KR100421388B1

KR100421388B1 - 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법

Info

Publication number: KR100421388B1
Application number: KR10-2001-0065121A
Authority: KR
Inventors: 박경배
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2004-03-09
Also published as: CN1414681A; CN1237683C; DE10248896A1; JP2003134787A; BR0204285A; JP3636450B2; US7157814B2; US20030102763A1; BRPI0204285B1; KR20030033377A

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명은 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 적층된 적층체와, 상기 적층체의 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 환형으로 형성되는 내주면홈에 결합된 유연성 연결링과, 상기 적층체의 양측면에 환형으로 형성되는 측면홈에 각각 삽입되는 고정링들을 포함하도록 구성하고, 또한 홈이 구비된 라미네이션 시트를 다수개 제작하는 단계와, 상기 라미네이션 시트를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 단위 적층체를 복수개 제작하는 단계와, 상기 단위 적층체를 구성하는 라미네이션 시트의 홈들에 의해 형성되는 단위 적층체의 직선홈에 유연성 연결링을 접합하여 그 단위 적층체를 연결하는 단계와, 상기 유연성 연결링이 구비된 단위 적층체를 호 형태로 밴딩하는 단계와, 상기 밴딩된 단위 적층체를 원통 형태로 다수개 연결하고 그 연결된 다수개의 단위 적층체들을 고정링으로 결합하는 단계를 포함하도록 진행하여 상기 고정자를 구성하는 적층체의 적층 작업을 간단하게 할 뿐만 아니라 작업 시간을 단축시킴으로써 부품의 조립 생산성을 높이고 제작 단가를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법{STATOR LAMINATING STRUCTURE AND METHOD IN RECIPROCATING MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 조립 작업을 간단하게 할 뿐만 아니라 조립 시간을 줄일 수 있도록 한 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터(Linear Motor)는 입체적인 구조를 갖는 보통 모터의 자속을 평면 형태로 만든 것으로, 평면 형태의 가동부가 평면의 고정부 위에 형성되는 자속(flux)의 변화에 따라서 평면 위를 직선적으로 움직이도록 한 것이다.

도 1, 2는 상기 왕복동식 모터의 일례를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 모터는 원통형으로 형성된 아우터 코어(Outer Core)(10) 및 상기 아우터 코어(10)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 코어(Inner Core)(20)로 구성되는 고정자(S)와, 상기 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(20)내부에 결합되는 권선 코일(30)과, 영구자석(41)이 구비되어 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(40)를 포함하여 구성되어 있다. 제시된 도면에서는 권선 코일이 아우터 코어에 결합된 구조이다.

상기한 바와 같은 왕복동식 모터는 권선 코일(30)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(30) 주변에 플럭스(Flux)가 형성되며 그 플럭스는 고정자(S)인 아우터 코어(10) 및 이너 코어(20)를 따라 폐 루프(Closed Loop)를 형성하게 된다. 상기 아우터 코어(10) 및 이너 코어(20)에 형성된 플럭스와 영구자석(41)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 영구자석(41)이 축 방향으로 힘을 받아 가동자(40)가 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에서 축 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면 상기 가동자(40)가 직선 왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 아우터 코어(10)는 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(11)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체이며 그 적층체는 고정링(12)에 의해 고정 결합된다. 그리고 그 원통 형태의 적층체는 그 단면이 디귿자 형태로 형성되는 패스부(a)와 그 패스부(a)의 양단에서 극을 형성하는 폴부(b)로 형성되며, 그 폴부(b)와 패스부(a)에 의해 형성되는 개구홈(H)의 내부에 권선 코일(30)이 위치하게 된다.

상기 이너 코어(20)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 소정 형상의 박판으로 그 양측면에 링홈(c)이 각각 구비된 라미네이션 시트(21)가 원통 형상을 이루도록 방사상으로 적층되어 이루어진다. 즉, 상기 라미네이션 시트(21)를 원통 형상의 틀에 낱장으로 원통 형태가 되도록 방사상으로 적층하고 그 원통 형태로 적층된 적층체에 라미네이션 시트의 링홈(c)에 의해 형성되는 환형 홈에 고정링(22)을 압입하여 그 적층체를 고정 결합하게 된다.

