KR100391288B1

KR100391288B1 - 가동코일형 리니어 직류모터

Info

Publication number: KR100391288B1
Application number: KR10-2000-0030702A
Authority: KR
Inventors: 진영환; 정재한
Original assignee: 삼익Lms주식회사
Priority date: 2000-06-05
Filing date: 2000-06-05
Publication date: 2003-07-12
Also published as: KR20010109920A

Abstract

본 발명의 가동코일형 리니어 직류모터는, 1개의 요크(2a 또는 2b)내에 인접하는 자석(3)들간에 극성을 다르게 하고, 공극을 사이에 두고 마주보는 요크(2a, 2b)간의 극성을 서로 다르게 배치한 고정자(1)와, 전기코일(13)에서 발생하는 열방출 효율을 높이면서 성형된 코일의 취부를 확실히 실현할 수 있는 이동자(10)를 구비하여 구성된다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명은 방열효과를 향상시키면서 전기코일의 취부를 확실히 실현할수 있다.

Description

가동코일형 리니어 직류모터{A MOVING COIL TYPE LINEAR DIRECT CURRENT MOTOR}

본 발명은 가동코일형 리니어 직류모터에 관한 것으로, 특히 영구자석의 N극과 S극을 인접방향과 대향방향으로 서로 상반되게 배열한 요크 2개를 일정한 간격으로 서로 마주보게 배치하고, 그 사이를 직선운동하는 열방출 효율을 높이면서 성형된 전기코일을 확실히 고정시킬 수 있는 이동자를 갖춘 가동코일형 리니어 직류모터를 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명과 관련한 유사한 종래의 기술이 기재되어 있는 일본국 특허출원 특원평2-311975호에 따르면, 방열효과를 높이면서 코일의 취부를 용이하게 하기 위해, 비자성체인 사각의 알루미늄 플레이트에 코일을 권취하고, 그 권취된 코일들은 3상이 1조가 되도록 볼트로 고정치구에 고정시켰다.

상기와 같이, 코일과 고정치구를 확실히 체결하기 위해 가해지는 큰 가압력을 완화하고, 절연을 위해 절연쉬트(sheet)를 삽입하여 취부하였으며, 코일에 발생하는 열을 냉각시키기 위해 내부의 알루미늄을 통해 자연냉각시키는 구조를 갖춘 것을 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기 볼트의 체결력만으로는 순간적으로 코일에 발생하는 큰 반력에 대한 코일의 흔들림을 완전히 억제하기 어렵다는 문제를 갖고 있다.

또한, 일본국 특허출원 특원평5-94409호에 따르면, 지지부재에 코일을 삽입하여 그 틈새에 고열전도재료와 접착제를 교대로 충진하여 코일을 고정하면서 방열효과를 향상시킨 특성을 가진 리니어 모터가 있지만, 이 또한 코일의 취부를 확실히 실현할 수 없다는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 방열효과를 향상시키면서 전기코일의 취부를 확실히 실현할 수 있는 구조를 갖춘 가동코일형 리니어 직류모터를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가동코일형 리니어 직류모터의 정면도,

도 2는 도 1에 나타낸 A-A선에 따른 단면도,

도 3은 도 2의 입체도,

도 4는 본 발명에 따른 전기코일과 고정플레이트의 결합 사시도,

도 5는 도 4에 나타낸 전기코일과 고정플레이트의 결합 완성도,

도 6은 도 5에 나타낸 전기코일과 고정플레이트의 조립완성품과 코일고정블록의 조립 사시도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 --- 고정자, 2a,2b --- 상부요크, 하부요크,

