KR20140141853A

KR20140141853A - 스테핑 모터

Info

Publication number: KR20140141853A
Application number: KR20130062836A
Authority: KR
Inventors: 이수형
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2014-12-11
Also published as: KR102092882B1

Abstract

본 발명은, 브라켓에 배치된 고정자 및 회전자와, 상기 브라켓에 양단이 고정되고, 상기 회전자에 결합되어 회전하는 리드스크류, 및 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동부재를 포함하되, 상기 운동부재는 상기 브라켓의 측면에 가이드 되어 이동하는 스테핑 모터를 개시한다.

Description

스테핑 모터{STEPPING MORTOR}

본 발명은 직선운동부재의 유동을 방지하는 스테핑 모터에 관한 것이다.

스테핑 모터는 기계적인 이동량을 정밀하게 제어하기 위해 사용하는 것으로, 펄스(Pulse)에 의해 디지털적으로 제어가 가능하다. 이러한 이유로 인해, 정밀한 제어를 요하는 차량용 램프의 방향 및 각도 조절용 또는 광 디스크 드라이버의 광 픽업용 등으로 사용된다.

스테핑 모터는 브라켓에 삽입된 리드스크류가 회전함으로써 이송너트를 직선 이동시켜 이동량을 제어한다. 그러나 이송너트는 리드스크류에 의해서만 결합되므로 외부의 충격에 의해 이송너트가 쉽게 유동하여 정밀한 제어가 어려운 문제가 있다.

이를 해결하기 위하여 이송너트에 지지봉을 끼워 진동을 억제하는 기술이 개발되고 있으나, 이러한 구조는 지지봉만으로는 진동을 억제하기 어려운 문제가 있다.

또한, 리드스크류를 끼우기 위한 관통공과 지지봉을 끼우기 위한 관통공의 동심도를 정확하게 맞추어야 하므로 생산성이 떨어지는 문제가 있으며, 동심도가 맞지 않는 경우 모터가 구동하지 않는 문제가 있다.

그리고, 리드스크류를 브라켓에 수작업으로 끼워 넣어야 하므로 작업 생산 속도가 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 브라켓이 직선운동부재의 직선운동을 가이드함으로써 외부 충격에 강한 스테핑 모터를 제공한다.

또한, 본 발명은 브라켓과 너트의 형상을 변형하여 자동 조립이 가능한 스테핑 모터를 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터는, 브라켓에 배치된 고정자 및 회전자와, 상기 브라켓에 양단이 고정되고, 상기 회전자에 결합되어 회전하는 리드스크류, 및 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동부재를 포함하되, 상기 운동부재는 상기 브라켓의 측면에 가이드 되어 이동한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터는, 일측에 배치된 하우징, 상기 하우징과 마주보며 타측에 배치된 지지부, 및 상기 하우징과 지지부에 연결된 제1연결바 및 제2 연결바를 포함하는 브라켓; 상기 브라켓의 하우징에 삽입된 고정자; 상기 브라켓의 하우징과 지지부에 회전가능하게 결합된 리드스크류; 상기 리드스크류에 결합되어 상기 리드스크류를 회전시키는 회전자; 및 상기 리드스크류에 결합되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 직선운동부재를 포함하되, 상기 제1연결바 및 제2 연결바의 내측면에는 가이드 레일이 형성되어 상기 직선운동부재의 전후이동을 가이드한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 직선운동부재의 양측면에는 상기 가이드 레일이 삽입되는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 레일은 상기 가이드 홈에 끼워져 상기 직선운동부재의 전후이동을 가이드한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 제1연결바의 내측면에 형성된 제1가이드 레일의 두께와 상기 제2연결바의 내측면에 형성된 제2가이드 레일의 두께는 서로 상이하게 형성된다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 제1가이드 레일과 제2가이드 레일은 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격 형성되며, 상기 제1가이드 레일의 이격 구간과 상기 제2가이드 레일의 이격 구간은 서로 엇갈리게 형성된다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 하우징은 상기 지지부와 마주보는 제1면에 개구부가 형성되고 상기 제1면의 반대면은 개방되어, 상기 직선운동부재가 상기 하우징을 통과하여 상기 가이드 레일에 끼워진다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 하우징의 반대면에 결합되어 상기 고정자를 밀폐하는 커버를 포함한다.

본 발명의 일 특징에 따른 스테핑 모터에서, 상기 제1 연결바 및 제2 연결바의 외측면에는 소정의 형상을 갖는 보강부가 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 보강부는 연결부에 의해 서로 연결된다.

