KR20010092760A - 프린트 기판상에 고정된 전동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프린트 기판상에 고정된, 회전자 및 고정자를 포함한 전동기에 관한 것이다. 상기 고정자는 다수의 코일 및 고정자 플레이트를 포함하고, 상기 고정자 플레이트는 코일로부터 회전자까지 연장된다. 상기 전동기는 코일(1)의 각 코일 단부와 도전 접속된 콘택 스프링(4)을 포함한다. 상기 콘택 스프링(4)은 상기 전동기가 프린트 기판상에 고정된 이후 초기 응력하에 프린트 기판의 전기 도체에 지지되도록 설계된다.

Description

프린트 기판상에 고정된 전동기 {FIXING AN ELECTROMOTOR ON A PRINTED BOARD}

선행 기술에서 전동기는 특히 자동차-지시 계기내 측정 장치로 공지되어 있고, 상기 전동기의 코일 단부는 핀과 도전 접속되고, 상기 핀은 삽입 조립 방식으로 예컨대 웨이브 납땜에 의해 프린트 기판과 도전 접속된다. 또한 선행 기술에서는 권선의 단부를 포함한 코일이 표면 장착 기술로, 납땜에 의해 프린트 기판의 전기 도체와 접속되고, 상기 권선 단부는 각 코일의 코일 바디의 비도전 포오크형 형상 주위를 휘감는, 전동기가 공지되어 있다. 이 경우 코일과 프린트 기판 사이의 전기 접속이 복잡하다는 것이 단점이 된다.

본 발명은 고정자 및 회전자를 포함하고, 상기 고정자가 다수의 코일과 고정자 플레이트를 포함하고, 상기 고정자 플레이트는 상기 코일로부터 회전자까지 연장된, 프린트 기판상에 고정된 전동기에 관한 것이다.

도 1 : 본 발명에 따른 전동기의 코일의 특히 바람직한 실시예의 정면도,

도 2 : 본 발명에 따른 전동기의 코일의 특히 바람직한 제 2 실시예의 정 면도,

도 3 : 본 발명에 따른 전동기의 고정자 플레이트의 매우 바람직한 실시 예의 사시도,

도 4 : 도 3의 고정자 플레이트로 삽입되는, 매우 바람직한 회전자와 함께작용해서 도 1 의 코일로 이루어진 고정자의 사시도 및 부분 단면 도,

도 5 : 예컨대 도 4의 고정자 및 회전자를 수용하기 위한 본 발명에 따른 전 기 전동기의 특히 바람직한 하우징 하부 부분의 평면도,

도 6 : 프린트 기판의 부분 전면상의 특히 바람직한 전동기의 사시도 및 부분 단면도.

본 발명의 목적은 삽입 조립되지 않고 간단하게 프린트 기판과 도전 접속될 수 있는 전동기를 제공하는 데 있다.

상기 목적은 전동기가 각각 코일의 단부와 도전 접속되는 콘택 스프링을 포함하고, 상기 콘택 스프링은 전동기가 프린트 기판 상에 고정된 이후 초기 응력하에 프린트 기판의 전기 도체에 지지되도록 설계됨으로써 달성된다.

프린트 기판의 전기 도체로 가해지는 콘택 스프링의 압력에 의해, 콘택 스프링의 표면의 상응하는 내부식성 물질, 예컨대 주석, 금 또는 백금에서 추가 납땜 과정은 생략될 수 있다.

상기 콘택 스프링이 코일에 고정되면, 전동기의 설계는 매우 간단해진다.

상기 콘택 스프링용 개구를 포함하는 하우징은 외부 영향으로부터 상기 전동기를 보호하고, 또한 조립을 간소화하고, 콘택 스프링이 코일에 직접 조립되는 것을 가능하게 한다. 상기 개구를 통해 콘택 스프링이 하우징으로부터 돌출한다.

상기 콘택 스프링이 프린트 기판상에 전동기가 조립된 이후 하우징 하부에 지지되도록 설계된다면, 프린트 기판상의 공간이 절약된다. 또한 상기 하우징은 전동기가 프린트 기판상에 조립된 이후 프린트 기판이 상기 개구를 완전히 커버링하고, 따라서 상기 하우징이 폐쇄되도록 설계된다. 따라서 예컨대 조립 이후 요구되는, 기타 부품의 표면이 프린트 기판상에 조립되는 경우, 전동기의 기계 및 전기 부품은 특히 열 작용에 대해 더 많이 보호된다.

