KR101062588B1 - 리니어 모터 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동자의 탑부와 바디부를 글래스 화이버를 재질로 하고, SMC 공법을 적용하여 상기 가동자를 제조하는 리니어 모터에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 아우터 스테이터와 인너 스테이터로 구성되는 고정자와, 상기 아우터 스테이터와 인너 스테이터 사이의 공극에 위치하는 가동자로 구성되는 리니어 모터에 있어서; 상기 가동자는 탑(Top) 부와 바디(Body) 부로 구성되고, 상기 탑 부와 바디 부는 동일한 재질로 형성되는 것을 특징으로 해서 구성된다.

상기 탑 부와 바디 부는 글래스 화이버(Glass Fiber)로 형성됨을 특징으로 하는 구성된다.

상기 가동자의 탑부와 바디부는 SMC(Sheet Molding Compound) 공법에 의해서 형성되는 것을 포함해서 구성된다.

이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 동일 재질로 사용하여 탑부와 바디부간의 결합력 강화 및 자기저항 발생으로 인한 와류손실을 제거할 수 있는 이점이 있다.

리니어 모터,가동자,글래스 화이버

Description

리니어 모터 및 이의 제조방법{ Linear motor and it's manufacturing method }

본 발명은 리니어 모터를 구성하는 가동자를 형성함에 있어서, 글래스 화이버를 재질로 사용하고, SMC(Sheet Molding Compound)공법을 적용해서 탑(Top)부와 바디(Body)부가 형성 및 결합되는 리니어 모터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

모터(Motor)라고 하는 것은 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전동력을 얻는 장치로서, 이러한 모터는 그 인가되는 전원의 종류에 따라서 교류모터와 직류모터로 구별되며, 일반적으로 모터는 에어컨,냉장고 등의 가전제품의 구동을 위하여 많이 사용되고 있다.

이러한 모터는 고정자 (Stator,이하 스테이터)와 회전자

(Rotor 또는 Armature, 이하 로터)를 포함해서 이루어지며, 스테이터의 권선(Coil)에 전류가 흐를 때 발생하는 회전 자기장(Rotating Magnetic Field)에 의해서 로터에 회전 토크(Torque)가 발생하는 원리로 작동하며, 상기 토크에 의해 로터가 회전하는 힘을 회전동력으로 이용하게 된다.

그 중에서도 리니어 모터는 입체적인 구조를 갖는 모터의 자장을 평판의 형상으로 변형시킨 것으로서, 이 평면 형상의 가동자가 역시 평면 형상의 고정자 상측에 얹혀져 그 고정자의 자기장의 변화에 따라서 직선적으로 움직이는 모터의 한 종류이다.

최근 들어서는 상기 고정자가 인너 스테이터(Inner-Stator)와 아우터 스테이터(Outer-Stator)를 갖는 원통형으로 형성되고, 그 인너 스테이터와 아우터 스테이터 중에서 어느 한 쪽에 유도자기를 발생시키기 위한 마그넷 코일이 권취,장착되며, 상기 인너 스테이터와 아우터 스테이터 사이에 마그네트(Magnet)가 게재되고 그 마그네트의 극성이 고정자의 축방향으로 배열되도록 하여 가동자를 배치시킨 압축기용 리니어 모터가 소개되고 있다.

대표적으로, 대한민국 등록특허 제 10-0793804호에는 고정자가 원통형의 인너 스테이터와 아우터 스테이터를 가지고, 보빈에 마그넷 코일이 권취된 후 그 외부면을 사출물로 감싸서 구성하는 리니어 모터의 구조가 개시되어 있다.

그리고, 대한민국 등록특허 제10-0529935호에는 리니어 모터의 보빈의 형상과 아우터 스테이터의 조립구조에 관해서 개시되어 있다.

이와 같은 리니어 모터의 경우 유도 자기를 발생시키기 위해서 아우터 스테이터의 보빈의 외주면에 마그넷 코일을 권취하게 된다.