본 발명에 따르면, 직선운동부재가 브라켓의 가이드 레일에 슬라이딩되어 직선 운동하므로 외부 진동에 따른 유동이 방지되며, 유동에 따른 마모량을 최소화할 수 있다.

또한, 직선운동부재가 미리 설정된 방향으로만 삽입되므로 모터의 오작동이 방지되며, 자동 조립 공정이 가능해 진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재가 브라켓에 삽입되는 상태를 보여주는 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재가 브라켓의 가이드 레일에 가이드되어 전후이동하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 레일의 변형예를 보여주는 도면이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재의 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재가 브라켓에 삽입된 상태를 보여주는 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 발명에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테핑 모터의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 직선부재가 브라켓에 삽입되는 상태를 보여주는 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면 본 발명에 따른 스테핑 모터는, 브라켓(110)과, 상기 브라켓(110)의 하우징(111)에 삽입된 고정자(120)와, 상기 브라켓(110)의 하우징(111)과 지지부(112)에 회전가능하게 결합된 리드스크류(150)와, 상기 리드스크류(150)에 결합되어 상기 리드스크류(150)를 회전시키는 회전자(155), 및 상기 리드스크류(150)에 결합되어 상기 리드스크류(150)의 회전에 따라 전후로 이동하는 직선운동부재(170)를 포함한다.

브라켓(110)은 일측에 배치된 하우징(111)과, 상기 하우징(111)과 마주보며 타측에 배치된 지지부(112), 및 서로 이격 배치되어 상기 하우징(111)과 지지부(112)에 연결되는 제1 연결바(115) 및 제2 연결바(116)를 포함한다.

하우징(111)은 고정자가 삽입될 수 있도록 일면이 개방되고 내부에 공간(111a)이 마련된다. 구체적으로 하우징(111)은 지지부(112)와 마주보는 제1면(바닥판, 111b)에 개구부(111d)가 형성되고 그 반대면은 개방되어, 직선운동부재(170)와 리드스크류(150)가 개구부(111d)를 통과하여 브라켓(110) 내부로 삽입될 수 있도록 구성된다.

종래 브라켓과 리드스크류의 체결방식은, 브라켓의 상측에서 리드스크류를 기울여 브라켓 내부로 삽입시키는 방식이기 때문에 삽입이 용이하지 않고, 수작업에 의해서만 체결이 가능하였다. 그러나, 본 발명에 따르면 브라켓(110)의 하우징(111) 후방에서 직선운동부재(170) 및 리드스크류(150)를 삽입하므로 체결이 용이하며 자동화가 가능한 장점이 있다.

지지부(112)는 브라켓(110)의 타측에 배치되며, 리드스크류(150)의 일단이 고정될 수 있도록 홈이 형성된다. 지지부(112)는 하우징(111)과 마주보며 소정 간격으로 이격 배치될 수 있으며, 이러한 간격은 리드스크류(150)의 길이에 따라 적절하게 변형될 수 있다.

제1 연결바(115)와 제2 연결바(116)는 하우징(111)과 지지부(112)의 각각 결합되어 브라켓의 측면을 구성하며, 직선운동부재가 직선 운동하는 공간을 형성한다. 브라켓(110)은 하우징(111)과, 지지부(112), 및 연결바(115, 116)가 사출성형을 통해 일체로 형성될 수 있으나, 각각 제작되어 결합될 수도 있다.

제1 연결바(115)와 제2 연결바(116)는 서로 마주보는 내측면에 가이드 레일(115a)이 길이방향을 따라 형성된다. 이때, 길이방향은 제1 연결바(115)와 제2 연결바(116)가 연장된 방향으로 정의한다. 가이드 레일(115a)은 직선운동부재(170)의 양측면에 끼워져 직선운동부재(170)의 전후이동을 가이드한다.

또한, 가이드 레일(115a)은 리드스크류(150)의 정/역회전시 직선운동부재(170)가 리드스크류(150)를 따라 정/역회전하지 않도록 고정함으로써, 직선운동부재(170)의 직선운동을 가능하게 한다.

그러나, 직선운동부재(170)의 이동을 충분히 가이드 할 수 있다면 제1 연결바(115)와 제2 연결바(116) 중 어느 하나만을 구비할 수도 있다. 이때, 연결바가 배치되는 위치에는 제한이 없다.

