KR101374296B1 - 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피스톤의 선형 왕복운동 중에 외부에서 피스톤에 작은 충격이 가해져 피스톤이 미세하게 편심 될 경우에도 마그네트들 중 하나가 외측 라미네이션에 편중되게 근접되거나 마그네트가 외측 라미네이션에 부착되는 고장을 미연에 방지하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자에 관한 것으로, 본 발명에 따른 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어는, 원통형의 마그네트 프레임와 일측에 관통홀을 가진 측판을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제조하는 금형의 코어에 있어서, 상기 코어는, 외측의 둘레가 원형으로 형성되고, 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면이 형성되며, 상기 마그네트 부착면의 일측에는 제1 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면이 형성되고, 상기 마그네트 부착면의 타측에는 제2 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 크게 장착면이 형성되는 코어부재를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자{Movable element mold core of reciprocating linear motor and fabrication method of the same}

본 발명은 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피스톤의 선형 왕복운동 중에 외부 충격 및 진동이 가해질 경우에도 가동자의 위치가 편심됨이 없이 왕복될 수 있도록 하며, 또한 마그네트들 중 하나가 외측 라미네이션에 편중되게 근접되거나 또는 마그네트가 외측 라미네이션에 부착되는 고장 및 마그네트가 외측 라미네이션에서 분리되는 것을 방지하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자에 관한 것이다.

일반적으로 리니어모터는 작동자를 이루는 고정자와 가동자 사이의 자계의 상대적 변화에 따라서 가동자가 직선적으로 물리적 운동을 수행하는 장치이다. 즉 리니어모터는 컵형으로 형성된 고정자와 가동자가 서로 동축으로 마주보며 끼워져서 배치되고, 고정자와 가동자의 사이의 마그네트 자계변동으로 가동자가 축방향으로 왕복 이동하게 구성된다.

이와 같은 리니어모터는 여러 장치에 이용되고 있는데, 대표적으로는 압축기 내에서 냉매용 피스톤의 가동에 이용되고 있다. 그리고 상기 가동자는 다수의 마그네트가 원주방향으로 배치되어 이루어진 대략 컵 형상의 부재로 구성된다.

이에, 종래의 리니어모터의 가동자는 여러 종류가 알려져 있는데, 그 일예로 대한민국 특허공개 제2002-0036610호의 "선형압축기의 피스톤작동부 및 그 제조방법"을 살펴보면 다음과 같다.

종래의 선형압축기의 피스톤작동부는 자력에 의해 선형으로 왕복운동하는 피스톤이 냉매를 압축시키는 선형압축기에 있어서, 상기 피스톤이 체결되는 피스톤 체결보스와, 상기 피스톤 체결보스를 일단의 중심으로 하는 원통의 원주면상에 등간격으로 배치되는 복수의 마그네트 및 상기 피스톤 체결보스와 상기 복수의 마그네트를 연결하여 일체화시키며, 수지로 된 연결부재를 포함한다. 그리고 상기 마그네트는 전 둘레에 걸쳐 계단형의 단부가 형성된 것이다.

또한 종래의 선형압축기의 피스톤작동부의 제조방법은 자력에 의해 선형으로 왕복운동하는 피스톤이 냉매를 압축시키는 역할을 하는 상술한 선형압축기의 피스톤작동부를 제조하는 방법에 있어서, 사출성형으로 일체화시킬 복수의 마그네트와 피스톤 체결보스를 준비하는 단계와, 상기 복수의 마그네트와 피스톤 체결보스를 코어금형에 조립하여 사출기에 장착하는 단계와, 상기 사출기에 의해 성형수지를 사출하여 상기 복수의 마그네트와 피스톤 체결보스가 일체로 된 상기 선형압축기의 피스톤작동부를 사출하는 단계, 및 상기 사출단계에서 사출이 완료된 상기 선형압축기의 피스톤작동부를 취출하는 단계를 포함한다.

따라서 상기와 같은 종래의 선형압축기의 피스톤작동부는 피스톤이 체결되는 피스톤 체결보스와 마그네트 및 이 피스톤 체결보스와 마그네트를 연결하는 연결부재가 일체로 사출성형되어, 형상공차 및 조립공차가 개선되며 내구성의 저하가 없는 선형압축기의 피스톤작동부를 제공할 수 있는 장점이 있다.

그런데, 상기와 같이 구성되는 종래의 선형압축기의 피스톤작동부는 다음과 같은 문제점을 가지고 있었고, 또한 종래의 선형압축기의 피스톤작동부의 제조방법은 다음과 같은 문제점을 가지고 있었다.

먼저, 종래의 피스톤작동부는 둘레를 관통하는 다수의 마그네트를 포함한다. 따라서 종래의 피스톤작동부는 각각의 마그네트가 피스톤작동부의 외주면에 노출되어 있음에 따라, 각각의 마그네트의 외면에서 발생되는 자력이 지나치게 강함으로 인하여 피스톤의 선형 왕복운동 중에 외부에서 피스톤에 작은 충격이 가해져 피스톤이 미세하게 편심 될 경우에는, 마그네트들 중 하나가 선형 압축기의 외측 라미네이션에 편중되게 근접되어 피스톤의 작동시 소음이 발생되거나 피스톤의 오작동을 유발하는 문제점을 가지고 있었고, 심하게는 마그네트가 외측 라미네이션에 부착되는 고장이 빈번하게 발생되는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 피스톤작동부를 제조함에 있어서, 내부에 다수의 자석이 내장된 철재의 코어금형을 사용하게 되는데, 시간이 경과되면 철재의 코어금형에서 자석의 자력을 모두 손실시킴에 따라 자석의 부착력이 상실됨으로써, 코어금형의 자석을 수시로 교체해야 하는 문제점도 가지고 있었다.

또한, 종래의 피스톤작동부를 제조하는데 사용되는 코어금형은 외주면이 원형봉 형상으로 형성된다. 따라서 사출 성형후 사출성형된 피스톤작동부를 코어금형에서 이탈시킬 경우에 성형된 피스톤작동부가 잘 빠지지 않게 됨으로써, 코어금형에서 피스톤작동부를 강제적으로 이탈시키는 과정에서 성형된 피스톤작동부가 빈번하게 손상되는 문제점도 가지고 있었다.

한국특허공개 제2002-0036610호의 "선형압축기의 피스톤작동부 및 그 제조방법"(2002.05.16) 한국특허등록 제10-0796697호의 "압축기용 리니어 모터의 마그네트 어셈블리를 제조하는 방법"(2008년01월15일 등록) 한국공개특허 제10-2006-0117522호 " 리니어 모터의 아우터 코어 및 그 조립방법"(2006.11.17.공개) 한국공개특허 제10-2008-0033587호 "리니어모터 가동자" (2008년04월17일 공개)

