KR20020020497A - 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기 - Google Patents

공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기에 관한 것으로, 다수의 영구자석(112)이 내측벽에 조립되는 "U"자형 프레임(111)과, "U"자형 프레임(111)의 외측벽과 소정의 간격이 유지되도록 중심프레임(113a)의 양측면에서 연장되어 형성된 연장프레임(113b)이 "U"자형 프레임(111)을 감싸도록 조립됨과 아울러 중심프레임(113a)의 양단에 공기를 주입하기 위한 공기주입구(115)가 형성된 역"U"자형 프레임(113)과, 역"U"자형 프레임(113)의 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 "U"자형 프레임(111)의 내측에 조립된 다수의 영구자석(112)과 소정 간격이 유지되도록 조립되는 전기자코일부(114)로 구성하여, 구조를 단순화할 수 있고 선형전동기의 직선운동시 대칭구조를 가질 수 있으며 공기베어링장치와 선형전동기의 설치시 발생되는 높이의 단차를 제거할 수 있도록 함에 있다.

Description

공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기{Linear Motor Having Air Bearing integrally}
본 발명은 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기에 관한 것으로, 특히 별도로 구성되는 선형전동기의 직선운동 안내를 위한 공기베어링장치와 선형전동기를 일체로 구성한 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기에 관한 것이다.
선형전동기는 고정자와 가동자로 구성된다. 고정자와 가동자로 구성된 선형전동기에서 직접적으로 직선운동을 실시하기 위해 고정자에서 가동자가 항상 일정한 간격을 유지시켜 주어야 하며, 정밀 직선운동 안내를 위해 공기베어링장치가 사용된다.
공기베어링장치가 구비된 종래의 선형전동기의 구성 및 작용을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 선형전동기와 공기베어링장치의 구성을 나타낸 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 선형전동기(10)와 공기베어링장치(20)가 프레임(30)의 저면에 소정 간격으로 분리되어 조립된다. 선형전동기(10)는 고정자(11)(12)와 가동자(13)(14)로 구성되며, 공기베어링장치(20)는 역"U"자형 프레임(21)과 가이드블럭(22)으로 구성된다.
선형전동기(10)의 고정자(11)(12)는 "U"자형 프레임(11)과 영구자석(12)으로 구성되며, 영구자석(12)은 "U"자형 프레임(11)의 내측벽에 소정 간격으로 조립된다. "U"자형 프레임(11)과 영구자석(12)으로 구성된 고정자(11)(12)의 내측에 조립되는 가동자(13)(14)는 "-"자형 프레임(3)과 전기자코일(14)로 구성되며, 전기자코일(14)은 "-"자형 프레임(3)의 저면에 조립된다. "U"자형 프레임(11)의 내측벽에 소정 간격으로 조립된 영구자석(12)과 전기자코일(14)의 상호 작용에 의해 추력이 발생되면 고정자(11)(12)의 길이 방향으로 가동자(13)(14)가 직선운동을 실시하게 된다.
고정자(11)(12)의 길이 방향으로 가동자(13)(14)가 직선운동을 실시하는 경우에 고정자(11)(12)와 가동자(13)(14)의 간격을 일정하게 유지시켜 주거나 정지시 부드러운 정지를 위해 공기베어링장치(20)가 사용된다. 공기베어링장치(20)는 지면에 고정되게 설치되는 가이드블럭(22)을 감싸도록 역"U"자형 프레임(21)이 조립되도록 구성된다. 역"U"자형 프레임(21)과 가이드블럭(22)으로 구성된 공기베어링장치(20)와 선형전동기(10)는 프레임(30)의 저면에 조립된다.
선형전동기(10)는 "-"자형 프레임(3)이 프레임(30)의 저면에 조립되며, 공기베어링장치(20)는 역"U"자형 프레임(21)이 프레임(30)의 저면에 조립되어 공기베어링장치(20)에 의해 선형전동기(10)를 지지하도록 구성된다. 선형전동기(10)를 공기베어링장치(20)로 지지하기 위해 공기공급관(32)을 통해 프레임(30)과 역"U"자형 프레임(21)의 조립면이 관통되도록 형성된 공기관통구(31)를 통해 화살표방향으로 분사시키게 된다.
