KR200148555Y1 - Magnet structure of a linear motor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 각각의 마그네트 길이를 고정자 자극의 길이와 동일하게 감소시킴으로써 리니어 모터 제작 시 제작비를 감소시킬 수 있는 리니어 모터의 가동자 구조에 관한 것이다. 본 고안의 리니어 모터의 가동자 구조는 중앙에 소정의 폭을 갖는 개구부가 형성되어 있고. 상기 개구부의 상부 및 하부에는 2개의 자극을 구비하고 있는 제1 고정자와; 상기 제1고정자의 개구부에 감겨 있는 코일과; 상기 제1고정자와 소정을 폭을 가진 공극을 사이에 두고 설치되는 제2 고정자와; 상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 설치되는 마그네트 홀더와 상기 마그네트 홀더의 외주면에 원주방향으로 배열 부착되는 복수개의 마그네트; 로 구성되는 리니어 모터에 있어서, 상기 각 마그네트는 마그네트 홀더의 길이 방향에 대해 그 사이에 공극을 두고 분리 설치된 것이다.The present invention relates to a mover structure of a linear motor that can reduce the manufacturing cost when manufacturing the linear motor by reducing the length of each magnet equal to the length of the stator poles. The mover structure of the linear motor of the present invention has an opening having a predetermined width in the center thereof. First and second stators having two magnetic poles at upper and lower portions of the opening; A coil wound around the opening of the first stator; A second stator disposed between the first stator and a gap having a predetermined width; A plurality of magnets arranged in a circumferential direction on a magnet holder installed between the first stator and the second stator and an outer circumferential surface of the magnet holder; In the linear motor consisting of, the magnets are separately provided with a gap therebetween with respect to the longitudinal direction of the magnet holder.
Description
제1도는 종래 리니어 모터의 가동자 구조를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing a mover structure of a conventional linear motor.
제2도는 종래 리니어 모터에 있어서, 상사점에 도달된 마그네트를 보인 상태도.2 is a state diagram showing a magnet that reaches a top dead center in a conventional linear motor.
제3도는 종래 리니어 모터에 있어서, 하사점에 도달된 마그네트를 보인 상태도.3 is a state diagram showing a magnet reached to the bottom dead center in the conventional linear motor.
제4도는 본 고안 리니어 모터의 가동자 구조를 보인 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view showing the mover structure of the linear motor of the present invention.
제5도는 본 고안 리니어 모터에 있어서, 상사점에 도달된 마그네트를 보인 상태도.5 is a state diagram showing the magnet reached to the top dead center in the linear motor of the present invention.
제6도는 본 고안 리니어 모터에 있어서, 하사점에 도달된 마그네트를 보인 상태도.6 is a state diagram showing the magnet reached to the bottom dead center in the linear motor of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 제1고정자 12 : 코일11: first stator 12: coil
13 : 가동자 13a : 마그네트 홀더13: mover 13a: magnet holder
13b, 13b : 마그네트 14 : 제2고정자13b, 13b: magnet 14: second stator
17 : 공극17: void
본 고안은 리니어 모터의 가동자 구조에 관한 것으로, 특히 리니어 모터의 힘을 발생시키는데 불필요한 마그네트의 일부분을 제거함으로써 마그네트의 사용량을 감소시킬 수 있도록 한 리니어 모터의 가동자 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a mover structure of a linear motor, and more particularly, to a mover structure of a linear motor capable of reducing the amount of use of a magnet by removing a portion of a magnet unnecessary for generating a force of the linear motor.
종래 리니어 모터는 제1도에 도시된 바와 같이, 원통형의 형상을 하고 있는 제1 고정자(1)의 중앙에 소정의 폭을 갖는 개구부(1a)가 형성되어 있고, 상기 개구부(1a)의 상부 및 하부에는 2개의 자극(磁極)이 구비되어 있다.In the conventional linear motor, as shown in FIG. 1, an opening 1a having a predetermined width is formed at the center of the first stator 1 having a cylindrical shape, and an upper portion of the opening 1a and The lower part is provided with two magnetic poles.
그리고, 상기 2개의 자극 사이에는 상기 개구부(1a)의 폭 만큼 코일(2)이 감겨져 있으며, 상기 2개의 자극이 동심원상으로 마주보는 위치에는 소정의 폭을 가진 공극(10)(Air gap)을 사이에 두고 제2 고정자(4)가 설치되어 있다.The coil 2 is wound between the two magnetic poles by the width of the opening 1a, and the air gap 10 having a predetermined width is disposed at the positions where the two magnetic poles face concentrically. The second stator 4 is provided in between.
