KR100365013B1

KR100365013B1 - Plane Motor

Info

Publication number: KR100365013B1
Application number: KR1020000027233A
Authority: KR
Inventors: 황지현; 김도현; 천장성; 정현교
Original assignee: 미래산업 주식회사
Priority date: 2000-05-20
Filing date: 2000-05-20
Publication date: 2002-12-16
Also published as: KR20010106002A

Abstract

본 발명은 사각 형상을 가지는 각각의 N극이 빈 공간을 가지며 순차적으로 착자되고, 각각의 빈 공간의 하단부에 사각 형상을 가지는 각각의 S극이 순차적으로 착자되며, 각각의 N극과 S극이 한줄씩 번갈아가며 배열되는 평판과 구동부로 구성되는 평면 모터에 있어서, 상기 평판에는 상기 각각의 N극과 N극이 이웃하는 상기 빈 공간에 S극이 착자되고, 상기 각각의 S극과 S극이 이웃하는 빈 공간에 N극이 착자되며, 자화 방향은 빈 공간에 착자된 상기 각각의 N극의 각 모서리와 연결된 각각의 S극으로 향하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, each N pole having a rectangular shape has an empty space and is sequentially magnetized, and each S pole having a rectangular shape at the lower end of each empty space is sequentially magnetized, and each of the N poles and the S poles are sequentially magnetized. In the flat motor comprising a flat plate and a drive unit arranged alternately in a row, the flat plate S magnet is magnetized in the empty space adjacent to each of the N pole and the N pole, and each of the S pole and S pole The N pole is magnetized in the neighboring empty space, and the magnetization direction is directed to each S pole connected to each corner of each of the N poles magnetized in the empty space.

따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 영구 자석의 사용률을 높히면서도 자기회로상에서 누설 자속이 적은 영구 자석 배열을 사용함으로써 공극에서의 자속 밀도를 크기하여 평면 모터가 상대적으로 큰 출력을 갖는다.Therefore, according to the present invention configured as described above, the planar motor has a relatively large output by increasing the magnetic flux density in the air gap by using a permanent magnet array with a low leakage magnetic flux on the magnetic circuit while increasing the use rate of the permanent magnet.

Description

Plane Motor

본 발명은 평면 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판의 영구 자석의배열을 달리하여 영구 자석의 사용률을 높힘과 동시에 자기회로상에서 누설 자속이 적은 영구 자석배열을 사용하여 공극에서의 자속 밀도를 크게해서 상대적으로 큰 출력을 갖는 평면 모터를 제공하는데 있다.The present invention relates to a planar motor, and more particularly, to increase the use rate of the permanent magnets by varying the arrangement of the permanent magnets of the flat plate, and to increase the magnetic flux density in the air gap by using the permanent magnet arrays having low leakage magnetic flux on the magnetic circuit. To provide a planar motor with a relatively large output.

일반적으로 평면 모터(surface motor)는 평판 위에서 물체가 자유로이 움직일 수 있도록 발명되어진 모터이다. 이러한 평면 모터는 표면 실장기에 사용되는데, 마운터 헤드를 임의의 위치로 이동시키기 위해 사용된다.In general, a surface motor is a motor invented so that an object can move freely on a flat plate. Such planar motors are used in surface mounters to move the mounter head to an arbitrary position.

이러한 평면 모터는 도 1에 도시한 바와 같이, 스테이터 역할을 하는 2차원 평면 평판(platen)(10)과, 무버 역할을 하는 구동부(forcer)(20)로 이루어진다. 그리고 상기 구동부(20)와 평판(10)의 사이에는 마찰을 피하기 위하여 베어링 역할을 하는 공기가 개재되며, 상기 공기는 구동부(20)에 케이블(22a)을 통하여 공급되어 구동부(20)의 저면에 형성된 다수개의 노즐(미도시)을 통하여 상기 구동부(20)와 평판(10)의 사이에 분사된다.As shown in FIG. 1, the planar motor includes a two-dimensional planar plate 10 serving as a stator, and a driver 20 serving as a mover. In addition, an air serving as a bearing is interposed between the driving unit 20 and the flat plate 10 to prevent friction, and the air is supplied to the driving unit 20 through a cable 22a to the bottom surface of the driving unit 20. It is injected between the driving unit 20 and the flat plate 10 through a plurality of nozzles (not shown) formed.

상기 평판(10)은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 빈 공간을 갖는 직교형태 또는 경사를 갖는 직교 형태로 N극과 S극의 영구 자석이 규칙적으로 착자된다.2A and 2B, the permanent magnets of the north pole and the south pole are regularly magnetized in an orthogonal shape having an empty space or an orthogonal shape having an inclination.

