KR20100056758A - 스텝 액츄에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테핑 모터를 구동원으로 하여 상기 스테핑 모터의 회전축에 기어열을 결합하여 일정 각도로 정/역 회전하게 하는 스텝 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 내부에 상기 기어열을 수용하고 있는 기어 박스와 스테핑 모터를 수용하는 모터 커버를 이용하여 로터 어셈블리 지지구조 등을 구비하게 함으로써, 그 조립 과정에서 부품 수를 절감하고 그에 따른 공임을 절감할 수 있는 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.

본 발명은 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터의 상부 샤프트와 결합되어 출력축을 가지는 기어열과 상기 기어열을 수용하는 기어 박스와, 스테핑 모터와 기어열 사이에 구비된 중간 플레이트와 상기 스테핑 모터를 수용하는 모터 커버를 포함하여 된 스텝 액츄에이터에 있어서, 상기 스테핑 모터는 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리로 된 상태에서 조립되고, 상기 모터 커버는 상기 로터 어셈블리의 샤프트 하단부를 회전 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

액츄에이터, 모터 커버, 기어 박스, 지지구조, 일체형

Description

스텝 액츄에이터{Step Actuator}

본 발명은 스테핑 모터를 구동원으로 하여 상기 스테핑 모터의 회전축에 기어열을 결합하여 일정 각도로 정/역 회전하게 하는 스텝 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 내부에 상기 기어열을 수용하고 있는 기어 박스와 스테핑 모터를 수용하는 모터 커버를 이용하여 로터 어셈블리 지지구조 등을 구비하게 함으로써, 그 조립 과정에서 부품 수를 절감하고 그에 따른 공임을 절감할 수 있는 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.

스텝 액츄에이터는 스테핑 모터를 구동원으로 하여 상기 스테핑 모터의 샤프트에 피니언 기어를 삽입 장착하여 상기 피니언 기어와 기어열을 결합하여 일정 각도로 정/역 회전하게 하는 것으로서, 자동차용 헤드 램프의 상하 좌우 조절 등에 다양한 용도로 활용되고 있다.

종래의 스텝 액츄에이터의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 스텝 액츄에이터의 구동원이 되는 스테핑 모터(110)와, 상기 스테핑 모터(110)와 전기적으로 결합되어 외부의 전원이 인가할 수 있는 커넥터(111)와, 상기 스테핑 모터(110)를 보호 수용하는 모터 커버(120)와, 상기 스테핑 모터(110)의 샤프트에는 피니언 기어(112)가 삽입 장착되어 상기 피니언 기어(112)와 치차 결합되어 토크 등을 증가시키는 다수 개의 아이들 기어(131, 132)와 상기 아이들기어(132)와 치차 결합되어 회전하는 출력축(133)을 구비한 출력기어(134)로 된 기어열(130)과, 상기 기어열(130)을 보호 수용하는 기어 박스(140)와, 상기 스테핑 모터(110)와 상기 기어열(130) 사이를 구획하는 중간 플레이트(150) 등으로 구성되어 있다. 또한, 상기 기어 박스(140)와 상기 중간 플레이트(150)의 공간 내에 상기 기어열(130)을 원활히 수용하기 위하여 다수 개의 지지구(160)이 구비하고 있다.

여기에서 상기 스텝 액츄에이터의 구동원이 되는 스테핑 모터(110)는 다른 공정에서 별도로 제작된 완성품으로서, 상기 스텝 액츄에이터의 조립과정은 상기 완성품인 스테핑 모터(110)를 위 각 구성들과 조립하여 제작하는 구조로 되어 있다.

