KR200142467Y1

KR200142467Y1 - A linear motor

Info

Publication number: KR200142467Y1
Application number: KR2019960029349U
Authority: KR
Inventors: 정성기
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-09-14
Filing date: 1996-09-14
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR19980016063U

Abstract

본 고안은 리니어모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어모터의 가동자 내에 자석을 삽입한 구조 및 돌출 형성된 자극철심의 고정자 구조를 특징으로 하는 리니어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor, and more particularly to a linear motor characterized in that the magnet is inserted into the mover of the linear motor and the stator structure of the protruding magnetic pole core.

그 구성은 외측코어를 내부에 취부하기 위한 고정자와, 자계의 변화를 일으키는 복수개의 외측코어와, 외측코어와 자로를 형성하는 영구자석과, 영구자석이 결합된 가동자와, 자계변화에 따른 기계적 동력 변환을 외부로 전달하는 가동자에 결합된 축으로 간략히 설명할 수 있다.The configuration includes a stator for mounting the outer core inside, a plurality of outer cores causing a change in the magnetic field, a permanent magnet forming the outer core and the magnetic path, a mover coupled with the permanent magnet, and a mechanical according to the magnetic field change. It can be briefly described as an axis coupled to a mover that transmits power conversion to the outside.

따라서, 본 고안은 가동자와 영구자석의 결합구조를 간단하게 하여 제조공정을 단축시킬 수 있으며 가동자와 영구자석의 결합을 더욱 견고히 함으로서 모터의 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, the present invention can shorten the manufacturing process by simplifying the coupling structure of the mover and the permanent magnet, it is possible to obtain the effect of improving the durability of the motor by further solidifying the coupling of the mover and permanent magnet.

Description

Linear motor

본 고안은 리니어모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리니어모터의 가동자 내에 자석을 삽입한 구조및 돌출형성된 자극철심의 고정자 구조를 특징으로 하는 리니어 모터에 관한 것이다.The present invention relates to a linear motor, and more particularly, to a linear motor characterized by a structure in which a magnet is inserted into the mover of the linear motor and a stator structure of the protruding magnetic pole core.

일반적으로 리니어모터는 회전전동기가 회전력을 이용함에 반하여 자체의 직접적인 직선운동을 이용하는 것이다. 즉, 종래의 직선운동시 기구구동방식에 있어서 변환기구로 크랭크, 피니언, 볼스크류베어링기구가 있는데 부품수도 많고 복잡하기 때문에 부품의 강성, 변형, 마모, 관성에 따라 특성의 한계가 있었다. 그래서 모터로부터의 직접적인 직선운동을 나타내는 리니어모터가 요구되어져 왔다. 리니어모터는 스테핑모터의 일종으로 입력펄스신호에 따라 권선의 여자조건을 변화시켜서 직선방향으로 일정한 피치(Pitch)를 이동하는 직선운동모터이다. 동작원리에 따라 리니어직류모터, 리니어펄스모터, 리니어유도모터, 리니어동기모터, 리니어진동모터로 분류된다.In general, a linear motor uses its own direct linear movement, while a rotary motor uses rotational force. In other words, in the conventional linear motion mechanism drive mechanism, there are crank, pinion, and ball screw bearing mechanisms, which have a limited number of parts due to the number and complexity of parts. Therefore, there has been a demand for a linear motor that exhibits a direct linear motion from the motor. Linear motor is a stepping motor. It is a linear motor that moves a constant pitch in a linear direction by changing the excitation condition of the winding according to the input pulse signal. According to the principle of operation, it is classified into linear DC motor, linear pulse motor, linear induction motor, linear synchronous motor, and linen dynamic motor.