3 --- 영구자석, 4 --- 사이드 캡,

5 --- 공극, 6 --- 에폭시,

7 --- 이물질 방지판, 10 --- 이동자,

11 --- 코일고정블록, 11a --- 냉각구멍,

12 --- 고정플레이트, 13 --- 전기코일,

14 --- 고정볼트, 15 --- 고열전도재,

16 --- PCB.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 1개의 요크(2a 또는 2b)내에 인접하는 자석(3)들간에 극성을 다르게 하고, 공극을 사이에 두고 마주보는 요크(2a, 2b)간의 극성을 서로 다르게 배치한 고정자(1)와, 전기코일(13)에서 발생하는 열방출 효율을 높이면서 성형된 코일의 취부를 확실히 실현할 수 있는 이동자(10)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전기코일(13)은 3상이 1조가 되고, 추력을 향상시키기 위해 전기코일(13)을 3n(n: 정수)개로 늘리면 그 전기코일(13)의 수에 비례하여 추력을 얻을 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자(10)에 있어서, 전기코일의 취부방식은 고추력에 대해서도 전혀 흔들림이 발생하지 않는 기구적인 체결방식을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자(10)에 있어서, 전기코일(13)의 발열을 쉽게 방출시키기 위해, 열전도 경로의 구성부재로 방열재를 사용하고, 조립시에 각 부품간 접촉부에고열전도재(15)를 충진한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자(10)에 있어서, 유체에 의한 강제냉각을 위해, 냉각구멍(11a)을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동자(10)에 있어서, 용이한 배선과 이에 필요한 공간을 최소화 시키기 위해, 상기 전기코일(13)의 배열에 맞추어 곧바로 배선할 수 있는 PCB(16)를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적층된 전기코일(13)의 구속력을 부여하고, 외부 긁힘에 대해 코일 피복이 벗겨지는 것을 방지하기 위해, 에폭시 몰딩구조를 갖춘 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 전기코일(13)을 자성을 가진 이물질 등의 침입으로부터 보호하기 위해, 상기 용크(2a, 2b) 양단에 사이드 캡(4)과 이물질 방지판(7)을 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 방열효과를 향상시키면서 전기코일의 취부를 확실히 실현할 수 있다.

(실시예)

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 구성을 설명한다.

도 1은 리니어 모터의 정면도를 나타낸 것으로, 그 기본구성은 도시한 바와 같이 영구자석(3)을 부착한 상부요크(2a)와 하부요크(2b)로 구성되는 고정자(1) 사이에 성형된 전기코일(13)의 조합으로 구성된 이동자(10)가 공극(5) 사이를 비접촉으로 직선운동을 하는 구조로 이루어진다.

상기 고정자(1)는 도 2에 도시한 바와 같이, 1개의 요크(2a 또는 2b)에 영구자석(3; 이하 자석이라 칭함)들을 서로 다른 극성으로 순차적으로 부착하고, 에폭시(6)를 충진하여 고정시킨다. 여기서, 요크간 서로 마주보는 자석들도 극성이 서로 다르게 배치되도록 하여 상하요크를 볼트로 고정시킨다. 한편, 자성체를 가진 이물질 등의 침입으로부터 코일을 보호하기 위해 요크 양단에 사이드 캡(4)을 부착하고, 이동자(10)가 조립되는 요크 입구측에 이물질 방지판(7)을 부착하여 이물질에 의한 이동자의 손상이나 트러블을 방지하도록 실시한다.

상기 이동자는, 도 2에 도시한 바와 같이 전기코일(13; 이하 코일이라 칭함)들의 조합된 형태로 구성되어지고, 그 코일(13)은 도 4에 도시한 바와 같이 코일(13) 내부에 열전도성이 높은 고열전도재(15)를 도포한 후, 내부와 동일한 칫수를 가진 고정플레이트(12)를 삽입하여, 도 5에 도시한 바와 같이 완성시킨다.

그리고, 상기 완성된 코일 조립품은 도 6에 도시한 바와 같이, 코일고정블록(11)과 접촉되는 틈 사이에 고열전도재(15)를 충진한 후, 볼트(14)로 고정시킨다. 코일고정블록(11)의 이미 가공된 홈은 고정플레이트(12)와 끼워맞춤 공차로 조립되기 때문에, 추력에 의해 발생되는 코일의 흔들림을 확실히 잡아주며, 한편으로는 코일(13)간 배열피치를 등간격으로 유지할 수 있게 하는 특징을 갖는다.

또한, 이동자(10)의 작동으로 발생하는 코일의 열을 효과적으로 방출시키기 위해, 조립시에 각 부품간의 접촉부에 고열전도재(15)를 도포하고,코일고정블록(11)과 고정플레이트(12)는 열전도성이 좋은 알루미늄과 같은 방열재를 사용한다. 필요에 따라, 유체(예컨대, 공기, 물)를 사용하여 강제 대류를 통한 냉각을 위해 냉각구멍(11a)을 둔다.

