KR20090077384A - 스테핑 모터 - Google Patents

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KR20090077384A
KR20090077384A KR1020080003310A KR20080003310A KR20090077384A KR 20090077384 A KR20090077384 A KR 20090077384A KR 1020080003310 A KR1020080003310 A KR 1020080003310A KR 20080003310 A KR20080003310 A KR 20080003310A KR 20090077384 A KR20090077384 A KR 20090077384A
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coil
stepping motor
rotor
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terminal unit
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유현수
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엘지이노텍 주식회사
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    • H02K37/14—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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Abstract

실시예에서는 스테핑 모터에 관해 개시된다.
실시예에 따른 스테핑 모터는 회전축; 상기 회전축에 고정되는 로터; 상기 로터의 일측에 배치되어 외부 전원이 인가되는 단자 유닛; 상기 단자 유닛에 결합되는 코일; 및 상기 코일 및 로터의 원주 방향의 외측에 배치되어 자극부를 형성하고 상기 코일의 원주 방향의 내측에 배치되어 자속이 흐르는 면적을 증가시키는 바깥쪽 요크가 포함된다.
스테핑 모터

Description

스테핑 모터{STEPPING MOTOR}
실시예에서는 스테핑 모터에 관해 개시된다.
스테핑 모터는 회전축의 외주에 고정된 로터와, 상기 회전축의 축선 방향에서 상기 로터를 사이에 두도록 배치된 한쌍의 스테이터를 구비한다.
상기 스테이터는 상기 회전축의 축선 방향에 있어서 로터에 대해 나란하게 설치된 코일과 상기 코일을 수용하는 요크가 포함된다.
상기와 같은 스테핑 모터는 카메라의 렌즈 구동, 미디어 관련 기기의 픽업 렌즈의 구동 등을 비롯한 다수의 전자기기에 적용된다.
실시예는 스테핑 모터를 제공한다.
실시예는 자속이 흐르는 면적을 증가시킴으로써 토오크가 증가된 스테핑 모터를 제공한다.
실시예는 코일과 요크의 전기적 또는 기구적 간섭을 방지하는 스테핑 모터를 제공한다.
실시예는 소형화된 스테핑 모터를 제공한다.
실시예에 따른 스테핑 모터는 회전축; 상기 회전축에 고정되는 로터; 상기 로터의 일측에 배치되어 외부 전원이 인가되는 단자 유닛; 상기 단자 유닛에 결합되는 코일; 및 상기 코일 및 로터의 원주 방향의 외측에 배치되어 자극부를 형성하고 상기 코일의 원주 방향의 내측에 배치되어 자속이 흐르는 면적을 증가시키는 바깥쪽 요크가 포함된다.
실시예는 스테핑 모터를 제공할 수 있다.
실시예는 자속이 흐르는 면적을 증가시킴으로써 토오크가 증가된 스테핑 모터를 제공할 수 있다.
실시예는 코일과 요크의 전기적 또는 기구적 간섭을 방지하는 스테핑 모터를 제공할 수 있다.
실시예는 소형화된 스테핑 모터를 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 스테핑 모터에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 스테핑 모터의 사시도이고, 도 2는 실시예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도이며, 도 3은 실시예에 따른 스테핑 모터의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 스테핑 모터(500)는 원통 형상으로 형성되어, 모바일 기기의 카메라 렌즈 구동, 미디어 관련 픽업 렌즈 구동 등의 다양한 전자기기에 작동에 적용될 수 있는 소형의 크기를 가진다.
상기 스테핑 모터(500)는 회전축(180)의 외주에 N극과 S극이 원주 방향으로 동일 간격으로 교대로 착자된 영구 자석으로 이루어지는 로터(190)를 가지고 있다.
상기 회전축(180)의 축선(L) 방향에 있어서 상기 로터(190)의 전후에는 한 쌍의 제1,2 스테이터(200, 300)가 배치되어 있다.
그리고, 상기 로터(190)의 일단면과 앞쪽의 제1 스테이터(200) 사이 및 상기 로터(190)의 타단면과 뒤쪽의 제2 스테이터(300) 사이에는 상기 회전축(180)에 장착된 제1,2 와셔(170,270)가 배치되어 있다.
