KR101970580B1

KR101970580B1 - 리니어 모터 및 압축기

Info

Publication number: KR101970580B1
Application number: KR1020140163320A
Authority: KR
Inventors: 춘-차오 왕; 유흐-수이앙 왕
Original assignee: 린, 성-리엔
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2019-04-19
Also published as: KR20160060996A

Abstract

복수의 제1의 자극(31)과 복수의 제2의 자극(32)과는 각각 이웃이 되어 소정의 간격을 비워서 축선 방향(81)과 평행해서 병렬되는 동시에, 서로 교착하여 제1의 자극(31) 및 제2의 자극(32)에 있어서의 인접끼리의 일방 자극의 타방 자극을 향하는 일단부 사이에 타방 자극의 일방 자극을 향하는 일단부가 들어가도록 일방 자극에 대하여 타방 자극이 축선 방향(81)에서 벗어나서 마련되어 있다.

Description

리니어 모터 및 압축기{LINEAR MOTOR AND COMPRESSOR}

본 발명은 모터 및 압축기에 관한 것이며, 특히 왕복 운동하는 리니어 모터 및 해당 리니어 모터를 이용하는 압축기에 관한 것이다.

실린더에 진퇴가 자유롭게 지지받는 로드를 왕복 구동 운동시키는 전동 실린더 또는 리니어 모터라고 불리는 장치는 구동 효율이 높고 구조가 간단하고 콤팩트하게 할 수 있어, 이전부터 알려져 있다. 리니어 모터의 구동력은 항상 피스톤 운동의 방향과 같은 일직선상에 있기 때문에, 피스톤에는 직선에 따르는 축선 방향과 수직의 지름 방향에 작용하는 힘이 존재하지 않거나 상당히 작으므로, 피스톤의 마찰에 의한 손모가 크게 경감되어, 압축기를 오래 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 8 및 도 9에는, 종래의 전동 실린더에 일예의 구성을 나타나 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 도면에 있어서, 참조 부호 9는 왕복 운동하는 리니어 전동 실린더이고, 참조 부호 91은 실린더이며, 참조 부호 92는 실린더(91)에 진퇴가 자유롭게 직선 형상으로 이동 가능하도록 마련된 가동자이다. 실린더(91)의 좌우단 가까이의 내면에는 제1 고정자(93)와 제2 고정자(94)가 설치되어 있다. 가동자(92)는 실린더(91)에 진퇴가 자유롭게 지지받는 로드(921)와 로드(921)에 고정된 자극(922)을 가진다. 제1 고정자(93)와 제2 고정자(94)는 코어에 코일을 권취한 전기자(電機子)이며, 자극(922)은 영구 자석이다. 도 8의 상태일 때, 자극(922)에 우측 방향의 추력이 발생하도록, 제1 고정자(93)에 통전된다. 그리고 로드(921)가 오른쪽으로 이동하고 도 9의 상태에 가까워지면, 제2 고정자(94)에 통전하여 자극(922)에 좌측 방향의 추력을 주어 제동한다. 도 9의 상태로부터 도 8의 상태로 이동시키기 위해서는, 반대의 순서로 조작한다. 상술한 바와 같이 하면, 가동자(92)를 실린더(91)에 대하여 좌우로 왕복 운동 시킬 수 있다.

선행 기술 문헌

[특허 문헌]

특허 문헌 1：일본 특허 공개 공보 제2004-282957호

종래의 전동 실린더(9)는 긴 스트로크의 양단에 제1 고정자(93)와 제2 고정자(94)가 장치되어 있으므로, 서로 통전되어 자성이 발생하여 자극(922)에 소정의 추력을 주어서 이동시킬 수 있고 에너지 소비가 적게 드는 효과가 있지만, 제1 고정자(93)와 제2 고정자(94)는 소정의 간격을 두어 마련되기 때문에, 변환에 통전하는 타이밍이 맞지 않으면 가동자(92)이 왕복 운동의 사이에 남거나 하여 원활하게 움직일 수 없는 문제점이 있다. 또한, 제1 고정자(93)와 제2 고정자(94)는 소정의 간격을 두어서 위치 결정되어야 하기 때문에 장치의 소형화가 어렵다는 문제점도 있다.

