KR200266191Y1 - 캡스턴 스텝 모터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 외주연에 다수개의 이(齒)가 구비되고 코일이 감겨 전자석으로 형성된 고정자와, 상기 고정자의 내주면에 환형(環形)의 커버를 갖는 회전자를 구비하되, 상기 회전자에 N극과 S극이 반복되는 영구자석을 형성하고 상기 고정자의 전자석들이 이에 대향되게 구성함으로써 소정의 각도만큼 회전제어가 가능하도록 한 캡스턴 스텝 모터에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 직류 모터는 회전축을 갖는 원통 형상의 코어에 코일을 감아 전자석을 구성한 회전자와, 상기 회전자의 외부에 영구자석이 구비된 고정자로 이루어져 상기 회전자에 직류 전압을 가함으로써 회전하도록 되어 있으나, 저속회전이 불가능하며 회전속도 제어를 위해서는 복잡한 제어회로를 필요로 한다고 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고정자에 다수개의 요철을 형성하여 전자석을 구성하고, 상기 고정자의 외부에 구비되는 회전자에는 다수개의 영구자석을 형성하여 펄스에 의해 구동되도록 함으로써 속도제어가 용이할 뿐만 아니라, 큰 토크를 얻을 수 있어 회전체를 회전축에 직결할 수 있는 캡스턴 스텝 모터를 제공한다.

Description

캡스턴 스텝 모터{A Capstan step motor}

본 고안은 모터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 외주연에 다수개의 이(齒)가 구비되고 코일이 감겨 전자석으로 형성된 고정자와, 상기 고정자의 내주면에 환형(環形)의 커버를 갖는 회전자를 구비하되, 상기 회전자에 N극과 S극이 반복되는영구자석을 형성하고 상기 고정자의 전자석들이 이에 대향되게 구성함으로써 소정의 각도만큼 회전제어가 가능하도록 한 캡스턴 스텝 모터에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 직류 모터는 회전축을 갖는 원통 형상의 코어에 코일을 감아 전자석을 구성한 회전자와, 상기 회전자의 외부에 영구자석이 구비된 고정자로 이루어져 상기 회전자에 직류 전압을 가함으로써 회전하도록 되어 있으나, 저속회전이 불가능하며 회전속도 제어를 위해서는 복잡한 제어회로를 필요로 한다고 하는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위해 상기 전자석을 고정자로 하고 상기 영구자석을 회전자로 한 캡스턴 모터가 테이프 레코더 등의 캡스턴 장치를 구동하기 위해 사용되고 있으나, 상기와 같은 캡스턴 모터도 저속회전이나 회전속도 제어를 위해서는 복잡한 제어회로를 필요로 하고, 모터의 회전속도나 회전수를 검출하기 위한 검출수단을 연결하기가 용이하지 않다고 하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고정자에 다수개의 요철을 형성하여 전자석을 구성하고, 상기 고정자의 외부에 구비되는 회전자에는 다수개의 영구자석을 형성하여 펄스에 의해 구동되도록 함으로써 속도제어가 용이할 뿐만 아니라, 큰 토크를 얻을 수 있어 회전체를 회전축에 직결할 수 있는 캡스턴 스텝 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 회로 결선을 나타내는 간략도.

도 2a는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 고정자의 구조도.

도 2b는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 회전자의 구조도.

도 3은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 측단면도.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11, 31. 고정자 12, 32. 회전자

13, 24, 33. 커버 21. 전자석

22, 34. 코일 23, 35. 영구자석

25, 36. 회전축 37. 볼 베어링

38. 장착홀 39. 회전체

이를 위해 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터는 크게 자화가능한 원형의 금속재질에 다수개의 요철을 형성하고 코일을 감아 전자석을 구성한 고정자; 상기 고정자의 외주연에 상기 전자석과 대향되게 조립되되 내주면에 N극과 S극이 반복되는 영구자석을 구비한 회전자로 구성된다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 각부 특성 및 동작원리를 상세히 설명한다. 도 1은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 회로 결선을 나타내는 간략도이다. 도 1에서 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터는 크게 외주면에 다수개의 이(齒)를 갖는 코어(core)가 형성되되 상기 코어에는 코일이 감김으로써 전자석으로 동작하는 고정자(stator)(11), 상기 고정자와 대향되어 내주면에 다수개의 이를 갖되 N극과 S극이 교대로 형성된 영구자석으로 제작되는 회전자(rotor)(12)로 구성되어 있으며, 상기 회전자의 외부에는 커버가 구비된다.

