KR20040090205A - 리니어 모터용 코어의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원통형상의 코어프레임과, 상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층된 다수의 코어시트를 갖는 리니어 모터용 코어의 제조방법에 있어서, 상기 다수의 코어시트들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬하는 단계와; 선형적으로 정렬된 상기 코어시트들의 일측면을 따라 상기 코어시트들이 상호 연결되도록 접착테이프를 부착하는 단계와; 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계와; 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 내부에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들을 상기 코어프레임에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 리니어 모터용 코어의 제작이 용이하고, 제조단가를 감소시키는 한편, 리니어 모터용 코어가 일정한 치수를 갖게 된다.

Description

리니어 모터용 코어의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF CORE FOR LINEAR MOTOR}
본 발명은, 코어의 형성방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 원통형상의 코어프레임과, 상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층된 다수의 코어시트를 갖는 리니어 모터용 코어의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 리니어 모터(Linear Motor)는 입체적은 구조를 갖는 보통의 모터의 자속(Flux)을 평면 형태로 전환하는 것으로, 평면 형태의 가동부가 평면의 고정부 위에 형성되는 자속의 변화에 따라 평면 위를 직선적으로 움직이도록 한 것이다.
도 1 및 도 2는 리니어 모터의 일예를 도시한 것으로, 도면에 도시된 바와 같이, 리니어 모터는 원통형상의 외측코어(10)(Outer Core)와 외측코어(10)의 내부에 삽입되도록 원통형상을 갖는 내측코어(20)로 구성되는 고정자(1)와, 외측코어(10) 또는 내측코어(20) 내부에 결합되는 권선코일(3)과, 영구자석(2)과, 외측코어(10)와 내측코어(20) 사이에 이동 가능하도록 삽입되는 가동자를 포함한다. 도면에는 권선코일(3)이 외측코어(10)에 결합된 구조이다.
외측코어(10)는 소정 형상의 박판으로 형성된 복수개의 코어시트(22)가 원통형을 이루도록 방사상으로 적층되어 형성된다. 여기서, 외측코어(10)에 권선코일(3)이 결합될 경우 전기적인 절연과 제작의 간편성을 위해 도시되지 않은 보빈(Bobbin)이 사용된다.
내측코어(20)는 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 코어시트(22)가 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층되어 형성된다. 원통형상의 내측코어(20)는 외측코어(10)의 내부에 소정의 간격을 두고 삽입된다.
내측코어(20)의 내주면에는 내측코어(20)의 형상을 지지하며, 가동자의 도시되지 않은 가동축부의 직선운동을 안내하는 코어프레임(21)이 마련된다. 코어프레임(21)은 내측코어(20)와 용접등에 의해 접착되어 내측코어(20)를 지지한다.
이러한 리니어 모터는 권선코일(3)에 전류가 흐르는 경우 그 권선코일(3)에 흐르는 전류에 의해 권선코일(3) 주변에 자속이 형성되며, 형성된 자속은 외측코어(10) 및 내측코어(20)를 따라 폐루프(Closed Loop)를 형성하게 된다. 외측코어(10) 및 내측코어(20)에 형성된 자속은 영구자석(2)에 의해 형성된 자속에 의해, 즉 자속의 상호작용에 의해서 영구자석(2)이 축방향으로 힘을 받아 가동자가 외측코어(10)와 내측코어(20) 사이에서 축방향으로 직선운동하게 된다. 이 때, 권선코일(3)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면, 가동자가 직선왕복운동하게 된다.
그런데, 다수개의 코어시트(22)가 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층하여 내측코어(20) 또는 외측코어(10)를 형성하기 위해서, 원통형상의 틀에 수작업에 의해 코어시트(22)들을 하나씩 삽입하는 방법이 사용되었다. 이러한, 방법은 코어의 제조시간을 증가시키고, 제조단가를 상승시키는 문제점이 있다.
