KR200439799Y1 - Magnetic unit of linear serbo motor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 산업장의 자동화 생산 시스템에서 고속과 저소음 실현, 그리고 정밀위치결정이나 반송 등 정밀제어가 가능한 리니어 서보모터의 마그넷 유닛을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 마그넷 유닛은 베이스의 양측에 소정의 길이를 가지고 한 쌍으로 배치되는 가이드레일들과 이들 가이드레일의 사이에는 요크를 매개체로 하여 마그넷들이 길이방향을 따라 일정간격으로 극성이 교번되게 배열된 고정자를 갖는 고정유닛과, 이 고정유닛 상에 상기 가이드레일을 타고 자유로이 이동가능하게 탑재되며 마그넷 과 소정의 간극을 유지해 설치되고 교번하는 전력이 공급되는 코일의 가동자를 갖춘 가동유닛으로 구성되어 코일에 교번하는 전력이 공급되는 것으로 양자 사이에서 작용하는 전자력에 의해 발생하는 추력이 가동유닛을 고정유닛에서 이동시켜 기계적인 운전을 이루게 되는 리니어 서보모터로서, 요크상에 가동자의 진행방향에서 일정간격으로 배열되는 마그넷들이 그의 자계가 인접 측과 교접되어 연속되도록 소정의 기울기를 가지고 내장식으로 배치되게 한 수용홀들을 가지는 케이지과, 케이지의 선단에 그 선단 내측으로 일정깊이 내려앉아 이룬 수용부 및 수용부에 삽입식으로 설치되어 수용홀들에 내장되는 마그넷들을 복개시키는 금속판재의 커버를 포함하여서, 고정자와 가동자의 간극을 점유하지 않고 케이지의 선단 내측에서 마그넷들의 복개를 이루고 마그넷의 정렬과 외관성을 향상시키게 된다.The present invention is achieved by providing a magnet unit of a linear servomotor capable of high speed, low noise and precise control such as precise positioning and conveyance in an industrial production system. The magnet unit has a predetermined length on both sides of the base. A guide unit disposed between the guide rails and a pair of guide rails having a yoke as a medium, and a fixing unit having stators in which magnets are alternately arranged at regular intervals along the longitudinal direction, and on the fixing unit. It is mounted to move freely on a guide rail, and is composed of a movable unit equipped with a mover of a coil which is installed with alternating power and maintains a predetermined gap and is supplied with alternating power to the coil. Thrust generated by this force causes the movable unit to A linear servomotor which achieves mechanical operation by moving, in which magnets arranged on the yoke at regular intervals in the moving direction of the mover are arranged in a built-in manner with a predetermined slope so that their magnetic fields intersect with an adjacent side. It includes a cage having holes, and a receiving portion formed at a predetermined depth in the tip of the cage, and a cover of a metal plate inserted into the receiving portion to cover the magnets embedded in the receiving holes. Without occupying the gap of the ruler, the magnets are covered inside the front end of the cage to improve the alignment and appearance of the magnets.
Description
도 1은 일반적인 리니어 서보모터의 전체적인 구성을 개략적으로 보여 주는 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing the overall configuration of a general linear servomotor.
도 2는 리니어 서보모터의 고정유닛 일부분을 발췌하여 본 고안 마그넷 유닛의 구조를 보여 주는 확대 단면도.Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the magnet unit of the present invention by extracting a portion of the fixed unit of the linear servomotor.
도 3은 본 고안 마그넷 유닛의 정면도.3 is a front view of the inventive magnet unit.
도 4는 본 고안 케이지의 이면을 보여 주는 사시도.Figure 4 is a perspective view showing the back of the cage of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 :베이스 10a,10b :가이드레일10:
12 :요크 14 :마그넷12: York 14: Magnet
16 :고정자 18 :고정유닛16: stator 18: fixing unit
20 :가동자 22 :가동유닛20: operator 22: operation unit
24 :수용홀 26 :케이지24: accommodation hole 26: cage
26a :수용부 27 :가이드핀26a: accommodating part 27: guide pin
28 :커버28: Cover
본 고안은 산업장의 자동화 생산 시스템에서 고속과 저소음 실현, 그리고 정밀위치결정이나 반송 등 정밀제어가 가능한 리니어 서보모터에 관한 것으로, 특히 마그넷의 정렬과 외관성을 향상시킨 리니어 서보모터의 마그넷 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a linear servomotor capable of realizing high speed and low noise and precise control such as precise positioning and conveying in an automated production system in an industrial field. In particular, it relates to a magnet unit of a linear servomotor that has improved magnet alignment and appearance. will be.
