KR20030068477A - 리니어 모터 및 리니어 압축기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 리니어 모터는 복수의 자극을 형성하는 고정심과, 고정심에 장착된 마그네트 와이어를 갖는 고정자; 및 고정자의 내측에 위치하는, 가동심과 그 외측에 고착된 마그네트를 갖는 가동자로 이루어진다. 이 리니어 모터에서는 마그네트의 질량을 적게 함으로써, 비용이 저감되고, 소형화가 가능하며, 효율이 증가된다.

Description

리니어 모터 및 리니어 압축기{LINEAR MOTOR AND LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 리니어 모터, 및 리니어 모터를 이용한 냉동 사이클 등에 이용되는 리니어 압축기에 관한 것이다.

최근, 냉동 기기의 고효율화의 필요성은 더 높아지고 있다. 리니어 모터를사용한 압축기는 기구 구성의 단순화로 인하여, 접동(摺動)손실을 크게 저감하는 것을 기대할 수 있기 때문에, 고효율화를 위해 널리 사용되고 있다.

도 10은 일본 특개평9-172764호 공보에 기재된 종래의 리니어 모터의 단면도이다. 중공 원통 형상으로 형성된 제 1 실리콘 강판층(1)의 외주면측에 코일(2)을 갖는 중공 원통 형상의 제 2 실리콘 강판층(3)이 소정의 공극을 두고 지지된다. 제 1 실리콘 강판층(1)과 제 2 실리콘 강판층(3) 사이에 배치된, 피스톤(도시하지 않음)에 연결하는 중공 원통 형상의 비자성체의 마그네트 셀(4)의 외표면의 홈부에 복수의 마그네트(5)가 각각 접착됨으로써, 마그네트 조립체(6)가 구성된다. 마그네트 조립체(6)를 포함하는 가동부는 제 1 실리콘 강판층(1) 및 제 2 실리콘 강판층(3)의 축선(D1) 방향으로 자유롭게 왕복되도록 지지된다.

마그네트(5)는 실용적인 효율을 얻기 위해, 강자계를 갖는 희토류로 이루어진 마그네트 재료가 통상 사용되고, 그 왕복 방향과 수직한 방향으로 자화된다.

이상의 리니어 모터의 동작을 설명한다.

우선, 코일(2)에 전류를 통하게 하여 여자시키면, 제 1 실리콘 강판층(1)으로부터 공극, 마그네트(5), 공극, 제 2 실리콘 강판층(3), 공극, 마그네트(5), 공극, 제 1 실리콘 강판층(1)으로의 자속 루프가 발생되어, 자기 회로가 형성된다. 이 자속에 의해, 제 2 실리콘 강판층(3)에 형성되는 자극에 마그네트(5)가 흡인된다. 다음에, 코일(2)로의 전류를 교번함으로써, 마그네트 조립체(6)는 제 1 실리콘 강판층(1)과 제 2 실리콘 강판층(3) 사이에서, 도 10에서의 방향(D1)으로 왕복 운동한다.

상기 모터에서는 제 1 실리콘 강판층(1)과 제 2 실리콘 강판층(3) 사이에서 마그네트 조립체(6)가 요동하기 때문에, 마그네트 조립체(6)는 제 1 실리콘 강판층(1) 및 제 2 실리콘 강판층(3)에 대해 각각 공극을 필요로 한다. 제 1 실리콘 강판층(1) 및 제 2 실리콘 강판층(3)에서 발생한 마그네트 조립체(6)를 구동하는 자속 루프는 이들 2개의 공극을 걸친다.

이들 공극은 마그네트 조립체(6)가 제 1 실리콘 강판층(1) 및 제 2 실리콘 강판층(3)의 쌍방에 대해 접촉하는 것을 회피하기 위해, 각각에 필요한 거리를 설정한다. 이 부분의 공간은 자기 저항으로 되어, 거리에 비례하여 자속을 감소시킨다. 따라서, 마그네트 조립체(6)를 구동시키는데 필요한 추력을 얻기 위하여, 이들 공극에 의해 자속이 감소된 만큼 여분으로 코일(2)로 공급하는 전류가 증가된다. 그 결과, 모터로의 입력이 증가되기 때문에 효율을 높이는 것이 어렵다.

