KR200388886Y1

KR200388886Y1 - Linear motor

Info

Publication number: KR200388886Y1
Application number: KR20-2004-0029546U
Authority: KR
Inventors: 김정훈
Original assignee: 김정훈
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2014-10-19

Abstract

본 고안은 위치에 따라 자속밀도 변화가 큰 영구자석과, 상기 영구자석의 직선운동을 유도하는 유도전자석(誘導電磁石)의 상호작용(引力 또는 斥力)에 의해 이동체가 이동축선을 따라 직선(선형)운동할 수 있게 구성함으로써 기어와 스프링 등이 불필요하고, 전원을 차단하더라도 백레쉬(backlash)가 방지되며, 구성이 간단하여 초소형 제조가 가능하며, 동작이 정확한 고(高)신뢰성의 리니어 모터에 관한 것으로, 일반용/산업용 위치제어(서보제어), 진동모터 등 여러 분야에 다양하게 적용할 수 있도록 한 것이다.The present invention is a linear (linear) moving body along the moving axis by the interaction of the permanent magnet having a large magnetic flux density change according to the position and the induction electromagnet which induces the linear motion of the permanent magnet. It is designed to be able to move, which eliminates the need for gears and springs, prevents backlash even when the power supply is cut off, and is simple in construction, making it possible to manufacture ultra-compact and highly reliable linear motors. It is intended to be applied to various fields such as general purpose / industrial position control (servo control) and vibration motor.

Description

Linear Motors {LINEAR MOTOR}

본 고안은 리니어 모터(Linear Motor)에 관한 것으로, 이동체(또는 고정체)에 구비되고 위치에 따라 자속밀도(magnetic flux density) 변화가 큰 영구자석과, 고정체(또는 이동체)에 구비되어 자력(磁力)과 자극(磁極)을 가변(또는 변경)하는 방법으로 영구자석의 직선운동을 유도하는 유도전자석(誘導電磁石)의 상호작용에 의해 이동체가 직선운동할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a linear motor, a permanent magnet provided in a moving body (or stationary body) and having a large change in magnetic flux density according to a position, and provided in a stationary body (or moving body). The moving body can move linearly by the interaction of the induction electromagnet which induces the linear motion of the permanent magnet by varying (or changing) the force and the magnetic pole.

일반적으로 정밀제품의 기구부분이나 정밀제어용으로 사용된 종래 리니어 모터는 동력을 전달하기 위하여 복수 개의 스프링이나 기어 및 캠 등이 사용되고 있어 정ㆍ역회전시에는 백레쉬(backlash) 발생으로 위치오차가 심하고 부피와 소비전력이 크기 때문에 사용에 제한이 따를 뿐 아니라, 동작신뢰성이 낮고 제조원가가 비싼 등의 문제점이 있었다.In general, the conventional linear motor used for the mechanical part or precision control of precision products uses a plurality of springs, gears, and cams to transmit power. Due to the large volume and power consumption, not only the use is limited, but also the operation reliability is low and the manufacturing cost is high.

또한, 전자석의 세기와 스프링의 탄성력을 이용하여 위치제어를 하는 리니어 모터의 경우 백레쉬를 방지하기 위하여 전자석으로 전원을 계속 공급하게 되므로 소비전력 낭비가 심하고, 지속적인 전원공급과 발열이 동반되어 전자석과 건전지의 사용 수명이 단축되는 등의 문제점이 있었다.In addition, the linear motor that controls the position by using the strength of the electromagnet and the elastic force of the spring keeps supplying power to the electromagnet to prevent backlash, which wastes a lot of power consumption and is accompanied by continuous power supply and heat generation. There was a problem that the service life of the battery is shortened.

본 고안은 이러한 종래 문제점을 해소하기 위하여 위치에 따라 자속밀도변화가 심하도록 착자된 영구자석과, 자력 및 자극을 변경시키는 방법으로 영구자석의 직선운동과 이동방향을 유도하는 유도전자석(誘導電磁石)의 상호작용에 의해 이동체가 이동축선을 따라 직선운동할 수 있게 구성함으로써 기어와 스프링 등이 불필요하고 구성이 간단하여 원가가 저렴하며, 초소형으로 제조가 가능하고, 동작이 정확한 고(高)신뢰성의 리니어 모터(Linear Motor)를 제공함에 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, the permanent magnet magnetized so as to change the magnetic flux density in accordance with the position, and the induction electromagnet which induces the linear movement and direction of movement of the permanent magnet by changing the magnetic force and magnetic pole. It is possible to make the moving body linearly move along the moving axis by the interaction of the gears, springs, etc., which is unnecessary, simple configuration, low cost, small size manufacturing, high reliability The purpose is to provide a linear motor.

본 고안의 다른 목적은 영구자석의 자속밀도는 위치에 따라 연속적/순차적/급진적으로 감소하거나 증가하는 형태로 착자시켜 보다 확실하면서 원하는 형태로 이동체의 직선운동이 이루어지는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor in which the magnetic flux density of a permanent magnet is magnetized in a form of decreasing or increasing continuously, sequential, or radically depending on the position, so that the linear motion of the moving body can be made more precise and desired.

본 고안의 또 다른 목적은 영구자석의 착자패턴을 여러형태로 달리하여 다양한 직선운동이 이루어지는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Still another object of the present invention is to provide a linear motor in which various linear motions are made by varying the magnetization pattern of the permanent magnet in various forms.

본 고안의 또 다른 목적은 한 개 또는 한 개 이상 복수 개의 위치유지수단(또는 위치고정수단)을 고정체 또는 이동체에 설치하여 목적 위치로 이동된 이동체가 백레쉬(backlash) 방지용 전원없이도 도달위치에서 위치가 유지되는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to install one or more than one position holding means (or position fixing means) in a fixed body or moving body, the movable body moved to the target position in the reach position without the power to prevent backlash (backlash) It is an object to provide a linear motor whose position is maintained.

본 고안의 또 다른 목적은 복수 개의 유도전자석을 이용하여 이동체의 이동을 정밀 제어할 수 있는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor that can precisely control the movement of the moving body using a plurality of induction electromagnets.

