KR20070102206A - 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테핑 모터에서 구동비를 조절하는데 사용되는 기어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테핑 모터의 구동에서 기어비가 다른 두 기어를 접촉시켜 구동비를 조절하여 사용할 때 발생할 수 있는 소음 및 불규칙적인 동작을 개선하기 위한 것으로 기어를 자화시켜 같은 극끼리 서로 밀어내는 힘에 의해 무접촉 상태에서 기어가 구동되므로써 무소음 및 부드러운 동작을 할 수 있는 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조에 관한 것이다.

본 발명의 특징적인 구성은 동력원에 직접연결되어 회전하는 구동원 기어와, 상기 구동원 기어와 맞물리는 위치에 피구동 기어가 구비되어 동력을 전달하는 기어구동 구조에 있어서, 상기 구동원 기어 및 피구동 기어 자체를 금속성 재질을 사용하거나 일부분을 금속성 재질로 코팅하여 기어 제작시에 전기를 흘려 자기장내에 두어 동일 극성으로 자화시켜 상호 척력을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

스테핑 모터, 무접촉, 자석, 척력, 기어

Description

스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조{NONCONTACT TYPE GEAR DRIVING STRUCTURE FOR STEPPING MOTOR}

도 1은 본 발명에 따른 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조를 예시한 개략 정면도,

도 2는 도 1의 A의 확대도,

도 3은 본 발명에 따른 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조의 다른 실시예를 예시한 개략도,

도 4는 일반적인 기어구동 구조를 예시한 개략 정면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 구동원 기어 20 : 피구동 기어

11, 21 : 이 30 : 자성체

본 발명은 스테핑 모터에서 구동비를 조절하는데 사용되는 기어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테핑 모터의 구동에서 기어비가 다른 두 기어를 접촉시켜 구동비를 조절하여 사용할 때 발생할 수 있는 소음 및 불규칙적인 동작을 개선하기 위한 것으로 기어를 자화시켜 같은 극끼리 서로 밀어내는 힘에 의해 무접촉 상태에서 기어가 구동되므로써 무소음 및 부드러운 동작을 할 수 있는 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조에 관한 것이다.

도 4는 일반적인 기어구동 구조를 예시한 개략 정면도이다.

일반적으로 스테핑모터(stepping motor)에서 구동비를 조절하는 데 사용되는 기어구동 구조는 상기 도면에 도시된 바와 같이 기어비가 서로 다른 두 개의 기어가 구비된다.

이중, 하나는 동력원에 의해 직접 구동하는 구동원 기어(100)가 마련되고, 다른 하나는 상기 구동원 기어(100)와 이의 기계적인 접촉에 의해 맞물려 동력 전달로 움직이는 피구동 기어(200)로 이루어져 있다.

따라서, 구동원 기어(100)와 피구동 기어(200)는 기계적인 접촉 상태에서 동력원에 의해 구동원 기어(100)가 회전하게 되면 피구동 기어(200)는 맞물린 이의 기계적인 힘의 전달로 인해 회전하게 되며, 서로 다른 기어비를 가진 구동원 기어(100)와 피구동 기어(200)는 회전수가 변환되어져 구동비를 조절하게 된다.

그러나, 종래의 기어구동 방식은 두 기어의 이의 기계적인 접촉에 의해 이루어지므로, 이러한 기계적인 접촉으로 인해 기어의 이가 마모되어 내구 성능 및 동작 성능에 문제가 발생되었다.

또한, 기어 자체의 공차 및 조립시의 공차에 의해 기어의 맞물림 상태가 안좋을 경우에는 동작 성능에 문제가 발생되었다.

한편, 접촉되는 기어에 이물질이 묻어 있을 경우에는 구동시 소음이 발생되거나 불규칙적인 회전으로 구동비의 조절이 어려운 문제점이 발생되었다.

이에, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 서로 다른 기어비를 가진 두 개의 기어를 이의 기계적인 접촉에 의하지 않고 자성을 이용한 무접촉방식에 의해 구동될 수 있도록 하여 기계적인 접촉에 의해 발생되는 내구 성능 및 동작 성능이 떨어지는 문제점을 해결하여 무소음 및 부드러운 동작으로 동력이 전달될 수 있도록 하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 동력원에 직접연결되어 회전하는 구동원 기어와, 상기 구동원 기어와 맞물리는 위치에 피구동 기어가 구비되어 동력을 전달하는 기어구동 구조에 있어서, 상기 구동원 기어 및 피구동 기어 자체를 금속성 재질을 사용하거나 일부분을 금속성 재질로 코팅하여 기어 제작시에 전 기를 흘려 자기장내에 두어 동일 극성으로 자화시켜 상호 척력을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또 한편으로는, 상기 구동원 기어 및 피구동 기어의 측면에 미리 자화된 동일 극성의 자성체를 부착하여 상기 구동원 기어 및 피구동 기어가 상호 척력을 갖도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예에 대해 상세히 설명한다.