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위한 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 마그네트 장착용 함몰홈을 형성하면서 가동자의 내주연의 둘레에 다수의 원호형상의 마그네트를 견고하게 고정하고, 마그네트들의 외면에 원통형의 마그네트 프레임와 일체의 얇은 피막이 형성되게 함으로써, 각각의 마그네트의 외면에서 방출되는 자력이 피막을 통과하면서 지나치게 강하지 않게 함에 따라, 피스톤의 선형 왕복운동 중에 외부에서 피스톤에 작은 충격이 가해져 피스톤이 미세하게 편심 될 경우에도 마그네트들 중 하나가 외측 라미네이션에 편중되게 근접되거나, 마그네트가 외측 라미네이션에 부착되는 고장을 미연에 방지할 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 가동자를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 코어부재의 외주면의 외경을 성형된 가동자가 코어에서 이탈되는 방향을 따라 점차적으로 작게 함으로써 성형된 가동자의 이탈을 용이하게 하여 성형된 가동자의 이탈시 발생되는 불량을 예방할 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 코어부재를 비자성체의 금속으로 구성하고 마그네트 부착면의 둘레에 다수의 철재부재를 함몰되게 고정함에 따라, 내부에 구비된 자석의 자력이 부분적으로 구비된 상기 철재부재들에서만 손실되게 함으로써, 자석이 가진 자력의 손실을 최소화하여 자석의 수명을 장기간 동안 연장할 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 코어부재를 자성체의 금속으로 구성하고 코어부재를 전자석부을 통해 자화시킴으로써, 별도의 영구자석을 사용하지 않고도 코어부재를 자화시킬 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어와 그 코어를 이용한 가동자 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 함몰 고착되는 마그네트들이 원통부의 내부로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 함몰 고착되는 마그네트들이 원통형의 마그네트 프레임의 개방단부에서 축방향으로 이탈되는 것을 방지할 수 있도록 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"는, 원통형의 마그네트 프레임과 일측에 관통홀을 가진 측판을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제조하는 금형의 코어에 있어서, 상기 코어는, 외측의 둘레가 원형으로 형성되고, 내부의 중앙에는 수평으로 관통되는 중앙홀이 형성되며, 좌우 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면이 형성되고, 상기 마그네트 부착면의 일측에는 제1 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면이 형성되며, 상기 마그네트 부착면의 타측에는 제2 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 크게 장착면이 형성되는 코어부재를; 포함하고, 상기 코어부재는, 일측 단부의 중앙에는 가동자의 관통홀을 성형할 수 있도록 일측면에 십자형의 원료 투입홈이 함몰되게 형성되는 원형 돌출턱이 일측으로 돌출되게 형성되며, 일측 단부의 상,하부에는 가동자 측판의 관통홀의 상,하부에 형성되는 상,하부홀을 성형하는 돌출 성형부가 형성되고, 일측 단부의 중앙을 기준으로 하여 좌,우에는 가동자의 측판에 관통홀을 기준으로 하여 좌,우에 형성되는 다수의 홀을 성형하는 다수의 성형축이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"는, 상기 코어부재의 내부에 구비되거나 외부에서 연결되게 구비되어 상기 마그네트 부착면에서 자력이 발생되게 하는 자화수단을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면의 둘레에 마그네트를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록 전후 간격을 두고 코어부재의 축선방향으로 길게 형성되는 다수의 경계돌기를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 코어부재는 비자성체의 금속으로 구성되고, 상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면에 둘레에 함몰되게 형성되는 다수의 철재부재 고정홈과, 상기 철재부재 고정홈에 삽입 고정되어 외면이 마그네트 부착면에 포함되는 다수의 철재부재를, 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 자화수단은, 상기 코어부재의 타측 단부의 둘레에 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되며 내부 둘레에는 나사부가 형성되는 다수의 자석 삽입홈과, 상기 철재부재에 자력을 전달하여 철재부재를 자화시키는 다수의 자석을, 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 자화 수단은, 상기 코어부재의 타측 단부의 일면 둘레에 동심원 상으로 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되는 자석 삽입홈과, 상기 자석 삽입홈에 삽입되어 철재부재에 자력을 전달하여 철재부재를 자화시키는 다수의 자석과, 상기 자석의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈에 삽입되는 보조자석과, 보조자석의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈에 삽입되어 보조자석를 상기 자석의 쪽으로 밀어주는 스프링과, 상기 코어부재의 타측면에 밀착되게 볼트의 체결을 통해 고정되는 커버부재를, 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 자화 수단은, 상기 코어부재의 타측 단부의 중앙 둘레에 원통형으로 함몰되게 형성되는 원통형 자석 삽입홈과, 상기 자석 삽입홈에 삽입되어 철재부재에 자력을 전달하여 철재부재를 자화시키는 원통형 자석을, 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 자석 삽입홈의 내측 둘레의 타측에는 나사부가 형성되어 너트가 결합되며, 상기 원통형 자석과 너트의 사이에는 원통형 자석의 타단에 밀착되어 원통형 자석에 자력을 보충할 수 있는 하나 이상의 원통형 보조자석이 더 구비되거나 또는 스프링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어"의 상기 코어부재는 자성체의 금속으로 구성되고, 상기 자화수단은 상기 코어부재의 타측면에 밀착 결합되는 자화된 마그네트인 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"은 원통형의 마그네트 프레임와 일측에 관통홀을 가진 측판을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제조함에 있어서, 외측의 둘레를 원형으로 형성하면서 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면을 형성하고 상기 마그네트 부착면의 일측에는 제1 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면을 형성하며 상기 마그네트 부착면의 타측에는 제2 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 큰 장착면을 형성하는 코어부재와, 코어부재의 내부에 구비되거나 외부에 연결되게 구비되어 상기 마그네트 부착면에서 자력이 발생되게 하는 자화수단을 포함하는 코어를 준비하는 코어 준비단계와; 상기 마그네트 부착면에 부착되는 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트를 준비하는 마그네트 준비단계와; 상기 마그네트 부착면의 둘레에 마그네트를 부착한 상태에서, 상기 마그네트들의 외면이 이루는 외경의 직경보다 내주면의 내경이 크게 형성된 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체와, 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체의 일측에 수직으로 형성되고 중앙에는 관통 성형홀이 형성된 측판 성형판을 포함하는 가동금형을 준비하는 가동금형 준비 단계와; 상기 자화수단을 통해 상기 마그네트 장착면에 자력을 발생되게 하여 마그네트 장착면에 다수의 마그네트를 부착하는 마그네트 부착단계와; 상기 코어와 가동금형을 사출성형기에 장착하고, 상기 코어부재의 외측에 가동금형이 위치되게 하면서 마그네트의 외면과 가동금형의 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체의 내주면의 사이에 피막 성형공간이 형성되게 하는 사출성형 준비단계와; 상기 코어부재와 가동금형의 사이의 성형공간으로 용융된 성형재료를 주입시켜 마그네트를 용융된 성형재료에 접촉시키면서 성형재료를 고화시킴에 따라 고화되는 성형재료에 마그네트가 고착되도록 하고, 마그네트의 외면에 얇은 피막이 형성되게 하면서 원통형의 마그네트 프레임와 측판을 포함하는 가동자를 사출성형하는 가동자 사출성형단계와; 상기 가동금형을 열고 고화된 가동자를 코어로부터 분리하는 가동자 분리단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"의 상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면의 둘레에 상기 마그네트를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록 전후 간격을 두고 코어부재의 축선방향으로 길게 형성되는 다수의 경계돌기를, 더 포함하고, 상기 코어부재는 비자성체의 금속으로 구성하며, 상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면에 둘레에 함몰되게 형성되는 다수의 철재부재 고정홈과, 상기 철재부재 고정홈에 삽입 고정되는 다수의 철재부재를, 더 포함하고, 상기 자화수단은, 상기 코어부재의 타측 단부의 둘레에 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되며 내부 둘레에는 나사부가 형성되는 다수의 자석 삽입홈과, 상기 철재부재에 자력을 전달하여 철재부재를 자화시키는 다수의 자석과, 상기 나사부에 체결되어 상기 나사부의 이탈을 방지하는 비자성체의 금속으로 구성되는 볼트를, 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"의 상기 코어부재는 자성체의 금속으로 구성하고, 상기 자화수단은 상기 코어부재의 타측면에 밀착 결합되는 자화된 마그네트인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"의 상기 사출성형 준비단계 전에 코어 예열단계를 수행하며, 상기 코어 예열단계는 마그네트가 결합된 상태의 코어의 외면을 함체 내 가열수단을 갖는 예열기 내에 넣어 예열시키며, 예열 온도는 120~150℃에서 2~5분 정도 예열하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"의 상기 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트는 일체형의 판체로 곡률반경을 이루며 굴곡진 양 측면은 내측이 좁게 경사면을 이루도록 되어, 사출된 가동자에서 마그네트의 상부(폭이 넓은 쪽)가 삽입 성형됨으로 가동자에서 마그네트의 내외측방향으로의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법"의 상기 가동자 분리단계에서는, 상기 가동금형을 고정금형으로부터 이체 분리하고, 상기 고정금형의 내부에 구비된 푸시축을 작동시켜 코어부재를 고정금형으로부터 이체 분리하며, 코어부재에 삽입된 성형물의 중앙에 형성되는 잔류 성형물을 분리하고, 원통관 형태의 이탈지그을 코어부재에 삽입하여 성형된 가동자를 코어부재로부터 이탈시키는 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자"는, 왕복동식 리니어모터의 가동자에 있어서, 상기 가동자는, 둘레에 다수의 마그네트가 자력에 의해 부착되어 있는 코어부재와 코어부재의 외측을 감싸는 작동금형의 사이에 형성된 성형공간으로 주입되는 용융된 성형재료에 의해 사출 성형되는 것으로, 원통형으로 성형되고, 내부의 둘레에는 상기 마그네트들이 사출 성형되는 과정에서 용융된 성형재료가 고화되면서 함몰 고착되게 고정되며, 각각의 상기 마그네트의 외면에는 마그네트의 외면과 고착되는 얇은 피막이 일체로 성형 형성되는 원통형의 마그네트 프레임과; 상기 원통형의 마그네트 프레임의 일측에 수직으로 성형되고, 중앙에는 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 상,하부에는 상,하부홀이 형성되며, 상기 관통홀을 기준으로 하여 좌,우에는 다수의 홀이 형성되는 측판을; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 "왕복동식 리니어모터의 가동자"의 상기 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트는 일체형의 판체로 곡률반경을 이루며 굴곡진 양 측면은 내측이 좁게 경사면을 이루도록 되어, 사출된 가동자에서 마그네트의 상부(폭이 넓은 쪽)가 삽입 성형됨으로 가동자에서 마그네트의 내외측방향으로의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 한다.

