KR20030094637A - 스테핑 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테핑 모터에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 스테핑 모터는, 코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈을 투스 요크로 고정하는 스테이터의 중앙홀에 리드 스크류를 형성한 로터를 삽입한 스테이터부와; 상기 스테이트부의 상기 로터가 지지되도록 내부홈을 형성하여 볼을 구비하는 스러스트 홀더와; 상기 스러스트 홀더가 탄력적으로 지지되도록 하는 엔드 커버와; 내부에 홈을 형성하고, 상기 홈에 볼을 구비하여 상기 로터의 다른 측이 지지되도록 하는 피벗 베어링과; 상기 리드 스크류가 형성된 상기 로터를 관통시키면서, 상기 피벗 베어링이 삽입되어 고정될 수 있는 다수개의 홈을 형성하는 브래킷을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 스테핑 모터는, 엔드 커버와 스러스트 홀더사이의 엔드 플레이 공간을 수정하여 일정하게 유지할 수 있고, 모터의 출력 토크와 디텐트 토크의 산포를 줄임으로써 스테핑 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

스테핑 모터{STEPPING MOTOR}

본 발명은 스테핑 모터에 관한 것으로서, 특히 엔드 커버와 스러스트 홀더사이의 엔드 플레이 공간을 수정하여 일정하게 유지할 수 있고, 모터의 출력 토크와 디텐트 토크의 산포를 줄임으로써 스테핑 모터의 성능을 향상시킬 수 있는 스테핑 모터에 관한 것이다.

최근들어 모터의 치수가 소형 슬림화 추세에 따라 하우징 외경이 점점 더 소형화 되는 경향이 있으며, 이와 반대로 스테핑 모터의 성능은 높은 토크와 동일한 수준의 출력을 요구받고 있으며, 적용되는 세트 또한 특성이 민감하여 스테핑 모터의 작은 특성 차이에서도 크게 반응한다. 따라서, 스테핑 모터간의 성능편차를 줄일 수 있는 새로운 구조나 제조공정이 필요하다.

도 1은 종래 발명에 의한 스테핑 모터의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 리드 스크류(lead screw)(101)를 형성하는 로터 (rotor)(102)와; 코일(103)이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈(bobbin)(104)에 투스 요크(thooth york)(105)와 하우징(106)으로 감싸는 스테이터(stator)(107)와; 상기 스테이터(107)측의 상기 로터(102)가 지지되도록 홈을 형성하여 볼(ball)(108a)을 내장하는 스러스트 홀더(thrust holder)(109)와; 상기 스러스트 홀더(109)가 탄력적으로 지지되도록 하는 엔드 커버(end cover)(111)와; 상기 로터(102)의 다른 측이 고정되도록 홈을 형성하여 볼(108b)을 내장하는 피벗 베어링(pivot bearing)(113)과; 상기 스테이터(107)의 외측 리드 스크류(101)에서 상기 피벗 베어링(113)까지를 감싸는 브래킷(bracket)(114)을 포함하여 구성된다.

상기 구성으로 이루어진 종래 기술에 따른 스테핑 모터의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 스테이터(107)에서 코일을 감은 보빈(104)은 상, 하로 구비되고, 이들 코일은 투스 요크(105)에 의해서 고정되게 한다. 상기 스테이터(107)의 중앙에는 로터(102)의 일부가 삽입되도록 하고, 상기 스테이터(107)의 내부에 삽입되어 있는 상기 로터(102)의 외주면에는 코일과 서로 대응되게 마그네트(112)가 끼워진다. 여기서, 상기 로터(102)의 마그네트(112)와 상기 스테이터(107)에 의해 회전자력이 발생하여 상기 로터(102)가 회전하게 된다.

또한, 상기 로터(102)는 상기 스테이터로(107)부터 돌출시킨 부위에는 외주면으로 리드 스크류(101)가 형성되도록 하였으며, 상기 로터(102)의 양단부에는 홈이 형성되게 하여 이를 볼과 함께 이 볼을 내장하는 각각의 홀더에 의해서 각각 지지되게 한다.

그리고, 상기 스테이터(107)측의 스러스트 홀더(109)는 상기 엔드 커버(111)에 의해 상기 스테이터(107)에 견고하게 고정되는 상태가 유지되도록 한다. 상기 엔드 커버(111)와 상기 스러스트 홀더(109)사이에는 스프링(110)을 구비하여, 상기 로터를 밀고 있는 구조인데 이는 부품의 누적공차에 의한 조립을 용이하게 하기 위함이다.