본 발명은 가동자가 원활하게 왕복 운동할 수 있는 동시에, 장치의 소형화를 도모할 수 있는 리니어 모터 및 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 리니어 모터는, 중공 형상의 하우징 내에 그 중앙 축선을 따르는 축선 방향을 따라 왕복 운동 가능하도록 마련되는 가동자와 상기 가동자를 둘러싸도록 마련되는 고정자 유닛을 구비하고, 상기 고정자 유닛에 전류가 흘러 자계가 발생하면, 상기 가동자와 서로 당기거나 반발하거나 하는 것에 의하여, 상기 가동자가 상기 축선 방향을 따라 왕복 운동하며, 상기 가동자는 상기 축선 방향으로부터 벗어나 상기 축선 방향에 평행하게 병렬되는 복수의 제1 자극과 복수의 제2 자극을 구비하고, 상기 복수의 제1 자극과 상기 복수의 제2 자극은 각기 인접하여 소정의 간격을 두어 상기 축선 방향에 평행하여 병렬되는 동시에, 서로 교착하여 상기 제1 자극 및 상기 제2 자극에 있어서의 인접하는 자극들끼리의 일방 자극의 타방 자극을 향하는 일단부 사이에 상기 타방 자극의 상기 일방 자극을 향하는 일단부가 들어가도록 상기 일방 자극에 대하여 상기 타방 자극이 상기 축선 방향으로부터 벗어나 마련되는 것을 특징으로 한다.

본 발명들에 따르면, 고정자 유닛은 통전에 의한 자력에 의하여 제1 자극 또는 제2 자극과 서로 당기거나 반발하기 때문에, 가동자가 중단하지 않고 연속하여 왕복 운동할 수 있다. 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)은 축선 방향(81)으로의 간격이 없으며, 대향하는 각각의 일단부가 대응하는 인접 자극끼리의 일단부 사이에 들어가도록 가동자에 주설되어 있기 때문에, 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)의 사이는 축선 방향(81)으로 간격이 없어 장치의 소형화가 가능하다. 또한, 가동자(3)의 운동 스트로크를 길게 하지 않아도 되기 때문에, 에너지 소비가 적게 들고, 피스톤(52)의 마찰에 의한 손모가 크게 경감되어 압축기를 오래 사용할 수 있다

도 1은 본 발명에 따른 리니어 모터의 제1 실시 형태를 구비하여 구성되는 압축기를 나타내는 조립 단면도이다.
도 2는 도 1 압축기의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 운동을 설명하기 위한 조립 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터의 제1 실시 형태를 일부를 생략하여 나타내는 조립 사시도이다.
도 5는 도 4의 리니어 모터의 축선 방향의 정면도이다.
도 6은 가동자의 다른 양태를 구비하는 압축기를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 리니어 모터의 제2 실시 형태에 있어서의 가동자를 나타내는 사시도이다.
도 8은 종래의 리니어 모터 일예를 제시하는 측단면도이다.
도 9는 도 8의 종래 리니어 모터 동작을 설명하는 측단면도이다.

이하, 본 발명에 있어서의 몇 가지의 실시 형태들에 대해서 도면들을 참조하여 설명한다. 한편, 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성 요소들에 대해서는 동일한 참조 부호들을 첨부하며 그 상세한 설명은 생략한다.

제1 실시 형태

도 1 내지 도 5에는, 본 발명에 따른 리니어 모터를 구비하여 구성되는 압축기의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 리니어 모터(1)는, 도시된 바와 같이, 그 중앙 축선(8)을 따르는 축선 방향(81)의 양단이 개방된, 예를 들면, 중공 원통 형상으로 형성된 하우징(2) 내에 직선 형상으로 왕복 운동이 자유로운 가동자(3)와 가동자(3)를 둘러싸도록 장치되는 고정자 유닛(4)을 구비하여 구성되어 있다.

하우징(2)은 가동자(3) 및 고정자 유닛(4)을 수용하도록 중앙 축선(8)을 둘러싸는 외벽(21)에 의해 형성된 수용 공간을 가동자(3)가 왕복 운동하는 통로(20)로서 가지며 구성되어 있다. 하우징(2)은 통로(20)가 하우징(2)의 중앙 축선(8)의 양단 개구(200)를 통하여 외부에 연통하여, 덮개체(22)에 의해 대응하는 개구(200)를 폐쇄하도록 밀폐 형상으로 마련되어 있다.

