KR101230070B1 - 원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법 - Google Patents

원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법 Download PDF

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요스케 다카이시
하루유키 하세가와
도루 가타에
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 코일과 요크의 접촉면적이 증가하고, 방열성이 향상되며, 자기 밸런스가 좋아 자기 특성이 향상되는 원통형 리니어 모터의 권장방법을 제공하는 것.
[해결수단] 원통형 리니어 모터는, 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크(8) 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 요크(8)의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일(4A)을 가지는 고정자(10)와, 고정자(10)의 내측에 자기적 틈새를 통하여 대향하여 축방향으로 이동 가능하게 배치되고, 영구자석(6)이 축방향으로 복수 개 끼워 마련된 가동자(20)를 구비하고 있다. 그리고, 고정자(10)의 각 상의 코일(4A)의 연결선(5A)은 코일(4A)의 내주면에 배치되어 마련되어 있다. 이것에 의해, 코일(4A)의 내경 측으로 연결선처리가 행해지며, 코일(4A)의 외주부는 정원 통 모양으로 할 수 있다. 요크(8)에 요철을 마련할 필요가 없이 방열성, 자기 특성이 향상되며, 또, 가공도 용이하다.

Description

원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법 {STATOR FOR CYLINDRICAL LINEAR MOTOR, CYLINDRICAL LINEAR MOTOR AND WINDING METHOD OF STATOR COIL FOR CYLINDRICAL LINEAR MOTOR}
원통 모양의 요크(yoke)의 내경 측에서 축방향으로 복수 개 늘어선 복수의 코일을 가지는 원통형 리니어 모터의 고정자, 이 고정자에 더하여, 고정자의 내측에 대향 배치되고, 영구자석이 축방향으로 복수 개 끼워 마련된 가동자를 구비한 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장(卷裝, winding)방법에 관한 것이다.
도 11은, 예를 들면 특허문헌 1에 과제로서 기재된 종래의 원통형 리니어 모터의 측단면도이다. 도 12는 도 11의 C-C선에 따른 화살표에서 본 단면도이다. 도 11에서 10은 고정자, 20은 가동자, 3은 지지기구, 4는 U상(相), V상, W상의 코일, 15는 U상, V상, W상의 연결선(connecting wire), 6은 영구자석, 7은 캔(can), 8은 요크이다.
고정자(10)는 길이가 긴 원통 모양의 자성체로 이루어지는 요크(8)의 내측에 U상, V상, W상을 구성하는 길이가 짧은 원통 모양(링 모양)의 코일(4)을 축방향으로 복수 개 늘어놓고, 접착에 의해 요크(8)에 고정되어 구성되어 있다. 코일(4)은 축방향으로 복수 개 배치되며, 각각, 각 상의 연결선(15)에 의해 접합되어 있다. 각 상의 코일(4)의 연결선(15)은, 도 12에 나타내는 바와 같이 둘레방향의 한 개소에 모여, 코일(4)의 표면에 밀착하도록 성형되어 있다.
가동자(20)는 축방향으로 연장하는 원통 모양의 캔(7)의 내측에 원통 모양의 영구자석(6)을 축방향으로 복수 끼워 마련하여 구성된다. 가동자(20)는 고정자(10)와 미소한 틈새를 통하여 지지기구(3)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 이와 같은 구성의 원통형 리니어 모터에 의하면, 고정자(10)와 가동자(20)와의 사이에 축방향의 추진력이 발생하여 외부로 출력된다.
이와 같은 종래의 원통형 리니어 모터에 있어서, 코일의 연결선이 한 개소에 모여, 코일 표면에 밀착하고 있으므로, 각 상 코일을 구성하는 동선(銅線)이 서로의 연결선 또는 연결선과 코일에서 접촉하게 된다. 이 때문에, 상 사이의 절연이 동선의 절연피막만으로 구성되게 되어, 동선에 가해지는 기계적 스트레스나 동선 피막에 존재하는 핀홀(pin hole)의 영향에 의해, 절연내압이 저하한다고 하는 문제가 있었다.
