KR100429401B1

KR100429401B1 - 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100429401B1
Application number: KR10-2001-0070482A
Authority: KR
Inventors: 강준수
Original assignee: 세우산전(주)
Priority date: 2001-11-13
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2004-04-29
Also published as: KR20030039534A

Abstract

본 발명은 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 가동자의 제조과정에서 몰딩을 용이하게 실시할 수 있으며, 특히 몰딩시 발생하는 전기자 조립체의 휨 변형을 최소화하여 불량 발생률을 낮출 수 있도록 하는데, 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 자성체인 백 아이언(21)에 형성된 다수개의 자성체 코아(23)에 권선된 코일을 결선하고, 백 아이언(21)의 외측에 다수개의 홈부(211)를 형성한 후 각각의 홈부(211)에 브릿지(3)를 결합하여 전기자를 조립하는 단계와; 상기 전기자 조립체(4)의 백 아이언(21)을 금형의 일측에 결착시키는 단계와; 상기 금형을 고온으로 가열하고 여기에 고온에서 경화하는 에폭시 수지를 주입하여 경화시키는 몰딩단계를 포함하는 편측식 리니어모터용 가동자의 제조방법에 있어서, 상기 백 아이언(21)의 홈부(211)와 결합되는 브릿지(3)로 표면에 백 아이언(21)을 금형에 견고하게 결착시키기 위한 다수개의 나선공(33)이 형성된 돌출부(32)와 날개부(31)를 사용하되, 상기 백 아이언(21)의 양측 단부의 홈부(211)에 삽입되는 브릿지(3)로는 돌출부(32)에서 멀어질수록 그 두께가 점차 증가하는 형상을 갖는 날개부(31)가 일측면에만 형성된 것을 사용함을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자의 제조방법과 상기 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자를 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법{Mover for single linear motor and manufacturing method of the mover}

본 발명은 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편측식 선형모터용 가동자를 제조하는 과정에서 발생하는 전기자 조립체의 휨 변형을 최소화하여 불량 발생률을 낮출 수 있도록 함으로서 선형 모터의 조립 정밀도를 높일 수 있도록 한 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 편측식 선형모터는 내측에 다수개의 N극과 S극을 갖는 영구자석이 순차적으로 배열된 고정자와; 상기 고정자에 대항되도록 백 아이언 내측에 다수개의 코일유닛을 갖는 가동자로 이루어진다.

도 1에 종래 편측식 선형모터의 사시도를 나타내었으며, 도 2에는 도 1의 A-A 단면도를 도시하였다. 도시된 바와 같이 편측식 선형 모터는 내측에 다수개의 N극과 S극을 갖는 영구자석(11)이 순차적으로 배열된 고정자(1)와; 상기 고정자(1)에 대항되도록 다수개의 코일유닛(22)이 백 아이언(21) 내측에 형성된 가동자(2)로 이루어진다. 상기 도면에서 미설명부호 12는 하부 가드레일이고, 24는 상부 가드레일을 나타낸다.

상기 편측식 선형모터는 코일유닛(22)에 전류가 인가되면 코일유닛(22)을 구성하는 코일과 코아에 자계가 발생하게 되며, 이때 코일유닛(22)에 발생하는 자계와 영구자석(11)과의 추력으로 가동자(2)가 이동하게 되어 선형의 운동을 얻을 수있게 된다.

이때 상기 가동자(2)는 백 아이언(21) 내측에 일체로 형성된 자성체 또는 비자성체인 코아에 다수턴의 코일을 권취한 다음, 상기 코일유닛(22)을 보호하기 위하여 에폭시 수지 등으로 몰딩처리 하여 제조된다.

상기 가동자(2)를 제조하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저 자성체인 백 아이언(21)에 형성된 다수개의 자성체 코아에 권선된 코일을 결선하여 전기자를 조립하게 된다. 이후 상기 전기자 조립체를 금형에 삽입한 다음 고온으로 가열하고, 여기에 고온에서 경화하는 에폭시 수지를 주입하여 경화시킴으로서 제조된다.

