KR20210033948A

KR20210033948A - 구동 장치 및 이를 갖는 스핀 윈도우

Info

Publication number: KR20210033948A
Application number: KR1020207036642A
Authority: KR
Inventors: 라르스 나조르카
Original assignee: 헤마 마쉬넨 운트 아파라테슈츠 게엠베하
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2021-03-29
Also published as: DE102018113373A1; US11863024B2; CN112567599B; CA3102662A1; US20210242743A1; CN112567599A; JP2021525501A; WO2019233732A1; JP7379383B2; EP3804092A1

Abstract

본 발명은 환형 고정자 유닛(10), 환형 회전자 유닛(30) 및 베이스 플레이트(50)를 포함하는 구동 장치(1)에 관한 것이다. 고정자 유닛(10)은 코일 코어(12)와 코일 보빈(13)을 갖는 적어도 3 개의 코일(11)을 갖는다. 회전자 유닛(30)은 베어링 유닛(31)을 가지며, 코일(11)은 고정자 유닛(10)에 수용 공간(14)을 형성한다. 본 발명에 따르면, 코일 코어(12) 및 베어링 유닛(31)은 베이스 플레이트(50)에 서 있다. 본 발명은 또한 이러한 구동 장치(1)를 포함하는 스핀 윈도우(100)에 관한 것으로, 판유리(110)가 회전자 유닛(30) 상에 배열된다.

Description

구동 장치 및 이를 갖는 스핀 윈도우

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 구동 장치 및 청구항 10의 전제부에 따른 상기 구동 장치를 갖는 스핀 윈도우(spin window)에 관한 것이다.

부착물(precipitation)로 인해 투시가 차단되는 판유리 또는 투시창에 스핀 윈도우(spin window) 또는 회전하는 투시창이 사용된다. 이것은, 예를 들면, 공작 기계 또는 해운 산업에서 투시창의 경우일 수 있다. 두 경우에서, 비, 파도 또는 공작 기계의 경우 냉각제 등 다량의 액체가 규칙적으로 투시창에 쌓인다. 이것은 투시창을 통해 보는 것을 방해한다.

이러한 투시창을 통해 볼 수 있도록 하는 한 가지 방법은 스핀 윈도우를 설치하는 것이다. 스핀 윈도우는 고속으로 회전하는 판유리를 갖는다. 판유리에 쌓인 임의의 액체 또는 먼지는 판유리의 회전 운동에 의해 가속되고 원심력에 의해 반경 방향 바깥쪽으로 이동한다. 이것은 판유리의 부착물을 빠르게 제거한다. 이와 같이 새로 발생하는 부착물은 스핀 윈도우에서 멀리 빠르게 이동되어 작동 중인 스핀 윈도우를 통해 방해받지 않는 투시가 가능할 수 있다.

따라서 스핀 윈도우는 일반적으로 원형 디자인을 가지고 있으며 일반적인 투시창 또는 기계 하우징에 내장되어 부착물이 증가하는 경우 투시할 수 있도록 한다. 부착물이 없거나 적은 양의 부착물만 발생하는 경우, 평범한 투시창을 통한 투시 영역이 더 크기 때문에 투시창은 보통 다른 방법(예: 창 와이퍼)을 사용하여 청소한다. 냉각제를 사용하는 공작 기계를 사용하는 경우, 냉각제, 조각 등으로 인해 많은 부착물이 발생하여 작동 중 투시창을 통한 투시가 차단된다. 이 경우, 투시창에 또는 기계 하우징에 스핀 윈도우를 제공하는 것이 유리할 수 있다.

특히 스핀 윈도우에 특히 무거운 부착물이 발생하는 경우, 스핀 윈도우의 구동 장치에 의해 제공되는 원심력은 그 부착물을 제거하는데 충분해야 한다. 단기간에 많은 양의 부착물은 특히 무거운 부착물로 간주될 수 있다. 또한, 점성 부착물 또는 조각과 고체 성분의 혼합물, 예를 들면 조각과 혼합되는 공작 기계로부터의 냉각제는 스핀 윈도우에 높은 요구를 부과할 수 있다.

스핀 윈도우는 예를 들어 DE 34 144 87 A1 및 DE 35 32 362 A1에서 알려져 있다. 다양한 유형의 구동 장치, 예를 들어, 스핀 윈도우의 중앙에 배열되는 동기식 전기 모터, 비동기식 모터, 공압 모터 또는 유압 모터가 구동을 위해 제공된다. 이 구동 장치들은 스핀 윈도우의 중앙의 일부 영역을 덮기 때문에 시야를 줄이다. 또한 상기 모터들은, 스핀 윈도우를 비스듬히 볼 경우 스핀 윈도우를 통한 투시를 방해하는 어떤 전체 높이를 가지고 있다. 또한, 상기 구동 장치들은 판유리를 회전시키는 데 필요한 에너지를 제공하기 위해 스핀 윈도우를 가로 질러 반경 방향으로 일반적으로 연장되는 리드(lead)가 필요하다. 상기 구동 장치들의 전체 높이로 인해, 지금까지 서로에 대해 거의 평행하게 변위될 수 있는 스핀 윈도우를 투시 판유리에서 사용하는 것이 어렵거나 불가능했다.

그럼에도 불구하고, 중앙 구동 장치를 갖는 스핀 윈도우의 작동은 디자인이 구조적으로 유리하고 중앙 모터 배열을 갖는 스핀 윈도우가 수명이 길고 고장이 잘 발생하지 않기 때문에 널리 퍼져 있다.

본 발명의 목적은 전체 높이 및 에너지 효율 측면에서 구동 장치를 개선하고 그러한 구동 장치를 갖는 스핀 윈도우를 제공하는 것이다.

본 발명의 주요 특징은 청구항 1의 특징 부분 및 청구항 10의 특징 부분에 주어진다. 실시 예들은 청구항 2 내지 9 및 11 내지 15의 주제이다.