상기와 같은 종래의 스텝 액츄에이터의 조립 구조는 기어 박스부와 모터부를 따로 완제품으로 제작하여 조립하는 과정을 거쳐 완제품을 제작하므로, 부품의 소요가 많아 제품의 자재비가 많이 소요되고, 그 조립(제조) 과정에서도 추가되는 부품 수만큼 공수가 추가되어 제조 단가를 상승시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 그 내부에 기어박스에 수용되는 기어열과 결합되는 스테핑 모터를 완성품으로 공급하지 않고 상기 스테핑 모터를 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리로 분리된 상태에서 공급하고 상기 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리를 수용하는 모터 커버 및 기어 박스 등에 상기 로터 어셈블리 지지 구조를 구비하게 하여 그 조립 과정에서 부품 수를 절감하고 그에 따른 공임을 절감할 수 있는 구조를 가진 스텝 액츄에이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 로터 어셈블리를 마그네트 심부, 샤프트 및 상기 샤프트에 장착되는 피니언 기어를 일체형으로 된 사출 구조로 하여 그 조립 과정에서 부품 수를 절감하고 그에 따른 공임을 절감할 수 있는 구조를 가진 스텝 액츄에이터를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 모터 커버 등에 상기 로터 어셈블리 지지구조 등을 구비하게 하는 외에 상기 상기 로터 어셈블리의 샤프트를 보다 견고히 지지하고 동작 정밀도를 향상시키기 위하여 상기 샤프트에 플라스틱 베어링, 메탈 베어링, 볼 베이링 등을 추가로 구비한 구조를 가지는 스텝 액츄에이터를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터의 상부 샤프트와 결합되어 출력축을 가지는 기어열과 상기 기어열을 수용하는 기어 박스와, 스테핑 모터와 기어열 사이에 구비된 중간 플레이트와 상기 스테핑 모터를 수용하는 모터 커버를 포함하여 된 스텝 액츄에이터에 있어서, 상기 스테핑 모터는 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리로 된 상태에서 조립되고, 상기 모터 커버는 상기 로터 어셈블리의 샤프트 하단부를 회전 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 기어 박스가 상기 로터 어셈블리의 샤프트 상단부를 회전 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 로터 어셈블리가 마그네트 심부, 샤프트 및 상기 샤프트에 장착되는 피니언 기어를 일체형으로 하여 사출 구조로 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 로터 어셈블리의 샤프트가 상기 중간 플레이트를 관통하는 부분에 플라스틱 베어링 또는 볼 베어링을 구비하여 상기 샤프트를 회전 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 중간 플레이트가 상기 로터 어셈블리의 샤프트가 상기 중간 플레이트를 관통하는 일정 부분에 대하여 상기 중간 플레이트를 하방으로 연장하고, 상기 중간 플레이트에 하방으로 연장된 부분에 메탈 베어링을 삽입하는 구조로 하여 상기 샤프트를 회전 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 조립 구조는 스텝 액츄에이터의 기어열이 조합되어 수용하고 있는 기어 박스에 조립되는 스테핑모터를 완성품으로 공급하지 않고 상기 스테핑 모터를 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리로 분리된 상태에서 공급하고 상기 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리를 수용하는 모터 커버 등에 상기 로터 어셈블리 지지구조 등을 구비하게 함으로써, 상기 스텝 액츄에이터의 그 조립 과정에서 부품 수를 절감하고 그에 따른 공임을 절감할 수 있고, 이로 인하여 스텝 액츄에이터의 제조단가 및 제품 부품 수를 감소시킬 수 있고, 또한 자재 비용을 줄이고 제작 공수를 절감하여 최종적으로는 기존보다 저렴한 생산비용으로 동일 성능의 제품을 생산하게 됨으로써 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 조립 구조는 상기 로터 어셈블리를 마그네트 심부, 샤프트 및 상기 샤프트에 장착되는 피니언 기어를 일체형으로 하여 사출된 구조로 함으로써, 구조를 단순화하여 조립이 간단하고 그로 인한 공임을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 조립 구조는 상기 모터 커버 등에 상기 로터 어셈블리 지지구조 등을 구비하게 하는 외에 상기 로터 어셈블리의 샤프트를 보다 견고한 지지 및 동작 정밀도를 높이기 위하여 상기 샤프트에 플라스틱 베어링, 메탈 베어링, 볼 베이링 등을 추가로 구비함으로써, 보다 높은 동작 정밀도를 가지는 스텝 액츄에이터를 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터에 대하여 첨부된 도면에 의하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제1실시예의 조립 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제1실시예의 단면도이다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제1실시예를 도 2 및 도 3을 참고로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 스텝 액츄에이터의 구동원이 되는 스테핑 모터가 스테이터 어셈블리(11)와 로터 어셈블리(12)로 분리되어 공급되고, 상기 로터 어셈블리(12)는 마그네트(13)와 상기 마그네트(13)를 부착 고정하는 마그네트 심부(14)와 샤프트(15)와 상기 샤프트(15)에 삽입 고정되어 장착되는 피니언 기어(16)로 되어 있고, 상기 스테이터 어셈블리(11)와 전기적으로 결합되어 외부의 전원이 인가할 수 있는 커넥터(17)로 구성되어 있으며, 상기 스테핑 모터의 스테이터 어셈블리(11)와 로터 어셈블리(12)를 고정하고 보호하도록 수용하는 모터 커버(20)로 구성되어 있다.

