KR102098513B1 - 리니어 모터 - Google Patents
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Abstract
리니어 모터(1)는 고정자(10)와 가동자(20)를 구비한다. 고정자(10)는 복수의 돌극(12)을 갖는다. 가동자(20)는, 복수의 제 1 티스(32)와, 복수의 제 1 티스(32)의 외주에 각각 장착된 복수의 코일(40)과, 복수의 제 1 티스(32)에 각각 매설된 복수의 제 1 자석(50)과, 복수의 제 1 티스(32)의 외측에 마련된 제 2 티스(33)와, 제 2 티스(33)에 매설된 제 2 자석(60)을 갖는다. 제 2 티스(33)는, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)의 반대측에 위치하는 제 1 부분(34)과, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)측에 위치하는 제 2 부분(35)을 갖는다. 제 2 티스(33)의 돌출 방향에 있어서, 제 1 부분(34)의 단부(34a)는 제 2 부분(35)의 단부(35a)에 비하여 고정자(10)로부터 떨어져 있다.
Description
본 개시는 리니어 모터에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 전기자 코어, 전기자 권선 및 영구 자석을 갖는 전기자와 전기자의 이동방향을 따라서 나열되는 복수의 돌극(突極)을 갖는 고정자를 구비하는 리니어 모터가 개시되어 있다.
본 개시는 가동자에 생기는 코깅(cogging)을 억제할 수 있는 리니어 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 따른 리니어 모터는, 선형상의 제 1 경로를 따르도록 마련된 고정자와, 제 1 경로를 따라서 이동하는 가동자를 구비하며, 고정자는 제 1 경로를 따라서 나열되는 복수의 돌극을 갖고, 가동자는, 제 1 경로를 따라서 나열되고, 각각 고정자측으로 돌출되는 복수의 제 1 티스(teeth)와, 복수의 제 1 티스의 외주에 각각 장착된 복수의 코일과, 복수의 제 1 티스에 각각 매설된 복수의 제 1 자석과, 제 1 경로에 있어서 복수의 제 1 티스의 외측에 마련되고, 고정자측으로 돌출되는 제 2 티스와, 제 2 티스에 매설된 제 2 자석을 갖고, 제 2 티스는, 제 2 자석을 기준으로 하여 제 1 티스의 반대측에 위치하는 제 1 부분과, 제 2 자석을 기준으로 하여 티스측에 위치하는 제 2 부분을 갖고, 제 1 부분의 단부는 제 2 부분의 단부에 비하여 고정자로부터 떨어져 있다.
본 개시에 의하면, 가동자에 생기는 코깅을 억제할 수 있다.
도 1은 리니어 모터의 모식도이다.
도 2는 제 2 자극을 갖지 않는 리니어 모터에 있어서의 자기의 작용 상태를 도시하는 모식도이다.
도 3은 제 2 자극을 갖는 리니어 모터에 있어서의 자기의 작용 상태를 도시하는 모식도이다.
도 4는 도 2의 리니어 모터에 있어서 각 자극에 작용하는 힘의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 리니어 모터에 있어서 각 자극에 작용하는 힘의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 복수의 제 1 자극에 작용하는 힘의 합계값과, 제 2 자극에 작용하는 힘의 합계값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 제 2 자극을 갖지 않는 리니어 모터에 있어서의 자기의 작용 상태를 도시하는 모식도이다.
도 3은 제 2 자극을 갖는 리니어 모터에 있어서의 자기의 작용 상태를 도시하는 모식도이다.