그러나 상기한 과정을 통해 제조된 가동자(2)의 경우 에폭시 수지가 경화되는 과정에서 심하게 수축되는 현상이 발생하게 되며, 그에 따라 몰딩된 가동자(2)에 휨 변형이 발생하는 문제점이 있다.

이와 같은 휨 변형은 전체적인 시스템의 조립 정밀도에 악영향을 미치게 되고, 이러한 악영향을 제거하기 위하여 추가적인 기계가공이 필요하게 되어 조리비용이 증가하는 문제를 야기시킨다. 상기한 문제점을 최소화하기 위하여 몰딩시 백 아이언(21)을 금형에 부착한 다음 에폭시수지를 주입하여 경화시키기도 한다.

한편 상기 백 아이언(21)의 경우 얇은 백 아이언판을 여러겹 적층하여 사용시 제조된 가동자(2)가 고정부와의 상대적인 움직임에서 발생하는 와류에 의한 부정적인 영향을 최소화하여 약 5∼10%의 성능향상 효과를 거둘 수 있다는 사실이 알려지면서 최근에는 얇은 백 아이언판을 여러겹 적층하여 사용하고 있다. 따라서 이경우 백 아이언(21)을 금형에 부착하기 위한 탭가공이 용이하지 않아 몰딩에 많은 어려움을 나타내고 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 가동자의 제조과정에서 몰딩을 용이하게 실시할 수 있으며, 특히 몰딩시 발생하는 전기자 조립체의 휨 변형을 최소화하여 불량 발생률을 낮출 수 있도록 한 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 편측식 선형 모터의 사시도.

도 2는 도 1의 A-A 단면도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가동자 조립시 사용되는 전기자 조립체의 사시도.

도 4는 도3의 전기자 조립체에 사용된 백 아이언의 구조를 나타낸 사시도.

도 5는 전기자 조립체에 사용되는 브릿지의 일 실시예를 나타낸 도면.

도 6은 전기자 조립체에 사용되는 브릿지의 다른 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 가동자

21 : 백 아이언 22 : 코일유닛 23 : 코어

211 : 홈부

3 : 브릿지

31 : 측면날개부 32 : 돌출부

33 : 나선공

4 : 전기자 조립체

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

자성체인 백 아이언에 형성된 다수개의 자성체 코아에 권선된 코일을 결선하고, 백 아이언의 외측에 다수개의 홈부를 형성한 후 각각의 홈부에 브릿지를 결합하여 전기자를 조립하는 단계와; 상기 전기자 조립체의 백 아이언을 금형의 일측에 결착시키는 단계와; 상기 금형을 고온으로 가열하고 여기에 고온에서 경화하는 에폭시 수지를 주입하여 경화시키는 몰딩단계를 포함하는 편측식 리니어모터용 가동자의 제조방법에 있어서,

상기 백 아이언의 홈부와 결합되는 브릿지로 표면에 백 아이언을 금형에 견고하게 결착시키기 위한 다수개의 나선공이 형성된 돌출부와 날개부를 사용하되, 상기 백 아이언의 양측 단부의 홈부에 삽입되는 브릿지로는 돌출부에서 멀어질수록 그 두께가 점차 증가하는 형상을 갖는 날개부가 일측면에만 형성된 것을 사용함을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자의 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명은 상기한 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 편측식 선형모터용 가동자를 그 제조방법을 통해 보다상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에서는 먼저 자성체인 백 아이언에 형성된 다수개의 자성체 코아에 권선된 코일을 결선하여 전기자를 조립하는 단계를 거치게 된다. 이때 본 발명에 따르면 상기 백 아이언의 외측에 다수개의 브릿지를 결합하여 전기자를 조립하게 된다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 전기자 조립체를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가동자 조립시 사용되는 전기자 조립체의 사시도이고, 도 4는 도 3의 전기자 조립체에 사용된 백 아이언의 구조를 나타낸 사시도이며, 도 5는 전기자 조립체에 사용되는 브릿지의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 6은 전기자 조립체에 사용되는 브릿지의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 3 및 도4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 전기자 조립체(4)는 백 아이언(21)의 외측에 다수개의 브릿지(3)가 결합되고, 상기 백 아이언(21)의 내측에는 다수개의 자성체 코아(23)에 권선된 코일을 결선하여서 된 코일유닛(22)이 형성된다.