이것에 대해서, 특허문헌 1의 원통형 리니어 모터에서는, 연결선의 수납 스페이스를 확보하기 위해서, 요크에 볼록부(내경 측으로부터 보면 오목부)를 마련하여 스페이스를 확보하고 있으며, 연결선, 결선작업성을 향상시키고, 또 제작의 용이성을 향상시키고 있다.
또, 특허문헌 2의 원통형 리니어 모터에 의하면, 링 모양의 코일의 권선(捲線) 패턴을 연구하여, 내외측에서 연결선의 처리를 실시함으로써 연속 권선을 가능하게 하고 있다. 또, 연결선의 스페이스를 확보를 위해서, 길이가 짧은 원통 모양 외주의 요크에 노치(notch) 부분을 마련하여, 틈새를 만들어 스페이스의 확보를 실시하고 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2008-79358호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2006-223090호 공보
그렇지만, 상기 종래의 기술에 의하면, 코일 외주 측에서 결선처리, 연결선처리하고 있기 때문에, 코일 외주 측에서 결선, 연결선을 수납하는 스페이스를 확보할 필요가 있다. 이 때문에, 요크에 노치나 볼록부를 마련하거나, 코일과 요크 사이에 틈새를 마련하거나 할 필요가 있었다.
요크에 노치나 볼록부를 마련하는 경우, 요크의 철심(鐵心) 부분이 없어지거나, 멀어지거나 하기 때문에, 자기(磁氣) 특성이 저하된다고 하는 문제가 있었다. 또, 제작 정밀도에 의하지만, 노치 부분을 균형있게 제작하지 않으면, 자기 언밸런스가 발생하여, 코깅 토크(cogging torque)나 토크 리플(torque ripple), 자기 흡인력의 언밸런스에 의한 샤프트의 변형 등, 샤프트의 주행 정밀도의 열화를 초래하는 일이 있어, 과제로 되고 있었다. 더욱이 요크에 노치나 볼록부를 마련하는 것은 요크에 기계가공 등을 실시하여 특수 형상으로 가공할 필요가 있기 때문에, 요크가 정원(正圓) 형상인 경우에 비해, 비용이 증가하므로 과제로 되고 있었다.
한편, 코일과 요크 사이에 틈새를 마련하는 경우는, 발열원인 길이가 짧은 원통 모양의 코일의 외주면과, 외부 케이스에 열을 전하는 요크 부분에 단열성을 가지는 공기층이 존재하게 되어, 코일의 방열성의 악화를 초래하게 된다.
본 발명은 상기에 감안하여 이루어진 것으로서, 코일과 요크의 접촉면적이 증가해 방열성이 향상되고, 자기 밸런스가 좋아 자기 특성이 향상되며, 가공이 용이한 원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 원통형 리니어 모터의 고정자는 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일을 가지고, 각 상의 코일의 연결선이 코일의 내주면에 배치되어 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 원통형 리니어 모터는 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일을 가지는 고정자와, 고정자의 내측에 자기적 틈새를 통하여 대향하여 축방향으로 이동 가능하게 배치되고, 영구자석이 축방향으로 복수 개 끼워 마련된 가동자를 구비하며, 고정자의 각 상의 코일의 연결선을 코일의 내주면에 배치하여 마련한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법은, 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 제1, 제2, 제3 복수의 코일을 가지는 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법에 있어서, 제1, 제2, 제3의 3개의 노즐을 이용하여, 우선, 제1 코일을 감은 후, 제1 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출(引出)하고, 다음으로, 제1 코일에 인접하는 제2 코일을 제1 코일의 연결선의 외측에 감아, 제2 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하며, 다음으로, 제2 코일에 인접하는 제3 코일을 제1 코일 및 제2 코일의 연결선의 외측에 감아, 제3 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하고, 다음으로, 제3 코일에 인접하는 제1 코일을 제2 코일 및 제3 코일의 연결선의 외측에 감아, 제1 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하도록 하며, 이상을 반복함으로써, 고정자의 각 상의 코일의 연결선을 코일의 내주면에 배치하여 마련한 것을 특징으로 한다.