이상과 같이 종래의 선형전동기와 공기베어링장치는 선형전동기와 공기베어링장치를 연결시키기 위해 별도의 프레임을 설치함으로써 선형전동기의 추력 저하를 발생시키며, 선형전동기의 일측에 연결된 공기베어링장치에 의해 직선운동시 비대칭 구조를 갖음으로써 선형전동기의 강성 및 정밀도를 저하시키고 선형전동기와 공기베어링장치의 설치시 높이(h) 만큼의 차이가 발생됨으로 인해 설치가 불편한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 구조를 단순화하고, 선형전동기의 직선운동시 대칭구조를 가질 수 있도록 하며, 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로서 공기베어링장치와 선형전동기의 설치시 발생되는 높이의 단차를 제거할 수 있도록 함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 공기베어링장치에 사용되는 공기를 이용하여 선형전동기를 냉각시킬 수 있도록 함에 있다.
도 1은 종래의 선형전동기와 공기베어링장치의 구성을 나타낸 측단면도,
도 2는 본 발명에 의한 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기의 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기의 측단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
111: "U"자형 프레임 112: 영구자석
113: 역"U"자형 프레임 113a: 중심프레임
113b: 연장프레임 114: 전기자코일부
115: 공기주입구 121: 공기공급관
본 발명의 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기는 다수의 영구자석이 내측벽에 조립되는 "U"자형 프레임과 "U"자형 프레임의 외측벽과 소정의 간격이 유지되도록 중심프레임의 양측면에서 연장되어 형성된 연장프레임이 "U"자형 프레임을 감싸도록 조립됨과 아울러 중심프레임의 양단에 공기를 주입하기 위한 공기주입구가 형성된 역"U"자형 프레임 및 역"U"자형 프레임의 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 "U"자형 프레임의 내측에 조립된 영구자석과 소정 간격이 유지되도록 조립되는 전기자코일부로 구성됨을 특징으로 한다.
역"U"자형 프레임은 "U"자형 프레임의 길이방향으로 적어도 한 개 이상으로 구성되고, 역"U"자형 프레임의 중심프레임의 양단에 형성된 공기주입구에 외부로부터 공기를 공급받아 주입하기 위한 공기공급관이 구비되며, 역"U"자형 프레임의 중심프레임의 양단에 형성된 공기주입구으로부터 주입되는 공기는 전기자코일부와 "U"자형 프레임의 내측벽에 조립된 다수의 영구자석 사이로 공급됨을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기의 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 다수의 영구자석(112)이 내측벽에 조립되는 "U"자형 프레임(111)과, "U"자형 프레임(111)의 외측벽과 소정의 간격이 유지되도록 중심프레임(113a)의 양측면에서 연장되어 형성된 연장프레임(113b)이 "U"자형 프레임(111)을 감싸도록 조립됨과 아울러 중심프레임(113a)의 양단에 공기를 주입하기 위한 공기주입구(115)가 형성된 역"U"자형 프레임(113)과, 역"U"자형 프레임(113)의 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 "U"자형 프레임(111)의 내측에 조립된 다수의 영구자석(112)과 소정 간격이 유지되도록 조립되는 전기자코일부(114)로 구성된다.
본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 공기베링장치가 일체로 형성된 선형전동기는 크게 "U"자형 프레임(111), 역"U"자형 프레임(113) 및 전기자코일부(114)로 구성된다. "U"자형 프레임(111)의 내측벽에는 다수의 영구자석(112)이 조립되어 선형전동기의 고정자(111)(112)를 구성하며, 선형전동기의 고정자(111)(112)에 대응하는 가동자(113)(114)는 역"U"자형 프레임(113)과 전기자코일부(114)로 구성된다. 이때, 영구자석(112)과 전기자코일부(114)는 서로 반대로 설치될 수도 있다. 즉, 전기자코일부(114)가 고정자프레임(111)에 설치되고 영구자석(112)이 가동자프레임(113)에 설치할 수도 있다.
선형전동기에 적용되는 공기베어링장치는 "U"자형 프레임(111)과 역"U"자형 프레임(113)으로 구성된다. 공기베어링장치를 구성하고 있는 역"U"자형 프레임(113)은 중심프레임(113a)과 중심프레임(113a)의 양측면에 연장되어 형성되는 연장프레임(113b)으로 구성된다. 중심프레임(113a)과 연장프레임(113b)은 각각 일체로 형성되거나 조립에 의해 구성할 수 있다. 일체로 또는 조립으로 형성되는 중심프레임(113a)과 연장프레임(113b)에서 연장프레임(113b)은 중심프레임(113a)과 직각을 이루도록 형성된다.
