KR100863380B1 - 리니어 모터의 스테이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 모터의 스테이터에 관한 것으로, 이는 코일이 일정권선 형태로 감겨 적층 고정되는 보빈과, 상기 보빈 상하면에 등간격으로 접착 고정되는 다수의 아우터 스테이터로 구성된 리니어 모터의 스테이터에 있어서;

코일이 적층되는 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 일정크기의 결합돌기를 다수 형성시킨 것으로 구성되어 있어, 상호 결합 고정된 아우터 스테이터와 보빈에 충격이나 온도변화에 따른 아우터 스테이터의 수축 및 팽창작용이 발생한다 하더라도 상기 코일권선 적층부의 마감단 양 측면에 다수 형성된 결합돌기들의 압축작용 및 탄성복원작용에 의해 상기 아우터 스테이터 및 보빈의 구조적 변형이나 파손 또는 상기 아우터 스테이터에서 보빈이 분리되는 것을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

리니어 모터, 스테이터(Stator), 보빈, 아우터 스테이터

Description

리니어 모터의 스테이터{Stator of linear motor}

도 1 은 종래 리니어 모터의 개략적 구성도.

도 2 는 종래 리니어 모터의 스테이터 분해 사시도.

도 3 은 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 분해 사시도.

도 4 는 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 결합단면도.

도 5 는 스테이터의 또 다른 구성을 나타낸 분해 사시도.

도 6 은 리니어 모터의 구성요소인 스테이터의 조립과정을 나타낸 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

60, 60a. 스테이터 61. 코일권선 적층부 62. 마감단 63. 보빈

64. 코일 65. 아우터 스테이터 66. 적층부 삽입홈 67. 결합돌기

68. 결합홈

본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈이 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 내에 결합 고정될 수 있도록 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 일정크기의 결합 돌기를 다수 형성시키므로서, 상호 결합 고정된 아우터 스테이터와 보빈에 충격이나 온도변화에 따른 아우터 스테이터의 수축 및 팽창작용이 발생한다 하더라도 상기 코일권선 적층부의 마감단 양 측면에 다수 형성된 결합돌기들의 압축작용 및 탄성복원작용에 의해 상기 아우터 스테이터 및 보빈의 구조적 변형이나 파손 또는 상기 아우터 스테이터에서 상기 보빈이 분리되는 것을 방지할 수 있도록 한 리니어 모터의 스테이터에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 모터(Linear Motor)는, 입체적인 구조의 일반 모터의 자장을 평탄한 모양으로 한 모터로서, 평탄한 형태로 된 가동부(Armature)가 평면의 고정부(Stator) 위에 만들어지는 자장의 변화에 의해서 평면상을 직선적으로 구동되는 것이다.

도 1 은 리니어 모터를 도시한 것으로서, 이에 대한 리니어 모터는, 도 1 에 도시한 바와 같이, 피스톤이 내삽되는 슬리브(51) 외측 원주면에 다수의 마그네트(52)가 등간격으로 접착된 아마츄어부(Armature : 가동자)(50)와, 상기 아마츄어부(50)가 내삽되어 상기 아마츄어(50)의 마그네트(52)와 스테이터부(60)의 구성요소인 고정자 철심(65)의 전자기적 상호작용에 의해 상기 아마츄어부(50)가 직선 왕복운동을 하도록 하는 스테이터부(Stator : 고정자)(60)로 구성되어 있다.

