KR100524793B1 - 왕복동식 모터의 고정자 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 고정장치에 관한 것으로서, 본 발명은 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하고 그 외주면에 일정 간격을 두고 제1 고정부를 형성하는 보빈체와, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 원주방향을 따라 방사상으로 배치하는 코어블록의 양측면에 압착하여 상기한 보빈체의 제1 고정부에 체결되도록 제2 고정부를 구비한 복수 개의 지지판으로 구성함으로써, 보빈체의에 코어블록을 용이하면서도 간소하게 고정할 수 있어 생산성을 현저하게 높일 수 있을 뿐만 아니라 코어블록의 변형을 최소화하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극이 불규칙하게 좁아지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 고정장치{DEVICE FOR FIXING STATOR OF LINEAR MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로서, 특히 보빈체와 코어블록을 용이하고 신속하게 고정할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 왕복동식 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장(Magnet Field)을 평판 형상으로 변형시킨 것으로, 평판으로 형성된 가동자조립체를 역시 평판으로 형성된 고정자조립체의 상측에 얹어 자장 변화에 따라 직선으로 움직이도록 한 것이다.

이러한 왕복동식 모터는 고정자조립체를 원통모양의 외측고정자와 내측 고정자로 분리하여 일정 공극을 두고 겹치도록 배치하고, 외측고정자와 내측 고정자 사이에 가동자조립체를 움직일 수 있도록 배치하며, 외측고정자와 내측 고정자 중에서 어느 한 쪽의 고정자에 권선코일을 장착하고, 이에 대응하는 가동자조립체에는 마그네트들을 부착시켜 가동자가 권선코일의 플럭스(flux)에 의해 축방향으로 왕복운동하도록 이루어져 있다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도이고, 도 3은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래의 왕복동식 모터는, 플럭스를 형성하는 고정자조립체(10)와, 고정자조립체(10)의 플럭스에 따라 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체(20)로 구성하고 있다.

고정자조립체(10)는 가동자조립체(20)의 바깥쪽에 위치하도록 원통모양으로 형성하는 외측고정자(11)와, 외측고정자(11)의 안쪽에 일정 공극을 두고 배치하도록 원통모양으로 형성하는 내측고정자(12)로 이루어져 있다.

외측고정자(11)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 한 개의 보빈체(11a)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(미부호)를 적층하여 상기한 보빈체(11a)의 좌우 양측면에 끼워 결합하는 두 개 한 쌍의 코어블록(11b)(11b)과, 코어블록(11b)(11b)의 연결부를 몰딩하여 보빈체(11a)에 고정하는 몰딩체(11c)로 이루어져 있다.

보빈체(11a)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성하고 있다.

코어블록(11b)(11b)은 보빈체(11a)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성하고 있다.

몰딩체(11c)는 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)의 연결부를 연속하여 함께 고정하도록 에폭시와 같은 절연물로 이루어져 있다.

가동자조립체(20)는 외측고정자(11)와 내측 고정자(12) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(21)과, 고정자조립체(10)의 권선코일(C)에 대응하도록 마그네트프레임(21)의 외주면에 등간격으로 고정하는 마그네트(22)로 이루어져 있다.

상기와 같은 종래 왕복동식 모터는 다음과 같이 동작한다.

즉, 권선코일(C)에 전류를 인가하면, 권선코일(C) 주변의 외측고정자(11)와 내측고정자(12)를 따라 일종의 '폐루프(closed loop)'형상의 플럭스를 형성하고, 권선코일(C)에 인가되는 전류의 방향에 따라 플럭스의 방향이 교번되면서 이 플럭스의 방향을 따라 마그네트(22)가 축방향으로 밀리거나 당겨지면서 마그네트프레임(21)이 직선으로 왕복운동을 하는 것이었다.

