KR100386267B1 - Apparatus for fixing magnet of linear motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 마그네트의 내측면이 접촉될 외주면이 평면지게 구비되도록 섬유재를 각진 형틀에 감은 후 경화시켜 통형으로 형성되는 마그네트 프레임과, 상기 마그네트 프레임의 외주 평면에 얹혀진 마그네트의 외측면을 섬유재로 감은 후 경화시켜 상기한 마그네트를 마그네트 프레임에 고정시키는 고정부재로 구성함으로써, 상기 마그네트 프레임과 마그네트가 용이하게 형성되어 생산비용이 절감되는 것은 물론 상기한 마그네트 프레임과 고정부재가 모두 탄성섬유로 되어 와전류 손실이 거의 없으므로 모터 효율이 향상되고 강도가 크게 향상되어 충돌시 마그네트 프레임이 파손되는 것을 방지하여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.The present invention relates to a magnet fixing device for a linear motor, and the present invention relates to a magnet frame which is formed in a tubular shape by winding a fiber material in an angular mold so that the outer circumferential surface to be contacted with the inner surface of the magnet is formed to be flat, and the magnet frame The outer surface of the magnet placed on the outer circumferential plane of the fiber by winding and then hardened by the configuration consisting of a fixing member for fixing the magnet to the magnet frame, the magnet frame and the magnet is easily formed to reduce the production cost as well as the Since both the magnet frame and the fixing member are made of elastic fibers, there is almost no eddy current loss, so that the motor efficiency is improved and the strength is greatly improved, thereby preventing the magnet frame from being damaged in the event of a collision, thereby increasing the reliability of the motor.
Description
본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것으로, 특히 마그네트 프레임을 평면지게 형성하여 마그네트를 용이하게 고정할 수 있도록 한 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet fixing device for a linear motor, and more particularly, to a magnet fixing device for a linear motor in which a magnet frame is formed to be flat to easily fix a magnet.
일반적으로 리니어 모터는 가동자가 직선으로 왕복운동을 하면서 직선형의 구동력을 발생하는 것으로, 고정자와 회전자가 모두 평면형으로 형성되는 평면형 리니어 모터와 고정자와 회전자가 원통형으로 형성되는 원통형 리니어 모터로 크게 구분할 수 있다.In general, the linear motor generates linear driving force while the mover linearly reciprocates. The linear motor may be classified into a planar linear motor in which both the stator and the rotor are formed in a flat shape, and a cylindrical linear motor in which the stator and the rotor are formed in a cylindrical shape. .
이 중에서 원통형 리니어 모터는 고정자가 내측 고정자와 외측 고정자로 이루어지고, 가동자가 그 양측 고정자 사이에 일정 공극을 두고 위치하여 왕복운동을 하도록 이루어져 있다.Among them, the cylindrical linear motor has a stator made up of an inner stator and an outer stator, and the mover is reciprocated by placing a predetermined gap between both stators.
도 1a 및 도 1b은 종래 리니어 모터를 개략적으로 보인 반단면도이다.1A and 1B are half sectional views schematically showing a conventional linear motor.
이에 도시된 바와 같이 종래의 리니어 모터는, 다수개의 스테이터 코어가 방사상으로 적층되어 원통형으로 형성되는 내측 고정자(1A) 및 그 내측 고정자(1A)와 일정 간극을 두고 외삽되도록 역시 다수개의 스테이터 코어가 방사상으로 적층되어 원통형으로 형성되는 외측 고정자(1B)로 이루어진 고정자(1)와, 상기 내측 고정자(1A)와 외측 고정자(1B) 사이의 공극에 삽입되어 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(2)로 구성되어 있다.As shown in the related art, in the conventional linear motor, a plurality of stator cores are radially so that a plurality of stator cores are radially stacked to be extrapolated with a predetermined gap between the inner stator 1A and the inner stator 1A. A stator 1 composed of an outer stator 1B stacked in a cylindrical shape and inserted into a gap between the inner stator 1A and the outer stator 1B and reciprocating in a straight line. Consists of.