리니어 모터의 고정자는 통전시 회전자계를 형성시키는 마그넷 코일이 권취된 보빈에 절연 등을 위해서 사출작업으로 그 외형이 형성되고, 이러한 보빈의 외주면에 방사상으로 상하 양측으로 대칭되는 형상을 가진 한조의 코어가 다수개 결 합되어서 형성된다.

그런 다음에, 사출금형을 이용한 몰딩작업을 통해서 상기의 코어를 고정시키서 그 외형을 형성시킨다.

그리고, 리니어 모터의 가동자는 원통형 형상의 바디부와 탑부에 의해서 구성되며, 바디부의 외주면에 다수개의 마그네트가 방사상으로 결합된다.

이때, 상기 탑부의 소재는 일반적으로 비자성체 재질인 SUS(Steel Use Stainless)를 사용하나 타발시에 자성을 띠게 되어서, 자기저항 발생으로 인한 와류손실이 발생하여 모터의 효율이 떨어지는 문제를 극복하기 위해서 특정재질을 사용하기도 하나 재료비 상승의 문제점이 있었다.

또한, 타발 품질을 확보하기 위해 딥드로잉 금형이 및 측면과 탑부의 별도의 피어싱 금형이 필요하고 고정을 위한 여러 공정을 거쳐야 하므로 금형 및 가공에 따른 원가가 상승되는 문제점도 있었다.

게다가, SUS를 이용하는 경우 도전성을 띠므로 아우터 스테이터와 자석의 자속으로 인해서, 가동자가 운동을 하면 탑부에 유도기전력이 발생하여 모터의 전기적 성능에 손실이 발생하는 문제점도 있었다.

또한, 탑부와 바디부의 결합시 이종재질의 결합으로 접합부 강도 부족으로 인한 탑부가 탈락되는 문제점 또한 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 리니어 모터의 가동자를 구성하는 탑(Top)부와 바디(Body)부를 글래스 화이버의 동일 재질로 구성하여서, 기존의 탑(Top)부를 SUS(Steel Use Stainless)로 구성함에 따른 이종재질간의 접합부 강도 부족으로 인한 탑부의 탈락 및 SUS 재질의 사용에 따른 자기 저항발생으로 인한 전기적 와류 손실의 발생이 제거되도록 한 리니어 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 탑부와 바디부를 글래스 화이버 재질을 이용하여서, SMC(Sheet Molding Compound)공법을 적용하여서 가동자를 제조함에 따라서, 리니어 모터의 품질 및 효율이 향상되도록 한 리니어 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다. 아울러, 제조비 및 재료비를 절감시키는 부수적인 효과를 얻는 것도 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터는, 아우터 스테이터와 인너 스테이터로 구성되는 고정자와, 상기 아우터 스테이터와 인너 스테이터 사이의 공극에 위치하는 가동자로 구성되는 리니어 모터에 있어서;

상기 가동자는 탑(Top) 부와 바디(Body) 부로 구성되고, 상기 탑 부와 바디 부는 동일한 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 탑 부와 바디 부는 글래스 화이버(Glass Fiber)로 형성됨을 특 징으로 한다.

