KR100518012B1 - 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조에 관한 것으로서, 권선 코일이 내부에 권선된 보빈의 원주를 따라 일정 형상을 갖는 복수개의 라미네이션 시트를 소정의 곡율을 갖도록 적층 형성한 각 단위 적층체가 방사상 결합되는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 있어서, 상기 단위 적층체를 상기 보빈의 원주상에 오버 몰딩하여 고정함으로써, 소요되는 체결부재 없이 간단하고 견고하게 체결시킴과 아울러 조립시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

왕복동식 모터의 고정자 조립 구조{STRUCTURE OF STATOR ASSEMBLY FOR LINEAR MOTOR}

본 발명은 왕복동식 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 보빈과 그 보빈의 원주상에 방사상 적층되는 라미네이션 시트를 오버 몰딩(Over Molding)하여 견고하고 간단하게 고정할 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 모터(Linear Motor)는 입체적인 구조를 갖는 보통 모터의 자속을 평면 형태로 만든 것으로, 평면 형태의 가동부가 평면의 고정부 위에 형성되는 자속(flux)의 변화에 따라서 평면 위를 직선적으로 움직이도록 한 것이다.

이하, 종래의 왕복동식 모터의 일예를 첨부 도면에 따라 설명하면, 도 1은 종래 왕복동식 모터의 측단면도이고, 도 2는 종래 왕복동식 모터의 정단면도이며, 도 3은 종래 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 보인 부분 절개 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 모터는 원통형으로 형성된 아우터 코어(Outer Core)(110) 및 상기 아우터 코어(110)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 코어(Inner Core)(120)로 구성되는 고정자(S)와, 상기 아우터 코어(110) 또는 이너 코어(120)내부에 결합되는 권선 코일(130)과, 영구자석(141)이 구비되어 상기 아우터 코어(110)와 이너 코어(120)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(140)를 포함하여 구성되어 있다.

상기한 바와 같이, 왕복동식 모터는 권선 코일(130)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(130)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(130) 주변에 플럭스(Flux)가 형성되며 그 플럭스는 고정자(S)인 아우터 코어(110) 및 이너 코어(120)를 따라 폐 루프(1Closed Loop)를 형성하게 된다. 상기 아우터 코어(110) 및 이너 코어(120)에 형성된 플럭스와 영구자석(141)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 영구자석(141)이 축 방향으로 힘을 받아 가동자(140)가 아우터 코어(110)와 이너 코어(120)사이에서 축 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 권선 코일(130)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면 상기 가동자(140)가 직선 왕복 운동하게 된다.

한편, 상기 아우터 코어(110)는 코일이 권선된 보빈(150)의 원주를 따라 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(111)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 이루어진다.

상기 라미네이션 시트(111)는 상기 보빈(150)의 양 측면에서 서로 교차하며 적층되도록 좌우 대칭인 "기억자"와 "역기억자" 형태로 이루어지며, 적층된 라미네이셔 시트 상측 패스부(111a)와 그 패스부(111a)의 하단에 삼각 형태로 형성되는 폴부(111b)로 이루어진다.

상기 패스부(111a)의 양단에는 라미네이션 시트(111)가 적층된 후 고정링(112)으로 고정하기 위한 고정링 수용홈(111c)이 형성되고, 상기 패스부(111a)와 상기 폴부(111b)에 의해 형성되는 개구홈(H)의 내부에 권선 코일(130)이 위치하게 된다.

상기 권선 코일(130)은 전기적인 절연뿐만 아니라 제작의 간편성을 위하여 보빈(1Bobbin)(150)이 사용되며 그 보빈(150)에 코일이 다층으로 권선되어 권선 코일(130)을 구성하게 되며, 상기 적층체는 상기 보빈(150)을 중심으로 다수개의 라미네이션 시트(111)가 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층되어 형성된다.

상기 이너 코어(120)는 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(121)가 원통 형상을 이루도록 방사상으로 적층되어 이루어진다.