길이가 짧은 원통 모양의 내경에서 모든 결선처리, 연결선처리를 실시함으로써, 길이가 짧은 원통 모양의 외주부는 원통형으로 할 수 있고, 요크에 노치나 볼록부를 마련할 필요가 없기 때문에, 코일과 요크의 접촉면적이 증가하여 방열성이 향상된다. 또, 요크가 원통형이기 때문에, 자기 언밸런스가 발생하지 않아, 자기 특성의 저하를 초래하지 않는다. 또한 요크가 원통형이기 때문에, 가공도 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 화살표에서 본 단면도이다.
도 3은 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일의 연결선의 배치위치를 나타내는 도면이며, 도 1의 B부분의 확대도이다.
도 4는 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일을 감아 장착하는 순서를 나타내는 공정도이다.
도 5는 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일의 부분적인 확대 단면도이다.
도 6은 실시형태 2의 원통형 리니어 모터의 코일의 외관을 나타내는 부분적인 확대도이다.
도 7은 실시형태 2의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다.
도 8은 실시형태 3의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다.
도 9는 실시형태 4의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다.
도 10은 실시형태 5의 원통형 리니어 모터의 코일의 감겨 장착되는 모습을 나타내는 부분적인 확대도이다.
도 11은 종래의 원통형 리니어 모터의 측단면도이다.
도 12는 도 11의 C-C선에 따른 화살표에서 본 단면도이다.
이하에, 본 발명에 관한 원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법의 실시형태를 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 측단면도이다. 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 화살표에서 본 단면도이다. 도 1에서 10은 고정자, 20은 가동자, 3은 지지기구, 4A는 U상, V상, W상의 코일, 5A는 U상, V상, W상의 연결선, 6은 영구자석, 7은 캔, 8은 요크이다.
고정자(10)는 길이가 긴 원통 모양의 자성체로 이루어지는 요크(8)의 내측에 U상, V상, W상을 구성하는 길이가 짧은 원통 모양(링 모양)의 코일(4A)을 축방향으로 복수 개 늘어놓고, 접착에 의해 요크(8)에 고정되어 구성되어 있다. 코일(4A)은 축방향으로 복수 개 배치되며, 각각, 각 상의 연결선(5A)에 의해 접합되어 있다. 본 실시형태의 연결선(5A)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 코일(4A)의 지름 방향 내경 측에서 둘레방향의 한 개소에 모여 상기 코일(4A)의 내주 표면에 밀착하도록 배치되어 마련되어 있다.
가동자(20)는 축방향으로 연장하는 원통 모양의 캔(7)의 내측에 원통 모양의 영구자석(6)을 축방향으로 복수 끼워 마련하여 구성된다. 가동자(20)는 고정자(10)와 미소한 자기적 틈새(자기 갭)를 통하여 대향하여 지지기구(3)에 의해 축방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 여기서, 축방향이란, 가동자(20)의 이동 가능 방향이다. 이와 같은 구성의 원통형 리니어 모터에 의하면, 종래의 것과 마찬가지로 고정자(10)와 가동자(20)와의 사이에 축방향의 추진력이 발생하고, 이 추진력은 가동자(20)가 이동함으로써 외부로 출력된다.
도 3은 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일(4A)의 연결선(5A)의 배치위치를 나타내는 도면이며, 도 1의 B부분의 확대도이다. 도 4는 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일(4A)을 감아 장착하는 순서를 나타내는 공정도이다. 또한, 도 3, 4에서는 코일(4A)과 그 연결선(5A)만을 나타내며, 가동자(20)나 감기도구는 기재하고 있지 않다. 도 5는 실시형태 1의 원통형 리니어 모터의 코일(4A)의 부분적인 확대 단면도이다.
