KR100618446B1 - 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 복잡한 연결 구조를 제거하여 선형 유도 전동기의 고정자를 리니어 모션 가이드의 고정부와 공통으로 사용할 수 있도록 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 리니어 모션 가이드의 고정부재와 선형 유도 전동기의 고정부재를 상호 결합한 고정부와, 상기 리니어 모션 가이드의 이동부재와 상기 선형 유도 전동기의 이동부재를 상호 연결한 이동부로 구성된 것을 특징으로 하고, 선형 유도 전동기와 리니어 모션 가이드가 각각 동시에 필요한 기존의 선형 이송장치를 간략화 시킴에 의해, 장치의 설치공간을 적게 차지할 수 있게 되고, 제조비용 및 유지 보수비용의 절감과 더불어, 청정 직선 이송을 구현할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

선형 유도 전동기, 리니어 모션 가이드, 선형 이송장치, 고정자, 이동자

Description

리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템{The Integrated System of Linear Motion Guide and Linear Induction Motor}

도 1은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 대한 전체 구조를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 대한 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 적용되는 선형 유도 전동기의 이동자에 대한 구조를 나타낸 도면,

도 4a는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 적용되는 선형 유도 전동기의 이동자 철심에 대한 구조를 나타낸 도면,

도 4b는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 적용되는 선형 유도 전동기의 이동자 성층철심에 대한 구조를 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 적용되는 선형 유도 전동기의 이동자 권선에 대한 구조를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에서 고정자 도체와 철심을 단일화한 구조를 나타낸 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에서 고정자 도체와 철심을 단일화한 구조의 측면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 선형 유도 전동기 이동자(1차),

2 : 선형 유도 전동기 이동자 권선,

3 : 선형 유도 전동기 이동자 철심,

4 : 선형 유도 전동기 고정자(2차),

5 : 선형 유도 전동기 고정자 철심,

6 : 선형 유도 전동기 고정자 패널,

7 : 리니어 모션 가이드 지지대,

8 : 리니어 모션 가이드 이동자,

9 : 이동자 결합 지지대,

10: 고정자 도체와 철심의 단일 구조 고정자.

본 발명은 리니어 모션 가이드에 선형 유도 전동기를 결합하여 선형운동 발생 장치를 간략화시킨 결합 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어 모션 가이드의 고정부와 선형 유도 전동기의 고정자가 공통으로 사용될 수 있도록 하고, 선형 유도 전동기의 이동자 철심 및 이동자 권선과 리니어 모션 가이드의 이동구조가 결합되어 이동부를 구성함에 의해, 간단하면서 경제적인 선형 이송시스템을 구현 할 수 있도록 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 선형 이송장치의 직선 동력을 얻기 위한 수단으로서 일반적으로는 유압 또는 공압을 사용하거나 회전형 전동기 등과 같은 동력전달 장치를 사용하고 있었는 바, 이러한 시스템은 구조가 복잡하고 제조 단가가 높으며 유지 보수 비용도 높아진다는 단점이 있다.

이러한 단점을 타파하기 위하여, 최근에는 직선운동을 직접 발생시킬 수 있게 되어 동력전달 장치가 필요없으면서 구조가 간단한 선형 전동기를 채용한 선형 이송장치가 개발되어 적용되고 있는 바, 이 선형 이송장치에 적용된 선형 전동기는 선형 이송을 가이드하는 리니어 모션 가이드와 각각 독립적으로 배치된다.

그러나, 이러한 선형 전동기가 채용된 종래의 선형 이송장치에서는 선형 이송을 위하여 선형 전동기와 리니어 모션 가이드가 반드시 독립적으로 배치되도록 되어 있어서, 이송장치의 구성이 복잡해지고 제조 단가 및 유지보수 비용도 많이 소요된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 종래의 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 복잡한 연결 구조를 제거하여 선형 유도 전동기의 고정자를 리니어 모션 가이드의 고정부와 공통으로 사용할 수 있도록 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따르면, 고정자 철심과 고정자 도체가 적층된 형태로 결합된 선형 유도 전동기 고정자가, 리니어 모션 가이드 지지대 상에 고정적으로 안착되어 결합되고, 이동자 권선이 이동자 철심의 측면에 형성된 슬롯에 삽입되어 있는 형태로 이루어진 선형 유도 전동기 이동자가, 선형 유도 전동기 지지대를 매개로 리니어 모션 가이드의 이동자와 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템을 제공한다.

이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

즉, 도 1은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기 결합 시스템에 대한 전체 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에 대한 측면도를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 시스템에서 선형 유도 전동기 이동자(1)는 이동자 권선(2)과 이동자 철심(3)으로 구성되어 있는 바, 상기 이동자 권선(2)은 이동자 철심(3)의 측면에 형성되어 있는 슬롯에 각각 삽입되어 있는 형태로 이루어져 있다.

상기 선형 유도 전동기 이동자(1)는 선형 유도 전동기 이동자 결합 지지대(9)에 의해서 지지가 가능하게 결합되어 있고, 상기 선형 유도 전동기 이동자 결합 지지대(9)는 리니어 모션 가이드 이동자(8)와 결합되어 있다. 따라서, 상기 선형 유도 전동기 이동자(1)는 선형 유도 전동기 이동자 결합 지지대(9)에 의해서 리니어 모션 가이드 이동자(8)와 결합되어 있는 형태로 이루어진다.

