KR100492615B1 - Structure of lamination sheet for inner stator of linear motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네어션 시트 적층 구조에 과한 것으로서, 아우터 스테이터와, 그 아우터 스테이터의 내부에 일정 간격을 두고 삽입되원통 형태를 이루도록 방사상 적층된 원통형 적층체인 이너 스테이터와, 상기 아우터 스테이터 또는 이너 스테이터에 삽입되는 권선 코일로 이루어진 스테이터와; 적어도 하나 이상의 영구자석이 외주면상에 구비됨과 아울러 상기 아우터 스테이터와 이너 스테이터 사이에 직선 운동 가능하게 삽입되는 아마츄어를 포함하는 리니어 모터에 있어서, 상기 이너 스테이터는 방사상 적층되는 각각의 라미네이션 시트의 내주면 쪽이 서로 맞물려 중첩되게 적층되도록 단차지게 형성하여 동일 사이즈의 외경을 갖는 이너 스테이터 보다 자로 면적을 증가시킴에 따라 효율을 향상시킴과 아울러 동일 출력을 갖는 리너어 모터의 사이즈를 소형화를 할 수 있으며, 과부하 운전 등과 같이 예측하지 못하는 상황에서 이너 스테이터의 포화를 피할 수 있어 모터의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. The present invention relates to the lamination sheet lamination structure of the inner stator for the linear motor, the outer stator, the inner stator which is a radially laminated cylindrical laminated body to be inserted into the outer stator at regular intervals to form a cylindrical shape, and A stator comprising a winding coil inserted into the outer stator or the inner stator; In the linear motor including at least one permanent magnet is provided on the outer circumferential surface and the armature is inserted in a linear motion between the outer stator and the inner stator, the inner stator is the inner circumferential side of each lamination sheet radially laminated It is formed to be stepped so as to overlap each other to overlap each other, thereby improving efficiency by increasing the area of the self than the inner stator having the same outer diameter, and miniaturizing the size of the linear motor having the same output and overload operation. In this unexpected situation, the saturation of the inner stator can be avoided, thereby improving the reliability of the motor.
Description
본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트의 적층 구조를 개선하여 자로면적을 증가시킴과 아울러 사이즈를 감소시킬 수 있도록 하는 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트 적층 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a linear motor, and more particularly, to improve a lamination structure of a lamination sheet of an inner stator for a linear motor, to increase a magnetic path area and to reduce a size of the lamination sheet of an inner stator for a linear motor. It's about structure.
일반적으로, 리니어 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. In general, a linear motor is a planar shape of a magnetic flux of an ordinary motor having a three-dimensional structure. The linear motor linearly moves on a plane according to a change in flux formed on a fixed part of a plane. It was to move.
이하, 종래 리니어 모터를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래 리이어 모터의 종단면도이고, 도 2는 종래 리니어 모터용 이너 스테이터의 종단면도이며, 도 3은 도 2의 부분확대 단면도이고, 도 4는 종래 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네어션 시트의 체결상태를 도시하는 종단면도이다, Hereinafter, a conventional linear motor will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional linear motor, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of an inner stator for a conventional linear motor, FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG. 2, and FIG. 4 is a lamination of an inner stator for a conventional linear motor. Longitudinal sectional drawing which shows the fastening state of a sheet | seat,
도 1 또는 도 2에서 도시한 바와 같이, 리니어 모터는 원통형으로 형성된 아우터 스테이터(Outer Core)(110) 및 상기 아우터 스테이터(110)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 스테이터(Inner Core)(120)로 구성되는 스테이터(S)와, 상기 아우터 스테이터(110) 또는 이너 스테이터(120)내부에 결합되는 권선 코일(30)과, 영구자석(142)이 구비되어 상기 아우터 스테이터(110)와 이너 스테이터(120)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 아마츄어(140)를 포함하여 구성되어 있다. 제시된 도면에서는 권선 코일이 아우터 스테이터(110)에 결합된 구조이다. As shown in FIG. 1 or FIG. 2, the linear motor has an outer stator 110 formed in a cylindrical shape and an inner stator 120 formed in a cylindrical shape so as to be inserted into the outer stator 110. Stator (S) consisting of, the outer stator 110 or the winding coil 30 coupled to the inner stator 120, and the permanent magnet 142 is provided with the outer stator 110 and the inner stator ( It is configured to include an amateur 140 is inserted to be movable between the 120. In the illustrated figure, the winding coil is coupled to the outer stator 110.
