KR102568092B1 - 무철심 리니어 모터용 보조부품 및 무철심 리니어 모터 - Google Patents

Abstract

리니어 모터(100)의 기본부품(20)을 위한 자로를 형성하고, 스페이서(11); 및 상기 스페이서(11)에 고정되도록 되고, 서로 대향되게 배치되면서 상기 자로에 대해 직각으로 연장하여 다리를 형성하는 2개의 요크 플레이트(12)를 포함하며, 상기 2개의 요크 플레이트(12)는 각각의 내측면에 복수의 영구자석(13)을 수용하도록 되고, 각각의 외측면에는 상기 자로의 방향으로 판 두께가 주기적으로 변경됨으로써 형성된 보강구조(121)를 구비하는 보조부품(10)이 제공된다. 상기 스페이서(11)는 사용시 상기 보조부품을 고정하도록 된 복수의 조립위치부(111)를 포함하고, 상기 보강구조(121)의 최소 국부 영역(1212)이 상기 자로의 방향을 따라 상기 조립위치부(111)와 중첩된다.

Description

무철심 리니어 모터용 보조부품 및 무철심 리니어 모터 {Secondary section for ironless linear motor and ironless linear motor}

본 발명은 리니어 모터용 보조부품의 실시예에 관한 것으로, 특히 무철심(ironless) 리니어 모터용 보조부품의 실시예 및 무철심 리니어 모터의 실시예에 관한 것이다.

무철심 리니어 모터(특히, 코어리스(coreless) 리니어 모터를 의미함)의 예들로 미국 공개특허공보 US 2006/0175907 A1, 미국 특허공보 US 4,749,921 및 유럽 공개특허공보 EP 2 884 638 A1이 공지되어 있다. 그 밖에, 유럽 특허출원 EP 17178938.1이 무철심 리니어 모터의 특징, 특히 무철심 리니어 모터용 기본부품의 특징을 기술하고 있다.

리니어 모터는 예를 들어 공작 기계의 기계 부품과 같은 대상을 고도로 정확하면서 경우에 따라 신속하게 위치 정렬하는 데에 사용된다. 이때, 리니어 모터의 기본부품은 이동시킬 기계 부품 및 그 밖의 대상과 적절한 계면에 의해 직접적으로 연결된다. 다시 말하면, 종래의 회전 모터와 달리, 통상 리니어 모터와 작업 대상 사이에는 연결되는 기어 구동이 필요 없게 된다.

특히 정확한 위치 정렬을 요구하는 분야의 경우에는, 기본부품에 구비되는 적어도 하나의 코일에 철심 코어와 같은 코어가 배치되지 않는 이른바 무철심 리니어 모터라고 불리는 장치가 적합하다. 이를 통하여 코깅력(cogging force)의 방해를 차단할 수 있다. 그러나 리니어 모터의 기본부품에 코어 없이 충분한 크기의 에너지를 공급하기 위해서는 이에 상응하는 크기의 큰 코일 전류가 요구된다. 코일들은 예를 들어 미리 형성된 개별 코일들의 형태로 구비될 수 있다. 즉, 코일들의 형성에 사용되고 예를 들어 하나의 절연층을 구비한 와이어는, 코어에 직접적으로 감기지 않고, 예를 들어 코어 없이 권취된 후 전기모터를 형성하도록 설치된다. 이때, 코어가 없는 개별 코일이 전기모터에 내장된 철심 코어로 옮겨지는 작업이 수행될 수 있다. 그러나 개별 코일은 코어가 없는 전기모터에서 이른바 "에어 코일"로 작동하도록 구성될 수도 있다.

특히, 리니어 모터가 예를 들어 공작 기계의 기계 부품과 같은 대상을 고도로 정확하면서 경우에 따라서는 신속하게 위치 정렬하기 위해 사용되는 경우, 무게가 적은 것이 바람직하다. 이는 전술한 코어 없이 구비되는 기본부품에만 해당되는 과제가 아니다.

리니어 모터의 보조부품도 예를 들어 자체적인 무게가 최적화되어야 한다. 이것은 예컨대 보조부품 및 기본부품, 즉 모터 전체가 예를 들어 X-Y-구동의 구현을 위해 다른 모터의 기본부품에 결합될 때 특히 더 그러하다.

동시에 보조부품은 안정성 요건도 만족시켜야 한다.