도 1에서 고정자(11)와 회전자(12)는 소정의 간격으로 이가 어긋나게 제작되어 있는데 통상 1.8˚의 스텝각을 얻기 위해 내부의 고정자에 48개, 외부의 회전자에 50개의 이를 형성하여 구성한다. 이때, 모터가 회전하는 원리는 고정자(11)의 상A와 A'가 각각 코일이 반대 방향으로 감겨 있어 동시에 전원을 가하면 서로 다른 자극이 발생하여 회전자가 소정 방향으로 소정 각도만큼 이동하는데, 상기 상의 순서를 B와 B', C와 C', D와 D'처럼 연속적으로 전원을 인가함으로써 회전하게 된다. 이와같은 방식으로 각 상에 전원이 가해지는 속도에 의해 회전속도가 결정되고, 상기 전원의 극성을 반대로 하면 회전방향이 반대가 된다.

도 2a 및 도 2b는 각각 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 고정자의 구조도 및 회전자의 구조도이다. 도 2a에서 고정자는 외주면에 다수개의 이가 형성된 코어에 각각 코일(22)이 감김으로써 전자석(21)으로 동작하게 되며, 도 2b에서 회전자는 상기 고정자와 대향되도록 조립되되 내주면에 N극과 S극의 영구자석(23)이 교대로 형성된 다수개의 이를 갖도록 제작된다.

도 3은 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터의 측단면도이다. 먼저, 코일(34)이 감겨 형성된 고정자(31)는 본 고안에 따른 캡스턴 스텝 모터가 장착될 수 있도록 소정 위치에 장착홀(38)이 구비된 몸체와 일체형으로 제작된다. 또한, 커버(33)의 내주면에 영구자석(35)이 부착되어 형성된 회전자(32)는 중심부에 회전축(36)이 구비되어, 상기 회전축이 고정자와 동심을 이루고 원활한 회전을 할 수 있도록 볼 베어링(37)에 의해 결합된다.

상기 회전자(32)와 접속되어 회전하게 되는 회전체(39)는 커버(33)의 상부에 나사 등으로 결합되거나, 상기 회전축이 커버 위쪽으로 더 연장되도록 형성되어 회전체와 접속될 수도 있다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

따라서, 전술한 바와 같이 본 고안에 따르면, 고정자에 다수개의 요철을 형성하여 전자석을 구성하고, 상기 고정자의 외부에 구비되는 회전자에는 다수개의 영구자석을 형성하여 펄스에 의해 구동되도록 함으로써 속도제어가 용이할 뿐만 아니라, 큰 토크를 얻을 수 있어 회전체를 회전축에 직결할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 외부로부터 제어 신호를 받아 소정 속도와 각도만큼 회전하는 모터에 있어서,

   자화가능한 원형의 금속재질에 다수개의 요철을 형성하고 코일을 감아 전자석을 구성한 고정자;

   상기 고정자의 외주연에 상기 전자석과 대향되게 조립되되 내주면에 N극과 S극이 반복되는 영구자석;

   상기 영구자석을 둘러싸고 형성되되 회전체와 접속되는 커버;

   상기 커버의 중심에 원주 형상으로 형성되는 회전축;

   상기 회전축과 고정자를 결합시키되 회전축이 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 볼 베어링; 및

   상기 고정자와 일체형으로 형성되되 모터가 장착될 수 있도록 소정 위치에 장착홀이 구비된 몸체;를 포함하는 캡스턴 스텝 모터.