리니어 서보모터는 공작기계나 반도체 제조장비 또는 LCD, PDP 등의 디스플레이 검사장비 등 각종 산업장의 자동화 시스템에서 고속 고정밀 위치결정과 제어, 그리고 정밀반송 등에 주로 많이 이용되고 있다.Linear servomotors are mainly used for high-speed high-precision positioning and control and precision transfer in automation systems in various industrial fields, such as machine tools, semiconductor manufacturing equipment, or display inspection equipment such as LCD and PDP.
이러한 리니어 서보모터는 대략 이동자와 고정자 사이에서 추력을 발생하는 구조로 구성되어 있는 것으로, 더 상세하게는 이동 또는 고정자 측 어느 한쪽에 길이방향을 따라 일정간격으로 극성이 교번되게 마그넷들을 적절히 배열시키고 다른 한쪽에는 교번하는 전력이 공급되는 코일을 갖추어 양자 사이에서 작용하는 전자력에 의해 일 방향성 추력을 얻어 소기의 기계적인 운전을 이루게 된다.This linear servomotor is composed of a structure that generates a thrust between the mover and the stator. More specifically, the magnets are properly arranged with alternating polarities at regular intervals along the longitudinal direction on either the moving or stator side and the other. One side is provided with alternating power coils to obtain unidirectional thrust by the electromagnetic force acting between them to achieve the desired mechanical operation.
그런데 이러한 리니어 서보모터에서 큰 자력 발생을 위해 이동자와 고정자가 가능한 근접하는, 다시 설명하면 이동자와 고정자 사이의 거리가 약 0.8mm 정도에 불과하기 때문에 구조적으로 제한적이고 정밀도가 요구되고 있는 것이다.However, in such a linear servomotor, the mover and the stator are as close as possible to generate a large magnetic force. In other words, the distance between the mover and the stator is only about 0.8 mm, which is structurally limited and requires precision.
일례로 마그넷을 이용한 리니어 서보모터의 경우를 보면, 베이스의 상면 양측에 소정의 길이를 가지고 한 쌍으로 배치되는 가이드레일들과 이들 가이드레일들 의 사이에는 요크를 매개체로 하여 마그넷들을 길이방향을 따라 일정간격으로 극성이 교번되게 배열시킨 고정자를 갖는 고정유닛과, 이 고정유닛 상에 가이드레일을 타고 자유로이 이동가능하게 탑재되며 고정자의 마그넷 직 상부에서 소정의 간극을 유지해 설치되어 교번하는 전력이 공급되는 코일의 가동자를 갖춘 가동유닛으로 구성된다.For example, in the case of a linear servomotor using a magnet, guide rails are arranged in pairs with a predetermined length on both sides of the upper surface of the base, and the magnets are arranged along the length direction using a yoke as a medium between these guide rails. A fixed unit having a stator arranged with alternating polarity at regular intervals, and mounted freely movable by a guide rail on the fixed unit, and provided with alternating power provided by maintaining a predetermined gap in the upper part of the magnet directly. It consists of a movable unit with a coil mover.
이렇게 고정유닛 상에 가동유닛을 자유로이 이동가능하게 설치시키고 가동자의 코일에 교번하는 전력이 공급되는 것으로 양자 사이에서 작용하는 전자력에 의해 발생하는 추력이 가동유닛을 고정유닛 상에서 이동시켜 기계적인 운전을 이루게 되는데, 이때 가동유닛이 지나는 경로상에 가능 한 근접되어 나열식으로 배치되는 고정자 마그넷들의 고정 및 외관을 고려한 설치구조에 대해 많은 개발이 제안되고 있다.In this way, the movable unit is freely installed on the fixed unit, and the alternating power is supplied to the coil of the mover so that the thrust generated by the electromagnetic force acting between them moves the movable unit on the fixed unit to achieve mechanical operation. At this time, a lot of development has been proposed for the installation structure considering the fixing and appearance of the stator magnets arranged as close as possible on the path through which the movable unit passes.
