KR102571017B1

KR102571017B1 - 자석 모듈 제조 방법

Info

Publication number: KR102571017B1
Application number: KR1020190029762A
Authority: KR
Inventors: 김홍중
Original assignee: 주식회사 코베리; 김홍중
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2023-08-28
Also published as: CN111819645A; US11735342B2; JP2021517742A; CN111819645B; US20210035723A1; KR20190120699A; JP7149406B2; EP3783632A1; WO2019203448A1; EP3783632A4

Abstract

본 발명은 자석 모듈 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 모듈 제조 방법은, 일직선으로 배치되는 무착자 자석 복수 개를 포함하는 자석 모듈을 사출하고, 사출된 자석 모듈에 장착된 무착자 자석을 착자할 수 있다. 사출하는 것은, 자석 모듈의 외관 모양에 맞도록 내부가 성형된 적어도 2개의 틀로 구성되는 금형 틀에서 자석 모듈의 프레임을 형성하는 제1 부분에 무착자 자석을 장착하고, 금형 틀 내에 액체 상태의 수지를 주입하고, 수지가 굳으면 금형 틀을 분리함으로써, 자석 모듈 프레임을 사출할 수 있다. 또한, 금형 틀 내에 액체 상태의 수지를 주입하기에 앞서, 금형 틀에서 자석 모듈의 베이스를 형성하는 제2 부분에 금속판을 장착할 수 있다. 적어도 2개의 틀에는 무착자 자석을 고정하기 위한 핀이 돌출할 수 있다. 따라서, 자석 모듈의 제조 공정을 간소화하여 제조 효율이 높아진다.

Description

자석 모듈 제조 방법 {Method for manufacturing magnet module}

본 발명은 자석 모듈을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선형 전동기에 사용되고, 진행 방향으로 나열된 복수 개의 자석으로 구성되는, 자석 모듈을 사출 성형 방식으로 제조하는 방법에 관한 것이다.

선형 전동기, 즉 리니어 모터는 직선 모양으로 면하는 가동자 및 고정자 사이에 추력을 발생하는 구조로 되어 있다. 영구 자석형 리니어 모터는 가동자 및 고정자 중 어느 한 쪽에 영구 자석을 놓고 나머지 한 쪽에 교번하는 다상 전력을 보내 양자 사이에 전자력이 작용하여 일정 방향으로 추력이 발생하도록 한다.

종래 대부분의 리니어 모터는, 전기자 코어의 돌극에서 나온 자속이 영구 자석을 거쳐 자기 코어를 통해서 자기 폐회로를 구성하여 인력과 척력을 발생시켜 추력이 발생하는 구조를 취하므로, 영구 자석은 돌극과 자속 코어 사이에 놓이고 자속 코어에 부착되는 경우가 대부분이다.

도 1은 본 발명의 발명자에 의해 출원된 출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 개방형 선형 전동기를 도시한 것이다.

도 1에서, U/V/W 상의 전기자 모듈의 코어가 직선 형태이고, 이에 따라 돌극도 코어에서 직각으로 돌출하고 이웃하는 돌극과 나란히 배치되어 있다. 또한, 2차 부재의 영구 자석도 나란히 놓인 두 돌극 사이로 직선 형태의 코어를 향해 돌출한다. 진행 방향으로 나열된 복수 개의 영구 자석은 영구 자석 모듈에 고정될 수 있고, 돌극 사이에 둘 이상의 영구 자석 모듈이 서로 나란히 배열되기 때문에, 지지 기구인 베이스가 복수 개의 영구 자석 모듈을 연결하기 위한 연결부 역할을 하여 복수 개의 영구 자석 모듈이 베이스에 고정될 수 있다.

도 1의 선형 전동기는 자기 코어의 개입 없이 자기 폐회로를 구성, 즉 자기 경로상에 자기 코어가 없고 영구 자석이 직접 자기 경로상에 배치되어 자속을 연결하여 자기 폐회로를 이룬다.