삭제

상술한 바와 같은 본 발명은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 마그네트 장착용 함몰홈을 형성하면서 가동자의 내주연의 둘레에 다수의 원호 형상의 마그네트를 견고하게 고정하고, 마그네트들의 외면에 원통형의 마그네트 프레임와 일체의 얇은 피막을 형성되게 함으로써, 각각의 마그네트의 외면에서 방출되는 자력이 피막을 통과하면서 지나치게 강하지 않게 함에 따라, 피스톤의 선형 왕복운동 중에 외부에서 피스톤에 작은 충격이 가해져 피스톤이 미세하게 편심 될 경우에도 마그네트들 중 하나가 외측 라미네이션에 편중되게 근접되거나 마그네트가 외측 라미네이션에 부착되는 고장을 미연에 방지할 수 있는 고장을 최소로 줄일 수 있는 리니어모터의 가동자를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 코어부재의 외주면의 외경을 성형된 가동자가 코어에서 이탈되는 방향을 따라 점차적으로 작게 함에 따라, 성형된 가동자의 이탈을 용이하게 하여 성형된 가동자의 이탈시 발생되는 불량을 예방함으로써, 제조 성형되는 가동자의 불량률을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 코어부재를 비자성체의 금속으로 구성하고 마그네트 부착면의 둘레에 다수의 철재부재를 함몰되게 고정하여 내부의 구비된 자석의 자력이 부분적으로 구비된 상기 철재부재들에서만 손실되게 함에 따라, 자석이 가진 자력의 손실을 최소화하여 자석의 수명을 장기간 동안 연장함으로써 자석의 교체 주기를 장기간으로 늘릴 수 있는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 코어부재를 자성체의 금속으로 구성하고 코어부재를 전자석부을 통해 자화시켜 별도의 영구자석을 사용하지 않고도 코어부재를 자화시킬 수 있도록 함으로써 영구자석의 교체가 필요 없는 코어를 제공하는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 함몰 고착되는 마그네트들이 원통부의 내부로 이탈되는 것을 방지함으로써 내구성이 향상된 리니어모터의 가동자를 제공하는 효과도 있다.

또한, 본 발명은, 가동자를 구성하는 원통형의 마그네트 프레임의 내주연에 함몰 고착되는 마그네트들이 원통형의 마그네트 프레임의 개방단부에서 축방향으로 이탈되는 것을 방지함으로써, 내구성이 좀 더 향상된 리니어모터의 가동자를 제공하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어를 나타낸 것으로,
도 1a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고,
도 1b는 타측에서 본 일부 분해사시도이며.
도 1c는 도 1a의 정단면 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 코어를 나타낸 것으로,
도 2a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고,
도 2b는 도 2a의 정단면 구성도이며,
도 2c는 도 2b의 A-A선 단면구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제3 실시예의 코어를 나타낸 것으로,
도 3a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고,
도 3b는 도 3a의 결합 정단면 구성도이며,
도 3c는 도 3b의 B-B선 단면구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제4 실시예의 코어를 나타낸 것으로,
도 4a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고,
도 4b는 정단면 구성도이며,
도 4c는 우측면 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가동자의 제조 공정을 나타낸 공정도이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명에 따른 가동자의 제조공정도이다.
도 7은 본 발명에 따른 가동자를 나타낸 것으로,
도 7a는 단면도이고,
도 7b는 도 7a의 C-C선 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 가동자의 사용상태 단면도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어를 나타낸 것으로, 도 1a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고, 도 1b는 타측에서 본 일부 분해사시도이며. 도 1c는 도 1a의 정단면 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)는 원통형의 마그네트 프레임(11)과 일측에 관통홀(121)을 가진 측판(12)을 포함하는 컵 형상으로 된 왕복동식 리니어모터의 가동자(1)를 제조하는 것으로, 사출되어 성형되는 가동자(1)의 내부를 성형하며 후술할 고정금형(3) 및 가동금형(4)을 이용하여 가동자(1)를 사출 성형하는 역할을 한다. 그리고, 상기 가동자(1)는 원통형의 마그네트 프레임(11)과 일측에 관통홀(121)을 가진 측판(12)을 포함한다. 아울러, 상기 가동자(1)를 구성하는 측판(12)의 관통홀(121)의 상,하부에는 상,하부홀(123)(124)이 형성되고, 상기 측판(12)의 관통홀(121)을 기준으로 하여 좌,우에는 다수의 홀(125)이 형성된다.

이와 같은 역할을 하는 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)는 외측의 둘레가 원형으로 형성되어 봉 형상으로 구성된다. 그리고 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)는 가동자(1)의 내부를 성형하는 코어부재(21)와, 코어부재(21)의 일부분을 자화시키는 자화수단(22)을 포함한다.

상기 코어부재(21)는, 중앙에 수평으로 관통되는 중앙홀(211a)과, 좌우 중앙의 외주연에 형성되는 다수의 마그네트(13)가 부착되는 마그네트 부착면(211)과, 상기 마그네트 부착면(211)의 일측(이하, 첨부된 도면에서 우측을 "일측"이라 칭하고, 그 반대쪽인 좌측을 "타측"으로 칭한다.)에 제1 단턱(213)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면(212)과, 상기 마그네트 부착면(211)의 타측에 제2 단턱(215)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 크게 형성되어 사출성형기에 장착되는 장착면(214)을 포함한다. 이때의 장착면(214)의 외측단부는 외측방향으로 직경이 작아지도록 경사면(214a)이 형성되어 고정금형(3)에 용이하게 끼워지도록 구성된다.