여기서, 상기 스프링(110)이 있는 공간을 엔드 플레이라고 하고, 상기 공간의 크기에 따라 스프링 탄성력이 달라지게 되고, 상기 스프링 탄성력에 의해 상기 로터를 밀고 있는 힘에 영향을 주게 된다. 결과적으로 이는 스테핑 모터의 디텐트 (DETENT) 토크와 출력 토크에 영향을 준다.

도 2는 종래에 따른 블래킷과 피벗 베어링의 구조를 도시한 도면이다. 이에도시된 바와 같이, 상기 블래킷(114)에는 상기 리드 스크류(101)를 형성한 상기 로터(102)가 삽입되고, 상기 로터(102)의 한측이 고정될 수 있도록 상기 볼(108b)을 구비한 상기 피벗 베어링(113)이 구성되어 있다.

상기와 같은 구조는 상기 엔드 플레이의 크기를 수정할 수가 없어, 제품의 누적공차에 의한 엔드 플레이의 편차가 심해 일정수준의 디텐드 토크와 출력 토크를 발생시키기 힘들고, 한번 조립된 모터는 수정이 어려워 편차에 의한 성능 불량의 개선이 어려워 불량에 의한 비용의 손실이 많이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기 리드 스크류가 회전할 경우 상기 피벗 베어링도 같이 회전하게 되어 있어 소음과 진동을 발생시킨다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 엔드 커버와 스러스트 홀더사이의 엔드 플레이 공간을 수정하여 일정하게 유지할 수 있고, 모터의 출력 토크와 디텐트 토크의 산포를 줄임으로써 스테핑 모터의 성능을 향상시킬 수 있는 스테핑 모터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 발명에 의한 스테핑 모터의 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 종래에 따른 블래킷과 피벗 베어링의 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 스테핑 모터의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 브래킷과 피벳 베어링의 구조를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

101, 301 --- 리드 스크류 102, 302 --- 로터

103. 303 --- 코일 104, 304 --- 보빈

105, 305 --- 투스 요크 106, 306 --- 하우징

107, 307 --- 스테이터 108a, 108b, 308a, 308b --- 볼

109, 309 --- 스러스트 홀더 110, 310 --- 스프링

111, 311 --- 엔드 커버 112, 312 --- 마그네트

113, 313 --- 피벗 베어링 114, 314 --- 브래킷

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 스테핑 모터는,

코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈을 투스 요크로 고정하는 스테이터의 중앙홀에 리드 스크류를 형성한 로터를 삽입한 스테이터부와;

상기 스테이트부의 상기 로터가 지지되도록 내부홈을 형성하여 볼을 구비하는 스러스트 홀더와;

상기 스러스트 홀더가 탄력적으로 지지되도록 하는 엔드 커버와;

내부에 홈을 형성하고, 상기 홈에 볼을 구비하여 상기 로터의 다른 측이 지지되도록 하는 피벗 베어링과;

상기 리드 스크류가 형성된 상기 로터를 관통시키면서, 상기 피벗 베어링이 삽입되어 고정될 수 있는 다수개의 홈을 형성하는 브래킷을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 브래킷의 내측면에는 십자 형상으로 홈이 형성되어 있고, 이는 세로 방향의 제 1 홈과 가로 방향의 제 2 홈의 깊이를 다르게 형성하는 점에 그 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 완전 조립된 스테핑 모터에서 엔드 커버와 스러스트 홀더사이의 엔드 플레이 공간을 수정하여 일정하게 유지할 수 있고, 모터의 출력 토크와 디텐트 토크의 산포를 줄임으로써 스테핑 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 스테핑 모터의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 리드 스크류(301)를 형성하는 로터(302)와; 코일(303)이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈(304)을 투스 요크(305)로 고정하는 스테이터(307)와; 상기 스테이트(307)측의 상기 로터(302)가 지지되도록 내부홈을 형성하여 볼(308a)을 구비하는 스러스트 홀더(309)와; 상기 스러스트 홀더(309)가 탄력적으로 지지되도록 하는 엔드 커버(311)와; 내부에 홈을 형성하고, 상기 홈에 볼을 구비하여 상기 로터(302)의 다른 측이 지지되도록 하면서, 외부적 장치에 삽입되어 고정되는 피벗 베어링(313)과; 상기 리드 스크류(301)가 형성된 상기 로터(302)를 관통시키면서, 상기 피벗 베어링(311)이 삽입되어 고정될 수 있는 홈을 형성하는 브래킷(314)을 포함하여 구성된다.