상기 외측 고정자(1B)에는 외부로부터 전원이 인가되는 권선코일(1C)이 가동자(2)를 향하도록 내주면측에 장착되어 있다.The outer stator 1B is mounted on the inner circumferential surface side such that the winding coil 1C to which power is applied from the outside faces the movable element 2.
상기 가동자(2)는 비자성체인 스테인레스 계열의 금속이 원통모양으로 형성되어 구동력을 외부로 전달하는 마그네트 프레임(2A)과, 그 마그네트 프레임(2A)의 외주면에 부착 고정되어 내측 고정자(1A)와 외측 고정자(1B) 사이의 플럭스(flux)에 조응하는 다수개의 마그네트(2B)로 이루어져 있다.The mover (2) is formed of a non-magnetic stainless steel metal in a cylindrical shape, the magnet frame (2A) for transmitting the driving force to the outside, and fixed to the outer peripheral surface of the magnet frame (2A) fixed to the inner stator (1A) And a plurality of magnets 2B corresponding to the flux between the outer stator 1B and the outer stator 1B.
상기 마그네트(2B)는 그 접합면이 원형인 마그네트 프레임(2A)의 외주면에 상응하도록 정면투영시 원호모양으로 정밀 가공되어 접합되어 있다.The magnet 2B is precisely machined and joined in an arc shape during front projection so as to correspond to the outer circumferential surface of the magnet frame 2A having a circular joining surface.
도면중 미설명 부호인 3은 마그네트 고정링이다.In the drawings, reference numeral 3 denotes a magnet fixing ring.
상기와 같은 종래 리니어 모터는 다음과 같이 동작된다.The conventional linear motor as described above is operated as follows.
즉, 상기 외측 고정자(1B)의 권선코일(1C)에 전류가 인가되면, 그 권선코일(1C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측 고정자(1B)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(1A)로 흘렀다가 다시 외측 고정자(1B)의 타측 경로로 흐르는 폐 루프(closed loop)를 형성하게 된다.That is, when a current is applied to the winding coil 1C of the outer stator 1B, a flux is formed around the winding coil 1C to form the inner stator 1A along one path of the outer stator 1B. ) To form a closed loop that flows to the other path of the outer stator 1B.
이때, 상기 권선코일(1C)에 의해 형성되는 플럭스에 가동자(2)의 마그네트(2B)가 놓이게 되면 그 마그네트(2B)가 상기한 권선코일(1C)의 플럭스와 상호 작용하여 권선코일(1C)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 마그네트 프레임(2A)을 직선으로 왕복운동시키게 되는 것이었다.At this time, when the magnet 2B of the mover 2 is placed on the flux formed by the winding coil 1C, the magnet 2B interacts with the flux of the winding coil 1C and the winding coil 1C. The magnet frame 2A was reciprocated in a straight line while being pushed or pulled along the flux direction.
그러나, 상기와 같은 종래 리니어 모터에 있어서는, 상기 마그네트 프레임(2A)의 외주면이 원형으로 형성되어 이 마그네트 프레임(2A)에 부착되는 마그네트(2B)의 접촉면 역시 원호형으로 형성되어야 하나, 상기 마그네트(2B)를 일일이 원호형으로 정밀 가공하기가 우선 난해할 뿐만 아니라 상대적으로 고가인 마그네트(2B)를 절삭함으로써 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.또, 마그네트 프레임(2A)의 재질을 스테인레스 계열의 금속으로 제작함에 따라 와전류 손실이 증가하면서 모터의 성능이 저하하는 것은 물론 이상거동으로 인해 고정자(1)를 고정하는 구조물에 충돌할 때 자칫 파손될 우려가 있었다.However, in the conventional linear motor as described above, the outer circumferential surface of the magnet frame 2A is formed in a circular shape, and the contact surface of the magnet 2B attached to the magnet frame 2A should also be formed in an arc shape. It is not only difficult to precisely process 2B) into circular arcs, but also the production cost increases by cutting the relatively expensive magnet 2B. In addition, the material of the magnet frame 2A is made of stainless steel. As the metal is manufactured, as the eddy current loss increases, the performance of the motor is deteriorated, and as a result, an abnormal behavior causes damage to the structure when the stator 1 is fixed.
