이터에서 너트부재의 회전에 따라 선형적으로 이동하는 리드스크류(Lead Screw)의 최종 위치의 피드백(Feed Back) 제어할 수 있는 액츄에이터에 관한 것으로서, 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 액츄에이터는 상기 리드스크류(23)와 함께 이동하는 센싱 마그네트(42)를 배치하여 상기 센싱 마그네트(42)의 위치를 감지하는 센서(52)가 포함된 서브 PCB(51)를 설치하여 최종 출력부의 리드스크류(23) 위치를 상기 센서(52)를 통해 감지하고 감지된 위치를 메인 PCB(71)에서 피드백 기능을 통해 상기 리드스크류(23)의 이송오차를 보상하여 이송거리의 정확성을 향상시키는 것을 특징으로 하는데, 도 1 내지 도 5는 제1 실시예를 도시하고 있고, 도 6 내지 도 9는 제2 실시예로 나눌 수 있다.
본 발명에 따른 액츄에이터의 제1실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 모터부(10)의 후부에 상기 리드스크류(23)와 함께 이동하는 센싱 마그네트(42)를 배치하여 상기 센싱 마그네트(42)의 위치를 감지하는 센서(52)가 포함된 서브 PCB(51)를 설치한 것으로서 그 구체적인 구성에 도 1 내지 도 5를 참고로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 액츄에이터는 스텝 모터를 사용한 리니어 타입의 액츄에이터에서 너트부재의 회전에 따라 선형적으로 이동하는 리드스크류의 최종 위치의 피드백 제어할 수 있는 액츄에이터로서, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 코일이 감긴 보빈(11)과 요크(12)로 구성되어 고정자와, 상기 고정자의 내경에 배치되는 마그네트(13)와 상기 마그네트(13)의 내부에 삽입되어 나서 결합되는 그 내경에 암나사가 형성된 너트부재로 구성된 회전자와, 상기 고정자의 외부를 보호 커버하는 2개의 하우징(15) 등으로 구성된 모터부(10)와, 상기 너트부재(14)가 회전 가능하게 지지하고 상기 하우징(15)의 일측면의 외부에 배치되는 제1 베어링(21)과, 상기 너트부재(14)의 내경과 결합되어 상기 너트부재(14)의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류(23)와, 상기 모터부(10)의 일측면에 결합되고 상기 리드스크류가 선형으로 이동 가능하도록 지지하는 마운팅부재(30) 등으로 구성된다. 그 외 상기 모터부(10)의 내부로 습기나 이물질 등이 유입되는 것을 방지하기 위한 오링(34)이 상기 모터부(10)와 상기 마운팅부재(30) 사이에 설치되고, 상기 모터부(10)를 보호 커버하는 모터 커버(60)와 메인 PCB(71)와 상기 메인 PCB(71)를 보호 커버하는 PCB 케이스(70)가 구비되고, 상기 리드스크류(23)의 단부에 설치되어 상기 리드스크류(23)의 선형 운동에 의한 힘을 다른 응용 기구물에 전달하는 조인트(80)가 설치된다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 모터부(10)의 타측면[상기 리드스크류(23)에서 상기 조인트(80)가 설치된 반대 방향]에 위치한 상기 리드스크류(23)의 일단부에 일면이 개방된 센싱 마그네트 홀더부(41)를 설치하고 상기 센싱 마그네트 홀더부(41)의 개방된 일면에 슬라이딩 삽입되어 고정되는 센싱 마그네트(42)를 배치한다. 상기 센싱 마그네트(42)와 이격되어 상기 센싱 마그네트(42)의 위치를 감지하는 센서(52)가 구비되고, 상기 센서(52)는 상기 서브 PCB(51)의 상부면에 부착되어 설치되고, 상기 서브 PCB(51)를 통해 전원을 공급받으며, 상기 서브 PCB(51)는 일측의 FPC(Flexible Printed Circuit, 54)로 연결되어 메인 PCB(71)를 통해 전원을 공급받는다. 상기 메인 PCB(71)에는 외부 전원과 연결하기 위하여 커넥터(74)가 부착되어 있다.
상기 센싱 마그네트(42)가 상기 센싱 마그네트 홀더부(41)의 하부면에 슬라이딩으로 고정됨에 따라, 선형적으로 이동하는 상기 리드스크류(23)의 위치를 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 서브 PCB(51)에 부착된 상기 센서(52)가 감지하고 감지된 위치신호를 근거로 상기 메인 PCB(71)에서 최종 위치를 제어하게 된다.