이때, 백아이언(21)의 구조는 내측에 코일을 결선하여 코일유닛(22)을 형성할 수 있도록 형성된 다수개의 자성체 코아(23)와, 상기 백 아이언(21)의 외측에 브릿지(3)를 결합시킬 수 있는 브릿지(3)와 동일한 형상의 결합홈(221)이 형성된다.

상기 백 아이언(21)과 결합되는 브릿지(3)의 형상은 몰딩시 백 아이언(21)의휨을 방지하기 위해 날개부(31)를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 상기 브릿지(3)가 몰딩시 백 아이언(21)이 휘려는 힘을 지탱해줄 수 있는 날개부(31)를 갖게 되면 제조된 가동자(2)의 휨 변형 발생률이 현저하게 줄어들게 된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 브릿지(3)는 도 4에 도시된 백 아이언(21)의 홈부(211)로 삽입되는 날개부(31)와, 백 아이언(21)의 표면으로 돌출되는 돌출부(32)로 구성된다.

통상적으로 몰딩과정에서 고온에서 경화되는 에폭시 수지를 주입하게 되면 상기 에폭시 수지는 일정한 수축율을 가지고 경화되게 되어 가동자(2)의 휨 변형을 유발시키게 된다. 그러나 도시된 바와 같은 형상의 날개부(31)를 갖는 브릿지(3)를 백 아이언(21) 내부로 삽입한 후 몰딩하게 되면, 에폭시수지가 경화되어 발생하는 수축력으로 인해 백 아이언(21)이 휘려는 힘을 지탱해 주어 가동자(2)의 휨 변형을 최소화하게 된다.

이때 상기 백 아이언(21)의 외측으로 삽입되는 브릿지(3)는 도 5에 도시된 바와 같이 일측면에만 날개부(31)가 형성되며, 이때 상기 날개부(31)는 돌출부(32)에서 멀어질수록 그 두께가 점차 증가하는 형을 갖는 것이 좋다. 이것은 몰딩시 가장 심하게 힘을 받는 부위인 백 아이언(21)의 양측을 보다 견고하게 지탱해주기 위함이다. 따라서 제조된 가동자(2)의 휨 변형을 최소화할 수 있다.

상기와 같이 자성체인 백 아이언(21)의 외측에 다수개의 브릿지(3)를 결합한 다음, 상기 백 아이언(21) 내측에 형성된 다수개의 자성체 코아(23)에 권선된 코일을 결선하여 코일유닛(22)을 형성하여 전기자 조립체(4)를 제조하게 된다.

이 후 상기 단계에서 조립한 전기자 조립체(4)를 금형에 넣는데, 이때 상기 전기자 조립체(4)의 백 아이언(21)을 금형의 일측에 결착시키는 단계를 거치게 된다. 이와 같이 결착시키는 것은 이후 몰딩과정에서 발생하는 가동자(2)의 휨변형을 최소화하기 위한 것이다. 즉, 백 아이언(21)이 금형에 밀착되어짐으로서 휨 변형이 최소화 될 수 있는 것이다.