또한, 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 상기 피니언 기어(16)와 치차 결합되어 토크를 증대시키는 다수 개의 아이들 기어(31, 32)와 상기 아이들기어(32)와 치차 결합되어 회전하는 출력축(33)을 구비한 출력기어(34)로 된 기어열(30)과, 상기 기어열(30)을 보호 수용하는 기어 박스(40)와, 상기 스테이터 어셈블리(11)와 로터 어셈블리(12)로 된 스테핑 모터와 상기 기어열(130) 사이를 구획하는 중간 플레이트(50) 등으로 구성되어 있다. 또한, 상기 기어 박스(40)와 상기 중간 플레이트(50)의 공간 내에 상기 기어열(30)을 원활히 수용하기 위하여 다수 개의 고무 등의 재료로 된 지지구(60)가 구비되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 상기 모터 커버(20)에는 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15) 하단부가 회전 자유롭게 지지하는 구조인 제1 회전 지지부를 형성하여 상기 샤프트의 하단부에 별도의 부싱이나 슬리브 베어링 등을 구비하지 않더라도 원활하게 회전 지지될 수 있는 구조를 가진다. 상기 제1회전 지지부(21)는 상기 모터 커버(20)에서 상기 샤프트(15)의 하단부가 위치하는 곳에 형성하고 그 형상은 상기 샤프트(15)의 하단부의 직경보다 다수 크게 하고 일정 부분이 감싸지는 구조로 하는 것이 바람직하다.

상기 기어 박스(40)에도 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15) 상단부가 회전 자유롭게 지지하는 구조인 제2 회전 지지부를 형성하여 상기 샤프트의 상단부에 별도의 슬리브 베어링 등을 구비하지 않더라도 원활하게 회전 지지될 수 있는 구조를 가진다. 상기 제2회전 지지부(21)는 상기 기어 박스(40)에서 상기 샤프트(15)의 상단부가 위치하는 곳에 형성하고 그 형상은 상기 샤프트(15)의 상단부의 직경보다 미세하게 큰 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 모터의 샤프트(15) 하단부에 별 도의 슬리브 베어링 등을 구비할 필요가 없고, 또한 모터의 샤프트(15) 상단부에 별도의 슬리브 베어링 등을 구비할 필요가 없어 부품을 최소화함과 동시에 조립하는데 필요한 공수를 줄일 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제2 실시예를 도 4를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제2 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이 제1실시예의 구조에서 상기 중간 플레이트(50)에서 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15)가 관통하는 부분의 관통공을 확장하고 상기 관통공에 플라스틱 베어링(18)을 설치한 것이고, 이와 같이 할 경우 상기 로터 어셈블리(12)의 하단부 샤프트(15)는 모터 커버(20)에, 상기 로터 어셈블리(12)의 상단부 샤프트(15)는 상기 기어 박스(40)에 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15)의 중간부에서 중간 플레이트(50)를 관통하는 부분의 플라스틱 베어링(18)에 의하여 회전 자유롭게 회전 지지되는 구조로 되기 때문에 보다 동작 정밀도를 향상시킬 수 있다. 도 4에서는 플라스틱 베어링(18)을 설치한 것을 도시하고 있지만 플라스틱 베어링(18) 대신 볼 베어링을 사용하여도 무방하다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제3 실시예를 도 5를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제3 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 제1실시예의 구조에서 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15)가 상기 중간 플레이트(50)를 관통하는 상기 중간 플레이트(50)의 일정 부분에 대하여 하방으로 일정 관경을 가지게 하여 연장 형성하고, 상기 중간 플레이트(50)에 하방으로 연장된 부분에 메탈 베어링(19)을 삽입하는 구조로 하여 상기 샤프트(15)를 회전 지지하는 구조이다.