동시에, 마그네트 조립체(6)를 구동시키는데 필요한 추력을 얻기 위하여, 종래의 리니어 모터에서는 마그네트(5)를 크게 할 필요가 있다. 그러나, 마그네트는 고가인 희토류를 재료로 사용하기 때문에, 마그네트(5)가 크게 됨으로써, 큰 비용 증가를 초래한다.

마그네트 조립체(6)와, 제 1 실리콘 강판층(1) 및 제 2 실리콘 강판층(3) 사이에 형성되는 2개의 공극은 어떠한 개소에서도 동일한 거리인 것이 바람직하다. 이것은 공극의 거리에 차이가 있으면, 마그네트(5)와 제 1 실리콘 강판층(1) 또는 제 2 실리콘 강판층(3) 사이에서 자기 흡착력의 불균형이 발생되고, 그 결과 마그네트 조립체(6)의 요동 방향에 수직한 핀칭 응력(pinching stress)이 발생된다. 이것에 의해, 베어링 등의 지지 기구에서 요동 손실을 발생시킬 뿐만 아니라, 이상한 마모를 발생시켜, 수명을 저하시킨다.

이것을 회피하기 위해서는 공극의 거리를 크게 하여 상대적으로 차이를 작게 한다. 이 방법은 상기한 바와 같이, 입력이 증가되어 마그네트(5)를 더 크게 할 필요가 있다. 따라서, 통상은 마그네트 셀을 포함하는 구동계의 가공 정밀도를 높이는 것이 행해진다. 가공 정밀도를 높이기 위해서는 가동부인 마그네트 셀(4)를 두껍게 할 필요가 있어, 구동계의 중량이 증가된다. 그 결과, 마그네트 조립체(6)를 구동시키는데 필요한 추력이 증가되고, 코일(2)로 공급되는 전류가 증가되어 입력이 증가된다. 더욱이, 구동계의 가공 정밀도를 높이는 것은 제조 공정에서의 비용 증가를 동반한다.

리니어 모터는 내면에 복수의 자극을 갖는 고정심과, 상기 고정심에 장착되어 복수의 자극을 형성하는 전자석을 형성하는 와이어를 구비한 중곡의 고정자; 및 가동심과 상기 가동심의 외측에 상기 자극과 공극을 유지하여 대향하도록 고착된 마그네트를 구비한, 상기 고정자의 내측에 위치하여 상기 고정심에 대해 요동 가능한 가동자를 구비한다.

이 모터는 마그네트 재료의 중량을 저감하여, 비용이 저감되고 효율이 증가된다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 리니어 모터의 단면도.

도 2는 도 1의 리니어 모터의 2-2선에서의 단면도.

도 3은 실시예 1에 따른 리니어 모터의 동작 원리를 보여주는 모식도.

도 4는 실시예 1에 따른 리니어 모터에 흐르는 전류를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 리니어 모터의 단면도.

도 6은 도 5의 리니어 모터의 6-6선에서의 단면도.

도 7은 실시예 2에 따른 리니어 모터의 요부 단면도.

도 8은 실시예 2에 따른 리니어 모터의 동작 원리를 보여주는 모식도.

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 리니어 압축기의 단면도.

도 10은 종래의 리니어 모터의 단면도.

(실시예 1)

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 리니어 모터의 측단면도, 도 2는 도 1의 리니어 모터의 2-2선에서의 단면도, 도 3은 리니어 모터의 동작 원리를 나타내는 모식도, 도 4는 리니어 모터에 흐르는 전류를 나타내는 모식도이다.

또한, 리니어 모터에서의 자력을 발생시키는 와이어로서, 업계에서 널리 사용되고 있는 마그네트 와이어를 일예로 하여 이하에 설명한다.

대략 원통형의 고정자(11)는 링 형상으로 감겨진 2개의 마그네트 와이어(12)와, 마그네트 와이어(12)를 수용함과 동시에 내주에 독립된 3개의 자극을 형성하는 고정심(13)으로 이루어진다.

고정심(13)은 대략 원통형의 고정자(11)의 축심에 대해 방사 형상으로 배열된, 자기적으로 무방향성이고 또한 투자율이 높은, 예를 들어 JIS C2352의 무방향성 전자강대(電磁鋼帶)로 대표되는 실리콘 강판으로 형성된다. 고정심(13)은 축방향으로 고정심 부분(13a, 13b, 13c)을 구비한다. 고정심 부분(13a, 13b, 13c)의 내주면에 독립된 자극(16a, 16b, 16c)이 각각 형성되고, 미리 링 형상으로 감겨진 마그네트 와이어(12a, 12b)를 끼워 넣는다.