상기 제1 스테이터(200)는 제1 코일(150)과 상기 제1 코일(150)을 수용하는 제1 요크를 포함하며, 자기 회로를 구성한다. 상기 제1 요크는 철로 이루어지는 제1 바깥쪽 요크(130) 및 제1 안쪽 요크(161)가 포함된다.
상기 제1 바깥쪽 요크(130)와 제1 안쪽 요크(161)는 상기 회전축(180)을 회 전 가능하게 지지하기 위한 제1 베어링(110)의 슬리브(111)를 통해 자기 회로적으로 연결되어 있다.
상기 제1 바깥쪽 요크(130)는 원판 형상의 베이스부(131)의 가장자리부로부터 축선(L) 방향으로 연장되어 빗살 모양으로 된 4개의 바깥쪽 자극부(132)와 원통 형상의 원통 요크(133)를 가진다. 상기 원통 요크(133)는 자속이 흐르는 면적을 증가시켜 자기 저항을 감소시킴으로써 스테핑 모터(500)의 토오크를 증가시킨다.
상기 제1 안쪽 요크(161)는 제1 단자유닛(160)에 결합되어 고정되며, 축선(L) 방향으로 연장된 4개의 안쪽 자극부를 형성한다.
상기 제1 안쪽 요크(161)가 상기 제1 단자 유닛(160)에 인서트 사출되어 일체로 형성되거나, 상기 제1 단자 유닛(160)에 형성된 공간에 결합되어 일체로 형성되기 때문에, 상기 제1 안쪽 요크(161)의 조립 공정은 간단하게 이루어질 수 있다.
특히, 상기 제1 안쪽 요크(161)는 원주 방향으로의 위치 결정이 별도로 요구되지 않는다.
그리고, 상기 제1 코일(150)에 근접하여 상기 제1 요크가 배치되고, 상기 제1 바깥쪽 요크(130)의 상기 베이스부(131)는 축선 방향(L)에서 상기 제1 코일(150)의 바깥쪽에 위치하며, 상기 제1 바깥쪽 요크(130)의 상기 원통 요크(133)는 상기 제1 코일(150)과 상기 회전축(180) 사이에 배치된다. 또한, 상기 베이스부(131)와 상기 제1 코일(150) 사이에는 상기 회전축(180)에 삽입되는 제1 절연부재(140)가 형성된다.
상기 바깥쪽 자극부(132)와 제1 안쪽 요크(161)는 상기 로터(190)를 포위하 도록 대략 동일 원주 상에서 교대로 배치되어 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 스테핑 모터(500)에서는 축선 방향(L)에 있어서 상기 제1 코일(150)과 로터(190)가 나란하게 설치되어 있기 때문에, 스테핑 모터(500)의 외경을 줄일 수 있게 된다.
또한, 제1 단자 유닛(160)의 수지제 블록부(162)로부터 돌출하는 단자(163)는 상기 제1 코일(150)과 전기적으로 연결된다.
상기 제1 코일(150)은 공심 코일을 이룸과 동시에, 상기 제1 단자 유닛(160)의 블록부(162)에 일체적으로 형성된 수지제의 보빈(164)에 의해 지지된다. 그리고, 상기 제1 단자 유닛(160)의 단자(163)를 통해 상기 제1 코일(150)에 외부 전원으로부터 전류가 공급된다.
실시예에서는 상기 블록부(162)의 일측에 제1 돌출부(162a)가 형성된다. 도 5는 제1 코일이 단자와 전기적으로 연결되는 배치 상태를 도시한 도면으로써, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 돌출부(162a)는 상기 제1 코일(150)을 상기 단자(163)에 연결하는 경우 제1 코일(150)이 배치되는 경로가 변경되도록 함으로써 상기 제1 코일(150)이 상기 바깥쪽 자극부(132)와 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
다음으로, 제2 스테이터(300)의 구성은 제1 스테이터(200)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 제2 스테이터(300)에 대해서는 간략하게 설명한다.
상기 제2 스테이터(300)는 제2 코일(250)과, 상기 제2 코일(250)을 수용하는 제2 요크를 포함하며, 자기 회로를 구성한다. 상기 제2 요크는 철로 이루어지는 제 2 바깥쪽 요크(230) 및 제2 안쪽 요크(261)가 포함된다.