가동자(3)는 축선 방향(81)을 따라 길게 연장되는 로드(30)와 로드(30)의 외주면에 서로 로드(30)의 축선 방향(81)을 둘러싸는 주방향으로 교착하는 것과 동시에 축선 방향(81)으로 겹치지 않도록 벗어나 병렬되는 복수의 제1 자극(31)과 복수의 제2 자극(32)을 구비하여 구성되어 있다.

로드(30)는 제1 자극(31)과 제2 자극(32)을 장치하도록 형성되는 장치부(301)와 장치부(301)의 축선 방향(81)이 상반하는 양단측에서부터 각기 돌출하여 덮개체(22)를 회전 가능하게 하여 관통하도록 형성되는 연장부(302)를 가진다. 하우징(2)의 양단측의 덮개체(22)의 각각에는 연장부(302)가 관통하여 돌출되는 관통 공(220)이 마련되어 있다.

제1 자극(31)과 제2 자극(32)은 각기 이웃하여 소정의 간격을 두고 축선 방향(81)에 평행하여 로드(30)의 외주면에 병렬되는 동시에, 서로 교착하여 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)의 인접하는 자극끼리의 일방 자극의 타방 자극을 향하는 일단부 사이에 타방 자극의 일방 자극을 향하는 일단부가 들어가도록 일방 자극에 대하여 타방 자극이 축선 방향(81)에서 벗어나 마련되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1 자극(31)은 이웃하는 제2 자극(32)끼리의 사이에 들어가는 제1 중첩부(311)와 제1 중첩부(311)로부터 축선 방향(81)의 외부를 향하여 연장되는 제1 연장부(312)를 가진다. 제2 자극(32)은 이웃하는 제1 자극(31)끼리의 사이에 들어가는 제2 중첩부(321)와 제2 중첩부(321)로부터 축선 방향(81)의 외부를 향하여 연장되는 제2 연장부(322)를 가진다.

한편, 이러한 실시 형태에서, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)은 주(周) 방향으로 등 간격을 사이를 두고 하나씩 교착하여 병렬되어 있지만, 교착하는 개수는 경우에 따라 2개 또는 2개 이상일 수 있다. 또한, 이러한 실시 형태에서는, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)이 주 방향으로 등 간격의 사이를 떼서 하나씩 교착하여 병렬되어 있으므로, 인접하는 제1 자극(31)끼리의 사이의 주 방향 간격과 제2 자극(32)의 주 방향 폭이 거의 같아, 인접하는 제2 자극(32)끼리의 사이의 주 방향 간격과 제2 자극(32)의 주 방향 폭이 거의 같다.

한편, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)은, 일 예로서는, 각각의 자극이 서로 상반되는 영구 자석이다.

고정자 유닛(4)은 통전하여 자력이 발생하며, 예를 들면, 철, 규소 강판 등의 투자율이 높은 재료로 만들어지고, 일 예로서는, 복수의 규소 강판을 축적하여 구성된다. 고정자 유닛(4)은, 이러한 실시 형태에서는, 하우징(2) 내에 중앙 축선(8)을 둘러싸도록 형성된 스테이터 코어(41)와 스테이터 코일(42)로 이루어져 있다.

스테이터 코어(41)는 하우징(2) 내에 장치되며, 중앙 축선(8)을 둘러싸도록 환 형상에 형성된 기부(411)와 기부(411)로부터 서로 슬롯(413)을 사이에 두어 축선 방향(81)에 직각인 지름 방향의 내측에 돌출하여 형성된 복수의 티스(412)를 가진다. 이러한 실시 형태에서는, 복수의 스테이터 코일(42)이 가동자(3)를 둘러싸도록 환 형상으로 구성되며, 스테이터 코일(42)의 각각이 거의 정방 형상으로 형성되는 동시에, 복수의 티스(412)의 각기 대응하여 권취되어 있다.