이 때 상기 마그네트(13)를 부착 고정하는 마그네트 심부(14)의 일정 부분은 상기 중간 플레이트(50)에서 상기 일정 관경을 가지고 하방으로 연장 형성된 부분을 수용하기 위하여 공간을 형성하게 된다.

이와 같은 구조를 가지는 제3실시예는 제2실시예와 같이 상기 로터 어셈블리(12)의 하단부 샤프트(15)는 모터 커버(20)에, 상기 로터 어셈블리(12)의 상단부 샤프트(15)는 상기 기어 박스(40)에 상기 로터 어셈블리(12)의 샤프트(15)의 중간부에서 중간 플레이트(50)를 관통하는 부분에 설치된 메탈베어링(19)에 의하여 회전 자유롭게 회전 지지되는 구조로 되기 때문에 보다 동작 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제4 실시예를 도 6를 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제4 실시예는 도 6에 도시된 바와 같이 제1실시예의 구조에서 상기 로터 어셈블리(12)를 마그네트 심부(14), 샤프트(15) 및 상기 샤프트(15)에 장착되는 피니언 기어(16)를 일체형으로 한 사출구조로 된 것이다. 상기와 같이 로터 어셈블리(12)를 일체화한 사출구조로 함으로써 구조를 단순화되어 조립이 간단하고 그로 인한 공임을 절감할 수 있는 이점이 있다.

상기 제4실시예는 스텝 액츄에이터의 동작 정밀도를 보다 향상시키기 위하여 상기 제2 및 제3실시예에 따른 플라스틱 베어링, 볼 베어링 취부 구조 및 메탈 베어링 취부 구조를 더 구비할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 아래의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 스텝 액츄에이터의 조립 사시도

도 2는 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제1실시예의 조립사시도

도 3은 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제1실시예의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제2실시예의 단면도

도 5는 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제3실시예의 단면도

도 6은 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터의 제4실시예의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 스테이터 어셈블리　　　　　12: 로터 어셈블리

13: 마그네트 14: 마그네트 심부

15: 샤프트　　　　　　　　　　　 　　 16: 피니언 기어

18: 플라스틱베어링 19: 메탈베어링

20: 모터 커버　　 　　　　　　 21: 제1 회전 지지부

30: 기어열 31, 32: 아이들 기어　

33: 출력축 34: 출력기어

40: 기어 커버 41: 제2 회전 지지부

50: 중간 플레이트

Claims (5)

1. 스테핑 모터와 상기 스테핑 모터의 상부 샤프트와 결합되어 출력축을 가지는 기어열과 상기 기어열을 수용하는 기어 박스와, 스테핑 모터와 기어열 사이에 구비된 중간 플레이트와 상기 스테핑 모터를 수용하는 모터 커버를 포함하여 된 스텝 액츄에이터에 있어서,

   상기 스테핑모터는 로터 어셈블리와 스테이터 어셈블리로 된 상태에서 조립되고, 상기 모터 커버는 상기 로터 어셈블리의 샤프트 하단부를 회전 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 기어 박스는 상기 로터 어셈블리의 샤프트 상단부를 회전 지지하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 로터 어셈블리는 마그네트 심부, 샤프트 및 상기 샤프트에 장착되는 피니언 기어를 일체형으로 하여 사출 구조로 된 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 로터 어셈블리의 샤프트는 상기 중간 플레이트를 관통하는 부분에 플라스틱 베어링 또는 볼베어링을 구비하여 상기 샤프트를 회전 지지하는 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중간 플레이트는 상기 로터 어셈블리의 샤프트가 상기 중간 플레이트를 관통하는 일정 부분에 대하여 상기 중간 플레이트를 하방으로 연장하고, 상기 중간 플레이트에 하방으로 연장된 부분에 메탈 베어링을 삽입하는 구조로 하여 상기 샤프트를 회전 지지하는 것을 특징으로 하는 스텝 액츄에이터.

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