상기 가동자(40)는 일정 두께를 갖는 원통 형태의 자석 홀더(42)와 그 자석홀더(42)의 외주면에 일정 간격을 두고 고정 결합되는 다수개의 영구자석(41)으로 구성된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 고정자의 이너 코어(20)를 제작함에 있어 다수개의 라미네이션 시트(21)를 낱장으로 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층하게 되므로 적층 시간이 길고 적층 작업이 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 조립 작업을 간단하게 할 뿐만 아니라 조립 시간을 줄일 수 있도록 한 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법을 제공함에 있다.

도 1,2는 일반적인 왕복동식 모터의 일례를 도시한 정단면도 및 측면도,

도 3은 상기 왕복동식 모터를 구성하는 이너 코어를 제작하는 방법을 도시한 사시도,

도 4,5는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층구조가 구비된 왕복동식 모터의 정단면도 및 측면도,

도 6a,6b는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법을 순서적으로 각각 도시한 사시도,

도 7a,7b는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법의 다른 변형방법을 순서적으로 각각 도시한 사시도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

61 ; 라미네이션 시트 62 ; 유연성 연결링

63 ; 고정링 d ; 내주면홈

d1 ; 제1 홈 e ; 측면홈

e1 ; 제2 홈 U ; 단위 적층체

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 적층된 적층체와, 상기 적층체의 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 환형으로 형성되는 내주면홈에 결합된 유연성 연결링과, 상기 적층체의 양측면에 환형으로 형성되는 측면홈에 각각 삽입되는 고정링들을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층구조가 제공된다.

또한, 사각 형태의 박판 양측에 제1 홈이 형성되고 그 일측면에 제2 홈이 구비된 라미네이션 시트를 다수개 제작하는 단계와, 상기 라미네이션 시트를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 단위 적층체를 복수개 제작하는 단계와, 상기 단위 적층체를 구성하는 라미네이션 시트의 제2 홈들에 의해 형성되는 단위 적층체의 직선홈에 유연성 연결링을 접합하여 그 단위 적층체를 연결하는 단계와, 상기 유연성연결링이 구비된 단위 적층체를 호 형태로 밴딩하는 단계와, 상기 밴딩된 단위 적층체를 원통 형태로 다수개 연결하는 단계와, 상기 원통 형태로 연결된 다수개의 단위 적층체들을 구성하는 라미네이션 시트의 제1 홈들에 의해 형성되는 환형홈에 고정링을 결합하여 그 단위 적층체들을 고정하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층구조 및 그 방법을 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4, 5는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층구조의 일례가 구비된 왕복동식 모터를 도시한 것으로, 이를 참조하여 설명하면, 먼저 상기 왕복동식 모터는 아우터 코어(Outer Core)(10) 및 그 아우터 코어(10)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 코어(Inner Core)(60) 그리고 상기 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(60)에 결합되는 권선 코일(30)로 구성되는 고정자(S)와, 영구자석(41)이 구비되어 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(60)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(40)를 포함하여 구성된다. 제시된 도면에서는 권선 코일이 아우터 코어에 결합된 구조이다.

상기 아우터 코어(10)는 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(11)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체이며 그 적층체는 고정링(12)에 의해 고정 결합된다. 그리고 그 원통 형태의 적층체는 그 단면이 디귿자 형태로 형성되는 패스부(a)와 그 패스부(a)의 양단에 삼각 형태로 각각 형성되는 폴부(b)로 형성되며, 그 폴부(b)와 패스부(a)에 의해 형성되는개구홈(H)의 내부에 권선 코일(30)이 위치하게 된다.

상기 이너 코어(60)는 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(61)가 원통 형태를 이루도록 적층된 적층체와 상기 적층체의 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 환형으로 형성되는 내주면홈(d)에 결합된 유연성 연결링(62)과 상기 적층체의 양측면에 환형으로 형성되는 측면홈(e)에 각각 삽입되는 고정링(63)들을 포함하여 구성된다.

상기 이너 코어(60)를 구성하는 상기 라미네이션 시트(61)는 직사각형 형태로 형성됨이 바람직하고 그 직사각형 형태의 양측 짧은 변에 일정 폭과 깊이를 갖는 홈이 형성되며 그 일측 긴 변에 소정의 폭과 깊이를 갖는 홈이 형성된다. 상기 적층체의 내주면홈(d)은 그 적층체를 구성하는 라미네이션 시트(61)의 긴 변에 형성된 홈들에 의해 형성되고 그 적층체의 측면홈(e)은 그 적층체를 구성하는 라미네이션 시트(61)의 짧은 변에 형성된 홈들에 의해 형성된다.

