KR20100063396A - 스텝 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

스텝 액츄에이터가 개시된다. 상기 스텝 액츄에이터는 회전축에 기어가 연결되어 연동 회전하고, 기어에 피동체가 연결되어 동작한다. 따라서, 기어의 수 및 크기를 조절하면 감속비를 원하는 대로 조절할 수 있으므로, 상기 피동체를 정밀하게 제어할 수 있다.

Description

스텝 액츄에이터 {STEP ACTUATOR}
본 발명은 스텝 액츄에이터에 관한 것이다.
정밀한 제어를 요하는 기기에는 스텝 액츄에이터가 설치되어 사용된다.
일반적인 스텝 액츄에이터는 리드스크류 타입 스테핑 모터를 사용하여 피동체의 운동을 제어한다. 그리고, 리드스크류가 사용된 스텝 액츄에이터는 리드스크류의 외주면에 형성된 나사선(螺絲線)의 산과 산 사이의 피치에 의해 운동의 제어 정밀도가 결정된다.
그런데, 종래의 스텝 액츄에이터는 리드스크류의 나사선(螺絲線)의 산과 산 사이의 피치를 좁게 형성하는데 한계가 있어 피동체의 정밀 제어에 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정밀 제어가 가능한 스텝 액츄에이터를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는, 하우징, 상 기 하우징에 정역회전가능하게 설치된 회전축, 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 마그네트, 상기 하우징에 설치되어 상기 마그네트를 정역회전시키는 고정자를 가지는 모터부; 상기 하우징에 결합되는 기어박스와 상기 기어박스에 지지 설치되며 상기 회전축과 연동하여 회전하면서 상기 피동체를 동작시키는 기어를 가지는 동력전달부를 포함한다.
본 발명에 따른 스텝 액츄에이터는 회전축에 기어가 연결되어 연동 회전하고, 기어에 피동체가 연결되어 동작한다. 따라서, 기어의 수 및 크기를 조절하면 감속비를 원하는 대로 조절할 수 있으므로, 상기 피동체를 정밀하게 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 액츄에이터를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 액츄에이터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 액츄에이터의 모터부와 동력전달부의 분리 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 스텝 액츄에이터는 모터부(100)와 모터부(100)에 결합되어 모터부(100)의 동력을 피동체로 전달하는 동력전달부(200)를 가진다.
먼저, 모터부(100)에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 도 2에 도시된 모터부의 "A-A"선 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상호 결합되어 상대적으로 상측 및 하측에 위치된 케이스(111)와 베이스(115)를 가지는 원통형의 하우징(110)이 마련된다.
이하, 베이스(115)를 포함한 다른 구성요소들의 방향 및 면을 지칭함에 있어서, 베이스(115)의 수직방향 상측을 향하는 방향 및 면을 "상측 및 상면", 하측을 향하는 방향 및 면을 "하측 및 하면"이라 한다.
케이스(111)는 원형의 상판과 상기 상판의 테두리부에서 하측으로 연장된 측판을 가지고, 베이스(115)는 원판형으로 형성되어 케이스(111)의 측판 하단부측 내주면에 결합된다. 따라서, 케이스(111)의 상판 및 베이스(115)가 하우징(110)의 상면 및 하면을 각각 이룬다.
케이스(111)의 상판 및 베이스(115)에는 베어링(121)이 각각 지지 고정되고, 베어링(121)에는 회전축(130)의 상단부측 및 타단부측이 각각 지지되어 회전가능하게 설치된다.
하우징(110) 내부에 위치된 회전축(130)의 외주면에는 링형상의 마그네트(140)가 결합되어 회전축(130)과 일체로 회전한다. 마그네트(140)는 모터부(100)의 소형화 및 슬림화를 위하여 케이스(111)의 상판 및 베이스(115)와 각각 대향하는 마그네트(140)의 상단면(上端面) 및 하단면(下端面)이 착자된다.
하우징(110)의 내부에는 착자된 마그네트(140)의 상단면(上端面) 및 하단면(下端面)과 대향되게 고정자가 설치된다. 상기 고정자는 케이스(111)의 상판과 마그네트(140)의 상단면(上端面) 사이 및 베이스(115)와 마그네트(140)의 하단면(下 端面) 사이에 각각 설치된 제 1 및 제 2 고정자(150,160)를 가진다.
제 1 고정자(150)는 마그네트(140)의 상단면(上端面)과 대향하는 제 1 요크(151), 제 1 요크(151)에 결합되며 마그네트(140)의 상단면(上端面) 및 외주면과 대향하는 제 2 요크(153), 제 1 요크(151)와 제 2 요크(153) 사이에 설치된 제 1 코일(155)을 가지고, 제 2 고정자(160)는 마그네트(140)의 하단면(下端面)과 대향하는 제 3 요크(161), 제 3 요크(161)에 결합되며 마그네트(140)의 하단면(下端面) 및 외주면과 대향하는 제 4 요크(163), 제 3 요크(161)와 제 4 요크(163) 사이에 설치된 제 2 코일(165)을 가진다.
제 2 요크(153)와 제 4 요크(163)는 상호 결합된다.
제 1 요크(151)측 및 제 2 요크(161)측에는 제 1 및 제 2 코일(155,165)로 외부의 전원을 전달하기 위한 제 1 및 제 2 보빈(157,167)이 각각 설치된다.
그리하여, 제 1 코일(155)과 제 2 코일(165)로 선택적으로 전류가 공급됨에 따라, 제 1 고정자(150)와 마그네트(140)의 작용에 의하여 마그네트(140)가 정방향으로 회전하고, 제 2 고정자(160)와 마그네트(140)의 작용에 의하여 마그네트(140)가 역방향으로 회전하면서 회전축(130)을 정역방향으로 회전시킨다.
본 실시예에 따른 모터부(100)의 스텝 액츄에이터의 제 1 고정자(150)와 제 2 고정자(160)는 동일 구성의 동일 형상으로 마련되어, 마그네트(140)의 높이중심을 기준으로 대칭을 이루는 형태로 배치된다.
도 3의 미설명 부호 171은 회전축(130)과 마그네트(140)를 견고하게 결합하기 위한 슬리브(Sleeve)이고, 175는 마그네트(140)가 회전축(130)의 축방향으로 유 동하는 엔드 플레이(End-Play)의 거리를 제한하는 와셔이다.
다음에는, 동력전달부(200)에 대하여 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 2에 도시된 모터부의 베이스와 동력전달부의 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 동력전달부(200)는 하우징(110)에 결합된 기어박스(210)와 기어박스(210)에 지지 설치되며 회전축(130)과 연동 회전하면서 상기 피동체를 동작시키는 복수의 기어(220)를 가진다.
기어박스(210)에는 케이스(111)의 측판측이 삽입 안치되는 안치홈(211)이 함몰 형성되고, 베이스(115) 및 기어박스(210)에는 기어들(221,223,225,227)의 축(221a,223a,225a,227a)의 상단부측 및 하단부측 각각 삽입 지지되는 지지공(116,213)이 각각 대응되게 형성된다.
기어들(221,223,225,227) 중, 어느 하나의 기어(221)는 회전축(130)의 하단부측 외주면에 형성된 치(齒)(131)와 맞물린다. 그러면, 회전축(130)의 회전에 의하여 기어(221)→기어(223)→기어(225)→기어(227)의 순으로 연동하여 회전하고, 기어(227)는 상기 피동체와 연결되어 상기 피동체를 동작시킨다.
기어(220)의 수 및 크기는 감속하고자 하는 정도에 따라 적절하게 조절하면 된다.
본 실시예에 따른 스텝 액츄에이터는 정역회전가능하게 설치된 회전축(130)에 기어(220)가 연결되어 연동 회전한다. 따라서, 감속비를 원하는 대로 조절할 수 있으므로, 상기 피동체의 정밀한 제어가 가능하다.
베이스(115)에는 결합돌기(117) 및 결합공(118)이 각각 형성되고, 기어박 스(210)에도 결합돌기(215) 및 결합공(217)이 각각 형성된다. 그리하여, 베이스(115)의 결합돌기(117)는 기어박스(210)의 결합공(217)에 삽입 결합되고, 기어박스(210)의 결합돌기(215)는 베이스(115)의 결합공(118)이 삽입 결합된다.
베이스(115)의 결합돌기(117)는 관형상이다.
이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 액츄에이터의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 액츄에이터의 모터부와 동력전달부의 분리 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 모터부의 "A-A"선 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 모터부의 베이스와 동력전달부의 분해 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 모터부 110 : 하우징
130 : 회전축 200 : 동력전달부
210 : 기어박스 220 : 기어

