KR100205329B1

KR100205329B1 - 리니어 스텝 모터의 가동자 구조

Info

Publication number: KR100205329B1
Application number: KR1019960014654A
Authority: KR
Inventors: 박현수
Original assignee: 이해규; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1996-05-06
Filing date: 1996-05-06
Publication date: 1999-07-01
Also published as: KR970077893A

Abstract

이 발명은 리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 관한 것으로, 고정자의 치피치와 동일한 극이 2개를 가지도록 배치되어 있는 4개의 철심과, 상기 각 철심 사이에 연결되어 있는 2개의 자석과, 상기 각 철심에 서로 방향이 반대가 되도록 감겨져 각각 2개의 철심을 서로 연결하는 4개의 코일을 포함하여 구성되었으며, 가동자의 단위 체적당 발생 추력이 증가해서 이동시 큰 가감속 추력을 발생할 수 있도록 한 리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 관한 것이다.

Description

리니어 스텝 모터의 가동자 구조

제1도는 종래 리니어 스텝 모터(Linear Step Motor)의 가동자 구조의 일실시예이고,

제2도는 종래 리니어 스텝 모터의 가동자 구조의 다른 실시예이고,

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 리니어 스텝 모터의 가동자 구조를 나타낸 도면이다.

이 발명은 리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 관한 것으로서, 더 상세히 말하자면, 정밀 위치 제어 장치의 직선 운동에 사용되는 리니어 모터에 있어서, 단위 체적당 가동자의 직선 방향 발생 추력이 증가하도록 한 리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래 리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 대하여 설명하기로 한다.

제1도는 종래 리니어 스텝 모터의 가동자 구조의 일실시예이고, 제2도는 종래 리니어 스텝 모터의 가동자 구조의 다른 실시예이다.

먼저, 제1도에 도시되어 있는 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는 다음과 같다.

2개의 가동자 철심(10,20)을 사용하여 각 가동자의 철심 상부에는 극성이 다른 2개의 영구 자석(30,40)을 배치하고, 상기 철심(10,20)의 각 극(극1과 극3, 극2와 극4)에 서로 방향이 반대가 되도록 2개의 코일군(코일1과 코일3, 코일2와 코일4)을 감아 서로 연결한다. 그리고 상기 2개의 자석 상부에 자성 강판 즉, 계철(50)을 설치하여 상기 자석에서 발생하는 자속이 서로 연결될 수 있도록 한 구조로 되어 있다.

다음에, 제2도에 도시되어 있는 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는 다음과 같다.

2개의 가동자 철심(10,20) 사이에 영구 자석(30)을 설치하여 상기 자석(30)에서 발생한 자속이 서로 연결될 수 있도록 하고, 상기 철심(10,20)의 각 극(극1과 극3, 극2와 극4)에 서로 방향이 반대가 되도록 2개의 코일군(코일1과 코일3, 코일2와 코일4)을 감아 서로 연결하는 구조로 되어 있다.

제1도와 제2도에 도시된 이들 구조에서 고정자와 가동자의 치피치를 서로 같게 하고 각 철심에 전류를 흘려주게 되면, 상기 자석에 의해 발생하는 자속과 코일에 의해 발생하는 자속이 합성되게 되는데, 상기 코일1과 코일3에 전류를 흘리면 상기 극1에서는 상기 자석에 의한 자속과 코일에 의한 자속의 방향이 같아 서로 더해져 2배의 자속이 되고, 극3에서는 상기 자석에 의한 자속과 코일에 의한 자속의 방향이 서로 반대가 되어 상쇄되므로 자속이 흐르지 않게 된다.

따라서 상기 극1의 치피치와 고정자의 치피치가 일치하려는 방향으로 가동자는 움직이게 되고, 결국 상기 극1은 안정점에 도달하게 된다.

다음에, 상기 코일2와 코일4에 전류를 흘리면 상기 극2를 흐르는 자속은 2배가 되고 상기 극4를 흐르는 자속은 0이 되므로, 상기 극2의 치피치와 고정자의 치피치가 일치하려는 방향으로 가동자가 움직이게 된다.

마찬가지로, 상기 코일1과 코일3 및 코일2와 코일4에 앞에서 설명한 것과 반대 방향의 전류를 흘리면 상기 극3과 극4는 고정자의 치피치와 일치하려는 방향으로 움직이게 된다. 따라서 이와 같은 순서를 반복하게 되면, 결국 가동자는 고정자 위를 순차적으로 움직이게 된다.

그러나, 제1도에 도시되어 있는 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는 직선 방향의 이동 추력을 발생하기 위해 2개의 영구 자석(30,40)과 4개의 코일(코일1∼코일4)로 구성되어 있으므로, 가동자의 중량이 무겁게 되어 순간적인 가감속시에 속응성이 느려지고 가격이 고가로 되는 단점이 있다.