특히 상기 스테이터부(Stator)(60)는, 도 2 에 도시한 바와 같이, 외주면에 일정깊이 홈 형태의 코일권선 적층부(61)가 형성되어 있으면서 상기 적층부 양 끝단에 마감단(62)이 일체로 형성된 원통형의 고정자 몸체(63)와, 상기 고정자 몸체(63)의 코일권선 적층부(61)에 권선 적층되는 고정자 코일(64)과, 상기 코일(64)이 권선된 고정자 몸체(63)의 외주부에 접착 고정될 수 있게 내측 중앙에 고정자 몸체 삽입홈(66)(이하, 적층부 삽입홈이라 함.)이 형성된 다수개의 고정자 철심(65)으로 구성되어 있다. 이 때 고정자 몸체(63) 및 고정자 코일(64), 고정자 철심(65)은 이하, 보빈(63) 및 코일(64), 아우터 스테이터(65)로 한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 리니어 모터의 구성요소인 상기 스테이터(60)의 경우, 원형형태의 보빈(63) 상하단에 접착제(또는 에폭시수지)를 이용하여 상기 아우터 스테이터(65)가 등간격으로 고정 조립되어 있어 상호 결합 고정된 아우터 스테이터(65)와 보빈(63)에 충격력이 작용될 경우, 상기 코일권선 적층부(61)의 양 끝단인 마감단(62)이나 상기 적층부 삽입홈(66) 부분에 충격력을 흡수 해소시킬 수 있는 충격흡수부재가 형성되어 있지 않아 상기 충격력에 의해 상기 코일권선 적층부(61)의 마감단(62)과 상기 적층부 삽입홈(66)의 결합부분 즉, 접착제에 의해 접착된 상기 마감단(62)과 상기 적층부 삽입홈(66)의 접착부분이 떨어지면서 상호 분리되거나 또는 상기 결합된 아우터 스테이터(65)와 보빈(63)의 전체적인 구조적 변형이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 더 나아가 상기와 같이 작용된 충격력에 의해 아우터 스테이터(65)나 보빈(63)이 파손되게 되는 커다란 문제점이 있었다.

또한, 온도변화에 따른 상기 아우터 스테이터(65)가 수축 / 팽창할 경우, 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 크기가 좁아지거나 넓어지게 되면서 접착제에 의해 접착된 상기 코일권선 적층부(61)의 마감단(62)과 상기 적층부 삽입홈(66)의 접착부분이 떨어지게 되어 상기 적층부 삽입홈(66)과 상기 삽입홈(66) 내 에 접착 고정된 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)가 상호 분리되게 되는 문제점과 함께, 상기 아우터 스테이터(65)의 수축과정에서 강도가 약한 재질의 보빈(63)이 상기 아우터 스테이터(65)의 수축 즉, 상기 스테이터(65)에 형성된 적층부 삽입홈(66)의 수축력에 눌려 파손되게 되는 커다란 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈이 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 내에 결합 고정될 수 있도록 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 일정크기의 결합돌기를 다수 형성시키므로서, 상호 결합 고정된 아우터 스테이터와 보빈에 충격력이 작용될 경우, 상기 코일권선 적층부의 마감단 양 측면에 다수 형성된 결합돌기들의 압축작용 및 탄성복원작용에 의해 충격력을 흡수 해소시켜 상기 결합된 아우터 스테이터와 보빈의 구조적 변형이나 파손을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 온도변화에 따른 상기 아우터 스테이터의 수축 / 팽창작용에도 상기 아우터 스테이터에 보빈이 결합되어지도록 하는 상기 결합돌기들의 압축 및 탄성복원에 의해 상기 보빈의 코일권선 적층부가 상기 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 내에서 파손 또는 분리되지 않도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 코일이 일정권선 형태로 감겨 적층 고정되는 보빈과, 상기 보빈 상하면에 등간격으로 접착 고정되는 다수의 아우터 스테이터로 구성 된 리니어 모터의 스테이터에 있어서;

코일이 적층되는 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 일정크기의 결합돌기를 다수 형성시켜 구성한 본 발명에 의해 해결될 수 있는 바, 이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 분해 사시도를 나타낸 것이고, 도 4 는 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 결합단면도를 나타낸 것이다.

본 발명인 리니어 모터의 스테이터(60a)는, 코일(64)이 일정권선 형태로 코일권선 적층부(61)에 감겨 적층된 보빈(63)과, 상기 코일(64)이 적층된 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 착설될 수 있게 적층부 삽입홈(66)이 중앙에 형성되어 있으면서 상기 적층부(61)에 등간격으로 접착 고정되는 다수의 아우터 스테이터(65)로 구성된 리니어 모터의 스테이터에 있어서;

코일(64)이 적층되는 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61) 양 측면에 일정크기의 결합돌기(67)가 다수 형성된 구성이다.

