KR101432205B1 - Shaft-typed linear motor - Google Patents

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KR101432205B1 KR1020140035095A KR20140035095A KR101432205B1 KR 101432205 B1 KR101432205 B1 KR 101432205B1 KR 1020140035095 A KR1020140035095 A KR 1020140035095A KR 20140035095 A KR20140035095 A KR 20140035095A KR 101432205 B1 KR101432205 B1 KR 101432205B1
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Abstract

The present invention relates to a shaft type linear motor which can improve the linearity of an operator and increase the overall length of a motor by preventing sagging. The present invention is configured to comprise a linear stator on which a stator magnet is disposed at a predetermined pitch; an operator including an operator housing disposed with a gap relative to the outside of the stator, an operator coil disposed inside the operator housing, and a location sensor disposed on the operator housing to the periphery of a sensor detection section which is formed inside the operator housing; a cover disposed to have a bearing space on both ends of the operator housing; and the bearing disposed so as to cover the stator in the bearing space in the cover.

Description

샤프트형 리니어 모터{Shaft-typed linear motor}Shaft-typed linear motor [0001]

본 발명은 샤프트형 리니어 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가동자의 직진성을 향상시키고, 처짐을 방지하여 모터의 전체길이를 늘릴 수 있는 샤프트형 리니어 모터에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shaft type linear motor, and more particularly, to a shaft type linear motor capable of improving the straightness of a mover and preventing sagging, thereby increasing the overall length of the motor.

최근, 직선 왕복 구동용의 액추에이터로서 샤프트형 리니어 모터가 주목받고 있다.이 샤프트형 리니어 모터는 원통형 리니어 모터라고도 불리며, N극과 S극의 자속을 교대로 발생 하는 샤프트형 고정자의 외측에, 복수의 코일을 내장한 가동자를 해 샤프트형 고정자와 동심상에 배치하고, 상기 가동자에게 설치된 자기 센서로 고정자의 자극의 위치를 검출해 코일에의 통전을 전환하는 것으로 가동자를 고정자를 따라 직선 구동하도록 구성한 것이다.The shaft type linear motor is also referred to as a cylindrical type linear motor. A shaft type linear motor that alternately generates N and S magnetic fluxes is provided on the outer side of the shaft type stator. And the position of the magnetic pole of the stator is detected by the magnetic sensor provided to the mover, and the energization to the coil is switched to linearly drive the mover along the stator Respectively.

다만, 이러한 샤프트형 리니어 모터는 자중에 의한 처짐이 발생한다. 이 경우 가동자의 직진성이 악화될 뿐만 아니라, 심한 경우에는 가동자와 고정자의 마찰로 인하여 가동자의 직선운동이 곤란하게 된다. 이 결과, 샤트프형 리니어 모터의 길이를 연장시키는 것에 한계가 있다.
However, in such a shaft type linear motor, deflection occurs due to its own weight. In this case, not only the linearity of the mover deteriorates but also the linear movement of the mover is difficult due to friction between the mover and the stator in severe cases. As a result, there is a limitation in extending the length of the Shaft-type linear motor.

일본특허공개 H11-220866Japanese Patent Laid-Open No. H11-220866

상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 가동자의 직진성을 향상시키고, 처짐을 방지하여 모터의 전체길이를 늘릴 수 있도록 가동자에 대하여 상대적으로 변위가 가능한 베어링을 가지는 샤프트형 리니어 모터에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a shaft type linear motor having a bearing capable of being relatively displaced relative to a mover so as to improve straightness of the mover, .

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 고정자자석이 일정한 피치로 설치되는 직선형상의 고정자; 상기 고정자의 외부에 대하여 간극을 두고 설치되는 가동자하우징와, 상기 가동자하우징의 내부에 설치되는 가동자코일과, 상기 가동자하우징의 내부의 형성되는 센서감지구간의 주위로 상기 가동자하우징에 설치되는 위치센서를 가지는 가동자; 상기 가동자하우징의 양측단부에 베어링공간을 가지도록 설치되는 커버; 및 상기 커버 내의 베어링공간에 상기 고정자를 감싸도록 설치되는 베어링을 포함하는 샤프트형 리니어 모터이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stator comprising: a stator having a linear stator magnet disposed at a predetermined pitch; A mover housing installed in the mover housing and having a gap with respect to the outside of the stator; a movable Jacquard installed in the mover housing around the sensor sensing section formed inside the mover housing; A mover having a position sensor; A cover installed at both side ends of the mover housing to have a bearing space; And a bearing installed in a bearing space in the cover so as to surround the stator.