그 하나의 예로 고정자 마그넷들의 설치구조를 보면, 소정의 너비를 가지는 철판재의 요크 상에 합성수지제의 케이지를 이용하여 마그넷들을 정렬시키고 있다.As an example of the installation structure of the stator magnets, magnets are aligned using a cage made of synthetic resin on a yoke of a steel plate having a predetermined width.
더 상세하게는, 가동자의 진행방향에서 일정간격으로 배열되는 마그넷들의 자계가 인접 측과 교접되어 연속되도록 소정의 기울기를 가지고 배치되게 한 수용홀들을 가지는 케이지를 이용하여 마그넷들을 정렬시키고, 그 케이지의 개방부를 별도의 사출공정을 통해 제조되는 합성수지제의 커버로 복개하여서 마그넷들이 케이지 내에서 커버로 은폐되어 안정되게 설치하고 있다.More specifically, the magnets are aligned with a cage having receiving holes arranged so that the magnetic fields of the magnets arranged at regular intervals in the moving direction of the mover are in contact with the adjacent side and are arranged at a predetermined inclination, and the magnets of the cage The openings are covered with a synthetic resin cover which is manufactured through a separate injection process, and the magnets are concealed by the cover in the cage and installed stably.
그런데 이렇게 케이지의 개방부를 별도의 사출물인 커버로 복개하여 마그넷들의 안정된 설치는 얻었으나, 상기에서 설명한 바와 같이 고정자와 가동자 사이의 간극이 0.8mm정도에 불과한 매우 근접하는 제한적인 조건으로서, 상기 사출공정을 통해 제시되는 합성수지제의 커버는 재질의 휨 발생 등에 의해 상기 간극에 맞추어 얇게 제조가 불가하여 두껍게 사출 성형 후 별도의 절삭공정을 통한 후 가공으로 소기의 두께를 얻고 있는 것이다.The stable opening of the magnets was obtained by covering the opening of the cage with a cover, which is a separate injection molding, but as described above, the gap between the stator and the mover is only about 0.8 mm. The cover of the synthetic resin presented through the process is not possible to manufacture a thin in accordance with the gap due to the occurrence of warpage of the material is thick to obtain the desired thickness by post-processing through a separate cutting process after injection molding.
따라서, 커버의 제조 공정 수가 증가 되어 제조단가를 상승시키고 작업성을 떨어뜨리고 있다.Therefore, the number of manufacturing steps of the cover is increased to increase the manufacturing cost and reduce workability.
또한 케이지의 외측으로 복개되는 커버는 그 커버의 두께가 고정자와 가동자의 간극을 점유하게 되어 커버의 두께만큼 간극이 커지거나 또는 상기 간극을 유지하는 경우에서는 설치구조가 더욱 열약해지고 있으며, 또 상기에서와 같이 절삭공정을 통해 후 가공된 커버는 표면이 매끄럽지 못해 그 외관이 저조하고 제품성을 떨어뜨리고 있는 것이다.In addition, the cover that is covered outside of the cage occupies the gap between the stator and the mover, so that the gap increases as much as the thickness of the cover or the installation structure becomes weaker. The cover processed after the cutting process as shown in the drawing is not smooth and its appearance is poor and the product quality is deteriorated.
본 고안은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 자성을 갖지 않는 박판의 커버를 이용해 고정자와 가동자의 간극을 점유하지 않도록 케이지의 내측에서 복개되게 함으로서, 고정자와 가동자의 간극을 최소로 줄이어 큰 자력을 얻고 장식적 효과를 기대하여 외관성은 물론 제품성을 높일 수 있도록 한 리니어 서보모터의 마그넷 유닛을 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to cover the inside of the cage so as not to occupy the gap between the stator and the mover by using a thin plate cover having no magnetism, thereby minimizing the gap between the stator and the mover. It provides a magnet unit of the linear servomotor which can reduce the size and gain the magnetic force and enhance the appearance as well as the productivity.