본 발명에 따른, 환형 고정자 유닛, 환형 회전자 유닛 및 베이스 플레이트를 갖는 구동 장치에 있어서, 상기 고정자 유닛은 코일 코어 및 코일 보빈을 갖는 적어도 3 개의 코일을 가지며, 상기 회전자 유닛은 베어링 유닛을 가지며, 상기 코일은 상기 고정자 유닛에 수용 공간을 형성하며, 상기 코일 코어 및 베어링 유닛은 상기 베이스 플레이트에 서 있다.

따라서, 상기 구동 장치는 특히 전기 구동 장치, 즉 전기 모터로서 설계될 수 있다. 특히, 베어링 유닛 및/또는 코일 코어가 베이스 플레이트에 직접 서 있는 것이 제공된다. 이것은 구동 장치의 전체 높이가 특히 낮다는 장점이 있다. 베이스 플레이트 상에 베어링 유닛과 고정자 유닛의 코일 코어를 함께 배열하는 것은 또한 고정자 유닛의 코일 또는 코일 코어와 회전자 유닛의 베어링 유닛이 서로에 대해 정밀하게 정렬된다는 이점이 있는데, 이는 베이스 플레이트와 베어링 유닛 및 회전자 유닛의 접촉 면들이 높은 정밀도로 제작될 수 있기 때문이다.

이와 같이 회전자 유닛과 고정자 유닛은 서로 특히 작은 거리에 배열될 수 있으며, 그 결과 전체 높이가 훨씬 낮아지고 동시에 구동 장치의 효율성이 증가된다. 따라서 구동 장치에 대해 높은 토크가 달성되며, 그 결과 구동 장치가 스핀 윈도우에서 사용될 때 무거운 직접적인 냉각제 충격에 대해 높은 토크가 제공된다.

축 방향에서 볼 때, 바람직한 실시 예의 코일 코어는 반경 방향 안쪽으로 테이퍼지는 형상을 갖는다. 특히, 코일 코어는 원형 링 세그먼트 모양이다. 이는 결과적으로 환형 고정자 유닛 또는 구동 장치에서 코일 코어의 특히 공간 절약형 배열을 초래한다.

추가 실시 예에 따르면, 회전자 유닛은 축 방향으로 코일에 대해 동심으로 배열되고 베어링 유닛과 함께 상기 수용 공간 내로 적어도 부분적으로 돌출한다. 회전자 유닛과 고정자 유닛의 이러한 중첩은 구동 유닛의 전체 높이가 유리한 방식으로 더욱 감소될 수 있게 한다.

본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 코일 보빈은 인쇄 회로 기판 상에 적어도 부분적으로 배열된다. 이 경우, 인쇄 회로 기판은 베이스 플레이트에 안착하고 오목한 부분을 갖는 것이 바람직하다. 인쇄 회로 기판 상에 코일 보빈을 배열함으로써, 코일 보빈에 감길 수 있는 코일 권선이 구동 장치의 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어 전자 장치에 특히 쉽게 연결될 수 있다. 구동 유닛을 위해 사용 가능한 설치 공간은, 인쇄 회로 기판이 베이스 플레이트에 안착하기 때문에, 그리고 특히, 바람직한 실시 예에서 인쇄 회로 기판이 베이스 플레이트 상에 직접 안착하기 때문에, 유리한 방식으로 최적으로 활용된다.

다른 바람직한 실시 예에 따르면, 코일 코어는 리세스의 영역에서 인쇄 회로 기판을 통과하여 돌출된다. 이것은 인쇄 회로 기판과 코일 코어가 모두 베이스 플레이트 상에 직접 서 있도록 보장한다. 바람직한 실시 예에서, 코일 코어에 의해 획정된 외부 둘레는 인쇄 회로 기판의 리세스의 내부 둘레에 대응하여, 코일 코어가 인쇄 회로 기판과 확실한 맞물림을 갖게 한다. 따라서 유리하게는 구동 유닛에 필요한 설치 공간이 최소화된다. 본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 코일 보빈은 적어도 부분적으로 리세스를 넘어 돌출한다. 특히, 코일 보빈은 반경 방향으로 리세스를 넘어 돌출한다. 이러한 방식으로, 베어링 유닛의 방향으로 반경 방향 안쪽으로 사용할 수있는 구동 유닛 내 설치 공간을 고정자 유닛의 코일을 위해 효율적으로 사용할 수 있다.

추가 실시 예에서, 코일 코어들은 돌출부를 통해 리세스의 영역에서 연결되고 적어도 하나의 코일 코어 요소를 형성한다. 또 다른 실시 예에서, 코일 보빈들은 상기 코일 코어 요소 위에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 상기 돌출부는 베이스 바디 상에 안착하고 베이스 바디를 향하는 측면에서 코일 코어에 연결될 수 있다. 또한, 상기 돌출부는 베이스 바디에 직접 안착할 수 있다. 상기 돌출부는 코일 코어 요소의 외부 둘레를 형성할 수도 있다. 바람직한 실시 예에서, 상기 돌출부는 코일 코어와 함께 코일 코어 요소의 외부 둘레를 형성한다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 돌출부는 코일 코어와 동일한 재료를 갖는다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 코일 코어 요소는 한 조각으로 또는 하나의 부품으로 설계된다. 해당 코일 코어 요소를 제공하면 고정자의 기계적 안정성이 향상된다. 또한, 자기 역전 또는 와전류로 인해 발생하는 효율 손실이 상기 돌출부에 의해 감소되기 때문에, 상기 연결된 코일 코어에 의해 구동 장치의 효율이 향상된다.