그리고 상기 코어부재(21)는 착자되지 않는 재료 즉, 자력이 주입하여 자화시키지 못하는 비자성체의 금속으로 구성되며, 상기 마그네트 부착면(211)에 둘레에 함몰되게 형성되는 다수의 철재부재 고정홈(216)과 상기 철재부재 고정홈(216)에 삽입 고정되는 다수의 철재부재(217)를 더 포함한다. 즉 상기 철재부재(217)는 상기 자화수단(22)에 의해 자력을 전달받아 자화되어 상기 착자시키기 전의 마그네트(13)를 마그네트 부착면(211)에 부착시키는 역할을 하며, 철재판이나 철재봉으로 구성될 수 있는데, 첨부된 도면에서는 철재봉을 도시하였다. 그리고 상기 철재부재(217)의 외면이 상기 마그네트 부착면(211)에 포함되는 것으로, 이하 본 발명을 설명함에 있어서 상기 마그네트 부착면(211)은 철재부재(217)의 외면을 포함하여 설명한다.

상기 마그네트(13)는 일체형의 판체로 소정 곡률반경을 이루며 굴곡진 양 측면은 도 1b에 도시된 바와같이 내측이 좁게 경사면(13a)을 이루고 있는 것이다. 즉, 상기 마그네트(13)의 측면은 마그네트(13)의 측면 하부에서 상부의 외측을 향해 폭이 넓게 경사져 있는 것이다. 따라서, 상기 마그네트(13)의 측면에 상부의 외측을 향해 경사져 있음에 따라 사출된 가동자에서 마그네트(13)의 상부(폭이 넓은 쪽)가 삽입 성형됨으로써 가동자에서 마그네트(13)의 내외측방향으로의 이탈이 방지되는 장점이 있는 것이다.

상기 마그네트 부착면(211)의 둘레에는 도면에는 미도시 되었으나 상기 마그네트(13)를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록, 전후 간격을 두고 코어부재(21)의 축선방향으로 길게 형성되는 다수의 경계돌기(제4 실시예 참조)를 더 형성할 수도 있다. 따라서 상기 경계돌기를 통해 마그네트(13)들을 정확한 위치에 신속하게 부착할 수 있는 것이다. 또한 상기 마그네트 부착면(211)의 둘레에는 도면에는 미도시 되었으나 상기 마그네트(13)를 정확한 위치에 부착할 수 있도록 표시선(미도시)이 더 표시될 수도 있는 것이다.

바람직하게, 상기 철재부재 고정홈(216)의 외측에는 도 1c에 도시된 바와 같이 다른 예로서 직경이 확장된 자리파기홈(216a)을 더 형성할 수 있고, 상기 철재부재(217)의 외측에는 철재부재의 삽입을 제한하면서 부착면을 확장시킬 수 있도록 상기 자리파기홈(216a)에 삽입되는 외경이 확장된 걸림부(217a)가 더 형성될 수도 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)를 구성하는 상기 자화수단(22)은 상기 코어부재(21)의 내부에 구비되어 철재부재(217)를 통해 상기 마그네트 부착면(211)에서 부분적으로 자력이 발생되게 하는 역할을 한다.

상기와 같은 역할을 하는 상기 자화수단(22)은, 상기 코어부재(21)의 타측 단부의 일면 둘레에 동심원 상으로 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되며 내부 둘레에는 나사부(222)가 형성되는 다수의 자석 삽입홈(221)과, 상기 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 다수의 자석(223)과, 상기 나사부(222)에 체결되는 볼트(224)를 포함한다.

상기 자석(223)은 영구자석으로 구성되며, 상기 철재부재(217)들을 전체적으로 자화시킬 수 있도록, 코어부재(21)의 내부 둘레에 축방향으로 동심원 상의 등간격으로 삽입 설치되는 것이 바람직하고, 제조가 용이하도록 봉 형태로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 상기 자석(223)들에서 발생되는 자력이 상기 철재부재(217)들에 전달되어 각각의 철재부재(217)가 자화됨으로써, 상기 마그네트 부착면(211)에 착자되지 않은 마그네트(13)들을 부착할 수 있는 것이다. 여기서 자석(223)의 직경은 자석 삽입홈(221)보다 작게 하여도 자력에 의해 유동하여 철재부재(217)에 달라붙기 때문에 자력의 전달이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)를 구성하는 코어부재(21)는, 일측 단부의 중앙에 일측으로 돌출되게 형성되어 가동자(1)의 관통홀(121)을 성형하고 일측면에 십자형의 원료 투입홈(219b)이 함몰되게 형성되는 원형 돌출턱(219a)과, 일측 단부의 상,하부에 형성되어 가동자(1) 측판(12)의 관통홀(121)의 상,하부에 형성되는 상,하부홀(123)(124)을 성형하는 돌출 성형부(219c)와, 일측 단부의 중앙을 기준으로 하여 좌,우에 형성되어 가동자(1)의 측판(12)에 관통홀(121)을 기준으로 하여 좌,우에 형성되는 다수의 홀(125)을 성형하는 다수의 성형축(219d)을 더 포함한다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 제1 실시예의 코어(2)는, 다수의 철재부재(217)의 자화를 통해 상기 마그네트 부착면(211)에 착자되지 않은 마그네트(13)들을 부착할 수 있음은 물론, 코어부재(21)의 내부에 구비된 자석(223)의 자력이 부분적으로 구비된 상기 철재부재(217)들에서만 손실됨으로써 자석(223)이 가진 자력의 손실을 최소화하여 자석(223)의 수명을 장기간 연장할 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 코어를 나타낸 것으로, 도 2a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고, 도 2b는 도 2a의 정단면 구성도이며, 도 2c는 도 2b의 A-A선 단면구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예의 코아는, 자화 수단(22)의 구성을 제외하고 나머지 구성는 상술한 제1 실시예의 코아를 모두 포함하는 것을 전제한다.

따라서, 본 발명에 따른 제2 실시예의 코아를 구성하는 자화 수단(22)은, 상기 코어부재(21)의 타측 단부의 일면 둘레에 동심원 상으로 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되는 자석 삽입홈(226)과, 상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되어 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 다수의 자석(226a)과, 상기 자석(226a)의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되는 보조자석(226b)과, 보조자석(226b)의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되어 보조자석(226b)를 상기 자석(226a)의 쪽으로 밀어주는 스프링(226c)과, 상기 코어부재(21)의 타측면에 밀착되게 볼트(226e)의 체결을 통해 고정되는 커버부재(226d)를 포함한다.

상기 보조자석(226b)은 교체을 통해 상기 자석(226a)의 자성이 저하될 경우에 자석에 자력을 보충하는 역할을 하는 것으로, 외측 단부에는 집게 등으로 잡아 빼내기가 용이하도록 돌기(226b')가 형성된다. 따라서 자석(226a)의 자력이 약해지면 상기 커버부재(226d)를 분리한 후 보조자석(226b)만을 빼내 교체한다. 이는 상기 자석(226a)은 철재부재(217)와 자력에 의해 결합되어 분리할 수가 없기 때문이다.