또한, 선형 유도 전동기 고정자(4)는 선형 유도 전동기 고정자 철심(5)과 고정자 도체(6)가 적층된 형태로 결합되어 있는 상태에서, 리니어 모션 가이드 지지대(7) 상에 고정적으로 안착되어 있다. 여기서, 상기 고정자 도체(6)는 알루미늄 이나 구리 재질로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 결합 시스템의 동작원리는 선형 유도 전동기 이동자 권선(2)에 3상 전류를 인가하면 이동하는 자속이 발생하고, 이 이동자계 때문에 선형 유도 전동기 고정자(4)의 고정자 도체(6)에서 와전류가 유도되어 추력을 발생시키게 되면서, 선형 유도 전동기 고정자 철심(5)은 자기회로에 자기저항을 줄여 적은 이동자 권선(3)의 3상 전류로도 큰 자속을 발생시킬 수 있게 된다.

다음에, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기 결합 시스템에서의 선형 유도 전동기 이동자(1차)를 도시한 사시도로서, 동 도면에 따르면 상기 선형 유도 전동기 이동자(1)는 이동자 권선(2)이 이동자 철심(3)의 측면에 형성되어 있는 다수의 슬롯에 각각 삽입되어 있는 구성으로 되어 있다.

상기 이동자 철심(3)은 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 결합 시스템이 적용되는 선형 이송장치가 느린 속도를 요구하는 경우에는 전원의 주파수가 높지 않기 때문에, 철심이 성층되지 않은 형태로 제조될 수 있고, 이러한 성층되지 않은 철심의 제조에 따라 생산비를 절감하면서 보다 내구성이 있는 구조의 양산이 가능하게 된다.

그 반면에, 상기 선형 이송장치가 빠른 속도를 요구하는 경우에, 도 4b에 도시된 바와 같이 전원의 주파수가 높기 때문에 성층된 형태로 제조된 철심을 사용할 수 있도록 하고, 이러한 성층 철심의 사용에 따라 이동자 철심(3)에서 발생하는 와전류 손실과 히스테리시스 손실을 줄일 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에서 선형 유도 전동기 이동자 권선을 나타낸 도면으로서, 이동자 권선(2)은 일반적인 3상 선형 유도전동기와 같이 공간적으로 번갈아서 권취되어 있는 A, B, C 3개의 상으로 구성되어 있기 때문에, 이 이동자 권선(2)에 시간적으로 120도 차이가 나는 3상 전원을 인가할 경우에 이동 자계가 발생한다.

도 6은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에서 고정자 도체와 철심을 단일화한 구조를 나타낸 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템에서 고정자 도체와 철심을 단일화한 구조의 측면도로서, 동 도면에 따른 고정자 도체와 철심의 단일 구조 고정자(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 고정자 철심(5)과 고정자 도체(6)가 각기 별도로 구성되어 있는 것과는 달리, 고정자 철심과 고정자 도체가 단일화된 구조로 이루어진다.

즉, 상기 고정자 도체와 철심의 단일 구조 고정자(10)는 자속이 잘 흐르는 자성체로서의 기능과 전기가 통하는 도체로서의 기능을 동시에 갖도록 고정자 철심과 고정자 도체가 단일화 됨으로써, 그 구조가 보다 간단해 질 수 있으면서 고정자 철심(5)과 고정자 도체(6)가 각기 개별적으로 구성된 고정자보다 추력이 적어지게 된다.

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예들에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기 결합 시스템은 리니어 모션 가이드에 선형 유도 전동기를 결합하여 선형운동 발생 장치를 간략화 시킨 것으로서 선형 유도 전동기와 리니어 모션 가이드가 각각 동시에 필요한 기존의 선형 이송장치를 간략화 시킴에 의해, 장치의 설치공간을 적게 차지할 수 있게 되고, 제조비용 및 유지 보수비용의 절감과 더불어, 청정 직선 이송을 구현할 수 있다는 효과를 갖게 된다.

Claims (9)

1. 고정자 철심(5)과 고정자 도체(6)가 적층된 형태로 결합된 선형 유도 전동기 고정자(4)가, 리니어 모션 가이드 지지대(7) 상에 고정적으로 안착되어 결합되고,

   이동자 권선(2)이 이동자 철심(3)의 측면에 형성된 슬롯에 삽입되어 있는 형태로 이루어진 선형 유도 전동기 이동자(1)가, 선형 유도 전동기 지지대(9)를 매개로 리니어 모션 가이드의 이동자(8)와 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형 유도 전동기 고정자 도체(6)는 알루미늄 또는 구리 재질 중에 어느 하나의 전도성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형 유도 전동기 이동자 철심(3)은 전동기 이송속도의 저속 또는 고속 상태에 따라 성층 철심의 적용 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형 유도 전동기 고정자(4)는 자속이 흐르는 자성체 기능과 전기가 통하는 도체 기능이 단일화된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 모션 가이드와 선형 유도 전동기의 결합 시스템.
9. 삭제

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