KR100241444B1 - 리니어 모터의 마그네트 고정구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정구조에 관한 것으로, 종래의 볼팅으로 마그네트를 고정하는 구조에서는 조립과정이 복잡하여 그 양산성에도 제한이 따르지만 공극길이가 길어져 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있었고, 이에 비해, 접착제를 사용하는 고정구조에서는 모터의 고속운전시 발생되는 열 또는 오일 등에 의해 접착성이 저하되어 마그네트가 탈거될 우려가 있었으며, 한편 마그네트 고정링을 이용하는 방안은 마그네트가 마그네트 끼움공에 일체되는 것은 아니므로 모터의 고속운전시 마그네트가 마그네트 패들과 부딪혀 소음이 발생되거나 또는 부딪혀 깨진 조각이 각 요소들과 충돌하여 모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 원통형인 마그네트 패들의 외주면에 밀착되는 다수개의 마그네트나 또는 소정 원주길이를 갖는 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트를 패들의 팽창력 또는 고정링의 수축력을 이용하여 압착 고정함으로써, 각각의 마그네트를 견고하게 고정시켜 마그네트가 탈거되거나 깨지는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 고정작업을 용이하게 하여 양산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

리니어 모터의 마그네트 고정구조{MAGNET FIXING STRUCTURE FOR LINEAR MOTOR}

본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정구조에 관한 것으로, 특히 마그네트를 용이하고 견고하게 고정하여 모터의 신뢰성과 양산성을 향상시키는데 적합한 리니어 모터의 마그네트 고정구조에 관한 것이다.

일반적인 리니어 압축기의 무빙 마그네트형 모터에 있어서는 주로 페라이트 마그네트나 니오듐 마그네트 등이 사용되고 있다.

상기 마그네트는 피스톤과 결합된 마그네트 패들에 일체되어 인너 및 아우터 라미네이션 간에 형성되는 유도자기에 의해 두 라미네이션 사이에서 고속으로 직선운동을 하는 것으로, 이때 상기 두 라미네이션 사이의 공극을 최소화하여야 모터의 효율을 향상시킬 수 있는 것은 물론 상기 마그네트가 마그네트 패들에서 이탈되지 않아야 모터의 신뢰성을 제고시킬 수 있게 되는 것이다.

이를 위해 종래에는 주로 도 1a에 도시된 바와 같이, 베이스링(1)과 엔드링(2)에 대응단면에 각각 마그네트 삽입홈주를 길게 형성하고, 그 베이스링(1)과 엔드링(2)의 각 삽입홈주에 다수개의 마그네트(3)를 일정한 간격으로 삽입한 다음에 베이스링(1)과 엔드링(2)을 세장형 볼트(4)로 체결하여 마그네트를 고정하는 방안과, 도 1b에 도시된 바와 같이, 원통형의 마그네트 패들(6)에 다수개의 마그네트 안착홈(6a)을 형성하고, 그 안착홈(6a)에 접착제를 이용하여 다수개의 마그네트(3)를 각각 부착하는 방안과, 도 1c에 도시된 바와 같이 마그네트(3')의 뚜께 보다 얇고 원통형인 제1 패들(11)의 원주상에 다수개의 마그네트 끼움공(11a)을 형성하고, 그 끼움공(11a)에 마그네트(3')가 걸치도록 삽입한 다음에 상기 마그네트(3')의 외주면(도면에선 외주면) 또는 내주면에 링형의 얇은 제3 패들(12)을 삽입하며, 이어서 그 제3 패들(12)의 상,하단을 제1 패들(11)측으로 절곡하여 마그네트(3')를 고정하는데, 상기 마그네트는 도 1d에 도시된 바와 같이, 그 양측의 내경 모서리에 안착홈주(3a')를 각각 길게 가공 형성하여 마그네트(3')가 제1 패들(11)의 내측으로 빠지지 않도록 하는 방안이 주로 사용되어 왔다.

도면중 미설명 부호인 7은 코일, 8은 아우터 라미네이션, 9는 인너 라미네이션이다.