상기 콘택 스프링은 전동기가 프린트 기판상에 조립된 이후 하우징의 측면에지지되도록 설계됨으로써, 특히 전기 접속의 지속성이 요구될 경우, 상기 콘택 스프링은 추가적으로 표면 장착으로 프린트 기판의 도체와 납땜될 수 있다. 이 경우 하우징 내의 개구는 상기 하우징이 전동기를 광범위하게 보호함으로써 예컨대 리플로(reflow)-납땜 과정에 의한 열 작용이 전동기를 손상시키지 않도록 형성될 수 있다.

상기 전동기는 하나 또는 다수의 로킹 페그에 의해 매우 간단하고 신속하게 프린트 기판상에 고정될 수 있다. 이러한 고정은 하나 또는 다수의 로킹 페그가 각 로킹 페그의 내부로 삽입될 수 있는 확장 바디에 의해 확장될 수 있을 경우에도 여전히 안정적이다.

상기 확장 바디가 로킹 바디 내에 삽입될 수 있고, 따라서 생각할 수 있는 모든 진동시 그의 위치를 벗어날 수 없다면, 상기 접속의 지속성은 여전히 상승될 수 있다.

상기 코일이 각각 하나의 코일 바디를 포함하고, 상기 콘택 스프링이 코일 바디 옆에 또는 코일 바디 내에 고정되면, 콘택 스프링에 대한 간단한 조립이 이루어진다. 상기 코일 바디가 사출 성형 부품으로 형성되고, 상기 콘택 스프링이 코일 바디의 부품과 함께 압출되면, 조립이 매우 간단하게 이루어진다.

코일 권선의 단부가 예컨대 납땜 또는 용접에 의해 콘택 스프링에 도전 고정되고 나서 상기 콘택 스프링은 상기 코일 단부가 하중을 받지 않도록 상기 단부에 직각으로 구부러짐으로써 코일 권선과 콘택 스프링 사이의 지속적인 전기 접속이 형성될 수 있다.

고정자 플레이트가 그 중심에 회전자를 수용하기 위한 개구를 포함한 고정자를 형성하고, 개별 고정자 플레이트는 상기 개구 주위에 배치됨으로써, 상기 전동기의 콤팩트한 구조가 달성될 수 있다. 상기 전동기가 4 개의 고정자 플레이트 및 2 개의 코일을 포함하면, 상기 전동기는 매우 콤팩트해진다.

상기 고정자 플레이트의 부분이 서로 평행하게 배치되고, 그 사이에 제 1 코일이 자기 결합되어 배치되고, 다른 제 2 고정자 플레이트는 상기 개구 근처에서 제 1 직각 벤드를 포함하고, 자유 단부 근처에서는 제 2 직각 벤드를 포함하고, 상기 자유 단부 사이에서 제 2 코일이 자기 결합되도록, 2 개의 서로 마주 놓인 고정자 플레이트가 간단하게 서로 직각으로 구부러짐으로써, 상기 코일은 동일한 높이로 평행하게 배치될 수 있고, 따라서 동일하게 형성될 수 있다.

상기 고정자 플레이트가 상기 개구에서 자기 결합되는 경우에 상기 고정자 플레이트는 박판으로 이루어진 일체형으로 형성된다.

상기 개구에 있는 고정자 플레이트가 비자성 금속을 통해 서로 접속되면 상기 전동기는 특히 용이하게 제어될 수 있다.

상기 고정자 플레이트와 코일의 코일 코어의 용접에 의해, 상기 코일은 신속하고 지속적이고 효과적으로 고정자 플레이트와 자기 결합될 수 있다.

본 발명은 특히 바람직한 실시예용 도면을 참조로 하여 더 자세히 설명된다.