도 4는 도 2의 리니어 모터에 있어서 각 자극에 작용하는 힘의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 리니어 모터에 있어서 각 자극에 작용하는 힘의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 복수의 제 1 자극에 작용하는 힘의 합계값과, 제 2 자극에 작용하는 힘의 합계값의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시형태에 따른 리니어 모터(1)는, 동력원으로서 유닛화된 리니어 액추에이터, 워크 등의 대상물을 탑재하여 반송(또는 수송)하는 반송 시스템(또는 수송 시스템) 등에 이용되며, 선형상의 경로[이하, 「제 1 경로」라 함]를 따른 추력(推力)을 발생한다. 또한, 리니어 모터(1)는 사람이 탑승 가능한 반송 시스템(또는 수송 시스템)에도 적용 가능하다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 리니어 모터(1)는 고정자(10)와 가동자(20)를 갖는다. 고정자(10)는 제 1 경로(R1)를 따르도록 마련되어 있으며, 가동자(20)는 제 1 경로(R1)를 따라서 이동한다. 고정자(10) 및 가동자(20)는 제 1 경로(R1)에 직교하는 방향에서 서로 대향한다. 이하에 있어서의 「상하」는, 설명의 편의상, 고정자(10)를 기준으로 하여 가동자(20)측을 상측으로 한 경우의 방향을 의미한다. 「전후 좌우」는 제 1 경로(R1)의 한쪽편을 전방으로 한 경우의 방향을 의미한다.
[고정자의 구성]
고정자(10)는 요크(11)와, 복수의 돌극(12)을 갖는다. 요크(11)는 제 1 경로(R1)를 따라서 연장되어 있다. 복수의 돌극(12)은 제 1 경로(R1)를 따라서 나열되며, 각각 요크(11)로부터 상방(도시 Z축 정방향)으로 돌출되어 있다. 고정자(10)는, 예를 들어 철강 등의 연질 자성 재료에 의해 구성된다. 고정자(10)는 규소 강판 등의 전자 강판을 좌우 방향(도시 Y축 방향)으로 적층한 것이어도 좋고, 연자성 복합 재료(Soft Magnetic Composites)를 압축 성형한 것이어도 좋다.
[가동자의 구성]
가동자(20)는 가동자 코어(30)와, 복수의 코일(40)과, 복수의 제 1 자석(50)을 갖는다.
가동자 코어(30)는 요크(31)와, 복수의 제 1 티스(32)를 갖는다. 요크(31)는 제 1 경로(R1)를 따라서 연장되어 있다. 복수의 제 1 티스(32)는 제 1 경로(R1)를 따라서 연장되며, 각각 요크(31)로부터 하방[고정자(10)측, 도시 Z축 부방향(負方向)]으로 돌출되어 있다. 상하 방향(도시 Z축 방향)에 있어서, 제 1 티스(32)는 갭을 갖고서 돌극(12)에 대향한다. 가동자 코어(30)는, 예를 들어 철강 등의 연질 자성 재료에 의해 구성된다. 가동자 코어(30)는 규소 강판 등의 전자 강판을 좌우 방향(도시 Y축 방향)으로 적층한 것이어도 좋고, 연자성 복합 재료(Soft Magnetic Composites)를 압축 성형한 것이어도 좋다.
복수의 코일(40)은 복수의 제 1 티스(32)의 외주에 각각 장착되어 있다. 예를 들면, 각 코일(40)은, 절연 재료에 의해 코팅된 도체 소선에 의해 구성되고, 해당 도체 소선이 제 1 티스(32)에 감긴 상태가 되도록 배치되고, 접착 등에 의해 제 1 티스(32)에 고정되어 있다. 복수의 코일(40)은 인접하는 코일(40)끼리 권선(卷線) 방향(상기 도체 소선의 권취 방향)이 역방향이 되도록 마련되어 있다.
복수의 제 1 자석(50)은 복수의 제 1 티스(32)에 각각 매설되어 있다. 또한, 「매설」은, 전체가 매설되는 경우뿐만 아니라, 일부분이 매설되는 것도 포함한다. 이하에 있어서도 마찬가지이다. 예를 들면, 제 1 경로(R1)를 따르는 방향에 있어서의 제 1 티스(32)의 중심부에는, 하방으로 개구되는 자석 슬롯(S1)이 형성되어 있다. 또한, 「중심부」란, 중심 위치를 포함하는 영역을 의미한다. 이하에 있어서도 마찬가지이다. 제 1 자석(50)은, 예를 들어 페라이트 자석 등의 영구 자석이며, 그 자화 방향(N극과 S극이 나열되는 방향)이 제 1 경로(R1)를 따른 상태에서 자석 슬롯(S1) 내에 삽입되고, 접착 등에 의해 제 1 티스(32)에 고정되어 있다.