이러한 실시 형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 자극(31)에 있어서의 제1 중첩부(311)의 인접하는 제2 자극(32)끼리의 사이의 간격에 들어간 길이(d1)는 제2 자극(32)에 있어서의 제2 중첩부(321)의 인접하는 제1 자극(31)끼리의 사이의 간격에 들어간 길이와 같다. 또한, 스테이터 코일(42)의 축선 방향(81)의 길이(d2)는 제1 연장부(312)의 길이(d3)보다 크다. 또한, 스테이터 코일(42)의 축선 방향(81)의 길이(d2)는 제2 연장부(322)의 길이(d4)보다 크다. 또한, 스테이터 코일(42)의 축선 방향(81)의 길이(d2)는 제1 자극(31)의 축선 방향(81)의 전체 길이, 다시 말하면, 제1 중첩부(311)의 길이(d1) 및 제1 연장부(312)의 길이(d3)와 제2 연장부(322)의 길이(d4)의 합계보다 작다.

본 발명에 따른 리니어 모터(1)의 구동력을 향상시킬 수 있도록, 고정자 유닛(4)에 있어서의 스테이터 코일(42)이 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)의 숫자와 위치에 대응하여 배치되면, 고정자 유닛(4) 및 가동자(3)사이의 인력 및 반발력을 높일 수 있다. 다시 말하면, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)과의 총 숫자가 스테이터 코일(42)의 숫자와 같으면, 고정자 유닛(4) 및 가동자(3)사이의 인력 및 반발력을 향상시킬 수 있다. 한편, 이러한 실시 형태에서는, 예를 들면, 도 2와 같이, 제1 자극(31)이 4개이고 제2 자극(32)이 4개라면, 스테이터 코일(42)은 8개이며, 또한, 도 6과 같이, 제1 자극(31)이 2개이고 제2 자극(32)이 2개라면, 스테이터 코일(42)은 4개이다. 제1 자극(31)과 제2 자극(32)과의 총 숫자가 스테이터 코일(42)의 숫자와 같으면, 고정자 유닛(4)을 낭비 없이 통전할 수 있으므로 에너지의 소비를 최소한으로 할 수 있다.

이러한 실시 형태에서는, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)은 영구 자석이지만, 통전함으로써 일시적으로 자력이 발생되는 자석이어도 좋다. 제1 자극(31)과 제2 자극(32)은 복수의 규소 강판을 축척한 것도 좋으며, 유도성 재료로 자기 저항을 갖도록 이루어진 것이어도 좋다.

이러한 실시 형태에서는, 고정자 유닛(4) 및 가동자(3) 사이의 인력 및 반발력에 의해 가동자(3)가 왕복 운동 가능할 수 있으며, 예를 들면, 스테이터 코일(42)에 의한 자계가 같고, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)에는 방향이 다른 자극이 각각 발생하도록 구성되어도 좋지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

이러한 실시 형태에 따른 리니어 모터(1)를 이용하여 구성되는 압축기는 하우징(2)의 축선 방향(81)으로 상반하는 양단측에 각각 실린더(5)가 하우징(2)과 같은 축 형상으로 마련되어 있다. 각 실린더(5)는 축선 방향(81)의 양단측이 개방된 중공의 통 형상으로 형성되는 실린더 본체(51)와 실린더 본체(51)에 마련되는 피스톤(52)을 구비하고 있다.

실린더 본체(51)는 축선 방향(81)의 양단 개구가 덮개체(22)와 덮개체(23)에 의해 폐쇄되어, 하우징(2)보다 돌출되어 덮개체(22)를 관통하여 연장되는 연장부(302)를 수납하는 스페이스(50)를 형성하는 주벽(511)을 가지며고, 주벽(511)의 축선 방향(81)의 양단측에 복수의 흡기 밸브(53)와 복수의 배기 밸브(54)가 장치되어 있다. 실린더 본체(51)의 스페이스(50) 내에는 피스톤(52)이 축선 방향(81)을 따라 왕복 운동 가능하도록 마련되어 있다. 스페이스(50)는 피스톤(52)에 의해 하우징(2)측의 제1 스페이스부(501)와 하우징(2)으로부터 벗어나는 제2 스페이스부(502)로 구분된다.

