KR100381819B1 - Linear motor with electromagnetic clamper - Google Patents

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KR100381819B1
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김수현
곽윤근
김상채
정재성
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한국과학기술원
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Abstract

본 발명은 선형으로 정밀하게 이동하는 선형모터에 있어서, 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a linear motor using an electromagnet clamper in a linear motor moving linearly and precisely.

본 발명에 따르면, 압전체의 이동변위에 따라 선형으로 이동하는 선형모터에 있어서, 중간부에 전선(25)이 코일형태로 복수 회 감겨있고, 상기 전선(25)을 통해 인가되는 전류(92)의 흐름방향에 따라 자기장의 방향이 바뀌는 강자성체인 복수의 전자석 클램퍼(20)와, 상기 복수의 전자석 클램퍼(20)를 연결하며 신축되는 압전체(50) 및, 상기 복수의 전자석 클램퍼(20)의 양단부에 접하고 상기 복수의 전자석 클램퍼(20)의 이동을 안내하는 강자성체인 가이드블록(30)을 포함하며, 상기 전선(25)에 인가된 전류(92)의 방향에 따라 발생하는 자기장 루프(95)가 상기 전자석 클램퍼(20)와 상기 가이드블록(30)을 지나가도록 형성되어 상기 전자석 클램퍼(20)와 상기 가이드블록(30) 사이에 인력이 작용하거나, 혹은 상기 자기장 루프(96)가 상기 전자석 클램퍼(20)를 통해 외부로 형성되어 상기 전자석 클램퍼(20)와 상기 가이드블록(30)이 상대적으로 자유롭게 미끄러질 수 있는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터가 제공된다.According to the present invention, in a linear motor that moves linearly according to the displacement of the piezoelectric body, the wire 25 is wound in the form of a coil a plurality of times in the middle portion of the piezoelectric member, and the current 92 is applied through the wire 25. On both ends of the plurality of electromagnet clampers 20, which are ferromagnetic materials that change the direction of the magnetic field in accordance with the flow direction, the piezoelectric member 50 which stretches and connects the plurality of electromagnet clampers 20, and the plurality of electromagnet clampers 20, respectively. And a guide block 30 which is a ferromagnetic material that is in contact with and guides the movement of the electromagnet clampers 20. The magnetic field loop 95 which is generated in accordance with the direction of the current 92 applied to the wire 25 is It is formed to pass through the electromagnet clamper 20 and the guide block 30, the attraction force between the electromagnet clamper 20 and the guide block 30, or the magnetic field loop 96 is the electromagnet clamper 20 Outside) Is formed with a linear motor using a magnet clamper that can slide the magnet clamper 20 and the guide block 30 is relatively free to be provided.

Description

전자석 클램퍼를 이용한 선형모터{Linear motor with electromagnetic clamper}Linear motor with electromagnetic clamper

본 발명은 선형으로 이동하는 모터에 관한 것이며, 특히, 전자석 클램퍼와 압전체를 이용하여 매우 미소한 변위를 발생시킬 수 있는 정밀선형모터에 관한 것이다.The present invention relates to a motor moving linearly, and more particularly, to a precision linear motor capable of generating very small displacement by using an electromagnet clamper and a piezoelectric body.

현재 이용되는 선형모터는 크게 정밀서보모터, VCM(Voice Coil Motor), 압전체 모터로 구분할 수 있으며, 정밀서보모터는 회전운동을 하는 정밀서보모터에 리드 스크류를 부착하여 선형운동을 할 수 있는 장치이다. 이런 정밀서보모터는 이송속도가 빠르고 움직이는 범위가 넓은 장점이 있지만, 리드 스크류의 백래시(Backlash) 때문에 정밀도에 한계가 있다.Currently used linear motor can be classified into precision servo motor, VCM (Voice Coil Motor) and piezoelectric motor. Precision servo motor is a device that can perform linear motion by attaching lead screw to the precision servo motor which rotates. . Such a precision servomotor has the advantage of a fast feed speed and a wide range of movement, but the precision is limited due to the backlash of the lead screw.