이하, 본 발명의 리니어 모터 스테이터에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명인 리니어 모터의 스테이터(60a)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 내에 삽착되어 접착제에 의해 고정되는 종래 보빈(63)의 코일권선 적층부(61) 양 측면에 일정크기의 결합돌기(67)를 다수 형성시켜 상기 결합돌기(67)에 의해 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입 홈(66) 내에서 상기 보빈(63)이 고정되도록 한 것으로서, 이에 대한 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 스테이터(Stator)(60a)는, 외주면에 일정깊이 홈 형태의 코일권선 적층부(61)가 형성되어 있고, 상기 적층부(61) 양 끝단에 마감단(62)이 형성되어 있으며, 상기 마감단(62) 양 측면에 일정크기의 결합돌기(67)가 다수 형성된 원통형의 보빈(Bobbin)(63)과; 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 권선 적층되는 코일(Coil)(64)과; 상기 코일(64)이 권선된 보빈(63)의 코일권선 적층부(61) 및 마감단(62)가 삽착될 수 있게 내측 중앙에 ㄷ자 형태의 적층부 삽입홈(66)이 형성되어 있으면서, 상기 보빈(63)의 외주부에 등간격으로 배치 고정되는 다수개의 아우터 스테이터(Outer Stator)(65)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 스테이터(60a)의 구성요소인 상기 보빈(Bobbin)(63)은, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 탄성력이 있는 합성수지재로 형성되어 있으면서, 코일이(64) 권선 형태로 감겨 적층될 수 있게 원통 외주면 중앙에 일정깊이 홈 형태의 코일권선 적층부(61)가 형성되어 있고, 상기 코일권선 적층부(61) 양 끝단에는 권선 적층된 코일(64)이 상기 적층부(61)를 이탈하지 못하도록 마감단(62)이 형성되어 있으며, 상기 마감단(62) 양 측면에 일정크기의 결합돌기(67)가 다수 형성된 구조이다.

이 때 상기 마감단(62)의 직경은 코일권선 적층부(61)의 직경보다 다소 크게 형성되어 있으며, 상기 결합돌기(67)의 형상은 반원형태 또는 삼각형태로 형성되어 있다.

상기 아우터 스테이터(Outer Stator)(65)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 다수개의 전기강판을 적층하여 일정크기로 형성한 것이며, 상기와 같이 형성된 아우터 스테이터(65)를 상기 보빈(63)의 외주부에 등간격으로 배치시켜 고정하기 위하여, 상기 아우터 스테이터(65) 내측 중앙에 코일(64)이 권선된 보빈(63)의 코일권선 적층부(61) 및 마감단(62), 그리고 상기 마감단(62) 양 측면에 형성된 다수의 결합돌기(67)가 삽착될 수 있게 ㄷ자 형태의 적층부 삽입홈(66)이 형성되어 있으며, 상기와 같이 구성된 아우터 스테이터(65)가 상기 보빈(63)의 외주부 즉, 코일이 적층된 코일권선 적층부(61) 및 마감단(62)의 상하면에 등간격으로 배치 고정되는 구조이다.

상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 권선 적층되는 코일(Coil)(64)은, 구리 와이어(wire)를 원통형으로 권선하여 에폭시 등과 같은 절연물로 절연시킨 것이다.

도 5 는 본 발명인 스테이터의 또 다른 구성을 분해 사시도로 나타낸 실시예도이다.

이는 도 5 에 도시한 바와 같이, 코일권선 적층부(61)의 양 측면에 다수의 결합돌기(67)가 형성된 보빈과의 결합력을 강화시키기 위하여, 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 상하단에 상기 결합돌기(67)와 대응 결합되는 결합홈(68)이 다수 형성된 구성이다.

이하, 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 조립과정을 상세히 설명한다.

도 6 은 리니어 모터의 구성요소인 스테이터의 조립과정을 나타낸 상태도이다.

도 6 에 도시한 바와 같이, 리니어 모터의 스테이터(60a)를 구성하기 위한 코일권선 적층부(61)에 코일(64)이 감긴 보빈(63)과 아우터 스테이터(65)를 결합시키기 위하여 먼저, 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 코일(64)을 감아 적층시키게 되는데, 이 때 코일(64)의 적층상태는 상기 코일권선 적층부(61) 최상단까지 적층시키지 않고, 일정높이정도 낮게 코일(64)을 상기 코일권선 적층부(61)에 감아 적층시킨다.

상기와 같이 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 코일(64) 권선과정이 종료되면, 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61) 즉, 상기 코일권선 적층부(61) 양 끝단에 형성된 마감단(62) 및 상기 마감단(62)의 양 측면에 다수 형성된 일정크기의 결합돌기(67)를 중앙에 ㄷ자 형태의 적층부 삽입홈(66)가 형성된 아우터 스테이터(65)에 삽착시키게 되는데, 이 때 상기 마감단(62) 양 측면에 다수 형성된 결합돌기(67)의 경우, 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66)에 삽착되면서 상기 결합돌기(67)들이 압착된 상태로 눌려지게 되고, 이후 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)를 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 끝단까지 밀착시키게 되면, 압축되었던 결합돌기(67)들이 탄성복원력에 의해 상기 결합돌기(67)들의 형상이 어느정도 복원됨과 동시에, 상기 결합돌기(67)와 상기 적층부 삽입홈(66)과의 마찰력에 의해 상기 코일권선 적층부(61)가 상기 아우터 스테 이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 내에서 결합 고정되게 된다.