이러한 종래의 평면 모터의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the conventional planar motor is as follows.

평면 모터는 전자석의 코일을 통한 전류와 자속간의 상호작용에 의하여 구동하게 된다. 즉 평면 모터는 입력되는 전기적신호를 자기적신호로 변환하여 이동하게 된다.The planar motor is driven by the interaction between the current and the magnetic flux through the coil of the electromagnet. That is, the planar motor converts an input electrical signal into a magnetic signal to move.

이때 에어베어링 역할을 하는 공기에 의하여 구동부(20)는 일정한 공극으로 부상하여 거의 마찰이 없이 평판(10)위를 움직이게 된다.At this time, by the air acting as an air bearing, the driving unit 20 floats in a predetermined gap and moves on the flat plate 10 with almost no friction.

그러나 이러한 종래의 평면 모터의 평판에 착자된 영구 자석들은 도 2a와 같이 착자되면 영구 자석의 사용률이 50% 정도이기 때문에 평면 모터의 출력이 약하며, 도 2b와 같이 착자되면 영구 자석의 사용률이 100%이나 N극과 S이 서로 밀집해 있는 관계로 영구 저석의 표면에서의 누설 자속이 많아 충분한 효율을 기대하기가 어려운 문제점이 있었다.However, when the permanent magnets magnetized on the flat plate of the conventional flat motor are magnetized as shown in FIG. 2A, the output of the flat motor is weak because the percentage of permanent magnets is about 50%, and when the magnets are magnetized as shown in FIG. 2B, the percentage of permanent magnets used is 100%. Since N poles and S are densely packed with each other, there is a problem that it is difficult to expect sufficient efficiency due to a large amount of leakage flux on the surface of the permanent stone.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 영구 자석의 사용률을 높히면서도 자기회로상에서 누설 자속이 적은 영구 자석 배열을 사용함으로써 공극에서의 자속 밀도를 크게하여 상대적으로 큰 출력을 갖는 평면 모터를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to increase the magnetic flux density in the air gap by using a permanent magnet array having a low leakage magnetic flux on the magnetic circuit while increasing the utilization rate of the permanent magnet, and thus having a relatively large output. To provide a planar motor.

도 1은 종래의 평면 모터를 개략적으로 나타낸 사시도,1 is a perspective view schematically showing a conventional plane motor,

도 2a 및 도 2b는 종래 평면 모터의 평판에 영구 자석이 배열된 모습을 나타낸 평면도,2A and 2B are plan views showing the permanent magnets arranged on the flat plate of the conventional flat motor;

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 평면 모터의 평판에 영구 자석이 배열된 모습을 나타낸 평면도,3 is a plan view showing a state in which a permanent magnet is arranged on a flat plate of a flat motor according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 평면 모터의 평판에 영구 자석이 배열된 모습을 나타낸 평면도,4 is a plan view showing a state in which a permanent magnet is arranged on a flat plate of a flat motor according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 평면 모터와 종래의 평면 모터의 자속량을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the magnetic flux of the planar motor and the conventional planar motor according to embodiments of the present invention.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 평면 평판 20 : 구동부10: flat plate 20: drive part

22a : 케이블 22 : 프레임22a: cable 22: frame

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,Features of the present invention for achieving the above object,

사각 형상을 가지는 각각의 N극이 빈 공간을 가지며 순차적으로 착자되고, 각각의 빈 공간의 하단부에 사각 형상을 가지는 각각의 S극이 순차적으로 착자되며, 각각의 N극과 S극이 한줄씩 번갈아가며 배열되는 평판과 구동부로 구성되는 평면 모터에 있어서,Each N-pole having a rectangular shape has an empty space and is sequentially magnetized, and each S-pole having a rectangular shape is sequentially magnetized at the lower end of each empty space, and each of the N-poles and the S-pole alternately line by line. In the planar motor consisting of a flat plate and a drive unit arranged along the way,

상기 평판에는 상기 각각의 N극과 N극이 이웃하는 상기 빈 공간에 S극이 착자되고, 상기 각각의 S극과 S극이 이웃하는 빈 공간에 N극이 착자되며, 자화 방향은 빈 공간에 착자된 상기 각각의 N극의 각 모서리와 연결된 각각의 S극으로 향하는 것을 특징으로 한다.The S pole is magnetized in the empty space adjacent to each of the N pole and the N pole, and the N pole is magnetized in the empty space adjacent to each of the S pole and S pole, and the magnetization direction is It is characterized in that it is directed to each S pole connected to each corner of each magnetized N pole.