도 3은 본 발명에 따른 제3 실시예의 코어를 나타낸 것으로, 도 3a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고, 도 3b는 도 3a의 결합 정단면 구성도, 도 3c는 도 3b의 B-B선 단면구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제3 실시예의 코아는, 자화 수단(22)의 구성을 제외하고 나머지 구성는 상술한 제1 실시예의 코아를 모두 포함하는 것을 전제한다.

따라서, 본 발명에 따른 제3 실시예의 코아를 구성하는 자화 수단(22)은, 상기 코어부재(21)의 타측 단부의 중앙 둘레에 원통형으로 함몰되게 형성되고 내측 둘레의 타측에는 나사부(227a)가 형성되는 원통형 자석 삽입홈(227)과, 상기 자석 삽입홈(227)에 삽입되어 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 원통형 자석(227b)과, 상기 나사부(227a)에 체결되어 원통형 자석의 이탈을 방지하는 너트(227c)를 포함한다.

그리고, 상기 원통형 자석(227b)과 너트(227c)의 사이에는 원통형 자석(227b)의 타단에 밀착되어 원통형 자석(227b)에 자력을 보충할 수 있는 하나 이상의 원통형 보조자석(227d)이 더 구비될 수도 있는 것이다. 또한, 상기 원통형 보조자석(227d)과 너트(227c)의 사이에는 원통형 보조자석을 상기 원통형 자석(227b) 쪽으로 항상 눌러 밀어주는 스프링(227e)이 더 구비될 수도 있는 것이다.

상기와 같은 구성은 자석을 원통형의 통자석을 사용함으로 설치 결합이 용이하며, 또한 동심원 전체 구간으로 철재부재에 균일한 자력을 제공할 수 있고, 교체작업이 편리한 장점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 제4 실시예의 코어를 나타낸 것으로, 도 4a는 일측에서 본 일부 분해사시도이고, 도 4b는 정단면 구성도, 도 4c는 우측면 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제4 실시예의 코어(2)는 원통형의 마그네트 프레임(11)과 일측에 관통홀(121)을 가진 측판(12)을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자(1)를 제조하는 것으로, 사출되어 성형되는 가동자(1)의 내부를 성형하며 후술할 가동금형과 쌍을 이루어 가동자(1)를 사출 성형하는 역할을 한다.

이와 같은 역할을 하는 본 발명에 따른 제4 실시예의 코어(2)는 외측의 둘레가 원형으로 형성되어 봉 형상으로 구성된다.

상기 코어부재(21)는, 중앙에 수평으로 관통되는 중앙홀(211a)과, 좌우 중앙의 외주연에 형성되는 다수의 1차 착자된 즉, 자력을 갖는 마그네트(13)가 부착되는 마그네트 부착면(211)과, 상기 마그네트 부착면(211)의 일측에 제1 단턱(213)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면(212)과, 상기 마그네트 부착면(211)의 타측에 제2 단턱(215)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 크게 형성되어 사출성형기에 장착되는 장착면(214)을 포함한다. 그리고 상기 코어부재(21)는 자석이 달라붙을 수 있는 금속으로 구성된다.

상기 마그네트 부착면(211)의 둘레에는 상기 1차 약한 자성을 갖도록 착자된 마그네트(13)를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록, 전후 간격을 두고 코어부재(21)의 축선방향 동심원 상으로 길게 형성되는 다수의 경계돌기(218)가 더 형성된다. 따라서 상기 경계돌기(218)를 통해 자성을 띤 마그네트(13)들을 마그네트 부착면(211)의 정확한 위치에 신속하게 부착할 수 있는 것이다. 또한 상기 마그네트 부착면(211)의 둘레에는 도면에는 미도시 되었으나 상기 마그네트(13)를 정확한 위치에 부착할 수 있도록 표시선이 더 표시될 수도 있는 것이다.

상기 본 발명에 따른 제4 실시예에서 1차 착자된 마그네트(13)는 마그네트 부착면(211)에 붙일 정도의 약한 자성을 갖도록 된다. 이는 성형공정 후 성형된 가동자(1)를 코어부재(2)로부터 분리할 때 자력의 영향이 덜 미치도록 하여 용이하게 분리하기 위한 것이며, 분리 후 착자기(미도시됨)에 의해 착자시켜 자력을 강하게 자화시키게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 가동자의 제조 공정을 나타낸 공정도이며, 도 6a 내지 도 6h는 본 발명에 따른 가동자의 제조공정을 나타낸 것으로, 도면상에는 제 4실시예를 일 예로 사용하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가동자 제조방법은 원통형의 마그네트 프레임(11)과 일측에 관통홀(121)을 가진 측판(12)을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자(1)를 제조하는 것이다. 이에 본 발명에 따른 가동자 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외측의 둘레를 원형으로 형성하면서 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면(211)을 형성하고 상기 마그네트 부착면(211)의 일측에는 제1 단턱(213)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면(212)을 형성하며 상기 마그네트 부착면(211)의 타측에는 제2 단턱(215)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 크게 장착면(214)을 형성하는 코어부재(21)를 포함하는 코어(2)를 준비하는 코어 준비단계(100)를 진행한다.

그리고 상기 코어(2)는 상술한 제1,2,3 실시예의 코어(2)를 준비할 수 있고, 또는 상술한 제4 실시예의 코어(2)를 준비할 수 있다. 그런데 상기 제1,2,3 실시예의 코어(2)와 제4 실시예의 코어(2)의 설명은 상술하였음에 따라, 이하, 본 발명에 따른 가동자 제조방법을 설명함에 있어서, 상기 제1,2,3 실시예의 코어(2)와 제4 실시예의 코어(2)의 구체적인 구성 및 작용의 설명은 생략하기로 한다.

다음, 상기 코어(2)의 외주연에 형성되는 상기 마그네트 부착면(211)에 부착되는 다수의 마그네트(13)를 준비하는 마그네트 준비단계(101)를 진행한다. 여기서 마그네트(13)는 상기 제1,2,3 실시예의 경우 비자성체로 된 코어부재(21)의 내부에 형성되는 자화수단(22)에 의해서만 마그네트 부착면(211)에 부착될 수 있는 비착자된 마그네트(13)가 사용되며, 제4 실시예의 경우에는 마그네트 부착면(211)에 자체적으로 붙일 수 있도록 약한 자성을 띤 1차 착자된 마그네트(13)가 사용된다.

이에, 상기 마그네트(13)는 코어(2)에 형성된 마그네트 부착면(211)에 동심원 상으로 나란히 밀착되게 부착되고 성형된 가동자(1)의 내주연에 고착되어 고정될 수 있도록 원호형상의 굴곡된 사각형 형태로 구성된다.

상기 마그네트(13)의 측면은 마그네트(13)의 측면 하부에서 상부의 외측을 향해 경사져 있는 것으로, 이를 제작할 경우에는 일정두께의 사각판 형상의 마그네트판을 만곡지게 휘게 되면 양 측면이 경사진 마그네트(13)를 제조할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명은 상기와 같이 마그네트판을 휘는 과정만을 통해 마그네트(13)를 간단하게 제조할 수 있는 장점이 있는 것이다.

다음, 마그네트(13)들의 외면이 이루는 외경의 직경보다 내주면의 내경이 크게 형성된 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통홈(31a)과 상기 장착면(214)이 끼워질 수 있는 장착홈(31b)이 형성된 고정금형(3)과, 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통홈(31a)의 외측 단부와 마주보며 결합되고 중앙에는 수지물 주입구(43)를 가지며 상기 코어부재(21)의 일측 단부에 형성된 원형 돌출턱(219a)이 삽입되는 소직경의 주입 성형홈(42)과, 상기 코어부재(21)의 일측이 삽입되는 주 성형홈(41)과, 상기 고정금형(3)의 단부가 삽입되는 삽입홈(44)을 포함하는 가동금형(4)을 준비하는 금형 준비 단계(102)를 진행한다.