제1 연결바(115)와 제2 연결바(116)의 외측면에는 소정의 형상을 갖는 보강부재(118)가 길이방향을 따라 형성된다. 구체적으로 보강부재(118)은 소정의 형상을 갖는 보강부(118a)와 복수 개의 보강부(118a) 사이를 연결하는 연결부(118b)를 포함한다.

보강부(118a)는 연결바(115, 116)의 강도를 유지함으로써 사출 성형시 가이드 레일(115a)의 뒤틀림을 방지하는 기능을 수행한다. 연결부(118b)는 보강부(118a)가 연결바(115, 116)의 외측면에 일체로 사출 성형될 때 수지의 흐름을 좋게 하여 성형성을 우수하게 한다.

고정자(120)는 케이스(121), 보빈(123), 코일(125), 단자판(127), 및 접속핀(128)을 포함하며, 하우징(111)에 삽입 고정된다. 케이스(121)는 한 쌍으로 마련되며, 뚜껑(121a)과 요크(Yoke, 121b)를 포함한다. 미설명된 부호(161, 162)는 링 형상의 탄성부재이다.

케이스(121)에는 스러스트플레이트(130)가 결합된다. 스러스트플레이트(130)는 링형상의 결합판(131)과, 결합판(131)의 내주면에서 돌출 형성되며 리드스크류(150)의 일단부가 지지되는 지지관(135)을 포함한다. 이때, 리드스크류(150)와 지지관(135) 사이에는 볼 베어링(153)이 삽입된다.

고정자(120)의 내부에 위치된 리드스크류(150)의 일단부에는 마그네트를 포함하는 회전자(155)가 결합된다. 마그네트는 코일(125)에 전류가 선택적으로 공급 및 차단됨에 따라 고정자(120)와 작용하여 정/역회전하면서, 리드스크류(150)를 정/역회전시킨다.

커버(140)는 하우징(111)의 일단면에 결합되어 하우징(111)의 일면을 밀폐하는 밀폐부(141)와 밀폐부(141)의 외면에 일체로 형성되어 기판(190)의 접속편(195)을 감싸서 보호하는 판 형상의 덮개부(144)를 가진다. 밀폐부(141)의 중앙부측에는 지지관(135)이 삽입 지지되는 지지공(141a)이 형성된다.

밀폐부(141)의 외면에는 복수의 결합핀(147)이 연장 형성되고, 결합핀(147) 및 하우징(111)의 외주면에는 상호 삽입 결합되는 걸림공(147a) 및 결합돌기(111c)가 형성된다. 그러나, 이러한 체결구조는 이해를 돕기 위한 일 실시예이며 다양하게 변형될 수 있다.

기판(190)은 고정자(120)의 코일측 및 외부의 전원측과 전기적으로 각각 접속되어 스테핑 모터를 제어한다. 기판(190)은 접속핀(128)이 삽입되는 접속공(195a)과 접지핀(129)이 삽입되는 접지공, 및 유동방지공(192)를 포함한다. 유동방지공(192)는 브라켓에 형성된 유동방지돌기(도시되지 않음)와 결합하여 유동이 방지된다. 기판(190)의 테두리부는 브라켓의 보호레일(117)에 고정되어 브라켓(110)의 외부로 돌출되지 않으므로 외부 충격에 기판(190)이 파손되는 위험이 감소한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재가 브라켓의 가이드 레일에 가이드되어 전후이동하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드 레일의 변형예를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 직선운동부재(170)는 제1 연결바(115)에 형성된 제1가이드 레일(115a)과 제2 연결바(116)에 형성된 제2가이드 레일(116a)에 끼워져 전후로 이동하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 직선운동부재(170)는 양측면이 가이드 레일에 끼워져 이동하므로 외부 충격 등에 의한 진동시에도 유동이 감소된다. 따라서 진동에 대한 직선운동부재(170)의 마모량도 최소화되는 장점이 있다.

이때, 가이드 레일은 도 3과 같이 제1 연결바(115), 및 제2 연결바(116)에 연속적으로 연장 형성될 수도 있으나, 도 4와 같이 길이방향을 따라 소정 간격으로 이격된 부분가이드 레일(115b, 116b)로 형성될 수도 있다. 가이드 레일이 사출성형에 의해 연결바에 형성되는 경우 뒤틀림이 발생할 수 있으나 소정 간격으로 이격된 경우 상대적으로 뒤틀림 현상을 감소시킬 수 있다. 이때, 제1가이드 레일(115b)의 이격 구간과 상기 제2가이드 레일(116b)의 이격 구간을 서로 엇갈리게 형성하여 이격 구간을 지나는 직선운동부재(170)의 유동을 감소시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재가 브라켓에 삽입된 상태를 보여주는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 직선운동부재(170)는 몸체부(171)와 체결돌기(173)를 포함한다. 체결돌기(173)는 차량용 램프 또는 광픽업 장치 등이 결합된다.