도 1의 선형 전동기에서 영구 자석이 직접 자기 폐회로를 연결하므로, 영구 자석 형상에 맞춰 프레임에 형성된 복수 개의 개구에 영구 자석을 끼워 영구 자석 모듈을 조립할 수 있다. 자석 모듈 프레임에는 자속이 흐르지 않기 때문에 프레임을 비자성체를 이용하여 사출 형태로 제작할 수 있다.

영구 자석을 프레임에 형성된 개구에 고정할 때, 영구 자석의 자화 방향을 일일이 확인하고 자화 방향이 확인된 영구 자석을 고정할 개구를 결정하고, 영구 자석 테두리 또는 개구의 내부에 접착제를 도포하고, 영구 자석을 개구에 맞춰 끼워 접착해야 한다.

하지만, 영구 자석의 자력이 매우 강해서 두 자석이 서로 붙을 수 있고 붙은 자석을 떼기가 매우 어려워서 자화 방향을 확인하는 과정이 상당히 번거롭고, 개구의 내부나 자석 테두리에 도포한 접착제가 삐져나와 조립된 자석 모듈 외관이 매끄럽지 않게 되는 등, 자석 모듈 조립과 관련된 작업 공정이 많아 번거롭고 작업 능률이 떨어진다.

따라서, 본 발명은 이러한 상황을 반영하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 선형 전동기의 진행 방향으로 나열된 복수 개의 자석으로 구성되고 자기 코어가 없는 자석 모듈을 용이하게 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 모듈 제조 방법은, 일직선으로 배치되는 무착자 자석 복수 개를 포함하는 자석 모듈을 사출하는 단계; 및 사출된 자석 모듈에 장착된 무착자 자석을 착자하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 사출하는 단계는, 자석 모듈의 외관 모양에 맞도록 내부가 성형된 적어도 2개의 틀로 구성되는 금형 틀에서 상기 자석 모듈의 프레임을 형성하는 제1 부분에 무착자 자석을 장착하는 단계; 금형 틀 내에 액체 상태의 수지를 주입하는 단계; 및 수지가 굳으면 금형 틀을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 사출하는 단계는, 상기 금형 틀 내에 액체 상태의 수지를 주입하는 단계에 앞서, 상기 금형 틀에서 상기 자석 모듈의 베이스를 형성하는 제2 부분에 금속판을 장착하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 베이스에 베이스 홀을 형성하기 위해 적어도 2개의 틀에서 서로 마주보도록 돌출하는 돌출부들의 말단 사이에 금속판을 끼워 금속판을 금형 틀에 고정할 수 있다.

일 실시예에서, 적어도 2개의 틀에는 무착자 자석을 고정하기 위한 핀이 돌출할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 무착자 자석이 착자될 자극 방향에 수직인 제1 면과 제2 면이 가장 넓은 육면체일 때, 육면체의 다른 면 각각에 적어도 하나의 핀이 접촉하도록 핀이 적어도 2개의 틀 중 하나 이상에서 돌출할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자석 모듈은, 제1 방향으로 일직선으로 복수 개가 배치되되 제2 방향과 나란한 자극 방향이 제1 방향으로 진행하면서 번갈아 바뀌도록 배치되는 복수 개의 영구 자석; 및 복수 개의 영구 자석을 고정하도록 사출 성형된 프레임과 복수 개의 베이스 홀이 형성되도록 사출 성형된 베이스를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 자석 모듈은 베이스 내부에 내장된 금속판을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 금속판은 제1 방향으로 가장 길고 제2 방향으로 다음으로 긴 형상이고, 복수 개의 베이스 홀에 대응하는 위치에 홀이 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 베이스 홀은 제1 방향을 기준으로 프레임에서 두 영구 자석 사이에 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 영구 자석은 프레임 외부에 노출되고, 프레임은 제2 방향으로 육면체의 영구 자석의 가장자리에 대응하는 위치에서 영구 자석에서 멀어지는 방향으로 영구 자석의 표면보다 돌출하고, 제1 방향과 제2 방향과 수직인 제3 방향 및 제1 방향으로 가장자리에 대응하는 위치에서 영구 자석의 가운데를 향하는 방향으로 돌출할 수 있다.