본 고안의 또 다른 목적은 이동축선 상에 복수 개의 이동체를 다단 설치하여 이동체의 전체 이동거리를 연장하거나 또는 복수 개의 이동대상을 각각 또는 연동 제어할 수 있는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Still another object of the present invention is to provide a linear motor capable of extending the total moving distance of the moving object or controlling the plurality of moving objects or interlockedly by installing a plurality of moving objects in multiple stages on the moving axis.

본 고안의 또 다른 목적은 이동체를 고속으로 직선 왕복운동시켜 진동모터로 사용할 수 있는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor that can be used as a vibration motor by linearly reciprocating the moving body at high speed.

본 고안의 또 다른 목적은 영구자석과 유도전자석을 프레임에 내장시켜 전체크기(직경 및/또는 두께)를 줄일 수 있는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a linear motor that can reduce the overall size (diameter and / or thickness) by embedding the permanent magnet and the induction electromagnet in the frame.

본 고안의 또 다른 목적은 규칙적이거나 불규칙적이거나 이들을 혼용한 음원(각종 소리 등)신호를 이용하여 이동체가 직선 왕복운동되게 함으로써 리듬 진동모터로 사용할 수 있는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor that can be used as a rhythmic vibration motor by allowing a moving body to linearly reciprocate using regular, irregular or mixed sound source (various sounds, etc.) signals.

본 고안의 또 다른 목적은 유도전자석으로 공급되는 전압(또는 전류)을 가변시켜 이동체의 이동속도가 제어되는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor in which the moving speed of the moving body is controlled by varying the voltage (or current) supplied to the induction electromagnet.

본 고안의 또 다른 목적은 이동축선과 평행하는 가이드를 구비시켜 이동체의 직선운동은 허용하면서 불필요한 회전이 방지되는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a linear motor having a guide parallel to the moving axis to allow a linear movement of the moving body while preventing unnecessary rotation.

본 고안의 또 다른 목적은 고정체의 양측에 복수 개의 이동체를 설치하거나, 또는 고정체의 안쪽부에 복수 개의 안내봉을 설치한 다음 복수 개의 이동체를 상하로 이격 설치하여 그 위치를 각각 제어할 수 있는 리니어 모터를 제공함이 목적이 있다.Another object of the present invention is to install a plurality of moving bodies on both sides of the fixture, or to install a plurality of guide rods on the inner side of the fixture, and then install the plurality of moving bodies spaced up and down to control their positions respectively. The purpose is to provide a linear motor.

본 고안의 또 다른 목적은 이동대상이나 사용목적에 따라 이동체에 영구자석과 이동대상을 고정한 경우 고정체에 유도전자석과 위치유지수단을 설치하고, 이동체에 유도전자석과 위치유지수단을 설치한 경우 고정체에 영구자석과 이동대상을 설치시켜 사용 목적에 부합하는 리니어 모터를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to install an induction electromagnet and a position maintaining means in the fixed body and to install the induction electromagnet and a position maintaining means in the fixed body when the permanent magnet and the moving object are fixed to the moving object according to the object or purpose of use. The purpose is to provide a linear motor that meets the purpose of use by installing permanent magnets and moving objects in the body.

상기 목적을 달성하기 위하여 각각의 프레임을 갖는 고정체와 이동체로 구성하되, 고정체에는 코일로 인가되는 전류 및 전압의 세기와 전류인가 방향에 따라 자력의 세기 및 NㆍS 자극(磁極)이 가변되는 유도전자석을 설치하고, 이동체에는 위치에 따라 자속밀도가 연속적/순차적/급진적으로 감소하거나 증가하는 형태로 착자된 영구자석과 이동 대상물을 설치하여 상기 영구자석과 유도전자석의 상호작용(引力 또는 斥力)에 의해 이동체가 이동축선을 따라 직선운동할 수 있게 구성함으로써 기어와 스프링 등이 불필요할 뿐 아니라, 부피(체적)가 적고 구성과 제어기술이 간단하며, 소비전력이 적으면서 동작이 정확한 고 신뢰성의 자기유도형 리니어 모터를 제조하도록 한다.In order to achieve the above object, it is composed of a fixed body and a moving body having each frame, and the strength of the magnetic force and the N · S magnetic poles vary according to the strength of the current and the voltage applied to the coil and the direction in which the current is applied to the fixed body. Induction electromagnet is installed and the magnetic flux density is continuously or sequentially reduced or increased depending on the location of the moving body. The magnet is installed with a permanent magnet and a moving object to interact with the permanent magnet and the induction electromagnet. It is designed to move the body linearly along the axis of movement, which eliminates the need for gears and springs, as well as low volume (volume), simple configuration and control technology, and low power consumption. Manufacture a magnetic induction linear motor.

본 고안은 기본동작 및 추가 구성 외에 제품별 구성을 이동체와 고정체로 크게 구분할 수 있으며, 제품구성의 전체적 구조물들은 제품별로 다를 수 있으나 유도전자석과 영구자석은 반드시 다른 위치에 설치하여야 한다. 즉, 고정체에 영구자석이 설치되면 이동체에는 유도전자석이 설치되어야 하며, 이동체에 유도전자석이 설치되면 고정체에는 영구자석이 설치되어야 한다. In addition to the basic operation and additional configuration, the present invention can be divided into product-specific configurations into moving bodies and stationary bodies. The overall structure of the product configuration may differ from product to product, but the induction electromagnets and permanent magnets must be installed in different locations. That is, when a permanent magnet is installed in the fixed body, an induction electromagnet should be installed in the moving body, and when the induction electromagnet is installed in the moving body, the permanent magnet should be installed in the fixed body.