도 1 은 일반적인 리니어모터의 개략적인 내부구조를 보인 평면도로서, 크게 고정자를 이루는 외측코어(1), 외측코어(1)에 자계를 형성시키는 고정자 권선(2)과, 진동축(5)에 결합된 가동자(4)와, 가동자(4)를 이루는 무브먼트코어, 내측코어에 결합된 영구자석(3)으로 구성된다. 외측코어(1)는에는 고정자 권선(2)이 감겨있어 권선에 전류가 흐르게되면 여자되어 극성을 띠게되며 이때 권선의 입력 전류방향를 제어하면 권선의 여자조건을 변화시킬 수 있다. 상기 외측코어(1)는 자신과 영구자석(3) 사이에 형성된 공극(air gap)에 자속맥동 현상이 발생하여 와류손이 발생한다, 따라서 자극의 공극측에 발생하는 와류손을 감소시키기위해 성층되어 있다. 그리고, 영구자석(3)은 C형으로 성형되어 가동자에 결합되어 있으며 외측코어(1)와 자기 회로를 형성한다. 가동자(4)는 상하 진동에 따라 코어 내부의 자속이 변하여 와전류나 히스테리시스현상에 의한 철손이 생기게 된다. 이 철손을 줄이기 위하여 가동자(4)를 코어로 성층한다.FIG. 1 is a plan view showing a schematic internal structure of a general linear motor, and includes a stator winding 2 for forming a magnetic field in the outer core 1, a stator winding 2, and a vibration shaft 5. It consists of a movable mover (4), a movement core constituting the mover (4), a permanent magnet (3) coupled to the inner core. The stator winding 2 is wound around the outer core 1 so that when the current flows through the winding, the stator winding 2 is excited and polarized. At this time, the excitation condition of the winding can be changed by controlling the direction of the input current of the winding. The outer core 1 has a magnetic flux pulsation in the air gap formed between itself and the permanent magnet 3, causing vortex loss, thus forming a stratification to reduce the vortex loss occurring at the air gap side of the magnetic pole. It is. Then, the permanent magnet (3) is molded in the form of C is coupled to the mover and forms a magnetic circuit with the outer core (1). The movable element 4 changes the magnetic flux inside the core in response to the up and down oscillation, resulting in iron loss due to eddy current or hysteresis. In order to reduce this iron loss, the movable element 4 is laminated with a core.

권선에 전원이 공급되면 외측코어(1)가 여자되어 극성을 띠게되고 이때 마주보고있는 영구자석(3)의 극성과 동극이면 반발하고 이극이면 끌어당겨 가동자(4) 상 또는 하방향으로 이동하게되며 권선에 입력되는 입력 전류방향를 제어하게되면 처음 움직인방향과 반대 방향으로 이동하게 된다. 따라서 입력 전류방향를 주기적으로 변화시키면 가동자(4)는 상하운동을 하게 되어 기계적 동력을 얻을 수 있게 된다.When power is supplied to the windings, the outer core (1) is excited and polarized. At this time, if the polarity is the same as the polarity of the permanent magnet (3) facing each other, it is repulsed. If you control the direction of the input current input to the winding, it moves in the opposite direction to the first movement. Therefore, if the input current direction is periodically changed, the mover 4 moves up and down to obtain mechanical power.

하지만 가동자에 영구자석을 붙이기 위해 여러공정이 필요하며 이로 인해 제조원가의 부담이 가중되고 또한, 영구자석을 C형으로 성형하는데도 원가 상승의 부담이 따르는 문제점이 있었다.However, several processes are required to attach the permanent magnet to the mover, which increases the burden of manufacturing cost and increases the cost of forming the permanent magnet into C-type.

본 고안은 리니어모터에 관한 것으로 본 고안을 이루고자하는 기술적과제는 가동자인 무부먼트코어에 판형상의 영구자석을 삽입하는 구조로서 제조상의 공정단축과 시간단축을 위함이다.The present invention relates to a linear motor, and the technical problem to achieve the present invention is to insert a plate-shaped permanent magnet into the no-bubble core, which is a mover, for manufacturing process shortening and time reduction.

