KR20190057503A - 스텝 모터 및 이를 포함하는 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위한 리드스크류(lead Screw) 타입의 스텝 모터에서 상기 스텝 모터의 구동을 위한 리드와이어(Lead wire)가 외력에 의해 이탈되지 않도록 하는 개선한 스텝모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터부와, 상기 모터부가 회전함에 따라 전진 또는 후진하는 리드스크류와, 일정 거리를 두고 2개의 수직벽면이 양측에 형성되어 상기 모터부의 일측면과 상기 리드스크류의 일단부를 고정하는 브라켓과, 상기 브라켓 내부에 배치되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재 등으로 구성되되, 상기 모터부를 제어하는 회로기판은 상기 하우징과 이격되어 상기 로터의 축 방향과 평행하게 설치되고, 상기 회로기판이 일단에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 고정 홀더부가 설치되게 함으로써, 납땜에 의해 고정된 리드와이어의 고정을 더 강화시켜 외력에 의한 이탈 불량을 효과적으로 차단할 수 있고, 또한 구동 문제를 해결하여 제품의 품질 관리를 용이하게 하는 스텝 모터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

Description

스텝 모터 및 이를 포함하는 전자기기{Step Motor and Electronic Device comprising the same}

본 발명은 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위한 리드스크류(lead Screw) 타입의 스텝 모터에서 상기 스텝 모터의 구동을 위한 리드와이어(Lead wire)가 외력에 의해 이탈되지 않도록 하는 개선한 스텝모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터부와, 상기 모터부가 회전함에 따라 전진 또는 후진하는 리드스크류와, 일정 거리를 두고 2개의 수직벽면이 양측에 형성되어 상기 모터부의 일측면과 상기 리드스크류의 일단부를 고정하는 브라켓과, 상기 브라켓 내부에 배치되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재 등으로 구성되되, 상기 모터부를 제어하는 회로기판은 상기 하우징과 이격되어 상기 로터의 축 방향과 평행하게 설치되고, 상기 회로기판이 일단에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 고정 홀더부가 설치되게 함으로써, 납땜에 의해 고정된 리드와이어의 고정을 더 강화시켜 외력에 의한 이탈 불량을 효과적으로 차단할 수 있고, 이로 인하여 구동 문제를 해결하여 제품의 품질 관리를 용이하게 하는 스텝 모터 및 이를 포함하는 전자기기에 관한 것이다.

종래의 리드스크류 타입의 스텝 모터의 경우 구동을 위하여 회로기판에 리드와이어를 통하여 외부 전원과 전기적 접속을 하여야 하는데, 상기 회로기판과 상기 리드와이어의 전기적 접속은 납땜을 하거나 모터부의 스테이터 부분에 FPC(Flexible Printed Circuit)를 납땜 하여 스텝 모터를 구동하는 방식의 일반적인 방법이다.

