KR102146093B1 - A linear system in which magnetic members are respecitvely distributed on a mover and a stator - Google Patents

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KR102146093B1
KR102146093B1 KR1020190127223A KR20190127223A KR102146093B1 KR 102146093 B1 KR102146093 B1 KR 102146093B1 KR 1020190127223 A KR1020190127223 A KR 1020190127223A KR 20190127223 A KR20190127223 A KR 20190127223A KR 102146093 B1 KR102146093 B1 KR 102146093B1
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이규석
이성호
박정형
김민석
오희재
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한국생산기술연구원
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Abstract

According to the present invention, provided is a linear system which reduces the mechanical spring stiffness of a Stirling engine. The linear system comprises: a stator having a cylindrical shape; and a mover disposed to be reciprocated along an axial direction of the stator, electromagnetically interacting with the stator, and having a main magnetic body arranged thereon. The stator includes: an external stator; an internal stator spaced apart from the inside of the external stator; and a coil provided in a manner accommodated on the inside of the external stator. On the internal stator, an air barrier is formed to be grooved on both sides of the main magnetic body at positions spaced apart by the length of a driving stroke of the mover.

Description

이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템{A linear system in which magnetic members are respecitvely distributed on a mover and a stator}A linear system in which magnetic members are respecitvely distributed on a mover and a stator}

본 발명은 이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템에 관한 것으로서, 본 발명은 이동자 상에 배치된 메인 자력체를 기준으로 한 상태에서 상기 메인 자력체의 양측 상에 오도록 보조 자력체를 고정자에 배치함으로써 상기 이동자의 변위 구간 이외의 구간에서 디텐트력을 확보하게 하는 한편 에어 배리어를 적용함으로써 디텐트력의 크기를 증가시키는 선형 시스템 방안에 관한 것이다.The present invention relates to a linear system having a structure in which magnetic bodies are distributed on a mover and a stator, and the present invention provides an auxiliary magnetic force to come on both sides of the main magnetic body in a state based on the main magnetic body disposed on the mover. The present invention relates to a linear system scheme for securing a detent force in a section other than the displacement section of the mover by placing a sieve in a stator and increasing the magnitude of the detent force by applying an air barrier.

일반적으로 발전기는 회전형 발전기가 주를 이루지만, 장치 구성의 단순화와 경량화 및 효율성 향상을 위하여 널리 사용되는 직선 왕복형 내연기관의 출력을 크랭크 기구를 통해 회전 운동으로 변환할 필요 없이 직접 활용하기 용이하도록 리니어 발전기가 개발되었다.In general, the generator is mainly a rotary generator, but it is easy to use directly without the need to convert the output of a linear reciprocating internal combustion engine widely used to rotational motion through a crank mechanism to simplify the device configuration, reduce weight, and improve efficiency. A linear generator was developed to do so.

평판형 리니어 발전기는 평판형 고정자의 내측 돌출부에 코일이 권선되고, 양측 고정자의 사이 공간에 영구자석이 부착된 평판형 이동자가 위치된 구조로 이루어져, 상기 이동자를 다양한 동력발생장치에 의해 직선 왕복 이동시킴으로써 상기 코일에 유도전류가 발생될 수 있게 한다.A flat-type linear generator consists of a structure in which a coil is wound on the inner protrusion of a flat-type stator, and a flat-type mover with permanent magnets attached to the space between both stators is located, and the mover is linearly reciprocated by various power generating devices. By doing so, an induced current can be generated in the coil.

종래의 리니어 발전기는 영구자석을 포함한 이동자가 코일이 권선된 고정자의 내부에서 직선 왕복 운동할 수 있도록 되어 있고, 이동자는 연결 로드 및 크랭크 시스템을 통해 내연기관 등의 작동에 의해 발생된 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환해서 상기 고정자를 통해 인출할 수 있다.In a conventional linear generator, a mover including a permanent magnet can linearly reciprocate inside a stator in which a coil is wound, and the mover uses a connecting rod and crank system to absorb mechanical energy generated by the operation of an internal combustion engine, etc. It can be converted into electrical energy and drawn out through the stator.

상기와 같이 리니어 발전기는 직선 모양으로 면하는 이동자와 고정자 사이에서 추력을 발생하는 구조로 되어 있는 전동기로서 직선형 전동기로 호칭된다.As described above, a linear generator is a motor having a structure that generates thrust between a stator and a mover facing a straight line, and is referred to as a linear motor.