도 1의 특히 바람직한 코일(1)의 실시예는 권선 코일(2), 코일 바디(3), 2 개의 콘택 스프링(4) 및 코일 코어(5)를 포함한다. 권선 코일(2)은 사출 성형된 코일 바디(3)를 감고, 상기 코일 바디 내에서 콘택 스프링(4)의 부분은 코일 바디(3)의 부분과 함께 압출되어 고정된다. 코일 권선(2)의 권선 단부(6)는 예컨대 납땜 또는 용접에 의해 각각 콘택 스프링(4)의 단부와 도전 접속된다. 접속 이후 콘택 스프링(4)의 상응하는 단부는 상기에 기술한 바와 같이 코일 권선(2)의 단부의 하중을 경감시키기 위해 직각으로 구부러지거나 휜다. 콘택 스프링(4)은 평형 나사선형 스프링 재료로로 제조되고, 도 1에 도시된 바와 같이 대략 중간에서 대략 165°정도 구부러진다. 상기 콘택 스프링의 다른 단부에서는 콘택 스프링(4)이 범프(7)를 포함하고, 상기 범프에 의해 전기 도체가 프린트 기판상에 콘택되어야 한다. 상기 실시예는 전동기에 이용할 경우, 하우징 하부에 콘택팅용 하우징을 가진다.

도 2에 도시된 코일(8)의 콘택 스프링(9)은 대략 중간에서 대략 45°정도만구부러짐으로써, 도 2에 도시된 코일(8)은 도 1에 도시된 코일(1)과 구분된다. 그 외 도 2의 기타 부품인 코일 권선(2), 코일 바디(3), 코일 코어(5) 및 권선 단부(6)는 도 1의 코일(1)과 일치한다. 코일(8)의 사용시 전동기는 하우징의 측면에 콘택팅용 하우징을 가진다.

상기 2 개의 코일(1,8)은 하우징이 없는 전동기에서도 사용될 수 있다.

도 3에서 4 개의 고정자 플레이트(10,11,12,13)의 단부(10a,11a,12a,13a)는 회전자를 수용하기 위한 개구(14)를 형성하고, 상기 고정자 플레이트는 상기 개구(14)에서 자기 결합되는 것을 알 수 있다. 각 2 개의 고정자 플레이트(10,11 및 12,13)의 단부(10a,11a 및 12a,13a)가 도 1 또는 도 2에 도시된 코일(1 또는 8)을 수용하기 위해 서로 평행하게 배치되도록 구부러진다. 이러한 형태를 유지하기 위해, 고정자 플레이트(10,11)는 각각 하나의 직각 벤드(10c,11c)를 포함하고, 고정자 플레이트(12,13)는 각각 2 개의 직각 벤드(12c,12d,13c,13d)를 포함한다.

도 4에서는 각 하나의 코일(1)이 각각 고정자 플레이트(10,11,12,13)의 2 개의 단부(10b,11b 및 12b,13b) 사이에 배치된다. 도 4에 도시되지 않은 코일 코어(5)는 단부(10b,11b,12b,13b) 영역에서 고정자 플레이트(10,11,12,13)와 용접되는 것이 바람직하다. 이것은 동시에 자기 흐름의 양호한 전달시 안정적이고, 신속한 결합을 야기한다. 고정자 플레이트(10,11,12,13)와 코일(1) 사이의 결합은 예컨대 나사 결합 또는 리벳과 같은 다른 결합 기술에 의해 이루어질 수 있다.

또한 도 4에서는 광범위하게 개구(14)에 배치되고, 샤프트(16)와 회전 고정 결합된, 직경 방향으로 자화된 플레이트(15)로 이루어진 회전자가 도시되어 있다.도 6에 도시된 웜 톱니바퀴(17)와 함께 작용하는, 도시되지 않은 웜(worm)이 바람직하게 샤프트(16) 상에 배치된다. 마찬가지로 샤프트(16)의 베어링도 도 4에 도시되지 않는다. 2 개의 코일(1)에 전류가 공급되면, 상기 코일은 고정자 플레이트(10,11,12,13)를 통해 전달되고 어떤 파워를 직경 방향으로 자화된 플레이트(15)에 가하는 자기 흐름을 발생시킨다. 따라서 상기 코일에 차례로 또는 동시에 직류가 공급되면, 상기 전동기는 예컨대 스테핑 전동기로 작동될 수 있다. 또한 90°만큼 변위된 사인파 전류에 의한 2 개의 코일(1)의 제어에 의해, 상기 전동기는 샤프트(16)의 회전수가 사인 전류의 주파수에 상응하는 동기 전동기로서 작동되는 것이 가능하다.