그리고, 상기 가동자의 탑 부와 바디 부는 SMC(Sheet Molding Compound) 공법에 의해서 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가동자의 탑 부는 비자성, 비도전성을 가진 글래스 화이버를 재질로 SMC공법에 의해 형성되며, 그 상측면과 외주면에는 통풍구가 구비된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 SMC공법은,상기 글래스 화이버 시트를 상기 가동자의 높이 치수만큼 폭을 재단한 후, 상기 금형의 외주면 전체를 감싸는 테이핑 작업을 수행하는 인너 와인딩 공정을 구성하는 단계[S100]; 일정한 폭과 두께를 가진 플라스틱 성형재료를 이용해서 상기 바디 부의 하측단의 외주면을 감싸서 고정 부착되도록 하는 테이핑 작업으로 수행하는 댐 인서트를 구성하는 단계[S200]; 마그네트를 일정한 이격거리를 유지한 채 상기 바디 부의 외주면에 대해서부착하는 마그네트를 부착하는 단계[S300]; 글래스 화이버 시트를 소정의 치수만큼 재단한 후, 상기 바디 부의 상측끝단부와 상기 부착된 마그네트의 상측끝단부 사이의 상기 마그네트와 상기 인너와인딩 공정이 완료된 바디부의 단차진 외주면에 대해서 실시되는 어드와인딩을 구성하는 단계[S400]; 상기 바디 부의 외형이 형성되고, 상기 부착된 마그네트의 유동 및 탈락을 방지하는 역할을 수행하는 아우터와인딩을 구성하는 단계[S500]; 가열가압성형을 통해서 상기 가동자를 구성하는 글래스 화이바 재질을 변형시키는 컴프레션몰딩을 구성하는 단계[S600]; 상기 가동자의 상면과 마그네트가 부착되어 있지 않는 외주면상에 통풍구를 형성하는 후처리 및 통풍구 가공단계[S700];를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 리니어 모터에 의하면, 리니어 모터의 가동자를 구성하는 탑 부와 바디 부가 비자성체이고 비전도성을 가진 글래스 화이버를 동일 재질로 하여 구성함으로써, 기존의 탑 부를 SUS재질로 제조시에 발생하던 이종 재질의 결합으로 인한 접합부의 강도 부족으로 인한 탑 부의 탈락 및 SUS 재질의 이용에 따른 자기 저항 발생으로 인한 와류손실의 문제를 해소할 수 있게 된다.

그리고, 그 제조에 있어서도 기존의 SUS를 적용한 공법 대비 SMC 공법을 적용함으로써 가동자의 외면에 부착되는 다수개의 마그네트의 결합력을 보다 강화시켜서, 고온의 후처리 공정을 통과하면서 부착된 마그네트 간의 위치 이탈 및 유동을 방지하여서 와류 손실 등을 방지할 수 있어서 모터의 품질을 개선하는 효과를 기대할 수 있다.

아울러, SMC 공법을 사용함에 따라서, 제조공정의 간소화 및 제조경비의 절감 등의 효과를 기대할 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가,변경,삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 이해와 설명의 편의를 위해서 리니어 모터에 대해서 설명하고 있으나, 다른 종류의 모터에 관해서도 모두 적용 가능함을 미리 밝혀 둔다.

도 1은 리니어 모터의 구성 상태를 나타내는 구성 부품들의 전개도이다.

도면을 참조하면, 압축기용 리니어 모터(1)는 대략 원통형 형상으로 형성되며, 이러한 리니어 모터(1)는 속이 빈 원통형 형상을 가진 아우터 스테이터 (100)와 상기 아우터 스테이터(100)의 비어있는 내부 공간에는 원통형의 인너 스테이터(200)가 구비된다.

상기 아우터 스테이터(100)와 인너 스테이터(200) 사이에는 일정한 공극이 존재하고, 상기의 공극에 가동자(300)가 개재되어서 그 외형이 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 아우터 스테이터(100)의 속이 빈 원통형의 양끝단에 일정 크기의 원판형의 가이드부(122)가 형성되어 있는 보빈(120)(도 2 도시)이 구비된다. 상기 보빈(120)(도 2 도시)의 양 끝단의 가이드부(122)의 안쪽 외주면에는 고속의 와인딩 머쉰(Winding Machine)을 이용해서 마그넷 코일(128)(도 2 도시)이 권취되어 구비된다.

이렇게 권취된 마그넷 코일(128)(도 2도시)이 장착된 보빈(120)(도2 도시)의 외주면에 대해서 사출물을 이용한 사출작업을 통해서 상기 아우터 스테이터(100)가 구비된다.

상기 아우터 스테이터(100)의 외주면에는 이후 작업을 통해서 'ㄷ'자 형상을 가진 다수개의 금속 재질의 코어(150)(도 2 도시)가 일정한 이격거리를 두고 방사상으로 고정,장착되게 된다.