몸체부(171)는 리드스크류(150)가 관통 삽입되는 관통공(172)과 마그네트가 삽입되는 수용홈(176)이 형성된다. 몸체부(171)의 양측면에는 제1가이드 홈(174)과 제2가이드 홈(175)이 형성된다. 제1가이드 홈(174)과 제2가이드 홈(175)은 전술한 바와 같이 제1가이드 레일(115a)과 제2가이드 레일(116a)과 결합되어 슬라이딩된다.

이때, 제1가이드 레일(115a)의 두께와 제2가이드 레일(116a)의 두께는 서로 다르게 형성될 수 있으며, 그에 따라 제1가이드홈(174)의 크기(d1)과 제2가이드 홈(175)의 크기(d2)도 서로 다르게 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 직선운동부재(170)는 정해진 방향(가이드 레일과 가이드 홈의 크기가 맞는 방향)으로만 브라켓에 삽입될 수 있으며, 정해진 방향과 반대로는 삽입될 수 없다. 따라서 삽입홈(176)에 삽입된 마그네트가 정해진 방향으로 삽입되지 않아 제품이 오작동하는 문제가 방지된다.

도 6을 참조하면, 가이드 레일(115)과 가이드 홈(174)사이에는 갭(G)이 형성된다. 이러한 갭(G)은 가이드 홈(174)의 원활한 슬라이딩이 가능하게 한다. 만약, 이러한 갭(G)이 없이 가이드 홈(174)에 가이드 레일(115a)이 끼워진 경우 마찰력에 의해 슬라이딩이 원활하지 않을 수 있으며, 가이드 레일(115a)의 끝단에 팁(Tip)이 발생한 경우 가이드 홈(174)에 가이드 레일(115a)이 끼워지지 않거나 슬라이딩되지 않아 모터가 동작하지 않을 수 있다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

110: 브라켓
111: 하우징
112: 지지부
115: 제1 연결바
116: 제2 연결바
120: 고정자
140: 커버
150: 리드스크류
155: 회전자
170: 직선운동부재
190: 기판

Claims

브라켓에 배치된 고정자 및 회전자;
상기 브라켓에 양단이 고정되고, 상기 회전자에 결합되어 회전하는 리드스크류; 및
상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동부재;를 포함하되,
상기 운동부재는 상기 브라켓의 측면에 가이드 되어 이동하는 스테핑 모터.
제1항에 있어서,
상기 브라켓은 일측에 배치된 하우징, 상기 하우징과 마주보며 타측에 배치된 지지부, 및 상기 하우징과 지지부를 연결하는 제1연결바 및 제2 연결바를 포함하되,
상기 제1연결바 및 제2 연결바의 내측면에는 가이드 레일이 형성된 스테핑 모터.
제2항에 있어서,
상기 직선운동부재의 양측면에는 상기 가이드 레일이 삽입되는 가이드 홈이 형성되고, 상기 가이드 레일은 상기 가이드 홈에 끼워져 상기 직선운동부재의 전후이동을 가이드하는 스테핑 모터.
제3항에 있어서,
상기 제1연결바의 내측면에 형성된 제1가이드 레일의 두께와 상기 제2연결바의 내측면에 형성된 제2가이드 레일의 두께는 서로 상이한 스테핑 모터.
제4항에 있어서,
상기 제1가이드 레일과 제2가이드 레일은 길이방향을 따라 이격 형성되며, 상기 제1가이드 레일의 이격 구간과 상기 제2가이드 레일의 이격 구간은 서로 엇갈리게 형성된 스테핑 모터.
제2항에 있어서,
상기 하우징은 상기 지지부와 마주보는 제1면에 개구부가 형성되고 상기 제1면의 반대면은 개방되어, 상기 직선운동부재가 상기 하우징을 통과하여 상기 가이드 레일에 끼워지는 스테핑 모터.
제6항에 있어서,
상기 하우징의 반대면에 결합되어 상기 고정자를 밀폐하는 커버를 포함하는 스테핑 모터.
제2항에 있어서,
상기 제1 연결바 및 제2 연결바의 외측면에는 소정의 형상을 갖는 보강부가 복수 개 형성되고, 상기 복수 개의 보강부는 연결부에 의해 서로 연결된 스테핑 모터.