KR200290241Y1 - 스테핑모우터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전자가 자석의 동극자력선에 의하여 높은 토르크를 갖는 스테핑모우터에 관한 것이다. 본 스테핑모우터는 원통형 모우터본체(12)의 내면에 적어도 2상 이상으로 등분된 영역에 주정자자석(14)이 부착된 스테이터하우징(10)과, 상기 스테이터하우징(10) 내에 회전이 자유롭게 배치되며 회전자축(22)의 소정영역에 판상의 로터코어(24)가 적어도 하나이상이 조합되고 가장자리에 회전자자석(26)이 부착되는 로터(28)를 상기 회전자축(22)의 중심에서 편심사각방향으로 이루어져 상기 주정자자석(14)과 대응하고 있으며 상기 로터(28)의 일측에 전력부싱(30)이 설치된 회전자(20)와, 상기 전력부싱(30)을 수용하며, 원주방향을 따라 구분된 상하단으로 접지홀더(32a)(32b)(32c)가 설치되어 있으며, 상기 원통형 모우터본체(12)에 대응하는 지지판(40)을 포함한다. 이에 따라, 구동 초기의 전력이 작으면서 회전정속성을 크게 향상하여 경제적이면서 효율적인 모우터 사용을 이루게 하는 효과가 있다.

Description

스테핑모우터{Stepping Motor}

본 고안은 스테핑모우터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전자가 자석의 동극자력선에 의하여 높은 토르크를 갖는 스테핑모우터에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 스테핑모우터는 입력펄스신호로 여자상태가 변화할 때마다 일정한 각도만큼 회전하고, 여자상태가 변화하지 않으면 일정 위치를 유지하여 정지하는 모우터를 말하고 있다. 이러한 스테핑모우터는 각도 정밀도를 중요시하는 0A(Office Automation)기기, FA(Factory Automation)기기, 단말기, 및 전기자동차 및 영구자석으로 DC모우터 등의 분야에서 널리 사용되고 있다.

종래의 스테핑모우터는 구동회로와 스위칭회로에 의해 코일의 상전류는 교번적으로 인가하기 때문에 모우터의 고속회전시 스테이터코어의 사이에서 형성되는 잔류자속과 로터코어의 자기 흡입력에 의해 많은 열이 발생되는 문제가 있다.

또한 이러한 열에 의해 모우터의 효율을 저감시키기 때문에 고출력을 얻어 낼 수 없고, 또 위치제어를 위한 구동모우터로 사용할 때에는 많은 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회전자를 구동하기 위한 전력을 감소하면서 자석의 동극자력선의 반발력을 이용하여 높은 토르크를 갖는 우수한 모우터를 제공함으로써 경제적인 사용이 가능한 스테핑모우터를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 스테핑모우터는 스테이터하우징에 로터가 장착되고 주정자자석과 대응하는 회전자자석에 의하여 로터를 원주방향으로 회전이 가능한 스테핑모우터에 있어서,

원통형 모우터본체의 내면에 적어도 2상 이상으로 등분된 영역에 주정자자석이 부착된 스테이터하우징과, 상기 스테이터하우징 내에 회전이 자유롭게 배치되며 회전자축의 소정영역에 판상의 로터코어가 적어도 하나이상이 조합되고 가장자리에 회전자자석이 부착되는 로터를 상기 회전자축의 중심에서 편심사각방향으로 이루어져 상기 주정자자석과 대응하고 있으며 상기 로터의 일측에 전력부싱이 설치된 회전자와, 상기 전력부싱을 수용하며, 원주방향을 따라 구분된 상하단으로 접지홀더를 설치하고 있으며, 상기 원통형 모우터본체에 대응하는 지지판를 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 고안에 의한 스테핑모우터를 나타낸 요부 절개 분해사시도이고,

도 2는 본 고안에 의한 스테핑모우터의 종단면도이고,

도 3은 본 고안에 의한 스테이터하우징에 수납되어 있는 회전자의 측면도이고,

도 4는 본 고안에 의한 지지판을 나타낸 요부 절개사시도이고,

도 5는 본 고안에 의한 전지홀더를 나타낸 요부 종단면도이고

도 6은 본 고안에 의한 전력부싱을 나타낸 요부 정면도이고,

도 7은 본 고안에 의한 전력부식의 요부 측면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 스테이터하우징 12 : 모우터본체