상기 아우터 스테이터(100)의 상하 양측의 외주면에는 상기한 다수개의 코어(150)(도 2 도시)가 위치하도록 형성된 다수개의 코어 안착부(124)(도 2 도시)가 구비되고, 상기 코어 안착부(124)의 양측에는 장착된 코어(150)(도 2 도시)의 유동을 방지하기 위한 다수개의 코어 가이드부(126)(도 2 도시)가 상기 아우터 스테이터 (100)의 몸통 부위에 방사상으로 구비된다.

다음으로는, 상기 아우터 스테이터(100)의 내측에는 유도자기의 경로를 형성 하는 원통형 형상을 가진 인너 스테이터(200)가 구비된다.

상기 인너 스테이터(200)는 상기 아우터 스테이터(100)에 권취된 마그넷 코일(128)(도2 도시)에 전류가 흘러 발생하는 유도 자기의 경로를 형성시키고, 상기한 유도 자기에 의해서 자석(미도시)이 부착된 가동자(300)가 상하 직선방향으로 움직이도록 하는 역할을 수행하게 된다.

다음으로는, 상기 아우터 스테이터(100)와 상기 인너 스테이터(200) 사이에는 일정한 공극이 존재한다. 이러한 공극 사이에 개재되어 상기한 유도자기에 의해서 직선 왕복운동을 하는 가동자(300)가 구비된다.

상기 가동자(300)는 일단은 완전히 개구되고 타단은 다수개의 통풍구가 구비된, 원통형의 형상으로 구비된다.

그리고 상기의 통풍구가 구비된 일단측의 외주면에는 일정한 크기를 가진 다각형 내지는 원형의 통풍구가 방사상으로 구비된다.

그리고, 상기 가동자(300)의 외주면상에는 다수개의 마그네트(Magnet,자석)가 방사상으로 구비된다. 이렇게 구비된 다수개의 마그네트에 의해서 상기 아우터 스테이터 (100)와 상기 인너 스테이터(200)의 사이의 공극에서 패러데이의 유도법칙 (Faraday's law of induction)의 적용을 받아서 형성된 유도 자기에 대해서 상하 90도 방향의 힘을 받아서 직선 왕복운동을 하는 힘을 발생시킨다.

그리고 상기 가동자(300)는 글라스 화이버(Glass Fiber) 재질로 구성되고, 사출성형을 통해서 제조된다.

이와 같이 구성된 리니어 모터(1)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 아우터 스테이터(100)에 권취된 마그넷 코일(128)(도 2 도시)에 전류가 인가되면, 그 인가된 전류에 의해서 상기 아우터 스테이터(100)에 유도 자기가 발생되고, 이 유도자기가 상기 인너 스테이터(200)와의 사이에서 자기장을 형성시키게 된다.

이렇게 형성된 자기장은 상기 가동자(300)의 외주면에 장착된 마그네트(미도시)를 패러데이의 유도법칙에 따라서 끌어당겨서 상기 가동자(300)를 한쪽 방향으로 운동하게 만든다.

이후, 상기 스테이터 코일에 인가되었던 전류가 끊김과 동시에 반대 방향에서 전류가 인가되면 이전에 발생했던 자기장과 반대 방향의 유도 자기장이 발생하게 되어서 패러데이의 유도법칙에 의해서 상기 가동자(300)는 반대 방향으로 운동하게 된다.

도 2는 리니어 모터(1)의 아우터 스테이터(100)의 구성품들의 사시도이다.

도면을 참조하여, 아우터 스테이터(100)의 구성을 살펴보면, 상기 아우터 스테이터(100)는 속이 빈 원통형의 양단부에 원판형의 가이드부(122)를 구비하고 있는 보빈(120)과 그리고 상기 보빈(120)의 외주면에 권취되는 마그넷 코일(128), 마그넷 코일(128)이 권취된 보빈(120)을 사출물로 외부 환경으로 부터 절연시키고 코어(150)가 장착될 공간을 형성시키는 몰드, 그리고 상기 몰드(140)의 외주면에 방사상으로 구비,결합되는 다수개의 코어(150)들로 그 외형을 형성한다.