피스톤(52, 52)은 각기 가동자(3)의 이동에 연동 가능하도록 하우징(2)보다 돌출된 연장부(302, 302)에 대응하여 연결되어 있다. 복수의 흡기 밸브(53)는 제1 스페이스부(501) 또는 제2 스페이스부(502)에 연통하도록, 주벽(511)의 축선 방향(81)의 일측(도 1에서는 상측)에 장치되며, 복수의 배기 밸브(54)는 제1 스페이스부(501) 또는 제2 스페이스부(502)에 연통하도록 실린더 본체(51)의 축선 방향(81)의 타측(도 1에서는 하측)에 장치되어 있다. 한편, 이러한 실시 형태에서는, 피스톤(52, 52)은 로드(30)가 돌출된 연장부(302)에 연동 가능하게 연결되도록 하우징(2)의 축선 방향(81)의 양단측에 마련되어 있지만, 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라 상하 양측에 마련되어도 좋다.

상술한 바와 같이 구성된 리니어 모터(1)를 구비하는 압축기의 동작 및 작용에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

고정자 유닛(4)에 제1 전류를 흐르게 하면 제1 자계가 발생함으로써, 제1 자극(31)을 가까이 끌어당기는 동시에 제2 자극(32)과 반발한다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 로드(30)가 연동하여 도 3의 축선 방향(81)의 우측으로 이동된다. 그리고, 고정자 유닛(4)에 제1 전류 방향과 반대의 제2 전류를 흐르게 하면, 제1 자계 방향과 반대의 제2 자계가 발생한다. 이에 의해, 제2 자극(32)을 가까이 끌어당기는 동시에 제1 자극(31)과 반발한다. 따라서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 로드(30)가 연동하여 도 1의 축선 방향(81)의 좌측으로 이동된다. 이와 같이, 고정자 유닛(4)에 의한 자계에 의해 로드(30)가 축선 방향(81)을 따라 왕복 운동하도록 구동될 수 있다.

또한, 피스톤(52)이 가동자(3)의 로드(30)의 축선 방향(81) 양단의 연장부(302)에 장치되어 있으므로, 피스톤(52)이 가동자(3)의 왕복 운동에 연동하여 실린더(5) 내를 이동하고, 실린더(5) 내의 스페이스(50)에 있어서 스페이스(50) 내의 유체가 압축된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 가동자(3)가 좌측으로 움직이면, 피스톤(52)이 연동하여 이동되고, 예를 들면, 도시된 우측의 스페이스(50)에 있어서는 제1 스페이스부(501)가 압축된다. 이 때, 제1 스페이스부(501)에 연통되는 흡기 밸브(53)가 폐쇄되는 동시에, 제1 스페이스부(501)에 연통되는 배기 밸브(54)가 개방된다. 이에 따라, 제1 스페이스부(501)에 있어서의 유체(가스)가 배기 밸브(54)를 통하여 배출된다. 제1 스페이스부(501)에 있어서의 가스의 배기에 연동하여 제2 스페이스부(502)가 팽창하면, 제2 스페이스부(502)에 연통되는 배기 밸브(54)가 폐쇄되는 동시에, 제2 스페이스부(502)에 연통되는 흡기 밸브(53)가 개방된다. 이에 따라, 외부로부터 가스가 흡기 밸브(53)를 통하여 제2 스페이스부(502)로 흘러든다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 가동자(3)가 우측으로 움직이면, 피스톤(52)이 연동하여 이동되고, 예를 들면, 도시된 우측의 스페이스(50)에서 제2 스페이스부(502)가 압축된다. 이 때, 제2 스페이스부(502)에 연통되는 흡기 밸브(53)가 폐쇄되는 동시에, 제2 스페이스부(502)에 연통되는 배기 밸브(54)가 개방된다. 이에 따라, 제2 스페이스부(502)에 있어서의 유체(가스)가 배기 밸브(54)를 통하여 배출된다. 제2 스페이스부(502)에 있어서의 가스의 배기에 연동하여 제1 스페이스부(501)가 팽창하면, 제1 스페이스부(501)에 연통되는 배기 밸브(54)가 폐쇄되는 동시에, 제1 스페이스부(501)에 연통되는 흡기 밸브(53)가 개방된다. 이에 따라, 외부로부터 가스가 흡기 밸브(53)를 통하여 제1 스페이스부(501)로 흘러든다.