한편, 도 1은 종래의 기술에 따른 VCM방식의 선형모터를 나타낸 개념도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 압전체를 이용한 관성구동방식의 이동변위를 나타낸 개념도이고, 도 3은 종래의 기술에 따른 압전체를 이용한 인치웜방식의 이동변위를 나타낸 개념도이다.On the other hand, Figure 1 is a conceptual diagram showing a linear motor of the VCM method according to the prior art, Figure 2 is a conceptual diagram showing the displacement of the inertial drive method using a piezoelectric body according to the prior art, Figure 3 according to the prior art It is a conceptual diagram showing the displacement of the inch worm type using a piezoelectric body.

도 1에 도시된 바와 같이, VCM방식은 코일(1)에 전류가 흐르면 코일(1)에 의해 생기는 자기장과 주위의 영구자석(2a, 2b)에 의한 자기장에 의해 코일(1)이 상하로 이동하게 된다. 이런 VCM모터는 정밀도가 높고 가격이 저렴한 장점이 있지만, 이동범위가 수 mm정도로 제한된다는 단점이 있다.As shown in FIG. 1, in the VCM method, when a current flows in the coil 1, the coil 1 moves up and down by a magnetic field generated by the coil 1 and a magnetic field caused by the surrounding permanent magnets 2a and 2b. Done. Such VCM motor has the advantage of high precision and low price, but has a disadvantage that the moving range is limited to several mm.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 이런 압전체를 이용한 선형모터는 두 가지 방식이 있는데, 관성구동방식 및 인치웜(Inchworm) 방식이 있다.As shown in Figures 2 and 3, there are two types of linear motor using such a piezoelectric material, an inertial drive method and an inchworm method.

도 2는 관성구동방식을 나타낸 도면으로서, 정지질량(5)과 관성질량(3) 및 압전체(4)를 포함하며, 압전체(4)가 느린 속도로 수축하다가 갑자기 팽창하게 되면 관성질량(3)의 관성력 때문에 정지질량(5)이 이동한다. 이러한 과정을 반복적으로 수행하여 이동변위를 축적하면 이론적으로 무한하게 긴 이동 범위를 갖게 된다. 이런 관성구동방식은 정밀도가 높고 이동범위가 넓지만, 이동속도가 느리다는 단점이 있다.FIG. 2 is a view showing an inertial driving method, which includes a stationary mass 5, an inertial mass 3, and a piezoelectric body 4. When the piezoelectric body 4 contracts at a slow speed and suddenly expands, the inertial mass 3 The stationary mass (5) moves because of the inertia force. If this process is repeated to accumulate displacement, the theoretically long moving range is obtained. Such inertial driving method has high precision and wide moving range, but has a disadvantage of slow moving speed.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 인치웜(Inchworm) 방식은 이동봉(9)의 길이방향과 수직을 이루는 방향에 제 1, 제 2 압전체(8a, 8b)가 위치하고, 이런 제 1, 제 2 압전체(8a, 8b)를 제 3 압전체(8c)가 연결한다. 따라서, 제 3 압전체(8c)는 이동봉(9)과 평행을 이룬다.In addition, as shown in Figure 3, Inchworm method (Inchworm) is the first and second piezoelectric body (8a, 8b) is located in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the moving rod (9), such first, second The third piezoelectric body 8c connects the piezoelectric bodies 8a and 8b. Thus, the third piezoelectric body 8c is parallel to the moving rod 9.

그리고, 첫단계에서는 도 3의 (a)에서와 같이, 제 1 압전체(8a)에 전압을 인가하여 제 1 압전체(8a)가 이동봉(9)을 클램핑하도록 한다. 이 때, 제 2, 제 3 압전체(8b, 8c)에는 전압을 인가하지 않는다.In the first step, as shown in FIG. 3A, a voltage is applied to the first piezoelectric material 8a so that the first piezoelectric material 8a clamps the moving rod 9. At this time, no voltage is applied to the second and third piezoelectric bodies 8b and 8c.

