JP2013034360A

JP2013034360A - リニアモータ

Info

Publication number: JP2013034360A
Application number: JP2011271060A
Authority: JP
Inventors: Han-Kyun Bae; キュンベ・ハン; Changsung Sean Kim; シーンキム・チャンション; Chang Hwan Choi; ヒャンチョイ・チャン; Guen Hong Lee; ホンリ・ギュン
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: KR101289094B1; US20130026859A1; JP5518827B2; CN102904414A; KR20130013963A

Abstract

【課題】本発明は、リニアモータに関する。
【解決手段】本発明はコイルが複数回巻線され、長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔して配列された複数個のステータコアを含む第１ステータ部１１０ａと、前記第１ステータ部に対向するように幅方向に一定間隔で離隔して配置され、コイルが複数回巻線され、前記第１ステータ部と平行になるように長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔するように配列された複数個のステータコア１２０ａ、１２０ｂを含む第２ステータ部１１０ｂと、前記第１ステータ部と第２ステータ部が形成する前記間隔の間に配列され、リニア移動する回転子２００と、を含むリニアモータを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアモータに関する。

従来は、回転型モータを用いて直線駆動力を発生させたが、そのためには、回転型モータの回転力を直線駆動力に変換するためのスクリュー、チェーンなどを用いたギヤシステムからなる追加の機械装置が必要であった。

しかし、ギヤシステムを用いるため、回転力を直線駆動力に変換する際にエネルギー損失が発生するという問題点がある。

また、機械装置の内部から騒音が発生するという問題点がある。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は、スイッチドリラクタンスモータの駆動方式である磁気抵抗の変化によるリラクタンストルクを用いてリニア方向に移動するための駆動力を発生させるリニアモータを提供することを目的とする。

また、本発明は、回転力をリニア駆動力に変換するための機械的変換装置を追加に使用しないことで、エネルギー損失及び機械的騒音が発生しないリニアモータを提供することを他の目的とする。

本発明の実施例によるリニアモータは、コイルが複数回巻線され、長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔して配列された複数個のステータコアを含む第１ステータ部と、前記第１ステータ部に対向するように幅方向に一定間隔で離隔して配置され、コイルが複数回巻線され、前記第１ステータ部と平行になるように長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔するように配列された複数個のステータコアを含む第２ステータ部と、前記第１ステータ部と第２ステータ部が形成する前記間隔の間に配列され、リニア移動する回転子と、を含むことを特徴とする。

また、前記ステータコアは、前記回転子の移動方向と直交するステータコアヨークと、前記ステータコアヨークの一端から前記回転子方向に折曲されて突出形成される第１ステータコア突極と、前記ステータコアヨークの他端から前記回転子方向に折曲されて突出形成される第２ステータコア突極と、を含み、前記ステータコアは、前記回転子がリニア移動する方向に対する断面がＣ状であることを特徴とする。

また、前記回転子は、前記第１ステータ部を構成する複数個の前記第１ステータコア突極と前記第２ステータ部を構成する複数個の前記第１ステータコア突極との間に配列される複数個の上部トランスレータと、前記第１ステータ部を構成する複数個の前記第２ステータコア突極と前記第２ステータ部を構成する複数個の前記第２ステータコア突極との間に配列される複数個の下部トランスレータと、を含むことを特徴とする。

また、前記上部及び下部トランスレータは、前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように一側から突出形成された複数個の突出部を含むことを特徴とする。

また、前記上部及び下部トランスレータは、前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように一側から突出形成された複数個の第１突出部と、前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように他側から突出形成された複数個の第２突出部と、を含むことを特徴とする。

また、前記コイルは、前記ステータコアを構成する前記ステータコアヨーク又は前記第１ステータコア突極若しくは前記第２ステータコア突極から選ばれるいずれか一つに複数回巻線されることを特徴とする。

本発明によるリニアモータは、追加の機械変換装置を必要としないため、機械的摩擦によるエネルギー損失を減少させることができる効果がある。

また、スイッチドリラクタンスモータの駆動方式を用いるため、構造的に簡単であり、製造収率が向上する効果がある。

また、機械的摩擦がないため、モータ内部から騒音が発生せず、製品の寿命が向上する効果がある。

また、使用者所望の方向に無限にリニア移動できる効果がある。

本発明の実施例によるリニアモータの概略的な結合斜視図である。図１に図示されたリニアモータの正面図である。本発明の実施例によるリニアモータを構成するトランスレータの他の実施例を図示した斜視図である。本発明の実施例によるリニアモータを構成するトランスレータのまた他の実施例を図示した斜視図である。本発明の実施例によるコイルが巻線されたステータコアを図示した斜視図である。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するために用いられることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別するためにのみ用いられる。また、本発明を説明するにあたり、係わる公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にする可能性があると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。