본 발명의 일 실시 예에서, 인쇄 회로 기판은 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로를 갖는다. 따라서, 본 발명의 다른 구조적으로 유리한 실시 예에서, 코일 보빈과 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로는 실질적으로 하나의 평면 상에 배열된다. 이 평면은 바람직하게는 베이스 플레이트의 측면에 의해 형성된다. 이러한 방식으로, 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로는 코일 보빈에 특히 가깝게 따라서 특히 코일에 가깝게 배열될 수 있다. 이것은 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로와 코일 사이의 가능한 라인 손실과 관련하여 유리한 효과를 갖는다. 또한, 콤팩트한 구동 장치와 관련하여 설치 공간의 활용이 최적이다.

대안의 실시 예에서, 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로는 추가 인쇄 회로 기판 상에 배열된다. 이 대안의 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판은 구동 장치에서 유연하게 배열될 수 있으며, 따라서 구동 장치의 공간 구성에 있어서 유연성 측면에서 이점이 있다.

본 발명의 유리한 실시 예에서, 상기 베어링 유닛은 지지 요소를 가질 수 있다. 설계 측면에서, 지지 요소는, 베이스 플레이트 반대편의 코일 측면에서, 반경 방향으로 코일 위로 적어도 부분적으로 연장되는 접촉 영역을 선택적으로 가질 수 있다. 본 발명의 또 다른 유리한 실시 예에서, 적어도 3 개의 영구 자석이 상기 지지 요소 상에 배열된다. 바람직한 실시 예에서, 영구 자석은 원형 링 세그먼트의 형태이다. 이러한 방식으로, 영구 자석은 특히 공간 절약 방식으로 환형 회전자 유닛의 지지 요소에 가깝게 배열될 수 있다.

상기 영구 자석이 코일과 마주하는 측면의 접촉 영역에 배열된다는 사실은 유리하게는 특히 전체 높이가 특히 낮은 디스크 모터의 구조를 초래한다. 선택적 실시 예에서, 적어도 3 개의 영구 자석이 지지 요소에 안착된다. 본 발명은 축 방향으로 접촉 영역과 코일 사이에 갭이 형성된다는 점에서 더욱 발전될 수 있다. 특히 유리한 실시 예에서, 반경 방향으로 연장되는 접촉 영역 사이의 갭은, 구동 장치의 높은 효율과 동시에 전체 높이의 감소를 달성하기 위해 가능한 한 작게 설계된다. 추가 실시 예에서, 영구 자석과 영구 자석을 향하는 코일의 측면 사이의 갭은 1mm 미만, 바람직하게는 0.1mm 미만이다. 이 실시 예들에서, 갭은 베이스 플레이트와 평행하게 반경 방향으로 연장된다.

본 발명의 선택적 실시 예에 따르면, 상기 베어링 유닛이 회전 불가능한 베어링 볼트로 베이스 플레이트에 서 있으면 구조적으로 유리할 수 있다. 이것은 구동 장치의 안정성을 증가시킨다. 베어링 볼트는 고정 수단에 의해, 특히 나사에 의해, 코일로부터 멀어지는 베이스 플레이트의 측면으로부터 베이스 플레이트에 나사로 고정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시 예에서, 적어도 하나의 볼 베어링이 상기 베어링 볼트와 상기 지지 요소 사이에 배열된다. 이러한 방식으로, 상기 지지 요소는 유리한 방식으로 특히 낮은 마찰로 베이스 플레이트로부터 회전이 분리된다.

추가 실시 예에 따르면, 코일은 축 방향으로 정렬된다. 특히, 이는 축 방향에 수직으로 연장되는 코일들이 그 상부에 의해 지지 요소와 평행하게 연장되도록 보장한다. 이는 갭이 특히 작게 설계될 수 있다는 장점이 있다.

바람직한 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판 및/또는 코일 및/또는 베이스 플레이트는 포팅 화합물(potting compound)로 주조된다. 추가의 바람직한 실시 예에 따르면, 상기 포팅 화합물은 높은 열전도성을 갖는다. 인쇄 회로 기판, 코일 및 베이스 플레이트를 포팅하면 심한 진동이 발생하더라도 구성 요소가 서로에 대해 움직일 수 없기 때문에 구동 장치의 파열 보호가 이루어진다. 또한, 열 전도성 포팅 화합물을 사용하면 인쇄 회로 기판 또는 코일과 베이스 플레이트 사이의 열 접촉이 양호하게 된다. 이러한 방식으로 구동 장치를 쉽게 냉각할 수 있다. 이는 개별 부품의 과열없이 특히 높은 토크를 달성하기 위해 구동 장치가 높은 전력으로 작동될 수 있는 추가적인 이점을 가져온다. 또한, 구동 장치의 모든 전자 부품이 캡슐화(encapsualtion)되기 때문에, 서비스 친화적인 방식으로 교체할 수 있다. 추가 실시 예에 따르면, 베이스 플레이트는 열전도성 재료를 가질 수 있다.

본 발명은 또한 이상의 구동 장치를 갖는 스핀 윈도우에 관한 것으로, 본 발명은 판유리가 회전자 유닛 상에 배열되는 것을 제공한다. 본 발명에 따른 구동 장치가 장착된 스핀 윈도우는 전체 높이가 낮다. 상기 판유리는 바람직하게는 원형일 수 있고 부착물에 노출되는 스핀 윈도우의 측면에 배열된다. 추가의 바람직한 실시 예에서, 상기 판유리는 이 측면에 충격 내성 및/또는 긁힘 내성이 있는 코팅 및/또는 오버레이가 제공된다. 상기 판유리에는 세라믹으로 만든 투명 코팅이 제공될 수 있다. 이것은 판유리의 전체 질량이 감소될 수 있도록 판유리가 내성이 작은 재료로 만들어 질 수 있다는 이점을 갖는다. 이는 결과적으로 동일한 모터 파워로 스핀 윈도우의 청소 효과를 증가시킨다. 마찬가지로, 판유리의 경우 질량 절약으로 인해, 구동 장치는 그에 따라 더 작은 치수로 형성될 수 있으며, 이는 전체 높이 및 구동 장치에 의한 보기 영역의 커버링과 관련하여 유리하다.