상기 서브 PCB(51)는 그 일단면에 돌기부가 형성(도 1 참조)되고, 상기 모터부(10)의 타측면에서 하우징(15)가 커버되지 않아 노출된 보빈(11)의 일측면에서 상기 돌기부와 대응되는 위치에 위치결정홈부(11a)를 형성하여, 상기 돌기부가 상기 위치결정홈부(11a)에 삽입되어 상기 서브 PCB(51)가 고정 결합된다.
상기 모터 커버(60)는 상기 모터부(10)를 보호 커버할 뿐만 아니라 상기 센싱 마그네트 홀더부(41)와 상기 서브 PCB(51)를 보호하고 고정 지지할 수 있도록 상기 모터부(10)를 보호 커버하는 것에서 후면으로 더 연장 설치되어 있다. 또한 상기 모터 커버(60)는 상기 서브 PCB(51)의 양측면을 고정 지지하도록 슬라이드 삽입되는 가이드홈(61)이 형성되어 있다.
상기 모터 커버(60)는 상기 모터부(10)와 메인 PCB(71)를 축 방향과 직교로 지지 고정하는 PCB 케이스(70)의 외부면을 둘러싸는 구조로 되고, 상기 모터 커버(60)의 내측 수직벽면에 가이드돌기부(62)가 형성되고, 상기 PCB 케이스(70)에서 상기 가이드돌기부(62)와 대응하는 위치의 외축 수직벽면에 가이드홈부(72)가 형성되어, 상기 모터 커버(60)와 상기 PCB 케이스(70)가 슬라이딩 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 모터 커버(60)는 상기 PCB 케이스(70)와 양측면이 슬라이딩 결합 후 상기 모터부(10)와 PCB 케이스(70)의 전체 외면를 둘러싸는 구조로 된다. 상기 모터 커버(60)는 상기 PCB 케이스(70)의 양측면에 형성된 후크부(76)에 의해 견고히 결합될 수 있다..
상기 너트부재(14)를 회전 가능하게 지지하는 상기 제1 베어링(21)은 원통형상으로 상기 너트부재(14)의 일단에 설치되는데 상기 너트부재(14)와 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 구성할 수 있다. 상기 너트부재(14)와 상기 마그네트(13)와의 고정 결합 방법으로는 상기 너트부재(14)가 상기 마그네트(13)에 삽입 설치되었을 때 하단부가 상기 마그네트(13)의 하면보다 돌출된 돌출부를 가지고 상기 돌출부에 열 또는 초음파를 가한 후 스테이징 공정을 통해 상기 마그네트(13)와 고정 결합되게 하거나 상기 너트부재(14)의 하단부에 멈춤링을 이용하여 상기 마그네트(13)와 고정 결합되게 한다..
상기 리드스크류(23)의 선단부는 상기 리드스크류(23)가 슬립 없이 선형으로 이동 가능하도록 D-Cut 형상으로 하고, 이에 따라 상기 마운팅부재(30)도 상기 리드스크류의 D-Cut 형상과 대응하도록 선단면에 대략 직사각형의 가이드면부가 형성된다. 상기 리드스크류(23)의 선단부는 그리스가 도포된 상태에서 상기 가이드면부와 접촉되면서 선형 이동되게 되고 이로 인하여 상기 리드스크류(23)의 축방향 이탈 및 슬립을 방지할 수 있다. 상기 조인트(80)는 상기 리드스크류(23)의 D-Cut부와 체결 후 슬립(Slip)이 발생되지 않도록 별도의 축핀을 사용하여 고정 결합할 수 있다.
다음으로 본 발명에 따른 액츄에이터의 제2 실시예는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 리드스크류(23)의 선단부에 상기 리드스크류(23)를 따라 선형으로 이동하는 센싱 마그네트(42)가 일체로 형성되고, 상기 센싱 마그네트(42)와 이격되어 상기 센싱 마그네트(42)의 위치를 감지하는 센서(52)가 포함된 서브 PCB(51)를 설치한 것으로서 그 구체적인 구성에 도 6 내지 도 9를 참고로 설명하면 다음과 같다.
제2 실시예에서 모터부(10)와, 제1 베어링(21)과, 리드스크류(23)와, 조인트(80) 등은 제1 실시예와 동일하므로 그 설명은 생략한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 리드스크류(23)의 선단부에는 상기 리드스크류(23)를 따라 선형으로 이동하는 센싱 마그네트(42)가 일체로 형성된다. 상기 센싱 마그네트(42)와 이격되어 상기 센싱 마그네트(42)의 위치를 감지하는 센서(52)가 구비되고, 상기 센서(52)는 상기 서브 PCB(51)의 상부면에 부착되어 설치되고, 제1 실시예와 같이 상기 서브 PCB(51)를 통해 전원을 공급받으며, 상기 서브 PCB(51)는 일측의 FPC(54)로 연결되어 메인 PCB(71)를 통해 전원을 공급받는다. 상기 메인 PCB(71)에는 외부 전원과 연결하기 위하여 커넥터(74)가 부착되어 있다. 상기 서브 PCB(51)에 부착된 상기 센서(52)가 감지하고 감지된 위치신호를 근거로 상기 메인 PCB(71)에서 상기 리드스크류(23)의 최종 위치를 제어하게 된다.