또한, 내측코어(20)와 외측코어(10)간의 간격을 정확히 유지시키기 위해서는 내측코어(20)와 외측코어(10)의 내경 및 외경이 일정하게 형성되어야 하는데, 상기와 같이 수작업에 의할 경우 일정한 치수의 내경 및 외경을 갖는 내측코어(20) 및 외측코어(10)의 제작이 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 리니어 모터용 코어의 제작이 용이하고, 제조단가를 감소시키는 한편, 정확한 치수를 갖는 코어의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 리니어 모터의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1의 리니어 모터의 내측코어의 정면도이고,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 리니어 모터의 제조과정을 도시한 도면이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 리니어 모터의 제조과정을 도시한 도면이고,
도 9은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코어시트의 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 고정자 2 : 영구자석
3 : 권선코일 10 : 외측코어
20 : 내측코어 21 : 코어프레임
22 : 코어시트 23 : 고정홈
28 : 고정링 30 : 수평정렬지그
31 : 정렬홈 40 : 외경가이드지그
50 : 내경가이드지그 60 : 접착테이프
상기 목적은, 본 발명에 따라, 원통형상의 코어프레임과, 상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층된 다수의 코어시트를 갖는 리니어 모터용 코어의 제조방법에 있어서, 상기 다수의 코어시트들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬하는 단계와; 선형적으로 정렬된 상기 코어시트들의 일측면을 따라 상기 코어시트들이 상호 연결되도록 접착테이프를 부착하는 단계와; 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계와; 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 내부에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들을 상기 코어프레임에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법에 의해 달성된다.
여기서, 상기 다수의 코어시트들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬하는 단계는, 상기 코어시트들의 판면형상에 대응하는 형상의 정렬홈이 형성된 수평정렬지그에 상기 코어시트들을 삽입하여 선형적으로 정렬하는 단계와; 선형적으로 정렬된 상기 코어시트들을 소정 압력에 의해 적층방향으로 가압하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층되는 상기 코어시트들의 개수는 상기 수평정렬지그의 상기 정렬홈 내에서 소정 압력에 의해 선형적으로 적층된 상기 코어시트들의 적층 두께에 의해 결정되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들을 원통형상의 외경가이드지그에 삽입하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 상기 외경가이드지그 내에서 상기 코어시트들에 의해 형성된 공간에 내경가이드지그를 삽입하여 상기 코어시트들에 의해 형성된 원통형상의 내주면을 정렬하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 코어시트들의 양단부에는 고정홈이 형성되어 있으며, 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 양단부에 상기 고정홈에 의해 형성된 원형의 홈에 고정링을 삽입하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 내부에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들을 상기 코어프레임에 고정시키는 단계는, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들로부터 상기 외경가이드지그 및 상기 내경가이드지그를 제거한 후, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들 내에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들의 단부와 상기 코어프레임의 단부 간을 용접하여 고정시키는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 코어프레임은 다이캐스팅 방식에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 코어시트에는 상기 접착테이프가 부착되는 테이핑홈이 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하며, 내측코어의 제조방법을 일예로 하여 설명한다. 또한, 내측코어의 구성에 대하여는 도 2를 참조하여 설명한다.
리니어 모터에 사용되는 내측코어(20)는 원통형상의 코어프레임(21)과, 코어프레임(21)의 외부둘레에 방사상으로 적층된 다수의 코어시트(22)를 포함한다.
코어프레임(21)은 원통형상을 가지며, 그 외주면이 코어프레임(21)의 내주면과 접촉되어 원통형상의 코어시트(22)들을 지지한다. 코어프레임(21)과 코어시트(22)들의 단부는 용접 등의 방법에 의해 고정된다.
코어시트(22)는 소정 형상을 갖는 금속재질의 박판으로 형성된다. 이와 같이, 코어를 박판 형상을 갖는 다수개의 코어시트(22)에 의해 형성함으로써, 그 외부면에 소정 간격을 두고 배치되는 외측코어(10)와의 사이에 흐르는 자속의 자로 면적을 증가시켜 모터의 효율을 향상시킨다. 도 3에서는 대략 사각판 형상으로 마련된 코어시트(22)를 일 예로 도시하고 있으나, 필요에 따라 다른 형상으로 마련될 수 있음은 물론이다.
코어시트(22)의 양 단부에는 내측으로 절취된 고정홈(23)이 형성되어 있다. 이러한 고정홈(23)은 다수의 코어시트(22)가 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층될 때, 적층된 코어시트(22)들의 양 단부에 원형의 홈(24)을 형성하게 되며, 이 원형의 홈(24)에 원형의 고정링이 삽입됨으로써 코어시트(22)들의 형상을 유지한다.