선형 발전기는 구조적으로 입구단과 출구단이 존재하는바, 누설 자속과 에너지의 왜형 및 손실을 유발하는 단부효과를 가지며 상기 단부 효과에 의해 발생되는 디텐트력은 추력의 맥동으로 작용하여 제어 성능을 저하시키고 소음 및 진동의 원인이 됨. 이에 선형 발전기의 디텐트력은 피스톤의 동적거동에 영향을 미치지 않아야 한다. 따라서, 선형 발전기 동작 구간에서는 디텐트력이 발생하지 않도록 설계한다.The linear generator has an inlet end and an outlet end structurally, and has an end effect that causes distortion and loss of leakage magnetic flux and energy, and the detent force generated by the end effect acts as a pulsation of thrust, reducing control performance. And cause noise and vibration. Therefore, the detent force of the linear generator should not affect the dynamic behavior of the piston. Therefore, it is designed so that detent force does not occur in the linear generator operation section.

또한, 이동자의 변위 구간 이외의 구간에서 디텐트력을 발생시켜 이동자가 변위 구간을 이탈하지 않도록 원래의 메인 영구자석 외에 보조 영구자석을 이동자 상에 별도로 추가하여 사용하지만, 이동자 상에 메인 영구 자석 및 보조 영구자석을 함께 배치함으로써 이동자의 적층 방향 길이가 증가하고 그에 따라 가공 및 마그넷 조립에 대한 기계적 문제점이 발생한다. 또한, 스털링 엔진 등에 장착되어 구동되어질 때 보조 영구자석의 추가로 인하여 이동자의 전체적인 무게 증가는 질량-스프링의 공진 조건에 따라 구동되는 스털링 엔진에서 스프링 강성 계수를 무게 증가분 만큼 증가시켜야 하는 문제점이 발생한다.In addition, in addition to the original main permanent magnet to prevent the mover from leaving the displacement section by generating a detent force in a section other than the displacement section of the mover, an auxiliary permanent magnet is separately added on the mover, but the main permanent magnet and the By arranging the auxiliary permanent magnets together, the length in the stacking direction of the mover increases, and accordingly, a mechanical problem for processing and magnet assembly occurs. In addition, when the Stirling engine is mounted and driven, the overall weight increase of the mover due to the addition of an auxiliary permanent magnet causes a problem in that the spring stiffness coefficient must be increased by the weight increment in the Stirling engine driven according to the resonance condition of the mass-spring. .

상기한 문제점을 해결하고자 하는 차원에서, 본 발명은 이동자 상에 배치된 메인 자력체를 기준으로 한 상태에서 상기 메인 자력체의 양측 상에 오도록 보조 자력체를 고정자에 배치함으로써 상기 이동자의 변위 구간 이외의 구간에서 디텐트력을 확보하게 하는 선형 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the above-described problem, the present invention provides an auxiliary magnetic body in the stator so as to come on both sides of the main magnetic body in a state based on the main magnetic body disposed on the mover. It is an object of the present invention to provide a linear system that secures the detent force in the section of.

이를 통해 이동자의 전체적인 적층 방향 길이와 무게를 저감하여 제작 효율성과 스털링 엔진의 기계적 스프링 강성을 줄이는 것을 목적으로 한다.This aims to reduce manufacturing efficiency and mechanical spring stiffness of Stirling engines by reducing the overall stacking direction length and weight of the mover.

또한, 본 발명은 발전기 구동 스트로크 길이에 해당되는 위치에 오도록 보조 자력체의 내측 상에 에어 배리어를 고정자 상에 형성함으로써 이동자의 변위 구간 이외에서의 디텐트력을 13% 이상 향상시키는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to improve the detent force outside the displacement section of the mover by 13% or more by forming an air barrier on the stator on the inner side of the auxiliary magnetic body to come to a position corresponding to the length of the generator drive stroke. .