따라서, 자석 모듈의 제조 공정을 간소화하여 제조 효율이 높아지고, 자석 모듈에서 자석이 외부에 노출되지 않는 구조가 가능하며 자석 표면이 훼손되는 것을 막을 수 있게 된다.

또한, 길이가 긴 자석 모듈이 자속이 진행하는 방향으로 휘어지는 것을 막을 수 있고, 자석과 전기자 사이 간격을 최소화하여 자속이 외부로 누출되는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 자석이 노출된 상태로 사출하더라도 자석이 프레임으로부터 이탈하는 것을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 발명자에 의해 출원된 출원 번호 KR 10-2010-0081522과 KR 10-2010-0129947에 기재된 개방형 선형 전동기를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사출 성형 방식으로 제조된 자석 모듈을 도시한 것이고,
도 3은 도 2의 자석 모듈에서 영구 자석이 고정된 프레임을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 모듈을 제조하는 과정에 대한 작업 흐름도를 도시한 것이고,
도 5와 도 6은 사출 성형 방식으로 자석 모듈을 제조하기 위해 무착자 자석을 금형 틀에 고정하는 방법을 도시한 것이고,
도 7은 자석 모듈 프레임에 포함된 무착자 자석을 착자하는 방법의 한 예를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사출 성형 방식으로 제조된 자석 모듈을 도시한 것이고,
도 9는 자석 모듈의 베이스에 삽입된 금속판을 도시한 것이고,
도 10은 사출 성형 방식으로 자석 모듈을 제조하기 위해 무착자 자석과 금속판을 금형 틀에 고정하는 실시예를 도시한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 자석 모듈 제조 방법을 첨부하는 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는, 자화되지 않은 복수 개의 자석을 포함하는 자석 모듈을 사출 성형한 후 착자기로 자석 모듈에 장착된 자석들을 자화시켜, 도 1과 유사한 구조의 선형 전동기에 적용되는 자석 모듈을 제조할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사출 성형 방식으로 제조된 자석 모듈을 도시한 것이고, 도 3은 도 2의 자석 모듈에서 영구 자석이 고정된 프레임을 도시한 것으로, 둘 이상의 자석 모듈이 가동자의 진행 방향으로 연속으로 배치될 수 있다.

자석 모듈(10)은 복수 개의 영구 자석(130)이 장착되는 프레임(110)과 고정자와 결합하기 위해 홀(121)이 형성된 베이스(120)로 구성될 수 있는데, 프레임(110)과 베이스(120)는 사출 성형으로 한 몸으로 형성된다. 예를 들어 플라스틱과 같은 사출물인 프레임(110) 안에 복수 개의 영구 자석(130N, 130S)이 가로 방향(X 방향), 즉 가동자 진행 방향으로 자극을 번갈아가면서 배치되어, 영구 자석이 바깥으로 노출되지 않는 자석 모듈(10)이 제조될 수 있다.

복수 개의 직육면체 영구 자석은 속도 리플 감소를 위해 직육면체의 변이 가로 방향(X 방향)과 평행하게 정렬되지 않고 약간 기울어진 상태로 배치된다. 영구 자석(130)의 자화 방향은, 가동자 진행 방향과 수직으로, XY 평면에서 튀어나오거나 들어가는 방향, 즉 XY 평면에 수직인 방향이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자석 모듈을 제조하는 과정에 대한 작업 흐름도를 도시한 것이다.

먼저, 사출 성형을 위한 금형 틀에 무착자 자석을 장착한다. 무착자는 자력이 없는 상태를 말하고, 자석에 필요한 원료가 배합되어 자석의 상태이나 자력을 주입하지 않아 자력이 없는 상태를 뜻한다. 자석이 무착자이기 때문에, 자화 방향을 고려할 필요 없이 같은 크기의 무착자 자석을 임의로 금형 틀에 장착할 수 있다.