도 3 또는 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 이너 스테이터(120)는 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(21)가 원통형을 이루도록 방사상으로 적층된 적층체로 이루어지며 그 적층체로 형성된 이너 스테이터(20)는 상기 아우터 스테이터(10)의 내부에 소정의 간격을 두고 삽입된다.As shown in FIG. 3 or 4, the inner stator 120 is composed of a laminate laminated radially so that a plurality of lamination sheets 21 formed of thin plates of a predetermined shape have a cylindrical shape, and an inner stator formed of the laminate ( 20 is inserted into the outer stator 10 at a predetermined interval.
상기 라미네이션 시트(121)는 두께가 얇은 직사각 금속판(121a)으로 이루어지며, 그 직사각 금속판(121a)의 양측에 각각 상기 라미네이션 시트의 적층 상태를 유지시키기 위한 탄성 고정링(152)을 삽입 결합하기 위한 수용홈(121b)이 구비된 고정링 체결돌기(121c)가 구비된다. The lamination sheet 121 is made of a rectangular metal plate (121a) of thin thickness, for inserting and coupling the elastic fixing ring 152 for maintaining the laminated state of the lamination sheet on both sides of the rectangular metal plate (121a), respectively. Fixing ring fastening protrusion (121c) provided with a receiving groove (121b) is provided.
도면중 미설명 부호 150은 단자부 이고, 151,152는 고정링이다.In the drawings, reference numeral 150 denotes a terminal portion, and 151 and 152 denote fixed rings.
이와 같은 구성에 의하여, 종래의 리니어 모터는 권선 코일(130)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(130)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(130) 주변에 플럭스(Flux)가 형성되며 그 플럭스는 아우터 스테이터(10) 및 이너 스테이터(20)를 따라 폐 루프(Closed Loop)를 형성하게 된다. By such a configuration, in the conventional linear motor, when a current flows in the winding coil 130, a flux is formed around the winding coil 130 by the current flowing in the winding coil 130, and the flux is the outer. A closed loop is formed along the stator 10 and the inner stator 20.
상기 아우터 스테이터(110) 및 이너 스테이터(120)에 형성된 플럭스와 영구자석(142)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 영구자석(142)이 축 방향으로 힘을 받아 아마츄어(140)가 아우터 스테이터(110)와 이너 스테이터(120)사이에서 축 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 권선 코일(130)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면 상기 아마츄어(140)가 직선 왕복 운동하게 된다.The permanent magnet 142 is forced in the axial direction by the magnetic flux formed by the flux formed on the outer stator 110 and the inner stator 120 and the permanent magnet 142, that is, the armature 140. Is linearly moved in the axial direction between the outer stator 110 and the inner stator 120, and alternating the direction of the current applied to the winding coil 130 alternately causes the amateur 140 to reciprocate linearly. do.
그러나, 종래의 이너 스테이터(120)는 낱장의 라이미네이션 시트(121)를 방사 적층하여 플럭스 패스(Flex pass)에 일치하도록 제작함에 따라 낱장 방사 적측에 따른 특성상 내경이 완전히 밀착하여 완전한 원을 이루는 구조라 하더라도 외경에서는 낱장과 낱장 사이에 공간이 존재하여 자로면적을 확대시키는데 한계가 있다. However, the conventional inner stator 120 is a structure in which the inner diameter is completely in close contact with each other due to the characteristics of the sheet radiation by forming the lamination sheets 121 in a radial manner so as to conform to the flux pass. Even in the outer diameter, there is a space between the sheets and the sheets, so there is a limit to the expansion of the fruit area.