상기 고정금형(3)의 장착홈(31b)의 중앙에는 상기 코어부재(21)의 중앙홀(211a)에 삽입되는 장착축(T1)이 구비되고, 고정금형(3)의 내부에는 장착홈(31b)에 삽입된 코어부재(21)를 외부로 밀어 이탈시키는 하나 이상의 푸시축(T2)이 구비된다.

그리고 상기 가동금형(4)은 타측방향이나 일측방향으로 이동됨으로써, 상기 코어(2)의 외측을 이격되게 감싸거나 성형물의 성형 후 코어(2)의 외측에서 이탈되는 작동을 수행한다.

다음, 상기 제1,2,3 실시예의 경우 자화수단(22)을 통해 상기 마그네트 장착면(214)에 자력을 발생되게 하여 마그네트 부착면(214)에 다수의 마그네트(13)를 부착하거나, 또는 제4 실시예의 경우 1차 착자된 마그네트(13)를 마그네트 부착면(214)에 부착시키는 마그네트 부착단계(103)를 진행한다. 즉, 제1,2,3 실시예의 경우에는 코어부재(21)가 비자성체이므로 상기 마그네트 부착면(214)에 노출되는 철재부재(217)의 외면이 자화에 의한 부착력이 발생됨으로써 상기 다수의 마그네트(13)들을 부착할 수 있는 것이고, 제4 실시예의 경우에는 자체적으로 약하게 자력을 띤 마그네트(13)가 자성체인 코어부재(21)의 마그네트 부착면(214)에 부착된다.

다음, 도 6a 및 6b에 도시한 바와 같이 상기 코어(2)를 고정금형(3)에 끼워 장착하고, 상기 코어부재(21)의 외측에 고정금형(3)이 위치되게 하면서 마그네트(13)의 외면과 고정금형(3)의 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통홈(31)의 내주면의 사이에 피막 성형공간(S1)이 형성되게 하는 사출성형 준비단계(104)를 진행한다. 이때 상기 피막 성형공간(S1)은 상기 코어부재(21)의 외면과 고정금형(3)의 내면사이에 형성되어 성형재료가 투입되는 성형공간(S)에 포함되며, 마그네트(13)의 외면과 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통홈(31)의 내주면의 사이 간격은 0.3~0.6㎜를 유지하는 것이 바람직하다.

다음, 도 6c와 같이 상기 고정금형(3)에 가동금형(4)이 이동하여 형합되며, 상기 코어부재(21)와 고정금형(3) 및 가동금형(4)의 사이 공간으로 용융된 성형재료, 즉 수지물을 주입시켜 마그네트(13)를 용융된 성형재료에 접촉시키면서 성형재료를 고형화시킴에 따라, 마그네트가 고화되는 성형재료에 고착(고형화되면서 열융착된 상태)되도록 하고, 마그네트(13)의 외면에 얇은 피막(111)이 형성되게 하면서, 원통형의 마그네트 프레임(11)과 측판(12)을 포함하는 가동자(1)를 사출성형하는 가동자 사출성형단계(105)를 진행한다.

다음, 도 6d 내지 도 6h와 같이 상기 가동금형(4)을 고정금형(3)으로부터 이체 분리하고, 성형된 가동자(1)를 코어(2)로부터 분리하는 가동자 분리단계(106)를 진행함으로써, 가동자(1)의 사출성형을 완료하는 것이다.

즉, 상기 가동자 분리단계(106)에서는, 상기 가동금형(4)을 고정금형(3)으로부터 먼저 이체 분리하고, 다음, 상기 고정금형(3)의 내부에 구비된 푸시축(T2)을 작동시켜 코어부재(21)를 고정금형(3)으로부터 이체 분리한다. 그리고, 코어부재(21)에 삽입된 성형물의 중앙에 형성되는 잔류 성형물을 떼어 분리한 다음, 도 6g 및 도 6h에 도시된 바와 같이 가동자의 외측면을 받쳐 준 상태에서 원통관 형태의 이탈지그(J)을 코어부재(21)측으로 밀어넣어 성형된 가동자(1)를 코어부재(21)로부터 이탈시켜 가동자(1)의 성형을 완료하는 것이다.

또한, 바람직하게 상기 사출성형 준비단계(104) 전에 코어 예열단계(104A)를 수행한다.

상기 코어 예열단계(104A)는 마그네트(13)가 결합된 상태의 코어(2)의 외면을 함체 내 가열수단을 갖는 예열기(미도시) 내에 넣어 예열시키는 것으로, 예열 온도 120~150℃에서 2~5분 정도 예열한다.

이에, 상기와 같이 코어(2)를 예열한 후 고정금형(3) 및 가동금형(4) 내에서 수지물을 주입하여 성형하게 되면, 열에 의한 주입구간 내의 수지물의 분자운동이 활발해져 용융된 성형재료가 코어(2)의 외주면을 타고 원활하게 흐를 수 있게 되고, 또 미세 구간까지 치밀하게 채워질 수 있어 제품의 완성도를 높일 수 있다.

특히, 공간면이 좁은 마그네트(13) 외면과 원통홈(31a) 사이에 수지물이 균일하게 채워져 급격하게 고화되는 것이 방지되므로 얇은 피막(111)를 형성하는데 유리하며 불량율을 최소화시킬 수 있고, 치밀한 조직의 수지물로 성형되므로 성형 외면을 매끄럽게 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 이때의 상기 마그네트(13)의 고착 구성을 살펴보면, 상기 마그네트(13)가 성형재료에 의하여 포위되면서 고착된다. 그리고 마그네트(13)의 외면뿐만 아니라 상하면과 측단부면에도 성형재료가 접촉된 상태에서 고화됨으로써 마그네트(13)가 고착 지지된다. 또한 마그네트(13)끼리의 사이에도 성형재료가 침입하여 고화되어 있다. 따라서 사각형상의 6면체로 이루어지는 마그네트(13)의 5면에 성형재료가 접촉 고화됨으로써, 마그네트(13)의 5면이 고화된 성형재료에 고착되어 있음으로, 마그네트(13)의 내면을 제외한 면들이 위치가 결정되면서 극히 강력한 지지구조로 지지된다. 그러므로 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조되는 가동자는 마그네트(13)의 고정력을 향상시켜 마그네트(13)의 이탈을 예방하는 장점도 있다.

도 7은 본 발명에 따른 성형된 가동자를 나타낸 것으로, 도 7a는 단면도이고, 도 7b는 도 7a의 C-C선 단면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 왕복동식 리니어모터의 가동자(1)는 상술한 제1 실시예 내지 제4 실시예의 코어를 사용하는 제조방법을 통해 제조되는 것으로, 이하 본 발명의 가동자를 설명함에 있어서 그 구체적인 제조방법의 설명은 상술하였음에 따라, 가동자의 구체적인 제조방법은 생략하기로 한다.

이에 본 발명에 따른 가동자(1)는 둘레에 다수의 마그네트(13)가 자력에 의해 부착되어 있는 코어부재(21)와 코어부재(21)의 외측을 감싸는 고정금형(3) 및 가동금형(4)의 사이에 형성된 성형공간(S)으로 주입되는 용융된 성형재료 즉, 수지물에 의해 사출 성형되는 것이다.