이러한 측면에서, 영구자석이 장착되고 기본부품의 자로(magnetic path)를 형성하는 요크 플레이트(yoke plate)가 영구자석의 자기장으로 인해 지속적으로 힘에 노출될 경우에 자로의 뒤틀림 및 그에 따른 변형이 야기될 수 있는 문제가 발생한다.

보조부품의 심각한 뒤틀림 및 변형은 기본부품이 보조부품과 접촉하여 매우 민감한 자석에 손상을 입히는 문제를 발생시킬 수 있다. 이러한 접촉 또는 손상은 반드시 방지되어야 한다.

하나의 방안으로는 에어 갭을 증가시키는 것(변형시 공차를 더 크게 함)이지만, 이는 성능 손실이 수반되게 하는 것이다. 이로써 오히려 보조부품이 강화되어야 한다.

이러한 측면에서, 예를 들어 미국 특허공보 US 7,989,993 B1 및 미국 공개특허공보 US 2007/0052303 A1에는 요크 플레이트의 외측면에 상기한 뒤틀림의 발생을 방지할 수 있는 보강구조를 마련한 것이 공지되어 있다.

본 발명의 목적은 이러한 보강구조의 배치 및 형성을 바람직한 방식으로 보조부품의 다른 구성요소에 맞춰질 수 있는 기술적 원리를 제안하는 것이다.

이를 기초로, 본 발명에서는 독립 청구항 제1항에 따른 리니어 모터를 위한 보조부품이 제시된다. 일부 실시예들의 특징은 종속 청구항들에 제시된다. 별도로 명시되지 않는 한, 종속 청구항들의 특징은 상호 조합하여 다른 실시예를 형성할 수 있다.

제1 양상에 따르면, 보조부품은 리니어 모터의 기본부품을 위한 자로를 형성한다. 보조부품은 스페이서(spacer); 및 이 스페이서에 고정되도록 되고, 서로 대향되게 배치되면서 자로에 대해 직각으로 연장하여 다리는 형성하는 2개의 요크 플레이트를 포함한다. 2개의 요크 플레이트는 각각의 내측면에 복수의 영구자석을 수용하도록 형성된다. 2개의 요크 플레이트 각각의 외측면에는 자로의 방향으로 판 두께가 주기적으로 변동딤으로써 형성되는 보강구조가 구비된다. 스페이서는 사용시 보조부품을 고정하도록 형성된 복수의 조립위치부를 포함하고, 보강구조의 최소 국부 영역이 자로의 방향을 따라 조립위치부와 중첩된다.

제2 양상은, 제1 양상에 따른 보조부품을 포함하는 무철심 리니어 모터에 관한 것이다.

이하에서는 상기한 양상 모두에 대해 설명된다.

리니어 모터는 예를 들어 무철심(즉 코어리스) 리니어 모터로서, 기본부품의 코일이 코어 없이 설치된다.

보조부품은 예를 들어 U자형 단면을 가진 일종의 베이스 프로파일 구조를 이루며, 베이스 프로파일 구조는 실질적으로 스페이서, 2개의 요크 플레이트, 및 영구자석에 의해 형성된다. 물론, 패스너 및 이와 유사한 부재 등과 같은 추가의 구성요소들 또한 마찬가지로 베이스 프로파일 구조의 요소가 될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 보조부품의 길이방향으로 나란히 배열된 복수의 스페이서 및 이에 상응하는 복수의 요크 플레이트가 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 스페이서는 자로를 따라 기본부품을 안내하도록 형성된다.

예를 들어, 기본부품의 일부를 수용하는 스페이서의 홈 형태의 리세스(recess)는 자로의 기초로 형성된다. 요크 플레이트들은 예를 들어 U자형 단면의 2개의 다리를 형성한다. 요크 플레이트는 스페이서에 고정되고 스페이서로부터 높이방향으로, 즉 홈 형태의 리세스의 길이방향 신장부에 직각으로, 다시 말하면 자로의 방향에 직각으로 연장한다.

요크 플레이트는 예컨대 철로 만들어진다. 요크 플레이트들은 각각 내측면에 영구자석들을 수용하도록 형성된다. 영구자석들은 보조부품의 길이방향으로 극성이 교번되게("N-S-N-S-N-S...") 배열되는데, 이 배열은 보조부품의 타측, 즉 대향되게 배치된 요크 플레이트에서의 배열("S-N-S-N-S-N...")과 상보관계를 이루게 됨으로써, N극과 S극이 항상 대향하여 배치된다. 영구자석은 예를 들어 자기 플레이트(magnetic plate)로 형성되며, 예를 들어 1 내지 3mm의 좁은 간격으로 상호 이격되게 배치된다. 보조부품의 길이방향 신장부에 따른 자기 플레이트의 폭은 예를 들어 약 1cm 이상이다.