그러나, 상기와 같은 방안은 모두 모터의 효율성 및 신뢰성에 일정한 한계가 있었다. 즉, 볼팅으로 마그네트(3)를 고정하는 구조에서는 조립과정이 복잡하여 그 양산성에도 제한이 따르지만 공극길이가 길어져 모터의 효율이 저하되는 문제점이 있었고, 이에 비해, 접착제를 사용하는 고정구조에서는 모터의 고속운전시 발생되는 열 또는 오일 등에 의해 접착성이 저하되어 마그네트(3)가 탈거될 우려가 있었으며, 한편 마그네트 고정링(12)을 이용하는 방안은 마그네트(3')가 마그네트 끼움공(11a)에 일체되는 것은 아니므로 모터의 고속운전시 마그네트(3')가 마그네트 패들과 부딪혀 소음이 발생되거나 또는 부딪혀 깨진 조각이 각 요소들과 충돌하여 모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 각각의 마그네트를 견고하게 고정시켜 마그네트가 탈거되거나 깨지는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 고정작업을 용이하게 하여 양산성을 향상시킬 수 있는 리니어 모터의 마그네트 고정구조를 제공하는데 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 리니어 모터에 있어서, 각각 마그네트 고정구조를 보인 종단면도.

도 1d는 도 1c의 'A - A' 단면도.

도 2a는 본 발명에 의한 마그네트 고정구조의 일실시예를 보인 사시도.

도 2b 및 2c는 본 발명에 의한 마그네트 고정구조의 일실시예에 대한 종단면도 및 그 변형예에 대한 종단면도.

도 3a 및 3b는 본 발명에 의한 마그네트 고정구조의 다른 실시예에 대한 종단면도 및 그 변형예에 대한 종단면도.

도 4a 및 4b는 본 발명에 의한 마그네트 고정구조의 또다른 실시예에 대한 종단면도 및 그 변형예에 대한 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21,31,41 : 제3 패들 22,32,42 : 마그네트

23,33,43 : 제1 패들

이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 각각의 내,외경 원호길이가 동일하게 형성되고 각각의 내경측 양단이 선접촉되도록 잇대어져 소정의 원주길이를 갖게 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트와, 그 각 마그네트의 외주면에 접하는 원통형의 마그네트 고정링과, 상기 각 마그네트가 마그네트 고정링에 압착되도록 마그네트의 내주면에 팽창력을 공급하는 탄성체의 마그네트 패들로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정구조가 제공된다.

또한, 각각의 내,외경 원호길이가 상이하게 형성되되 내경과 외경의 각 양단을 잇는 양측면이 그 각각의 양측면에 이웃하는 다른 측면과 면접촉되도록 잇대어져 두께를 갖는 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트와, 그 각 마그네트의 외주면에 수축력을 공급하도록 밀착되어 일군의 마그네트가 원형을 유지하게 하는 탄성체의 마그네트 고정링으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정구조가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정구조를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 2a 및 도 2b는 마그네트 패들에 외경으로 향하는 탄성력을 부가하여 마그네트를 고정하는 것으로, 이에 도시된 바와 같이 비자성체이며 링형인 제3 패들(이하, 마그네트 고정링과 혼용함)(21)의 내주면에 다수개의 마그네트(22)가 원형으로 배열되어 밀착되고, 그 마그네트(22)의 내주면에 외경방향으로 탄성력을 공급하여 각 마그네트(22)가 마그네트 고정링(21)에 압착되도록 하는 제1 패들(23)이 삽입 고정된다.

상기 마그네트(22)는 각각의 내,외경 원호길이가 동일하게 형성되고, 각각의 내경측 양단이 선접촉되도록 잇대어져 소정의 원주길이를 갖게 원통형으로 배열된다.

상기 제1 패들(23)은 소정두께의 평판을 원통형으로 말아 형성하는 것으로, 상기 마그네트(22)의 밀착력을 배가하기 위하여는 제1 패들(23)의 양측단이 소정간격으로 벌어지도록 하여 마그네트(22)의 내주면의 원주길이보다 상기 제1 패들(23)의 원주길이가 크게 가공하는 것이 바람직하다.

도면중 미설명 부호인 24는 제2 패들이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정구조는, 먼저 원통형인 제3 패들(21)의 내주면에 소정크기의 마그네트(22)를 각각 밀착시켜 세운다음에 외경측으로 향하는 탄성력을 지닌 제1 패들(23)을 오므린 상태에서 상기 각 마그네트(22)의 내주면에 삽입시키게 된다.

이때, 상기 제1 패들(23)이 오므려졌다가 다시 원상태로 복귀하려는 힘이 도면의 화살표 방향으로 발생되고, 그 힘에 의해 각 마그네트(22)를 외경방향으로 밀어내게 되나, 상기 각 마그네트(22)의 외주면에는 제3 패들(21)의 내주면이 밀착되어 상기 제1 패들(23)의 팽창력에 의해 각 마그네트(22)가 압착 고정되는 것이다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 제3 패들(21')을 탄성체로 하여 내경으로 향하는 수축력을 부여함으로써, 상술한 마그네트(22)의 압착력을 배가시키는 것도 가능하다.