부착물에 대향하는 측면에는, 스핀 윈도우는 단단한 판유리를 가질 수 있다. 이 추가 판유리는 보는 사람을 향하는 측면에 부착되고 적층된 안전 유리 또는 강화 안전 유리 또는 투명 세라믹 또는 이러한 투명 세라믹으로 선택적으로 코팅된 유리로 구성될 수 있다. 제2 판유리는 유리하게는 회전 가능한 판유리로부터 스핀 윈도우를 보는 사람을 보호한다. 또한, 제2 판유리를 제공함으로써 스핀 윈도우의 보안이 향상된다.

스핀 윈도우의 대응하는 디자인은 유리하게는 스핀 윈도우의 낮은 전체 높이를 달성한다. 스핀 윈도우의 전체 높이는 50mm 미만, 추가 실시 예에서는 40mm 미만, 다른 실시 예에서는 32mm 미만일 수 있다. 본 발명에 따른 스핀 윈도우를 설계함으로써, 410 mm² 이상의 가시 영역이 달성될 수 있으며, 구동 장치의 구동력은 판유리 또는 스핀 윈도우이 부착물로부터 자유로워질 만큼 충분하다.

추가 실시 예에서, 판유리는 연결판과 커버 캡 사이의 상기 회전자 유닛에 고정되며, 상기 연결판과 커버 캡은 회전자 유닛에 연결된다. 상기 연결판의 제공은 판유리가 연결판에 의해 회전자 유닛에 더 자유롭게 배열될 수 있기 때문에 구조적인 이점을 가져온다. 추가 실시 예에서, 환형 시일이 상기 커버 캡과 판유리 사이에 배열된다. 상기 시일은 부착물이 스핀 윈도우의 내부 영역으로 들어가거나 스핀 윈도우를 통과하지 못하도록 한다.

다른 실시 예에서, 상기 판유리는 반경 방향으로 외부 둘레에 원주 칼라(circumferential collar)를 갖는다. 이 칼라는 스핀 윈도우 위의 부착물이 그 둘레를 따라 스핀 윈도우의 내부 영역으로 들어가거나 또는 스핀 윈도우를 통과하지 못하도록 한다. 선택적인 추가 실시 예에서, 상기 칼라는 축 방향으로 돌출하고 스핀 윈도우의 환형 베이스 바디의 가이드 돌출부와 맞물리는 반경 방향 원주 가이드 홈을 갖는다. 따라서 가이드 홈 및 가이드 돌출부는 유리하게는 스핀 윈도우의 기밀성(tightness)을 향상시키는 래버린스 시일(labyrinth seal)을 형성한다. 본 발명의 유리한 실시 예에서, 가이드 홈 및 가이드 돌출부는 비접촉일 수 있다. 스핀 윈도우의 환형 베이스 바디는 예를 들어 보기 판유리 또는 기계 덮개 중 하나에 장착된다. 따라서 환형 베이스 바디는 구동 장치에 의해 회전될 수 없다. 환형 베이스 바디는 바람직하게는 경질 아노다이징(hard anodising) 처리된 알루미늄으로 만들어진다. 따라서 환형 베이스 바디는 칩, 특히 금속 칩이 스핀 윈도우에 부딪히는 환경에서도 사용하기에 적합하다.

설계 측면에서, 구동 장치의 베이스 플레이트는 환형 베이스 바디의 내부 직경 상에 선택적으로 배열될 수 있고 환형 베이스 바디 내로 반경 방향 내측으로 돌출할 수 있다. 이는 결과적으로 구동 장치가 스핀 윈도우의 영역으로부터 돌출하지 않는 이점을 가져온다. 일 실시 예에서, 환형 베이스 바디를 향해 돌출하는 커버 하우징이 구동 장치의 베이스 플레이트를 위해 제공되고, 구동 장치의 회전자 유닛은 상기 커버 하우징을 통과하여 적어도 부분적으로 돌출한다. 다른 바람직한 실시 예에서, 커버 하우징은 경질 아노다이징 처리된 알루미늄으로 제조된다. 본 발명은 베이스 플레이트와 커버 하우징 사이에 시일이 배치된다는 점에서 더욱 발전될 수 있다. 그 결과, 커버 하우징과 베이스 플레이트 사이에 놓인 구동 장치의 요소들은 이 영역으로 유입될 수 있는 모든 부착물로부터 보호된다.

스핀 윈도우의 연결을 단순화하기 위해, 환형 베이스 바디가 구동 장치로의 리드를 위한 통로를 갖는 경우에도 유리할 수 있다.

본 발명의 추가 특징, 세부 사항 및 이점은 청구 범위의 문구와 도면을 통한 실시 예들의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 구동 장치의 개략적인 분해도이다.
도 2는 스핀 윈도우 내 구동 장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 스핀 윈도우의 개략적인 단면도이다.
도 4는 스핀 윈도우의 개략적인 분해도이다.

다음에서 유사하거나 동일한 요소에는 동일한 참조 부호가 제공된다.

도 1은 분해도에서 구동 장치(1)를 도시한다. 구동 장치(1)는 고정자 유닛(10), 회전자 유닛(30), 베이스 플레이트(base plate)(50) 및 적어도 하나의 인쇄 회로 기판(60, 60')으로 구성된다. 베이스 플레이트(50)는 실질적으로 원형 부분(54) 및 직사각형 부분(55)을 갖는 키홀(keyhole) 형상을 갖는다. 베이스 플레이트(50)는 열 전도성 재료를 포함한다.

고정자 유닛(10) 및 회전자 유닛(30)은 실질적으로 환형이다. 고정자 유닛(10)은 적어도 3 개의 코일(11)을 갖는다. 코일(11)은 코일 코어(12) 및 코일 보빈(13)으로 형성된다. 코일 코어(12)는 축 방향(A)으로 코일 보빈(13) 내로 끼워진다. 이를 위해, 코일 보빈(13)은 축 방향(A)으로 연장하는 리세스(recess)(17)를 가진다. 코일 코어(12)는 반경 방향(R)으로 안쪽으로 테이퍼지는 형상을 갖는다.