상세히, 상기 보빈(120)은 속이 빈 원통형 형상을 가진 몸통부의 양단부에 원판형 형상의 가이드부(122)가 구비되어 있고, 양 가이드부(122)에는 상기 코어(150)가 안착될 수 있는 다수개의 코어 안착부(124)와 이렇게 안착된 상기 코어(150)간의 유동을 방지하기 위한 다수개의 코어 가이드부(126)가 방사상으로 구비되어 있다.

상기 보빈(120)의 양 가이드부(122)의 "U"자형의 외주면에는 통전시 회전자계를 형성시키는 마그넷 코일(128)이 권취된다. 이러한 마그넷 코일(128)은 와인딩 머쉰(Winding Machine)(미도시)을 이용하여 상기 마그넷 코일(128)의 일단을 노즐(미도시)을 통해서 공급하게 되다.

이때, 상기 보빈(120)을 안정적으로 회전할 수 있도록 조정시킨 후, 상기 보빈(120)의 외주면의 바닥면의 일단부에서 부터 권선작업을 수행하여, 타단부까지 권취작업이 완료되면 다시 반대방향으로 권취작업을 수행한다. 이렇게 한층 한층 좌우방향으로 번갈아가면서 마그넷 코일(128)의 권취작업을 수행하며, 보빈(120)의 가이드부(122)의 끝단과 수평면을 이루게 되면 권취작업은 완료된다.

이렇게 마그넷 코일(128)의 권취작업이 완료된 상태는 좌측에서 두번째 도면에서 나타내고 있다.

그리고, 마그넷 코일(128)의 권취가 완료된 보빈(120)에 대해서 사출물을 이용한 사출작업이 수행된다. 이러한 사출작업을 통해서 마그넷 코일(128)을 외부 환경으로 부터 보호하고 절연하는 기능을 하며, 외형을 형성하게 된다.

이러한 사출 작업을 통해서 마그넷 코일(128)을 외부로 부터 완전히 차폐시키고 이후에 진행되는 코어(150)의 안착시 좌우 유동을 방지하고 고정시키는 역할을 하는 코어 날개부(142)를 형성한다.

오른쪽에서 두번째 도면이 상기 사출작업이 완료된 몰드(140)를 나타내고 있다.

상기 몰드(140)의 외주면에는 코어(150)를 고정시키고, 안착된 코어(150)의 좌우 유동을 방지하기 위한 코어 날개부(142)가 다수개 방사상으로 형성된다.

이러한 코어 날개부(142)는 직사각형의 형상이며, 안착되는 코어(150)마다 좌우에 각각 하나씩 구비되면, 코어(150)의 좌우 유동을 방지하고 고정을 시키는 역할을 수행한다.

다음으로는 마그넷 코일(128)로 부터 발생하는 자속의 유도를 형성하게 되는 코어(150)에 대해서 살펴보기로 한다.

상기 몰드의 우측에는 상기 코어(150)의 형상을 나타내고 있다.

상세하게 살펴보면, 상기 코어(150)의 "ㄷ"자 형상을 하고 있으면, 그 재질은 전도성을 가지며 자속의 유로가 되는 금속을 그 재질로 한다.

상기 코어(150)는 두개가 한쌍을 이루며, 상기 코어 가이드 안착부에 위치하게 된다. 이렇게 위치한 코어(150)는 코어 가이드부(126)와 코어 날개부(142)에 의해서 고정된다.

이러한 코어(150)는 두개의 코어(150)가 직각으로 처리된 일단부에서 상호 마주보면서 상하 방향으로 결합되며 상기한 끌형상을 가진 타단부가 아우터 스테이터(100)의 내경을 향해서 각각 결합된다.

맨 우측 도면을 살펴보면, 상기한 몰드(140)의 외주면에 방사상으로 두개의 코어(150)의 한쌍을 이루면서, 상하로 결합되어서 그 완성된 형상을 나타내고 있다.

상기 사출작업이 완료된 몰드(140)의 외주면에 방사상으로 다수개의 코어(150)가 상기한 방법으로 고정,안착되어서 아우터 스테이터(100)를 구성하고 있다.