상기 리드스크류(23)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 그 선단부의 하부에 일측면이 단턱(23a)이 지고 타측면이 평탄면(23b)이 형성되며, 상기 센싱 마그네트(42)는 단차가 형성되어 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 리드스크류(23)의 하부면과 상기 센싱 마그네트(42)가 고정 결합된다. 즉, 상기 리드스크류(23)의 평탄면(23b)에 상기 센싱 마그네(42)트를 본딩으로 고정하거나 상기 센싱 마그네트(42)가 상기 리드스크류(23)에 인서트 사출로 일체로 형성되게 할 수 있다.
또한, 상기 리드스크류(23)는 슬립(Slip)없이 선형으로 이동 가능하기 위하여 일측면에 관통공이 형성되고 상기 관통공에 양측으로 돌출되도록 가이드핀(24)이 체결되어 있다. 상기 가이드핀(24)은 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에 위치한다. 또한, 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에 상기 가이드핀(24)과 대응하는 위치에 가이드핀 수용홈(36)이 형성되어 상기 가이드핀(24)이 그리스가 도포된 상태에서 상기 가이드핀 수용홈(36)의 내부와 접촉되면서 선형 이동되므로 상기 가이드핀(24)이 상기 리드스크류(23)에 고정되어 상기 리드스크류(23)의 축방향 이탈 및 슬립을 방지할 수 있다.
또한, 상기 조인트(80)에도 상기 리드스크류(23)와 체결 후 슬립(Slip)이 발생되지 않도록 별도의 축핀을 사용하여 고정 결합할 수 있다.
제2 실시예에서의 마운팅부재(30)는 상기 센싱 마그네트(42)와 서브 PCB(51)가 리드스크류(23)의 선단부에 설치되는 것이므로, 상기 센싱 마그네트(42)와 서브 PCB(51)가 수용될 수 있는 공간인 수용부(35)가 일체로 형성되어 있다. 상기 수용부(35)는 상기 리드스크류(23)의 선형운동에 따라 상기 센싱 마그네트(42)도 이동되므로 상기 리드스크류(23)와 상기 센싱 마그네트(42)가 터치되지 않도록 그 외경 보다 큰 수용공간으로 형성되어 있다.
상기 마운팅부재(30)는 도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 그 하단부에 상기 서브 PCB(51)와 메인 PCB(71)와의 전기적 접속을 하기 위한 FPC(54)가 통과될 수 있도록 관통부(33)가 형성되고, 상기 메인 PCB(71)를 지지 고정하는 PCB 케이스(70)에도 상기 FPC(54)가 통과되는 관통부(73)가 더 형성되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이 상기 서브 PCB(51)는 그 일단면에 돌기부(53)가 형성되고, 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에서 상기 돌기부(53)와 대응되는 위치에 위치결정홈부(31)를 형성하여, 상기 돌기부(53)가 상기 위치결정홈부(31)에 삽입[(도 8의 (a) 및 (b) 참조)]되어 상기 서브 PCB(51)가 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에 고정 결합된다. 또한, 상기 마운팅부재(30)는 상기 서브 PCB(51)의 양측면을 고정 지지하도록 슬라이드 삽입되는 가이드홈부(32)가 형성되어 있다. 즉, 상기 서브 PCB(51)의 양측면은 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에 형성된 상기 가이드홈부(32)에 슬라이딩 삽입되어 1차로 고정 지지되고, 상기 서브 PCB(51)의 일단면에 형성된 돌기부(53)가 상기 마운팅부재(30)의 수용부(35)에 형성된 위치결정홈부로 삽입 체결되어 2차로 고정 지지되는 구조로 되어 있다,
상기 너트부재(14)를 회전 가능하게 지지하는 원통형 형상의 제1 베어링(21)이 상기 너트부재(14)의 일단부에 위치하여 상기 너트부재(14)와 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 구성한다. 상기 너트부재(14)와 상기 마그네트(13)와의 고정 결합 방법은 제1 실시예와 동일하다.
제2 실시예에서는 상기 모터부(10)의 타측면[상기 리드스크류(23)에서 상기 조인트(80)가 설치된 반대 방향]에 상기 센싱 마그네트(42)와 서브 PCB(51)를 설치하지 않으므로 그 위치인 상기 하우징(15)의 타측면의 외부에 제2 베어링(22)을 더 배치하여 상기 너트부재(14)의 타단부를 회전 가능하게 지지하도록 한다.