그리고, 이동체에는 제품의 이동 대상(렌즈 또는 이미지 센서, 분동, 물질, 물체 등)이 위치한다. 이동체와 고정체의 구분은 고정체라 하여 항상 위치가 정해진 것은 아니고, 이동대상을 포함한 이동체의 이동기준이 되는 틀을 의미하는 것이다. 일 예로 어떤 수단으로 고정체가 소정 위치로 이동해도 그 고정체를 기준으로 이동체가 이동할 수 있다는 의미이며, 유도전자석이 이동체에 설치되는 경우 위치유지수단 역시 이동체에 설치되어야 한다.In addition, a moving object (a lens or an image sensor, a weight, a substance, an object, etc.) of the product is located in the moving body. The distinction between the movable body and the stationary body is not always determined as a fixed body, but means a frame which is a moving reference of the movable body including the moving object. For example, it means that the movable body can move based on the fixed body even if the fixed body moves to a predetermined position by any means, and when the induction electromagnet is installed on the movable body, the position maintaining means must also be installed on the movable body.

본 고안에서 이동체와 영구자석은 사물의 구조 및 형상에 따라 다양한 형상 구조를 갖는다. 이를테면, 렌즈와 같이 둥근물체나 사물을 이동하고자 하는 경우 렌즈의 형상에 따라 원통형이나 둥근형태가 될 것이며, 사각형 물체나 사물을 이동시키고자 하는 경우에는 사각형이나 둥근형태 전부 다 포함된다. 요컨데, 사물이나 물체를 이동시킬 수 있는 구성이면 되는 것이다.In the present invention, the movable body and the permanent magnet have various shape structures according to the structure and shape of the object. For example, when moving a round object or an object such as a lens, it will be cylindrical or round depending on the shape of the lens, and when moving a rectangular object or an object, all of the rectangle or round shape is included. In short, it is only a configuration capable of moving an object or an object.

또한 본 고안에서 이동체가 소정위치(목적위치)로 이동한 경우 전원을 차단하더라도 영구자석과 연성자성체로 대향 구성되는 위치유지수단에 의해 이동체가 소정위치에 정지해 있도록 함으로써 정확한 위치제어가 가능하고, 백레쉬 방지용 전원이 불필요하여 소비전력이 절감되도록 한다.In addition, in the present invention, when the moving object moves to a predetermined position (purpose position), even if the power is cut off, the position of the moving object stops at a predetermined position by position holding means composed of a permanent magnet and a soft magnetic material. It eliminates the need for a backlash prevention power source, which reduces power consumption.

즉, 이동대상이나 사용목적에 따라 이동체에 영구자석과 이동대상이 설치되고 고정체에 유도전자석이 설치되는 경우 고정체 부분에 연성자성체로 된 한 개 이상 복수 개의 위치유지수단을 설치하여 이동체의 영구자석과 인력(引力)이 작용되어 이동위치가 유지되게 함으로써 전원없이 백레쉬가 방지된다.That is, when the permanent magnet and the moving object are installed on the moving object and the induction electromagnet is installed on the fixed body according to the moving object or the purpose of use, the permanent body of the moving object is installed by installing one or more position holding means made of soft magnetic material on the fixed part. The magnet and the attraction force are applied to maintain the moving position, preventing backlash without power.

그리고, 이동체에 유도전자석과 이동대상이 설치되고 고정체에 영구자석이 설치되는 경우 이동체 부분에 크기가 작은 한 개 이상 복수 개의 영구자석을 설치하고, 상기 영구자석과 대향하는 고정체 부분에는 연성자성체로 된 위치유지수단을 설치하여 이동체의 영구자석과 연성자성체의 인력작용에 의해 전원을 차단하더라도 백레쉬가 방지된다. When the induction electromagnet and the moving object are installed on the movable body and the permanent magnet is installed on the fixed body, one or more permanent magnets having a small size are installed on the movable body, and the flexible magnetic body is installed on the fixed body portion facing the permanent magnet. Backlash is prevented even if the power is cut off by installing the position maintaining means of the permanent magnet and the soft magnetic material of the moving object.

본 고안에서 이동체와, 이동체에 설치되는 유도전자석과, 고정체와, 고정체에 설치되는 영구자석은 사물(이동대상물, 고정대상물)의 구조 및 형상등에 따라 다양한 형상 구조를 갖는다. 이를테면, 평면형ㆍ원통형ㆍ타원형ㆍ사각통형ㆍ다각통형 등이 될 수 있으며, 영구자석과 유도전자석의 상호작용에 의해 물체가 이동체를 따라 소정위치로 직선 이동할 수 있는 구성이면 만족한다.In the present invention, the movable body, the induction electromagnet installed on the movable body, the fixed body, and the permanent magnet installed on the fixed body have various shape structures according to the structure and shape of an object (movable object, fixed object). For example, it can be a plane, a cylinder, an ellipse, a square cylinder, a polygonal cylinder, and the like, and it is satisfied that the object can be linearly moved to a predetermined position along the moving body by the interaction of the permanent magnet and the induction electromagnet.

본 고안에서 영구자석의 착자패턴은 대각선형, 수직형, 수평형, 경사형, 지그재그형, 수직 스크류형, 수평 스크류형, 빗살무늬형, 이들의 혼합형 등 다양한 형태로 착자시켜 유도전자석의 유도에 따라 여러 형태의 직선운동이 가능하도록 한다. 그리고, 착자할 때 자속밀도를 달리하여 상기의 목적을 달성할 수도 있으며, 경우에 따라서는 영구자석을 구성하는 재료의 밀도를 달리하는 방법으로 착자시켜 자속밀도가 달라지도록 구성할 수도 있다.In the present design, the magnetization pattern of the permanent magnet is magnetized in various forms such as diagonal, vertical, horizontal, inclined, zigzag, vertical screw, horizontal screw, comb-shaped pattern, and mixed type thereof to guide the induction electromagnet. Therefore, various forms of linear motion are possible. In addition, the above object may be achieved by changing the magnetic flux density when magnetizing, and in some cases, the magnetic flux density may be changed by magnetizing by changing the density of the material constituting the permanent magnet.

