KR200161508Y1

KR200161508Y1 - 리니어 모터

Info

Publication number: KR200161508Y1
Application number: KR2019940031944U
Authority: KR
Inventors: 조성화
Original assignee: 유무성; 삼성항공산업주식회사
Priority date: 1994-11-29
Filing date: 1994-11-29
Publication date: 1999-12-01
Also published as: KR960019296U

Abstract

본 고안은 리니어 모터에 관한 것이다.

본 고안은 자기력에 의해 직선운동을 하는 가동자와, 상기 가동자가 직선운동을 할 수 있도록 가이드하는 고정자를 구비하는 리니어 모터에 있어서, 상기 가동자는 다수개의 코어로 구성되고 각 코어의 상면부에는 각각 2개의 영구자석이 설치되며, 2개의 코어를 1개조로 코어와 코어 사이에는 영구자석이 설치되는 한편, 2개를 1개조로 하는 각 코어에는 코일이 권선되어 그 2개의 권선코일이 상호 직렬연결되어 있다.

따라서, 가동자와 고정자 간의 간극의 자속을 증가시켜 가동자의 지지력 증강은 물론, 가동자의 직선운동에 있어 높은 추력을 낼 수 있는 장점이 있다.

Description

리니어 모터

제1도 및 제2도는 종래 리니어 모터에 있어서, 고정자 및 가동자의 구조를 나타내 보인 개략적인 장치 구성도.

제3도 및 제4도는 종래 리니어 모터에 있어서. 가동자 및 고정자의 구조를 좀 더 구체적으로 나타내 보인 부분 발췌도.

제5도는 본 고안에 따른 리니어 모터의 고정자와 가동자의 구조를 개략적으로 나타내 보인 전체 구조도.

제6도는 본 고안에 따른 리니어 모터의 가동자 및 고성자의 구체적인 구조를 보여주는 부분 발췌도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 21, 3l, 41, 5l : 고정자 12, 22, 52 : 가동자

12c, 22c : 권선코일 12m, 22a, 22b : 영구자석

32a, 32b, 42a, 42b : 가동자코어 32m, 32n, 42m : 영구자석

32r, 32s, 42r, 42s : 권선코일 52a, 52b, 52c, 52d : 가동자코어

53a∼53h : 영구자석 55, 56 : 권선코일

본 고안은 직선운동을 하는 리니어 모터(linear motor)에 관한 것으로서, 특히 리니어 모터의 가동자의 구조를 변경개선하여 추진력과 지지력을 한층 향상시킬 수 있도록 한 리니어 모터에 관한 것이다.

리니어 모터는 직선운동을 하는 전동기로서, 그 기본적인 원리는 유도전동기와 같다고 할 수 있다. 즉, 유도전동기는 교류전원이 공급되면 고정자권선에 회전자계가 발생하고, 그 회전자계에 의해 회전자권선에 흐르는 전류에 플레밍의 왼손법칙에 따르는 힘이 작용하여 회전자가 회전하게 되는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 다만, 리니어 모터에서는 회전자계 대신 이동자계로, 그리고 회전운동 대신 직선운동으로 된다는 것이 다를 뿐이다.

첨부된 도면의 제1도 및 제2도는 종래 리니어 모터에 있어서, 고정자 및 가동자의 구조를 나타내 보인 개략적인 장치 구성도이다.

먼저, 제1도를 참조하면, 직육면체(혹은 정육면체)의 금속재질로 된 고정자(11)가 마련되고, 그 고정자(11) 둘레에는 고정자(11)의 일측 측면 및 상면을 에워싸는 "ㄱ"자형의 가동자(12)가 고정자(11)와 소정의 간극(間隙)을 유지하며 설치되어 있다. 그리고, 고정자(11)의 상면을 덮고 있는 가동자(12)의 수평부재 내면부에는 그 단부에 소형의 영구자석(미도시)이 설치되어 있는 코어에 코일(12c)이 감겨 있고, 가동자(12)의 수직부재의 내면에는 영구자석(12m)이 설치되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 가동자(12)의 권선코일(12c)부에 설치되어 있는 영구자석과 수직부재에 설치되어 있는 영구자석(12m)에 의해 가동자(12)는 고정자(11)와 소정의 간극을 유지하는 부상력을 얻게 되고, 권선코일(12c)에 의해 발생된 자력선에 의해 추진력을 얻게 된다.

제2도는 제1도의 경우와는 달리 고정자(21)가 가동자(22)를 에워싸고 있는 형태를 보여주고 있다. 가동자의 부상 및 추진 원리는 제1도의 예와 동일하나, 도시된 것과 같이 고정자(21)가 U자형의 터널구조로 되어 있고, 가동자(22)가 고정자(21) 내부에 소정 간극을 유지하며 안치되어 있다. 부호 22a, 22b는 가동자(22)의 측면에 마련된 영구자석, 그리고 22c는 가동자(22)의 하면에 마련된 권선코일이다.

한편, 제3도 및 제4도는 종래 리니어 모터에 있어서, 가동자 및 고정자의 구조를 좀 더 구체적으로 나타내 보인 부분 발췌도이다.