도 5에서 하우징 하부 부분(18)은 2 개의 평탄한 리세스(19,20), 종방향 슬릿(21) 형태의 4개의 개구, 샤프트 베어링(22,23), 웜 샤프트 톱니바퀴 베어링(24), 확장 바디(26)를 포함한 로킹 페그(25) 및 로킹 클립(27)을 포함한다. 리세스(19)에서 고정자 플레이트(11)를 지지하고, 리세스(20)에서 고정자 플레이트(13)를 지지할 수 있고, 따라서 고정자 플레이트(10,11,12,13) 및 코일(1)로 이루어진 상기 고정자는 하우징 하부 부분(18)에 예정된 지점이 위치할 수 있도록, 평탄한 리세스(19,20)가 설계된다. 이 경우 콘택 스프링(4)은 종방향 리세스(21)를 통해 하우징 하부 부분으로부터 돌출한다. 도 4의 샤프트(16)가 샤프트 베어링(22,23)에 지지될 수 있고, 따라서 우측 위치는 도 3 및 4에 도시된 고정자 내에 위치한다. 확장 바디(26)는 웨브(26a)를 통해 로킹 페그(25)와 결합된다.

도 6에서 고정자는 하우징 하부 부분(18) 및 하우징 상부 부분(30)으로 이루어진 하우징 내로 삽입된다. 고정자 플레이트(10,11,12,13)가 개구(14) 영역에서 자기 결합되지 않고, 비자성 금속, 예컨대 놋쇠로 이루어진 링(29)을 통해 서로 결합됨으로써, 상기 고정자는 도 3 및 4에 도시된 고정자와 구분된다. 이러한 결합은 예컨대 링(29)을 가진 고정자 플레이트(10,11,12,13)의 프로젝션 용접에 의해 이루어질 수 있다. 직경 방향으로 자화된 플레이트(15)는 도 6에 도시되지 않은 샤프트(16)를 통해, 및 샤프트(16)상에 배치된 마찬가지로 도 6에 도시되지 않은 웜을 통해 웜 톱니바퀴(17)와 결합되고, 상기 웜 톱니바퀴는 축방향으로 양측에서 웜 톱니바퀴 샤프트(31)와 결합된다. 웜 톱니바퀴 샤프트(31)는 웜 톱니바퀴 샤프트 베어링(24)내의 하우징 하부측(18)(도 5 참조) 및 도시되지 않은 베어링 내의 하우징 상부 부분(30)에 지지된다. 하우징 상부 부분(30)은 하우징 하부 부분(18) 상에 배치되고, 로킹 클립을 통해 고정되며, 이 중 로킹 클립(27)이 도 6에 도시된다. 로킹 페그(25)는 회전 대칭으로 설계되고, 웨브(25a)를 통해 그 외 하우징 하부 부분(18)과 결합된다. 로킹 페그(25)는 축방향으로 연장되는 슬릿(25c)에 의해 아암(25b)으로 분할된다. 슬릿(25c) 및 가늘어지는 단부(25d)에 의해, 로킹 페그(25)가 라운드 홀(32)을 통해 프린트 기판(28)에 삽입되는 것이 가능하고, 라운드 홀(32)의 직경은 도 6에 도시된 하중을 받지 않는 상태에 있는 로킹 페그(26)의 직경보다 작다. 로킹 페그(25)의 탄성에 의해, 또는 확장 바디(26)가 로킹 페그(25)내에 삽입됨으로써, 상기 로킹 페그가 그의 원래 형태를 가지게 됨으로써, 상기 전동기는 프린트 기판(28)상에 고정된다. 확장 바디(26)의 웨브(26a)(도 5참조)는 상부로부터 확장 바디(26)로 가압될 경우 부러지도록 설계된다. 상부로부터 확장 바디(26)로의 추가 가압에 의해, 확장 바디(26)는 로킹 페그(25)로 삽입될 수 있다. 따라서 상기 전동기의 하우징 하부 부분(18)의 하부측이 프린트 기판(28)에 대해 가압된다. 동시에 도 6에 도시되지 않은 콘택 스프링(4)은 프린트 기판(30)으로 가압되고, 프린트 기판(28)상에 있는 전기 도체(33)와 도전 접속된다.