따라서, 이너 스테이터(120)의 자로면적이 충분하지 못한 경우 전류 증가 시 이너 스테이터(120)의 포화가 발생하고 이에 따라 리니어 모터의 입력이 증가하여 효율을 저하시킴으로 포화를 방지하기 위해서는 이너 스테이터(120)의 사이즈를 증가시켜야 하고, 이는 결국 리니어 모터 전체 사이즈를 증가시켜야 하는 문제점이 발생한다. Therefore, when the inner area of the inner stator 120 is not sufficient, saturation of the inner stator 120 occurs when the current increases, and accordingly, the input of the linear motor increases, thereby decreasing efficiency, thereby preventing the saturation of the inner stator 120. ) Has to be increased, which in turn has the problem of increasing the overall size of the linear motor.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따르면 리니어 모터의 이너 스테이터의 자로 면적을 확대시키기 위한 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네서션 시트 적층 구조의 제공을 그 목적으로 한다. According to the present invention devised to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a lamination sheet lamination structure of an inner stator for a linear motor for expanding the area of the inner stator of the linear motor.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 아우터 스테이터와, 그 아우터 스테이터의 내부에 원통 형태를 이루도록 방사상 적층된 원통형 적층체가 일정 간격을 두고 삽입되는 이너 스테이터와, 상기 아우터 스테이터 또는 이너 스테이터에 삽입되는 권선 코일과, 영구자석을 포함하여 구성되어 상기 아우터 스테이터와 이너 스테이터 사이에 직선 운동 가능하게 삽입되는 아마츄어를 포함하여 구성된 리니어 모터에 있어서, 상기 이너 스테이터는 방사상 적층되는 각각의 라미네이션 시트의 내주면 쪽이 서로 맞물려 두께가 중첩되도록 중첩부를 형성함을 특징으로 하는 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트 적층 구조에 의해 달성된다. In order to achieve the above object, the present invention, an outer stator, an inner stator in which radially stacked cylindrical laminates are inserted at regular intervals to form a cylindrical shape inside the outer stator, and a winding inserted into the outer stator or the inner stator A linear motor comprising a coil and an armature including a permanent magnet and inserted into the linear stator between the outer stator and the inner stator so that the inner stator has an inner circumferential side of each lamination sheet radially stacked. It is achieved by the lamination sheet lamination structure of the inner stator for the linear motor, characterized in that the overlap is formed so as to overlap the thickness.
여기서, 상기 중첩부는 상기 라미네이션 시트의 이너 스테이터 내주면측 서로 다른 일 측면이 단턱지게 형성된 단턱부가 구비됨이 더욱 효과적이다.Here, it is more effective that the overlapped portion is provided with a stepped portion formed on one side of the inner circumferential surface side of the inner stator of the lamination sheet.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트 적층 구조를 도시한 도면에 따라 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a lamination sheet lamination structure of an inner stator for a linear motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 5 내지 도 8는 본 발명의 일 실시예에 다른 리니어 모터용 이너 스테이스터의 라미네이션 시트 적층 구조를 도시한 것으로서, 도 5는 리니어 모터용 이너 스테이터의 횡단면도이고, 도 6은 도 5의 부분확대 단면도이며, 도 7은 본 발명의 리니어 모터용 이너 스테이터의 리미네이션 시트를 도시한 정면도이고, 도 8은 리이너 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트 적층 과정을 도시한 도면이다. 5 to 8 illustrate a lamination sheet lamination structure of an inner stator for a linear motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of an inner stator for a linear motor, and FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG. 5. It is sectional drawing, FIG. 7 is a front view which shows the lamination sheet of the inner stator for linear motors of this invention, and FIG. 8 is a figure which shows the lamination sheet lamination process of the inner stator for liner motors.
이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터는 원통형으로 형성된 아우터 스테이터(Outer Core)(10) 및 상기 아우터 스테이터(10)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 스테이터(Inner Core)(20)로 구성되는 스테이터(S)와, 상기 아우터 스테이터(10) 또는 이너 스테이터(20)내부에 결합되는 권선 코일(30)과, 영구자석(42)이 구비되어 상기 아우터 스테이터(10)와 이너 스테이터(20)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 아마츄어(40)를 포함하여 구성되어 있다. As shown in the drawing, the linear motor according to the present invention includes an outer stator 10 formed in a cylindrical shape and an inner stator 20 formed in a cylindrical shape so as to be inserted into the outer stator 10. The stator S is configured, the winding coil 30 coupled to the outer stator 10 or the inner stator 20, and a permanent magnet 42 are provided to the outer stator 10 and the inner stator 20. It is configured to include an armature 40 is inserted so as to be movable between.