본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 모터의 마그네트 고정구조가 갖는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 마그네트를 마그네트 프레임에 용이하게 고정시킬 수 있는 리니어 모터의 마그네트 고정장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.또, 마그네트 프레임에서 와전류 손실을 줄여 모터 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 다른 구조물과의 충돌시 충격에 견딜 수 있는 리니어 모터의 마그네트 고정장치를 제공하려는데도 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the problems of the magnet fixing structure of the conventional linear motor as described above, and an object thereof is to provide a magnet fixing device of the linear motor which can easily fix the magnet to the magnet frame. In addition, the purpose of the present invention is to provide a magnet fastening device for the linear motor that can reduce the eddy current loss in the magnet frame to increase the motor performance as well as to withstand the impact of collision with other structures.
도 1a 및 도 1b은 종래 리니어 모터를 개략적으로 보인 반단면도.1A and 1B are half sectional views schematically showing a conventional linear motor.
도 2는 종래 리니어 모터의 가동자를 보인 분해사시도.Figure 2 is an exploded perspective view showing a mover of a conventional linear motor.
도 3은 본 발명 리니어 모터의 가동자를 파단하여 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view showing a breaker of the mover of the linear motor of the present invention.
도 4는 본 발명 리니어 모터의 가동자를 정면에서 보인 반단면도.Figure 4 is a half cross-sectional view showing the mover of the linear motor of the present invention from the front.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명 리니어 모터의 가동자에 대한 제작과정을 보인 사시도.5a to 5e is a perspective view showing a manufacturing process for the mover of the linear motor of the present invention.
도 6은 본 발명 리니어 모터의 가동자에 대한 변형예를 보인 종단면도.Figure 6 is a longitudinal sectional view showing a modification to the mover of the linear motor of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
11 : 마그네트 프레임(탄소섬유) 11a : 평면부11: magnet frame (carbon fiber) 11a: flat part
11b : 진원부 12 : 고정부재(탄소섬유)11b: epicenter 12: fixing member (carbon fiber)
13 : 지지부재 M : 마그네트13 support member M: magnet
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 마그네트가 접하는 부위의 외주면에는 평면부를 구비하고 그 평면부의 축방향 후측면은 상기한 마그네트의 후측면이 걸려 지지되는 단차부를 구비하도록 탄소섬유를 소정 형상의 형틀에 일정 두께로 감은 후 경화시켜 형성하는 마그네트 프레임과, 상기 마그네트 프레임의 외주면에 얹힌 마그네트가 그 마그네트 프레임에 고정되도록 지지하는 고정부재로 구성된 리니어 모터의 마그네트 고정장치가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the outer peripheral surface of the magnet contact portion is provided with a flat portion and the axial rear side of the plane portion of the carbon fiber in a mold having a predetermined shape so as to have a stepped portion supported by the rear side of the magnet A magnet fixing apparatus for a linear motor is provided, which includes a magnet frame formed by winding to a predetermined thickness and then hardening, and a fixing member for supporting a magnet mounted on an outer circumferential surface of the magnet frame to be fixed to the magnet frame.
이하, 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a magnet fixing apparatus for a linear motor according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 발명 리니어 모터의 가동자를 파단하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 리니어 모터의 가동자를 정면에서 보인 반단면도이다.Fig. 3 is a perspective view showing the mover of the linear motor of the present invention broken, and Fig. 4 is a half sectional view showing the mover of the linear motor of the present invention from the front.