예를 들어, 스페이서 또한 철로 만들어진다.

철의 대안으로서, 스페이서 및 요크 플레이트를 형성하기 위해 자기 투과율이 높은 다른 물질들이 고려될 수 있다.

요크 플레이트가 영구자석들과 결합되고 스페이서에 고정될 때, 영구자석들은 예를 들어 홈 형태의 리세스를 형성하는 스페이서의 다리와 정렬된다.

예를 들어 기계 부품에 고정하기 위해 사용할 때, 보조부품의 고정을 위해 스페이서는 예를 들어 장착 리세스의 형태로 제공되는 복수의 조립위치부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조립위치부들은 각각 나사산을 구비하는 구멍(bore)의 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 보조부품은 장착 리세스에 결합되는 나사에 의해 기계 부품에 고정된다. 일 실시예에서, 요크 플레이트는 사용시 보조부품의 고정에 의해 영향을 받지 않도록 구성된다. 예를 들어 고정하는데 사용되는 나사는 스페이서에만 접촉할 뿐, 요크 플레이트에는 접촉하지 않는다.

요크 플레이트의 외측면에는 각각 보강구조가 장착된다. 보강구조는 예를 들어 밀링 공정 또는 이와 유사한 공정에 투입되는 각 요크 플레이트에 모놀리식(monolithic)으로 통합되거나, 보강구조가 예를 들어 접합이나 다른 방식의 고정을 통해 별개의 요소로서 요크 플레이트에 장착될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 상대적으로 두꺼운 플레이트의 밀링 또는 이와 유사한 공정에 의해 보강구조가 형성될 수 있으며, 그 두께가 국부적으로 테이퍼질 수 있다. 다른 실시예에서는 최초의 얇은 플레이트에 개별적으로 제조된 보강구조가 장착될 수 있다.

전술한 두 실시예 중 어느 것에 따르든, 자로의 방향을 따라 판 두께를 주기적으로 변경하여 형성된 보강구조는, 자로의 방향을 따른 보강구조의 최소 국부 영역이 자로의 방향을 따라 스페이서의 조립위치부와 중첩되도록 배치된다. 자로는 예를 들어 보조부품의 길이방향 신장부에 평행하게 연장한다.

따라서, 조립위치부들은 보조부품의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 스페이서에 구비된다. 조립위치부들은 길이방향 또는 자로의 방향에서 보강구조의 최소 국부 영역들과 중첩된다.

일 실시예에서, 2개의 요크 플레이트 중 하나의 보강구조의 각 최소 국부 영역에는 정확하게 하나의 조립위치부가 할당된다. 2개의 요크 플레이트의 보강구조들은 예를 들어 상호 어긋남 없이 배치될 수 있는데, 조립위치부들이 연속적인 리세스로 형성되는 경우에, 각 조립위치부에 2개의 최소 국부 영역이 할당될 수 있다.

보강구조로 인해 각 요크 플레이트의 길이방향 두께는 일정하지 않다. 예를 들어 두께는 길이방향으로 작은 치수에서 큰 치수로 일정하게 변화할 수 있으며, 두께차는 2 내지 4mm의 범위로 될 수 있다. 예를 들어 요크 플레이트의 하부 영역에서 요크 플레이트의 기본 두께는 예컨대 약 6mm이다. 이 치수는 보강구조의 주기마다 예를 들어 한번은 작은 치수에서 큰 치수로, 다른 한번은 큰 치수에서 작은 치수로 변화될 수 있다.

일 실시예에서, 보강구조는 요크 플레이트의 높이가 증가할수록 주기 당 요크 플레이트의 두께가 더 두꺼운 거리가 감소하도록 형성된다. 반대로 표현하면, 이 실시예에서 보강구조는 그 최저 레벨에서 주기 당 요크 플레이트의 두께가 얇은 거리가 최소가 되도록 형성된다. 보강구조의 형태에 따라 (곧 이 목적을 위해) 이 거리는 거의 점 모양이 될 수도 있다.

요크 플레이트의 두께가 보강구조의 주기 당 작은 치수를 가진 거리가 최소인 지점에, 본 명세서의 표현에 따른 보강구조의 최소 국부 영역이 위치한다. 이들 지점에서 보강구조에 의한 요크 플레이트의 강화 작용(전술한 뒤틀림 방지와 관련하여)은 최소로 발휘된다.