다음 단계에서는 도 3의 (b)에서와 같이, 제 3 압전체(8c)에 전압을 인가하여 제 3 압전체(8c)가 길이방향으로 신장되도록 변위시킨다. 이 때에도 제 1 압전체(8a)에는 계속적으로 전압이 인가되는 상태이고, 제 2 압전체(8b)에는 전압이 인가되지 않은 상태이다. 따라서, 제 1 압전체(8a)에 의해 클램핑된 이동봉(9)은 제3 압전체(8c)의 변위만큼 이동한다.In the next step, as shown in FIG. 3B, a voltage is applied to the third piezoelectric body 8c to displace the third piezoelectric body 8c in the longitudinal direction. At this time, the voltage is continuously applied to the first piezoelectric material 8a, and the voltage is not applied to the second piezoelectric material 8b. Therefore, the moving rod 9 clamped by the first piezoelectric body 8a moves by the displacement of the third piezoelectric body 8c.

다음 단계에는 도 3의 (c)에서와 같이, 제 1 압전체(8a)에 인가되는 전압을 차단하고 제 2 압전체(8b)에 전압을 인가한다. 그러면, 이동봉(9)은 제 2 압전체(8b)에 의해 클램핑된다.In the next step, as shown in FIG. 3C, the voltage applied to the first piezoelectric body 8a is cut off and the voltage is applied to the second piezoelectric body 8b. Then, the moving rod 9 is clamped by the second piezoelectric body 8b.

다음 단계에는 도 3의 (d)와 같이, 제 3 압전체(8c)에 인가된 전압을 차단한다. 이 때, 제 2 압전체(8b)에는 계속적으로 전압이 인가되어 이동봉(9)을 클램핑한다. 이런 도 3의 (a), (b), (c), (d)의 4 단계가 수행됨에 따라, 이동봉(9)은 1피치(P) 즉, 제 3 압전체(8c)의 변위만큼 이동한다.In the next step, as shown in FIG. 3D, the voltage applied to the third piezoelectric material 8c is cut off. At this time, a voltage is continuously applied to the second piezoelectric material 8b to clamp the moving rod 9. As the four steps of (a), (b), (c), and (d) of FIG. 3 are performed, the movable rod 9 moves by one pitch P, that is, by the displacement of the third piezoelectric body 8c. .

이러한 인치웜방식은 최소 3개의 압전체(8a, 8b, 8c)가 필요하며, 이동봉(9)의 클램핑시에 슬라이딩이 발생할 수 있다는 단점이 있다.The inch worm method requires at least three piezoelectric bodies 8a, 8b, and 8c, and has a disadvantage in that sliding may occur during clamping of the movable rod 9.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 전자기력을 이용하여 큰 힘으로 구조물을 바닥에 클램핑시키고, 높은 주파수에서도 구동이 가능한 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is provided to solve the problems of the prior art as described above, to provide a linear motor using an electromagnet clamper that can be clamped to the floor with a large force by using an electromagnetic force, and can be driven at a high frequency. There is this.

도 1은 종래의 기술에 따른 VCM방식의 선형모터를 나타낸 개념도이고,1 is a conceptual diagram showing a linear motor of the VCM method according to the prior art,

도 2는 종래의 기술에 따른 압전체를 이용한 관성구동방식의 이동변위를 나타낸 개념도이고,2 is a conceptual diagram showing the displacement of the inertial drive method using a piezoelectric body according to the prior art,

도 3은 종래의 기술에 따른 압전체를 이용한 인치웜방식의 이동변위를 나타낸 개념도이고,3 is a conceptual diagram showing a displacement displacement of the inch worm method using a piezoelectric body according to the prior art,

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터를 나타낸 개념도이고,4 is a conceptual diagram illustrating a linear motor using an electromagnet clamper according to an embodiment of the present invention,

도 5는 도 4에 도시된 전자석 클램퍼에 작동원리를 나타낸 개념도이며,FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an operating principle of the electromagnet clamper shown in FIG. 4;

도 6은 도 4에 도시된 압전체의 이동변위에 따른 이동모드를 나타낸 개념도이다.FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a movement mode according to a displacement of the piezoelectric body illustrated in FIG. 4.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠

1 : 코일 4, 8a, 8b, 8c, 50 : 압전체1: coil 4, 8a, 8b, 8c, 50: piezoelectric body

9 : 이동봉 20 : 전자석 클램퍼9: moving rod 20: electromagnet clamper

21 : 접촉부 23 : 코어21: contact 23: core

25 : 전선 30 : V블록25: wire 30: V block

32 : V홈 40 : 영구자석32: V groove 40: permanent magnet

95, 96 : 자기장 루프 95a, 96a : 코어에 발생한 자기장95, 96: magnetic field loop 95a, 96a: magnetic field generated in the core

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 압전체의 이동변위에 따라 선형으로 이동하는 선형모터에 있어서, 중간부에 전선이 코일형태로 복수 회 감겨있고, 상기 전선을 통해 인가되는 전류의 흐름방향에 따라 자기장의 방향이 바뀌는 강자성체인 복수의 전자석 클램퍼와, 상기 복수의 전자석 클램퍼를 연결하며 신축되는 압전체 및, 상기 복수의 전자석 클램퍼의 양단부에 접하고 상기 복수의 전자석 클램퍼의 이동을 안내하는 강자성체인 가이드블록을 포함하며, 상기 전선에 인가된 전류의 방향에 따라 발생하는 자기장 루프가 상기 전자석 클램퍼와 상기 가이드블록을 지나가도록 형성되어 상기 전자석 클램퍼와 상기 가이드블록 사이에 인력이 작용하거나, 혹은 상기 자기장 루프가 상기 전자석 클램퍼를 통해 외부로 형성되어 상기 전자석 클램퍼와 상기 가이드블록이 상대적으로 자유롭게 미끄러지는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터가 제공된다.According to the present invention for achieving the object as described above, in the linear motor that moves linearly according to the displacement of the piezoelectric body, the wire is wound a plurality of times in the form of a coil in the middle portion, the current of the current applied through the wire A plurality of electromagnet clampers which are ferromagnetic bodies whose direction of the magnetic field is changed in accordance with the flow direction, a piezoelectric body which is stretched by connecting the plurality of electromagnet clampers, and a ferromagnetic body which is in contact with both ends of the plurality of electromagnet clampers and guides the movement of the plurality of electromagnet clampers And a guide block, and a magnetic field loop generated according to the direction of the current applied to the wire passes through the electromagnet clamper and the guide block so that an attraction force acts between the electromagnet clamper and the guide block, or A magnetic field loop is formed outward through the electromagnet clamper For example, a linear motor using an electromagnet clamper in which the electromagnet clamper and the guide block slide relatively freely is provided.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 전자석 클램퍼는 양단에 위치한 삼각기둥 형상의 두 개의 접촉부와, 상기 두 개의 접촉부의 한 사각면이 서로 평행하도록 연결하며 상기 전선이 감싸여 있는 코어 및, 상기 접촉부의 상부를 향한 사각면에 고정되는 영구자석을 포함하며, 상기 접촉부의 하부를 향한 사각면은 상기 가이드블록에 접한다.In addition, according to the present invention, the electromagnet clamper is connected to the two contact portions of the triangular prism shape located at both ends, the one square surface of the two contact portion parallel to each other and the core wrapped around the wire, and the upper portion of the contact portion It includes a permanent magnet fixed to the square face toward, the square face toward the bottom of the contact portion is in contact with the guide block.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 가이드블록에는 상기 압전체의 길이방향으로 V형상의 홈이 형성되고, 상기 홈의 경사면은 상기 접촉부의 하부를 향한 사각면의 경사각과 동일하다.Further, according to the present invention, the guide block is formed with a V-shaped groove in the longitudinal direction of the piezoelectric body, the inclined surface of the groove is equal to the inclination angle of the square surface toward the lower portion of the contact portion.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 복수의 전자석 클램퍼 중에서 어느 한 전자석 클램퍼는 상기 가이드블록에 부착되고 다른 한 전자석 클램퍼는 자유롭게 이동 가능하도록 전류가 각각의 전자석 클램퍼에 인가되며, 상기 압전체의 신축에 의해 상기 자유롭게 이동 가능한 전자석 클램퍼가 상기 압전체의 이동변위만큼 이동하는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터가 제공된다.According to the present invention, an electromagnet clamper of the plurality of electromagnet clampers is attached to the guide block, and the other electromagnet clamper is applied to each electromagnet clamper so as to be free to move. A linear motor using an electromagnet clamper in which a freely movable electromagnet clamper moves by the displacement of the piezoelectric body is provided.