본 발명의 다른 특징은,Another feature of the invention,

상기 평판에는 상기 각각의 N극과 N극이 이웃하는 상기 빈 공간에 S극이 착자되고, 상기 각각의 S극과 S극이 이웃하는 빈 공간에 N극이 착자되며, 자화 방향은 상기 각각의 S극 중앙부에서 빈 공간에 착자된 상기 각각의 N극의 중앙부를 향하는 것을 특징으로 한다.The S pole is magnetized in the empty space adjacent to each of the N pole and the N pole, and the N pole is magnetized in the empty space adjacent to each of the S pole and S pole, and the magnetization direction of the It is characterized in that the S pole toward the central portion of each of the N pole magnetized in the empty space.

이하, 본 발명에 의한 평면 모터의 구성 및 작용을 도 3 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the planar motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 5.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 평면 모터의 평판에 영구 자석이 배열된 모습을 나타낸 평면도이다.3 is a plan view showing a permanent magnet arranged on a flat plate of a flat motor according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 평면 모터의 평판(100)에 영구 자석의 배열은 도 2a의 배열에서 각각의 N극과 N극이 이웃하는 빈 공간에 S극이 착자되고, 각각의 S극과 S극이 이웃하는 빈 공간에 N극이 착자된다. 여기에서 자화 방향은 빈 공간에 착자된 각각의 N극의 각 모서리와 연결된 각각의 S극으로 향한다.Referring to FIG. 3, in the arrangement of the permanent magnets in the flat plate 100 of the planar motor according to the present invention, in the arrangement of FIG. 2A, the S pole is magnetized in an empty space adjacent to each of the N pole and the N pole, The north pole is magnetized in an empty space adjacent to the south pole and the south pole. The magnetization direction here is directed to each S pole connected to each corner of each N pole magnetized in the empty space.

본 발명에 따른 평면 모터의 작용을 도 3 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the planar motor according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 5 as follows.

도 3을 참조하면, 먼저 N은 자화의 방향이 지면으로 들어가는 방향으로 착자된 영구 자석을 말하고, S는 자화의 방향이 지면에서 나오는 방향을 말하며, 각각의 화살표들은 화살표 방향으로 자화된 것을 표시한다.Referring to FIG. 3, first, N denotes a permanent magnet magnetized in a direction in which the direction of magnetization enters the ground, S denotes a direction in which the direction of magnetization exits from the ground, and each arrow indicates magnetization in the direction of the arrow. .

자기회로에서 영구 자석의 세기는 감자계의 세기(demagnetizing force)와 영구 자석의 자화방향으로 길이의 곱에 비례한다. 그리하여 도 3에서와 같이 도 2a의 빈공간에 영구 자석을 착자하여 삽입함으로써, 자기회로상에서 그 만큼 영구 자석의 세기를 크게할 수 있다. 삽입한 영구 자석은 등방성 자석을 착자하여 삽입한다.The strength of the permanent magnet in the magnetic circuit is proportional to the product of the demagnetizing force of the potato system and the length in the magnetization direction of the permanent magnet. Thus, by permanently magnetizing and inserting the permanent magnet into the empty space of FIG. 2A as in FIG. 3, the strength of the permanent magnet can be increased by that much on the magnetic circuit. The inserted permanent magnet magnetizes and inserts an isotropic magnet.

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 평면 모터의 평판에 영구 자석이 배열된 모습을 나타낸 평면도이다.4 is a plan view showing a state in which a permanent magnet is arranged on a flat plate of a flat motor according to a second embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 평면 모터의 평판(100)에 영구 자석의 배열은 도 2a의 배열에서 각각의 N극과 N극이 이웃하는 빈 공간에 S극이 착자되고, 각각의 S극과 S극이 이웃하는 빈 공간에 N극이 착자된다. 여기에서 자화 방향은 빈 공간에 착자된 각각의 N극의 모서리에 연결된 각각의 S극의 중앙부에서 N극의 중앙부로 향한다.Referring to FIG. 4, in the arrangement of the permanent magnets in the flat plate 100 of the planar motor according to the present invention, the S poles are magnetized in an empty space adjacent to each of the N poles and the N poles in the arrangement of FIG. 2A. The north pole is magnetized in an empty space adjacent to the south pole and the south pole. The magnetization direction here is directed from the center of each S pole connected to the corner of each N pole magnetized in the vacant space to the center of the N pole.