도 5와 도 6은 사출 성형 방식으로 자석 모듈을 제조하기 위해 무착자 자석을 금형 틀에 고정하는 방법을 도시한 것이다.

자석 모듈(10)의 외관 모양에 맞도록 내부가 성형된 적어도 2개의 부품, 즉 제1 틀(210)과 제2 틀(220)로 구성되는 금형 틀 내에 고정 핀(216, 225, 226)이 내부 표면에서 돌출된 상태로 형성되는데, 이는 사출 성형 과정에서 플라스틱과 같은 고온의 액체 수지가제1 틀(210)과 제2 틀(220) 사이 공간으로 높은 압력으로 주입될 때 무착자 자석(130)을 제자리에 고정하기 위한 것이다.

도 5와 도 6에서, 제1 고정 핀(216)은 제1 틀(210)의 내부 표면에서 수직으로 돌출하여 자석(130)을 Z 방향으로 지지하고, 제2 고정 핀(226)은 제2 틀(220)의 내부 표면에서 수직으로 돌출하여 자석(130)을 +Z 방향으로 지지하고, 제3 고정 핀(225)은 제1 및 제2 틀(210, 220) 중 하나에서 돌출하여 자석(130)을 X 방향, Y 방향 또는 X 방향 성분과 Y 방향 성분의 소정 비율의 조합 방향으로 지지한다.

무착자 자석(130)은 직육면체 형태로, 가장 넓은 면적을 갖는 제1/제2 표면(제1 표면과 제2 표면은 서로 마주 봄)이 XY 평면과 평행한 상태로 프레임(110) 내에 안착된다. 자석 모듈(10)이 도 1 구조의 선형 전동기에 장착될 때, Z 방향으로 자속이 흐르기 때문에, 자석(130)의 제1 표면이 XY 평면과 평행 또는 Z 방향과 수직을 유지할 필요가 있다.

이를 위해, 도 5와 도 6과 같이, Z 방향을 기준으로 제1 및 제2 고정 핀(216, 226)들의 단부가 각각 자석(130)의 제1 표면과 제2 표면에 3개 이상이 접촉하도록 배치되고, XY 평면을 기준으로 복수 개의 제1 고정 핀(216)과 복수 개의 제2 고정 핀(226)의 무게 중심이 각각 자석(130)의 제1 또는 제2 표면의 중심에 배치되도록 하되 자석(130)의 제1 또는 제2 표면에 고르게 배치되도록 하는 것이 유리하다.

또한, 도 6과 같이, XY 평면을 기준으로 제1 고정 핀(216)과 제2 고정 핀(226)의 위치가 일치하지 않도록 배치하되, 제1 또는 제2 평면의 중심을 기준으로 점대칭 또는 제1 또는 제2 평면의 중심을 지나는 직선을 기준으로 선대칭이 되도록 제1 고정 핀(216)과 제2 고정 핀(226)들을 배치할 수 있다.

또한, 도 6과 같이, 자석(130)이 XY 평면을 기준으로 한 변의 길이가 더 긴 직각 사각형이고, 각 자석에 대해 제1 고정 핀(216)과 제2 고정 핀(226)을 각각 3개씩 사용하는 경우, 고정 핀을 빗변의 길이가 밑변의 길이보다 긴 이등변 삼각형 형태로 배치하되 제1 고정 핀(216)과 제2 고정 핀(226) 각각이 이루는 이등변 삼각형이 서로 엇갈리게 배치할 수 있다.

복수 개의 제3 고정 핀(225)은, 도 6과 같이, XY 평면을 기준으로 각 자석(130)의 제1 또는 제2 표면이 이루는 직각 사각형의 각 변 또는 제1 및 제2 표면을 제외한 다른 면에 하나 이상 접하도록 배치될 수 있다.

