KR20060117523A - 리니어 모터의 고정자 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 리니어 모터의 고정자는, 다수개의 아우터 코어 블록이 길이방향으로 적층된 아우터 코어와, 상기 아우터 코어에 구비된 코일과, 상기 다수개의 아우터 코어 블록 사이에 위치되어 상기 아우터 코어 블록과 접합된 적어도 하나 이상의 체결 링을 포함하여 구성되기 때문에 상기 체결 링에 의해 상기 아우터 코어의 조립이 가능하여 부품 수 및 조립 공정이 줄어들 수 있다.

리니어 압축기, 리니어 모터, 고정자, 아우터 코어, 아우터 코어 블록

Description

리니어 모터의 고정자{Stator of Linear Motor}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 일부 구성이 도시된 사시도,

도 3은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 일부 조립과정을 나타낸 도면,

도 4는 종래 기술에 따른 리니어 모터의 문제점을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 리니어 모터의 일부 구성이 도시된 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 리니어 모터의 일부 조립과정을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 밀폐 용기 60 : 실린더

70 : 피스톤 80 : 토출부

100 : 리니어 모터 102 : 마그네트

104 : 마그네트 프레임 110 : 아우터 코어

112,114 : 아우터 코어 블록 116 : 아우터 코어 시트

118 : 체결 링 120 : 이너 코어

130 : 코일

본 발명은 리니어 모터에 관한 것으로서, 특히 다수개의 아우터 코어 블록이 그 사이에 체결 링이 개재된 상태에서 용접 결합된 리니어 모터에 관한 것이다.

일반적으로 리니어 모터는 가동자가 고정자와 전자기적으로 상호 작용으로 직선 왕복 운동하면서 직선 구동력을 발생시키는 장치로서, 리니어 압축기 등에 사용된다.

상기 리니어 압축기는 리니어 모터의 직선 구동력을 이용하여 실린더 내부에서 피스톤을 직선 왕복운동시키면서 유체를 흡입하고 압축하여 토출하는 기기이다.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 모터를 이용한 리니어 압축기를 나타낸 종단면도로서, 도 1에 도시된 리니어 압축기는 밀폐 용기(2)의 내부에 실린더 블록(10)과 백 커버(12)가 구비되고, 이 실린더 블록(10)과 백 커버(12) 사이에는 직선 구동력을 발생시키는 리니어 모터(20)가 배치된다.

상기 리니어 모터(20)는 실린더(14) 내부에서 직선 왕복 운동하면서 실린더(14) 내부로 흡입된 유체를 압축하는 피스톤(16)과 연결된다.

상기 피스톤(16)의 전면에는 흡입밸브(17)가 구비되고, 상기 실린더(14)의 전방에는 상기 실린더(14)의 압축실(C) 전방에서 압축된 유체가 토출되는 토출 밸브(18')를 포함하는 토출부(18)가 구비된다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 고정자가 도시된 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 상기 리니어 모터(20)는 크게 고정자와 상기 고정자와의 전자기적 상호 작용에 의해 직선 왕복 운동하는 가동자로 이루어진다.

먼저, 상기 고정자는 링형의 아우터 코어(21)와, 상기 아우터 코어(21) 내부 에 일정 간극을 두고 배치된 이너 코어(22)와, 상기 아우터 코어(21)에 장착되어 자장을 형성하는 코일(23)로 이루어진다.

상기 아우터 코어(21)는 상기 아우터 코어(21)가 길이방향으로 2분할된 형상의 2개의 아우터 코어 블록(21a,21b)으로 이루어진다. 상기 2개의 아우터 코어 블록(21a,21b)은 상기 아우터 코어(21)의 외측에서 상기 2개의 아우터 코어 블록(21a,21b)의 분할 라인에 용접(W)이 행해짐으로써 일체로 결합된다.

상기 각각의 아우터 코어 블록(21a,21b)은 상기 아우터 코어 블록(21a,21b)이 둘레방향으로 다분할된 형상의 아우터 코어 시트(21') 다수개가 링형으로 적층되고, 상기 링형으로 적층된 다수개의 아우터 코어 시트(21')이 체결 링(25)에 의해 일체로 결합됨으로써 이루어진다.