복수의 제 1 자석(50)은 인접하는 제 1 자석(50)끼리 자화 방향이 역방향이 되도록 마련되어 있다. 이에 의해, 가동자 코어(30)에는, 인접하는 2개의 제 1 자석(50)에 의해 N극으로 자화된 부분과, 인접하는 2개의 제 1 자석(50)에 의해 S극으로 자화된 부분이 교대로 형성되어 있다.
이하, 제 1 티스(32)와, 해당 제 1 티스(32)에 장착된 코일(40)과, 해당 제 1 티스(32)에 매설된 제 1 자석(50)을 통틀어 가동자(20)의 제 1 자극(21)이라 한다. 제 1 자극(21)의 수는 구동 방식에 따라서 적절히 설정할 수 있다.
일 예로서, 가동자(20)는 제 1 경로(R1)를 따라서 순차적으로 나열되는 12조의 제 1 자극(21A 내지 21L)을 갖는다. 제 1 자극(21A 내지 21L)은 3상 교류 전력의 공급에 따라 이동 자계를 발생한다. 예를 들면, 제 1 자극(21A, 21B, 21G, 21H)에는 U상의 교류가 공급되고, 제 1 자극(21C, 21D, 21I, 21J)에는 V상의 교류가 공급되고, 제 1 자극(21E, 21F, 21K, 21L)에는 W상의 교류가 공급된다. 이에 의해, 6개의 제 1 자극(21A, 21B, 21C, 21D, 21E, 21F) 및 6개의 제 1 자극(21G, 21H, 21I, 21J, 21K, 21L) 각각이 이동 자계를 발생시킨다. 이러한 이동 자계가 고정자(10)의 돌극(12)에 작용함으로써, 가동자(20)를 이동시키는 추력이 발생한다.
[제 2 티스 및 제 2 자석]
가동자 코어(30)는 제 2 티스(33)를 추가로 갖고, 가동자(20)는 제 2 자석(60)을 추가로 갖는다. 제 2 티스(33)는 제 1 경로(R1)에 있어서 복수의 제 1 티스(32)의 외측에 마련되며, 요크(31)로부터 하방[즉 고정자(10)측]으로 돌출된다. 즉, 제 2 티스(33)는 복수의 제 1 티스(32)의 배열에 있어서 가장 외측의 제 1 티스(32)보다 더욱 외측에 마련되어 있다.
제 2 자석(60)은 제 2 티스(33)에 매설되어 있다. 예를 들면, 제 1 경로(R1)를 따르는 방향에 있어서의 제 2 티스(33)의 중심부에는, 하방으로 개구되는 자석 슬롯(S3)이 형성되어 있다. 제 2 자석(60)은, 예를 들어 페라이트 자석 등의 영구 자석이며, 그 자화 방향이 제 1 경로(R1)를 따른 상태에서 자석 슬롯(S3) 내에 삽입되고, 접착 등에 의해 제 2 티스(33)에 고정되어 있다. 제 2 자석(60)은 인접하는 제 1 자석(50)과 자화 방향이 역방향이 되도록 배치되어 있다.
이하, 제 2 티스(33) 중, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)의 반대측에 위치하는 부분을 제 1 부분(34)이라 한다. 제 2 티스(33) 중, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)측에 위치하는 부분을 제 2 부분(35)이라 한다.