그러나, 상기 방법으로 사용할 경우 예기치 못한 외력에 의해 상기 리드와이어 또는 FPC 와의 납땜 부분이 이탈되는 문제점이 있었다. 상기 방법의 문제점을 해결하기 위해 본드를 사용하여 고정하는 방법도 시도 되었으나 공정 관리(본드량 관리) 어려움과 본드 미경화로 인하여 상기 리드와이어 등의 이탈이 여전히 존재하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 스텝 모터에서 회로기판과 접속에 관하여서는 등록실용신안공보 제20-0213784호, 공개특허공보 제 10-2013-0059569 호, 공개특허공보 제 10-2014-0111111 호, 등록특허 제 10-1567061 호 등에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발된 것으로서, 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위한 리드스크류(lead Screw) 타입의 스텝 모터에서, 모터부와, 상기 모터부가 회전함에 따라 전진 또는 후진하는 리드스크류와, 일정 거리를 두고 2개의 수직벽면이 양측에 형성되어 상기 모터부의 일측면과 상기 리드스크류의 일단부를 고정하는 브라켓과, 상기 브라켓 내부에 배치되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재 등으로 구성되되, 상기 모터부를 제어하는 회로기판은 상기 하우징과 이격되어 상기 로터의 축 방향과 평행하게 설치되고, 상기 회로기판이 일단에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 고정 홀더부가 설치되게 함으로써, 납땜에 의해 고정된 리드와이어의 고정을 더 강화시켜 외력에 의한 이탈 불량을 효과적으로 차단할 수 있고, 이로 인하여 구동 문제를 해결하여 제품의 품질 관리를 용이하게 하는 스텝 모터 및 이를 포함하는 전자기기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 모터는, 스테이터와 로터 및 상기 스테이터와 로터를 수용하는 하우징을 포함하여 구성된 모터부;와, 상기 로터와 결합되어 상기 로터가 회전함에 따라 상기 로터의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류;와, 일정 거리를 두고 수직벽면이 양측에 형성되어 그 일측 수직벽면이 상기 모터부의 일측면과 고정 결합되고 타측 수직벽면이 상기 리드스크류의 일단부를 고정하는 브라켓;과, 상기 브라켓 내부에 배치되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재;를 포함하되, 상기 모터부를 제어하는 회로기판은 상기 하우징과 이격되어 상기 로터의 축 방향과 평행하게 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회로기판이 그 일측에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 고정 홀더부가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고정 홀더부가 상기 회로기판의 하부에 설치된 핀 가이드의 측면과 상기 브라켓의 일측 수직벽면의 상단부에 고정 결합되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 브라켓이 상기 모터부의 일측면과 고정 결합된 일측 수직벽면의 상단부에 상기 회로기판과 평행하도록 배치된 적어도 하나 이상의 절곡부가 형성되어 상기 절곡부가 상기 회로기판의 상부와 접촉되어 상기 회로기판을 지지 고정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 절곡부가 상기 회로기판의 상부면과 면 접촉되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회로기판의 일단에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 설치된 고정 홀더부는 상기 절곡부의 수평 지지가 용이하도록 일측면에 절곡되어 연장된 수평지지부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 핀 가이드에 대하여 그 하부가 상기 하우징의 외주면에 면 접촉되도록 원호형상부가 형성되고, 상부는 상기 회로기판이 안착되도록 평탄부가 형성되며, 상기 평탄부의 일측에는 단턱이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고정 홀더부에 대하여 상기 핀 가이드에 설치되도록 양측면에 후크부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 핀 가이드의 하단 양측면에 상기 후크부의 체결이 용이하도록 단차부가 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고정 홀더부와 상기 핀 가이드가 체결된 경우 상기 고정 홀더부의 하면과 상기 핀 가이드의 상면 사이의 갭(Gap)의 크기는 상기 리드와이어의 외경 치수보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 운동전달부재의 직선 이동을 가이드하는 가이드 샤프트를 더 설치하되, 상기 가이드 샤프트는 상기 운동전달부재와 이격되면서 축 방향을 따라 상기 브라켓 내부에 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 스텝 모터를 포함하는 전자기기인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 스텝 모터는 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위한 리드스크류 타입의 스텝 모터에서 상기 스텝 모터의 구동을 위한 리드와이어(Lead wire)가 외력에 의해 이탈되지 않도록 하는 개선한 스텝모터에 간단한 구조를 가진 고정 홀더부 부품을 설치함으로써, 납땜에 의해 고정된 리드와이어의 고정을 더 강화시켜 외력에 의한 이탈 불량을 효과적으로 차단할 수 있고, 스텝 모터의 구동 수명을 늘려줄 뿐만 아니라 모터의 품질 관리를 용이할 수 있는 효과가 있다,

또한, 본 발명은 고정 홀더부를 적용한 리드스크류 타입의 스텝 모터를 이용하여 자동차용 H.U.D.(Haed Up Display) 세트에 작업자가 스텝 모터를 장착 시킬 때 혹시 모르는 외력에 의해서 리드와이어가 이탈 되는 것을 방지 시켜 모터 구동 불량을 개선하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스텝 모터의 전체 분해 사시도
도 2는 본 발명에 따른 스텝 모터에서 조립이 완료된 상태의 평면도
도 3은 본 발명에 따른 스텝 모터에서 회로기판 주변의 분해 사시도
도 4는 본 발명에서 조립이 완료된 회로기판 주변의 단면도

본 발명에 따른 스텝 모터는 자동차의 구성 부품들을 정밀 또는 자동 제어하기 위한 리드스크류(lead Screw) 타입의 스텝 모터에서 상기 스텝 모터의 구동을 위한 리드와이어(Lead wire)가 외력에 의해 이탈되지 않도록 하는 개선한 스텝모터에 관한 것으로서, 첨부된 도면을 참고로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 스텝 모터는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 스테이터(11)와 로터(12) 및 상기 스테이터(11)와 로터(12)를 수용하는 하우징(13)을 포함하여 구성된 모터부(10)와, 상기 로터(12)와 결합되어 상기 로터(12)가 회전함에 따라 상기 로터(12)의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류(20)와, 상기 모터부(10)의 일측면과 고정 결합되고 상기 리드스크류(20)의 일단부를 고정하는 브라켓(30)과, 상기 브라켓(30) 내부에 배치되어 상기 리드스크류(20)의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재(40) 등으로 구성된다. 또한, 상기 모터부(10)를 제어하는 회로기판(50)은 상기 하우징(13)과 이격되어 상기 로터(12)의 축 방향과 평행하게 설치되어 있다.