아래에서, 본 발명에 따른 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.In the following, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of a linear motor using an electromagnet clamper according to the present invention will be described in detail.

도면에서, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터를 나타낸 개념도이고, 도 5는 도 4에 도시된 전자석 클램퍼에 작동원리를 나타낸 개념도이며, 도 6은 도 4에 도시된 압전체의 이동변위에 따른 이동모드를 나타낸 개념도이다.4 is a conceptual diagram illustrating a linear motor using an electromagnet clamper according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a conceptual diagram showing an operating principle of the electromagnet clamper shown in FIG. 4, and FIG. 6 is shown in FIG. 4. It is a conceptual diagram which shows the movement mode according to the displacement of the piezoelectric body.

도 4에 도시된 바와 같이, 압전체(50)의 변위이동 방향으로 V홈(32)이 형성된 V블록(30)이 위치한다. 그리고, 전자석 클램퍼(20)가 V블록(30)의 V홈(32)의 비스듬한 양쪽 경사면에 접하도록 위치한다. 전자석 클램퍼(20)는 양단부에 삼각기둥 형상의 접촉부(21)와 이런 두 접촉부(21)를 연결하는 코어(23)를 포함하며, V블록(30)의 V홈(32)의 경사면과 접촉부(21)의 접촉면은 서로 대응하는 경사각을 가지면서 접한다. 이 때, 두 접촉부(21)의 형상을 보면, 삼각기둥이 가지는 3개의 사각면 중에서 한 면이 서로 마주보면서 대칭되도록 위치하고, 다른 두 개의 사각면은 상하부를 향하도록 위치한다. 코어(23)는 두 접촉부(21)의 서로 마주보는 사각면의 중간부를 연결한다.As shown in FIG. 4, the V block 30 having the V groove 32 formed in the displacement movement direction of the piezoelectric body 50 is positioned. Then, the electromagnet clamper 20 is positioned to be in contact with both of the inclined surfaces of the V-groove 32 of the V-block 30. The electromagnet clamper 20 includes a triangular prism contact portion 21 and a core 23 connecting the two contact portions 21 at both ends, and the inclined surface and the contact portion of the V groove 32 of the V block 30 ( 21) are in contact with each other having a corresponding inclination angle. At this time, when looking at the shape of the two contact portion 21, one of the three quadrangular surface having a triangular prism is located so as to be symmetrical facing each other, the other two rectangular surfaces are positioned to face up and down. The core 23 connects the middle portions of the two contact portions 21 facing each other with the quadrangles.

이런 두 개의 전자석 클램퍼(20)가 V블록(30)의 V홈(32)에 위치하며, 압전체(50)가 이런 전자석 클램퍼(20)의 각각의 코어(23)를 서로 연결한다. 한편, 이런 전자석 클램퍼(20) 및 V블록(30)은 강자성체 물질이다.These two electromagnet clampers 20 are located in the V groove 32 of the V block 30, and the piezoelectric member 50 connects each core 23 of the electromagnet clamper 20 to each other. On the other hand, the electromagnet clamper 20 and the V block 30 is a ferromagnetic material.

그리고, 전선(25)이 각각의 전자석 클램퍼(20)의 코어(23)의 둘레를 솔레노이드(Solenoid) 코일의 형태로 감고 있다. 따라서, 전선(25)을 따라 흐르는 전류의흐름방향에 따라 전자석 클램퍼(20)에 발생하는 자기장의 방향이 결정된다. 이런 전류(92)의 흐름방향에 따라 전자석 클램퍼(20)의 접촉부(21)는 V블록(30)의 V홈(32)의 안쪽에 경사면과 인력에 의해 고정되거나, 또는 자유롭게 이동되도록 안착되어 있는 상태가 되는데, 이는 아래의 작동관계에서 상세히 설명하겠다.The wire 25 is wound around the core 23 of each electromagnet clamper 20 in the form of a solenoid coil. Therefore, the direction of the magnetic field generated in the electromagnet clamper 20 is determined according to the flow direction of the current flowing along the wire 25. According to the flow direction of the current 92, the contact portion 21 of the electromagnet clamper 20 is fixed to the inside of the V-groove 32 of the V-block 30 by the inclined surface and the attraction force, or is seated to move freely State, which will be described in detail in the operating relationship below.