도 3에서 U상, V상, W상의 각 상의 연결처리를 내경 측(내주면)에 배치하고, 각 코일(4A) 사이의 결선을 가능하게 하고 있다. 또, 코일(4A)의 내경 측에 연결선처리 및 결선처리를 함으로써, 코일(4A)의 외경측을 요철이 없는 원통 형상의 설계를 할 수 있어, 요크(8)와의 접촉면적이 향상한다. 또, 코일(4A)의 외주면이 요철의 없는 정원의 원통 형상인 것에 의해, 코일(4A)을 요크(8)에 가벼운 압입(壓入)이나 가벼운 수축끼워맞춤(shrinkage fit)으로 삽입하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 열전도성이 향상됨과 아울러, 코일(4A)의 고정의 신뢰성이 향상된다.
도 4에 근거하여, 본 실시형태의 코일(4A)의 권장방법 및 연결선(5A)의 배선방법에 대해서 설명한다. 또한, 도 4에서, 도 3에 나타내는 코일(4A) 가운데, U상(제1상)의 코일을 4u, V상(제2상)의 코일을 4v, W상(제3상)의 코일을 4w로 한다. 또 도 3에 나타내는 연결선(5A) 가운데, U상(제1상)의 연결선을 5u, V상(제1상)의 연결선을 5v, W상(제3상)의 연결선을 5w로 한다.
U상, V상, W상의 코일(4u, 4v, 4w)은 원통 막대 모양의 도시하지 않은 감기도구로 감겨짐으로써 성형되고, 그 후 감기도구로부터 인발(引拔)되어, 요크(8)(도 2) 내에 삽입된다. 도 4는 감기도구로 감기는 모습을 모식적으로 나타내는 것이다. 코일(4A)의 권장은 U상, V상, W상의 각 상 각각 1개의 3개의 노즐(9u, 9v, 9w)을 이용하여 행해진다. 우선, U상 코일(4u)이 감겨진다. U상 코일(4u)이 감겨진 후, U상 코일(4u)의 내경 측단으로부터 연결선(5u)이 축방향으로 인출된다. 이 연결선(5u)은 축방향으로 2개의 상의 코일 폭만큼 둘러쳐진다(도 4의 (a)).
다음으로, U상 코일(4u)에 인접하는 V상 코일(4v)이 U상 코일(4u)의 연결선(5u) 위(외측)에 감겨진다. V상 코일(4v)이 다 감기면, U상 코일(4u)과 마찬가지로 V상 코일(4v)의 내경 측단으로부터 연결선(5v)이 인출되어, 축방향으로 2상의 코일 폭만큼 둘러쳐진다(도 4의 (b)).
다음으로, V상 코일(4v)에 인접하는 W상 코일(4w)이 연결선(5u) 및 연결선(5v) 위(외측)에 감겨진다(도 5의 (c)). 이후, 동일하게 하여, U상, V상, W상의 각 코일(4u, 4v, 4w)은 각각 다른 2개(2상)의 코일의 연결선 위(외측)에 감겨진다.
이와 같이, 본 실시형태의 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법에 의하면, 3개의 노즐(9u, 9v, 9w)을 사용하여, 각 상 각각 순서대로 코일과 축방향으로 연장하는 2상만큼의 연결처리를 행함과 아울러 제1 코일의 권선은 제2, 제3 코일 위(외측)에 감겨지고, 이것을 반복함으로써 연속 연결선처리가 가능하게 되어, 결선작업이 없어지기 때문에, 작업성 향상으로 이어진다. 또, 코일(4u, 4v, 4w)의 내주면에 연결선처리를 함으로써, 다른 2상의 연결선 위(외측)에 용이하게 감겨지며, 다른 2상의 연결선을 피하지 않고 권선 가능하기 때문에, 코일 패턴이나 권선기에 특수한 연구를 하지 않아도 용이하게 연속감기가 가능하게 된다.
