KR100438611B1 - 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조에 관한 것으로, 본 발명은 일정 폭과 길이와 두께를 갖는 몸체부의 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 단턱부가 구비되어 이루어진 마그네트와; 컵 형태로 형성된 원통체의 외주면에 상기 마그네트의 길이와 상응하는 폭과 그 마그네트의 두께와 상응하는 깊이를 갖는 삽입홈부가 형성되고, 그 삽입홈부의 모서리에서 상기 마그네트의 단턱부 폭과 상응하는 길이와 상기 마그네트의 단턱부 깊이와 상응하는 두께로 연장 형성된 걸림단턱홈부가 구비된 자석 홀더로 이루어져, 상기 마그네트가 상기 자석 홀더의 삽입홈부에 삽입되어 그 마그네트의 양측 단턱부가 상기 자석 홀더의 걸림단턱홈부에 각각 형합되어 맞물리도록 구성하여 모터를 구성하는 아우터 코어와 이너 코어 사이에서 직선 왕복 운동하는 가동자의 두께, 즉 자석 홀더와 그 자석 홀더에 결합되는 마그네트의 두께를 최소화함으로써 상기 아우터 코어와 이너 코어사이를 최소화시켜 모터 전체 크기를 소형화할 수 있고 아울러 상기 자석 홀더에 마그네트의 결합 상태를 견고하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

왕복동식 모터의 마그네트 결합구조{STRUCTURE FOR FIXING MAGNETS IN RECIPROCATING MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조에 관한 것으로, 특히 아우터 코어와 이너 코어사이의 에어 갭을 최소화할 뿐만 아니라 결합 상태를 견고하게 할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조에 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 일예를 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, 마그네트(40)가 구비되어 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(K)를 포함하여 구성된다. 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 마그네트(40)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 마그네트(40)가 축 방향으로 힘을 받아 가동자(K)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(K)가 직선 왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)는 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(11)(21)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체이며 그 적층체의 양측에 고정링(12)(22)을 각각 결합하여 고정하게 된다.

그리고 상기 가동자(K)는 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)의 사이에 삽입되는 자석 홀더(50)와 그 자석 홀더(50)에 장착되는 다수개의 마그네트(40)를 포함하여 구성되며, 상기 자석 홀더(50)에 다수개의 마그네트(40)가 고정 결합되는 구조는 다음과 같다.

도 3은 상기 자석 홀더(50)에 다수개의 마그네트(40)가 결합되는 구조를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 자석 홀더(50)는 일정 내경과 두께를 갖는 컵 형태로 형성된 원통 몸체부(51)의 개구측 끝에 외측으로 일정 길이를 갖도록 절곡 연장 형성된 걸림턱(52)이 구비되어 이루어진다. 상기 걸림턱(52)은 상기 원통 몸체부(51)에 수직 방향으로 형성되며 그 걸림턱(52)으로부터 길이 방향으로 일정 폭을 갖도록 마그네트 장착영역이 구획된다.

그리고 상기 자석 홀더의 원통 몸체부(51) 마그네트 장착영역에 접착제(E)가도포되며 그 접착제(E)가 도포된 마그네트 장착영역에 일정 폭과 길이와 두께를 갖는 마그네트(40)가 일정 간격을 두고 부착된다. 상기 다수개의 마그네트(40)는 그 길이 방향이 상기 자석 홀더(50)의 길이 방향과 일치하도록 부착된다.

그리고 상기 자석 홀더의 원통 몸체부(51)에 부착된 다수개의 마그네트(40) 위에 카본 필름(F)이 감싸지며 그 마그네트(40)들을 감싼 카본 필름(F)이 강화되어 그 마그네트(40)를 자석 홀더(50)에 고정 결합하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 구조는 상기 마그네트(40)가 자석 홀더(50)의 마그네트 장착영역에 접착제(E)에 의해 부착되므로 고온의 상태에서 접착제(E)의 접착력이 저하되어 마그네트(40)의 결합 상태가 견고하지 못하게 되고, 또한 상기 마그네트(40)위에 카본 필름(F)을 감싸게 되므로 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이, 즉 에어 갭(G)에 위치하는 두께가 두꺼워져 모터의 소형화가 어렵게 됨과 아울러 조립 공정이 복잡하여 조립 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 아우터 코어와 이너 코어사이의 에어 갭을 최소화할 뿐만 아니라 결합 상태를 견고하게 할 수 있도록 한 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조를 제공함에 있다.

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

도 3은 종래 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조를 도시한 단면도,

도 4는 본 발명의 왕복동식 모터 마그네트 결합구조가 구비된 왕복동식 모터의 정단면도,

도 5는 본 발명의 왕복동식 모터 마그네트 결합구조가 구비된 왕복동식 모터의 측면도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

70 ; 마그네트 71 ; 몸체부

72 ; 단턱부 80 ; 자석 홀더

81 ; 원통체 82 ; 삽입홈부

83 ; 걸림단턱홈부

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 일정 폭과 길이와 두께를 갖는 몸체부의 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 단턱부가 구비되어 이루어진 마그네트와; 컵 형태로 형성된 원통체의 외주면에 상기 마그네트의 길이와 상응하는 폭과 그 마그네트의 두께와 상응하는 깊이를 갖는 삽입홈부가 형성되고, 그 삽입홈부의 모서리에서 상기 마그네트의 단턱부 폭과 상응하는 길이와 상기 마그네트의 단턱부 깊이와 상응하는 두께로 연장 형성된 걸림단턱홈부가 구비된 자석 홀더로 이루어져, 상기 마그네트가 상기 자석 홀더의 삽입홈부에 삽입되어 그 마그네트의 양측 단턱부가 상기 자석 홀더의 걸림단턱홈부에 각각 형합되어 맞물린 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조가 제공된다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라 설명하면 다음과 같다.