상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 스테핑 모터의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 스테이터(307)에서 코일을 감은 보빈(304)은 상, 하로 구비되고, 상기 코일은 투스 요크(305)에 의해서 고정되게 한다. 상기 스테이터(307)의 중앙에는 로터(302)의 일부가 삽입되도록 하고, 상기 스테이터(307)의 내부에 삽입되어 있는 상기 로터(102)의 외주면에는 코일과 서로 대응되게 마그네트(112)가 끼워진다. 여기서, 상기 로터(302)의 마그네트(312)와 상기 스테이터(307)에 의해 회전자력이 발생하여 상기 로터(302)가 회전하게 된다.

또한, 상기 로터(302)는 상기 스테이터로(307)부터 돌출시킨 부위에는 외주면으로 리드 스크류(301)가 형성되도록 하였으며, 상기 로터(302)의 양단부는 각각의 홀더에 형성된 홈과 상기 홈에 볼을 내장하여 각각 지지하게 한다.

그리고, 상기 스테이터(307)측의 스러스트 홀더(309)는 상기 엔드 커버(311)에 의해 상기 스테이터(307)에 견고하게 고정되는 상태가 유지되도록 한다. 또한, 상기 엔드 커버(311)와 상기 스러스트 홀더(309)사이에는 스프링(310)을 구비하여, 상기 로터(302)를 밀고 있는 구조인데 이는 부품의 누적공차에 의한 조립을 용이하게 하기 위함이다.

여기서, 상기 스프링(310)이 있는 공간을 엔드 플레이라고 하고, 상기 공간의 크기에 따라 스프링 탄성력이 달라지게 되고, 상기 스프링 탄성력에 의해 상기 로터를 밀고 있는 힘에 영향을 주게 된다. 결과적으로 이는 스테핑 모터의 디텐트 토크와 출력 토크에 영향을 준다.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 브래킷과 피벳 베어링의 구조를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 브래킷(314)은 양측 중앙에 홀을 형성하여 한측은 상기 리드 스크류(301)가 형성된 상기 로터(302)가 관통될 수 있게 하고, 다른 한측의 중앙의 홀에는 상기 피벗 베어링(313)이 삽입되어 고정될 수 있게 한다.

여기서, 상기 브래킷(314)의 상기 피벗 베어링(313)이 고정되는 측의 내부측면에는 십자 형상의 홈이 형성되어 있는데, 세로 방향의 제 1 홈(401)과 가로 방향의 제 2 홈(402)으로 깊이가 다르게 형성되어 있다. 또한, 상기 피벗 베어링(313)의 구조는 도시된 바와 같이 상기 홈에 장착되어 고정될 수 있게 형성한다.

따라서, 상기 피벗 베어링(313)이 상기 브래킷(314)에 형성된 깊이가 다른 제 1 홈(401)에 고정되거나 제 2 홈(402)에 고정될 수 있음으로써, 스테핑 모터의 조립후에도 상기 스프링이 있는 공간인 엔드 플레이에 발생되는 편차를 수정할 수 있다.

즉, 상기 엔드 플레이 공간의 크기를 수정함으로써, 상기 스프링 탄성력이 달라지게 되고, 상기 스프링 탄성력에 의해 상기 로터(302)를 밀고 있는 힘에 영향을 주게 되어 스테핑 모터의 디텐트 토크와 출력 토크에 영향을 주게된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 스테핑 모터는, 엔드 커버와 스러스트 홀더사이의 엔드 플레이 공간을 수정하여 일정하게 유지할 수 있고, 모터의 출력 토크와 디텐트 토크의 산포를 줄임으로써 스테핑 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 피벗 베어링은 로터의 회전으로 인한 진동과 소음의 발생을 줄일 수 있다.

Claims (2)

1. 코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈을 투스 요크로 고정하는 스테이터의 중앙홀에 리드 스크류를 형성한 로터를 삽입한 스테이터부와;

   상기 스테이트부의 상기 로터가 지지되도록 내부홈을 형성하여 볼을 구비하는 스러스트 홀더와;

   상기 스러스트 홀더가 탄력적으로 지지되도록 하는 엔드 커버와;

   내부에 홈을 형성하고, 상기 홈에 볼을 구비하여 상기 로터의 다른 측이 지지되도록 하는 피벗 베어링과;

   상기 리드 스크류가 형성된 상기 로터를 관통시키면서, 상기 피벗 베어링이 삽입되어 고정될 수 있는 다수개의 홈을 형성하는 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 브래킷의 내측면에는 십자 형상으로 홈이 형성되어 있고, 이는 세로 방향의 제 1 홈과 가로 방향의 제 2 홈의 깊이를 다르게 형성하는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터.