상기 이너 코어의 고정링(63)은 상기 측면홈(e)의 형상에 상응하도록 환형으로 형성된다. 그리고 상기 유연성 연결링(62)은 다수개의 마디를 갖도록 형성되고 그 유연성 연결링(62)이 마디로 형성됨에 의해 상기 원통형 적층체는 원호 형태를 갖는 다수개의 단위 적층체로 이루어진다.

그리고, 도 6a, 6b는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법의 일예를 순서적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법은 먼저 사각 형태의 박판 양측에 제1 홈(e1)이 형성되고 그 일측면에 제2 홈(d1)이 구비된 라미네이션 시트(61)를 다수개 제작하는 단계가 진행된다.

이어, 상기 라미네이션 시트(61)를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 단위 적층체(U)를 복수개 제작하고 그 단위 적층체(U)를 구성하는 라미네이션 시트(61)의 제2 홈(d1)들에 의해 형성되는 단위 적층체(U)의 직선 형태의 홈, 즉 내주면홈(d)에 유연성 연결링(62)을 접합하여 그 단위 적층체(U)를 구성하는 다수개의 라미네이션 시트(61)를 연결하는 단계가 진행된다. 상기 유연성 연결링(62)은 용접에 의한 용접띠에 의해 형성됨이 바람직하다.

상기 유연성 연결링(62)이 구비된 단위 적층체(U)를 호 형태로 밴딩하는 단계가 진행된다. 이때, 상기 유연성 연결링(62)이 구비된 단위 적층체(U)의 면이 내측면이 되고 그 반대편면이 외측면이 되도록 밴딩하게 된다. 상기 원호 형태로 밴딩된 단위 적층체(U)의 내면측은 라미네이션 시트(61)들이 접촉된 상태가 되고 그 외측면은 라미네이션 시트(61)들의 간격이 벌어진 상태가 된다.

그리고 상기 밴딩된 단위 적층체(U)를 원통 형태가 되도록 다수개 연결하는 단계가 진행되고 상기 원통 형태로 연결된 다수개의 단위 적층체(U)들을 구성하는 라미네이션 시트(61)의 제1 홈(e1)들에 의해 형성되는 측면홈(e)에 고정링(63)을 결합하여 그 단위 적층체(U)들을 고정하는 단계가 진행된다. 상기 고정링(63)은 상기 다수개의 단위 적층체(U)들에 의해 형성되는 측면홈(e)의 형상과 상응하도록 환형으로 형성된다.

그리고, 도 7a, 7b는 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법의 일예를 순서적으로 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층방법은 사각 형태의 박판 양측에 제1 홈(e1)이 형성되고 그 일측면에 제2 홈(d1)이 구비된 라미네이션 시트(61)를 다수개 제작하는 단계가 진행되고 이어 상기 라미네이션 시트(61)를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 적층체를 제작하는 단계가 진행된다.

이어, 상기 적층체를 구성하는 라미네이션 시트(61)의 제2 홈(d1)들에 의해 형성되는 적층체의 직선 형태의 홈, 즉 내주면홈(d)에 유연성 연결링(62)을 접합하여 그 적층체를 연결하는 단계가 진행된다. 이때 상기 유연성 연결링(62)은 용접에 의한 용접띠에 의해 이루어짐이 바람직하다.

이어, 상기 유연성 연결링(62)이 구비된 적층체를 원통 형태로 밴딩하는 단계가 진행되고 상기 원통 형태의 적층체들을 구성하는 라미네이션 시트(61)의 제1 홈(e1)들에 의해 형성되는 환형 형태의 홈, 즉 측면홈(e)에 고정링(63)을 결합하여 그 적층체들을 고정하는 단계가 진행된다.

상기한 바와 같은 방법은 상기 고정자를 구성하는 아우터 코어(10) 및 이너 코어(60)에 모두 적용될 수 있다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터 고정자 적층구조 및 그 방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 왕복동식 모터는 권선 코일(30)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(30) 주변에 플럭스(Flux)가 형성되며 그플럭스는 고정자(S)인 아우터 코어(10) 및 이너 코어(60)를 따라 폐 루프(Closed Loop)를 형성하게 된다.