도 3에서는 본 발명의 실시예에 따른 가동자의 완성된 형상을 나타낸 사시도이다.

도면을 살펴보면, 가동자는 대략 속이 빈 원통형 형상으로 형성되며, 탑(Top) 부와 바디(Body) 부의 결합에 의해서 전체적인 골격이 형성된다.

상기 가동자의 탑 부와 바디 부는 글래스 화이버를 이용해서, SMC(Sheet Molding Compound) 공법을 사용해서 형성,제조된다.

우선, 글래스 화이버를 이용한 SMC공법은 열경화성형재료를 이용한 성형공법으로써, 치수정밀도 및 치수 안정성이 우수하여서 변형이 적고, 열팽창계수가 적어서 강성,내열성이 우수하며, 기계적 강도와 전기적 성능이 우수하다는 특징을 가지고 있다.

이러한 SMC공법은 1내지 5mm정도의 두께를 가진 시트(Sheet)를 이용해서, 필요한 형상으로 제조된 금형이나 지그(Jig) 등을 이용해서 그 외형을 형성한 후, 고온으로 가열,가압성형을 통해서 성형품을 형성한 후, 후처리,후가공 공정을 거쳐서 완성품을 제조한다.

본 발명에 따르는 가동자의 경우도 상기의 SMC공법을 적용하여서, 우선 상기 바디 부의 외형을 형성하기 위해서 금형의 외형에 글래스 화이버 시트(Sheet)를 금 형의 형상대로 재단한 후, 상기 금형의 외면에 대해서 수차례 상기 글래스 화이버 시트를 이용해서 상기 금형을 감싸는 와인딩(Winding) 작업을 실시한 후 그 외주면에 다수개의 마그네트(Magnet)를 부착시킨다.

그런 다음에 여기에 상기 부착된 마그네트의 유동을 방지하기 위해서 다시 한번 와인딩 작업을 실시한다.

여기에, 사전에 제작된 탑 부를 상기 바디 부의 상측면에 배치시킨다.

이렇게 구성된 상기 탑 부와 바디 부를, 고온,고압상태의 압착 성형(Compression Moilding) 공정에 거쳐서 결합시켜서 그 외형을 형성한다.

다음으로, 상기 탑부에 상측면과 외주면에 다수개의 통풍구를 내고, 표면 가공 및 끝단부 처리를 위한 후처리 가공과정을 거쳐서 상기 가동자가 형성된다.

도 4 에서는 본 발명의 실시에 따른 가동자의 제작을 위한 SMC공법의 공정중에서 와인딩(Winding) 공정을 나타낸 작업도이다.

도면을 참조하면, 우선 본 발명에 따라서 SMC공법을 적용하기 위해서는 상기 가동자의 외형의 형상을 갖춘 금형이 사전에 제작이 요구된다.

상기 가동자의 원통형 형상의 금형의 외주면 전체에 대해서 상기 가동자의 바디 부의 내면을 형성하기 위한 인너 와인딩(Inner Winding) 공정이 실시된다.

상기 인너 와인딩 공정은 글래스 화이버 시트를 상기 가동자의 높이 치수만큼 폭을 재단한 후, 상기 금형의 외주면 전체를 감싸는 테이핑(Taping) 작업으로 실시된다.

이러한 인너 와인딩은 일회 내지 수회 반복 실시할 수 있다.

상기 인너 와인딩 작업이 완료된 후, 상기 바디 부의 최하측단의 외주면에 대해서 댐 인서트(DAM Insert)를 형성하는 작업이 실시된다.

상기 댐 인서트 작업은 일정한 폭과 두께를 가진 플라스틱 성형재료를 이용해서 상기 바디 부의 최하측단의 외주면을 감싸서 고정 부착되도록 하는 테이핑 작업으로 수행한다.

이렇게 형성된 상기 댐 인서트는 다음 단계에 실시될 부착된 마그네트의 상하 유동을 방지하기 위한 유동 방지턱 역할을 수행한다.

다음으로, 상기 댐 인서트 작업 완료된 바디 부의 외주면에 대해서 다수개의 마그네트 부착 공정이 실시된다.