코어프레임(21)의 내부공간은 그 내부공간에 삽입되는 구동자의 가동축부의 직선운동을 안내한다. 여기서, 코어프레임(21)은 금속재질로 마련되며, 다이캐스팅 방식에 의해 제작되는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 제1실시예에 따른 내측코어(20)의 제조방법을 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 소정 형상의 박판으로 형성된 다수개의 코어시트(22)를 마련한다. 여기서, 코어시트(22)의 양 단부에는, 전술한 바와 같이, 고정홈(23)이 형성되어 있다. 그런 다음, 소정 개수의 코어시트(22)들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬한다. 여기서, 코어시트(22)들의 선형적 정열에는 수평정렬지그(30)를 사용하는 것이 바람직하다. 수평정렬지그(30)에는 코어시트(22)의 판면형상에 대응하는 형상의 정렬홈이 형성되어 있으며, 이 정렬홈에 코어시트(22)들을 삽입함으로서 코어시트(22)들이 선형적으로 정렬 가능하게 된다.
일반적으로 적층된 코어시트(22)들은 상호간의 탄성이나 코어시트(22)의 제작시 두께 오차에 의해 동일한 개수의 코어시트(22)들을 적층하더라도 코어시트(22)들의 적층 두께는 변하게 되는 바, 본 발명에서는 수평정렬지그(30)에 삽입 적층된 다수개의 코어시트(22)를 일정한 압력에 의해 코어시트(22)의 적층방향으로 가압하면서 원하는 두께로 적층된 코어시트(22)의 개수를 결정한다. 이에 의해, 일정한 압력에서 적층된 코어시트(22)들의 적층 두께를 제작시마다 일정하게유지할 수 있게 되고, 이러한 방법에 의해 결정된 코어시트(22)들의 일정한 적층두께는 내측코어(20)가 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층될 때 그 내경 및 외경을 일정하게 유지시킬 수 있게 된다. 여기서, 적층된 코어시트(22)를 일정한 압력으로 가압할 수 있도록 압력게이지를 이용하는 것이 바람직하다.
상기의 방법에 의해 일정 두께로 적층되어 선형적으로 정렬된 코어시트(22)들의 일측면을 따라 코어시트(22)들이 상호 연결되도록 접착테이프(60)를 부착한다. 그런 다음, 접착테이프(60)가 부착된 코어시트(22)들을 수평정렬지그(30)에서 빼낸 후 원통형상의 외경가이드지그(40)에 삽입하여, 적층된 코어시트(22)를 원통형상으로 정렬하게 된다. 여기서, 외경가이드의 내경은 내측코어(20)의 외경을 결정하게 된다.
그런 다음, 외경가이드지그(40) 내에서 코어시트(22)들에 의해 형성된 원통형상의 내부공간에 다이캐스팅 방식에 의해 미리 제작된 코어프레임(21)을 삽입한 후, 코어시트(22)들의 단부와 코어프레임(21)의 단부를 용접하여 코어시트(22)들을 코어프레임(21)의 외주면에 고정시킨다. 그런 다음, 외경가이드지그(40)를 제거함으로써 내측코어(20)의 제작이 완료된다.
한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 내측코어(20)의 제조방법을, 도 3 내지 도 5, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 본 발명의 제2실시예에 따른 내측코어(20)의 제조방법은 전술한 제1실시예에 따른 내측코어(20)의 제조방법 중 외경가이드지그(40) 내에 수평 정렬된 코어시트(22)들을 삽입하여 원통형상으로 적층된 코어시트(22)들을 형성하는 단계까지는 동일한 바 그 설명은 생략하며, 이하에서는 이후의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저, 외경가이드지그(40) 내에서 코어시트(22)들에 의해 형성된 원통형상의 내부공간에 원기둥 형상의 내경가이드지그(50)를 삽입하여, 코어시트(22)들에 의해 형성된 원통형상의 내주면을 정렬한다. 이에 의해, 원통형상의 코어시트(22)들의 내경과 외경은 내경가이드지그(50) 및 외경가이드지그(40)의 외주면 및 내주면에 의해 정렬된다.
이 때, 코어시트(22)들의 양 단부에 형성된 고정홈(23)들은 코어시트(22)들이 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층됨에 따라 그 양단부에 원형의 홈(24)을 형성하게 된다. 그런 다음, 외경가이드지그(40) 및 내경가이드지그(50)를 제거한다. 여기서, 원형의 홈(24)에 삽입된 고정링에 의해 외경가이드지그(40) 및 내경가이드지그(50)가 제거되어도 코어시트(22)들은 원통형상을 유지하게 된다.