또한, 본 발명은 내부 고정자의 양끝단에 배치된 보조 자력체를 전자석으로서 대체하고, 구체적으로는 내부 고정자 상에 코일을 감아 스프링 마그넷의 역할을 수행하고 DC 전원에 따라 복원력 가변이 가능한 구성을 갖게 하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention replaces the auxiliary magnetic body disposed at both ends of the internal stator as an electromagnet, and specifically, the coil is wound on the internal stator to perform the role of a spring magnet, and has a configuration capable of variable restoring force according to DC power. It aims to do.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 선형 시스템은 원통 형상을 갖는 고정자; 및 상기 고정자의 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 배치되며, 상기 고정자와 전자기적으로 상호작용하며, 메인 자력체가 배치되는 이동자;를 포함하고, 상기 고정자는, 외부 고정자, 상기 외부 고정자의 내측으로 이격배치되는 내부 고정자 및 상기 외부 고정자의 내부 상에 수용되는 방식으로 구비되는 코일을 포함하며, 상기 내부 고정자 상에는, 상기 메인 자력체의 양측 상에서 상기 이동자의 구동 스트로크 길이 만큼 이격된 위치에 에어 배리어가 홈 형성된다.The linear system according to the present invention for achieving the above object includes a stator having a cylindrical shape; And a mover disposed to reciprocate along the axial direction of the stator, electromagnetically interacting with the stator, and in which a main magnetic body is disposed; wherein the stator is spaced apart from the outer stator and the inner side of the outer stator. An internal stator disposed and a coil provided in a manner accommodated on the inside of the external stator, and on the internal stator, an air barrier is grooved at a position spaced apart by a driving stroke length of the mover on both sides of the main magnetic body. Is formed.

상기 내부 고정자 상에는, 상기 에어 배리어의 양측 상에 보조 자력체를 배치한다.On the inner stator, auxiliary magnetic bodies are disposed on both sides of the air barrier.

상기 보조 자력체는 전자석으로서의 기능을 하고, 상기 내부 고정자 상에 코일을 감아 스프링 마그넷의 역할을 수행하며 DC 전원에 따라 복원력 가변 기능을 한다.The auxiliary magnetic body functions as an electromagnet, performs a role of a spring magnet by winding a coil on the internal stator, and functions to vary a restoring force according to DC power.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다.According to the present invention, all the objects of the present invention described above can be achieved.

본 발명에 따른 선형 시스템은 이동자 상에 배치된 메인 자력체를 기준으로 한 상태에서 상기 메인 자력체의 양측 상에 오도록 보조 자력체를 고정자에 배치함으로써 상기 이동자의 변위 구간 이외의 구간에서 디텐트력을 확보하게 한다.In the linear system according to the present invention, the auxiliary magnetic body is placed on the stator so as to come on both sides of the main magnetic body in a state based on the main magnetic body disposed on the mover, thereby detent force in a section other than the displacement section of the mover. To secure.

본 발명은 상기 보조 자력체의 내측 상으로 에어 배리어를 고정자 상에 형성함으로써 발전기의 구동 스트로크 길이에 해당되는 위치에 오게 하여 이를 통해 보조 자력체를 통한 복원력 발생을 증대시킬 수 있게 한다.The present invention makes it possible to increase the generation of restoring force through the auxiliary magnetic body by forming an air barrier on the inner side of the auxiliary magnetic body on the stator so that it comes to a position corresponding to the driving stroke length of the generator.

본 발명은 보조 자력체의 위치를 이동자에서 내부 고정자의 양 끝단으로 변경함으로써 이동자의 변위 구간 이외의 구간에서 복원력을 확보한다.The present invention secures a restoring force in a section other than the displacement section of the mover by changing the position of the auxiliary magnetic body from the mover to both ends of the inner stator.

또한, 내부 고정자에 배치된 보조 자력에 위치에 영구 자석 대신에 전자석을 적용 배치 가능하며, 전자석을 적용시 복원력 가변이 가능하다. In addition, it is possible to apply and place an electromagnet instead of a permanent magnet at a position to the auxiliary magnetic force disposed on the internal stator, and when applying the electromagnet, the restoring force can be varied.

또한, 에어 배리어 적용을 통해 복원력을 13% 이상 향상 가능하게 한다.In addition, it is possible to improve the resilience by 13% or more through the application of an air barrier.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템의 전체적인 구성을 보인다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 선형 시스템의 구성을 보인다.
도 3은 본 발명에 따른 에어 배리어를 적용한 경우와 미적용된 경우의 디텐트력의 차이를 비교한 것을 보인다.1 shows an overall configuration of a linear system having a structure in which magnetic bodies are distributedly arranged on a mover and a stator according to an embodiment of the present invention.
2 shows a configuration of a linear system according to another embodiment of the present invention.
3 shows a comparison of the difference between the detent force when the air barrier according to the present invention is applied and when the air barrier is not applied.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A linear system having a structure in which magnetic bodies are distributedly arranged on a mover and a stator according to the present invention will be described.