더욱이, 상기와 같이 결합 고정된 아우터 스테이터(65)와 보빈(63)에 충격력이 작용될 경우, 상기 코일권선 적층부(61)의 마감단(62) 양 측면에 다수 형성된 결합돌기(67)들의 압축작용 및 탄성복원작용에 의해 충격력을 흡수 해소하기 때문에, 상기 결합된 아우터 스테이터(65)와 보빈(63)의 구조적 변형이나 파손을 방지할 수 있으며, 특히 온도변화에 따른 아우터 스테이터(65)의 수축 / 팽창작용에도 상기 아우터 스테이터(65)에 보빈(63)이 결합되어지도록 하는 상기 결합돌기(67)들의 압축 및 탄성복원에 의해 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)가 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 내에서 파손 또는 분리되지 않게 된다.

또한, 상기 아우터 스테이터(65)에 결합된 보빈(63)을 분리할 경우, 종래와 같이 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 내에 보빈(63)이 접착제로 고정되어 있는 것이 아니라, 상기와 같이 부재와 부재의 억지끼워맞춤 형식으로 결합 고정되어 있기 때문에, 일정하중을 이용하여 상기 보빈(63)을 잡아당기게 되면, 상기 아우터 스테이터(65)의 적층부 삽입홈(66) 내에 결합 고정된 보빈(63)이 상기 적층부 삽입홈(66)에서 분리되게 된다.

이상과 같이 구성된 스테이터가 적용된 리니어 모터를 전자기적 상호 작용에 의해 실린더 내에서 압축 및 팽창과정이 이루어지도록 하는 일반적인 냉동기 및 압축기 또는 헬륨 혹은 수소 등의 작동유체가 팽창 - 압축 등의 과정을 통해 냉동출력을 발생시키는 쿨러(Cooler)에 적용하여 사용할 수 있음을 밝혀두는 바이다.

본 발명인 리이어 모터의 스테이터는, 코일이 일정권선 형태로 코일권선 적층부에 감겨 적층된 보빈이 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 내에 결합 고정될 수 있도록 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 일정크기의 결합돌기를 다수 형성시켜 구성하므로서, 상호 결합 고정된 아우터 스테이터와 보빈에 충격력이 작용될 경우, 상기 코일권선 적층부의 마감단 양 측면에 다수 형성된 결합돌기들의 압축작용 및 탄성복원작용에 의해 충격력을 흡수 해소시켜 상기 결합된 아우터 스테이터와 보빈의 구조적 변형이나 파손을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 온도변화에 따른 상기 아우터 스테이터의 수축 / 팽창작용에도 상기 아우터 스테이터에 보빈이 결합되어지도록 하는 상기 결합돌기들의 압축 및 탄성복원에 의해 상기 보빈의 코일권선 적층부가 상기 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 내에서 파손 또는 분리되지 않는 탁월한 효과도 있다.

이와 더불어, 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 형성된 일정크기의 결합돌기에 의해 상기 보빈이 상기 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈에 삽착 고정되도록 구성되어 있어, 상기 보빈의 코일권선 적층부 상하면에 상기 아우터 스테이터의 고정작업이 간편해지는 효과와 함께, 상기 고정작업을 통한 상기 보빈 및 아우터 스테이터의 조립공정 및 작업시간을 단축시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 보빈 및 아우터 스테이터의 조립공정 및 작업시간의 단축에 의한 제품 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 탁월한 효과도 있다.

Claims (2)

1. 코일권선 적층부에 코일이 일정권선 형태로 감겨 적층 고정되는 보빈과, 상기 보빈 상하면에 접착 고정되는 다수의 아우터 스테이터부로 구성된 리니어 모터의 스테이터에 있어서;

   코일이 적층되는 상기 보빈의 코일권선 적층부 양측면에 결합돌기가 다수 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 스테이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아우터 스테이터의 적층부 삽입홈 상하단에 상기 결합돌기와 대응 결합되는 결합홈이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 스테이터.

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