상하 방향[즉, 제 1 티스(32) 및 제 2 티스(33)의 돌출 방향(D1)]에 있어서, 제 1 부분(34)의 단부(34a)는 제 2 부분(35)의 단부(35a)에 비하여 상측[고정자(10)의 반대측]에 위치하고 있다. 즉, 단부(34a)는, 돌출 방향(D1)에 있어서, 단부(35a)에 비하여 고정자(10)[돌극(12)의 상단]로부터 떨어져 있다. 일 예로서, 요크(31)로부터의 제 1 부분(34)의 돌출 길이는 요크(31)로부터의 제 2 부분(35)의 돌출 길이에 비하여 짧다.
제 2 티스(33)의 돌출 방향(D1)에 있어서, 제 1 부분(34)의 단부(34a) 및 제 2 부분(35)의 단부(35a)는 제 1 티스(32)의 단부(32a)에 비하여 상측[고정자(10)의 반대측]에 위치하고 있어도 좋다. 즉, 단부(34a, 35a)는, 돌출 방향(D1)에 있어서, 단부(32a)에 비하여 고정자(10)[돌극(12)의 상단부]로부터 떨어져 있어도 좋다. 일 예로서, 요크(31)로부터의 제 1 부분(34) 및 제 2 부분(35)의 돌출 길이는 요크(31)로부터의 제 1 티스(32)의 돌출 길이에 비하여 짧아도 좋다.
제 2 티스(33)의 돌출 방향(D1)에 있어서, 제 1 부분(34)의 단부(34a) 및 제 2 부분(35)의 단부(35a)는 제 2 자석(60)의 단부(60a)에 비하여 상측[고정자(10)의 반대측]에 위치하고 있어도 좋다. 즉, 단부(34a, 35a)는, 돌출 방향(D1)에 있어서, 단부(60a)에 비하여 고정자(10)[돌극(12)의 상단부]로부터 떨어져 있어도 좋다. 이에 반하여, 제 2 티스(33)의 돌출 방향(D1)에 있어서, 제 1 티스(32)의 단부(32a)는 제 1 자석(50)의 단부(50a)에 비하여 하측[고정자(10)측]에 위치하고 있어도 좋다. 즉, 단부(32a)는, 돌출 방향(D1)에 있어서, 단부(50a)에 비하여 고정자(10)[돌극(12)의 상단부]에 근접하여 있어도 좋다.
제 1 경로(R1)에 있어서, 인접하는 제 2 자석(60)과 제 1 자석(50)의 중심간 거리(G1)는 인접하는 제 1 자석(50)끼리의 중심간 거리(G2)와 상이하여도 좋다. 예를 들면, 중심간 거리(G1)는 중심간 거리(G2)에 비하여 커도 좋다.
이하, 제 2 티스(33)와, 해당 제 2 티스(33)에 매설된 제 2 자석(60)을 통틀어 가동자(20)의 제 2 자극(22)이라 한다. 가동자(20)는 제 1 경로(R1)에 있어서 복수의 제 1 자극(21)을 사이에 두도록 마련된 2조의 제 2 자극(22A, 22B)을 가져도 좋다. 즉, 가동자(20)는 제 1 경로(R1)에 있어서 복수의 제 1 자극(21)을 사이에 두도록 마련된 2조의 제 2 티스(33) 및 제 2 자석(60)을 가져도 좋다.
또한, 가동자 코어(30)는 제 1 경로(R1)를 따라서 나열되는 복수의 코어 유닛(U1)과, 코어 유닛(U2)으로 나누어져 있어도 좋다. 복수의 코어 유닛(U1)은 복수의 제 1 티스(32)를 각각 포함한다. 코어 유닛(U2)은 제 2 티스(33)를 포함한다. 이러한 경우, 복수의 코어 유닛(U1) 및 코어 유닛(U2)은 수지 몰드에 의해 일체화되어 있어도 좋고, 베이스 부재(70)를 거쳐서 일체화되어도 좋다. 가동자(20)가 2개의 제 2 자극(22)을 갖는 경우, 가동자 코어(30)는 복수의 코어 유닛(U1)과 2개의 코어 유닛(U2)으로 나누어져 있어도 좋다.