연장프레임(113b)이 각각 중심프레임(113a)과 직각이 이루도록 형성됨으로써 "U"자형 프레임(111)을 감싸지도록 조립할 수 있게 된다. "U"자형 프레임(111)을 감싸지도록 조립시 중심프레임(113a)은 "U"자형 프레임(111)의 개방된 부분에 위치되며, 연장프레임(113b)은 "U"자형 프레임(111)의 외측벽에 소정 간격이 유지되도록 조립된다. 즉, 역"U"자형 프레임(113)은 "U"자형 프레임(111)의 외측벽과 소정의 간격이 유지되도록 중심프레임(113a)의 양측면에서 연장되어 형성된 연장프레임(113b)이 "U"자형 프레임(111)을 감싸도록 조립된다.
연장프레임(113b)이 "U"자형 프레임(111)을 감싸도록 조립된 상태에서 전기자코일부(14)는 역"U"자형 프레임(113)의 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 "U"자형 프레임(111)의 내측에 조립된 다수의 영구자석(112)과 소정 간격이유지되도록 조립된다. 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 "U"자형 프레임(111)의 내측에 조립된 다수의 영구자석(112)과 소정 간격이 유지되도록 전기자코일부(114)가 조립된 상태에서 연장프레임(113b)과 "U"자형 프레임(111)의 외측벽 사이에 형성된 공간으로 공기가 주입된다.
연장프레임(113b)과 "U"자형 프레임(111)의 외측벽 사이에 형성된 공간으로 공기를 주입하기 위해 중심프레임(113a)의 양단에는 양단에 공기를 주입하기 위한 공기주입구(115)가 형성된다. 중심프레임(113a)의 양단에 형성된 공기주입구(115)에 외부로부터 공기를 공급받아 주입하기 위해 공기공급관(121)이 구비되며, 공기공급관(121)으로 공급된 공기는 공기주입구(115)를 통해 연장프레임(113b)과 "U"자형 프레임(111)의 외측벽 사이에 형성된 공간으로 주입되어 공기베어링 역할을 하게 된다.
공기주입구(115)를 통해 연장프레임(113b)과 "U"자형 프레임(111)의 외측벽 사이에 형성된 공간으로 주입되는 공기는 전기자코일부(114)와 "U"자형 프레임(111)의 내측벽에 조립된 다수의 영구자석(112) 사이로 공급됨으로써 선형전동기를 냉각시키는 목적으로도 사용할 수 있게 된다.
또한, 공기베어링에 적용되는 공기를 선형전동기를 냉각시키는 목적으로 사용할 수 있는 본 발명의 공기베어링장치의 역"U"자형 프레임(113)은 도 2에서와 같이 "U"자형 프레임(111)의 길이방향으로 적어도 한 개 이상으로 구성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기는 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 구조를 단순화할 수 있고 선형전동기의 직선운동시 대칭구조를 가질 수 있게 된다.
또한, 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 공기베어링장치와 선형전동기의 설치시 발생되는 높이의 단차를 제거할 수 있게 되며, 공기베어링장치에 사용되는 공기를 이용하여 선형전동기를 냉각시킬 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기는 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 구조를 단순화할 수 있고 선형전동기의 직선운동시 대칭구조를 가질 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 공기베어링장치를 선형전동기에 일체로 형성함으로써 공기베어링장치와 선형전동기의 설치시 발생되는 높이의 단차를 제거할 수 있게 되고 공기베어링장치에 사용되는 공기를 이용하여 선형전동기를 냉각시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (4)

  1. 공기베어링장치를 구비한 선형전동기에 있어서,
    다수의 영구자석이 내측벽에 조립되는 "U"자형 프레임;
    상기 "U"자형 프레임의 외측벽과 소정의 간격이 유지되도록 중심프레임의 양측면에서 연장되어 형성된 연장프레임이 "U"자형 프레임을 감싸도록 조립됨과 아울러 중심프레임의 양단에 공기를 주입하기 위한 공기주입구가 형성된 역"U"자형 프레임; 및
    상기 역"U"자형 프레임의 중심프레임(113a)의 저면에 조립됨과 아울러 상기 "U"자형 프레임의 내측에 조립된 영구자석과 소정 간격이 유지되도록 조립되는 전기자코일부로 구성됨을 특징으로 하는 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 역"U"자형 프레임은 상기 "U"자형 프레임의 길이방향으로 적어도 한 개 이상으로 구성됨을 특징으로 하는 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 역"U"자형 프레임의 중심프레임의 양단에 형성된 공기주입구에 외부로부터 공기를 공급받아 주입하기 위한 공기공급관이 구비됨을 특징으로 하는 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 역"U"자형 프레임의 중심프레임의 양단에 형성된 공기주입구으로부터 주입되는 공기는 상기 전기자코일부와 상기 "U"자형 프레임의 내측벽에 조립된 다수의 영구자석 사이로 공급됨을 특징으로 하는 공기베어링장치가 일체로 형성된 선형전동기.
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