또, 제2도에 도시되어 있는 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는 제1도에 도시되어 있는 가동자 구조 보다는 가동자의 중량이 작아져서 속응성은 빠르게 되나 발생 추력이 작아지는 단점을 가지고 있다.

따라서 이 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로서, 단위 체적당 발생하는 추력을 커지게하여 속응성을 개선시키기 위한 리니어 스텝 모터의 가동자 구조를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이발명의 구성은, 고정자의 치피치와 동일한 극이 2개을 가지도록 배치되어 있는 4개의 철심과; 상기 각 철심 사이에 연결되어 있는 2개의 자석과; 상기 각 철심에 서로 방향이 반대가 되도록 감겨져 각각 2개의 철심을 서로 연결하는 4개의 코일을 포함하여 이루어져 있다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.

제3도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는, 고정자의 치피치와 동일한 극이 2개를 가지도록 가동자에 배치되어 있는 4개의 철심(100∼400)과; 상기 각 철심(100과 200, 300과 400) 사이에 연결되어 있는 2개의 영구자석(500,600)과; 상기 각 철심(100과 200, 300과 400)에 서로 방향이 반대가 되도록 감겨져 각각 2개의 철심(100과 200, 300과 400)을 서로 연결하는 4개의 코일을 포함하여 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 실시예에 따른 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는, 2개의 영구 자석(500,600)을 철심 사이에 배치하여 2개조로 하고, 상기 각 철심에 4개의 코일을 감고, 상기 각 철심을 고정자의 치피치와 동일한 극이 2개를 가지도록 가동자에 배치함으로써, 가동자의 중량은 약간 증가하나 발생 추력이 2배로 증가하게 되어 결구 단위 체적당 발생하는 추력이 커지게 되어 속응성이 빨라지게 된다.

즉 제3도에 도시되어 있는 것과 같은 가동자 구조에서, 먼저 코일A와 코일A'에 전류를 흘리면 영구 자석(500)에 의해 발생하는 자속과 코일에 의한 자속의 가감이 발생하여, 상기 철심(100,200)의 극1 및 극1'에서는 자속이 2배가 되고 극3 및 극3'에서는 자속이 서로 상쇄하므로, 상기 극1 및 극1'가 고정자의 치피치와 정렬하려는 방향으로 힘이 작용하게 된다.

또한, 코일B와 코일B'에 전류를 흘리면 상기 철심(300,400)의 극2 및 극2'에서는 자속이 2배가 되고 극4 및 극4'에서는 자속이 서로 상쇄되므로, 상기 극2 및 극2'가 고정자의 치피치와 정렬하려는 방향으로 힘이 작용하게 된다.

마찬가지로, 코일A와 코일A' 및 코일B와 코일B'에 앞에서 설명한 것과는 반대 방향으로 전류를 흘려주면, 순차적으로 상기 극3과 극3' 및 극4와 극4'가 고정자의 치피치와 정렬하게 되어 결국 가동자는 1치피치만큼 이동하게 된다. 따라서 이와 같은 순서를 반복하게 되면 가동자는 사용자가 원하는 방향으로 이동하게 된다.

이 발명의 실시예에 따른 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는, 와이어 본더(Wire Bonder), 스테퍼(Stepper) 및 칩 마운터(Chip Mounter) 등과 같은 반도체 제조 장비 및 인쇄회로기판(PCB) 장비에 적용이 가능하다. 따라서, 종래에는 리니어 스텝 모터의 가동자와 고정자의 일치하는 극이 1개밖에 없어 단위 체적당 발생 추력이 작아 순간적으로 이동하는 가동자에 힘이 작게 발생하여 속응성 면에서 불리한 데 반해, 상기와 같이 동작하는 이 발명의 실시예에 따른 리니어 스텝 모터의 가동자 구조는, 가동자의 단위 체적당 발생 추력이 증가해서 이동시 큰 가감속 추력을 발생할 수 있게 된다.

Claims

리니어 스텝 모터의 가동자 구조에 있어서, 고정자의 치피치와 동일한 극을 2개씩 가지도록 배치되어 있는 제1 내지 제4 철심과; 상기 제1 내지 제2 철심 사이와, 제3 내지 제4 철심 사이에 서로 극이 상반되도록 각각 배치되어 있는 제1 및 제2 영구 자석과; 상기 제1 내지 제4 철심에 서로 방향이 반대가 되도록 감겨져, 제1 및 제2 철심과 제3 및 제4 철심을 서로 연결하는 제1 내지 제4 코일을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 리니어 스텝 모터의 가동자 구조.