[본 실시형태의 효과]
이상에 설명한 바와 같이, 리니어 모터(1)는, 선형상의 제 1 경로(R1)를 따르도록 마련된 고정자(10)와, 제 1 경로(R1)를 따라서 이동하는 가동자(20)를 구비한다. 고정자(10)는 제 1 경로(R1)를 따라서 나열되는 복수의 돌극(12)을 갖는다. 가동자(20)는, 제 1 경로(R1)를 따라서 나열되고, 각각 고정자(10)측으로 돌출되는 복수의 제 1 티스(32)와, 복수의 제 1 티스(32)의 외주에 각각 장착된 복수의 코일(40)과, 복수의 제 1 티스(32)에 각각 매설된 복수의 제 1 자석(50)과, 제 1 경로(R1)에 있어서 복수의 제 1 티스(32)의 외측에 마련되고, 고정자(10)측으로 돌출되는 제 2 티스(33)와, 제 2 티스(33)에 매설된 제 2 자석(60)을 갖는다. 제 2 티스(33)는, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)의 반대측에 위치하는 제 1 부분(34)과, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)측에 위치하는 제 2 부분(35)을 갖는다. 제 1 부분(34)의 단부(34a)는 제 2 부분(35)의 단부(35a)에 비하여 고정자(10)로부터 떨어져 있다.
코깅은, 주로, 제 1 경로(R1)에 있어서 가장 외측에 위치하는 제 1 자극(21)[제 1 티스(32)]으로부터 더욱 외측으로 향하는 자속에 기인하는 것으로 고려된다. 또한, 「코깅」이란, 코일(40)에 교류 전력을 공급하지 않는 상태에서 가동자(20)를 이동시킨 경우에, 제 1 경로(R1)를 따라서 가동자(20)에 작용하는 힘의 변동을 의미한다. 우선, 도 2를 참조하여, 가동자가 제 2 자극(22)을 갖지 않는 경우의 코깅에 대하여 설명한다.
도 2에 도시하는 가동자(120)는 가동자(20)와 동일한 제 1 자극(21A 내지 21L)을 갖고, 제 2 자극(22A, 22B)을 갖지 않는다. 즉, 가동자(120)의 가동자 코어(130)는 제 2 티스(33)를 갖지 않는다. 만일, 제 1 자극(21A 내지 21L) 각각으로부터의 자기[이하, 각각의 자극으로부터의 자기를 「자극의 자기」라 함]가 돌극(12)에 대하여 동일하게 작용하는 경우, 돌극(12)과의 위치 관계에 따라서 제 1 자극(21A 내지 21L) 각각에서 생기는 코깅[이하, 각각의 자극에서 생기는 코깅을 「자극의 코깅」이라 함]이 서로 상쇄되어, 가동자(20)의 전체로서의 코깅은 작아진다.
실제로는, 돌극(12)에 대한 제 1 자극(21A 내지 21L)의 자기의 작용 상태는 동일하게 되지 않는다. 해당 작용 상태는, 특히 가장 외측에 위치하는 제 1 자극(21A, 21L)과, 그 외의 제 1 자극(21B 내지 21K)에서 크게 상이하다. 예를 들면, 제 1 자극(21B 내지 21K)의 자기는 고정자(10)를 거쳐서 옆의 제 1 자극(21)으로 인도된다[도시된 자력선(ML1) 참조]. 한편, 제 1 자극(21A, 21L)의 자기 중, 제 1 경로(R1)의 외측을 향하는 성분은 옆의 제 1 자극(21)으로 인도되지 않는다[도시된 자력선(ML2) 참조].