그리고, 직선 왕복형 진동모터로 사용하는 경우, 렌즈와 이동대상 등이 삭제되며, 이동체에 영구자석이 설치되는 경우 영구자석의 자중만으로도 충분한 진동을 달성할 수 있지만, 더욱 큰 진동력을 얻고자 하는 경우, 이동체의 프레임 부분에 분동(중량추)을 부가적으로 설치할 수 있다.In addition, when used as a linear reciprocating vibration motor, the lens and the moving object are deleted, and when the permanent magnet is installed on the moving body, sufficient vibration can be achieved by the weight of the permanent magnet alone. In this case, a weight (weight) can be additionally installed in the frame portion of the movable body.

그리고, 이동체에 유도전자석이 설치되는 경우 유도전자석의 자중이 영구자석보다 가벼운 점을 감안하여 이동체의 프레임 부분에 분동(중량추)을 부가 설치하여 충분한 진동을 얻도록 하고, 중량추 부분에는 운동방향으로 천공된 복수 개의 구멍을 형성하여 중량추가 이동체를 따라 직선왕복 운동할 때 내부공기가 자연스럽게 통과하도록 함으로써 원활한 진동이 이루어지도록 한다.In addition, when the induction electromagnet is installed on the moving body, the weight of the induction electromagnet is lighter than that of the permanent magnet, so that a weight (weight) is added to the frame part of the moving body to obtain sufficient vibration, and the direction of movement in the weight portion By forming a plurality of holes perforated by the weight of the internal movement when the linear reciprocating movement along the moving body to allow a smooth vibration to be made.

본 고안을 설명함에 있어, 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 고안의 요지를 모호하지 않도록 하기 위하여 생략하도록 한다.In describing the present invention, the same elements in the drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible, and detailed descriptions of related known configurations or functions will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

본 고안은 한 개 이상 복수 개의 이동체 및 고정체가 쌍으로 구성되며, 이동체의 프레임에는 렌즈, 분동, 물질, 물체(사물) 등의 이동 대상물과 영구자석이 기계ㆍ기구적으로 장착된다. The present invention is composed of one or more moving bodies and fixed bodies in pairs, and moving objects such as lenses, weights, materials, objects (things) and permanent magnets are mechanically and mechanically mounted on the frames of the moving bodies.

그리고, 고정체의 프레임에는 코일로 구성되는 유도전자석과, 이동체의 직선(왕복)운동을 안내하는 가이드와, 이동체가 목적위치에 도달하면 이동체의 위치를 유지하는 위치유지수단과, 이동 대상물과 대응하는 고정 대상물 등이 기계ㆍ기구적으로 장착되며, 상기 이동체가 이동축선 상의 소정위치로 직선운동(직선 왕복운동)할 수 있게 지지 및 안내하게 된다.In addition, the frame of the stationary body includes an induction electromagnet composed of a coil, a guide for guiding a linear (reciprocating) motion of the movable body, a position holding means for maintaining the position of the movable body when the movable body reaches a target position, and a moving object. A fixed object or the like is mounted mechanically and mechanically, and is supported and guided so that the movable body can linearly move (linear reciprocating motion) to a predetermined position on the moving axis.

본 고안의 동작원리 및 구조는 설명의 편의상 카메라 폰(디지털 카메라 기능 등이 구비된 휴대폰)의 광학모듈에 적용한 것을 일 예로 설명한다. 상기 광학모듈은 1개 이상의 렌즈를 사용하여 광학 줌(Zoom)과 오토 포커스(Auto Focus) 등이 가능하며, 렌즈의 이동을 통해 이미지 센서(Image Sensor)로 받아 들여지는 상(화상, 영상, 이미지 등)의 크기와 촛점을 조절하게 된다. 이동체에 장착되는 이동 대상물은 주로 렌즈이지만, 물론 렌즈는 고정되고 이미지 센서가 이동하거나, 때로는 신속한 동작을 위하여 렌즈와 이미지 센서가 동시에 가까워지거나 멀어지게 구성할 수도 있다.The operation principle and structure of the present invention will be described as an example that is applied to the optical module of the camera phone (mobile phone with digital camera function, etc.) for convenience of description. The optical module is capable of optical zoom and auto focus using one or more lenses, and an image (image, image, image) received by an image sensor through movement of the lens. Etc.) to adjust the size and focus. The moving object mounted on the moving object is mainly a lens, but of course, the lens is fixed and the image sensor may be moved, or sometimes the lens and the image sensor may be configured to move closer or farther at the same time for quick operation.

그리고, 본 고안에서 영구자석(12)(12d)(12e)과 유도전자석(10)(10d)(10e) 간의 이격거리는 0.05㎜ ~ 0.5㎜로 근접 이격되어 있으며, 효율상 0.1㎜의 이격거리가 바람직하다. 상기 영구자석(12)(12d)(12e)과 유도전자석(10)(10d)(10e) 간의 이격거리가 가까울수록 효율(상호작용:인력 또는 척력)이 좋으나 너무 가까우면 영구자석(12)(12d)(12e)과 유도전자석(10)(10d)(10e)이 접촉하면서 이동체의 이동에 방해를 줄수 있으며, 또한 초정밀가공이 요구되므로 경제성이 떨어지며, 상기 이격거리가 0.5㎜를 초과하면 효율이 크게 떨어지므로 바람직하지 못하다.In the present invention, the separation distance between the permanent magnets 12, 12d, 12e and the induction electromagnets 10, 10d, 10e is close to 0.05 mm to 0.5 mm, and the separation distance of 0.1 mm for efficiency. desirable. The closer the separation distance between the permanent magnets 12, 12d, 12e and the induction electromagnets 10, 10d, 10e, the better the efficiency (interaction: manpower or repulsion), but if too close, the permanent magnets 12 ( 12d) (12e) and the induction electromagnet 10 (10d) (10e) in contact with the movement of the moving body can interfere, and also requires high precision processing, economic efficiency is lowered, the efficiency is higher when the separation distance exceeds 0.5mm It is not preferable because it falls greatly.