14 : 주정자자석 16 : 코일

20 : 회전자 22 : 회전자축

24 : 로터코어 26 : 회전자자석

28 : 로터 30 : 전력부싱

32a,32b,32c : 접지홀더 34 : 제1연결부재

36 : 제2연결부재 38 : 날개편

40 : 지지판 42 : 하우징

44 : 베어링

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 스테핑모우터의 요부를 절개하여 분해사시도로 도시하고, 도 2는 본 고안에 의한 스테핑모우터를 종단면도로 도시하고, 도 3은 본 고안에 의한 스테이터하우징에 수납되어 있는 회전자가 나타나도록 측면도로 도시하고, 도 4는 본 고안에 의한 지지판을 요부 절개사시도로 도시하고, 도 5는 본 고안에 의한 전지홀더를 요부 종단면도로 도시하고, 도 6은 본 고안에 의한 전력부싱을 요부 정면도로 도시하고, 도 7은 본 고안에 의한 전력부싱을 요부 측면도로 도시하고 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 고안의 스테핑모우터는, 모우터본체(12)가 구비되는 스테이터하우징(10)과, 모우터본체(12)에 수용되어 회전이 자유롭게 설치되는 회전자(20)와, 회전자(20)에 전전력부싱(30)이 접촉되어 전력공급으로 모우터본체(12))와 회전자(20) 간에 자력발생을 이루도록 구성되어 있다.

스테이터하우징(10)은 원통형 모우터본체(12)의 내면에 적어도 2상 이상으로 등분된 영역에 코일(16)이 감겨진 주정자자석(14)이 부착되어 있으며 내부에는 회전자(20)가 수용되어 있다.

회전자(20)는 상기 스테이터하우징(10) 내에 회전이 자유롭게 배치되며 회전자축(22)의 소정영역에 판상의 로터코어(24)가 적어도 하나 이상이 축적되어 조합되어 있으며, 조합되어 있는 로터코어(24)의 가장자리에는 회전자자석(26)이 부착되어 상기 주정자자석(14)과 대응하도록 로터(28)가 형성된다. 상기 로터(28)는 상기 회전자축(22)의 중심에서 편심사각방향으로 설치되어 있으며 상기 주정자자석(14)과 대응하고 있다. 그리고 상기 로터(28)의 일측에는 전력부싱이(30) 설치되어 있다.

지지판(40)은 상기 전력부싱(30)을 수용하며, 원주방향을 따라 구분된 상하단으로 접지홀더(32a)(32b)(32c)를 설치하고 있으며, 상기 원통형 모우터본체(12)에 대응하고 있다. 여기서 접지홀더(32a)(32b)(32c)는 계단형태로 형성된 하우징(42)에 설치되는데 하나의 접지홀더(32a)는 전면부위에 배치되고 나머지 한쌍은 후면부위에 소정의 각도를 유지한 상태로 배치되어 있다.

그리고 상기 로터(28)는 판상의 로터코어(24)가 적어도 하나이상이 조합되어 있고 가장자리에 회전자자석(26)이 부착되어 있다.

상기 판상의 로터코어(24)는 중심에서 편심사각방향으로 적어도 하나이상의 날개편(38)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

한편 상기 전력부싱(30)은 링형상의 제1연결부재(34)와, 상기 제1연결부재(34)의 직경보다 작은 직경으로 형성되고, 원주방향에 대하여 소정의 구획범위로 한정된 영역만이 연결되어 있는 제2연결부재(36)로 이루어지고 있다.

상기 회전자축(22)은 길게 형성하면 이 회전자축(22)에 설치되는 로터(28)를 2쌍이상으로 설치할 수 있을 것이다. 이는 제작시 사용용도에 따라 설계가 되어 제작가능할 것이다.

또한 로터(28)의 날개편(38)을 6개 이상 8개로 형성하여 동극자력선에 비해 극대화된 토르크를 얻을 수 있을 것으로 이도 제작시 사용용도에 따라 설계변경이 가능할 것이다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안은 도 1과 도 2에서와 같이 전원의 인가를 이룰 수 있도록 전선으로 연결되어 있는 접지홀더(32a)(32b)(32c)가 계단형태로 이루어진 하우징(42)의 원주방향에서 전후면부위에 설치되어 회전자축(22)에 삽입되어 있는 베어링(44)과 전력부싱(30)이 일체성 있게 수납되어 접지홀더(32a)는 초기 전력공급으로 회전자(20)를 회전하게 하고 나머지 접지홀더(32b)(32c)에 의하여 주정자자석(14)의 자력발생을 통하여 회전자(20)의 회전자자석(26)과 동일한 극성이 되므로 회전자자석(26)은 원주방향으로 회동을 반복하게 된다.