도 4는, 코일(40)에 교류 전력을 공급하지 않는 상태에서, 가동자(120)를 고정자(10)를 따라서 이동시킨 경우에, 제 1 자극(21A 내지 21L) 각각에 작용하는 힘[제 1 경로(R1)를 따르는 힘]의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 가동자의 이동 거리를 나타내고, 종축은 제 1 경로(R1)를 따르는 힘을 나타낸다. 굵은 실선의 힘(L11)은 제 1 자극(21A)에 작용하는 힘을 나타내고, 굵은 파선의 힘(L12)은 제 1 자극(21L)에 작용하는 힘을 나타내고, 가는 실선의 힘(L13)은 제 1 자극(21B 내지 21K)에 작용하는 힘을 각각 나타내고 있다. 힘(L11, L12)의 진폭은 힘(L13)과 명확하게 상이하다. 또한, 힘(L11, L12)과 힘(L13)의 위상차도 힘(L13)끼리의 위상차와 상이하다. 이러한 상태에서는, 제 1 자극(21A 내지 21F)의 코깅이 합성되어 가동자(20) 전체로서의 코깅이 생긴다.
이에 반하여, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 2 자극(22A, 22B) 중 적어도 한쪽을 마련함으로써, 가장 외측의 제 1 자극(21A, 21L)으로부터 외측으로 향하는 자기의 자로를 조정하여, 가동자(20) 전체로서의 코깅을 억제할 수 있다.
제 1 자극(21A, 21L)의 자기 중, 제 1 경로(R1)의 외측으로 향하는 성분은 고정자(10)를 거쳐서 제 2 자극(22)으로 인도된다. 제 2 티스(33)는, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)측에 제 2 부분(35)을 갖고, 제 2 자석(60)을 기준으로 하여 제 1 티스(32)의 반대측에 제 1 부분(34)을 갖는다. 이에 의해, 제 2 자석(60)의 자력을 보다 유효하게 활용하여, 제 1 자극(21A, 21L)으로부터 외측으로 향하는 자기의 자로를 보다 확실히 조정할 수 있다. 이 때문에, 돌극(12)에 대한 제 1 자극(21A, 21L)의 자기의 작용 상태[도시된 자력선(ML3) 참조]가, 돌극(12)에 대한 제 1 자극(21B 내지 21K)의 자기의 작용 상태[도시된 자력선(ML1) 참조]에 가까워진다. 제 1 부분(34)의 단부(34a)는 제 2 부분(35)의 단부(35a)에 비하여 고정자(10)로부터 떨어져 있다. 이에 의해, 제 1 경로(R1)에 있어서 제 2 자극(22)으로부터 더욱 외측으로 향하는 자기가 돌극(12)에 작용하기 어려워진다[도시된 자력선 (ML4) 참조]. 이 때문에, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅은 억제된다.
도 5는, 코일(40)에 교류 전력을 공급하지 않는 상태에서, 가동자(20)를 고정자(10)를 따라서 이동시킨 경우에, 제 1 자극(21A 내지 21L) 및 제 2 자극(22A, 22B) 각각에 작용하는 힘[제 1 경로(R1)를 따르는 힘]을 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 가동자의 이동 거리를 나타내며, 종축은 제 1 경로(R1)를 따르는 힘을 나타낸다. 굵은 실선의 힘(L14)은 제 1 자극(21A)에 작용하는 힘을 나타내고, 굵은 파선의 힘(L15)은 제 1 자극(21L)에 작용하는 힘을 나타내고, 가는 실선의 힘(L18)은 제 1 자극(21B 내지 21K)에 작용하는 힘을 각각 나타내고 있다.
도 4와 비교하여, 힘(L14, L15)의 진폭은 힘(L18)의 진폭에 가까워지고 있다. 이것은, 돌극(12)에 대한 제 1 자극(21A, 21L)의 자기의 작용 상태가, 돌극(12)에 대한 제 1 자극(21B 내지 21K)의 자기의 작용 상태에 가까워지고 있는 것을 나타내고 있다.
도 5에 있어서, 굵은 일점쇄선의 힘(L16)은 제 2 자극(22A)에 작용하는 힘을 나타내고, 굵은 이점쇄선의 힘(L17)은 제 2 자극(22B)에 작용하는 힘을 나타내고 있다. 힘(L16, L17)의 진폭은 명확하게 다른 힘(L14, L15, L18)의 진폭에 비하여 작다. 이것은 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅이 억제되고 있는 것을 나타내고 있다.