코일(11)은 실질적으로 환형으로 배열되고 고정자 유닛(10)에 수용 공간(14)을 형성한다. 코일 코어(12)는 베이스 플레이트(50) 상에 서 있거나 베이스 플레이트(50)에 대해 평평하게 놓인다. 수용 공간(14)은 반경 방향(R)에서 볼 때 베이스 플레이트(50)의 둥근 부분(54)에 대해 동심이다.

코일 코어(12)는 돌출부(15)를 통해 연결되고 적어도 하나의 코일 코어 요소(16)를 형성한다. 이 실시 예에서, 코일 코어 요소(16)는 폐쇄된 환형 링으로 설계되고 수용 공간(14)의 영역에 환형 리세스를 갖는다.

코일 와이어는 코일 보빈(13)의 둘레에 감겨 있다. 코일 보빈(13)은 인쇄 회로 기판(60, 60') 상에 적어도 부분적으로 배열된다.

인쇄 회로 기판(60, 60')은 베이스 플레이트(50) 상에 배열되거나 상기 베이스 플레이트(50) 상에 평평하게 놓인다. 인쇄 회로 기판(60, 60')은, 고정자 유닛(10)의 코일(11)에 의해 형성되는 수용 공간(14)의 영역에 리세스(61)를 가진다. 코일 코어(12)는 리세스(61) 영역에서 인쇄 회로 기판(60, 60')을 통과하여 돌출한다.

인쇄 회로 기판(60, 60')은 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)를 갖는다. 이 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)는 인쇄 회로 기판(60, 60')에 도입된 도체 경로에 의해 서로 전기적으로 연결되는 하나 이상의 전자 부품에 의해 형성된다. 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)는 구동 장치(1)를 제어 및/또는 조절하는데 사용된다. 이 경우, 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)는 실질적으로 코일 보빈(13)과 함께 평면 상에 배열된다. 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)는 실질적으로 베이스 플레이트(50)에 대향하는 인쇄 회로 기판(60, 60')의 측면에 배열된다.

코일 보빈(13)은 인쇄 회로 기판(60, 60')의 리세스(61)를 넘어 적어도 부분적으로 돌출한다. 코일 보빈(13)은 베이스 플레이트(50)에서 보았을 때 베이스 플레이트(50)에 대향하는 인쇄 회로 기판(60, 60')의 측면에 배열된다. 코일 보빈(13)은 인쇄 회로 기판(60, 60') 상에 평평하게 놓인다.

인쇄 회로 기판(60, 60')은 베이스 플레이트(50)에 안착된다. 이를 위해, 베이스 플레이트(50)는 리세스(51)를 가지며, 그 둘레가 베이스 플레이트(50)의 외측 둘레(56)와 실질적으로 평행하게 연장한다. 인쇄 회로 기판(60, 60')은 리세스(51)에 대응하는 윤곽(63)을 갖는다. 코일 코어 요소(16) 또는 코일 코어(12)가 놓이는 영역에서, 리세스(51)는 코일 코어 요소(16)의 외측 둘레에 실질적으로 대응하는 환형 오목부(52)를 갖는다.

구동 장치(1)의 조립된 상태에서, 코일 코어 요소(16)는 코일 코어(12)와 함께 코일 보빈(13) 내로 밀려서 코일 코어 요소(16)의 코일 코어(12) 및 코일 보빈(13)에 의해 코일(11)이 형성된다. 이 결과 코일 보빈(13)이 코일 코어 요소(16) 위에 적어도 부분적으로 배열되는 배열을 생성한다.

회전자 유닛(30)은 베어링 유닛(31)을 갖는다. 회전자 유닛(30)은 이 베어링 유닛(31)에 의해 베이스 플레이트(50)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 베어링 유닛(31)의 일부는 회전 불가능하게 베이스 플레이트(50)에 연결된다. 베어링 유닛(31)의 다른 부분은 베이스 플레이트(50)에 대해 회전 가능하다. 베어링 유닛(31)은 베이스 플레이트(50) 상에 서 있거나 베이스 플레이트(50)에 대해 평평하게 놓인다.

회전자 유닛(30)은 축 방향(A)으로 고정자 유닛(10)에 삽입된다. 회전자 유닛(30)은 축 방향(A)으로 코일(11)에 대해 동심으로 배열된다. 여기서, 회전자 유닛(30)은 베어링 유닛(31)과 함께 고정자 유닛(10)의 수용 공간(14) 내로 돌출한다.

회전자 유닛(30)은 지지 요소(32) 및 베어링 볼트(35)를 갖는 베어링 유닛(31)을 갖는다.

베어링 유닛(31)의 베어링 볼트(35)는 축 부분(shaft part)(37) 및 접촉 플랜지(38)를 갖는다. 접촉 플랜지(38)는 베이스 플레이트(50)와 접촉하고 베이스 플레이트(50)의 원형 부분(54)의 중앙에 서 있다. 베이스 플레이트(50)의 원형 부분(54)의 이 중앙 영역에서, 환형 오목부(52)는 접촉 플랜지(38)를 그 둘레 주위에서 둘러싸는 환형 리세스(53)를 갖는다. 베어링 볼트(35)는 회전 불가능한 방식으로 베이스 플레이트(50) 상에 서 있고 나사와 같은 고정 수단에 의해 베이스 플레이트(50)에 연결된다.

베이스 플레이트(50)에서 볼 때, 베어링 볼트(35)의 축 부분(37)은 환형 오목부(53) 위에 놓인다. 환형 오목부(53)의 상단은 실질적으로 인쇄 회로 기판(60, 60')의 상단과 한 평면에 있어서 코일 보빈(13)은 한편으로는 인쇄 회로 기판(60, 60') 상에 놓이고 또한 환형 리세스(53)의 상부에도 놓인다.