단판(14)은 철에 비해 충분히 전기 저항이 크고 비자성의 재료인 스테인레스로 형성되어, 고정심 부분(13a 및 13c)의 단면에서 고정심, 즉 방사 형상으로 배열된 실리콘 강판을 고정한다.

마그네트 와이어(12a, 12b)의 도 4에 나타낸 단부(12c, 12d, 12e, 12f)는 고정심(13)의 방사 형상으로 배치된 박판의 일부에 설치된 간극이고, 도 3에 나타낸 바와 같이 축 주위에 흐르는 전류의 방향이 서로 역으로 되도록 결선된다.단부(12g, 12h)는 전기 절연된 도선으로 고정심(13)의 외측으로 인출된다.

가동자(21)는 고정자(11)와 축심을 공유하는 대략 원주형이고, 축 방향으로 자유롭게 요동되도록 고정자(11)의 내측에 수용된다. 가동자(21)는 가동심(24)과 마그네트(25)로 형성된다. 가동심(24)은 철계 재료로 이루어진 중공의 심부(22)와, 심부(22)의 외주에 상기 축심을 중심으로 하여 방사 형상으로 배열된 투자율이 높은, 예를 들어 JIS C2352의 무방향성 전자강대로 대표되는 실리콘 강판으로 이루어진 박판부(23)를 구비한다. 마그네트(25)는 축 방향으로 배열된 마그네트(25a, 25b)로 이루어지고, 고정자(11)의 내주와 일정한 공극을 갖고 가동심(24)의 외주에 접착제로 고정되며, 표면에 각각 다른 자극을 갖는다. 마그네트(25)는 희토류 원소를 함유하여 강자계를 갖는다.

프레임(43)은 심부(22)에 고정되어 요동 방향으로 연장된 축(42)을 지지함과 동시에 고정자(11)의 외주를 지지한다. 축(42)과 프레임(43)으로 지지 기구(44)를 형성한다. 축(42a, 42b)과 베어링(43a, 43b)은 모두 철에 비해 충분히 전기 저항이 크고, 비자성인 스테인레스 재료로 형성된다.

가동자(21)가 요동할 때에도, 마그네트(25a)가 자극(16a, 16b)과 대향되고, 마그네트(25b)가 자극(16b, 16c)과 대향된다.

가동자(21)는 요동시에 고정자(11)의 내부로부터 외부로 나가지 않도록 길이가 선택되고, 고정자(11)와의 길이의 차는 가동자(21)의 최대 진폭과 거의 일치한다.

이상과 같이 구성된 리니어 모터의 동작을 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 링 형상의 마그네트 와이어(12a, 12b)에 방향(D3)으로 전류를 통하게 하면, 도 3에 나타낸 바와 같이 우선 고정심, 공극, 마그네트, 가동심, 마그네트, 공극, 고정심으로 루프하는 자속(Φ)이 발생된다. 자속(Φ)에 의해, 고정심의 자극(16a, 16b, 16c)은 각각 N극, S극, N극으로 자화된다. 가동자(21)의 마그네트(25a, 25b)의 외표면은 각각 S극, N극으로 자화되고, 각 자극과 각 마그네트 사이에는 흡인, 반발력(F)이 발생되어, 가동자(21)는 방향(D2)으로 구동된다.

다음에, 마그네트 와이어(12)에 역방향의 전류가 흐르면, 전술과 반대로 가동자(21)는 방향(D2)과 역방향으로 구동된다. 전류의 방향과 크기를 교대로 절환함으로써, 가동자(21)가 왕복 동작한다.

마그네트(25a, 25b)는 가동심(24) 외주에 고정되기 때문에, 종래의 리니어 모터에 비해, 마그네트와 가동심 사이에 공극이 존재하지 않는 만큼, 자속의 루프중의 공극이 적다. 그 결과, 자기 저항이 작게 되기 때문에, 자속은 종래의 모터보다 흐르기 쉽고, 따라서 필요한 추력을 얻기 위하여, 일정한 자속을 발생시키는 마그네트 와이어로의 전류를 적게 할 수 있어, 효율이 향상되고 마그네트 양이 저감된다.

가동자의 가동심 및 고정자의 고정심은 어느 것도 축 방향을 중심으로 방사 형상으로 배설된 박판으로 형성되기 때문에, 박판의 연장 방향과 자속 방향이 일치하고, 이것에 의해 투자율이 높아짐과 동시에, 가동심과 고정심내에 발생되는 유도전류가 억제되어, 손실이 감소된다.