以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例によるリニアモータの概略的な結合斜視図であり、図２は、図１に図示されたリニアモータの正面図である。図示されたように、前記リニアモータは、複数個のステータ部１１０ａ、１１０ｂからなる固定子１００と、複数個の前記ステータ部１１０ａ、１１０ｂに対向してリニア移動する回転子２００と、を含む。

より具体的に、前記リニアモータは、前記回転子２００の一側面方向に一定間隔で離隔して配列される第１ステータ部１１０ａと、前記回転子２００の他側面方向に一定間隔で離隔して配列される第２ステータ部１１０ｂと、を含む。

また、前記第１ステータ部１１０ａは、前記回転子２００がリニア移動する長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔して配列される複数個のステータコア１２０ａを含む。

また、前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個の前記ステータコア１２０ａには、外部から電源が印加されるコイル１３０が複数回巻線される。

また、前記第２ステータ部１１０ｂは、前記第１ステータ部１１０ａに対向するように、前記回転子２００がリニア移動する方向に対して直交する幅方向に、一定間隔で離隔して配置されることが好ましい。

より具体的に、前記第２ステータ部１１０ｂは、前記第１ステータ部１１０ａと平行になるように、前記回転子２００がリニア移動する長さ方向に沿って配置される。

即ち、図１に図示されたように、前記第２ステータ部１１０ｂは、前記言及した前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個のステータコア１２０ａと同一形状である複数個のステータコア１２０ｂを含む。

また、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する複数個の前記ステータコア１２０ｂは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個のステータコア１２０ａに対向して平行になるように、前記回転子２００がリニア移動する長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔して配列される。

図２に図示された本発明の実施例により前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記ステータコア１２０ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記ステータコア１２０ｂは、互いに同一形状からなる。

従って、前記ステータコア１２０ａを基準に説明する。前記ステータコア１２０ａは、ステータコアヨーク１２１ａと、複数個のステータコア突極１２２ａ、１２３ａと、を含む。

より具体的に、前記ステータコアヨーク１２１ａは、前記回転子２００の移動方向と直交するように、バー（ｂａｒ）状からなることが好ましい。

また、前記ステータコア１２０ａは、前記ステータコアヨーク１２１ａから突出形成される第１ステータコア突極１２２ａと、第２ステータコア突極１２３ａと、を含む。

より具体的に、前記第１ステータコア突極１２２ａは、前記ステータコアヨーク１２１ａの一端から前記回転子２００方向に折曲されて突出形成される。

また、前記第２ステータコア突極１２３ａは、前記ステータコアヨーク１２１ａの他端から前記回転子２００方向に折曲されて突出形成される。

これにより、前記ステータコアヨーク１２１ａと前記第１ステータコア突極１２２ａと、前記第２ステータコア突極１２３ａと、からなる前記ステータコア１２０ａは、前記回転子２００がリニア移動する方向に対する断面がＣ又は［状をなす。

本発明の実施例により、前記回転子２００は、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂが形成する前記間隔の間に配列されリニア移動する。

より具体的に、前記回転子２００は、複数個の上部トランスレータ（ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）２１０ａと複数個の下部トランスレータ２１０ｂと、を含む。

また、前記上部トランスレータ２１０ａと下部トランスレータ２１０ｂは、同一形状からなり、一つの前記上部トランスレータ２１０ａと一つの前記下部トランスレータ２１０ｂは、互いに対向するように配置されることが好ましい。

また、本発明の実施例により図１及び図２に図示されたように、前記上部トランスレータ２１０ａは、金属素材からなる複数枚の鉄心板を積層して六面体状からなることが好ましい。

また、複数個の前記上部トランスレータ２１０ａは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個の前記第１ステータコア突極１２２ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する複数個の前記第１ステータコア突極１２２ｂとの間に配列される。

また、複数個の前記下部トランスレータ２１０ｂは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個の前記第２ステータコア突極１２３ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する複数個の前記第２ステータコア突極１２３ｂとの間に配列される。