상기 마그네트의 일측단이 상기 실시된 댐 인서트와 밀착되도록 부착되고, 각각의 마그네트는 일정한 이격거리를 유치한 채 상기 바디 부의 외주면에 대해서 부착된다.

이렇게 부착된 마그네트는 상하 좌우가 일정한 거리를 유지하면서, 정렬 배치된 상태로 부착될 수 있다.

다음으로, 어드 와인딩(ADD Winding) 공정이 실시된다.

상기 어드 와인딩은 바디 부의 상측 끝단부와 상기 부착된 마그네트의 상측 끝단부사이의 상기 마그네트와 상기 인너 와인딩 공정이 완료된 바디부의 단차진 외주면에 대해서 실시된다.

글래스 화이버 시트를 상기 어드 와인딩이 실시될 폭의 치수만큼 재단한 후, 상기 어드 와인딩 공정은 상기 부착된 마그네트의 외경 치수와 비교해서 단차가 발 생하지 않도록 수 차례 반복해서 와인딩 작업을 수행하여야 한다.

이렇게 완료된 어드 와인딩으로 인해서, 상기 부착된 마그네트 들의 상하 유동을 방지할 수 있으며, 상기 바디 부의 외형을 형성함과 더불어 어느 정도의 두께를 형성함으로써, 어느 정도의 기계적 강도와 탄성력을 가질 수 있게 된다.

그런 다음에 아우터 와인딩(Outer Winding) 공정이 실시된다.

상기 아우터 와인딩 공정은 앞서 실시한 인너 와인딩 공정과 동일하게 수행되며, 이러한 아우터 와인딩은 일회 내지 수회 반복해서 실시할 수 있다.

상기 아우터 와인딩에 의해서 바디 부의 외형이 형성되고, 상기 부착된 마그네트의 유동 및 탈락을 방지하는 역할을 수행한다.

이후 탑부(Top) 부를 배치,고정하는 단계가 실시된다.

살펴보면, 우선 글래스 화이버 시트를 이용해서 탑 부의 상측면의 원판형 형상을 재단한다. 그리고, 축 중심에는 원판형의 통풍구가 형성된다.

상기 탑 부를 형성하게 될 동일한 직경과 두께를 가진 동일한 원판형 형상의 부분 다수개를 상기 금형의 상측면에 적층하여 위치시킨다.

이때, 상기 금형의 상측면에는 상기 탑 부의 통풍구에 대응되도록 돌출된 부분이 형성되어 있어서, 상기 다수개 탑 부를 축중심이 일치하도록 적층시킨다.

도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 가동자의 형성을 위한 컴프레션 몰딩(Compression Molding) 공정을 나타낸 작업도이다.

도면을 살펴보면, 상기와 같이 와인딩 공정을 마친 가조립된 상기 바디 부와 탑 부를 탑재한 금형을 좌측 도면에서와 같이 가열,가압에 의해서 성형작업을 하게 될 컴프레션 몰딩 장치내에 위치시킨다.

그런 다음에, 상기 컴프레션 몰딩 장치의 상측의 덮개부를 닫고, 일정한 시간동안 일정한 온도와 압력을 가해서 상기 탑 부와 바디 부를 결합시키고, 외형을 형성시키는 공정이 실시된다.

이렇게 가열가압성형을 통해서 상기 가동자를 구성하는 글래스 화이바 재질을 변형시켜서, 상기 탑 부와 바디 부가 결합된 가동자가 성형되고, 기계적 강도와 전기적 성능이 우수해진다. 아울러, 열경화성 수지의 특성상 변형 이후에는 열팽창계수도 적어져서 강도와 내열성 또한 우수하게 된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 가동자의 형성을 위한 후처리 및 통풍구 가공 공정을 나타낸 도면이다.

이렇게, 상기와 같은 컴프레션 몰딩 공정을 마친 가동자가 좌측에 도시되어 있다.

상기 가동자의 상면과 마그네트가 부착되어 있지 않는 외주면상에 통풍구를 형성하는 공정이 실시된다.