자석(130)이 직육면체가 아니고, XY 평면의 제1/제2 표면이 평행 사변형인 육면체일 수도 있고, 이 경우에도 도 5와 도 6의 고정 핀과 관련된 실시예는 큰 변형 없이 그대로 적용될 수 있다. 또한, 자석(130)의 평면 형상은, 직사각형이나 평행 사변형에 제한되지 않고, 마름모, 원형, 타원 등도 가능하고,

제1 및 제2 틀(210, 220) 중 하나에 무착자 자석(130)을 장착한 후, 두 틀(210, 220)을 결합한다. 제1 및 제2 틀(210, 220) 중 하나 또는 두 금형 틀의 결합 단면에 프레임(110)과 베이스(120)를 구성할 액체 상태의 수지를 주입할 투입구(미도시)가 마련되고, 또한 금형 틀 안의 공기가 빠져나갈 에어 홀(미도시)이 마련되어 수지가 금형 틀 내부 구석구석까지 스며들도록 한다.

무착자 자석(130)이 고정된 상태로 제1 및 제2 틀(210, 220)을 결합한 후, 금형 틀에 마련된 투입구를 통해 고온 액체 상태의 수지 재료를 주입하여 자석 모듈(10)의 프레임(110)과 베이스(120)를 성형한다.

수지 재료가 식어 고체 상태가 되면, 금형 틀(210, 220)을 분리하여 복수 개의 무착자 자석(130)이 내부에 장착된 자석 모듈(10)을 얻고, 자석 모듈(10)의 불필요한 부분을 제거하고 최종 외형으로 가다듬는다.

이후, 착자기를 이용하여 프레임(110)에 내장된 무착자 자석(130)을 착자한다.

도 7은 자석 모듈 프레임에 포함된 무착자 자석을 착자하는 방법의 한 예를 도시한 것이다.

착자화란 자력이 없는 자석 소재에 유도된 자계를 가하여 자석 소재에 자기적 변화를 주는 과정으로, 얻고자 하는 제품의 자극의 방향, 수 세기 등을 정하여 원하는 만큼 자속을 가하고, 이렇게 착자된 자석을 영구 자석이라고 한다. 착자화 작업은 전류 공급 장치인 제어부와 자계를 유도하는 요크(Yoke)부로 구성되는 착자기로 작업한다.

도 7에서, 프레임(110)에 포함된 각 자석(130)을 Z 방향으로 자극이 생기도록 착자해야 하므로, 말단이 프레임(110)에 포함된 자석(130)에 대응되는 형상을 갖는 자성체 코어(310)를 각 자석(130)의 한쪽 면에 대면하도록 배치하고, 대응하는 자성체 코어(310)에 전기적으로 연결되고 말단이 자석(130)에 대응되는 형상을 갖는 강자성체(330)를 각 자석(130)의 반대 면에 배치하고, 자성체 코어(310)에 코일(320)을 감고 코일(320)에 전류를 인가하여, 자계를 자석(130)에 노출시킨다.

즉, 자성체 코어(310)의 한쪽 말단을 자석(130)의 제1 표면에 평행하게 대면시키고 강자성체(330)를 자석(130)의 제2 표면에 평행하게 대면시키고, 자성체 코어(310), 강자성체(330) 및 자석(130)이 자기 폐회로를 이루도록 하고, 자성체 코어(310)에 감긴 코일(320)에 전류가 흐르게 하여 자속(Flux)이 자기 폐회로에 흐르도록 한다. 자성체 코어(310)의 한쪽 말단에서 자석(130)를 향해 나온 자속(Flux)이 자석(130)을 통과하여 강자성체(330)로 들어가면서, 자석(130)이 착자된다.