그 외 상기 하우징(13)의 일측면에 설치되어 상기 리드스크류(20)의 일단부를 관통시켜 회전 지지하는 부시(15)와, 상기 부시(15)를 수용하기 위하여 돌출 형성되고 상기 하우징(13)의 일측면과 결합된 상기 모터 커버(14)와, 상기 리드스크류(20)의 타단부를 지지하여 상기 리드스크류(20)가 회전 중심을 유지시키는 피봇 베어링(21) 등이 설치된다.

상기 모터부(10)의 스테이터(11)는 코일이 감긴 보빈과 요크로 구성되고, 상기 로터부(12)는 상기 스테이터(11)의 내경에 배치되는 마그네트와 상기 마그네트의 내부에 삽입되어 결합되는 마그네트 심(Shim)과 회전축으로 구성되거나, 또는 상기 마그네트와　회전측을 인서트 사출로 일체로 구성되며, 상기 하우징(13)은 상기 스테이터(11)와 로터(12)를 수용하면서 상기 스테이터(11)의 외부를 보호 커버하고 있다.

상기 브라켓(30)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 일정 거리를 두고 수직벽면이 양측에 형성되어 그 일측 수직벽면인 제1 수직벽면(31)이 상기 모터부(10)의 일측면과 고정 결합되고, 타측 수직벽면인 제 2수직벽면(32)이 상기 리드스크류(20)의 일단부를 고정하며, 상기 제1 수직벽면(31)과 상기 제2 수직벽면(32)의 하단부는 연결부(33)에 의하여 연결되어 있다.

상기 회로기판(50)은 외부 전원을 공급하는 리드와이어(51)가 그 일측에 설치되고, 상기 리드와이어(51)는 상기 회로기판(50)으로부터 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상기 회로기판(50)의 상부에 고정 홀더부(52)를 설치한다.

상기 회로기판(50)의 하부면, 즉 상기 하우징(13)의 상부면에는 핀 가이드(53)를 설치한다. 상기 핀 가이드(53)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 하부가 상기 하우징(13)의 외주면에 면 접촉되도록 원호형상부(53a)가 형성되고, 상부는 상기 회로기판(50)이 안착되도록 평탄부(53b)가 형성되며, 상기 평탄부(53b)의 일측에는 단턱(53c)이 형성되어 있고, 상기 하우징과 결합된 때 상기 스테이터(11)에서 연장된 단자핀(11a)이 관통하여 상기 평탄부(53b)의 상부로 일부가 노출된다. 상기 평탄부(53b)에 상기 회로기판(50)이 안치될 때 상기 단턱(53c)에 의하여 용이하게 배치 결정을 할 수 있고, 이 경우 상기 단턱(53c)의 높이와 상기 회로기판(50)의 높이는 거의 동일하게 된다.

상기 브라켓(30)은 상기 모터부(10)의 일측면과 고정 결합된 제1 수직벽면(31)의 상단부에 상기 회로기판(50)과 평행하도록 배치된 적어도 하나 이상의 절곡부(34)가 형성되고, 상기 절곡부(34)는 상기 회로기판(50)의 상부와 접촉되어 상기 회로기판(50)을 지지 고정하도록 한다. 상기 절곡부(34)는 상기 회로기판(50)의 상부면과 면 접촉되도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 고정 홀더부(52)는 상기 회로기판(50)의 일단에 설치된 리드와이어(51)가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 설치하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 절곡부(34)와 접촉되는 부분인 상기 브라켓(30)의 일측 수직벽면의 상단부에 상기 절곡부(34)의 수평 지지가 용이하도록 일측면에 절곡되어 연장된 수평지지부(52a)를 형성하고 상기 수평지지부(52a)와 직교되는 부분의 양측 각각에 상기 핀 가이드(53)에 고정 결합되는 후크부(52b)와 상기 후크부(52b)의 양측에 상기 핀 가이드(53)를 측면에서 지지하는 수직연장부(52c)가 형성되어 있다. 상기 핀 가이드(53)의 하단 양측면에 상기 후크부(52b)의 체결이 용이하도록 단차부(53d)가 형성되어 있다. 즉, 상기 고정 홀더부(52)는 상기 핀 가이드(53)와 상기 회로기판(50)과 상기 리드와이어(51)와 상기 브라켓(30)의 절곡부(34)를 고정 지지된다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 고정 홀더부(52)와 상기 핀 가이드(53)가 체결된 경우 상기 고정 홀더부(52)의 하면과 상기 핀 가이드(53)의 상면 사이의 갭(G)의 크기는 상기 리드와이어(51)의 이탈을 방지하기 위하여 상기 리드와이어(51)의 외경 치수보다 작게 형성하여 밀착되게 고정한다.