먼저, 도 1을 참조하면 선형 시스템(100)은 고정자 브라켓(110), 고정자 브라켓(110) 상에 결합되는 원통 형상을 갖는 고정자(120), 고정자 브라켓(110)의 중심에 관통 형성된 축 결합공을 통해 분리 가능하게 결합되는 이동자(130) 및 이동자(130)를 구성하는 이동자 축(131)을 둘러싼 상태에서 축 결합공 상에 끼움 결합되는 에어 베어링(140), 이동자(130) 상에 영구 자석 기능을 하도록 고정 배치되는 메인 자력체(150) 및 고정자(120) 상에서 메인 자력체(150)의 양측 외측으로 배치되는 보조 자력체(160)를 포함한다.First, referring to FIG. 1, the linear system 100 includes a stator bracket 110, a stator 120 having a cylindrical shape coupled to the stator bracket 110, and a shaft coupling hole formed through the center of the stator bracket 110. The air bearing 140 fitted into the shaft coupling hole while surrounding the mover 130 and the mover shaft 131 constituting the mover 130 that are detachably coupled through the air bearing 140, a permanent magnet on the mover 130 It includes a main magnetic body 150 fixedly arranged to function, and an auxiliary magnetic body 160 arranged outside both sides of the main magnetic body 150 on the stator 120.

고정자 브라켓(110)은 선형 시스템(100)의 전체적인 윤곽을 형성하게 하는 것으로서, 그 내측에 고정자(120)를 삽입 배치한 상태에서 브라켓 커버(114)를 통해 이탈을 방지한다. 즉, 고정자 브라켓(110)의 개방된 일측을 통해 고정자(120)를 삽입한 상태에서 브라켓 커버(114)로 개방된 일측을 막는 방식으로 한다.The stator bracket 110 forms the overall contour of the linear system 100 and prevents separation through the bracket cover 114 in a state in which the stator 120 is inserted and disposed inside the linear system 100. That is, in a state in which the stator 120 is inserted through the open side of the stator bracket 110, the open side is blocked by the bracket cover 114.

고정자(120)는 외부 고정자(121), 고정자 브라켓(110)의 반경 방향을 따라서 외부 고정자(121)의 내측으로 이격배치되는 내부 고정자(123) 및 외부 고정자(121)의 내부 상에 수용되는 방식으로 구비되는 코일(125)을 포함한다. 상기 외부 고정자(121)와 내부 고정자(123) 사이에 형성된 공간을 통해서 메인 자력체(150)의 축 방향을 따른 반복적인 운동을 가능하게 한다.The stator 120 is accommodated on the inside of the outer stator 121 and the inner stator 123 and the outer stator 121 which are spaced apart from each other in the outer stator 121 along the radial direction of the stator bracket 110 It includes a coil 125 provided as. Through the space formed between the outer stator 121 and the inner stator 123, it enables repetitive motion along the axial direction of the main magnetic body 150.

이동자(130)는 고정자 브라켓(110)의 중심에 형성된 축 결합공을 통해 결합된 상태에서 축 방향을 따라 왕복 운동하는 이동자 축(131), 이동자 축(131)의 외주면 상에서 반경 방향을 따라 형성되는 요크(132), 요크(132) 상에 형성되되 이동자 축(131)의 축 방향을 따라 나란히 형성되는 요크 날개(133)를 포함한다. 요크 날개(133) 상에는 메인 자력체(150)가 배치된다.The mover 130 is a mover shaft 131 that reciprocates along the axial direction in a state coupled through a shaft coupling hole formed at the center of the stator bracket 110, and is formed along a radial direction on the outer circumferential surface of the mover shaft 131. It includes a yoke 132, a yoke wing 133 formed on the yoke 132 and formed in parallel along the axial direction of the mover shaft 131. The main magnetic body 150 is disposed on the yoke wing 133.