상기 가동자는 상기 아우터 코어(21)와 이너 코어(22)의 사이에 위치된 마그네트(32)와, 상기 마그네트(32)와 피스톤(16) 사이에 연결되어 리니어 모터의 직선 구동력을 상기 피스톤(16)에 전달하는 마그네트 프레임(34)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 리니어 압축기의 작용을 상세히 살펴보면, 다음과 같다.

상기 리니어 모터(20)의 코일(23)에 전기가 인가되면, 상기 고정자와 가동자 사이에 자기장이 형성되어, 상기 마그네트(32)가 직선 왕복운동하고, 마그네트(32)의 직선 왕복 운동이 상기 마그네트 프레임(34)을 통해 상기 피스톤(16)에 전달되어 상기 피스톤(16)이 상기 실린더(14) 내에서 직선 왕복운동한다.

그러면, 상기 피스톤(16)의 직선 왕복 운동과 함께 상기 토출밸브(18')와 흡입밸브(17)가 개폐작용을 반복적으로 행하고, 이와 연동되어 유체가 상기 밀폐용기(2)와 백 커버(12), 피스톤(16)을 통해 상기 실린더(14) 내로 흡입되고, 상기 실린더(14)에 흡입된 유체가 상기 실린더(14)의 압축실(C)에서 상기 피스톤(16)에 의해 고압으로 압축되며, 상기 실린더(14)의 압축실(C)에서 고압 압축된 유체가 상기 토출부(18)를 통해 상기 밀폐용기(2) 외부로 토출된다.

상기와 같은 유체의 압축 후 토출과정은 상기 리니어 모터(20)가 작동되는 동안 연속적으로 반복된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 리니어 모터의 고정자는, 상기 2개의 아우터 코어 블록(21a,21b)이 상기에 기재한 바와 같이 용접(W)에 의해 결합되기 때문에 상기 아우터 코어 블록(21a,21b)의 상호 결합부위 중 일측 끝단만 접합되고, 용접시 열 응력에 의해 상기 아우터 코어 블록(21a,21b)이 변형됨으로써 상기 아우터 코어 블록(21a,21b)의 상호 결합부위가 들뜨고(도 4 참조), 이로 인해 성능이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다수개의 아우터 코어 블록의 상호 결합부위가 들뜨지 않게 한 리니어 모터의 고정자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터의 고정자는, 다수개의 아우터 코어 블록이 길이방향으로 적층된 아우터 코어와; 상기 아우터 코어에 구비된 코일과; 상기 다수개의 아우터 코어 블록 사이에 위치되어 상기 아우터 코어 블록과 접합된 적어도 하나 이상의 체결 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 다수개의 아우터 코어 블록은 용접을 통해 일체화된 것을 특징으로 한다. 상기 체결 링은 상기 아우터 코어의 용접시 용접액이 상기 다수개의 아우터 코어 블록의 체결부위 사이로 유입될 수 있도록, 그 외경이 상기 아우터 코어의 외경보다 작은 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기는, 외관인 밀폐용기(50)와, 상기 밀폐용기(50) 내부에 고정되고 유체가 공급되는 실린더(60)와, 상기 실린더(60)의 유체를 압축토록 상기 실린더(60) 내부에 직선 왕복운동 가능토록 설치된 피스톤(70)과, 상기 실린더(60)와 연결되어 상기 실린더(60)에서 압축된 유체가 토출되는 토출부(80)와, 상기 피스톤(70)과 연결되어 상기 피스톤(70)을 직선 왕복운동시키는 리니어 모터(100)를 포함하여 구성된다.

상기 밀폐용기(50)는 상면이 개방된 하부 용기(52)와, 상기 하부 용기(52)의 상면을 덮는 상부 덮개(54)로 이루어진다.

상기 밀폐용기(50)에는 외부에서 유체가 흡입되는 유체 흡입파이프(56)와, 상기 토출부(80)와 연결되어 외부로 압축 유체가 토출되는 유체 토출파이프(58)가 구비된다.

상기 밀폐용기(50) 내부에는 상기 실린더(60)가 구비되고 상기 하부 용기(52)의 일측에 설치된 제1댐퍼(90)에 의해 지지되는 실린더 블록(62)과, 상기 실린더 블록(62)과 이격되어 상기 하부 용기(52)의 타측에 설치된 제2댐퍼(92)에 의해 지지되고 상기 유체 흡입파이프(56)와 연결된 유체 흡입로(64')가 구비된 백 커버(64)가 구비된다.