이와 같이, 리니어 모터(1)에 의하면, 제 1 경로(R1)에 있어서 가장 외측에 위치하는 제 1 자극(21)의 자기의 돌극(12)에 대한 작용 상태가, 다른 제 1 자극(21)의 자기의 돌극(12)에 대한 작용 상태에 가까워진다. 또한, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅이 억제된다. 따라서, 가동자(20) 전체로서의 코깅을 억제할 수 있다.
제 1 부분(34)의 단부(34a) 및 제 2 부분(35)의 단부(35a)는 제 1 티스(32)의 단부(32a)에 비하여 고정자(10)로부터 떨어져 있어도 좋다. 이러한 경우, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅을 더욱 억제할 수 있다.
제 1 경로(R1)에 있어서, 인접하는 제 2 자석(60)과 제 1 자석(50)의 중심간 거리(G1)는 인접하는 제 1 자석(50)끼리의 중심간 거리(G2)와 상이하여도 좋다. 중심간 거리(G1)를 중심간 거리(G2)에 대하여 상위하게 하는 것에 의해, 복수의 제 1 자극(21)의 자기에 기인하는 코깅을 상쇄시키도록, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅의 위상을 조절할 수 있다.
도 6은, 코일(40)에 교류 전력을 공급하지 않은 상태에서, 가동자(20)를 고정자(10)를 따라서 이동시킨 경우에, 제 1 자극(21A 내지 21L)에 작용하는 힘[제 1 경로(R1)를 따르는 힘]의 합계값과, 제 2 자극(22A, 22B)에 작용하는 힘[제 1 경로(R1)를 따르는 힘]의 합계값의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프의 횡축은 가동자의 이동 거리를 나타내며, 종축은 제 1 경로(R1)를 따르는 힘을 나타낸다. 굵은 파선의 힘(L19)은 제 1 자극(21A 내지 21L)에 작용하는 힘의 합계값을 나타내며, 굵은 일점쇄선의 힘(L20)은 제 2 자극(22A, 22B)에 작용하는 힘의 합계값을 나타내고 있다.
힘(L20)의 위상은 힘(L19)을 반전한 상태가 되도록 조절되어 있다. 이 때문에, 힘(L20)과 힘(L19)을 합산한 힘(L21)의 진폭은 제로에 가까워지고 있다. 이것은, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 코깅에 의해 복수의 제 1 자극(21)의 자기에 기인하는 코깅이 상쇄되어, 가동자(20) 전체에서의 코깅이 저감되고 있는 것을 나타내고 있다. 이와 같이, 제 2 자극(22)의 자기에 기인하는 위상의 조절에 의해 코깅을 더욱 억제할 수 있다.
가동자(20)는 제 1 경로(R1)에 있어서 복수의 제 1 티스(32)를 사이에 두도록 마련된 2조의 제 2 티스(33) 및 제 2 자석(60)을 가져도 좋다. 이러한 경우, 2조의 제 2 티스(33) 및 제 2 자석(60)의 협조에 의해, 코깅을 더욱 억제할 수 있다. 단, 가동자(20)는 적어도 1조의 제 2 티스(33) 및 제 2 자석(60)을 가지고 있으면 좋다.
이상, 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 반드시 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형이 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
본 개시에 따른 리니어 모터는 동력원으로서 유닛화된 리니어 액추에이터, 워크 등의 대상물을 탑재하여 반송하는 반송 시스템 등에 이용 가능하다.