그리고, 상기 제1 고징자(1)와 제2 고정자(4)사이의 공극(10)에는 원통형 마그네트 홀더(3a)의 외주면에 원주방향으로 복수 개의 단극(單極)의 마그네트(3b)가 부착된 가동자(3)가 위치되어 상기 마그네트(3b)에서 방사방향으로 자속이 발생되는 구조를 하고 있다.In addition, a plurality of single pole magnets 3b in the circumferential direction are attached to the gap 10 between the first gouge 1 and the second stator 4 in the circumferential direction of the cylindrical magnet holder 3a. The movable mover 3 is positioned to generate magnetic flux in the radial direction from the magnet 3b.
이와 같이 구성되는 종래 리니어 모터는 코일(2)에 전류가 흐르지 않으면 제1도에 도시한 바와 같이, 가동자(3)의 축방향으로의 양단부가 각각 제1 고정자(1) 자극의 중간점에 위치된다.In the conventional linear motor configured as described above, if no current flows in the coil 2, as shown in FIG. 1, both ends in the axial direction of the movable element 3 are respectively located at the midpoints of the first stator 1 magnetic poles. Is located.
한편, 상기 코일(2)에 전류가 흐를 때는, 이 전류와 마그네트(3)의 자속이 서로 작용됨으로써 가동자(3)가 축방향으로 움직인다.On the other hand, when a current flows in the coil 2, the mover 3 moves in the axial direction by the interaction of the current and the magnetic flux of the magnet 3.
그리고, 교류 전원으로 상기 리니어모터를 구동하게 되면, 상기 가동자(3)는 축상에서 전원의 주파수와 동일하게 진동하게 된다.When the linear motor is driven by an AC power source, the mover 3 vibrates on the shaft at the same frequency as the power source.
제2도는 코일(2)에 전류가 흘러 상사점(7)에 도달된 가동자(3)를 보인 상태도이다.2 is a state diagram showing the mover 3 in which current flows through the coil 2 and reaches the top dead center 7.
한편, 제3도는 코일(2)에 전류가 흘러 하사점(8)에 도달된 가동자(3)를 보인 상태도이다.3 is a state diagram which shows the mover 3 which reached | attained the bottom dead center 8 by the electric current flowing through the coil 2. As shown in FIG.
이와 같이, 상기 가동자(3)는 전류의 방향에 따라 상기 상사점(7)과 하사점(8)의 사이에서 진동하게 된다.Thus, the movable element 3 vibrates between the top dead center 7 and the bottom dead center 8 in the direction of the current.
그리고, 종래 리니어 모터는 리니어 모터의 효율을 향상시키기 위하여 코일(2)의 면적을 크게 해주었기 때문에, 제1도에 도시된 코일(2)의 축방향의 길이(Lc)가 제1 고정자(1)의 축방향의 길이(Lp)보다 크게 설계되어 있다.In the conventional linear motor, the area of the coil 2 is increased to improve the efficiency of the linear motor. Therefore, the length Lc in the axial direction of the coil 2 shown in FIG. ) Is designed to be larger than the length Lp in the axial direction.
그리고, 상기 마그네트(3)의 축방향 길이(Lm)는 Lc + Lp가 되도록 설계되었다.The axial length Lm of the magnet 3 is designed to be Lc + Lp.
그러나, 종래 리니어 모터는 상기 마그네트(3)에 있어서, Lc - Lp만큼의 부분은 리니어 모터가 힘을 발생시키는 데 관계되지 않는 부분이며, 리니어 모터에서 효율을 증가시키기 위해 코일(2)의 양을 증가시킬수록 마그네트(3)의 축방향 길이도 증가하게 됨으로써 마그네트(3)의 불필요한 부분이 증가되어 리니어 모터의 제작비가 상승하게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional linear motor, the portion of Lc-Lp in the magnet 3 is a portion that is not related to the linear motor generating force, and the amount of the coil 2 is increased in order to increase the efficiency in the linear motor. As it increases, the axial length of the magnet 3 also increases, causing an unnecessary portion of the magnet 3 to increase, thereby increasing the manufacturing cost of the linear motor.
