KR100923878B1 - 리니어 모터의 스테이터 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 모터의 스테이터에 관한 것으로, 이는 리니어 모터 스테이터의 구성요소인 아우터 스테이터의 보빈 조립체 삽입홈에 삽착 고정되는 보빈의 코일권선 적층부가 상기 보빈의 일측단에 형성되고, 상기 코일권선 적층부에 미리 권선 적층된 코일 구조체를 삽착시킨 다음, 중공형태의 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정되도록 구성되어 있어, 종래와 같이 코일권선 적층부에 코일을 권선시킬 때 발생되는 코일의 장력 및 상기 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일이 상호 접착되게 하는 접착제의 화학적 발열작용으로 발생된 열에 의해 보빈의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있으며, 특히 종래 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일의 손상시 누전으로 인한 전기감전사고를 방지할 수 있는 탁월한 효곽도 있다.

리니어 모터, 스테이터(Stator), 보빈, 보빈 조립체, 코일 구조체, 아우터 스테이터

Description

리니어 모터의 스테이터 조립방법 {Stator assembling method 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.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

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

64. 코일 64a. 코일 구조체 65. 아우터 스테이터

66. 보빈 조립체 삽입홈 67. 보빈 덮개판 70. 보빈 조립체

본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리니어 모터 스테이터의 구성요소인 아우터 스테이터의 보빈 조립체 삽입홈에 삽착 고정되는 보빈의 구조 중 코일이 권선 적층되는 코일권선 적층부를 상기 보빈의 일측단에 형성시키고, 상기 코일권선 적층부에 미리 권선 적층된 코일을 삽착시킨 다음, 중공형태의 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정되도록 구성하므로서, 종래와 같 이 코일권선 적층부에 코일을 권선시킬 때 발생되는 코일의 장력 및 상기 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일이 상호 접착되게 하는 접착제의 화학적 발열작용으로 발생된 열에 의해 보빈이 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 특히 종래 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일의 손상시 누전으로 인한 전기감전사고를 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)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, 코일(64)이 권선 적층된 원형형태의 보빈(63) 상하단에 접착제(또는 에폭시수지)를 이용하여 상기 아우터 스테이터(65)가 등간격으로 고정 조립되지만, 상기 보빈(63) 상하단에 아우터 스테이터(65)를 고정하기 전, 먼저 코일(64)을 상기 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)에 권선 적층시켜야 하는데, 상기 보빈(63)의 경우 강도가 약한 재질로 형성되어 있어 상기와 같이 코일권선 적층부(61)에 코일(64)을 권선시킬 때 발생되는 코일(64)의 장력에 의해 보빈(63)의 형상이 크게 변형되게 되는 커다란 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 원통 외주면 중앙이 개방된 코일권선 적층부(61)에 코일(64)을 권선 적층시킨 후, 상기 코일권선 적층부(61)가 그대로 아우터 스테이터(65)의 보빈 조립체 삽입홈(66)에 삽착 고정된 상태에서 코일(64)이 손상될 경우, 아우터 스테이터(65)를 통해 리니어 모터 및 상기 리니어 모터가 적용된 기기 전체로 누전된 전류가 흐르게 되어 전기감전사고 발생에 대한 위험이 매우 큰 커다란 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 코일이 권선 적층 되는 코일권선 적층부를 상기 보빈의 일측단에 형성시키고, 상기 코일권선 적층부에 미리 권선 적층시킨 코일 구조체를 삽착시킨 다음, 중공형태의 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정되도록 구성하므로서, 종래와 같이 코일권선 적층부에 코일을 권선시킬 때 발생되는 코일의 장력 및 상기 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일이 상호 접착되게 하는 접착제의 화학적 발열작용으로 발생된 열에 의해 보빈이 변형되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의해 종래 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일이 손상될 경우, 아우터 스테이터를 통해 리니어 모터 및 상기 리니어 모터가 적용된 기기 전체로 흐르는 전류에 감전되는 전기감전사고를 방지하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 리니어 모터 스테이터의 구성요소인 아우터 스테이터의 보빈 조립체 삽입홈에 삽착 고정되는 보빈의 코일권선 적층부가 상기 보빈의 일측단에 형성되고, 상기 코일권선 적층부에 미리 권선 적층된 코일 구조체를 삽착시킨 다음, 중공형태의 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정되도록 구성된 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 보빈 조립체 삽입홈(66)이 중앙에 형성되어 있으면서 상기 적층부(61)에 등간격으로 접착 고정되는 다수의 아우터 스테이터(65)로 구성된 리니어 모터의 스테이터에 있어서;