1 : 리니어 모터 10 : 고정자
12 : 돌극 20 : 가동자
32 : 제 1 티스 32a : 단부
33 : 제 2 티스 34 : 제 1 부분
34a : 단부 35 : 제 2 부분
35a : 단부 40 : 코일
50 : 제 1 자석 60 : 제 2 자석
R1 : 제 1 경로
12 : 돌극 20 : 가동자
32 : 제 1 티스 32a : 단부
33 : 제 2 티스 34 : 제 1 부분
34a : 단부 35 : 제 2 부분
35a : 단부 40 : 코일
50 : 제 1 자석 60 : 제 2 자석
R1 : 제 1 경로
Claims (12)
- 선형상의 제 1 경로를 따르도록 마련된 고정자와,
상기 제 1 경로를 따라서 이동하는 가동자를 구비하며,
상기 고정자는 상기 제 1 경로를 따라서 나열되는 복수의 돌극을 갖고,
상기 가동자는,
상기 제 1 경로를 따라서 나열되고, 각각 상기 고정자측으로 돌출되는 복수의 제 1 티스와,
상기 복수의 제 1 티스의 외주에 각각 장착된 복수의 코일과,
상기 복수의 제 1 티스에 각각 매설된 복수의 제 1 자석과,
상기 제 1 경로에 있어서 상기 복수의 제 1 티스의 외측에 마련되고, 상기 고정자측으로 돌출되는 제 2 티스와,
상기 제 2 티스에 매설된 제 2 자석을 갖고,
상기 제 2 티스는, 상기 제 2 자석을 기준으로 하여 상기 제 1 티스의 반대측에 위치하는 제 1 부분과, 상기 제 2 자석을 기준으로 하여 상기 제 1 티스측에 위치하는 제 2 부분을 갖고,
상기 고정자측으로의 상기 제 1 부분의 돌출 길이는 상기 제 2 부분의 돌출 길이에 비하여 짧아서 상기 제 1 부분의 단부는 상기 제 2 부분의 단부에 비하여 상기 고정자로부터 떨어져 있는
리니어 모터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 부분의 단부 및 상기 제 2 부분의 단부는 상기 제 1 티스의 단부에 비하여 상기 고정자로부터 떨어져 있는
리니어 모터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 경로에 있어서, 인접하는 상기 제 2 자석과 상기 제 1 자석의 중심간 거리는 인접하는 상기 제 1 자석끼리의 중심간 거리와 상이한
리니어 모터. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 경로에 있어서, 인접하는 상기 제 2 자석과 상기 제 1 자석의 중심간 거리는 인접하는 상기 제 1 자석끼리의 중심간 거리와 상이한
리니어 모터. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동자는, 상기 제 1 경로에 있어서 상기 복수의 제 1 티스를 사이에 두도록 마련된 2조의 상기 제 2 티스 및 상기 제 2 자석을 갖는
리니어 모터. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 경로에 있어서, 인접하는 상기 제 2 자석과 상기 제 1 자석의 중심간 거리 및 인접하는 상기 제 1 자석끼리의 중심간 거리는, 2개의 상기 제 2 자석의 자기에 기인하는 코깅의 위상을, 상기 복수의 제 1 자석의 코깅의 위상과 상이하게 하도록 설정되어 있는
리니어 모터. - 제 6 항에 있어서,
인접하는 상기 제 2 자석과 상기 제 1 자석의 중심간 거리는, 상기 거리가 인접하는 상기 제 1 자석끼리의 중심간 거리와 동일한 경우와 비교하여, 2개의 상기 제 2 자석의 자기에 기인하는 코깅의 위상이 상기 복수의 제 1 자석의 자기에 기인하는 코깅의 위상을 반전한 상태가 되도록 설정되어 있는
리니어 모터. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 부분의 단부 및 상기 제 2 부분의 단부는 상기 제 2 자석의 단부에 비하여 상기 고정자로부터 떨어져 있는
리니어 모터. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 티스의 단부는 상기 제 1 자석의 단부에 비하여 상기 고정자에 근접하여 있는
리니어 모터. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 자석의 자화 방향이 상기 제 1 경로를 따르는
리니어 모터. - 제 10 항에 있어서,
상기 복수의 제 1 자석은 인접하는 상기 제 1 자석끼리 자화 방향이 역방향이 되도록 마련되어 있는
리니어 모터. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 자석은 상기 제 2 자석과 인접하는 상기 제 1 자석과 자화 방향이 역방향이 되도록 마련되어 있는
리니어 모터.
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