이동자 축(131)을 중심으로 하여 메인 자력체(150)는 요크 날개(133) 상에 방사상으로 배치되고, 메인 자력체(150)를 기준으로 하여 메인 자력체(150)의 전후방 상에 배치되는 보조 자력체(160)가 배치된다. 구체적으로, 보조 자력체(160)는 내부 고정자(123) 상에서 축 방향을 따라 한쌍이 이격배치될 수 있는데, 보조 자력체(160) 사이에서 메인 자력체(150)의 반복적인 운동을 가능하게 한다. 본 발명 상에서 보조 자력체(160)는 기존에 이동자 상에 배치되던 형태에서 내부 고정자의 양끝단으로 변경한 것을 중요한 특징으로 한다.With the mover shaft 131 as the center, the main magnetic body 150 is radially disposed on the yoke wing 133, and is disposed on the front and rear of the main magnetic body 150 based on the main magnetic body 150. The auxiliary magnetic body 160 is disposed. Specifically, a pair of auxiliary magnetic bodies 160 may be spaced apart from each other along the axial direction on the inner stator 123, allowing repetitive movement of the main magnetic body 150 between the auxiliary magnetic bodies 160. . In the present invention, the auxiliary magnetic body 160 has an important feature in that it has been changed to both ends of the internal stator from the form previously disposed on the mover.

에어 베어링(140)은 고정자 브라켓(110)의 축 결합공 상에 삽입 결합된다. 상기 에어 베어링(140)의 내측으로는 축방향을 따라 이동자(130)의 이동자 축(131)이 전후방을 따라 반복적으로 이동 가능하게 결합된다. 에어 베어링(140)을 적용한 상태에서 공압을 제공하여 에어 베어링(140)과 이동자 축(131) 간에 소정의 공극을 유지한다.The air bearing 140 is inserted into and coupled to the shaft coupling hole of the stator bracket 110. Inside the air bearing 140, the mover shaft 131 of the mover 130 is coupled to be repeatedly movable along the front and rear directions along the axial direction. In a state in which the air bearing 140 is applied, air pressure is provided to maintain a predetermined air gap between the air bearing 140 and the mover shaft 131.

상기의 공압 제공을 통해 공극을 유지하는 방식을 설명한다. 이동자 축(131)과 에어 베어링(140) 사이에 고압의 공기를 공급한 상태에서 소정 간격을 형성하게 함으로써 회전 부분인 이동자 축(131)의 마모를 방지한다.A method of maintaining the air gap through the provision of the pneumatic pressure will be described. A predetermined gap is formed between the movable shaft 131 and the air bearing 140 while supplying high-pressure air to prevent abrasion of the movable shaft 131 as a rotating part.

에어 베어링은 작동 원리에 따라 동압(動壓) 베어링과 정압(靜壓) 베어링으로 구별되는데, 전자는 이동자 축의 회전에 따라 둘레의 공기를 베어링 사이에 끌어넣고 압력을 상승시켜서 부하능력을 얻는 형식이다. 후자인 정압 베어링은 외부 압축기로 압력을 넣은 공기를 강제로 베어링 사이에 공급하는 형식이다. 베어링의 세기를 높이기 위해 공기 공급로에 유체 조리개를 사용한다. 정압 베어링은 이동자 축이 돌지 않더라도 공급 압력의 분포에 의해 떠 있는 상태를 얻을 수 있기 때문에 저속운전에도 적합하고 회전 정밀도가 높다는 장점이 있다.Air bearings are classified into dynamic pressure bearings and static pressure bearings according to the principle of operation.The former is a type to obtain load capacity by drawing the surrounding air between the bearings and increasing the pressure according to the rotation of the shaft of the mover. . The latter, static pressure bearing, is a type of forcibly supplying air pressed by an external compressor between the bearings. A fluid stop is used in the air supply path to increase the strength of the bearing. The static pressure bearing has the advantage of being suitable for low speed operation and high rotational precision because it can obtain a floating state by the distribution of the supply pressure even if the mover shaft does not rotate.