한편, 상술한 바와 같이, 도시된 축선 방향(81)의 우측에 마련된 실린더(5)의 피스톤(52)의 운동에 대해서 설명하였지만, 축선 방향(81)의 좌측에 마련된 피스톤(52)의 운동은 유사하므로 그 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 가동자(3)의 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)은 서로 축선 방향(81)으로 간격을 개재하여 마련되는 종래의 배치가 아니며, 각기 축선 방향(81)의 간격이 없는, 다시 말하면, 대향하는 각각의 일부인 제1 중첩부(311) 및 제2 중첩부(321)가 대응하는 인접 전극끼리의 사이에 들어가도록 로드(30)에 주설되어 있으므로, 고정자 유닛(4)에 의해 제1 자극(31)을 가까이 끌어당길 때, 제2 자극(32)의 제2 중첩부(321)도 고정자 유닛(4)에 의해 둘러싸진다. 이로 인하여, 제2 자극(32)을 서로 당기도록 고정자 유닛(4)을 구동하면, 제2 자극(32)이 고정자 유닛(4)에 바로 끌어당겨질 수 있으며, 가동자(3)가 도 1과 같이 좌측으로 이동된다. 이 때, 제1 자극(31)의 제1 중첩부(311)도 고정자 유닛(4)에 의해 둘러싸진다. 다음으로, 제1 자극(31)을 가까이 끌어당기도록 고정자 유닛(4)을 구동하면, 제1 자극(31)이 고정자 유닛(4)에 바로 가까이 끌어당겨져, 도 3과 같이 가동자(3)가 우측으로 이동된다. 고정자 유닛(4)은 제1 자극(31) 또는 제2 자극(32)과 서로 끌어당기며, 반발이 중단되지 않고 연속하여 구동할 수 있으므로 가동자(3)가 원활하게 왕복 운동할 수 있다.

또한, 가동자(3)의 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)은 축선 방향(81)으로 간격이 없고, 대향하는 각각의 일부인 제1 중첩부(311)와 제2 중첩부(321)가 대응하는 인접 전극끼리 사이에 들어가도록 로드(30)에 주설되고 있으므로, 제1 자극(31) 및 제2 자극(32)의 사이는 축선 방향(81)의 간격이 없기 때문에 장치의 소형화가 가능하다.

또한, 가동자(3)의 운동 스트로크를 길게 하지 않아도 되기 때문에, 에너지 소비가 적어지는 효과가 있으며, 피스톤(52)의 마찰에 의한 손모가 크게 경감되어 압축기를 오래 사용할 수 있다.

또한, 고정자 유닛(4)과 가동자(3)와의 간격은 가동자(3)의 왕복 운동에 맞춰서 조절할 수 있으므로 장치의 설계 자유도를 높일 수 있다.

여기서, 고정자 유닛(4)은 통전에 의해 제1 자극(31) 또는 제2 자극(32)과의 서로 끌어당기는 것과 반발하는 것이 중단되지 않고 연속하여 구동할 수 있는 자력이 발생하는 구성일 수 있으며, 상술한 실시 형태에 제한되지 않는 점을 유의하도록 한다.

이러한 실시 형태에 따른 리니어 모터(1)에서는, 고정자 유닛(4)이 전체적으로 통전 구동하고, 제1 자극(31)을 가까이 끌어당겨 이동시킨다. 그 다음, 고정자 유닛(4)이 전체적으로 통전 구동하고, 제2 자극(32)을 가까이 끌어당겨 이동시킨다. 이와 같이, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)이 고정자 유닛(4)에 대하여 서로 당기거나 반발하는 자계가 교대로 발생함으로써, 가동자(3)를 축선 방향(81)을 따라 왕복 운동시킬 수 있다.