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상기 안내봉(26)(26a)은 영구자석(12)(12d)(12e)과 영구자석(12)(12d)(12e) 사이, 또는 유도전자석(10)(10d)(10e)과 유도전자석(10)(10d)(10e) 사이, 또는 영구자석(12)(12d)(12e)과 영구자석(12)(12d)(12e) 및 유도전자석(10)(10d)(10e)과 유도전자석(10)(10d)(10e) 사이 공간에 위치한다. 상기 도 13 내지 도 17의 경우에도 영구자석과 유도전자석 간의 이격거리는 약 0.1㎜ 이다.The guide rods 26, 26a are between permanent magnets 12, 12d, 12e and permanent magnets 12, 12d, 12e, or induction electromagnets 10, 10d, 10e and induction electromagnets. (10) (10d) (10e) or permanent magnets (12) (12d) (12e) and permanent magnets (12) (12d) (12e) and induction electromagnets (10) (10d) (10e) and induction electromagnets It is located in the space between (10) (10d) and (10e). 13 to 17, the separation distance between the permanent magnet and the induction magnet is about 0.1 mm.

도 1은 본 고안 리니어 모터(2)의 동작원리를 도시한 것으로, 리니어 모터(2)의 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(4)와, 이동체(또는 고정체)에 설치되는 유도전자석(10)으로 공급되는 전압 및 전류를 가감시켜 이동체의 이동속도를 제어하고 또한 유도전자석(10)으로 공급되는 전류 인가방향을 변경시켜 이동체의 정ㆍ역 이동방향을 변경 제어하는 제어부(5)와, 이동체의 운동속도와 운동형태 및 운동방향 등을 설정할 수 있게 제어부(5)에 접속되는 설정부(7)와, 제어부(5)로 부터 방향 변경신호가 출력되면 유도전자석(10)으로 인가되는 전류의 흐름방향을 변경하는 스위칭부(6)와, 유도전자석(10)을 구성하는 1개 또는 1개 이상 복수 개의 코일과, 유도전자석(10)과 마주보도록 고정체(또는 이동체)에 설치되며 위치에 따라 자속밀도 변화가 심하도록 착자되는 영구자석(12)과, 이동체의 직선운동은 허용하고 회전운동은 억제하면서 이동체의 위치를 유지하는 위치유지수단(14)으로 구성된다.1 illustrates an operation principle of the inventive linear motor 2, which includes a power supply unit 4 for supplying power required for the operation of the linear motor 2, and an induction electromagnet 10 installed in a movable body (or a fixed body). A control unit 5 for controlling the moving speed of the moving object by adding or subtracting a voltage and a current supplied to the control unit and changing the forward / reverse moving direction of the moving object by changing the direction of application of the current supplied to the induction electromagnet 10; The setting unit 7 is connected to the control unit 5 so as to set the movement speed, the movement type, the movement direction, and the like, and when the direction change signal is output from the control unit 5, the current applied to the induction electromagnet 10 is changed. A switching unit 6 for changing the flow direction, one or more coils constituting the induction electromagnet 10, and a stationary body (or moving body) to face the induction electromagnet 10, Therefore, the magnetic flux density changes severely The permanent magnet 12 and the position maintaining means 14 for maintaining the position of the movable body while allowing linear movement of the movable body and suppressing the rotational movement.

상기 도 1에서 제어부(5) 및 스위칭부(6)에 의해 유도전자석(10)의 a방향으로 전류가 공급되면 영구자석(12)과 대향하는 유도전자석(10) 면은 N극이 되고, 영구자석(12)의 대향면은 하향 할수록 S극의 자속밀도가 크므로 이동체인 영구자석(12)은 A방향으로 이동하게된다.In FIG. 1, when a current is supplied in the a direction of the induction electromagnet 10 by the control unit 5 and the switching unit 6, the surface of the induction electromagnet 10 facing the permanent magnet 12 becomes an N pole and is permanent. As the opposite surface of the magnet 12 moves downward, the magnetic flux density of the S pole increases, so that the permanent magnet 12, which is the moving body, moves in the A direction.

반대로, 유도전자석(10)의 b방향으로 전류가 공급되면 영구자석(12)과 대향하는 유도전자석(10) 면은 S극이 되고, 영구자석(12)의 대향면은 상향 할수록 N극의 자속밀도가 커지므로 이동체인 영구자석(12)은 B방향으로 이동하게된다. 그리고, 제어부(5)를 통하여 유도전자석(10)으로 공급되는 전압 및 전류를 가변하면 전자력이 가변되므로 영구자석(12)의 이동속도가 가변된다. On the contrary, when the current is supplied in the b direction of the induction magnet 10, the surface of the induction magnet 10 facing the permanent magnet 12 becomes the S pole, and the magnetic flux of the N pole increases as the opposite surface of the permanent magnet 12 is upward. Since the density increases, the permanent magnet 12, which is the moving body, moves in the B direction. When the voltage and current supplied to the induction electromagnet 10 are changed through the control unit 5, the electromagnetic force is variable, so that the moving speed of the permanent magnet 12 is variable.

상기 예에서 유도전자석(10)을 고정시킨 경우 영구자석(12)이 이동하게 되며, 반대로 영구자석(12)을 고정시킨 경우 유도전자석(10)이 이동하게 된다.In the above example, when the induction electromagnet 10 is fixed, the permanent magnet 12 is moved. In contrast, when the permanent magnet 12 is fixed, the induction magnet 10 is moved.

도 2는 이동체인 영구자석(12)과 유도전자석(10)의 배치 관계와 영구자석(12)의 위치에 따라 변화되는 자속밀도를 그래프로 도시한 것으로, 영구자석(12)의 N극과 S극간의 경계선이 상당한 기울기를 갖도록 착자시켜 영구자석(12)의 위치에 따른 자속밀도 차이가 그래프와 같이 크게 변화하도록 한다. 상기 그래프에서 md는 자속밀도이고, mp는 영구자석의 위치이며, 영구자석의 위치에 따라 자속밀도가 감소하거나 증가함을 알 수 있다.FIG. 2 is a graph showing the magnetic flux density that is changed depending on the positional relationship between the permanent magnet 12 and the induction electromagnet 10 and the position of the permanent magnet 12. The N pole and S of the permanent magnet 12 are shown in FIG. Magnetizing the boundary between the poles to have a significant slope so that the magnetic flux density difference according to the position of the permanent magnet 12 is changed significantly as shown in the graph. In the graph, md is the magnetic flux density, mp is the position of the permanent magnet, it can be seen that the magnetic flux density decreases or increases depending on the position of the permanent magnet.