이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치는, 내측 고정자(도 1에 도시)(1A)와 외측 고정자(도 1에 도시)(1B)의 사이에 일정공극을 두고 삽입되고 그 외주면이 평면지게 각진모양으로 형성되어 직육면체의 마그네트(M)가 원주방향으로 얹혀지는 마그네트 프레임(11)과, 그 마그네트 프레임(11)의 외주면에 얹혀진 마그네트(M)를 감아 고정시키는 고정부재(12)로 구성된다.As shown therein, the magnet fixing device of the linear motor according to the present invention is inserted with a predetermined gap between the inner stator (shown in FIG. 1) 1A and the outer stator (shown in FIG. 1) 1B, and The outer circumferential surface is formed in an angular shape to be flat, and the fixing member 12 for winding and fixing the magnet frame 11 on which the magnet M of the rectangular parallelepiped is placed in the circumferential direction, and the magnet M placed on the outer circumferential surface of the magnet frame 11. It is composed of
상기 마그네트 프레임(11)은 마그네트(M)가 부착될 위치가 미리 각지게 형성된 지그(G)의 외주면에 탄소섬유(carbon fiber)를 일정 두께로 감은 다음에 고온에서 가열시킨 후 냉각시켜 제작된다.The magnet frame 11 is manufactured by winding a carbon fiber to a predetermined thickness on the outer circumferential surface of the jig G in which a position to which the magnet M is attached is formed in advance, and then heating it at a high temperature and then cooling it.
또한, 상기 마그네트 프레임(11)의 외주면 중에서 마그네트(M)가 부착될 위치가 면절삭 형태의 평면부(11a)로 형성되고, 그 평면부(11a) 이외의 외주면은 상기한 평면부(11a)와 축방향으로 단차져 마그네트(M)의 축방향 일단이 걸려 지지되도록 하는 진원부(11b)가 형성된다.In addition, the position where the magnet M is to be attached from the outer circumferential surface of the magnet frame 11 is formed by a planar portion 11a having a surface cutting shape, and the outer circumferential surface other than the planar portion 11a is the flat portion 11a described above. And a rounded portion 11b is formed so as to be stepped in the axial direction so that the axial end of the magnet M is caught.
상기 고정부재(12)는 마그네트 프레임(11)에 얹힌 마그네트(M)를 감은 상태에서 역시 고온에서의 가열 및 냉각과정을 통해 경화되면서 상기한 각각의 마그네트(M)를 눌러 고정하는 탄소섬유로 이루어진다.The fixing member 12 is made of a carbon fiber to press and fix each of the magnets (M) while being cured by heating and cooling at a high temperature while the magnet (M) placed on the magnet frame 11 is wound. .
여기서, 도 6에서와 같이 상기 마그네트(M)의 일측은 마그네트 프레임(11)의 단차면(11c)에 걸려 지지 고정되는 반면 그 타측은 개구되므로 마그네트(M)를 보다 견고하게 고정하기 위하여 이 개구된 쪽에 환상으로 된 별도의 지지부재(13)를 밀착시킨 다음에 상기한 고정부재(12)로 감아 마그네트(M)와 함께 고정시킬 수도 있다.Here, as shown in FIG. 6, one side of the magnet M is caught and fixed to the stepped surface 11c of the magnet frame 11, while the other side thereof is opened, so that the opening is fixed to fix the magnet M more firmly. It is also possible to closely adhere to the annular support member 13 on the side, and then wound with the fixing member 12 to fix together with the magnet (M).
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
도면중 미설명 부호인 10은 가동자이다.In the figure, reference numeral 10 denotes an operator.
상기와 같은 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치가 갖는 작용효과는 다음과 같다.Effects of the magnet fixing device of the linear motor according to the present invention as described above are as follows.