전술한 바와 같이, 고정자 유닛(4) 전체를 통전 구동하여 제1 자극(31)과 제2 자극(32)에 대하여 서로 당기거나 반발하는 자계가 교대로 발생하는 양태에 대해서 설명하였지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 제2 자극(32)에 대응하여 배치된 스테이터 코일(42) 및 대응하는 제2 자극(32)의 사이가 서로 작용되지 않도록, 제2 자극(32)에 대응하여 배치된 스테이터 코일(42)이 통전되지 않고, 제1 자극(31)에 대응하여 배치된 스테이터 코일(42)이 통전되면, 제1 자극(31)을 가까이 끌어당겨 이동시킨다. 그 다음, 제1 자극(31)에 대응하여 배치된 스테이터 코일(42) 및 대응하는 제1 자극(31)의 사이가 서로 작용되지 않도록, 제1 자극(31)에 대응하여 배치된 스테이터 코일(42)이 통전되지 않고, 제2 자극(32)에 대응하는 스테이터 코일(42)이 통전되면, 제2 자극(32)을 가까이 끌어당겨 이동시킨다. 이와 같이, 고정자 유닛(4) 전체가 통전되지 않고, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)에 교체시켜 각기 대응하는 스테이터 코일(42)이 통전되면, 고정자 유닛(4)에 대하여 서로 당기거나 반발하는 자계를 교대로 발생시키는 것에 의해, 가동자(3)를 축선 방향(81)을 따라 왕복 운동시킬 수도 있다. 또한, 고정자 유닛(4) 전체에 통전되지 않고, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)에 대응하여 변환하여 통전할 경우, 에너지의 절감으로도 이어진다.

제2 실시 형태

도 7에는 본 발명에 따른 리니어 모터의 제2 실시 형태의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 제2 실시 형태에 따른 리니어 모터는 상술한 실시 형태의 구성과 거의 같지만 가동자(3)의 구성에서 다르다.

가동자(3)의 로드(30)의 장치부(301)는 통 형상으로 형성되며, 그 외주면에는 축선 방향(81)을 따라 연장되는 복수의 장치 홈(303)이 로드(30)의 지름 방향의 내측에 오목하게 들어가도록 마련되어 있다. 장치 홈(303)은 적어도 마련된 복수의 자극의 총 숫자에 대응되는 숫자로 마련된다. 복수의 제1 자극(31)과 복수의 제2 자극(32)은 축선 방향으로 대향하는 각각의 일부인 제1 중첩부(311) 및 제2 중첩부(321)가 대응하는 인접 전극끼리의 사이에 들어가도록 축선 방향(81)으로 벗어나는 동시에 교착하면서 장치 홈(303)에 수용되도록 탈착 가능하도록 장치되어 있다.

전술한 바와 같이 구성된 리니어 모터(1)는 상술한 실시 형태에 의한 효과를 구비하는 점 이외에도, 제1 자극(31)과 제2 자극(32)이 장치 홈(303)에 탈착 가능하도록 마련되므로 사용하기 편리해진다.

본 발명에 따른 리니어 모터 및 해당 리니어 모터를 구비한 압축기는, 리니어 모터, 압축기 등의 소형화에 유용하다

1：리니어 모터 2：하우징
200：개구 20：통로
21：외벽 22, 23：덮개체
220：관통 공 3：가동자
30：로드 301：장치부
302：연장부 303：장치 홈
31：제1 자극 311：제1 중첩부
312：제1 연장부 32：제2 자극
321：제2 중첩부 322：제2 연장부
4：고정자 유닛 41：스테이터 코어
411：기부 412：티스
413：슬롯 42：스테이터 코일
5：실린더 51：실린더 본체
511：주벽 50：스페이스
501：제1 스페이스부 502：제2 스페이스부
52：피스톤 53：흡기 밸브
54：배기 밸브 8：중앙 축선
81：축선 방향 d1 내지 d4：길이