베어링 유닛(31)의 지지 요소(32)는 반경 방향(R)으로 연장하는 접촉 영역(33)을 갖는다. 접촉 영역(33)은 베이스 플레이트(50)에 대향하는 코일(11) 측면에 위치되고 코일(11) 위로 연장된다. 접촉 영역(33)은 코일(11)로부터 이격되고 코일(11)과 접촉하지 않는다. 영구 자석(34)은 베어링 유닛(31)의 지지 요소(32) 상에, 특히 코일(11)을 향해 반경 방향으로 연장하는 접촉 영역(33) 상에 배열된다. 상기 영구 자석(34)은 지지 요소(32) 내에 또는 지지 요소(32) 상에 적어도 부분적으로 안착한다. 영구 자석(34)이 안착하는 경우, 지지 요소(32)는 이러한 목적을 위해 대응하는 리세스를 갖는다. 영구 자석(34)은 반경 방향 안쪽으로 테이퍼지는 원추형 형상을 갖는다.

접촉 영역(33) 또는 영구 자석(34)과 코일(11) 사이에 축 방향(A)으로 갭(S)이 형성된다.

베어링 볼트(35)와 지지 요소(32) 사이에는 적어도 하나의 볼 베어링(36)이 배열된다. 지지 요소(35)는 축 방향(A)으로 연장하는 플랜지 부분(39)을 갖는다. 반경 방향(R)에서 볼 때, 볼 베어링(36)은 베어링 볼트(35)의 축 부분(37)과 지지 요소(32)의 플랜지 부분(39) 사이에 배열된다. 이러한 방식으로, 지지 요소(32)는 베어링 볼트(35)로부터 분리된다.

도 2는 구동 장치(1)의 추가 실시 예를 통한 단면도이며, 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)는 추가 인쇄 회로 기판(60') 상에 배열되고 코일 보빈(13)은 추가 인쇄 회로 기판(60')과 분리된 인쇄 회로 기판(60) 상에 배열된다. 도 1에 따른 실시 예에서, 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62)와 코일(11) 또는 코일 보빈(13)을 위해 일체형 인쇄 회로 기판(60)이 제공된다.

추가 인쇄 회로 기판(60')은 베이스 플레이트(50)의 직사각형 부분(55)에 있는 베이스 플레이트(50)의 리세스(51)의 일부에 안착한다. 인쇄 회로 기판(60)은 베이스 플레이트(50)의 둥근 부분(54)에 있는 베이스 플레이트의 리세스(51)의 그 부분에 안착한다.

그렇지 않으면, 도 2에 도시된 구동 장치(1)의 실시 예는 도 1에 도시된 실시 예에 대응한다.

코일 코어 요소(16)는 베이스 플레이트(50)의 리세스(51)에 위치한다. 코일 코어(12)는 베이스 플레이트(50)로부터 멀리 축 방향(A)으로 연장한다. 베어링 볼트(35)는 베이스 플레이트(50)의 둥근 부분(54)의 중앙 영역의 환형 오목부(52)에 접촉 플랜지(38)와 함께 안착한다. 도 2에서 베이스 플레이트(50)에 대향하는 베어링 볼트(35)의 플랜지 부분(38)의 일부,베이스 플레이트(50)에 대향하는 돌출부(15)의 측면 및 베이스 플레이트(50)에 대향하는 인쇄 회로 기판(60)의 측면은 환형 오목부(53)의 상단과 함께 평면 상에 놓여있음을 명확히 알 수 있다. 코일 보빈(13)은 인쇄 회로 기판(60)의 상부, 돌출부(15)의 상부 및 환형 오목부(53)의 상부에 서 있다.

또한, 반경 방향(R)의 내부에서 볼 때, 베어링 볼트(35)의 축 부분(37)이 볼 베어링(36)에 의해 둘러싸여 있음을 도 2에서 매우 명확하게 알 수 있다. 이어서 볼 베어링(36)은 지지 요소의 플랜지 부분(39)에 의해 둘러싸여 있다. 베어링 볼트(35)는 고정 수단(이 경우 나사)에 의해 베이스 플레이트(50)에 나사 결합되어, 회전 불가능한 방식으로 고정된다.

지지 요소(32)는 볼 베어링(36)에 의해 베이스 플레이트(50)로부터 분리되고, 그 결과 베어링 유닛(31) 또는 회전자 유닛(30)이 회전될 수 있다.

또한, 영구 자석(34)이 반경 방향(R)으로 연장되는 지지 요소(32)의 일부에 배열되어 있음을 도 2에서 명확하게 알 수 있다. 영구 자석(34)은 베이스 플레이트(50), 인쇄 회로 기판(60), 돌출부(15) 및 코일 보빈(13) 또는 코일(11)의 상부와 실질적으로 평행하게 배열된다.

코일(11)의 상부, 즉 베이스 플레이트(50)로부터 멀리 향하는 코일(11)의 측면과, 영구 자석(34) 또는 지지 요소(32) 사이에 갭(S)이 배열된다.

유사하게, 지지 요소(32)의 플랜지 부분(39)과 코일(11) 사이에 반경 방향(R)으로 환형 갭(RS)이 배열된다. 그 결과, 베이스 플레이트(50)에 연결된 강성 고정자 유닛(10)이 원주 방향으로 회전 가능한 회전자 유닛(30)으로부터 완전히 회전이 분리된다.

도 2에서, 구동 장치의 조립은 회전자 유닛(30) 및 고정자 유닛(10)의 영역에서도 볼 수 있다.

코일 코어(12)는 돌출부(15)에 의해 코일 코어 요소(16)에 연결된다. 이 코일 코어 요소(16)는 베이스 플레이트(50)에 안착된다. 돌출부(15)의 상부 및 인쇄 회로 기판(60)의 상부는 도 3에서는 볼 수 없는 환형 리세스(53)의 상부와 실질적으로 동일한 평면에 놓인다. 이 평면 위에는 코일 보빈(13)이 인쇄 회로 기판(60), 돌출부(15) 및 환형 리세스(53) 사이에 서 있다.