상기 가동자하우징의 내부에는 실리콘이 충진되는 것을 특징으로 한다.The inside of the mover housing is filled with silicon.

또, 상기 위치센서는 홀센서인 것을 특징으로 한다.Further, the position sensor is a Hall sensor.

또, 상기 위치센서는 상기 가동자하우징에 착탈가능하게 설치되는 센서케이싱에 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, the position sensor is installed in a sensor casing detachably mounted on the mover housing.

또, 상기 베어링은 상기 베어링공간 내에서 상기 커버의 내주면에 대하여 이격되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.Further, the bearing is installed to be spaced apart from the inner circumferential surface of the cover in the bearing space.

또, 상기 커버 내부에는 상기 베어링공간으로 냉각공기를 공급하는 에어공급노즐이 설치되는 것을 특징으로 한다.
Further, an air supply nozzle for supplying cooling air to the bearing space is installed in the inside of the cover.

본 발명을 통하여, 샤프트형 리니어 모터의 직진성을 향상시킬 수 있다. 특히, 처짐을 방지하여 샤프트형 리니어 모터의 내구성을 향상시킬 뿐 아니라, 가동길이를 늘릴 수 있다. 이 결과, 샤프트형 리니어 모터를 적용할 수 있는 분야가 더욱 넓어지게 되는 장점이 있다.
Through the present invention, the linearity of the shaft type linear motor can be improved. Particularly, it is possible to prevent sagging, thereby improving the durability of the shaft type linear motor and increasing the movable length. As a result, there is an advantage that the field in which the shaft type linear motor can be applied is further widened.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 샤프트형 리니어 모터의 개략적인 정단면도이다.
도 2는 도 1의 샤프트형 리니어 모터의 부분확대도이다.1 is a schematic front sectional view of a shaft type linear motor according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a partially enlarged view of the shaft type linear motor of Fig. 1. Fig.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.

도 1 및 도 2에 도시된 도면부호 100은 본 발명의 실시예에 따른 샤프트형 리니어 모터를 지시한다.Reference numeral 100 shown in Figs. 1 and 2 designates a shaft type linear motor according to an embodiment of the present invention.

상기 샤프트형 리니어 모터(100)는 기본적으로, 내부에 고정자자석(104)이 일정한 피치로 설치되는 직선형상의 고정자(102)와, 상기 고정자의 외부에 대하여 간극을 두고 설치되고 내부에 설치되는 가동자코일(110)을 가지는 가동자(106)를 포함하여 이루어진다.The shaft type linear motor 100 basically includes a linear stator 102 having a fixed stator magnet 104 installed at a predetermined pitch therein and a movable stator 102 installed inside the stator with a gap therebetween, And a movable element 106 having a coil 110.

상기 고정자(102)는 대략 원형의 단면을 가지며, 상기 고정자자석(104)은 복수개가 서로 일정한 간격으로 떨어져 배치되어 있다. 상기 고정자자석(104)은 도 1에 도시된 바와 같이, 모두 같은 방향으로 자극이 배치되도록 설치된다.The stator 102 has a substantially circular cross-section, and a plurality of the stator magnets 104 are arranged apart from each other at a constant interval. As shown in FIG. 1, the stator magnets 104 are installed so that magnetic poles are all arranged in the same direction.

상기 고정자(102)의 주위로 가동자(106)가 설치되어, 상기 고정자(102)의 길이방향으로 이동가능한 구조를 가진다. 상기 고정자(102)는 가동자하우징와, 상기 가동자하우징의 내부에 설치되는 가동자코일(110)과, 상기 가동자하우징의 내부의 형성되는 센서감지구간(122)의 주위로 상기 가동자하우징에 설치되는 위치센서와, 상기 가동자하우징의 양측단부에 베어링공간을 가지도록 설치되는 커버(114)와, 상기 커버(114) 내의 베어링공간에 상기 고정자(102)를 감싸도록 설치되는 베어링(116)을 포함한다.A movable element 106 is provided around the stator 102 to be movable in the longitudinal direction of the stator 102. The stator 102 includes a mover housing, a mover coil 110 installed inside the mover housing, and a sensor sensing section 122 formed inside the mover housing, A cover 114 installed to have a bearing space at both ends of the mover housing and a bearing 116 installed to surround the stator 102 in a bearing space in the cover 114, .