도 1 은 일반적인 리니어모터의 내부를 보인 개략적인 평면도,1 is a schematic plan view showing the interior of a general linear motor,

도 2 은 본 고안에 따른 리니어모터의 원리를 보인 자기흐름도,2 is a magnetic flow diagram showing the principle of a linear motor according to the present invention,

도 3 는 본 고안에 따른 리니어모터의 사시도.3 is a perspective view of a linear motor according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호이 설명** The symbols for the main parts of the drawings are explained *

1 :외부코어 2 :권선 3 :영구자석1: external core 2: winding 3: permanent magnet

4 :가동자 5 :축 6 :공극4: Operator 5: Axis 6: Air gap

7 :고정자7: stator

외측코어를 내부에 취부하기 위한 고정자와, 자계의 변화를 일으키는 복수개의 외측코어와, 외측코어와 자로를 형성하는 영구자석과, 영구자석이 결합된 가동자와, 자계변화에 따른 기계적 동력 변환을 외부로 전달하는 가동자에 결합된 축으로 본 고안의 구성과 작용을 간략히 설명할 수 있다.A stator for mounting the outer core inside, a plurality of outer cores causing a change in the magnetic field, a permanent magnet forming the outer core and the magnetic path, a mover combined with the permanent magnets, and mechanical power conversion according to the magnetic field change. With the shaft coupled to the mover to the outside can be described briefly the configuration and operation of the subject innovation.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 고안의 동작원리를 보인 자기흐름도이다. 외측코어(1)에 감긴 권선에 전류를 통전하면 강한 자장이 발생하여 외측코어(1)는 극성을 띠게된다. 예를 들어 외측코어(1)가 N극을 띠고 있다면 외측코어(1)와 공극(6)을 두고 마주보고 있는 영구자석(3)은 외측코어(1)와 자로를 형성하게 된다. 이때, 외측코어(1)가 N극을 띠고 있으므로 같은 극성은 서로 반발하게 되고 다른 극성은 서로를 끌어당기게 된다. 따라서 외측코어(1)가 고정되어 있다면 영구자석(3)을 삽입한 가동자(4)는 화살표 방향으로 이동하게 된다. 그리고, 외측코어(1)에 인가되는 전류의 흐름이 바뀌면 반대의 결과를 얻을 수 있게 된다. 즉, 외측코어(1)의 전류방향을 제어함으로서 영구자석(3)을 삽입한 가동자(4)의 반복적인 직선 운동을 이끌어 낼수 있다.2 is a magnetic flow diagram showing the principle of operation of the present invention. When a current is passed through a winding wound on the outer core 1, a strong magnetic field is generated, and the outer core 1 is polarized. For example, if the outer core 1 has an N pole, the permanent magnet 3 facing the outer core 1 and the void 6 forms a magnetic path with the outer core 1. At this time, since the outer core 1 has the N pole, the same polarities are repulsed with each other, and the other polarities attract each other. Therefore, if the outer core 1 is fixed, the mover 4 into which the permanent magnet 3 is inserted moves in the direction of the arrow. When the current flow applied to the outer core 1 is changed, the opposite result can be obtained. That is, by controlling the current direction of the outer core 1, it is possible to derive the repetitive linear motion of the movable member 4 into which the permanent magnet 3 is inserted.