また、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂに複数回巻線される前記コイル１３０は、図１に図示されたように、前記ステータコア１２０ａ、１２０ｂを構成する前記ステータコアヨーク１２１ａ、１２１ｂに巻線される。

また、本発明の実施例ではステータコアヨークにコイルが巻線されるが、図５に図示されたように、コイル３３１、３３２は、ステータコア３２０ａを構成する前記第１ステータコア突極３２２ａ又は前記第２ステータコア突極３２３ａから選ばれるいずれか一つの部分に複数回巻線されることができる。

図１に図示された本発明の実施例によるリニアモータの駆動は、次のとおりである。

まず、前記第１ステータ部１１０ａを構成する一つの前記ステータコアヨーク１２１ａに巻線された前記コイル１３０と、これに対向する前記第２ステータ部１１０ｂを構成する一つの前記ステータコアヨーク１２１ｂに巻線された前記コイル１３０のみに電源を印加する。

これにより、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記ステータコア１２０ａ及び前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記ステータコア１２０ｂには電磁力が発生し、前記第１ステータ部１１０ａ及び前記第２ステータ部１１０ｂは励磁される。

次に、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂとの間に配列された前記回転子２００は、励磁された前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂとの磁気抵抗によりリニア移動する。

より具体的に、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂとの間に配列された一つの前記上部トランスレータ２１０ａは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記第１ステータコア突極１２２ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記第１ステータコア突極１２２ｂとの磁気抵抗によりリニア移動する。

また、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂとの間に配列され、前記言及した一つの前記上部トランスレータ２１０ａに対向するように位置した一つの前記下部トランスレータ２１０ｂは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記第２ステータコア突極１２３ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記第２ステータコア突極１２３ｂとの磁気抵抗により、前記上部トランスレータ２１０ａと同時にリニア移動する。

次に、前記言及した前記ステータコア１２０ａに電源供給を中断し、前記回転子２００が移動しようとする方向に配列された他の一つの前記ステータコアヨーク１２１ａに巻線された前記コイル１３０のみに電源を印加する。

より具体的に、前記第１ステータ部１１０ａを構成する他の一つの前記ステータコアヨーク１２１ａに巻線された前記コイル１３０と、これに対向する前記第２ステータ部１１０ｂを構成する他の一つの前記ステータコアヨーク１２１ｂに巻線された前記コイル１３０のみに電源を印加する。

これにより、前記言及したように、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記ステータコア１２０ａ及び前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記ステータコア１２０ｂには電磁力が発生し、前記第１ステータ部１１０ａ及び前記第２ステータ部１１０ｂは、再度励磁される。

次に、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂとの間に配列された他の一つの前記回転子２００は、励磁された前記第１ステータ部１１０ａと、前記第２ステータ部１１０ｂとによりリニア移動する。

より具体的に、前記と同様な方式で前記回転子２００を構成する前記上部トランスレータ２１０ａと下部トランスレータ２１０ｂは、励磁された前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記ステータコア１２０ａと、励磁された第２ステータ部１１０ｂを構成する前記ステータコア１２０ｂとによりリニア移動する。

また、本発明の実施例によるリニアモータは、それぞれの前記上部トランスレータ２１０ａと前記下部トランスレータ２１０ｂを連結するバー（ｂａｒ）状の連結部（不図示）をさらに含むことができる。

これにより、それぞれの前記上部トランスレータ２１０ａと前記下部トランスレータ２１０ｂは、バー状の前記連結部により一体に連結されることで、前記回転子２００がリニア方向に駆動する時より正確にリニア駆動されることができる。

また、移送対象体を任意の方向に移送するコンベヤーベルトにおいて、それぞれの前記上部トランスレータ２１０ａと前記下部トランスレータ２１０ｂは、コンベヤーベルトを構成するベルトの下部に結合され、コンベヤーベルトを駆動することもできる。

また、本発明の実施例によるリニアモータは、前記言及した方式のように、前記回転子２００が移動しようとする方向に沿って配列された前記第１ステータ部１１０ａ及び第２ステータ部１１０ｂを構成する複数個の前記ステータコア１２０ａ、１２０ｂに巻線された前記コイル１３０に、順に電源を供給又は中断することにより、前記回転子２００を所望の方向にリニア移動させることができる。

また、図１に図示したように、前記回転子２００を直線方向に移動させることができるだけでなく、前記第１ステータ部１１０ａを構成する複数個のステータコア１２０ａと、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する複数個のステータコア１２０ｂと、を所定の曲率半径を有するように配列すると、前記回転子２００は、使用者所望の様々な方向に移動することができる。