그런 다음, 원통형상의 코어시트(22)들의 내부에 코어프레임(21)을 삽입한 후, 코어시트(22)들의 단부와 코어프레임(21)의 단부를 용접 등에 의해 고정시킴으로서, 내측코어(20)의 제작이 완료된다.
한편, 본 발명의 따른 코어시트(22a)에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 접착테이프(60)가 부착되는 테이핑홈(22b)이 형성될 수 있다. 이에 의해, 코어시트(22a)가 수평정렬지그(30)에 의해 선형적으로 정렬된 후 테이핑홈(22b)에 접착테이프(60)를 부착시킴으로서, 원통형상으로 정렬된 코어시트(22)들의 내주면을 정렬할 때, 접착테이프(60)의 두께에 의한 오차를 최소화 할 수 있게 된다. 여기서, 코어시트(22a)에 형성된 테이핑홈(22b)의 깊이는 접착테이프(60)의 두께보다깊게 형성하는 것이 바람직하다.
전술한 실시예에서는, 리니어 모터에 사용되는 내측코어(20)의 형성방법을 일 예로 하여 설명하였으나, 코어시트(22)가 원통형상을 이루도록 방사상으로 적층되어 형성되는 외측코어(10)의 형성과정에 본 발명이 적용가능함은 물론이다. 이 때, 수평정렬지그(30), 외경가이드지그(40) 및 내경가이드지그(50)의 형상 및 치수는 외측코어(10)의 형상 및 치수에 대응하도록 마련되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 다수개의 코어시트(22)를 수평정렬지그(30)에 삽입 적층하여 소정 개수의 코어시트(22)를 수평 정렬하고, 수평 정렬된 코어시트(22)들의 일측을 적층방향을 따라 테이핑하여 고정하고, 테이핑된 코어시트(22)들을 원통형상의 외경가이드지그(40)에 삽입하여 코어시트(22)들을 원통형상으로 정열함으로써, 코어의 제작이 용이하고, 제조단가를 감소시키는 한편, 정확한 치수를 갖게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 코어의 제작이 용이하고, 제조단가를 감소시키는 한편, 일정한 치수를 갖는 코어의 제조방법이 제공된다.

Claims (9)

  1. 원통형상의 코어프레임과, 상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층된 다수의 코어시트를 갖는 리니어 모터용 코어의 제조방법에 있어서,
    상기 다수의 코어시트들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬하는 단계와;
    선형적으로 정렬된 상기 코어시트들의 일측면을 따라 상기 코어시트들이 상호 연결되도록 접착테이프를 부착하는 단계와;
    상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계와;
    원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 내부에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들을 상기 코어프레임에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 코어시트들을 상호 평행하게 적층하여 선형적으로 정렬하는 단계는,
    상기 코어시트들의 판면형상에 대응하는 형상의 정렬홈이 형성된 수평정렬지그에 상기 코어시트들을 삽입하여 선형적으로 정렬하는 단계와;
    선형적으로 정렬된 상기 코어시트들을 소정 압력에 의해 적층방향으로 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 코어프레임의 외부둘레에 방사상으로 적층되는 상기 코어시트들의 개수는 상기 수평정렬지그의 상기 정렬홈 내에서 소정 압력에 의해 선형적으로 적층된 상기 코어시트들의 적층 두께에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들을 원통형상의 외경가이드지그에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 상기 외경가이드지그 내에서 상기 코어시트들에 의해 형성된 공간에 내경가이드지그를 삽입하여 상기 코어시트들에 의해 형성된 원통형상의 내주면을 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 코어시트들의 양단부에는 고정홈이 형성되어 있으며,
    상기 접착테이프가 부착된 상기 코어시트들이 원통형상을 이루도록 정렬하는 단계는, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 양단부에 상기 고정홈에 의해 형성된 원형의 홈에 고정링을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들의 내부에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들을 상기 코어프레임에 고정시키는 단계는, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들로부터 상기 외경가이드지그 및 상기 내경가이드지그를 제거한 후, 원통형상으로 정렬된 상기 코어시트들 내에 상기 코어프레임을 삽입하여 상기 코어시트들의 단부와 상기 코어프레임의 단부 간을 용접하여 고정시키는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어프레임은 다이캐스팅 방식에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터용 코어의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어시트에는 상기 접착테이프가 부착되는 테이핑홈이 형성되는 것을특징으로 하는 모터용 코어의 제조방법.
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