상기 제2 바깥쪽 요크(230)와 제2 안쪽 요크(261)는 제2 베어링(210)의 슬리브(211)를 통해 자기 회로적으로 연결되어 있다.
상기 제2 바깥쪽 요크(230)는 원판 형상의 베이스부(231)의 가장자리부로부터 축선(L) 방향으로 연장되어 빗살 모양으로 된 4개의 바깥쪽 자극부(232)와 원통 형상의 원통 요크(233)를 가진다. 상기 원통 요크(233)는 자속이 흐르는 면적을 증가시켜 자기 저항을 감소시킴으로써 스테핑 모터(500)의 토오크를 증가시킨다.
그리고, 상기 제2 코일(250)에 근접하여 상기 제2 요크가 배치되고, 상기 제2 바깥쪽 요크(230)의 상기 베이스부(231)는 축선 방향(L)에서 상기 제2 코일(250)의 바깥쪽에 위치하며, 상기 제2 바깥쪽 요크(230)의 상기 원통 요크(233)는 상기 제2 코일(250)과 상기 회전축(180) 사이에 배치된다. 또한, 상기 베이스부(231)와 상기 제2 코일(250) 사이에는 상기 회전축(180)에 삽입되는 제2 절연부재(240)가 형성된다.
상기 제2 안쪽 요크(261)는 제2 단자 유닛(260)에 결합되어 고정되며, 축선(L) 방향으로 연장된 4개의 안쪽 자극부를 형성한다.
또한, 상기 제2 단자 유닛(260)의 수지제 블록부(262)로부터 돌출하는 단자(263)는 상기 제2 코일(250)과 전기적으로 연결된다.
상기 제2 코일(250)은 공심 코일을 이룸과 동시에, 제2 단자 유닛(260)의 블록부(262)에 일체적으로 형성된 수지제의 보빈(264)에 의해 지지된다. 그리고, 상기 제2 단자 유닛(260)의 단자(163)를 통해 상기 제2 코일(150)에 외부 전원으로부 터 전류가 공급된다.
실시예에서는 상기 블록부(262)의 일측에 제2 돌출부(262a)가 형성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 돌출부(262a)는 상기 제2 코일(250)을 상기 단자(263)에 연결하는 경우 제2 코일(250)이 걸리게 하여 배치되는 경로가 변경되도록 함으로써 상기 제2 코일(250)이 상기 바깥쪽 자극부(132)와 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
상기 제1,2 스테이터(200,300)에 있어서 자극부(132,161,232,261)는 상기 로터(190)의 외주면을 대향하도록 배치되고, 상기 제1 스테이터(200)의 바깥쪽 자극부(132)와 제2 스테이터(300)의 바깥쪽 자극부(232)는 축선(L) 방향으로 일치하고 있지 않고 소정 각도만큼 어긋나 있다.
또한, 상기 제1 스테이터(200)의 안쪽 요크(161)와 제2 스테이터(300)의 안쪽 요크(261)도 소정 각도만큼 어긋나 있다.
그리고, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)을 통해 상기 제1,2 코일(150,250)에 흘려보내는 전류의 방향을 순차적으로 바꿈으로써 상기 로터(190)를 스텝 형태로 회전시킬 수 있고, 이에 따라 상기 회전축(180)도 스텝 형태로 회전시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 스테핑 모터(500)는 한 쌍의 스테이터(200,300) 및 로터(190)를 수용하는 비자성의 케이스(120,220)를 가지고 있다.
상기 케이스(120,220)는 제1 케이스(120)와 제2 케이스(220)를 포함하고, 스테인리스 소재의 재료로 형성될 수 있다.
상기 제1 케이스(120)에는 축선(L) 방향으로 연장되는 제1 개구부(121)와 상 호 마주보며 형성된 제2,3 개구부(122,123)가 형성된다.
상기 제1 개구부(121)는 상기 제1 케이스(120)의 전체 길이보다 짧은 길이로 형성되며, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 수지재 블록부(162,262)의 축선(L) 방향 길이의 합과 동일한 길이 또는 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 수지재 블록부(162,262)의 축선(L) 방향 길이의 합보다 짧은 길이로 형성된다.