도 4, 5는 본 발명의 왕복동식 모터 마그네트 결합구조의 일예가 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)(20) 그리고 상기 아우터 코어(10)에 결합되는 권선 코일(30)로 구성되는 고정자(S)와, 다수개의 마그네트(40)가 구비되어 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(A)를 포함하여 구성된다.

상기 아우터 코어(10)는 디귿자 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(11)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체이며 그 적층체의 양측에 고정링(12)을 각각 결합하여 고정하게 된다. 상기 권선 코일(30)은 상기 아우터 코어(10)의 내부에 결합된다.

상기 이너 코어(20)는 일자 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(21)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층된 적층체이며 그 적층체의 양측에 고정링(22)을 각각 결합하여 고정하게 된다.

상기 가동자(A)는 일정 폭과 길이와 두께를 갖는 몸체부(71)의 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 단턱부(72)가 구비되어 이루어진 마그네트(70)와, 컵 형태로 형성된 원통체(81)의 외주면에 상기 마그네트(70)의 길이와 상응하는 폭과 그 마그네트(70)의 두께와 상응하는 깊이를 갖는 삽입홈부(82)가 형성되고 그 삽입홈부(82)의 모서리에서 상기 마그네트의 단턱부(72) 폭과 상응하는 길이와 상기 마그네트의 단턱부(72) 깊이와 상응하는 두께로 연장 형성된 걸림단턱홈부(83)가 구비된 자석 홀더(80)로 이루어진다.

상기 마그네트(70)는 상기 자석 홀더(80)의 곡률 반경과 상응하도록 그 폭이 곡선 형태로 형성되고 그 마그네트(70)는 길이방향의 양단 모서리에 단턱부(72)가 각각 형성됨이 바람직하다.

상기 자석 홀더(80)의 원통체(81)는 일정 내경과 일정 두께를 갖는 원통부(81a)와 그 원통부(81a)의 일측을 막는 평면부(81b)로 이루어지며 그 원통부(81a)의 외주면에 삽입홈부(82) 및 걸림단턱홈부(83)가 형성된다. 상기 삽입홈부(82)와 걸림단턱홈부(83)는 상기 마그네트(70)의 수와 상응하게 원주방향으로 일정 간격을 두고 동일 선상에 배열되도록 형성된다.

상기 자석 홀더(80)에 다수개의 마그네트(70)가 결합되는 것은 상기 자석 홀더(80)와 마그네트(70)를 인서트 몰딩에 의해 제작하여 상기 자석 홀더(80)에 다수개의 마그네트(70)를 결합시킬 수 있다.

또한, 상기 자석 홀더(80)에 다수개의 마그네트(70)를 결합시키는 다른 제작 방법으로 상기 자석 홀더(80)의 개구부에 위치하는 걸림단턱홈부(83)를 일자로 형성한 다음 상기 마그네트(70)를 상기 삽입홈부(82) 및 일측 걸림단턱홈부(83)에 삽입시킨 상태에서 그 걸림단턱홈부(83)를 마그네트의 단턱부(72)측으로 절곡하여 상기 자석 홀더(80)에 마그네트(70)를 결합시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터 마그네트 결합구조의 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 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 마그네트(70)에 의해 형성되는 자속의 상호 작용에 의해서 마그네트(70)가 축 방향으로 힘을 받아 가동자(A)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(A)가 직선 왕복 운동하게 된다.

본 발명은 상기 자석 홀더의 원통부(81a) 두께 내부에 다수개의 마그네트(70)가 삽입된 형태로 결합되므로 그 자석 홀더의 원통부(81a) 및 그 원통부(81a)에 결합된 마그네트(70)로 이루어지는 두께를 최소화하게 되어 그 자석 홀더의 원통부(81a)가 삽입되는 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이인 에어 갭(G)을 최소화시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 자석 홀더의 삽입홈부(82) 및 걸림단턱홈부(83)에 상기 마그네트(70)의 양단에 각각 형성된 단턱부(72)가 형합되어 결합되므로 상기 자석 홀더(80)와 마그네트(70)의 결합 상태가 견고하게 되어 운전 중 상기 마그네트(70)가 이탈되는 것을 방지하게 되고 아울러 조립 공정이 간단하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조는 상기 아우터 코어와 이너 코어 사이에서 직선 왕복 운동하는 가동자의 두께, 즉 자석 홀더와 그 자석 홀더에 결합되는 마그네트의 두께를 최소화하게 되어 상기 아우터 코어와 이너 코어사이를 최소화시키게 됨으로써 전체 크기를 줄여 모터의 소형화가 가능하게 되고, 또한 자석 홀더에 마그네트의 결합 상태가 견고하게 됨으로써 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 일정 폭과 길이와 두께를 갖는 몸체부의 양단에 일정 폭과 깊이를 갖는 단턱부가 구비되어 이루어진 마그네트와;

   컵 형태로 형성된 원통체의 외주면에 상기 마그네트의 길이와 상응하는 폭과 그 마그네트의 두께와 상응하는 깊이를 갖는 삽입홈부가 형성되고,

   그 삽입홈부의 모서리에서 상기 마그네트의 단턱부 폭과 상응하는 길이와 상기 마그네트의 단턱부 깊이와 상응하는 두께로 연장 형성된 걸림단턱홈부가 구비된 자석 홀더로 이루어져, 상기 마그네트가 상기 자석 홀더의 삽입홈부에 삽입되어 그 마그네트의 양측 단턱부가 상기 자석 홀더의 걸림단턱홈부에 각각 형합되어 맞물린 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 마그네트 결합구조.