상기한 바와 같이, 리니어 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 아우터 스테이터(10) 및 이너 스테이터(20)를 따라 폐 루프(Closed Loop)를 형성하게 된다. As described above, when a current flows in the winding coil 30, a flux is formed around the winding coil 30 by a current flowing in the winding coil 30, and the flux is an outer stator ( 10) and a closed loop is formed along the inner stator 20.
또한, 상기 리니어 모터가 다른 시스템에 장착될 경우 상기 스테이터(S), 즉 아우터 스테이터(10)와 이너 스테이터(20)가 시스템에 고정 결합된다In addition, when the linear motor is mounted in another system, the stator S, that is, the outer stator 10 and the inner stator 20 are fixedly coupled to the system.
상기 이너 스테이터(20)는 상기 아우터 스테이터(10)의 내부에 소정의 간격을 두고 삽입 고정되며, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 라미네이션 시트(21)가 방사상 적층되는 원통형의 적층체로 이루어진다. The inner stator 20 is inserted into and fixed to the inside of the outer stator 10 at a predetermined interval, and consists of a cylindrical laminate in which a plurality of lamination sheets 21 formed of thin plates of a predetermined shape are radially stacked.
상기 라미네이션 시트(21)(21')는, 도 에서 도시한 바와 같이, 상기 이너 스테이터(20)의 내주면 쪽이 인접하게 적측되는 양측 라미네이션 시트(21)(21')가 서로 맞물려 중첩되게 적층되도록 중첩부를 형성한다. As shown in FIG. 2, the lamination sheets 21 and 21 ′ are stacked such that both lamination sheets 21 and 21 ′ having an inner circumferential surface side of the inner stator 20 are adjacently stacked are interlocked with each other. Form an overlap.
상기 중첩부는 상기 라미네이션 시트(21)(21')의 이너 스테이터(20)의 내주면쪽 금속판(21a)(21a')의 서로 다른 일 측면을 단턱지도록 형성하여 각각의 단턱부(21b)(21b')를 형성하고, 그 단턱부(21b)(21b')에 서로 맞물려 중첩되게 적층시키도록 한다. The overlapping portions are formed to step one different side of the inner circumferential surface metal plates 21a and 21a 'of the inner stator 20 of the lamination sheets 21 and 21' so that each step portion 21b and 21b 'is formed. ), And the upper and lower portions 21b and 21b 'are meshed with each other and stacked to overlap each other.
그리고, 라미네이션 시트(21)(21')의 적층된 상태를 유지시키도록 고정링(52)을 수용하기 위한 수용홈(21c)(21c')이 중심부에 형성된 고정링 체결돌기(21d)(21d')가 양 측면에 각각 형성된다. In addition, fixing ring fastening protrusions 21d and 21d having accommodation grooves 21c and 21c 'for accommodating the fixing ring 52 to maintain the laminated state of the lamination sheets 21 and 21' are formed at the center thereof. ') Is formed on each side.
도면중 미설명 부호 50은 단자부, 51는 고정링이다.In the figure, reference numeral 50 denotes a terminal portion, and 51 denotes a fixed ring.
이와 같은 구성에 의하여, 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트 적층 구조는 이너 스테이터(20)는 낱장의 라이미네이션 시트(21)(21')를 방사 적층하여 플럭스 패스(Flex pass)에 일치하도록 제작함에 따라 이너 스테이터(20)의 일정 직경을 중심으로 서로 다른 쪽에 단턱부(21b)(21b')가 형성된 각각의 라미네이션 시트(21)(21')를 교번시켜 가며 적층되도록 한다. With this configuration, the lamination sheet lamination structure of the inner stator for the linear motor is such that the inner stator 20 is made to radially stack the lamination sheets 21 and 21 'of the sheet to match the flux pass. Accordingly, the lamination sheets 21 and 21 ′ having the stepped portions 21 b and 21 b ′ formed on different sides with respect to a predetermined diameter of the inner stator 20 are alternately stacked.