상기 제1 개구부(121)는 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)에 삽입된다. 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)에는 케이스 삽입 홈(165,265)가 형성되어 상기 제1 개구부(121)가 상기 케이스 삽입 홈(165,265)에 끼워진 상태에서 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)에 축선(L) 방향으로 삽입된다.
또한, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)은 상기 제1 개구부(121)를 통해 외부로 노출되어 외부의 전원과 전기적으로 연결된다.
또한, 상기 제1 개구부(121)는 상기 제1 단자 유닛(160)과 결합시 원주 방향에서의 위치 결정이 가능하도록 한다.
한편, 상기 제2 케이스(220)의 경우, 상기 제1 케이스(120)의 제1 개구부(121)와 대응되는 제1 개구부(221)가 형성된다.
상기 제1 케이스(120)의 제1 개구부(121) 및 상기 제2 케이스(220)의 제1 개구부(221)의 축선(L) 방향의 길이의 합은 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 수지재 블록부(162,262)의 축선(L) 방향 길이의 합보다 약간 크게 형성된다.
여기서, 상기 제1 케이스(120)의 제1 개구부(121)의 길이가 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 수지재 블록부(162,262)의 축선(L) 방향 길이의 합보다 더 큰 경 우 상기 제2 케이스(220)의 제1 개구부(221)는 형성되지 않을 수 있다.
상기 제2 케이스(220)의 제1 개구부(221)의 길이는 상기 제1 케이스(120)의 제1 개구부(121)의 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2케이스(220)의 제1 개구부(221)는 상기 제2 단자 유닛(260)과 결합시 원주 방향에서의 위치 결정이 가능하도록 한다. 여기서, 상기 제1,2케이스(120,220)의 제1 개구부(121,221)의 각각의 길이는 서로 반비례적인 관계를 갖도록 형성될 수 있다.
따라서, 제1 케이스(120)의 제1 개구부(121) 및 상기 제2 케이스(220)의 제1 개구부(221)와 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 수지재 블록부(162,262) 사이의 틈으로 상기 제1 코일(150) 및 제2 코일(250)이 빠져나와 상기 단자(163,263)에 연결된다.
도 4는 실시예에 따른 스테핑 모터(500)를 상측 방향에서 바라본 도면이다.
상기 제2,3 개구부(122,123)는 스테핑 모터(500)의 축선(L) 방향에 직교하는 방향의 크기를 최소화한다.
한편, 상기 제2 케이스(220)의 경우, 상기 제1 케이스(120)의 제2,3 개구부(122,123)와 대응되는 제2,3 개구부(222,223)가 형성된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2,3 개구부(122,123)가 형성됨에 따라 스테핑 모터(500)의 직경이 축소되어 상기 스테핑 모터(500)가 차지하는 공간(S)이 감소될 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 스테핑 모터(500)의 사시도이다.
도 1 및 도 4와 비교해 보면, 다른 실시예에 따른 스테핑 모터(500)는 제1 케이스(120) 및 제2 케이스(220)에 제2,3 개구부(122,123,222,223)가 형성되지 않는다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 스테핑 모터(500)가 차지하는 공간(S)이 감소되지 않으나, 상기 제2,3 개구부(122,123,222,223)를 통해 이물질이 들어가는 것을 차단할 수 있는 장점을 가진다.
실시예에 따른 스테핑 모터(500)가 소형으로 제작되어 이동통신 단말기, PDA 등과 같은 전자기기에 적용될 수 있는 점을 고려해 볼 때, 상기 제2,3 개구부(122,123)에 의해 감소되는 직경은 매우 클 뿐만 아니라, 전자기기의 설계 자유도를 증대시킬 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 스테핑 모터(500)의 케이스 구조는 스테핑 모터(500)를 더욱 소형화하는데 매우 효과적이다.
상기 회전축(180)은 상기 제1,2 베어링(110,210)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 상기 제1,2 베어링(110,210)에는 원반 형상의 몸체부(112,212)와, 상기 몸체부(112,212)에서 축선(L) 방향으로 연장되는 슬리브(111,211)가 마련된다.