이웃하는 두 자성체 코어(310)에서 코일(320)을 감는 방향을 서로 반대로 하여, 예를 들어 제1 자성체 코어(310)에 코일(320)을 시계 방향(CW: Clock-Wise)으로 감고 이웃하는 제2 자성체 코어(310)에 코일(320)을 반시계 방향(CCW: Counter Clock-Wise)로 감아, 프레임(110)에서 이웃하는 두 자석(130)의 자극 방향을 반대로 할 수 있다.

프레임(110)에 포함된 자석(130)의 개수만큼의 자성체 코어(310)를 착자기에 마련하여, 프레임(110)에 포함된 모든 자석(130)을 한 번에 착자할 수 있다.

따라서, 자석 모듈 프레임에 영구 자석의 자극 방향을 일일이 확인하며 조립하는 수고를 덜 수 있고, 자석 모듈 프레임의 개구에 영구 자석을 고정할 때 접착 작업에 의한 불편함과 접착제가 번져 지저분하게 되는 것을 막을 수 있게 된다. 또한, 자석이 외부로 노출되지 않아 자석 표면이 훼손되는 것을 막을 수 있게 된다. 사용 용도에 따라서는 자석 표면 일부 또는 전부를 노출시킬 수도 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사출 성형 방식으로 제조된 자석 모듈을 도시한 것이고, 도 9는 자석 모듈의 베이스에 삽입된 금속판을 도시한 것으로, 도 8의 자석 모듈(10)은 베이스(120) 내부에 금속판(140)이 삽입되고 자석(130)이 외부에 노출되는 것을 제외하고는 도 2의 자석 모듈(10)과 거의 같다.

자석 모듈(10)이 선형 모터의 진행 방향(도 8에서 X 방향)으로 그 길이가 길고 그 방향으로 프레임(110)을 구성하는 수지와 프레임(110)에 끼워진 자석(130)의 밀도가 다르기 때문에, 사출 성형 후에 Z 방향으로 휨이 발생할 가능성이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에서는, 고정자에 고정되는 베이스(120) 내부에 금속판(140)을 삽입한 채로 자석 모듈(10)을 사출 성형한다. X 방향으로 가장 길고 X 방향과 Z 방향으로 직사각형 평면을 이루고 Y 방향으로 얇은 두께를 이루는 직육면체 형상의 금속판(140)을 베이스(120) 내부에 고정함으로써, 자석 모듈(10)이 휘는 것을 막을 수 있다. 금속판은 X 방향과 Y 방향으로 평행사변형 평면을 이루는 육면체 형상으로 할 수도 있다.

금속판(140)에는, 베이스(120)에 형성된 복수 개의 베이스 홀(121)과 같은 개수와 같은 위치에 복수 개의 금속판 홀(141)이 형성된다. 베이스 홀(121)은, 진행 방향인 X 방향 기준으로, 프레임(110)에서 자석(130)과 자석(130) 사이 프레임(110)을 형성하는 수지가 Y 방향으로 길게 형성되는 위치에 대응하는 베이스(120) 위치에 배치될 수 있는데, 이는 프레임(110)에서 자석(130)이 배치되는 위치가 강도가 가장 약하기 때문이다.

도 10은 사출 성형 방식으로 자석 모듈을 제조하기 위해 무착자 자석과 금속판을 금형 틀에 고정하는 실시예를 도시한 것으로, 도 8에서 YZ 평면을 기준으로 자석 모듈(10)과 금형 틀을 자른 단면이다.

자석 모듈(10)의 외관 모양에 맞도록 내부가 성형된 적어도 2개의 부품, 즉 제1 틀(210)과 제2 틀(220)로 구성되는 금형 틀 내에 제3 고정 핀(225)이 제1 틀(210) 또는 제2 틀(220)의 내부 표면에서 돌출된 상태로 형성된다.

도 8의 자석 모듈(10)은 자석(130)이 외부에 노출되기 때문에, 도 5나 도 6과는 다르게 자석(130)을 Z 방향으로 고정하기 위한 제1 고정 핀(216)이나 제2 고정 핀(226)은 필요하지 않다. 대신 제1 틀(210)과 제2 틀(220)에 자석(130)의 제1/제2 표면에 대응하는 단면을 마련하여 자석(130)을 Z 방향으로 고정한다.