실시예 1에 의하면, 마그네트를 가동심 표면에 접착제로 접착하여 가동자와 일체화함으로써, 취약한 마그네트 자신의 강도를 보완할 수 있다. 그 결과, 고가의 희토류로 이루어진 마그네트를 얇게 할 수 있어, 비용을 크게 절감할 수 있으며, 가동부의 경량화에 의해 효율이 향상된다.

실시예 1에서는 가동자가 원주형이고 고정자가 원통형이기 때문에, 서로의 축심을 맞추는 것만으로 이들 위치를 최적화할 수 있다. 예를 들면, 가동자의 표면이 평면인 모터에 비해, 실시예 1에 따른 모터에서는 공극을 일정하게 유지하도록, 보다 용이하게 조립할 수 있다. 그 결과, 가동자와 고정자 사이에 작용하는 마그네트에 의한 자기 흡입력의 편차가 거의 없고, 그 결과 반경 방향으로의 힘이 거의 발생되지 않는다. 따라서, 반경 방향으로의 큰 힘에 의해 발생되는, 가동자를 고정자에 대해 유지하는 베어링 등의 기구 부분의 손상이나, 가동자와 고정자의 충돌을 방지할 수 있다.

더욱이, 가동자가 원주형이고 고정자가 원통형이기 때문에, 가동자가 회전하여도 고정자와는 일정한 공간 거리를 유지할 수 있다. 예를 들면, 원추 형상의 축과 베어링 등의, 제작이 용이한 지지 기구를 이용하는 것이 가능하게 된다.

게다가, 실시예 1에서는 가동자를 지지하는 축이나, 고정자의 단판은 비자성체인 스테인레스로 구성된다. 이것에 의해, 고정심으로부터 단판을 경유하여 축을 우회하는 자속의 누출을 방지함과 동시에, 누출 자속에 의한 유도 전류의 발생을 방지할 수 있어, 모터의 효율 저하를 방지할 수 있다. 또한, 플라스틱 등 스테인레스 이외의 비자성 재료를 이들 부분에 이용하여도 동일한 효과가 얻어진다. 단판을기준으로 고정자를 설치함으로써, 고정자는 치수 정밀도가 향상되고, 용이하게 조립될 수 있으며, 구조를 강고하게 할 수 있다.

고정심은 마그네트 와이어의 수납 부분을 포함하는 단면에서 축 방향으로 3개의 고정심 부분(13a, 13b, 13c)으로 분할된다. 따라서, 미리 링 형상으로 감겨진 마그네트 와이어(12a, 12b)를 끼워 넣도록, 고정심 부분을 교대로 삽입하여 생산 효율이 양호하게 조립된다.

또한 실시예 1에서는, 고정자는 3개의 자극을 갖고, 가동자는 축 방향으로 2개의 마그네트를 갖는다. 고정자는 3개를 초과하는 자극수를 가져도 무방하다. 이 경우, 가동자는 축 방향으로 자극수보다 하나 적은 마그네트를 가지며, 실시예 1과 동일한 효과가 얻어진다.

가동자의 가동심은 원추 형상의 심부를 축으로 하고, 주위에 방사 형상으로 동일 폭을 갖는 박판을 배치하여, 용이하게 가동자의 원주 형상을 형성할 수 있다. 심부를 기준으로 가동자를 조립함으로써, 가동심이 용이하게 성형될 수 있다. 더욱이, 적층된 박판에 의한 박판부의 내경이 크게 됨으로써, 강판끼리의 간극이 외경측에서도 크게 벌어지지 않는다. 따라서, 박판의 점적율을 높게 할 수 있고, 자로(磁路)가 충분히 확보될 수 있어, 자속 루프의 자기 저항을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 동일한 자력을 발생시키기 위해 필요한 전류가 작게 되기 때문에, 모터의 효율이 향상된다.

더욱이, 가동자 심부는 철계 재료로 형성되기 때문에, 자속 루프의 자로의 일부로서 작용하고, 따라서 가동자가 경량화되어 효율이 향상된다.

또한, 구조체로서의 강도와 자속 루프의 자로로 기여가 작은 심부의 중심은 중공이기 때문에, 가동자를 경량화할 수 있다.

