KR20020056350A - 리니어 모터의 마그네트 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것으로, 본 발명은 마그네트의 내측면이 접촉될 외주면이 평면지게 구비되도록 섬유재를 각진 형틀에 감은 후 경화시켜 통형으로 형성되는 마그네트 프레임과, 상기 마그네트 프레임의 외주 평면에 얹혀진 마그네트의 외측면을 섬유재로 감은 후 경화시켜 상기한 마그네트를 마그네트 프레임에 고정시키는 고정부재로 구성함으로써, 상기 마그네트 프레임과 마그네트가 용이하게 형성되어 생산비용이 절감되는 것은 물론 상기한 마그네트 프레임과 고정부재가 모두 탄성섬유로 되어 와전류 손실이 거의 없으므로 모터 효율이 향상된다.

Description

리니어 모터의 마그네트 고정장치{APPARATUS FOR FIXING MAGNET OF LINEAR MOTOR}

본 발명은 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것으로, 특히 마그네트 프레임을 평면지게 형성하여 마그네트를 용이하게 고정할 수 있도록 한 리니어 모터의 마그네트 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 모터는 가동자가 직선으로 왕복운동을 하면서 직선형의 구동력을 발생하는 것으로, 고정자와 회전자가 모두 평면형으로 형성되는 평면형 리니어 모터와 고정자와 회전자가 원통형으로 형성되는 원통형 리니어 모터로 크게 구분할 수 있다.

이 중에서 원통형 리니어 모터는 고정자가 내측 고정자와 외측 고정자로 이루어지고, 가동자가 그 양측 고정자 사이에 일정 공극을 두고 위치하여 왕복운동을 하도록 이루어져 있다.

도 1a 및 도 1b은 종래 리니어 모터를 개략적으로 보인 반단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 종래의 리니어 모터는, 다수개의 스테이터 코어가 방사상으로 적층되어 원통형으로 형성되는 내측 고정자(1A) 및 그 내측 고정자(1A)와 일정 간극을 두고 외삽되도록 역시 다수개의 스테이터 코어가 방사상으로 적층되어 원통형으로 형성되는 외측 고정자(1B)로 이루어진 고정자(1)와, 상기 내측 고정자(1A)와 외측 고정자(1B) 사이의 공극에 삽입되어 직선으로 왕복운동을 하는 가동자(2)로 구성되어 있다.

상기 외측 고정자(1B)에는 외부로부터 전원이 인가되는 권선코일(1C)이 가동자(2)를 향하도록 내주면측에 장착되어 있다.

상기 가동자(2)는 비자성체인 스테인레스 계열의 금속이 원통모양으로 형성되어 구동력을 외부로 전달하는 마그네트 프레임(2A)과, 그 마그네트 프레임(2A)의 외주면에 부착 고정되어 내측 고정자(1A)와 외측 고정자(1B) 사이의 플럭스(flux)에 조응하는 다수개의 마그네트(2B)로 이루어져 있다.

상기 마그네트(2B)는 그 접합면이 원형인 마그네트 프레임(2A)의 외주면에 상응하도록 정면투영시 원호모양으로 정밀 가공되어 접합되어 있다.

도면중 미설명 부호인 3은 마그네트 고정링이다.

상기와 같은 종래 리니어 모터는 다음과 같이 동작된다.

즉, 상기 외측 고정자(1B)의 권선코일(1C)에 전류가 인가되면, 그 권선코일(1C)의 주변에 플럭스가 형성되어 외측 고정자(1B)의 일측 경로(path)를 따라 내측 고정자(1A)로 흘렀다가 다시 외측 고정자(1B)의 타측 경로로 흐르는 폐 루프(closed loop)를 형성하게 된다.

이때, 상기 권선코일(1C)에 의해 형성되는 플럭스에 가동자(2)의 마그네트(2B)가 놓이게 되면 그 마그네트(2B)가 상기한 권선코일(1C)의 플럭스와 상호 작용하여 권선코일(1C)의 플럭스 방향에 따라 밀리거나 당겨지면서 마그네트 프레임(2A)을 직선으로 왕복운동시키게 되는 것이었다.

그러나, 상기와 같은 종래 리니어 모터에 있어서는, 상기 마그네트 프레임(2A)의 외주면이 원형으로 형성되어 이 마그네트 프레임(2A)에 부착되는 마그네트(2B)의 접촉면 역시 원호형으로 형성되어야 하나, 상기 마그네트(2B)를 일일이 원호형으로 정밀 가공하기가 우선 난해할 뿐만 아니라 상대적으로 고가인 마그네트(2B)를 절삭함으로써 생산비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 리니어 모터의 마그네트 고정구조가 갖는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 마그네트를 마그네트 프레임에 용이하게 고정시킬 수 있는 리니어 모터의 마그네트 고정장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

도 1a 및 도 1b은 종래 리니어 모터를 개략적으로 보인 반단면도.

도 2는 종래 리니어 모터의 가동자를 보인 분해사시도.

도 3은 본 발명 리니어 모터의 가동자를 파단하여 보인 사시도.

도 4는 본 발명 리니어 모터의 가동자를 정면에서 보인 반단면도.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명 리니어 모터의 가동자에 대한 제작과정을 보인 사시도.