요크 플레이트의 두께가 보강구조의 주기 당 큰 치수를 가진 거리가 최소인 지점에, 본 명세서의 표현에 따른 보강구조의 최대 국부 영역이 위치한다. 이들 지점에서 보강구조에 의한 요크 플레이트의 강화 작용(전술한 뒤틀림 방지와 관련하여)은 최대로 발휘된다.

보조부품의 일 실시예에서, 2개의 요크 플레이트는 길이방향의 양 단부에서 보강구조의 각 최대 국부 영역으로 종결된다.

예를 들어, 2개의 자기 주기(magnetic period)가 보조부품의 길이방향으로 보강구조의 각 주기마다 제공된다. 각 자기 주기는 전술한 바와 같이 극성이 교번되게 상호 나란히 그리고 반대 극성이 교대로 상호 대향되게 배치되는, 2개의 요크 플레이트 각각에 있는 2개의 영구자석을 통해 형성된다. 보강구조의 한 주기는 영구자석들의 폭, 즉 상호 나란히 배열된 4개의 영구자석의 폭에 대략 상응하게 된다. 이 경우, 최대 국부 영역은 그 옆에서 길이방향을 따라 그리고 길이방향의 반대로 각각 2개의 영구자석이 위치하도록 배치될 수 있다.

보강구조의 각 주기는 하나의 보강부재를 포함할 수 있으며, 보강부재의 폭은 (각 요크 플레이트에 의해 형성된) 각 다리의 높이를 따라 예를 들어 적어도 50%로 또는 선형적으로 감소한다. 보강구조의 보강부재들은 이음매 없이 합쳐질 수 있다. 이로써, 상기한 최소 국부 영역 및 최대 국부 영역, 즉 두께가 더 큰 치수 또는 더 작은 치수를 갖는 영역의 최소 부분 및 최대 부분이 형성된다.

또한, 보조부품의 일 실시예에서, 각 보강부재가 적어도 상부 영역에서 각 다리의 높이에 따라 감소하는 두께를 갖는다. 따라서, 보강부재들은 각각 경사면을 구비할 수 있다. 이렇게 하여, 보조부품의 무게가 더 감소될 수 있다. 예를 들어, 경사면은 각 보강부재의 전체 높이의 적어도 10%를 따라 연장한다.

일 실시예에서, 보강구조의 보강부재들은 각각 사다리꼴 또는 삼각형 형상을 가지며, 이는 도면들에 도시된 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명될 것이다. 최소 국부 영역, 즉 요크 플레이트의 두께가 더 작은 치수를 갖는 최소 영역은 예를 들어 이웃하는 2개의 보강부재 사이의 전이부에 의해 형성될 수 있는데, 이 전이부는 "이음매 없이(seamless)" 될 수 있다.

다른 실시예에서, 요크 플레이트는 스페이서에 대한 고정을 위해 형성된 장착 수용부를 포함한다. 이를 위해, 예를 들어 패스너가 요크 플레이트의 장착 수용부를 통과하고 안내되어 스페이서에 고정될 수 있다. 자로의 방향에서, 장착 수용부는 보강구조의 최대 국부 영역과 중첩하는데, 즉 요크 플레이트의 두께가 작은 치수를 가진 거리가 최소가 되는 영역(마찬가지로 거의 점 모양으로 형성되는)과 중첩될 수 있다. 이렇게 하여, 안정성이 더욱 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 범위 내에는, 요크 플레이트가 조립위치부에 결합하는 패스너에 의해 접촉되지 않도록 형성되는 것도 가능하다. 이를 위해, 요크 플레이트는 예를 들어 스페이서의 조립위치부를 노출시키는 절개부를 포함할 수 있다.

따라서, 요크 플레이트가 스페이서에 고정되는 위치는 보강구조의 최대 국부 영역과 중첩되고, 사용시 보조부품이 스페이서를 매개로 예컨대 기계 부품에 고정되는 위치는 보강구조의 최소 국부 영역과 중첩될 수 있다.

또한, 스페이서는 추가적인 무게 감소를 위해 복수의 비결합 오목부를 포함할 수 있다.

제2 양상에 따른 무철심 리니어 모터는, 예를 들어 독일 공개특허공보 DE 10 2015 222 265 A1 및 유럽 공개특허공보 EP 2 884 638 A1에 기술된 바와 같이 그 전기 기계적 기능과 관련하여 구성된다.