그리고 본 발명 따른 가동자(1)는 원통형으로 성형되고, 내부의 둘레에는 상기 마그네트(13)들이 사출 성형되는 과정에서 용융된 성형재료가 고화되면서 함몰 고착되게 고정되며, 각각의 상기 마그네트(13)의 외면에는 마그네트(13)의 외면과 고착되는 얇은 피막(111)이 일체로 성형 형성되는 원통형의 마그네트 프레임(11)를 포함한다. 아울러 본 발명에 따른 가동자(1)는 상기 원통형의 마그네트 프레임(11)의 일측에 수직으로 성형되고 중앙에는 관통홀(121)이 형성되는 측판(12)을 포함하여 전체적으로 컵 형태를 이루고 있는 것이다. 그리고, 상기 가동자(1)를 구성하는 측판(12)의 관통홀(121)의 상,하부에는 상,하부홀(123)(124)이 형성되고, 상기 가동자(1)를 구성하는 측판(12)의 관통홀(121)을 기준으로 하여 좌,우에는 다수의 홀(125)이 형성된다.

따라서 본 발명에 따른 가동자(1)는 상기 원통형의 마그네트 프레임(11)의 내주연에 마그네트(13)가 장착되는 함몰홈을 형성하면서, 가동자(1)의 내주연의 둘레에 다수의 원호 형상의 마그네트(13)를 이탈 우려가 없이 견고하게 고정할 수 있는 것이다.

도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 가동자의 사용상태 단면도를 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가동자(1)는 마그네트(13)들의 외면에 원통형의 마그네트 프레임(11)과 일체로 얇은 피막을 형성되게 함으로써, 각각의 마그네트(13)의 외면에서 방출되는 자력이 피막(111)을 통과하여 가동자(1)의 외측에 구비 결합되는 고정자(5)의 내주면에 형성된 다수의 자성판체(5a)에 자력이 전달되게 된다. 이때의 상기 피막(111)은 아주 얇은 막으로 성형되기 때문에 마그네트의 자력을 자성판체에 전달함에 있어 크게 영향을 미치지 않으며, 가동자의 직선왕복 작동시 마찰소음을 억제하는 역할을 하게 된다.

따라서, 상기 가동자(1)의 마그네트(13)와 자성판체(5a)는 서로 끌어 당기는 힘(인력)이 작용하게 되며, 이너코어의 코일(6)에 전기가 인가되지 않은 상태에서는 자력에 의해 상호 중심부끼리 당기면서 대응되게 위치한다. 이때, 동심원 상의 전체적으로 동일하게 자력이 형성되어 피막부와 자성판체는 일정 유격이 발생되므로 가동자(1)의 직선왕복운동시 피막(111)부와 자성판체(5a)의 마찰이 없게 되어 마찰소음을 방지할 수 있으며, 또한 상기 마그네트(13)와 자성판체(5a)의 인력에 의해 가동자의 작동시 일정한 피치로 피스톤(7)이 작동하게 되어 압축 효율을 높일 수 있는 효과를 얻게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

1 : 가동자
11 : 원통형의 마그네트 프레임
111 : 피막
12 : 측판
121 : 관통홀, 123 : 상부홀
124 : 하부홀, 125 : 홀
13 : 마그네트
14 : 내측 커버관
15 : 스톱퍼
2 : 코어
21 : 코어부재.
211a : 중앙홀
211 : 마그네트 부착면,
212 : 성형면, 213 : 제1 단턱,
214 : 장착면, 215 : 제2 단턱
216 : 철재부재 고정홈, 216a : 자리파기홈,
217 : 철재부재, 217a : 걸림부,
218 : 경계돌기, 219a : 원형 돌출턱,
219b : 원료 투입홈, 219c : 돌출 성형부,
219d : 성형축
22 : 자화수단
221 : 자석 삽입홈, 222 : 나사부,
223 : 자석, 224 : 볼트,
225 : 전자석부
226 : 자석 삽입홈, 226a : 자석, 226b : 보조자석,
226c : 스프링, 226d : 커버부재, 226e : 볼트
227 : 원통형 자석 삽입홈, 227a : 나사부,
227b : 원통형 자석, 227c : 너트,
227d : 원통형 보조자석, 227e : 스프링,
23 : 예열 가열수단
3 : 고정금형
31 : 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통홈
32 : 측판 성형판
4 : 가동금형
41 : 주 성형홈
42 : 주입 성형홈
43 : 삽입홈
S : 성형공간
S1 : 피막 성형공간

Claims (18)

1. 삭제
2. 원통형의 마그네트 프레임과 일측에 관통홀을 가진 측판을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제조하는 금형의 코어에 있어서,
   상기 코어(2)는,
   외측의 둘레가 원형으로 형성되고, 내부의 중앙에는 수평으로 관통되는 중앙홀(211a)이 형성되며, 좌우 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면(211)이 형성되고, 상기 마그네트 부착면(211)의 일측에는 제1 단턱(213)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면(212)이 형성되며, 상기 마그네트 부착면(211)의 타측에는 제2 단턱(215)에 의해 상기 마그네트 부착면(211)의 외경보다 외경이 크게 장착면(214)이 형성되는 코어부재(21)를; 포함하며,
   상기 코어부재(21)는,
   일측 단부의 중앙에는 가동자(1)의 관통홀(121)을 성형할 수 있도록 일측면에 십자형의 원료 투입홈(219b)이 함몰되게 형성되는 원형 돌출턱(219a)이 일측으로 돌출되게 형성되며, 일측 단부의 상,하부에는 가동자(1) 측판(12)의 관통홀(121)의 상,하부에 형성되는 상,하부홀(123)(124)을 성형하는 돌출 성형부(219c)가 형성되고, 일측 단부의 중앙을 기준으로 하여 좌,우에는 가동자(1)의 측판(12)에 관통홀(121)을 기준으로 하여 좌,우에 형성되는 다수의 홀(125)을 성형하는 다수의 성형축(219d)이 형성되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 코어부재(21)의 내부에 구비되거나 외부에서 연결되게 구비되어 상기 마그네트 부착면(211)에서 자력이 발생되게 하는 자화수단(22)을;
   포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 코어부재(21)는,
   상기 마그네트 부착면(211)의 둘레에 마그네트(13)를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록 전후 간격을 두고 코어부재(21)의 축선방향으로 긴 형상으로 형성되는 다수의 경계돌기(218)를,
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 코어부재(21)는 비자성체의 금속으로 구성되고,
   상기 코어부재(21)는, 상기 마그네트 부착면(211)에 둘레에 함몰되게 형성되는 다수의 철재부재 고정홈(216)과, 상기 철재부재 고정홈(216)에 삽입 고정되어 외면이 마그네트 부착면(211)에 포함되는 다수의 철재부재(217)를, 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 자화수단(22)은,
   상기 코어부재(21)의 타측 단부의 둘레에 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되며 내부 둘레에는 나사부(222)가 형성되는 다수의 자석 삽입홈(221)과,
   상기 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 다수의 자석(223)을, 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
7. 제5항에 있어서,
   자화 수단(22)은,
   상기 코어부재(21)의 타측 단부의 일면 둘레에 동심원 상으로 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되는 자석 삽입홈(226)과,
   상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되어 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 다수의 자석(226a)과,
   상기 자석(226a)의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되는 보조자석(226b)과,
   보조자석(226b)의 타측에 밀착되게 상기 자석 삽입홈(226)에 삽입되어 보조자석(226b)를 상기 자석(226a)의 쪽으로 밀어주는 스프링(226c)과,
   상기 코어부재(21)의 타측면에 밀착되게 볼트(226e)의 체결을 통해 고정되는 커버부재(226d)를,
   포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
8. 제5항에 있어서,
   자화 수단(22)은,
   상기 코어부재(21)의 타측 단부의 중앙 둘레에 원통형으로 함몰되게 형성되는 원통형 자석 삽입홈(227)과,
   상기 자석 삽입홈(227)에 삽입되어 철재부재(217)에 자력을 전달하여 철재부재(217)를 자화시키는 원통형 자석(227b)을,
   포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 자석 삽입홈(227)의 내측 둘레의 타측에는 나사부(227a)가 형성되어 너트(227b)가 결합되며,
   상기 원통형 자석(227b)과 너트(227c)의 사이에는 원통형 자석(227b)의 타단에 밀착되어 원통형 자석(227b)에 자력을 보충할 수 있는 하나 이상의 원통형 보조자석(227d)이 더 구비되거나 또는 스프링(227e)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
   
10. 제3항에 있어서,
    상기 코어부재(21)는 자성체의 금속으로 구성되고,
    상기 자화수단(22)은 상기 코어부재(21)의 타측면에 밀착 결합되는 자화된 마그네트인 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조용 금형 코어.
    