상기 코일(64)이 권선 적층되는 코일권선 적층부(61a)가 원통 일측단에 일정깊이로 형성된 보빈(63a) 및 상기 코일권선 적층부(61a)에 삽입 고정되는 중공형태의 보빈 덮개판(67)으로 이루어진 보빈 조립체(70)와; 상기 보빈(63a)의 코일권선 적층부(61a)에 삽착 될 수 있게 중공형태로 미리 권선 적층된 코일 구조체(64a)로 구성되어 있다.

이하, 본 발명인 리니어 모터의 스테이터에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명인 리니어 모터의 스테이터(60a)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 코일(64)이 권선 적층되어 고정되는 코일권선 적층부(61a)를 원통형으로 형성된 보빈(63a)의 일측단에 형성시키고, 상기 보빈(63a) 일측단에 형성된 코일권선 적층부(61a) 내에 미리 코일(64)을 권선 적층시킨 코일 구조체(64a)를 삽착시킨 다음, 상기 삽착된 코일 구조체(64a)가 상기 코일권선 적층부(61a)에서 분리되지 않도록 상기 적층부(61a)에 중공형태의 보빈 덮개판(67)을 삽입 고정시킨 구조 즉, 코일 구조체(64a)가 삽착된 보빈 조립체(70)를 아우터 스테이터(65)의 보빈 조립체 삽입홈(66) 내에 고정되도록 한 것으로서, 이에 대한 구성을 보다 상세하게 설명하 면 다음과 같다.

상기 스테이터(Stator)(60a)는, 중공 원통의 일측단 부분에 홈 형태의 코일권선 적층부(61a)가 일정깊이로 형성된 보빈(Bobbin)(63a) 및 상기 코일권선 적층부(61a)에 삽입 고정되는 중공형태의 보빈 덮개판(67)으로 이루어진 보빈 조립체(70)와; 상기 보빈(63a)의 코일권선 적층부(61a)에 삽착 될 수 있게 중공형태로 코일(64)을 미리 권선 적층시킨 코일 구조체(64a)와; 상기 코일 구조체(64a)가 삽착 고정된 보빈 조립체(70)의 코일권선 적층부(61a)가 삽착될 수 있게 내측 중앙에 ㄷ자 형태의 보빈 조립체 삽입홈(66)이 형성되어 있으며, 상기 보빈 조립체(70)의 외주부에 등간격으로 배치 고정되는 다수개의 아우터 스테이터(Outer Stator)(65)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 스테이터(60a)의 구성요소인 상기 보빈 조립체(70)는, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 탄성력이 있는 합성수지재로 형성되어 있으면서, 미리 권선 적층된 코일 구조체(64a)가 삽착되는 보빈(63a)과 상기 보빈(63a)에 삽착된 코일 구조체(64a)가 분리되지 않게 상기 보빈(63a)에 삽입 고정되는 보빈 덮개판(67)으로 이루어져 있으며, 이중 상기 보빈(63a)은 상술한 바와 같이, 미리 중공형태로 권선 적층시킨 코일 구조체(64a)를 삽착시킬 수 있게 중공 원통형상의 일측단면에 일정깊이 홈 형태의 코일권선 적층부(61a)가 형성되어 있고, 상기 보빈 덮개판(67)은 상기 코일권선 적층부(61a)에 삽착된 코일 구조체(64a)가 상기 적층부(61a)에서 분리되지 않도록 상기 코일권선 적층부(61a) 내에 삽입 고정되는 중공형태의 원판으로 형성된 구조이다.

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 조립체(70)의 외주부에 등간격으로 배치시켜 고정하기 위하여, 상기 아우터 스테이터(65) 내측 중앙에 코일 구조체(64a)가 삽착 고정된 보빈 조립체(70)의 코일권선 적층부(61a)가 삽착될 수 있게 ㄷ자 형태의 보빈 조립체 삽입홈(66)이 형성되어 있으며, 상기와 같이 구성된 아우터 스테이터(65)가 상기 보빈 조립체(70)의 외주부 상하면에 등간격으로 배치 고정되는 구조이다.