또한, 상기와 같이 제작된 이동자(10)의 코일 배선을 용이하게 하기 위해, 도 2에 도시한 바와 같이 코일의 배열에 맞추어 곧바로 배선할 수 있는 구조를 갖춘 PCB(16)를 삽입시킨다.

더욱이, 코일을 외부에서 생기는 충격이나 물리적인 손상으로부터 보호하고, 상품성을 높이기 위해, 이동자(10)를 몰딩금형에 넣어 코일 표면에 접착강도가 우수한 에폭시(6)를 얇은 두께로 적층시킨다.

상기 기술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 코일은 3상이 1조가 되는데, 추력을 높이기 위해 코일을 3n개로 하여 직렬로 연결함으로써, 코일의 수에 비례하는 크기의 추력을 얻을 수 있고, PCB를 적용하여 코일 배선작업을 용이하게 할 수 있으며, 또한 코일의 고정구조가 간단하면서 크기가 작아 이동자의 관성이 작고, 이물질 방지구조의 고정자 구조로 유지보수가 불필요 하며, 에폭시 몰딩을 함으로써, 적층 코일간의 구속력을 높임과 동시에 외부의 물리적인 힘에 대한 보호기능이 강화된다.

Claims

1개의 요크(2a 또는 2b)내에 인접하는 자석(3)들간에 극성을 다르게 하고, 상기 자석(3)과 공극을 사이에 두고 마주보는 요크(2a, 2b)간의 극성을 서로 다르게 배치한 고정자(1)와,

전기코일(13)에서 발생하는 추력을 코일고정블록(11)에 확실히 전달하기 위해, 고정플레이트(12)를 상기 전기코일(13)과 코일고정블록(11)에 끼워맞춰 흔들림이 생기지 않게 견고히 잡아 강성을 높임과 더불어, 상기 전기코일(13)에서 발생하는 열을 상기 추력과 같은 경로로 냉각소스인 냉각구멍(11a)까지 효율적으로 전도시켜 강제적으로 공냉시키는 냉각구조를 가진 이동자(10)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 가동코일형 리니어 직류모터.

제1항에 있어서, 상기 전기코일(13)은 3상이 1조가 되고, 추력을 향상시키기 위해 상기 전기코일(13)을 3n(n: 정수)개로 늘리면 상기 전기코일(13)의 수에 비례하여 추력을 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 가동코일형 리니어 직류모터.

제1항에 있어서, 상기 전기코일(13)과 고정플레이트(12)를 서로 삽입하여 끼워맞춘 후, 고열전도재인 에폭시로 일체화시키고, 상기 일체화된 상기 고정플레이트(12)의 돌출부를 상기 코일고정블록(11)의 홈에 억지끼워맞춤 공차로 끼운 후, 고정볼트(14)로 견고하게 체결시킴으로써, 상기 전기코일(13)에서 발생하여 상기 고정플레이트(12)를 거쳐 상기 코일고정블록(11)으로 전달되는 추력에 대해서도 전혀 흔들림이 발생하지 않는 고강성의 이동자(10)를 갖춘 것을 특징으로 하는 가동코일형 리니어 직류모터.

제1항에 있어서, 상기 전기코일(13)에서 발생하는 발열을 쉽게 방출시키기 위해, 상기 고정플레이트(12)를 비자성체이면서 열전도성이 높은 알루미늄 재질을 사용하고, 상기 전기코일(13)과 고정플레이트(12) 사이의 접합부에 고열전도재(15)를 충진하여 접합과 함께 열전도성을 향상시켜 상기 에어 강제냉각기능을 갖는 코일고정블록(11)까지 열을 잘 절달할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 가동코일형 리니어 직류모터.

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제1항에 있어서, 상기 이동자(10)는 용이한 배선과 이에 필요한 공간을 최소화 시키기 위해, 상기 전기코일(13)의 배열에 맞추어 곧바로 배선할 수 있는 PCB(16)를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 가동코일형 리니어 직류모터

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