하지만, 도 6을 참조하여, XY 평면을 기준으로 각 자석(130)의 제1 또는 제2 표면이 이루는 직각 사각형의 각 변 또는 제1 및 제2 표면을 제외한 다른 면에 하나 이상 접하도록 복수 개의 제3 고정 핀(225)을 배치하여 자석(130)을 X 방향과 Y 방향으로 고정할 수 있다.

제1 틀(210)과 제2 틀(220)에 자석(130)을 Z 방향으로 고정하는 단면 중에서 적어도 하나 또는 둘 모두에(단면의 중앙에) 수지 수용부(224)를 형성하여, 외부에서 주입되는 수지의 양이 필요 이상으로 많을 때 이를 수용하여 자석 모듈(10)의 형상에 이상이 없도록 할 수 있다. 수지 수용부(224)에 진입한 수지는 프레임(120)을 형성하는 부분과 연결되지 않고 분리되어 자석(130)의 중앙에서 굳기 때문에, 프레임(110)의 일부를 형성하지 않고 제1 틀(210)과 제2 틀(220)을 분리할 때 자석(120)으로부터 떨어진다.

또한, 도 8의 자석 모듈(10)에서는 자석(130)이 외부로 노출되므로, 자석(130)이 프레임(110)으로부터 분리될 가능성이 있다. 이를 막기 위해, 제1 틀(210)과 제2 틀(220)에서 자석(130)의 모서리 또는 가장자리에 대응되는 위치에 함몰부(213, 223)를 마련하면, 이를 통해 사출된 프레임(110)은, 자석(130)의 모서리나 가장자리에서 Z 방향으로 자석(120)에서 멀어지는 방향으로 자석(130)의 표면보다 돌출하고, 또한 XY 방향으로 자석(130)의 모서리나 가장자리에서 자석(130)의 가운데를 향하는 방향으로 돌출하여 자석(130)이 프레임(110)으로부터 이탈하는 것을 막을 수 있다.

한편, 도 8의 자석 모듈(10)의 베이스(120)에 금속판(140)이 내장되기 때문에, 제1 틀(210)과 제2 틀(220)에는 금속판(140)의 위치를 고정하고 베이스(120)에 구멍을 형성하기 위한 부분이 마련된다.

제1 틀(210)과 제2 틀(220)에 각각 Y 방향으로 서로를 향해 돌출하는 돌출부(211, 221)를 X 방향으로 복수 개 마련하여, 베이스(120)에 X 방향으로 복수 개의 베이스 홀(121)을 형성할 수 있다. 제1 틀(210)과 제2 틀(220)의 돌출부(211, 221)의 말단은 서로 닿지 않도록 하는데, 돌출부(211, 221)의 말단이 금속판(140)의 Y 방향으로 위치를 결정할 수 있다.

금속판(140)도 돌출부(211, 221)에 대응하는 위치에 금속판 홀(141)이 형성되어, 볼트를 베이스 홀(121)과 금속판 홀(141)을 통과시켜 자석 모듈(10)을 고정자(또는 이동자)에 고정시킬 수 있다.

제2 틀(220)에는 금속판 지지부(222)가 X 방향으로 복수 개가 서로 이격되어 형성될 수 있는데, 이를 통해 베이스(120) 내부에서 Z 방향으로 금속판(140)의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 금속판(140)을 X 방향으로 위치를 결정하기 위해 X 방향으로 양쪽에 지지부가 형성될 수도 있다.

제1 틀(210)에서 베이스(120)에 해당하는 위치에 자석 모듈(10)의 외관을 형성하는 수지를 주입하기 위한 주입부(212)가 형성될 수 있다.