먼저, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(11)에 평면부(11a)를 형성함에 있어 미리 평면부(미부호)를 갖도록 제작된 지그(G)의 외주면에 소요성 재질인 탄소섬유를 일정 두께로 감아 고온에서의 가열후 냉각을 통해 경화시킴으로써 상기한 평면부(11a)를 갖는 마그네트 프레임(11)을 제작하게 되므로 상기 마그네트 프레임(11)의 제작이 용이하게 될 수 있다.First, as shown in FIGS. 5A and 5B, in forming the planar portion 11a on the magnet frame 11, a required material is formed on the outer circumferential surface of the jig G manufactured to have a planar portion (unsigned) in advance. By winding the phosphor carbon fiber to a predetermined thickness and curing through heating at high temperature, the magnet frame 11 having the flat portion 11a may be manufactured, thereby making the magnet frame 11 easy to manufacture. .
또한, 도 5c 내지 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(11)의 평면부(11a)에 직육면체의 마그네트(M)를 올려 놓고 나서 역시 소요성 재질인 탄소섬유를 이용하여 그 마그네트(M)들을 감아 고정시키게 되므로 상기 마그네트(M)의 고정작업이 용이할 뿐만 아니라 각 마그네트(M)를 감아 고정하므로 그 고정상태가 견고하게 될 수 있다. 또, 상기 마그네트(M)가 직육면체로 형성됨에 따라 각각의 마그네트(M)를 가공하기가 용이하게 됨과 아울러 불필요하게 깍여 버려지는 양이 줄어들어 생산비용이 절감된다.In addition, as shown in Figure 5c to 5e, the magnet (M) of the rectangular parallelepiped on the planar portion (11a) of the magnet frame 11, and then the magnet (M) using carbon fiber, which is also required material ), So that the fixing of the magnet (M) is not only easy to fix, but also to secure each magnet (M), so that the fixed state can be secured. In addition, as the magnet (M) is formed into a rectangular parallelepiped, it is easy to process each magnet (M) and the amount of unnecessary cutting is reduced, thereby reducing the production cost.
또한, 상기 마그네트 프레임이(11)나 고정부재(12)가 모두 비자성체이면서 비전도체인 탄소섬유로 형성됨에 따라 모터 구동시 와전류손실(eddy current loss)이 거의 배제되어 모터 효율이 현저하게 상승될 수 있을 뿐만 아니라 강도가 크게 향상되어 주변의 구조물과 충돌하더라도 마그네트 프레임이 파손되는 것을 방지하여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.In addition, since the magnet frame 11 and the fixing member 12 are both made of non-magnetic and non-conductive carbon fiber, the eddy current loss is almost eliminated when the motor is driven, thereby significantly increasing the motor efficiency. In addition, the strength is greatly improved to prevent the magnet frame from being damaged even if it collides with the surrounding structure, thereby increasing the reliability of the motor.
본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치는, 직육면체의 마그네트가 얹혀지도록 평면부를 갖는 마그네트 프레임을 탄성섬유로 형성함과 아울러 그 마그네트 프레임에 얹힌 마그네트를 역시 탄성섬유로 감아 고정하도록 구성함으로써, 상기 마그네트 프레임과 마그네트가 용이하게 형성되어 생산비용이 절감되는 것은 물론 상기한 마그네트 프레임과 고정부재가 모두 탄성섬유로 되어 와전류 손실이 거의 없으므로 모터 효율이 향상되고 강도가 크게 향상되어 충돌시 마그네트 프레임이 파손되는 것을 방지하여 모터의 신뢰성을 높일 수 있다The magnet fixing device of the linear motor according to the present invention is formed by forming a magnet frame having a flat portion so that the magnet of the rectangular parallelepiped is made of elastic fibers, and is also configured to wind and fix the magnet placed on the magnet frame with elastic fibers. Since the frame and the magnet are easily formed, the production cost is reduced, and both the magnet frame and the fixing member are made of elastic fibers, so there is almost no eddy current loss. Therefore, the motor efficiency is improved and the strength is greatly improved. Can increase the reliability of the motor
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