한편, 삼각기둥 형태를 가지는 접촉부(21)의 하부를 향한 사각면은 V홈(32)의 경사면에 접하고, 상부를 향한 사각면에는 영구자석(40)이 고정된다. 따라서, 영구자석(40)의 위치는 V홈(32)의 개방부의 양쪽에 위치한다.On the other hand, the square surface facing the lower portion of the contact portion 21 having a triangular prism form is in contact with the inclined surface of the V groove 32, the permanent magnet 40 is fixed to the square surface facing upward. Thus, the position of the permanent magnet 40 is located on both sides of the opening of the V groove 32.

이상과 같이 구성된 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터의 작동관계에 대하여 상세히 설명하겠다.The operation relationship of the linear motor using the electromagnet clamper configured as described above will be described in detail.

도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 전자석 클램퍼(20)의 코어(23)에 형성된 자기장(95a, 96a)의 방향은 전류(92)의 흐름방향에 따라 바뀐다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the directions of the magnetic fields 95a and 96a formed in the core 23 of the electromagnet clamper 20 change depending on the flow direction of the current 92.

도 5의 (a)에서는 영구자석(40)의 자기장(96b, 96c)과 코어(23)에 발생하는 자기장(96a)은 V블록(30)으로 통과하지 않고, 전자석 클램퍼(20)의 한 쪽 단부로부터 외부로 빠져 나와 다른 쪽 단부로 다시 들어가는 자기장 루프(96)를 형성한다. 따라서, 자기장 루프(96)는 V블록(30)을 통과하지 않기 때문에 전자석 클램퍼(20)와 V블록(30)의 사이에는 극히 미소한 인력이 작용하기는 하지만, 자유롭게 미끄러질 수 있는 상태가 된다.In FIG. 5A, the magnetic fields 96b and 96c of the permanent magnet 40 and the magnetic field 96a generated in the core 23 do not pass through the V block 30, but on one side of the electromagnet clamper 20. A magnetic field loop 96 is formed which exits from the end and exits back to the other end. Therefore, since the magnetic field loop 96 does not pass through the V block 30, an extremely small attraction force acts between the electromagnet clamper 20 and the V block 30, but it is in a state that can freely slide.

그리고, 도 5의 (b)에서는 영구자석(40)의 자기장(41)과 코어(23)에 발생하는 자기장(95a)이 더해져서 전자석 클램퍼(20)의 한 쪽 단부를 통해 V블록(30)으로 빠져나가며, 빠져나간 자기장(95b)은 V블록(30)을 통과하여 다시 전자석클램퍼(20)의 타단부로 들어온다(95c). 따라서, 자기장 루프(95)는 전자석 클램퍼(20)와 V블록(30)을 거쳐 형성되고, 자기장은 이런 루프(95)를 통해 흐르면서 전자석 클램퍼(20)와 V블록(30)의 사이에 인력이 발생한다.In FIG. 5B, the magnetic field 41 of the permanent magnet 40 and the magnetic field 95a generated in the core 23 are added to the V block 30 through one end of the electromagnet clamper 20. The magnetic field 95b exits through the V block 30 and enters the other end of the electromagnet clamper 20 again (95c). Therefore, the magnetic field loop 95 is formed through the electromagnet clamper 20 and the V block 30, and the magnetic field flows through the loop 95 while attracting force between the electromagnet clamper 20 and the V block 30. Occurs.

따라서, 도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 전류(92)의 흐름방향에 따라서 전자석 클램퍼(20)가 V블록(30)의 V홈(32)에 부착되거나 또는 V블록(30)의 V홈(32)에 자유로운 상태로 위치한다.Therefore, as shown in FIGS. 5A and 5B, the electromagnet clamper 20 is attached to the V-groove 32 of the V-block 30 or the V-block according to the flow direction of the current 92. It is located in the V groove 32 of the free state (30).