상기 코일 구조체(64a)는, 보빈(63a)의 일측단면에 형성된 코일권선 적층부(61a)에 삽착될 수 있도록 하기 위하여, 일정형태의 권선지그(도시하지 않음)에 코일(64)을 미리 권선하여 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같은 중공형태로 적층시킨 것이며, 상기와 같이 권선 적층된 코일(64)은 구리 와이어(wire)를 원통형으로 권선하여 에폭시 등과 같은 절연물로 절연시킨 것이다.

이하, 본 발명인 리니어 모터의 스테이터 조립과정을 상세히 설명한다.

도 2 에 도시된 종래와 같이 아우터 스테이터(65)의 보빈 조립체 삽입홈(66) 내에 보빈(63)의 코일권선 적층부(61)를 삽입 고정시키기 위하여 먼저, 상기 코일권선 적층부(61)에 코일(64)을 권선 적층시킬 경우, 상기 권선 적층되는 코일(64)의 장력에 의해 상기 보빈(63)의 형상이 변형되는 것을 방지하기 위하여, 일정형태의 권선지그에 코일(64)을 미리 권선하여 도 3 및 도 4 에 도시된 바와 같은 중공 형태로 적층시켜 코일 구조체(64a)로 형성시킨다.

상기와 같이 권선 적층된 코일 구조체(64a)를 보빈 조립체(70)의 구성요소인 보빈(63a)의 코일권선 적층부(61a)에 삽착시키는데, 이 때 상기 코일권선 적층부(61a)는 상기 코일 구조체(64a)가 상기 적층부(61a)에 그대로 삽착될 수 있도록 원통형상의 보빈(63a) 일측단면에 일정깊이의 홈 형태로 형성되어 있다.

이와 같이 형성된 보빈(63a)의 코일권선 적층부(61a)에 상기 코일 구조체(64a)를 삽착시킨 다음, 상기 코일권선 적층부(61a)에서 코일 구조체(64a)가 분리되지 않도록 중공형태의 원판인 보빈 덮개판(67)을 상기 적층부(61a) 내에 삽입 고정시킨다.

이후, 상기와 같이 코일 구조체(64a)가 내삽된 보빈 조립체(70)를 상기 아우터 스테이터(65) 중앙에 형성된 보빈 조립체 삽입홈(66)에 삽입한 다음, 에폭시 수지 등에 의해 상기 보빈 조립체(70)의 코일권선 적층부(61a)가 상기 아우터 스테이터(65)의 보빈 조립체 삽입홈(66) 내에 고정되게 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 리니어 모터의 스테이터는, 코일이 권선 적층되는 코일권선 적층 부를 상기 보빈의 일측단에 형성시키고, 상기 코일권선 적층부에 미리 권선 적층시킨 코일 구조체를 삽착시킨 다음, 중공형태의 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정되도록 구성하므로서, 종래와 같이 코일권선 적층부에 코일을 권선시킬 때 발생되는 코일의 장력 및 상기 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일이 상호 접착되게 하는 접착제의 화학적 발열작용으로 발생된 열에 의해 보빈이 변형되는 것을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 코일권선 적층부에 미리 권선 적층시킨 코일 구조체를 삽착시킨 후, 중공 원판의 보빈 덮개판을 삽입 고정시키므로서, 종래 코일권선 적층부에 권선 적층된 코일의 손상시, 아우터 스테이터를 통해 리니어 모터 및 상기 리니어 모터가 적용된 기기 전체로 흐르는 전류에 감전되는 전기감전사고를 방지할 수 있는 탁월한 효과도 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 권선 지그에 코일을 미리 권선하여 중공 형태로 적층시켜 코일 구조체를 형성하는 단계;

   원통 형상의 보빈 일측 단면에 홈 형태로 형성되는 코일권선 적층부에 상기 코일 구조체를 삽착시키는 단계;

   상기 코일 구조체가 분리되지 않도록 중공 형태의 원판인 보빈 덮개판을 상기 코일권선 적층부에 삽입 고정하여 보빈 조립체를 형성하는 단계;

   상기 보빈 조립체를 아우터 스테이터에 형성된 보빈 조립체 삽입홈에 삽입하는 단계;

   상기 코일권선 적층부가 고정 부재에 의하여 상기 조립체 삽입홈에 고정되도록 하는 단계를 포함하는 리니어 모터의 스테이터 조립방법.

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