상기 영구자석(141)의 길이는 폴부(111b)의 길이와 개구홈(H)의 폭으로 결정되며 상기 영구자석(141)이 고가이므로 영구자석(142)의 사용량을 최소화하기 위하여 상기 개구홈(1H)의 폭을 이루는 폴부(111b)의 형상이 삼각 형태로 형성되고 그 단부가 극을 이루게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 구조는 권선 코일(130)이 구비된 아우터 코어(110)를 제작함에 있어 다수개의 라미네이션 시트(111)를 원통 형태를 이루도록 방사상으로 적층하게 되므로 적층 시간이 길게 될 뿐만 아니라 그 적층된 적층체를 고정링(112)으로 고정하게 되어 전체적인 조립시간이 길어 조립 생산성이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 다수개의 라미네이션 시트(111)를 적층한 적층체에 고정링(112)을 압입하여 조립하게 되므로 적층체의 조립 강도를 조절하기가 난해할 뿐만 아니라 고정링(112)을 정밀 가공하기가 어려운 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 본 발명의 목적은 왕복동식 압축기의 고정자를 정밀하고 견고하게 조립하여 제품의 신뢰성을 향상시키고, 고정자 조립에 소요되는 부품수를 감소시켜 조립시간 단축에 따른 생산성을 향상시킬 수 있는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 권선 코일이 내부에 권선된 보빈의 원주를 따라 일정 형상을 갖는 복수개의 라미네이션 시트를 소정의 곡율을 갖도록 적층 형성한 각 단위 적층체가 방사상 결합되는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 있어서, 상기 단위 적층체는 상기 보빈의 원주상에 오버 몰딩되어 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조에 의해 달성된다.

여기서, 상기 오버 몰딩은 보빈과 동을 폭으로 각 단위 적층체의 외주면을 따라 형성됨이 바람직하다.

또한, 상기 오버 몰딩은 각 단위 적층체의 양측면과 이에 접하는 외주면의 양측단일부에 형성됨이 보다 바람직하다.

또한, 상기 오버 몰딩은 절연성을 갖는 몰딩재로 이루어짐이 바람직하다.

이하, 본 발명의 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 첨부한 도면에 따라 그 구성 및 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 4 또는 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 도시한 것으로서, 도 4는 왕복동식 모터의 횡단면도이고, 도 5는 왕복동식 모터의 정단면도이며, 도 6은 도 5의 B부분확대 단면도이고, 도 7은 왕복동식 모터의 외측 고정자의 조립 구조를 보인 부분 절개 사시도이다.

본 발명의 왕복동식 모터는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 왕복동식 모터는 원통형으로 형성된 아우터 코어(Outer Core)(10) 및 상기 아우터 코어(10)의 내부에 삽입되도록 원통형으로 형성된 이너 코어(Inner Core)(20)로 구성되는 고정자(S)와, 상기 아우터 코어(10) 또는 이너 코어(20)내부에 결합되는 권선 코일(30)과, 영구자석(41)이 구비되어 상기 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에 움직임 가능하도록 삽입되는 가동자(40)를 포함하여 구성한다.

한편, 상기 아우터 코어(10)는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 소정 형상의 박판으로 형성된 라미네이션 시트(Lamination sheet)(미부호)가 소정의 곡률을 갖도록 적층 형성된 단위 적층체를 이루고, 그 단위 적층체가 내부에 코일이 권선된 보빈의 원주상에 방사상 배열된 상태로 오버 몰딩(60)하여 고정한다.

상기 단위 적층체(11)는, 도 6또는 도 7에서 도시한 바와 같이, 서로 대칭인 "기억자"와 "역기억자" 형태의 좌우측 단위 적층체(11a)(11b)가 보빈의 양측에서 결합되어 보빈의 원주를 따라 방사상 배열되고, 그 좌우측 단위적층체(11a)(11b)의 양 측면과 외주면을 포함하는 외측면을 따라 상기 보빈과 동일 폭으로 오버 몰딩(60)하여 고정하도록 한다.

상기 오버 몰딩(60)에 사용되는 몰딩재는 보빈(50)의 양측에서 서로 대칭되게 결합시킴과 아울러 보빈(50)의 원주상에 방사상 배열되는 각 좌우측 단위 적층체(11a)(11b)가 서로 절연되도록 절연성을 갖는 몰딩재를 사용함이 바람직하다.

도면중 미설명 부호 41은 영구자석이다.

이와 같은 구성에 의하여 본 발명의 일실시예에 따른 왕복동식 모터는 권선 코일(30)에 전류가 흐르게 되면 그 권선 코일(30)에 흐르는 전류에 의해 권선 코일(30) 주변에 플럭스(Flux)가 형성되며 그 플럭스는 고정자(S)인 아우터 코어(10) 및 이너 코어(20)를 따라 폐 루프(Closed Loop)를 형성하게 된다.

상기 아우터 코어(10) 및 이너 코어(20)에 형성된 플럭스와 영구자석(41)에 의해 형성되는 자속, 즉 플럭스의 상호 작용에 의해서 영구자석(41)이 축 방향으로 힘을 받아 가동자(40)가 아우터 코어(10)와 이너 코어(20)사이에서 축 방향으로 직선 운동하게 되며, 상기 권선 코일(30)에 인가되는 전류의 방향을 번갈아 가며 바꾸어주게 되면 상기 가동자(40)가 직선 왕복 운동하게 된다.