본 발명에 따른 스텝 모터에서 회로기판(50) 등의 조립방법 일예를 설명하면 다음과 같다.

(1) 스테이터(11)에 핀 가이드(53)를 상기 로터(12)의 축 방향으로 삽입시키고, 상기 핀 가이드(53)에 돌출된 단자핀(11a)에 회로기판(50)에 형성된 다수개의 관통공에 관통하게 안착시킨 다음, 납땜을 하고 로터(12)와 하우징을 조립시킨다.

(2) 그 다음, 상기 회로기판(50)의 상부면의 일측에 형성된 동박 부분에 리드와이어(51)를 납땜하고, 상기 리드와이어(51)의 이탈 방지를 위해 고정 홀더부(52)를 상기 핀 가이드(53)에 장착시킨다.

한편, 상기 운동전달부재(40)는 상기 리드스크류(20)에 체결된 너트(41)와 상기 너트(41)에 결합되어 상기 리드스크류(20)의 선형 운동에 의한 힘을 다른 응용 기구물에 전달하는 너트 블록(42)으로 구성된다. 상기 리드스크류(20)에 체결된 상기 운동전달부재(40)가 선형으로 전후 이동시, 슬립(Slip)을 방지하기 위하여 상기 브라켓(30)의 내부, 즉 제1 수직벽면(31)과 제2 수직벽면(32)의 사이에 가이드 샤프트(43)를 구성하여　 축 방향을 따라 따라 상기 리드스크류(20)와 이격되게 설치하고, 상기 운동전달부재(40)의 일측과 연결한다.

상기에서는 스텝 모터에 관하여 설명하였지만 본 발명은 상기와 같은 구조를 가진 스텝 모터를 적용하는 전자기기에 관한 발명에도 해당된다.

또한, 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.

10: 모터부 11: 스테이터
11a: 단자핀 12: 로터
13: 하우징 14: 모터 커버
15: 부시 20: 리드스크류
21: 피봇 베어링 30: 브라켓
31: 제1 수직벽면 32: 제2 수직벽면
33: 연결부 34: 절곡부
40: 운동전달부재 41: 너트
42: 너트 블록 43: 가이드 샤프트
50: 회로기판 51: 리드와이어
52: 고정 홀더부 52a: 수평지지부
52b: 후크부 52c: 수직연장부
53: 핀 가이드 53a: 원호형상부
53b: 평탄부 53c: 단턱
53d: 단차부

Claims (9)

1. 스테이터와 로터 및 상기 스테이터와 로터를 수용하는 하우징을 포함하여 구성된 모터부;와, 상기 로터와 결합되어 상기 로터가 회전함에 따라 상기 로터의 축 방향으로 전진 또는 후진하는 리드스크류;와, 일정 거리를 두고 수직벽면이 양측에 형성되어 그 일측 수직벽면이 상기 모터부의 일측면과 고정 결합되고 타측 수직벽면이 상기 리드스크류의 일단부를 고정하는 브라켓;과, 상기 브라켓 내부에 배치되어 상기 리드스크류의 회전에 따라 전후로 이동하는 운동전달부재;를 포함하되,
   상기 모터부를 제어하는 회로기판은 상기 하우징과 이격되어 상기 로터의 축 방향과 평행하게 설치된 것
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 회로기판은 그 일측에 설치된 리드와이어가 외력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위하여 상부에 고정 홀더부가 설치된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 고정 홀더부는 상기 회로기판의 하부에 설치된 핀 가이드의 측면과 상기 브라켓의 일측 수직벽면의 상단부에 고정 결합되도록 설치된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 핀 가이드는 그 하부가 상기 하우징의 외주면에 면 접촉되도록 원호형상부가 형성되고, 상부는 상기 회로기판이 안착되도록 평탄부가 형성되며, 상기 평탄부의 일측에는 단턱이 형성된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 고정 홀더부는 상기 핀 가이드에 설치되도록 양측면에 후크부가 형성된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 핀 가이드의 하단 양측면에는 상기 후크부의 체결이 용이하도록 단차부가 형성된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 고정 홀더부와 상기 핀 가이드가 체결된 경우 상기 고정 홀더부의 하면과 상기 핀 가이드의 상면 사이의 갭(Gap)의 크기는 상기 리드와이어의 외경 치수보다 작게 형성된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 운동전달부재의 직선 이동을 가이드하는 가이드 샤프트를 더 설치하되,
   상기 가이드 샤프트는 상기 운동전달부재와 이격되면서 축 방향을 따라 상기 브라켓 내부에 배치된 것
   을 특징으로 하는 스텝 모터.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 스텝 모터를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 전자기기.

Images