다음으로, 상기 컴프레션 몰딩 공정을 거치고 나온 상기 가동자의 모서리부, 통풍구 주위 그리고, 끝단부 등에는 몰딩 공정 및 통풍구 가공 공정에서 발생한 재료의 잔유물 등이 제거되지 않은 채로 남아있다.

상기와 같은 잔유물을 제거하고, 표면 및 외관을 정리하는 후처리 공정을 실시한다.

그런 다음에, 상기 가동자에 대해서 열처리 및 도색을 하는 공정이 추가적으 로 실시될 수 있다.

상기와 같은 공정을 거친 가동자는 기존의 탑 부를 SUS를 재질로 해서 제조하는 것과 비교해서, 이종 재질로 인한 탑 부의 탈락을 방지하고, SUS재질의 사용으로 인한 자기저항 발생으로 인한 와류손실의 발생을 제거할 수 있어서, 리니어 모터의 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러,기존 대비 가동자의 제작 공정이 간단해지므로, 제작비가 절감되고 공정의 단순화로 인해 제조 품질이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 모터의 구성을 나타낸 구성도이다.

도 2는 아우터 스테이터의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가동자의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와인딩 공정을 나타낸 작업도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 컴프레션 몰딩 공정을 나타낸 작업도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 후처리 및 통풍구 가공 공정을 나타낸 작업도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 리니어 모터 100 아우터 스테이터

120 보빈 122 가이드부

124 코어 안착부 126 코어 가이드부

128 마그넷 코일 140 몰드

142 코어 날개부 144 내경(D)

146 폭(H) 150 코어

200 인너 스테이터 300 가동자

320 바디 부 340 탑 부

360 마그네트 380 통풍구

400 금형

Claims (5)

1. 아우터 스테이터와 인너 스테이터로 구성되는 고정자와, 상기 아우터 스테이터와 인너 스테이터 사이의 공극에 위치하는 가동자로 구성되는 리니어 모터에 있어서;

   상기 가동자는 비자성, 비도전성을 가진 글래스 화이버를 SMC(Sheet Molding Compound) 공법을 이용하여 성형된 탑(Top) 부와 바디(Body) 부로 구성되고, 상기 탑 부와 바디 부는 동일한 재질로 형성되며, 상기 탑부의 상측면과 외주면상에는 공기의 인출입을 안내하는 통풍구가 구비된 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 SMC공법은,

   글래스 화이버의 원재료 시트를 상기 가동자의 높이 치수만큼 폭을 재단한 후, 상기 글래스 화이버로 상기 가동자의 외형과 대응되는 형상을 가진 금형의 외주면 전체를 감싸는 테이핑 작업을 수행하는 인너 와인딩 공정을 구성하는 단계[S100];

   일정한 폭과 두께를 가진 플라스틱 성형재료를 이용해서 상기 바디 부의 하측단의 외주면을 감싸서 고정 부착되도록 하는 테이핑 작업으로 수행하는 댐 인서트를 구성하는 단계[S200];

   마그네트를 일정한 이격거리를 유지한 채 상기 바디 부의 외주면에 대해서부착하는 마그네트를 부착하는 단계[S300];

   글래스 화이버 시트를 소정의 치수만큼 재단한 후, 상기 바디 부의 상측끝단부와 상기 부착된 마그네트의 상측끝단부 사이의 상기 마그네트와 상기 인너와인딩 공정이 완료된 바디부의 단차진 외주면에 대해서 실시되는 어드와인딩을 구성하는 단계[S400];

   상기 바디 부의 외형이 형성되고, 상기 부착된 마그네트의 유동 및 탈락을 방지하는 역할을 수행하는 아우터와인딩을 구성하는 단계[S500];

   가열가압성형을 통해서 상기 가동자를 구성하는 글래스 화이바 재질을 변형시키는 컴프레션몰딩을 구성하는 단계[S600];

   상기 가동자의 상면과 마그네트가 부착되어 있지 않는 외주면상에 통풍구를 형성하는 후처리 및 통풍구 가공단계[S700];를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.

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