본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은 이하에 도면을 참조하여 기술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다.

도 1a 및 도 1a는 각각 하나 이상의 실시예에 따른 보조부품을 예시적이고 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 하나 이상의 실시예에 따른 보조부품을 예시적이고 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 하나 이상의 실시예에 따른 요크 플레이트를 예시적이고 개략적으로 도시한 평면도, 사시도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 하나 이상의 실시예에 따른 보조부품을 예시적이고 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 5는 하나 이상의 실시예에 따른 스페이서를 예시적이고 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 하나 이상의 실시예에 따른 리니어 모터를 예시적이고 개략적으로 도시한 사시도이다.

도 1a 및 도 1b는 각각 보조부품(10)의 개략적이고 예시적인 사시도이다. 보조부품(10)은 리니어 모터의 기본부품을 위한 자로를 형성한다. 하나의 예시적인 기본부품이 도 6에 개략적으로 도시되어 있고, 참조번호 20으로 표시되어 있다. 자로는 도 6에 도시된 이중 화살표가 가리키는 방향을 따라, 즉 보조부품(10)의 길이방향으로 연장한다.

리니어 모터(100)는 예를 들어 무철심 리니어 모터로 형성될 수 있는데, 기본부품(20)의 코일은 코어를 구비하지 않는다. 이 기본부품(20)은 유럽 특허출원 EP 17178938.1에 기술된 방식으로 형성될 수 있다. 기본부품(20)의 코일은 전원(21)을 통해 전류가 인가된다. 케이블 와이어(22)에 의해, 예를 들어 기본부품(20)의 코일들 중 하나의 온도 등과 같은 하나 이상의 측정 신호가 판독될 수 있다.

리니어 모터(100)의 보조부품(10)은 예를 들어 도 1a 내지 도 5에 도시된 실시예 중 하나에 따라 형성된다.

이에 따라 보조부품(10)은 스페이서(11)를 포함한다. 일 실시예에서, 스페이서(11)는 자로를 따라 기본부품(20)을 안내하도록 형성된다.

예를 들어, 스페이서(11)는 도 6에 도시된 바와 같이 기본부품(20)이 부분적으로 수용되는 홈 형태의 리세스(115)를 구비한다.

또한, 스페이서(11)는 사용시 보조부품의 고정을 위해 형성된 복수의 조립위치부(111)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 4a 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 조립위치부(111)들에 의해 보조부품(10)은 예를 들어 기계 부품에 고정될 수 있다. 조립위치부(111)들은 예를 들어 고정나사(미도시)가 결합하는 나사구멍으로 형성될 수 있다.

보조부품(10)의 양 측면(101, 102)에는 적어도 하나의 요크 플레이트(12)가 구비된다. 요크 플레이트(12)는 자로에 대해 직각으로 상호 대향되게 배치되어 연장함으로써 다리를 형성한다. 이렇게 하여, U자형 단면을 가진 베이스 프로파일이 형성된다.

예를 들어, 요크 플레이트(12)는 스페이서(11)와의 고정을 목적으로 한 패스너(19)들을 수용하기 위해 형성된 장착 수용부(123)들을 포함한다. 패스너(19)들은 예를 들어 장착 수용부(123)들을 통과하고 안내되어 스페이서(11)의 나사산부(112)에 맞물리는 나사로 형성될 수 있다.

이 경우에, 요크 플레이트(12)는 스페이서(11)의 조립위치부(111)에 결합하는 고정부재에 의해 접촉되지 않도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 요크 플레이트(12)는 예를 들어 스페이서(11)의 조립위치부(111)를 노출시키는 절개부(122)를 구비한다. 조립위치부(111)들 및 이들 조립위치부에 맞물리는 고정부재들은 보조부품(10)의 안정성에 반드시 기여하는 것은 아니다. 따라서, 보조부품(10)은 사용시 이를 위해 필요한 고정부재가 요크 플레이트(12)와 접촉하지 않고서 스페이서의 조립위치부(111)에 결합되도록 형성될 수 있다. 절개부(122)는 무게 감소에 기여한다.