상기 실린더(60)는 개구된 전단을 통해 압축된 유체가 상기 토출부(80)로 토출되고, 개구된 후단을 통해 상기 피스톤(70)이 삽입되도록 양단이 개구된 원통 구조로 이루어진다. 상기 실린더(60)는 상기 피스톤(70)과 토출부(80) 사이에 위치된 공간이 상기 실린더(60)의 유체가 압축되는 압축실(C)이 된다.

상기 피스톤(70)은 내부에 상기 백 커버(64)의 유체 흡입로(64')를 통해 흡입된 유체가 통과할 수 있도록 유체 관통로(70')가 형성된다.

상기 피스톤(70)은 전방에 상기 피스톤(70)의 유체 관통로(70')의 유체가 상기 실린더(60)로 흡입될 수 있도록 유체 흡입구(70a)가 형성된다. 상기 피스톤(70)의 유체 흡입구(70a)에는 상기 피스톤(70)의 유체 흡입구(70a)를 개폐하는 흡입밸브(72)가 설치된다.

상기 피스톤(70)은 상기 실린더 블록(62)과의 사이에 배치된 제1스프링(74)과, 상기 백 커버(64)와의 사이에 배치된 제2스프링(76)에 의해 완충 가능하게 지지된다.

상기 토출부(80)는 상기 실린더(60)의 개구된 전단을 덮고 상기 유체 토출파이프(58)와 연결된 토출커버(82)와, 상기 토출커버(82) 내부에 설치되어 상기 실린더(60)의 개구된 전단을 개폐하는 토출밸브(84)로 이루어진다.

상기 토출커버(82)는 상기 토출밸브(84)의 외측에 위치되도록 설치되고 유체 홀(82a')이 형성된 이너 토출커버(82a)와, 상기 이너 토출커버(82a)의 외측에 위치되어 상기 유체 토출파이프(58)와 연결된 아우터 토출커버(82b)로 이루어진다.

상기 토출밸브(84)는 상기 실린더(60)의 개구된 전단에 설치된 토출밸브 바디(84a)와, 상기 토출밸브 바디(84a)와 상기 이너 토출커버(82a) 사이에 설치되어 상기 토출밸브 바디(84a)를 탄지하는 토출밸브 스프링(84b)으로 이루어진다.

상기와 같이 본 발명에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기는, 상기 리니어 모터(100)가 작동됨에 따라 상기 피스톤(70)이 상기 실린더(60) 내에서 연속적으로 직선 왕복 운동하면서 상기 실린더(60)의 압축실(C) 내의 유체를 압축한 후 토출하는 과정을 반복하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 리니어 모터가 구비된 리니어 압축기 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 리니어 모터의 일부 구성이 도시된 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 리니어 모터의 일부 조립과정을 나타낸 도면이다.

한편, 상기 리니어 모터(100)는 상기 피스톤(70)과 연결된 가동자가 고정자와 전자기적으로 상호 작용하여 왕복 직선 운동토록 구비되어, 상기 실린더 블록(62)과 백 커버(64) 사이에 설치된다.

상기 가동자는 상기 고정자 내부에 직선 왕복가능토록 설치된 마그네트(102)와, 상기 마그네트(102)가 고정되고 상기 피스톤(70)과 연동되도록 연결되어 상기 피스톤(70)에 리니어 모터(100)의 직선 왕복 구동력을 전달하는 마그네트 프레임(104)으로 이루어진다.

상기 고정자는 상기 실린더 블록(62)과 백 커버(64) 사이에 고정된 링형의 아우터 코어(110)와, 상기 아우터 코어(110)의 내부에 구비되어 자장을 형성하는 코일(130)과, 상기 아우터 코어(110)와 실린더(60) 사이에 위치되어 상기 실린더 블록(62)에 고정되고 상기 아우터 코어(110)와 일정 간극을 갖는 이너 코어(120)로 이루어진다.

상기 아우터 코어(110)와 이너 코어(120) 간 간극에는 상기 가동자가 위치된 다.