상기 유도전자석(10)과 영구자석(12)은 대향 설치되지만 영구자석(12)의 원활하고 확실한 동작을 위하여 영구자석(12)과 대향하는 면이 단일 극성이 되도록 설치하는 것이 중요하다. 즉, 영구자석(12)에는 N극과 S극이 공존하면서 위치에 따른 자속밀도변화가 심하도록(자극간 경계선의 기울기가 심하도록) 착자되지만, 영구자석(12)과 대향하는 유도전자석(10)의 면은 전류인가방향(a방향 또는 b방향)에 따라 단일의 극(極), 이를테면 N극 또는 S극으로 유지되게 코일을 권선 및 배치함으로써 영구자석(12)이 A방향 또는 B방향으로 이동할 수 있게된다. Although the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12 are opposed to each other, it is important that the surface facing the permanent magnet 12 has a single polarity for smooth and reliable operation of the permanent magnet 12. That is, the permanent magnet 12 is magnetized so that the magnetic pole density change according to the position is severe while the N pole and the S pole coexist (severe slope of the boundary between the magnetic poles), but the induction electromagnet 10 facing the permanent magnet 12. The surface of) is wound around and placed in a single pole, such as the N pole or the S pole, according to the current application direction (a or b direction), so that the permanent magnet 12 is in the A or B direction. You can move.

즉, 도 4와 같이 상기 유도전자석(10)을 구성하는 코일을 길쭉하게 감은(권취) 다음 가운데 부분에 위치하는 코일의 장공(11)이 영구자석(12) 방향이나 그 반대방향으로 향하도록 하고, 코일의 평면 형상은 영구자석(12)의 평면 형상과 같은 형상이 되도록 하면 한쪽 면이 N극성 또는 S극성을 띄게되며, 그리고, 전류의 흐름방향에 따라 상기 극성이 바뀌게 된다.That is, as shown in FIG. 4, the coil 11 constituting the induction electromagnet 10 is wound (long) and the long hole 11 of the coil located at the center portion thereof faces the permanent magnet 12 or the opposite direction. When the plane shape of the coil is the same as the plane shape of the permanent magnet 12, one surface exhibits N polarity or S polarity, and the polarity is changed according to the current flow direction.

물론, 유도전자석(10)을 설치할 때 코일의 장공(11)이 영구자석(12)과 마주보지 않는 직각방향으로 설치할 수 있으나, 영구자석(12)과 대형하는 면으로 N극과 S극이 공존하게 되므로 영구자석(12)과의 자속 교란(트러블)이 발생되면서 이동체(20)가 이동하지 않거나, 그 이동을 방해할 수 있으므로 바람직하지 못하다.Of course, when the induction electromagnet 10 is installed, the long hole 11 of the coil may be installed in a right angle direction not facing the permanent magnet 12, but the N pole and the S pole coexist in a plane that is large with the permanent magnet 12. Since the magnetic flux disturbance (trouble) with the permanent magnet 12 is generated, the moving body 20 does not move, or may interfere with the movement is not preferable.

도 3은 이동체인 영구자석(12)과 유도전자석(10)을 배치할 때 이동축선(O)을 감안하여 좌측과 같이 수평적으로 배치하거나, 또는 오른쪽과 같이 직각으로 배치할 수 있음을 도시한 것으로, 영구자석(12)의 위치에 따라 변화되는 자속밀도 그래프가 함께 도시되어 있다.FIG. 3 illustrates that when the permanent magnets 12 and the induction electromagnet 10 are disposed, they may be arranged horizontally as shown on the left side or at right angles as shown on the right side in consideration of the moving axis O. FIG. As a result, the magnetic flux density graph that changes according to the position of the permanent magnet 12 is shown together.

본 고안에서 영구자석(12)의 착자구조는 위치에 따라 자속밀도가 상승 또는 하강하는 구조를 갖는다. 본 고안에서 영구자석(12)의 착자형태는 위치별 자속밀도가 연속적/순차적/급진적으로 감소하거나 증가하는 형태에 의미가 있다. In the present invention, the magnetizing structure of the permanent magnet 12 has a structure in which the magnetic flux density increases or decreases depending on the position. The magnetized form of the permanent magnet 12 in the present design is meaningful to the form in which the magnetic flux density by location decreases or increases continuously / sequentially / radically.

도 5는 본 고안에 적용된 영구자석(12)의 다양한 착자 형태와 위치별 자속밀도, 이를테면 일체형이나 조각형 또는 분리하여 조립 가능한 예를 들어 설명하였으며, 제품 별 구조나 모양등에 따라 달라 질 수 있는데, 이해를 돕기 위해 평면적으로 전개시켜 도시한 것이다. 상기 도 5에서 (A)는 대각선 방향으로 한 쌍의 N극과 S극을 착자 형성하되 한 쌍 또는 2 이상의 쌍으로 착자 형성한 것이고, (E)는 상기 (A)를 좌.우로 이격시킨 상태이고, (F)는 각각 이격시킨 상태이다. (B)는 상기 (A)와 일응 유사하지만 원호형으로 착자 형성한 것이고, (C)는 지그재그형으로 경사지게 자극(磁極)을 형성한 것이고, (D)는 일측은 세로로 경사지게 자극을 형성하고, 타측은 가로로 경사지게 자극을 형성한 것이다.FIG. 5 illustrates various magnetized shapes and magnetic flux densities of different positions of the permanent magnets 12 applied to the present invention, for example, one-piece or sculpted or separately assembled, and may vary depending on the structure or shape of each product. It is shown in a flat plan to facilitate understanding. In FIG. 5, (A) is a pair of magnets formed in a pair of N poles and S poles in a diagonal direction, and a pair of magnets are formed in one pair or two or more pairs, and (E) is spaced apart from the left and right sides of (A). And (F) are respectively spaced apart. (B) is similar to the above (A), but the magnet is formed in an arc shape, (C) is a zigzag inclined to form a magnetic pole (磁極), (D) one side to form a vertically inclined magnetic pole On the other side, the magnetic pole is formed to be inclined horizontally.