연결선(5u, 5v, 5w)의 고정은 바니시(varnish)를 이용하여 각 코일(4u, 4v, 4w)의 내주면에 고착된다. 이것에 의해, 각 코일(4u, 4v, 4w)에 형상 안정성이 부여되며, 또 연결선(5u, 5v, 5w)이 내경 측으로 탈락하지 않고, 또한 연결선(5u, 5v, 5w)을 고착함으로써 형상 안정성을 부여해, 내경 측으로 흘러내리지 않으며, 또한 연결선(5u, 5v, 5w)에 절연성을 부가하는 것이 가능하게 된다.
상기와 같은 권장방법으로 함으로써, 축방향으로 늘어선 각 코일(4u, 4v, 4w)을 형성함으로써, 각 코일의 연결선(5u, 5v, 5w)이 내경 측에 배치된다. 또, U상, V상, W상의 각 코일(4u, 4v, 4w)을 구성하는 전선은 이음매가 없는 연속한 것이 된다(연속 권선). 이와 같이 연속 권선을 실현함으로써, 각 코일 사이의 결선이 불필요하게 되기 때문에 생산성이 악화되지 않는다. 또한 연결선(5u, 5v, 5w)을 코일의 내주면에 배치함으로써, 다른 2상의 연결선 위에 권선을 실시할 수 있어, 소정의 코일의 권선이 끝난 후에 직접 다음의 권선을 실시하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태의 코일(4A)은 감기도구에 감겨짐으로써 성형되지만, 감기도구에 장착된 도시하지 않은 보빈(감기 프레임)에 감겨짐으로써 성형되고, 보빈마다 감기도구로부터 인발되어, 요크(8)(도 2) 내에 삽입되어도 된다. 이 경우 연결선(5A)은 도시하지 않은 보빈(감기 프레임)의 코일이 감겨 장착되는 면에 오목하게 마련된 홈 내로 뻗어 나가게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 원통형 리니어 모터에 의하면, 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크(8) 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 요크(8)의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일(4A)을 가지는 고정자(10)와, 고정자(10)의 내측에 자기적 틈새를 통하여 대향하여 축방향으로 이동 가능하게 배치되고, 영구자석(6)이 축방향으로 복수 개 끼워 마련된 가동자(20)를 구비하고 있다. 그리고, 고정자(10)의 각 상의 코일(4A)의 연결선(5A)은 코일(4A)의 내주면에 배치되어 마련되어 있다. 코일(4A)의 내경 측에서 모든 결선처리, 연결선처리를 실시함으로써, 코일(4A)의 외주부는 원통형으로 할 수 있어, 요크(8)에 노치나 볼록부를 마련할 필요가 없기 때문에, 코일(4A)과 요크(8)의 접촉면적이 증가하여 방열성이 향상된다. 또, 요크(8)가 원통형이기 때문에, 자기 언밸런스가 발생하지 않아, 자기 특성의 저하를 초래하지도 않는다. 또한 요크(8)가 원통 모양이기 때문에, 가공도 용이하다.
또한, 본 실시형태의 연결선(5A)은 바니시에 의해 각 코일(4A)의 내주면에 고착되지만, 바니시에 한정하지 않고, 접착제, 점착(粘着) 테이프, 수지 등에 의해 고정되어도 된다.
실시형태 2.
도 6은 실시형태 2의 원통형 리니어 모터의 코일의 외관을 나타내는 부분적인 확대도이다. 도 7은 실시형태 2의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다. 본 실시형태의 코일(4B)은 단면 편평(扁平)형상의 평각(平角) 전선이 서로의 광폭면(廣幅面)을 겹쳐서 다수 개가 틈새 없이 감겨지는 소위 엣지 와이즈(edge wise) 감기로 감겨져 형성되어 있다. 단면 편평형상의 평각 전선을 이용한 본 실시형태의 코일(4B)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 단면 원형 형상의 전선을 이용한 실시형태 1(도 5)의 코일(4A)과 비교하여, 틈새 없이 감겨져 점적율(占積率)이 높다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 연결선(5B)은 단면 편평형상을 이루고 있고, 상세하게는, 코일(4B)의 내주면을 따라서, 폭방향으로 만곡하고 있다. 또한, 도 7의 코일(4B)은 이해가 용이하도록 특징을 과장하여 기재하고 있다.