Claims (8)

  1. 하우징, 상기 하우징에 정역회전가능하게 설치된 회전축, 상기 회전축에 결합되어 상기 회전축과 함께 회전하는 마그네트, 상기 하우징에 설치되어 상기 마그네트를 정역회전시키는 고정자를 가지는 모터부;
    상기 하우징에 결합되는 기어박스와 상기 기어박스에 지지 설치되며 상기 회전축과 연동하여 회전하면서 상기 피동체를 동작시키는 기어를 가지는 동력전달부를 포함하는 스텝 액츄에이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그네트는 링형상으로 형성되어 상기 회전축의 축방향을 향하는 일단면(一端面) 및 타단면(他端面)이 착자된 스텝 액츄에이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상호 결합된 케이스와 베이스를 가지고,
    상기 고정자는 상기 케이스와 상기 마그네트의 일단면(一端面) 사이에 배치되어 상기 마그네트의 일단면과 대향하며 상기 마그네트를 정방향으로 회전시키는 제 1 고정자와 상기 베이스와 상기 마그네트의 타단면(他端面) 사이에 배치되어 상기 마그네트의 타단면과 대향하며 상기 마그네트를 역방향으로 회전시키는 제 2 고정자를 가지는 스텝 액츄에이터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기어는 복수개 마련된 스텝 액츄에이터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기어박스에는 상기 케이스의 측판측이 삽입 안치되는 안치홈이 형성된 스텝 액츄에이터.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 베이스 및 상기 기어박스에는 상기 기어들의 축의 일측 및 타측이 삽입 지지되는 지지공이 대응되게 각각 형성된 스텝 액츄에이터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 베이스 및 상기 기어박스에는 결합돌기와 결합공이 각각 형성되고,
    상기 베이스 및 상기 기어박스의 결합돌기는 상기 기어박스 및 상기 베이스의 결합공에 각각 삽입 결합된 스텝 액츄에이터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베이스의 결합돌기는 관형상인 스텝 액츄에이터.
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