한편, 도 6을 참조하여 압전체의 이동변위에 따라 이동모드를 설명하겠다.On the other hand, with reference to Figure 6 will be described the movement mode according to the displacement of the piezoelectric body.

우선, 전선(25)에 인가되는 전류의 흐름방향을 정의하면, 전자석 클램퍼(20)가 V블록(30)에 부착될 때의 전류의 흐름을 '순방향'이라 하고, 전자석 클램퍼(20)가 V블록(30)의 V홈(32)의 안쪽에서 자유로운 상태로 있을때의 전류의 흐름을 '역방향'이라 정의한다. 그리고, 도 6에서 도시된 두 전자석 클램퍼(20) 중에서 왼쪽 전자석 클램퍼(이하에서는 '좌측 클램퍼'라 칭함.)(20L)가 이동체이다.First, when the flow direction of the current applied to the wire 25 is defined, the flow of the current when the electromagnet clamper 20 is attached to the V block 30 is called 'forward direction', and the electromagnet clamper 20 is V The flow of current when it is free inside the V-groove 32 of the block 30 is defined as 'reverse direction'. The left electromagnet clamper (hereinafter, referred to as a 'left clamper') 20L among the two electromagnet clampers 20 shown in FIG. 6 is a movable body.

도 6의 (a)는 오른쪽 전자석 클램퍼('우측 클램퍼'라 칭함)(20R)에 순방향의 전류를 인가하여 V블록(30)에 우측 클램퍼(20R)가 부착되도록 한다. 이 때, 좌측 클램퍼(20L)에는 역방향의 전류가 인가되어 좌측 클램퍼(20L)는 자유로운 상태로 V블록(30)의 V홈(32)에 안착된다.FIG. 6A illustrates that the right clamper 20R is attached to the V block 30 by applying a forward current to the right electromagnet clamper (referred to as a 'right clamper') 20R. At this time, a reverse direction current is applied to the left clamper 20L, and the left clamper 20L is seated in the V-groove 32 of the V block 30 in a free state.

그리고, 도 6의 (b)는 압전체(50)에 전압을 인가하여 압전체(50)가 이동변위만큼 신장되도록 한다. 그러면, 압전체(50)에 고정된 좌측 클램퍼(20L)는 압전체(50)의 이동변위만큼 이동한다.In FIG. 6B, a voltage is applied to the piezoelectric member 50 so that the piezoelectric member 50 is extended by the displacement. Then, the left clamper 20L fixed to the piezoelectric body 50 moves by the displacement of the piezoelectric body 50.

그리고, 도 6의 (c)는 좌측 클램퍼(20L)에 순방향의 전류(92)가 흐르도록 전류(92)의 흐름방향을 전환한다. 그러면, 좌측 클램퍼(20L)는 압전체(50)의 이동변위만큼 전진한 상태에서 V블록(30)에 부착된다. 이와 동시에, 우측 클램퍼(20R)가 자유로운 상태가 되도록 역방향의 전류가 흐르도록 전류의 흐름방향을 전환한다.6C, the flow direction of the current 92 is switched so that the current 92 in the forward direction flows through the left clamper 20L. Then, the left clamper 20L is attached to the V block 30 in the state of advancing by the displacement of the piezoelectric body 50. At the same time, the flow direction of the current is switched so that the reverse current flows so that the right clamper 20R is free.

이런 상태에서 도 6의 (d)와 같이, 압전체(50)에 인가되는 전압을 제거하면 압전체(50)는 수축한다. 그러면, 자유로운 상태의 우측 클램퍼(20R)는 압전체(50)의 신축에 의해 발생하는 이동변위만큼 전진한다. 이러한 도 6의 (a), (b), (c), (d)의 과정을 반복하여 수행하면, 좌측 클램퍼(20L)의 이동체는 압전체(50)의 이동변위만큼씩 선형으로 전진한다.In this state, as shown in FIG. 6D, when the voltage applied to the piezoelectric body 50 is removed, the piezoelectric body 50 contracts. Then, the right clamper 20R in the free state is advanced by the movement displacement generated by the expansion and contraction of the piezoelectric body 50. When the processes of FIGS. 6 (a), 6 (b), 6 (c) and 6 (d) are repeatedly performed, the moving body of the left clamper 20L linearly advances by the displacement of the piezoelectric body 50.