본 실시형태의 코일(4B)에 의하면, 평각 전선을 사용함으로써 연결선(5B)의 스페이스를 작게 할 수 있어, 더욱 점적율도 증가하기 때문에, 손실을 저감할 수 있음과 아울러 소형화를 도모할 수 있다. 또한 평각 전선을 사용하여 엣지 와이즈 감기로 함으로써, 완전하게 코일(4A) 외형을 정원 형상으로 하는 것이 가능하게 되어, 요크(8)로의 접촉면적이 더욱 증가하기 때문에, 열전도를 향상시킬 수 있다.
또한, 실시형태 1의 코일(4A)(도 5)과 마찬가지로, 단면 원형 형상의 전선을 이용한 경우라도, 연결선의 부분만을 변형시켜 단면 편평형상으로 함으로써, 연결선의 공간절약화나 소형화를 도모할 수 있다.
실시형태 3.
도 8은 실시형태 3의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다. 본 실시형태에서는, 가동자(20)의 외주부를 덮는 캔(7)으로서, 자석 유지용의 금속관(SUS관)이 이용되고 있다. 캔(7)의 외주면에 축방향을 따라서 홈(20a)이 형성되어 있다. 그리고, 연결선(5A)은 이 홈(20a) 내에 배치되어 있다. 그 외의 구성은 실시형태 1과 동일하다.
연결선 스페이스를 낭비하지 않고, 자기 갭(가동자(20)와 고정자(10) 사이의 미소한 자기적 틈새)을 단축할 수 있다. 특히 캔(7)으로서, 자석 유지용의 SUS관을 가동자 측에 사용하고 있는 경우, 자기 특성에 영향을 주지 않고 연결선 스페이스를 마련할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 가동자(20)는 외주부를 덮는 캔(7)을 가지고 있으며, 이 캔(7)에 연결선(5A)으로부터 퇴피하는 홈(20a)이 형성되어 있지만, 캔을 가지지 않은 가동자라도 외주면에 연결선을 퇴피시키는 홈을 형성함으로써, 대략 동일한 효과를 얻을 수 있다.
실시형태 4.
도 9는 실시형태 4의 원통형 리니어 모터의 횡단면도이다. 본 실시형태에서는, 가동자(20)의 외주면에 연결선(5D)을 퇴피시킬 목적으로, 원주 방향으로 120도 피치로 3개의 홈(20b)이 축방향으로 연장하여 형성되어 있다. 3개의 홈(20b)의 위치에는 U상, V상, W상의 각 코일(4A)의 연결선(5D)이 각각 배치되어 마련되어 있다. 그 외의 구성은 실시형태 3과 동일하다. 본 실시형태의 원통형 리니어 모터에 의하면, 자기 흡인력의 언밸런스가 발생하지 않고, 안정된 추진력을 출력할 수 있다.
실시형태 5.
도 10은 실시형태 5의 원통형 리니어 모터의 코일이 감겨 장착되는 모습을 나타내는 부분적인 확대도이다. 본 실시형태의 U상, V상, W상의 각 코일(4C)은 각 상마다 마련된 3개의 노즐(9)에 의해, 축으로 평행한 1층만이 감겨져 성형되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 실시형태 1의 코일(4A)이 다단으로 감겨 있는 것에 대해서 코일(4C)은 지름 방향으로 단수가 1단(1층)이 되는 회수만큼 감겨 있다. 그 외의 구성은 실시형태 1과 동일하다. 본 실시형태의 원통형 리니어 모터에 의하면, 코일 외주 형상을 용이하게 단면 정원의 원통 형상으로 하는 것이 가능하게 되어, 요크(8)로의 접촉면적이 증가하여, 열전도성을 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 원통형 리니어 모터는, 원통 모양의 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 복수의 코일을 가지는 원통형 리니어 모터에 적용되는 것이 최적이다.