11. 원통형의 마그네트 프레임와 일측에 관통홀을 가진 측판을 포함하는 왕복동식 리니어모터의 가동자를 제조함에 있어서,
    외측의 둘레를 원형으로 형성하면서 중앙의 외주연에는 마그네트 부착면을 형성하고 상기 마그네트 부착면의 일측에는 제1 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 작게 형성되는 성형면을 형성하며 상기 마그네트 부착면의 타측에는 제2 단턱에 의해 상기 마그네트 부착면의 외경보다 외경이 큰 장착면을 형성하는 코어부재와, 코어부재의 내부에 구비되거나 외부에 연결되게 구비되어 상기 마그네트 부착면에서 자력이 발생되게 하는 자화수단을 포함하는 코어를 준비하는 코어 준비단계(100)와;
    상기 마그네트 부착면에 부착되는 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트를 준비하는 마그네트 준비단계(101)와;
    상기 마그네트 부착면의 둘레에 마그네트를 부착한 상태에서, 상기 마그네트들의 외면이 이루는 외경의 직경보다 내주면의 내경이 크게 형성된 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체와, 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체의 일측에 수직으로 형성되고 중앙에는 관통 성형홀이 형성된 측판 성형판을 포함하는 가동금형을 준비하는 가동금형 준비 단계(102)와;
    상기 자화수단을 통해 상기 마그네트 장착면에 자력을 발생되게 하여 마그네트 장착면에 다수의 마그네트를 부착하는 마그네트 부착단계(103)와;
    상기 코어와 가동금형을 사출성형기에 장착하고, 상기 코어부재의 외측에 가동금형이 위치되게 하면서 마그네트의 외면과 가동금형의 원통형의 마그네트 프레임 성형용 원통체의 내주면의 사이에 피막 성형공간이 형성되게 하는 사출성형 준비단계(104)와;
    상기 코어부재와 가동금형의 사이의 성형공간으로 용융된 성형재료를 주입시켜 마그네트를 용융된 성형재료에 접촉시키면서 성형재료를 고화시킴에 따라 고화되는 성형재료에 마그네트가 고착되도록 하고, 마그네트의 외면에 얇은 피막이 형성되게 하면서 원통형의 마그네트 프레임와 측판을 포함하는 가동자를 사출성형하는 가동자 사출성형단계(105)와;
    상기 가동금형을 열고 고화된 가동자를 코어로부터 분리하는 가동자 분리단계(106)를;
    포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면의 둘레에 상기 마그네트를 정확한 위치에 부착시킬 수 있도록 전후 간격을 두고 코어부재의 축선방향으로 긴 형상으로 형성되는 다수의 경계돌기를, 더 포함하고,
    상기 코어부재는 비자성체의 금속으로 구성하며,
    상기 코어부재는, 상기 마그네트 부착면에 둘레에 함몰되게 형성되는 다수의 철재부재 고정홈과, 상기 철재부재 고정홈에 삽입 고정되는 다수의 철재부재를, 더 포함하고,
    상기 자화수단은, 상기 코어부재의 타측 단부의 둘레에 등간격으로 내부로 함몰되게 형성되며 내부 둘레에는 나사부가 형성되는 다수의 자석 삽입홈과, 상기 철재부재에 자력을 전달하여 철재부재를 자화시키는 다수의 자석과, 상기 나사부에 체결되어 상기 나사부의 이탈을 방지하는 비자성체의 금속으로 구성되는 볼트를, 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
13. 제11항에 있어서,
    상기 코어부재는 자성체의 금속으로 구성하고,
    상기 자화수단은 상기 코어부재의 타측면에 밀착 결합되는 자화된 마그네트인 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사출성형 준비단계(104) 전에 코어 예열단계(104A)를 수행하며,
    상기 코어 예열단계(104A)는 마그네트(13)가 결합된 상태의 코어(2)의 외면을 함체 내 가열수단을 갖는 예열기 내에 넣어 예열시키며, 예열 온도는 120~150℃에서 2~5분 정도 예열하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트(13)는 일체형의 판체로 곡률반경을 이루며 굴곡진 양 측면은 내측이 좁게 경사면(13a)을 이루도록 되어, 사출된 가동자에서 마그네트(13)의 상부(폭이 넓은 쪽)가 삽입 성형됨으로 가동자에서 마그네트(13)의 내외측방향으로의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
16. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가동자 분리단계(106)에서는,
    상기 가동금형(4)을 고정금형(3)으로부터 이체 분리하고, 상기 고정금형(3)의 내부에 구비된 푸시축(T2)을 작동시켜 코어부재(21)를 고정금형(3)으로부터 이체 분리하며, 코어부재(21)에 삽입된 성형물의 중앙에 형성되는 잔류 성형물을 분리하고, 원통관 형태의 이탈지그(J)을 코어부재(21)에 삽입하여 성형된 가동자(1)를 코어부재(21)로부터 이탈시키는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자 제조방법.
    
17. 왕복동식 리니어모터의 가동자(1)에 있어서,
    상기 가동자(1)는,
    둘레에 다수의 마그네트(13)가 자력에 의해 부착되어 있는 코어부재(21)와 코어부재(21)의 외측을 감싸는 작동금형의 사이에 형성된 성형공간(S)으로 주입되는 용융된 성형재료에 의해 사출 성형되는 것으로,
    원통형으로 성형되고, 내부의 둘레에는 상기 마그네트(13)들이 사출 성형되는 과정에서 용융된 성형재료가 고화되면서 함몰 고착되게 고정되며, 각각의 상기 마그네트(13)의 외면에는 마그네트(13)의 외면과 고착되는 얇은 피막(111)이 일체로 성형 형성되는 원통형의 마그네트 프레임(11)과;
    상기 원통형의 마그네트 프레임(11)의 일측에 수직으로 성형되고, 중앙에는 관통홀(121)이 형성되고, 상기 관통홀(121)의 상,하부에는 상,하부홀(123)(124)이 형성되며, 상기 관통홀(121)을 기준으로 하여 좌,우에는 다수의 홀(125)이 형성되는 측판(12)을;
    포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 원호형으로 굴곡된 다수의 마그네트(13)는 일체형의 판체로 곡률반경을 이루며 굴곡진 양 측면은 내측이 좁게 경사면(13a)을 이루도록 되어, 사출된 가동자에서 마그네트(13)의 상부(폭이 넓은 쪽)가 삽입 성형됨으로 가동자에서 마그네트(13)의 내외측방향으로의 이탈이 방지되는 것을 특징으로 하는 왕복동식 리니어모터의 가동자.

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