상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 고안의 목적은 리니어 모터의 힘을 발생시키는데 불필요한 마그네트의 일부분을 제거함으로써 마그네트의 제작비를 감소시킨 리니어 모터의 가동자 구조를 제공함에 있다.The object of the present invention devised in view of the problems as described above is to provide a mover structure of a linear motor that reduces the manufacturing cost of the magnet by removing a portion of the magnet unnecessary to generate the force of the linear motor.
이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 중앙에 소정의 폭을 갖는 개구부가 형성되어 있고. 상기 개구부의 상부 및 하부에는 2개의 자극을 구비하고 있는 제1 고정자와; 상기 제1고정자의 개구부에 감겨 있는 코일과, 상기 제1고정자와 소정을 폭을 가진 공극을 사이에 두고 설치되는 제2 고정자와; 상기 제1고정자와 제2고정자 사이에 설치되는 마그네트 홀더와 상기 마그네트 홀더의 외주면에 원주방향으로 배열 부착되는 복수개의 마그네트; 로 구성되는 리니어 모터에 있어서, 상기 각 마그네트는 마그네트 홀더의 길이 방향에 대해 그 사이에 공극을 두고 분리 설치된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 가동자 구조가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, an opening having a predetermined width is formed in the center. First and second stators having two magnetic poles at upper and lower portions of the opening; A coil wound around the opening of the first stator, and a second stator disposed between the first stator and a gap having a predetermined width therebetween; A plurality of magnets arranged in a circumferential direction on a magnet holder installed between the first stator and the second stator and an outer circumferential surface of the magnet holder; In the linear motor consisting of, each of the magnets is provided with a mover structure of the linear motor, characterized in that provided with a gap therebetween with respect to the longitudinal direction of the magnet holder.
상기 복수개의 마그네트의 길이는 상기 제1고정자의 자극의 길이와 같은 것을 특징으로 한다.The length of the plurality of magnets is characterized in that the same as the length of the magnetic pole of the first stator.
이하. 상기한 바와 같은 본 고안을 첨부도면에 도시한 일실시예에 의거하여 보다 상세히 설명 한다.Below. The present invention as described above will be described in more detail based on one embodiment shown in the accompanying drawings.
본 고안에 사용되는 리니어 모터의 구조는 종래 리니어 모터의 구조와 유사하므로 이하, 본 고안을 특징지을 수 있는 마그네트의 형상을 중심으로 설명한다.Since the structure of the linear motor used in the present invention is similar to the structure of the conventional linear motor, the following description will be given based on the shape of the magnet that can characterize the present invention.
제4도 내지 제6도는 본 고안에 의한 리니어 모터의 가동자 구조를 보인 것으로, 도면에서는 11은 제1고정자, 12는 제1고정자(11)에 권선된 원통형의 코일이고, 14는 제2고정자이다.4 to 6 show a mover structure of the linear motor according to the present invention. In the drawing, 11 is a first stator, 12 is a cylindrical coil wound around the first stator 11, and 14 is a second stator. to be.
상기 제1고정자(11)와 제2고정자(14)의 사이에는 본 고안에 의한 가동자(13)가 설치된다.The movable element 13 according to the present invention is installed between the first stator 11 and the second stator 14.
상기 가동자(13)는 원통형의 마그네트 홀더(13a)의 외주면에 그 마그네트 홀더(13a)의 길이 방향으로 공극(17)을 사이에 두고 이격되게 설치되는 각 한쌍의 마그네트(13b, 13b)를 원주방향으로 배열한 것이다.The mover 13 is circumferentially arranged on the outer circumferential surface of the cylindrical magnet holder 13a with a pair of magnets 13b and 13b spaced apart from each other with a gap 17 therebetween in the longitudinal direction of the magnet holder 13a. It is arranged in the direction.
상기 마그네트(13b, 13b)는 마그네트 홀더(13a)의 외주면에 접착제로 접착하거나 고정구에 의하여 고정된다.The magnets 13b and 13b are attached to the outer circumferential surface of the magnet holder 13a by an adhesive or fixed by a fixture.
상기 각 마그네트(13b, 13b)는 제1고정자(11)의 자극의 길이와 일치하는 길이로 형성된다.Each of the magnets 13b and 13b has a length that matches the length of the magnetic pole of the first stator 11.