또한, 도 2는 영구 자석(34)이 적어도 부분적으로 그 안에 놓여 있는 지지 요소(32)를 도시한다. 영구 자석(34)은 인쇄 회로 기판(60) 또는 돌출부(15)의 평면에 실질적으로 평행하다.

지지 요소(32) 또는 회전자 유닛(30)은 그 원주 방향으로 회전 가능하며, 베이스 플레이트(50)에 회전 불가능하게 연결된 베어링 볼트(35) 및 볼 베어링(36)에 의해베이스 플레이트(50)로부터 회전이 분리된다.

모든 실시 예에서, 인쇄 회로 기판(60, 60'), 코일(11) 및 베이스 플레이트(50)는 포팅 화합물(70)로 포팅될 수 있다(도면에 도시되지 않음). 포팅 화합물(70)은 높은 열전도성을 갖는다.

스핀 윈도우(spin window)(100)의 실시 예가 도 3 및 4에 도시되어 있다.

도 3은 전술한 실시 예들 중 하나에 따른 구동 유닛(1)을 갖는 스핀 윈도우(100)의 단면도이다. 도 4는 전술한 실시 예들 중 하나에 따른 스핀 윈도우(100)의 분해도이다. 후술하는 스핀 윈도우(100)에 대하여, 도 4를 참조한다. 판유리(110)가 구동 유닛(1)의 회전자 유닛(30) 상에 배열된다. 판유리(110)는 실질적으로 원형이다.

판유리(110)는 연결판(111)과 커버 캡(112) 사이의 회전자 유닛(30) 상에 유지되고, 연결판(111) 및 커버 캡(112)은 회전자 유닛(30)에, 특히 회전자 유닛의 지지 요소(32)에 연결된다. 환형 시일(seal)(113)이 커버 캡(112)과 판유리(110) 사이에 배열된다.

판유리(110)는 투명 재료, 예를 들어 투명 플라스틱 재료 또는 유리, 특히 유리로서 적합한 적층 안전 유리 또는 강화 안전 유리로 제조된다. 판유리(110)는 또한 2 개의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 판유리(110)는 베이스 플레이트(50)로부터 멀어지는 측에 지지체를 갖는다. 이 지지체는, 예를 들면, 긁힘 및 충격 내성 투명 세라믹 층일 수 있다. 상기 지지체는 특히 접착층에 의해 판유리(110)에 연결될 수 있다. 상기 지지체가 판유리(110)에 적층된 라미네이션 층이 접착층으로 고려된다. 대안으로, 판유리(110)는, 예를 들어 긁힘 및 충격 내성 코팅으로 베이스 플레이트(50)로부터 멀어지는 측면에 코팅될 수 있다.

판유리(110)는 반경 방향(R)으로 위치된 외측 둘레(outer circumference)(114) 상에 원주 칼라(circumferential collar)(115)를 갖는다. 칼라(115)는 축 방향(A)으로 돌출하는 반경 방향 원주 가이드 홈(116)을 가지며 이것은 스핀 윈도우(100)의 환형 베이스 플레이트(120)의 가이드 돌출부(121)와 맞물린다. 가이드 홈(116)은 상기 베이스 바디의 가이드 돌출부와 접촉하지 않는다.

연결판(111)은 단면이 L 자형이다. L 자형 단면의 짧은면은 인쇄 회로 기판(60, 60')에 대해 축 방향(A)으로 코일(11)을 둘러싼다. 연결판(111)은 지지 요소(32)와 판유리(110) 사이 또는 지지 요소(32)와 커버 캡(112) 사이에 L 자형 단면의 긴 측면으로 배열된다. 따라서 상기 연결판은 축 방향(A)에서 커버 캡(112) 및 판유리(110) 둘 다에 인접한다. 반경 방향(R)에서 볼 때, 연결판(111)은 지지 요소(32)의 접촉 리세스(40)의 내부에 안착되고 지지 요소(32)의 상기 접촉 리세스(40)와 판유리(110) 사이에 반경 방향(R)으로 배열된다. 이에 의해 연결판(110)은 판유리(110)와 인쇄 회로 기판(60, 60') 사이의 접촉 영역에서 축 방향(A)으로 단차를 형성하게 한다.

커버 캡(112)은 적어도 회전자 유닛(30) 또는 고정자 유닛(10)의 직경에 대응하는 직경을 갖는다. 커버 캡(112)의 반경의 외부 영역에서, 원주 방향으로 이어지는 연속적인 환형 홈이 제공되며 그 내부에 환형 시일(113)이 안착된다. 커버 캡(112)은 판유리(110) 상에 안착된다. 커버 캡(112)과 판유리(110)는 회전자 유닛(30) 및 고정자 유닛(10)에 대해 동심으로 배열된다. 판유리(110)는 커버 캡(112)과 상기 연결판 또는 상기 지지 요소 사이에 클램핑된다.

구동 장치(1)의 베이스 플레이트(50)는 환형 베이스 바디(120)의 내부 직경(122) 상에 배열되고 반경 방향 내측으로 환형 베이스 바디(120) 내로 돌출한다. 구동 장치(1)의 베이스 플레이트(50)의 경우, 환형 베이스 바디(120)를 향해 돌출하는 커버 하우징(130)이 제공되고, 구동 장치(1)의 회전자 유닛(30)은 커버 하우징(130)을 통해 적어도 부분적으로 돌출한다. 환형 베이스 바디(120)는 구동 장치(1)의 리드(lead)(80)를 위한 통로(123)를 갖는다.

커버 하우징(130)은 L 자형 연결판(111)의 짧은 부분 내로 축 방향으로 돌출되어 있다. 베이스 플레이트(50)와 커버 하우징(130) 사이에는 시일(131)이 배열된다. 커버 하우징(130)은 베이스 플레이트(50)로부터 멀어지는 쪽에 인쇄 회로 기판(60, 60') 및 고정자 유닛(10)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 또한, 인쇄 회로 기판(60, 60')과 그 위에 배열된 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로(62) 및 고정자 유닛(10)의 소자들이 포팅 화합물(70)로 캡슐화될 수 있다.