상기 아우터 코어(10) 및 이너 코어(60)에 형성된 플럭스와 영구자석(41)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 영구자석(41)이 축 방향으로 힘을 받아 가동자(40)가 아우터 코어(10)와 이너 코어(60)사이에서 축 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면 상기 가동자(40)가 직선 왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 플럭스가 흐르는 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(60)가 일자 형태의 육면체를 갖는 단위 적층체(U)를 다수개 제작하고 그 다수개의 단위 적층체(U)를 원호 형태가 되도록 각각 밴딩하며 그 다수개의 밴딩된 단위 적층체(U)를 원통형태로 되도록 적층하여 제작하게 되므로 적층 작업이 간단하고 수월하게 될 뿐만 아니라 작업 시간이 단축된다.

아울러, 상기 플럭스가 흐르는 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(60)가 일자 형태의 육면체를 갖도록 소정의 길이를 갖는 적층체를 제작하고 그 적층체를 원통 형태로 밴딩하며 그 밴딩된 적층체를 고정하여 제작하게 되므로 적층 작업이 간단하고 수월하게 될 뿐만 아니라 작업 시간이 단축된다.

그리고 상기 이너 코어(60)가 내면에 유연성 연결링(62)을 구비하도록 구성되어 다수개의 라미네이션 시트(61)가 적층된 적층체를 원통 형태로 밴딩하여 연결 고정하거나 또는 원호 형태로 밴딩하고 그 밴딩된 다수개의 적층체를 서로 연결 고정하여 구성이 가능하게 되므로 적층 작업이 간단하고 수월하게 될 뿐만 아니라 작업 시간이 단축된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 적층구조 및 그 방법은 고정자를 구성하는 적층체의 적층 작업이 간단하고 수월하게 될 뿐만 아니라 작업 시간이 단축됨으로써 부품의 조립 생산성을 높이고 제작 단가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트가 원통 형태를 이루도록 적층된 적층체와, 상기 적층체의 내주면에 소정의 폭과 깊이를 갖도록 환형으로 형성되는 내주면홈에 결합된 유연성 연결링과, 상기 적층체의 양측면에 환형으로 형성되는 측면홈에 각각 삽입되는 고정링들을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층구조.
제1항에 있어서, 상기 유연성 연결링은 다수개의 마디를 갖도록 형성되며 상기 적층체는 상기 유연성 연결링의 마디를 기준으로 하는 원호 형태의 단위 적층체들로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층구조.
사각 형태의 박판 양측에 제1 홈이 형성되고 그 일측면에 제2 홈이 구비된 라미네이션 시트를 다수개 제작하는 단계와, 상기 라미네이션 시트를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 단위 적층체를 복수개 제작하는 단계와, 상기 단위 적층체를 구성하는 라미네이션 시트의 제2 홈들에 의해 형성되는 단위 적층체의 직선홈에 유연성 연결링을 접합하여 그 단위 적층체를 연결하는 단계와, 상기 유연성 연결링이 구비된 단위 적층체를 호 형태로 밴딩하는 단계와, 상기 밴딩된 단위 적층체를 원통 형태로 다수개 연결하는 단계와, 상기 원통 형태로 연결된 다수개의 단위 적층체들을 구성하는 라미네이션 시트의 제1 홈들에 의해 형성되는 환형홈에고정링을 결합하여 그 단위 적층체들을 고정하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층방법.
사각 형태의 박판 양측에 제1 홈이 형성되고 그 일측면에 제2 홈이 구비된 라미네이션 시트를 다수개 제작하는 단계와, 상기 라미네이션 시트를 복수개 적층하여 육면체 형태를 이루는 적층체를 제작하는 단계와, 상기 단위 적층체를 구성하는 라미네이션 시트의 제2 홈들에 의해 형성되는 적층체의 직선홈에 유연성 연결링을 접합하여 그 적층체를 연결하는 단계와, 상기 유연성 연결링이 구비된 적층체를 원통 형태로 밴딩하는 단계와, 상기 원통 형태의 적층체들을 구성하는 라미네이션 시트의 제1 홈들에 의해 형성되는 환형홈에 고정링을 결합하여 그 적층체들을 고정하는 단계를 포함하여 진행함을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층방법.
제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 유연성 연결링은 용접에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 적층방법.