여기서, 상기 제1 패들(23)의 양단이 서로 접촉되지 않고 소정간격으로 이격되므로 유도자기에 의한 와전류 손실을 제거할 수 있게 되어 모터효율이 향상되는 부수적인 효과도 있다.

본 발명에 의한 다른실시예가 있는 경우는 다음과 같다.

즉, 전술한 실시예에서는 마그네트 고정링에 마그네트를 일정간격을 배열 밀착시킨 후에 팽창력을 지닌 제1 패들을 마그네트의 내주면에 삽입하는 것이었으나, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 각 마그네트(32)의 내,외경 원호길이를 서로 상이하게 형성하되 그 각 마그네트(32)의 내,외경을 잇는 양측면이 이웃하는 각각 다른 마그네트(32)의 내,외경을 잇는 일측면과 일대일로 면접촉되도록 조합하여 다수개의 마그네트(32)를 원통형으로 형성하고, 그 각 마그네트(32)의 외주면에 복원력이 내경으로 향하는 제3 패들(31)로 감싸도록 하는 것으로, 이때 상기 제3 패들(31)은 박판의 평판을 전술한 실시예에서의 제1 패들(23)과 마찬가지로 말아 형성하는 것이나, 전술한 실시예에서의 제1 패들(23)은 오므려진 상태에서 펴지면서 팽창력을 발생시키는 것이라면 이와는 반대로 본 실시예에서의 제3 패들(31)은 벌려진 상태에서 오므라 들면서 수축력을 발생시켜 마그네트(32)를 고정하는 차이가 있다.

여기서, 상기 마그네트의 파손을 방지하기 위하여는 도 3b에 도시된 바와 같이, 각 마그네트(32)의 내주면에 원통형의 마그네트 패들(또는 제1 패들)(33)을 밀착시키는 것도 유용하다. 이때, 상기 각 마그네트(32)는 그 내,외경의 원호길이를 동일하게 형성하는 것도 가능하게 된다.

또다른 실시예는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제3 패들(41)을 링형으로 가공하고, 그 제3 패들(41)을 열박음하여 마그네트(42)를 고정하는 것으로, 이를 위하여는 각 마그네트(42)의 양측면이 각각 다른 마그네트(42)의 일측면과 일대일로 면접촉되도록 조합하여 다수개의 마그네트(42)를 원통형으로 형성하고, 그 각 마그네트(42)의 외주면에 열에 의해 팽창되었다가 냉각되면서 수축되는 마그네트 고정링(41)을 끼워 그 수축력으로 마그네트(42)의 원형을 유지시키도록 고정하는 것이다. 또한, 이의 변형예는 도 4b에 도시된 바와 같이, 원통형인 제1 패들(43)의 외주면에 다수개의 마그네트(42)를 배열한 다음에 소정직경(보다 정확하게는 마그네트의 외경원호길이와 내경원호길이를 동일하게 형성함)의 링형으로 가공된 제3 패들(41)을 가열하여 그 직경을 벌린 상태에서 제1 패들(43)을 삽입한 다음에 상기 제3 패들(41)을 냉각시켜 마그네트를 고정하는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정구조는, 원통형인 마그네트 패들의 외주면에 밀착되는 다수개의 마그네트나 또는 소정 원주길이를 갖는 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트를 패들의 팽창력 또는 고정링의 수축력을 이용하여 압착 고정함으로써, 각각의 마그네트를 견고하게 고정시켜 마그네트가 탈거되거나 깨지는 것을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그 고정작업을 용이하게 하여 양산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 각각의 내,외경 원호길이가 동일하게 형성되고 각각의 내경측 양단이 선접촉되도록 잇대어져 소정의 원주길이를 갖게 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트와, 그 각 마그네트의 외주면에 접하는 원통형의 마그네트 고정링과, 상기 각 마그네트가 마그네트 고정링에 압착되도록 마그네트의 내주면에 팽창력을 공급하는 탄성체의 마그네트 패들로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네트 고정링은 수축력을 지닌 탄성체인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정구조.
3. 각각의 내,외경 원호길이가 상이하게 형성되되 내경과 외경의 각 양단을 잇는 양측면이 그 각각의 양측면에 이웃하는 다른 측면과 면접촉되도록 잇대어져 두께를 갖는 원통형으로 배열되는 다수개의 마그네트와, 그 각 마그네트의 외주면에 수축력을 공급하도록 밀착되어 일군의 마그네트가 원형을 유지하게 하는 탄성체의 마그네트 고정링으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정구조.

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