상기 가동자하우징은 상기 고정자(102)에 대하여 간극을 가지도록 배치되는 내측하우징(108)과, 상기 내측하우징(108)과 결합하여 튜브형상의 내부공간을 가지는 외측하우징(112)을 포함하여 구성된다. 상기 내측하우징(108)과 상기 외측하우징(112)은 일체로 구성되는 것도 가능하다. 특히, 상기 내측하우징(108)은 에폭시관으로 구성될 수 있다.The mover housing comprises an inner housing 108 disposed to have a gap with respect to the stator 102 and an outer housing 112 having a tubular inner space coupled with the inner housing 108 . The inner housing 108 and the outer housing 112 may be integrally formed. In particular, the inner housing 108 may comprise an epoxy tube.

상기 가동자코일(110)은 상기 고정자(102)를 360°로 감싸는 코일을 사용하여 자속을 효율 좋게 추력으로 변경할 수 있다. 또, 상기 가동자코일(110)은 UVW상의 코일로 이루어지며, 코일의 개수는 설계자의 필요에 따라 변경될 수 있다.The mover coil 110 can efficiently change the magnetic flux to a thrust by using a coil that surrounds the stator 102 at 360 degrees. Further, the mover coil 110 is made of a UVW coil, and the number of coils can be changed according to the needs of the designer.

그리고, 상기 가동자하우징의 일측에 형성된 센서감지구간(122)의 주위로 상기 가동자하우징에는 센서케이싱(120)이 설치된다. 상기 센서케이싱(120)은 상기 가동자하우징에 대하여 착탈가능하게 설치되어, 위치센서가 오작동하는 경우에 상기 가동자 전체가 아니라 상기 센서케이싱(120)만을 교체할 수 있다. 특히, 상기 위치센서로 홀센서(hall sessor)를 사용하는 것에 의해 자극검출을 할 필요가 없어 동기제어가 가능한 장점을 가진다.A sensor casing 120 is installed in the mover housing around a sensor sensing section 122 formed on one side of the mover housing. The sensor casing 120 is detachably attached to the mover housing so that, when the position sensor malfunctions, only the sensor casing 120 can be replaced, not the entire mover. Particularly, the use of a hall sensor as the position sensor eliminates the necessity of detecting a magnetic pole, thereby enabling synchronization control.

상기 가동자하우징 내부에는 실리콘이 충진하여 경화시키는 것으로 인해, 방수 및 방진특성을 향상시킬 수 있다.The inside of the mover housing is filled with silicone and hardened, so that waterproof and dustproof characteristics can be improved.

상기 가동자하우징의 양단에는 커버(114)가 결합된다. 상기 커버(114)는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 상기 고정자(102)의 외주면 주위로 베어링공간을 형성한다. 그리고, 상기 커버(114)는 개구부를 가져서 상기 고정자(102)가 관통되도록 배치된다.The cover 114 is coupled to both ends of the mover housing. As shown in FIG. 1, the cover 114 forms a bearing space around the outer circumferential surface of the stator 102. The cover 114 has an opening to allow the stator 102 to pass therethrough.

그리고, 상기 커버(114)가 형성하는 공간에 베어링(116)이 배치된다. 상기 베어링(116)은 상기 고정자(102)의 외주면에 설치되는 미끄럼접촉베이링이다. 또, 상기 베어링(116)은 상기 베어링공간 내에서 상기 커버(114)의 내주면에 대하여 이격되도록 설치된다. 따라서, 상기 베어링(116)의 중심축선이 상기 커버(114)의 중심축선과 약간 불일치하는 경우에도 상기 베어링(116)은 상기 커버(114)의 내주면과 접촉하지 않는 여유를 가진다. 이 결과, 상기 고정자(102)가 처짐이 발생한 경우에도 안정적으로 상기 가동자(106)의 이동이 가능하다.A bearing 116 is disposed in a space formed by the cover 114. The bearing 116 is a sliding contact bearing provided on the outer circumferential surface of the stator 102. The bearing 116 is installed to be spaced apart from the inner circumferential surface of the cover 114 in the bearing space. Therefore, even if the center axis of the bearing 116 is slightly inconsistent with the center axis of the cover 114, the bearing 116 has a margin that does not contact the inner circumferential surface of the cover 114. As a result, the mover 106 can be stably moved even when the stator 102 is deflected.

또한, 상기 베어링(116)이 상기 고정자(102)와 계속적으로 접촉하는 것에 의해 상기 고정자(102)의 처짐을 보정할 수 있어서, 실질적으로 상기 고정자(102)의 길이를 연장시킬 수 있게 된다.In addition, since the bearing 116 continuously contacts the stator 102, deflection of the stator 102 can be corrected, so that the length of the stator 102 can be substantially extended.