양측 요크 플레이트(12)는 내측면에 복수의 영구자석(13)을 포함한다. 영구자석(13)들은 보조부품(10)의 길이방향으로 극성이 교번되게("N-S-N-S-N-S...") 배열되는데, 이 배열은 보조부품의 타측, 즉 대향되게 배치된 요크 플레이트에서의 배열("S-N-S-N-S-N...")과 상보관계를 이루게 됨으로써, N극과 S극이 항상 대향하여 배치된다. 영구자석(13)들은 예를 들어 자기 플레이트로 형성되며, 예를 들어 1 내지 3mm의 좁은 간격으로 상호 이격되게 배치된다.

도 4b의 단면도에 개략적으로 도시된 바와 같이, 영구자석(13)들은 기본부품(20)의 안내를 위한 홈 형태의 리세스(115)를 형성하는 스페이서(11)의 다리와 나란히 배열된다.

2개의 요크 플레이트(12)의 외측면에는 각각 보강구조(121)가 구비된다. 보강구조(121)는 자력에 기인한 뒤틀림 또는 변형을 방지하는 기능을 한다.

보강구조(121)는 각 측면에서 자로의 방향(즉, 보조부품(10)의 길이방향)으로의 판 두께의 주기적인 변동에 의해 형성된다. 보강구조(121)는 보조부품(10)의 양 측면(101, 102)에 서로 동일하게 형성될 수 있고 서로에 대해 정렬될 수 있는데, 즉 길이방향으로 서로에 대해 벗어남 없이 형성될 수 있다. 이하에서는 "보강구조(121)"라 칭하지만, 이는 보조부품의 양 측면(101, 102)에 구비된 보강구조(121)들을 의미하는 것이다.

보강구조(121)는 복수의 최대 국부 영역(1211)과 최소 국부 영역(1212)을 포함한다. 요크 플레이트(12)의 두께가 보강구조(121)의 주기 당 작은 치수를 갖도록 하는 거리가 최소가 되는 지점에, 본 명세서의 표현에 따른 보강구조(121)의 최소 국부 영역(1212)이 위치한다. 이 위치에서 보강구조(121)에 의한 요크 플레이트의 강화 작용(전술한 뒤틀림 방지와 관련하여)은 최소로 발휘된다.

요크 플레이트(12)의 두께가 보강구조(121)의 주기 당 큰 치수를 갖도록 하는 거리가 최소가 되는 지점에, 본 명세서의 표현에 따른 보강구조(121)의 최대 국부 영역(1211)이 위치한다. 이 위치에서 보강구조(121)에 의한 요크 플레이트의 강화 작용은 최대로 발휘된다.

도 1a 내지 도 5에 도시된 실시예들에서, 4개의 최대 국부 영역(1211) 및 이들 사이에 위치하는 3개의 최소 국부 영역(1212)이 구비된다.

도시된 실시예들에서, 보강구조(121)는 상호 인접한 복수의 보강부재(1215)에 의해 형성된다. 보강구조(121)의 각 주기마다 하나의 보강부재(1215)가 구비된다. 각 보강부재(1215)의 폭은 각 다리의 높이를 따라 감소하며, 예를 들어 적어도 50%만큼 감소할 수 있다. 삼각형인 보강부재의 경우에, 폭의 감소는 약 100%로 될 수 있다. 보강부재의 치수는 예를 들어 높이에 따른 폭의 감소가 선형적으로 이루어지도록 정해질 수 있다. 폭의 감소를 통해 최소 국부 영역(1212)들(즉, 2개의 보강부재(1215)가 상호 인접하는 지점)과 최대 국부 영역(1211)들이 형성될 수 있으며, 이들 영역은 예를 들어 각 주기의 중간에 위치될 수 있다.

보강구조(121)의 각 주기마다 보조부품(10)의 길이방향으로 예를 들어 정확히 2개의 자기 주기가 제공된다. 이 실시예에서, 각 보강부재(1215)의 폭은 길이방향으로 병치된 4개의 영구자석(13)의 폭에 상응한다.

일례로 주어진 치수에 따르면, 자기 주기는 예를 들어 수 센티미터의 길이, 예컨대 32mm의 길이를 갖는다. 예를 들어, 영구자석(13)들은 약 14mm의 폭을 갖고서 16mm의 피치로 배열되는데, 즉 개별적인 영구자석(13)들 사이의 간격("틈")은 2mm가 된다. 따라서, 자기 주기는 이 경우에 32mm의 길이를 갖는다.

각 보강부재(1215)는 도시된 실시예들에서 사다리꼴로 형성된다. 다른 실시예에서 보강부재(1215)는 삼각형 형상으로 형성된다. 사인 곡선 등과 같은 다른 형상들도 고려될 수 있다. 하지만, 제조 기술적인 측면에서는, 도면들에 도시된 바와 같이 직선 형상의 보강부재(1215)가 바람직할 수 있다.