상기 제2 베어링(22)이 그 중심부의 일면이 개구되고 타면이 밀폐된 모터 커버(60)에 배치되며, 상기 제2 베어링(22)이 수용된 상기 모터 커버(60)와 상기 하우징(15)이 결합되게 한다(제2 실시예에서는 모터 커버의 형상이 제1 실시예와 상이하다).
상기에서는 액츄에이터에 관하여 설명하였지만 본 발명은 상기와 같은 구조를 가진 액츄에이터를 적용하는 전자기기에 관한 발명에도 해당된다.
또한, 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: 모터부 11: 보빈
11a: 위치결정홈부 12: 요크
13: 마그네트 14: 너트부재
15: 하우징 21: 제1 베어링
22: 제2 베어링 23: 리드스크류
23a: 단턱 23b: 평탄면
24: 가이드핀 30: 마운팅부재
31: 위치결정홈부 32: 가이드홈부
33: 관통부 34: 오링
35: 수용부 36: 가이드핀 수용홈
41: 센싱 마그네트 홀더부
42: 센싱 마그네트 51: 서브 PCB
52: 센서 53: 돌기부
54: FPC 60: 모터 커버
61: 가이드홈 62: 가이드돌기부
70: 메인 PCB 케이스 71: 메인 PCB
72: 가이드홈부 73: 관통부
74: 커넥터 75: PCB 커버
76: 후크부 80: 조인트

Claims (13)

  1. 하우징과; 코일이 감긴 보빈과 요크로 구성되어 상기 하우징의 내부에 배치된 고정자와; 상기 고정자의 내경에 배치되는 마그네트와 상기 마그네트의 내부에 삽입되어 결합되고 그 내경에 암나사가 형성된 너트부재로 구성된 회전자;를 포함하여 구성된 모터부와, 상기 너트부재가 회전 가능하게 지지하고 상기 하우징의 일측면의 외부에 배치되는 베어링과, 상기 너트부재의 내경과 결합되어 상기 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류와, 상기 모터부의 일측면에 결합되고 상기 리드스크류가 선형으로 이동 가능하도록 지지하는 마운팅부재를 포함하여 구성되되,
    상기 모터부의 타측면에 위치한 리드스크류의 일단부에 일면이 개방된 센싱 마그네트 홀더부를 설치하고 상기 센싱 마그네트 홀더부의 개방된 일면에 슬라이딩 삽입되어 고정되는 센싱 마그네트를 배치하여, 상기 센싱 마그네트와 이격되어 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB가 구성되되,
    상기 센싱 마그네트 홀더부와 상기 서브 PCB를 보호하고 고정 지지할 수 있도록 모터 커버가 더 구성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서는 상기 리드스크류의 위치를 감지하고 감지된 위치신호를 근거로 메인 PCB에서 상기 리드스크류의 최종 위치를 제어하도록 한 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 너트부재는 상기 베어링과 인서트 사출로 일체로 형성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  5. 삭제
  6. 하우징과; 코일이 감긴 보빈과 요크로 구성되어 상기 하우징의 내부에 배치된 고정자와; 상기 고정자의 내경에 배치되는 마그네트와 상기 마그네트의 내부에 삽입되어 결합되고 그 내경에 암나사가 형성된 너트부재로 구성된 회전자;를 포함하여 구성된 모터부와, 상기 너트부재가 회전 가능하게 지지하고 상기 하우징의 일측면의 외부에 배치되는 베어링과, 상기 너트부재의 내경과 결합되어 상기 너트부재의 회전에 따라 선형으로 움직이는 리드스크류와, 상기 모터부의 일측면에 결합되고 상기 리드스크류가 선형으로 이동 가능하도록 지지하는 마운팅부재를 포함하여 구성되되,
    상기 리드스크류의 선단부에는 상기 리드스크류를 따라 선형으로 이동하는 센싱 마그네트가 일체로 형성되고, 상기 센싱 마그네트와 이격되어 상기 센싱 마그네트의 위치를 감지하는 센서가 포함된 서브 PCB가 구성되되,
    상기 마운팅부재는 상기 센싱 마그네트와 상기 서브 PCB가 수용될 수 있는 공간이 형성되도록 수용부가 일체로 형성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 너트부재는, 상기 베어링과 인서트 사출로 일체로 형성된 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센서는 상기 리드스크류의 위치를 감지하고 감지된 위치신호를 근거로 메인 PCB에서 상기 리드스크류의 최종 위치를 제어하도록 한 것
    을 특징으로 하는 액츄에이터.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항, 제3항, 제4항, 제6항, 제8항, 제9항 중 어느 한 항에 기재된 액츄에이터를 포함하는 것
    을 특징으로 하는 전자기기.
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