본 발명은 전술한 실시 예 중 하나로 제한되지 않으며, 여러 방식으로 수정될 수 있다.

구조적 세부 사항, 공간적 배열 및 방법 단계들을 포함하여, 청구항, 설명 및 도면으로부터 발생하는 모든 특징 및 이점은 개별적으로 그리고 다양한 조합으로 본 발명에 필수적일 수 있다.

1 구동 장치 10 고정자 유닛
11 코일 12 코일 코어
13 코일 보빈 14 수용 공간
15 돌출부 16 코일 코어 요소
17 리세스(recess) 30 회전자 유닛
31 베어링 유닛 32 지지 요소
33 접촉 영역 34 영구 자석
35 베어링 볼트 36 볼 베어링
37 축 부분(shaft part) 38 접촉 플랜지
39 플랜지 부분 40 접촉 리세스
50 베이스 플레이트(base plate) 51 리세스
52 환형 오목부 53 환형 리세스
54 둥근 부분 55 직사각형 부분
56 외측 둘레 60 인쇄 회로 기판
61 리세스
62 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어 회로
63 윤곽 60 추가 인쇄 회로 기판
70 포팅 화합물(potting compound)
80 리드(laed) 100 스핀 윈도우(spin window)
110 판유리 111 연결판
112 커버 캡(cover cap) 113 환형 시일(seal)
114 둘레(Circumference) 115 칼라(collar)
116 가이드 홈(guide groove) 120 베이스 바디(base body)
121 가이드 돌출부(guide projection)
122 내부 직경 123 통로
130 커버 하우징(cover housing) 131 시일
A 축 방향
R 반경 방향
S 갭(gap)
RS 환형 갭

Claims

환형 고정자 유닛(10), 환형 회전자 유닛(30) 및 베이스 플레이트(50)를 갖는 구동 장치(1)로서,
고정자 유닛(10)은 코일 코어(12) 및 코일 보빈(13)을 갖는 3개 이상의 코일(11)을 가지며, 회전자 유닛(30)은 베어링 유닛(31)을 가지며, 코일(11)은 고정자 유닛(10)에 수용 공간(14)을 형성하며,
코일 코어(12)와 베어링 유닛(31)이 베이스 플레이트(50) 상에 서 있는, 구동 장치.
제 1 항에 있어서,
회전자 유닛(30)은 축 방향(A)으로 코일(11)에 대해 동심으로 배열되고 베어링 유닛(31)과 함께 부분적으로 또는 전체적으로 수용 공간(14) 내로 돌출하는, 구동 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
코일 보빈(13)은 인쇄 회로 기판(60) 상에 부분적으로 또는 전체적으로 배열되며, 인쇄 회로 기판(60)은 베이스 플레이트(50) 상에 안착하고 리세스(61)를 구비하는, 구동 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
코일 코어(12)는 돌출부(15)를 통해 리세스(61) 영역에 연결되고 하나 이상의 코일 코어 요소(16)를 형성하는, 구동 장치.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
인쇄 회로 기판(60)은 개방-루프/폐쇄-루프 제어 회로(62)를 갖는, 구동 장치.
제 5 항에 있어서,
코일 보빈(13)과 개방-루프/폐쇄-루프 제어 회로(62)는 실질적으로 하나의 평면 상에 배열되는, 구동 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베어링 유닛(31)은 베이스 플레이트(50) 반대편의 코일(11) 측면에서 코일(11) 위로 반경 방향(R)으로 부분적으로 또는 전체적으로 연장하는 접촉 영역(33)을 갖는 지지 요소(32)를 가지며, 3개 이상의 영구 자석(34)이 지지 요소(32)에 배치되고, 상기 영구 자석(34)은 원형 링 세그먼트 모양인, 구동 장치.
제 7 항에있어서,
접촉 영역(33)과 코일(11) 사이에 축 방향(A)으로 갭(S)이 형성되는, 구동 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
인쇄 회로 기판(60), 코일(11) 및 베이스 플레이트(50)는 포팅 화합물(70)로 포팅되는, 구동 장치.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 구동 장치(1)를 갖는 스핀 윈도우(100)로서,
판유리(110)가 회전자 유닛(30) 상에 배열되는, 스핀 윈도우.
제 10 항에 있어서,
판유리(110)는 연결판(111)과 커버 캡(112) 사이의 회전자 유닛(30) 위에 고정되고,
연결판(111) 및 커버 캡(112)이 회전자 유닛(30)에 연결되는, 스핀 윈도우.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
판유리(110)는 자신의 반경 방향 외부 둘레(114) 상에 원주 칼라(115)를 갖는, 스핀 윈도우.
제 12 항에 있어서,
원주 칼라(115)는 축 방향(A)으로 돌출하는 반경 방향 원주 가이드 홈(116)을 구비하고, 이 가이드 홈은 스핀 윈도우(100)의 환형 베이스 바디(120)의 가이드 돌출부(121)와 맞물리며, 가이드 홈(116) 및 가이드 돌출부(121)는 접촉하지 않는, 스핀 윈도우.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
구동 장치(1)의 베이스 플레이트(50)는 환형 베이스 바디(120)의 내부 직경(122) 상에 배열되고 환형 베이스 바디(120) 내로 반경 방향 안쪽으로 돌출하는, 스핀 윈도우.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
환형 베이스 바디(120)를 향해 돌출하는 커버 하우징(130)이 구동 장치(1)의 베이스 플레이트(50)를 위해 제공되며, 구동 장치(1)의 회전자 유닛(30)은 부분적으로 또는 전체적으로 커버 하우징(130)을 통과하여 돌출하는, 스핀 윈도우.