상기 아우터 코어(110)는 길이방향으로 다분할된 구조이다. 즉, 상기 아우터 코어(110)는 상기 아우터 코어(110)가 길이방향으로 다분할된 형상의 아우터 코어 블록(112,114) 다수개가 길이방향으로 적층되어 이루어진다. 이하, 상기 아우터 코어(110)가 2분할된 구조, 즉 상기 아우터 코어(110)가 길이방향으로 대칭되는 2개의 아우터 코어 블록(112,114)으로 이루어진 것으로 한정하여 설명한다.

상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)은 상기 아우터 코어(110)의 외측에서 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)의 체결부위에 행해지는 용접(140)에 의해 일체로 결합된다.

또한, 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)은 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114) 사이에 위치되어 상기 각각의 아우터 코어 블록(112,114)과 접합되는 체결 링(142)에 의해 일체로 결합된다.

상기 체결 링(142)은 상기 각각의 아우터 코어 블록(112,114)과 용접 또는 코킹 방법 등에 의해 접합될 수 있다.

특히, 상기 체결 링(142)은 상기 아우터 코어(110)의 용접시(140)시 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)의 체결부위로 용접액 일부가 유입될 수 있도록, 그 외경(142D)이 상기 아우터 코어(110)의 외경(110D)보다 작게 형성된다.

한편, 상기한 각각의 아우터 코어 블록(112,114)은 상기 각각의 아우터 코어 블록(112,114)을 둘레방향으로 다분할한 형상으로 형성된 아우터 코어 시트(116) 다수개가 링형으로 적층되어 이루어지는데, 상기 하나의 아우터 코어 블록 (112,114)을 이루는 다수개의 아우터 코어 시트(116)들이 상기 체결 링(142)에 의해 일체로 결합된다.

상기와 같이 구성된 리니어 모터(100)의 고정자의 일부 조립과정을 살펴보면, 다음과 같다.

상기 아우터 코어 시트(116) 다수개를 링형으로 적층하여 아우터 코어 블록(112,114) 2개를 구비하고, 상기와 같이 구비된 아우터 코어 블록(112,114) 2개를 상기 코일(130)을 중심으로 상기 아우터 코어(110)의 길이방향으로 적층함과 아울러 그 사이에 상기 체결 링(142)을 개재한다.

그런 다음, 상기 아우터 코어(110)의 외측에서 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)의 체결부위를 따라 용접(140)을 행한다.

그러면, 상기 용접(140) 및 상기 체결 링(142)에 의해 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)이 서로 일체로 결합됨과 아울러, 상기 각각의 아우터 코어 블록(112,114)을 이루는 다수개의 아우터 코어 시트(116)들이 일체로 결합된다.

이 때, 상기 2개의 아우터 코어 블록(112,114)은 그 사이에 용접액이 충진됨과 아울러 상기 체결 링(142)이 개재됨으로써 직접 접합되기 때문에 서로 견실하게 일체로 결합된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 리니어 모터의 고정자는, 다수개의 아우터 코어 블록이 길이방향으로 적층된 아우터 코어와, 상기 아우터 코어에 구비된 코일과, 상기 다수개의 아우터 코어 블록 사이에 위치되어 상기 아우터 코어 블록과 접합된 적어도 하나 이상의 체결 링을 포함하여 구성되기 때문에 상기 체결 링에 의해 상기 아우터 코어의 조립이 가능하여 부품 수 및 조립 공정이 줄어들 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상기 다수개의 아우터 코어 블록이 용접을 통해 일체화되고, 상기 체결 링의 외경이 상기 아우터 코어의 외경보다 작게 형성되어 용접시 상기 2개의 아우터 코어 블록 사이로 용접액이 충진되기 때문에 상기 아우터 코어의 체결 강도가 향상될 수 있어서, 상기 아우터 코어의 구조적 불량으로 인한 성능 저하가 방지될 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 다수개의 아우터 코어 블록이 길이방향으로 적층된 아우터 코어와; 상기 아우터 코어에 구비된 코일과; 상기 다수개의 아우터 코어 블록 사이에 위치되어 상기 아우터 코어 블록과 접합된 적어도 하나 이상의 체결 링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 고정자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 다수개의 아우터 코어 블록은 용접을 통해 일체화된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 고정자.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 체결 링은 상기 아우터 코어의 용접시 용접액이 상기 다수개의 아우터 코어 블록의 체결부위 사이로 유입될 수 있도록, 그 외경이 상기 아우터 코어의 외경보다 작은 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 고정자.

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