본 발명의 특징적인 구성은 동력원에 연결된 구동원 기어(10)와, 상기 구동원 기어(10)의 회전력을 전달받는 피구동 기어(20)를 상호 같은 극성의 자성을 같도록 자화시키는 것으로 상기 구동원 기어(10)와 피구동 기어(20)가 상호 척력을 갖도록 하는 데에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조를 예시한 개략 정면도이다.

이와 같은 본 발명의 무접촉식 기어구동 구조를 자세히 살펴보면,

상기 도면에 도시된 바와 같이, 동력원에 직접연결되어 동력원의 구동시 곧바로 회전하는 구동원 기어(10)와, 상기 구동원 기어(10)의 이와 맞물리는 위치에 피구동 기어(20)를 구비하고, 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)를 N극 또는 S극으로 자화시킨다.

이때, 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)는 상호 척력을 가지도록 동일 극성을 가지도록 자화시킨다.

자화는 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20) 자체를 금속성 재질을 사용하여 기어 제작시에 전기를 흘려 자기장내에 두어 자화시킬 수 있으며, 자화 가능한 금속코팅을 할 수도 있다.

또한, 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)의 이부분 만을 부분적으로 금속석 재질을 사용하거나 금속코팅을 하여 이부분 만을 자화시킬 수도 있다.

자화되는 정도, 즉 자화력의 크기는 기어 구동이 원활히 이루어지는 정도로 조절하는 것이 좋으며, 자화되는 정도가 강한 금속성 재질로서는 강자성체로 철ㆍ코발트ㆍ니켈 및 그 합금을 사용하면 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조의 다른 실시예를 예시한 개략도이다.

한편, 상기 도면에 도시된 바와 같이 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)의 일측면에 미리 자화된 자성체(30)를 부착하여 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)가 자성을 띠도록 할 수도 있다. 물론 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)에 부착될 자성체(30)는 상호 척력을 발생시킬 수 있는 같은 극성을 띠는 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 기능 및 동작을 살펴보면,

상기 구동원 기어(10)의 이(11)와 상기 피구동 기어(20)의 이(21)가 상호 맞물리도록 상기 구동원 기어(10)와 피구동 기어(20)가 소정 간격을 가지고 설치되어 있는데, 상호 동일 극성으로 자화되어 있어 상호 척력을 가지고 서로 밀치는 상태로 있게 된다.

즉, 도 2는 도 1의 A의 확대도로서, 상기 구동원 기어(10)의 이(11)와 상기 피구동 기어(20)의 이(21)가 척력에 의해 일정거리를 유지한 채로 이격되어 상호 물려있게 된다.

이때, 동력원의 구동으로 상기 구동원 기어(10)가 일방향으로 회전하게 되면, 상기 구동원 기어(10)의 이(11)가 상기 피구동 기어(20)의 이(21)에 점점 가까워지게되고, 상기 피구동 기어(20)의 이(21)는 자성의 척력에 의해 밀쳐저 유동되어 지면서 상기 피구동 기어(20)도 회전된다.

따라서, 상기 구동원 기어(10)와 피구동 기어(20)는 동일 극성의 척력에 의해 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)의 이(11,21)가 상호 일정간격을 유지하면서 무접촉하여 회전하게 된다.

특히, 큰 동력, 즉 동일 극성의 척력이상의 동력을 전달시에는 상기 구동원 기어 및 피구동 기어의 이가 일정간격을 유지하기가 어려움을 감안할 때, 본 발명에서는 정확한 각도 제어 때문에 큰 동력이 아닌 비교적 작은 동력으로 기계적인 위치제어에 사용되는 스테핑모터의 구동비 조절에 사용되는 구동원 기어와 피구동 기어가 무접촉 회전이 가능하도록 한 것이다.

따라서, 이러한 무접촉 회전으로 기계적인 접촉에 의한 소음 및 내구성능, 동작성능의 문제를 해결하도록 한 것이다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 스테핑 모터의 구동비 조절에 있어 서로 다른 기어비를 가지고 맞물려 있는 구동원 기어와 피구동 기어가 무접촉 상태로 구동됨으로써, 기계적인 접촉으로 인한 마모가 방지되고, 마모로 인한 기어걸림 문제가 해결되어지며, 부드럽고 소음이 없는 기어동작이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 기어 사이에 이물질이 들어간 경우에도 기어걸림 문제가 해결되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 동력원에 직접연결되어 회전하는 구동원 기어와, 상기 구동원 기어와 맞물리는 위치에 피구동 기어가 구비되어 동력을 전달하는 기어구동 구조에 있어서,

   상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20) 자체를 금속성 재질을 사용하여 기어 제작시에 전기를 흘려 자기장내에 두어 동일 극성으로 자화시켜 상호 척력을 갖도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)의 일부분을 금속성 재질로 코팅하여 기어 제작시에 전기를 흘려 자기장내에 두어 동일 극성으로 자화시켜 상호 척력을 갖도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)의 측면에 미리 자화된 동일 극성의 자성체(30)를 부착하여 상기 구동원 기어(10) 및 피구동 기어(20)가 상호 척력을 갖도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테핑 모터용 무접촉식 기어구동 구조.

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