구체적으로, 원통 형상을 갖는 이동자 축이 에어 베어링(140) 내부로 조립되고 공압이 인가되면 에어 베어링(140)과 원통 형상을 갖는 이동자 축은 소정 간격의 공극으로 유지가 된다. 이로 인해서 선형 시스템의 외부 고정자(121)와 내부 고정자(123) 상에 이동자(130)의 메인 자력체(150)가 위치하게 됨으로써 구동을 하게 된다. 이를 통해, 선형 시스템 상에서 고정자(120)와 이동자(130) 사이에 에어 베어링을 적용하여 선형 시스템 구동시 소음 및 기계적 손실을 저감하게 되어 자연스러운 왕복 운동을 가능하게 한다.Specifically, when a movable shaft having a cylindrical shape is assembled into the air bearing 140 and a pneumatic pressure is applied, the air bearing 140 and the movable shaft having a cylindrical shape are maintained at predetermined intervals. As a result, the main magnetic body 150 of the mover 130 is positioned on the outer stator 121 and the inner stator 123 of the linear system, thereby driving. Through this, an air bearing is applied between the stator 120 and the mover 130 on the linear system to reduce noise and mechanical loss when driving the linear system, thereby enabling natural reciprocating motion.

한편, 에어 베어링을 적용할 시 에어 갭을 이중 공극으로 설계하는 이유는 이동자(130)의 무게를 최소화한 상태에서 에어 베어링에 의한 이동자의 구동시 마찰 손실을 최소화 할 수 있다.On the other hand, when the air bearing is applied, the reason for designing the air gap as a double air gap can minimize friction loss when the mover is driven by the air bearing while the weight of the mover 130 is minimized.

보조 자력체(160)는 내부 고정자(123) 상에 코일을 감아 보조 마그넷의 역할을 수행하는 전자석 기능을 하는 것으로서, DC 전원에 따라 복원력 가변이 가능하다.The auxiliary magnetic body 160 functions as an electromagnet that performs the role of an auxiliary magnet by winding a coil on the internal stator 123, and a restoring force can be varied according to DC power.

다음으로, 도 2를 참조하면 선형 시스템(100)은 메인 자력체(150)를 중심으로 하여 내부 고정자(123) 상에서 메인 자력체(150)의 양측으로 이격 배치되는 에어 배리어(170)를 더 포함한다. 보조 자력체(160)는 이동자(130)의 복원력을 발생시키려는 위치에 제작한다.Next, referring to FIG. 2, the linear system 100 further includes an air barrier 170 spaced apart from both sides of the main magnetic body 150 on the inner stator 123 with the main magnetic body 150 as the center. do. The auxiliary magnetic body 160 is manufactured at a position to generate the restoring force of the mover 130.

한편, 에어 배리어(170)는 보조 자력체(160)의 내측 상에 배치된다. 즉, 내부 고정자(123) 상에서 이격 배치되는 한쌍의 보조 자력체(160)의 내측 상에 에어 배리어(170)를 형성한다. 상기 에어 배리어(170)와 메인 자력체(150) 간의 초기 간격은 구동 스트로크 길이인 d로 설정한다.Meanwhile, the air barrier 170 is disposed on the inner side of the auxiliary magnetic body 160. That is, the air barrier 170 is formed on the inner side of the pair of auxiliary magnetic bodies 160 spaced apart on the inner stator 123. The initial interval between the air barrier 170 and the main magnetic body 150 is set to d, which is a driving stroke length.

에어 배리어(170)는 발전기의 구동 스트로크 길이에 해당되는 위치에 설정되는 것으로서, 소정 깊이로 파인 홈 형태를 갖는다. 일예로, 상기 에어 배리어(170)의 하단은 보조 자력체(160)의 하단부 보다는 더 내부 고정자(123) 내로 진입된 형태를 갖는다. 발전기의 구동 스트로크 길이는 11㎜에 해당할 수 있다.The air barrier 170 is set at a position corresponding to the length of the driving stroke of the generator, and has a groove shape formed at a predetermined depth. As an example, the lower end of the air barrier 170 has a shape that has entered the inner stator 123 more than the lower end of the auxiliary magnetic body 160. The drive stroke length of the generator may correspond to 11 mm.

도 3은 본 발명에 따른 에어 배리어를 적용한 경우와 미적용된 경우의 디텐트력의 차이를 비교한 것을 보인다.3 shows a comparison of the difference between the detent force when the air barrier according to the present invention is applied and when the air barrier is not applied.

가로축은 발전기의 구동 스트로크 구간을 보이고, 세로축은 디텐트력의 변동을 보인다.The horizontal axis shows the driving stroke section of the generator, and the vertical axis shows the fluctuation of the detent force.