이때 상기 전기자 조립체(4)의 백 아이언(21)을 금형의 일측에 결착시키기 위해서는 백 아이언(21)의 표면에 탭가공을 실시하여 나선공(33)을 형성하는 것이 일반적이다. 그러나 상기 백 아이언(21)이 통상적으로 얇은 백 아이언(21)판을 여러겹 적층하여 사용하고 있어 탭가공이 용이하지 않아 몰딩에 많은 어려움이 있었다. 따라서 본 발명에서는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 백 아이언(21)에 나선공(33)을 설치하지 않고 브릿지(3)의 돌출부(32) 표면에 백 아이언(21)을 금형에 견고하게 결착시키기 위한 다수개의 나선공(33)을 형성하였다. 이 경우 브릿지(3)에 탭가공이 하는 것이 매우 용이하므로 기존의 가동자(2) 제조과정보다 효과적으로 몰딩을 실시할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 브릿지(3)에 형성된 나선공(33)은 몰딩 후 다른 시스템과의 결착에 사용될 수도 있다.

이와 같이 백 아이언(21)을 금형의 일측에 결착시키게 되면, 이 후 몰딩과정에서 가동자(2)의 휨 변형이 최소화되게 된다. 즉, 백 아이언(21)이 금형에 결착된 상태에서 경화가 이루어짐으로서 휨 변형을 최소화되는 것이다.

상기와 같이 전기자 조립체(4)를 금형의 내부 일측에 결착시킨 다음, 상기 금형을 고온으로 가열하고 여기에 고온에서 경화하는 에폭시 수지를 주입하여 경화시키는 몰딩단계를 거치게 된다.

상기 몰딩단계를 거친 후 탈형하면 본 발명에 따른 편측식 선형모터용 가동자(2)를 제조하게 된다. 통상적으로는 에폭시 수지가 경화되는 과정에서 수축율에 의하여 가동자(2)의 휨변형을 유발시키게 되나 본 발명에 따르면 1차적으로 브릿지(3)를 사용하여 휨 변형이 최소화되고, 2차적으로는 백 아이언(21)을 금형에 결착시킨 상태에서 경화를 유도함으로서 휨 변형이 최소화되어 결과적으로 불량 발생률을 낮출 수 있게 된다. 또한, 백 아이언(21)에 탭가공을 하여 나선공(33)을 형성하는 대신 탭가공한 브릿지(3)를 사용함으로서 몰딩을 보다 용이하게 실시할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 가동자의 제조과정에서 몰딩을 용이하게 실시할 수 있으며, 특히 몰딩시 발생하는 전기자 조립체의 휨 변형을 최소화하여 불량 발생률을 낮출 수 있도록 한 편측식 선형모터용 가동자 및 그 제조방법을 제공하는 유용한 발명이다.

상기에서 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

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자성체인 백 아이언(21)에 형성된 다수개의 자성체 코아(23)에 권선된 코일을 결선하고, 백 아이언(21)의 외측에 다수개의 홈부(211)를 형성한 후 각각의 홈부(211)에 브릿지(3)를 결합하여 전기자를 조립하는 단계와; 상기 전기자 조립체(4)의 백 아이언(21)을 금형의 일측에 결착시키는 단계와; 상기 금형을 고온으로 가열하고 여기에 고온에서 경화하는 에폭시 수지를 주입하여 경화시키는 몰딩단계를 포함하는 편측식 리니어모터용 가동자의 제조방법에 있어서,

상기 백 아이언(21)의 홈부(211)와 결합되는 브릿지(3)로 표면에 백 아이언(21)을 금형에 견고하게 결착시키기 위한 다수개의 나선공(33)이 형성된 돌출부(32)와 날개부(31)를 사용하되, 상기 백 아이언(21)의 양측 단부의 홈부(211)에 삽입되는 브릿지(3)로는 돌출부(32)에서 멀어질수록 그 두께가 점차 증가하는 형상을 갖는 날개부(31)가 일측면에만 형성된 것을 사용함을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자의 제조방법.
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청구항의 2의 제조방법에 의해 제조됨을 특징으로 하는 편측식 선형모터용 가동자.