자속(Φ)은 고정심(13a, 13c)내에서 90°방향이 다르다. 고정심은 무방향성 전자강대가 사용되기 때문에, 투자성에 방향성이 없고, 자속이 어느 방향으로 흘러도 효율은 저하되지 않는다.

가동자의 왕복 거리의 최대치는 가동자(21)와 고정자(11)의 길이의 차와 거의 일치하기 때문에, 가동자의 마그네트가 고정자의 외측으로 돌출됨으로써, 고정자 내부로 되돌아오는 자기 흡인력이 가동자에 작용하는 것에 의한 모터 추력의 저하가 방지된다.

또한, 실시예 1에 따른 리니어 모터는 왕복 운동을 전류로 변환하는 발전기로서도 이용할 수 있다.

또한, 링 형상으로 감겨진 마그네트 와이어는 직렬로 결선되지만, 병렬로 결선되어도 무방하다.

(실시예 2)

도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 리니어 모터의 단면도, 도 6은 도 5의 리니어 모터의 6-6선에서의 단면도, 도 7은 리니어 모터의 요부 확대도, 도 8은 리니어 모터의 동작 원리를 나타내는 모식도이다.

가동자(21)의 외측에 배치되는 고정자(71)는 미리 링 형상으로 감겨진 마그네트 와이어(12); 고정심(72); 외경 고정심 부분(73); 및 단판(14)으로 이루어진다.

블록 형상의 고정심 부분(72a, 72b, 73c)으로 이루어진 고정심(72)과 외경 고정심 부분(73)은, 예를 들어 JIS C2353의 방향성 전자강대로 대표되는 실리콘 강판으로 형성되고, 이 실리콘 강판은 축을 중심으로 방사 형상으로 배설되고, 자기적으로 방향성을 가지며, 투자율이 높다.

마그네트 와이어(12a)는 고정심 부분(72a와 72b) 사이에 삽입되고, 마그네트 와이어(12b)는 고정심 부분(72b와 72c) 사이에 삽입되어 조립된다. 외경 고정심 부분(73)은 고정심 부분(72a, 72b, 72c)에 외접하고, 이들을 외주측에서 연결한다.

고정심(72)의 고정심 부분(72a, 72b, 72c)은 반경 방향의 자기적인 방향성(방향(D4))을 갖고, 외경 고정심 부분(73)은 축 방향의 자기적인 방향성(방향(D5))을 갖는다.

이상과 같이 구성된 리니어 모터의 동작을 설명한다.

방사 형상으로 배치된 박판에 의한 원통형의 고정심에서, 내경부에서는 박판끼리가 밀착되지만, 외경측은 박판끼리의 간극이 넓게 된다. 이 간극은 자기 저항으로 되기 때문에, 간극이 작은 만큼 효율이 좋다. 실시예 2에서는 고정심의 외경측과 내경측은 별개의 블록으로 하여 각각 강판을 방상 형상으로 배치하여 형성된다. 따라서, 외경측의 간극이 감소되어 강판의 점적율이 증가됨으로써, 자속이 흐리기 쉽게 되어 효율이 향상된다.

또한, 각각의 고정심 부분에 방향성 강판을 사용하고, 방향성 강판의 자기적인 방향이 거의 자속이 흐르는 방향(D4, D5)과 일치하게 연속됨으로써, 자속이 보다 통하기 쉽게 되어 효율이 향상된다.

또한, 실시예 2에서는 고정심이 반경 방향으로 2분할되지만, 더욱이 3분할이나 그것 이상으로 분할되어도 무방하고, 이것에 의해 박판끼리의 간극을 작게 할 수 있어, 보다 높은 효과가 얻어진다.

(실시예 3)