도 3 및 도 4에서, N은 자화의 방향이 지면으로 들어가는 방향으로 착자된 영구 자석을 말하고, S는 자화의 방향이 지면에서 나오는 방향을 말하며, 각각의 화살표들은 화살표 방향으로 자화된 것을 표시한다.3 and 4, N denotes a permanent magnet magnetized in a direction in which the direction of magnetization enters the ground, S denotes a direction in which the direction of magnetization emerges from the ground, and each arrow indicates magnetization in the direction of the arrow. .

자기회로에서 영구 자석의 세기는 감자계의 세기(demagnetizing force)와 영구 자석의 자화방향으로 길이의 곱에 비례한다. 그리하여 도 4에서와 같이 도 2a의빈공간에 영구 자석을 착자하여 삽입함으로써, 자기회로상에서 그 만큼 영구 자석의 세기를 크게할 수 있다. 삽입한 영구 자석은 등방성 자석을 착자하여 삽입한다.The strength of the permanent magnet in the magnetic circuit is proportional to the product of the demagnetizing force of the potato system and the length in the magnetization direction of the permanent magnet. Thus, by magnetizing and inserting the permanent magnet into the empty space of FIG. 2A as in FIG. 4, the strength of the permanent magnet can be increased by that much on the magnetic circuit. The inserted permanent magnet magnetizes and inserts an isotropic magnet.

도 5는 본 발명에 따른 평면 모터와 종래의 평면 모터의 자속량을 비교한 그래프이다.5 is a graph comparing the magnetic flux of the planar motor and the conventional planar motor according to the present invention.

영구 자석에 의해 여자되는 평면 모터의 출력 특성은 영구 자석에 의해 발생된 자속이 코일을 통과하는 자속량에 의해 결정되는 데, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 평면 모터가 종래의 도 2a와 도 2b와 같이 영구 자석이 배열된 평면 모터보다 큰 값의 자속량이 쇄교함을 알 수 있다.The output characteristic of the planar motor excited by the permanent magnet is determined by the amount of magnetic flux generated by the permanent magnet through the coil. As shown in FIG. It can be seen that the magnetic flux of a larger value than that of the planar motor in which the permanent magnets are arranged as shown in FIG.

따라서, 평판의 영구 자석의 배열을 달리하여 영구 자석의 사용률을 높힘과 동시에 자기회로상에서 누설 자속이 적은 영구 자석배열을 사용하여 공극에서의 자속 밀도를 크게해서 상대적으로 큰 출력을 평면 모터가 갖는다.Therefore, the planar motor has a relatively large output by increasing the magnetic flux density in the air gap by using a permanent magnet array having a low leakage magnetic flux on the magnetic circuit while increasing the utilization rate of the permanent magnet by changing the arrangement of the permanent magnets in the flat plate.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 영구 자석의 사용률을 높히면서도 자기회로상에서 누설 자속이 적은 영구 자석 배열을 사용함으로써 공극에서의 자속 밀도를 크기하여 상대적으로 큰 출력을 갖는다.According to the present invention configured as described above, by using a permanent magnet array with a low leakage magnetic flux on the magnetic circuit while increasing the use rate of the permanent magnet, the magnetic flux density in the gap has a relatively large output.

이상에서는, 본 발명의 실시예들에 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.In the above, the present invention has been described in accordance with the embodiments of the present invention, but those skilled in the art to which the present invention belongs, the changes and modifications within the scope without departing from the spirit of the present invention. Of course.

Claims

Each N-pole having a rectangular shape has an empty space and is sequentially magnetized, and each S-pole having a rectangular shape is sequentially magnetized at the lower end of each empty space, and each of the N-poles and the S-pole alternately line by line. In the flat motor consisting of a flat plate and a drive unit arranged along the way,

And the isotropic magnet is magnetized on the plate so that magnetic flux flows from the N pole to the S pole in the empty space adjacent to each of the N pole and the N pole.

Each N-pole having a rectangular shape has an empty space and is sequentially magnetized, and each S-pole having a rectangular shape is sequentially magnetized at the lower end of each empty space, and each of the N-poles and the S-pole alternately line by line. In the planar motor consisting of a flat plate and a drive unit arranged along the way,

In the flat plate, a quarter-sized isotropic magnet of the basic magnet is diagonally magnetized in the empty space adjacent to each of the N pole and the N pole, and four magnetic fluxes flow from the N pole to the S pole. Planar motor, characterized in that the magnet disposed.