이러한 본 고안의 목적은 산업장의 자동화 생산 시스템에서 고속과 저소음 실현, 그리고 정밀위치결정이나 반송 등 정밀제어가 가능한 리니어 서보모터의 마그넷 유닛을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 마그넷 유닛은 베이스의 양측에 소정의 길이를 가지고 한 쌍으로 배치되는 가이드레일들과 이들 가이드레일의 사이에는 요크를 매개체로 하여 마그넷들이 길이방향을 따라 일정간격으로 극성이 교번되게 배열된 고정자를 갖는 고정유닛과, 이 고정유닛 상에 상기 가이드레일을 타고 자유로이 이동가능하게 탑재되며 마그넷 과 소정의 간극을 유지해 설치되고 교번하는 전력이 공급되는 코일의 가동자를 갖춘 가동유닛으로 구성되어 코일에 교번하는 전력이 공급되는 것으로 양자 사이에서 작용하는 전자력에 의해 발생하는 추력이 가동유닛을 고정유닛에서 이동시켜 기계적인 운전을 이루게 되는 리니어 서보모터로서, 요크상에 가동자의 진행방향에서 일정간격으로 배열되는 마그넷들이 그의 자계가 인접 측과 교접되어 연속되도록 소정의 기울기를 가지고 내장식으로 배치되게 한 수용홀들을 가지는 케이지과, 케이지의 선단에 그 선단 내측으로 일정깊이 내려앉아 이룬 수용부 및 수용부에 삽입식으로 설치되어 수용홀들에 내장되는 마그넷들을 복개시키는 비자성 판재의 커버를 포함하여서, 고정자와 가동자의 간극을 점유하지 않고 케이지의 선단 내측에서 마그넷들의 복개를 이루고 마그넷의 정렬과 외관성을 향상시키게 된다.This object of the present invention is achieved by providing a magnet unit of a linear servomotor capable of realizing high speed and low noise and precise control such as precise positioning and conveying in an industrial production system, which is provided on both sides of the base. A fixed unit having a stator having a predetermined length and a pair of guide rails and a stator in which magnets are alternately arranged at regular intervals along a longitudinal direction between the guide rails and the guide rails, and the fixed unit; It is mounted on the guide rail to move freely on the guide rail, and is provided with a movable unit having a mover of a coil which is installed while maintaining a predetermined gap with a magnet and is supplied with alternating power to supply alternating power to the coil. Thrust generated by the electromagnetic force acting on the movable unit A linear servomotor that moves mechanically and performs mechanical operation, and magnets arranged at regular intervals in the direction of movement of the mover on the yoke are arranged in a built-in manner with a predetermined inclination so that their magnetic fields are continuous with the adjacent side. A cage having a plurality of receiving holes, and a cover of a non-magnetic plate that is inserted into a receiving portion formed in a predetermined depth in the tip of the cage and inserted into the receiving portion to cover the magnets embedded in the receiving holes. Therefore, the magnets are covered inside the front end of the cage without occupying the gap between the stator and the mover, and the alignment and appearance of the magnets are improved.
다음 본 고안의 일 실시 예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다. 도 1 에는 본 고안에 따른 마그넷 유닛이 적용된 리니어 서보모터의 전체적인 구성을 보여 주는 개략 단면도를 보이고 있는 것이다.Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Figure 1 shows a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the linear servomotor to which the magnet unit according to the present invention is applied.
리니어 서보모터는 소정의 작업을 위한 행정거리를 가지는 베이스(10)의 양측에서 그 베이스(10)의 길이방향 전장에 걸쳐 한 쌍으로 배치되는 가이드레일 들(10a,10b)을 갖추고 있고, 이들 가이드레일(10a,10b)의 사이에는 그 가이드레일들(10a,10b)의 전장에 걸치는 요크(12)를 매개체로 하여 마그넷들(14)이 길이방향을 따라 일정간격으로 극성이 교번되게 배열된 고정자(16)를 갖는 고정유닛(18)을 갖추고 있다. 여기서, 요크(12)는 순 철판으로 제시되어 마그넷들(14)의 정렬을 위한 의지와 겸하여 자화 판체이다.The linear servomotor is provided with
그리고 이 고정유닛(18) 상에는 가이드레일들(10a,10b)을 타고 자유로이 이동가능하게 탑재되며 마그넷들(14)과 소정의 간극을 유지해 설치되고 교번하는 전력이 공급되는 코일의 가동자(20)를 갖춘 가동유닛(22)이 설치된다.The