이와 같이 자석 모듈(10)의 베이스(120)에 금속판(140)을 내장시킴으로써 X 방향으로 길이가 긴 자석 모듈(10)이 Z 방향, 즉 자석(130)의 자속이 진행하는 방향으로 휘어지는 것을 막을 수 있다.

또한, 자석(130)을 프레임(120) 외부에 노출시킴으로써, 자석(130)과 전기자 사이 간격을 최소화하여 자속이 외부로 누출되는 것을 최소화할 수 있다.

이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

10: 자석 모듈 110: 프레임
120: 베이스 121: 베이스 홀
130: 영구 자석 140: 금속판
141: 금속판 홀 210, 220: 제1/제2 금형틀
211, 221: 돌출부 212: 주입부
213, 223: 함몰부 216, 225, 226: 고정 핀
222: 금속판 지지부 224: 수지 수용부
310: 자성체 코어 320: 코일
330: 강자성체

Claims

일직선으로 배치되는 무착자 자석 복수 개를 포함하는 자석 모듈을 사출하는 단계; 및
상기 사출된 자석 모듈에 장착된 무착자 자석을 착자하는 단계를 포함하고,
상기 사출하는 단계는,
상기 자석 모듈의 외관 모양에 맞도록 내부가 성형된 적어도 2개의 틀로 구성되는 금형 틀에서 상기 자석 모듈의 프레임을 형성하는 제1 부분에 상기 무착자 자석을 장착하는 단계;
상기 금형 틀에서 상기 자석 모듈의 베이스를 형성하는 제2 부분에 베이스 홀을 형성하기 위해 상기 적어도 2개의 틀에서 서로 마주보도록 돌출하는 돌출부들의 말단 사이에 금속판을 장착하는 단계;
상기 금형 틀 내에 액체 상태의 수지를 주입하는 단계; 및
상기 수지가 굳으면 상기 금형 틀을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자석 모듈 제조 방법.
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제1 항에 있어서,
상기 적어도 2개의 틀에는 상기 무착자 자석을 고정하기 위한 핀이 돌출하는 것을 특징으로 하는 자석 모듈 제조 방법.
제3 항에 있어서,
상기 무착자 자석이 착자될 자극 방향에 수직인 제1 면과 제2 면이 가장 넓은 육면체일 때, 상기 육면체의 다른 면 각각에 적어도 하나의 핀이 접촉하도록 상기 핀이 상기 적어도 2개의 틀 중 하나 이상에서 돌출하는 것을 특징으로 하는 자석 모듈 제조 방법.
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제1 방향으로 일직선으로 복수 개가 배치되되 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향과 나란한 자극 방향이 상기 제1 방향으로 진행하면서 번갈아 바뀌도록 배치되는 복수 개의 영구 자석;
상기 복수 개의 영구 자석을 고정하도록 사출 성형된 프레임;
복수 개의 베이스 홀이 상기 제1 방향과 제2 방향에 수직인 제3 방향으로 뚫린 상태로 형성되도록 사출 성형된 베이스; 및
상기 베이스 내부에 내장된 금속판을 포함하고,
상기 금속판은, 상기 제1 방향으로 가장 길고 상기 제2 방향으로 다음으로 긴 형상이고, 상기 복수 개의 베이스 홀에 대응하는 위치에 홀이 형성되는 자석 모듈.
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제7 항에 있어서,
상기 베이스 홀은, 상기 제1 방향을 기준으로, 상기 프레임에서 두 영구 자석 사이에 대응하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 자석 모듈.
제7 항에 있어서,
상기 영구 자석은 상기 프레임 외부에 노출되고, 상기 프레임은, 상기 제2 방향으로 육면체의 영구 자석의 가장자리에 대응하는 위치에서 상기 영구 자석에서 멀어지는 방향으로 상기 영구 자석의 표면보다 돌출하고, 상기 제3 방향 및 상기 제1 방향으로 상기 가장자리에 대응하는 위치에서 상기 영구 자석의 가운데를 향하는 방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 자석 모듈.