Claims

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중공 형상의 하우징 내에 그 중앙 축선을 따르는 축선 방향을 따라 왕복 운동 가능하도록 마련되는 가동자와 상기 가동자를 둘러싸도록 마련되는 고정자 유닛을 구비하고, 상기 고정자 유닛에 전류가 흐르고 자계가 발생하면, 상기 가동자와 서로 당기거나 반발하거나 하는 것에 의해 상기 가동자가 상기 축선 방향을 따라 왕복 운동하며,
상기 가동자는 상기 축선 방향으로부터 벗어나 상기 축선 방향에 평행하게 병렬된 복수의 제1 자극과 복수의 제2 자극을 구비하고,
상기 복수의 제1 자극과 상기 복수의 제2 자극은 각각 이웃하여 소정의 간격을 두고 상기 축선 방향에 평행하게 병렬되는 동시에, 서로 교착하여 상기 제1 자극 및 상기 제2 자극에 있어서의 인접하는 자극끼리의 일방 자극의 타방 자극을 향하는 일단부 사이에 상기 타방 자극의 상기 일방 자극을 향하는 일단부가 들어가도록 상기 일방 자극에 대하여 상기 타방 자극이 상기 축선 방향으로부터 벗어나 마련되고,
상기 제1 자극은 인접하는 상기 제2 자극끼리의 사이에 들어가는 제1 중첩부와 상기 제1 중첩부로부터 상기 축선 방향의 외부를 향해서 연장되는 제1 연장부를 가지며,
상기 제2 자극은 인접하는 상기 제1 자극끼리의 사이에 들어가는 제2 중첩부와 상기 제2 중첩부로부터 상기 축선 방향의 외부를 향해서 연장되는 제2 연장부를 가지고,
상기 제1 중첩부의 인접하는 상기 제2 자극끼리의 사이에 들어간 길이는 상기 제2 중첩부의 인접하는 상기 제1 자극끼리의 사이에 들어간 길이와 같은 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 2 항에 있어서, 상기 고정자 유닛은 상기 하우징 내에 상기 중앙 축선을 둘러싸도록 형성된 스테이터 코어와 스테이터 코일로 이루어지고,
상기 스테이터 코어는, 상기 하우징 내에 장치되며 상기 중앙 축선을 둘러싸도록 환 형상으로 형성된 기부와 상기 기부에서 서로 슬롯을 사이에 두고 상기 축선 방향과 직각의 방향인 지름 방향의 내측에 돌출되어 형성된 복수의 티스를 가지며,
상기 스테이터 코일의 상기 축선 방향의 길이는 상기 제1 연장부의 길이보다 크고,
상기 스테이터 코일의 상기 축선 방향의 길이는 상기 제2 연장부의 길이보다 크며,
상기 스테이터 코일의 상기 축선 방향의 길이는 상기 제1 자극의 길이와 상기 제2 연장부의 길이의 합계보다 작은 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 3 항에 있어서, 상기 가동자는 상기 축선 방향을 따라 연장된 로드를 가지며,
상기 로드는 상기 제1 자극과 상기 제2 자극을 장치하도록 형성된 장치부와 상기 장치부의 상기 축선 방향이 상반하는 양단측에서 각기 돌출하여 상기 하우징에 대하여 회전 가능하게 관통하도록 형성된 연장부를 가지는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 4 항에 있어서, 상기 로드는 그 외주면에 상기 축선 방향을 따라 연장되는 복수의 장치 홈이 상기 지름 방향의 내측에 오목하게 들어가도록 마련되고,
상기 장치 홈은 적어도 상기 제1 자극과 상기 제2 자극과의 총 숫자에 상당하는 수가 마련되며,
상기 복수의 제1 자극과 상기 복수의 제2 자극은 상기 제1 중첩부와 상기 제2 중첩부가 대응하는 인접 자극끼리의 사이에 들어가도록 상기 축선 방향에서 벗어나는 동시에 교착하면서 상기 장치 홈에 수용되도록 탈착 가능하도록 장치되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 2 항에 있어서, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 영구 자석인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 2 항에 있어서, 상기 제1 자극과 상기 제2 자극은 일시적으로 자력이 발생하는 자석인 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 리니어 모터;
상기 리니어 모터에 있어서의 상기 가동자의 상기 하우징을 관통하여 상기 축선 방향을 따라 연장된 양단부를 수용 가능하도록 상기 리니어 모터에 있어서의 상기 하우징의 상기 축선 방향의 양단에 각각 장치되는 2개의 실린더; 및
상기 실린더 내에 상기 리니어 모터에 있어서의 상기 가동자의 상기 축선 방향의 상기 양단부에 상기 가동자의 왕복 운동에 연동 가능하도록 장치되는 2개의 피스톤을 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.