상기 몸체부(112,212)는 각각 상기 제1 케이스(120) 및 제2 케이스(220)와 결합되고, 상기 슬리브(111,211)는 상기 제1,2 바깥쪽 요크(130,230), 제1,2 절연부재(140,240), 제1,2 코일(150,250) 및 제1,2 단자 유닛(160,260)과 결합되고 상기 제1,2 와셔(170,270)와 접촉한다.
한편, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)은 상호 대면하는 블록부(162,262)에는 각각 돌기(267)와 홀(268)이 형성된다. 따라서, 상기 제1 단자 유닛(160)에 형성된 돌기(미도시)는 상기 제2 단자 유닛(260)에 형성된 홀(268)에 삽입되어 결합되고, 상기 제1 단자 유닛(160)에 형성된 홀(미도시)에는 상기 제2 단자 유닛(260)에 형성된 돌기(267)가 삽입되어 결합된다.
또한, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)에는 자극부 결합홈(166,266)이 형성된다. 상기 자극부 결합홈(166,266)은 상기 제1,2 바깥쪽 요크(130,230)의 바깥쪽 자극부(132,232)와 결합되도록 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)의 대응되는 위치에 4개가 형성된다.
상기 자극부 결합홈(166,266)은 상기 제1,2 바깥쪽 요크(130,230)가 원주 방향에서의 결합 위치를 결정 가능하도록 한다.
또한, 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)에는 제1,2 안쪽 요크(161,261)가 설치된 부분에 각각 제1 돌기부(169)와 제2 돌기부(269)가 형성된다.
상기 제1 돌기부(169)와 제2 돌기부(269)는 상기 제1,2 단자 유닛(160,260)이 상호 정확하게 맞물려 결합 가능하도록 한다.
이와 같이, 실시예에 따른 스테핑 모터(500)는 케이스에 개구부를 형성하여 소형화를 달성할 수 있으며, 제조 및 조립이 용이한 구조를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 스테핑 모터의 사시도.
도 2는 실시예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도.
도 3은 실시예에 따른 스테핑 모터의 단면도.
도 4는 실시예에 따른 스테핑 모터를 상측 방향에서 바라본 도면.
도 5는 제1 코일이 단자와 전기적으로 연결되는 배치 상태를 도시한 도면.
도 6은 다른 실시예에 따른 스테핑 모터의 사시도.

Claims (9)

  1. 회전축;
    상기 회전축에 고정되는 로터;
    상기 로터의 일측에 배치되어 외부 전원이 인가되는 단자 유닛;
    상기 단자 유닛에 결합되는 코일; 및
    상기 코일 및 로터의 원주 방향의 외측에 배치되어 자극부를 형성하고 상기 코일의 원주 방향의 내측에 배치되어 자속이 흐르는 면적을 증가시키는 바깥쪽 요크가 포함되는 스테핑 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 단자 유닛에 형성된 케이스 삽입 홈과 적어도 하나가 결합되는 제1 케이스 및 제2 케이스가 포함되는 스테핑 모터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 케이스 및 제2 케이스와 결합되고 상기 회전축이 회전 가능하게 지지되도록 하는 베어링이 포함되는 스테핑 모터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 바깥쪽 요크는 원판 형상의 베이스부와, 상기 베이스부로부터 상기 회 전축의 축선 방향으로 연장되고 상기 코일 및 로터의 원주 방향의 외측에 배치되는 바깥쪽 자극부와, 상기 베이스부로부터 상기 회전축의 축선 방향으로 연장되고 상기 코일의 원주 방향의 내측에 배치되는 원통 요크가 포함되는 스테핑 모터.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 단자 유닛과 일체로 형성되어 상기 로터의 원주 방향의 외측에 배치되는 안쪽 요크가 포함되는 스테핑 모터.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 안쪽 요크는 상기 로터의 원주 방향의 외측에서 상기 바깥쪽 요크와 교대로 배치되는 스테핑 모터.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 코일은 상기 로터와 상기 회전축의 축선 방향을 따라 나란히 배치되는 스테핑 모터.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 단자 유닛은 단자를 포함하는 블록부와, 상기 블록부와 일체로 형성되어 상기 코일을 지지하는 보빈이 포함되는 스테핑 모터.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 블록부에는 돌출부가 형성되어 상기 코일이 상기 돌출부를 지나 상기 단자와 전기적으로 연결되는 스테핑 모터.
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