이러한 왕복동식 모터를 제작하기 위하여는 먼저 강판에서 "기억자"모양의 스테이터코어를 다수 장 타발한 후 이를 "기억자" 또는 "역기억자"모양으로 코어블록(11b)(11b)을 적층하고, 이 코어블록(11b)(11b)을 소정의 금형에서 권선코일(C)이 삽입된 보빈체(11a)의 외측면에 삽입하여 몰딩재를 주입한 후 경화시켜 보빈체(11a)의 외주면과 코어블록(11b)(11b)의 연결부를 몰딩체(11c)로 고정하는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 왕복동식 모터에 있어서는, 보빈체(11a)와 코어블록(11b)(11b)을 인서트 사출함에 따라 금형공차와 코어블록(11b)(11b)의 공차 설정이 난해할 뿐만 아니라 몰딩재를 주입할 때 발생하는 몰딩압이나 또는 몰딩재가 경화되면서 발생하는 수축력에 의해 코어블록(11b)(11b)의 일부가 도 3에서와 같이 외측고정자(11)의 중심방향으로 눌려 변형되고, 이로 인해 외측고정자(11)와 내측고정자(12) 사이의 공극이 좁아지면서 적정 공극을 유지하지 못하여 고정자(10)와 가동자(20)의 충돌로 모터의 신뢰성이 떨어지거나 모터의 효율이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 왕복동식 모터가 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 보빈체에 코어블록을 용이하면서도 신속하게 고정할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하고 그 외주면에 일정 간격을 두고 제1 고정부를 형성하는 보빈체와, 다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 원주방향을 따라 방사상으로 배치하는 코어블록의 양측면에 압착하여 상기한 보빈체의 제1 고정부에 체결되도록 제2 고정부를 구비한 복수 개의 지지판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 고정장치를 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명 왕복동식 모터를 보인 단면도이고, 도 5는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자를 분해하여 보인 사시도이며, 도 6은 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자를 조립한 상태의 요부를 보인 평면도이고, 도 7은 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자에 대한 변형예를 분해하여 보인 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 왕복동식 모터는, 통상 프레임에 고정 설치하는 외측고정자(110) 및 이 외측고정자(110)의 내측에 일정 공극을 두고 배치하는 내측고정자(120)로 된 고정자조립체(100)와, 외측고정자(110)와 내측고정자(120) 사이의 공극에 개재하여 직선으로 왕복운동을 하는 가동자조립체(200)로 구성한다.

외측고정자(110)는 그 내부에 권선코일(C)을 삽입하는 보빈체(111)와, 다수 장의 얇은 스테이터코어(미부호)를 적층하여 상기한 보빈체(111)의 외측면에 끼워 결합하는 두 개 한 쌍의 코어블록(112)(112)과, 코어블록(12)(112)의 양측면에 압착하여 상기한 보빈체(111)에 체결 고정하는 복수 개의 지지판(113)(113)으로 이루어진다.

보빈체(111)는 플라스틱과 같은 절연재를 속이 빈 환형 모양으로 형성하고, 그 양측면에는 원주방향을 따라 등간격으로 수 개의 제1 고정부(111a)(111a)를 형성한다.

제1 고정부(111a)는 소정의 높이, 대략 코어블록(112)(112)의 범위내에 존재할 수 있는 높이로 형성하여 그 중심에 높이방향으로 소정의 깊이만큼 음형지게 홈을 가진 보스로 형성한다.

코어블록(112)(112)은 보빈체(111)의 양측에서 서로 끼워 고정하도록 "기억자"모양과 이에 대향하는 "역기억자"모양으로 형성한다.

지지판(113)(113)은 환형으로 형성하여 그 내측면에 상기한 보빈체(111)의 제1 고정부(111a)(111a)에 삽입하여 체결할 수 있도록 제2 고정부(113a)(113a)를 형성하되, 이 제2 고정부(113a)(113a)는 상기한 제1 고정부(111a)(111a)인 보스에 삽입되어 체결되도록 소정의 길이를 가지는 돌기로 이루어진다.

또, 제2 고정부(113a)(113a)의 사이마다에는 도 5에서와 같이 코어블록(112)(12)의 측면을 삽입하여 고정할 수 있도록 소정의 깊이를 가지는 코어블록 고정홈(113b)(113b)을 형성하거나 또는 도 7에서와 같이 소정의 돌기를 가지는 코어블록 고정돌조(113c)(113c)를 형성한다.

가동자조립체(200)는 외측고정자(110)와 내측고정자(120) 사이에서 움직일 수 있도록 배치하는 마그네트프레임(210)과, 고정자조립체(100)의 권선코일(C)에 대응하도록 마그네트프레임(210)의 외주면에 원주방향을 따라 등간격으로 고정하는 마그네트(220)로 이루어진다.

상기와 같은 본 발명 왕복동식 모터의 고정자 고정장치는 다음과 같은 작용 효과를 가진다.