제3도를 참조하면, 도시된 것과 같이 가동자(32a, 32b) 코어의 상면부에는 영구자석(32m, 32n)이 설치되어 있고, 하단부에는 코일(32r, 32s)이 권취되어 있다. 이와 같은 구조에 있어서, 가동자(32a, 32b)의 코일(32r, 32s)에 한 개의 펄스를 인가시키면, 가동자(32a, 32b)는 고정자(31)위를 1/4피치만큼 이동하게 된다. 제4도는 제3도와 유사하나, 2개의 가동자(42a, 42b) 코어 사이에 1개의 영구자석(42m)이 설치되어 있고, 각 가동자 코어에는 상기의 예들과는 달리 코일(42r, 42s)이 세로로 권취되어 있는 점이 다르다.

그런데, 이상과 같은 고정자 및 가동자 구조를 가지는 종래 리니어 모터는 가동자에 설치된 영구자석의 자기력을 이용해 가동자를 부상시켜 고정자와 소정 간극을 유지하면서 주행하나, 가동자 코어와의 연결자로(磁路)가 없어 모터의 힘에는 크게 영향을 주지 못한다는 것이 하나의 단점으로 지적되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 추진력과 지지력을 한층 향상시킬 수 있는 리니어 모터를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 리니어 모터는, 자기력에 의해 직선운동을 하는 가동자와, 상기 가동자가 직선운동을 할수 있도록 가이드하는 고정자를 구비하는 리니어 모터에 있이서, 상기 가동자는 다수개의 코어로 구성되고, 각 코어의 상면부에는 각각 2개의 영구자석이 설치되며, 2개의 코어를 1개조로 코어와 코어 사이에는 영구자석이 설치되는 한편, 2개를 1개조로 하는 각 코어에는 코일이 권선되어 그 2개의 권선코일이 상호 직렬연결되어 있는 점에 그 특징이 있다.

따라서, 가동자와 고정자 간의 간극의 자속을 증가시킬 뿐만아니라, 코일이 병렬로 다수개 설치되므로 높은 추력을 낼 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.

제5도 및 제6도는 본 고안에 따른 리니어 모터의 고정자와 가동자의 구조를 나타내 보인 것으로서, 제5도는 개략적인 전체 구조도이고, 제6도는 가동자 및 고정자의 구체적인 구조를 보여주는 부분 발췌도이다.

이들을 참조하면, 본 고안의 리니어 모터는 "U"자형의 터널구조를 가지는 고정자(51)가 마련되고, 그 고정자(51)의 내부에는 가동자(52)가 설치된다. 가동자(51)는 제6도에 도시된 것과 같이 4개의 코어(52a∼52d)가 한 개의 세트를 이루고, 각 코어에는 영구자석(53a∼53h)이 2개썩 설치된다. 그리고, 2개의 코어를 1개조로 코어와 코어 사이에는 영구자석(54a, 54b)이 설치되는 한편, 일측 코어 몸체에 세로로 권선된 코일(55, 56)은 그대로 연장되어 타측 코어 몸체에도 세로로 권선되는데, 이때 1개조를 이루는 두 권선코일의 감김방향이 상호 반대방향이 되도록 감는다. 이는 1개조를 이루는 두 부분의 권선코일에 의해 발생되는 자속이 상호 합해지도록 하여 더 큰 자기력을 얻기 위한 것이다.

그러면, 이상과 같이 구성된 본 고안의 리니어 모터의 작동관계에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.

상기 제6도에서, 코일(55, 56)에 4종류의 전류모드에 의해 반복전류를 인가하면, 코일(55, 56)에 의해 발생된 자속과 영구자석의 자속이 합성되거나 상쇄되며, 이때 자속이 합성된 자극의 코어는 점차 이동하게 된다. 즉, 각각의 여자(勵磁) 모드에 가동자값과 고정자값의 안정한 위치로 향하여 가동자가 이동한다. 일예로 첫번째 코일(55)과 두번째 코일(56)이 모두 여자될 경우는 4모드로 고정자값의 1/4피치만큼 이동하고, 펄스 입력마다 모드가 변하기 때문에 1펄스당의 가동자 이동량은 1/4피치가 된다. 여기서, 영구자석의 수를 16개, 24개로 하여 자극의 수를 16극, 24극으로 증가시키면, 그에 따라 코일의 자속도 증가되므로 모터의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 고안에 따른 리니어 모터는 가동자의 각 코어의 상면부에 영구자석이 추가로 설치되어 있고, 각 코어에는 또한 세로로 코일이 권선되어 있으므로 가동자와 고정자 간의 간극의 자속을 증가시켜 가동자의 지지력 증강은 물론 높은 추력을 낼 수 있는 장점이 있다.

Claims

자기력에 의해 직선운동을 하는 가동자와, 상기 가동자가 직선운동을 할 수 있도록 가이드하는 고정자를 구비하는 리니어 모터에 있어서, 상기 가동자는 다수개의 코어로 구성되고, 각 코어의 상면부에는 각각 2개의 영구자석이 설치되며, 2개의 코어를 1개조로 코어와 코어 사이에는 영구자석이 설치되는 한편, 2개를 1개조로 하는 각 코어에는 코일이 귄선되어 그 2개의 권선코일이 상호 직렬연결되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.
제1항에 있어서, 상기 2개의 권선코일은 상호 반대방향으로 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 리니어 모터.