여기서, 왕복동식 모터의 아우터 코어(10)는 권선 코일(30)이 내측에 권선된 보빈(50)의 양측에 소정의 곡율을 갖도록 적층 형성된 "기억자"와 "역기억자" 형상의 좌우측 단위 적층체(11a)(11b)를 좌우 대칭되게 결합하여 원주를 따라 방사상 배열하고, 배열된 좌우측 단위 적층체(11a)(11b)의 외측면을 따라 보빈의 폭과 동일하게 절연성 몰딩재로 오버 몰딩(60)하여 보빈(50)의 원주상에 고정되도록 한다.

따라서, 상기 라미네이션 시트(미부호)의 적층 시간이 단축될 뿐만 아니라 추가적인 조립부재의 사용 없이도 간단하고 견고하게 조립되도록 함으로서 생산성 향상시킬 수 있다.

그리고, 오버 몰딩(60)은 절연성의 몰딩재를 사용함에 따라 각 단위 적층체(11)와 보빈(50)이 전기적인 절연의 효과를 갖도록 한다.

한편, 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 첨부한 도면에 따라 설명하면 다음과 같다. 도 8 또는 도 9는 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 모터의 고정자 조립구조를 도시한 것으로서, 도 8은 고정자 조립 구조를 보인 부분확대 단면도이고, 도 9는 고정자 조립 구조를 보인 부분 절개 사시도이다.

이에 도시한 바와 같이, 상기한 일 실시예에서는 상기 단위 적층체(11)가 보빈(50)의 원주면상에 방사상 배열된 후 그 외측면 전체가 오버 몰딩(60)되어 고정되는 반면, 상기 보빈(50)의 외주면과 그 외주면에 접하는 단위 적층체(11)의 양 측면과 즉, 단위 적층체의 체결에 필요한 최소 면적만인 양측 결합면 만을 오버 몰딩(70)하여 고정시키도록 한다.

따라서, 상기 단위 적층체(11)를 적층 형성하는 각각의 라미네이션 시트(미부호) 상층에 오버 몰딩(60)된 몰딩재가 굳으면서 수축하여 라미네이션 시트(미부호)가 눌려 심함 경우 아우터 코어와 이너 코어 사이의 공극 변형이 발생하는 것을 방지하도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 보빈의 원주상에 다수개의 라미네이션 시트가 적층 형성한 단위 적층체를 오버 몰딩하여 체결함으로써 소요되는 체결부재 없이 간단하고 견고하게 체결함에 따라 전체적인 조립시간을 단축시켜 생산성을 향상시킨다. 그리고, 단위 적층체의 양 측부 만을 오버 몰딩함으로써 단위 적층체의 상측에 형성된 몰딩재의 수축에 의해 발생하는 각 라미네이션 시트의 변형을 방지하도록 할 수 있다. 또한, 오버 몰딩에 사용되는 몰딩재를 절연성 재질로 형성함에 따라 전기적인 절연의 효과를 얻도록 한다.

도 1은 종래 왕복동식 모터의 횡단면도,

도 2는 종래 왕복동식 모터의 정단면도,

도 3은 종래 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조를 보인 조립 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 모터의 횡단면도,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 모터의 정단면도,

도 6은 도 6의 A부분확대 단면도,

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복동식 모터의 외측 고정자의 조립 구조를 보인 부분 절개 사시도,

도 8은 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 모터의 외측 고정자 조립 구조를 보인 부분확대 단면도,

도 9는 본 발명의 변형예에 따른 왕복동식 모터의 외측 고정자 조립 구조를 보인 부분 절개 사시도,

*도면의 주요부분에 대한 설명*

S : 고정자 10: 아우터 코어

20: 이너 코어 11: 단위 적층체

30: 코일 40: 가동자

41: 영구자석 50: 보빈

60, 70: 오버 몰딩

Claims (4)

1. 권선 코일이 내부에 권선된 보빈의 원주를 따라 일정 형상을 갖는 복수개의 라미네이션 시트를 소정의 곡율을 갖도록 적층 형성한 각 단위 적층체가 방사상 결합되는 왕복동식 모터의 고정자 구조에 있어서,

   상기 단위 적층체는 상기 보빈의 원주상에 오버 몰딩되어 고정됨을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 오버 몰딩은 보빈과 동을 폭으로 각 단위 적층체의 외측면을 따라 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 오버 몰딩은 각 단위 적층체의 양측면과 이에 접하는 외주면의 양측단일부에 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.
4. 제 1항 내지 제 3항에 있어서,

   상기 오버 몰딩은 절연성을 갖는 몰딩제로 형성됨을 특징으로 하는 왕복동식 모터의 고정자 조립 구조.