이는 회전자축(22)에 단위부재로 이루어지는 로터코어(24)가 여러 장으로 합쳐져 하나의 로터(28)를 완성하며, 한 쌍이 나란하게 설치되어 있는데 로터(28)의 날개편(38)의 세워진 각도는 도 3에서와 같이 회전자축(22)의 중심에서 편심사각방향으로 교차상태로 배치되므로 주정자자석(14)과 교차적으로 대응하여 자력발생을 이루게 되므로 회전자(20)가 회전할 수 있도록 한다.

상기와 같이 회전자(20)를 회전하기 위하여 전력부싱(30)이 제1연결부재(34)와 제2연결부재(36)로 각각 구획되어 있다. 여기서 제1연결부재(34)는 도 4에서와 같이 하우징(42)의 전면에 설치되어 있는 하나의 접지홀더(32a)와 접촉되어 초기 동력전달의 기초가 되므로 회전자(20)가 회전하게 된다. 그리고, 제1연결부재(34)는 제2연결부재(36)와 십자(+)형태로만 연결되는 연결영역을 이루고 있으며, 제2연결부재(36)는 하우징(42)에 설치되어 있는 접지홀더(32b)(32c)와 연결되어 재1연결부재(34)의 전력을 십자형태의 연결경로를 통하여 접지홀더(32b)(32c)에 통전함과 동시에 주정자자석(14)의 주변을 감싸고 있는 코일(16)로 보내어짐으로 주정자자석(14)의 자력발생을 이루게 된다.

따라서 한 쌍의 로터(28)에 마련되어 있는 회전자자석(26)이 2상의 주정자자석(14)과 대응하게 되는데 일측 로터(28)가 대응하게 되면 다른 로터(28)는 대응하기 않은 상태로 대응하는 로터(28)의 회전자자석(26)과 주정자자석(14)의 자력으로로터(28)를 원주방향으로 밀어내기 작업과 동시에 대응하지 않던 로터(28)가 대응하게 되고 대응된 로터(28)는 대응영역을 벗어나 대기영역에 위치하는 형태로 연속 반복됨으로써 회전자(20)는 연속적으로 회전하게 되므로 모우터의 구동을 이루게 된다.

한편, 상기 전력부싱(30)과 접촉되는 접지홀더(32a)(32b)(32c)와 주정자자석(14)에 감겨있는 코일(16)과의 전기적 연결은 일반적인 기술수단에 의하여 이루어지기 때문에 전기회로에 대한 설명은 생략한다.

이상과 같이, 본 고안은 모우터본체에 주정자자석을 평행하게 다수개 배열하고 회전축에 배치되어 있는 한 쌍의 로터에 회전자자석을 부착하여 접지홀더와 전 전기적 접촉을 이루는 접지홀더의 역할분담 운동에 의하여 로터가 교차하면서 자력을 발생하여 연속적인 구동동작을 수행하게 되므로 초기의 작은 전력을 사용하면서 회전정속성을 크게 향상하여 경제적이면서 효율적인 모우터 사용을 이루게 하는 효과를 제공한다.

Claims (4)

1. 스테이터하우징(10)에 로터(28)가 장착되고 주정자자석(14)과 대응하는 회전자자석에 의하여 로터(10)를 원주방향으로 회전이 가능한 스테핑모우터에 있어서,

   원통형 모우터본체(12)의 내면에 적어도 2상 이상으로 등분된 영역에 주정자자석(14)이 부착된 스테이터하우징(10)과;

   상기 스테이터하우징(10) 내에 회전이 자유롭게 배치되며 회전자축(22)의 소정영역에 판상의 로터코어(24)가 적어도 하나이상이 조합되고 가장자리에 회전자자석(26)이 부착되는 로터(28)를 상기 회전자축(22)의 중심에서 편심사각방향으로 이루어져 상기 주정자자석(14)과 대응하고 있으며 상기 로터(28)의 일측에 전력부싱(30)이 설치된 회전자(20)와;

   상기 전력부싱(30)을 수용하며, 원주방향을 따라 구분된 상하단으로 접지홀더(32a)(32b)(32c)가 설치되어 있으며, 상기 원통형 모우터본체(12)에 대응하는 지지판(40)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 스테핑모우터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로터(28)는 판상의 로터코어(24)가 적어도 하나이상이 조합되어 있고 가장자리에 회전자자석(26)이 부착되어서 회전축의 중심으로부터 교호되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스테핑모우터.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 판상의 로터코어(24)는 중심에서 편심사각방향으로 적어도 하나이상의 날개편(38)이 형성된 것을 특징으로 하는 스테핑모우터.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전력부싱(30)은 링형상의 제1연결부재(34)와 상기 제1연결부재(34)의 지름보다 작고 원주방향에 대하여 소정의 범위를 구획하여 한정된 영역만이 연결되어 있는 제2연결부재(36)로 이루어짐을 특징으로 하는 스테핑모우터.