도 9는 본 발명의 실시예 3에 따른 리니어 압축기의 단면도이다. 리니어 모터(80)는 고정자(71)와 가동자(21)를 구비한다. 대략 원통형의 고정자(71)는 링 형상으로 감겨진 2개의 마그네트 와이어(12)를 갖는다. 가동자(21)는 표면에 마그네트(25)를 구비하고, 고정자(71)와 축심을 공유하는 대략 원주형을 가지며, 축 방향으로 자유롭게 요동하도록 고정자(71)의 내측에 수용된다. 프레임(81)은 축(42d)을 지지함과 동시에 고정자(71)의 외주를 지지하고, 실린더(82)를 구비한다. 실린더(82)는 리니어 모터와 축심을 공유하는 원통형의 내면을 갖는다. 원통 형상의 피스톤(83)은 축(42c)의 선단에 설치되고, 실린더(82)에 자유롭게 왕복하는 상태로 삽입된다. 압축실(80)은 실린더(82)와 피스톤(83) 사이에 형성된다. 가동부(85)는 리니어 모터(80)의 가동자(21), 축(42c, 42d) 및 피스톤(83)을 포함한다. 고정부(86)는 리니어 모터(80)의 고정자(71), 프레임(81) 및 실린더(83)를 포함한다. 가동부(85)는 고정부(86)에 대해 축 방향으로 자유롭게 왕복한다. 공진 스프링(87)은 일단을 가동부(85)의 축(42d)에 설치하고, 타단을 고정부(86)의 프레임(81)에 설치한다. 공진 스프링(87)의 스프링계수는 고정부(86) 및 가동부(85)의질량으로 정해지는 공진 주파수가 소망하는 값으로 되도록 선택된다.

이상과 같이 구성된 리니어 압축기의 동작을 설명한다.

마그네트 와이어(12)에 교류 전류를 흐르게 하면, 가동부(85)는 고정부(86)에 대해 왕복 운동하여, 피스톤(83)이 가동자(21)와 일체로 되어 왕복 운동한다. 이것에 의해, 압축실(84)내로 흡입된 냉매 가스를 순차적으로 압축하여 외부의 냉동 사이클로 토출한다.

이 때, 가동부(85)가 중립 위치로부터 상사점 또는 하사점 방향으로 이동하면, 공진 스프링(87)이 크게 변형되어, 가동자(85)에는 역방향의 가속도가 작용한다. 그리고, 상사점과 하사점에서 가동자(85)의 속도가 0으로 되지만, 공진 스프링에 축적되는 에너지는 최대로 된다. 그리고, 가동자(85)가 다시 중립 위치로 되돌아갈 때에는, 공진 스프링(87)의 변형은 서서히 작게 되고, 이것에 따라 공진 스프링(87)에 축적된 에너지는 가동자(85)의 속도로서 회수된다.

여기서, 전원의 주파수를 고정부(86) 및 가동부(85)의 질량과, 공진 스프링(87)의 스프링계수로부터 구해지는 공진 주파수와 일치시킴으로써, 가동자(21)의 변위와 공진 스프링(87)으로부터의 가속도의 주기가 동기되고, 그 결과 에너지 손실은 작게 억제되어, 가동자(21)를 양호한 효율로 왕복 운동시킬 수 있다.

또한, 가동자(21)와 고정자(71)는 공진 스프링(87)을 통해 연결된다. 공진 스프링으로서 자주 이용되는 코일 스프링이나 나선 형상의 판 스프링은 변형시에 조금 회전하는 특성을 갖는다. 가동자(21)는 원통형의 피스톤에 연결되고,피스톤(83)은 실린더(82)내에 자유롭게 왕복하고 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 삽입되고, 또한 가동자(21)가 원통 형상이기 때문에, 회전하여도 고정자(71)와의 공극이 일정하게 유지된다. 따라서, 가동자(21)와 고정자(71)의 충돌에 의한 파손이나 가동자(21)와 고정자(71)의 공극이 균일하게 되지 않는 것에 의한 반경 방향의 힘의 증대에 의한, 베어링 등의 지지 기구의 마모를 방지할 수 있다.

상기에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 의한 리니어 모터에서는 마그네트의 중량을 저감하여, 비용이 저감되고, 소형화가 가능하며, 효율이 증가될 수 있다.

Claims (23)

1. 리니어 모터로서:

   내면에 복수의 자극을 갖는 고정심과, 상기 고정심에 장착하여 복수의 자극을 형성하는 와이어를 포함한 중공의 고정자; 및

   가동심과, 상기 가동심의 외측에 상기 자극과 공극을 유지하여 대향하도록 고착된 마그네트를 포함한, 상기 고정자의 내측에 위치하여 상기 고정심에 대해 요동할 수 있는 가동자를 포함하는 리니어 모터.
2. 제 1항에 있어서, 상기 자극과 상기 마그네트의 외주면은 상기 가동자의 요동 방향의 축심을 공유하는 대략 원통형을 이루는 리니어 모터.
3. 제 1항에 있어서, 상기 고정심은 상기 요동 방향의 축심으로부터 방상 형상으로 배설된 복수의 제 1 강판을 포함하는 리니어 모터.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 강판은 자속에 대해 방향성을 갖지 않는 재료로 형성된 리니어 모터.
5. 제 3항에 있어서, 상기 복수의 제 1 강판의 양쪽 단면중 적어도 한쪽에 배설된, 상기 복수의 제 1 강판을 파지하는 단판을 더 포함하는 리니어 모터.
6. 제 5항에 있어서, 상기 단판은 비자성체로 형성된 리니어 모터.
7. 제 5항에 있어서, 상기 단판은 전기저항이 높은 재료로 형성된 리니어 모터.
8. 제 3항에 있어서,