도 6은 본 발명 리니어 모터의 가동자에 대한 변형예를 보인 종단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

11 : 마그네트 프레임(탄소섬유) 11a : 평면부

11b : 진원부 12 : 고정부재(탄소섬유)

13 : 지지부재 M : 마그네트

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 탄소섬유를 소정 형상의 형틀에 일정 두께로 감은 후 경화시킨 마그네트 프레임과,

상기 마그네트 프레임의 외주면에 얹힌 마그네트가 그 마그네트 프레임에 고정되도록 지지하는 고정부재로 구성된 리니어 모터의 마그네트 고정장치가 제공된다.

이하, 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 리니어 모터의 가동자를 파단하여 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명 리니어 모터의 가동자를 정면에서 보인 반단면도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치는, 내측 고정자(도 1에 도시)(1A)와 외측 고정자(도 1에 도시)(1B)의 사이에 일정공극을 두고 삽입되고 그 외주면이 평면지게 각진모양으로 형성되어 직육면체의 마그네트(M)가 원주방향으로 얹혀지는 마그네트 프레임(11)과, 그 마그네트 프레임(11)의 외주면에 얹혀진 마그네트(M)를 감아 고정시키는 고정부재(12)로 구성된다.

상기 마그네트 프레임(11)은 마그네트(M)가 부착될 위치가 미리 각지게 형성된 지그(G)의 외주면에 탄소섬유(carbon fiber)를 일정 두께로 감은 다음에 고온에서 가열시킨 후 냉각시켜 제작된다.

또한, 상기 마그네트 프레임(11)의 외주면 중에서 마그네트(M)가 부착될 위치가 면절삭 형태의 평면부(11a)로 형성되고, 그 평면부(11a) 이외의 외주면은 상기한 평면부(11a)와 축방향으로 단차져 마그네트(M)의 축방향 일단이 걸려 지지되도록 하는 진원부(11b)가 형성된다.

상기 고정부재(12)는 마그네트 프레임(11)에 얹힌 마그네트(M)를 감은 상태에서 역시 고온에서의 가열 및 냉각과정을 통해 경화되면서 상기한 각각의 마그네트(M)를 눌러 고정하는 탄소섬유로 이루어진다.

여기서, 상기 마그네트(M)의 일측은 마그네트 프레임(11)의 단차면(11c)에 걸려 지지 고정되는 반면 그 타측은 개구되므로 도 6에 도시된 바와 같이 이 개구된 쪽에 환상으로 된 별도의 지지부재(13)를 밀착시킨 다음에 상기한 고정부재(12)로 감아 마그네트(M)와 함께 고정시킬 수도 있다.

도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.

도면중 미설명 부호인 10은 가동자이다.

상기와 같은 본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치가 갖는 작용효과는 다음과 같다.

먼저, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(11)에 평면부(11a)를 형성함에 있어 미리 평면부(미부호)를 갖도록 제작된 지그(G)의 외주면에 소요성 재질인 탄소섬유를 일정 두께로 감아 고온에서의 가열후 냉각을 통해 경화시킴으로써 상기한 평면부(11a)를 갖는 마그네트 프레임(11)을 제작하게 되므로 상기 마그네트 프레임(11)의 제작이 용이하게 될 수 있다.

또한, 도 5c 내지 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 마그네트 프레임(11)의 평면부(11a)에 직육면체의 마그네트(M)를 올려 놓고 나서 역시 소요성 재질인 탄소섬유를 이용하여 그 마그네트(M)들을 감아 고정시키게 되므로 상기 마그네트(M)의 고정작업이 용이할 뿐만 아니라 각 마그네트(M)를 감아 고정하므로 그 고정상태가 견고하게 될 수 있다. 또, 상기 마그네트(M)가 직육면체로 형성됨에 따라 각각의 마그네트(M)를 가공하기가 용이하게 됨과 아울러 불필요하게 깍여 버려지는 양이 줄어들어 생산비용이 절감된다.

또한, 상기 마그네트 프레임이(11)나 고정부재(12)가 모두 비자성체이면서 비전도체인 탄소섬유로 형성됨에 따라 모터 구동시 와전류손실(eddy current loss)이 거의 배제되어 모터 효율이 현저하게 상승될 수 있다.

본 발명에 의한 리니어 모터의 마그네트 고정장치는, 직육면체의 마그네트가 얹혀지도록 평면부를 갖는 마그네트 프레임을 탄성섬유로 형성함과 아울러 그 마그네트 프레임에 얹힌 마그네트를 역시 탄성섬유로 감아 고정하도록 구성함으로써, 상기 마그네트 프레임과 마그네트가 용이하게 형성되어 생산비용이 절감되는 것은물론 상기한 마그네트 프레임과 고정부재가 모두 탄성섬유로 되어 와전류 손실이 거의 없으므로 모터 효율이 향상된다.

Claims (5)

1. 탄소섬유를 소정 형상의 형틀에 일정 두께로 감은 후 경화시킨 마그네트 프레임과,

   상기 마그네트 프레임의 외주면에 얹힌 마그네트가 그 마그네트 프레임에 고정되도록 지지하는 고정부재로 구성된 리니어 모터의 마그네트 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 마그네트 프레임은 그 외주면이 평면부를 갖도록 각지게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 마그네트 프레임은 마그네트가 장착될 위치만 평면지게 면절삭 된 형상으로 단차지게 형성되어 그 단차면에 마그네트가 축방향으로 지지되도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정부재는 마그네트를 감아 고정시키는 탄소섬유인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 마그네트의 축방향 끝단쪽에는 마그네트 프레임의 외주면에 삽입되어 마그네트와 함께 고정부재로 고정되는 지지부재가 부가된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 마그네트 고정장치.