보강구조(121)는 예를 들어 요크 플레이트(12)에 밀링된다. 다른 실시예에서, 보강구조(121)는 별도로 제조되어 요크 플레이트(12)에 부착된다.

또한, 한편으로 보강구조(121)와 조립위치부(111)들 사이에, 그리고 다른 한편으로 보강구조(121)와 장착 수용부(123)들 사이에 임의의 정렬이 제안된다.

예를 들어, 보강구조(121)의 각 주기마다 정확하게 하나의 조립위치부(111)와 정확하게 하나의 장착 수용부(123)가 구비된다.

보강구조(121)는, 최소 국부 영역(1212)이 자로의 방향을 따라 조립위치부(111)에 중첩되도록 요크 플레이트(12)에 배치된다. 따라서, 각 조립위치부(111)는 각 요크 플레이트(12)의 보강구조(121) 중 정확하게 하나의 최소 국부 영역(1212)에 할당된다. 또한, 조립위치부(111)는 연속적인 리세스, 예를 들어 연속적인 나사구멍으로 형성되어, 각 조립위치부(111)는 요크 플레이트(12)들의 양측 보강구조(121)의 2개의 상호 대향되게 배치된 최소 국부 영역(1212)에 할당될 수 있다.

또한, 도시된 실시예들에서 보강구조(121)는, 요크 플레이트(12)가 그 길이방향의 양 단부에서 각각 최대 국부 영역(1211)에 의해 종결되도록 배치될 수 있다. 따라서, 단부에 인접한 양측 조립위치부(111)는, 이웃한 2개의 최소 국부 영역(1212)과 같이, 정확하게 단부로부터 보강구조(121)의 절반 주기의 거리만큼 이격된다.

조립위치부(111)들이 보강구조(121)의 전체 주기에 상응한 그리드에 배치되는 경우에, 사용시 보조부품(10)을 정확히 이 그리드 크기에 상응하게 조립할 수 있는 추가적인 장점이 있다. 특히, 기본부품(20)을 위한 보다 긴 자로를 형성하기 위해 많은 수의 보조부품을 연속으로 배열하는 경우에 이러한 장점이 유리하게 작용할 수 있다. 연속으로 배열된 보조부품(10)은 예를 들어 일직선을 따라 "이음매 없이(seamlessly)" 함께 결합되어, 사용시 연속으로 배열된 보조부품(10)의 조립위치부(111)들을 위한 모든 결합위치(즉, 대응부)가 상기한 그리드 크기 내(그리고 특히 연속으로 배열된 보조부품(10)들 사이의 전이부의 위치에 관계 없이)에 구비될 수 있다.

또한, 도시된 실시예들에서 보강구조(121)는, 최대 국부 영역(1211)이 길이방향으로 장착 수용부(123)와 중첩되도록 배치될 수 있다. 전술된 바와 같이, 장착 수용부(123)를 통해 요크 플레이트(12)가 스페이서(11)에 고정되는 것이 이루어진다. 일측의 최대 국부 영역(1211)과 타측의 장착 수용부(123) 사이의 중첩은, 요크 플레이트(12)의 최대 강성이 존재하는 위치에서 요크 플레이트(12)들이 스페이서(11)에 고정되는 장점을 갖게 한다. 일 실시예에서, 보조부품(10)의 양 단부에는 일측의 최대 국부 영역(1211)과 타측의 장착 수용부(123) 사이의 각 중첩이 형성되지 않거나 부분적으로만 형성될 수 있는데, 2개(또는 4개)의 장착 수용부(123)는 예를 들어 공간 기하학적 요건에 따라 보조부품(10)의 중앙을 향하여 다소 벗어나 위치할 수 있다.

보조부품(10)의 다른 선택적 특징들은 나머지 도면들을 참조로 하여 설명될 수 있다. 일 실시예에서, 도 2 및 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 스페이서(11)는 추가적인 무게 감소를 위해 예를 들어 복수의 연속적인 원통형 오목부(113)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연속적인 오목부(113)에는 맞물리는 패스너 또는 유사한 부재가 없으나, 이에 한정되지 않고 변경 가능하다. 연속적인 오목부(113)의 개수 및 각각의 직경은, 연속적인 오목부(113)를 통한 무게 감소가 보조부품(10)의 안정성을 손상시키지 않는 범위 내에서 선택될 수 있다.