그리고, (G)는 양측으로 이격된 수직 영구자석에 N극과 S극을 각각 형성한 것이고, (H)는 상하로 이격된 수직 영구자석에 N극과 S극을 각각 형성한 것이고, (I)는 수직으로 직립하는 복수 개의 영구자석으로 구성하되, 가운데 위치하는 영구자석에는 N극과 S극이 대각선 방향으로 경사지게 각각 형성하고 그 양측에는 N, S자극의 영구자석을 각각 이격시켜 대응 설치한 것이며, 각각의 예에서 도시한 그래프는 영구자석의 위치별 자속밀도를 나타낸 것이다. 상기 각각의 영구자석은 전면으로 N극 또는 S극이 착자되면 그 이면은 전면과 다른 극성의 S극 또는 N극이 대응 착자된다.And, (G) is the N and S poles respectively formed in the vertical permanent magnet spaced to both sides, (H) is the N and S poles respectively formed in the vertical permanent magnet spaced up and down, respectively (I ) Consists of a plurality of permanent magnets standing upright, but the permanent magnet in the center is formed to be inclined in the diagonal direction N pole and S pole, respectively, and the permanent magnets of N and S poles are spaced apart on both sides. In each example, the graph shows the magnetic flux density of each permanent magnet. When each permanent magnet is magnetized to the N pole or the S pole to the front side, the S pole or the N pole of a different polarity from the front side is correspondingly magnetized.

그리고, 제어부(5)를 통하여 유도전자석(10)으로 인가되는 전압 또는 전류를 가감(加減)시켜 전자력을 변화시킴으로써 이동체(20)의 이동속도를 제어할 수 있게 된다. 즉, 유도전자석(10)의 코일로 인가되는 전압 및 전류의 가변에 따라 발생되는 전자력(電磁力)의 세기가 변화하며, 이러한 변화는 이동체(20)의 영구자석(12)에 작용되어 이동체(20)의 위치와 이동속도에 변화를 줄 수 있게된다.Then, the moving speed of the moving body 20 can be controlled by changing the electromagnetic force by adding or subtracting a voltage or current applied to the induction electromagnet 10 through the control unit 5. That is, the intensity of the electromagnetic force generated according to the change of the voltage and current applied to the coil of the induction electromagnet 10 changes, and this change is applied to the permanent magnet 12 of the movable body 20 to move the movable body ( 20) can change the position and speed of movement.

그리고, 유도전자석(10)으로 공급되는 전류의 흐름방향을 바꾸어주면 이동체(20)의 이동방향을 반대방향으로 변경할 수 있다. 이러한 동작을 지원하는 제어부(5)는 유도전자석(10)으로 공급되는 전류의 흐름방향(또는 극성)을 변경하는 방법으로 이동체(20)의 이동방향을 제어할 수 있다.Then, by changing the flow direction of the current supplied to the induction electromagnet 10, the moving direction of the moving body 20 can be changed in the opposite direction. The control unit 5 supporting the operation may control the moving direction of the moving body 20 by changing the flow direction (or polarity) of the current supplied to the induction electromagnet 10.

고정체(18)에 장착되는 위치유지수단(14)의 단면 모양 및 개수는 임의로 할 수 있다. 이동체(20)가 특정위치에 놓여 있을 때 유도전자석(10)에 흐르는 전압 전류를 차단하면 이동체(20)의 영구자석(12)과 위치유지수단(14)간에 서로 작용되는 인력(引力)에 의해 이동체(20)의 이동된 위치가 유지되며, 유도전자석(10)으로 공급되는 전압 전류를 차단하더라도 상기 이동위치 유지는 지속된다. 따라서 백레쉬 방지용 전원이 불필요하며, 수명단축이 방지되고 소비전력을 줄일 수 있으며, 위치가 정확히 제어되어 동작 신뢰성이 매우 높다.The cross-sectional shape and the number of the position holding means 14 mounted to the fixed body 18 can be arbitrary. When the moving body 20 is placed at a specific position, when the voltage current flowing in the induction electromagnet 10 is cut off, the attraction force is applied between the permanent magnet 12 and the position holding means 14 of the moving body 20. The moved position of the movable body 20 is maintained, and the moving position is maintained even when the voltage current supplied to the induction electromagnet 10 is interrupted. Therefore, the backlash prevention power supply is unnecessary, lifespan can be prevented, power consumption can be reduced, and the position is precisely controlled, and operation reliability is very high.

그리고, 유도전자석(10)과 영구자석(12)간에 인력 또는 척력이 강하면 이동체(20)의 이동속도가 빨라지는데, 위치유지수단(14)과 영구자석(12)간의 결합력보다 유도전자석(10)과 영구자석(12)간의 결합력이 더 클 때 비로소 이동체(20)가 이동하게 된다. 즉, 유도전자석(10)으로 공급되는 전류량은 위치유지수단(14)과 영구자석(12)간의 인력(引力)을 충분히 능가할 수 있는 토크값이어야 한다.And, if the attraction or repulsive force between the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12 is strong, the moving speed of the moving body 20 is faster, the induction electromagnet 10 than the coupling force between the position holding means 14 and the permanent magnet 12 And when the coupling force between the permanent magnets 12 is greater, the movable body 20 moves. That is, the amount of current supplied to the induction electromagnet 10 should be a torque value that can sufficiently exceed the attractive force between the position holding means 14 and the permanent magnet 12.

상기 유도전자석(10)은 영구자석(12)의 전체구간이 아닌 일부 구간에 설치하면 된다. 그리고, 안내봉(26)은 프레임(22)의 높이와 같거나 비슷하다.The induction electromagnet 10 may be installed in a partial section instead of the entire section of the permanent magnet 12. And, the guide rod 26 is the same as or similar to the height of the frame 22.