그리고, 상기 베어링(116)이 상기 고정자(102)의 주위에서 빠르게 운동을 할 때 마찰열이 발생할 수 있다. 이로 인한 오작동을 방지하기 위하여, 상기 커버(114)에는 상기 베어링공간에 냉각공기를 공급하는 에어공급노즐(126)이 설치된다. 그리고, 상기 커버(114)에 상기 에어공급노즐(126)로 압축공기를 공급하는 에어공급부(124)가 설치된다. 상기 에어공급부(124)는 도시되지 않은 블로워에 연결된다. 이 결과, 상기 에어공급노즐(126)에 의해 상기 베어링공간의 온도를 허용온도(예를 들어, 0~40℃) 이내로 제어하는 것이 가능하다.Friction heat may occur when the bearing 116 moves fast around the stator 102. The cover 114 is provided with an air supply nozzle 126 for supplying cooling air to the bearing space. The cover 114 is provided with an air supply unit 124 for supplying compressed air to the air supply nozzle 126. The air supply unit 124 is connected to a blower (not shown). As a result, it is possible to control the temperature of the bearing space within the allowable temperature (for example, 0 to 40 ° C) by the air supply nozzle 126.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that

100: 샤프트형 리니어 모터 102: 고정자
104: 고정자자석 106: 가동자
108: 내측하우징 110: 가동자코일
112: 외측하우징 114: 커버
116: 베어링 120: 센서케이싱
122: 센서감지구간 124: 에어공급부
126: 에어공급노즐100: shaft type linear motor 102: stator
104: stator magnet 106: mover
108: Inner housing 110: Movable coil
112: outer housing 114: cover
116: Bearing 120: Sensor casing
122: sensor detection section 124: air supply section
126: Air supply nozzle

Claims (6)

내부에 고정자자석이 일정한 피치로 설치되는 직선형상의 고정자;
상기 고정자의 외부에 대하여 간극을 두고 설치되는 가동자하우징와, 상기 가동자하우징의 내부에 설치되는 가동자코일과, 상기 가동자하우징의 내부의 형성되는 센서감지구간의 주위로 상기 가동자하우징에 설치되는 위치센서를 가지는 가동자;
상기 가동자하우징의 양측단부에 베어링공간을 가지도록 설치되는 커버;
상기 커버 내의 베어링공간에 상기 고정자를 감싸도록 설치되는 베어링을 포함하고,
상기 베어링은 상기 베어링공간 내에서 상기 커버의 내주면에 대하여 이격되도록 설치되어 상기 베어링의 중심축선이 상기 커버의 중심축선과 불일치하는 경우에 상기 베어링은 상기 커버의 내주면과 접촉하지 않는 여유를 가지는 것을 특징으로 하는 샤프트형 리니어 모터.
A linear stator in which a stator magnet is installed at a constant pitch;
A mover housing installed in the mover housing and having a gap with respect to the outside of the stator; a movable Jacquard installed in the mover housing around the sensor sensing section formed inside the mover housing; A mover having a position sensor;
A cover installed at both side ends of the mover housing to have a bearing space;
And a bearing installed to surround the stator in a bearing space in the cover,
Wherein the bearing is spaced apart from the inner circumferential surface of the cover in the bearing space so that when the center axis of the bearing does not coincide with the center axis of the cover, the bearing has a margin not in contact with the inner circumferential surface of the cover A shaft type linear motor.
제1항에 있어서, 상기 가동자하우징의 내부에는 실리콘이 충진되는 것을 특징으로 하는 샤프트형 리니어 모터.
2. The shaft type linear motor according to claim 1, wherein the inside of the mover housing is filled with silicon.
제1항에 있어서, 상기 위치센서는 홀센서인 것을 특징으로 하는 샤프트형 리니어 모터.
The shaft type linear motor according to claim 1, wherein the position sensor is a Hall sensor.
제1항에 있어서, 상기 위치센서는 상기 가동자하우징에 착탈가능하게 설치되는 센서케이싱에 설치되는 것을 특징으로 하는 샤프트형 리니어 모터.
The shaft type linear motor according to claim 1, wherein the position sensor is mounted on a sensor casing detachably mounted on the mover housing.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 커버 내부에는 상기 베어링공간으로 냉각공기를 공급하는 에어공급노즐이 설치되는 것을 특징으로 하는 샤프트형 리니어 모터.The shaft type linear motor according to claim 1, wherein an air supply nozzle for supplying cooling air to the bearing space is provided in the cover.
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KR20220022537A (en) * 2020-08-19 2022-02-28 (주)글로벌제이티에스 Tublar linear motor
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