따라서. 상기 2개의 마그네트(13b,13b)의 사이에는 원주상으로 공극(17)이 존재하게 되며, 이 공극(17)의 안쪽에 원통형의 제1 고정자(11)의 내부가 위치되는 것을 특징으로 한다.therefore. The space 17 is circumferentially present between the two magnets 13b and 13b, and the inside of the cylindrical first stator 11 is located inside the space 17.
따라서, 본 고안에서 제안하는 가동자 구조는 그 마그네트(13b,13b)가 제1고정자(11)의 두 자극에 대응하여 2개로 분리되어 있다.Therefore, in the mover structure proposed in the present invention, the magnets 13b and 13b are separated into two corresponding to the two magnetic poles of the first stator 11.
미설명 부호 11a는 개구부를 도시한 것이다.Reference numeral 11a not shown illustrates the opening.
이하, 본 고안 일실시예에 사용되는 마그네트의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the magnet used in the embodiment of the present invention.
리니어 모터가 정지되어 있으띤, 제1 고정자(11) 자극에 걸쳐 있던 가동자(13)는 제4도에 도시된 바와 같이, 제1 고정자(11)의 각 자극의 중간점에 위치되고, 각 마그네트(13b, 13b)는 그 중간부가 제1고정자(11)의 자극 내측단에 위치된다.The movable element 13 that spans the first stator 11 poles, where the linear motor is stationary, is located at the midpoint of each pole of the first stator 11, as shown in FIG. The middle portions of the magnets 13b and 13b are located at the inner ends of the magnetic poles of the first stator 11.
이때, 코일(12)에 전류가 흐르게 되면, 상기 마그네트(13b, 13b)와 마그네트 홀더(13a)로 구성되는 가동자(13)는 축방향으로 진동하게 되어 가동자(13)가 상사점에 위치되며 이때 마그네트(13b,13b)에서 발생한 자속은 제5도에 도시된 점선 화살표와 같이 제1 고정자(11) 및 제2 고정자(14)를 통해 흐른다.At this time, when a current flows in the coil 12, the mover 13 composed of the magnets 13b and 13b and the magnet holder 13a vibrates in the axial direction so that the mover 13 is located at the top dead center. At this time, the magnetic flux generated in the magnets 13b and 13b flows through the first stator 11 and the second stator 14 as shown by the dotted arrow shown in FIG.
한편, 가동자(13)가 하사점에 위치되면 마그네트(13b, 13b)에서 발생한 자속은 제6도에 도시된 점선 화살표와 같이 제1 고정자(11) 및 제2 고정자(14)를 통해 흐른다.On the other hand, when the movable element 13 is located at the bottom dead center, the magnetic flux generated in the magnets 13b and 13b flows through the first stator 11 and the second stator 14 as shown by the dotted arrows in FIG.
따라서, 마그네트(13)의 진동에 따라 코일(12)에 유도되는 마그네트(13b,13b)의 자속량이 변화하여 역기전력이 발생하게 된다.Therefore, the magnetic flux of the magnets 13b and 13b guided to the coil 12 changes according to the vibration of the magnet 13, resulting in counter electromotive force.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 리너어 모터의 가동자 구조에서는 각각의 마그네트 길이를 고정자 자극의 축 방향 길이와 동일하게 함으로써 마그네트의 길이는 종래 모터의 마그네트 길이보다 Lc - Lp만큼 감소하게 되어 리니어 모터 제작 시 제작비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 2개의 마그네트의 길이를 코일(12)의 축방향 길이 Lc/2로 하는 것에 의하여 불필요한 길이인 Lc-Lp만큼의 마그네트 사용량을 줄일 수 있게 되는 것이다.As described above, in the mover structure of the linear motor according to the present invention, the length of the magnet is reduced by Lc-Lp than that of the conventional motor by making the length of each magnet equal to the axial length of the stator pole. When manufacturing the linear motor, there is an effect that can reduce the manufacturing cost. That is, by using the lengths of the two magnets as the axial length Lc / 2 of the coil 12, it is possible to reduce the amount of magnet usage by Lc-Lp, which is an unnecessary length.
한편, 모터의 효율 향상을 위해서 코일의 면적을 증가시키더라도 마그네트의 양을 동일하게 할 수 있는 효과가 있다.On the other hand, even if the area of the coil is increased to improve the efficiency of the motor has the effect that the amount of the magnet can be equal.
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