3 지지기구
4, 4A, 4B, 4C, 4u, 4v, 4w 코일
15, 5A, 5B, 5D, 5u, 5v, 5w 연결선
6 영구자석 7 캔
8 요크 9, 9u, 9v, 9w 권선기 노즐
10 고정자 20 가동자
20a, 20b 홈

Claims (12)

  1. 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크(yoke) 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 상기 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일을 가지고,
    상기 각 상의 코일의 연결선(connecting wire)이 상기 코일의 내주면에 배치되어 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터의 고정자.
  2. 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 상기 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 U상, V상, W상의 복수의 코일을 가지는 고정자와,
    상기 고정자의 내측에 자기적 틈새를 통하여 대향하여 축방향으로 이동 가능하게 배치되며, 영구자석이 축방향으로 복수 개 끼워 마련된 가동자를 구비하고,
    상기 고정자의 상기 각 상의 코일의 연결선을 상기 코일의 내주면에 배치하여 마련한 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 코일은 평각(平角) 전선이 감겨져 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    같은 상의 복수의 상기 코일 및 그들을 연결하는 연결선은 전선의 이음매가 없이 연속하여 권선(捲線)되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 연결선은 단면 편평(扁平)형상을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  6. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 연결선은 상기 코일의 내주면에 바니시(varnish), 접착제, 점착(粘着) 테이프 및 수지 중 어느 하나에 의해 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  7. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 가동자의 외주면에 축방향을 따라서 홈이 형성되고, 상기 연결선은 상기 홈이 형성하는 공간 내에 배치되어 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 코일은 상기 평각 전선이 엣지 와이즈(edge wise) 감기에 의해 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  9. 청구항 2 내지 3, 8 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일은 축에 평행한 1층만 감겨져 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  10. 청구항 2 내지 3, 8 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 코일은 상기 요크에 압입(壓入)되어 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  11. 청구항 2 내지 3, 8 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정자는 상기 코일이 감겨 장착되는 보빈을 더 구비하고,
    상기 연결선은 상기 보빈에 오목하게 마련된 홈 내로 뻗어 나가 있는 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터.
  12. 자성체로 이루어지는 길이가 긴 원통 모양의 요크 및 각각 길이가 짧은 원통 모양을 이루어 상기 요크의 내경 측에 축방향으로 복수 개 늘어선 제1, 제2, 제3 복수의 코일을 가지는 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장(卷裝)방법에 있어서,
    제1, 제2, 제3의 3개의 노즐을 이용하여,
    우선, 제1 코일을 감은 후, 상기 제1 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출(引出)하고,
    다음으로, 상기 제1 코일에 인접하는 제2 코일을 상기 제1 코일의 연결선의 외측에 감아, 상기 제2 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하며,
    다음으로, 상기 제2 코일에 인접하는 제3 코일을 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 연결선의 외측에 감아, 상기 제3 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하고,
    다음으로, 상기 제3 코일에 인접하는 제1 코일을 상기 제2 코일 및 상기 제3 코일의 연결선의 외측에 감아, 상기 제1 코일의 내경단으로부터 연결선을 축방향으로 인출하도록 하며, 이상을 반복함으로써, 상기 고정자의 상기 각 상의 코일의 연결선을 상기 코일의 내주면에 배치하여 마련한 것을 특징으로 하는 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법.
KR1020120024957A 2011-09-07 2012-03-12 원통형 리니어 모터의 고정자, 원통형 리니어 모터 및 원통형 리니어 모터의 고정자 코일의 권장방법 KR101230070B1 (ko)

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