도 3 은 본 고안에 따른 리니어모터의 사시도로서 고정자(7)에 외측코어(1)가 취부되어 있으며 외측코어(1)에는 권선(2)이 감겨있다. 또한 가동자(4)는 외부로 기계적 동력을 전달하기 위한 축(5)과 축에 결합되어 외측코어(1)와 축 방향으로 평행하게 공극(air gap)(6)을 사이에 두고 있는 내측코어 그리고, 내측코어에 삽입된 영구자석(3)으로 구성된다. 외측코어(1)에 감긴 권선(2)에 전류를 흘리면 강한 자성을 발생하여 극성을 띠게 되는데 이때, 가동자(4)와의 공극(6)사이에서 자속 맥동 현상이 발생하여 외측코어에 와류손이 발생하게 된다. 이를 방지하기 위해 외측코어(1)를 성층하여 와류손을 줄일 수 있다. 외측코어(1)가 자극을 띠면 영구자석(3)과의 반발과 흡인의 상호작용으로 가동자(4)는 기계적인 힘을 얻게 된다. 영구자석(3)은 종래의 가동자(4)에 부착되는 구조에서 삽입구조로 변환됨으로서 부착에 따르는 공정을 단축시킬 수 있으며 가동자(4)에 더욱 강하게 결합시킬 수 있다. 또한 영구자석(3)은 판형상으로 형성되어 있으므로 종래의 C형보다 간단하게 제조할 수 있다. 가동자(4)에 영구자석(3)을 삽입하기 위한 구조에서는 영구자석(3)과 가동자(4)를 이루는 코어에 의해 누설자속이 발생하는데 이를 최소하 하기위해 가동자(4)의 외벽과 수 mm 간격으로 삽입한다. 또한 가동자(4)는 성층 형성되어 있는데 이는 금속판에 흐르는 와전류에 의한 와류손을 줄이기 위함이다. 즉, 표면을 절연시킨 철판을 성층하면 와전류를 작게 토막낼 수 있어 결국 와전류가 흐르는 것을 어렵게 만듦으로서 손실을 줄일수 있다.3 is a perspective view of the linear motor according to the present invention, in which the outer core 1 is mounted on the stator 7, and the winding 2 is wound on the outer core 1. The mover 4 is also coupled to a shaft 5 for transmitting mechanical power to the outside and an inner core having an air gap 6 interposed in parallel with the outer core 1 in the axial direction. Then, it is composed of a permanent magnet (3) inserted into the inner core. When a current flows through the winding 2 wound on the outer core 1, a strong magnetism is generated and polarity occurs. At this time, a magnetic flux pulsation occurs between the pores 6 with the mover 4, so that the vortex loss occurs on the outer core. Will occur. In order to prevent this, the outer core 1 may be laminated to reduce the vortex loss. When the outer core 1 is stimulated, the mover 4 obtains a mechanical force by the interaction between the repulsion and suction with the permanent magnet 3. Permanent magnet 3 is converted from the structure attached to the conventional mover (4) to the insertion structure can shorten the process according to the attachment can be more strongly coupled to the mover (4). In addition, since the permanent magnet 3 is formed in a plate shape, it can be produced more simply than the conventional C type. In the structure for inserting the permanent magnet (3) into the mover (4), the leakage magnetic flux is generated by the core constituting the permanent magnet (3) and the mover (4) to minimize the outer wall of the mover (4) Insert a few mm apart. In addition, the movable element 4 is formed in a stratified manner in order to reduce the eddy current loss caused by the eddy current flowing through the metal plate. In other words, the lamination of the insulated iron plate makes it possible to reduce the eddy current into small pieces, thereby reducing the loss by making the eddy current difficult to flow.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 리니어모터는 영구자석을 가동자에 삽입함으로써 가동자의 결합구조를 간단하게 하였으며 가동자와 영구자석의 결합을 더욱 튼튼히 하였다. 또한, 영구자석을 판형으로 제조함으로서 재료비를 절감하는 효과가 있다.As described above in detail, the linear motor according to the present invention simplifies the coupling structure of the mover by inserting a permanent magnet into the mover, and further strengthens the coupling of the mover and the permanent magnet. In addition, there is an effect of reducing the material cost by manufacturing the permanent magnet in the plate shape.

본 고안은 리니어모터의 가동자에 영구자석을 삽입한 구조이다.The present invention is a structure in which a permanent magnet is inserted into the mover of the linear motor.

Claims

A stator, a plurality of outer cores mounted on the inner circumferential surface of the stator to generate magnetic poles, a movable element forming a magnetic path with a predetermined gap with the outer core, and actuated together with the movable elements and interacting with the magnetic pole change of the outer core The linear motor having a plurality of permanent magnets, wherein the mover is provided in a three-dimensional shape, the linear motor, characterized in that the plurality of permanent magnets positioned to correspond to the external core therein is inserted and fixed.

The linear motor of claim 1, wherein the outer core protrudes from an inner circumferential surface of the stator, and one side thereof is provided with a space between the mover and the mover.

The linear motor according to claim 1, wherein the permanent magnet is inserted into and fixed to the outer wall of the mover in a plate shape.