표시 장치, 예컨대 회전 속도계, 또는 시계의 예컨대 바늘이 웜 톱니바퀴 샤프트(31)상에 배치된다.

Claims (19)

1. 고정자 및 회전자를 포함하고, 상기 고정자가 다수의 코일 및 고정자 플레이트를 포함하고, 상기 고정자 플레이트는 상기 코일로부터 회전자까지 연장된 프린트 기판에 고정된 전동기에 있어서,

   상기 전동기는 각각 코일(1,8)의 권선 단부(6)와 도전 접속된 콘택 스프링(4,9)을 포함하고,

   상기 콘택 스프링(4,9)은 상기 전동기가 프린트 기판(28) 상에 고정된 이후초기 응력하에 상기 프린트 기판(28)의 전기 도체(33)에 지지되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전동기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 콘택 스프링(4,9)이 상기 코일(1,8)에 고정되는 것을 특징으로 하는 전동기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 전동기는 하우징(18)을 포함하고, 상기 하우징 내에 개구(21)가 형성되는데, 상기 개구를 통해 상기 콘택 스프링(4,9)이 상기 하우징으로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 전동기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 콘택 스프링(4)은 상기 전동기가 상기 프린트 기판(28)상에 조립된 이후 상기 하우징(18) 하부에 지지되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전동기.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 콘택 스프링(9)은 상기 전동기가 상기 프린트 기판(28)에 조립된 이후 상기 하우징(18)의 측면에 지지되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전동기.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 전동기는 하나 또는 다수의 로킹 페그(25)를 포함하고, 상기 전동기는 상기 로킹 페그에 의해 상기 프린트 기판(28)의 리세스로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 로킹 페그(25)는 상기 로킹 페그(25)의 내부로 삽입될 수 있는 확장 바디(26)에 의해 확장될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 확장 바디(26)가 상기 로킹 페그(25) 내에 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 전동기.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 코일(1,8)이 코일 바디(3)를 포함하고,

   상기 콘택 스프링(4,9)이 상기 코일 바디(3)의 내에 또는 옆에 고정되는 것을 특징으로 하는 전동기.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 코일 바디(3)가 사출 성형되고, 상기 콘택 스프링(4,9)은 상기 코일 바디(3)의 부분과 함께 압출되는 것을 특징으로 하는 전동기.
11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,

    상기 코일 권선(2)의 권선 단부(6)가 각각 하나의 콘택 스프링(4,9)의 하나의 단부에 도전 고정되고,

    상기 콘택 스프링(4,9)이 상기 단부에서 직각으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 전동기.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정자 플레이트(10,11,12,13)는 중심에 회전자(15)를 수용하기 위한 개구(14)를 포함한 고정자를 형성하고, 개별 고정자 플레이트(10,11,12,13)는 상기 개구(14) 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
13. 제 12항에 있어서,

    각 2 개의 마주 놓인 고정자 플레이트(10,11,12,13)가 하나의 코일(1,8)을 수용하도록 서로 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
14. 제 13항에 있어서,

    상기 전동기가 4 개의 고정자 플레이트(10,11,12,13) 및 2 개의 코일(1,8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
15. 제 14항에 있어서,

    2 개의 서로 마주 놓인 고정자 플레이트(10,11)는 고정자 플레이트(10b,11b)의 부분이 서로 평행하게 배치되고, 그 부분 사이에 제 1 코일(1,8)이 자기 결합되어 배치되도록, 간단하게 서로 직각으로 구부러지는 것을 특징으로 하는 전동기.
16. 제 15항에 있어서,

    서로 마주 놓인 2 개의 다른 고정자 플레이트(12,13)는 상기 개구(14) 근처에 제 1 직각 벤드(12c,13c)를 포함하고, 자유 단부(12b,13b) 근처에 제 2 직각 벤드(12d,13d)를 포함하고, 상기 자유 단부 사이에 제 2 코일(1,8)이 자기 결합되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
17. 제 12항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정자 플레이트(10,11,12,13)가 상기 개구(14)에서 자기 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
18. 제 12항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정자 플레이트(10,11,12,13)가 상기 개구(14)에서 비자성 금속(29)을 통해 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 전동기.
19. 제 1항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 코일(1,8)은 상기 고정자 플레이트(10,11,12,13)와 용접된 코일 코어(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.