이때, 라미네이션 시트(20)의 단턱부(21)가 양 측면에 접하여 적층되는 두 라미네이션 시트(21)(21')의 단턱부(21b)(21b')와 서로 짜 ??춤되도록 하여, 결국 라미네이션 시트(21)(21')의 단턱부(21b)(21b')의 두께는 양 측 적측되는 각각의 라미네이션 시트의 두께와 서로 중첩되도록 한다. . At this time, the stepped portion 21 of the lamination sheet 20 is squeezed together with the stepped portions 21b and 21b 'of the two lamination sheets 21 and 21' stacked in contact with both side surfaces, and eventually, The thicknesses of the stepped portions 21b and 21b 'of the lamination sheets 21 and 21' overlap each other with the thickness of each lamination sheet to be stacked on both sides. .
또한, 이너 스테이터(20)를 적층 형성하는 각각의 라미네이션 시트(21)(21')의 내주면쪽 두께가 중첩됨어 상쇄됨에 따라 동일 직경을 갖는 이너 스테이터(20)의 방사상 더 많은 수의 라미네이션 시트(21)(21')가 적측되어 각각의 라미네이션 시트(21)(21') 낱장과 낱장 사이의 공간에 존재하는 자로 면적을 더욱 확대시킬 수 있다. 그리고, 동일 크기의 리니어 모터 대한 모터의 효율을 향상시 킬 수 있으며, 동일 출력에 대한 리니어 모터의 사이즈를 감소시킬 수 있다.In addition, as the inner circumferential side thicknesses of the lamination sheets 21 and 21 ′ forming the inner stator 20 are overlapped and canceled, the radially larger number of lamination sheets of the inner stator 20 having the same diameter ( 21) and 21 'are stacked so that the area of each lamination sheet 21 and 21' can be further enlarged with a ruler existing in the space between the sheets. In addition, the efficiency of the motor for the linear motor of the same size can be improved, and the size of the linear motor for the same output can be reduced.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래와 동일 사이즈를 갖는 이너스테어터에 비해 자로 면적이 증가하는 효과를 갖고, 인너 스테이너의 각 라미네이션 시트의 내외경 방향으로 밀착된 구조로 구성됨으로 내 외경의 치수 형성이 쉬우며, 동일 자로 면적을 갖는 이너 스테이트로 재 설계 시 인너 스테이터의 외경을 줄일 수 있어 동일 출력을 내기 위한 리니어 모터의 전체 사이즈를 감소할 수 있고, 과부하 운전 등과 같은 예측치 못한 상황에서 이너 스테이터의 포화를 피할 수 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. As described above, according to the present invention, it has the effect of increasing the area of the gyro compared to the inner steer having the same size as the conventional one, and is composed of a structure in close contact with the inner and outer diameter direction of each lamination sheet of the inner stain It is easy to form the dimension, and the inner diameter of the same area can be reduced to reduce the outer diameter of the inner stator when redesigning, which can reduce the overall size of the linear motor to produce the same output, and in the case of unexpected situation such as overload operation The saturation of the stator can be avoided and the reliability can be improved.
도 1은 종래 리이어 모터의 종단면도, 1 is a longitudinal sectional view of a conventional lire motor,
도 2는 종래 리니어 모터의 횡단면도, 2 is a cross-sectional view of a conventional linear motor,
도 3은 도 2의 A부분확대 단면도, 3 is an enlarged cross-sectional view of portion A of FIG.
도 4는 종래 리니어 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트의 정면도, 4 is a front view of a lamination sheet of an inner stator for a conventional linear motor,
도 5는 본 발명의 리어어 모터의 종단면도, 5 is a longitudinal sectional view of the rear motor of the present invention;
도 6은 본 발명의 리이어 모터의 횡단면도, 6 is a cross-sectional view of a lire motor of the present invention;
도 7은 도 5의 B부분확대 단면도, 7 is an enlarged cross-sectional view of portion B of FIG. 5;
도 8은 본 발명의 리이너 모터용 이너 스테이터의 라미네이션 시트의 정면도.8 is a front view of a lamination sheet of an inner stator for a liner motor of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
S: 스테이터 10: 아우터 스테이터S: Stator 10: Outer stator
20: 이너 스테이터 21: 라미네이션 시트20: inner stator 21: lamination sheet
21a, 21a'; 금속판 21b, 21b'; 단턱부21a, 21a '; Metal plates 21b and 21b '; Step
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2003
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