図３は、本発明の実施例によるリニアモータを構成するトランスレータの他の実施例を図示した斜視図であり、図４は、本発明の実施例によるリニアモータを構成するトランスレータのまた他の実施例を図示した斜視図である。

図３に図示されたように、上部トランスレータ４１０ａは、一側から突出形成された複数個の突出部４１１、４１２を含む。

より具体的に、複数個の前記突出部４１１、４１２は、前記第１ステータ部１１０ａと前記第２ステータ部１１０ｂに隣接するように突出形成されることが好ましい。

即ち、前記上部トランスレータ４１０ａは、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記第１ステータコア突極１２２ａと隣接するように、一つの前記突出部４１１が前記一側から突出形成される。

また、前記上部トランスレータ４１０ａは、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記第１ステータコア突極１２２ｂと隣接するように、他の一つの前記突出部４１２が前記一側から突出形成される。

また、下部トランスレータ（不図示）もまた前記言及した上部トランスレータ４１０ａと同様に、前記第１ステータ部１１０ａを構成する前記第２ステータコア突極１２３ａと隣接するように、一つの突出部が一側から突出形成される。

また、前記下部トランスレータは、前記第２ステータ部１１０ｂを構成する前記第２ステータコア突極１２３ｂと隣接するように、他の一つの突出部が前記一側から突出形成される。

これにより、前記上部トランスレータ４１０ａは、複数個の前記突出部４１１、４１２を備えることで、前記リニアモータの最初の駆動時に自己起動（ｓｅｌｆｓｔａｒｔｉｎｇ）することができる。

図４に図示されたように、変形された上部トランスレータ６１０ａは、一側及び他側から突出形成される複数個の突出部６１１、６１２、６２１、６２２を備える。

より具体的に、前記上部トランスレータ６１０ａの一側から突出形成された複数個の第１突出部６１１、６１２と前記上部トランスレータ６１０ａの他側から突出形成され、前記第１突出部６１１、６１２と同一形状からなる複数個の第２突出部６２１、６２２を含む。

これにより、リニアモータを構成する回転子は、両方向に自己起動（ｓｅｌｆｓｔａｒｔｉｎｇ）することができる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるリニアモータはこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。

本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

１００固定子
１１０ａ第１ステータ部
１１０ｂ第２ステータ部
１２０ａ、１２０ｂステータコア
１３０コイル
２００回転子
２１０ａ上部トランスレータ
２１０ｂ下部トランスレータ

Claims

コイルが複数回巻線され、長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔して配列された複数個のステータコアを含む第１ステータ部と、
前記第１ステータ部に対向するように幅方向に一定間隔で離隔して配置され、コイルが複数回巻線され、前記第１ステータ部と平行になるように長さ方向に沿って互いに一定間隔で離隔するように配列された複数個のステータコアを含む第２ステータ部と、
前記第１ステータ部と第２ステータ部が形成する前記間隔の間に配列され、リニア移動する回転子と、を含むことを特徴とするリニアモータ。
前記ステータコアは、
前記回転子の移動方向と直交するステータコアヨークと、
前記ステータコアヨークの一端から前記回転子方向に折曲されて突出形成される第１ステータコア突極と、
前記ステータコアヨークの他端から前記回転子方向に折曲されて突出形成される第２ステータコア突極と、を含み、
前記ステータコアは、前記回転子がリニア移動する方向に対する断面がＣ状であることを特徴とする請求項１に記載のリニアモータ。
前記回転子は、
前記第１ステータ部を構成する複数個の前記第１ステータコア突極と前記第２ステータ部を構成する複数個の前記第１ステータコア突極との間に配列される複数個の上部トランスレータと、
前記第１ステータ部を構成する複数個の前記第２ステータコア突極と前記第２ステータ部を構成する複数個の前記第２ステータコア突極との間に配列される複数個の下部トランスレータと、を含むことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
前記上部及び下部トランスレータは、
前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように一側から突出形成された複数個の突出部を含むことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
前記上部及び下部トランスレータは、
前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように一側から突出形成された複数個の第１突出部と、
前記第１ステータ部及び第２ステータ部に隣接するように他側から突出形成された複数個の第２突出部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータ。
前記コイルは、
前記ステータコアを構成する前記ステータコアヨーク又は前記第１ステータコア突極若しくは前記第２ステータコア突極から選ばれるいずれか一つに複数回巻線されることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。