즉, 외측고정자(110)는 내부에 권선코일(C)을 삽입한 후 몰딩하여 보빈체(111)를 제작하는 한편 강판을 소정 형상으로 타발한 후 이를 적층하여 코어블록(112)(112)을 형성한다. 이때, 보빈체(111)의 양측면에는 보스와 같이 각각 소정의 높이를 가지는 수 개의 제1 고정부(111a)(111a)를 등간격으로 형성한다.

다음, 소정 형상의 금형에 플라스틱 주물액을 주입하여 환형으로 양측 지지판(113)(113)을 형성하되, 그 내측면에는 상기한 코어블록(112)(112)의 측면을 삽입하는 코어블록 고정홈(113b)(113b) 또는 코어블록 고정돌조(113c)(113c)를 등간격으로 형성하고 그 코어블록 고정홈(113b)(113b) 또는 코어블록 고정돌조(113c)(113c)의 사이에는 상기한 보빈체(111)의 제1 고정부(111a)(111a)에 각각 삽입하도록 돌기로 된 제2 고정부(113a)(113a)를 형성한다.

다음, 각 지지판(113)(113)의 코어블록 고정홈(113b)(113b)이나 코어블록 고정돌조(113c)(113c)에 각각의 코어블록(112)(112)을 삽입한 상태에서 보빈체(111)의 양측에 상기한 코어블록(112)(112)을 끼워 맞춘다. 이때, 상기 지지판(113)(113)의 제2 고정부(113a)(113a)를 보빈체(111)의 제1 고정부(111a)(111a)에 압입하여 양측 코어블록(112)(112)이 보빈체(111)에 견고하게 고정되도록 하는 것이다.

이렇게 하여, 보빈체와 코어블록을 인서트 사출 방식으로 고정하는 것에 비해 공정이 용이하고 간소하게 되어 생산성을 현저하게 높일 수 있다. 또, 코어블록을 구심점 방향으로 몰딩할 때 발생하는 내경의 변경을 미연에 방지하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극을 일정하게 유지할 수 있고 이를 통해 가동자와 고정자 사이의 충돌이나 모터의 효율저하를 방지할 수 있다.

본 발명에 의한 왕복동식 모터의 고정자 고정장치는, 보빈체의 양측면에 요철 모양으로 체결되는 지지판을 구비하여 이 지지판으로 코어블록의 양측면을 압착한 상태에서 상기한 보빈체에 체결 고정되도록 구성함으로써, 보빈체의에 코어블록을 용이하면서도 간소하게 고정할 수 있어 생산성을 현저하게 높일 수 있을 뿐만 아니라 코어블록의 변형을 최소화하여 외측고정자와 내측고정자 사이의 공극이 불규칙하게 좁아지는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1 및 도 2는 종래 왕복동식 모터를 보인 단면도 및 정면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터에서 외측고정자의 조립상태에 대한 일부를 보인 개략도,

도 4는 본 발명 왕복동식 모터를 보인 단면도,

도 5는 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자를 분해하여 보인 사시도,

도 6은 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자를 조립한 상태의 요부를 보인 평면도,

도 7은 본 발명 왕복동식 모터에서 외측고정자에 대한 변형예를 분해하여 보인 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 설명**

100 : 고정자 조립체 110 : 외측고정자

111 : 보빈체 111a : 제1 고정부(보스)

112 : 코어블록 113 : 몰딩체

113a : 제2 고정부 113b : 코어블록 고정홈

113c : 코어블록 고정돌조 120 : 내측고정자

200 : 가동자 조립체

Claims (4)

1. 권선코일을 삽입하여 환형으로 형성하고 그 외주면에 일정 간격을 두고 제1 고정부를 형성하는 보빈체와,

   다수 장의 스테이터코어를 적층하여 상기 보빈체의 외측면에 원주방향을 따라 방사상으로 배치하는 코어블록의 양측면에 압착하여 상기한 보빈체의 제1 고정부에 체결되도록 제2 고정부를 구비한 복수 개의 지지판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치.
2. 제1항에 있어서,

   지지판의 일 측면에는 상기한 코어블록의 대응면이 삽입되어 고정되도록 코어블록 고정홈을 음형지게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치.
3. 제1항에 있어서,

   지지판의 일 측면에는 상기한 코어블록의 대응면이 삽입되어 고정되도록 코어블록 고정돌조를 돌출되게 형성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치.
4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,

   제1 고정부와 제2 고정부는 각각 돌기와 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 고정장치.