이렇게 구성되는 리니어 서보모터는 가동자(16)의 코일에 교번하는 전력이 공급되는 것으로 고정자(16)와 가동자(20) 양자 사이에서 작용하는 전자력에 의해 발생하는 추력이 가동유닛(22)을 고정유닛(18) 상에서 이동시키면서 소기의 기계적인 운전을 이루게 되는데, 이와같이 구성된 리니어 서보모터는 종래와 동일한 것이다.The linear servomotor configured as described above is supplied with alternating electric power to the coil of the
본 고안의 핵심적인 기술은 상기에서 설명한 리니어 서보모터의 고정유닛(18)의 고정자(16) 지지체, 즉 요크(12)상에 가동유닛(22)의 진행방향에서 일정간격으로 배열되는 마그넷들(14)의 배치를 위한 정렬구조체를 제공하는 것이다.The core technology of the present invention is the
이를 구체적으로 설명하면, 고정자(16)의 요크(12)상에 가동유닛(22)의 진행방향에서 일정간격으로 배열되는 마그넷들(14)이 그 마그넷들(14)의 자계가 인접 측과 교접되어 연속되도록 소정의 기울기를 가지고 내장식으로 배치되게 한 수용홀들(24)을 가지는 케이지(26)를 갖는다. 이때 케이지(26)는 소정의 사출공정을 통해 제도되는 수지물로서, 용량에 적합히 설계된 마그넷(14)의 두께에 근접한, 즉 고정자(16)와 가동자(20) 양자 사이에서 작용하는 전자력 발생에 가장 효율적인 간극 확보를 위한 두께를 갖는다.Specifically, the
또 이러한 케이지(26)는 요크(12)의 전장 또는 일정 길이를 가지는 단위부품으로 제조되어 요크(12)의 전장에 연이어 조립 설치될 것이다.In addition, such a
또한 케이지(26)의 선단에는 그 선단 내측으로 일정깊이 내려앉아 이룬 수용부(26a)를 구비시키고, 이 수용부(26a)에 수용홀들(24)에 내장되는 마그넷들(14)을 복개시키는 비자성 판재로 이루어지는 커버(28)가 삽입식으로 설치되어 스크루 등의 결속요소들(13)에 의해 고정된다.In addition, the front end of the
여기서, 커버(28)는 장식적인 효과가 우수한 박판의 스테인리스 강판 또는 그 이외 소정의 강도를 가지는 수지계열의 비자성체로 이루어지는 박판의 판재들을 이용할 수 있을 것이며, 또 커버(28)는 수용부(26a) 내에 위치하는 두께를 가지어 고정자(16)와 가동자(20)의 간극을 점유하지 않고 케이지(26)의 선단 내측에서 마그넷들(14)의 복개를 이루도록 한 것이다.Here, the
한편 케이지(26)는 그 이면에서 요크(12)의 적당한 위치에 구비시킨 위치홀들(12a)에 각기 대응되어 삽입식으로 설치되도록 한 가이드핀들(27)에 의해 위치정렬을 간편하고도 정확히 이루게 하였다.On the other hand, the
본 고안 리니어 서보모터의 마그넷 유닛의 효과를 설명하면, 금속판재로 이루어지는 박판의 커버를 이용해 고정자와 가동자의 간극을 점유하지 않으면서 마그 넷들의 복개를 케이지의 내측에서 이루게 함으로써, 고정자와 가동자의 간극을 최소로 줄이고 희망하는 큰 전자력을 얻어 안정된 기계적인 운전을 얻을 수 있는 것이다.When explaining the effect of the magnet unit of the linear servomotor of the present invention, the gap between the stator and the mover is made by using a thin plate cover made of metal plate to cover the magnets inside the cage without occupying the gap between the stator and the mover. It is possible to obtain a stable mechanical operation by minimizing the number of points and gaining the desired large electromagnetic force.
또 본 고안 커버는 스텐인리스 판재를 이용하여 장식적 효과가 우수하고, 커버 표면의 긁힘 등을 방지하여 관리성은 물론 외관성과 제품성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the cover of the present invention is excellent in decorative effect by using a stainless steel plate, and prevents scratches on the surface of the cover, thereby improving the manageability as well as the appearance and product properties.
이상에서와 같이 본 고안의 일 실시 예를 설명하였으나, 본 고안은 이에 국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위 내에서 변경이 가능할 것이다.As described above, an embodiment of the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto and may be changed within the scope of the claims.
Claims (3)
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Publications (1)
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Cited By (2)
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JP2020054166A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | Linear motor, vibration damping device, and washing machine including them |
CN114567140A (en) * | 2022-04-26 | 2022-05-31 | 星宇电子(宁波)有限公司 | Linear motor and production process thereof |
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2007
- 2007-01-12 KR KR2020070000607U patent/KR200439799Y1/en not_active IP Right Cessation
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