예를 들어, 도 3b, 도 3c, 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서 각 보강부재(1215)는 적어도 상부 영역에서 각 다리의 높이를 따라 두께가 감소한다. 이렇게 하여, 추가적인 무게 감소가 달성된다. 각 두께의 감소는 보강부재(1215)의 상부 영역, 예를 들어 보강부재(1215)의 위쪽 1/3에 위치하는 라인(1216)에 구비된 경사면을 통해 실현된다. 경사면은 보강부재(1215)의 끝까지 연장되며, 예를 들어 도 3c 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 끝에서 두께는 요크 플레이트(12)의 기본 판 두께에 점진적으로 수렴하게 된다.

또한, 일 실시예에서, 요크 플레이트(12)는 예를 들어 추가적인 원통형 구멍(129)을 포함할 수 있는데, 이 구멍은 조립 과정에서 보조부품(10)의 양 측면(101, 102)을 스페이서(11)에 정렬시키는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, (도면에 도시되지 않은) 위치정렬핀이 구멍(129)을 통해 안내되어, 요크 플레이트가 구성요소들(19, 123)에 의해 고정될 때까지 유지될 수 있다. 그 후에, 위치정렬핀은 선택적으로 구멍(129)에서 제거되거나 그 안에 유지될 수 있다.

Claims (15)

1. 리니어 모터(100)의 기본부품(20)을 위한 자로(magnetic path)를 형성하고,
   스페이서(11); 및
   상기 스페이서(11)에 고정되도록 되고, 서로 대향되게 배치되면서 상기 자로에 대해 직각으로 연장하여 다리를 형성하는 2개의 요크 플레이트(12)
   를 포함하며,
   상기 2개의 요크 플레이트(12)는,
   각각의 내측면에 복수의 영구자석(13)을 수용하도록 되고,
   각각의 외측면에는 상기 자로의 방향으로 판 두께가 주기적으로 변동됨으로써 형성된 보강구조(121)를 구비하는, 보조부품(10)으로서,
   상기 스페이서(11)는 사용시 상기 보조부품을 고정하도록 된 복수의 조립위치부(111)를 포함하고,
   상기 보강구조(121)의 최소 국부 영역(1212)이 상기 자로의 방향을 따라 상기 조립위치부(111)와 중첩되고,
   상기 보강구조(121)의 각 주기는 각 다리의 높이를 따라 폭이 감소하는 보강부재(1215)를 포함하고, 각 보강부재(1215)는 적어도 상부 영역에서 각 다리의 높이를 따라 감소하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 요크 플레이트(12)는 각각 길이방향의 양 단부에서 상기 보강구조의 각 최대 국부 영역(1211)에 의해 종결되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 보조부품(10)의 길이방향으로 상기 보강구조(121)의 각 주기마다 2개의 자기 주기(magnetic period)가 포함되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
4. 제3항에 있어서,
   하나의 자기 주기는 상기 2개의 요크 플레이트(12) 각각에 있는 2개의 영구자석(13)에 의해 형성되고, 상기 영구자석은 극성이 교번되도록 상호 나란히 배치되며 극성이 교번되도록 상호 대향되게 배치되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 폭은 적어도 50%로 감소하거나, 상기 폭은 선형적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   각각의 두께가 감소하는 부분은 상기 각 보강부재(1215)의 전체 높이의 적어도 10%를 따라 연장하는 경사면에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
9. 제1항에 있어서,
   각 보강부재(1215)는 사다리꼴 또는 삼각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 보강구조(121)의 최소 국부 영역은 인접한 2개의 보강부재(1215) 사이의 전이부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 요크 플레이트(12)는, 상기 스페이서(11)에 대한 고정을 위해 패스너(19)를 수용하도록 형성된 장착 수용부(123)를 포함하며,
    상기 보강구조(121)의 최대 국부 영역(1211)은 상기 자로의 방향으로 상기 장착 수용부(123)와 중첩되는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 요크 플레이트(12)는 상기 조립위치부(111)에 결합하는 고정부재와 접촉되지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 요크 플레이트(12)는 상기 스페이서(11)의 상기 조립위치부(111)를 노출시키는 절개부(122)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
    
14. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서(11)는 무게 감소를 위해 복수의 비결합 오목부(113)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조부품(10).
    
15. 제1항 내지 제4항, 제6항 및 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 보조부품(10)을 포함하는 무철심 리니어 모터(100).