구동 스트로크 길이를 11mm로 정한 상태에서 에어 배리어의 유무에 관계 없이 구동 스트로크 구간 상에서는 큰 차이점이 없는 것을 확인할 수 있다. 한편, 중앙을 기준으로 양측 구간인 11mm을 벗어나는 경우에는 에어 배리어를 채용한 경우에 디텐트력의 변동값이 더 큰 것을 확인할 수 있다. 즉, 가장 차이가 큰 경우엔 거의 100N에 근접한 디텐트력의 차이가 빌생함으로써 이동자를 설정된 발전기의 구동 스트로크 구간 상에서 안정적으로 구동하게 한다.With the driving stroke length set to 11mm, it can be seen that there is no significant difference in the driving stroke section regardless of the presence or absence of an air barrier. On the other hand, it can be seen that the fluctuation value of the detent force is greater when the air barrier is used when the distance is out of 11 mm on both sides of the center. That is, in the case of the largest difference, a difference in detent force close to 100N occurs, thereby stably driving the mover in the set driving stroke section of the generator.

상기와 같이 선형 시스템 상에서 에어 배리어 및 보조 자력체의 적절한 배치를 통해서, 영구 자력체를 갖는 이동자의 기 설정된 변위 구간 이외의 구간에서 디텐트력을 발생시켜 이동자가 변위 구간을 이탈하지 않도록 한다.As described above, through the proper arrangement of the air barrier and the auxiliary magnetic body on the linear system, the detent force is generated in a section other than the preset displacement section of the mover having the permanent magnetic body so that the mover does not leave the displacement section.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described through the above embodiments, the present invention is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present invention, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present invention.

100 : 선형 시스템
110 : 고정자 브라켓
120 : 고정자
130 : 이동자
140 : 에어 베어링
150 : 메인 자력체
160 : 보조 자력체
170 : 에어 배리어
100: linear system
110: stator bracket
120: stator
130: mover
140: air bearing
150: main magnetic body
160: auxiliary magnetic body
170: air barrier

Claims (3)

원통 형상을 갖는 고정자; 및
상기 고정자의 축 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 배치되며, 상기 고정자와 전자기적으로 상호작용하며, 메인 자력체가 배치되는 이동자;를 포함하고,
상기 고정자는, 외부 고정자, 상기 외부 고정자의 내측으로 이격배치되는 내부 고정자 및 상기 외부 고정자의 내부 상에 수용되는 방식으로 구비되는 코일을 포함하며,
상기 내부 고정자 상에는, 에어 배리어의 양측 상에 보조 자력체를 배치하며,
상기 내부 고정자 상에는, 상기 메인 자력체의 양측 상에서 상기 이동자의 구동 스트로크 길이 만큼 이격된 위치에 에어 배리어가 홈 형성되는,
이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템.
A stator having a cylindrical shape; And
Including; is disposed so as to be reciprocally moved along the axial direction of the stator, electromagnetically interacts with the stator, the main magnetic body is disposed; and
The stator includes an external stator, an internal stator that is spaced apart from the inside of the external stator, and a coil provided in a manner accommodated on the inside of the external stator,
On the inner stator, auxiliary magnetic bodies are disposed on both sides of the air barrier,
On the inner stator, an air barrier groove is formed at a position spaced apart by a driving stroke length of the mover on both sides of the main magnetic body,
A linear system having a structure in which magnetic bodies are distributed and arranged on a mover and a stator.
삭제delete 제 1 항에 있어서
상기 보조 자력체는 전자석으로서의 기능을 하고, 상기 내부 고정자 상에 코일을 감아 보조 마그넷의 역할을 수행하며 DC 전원에 따라 복원력 가변 기능을 하는,
이동자와 고정자 상에 자력체가 분산 배치된 구조를 갖는 선형 시스템.The method of claim 1
The auxiliary magnetic body functions as an electromagnet, performs the role of an auxiliary magnet by winding a coil on the internal stator, and functions to vary a restoring force according to DC power,
A linear system having a structure in which magnetic bodies are distributed and arranged on a mover and a stator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20040088472A (en) * 2001-12-03 2004-10-16 신꼬오덴끼가부시끼가이샤 Linear actuator

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