   상기 와이어는 상기 축심을 중심으로 하는 링 형상이고,

   상기 고정심은 상기 와이어를 상기 요동 방향으로부터 끼우는 복수의 고정심 부분을 포함하는 리니어 모터.
9. 제 8항에 있어서, 상기 고정심은 상기 고정심 부분에 외접하는 외경 고정심 부분을 더 포함하는 리니어 모터.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 외경 고정심 부분은 상기 요동 방향으로 자속의 방향성을 갖도록 배치된, 자속에 대해 방향성을 갖는 복수의 제 2 강판을 포함하고,

    상기 고정심 부분은 상기 요동 방향과 수직 방향으로 자속의 방향성을 갖도록 배치된, 자속에 대해 방향성을 갖는 복수의 제 3 강판을 포함하는 리니어 모터.
11. 제 1항에 있어서, 상기 가동심은 상기 요동 방향의 축심으로부터 방사 형상으로 배설된 복수의 강판을 포함하는 리니어 모터.
12. 제 1항에 있어서, 상기 가동자는:

    상기 요동 방향으로 축심을 갖는 대략 원주형의 심부; 및

    상기 축심을 공유하여 상기 심부의 외주에 방사 형상으로 배설된 복수의 강판으로 이루어진 박판부를 포함하고,

    상기 마그네트는 상기 박판부의 외주에 고착된 리니어 모터.
13. 제 12항에 있어서, 상기 심부는 중공인 리니어 모터.
14. 제 12항에 있어서, 상기 심부는 철계의 재료로 이루어진 리니어 모터.
15. 제 1항에 있어서, 상기 고정자의 상기 요동 방향의 길이는 상기 가동자의 최대 요동 진폭과, 상기 가동자의 상기 요동 방향의 길이의 합과 거의 동등한 리니어 모터.
16. 제 1항에 있어서, 상기 가동자를 상기 고정자에 대해 상기 요동 방향으로 자유롭게 요동되도록 지지하는 지지 기구를 더 포함하는 리니어 모터.
17. 제 16항에 있어서, 상기 지지 기구는 비자성체로 형성된 리니어 모터.
18. 제 16항에 있어서, 상기 지지 기구는 전기 저항이 높은 재료로 형성된 리니어 모터.
19. 리니어 압축기로서:

    내면에 복수의 자극을 갖는 고정심과, 상기 고정심에 장착하여 복수의 자극을 형성하는 와이어를 포함하는 중공의 고정자; 및

    가동심과, 상기 가동심의 외측에 상기 자극과 공극을 유지하여 대향하도록 고착된 마그네트를 포함한, 상기 고정자의 내측에 위치하여 상기 고정심에 대해 요동할 수 있는 가동자를 포함하는 리니어 모터와,

    상기 고정자에 설치되고, 상기 리니어 모터와 축심을 공유하는 실린더와,

    상기 고정자와 상기 실린더를 포함하는 고정부와,

    상기 고정자에 연결되고, 상기 실린더에 자유롭게 왕복되도록 삽입되는 피스톤과,

    상기 가동자와 상기 피스톤을 포함하는 가동부를 포함하는 리니어 압축기.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 실린더는 내면이 대략 원통형이고,

    상기 피스톤은 대략 원주형인 리니어 압축기.
21. 제 19항에 있어서, 일단이 상기 고정부에 설치되고, 타단이 상기 가동부에 설치된 스프링을 더 포함하는 리니어 압축기.
22. 제 21항에 있어서, 상기 스프링은 적어도 상기 가동부의 질량과의 관계로 정해지는 소정의 공진 주파수를 상기 가동부가 갖는 스프링 정수를 갖는 리니어 압축기.
23. 제 22항에 있어서, 상기 가동자는 미리 상기 소정의 공진 주파수로 구동되는 리니어 압축기.