또한, 좌우측 클램퍼(20L, 20R)가 V블록(30)에 부착될 때, 영구자석(40)과 코일에 발생한 각각의 자기력이 합한 힘으로 V블록(30)에 부착됨에 따라, 좌우측 클램퍼(20L, 20R)는 V블록(30)에 강력하게 부착되어 미끄러지지 않는다.In addition, when the left and right clampers 20L and 20R are attached to the V block 30, the respective magnetic forces generated in the permanent magnet 40 and the coil are attached to the V block 30 with the combined force of the left and right clampers 20L. , 20R is strongly attached to the V block 30 and does not slip.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터는 강력한 전자석 클램퍼로 인하여 압전체의 이동변위에 따른 슬라이딩이 발생하지 않기 때문에 선형모터의 신뢰도가 높다는 장점이 있다.As described in detail above, the linear motor using the electromagnet clamper of the present invention has an advantage that the linear motor has high reliability because no sliding occurs due to the displacement of the piezoelectric body due to the strong electromagnet clamper.

또한, 강력한 전자석 클램퍼에 의해 압전체의 이동을 신속하게 이룰 수 있어 이동속도가 빠르다는 장점이 있다.In addition, the strong electromagnet clamper has the advantage that the movement of the piezoelectric can be achieved quickly, the moving speed is fast.

이상에서 본 발명의 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical idea of the linear motor using the electromagnet clamper of the present invention has been described above with the accompanying drawings, but this is only illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person having ordinary skill in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

Claims (4)

압전체의 이동변위에 따라 선형으로 이동하는 선형모터에 있어서,In a linear motor moving linearly according to the displacement of the piezoelectric body, 선형의 홈이 형성된 가이드 블록과,A guide block formed with a linear groove, 상기 가이드 블록의 홈의 내부에 위치하여 상기 홈의 길이를 따라 이동하는 복수의 전자석 클램퍼 및,A plurality of electromagnet clampers positioned inside the grooves of the guide block and moving along the length of the grooves; 상기 복수의 전자석 클램퍼를 연결하며 상기 홈의 길이방향으로 신축하는 압전체를 포함하며,A piezoelectric member which connects the plurality of electromagnet clampers and stretches in the longitudinal direction of the groove, 상기 전자석 클램퍼는 상기 가이드 블록의 홈에서 상호 마주하는 내측면에 각각 접하여 위치하는 2개의 접촉부와, 상기 2개의 접촉부에 양단이 각각 고정되며 코일에 감싸인 코어 및, 상기 접촉부에서 상기 홈의 개방부 쪽을 향한 부위에 고정된 자석을 구비한 것을 특징으로 하는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터.The electromagnet clamper includes two contact portions positioned in contact with inner surfaces facing each other in the groove of the guide block, a core fixed at both ends to the two contact portions, respectively, wrapped in a coil, and an opening portion of the groove at the contact portion. Linear motor using an electromagnet clamper, characterized in that it has a magnet fixed to the portion facing toward. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가이드블록의 홈은 그 내측면이 경사진 V홈인 것을 특징으로 하는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터.The groove of the guide block is a linear motor using an electromagnet clamper, characterized in that the inner surface is inclined V groove. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 접촉부는 삼각기둥의 형상으로서, 3개의 사각면 중에서 일면에는 상기 자석이 고정되고, 다른 일면은 상기 가이드 블록의 홈의 내측면에 접하여 위치하고, 또 다른 일면에는 코어의 일단이 고정된 것을 특징으로 하는 전자석 클램퍼를 이용한 선형모터.The contact portion has a shape of a triangular prism, the magnet is fixed to one surface of the three rectangular surfaces, the other surface is in contact with the inner surface of the groove of the guide block, the other surface is characterized in that one end of the core is fixed Linear motor using electromagnet clamper. 삭제delete
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