상기 안내봉(26)의 단면 형상은 원형, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 육각형, 다각형, 호형 등의 봉상물로 구성함이 보다 바람직하며, 그 개수와 직경 및 영구자석(12)과의 근접거리는 영구자석(12)의 자력(磁力)을 감안하여 위치유지수단으로서의 기능을 다할 수 있게 결정된다.The cross-sectional shape of the guide rod 26 is more preferably composed of rod-shaped objects, such as circular, rectangular, square, triangle, hexagon, polygon, arc shape, the number and diameter and the close distance of the permanent magnet 12 is permanent In consideration of the magnetic force of the magnet 12, it is determined that the function as the position holding means can be fulfilled.

도 6 내지 도 9는 도 1의 기본 동작원리가 적용된 본 고안 리니어 모터(2)를 카메라 렌즈모듈(또는 카메라 폰 렌즈모듈)에 적용한 일 실시예의 단면도로, 도 6, 도 7은 이동대상 렌즈(34)와 유도전자석(10)과 위치유지수단의 하나인 작은 크기의 영구자석(25)은 이동체(20)에 설치하고, 영구자석(12)과 또 다른 위치유지수단인 안내봉(26)은 고정체(18)에 설치한 것이고, 도 8, 도 9는 이동대상 렌즈(34)와 영구자석(12)은 이동체(20)에 설치하고, 유도전자석(10)과 또 다른 위치유지수단인 안내봉(26)은 고정체(18)에 설치한 것이다. 상기 도 6, 도 8은 이동체(20)가 하사점으로 직선 이동하여 몰입된 상태이고, 도 7, 도 9는 이동체(20)가 상사점으로 직선 이동하여 돌출된 상태이다.6 to 9 are cross-sectional views of an embodiment in which the inventive linear motor 2 to which the basic operating principle of FIG. 1 is applied is applied to a camera lens module (or a camera phone lens module). FIGS. 6 and 7 are moving target lenses ( 34) and the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 25 of small size, which is one of the position holding means, are installed on the movable body 20, and the permanent magnet 12 and the guide rod 26 which is another position holding means are 8 and 9, the moving object lens 34 and the permanent magnet 12 are installed on the movable body 20, and the guide electromagnet 10 and another position maintaining means are provided. The rod 26 is attached to the fixed body 18. 6 and 8 illustrate a state in which the movable body 20 is immersed by moving linearly to a bottom dead center, and FIGS. 7 and 9 illustrate a state in which the movable body 20 protrudes by linearly moving to a top dead center.

상기 안내봉(26)은 이동체(20)의 직선이동을 안내할 뿐 아니라 위치유지수단으로도 사용된다. 즉, 연성자성체로 구성하여 영구자석(12) 또는 위치유지용 영구자석(25)과 상호 인력에 의해 이동체(20)의 이동된 위치가 유지되는 것이다.The guide rod 26 is used not only to guide the linear movement of the moving body 20 but also as a position maintaining means. That is, it is composed of a soft magnetic material is to maintain the moved position of the movable body 20 by mutual attraction with the permanent magnet 12 or positional permanent magnet 25.

앞서 기술한 것처럼 상기 렌즈모듈에 적용되는 리니어 모터(2)는 도 6, 도 7과 같이 각각의 프레임(22)(32)을 갖는 고정체(18)와 이동체(20)가 한 쌍으로 구성된다. 고정체(18)는 몸체 및 외관을 구성하는 원통형 프레임(22)과, 상기 프레임(22)의 내주면 소정구간에 한 개 또는 한 개 이상 복수 개로 설치되는 영구자석(12)과, 이동체(20)의 직선이동을 안내하는 연성자성체로 된 봉상의 안내봉(26)과, 프레임(22)의 하단부에 설치되는 프린트기판(28)과, 프린트기판(28)에 장착되는 이미지 센서(IS, 또는 이미지 센서 프로세서(ISP))(8)로 구성된다. 그리고 고정체(18)의 실장공간(16)에 결합되는 이동체(20)는, 원통형 프레임(32)과, 프레임(32)의 외주면 소정개소에 돌출형으로 설치되어 상기 안내봉(26)에 미끄럼 결합되는 복수 개의 돌출부(24)와, 프레임(32) 내부 선단에 장착되는 이동 대상 렌즈(34)와, 프레임(32)의 후단 내주면 또는 외주면에 설치되는 한 개 또는 한 개 이상의 유도전자석(10)과, 유도전자석(10)으로 동작전원을 공급하는 프렉시블 케이블 또는 자바라형 케이블 또는 플렉시블 와이어(27)와, 프레임(32)에 고정되는 위치유지수단의 하나인 작은 크기의 영구자석(25)으로 구성된다.As described above, the linear motor 2 applied to the lens module includes a fixed body 18 and a movable body 20 having a pair of frames 22 and 32 as shown in FIGS. 6 and 7. . The fixed body 18 includes a cylindrical frame 22 constituting the body and the exterior, a permanent magnet 12 installed in one or more than one plural in a predetermined section of the inner circumferential surface of the frame 22, and the movable body 20. A rod-shaped guide rod 26 made of a soft magnetic material for guiding linear movement of the substrate, a printed board 28 provided at the lower end of the frame 22, and an image sensor IS or image mounted on the printed board 28. Sensor processor (ISP) 8. The movable body 20 coupled to the mounting space 16 of the fixed body 18 is protruded to a cylindrical frame 32 and a predetermined portion of the outer circumferential surface of the frame 32 to slide on the guide rod 26. A plurality of protrusions 24 to be coupled, a moving object lens 34 mounted on the inner end of the frame 32, and one or more induction electromagnets 10 installed on the inner or outer circumferential surface of the rear end of the frame 32. And, the flexible cable or bellows type cable or flexible wire 27 for supplying the operating power to the induction electromagnet 10, and the permanent magnet 25 of small size which is one of the position holding means fixed to the frame 32 It consists of.

그리고, 프레임(22)의 상부에 위치하는 절곡부(23)는 안쪽 방향으로 수평 절곡되어 상사점에 도달한 돌출부(24)가 걸림되게 함으로써 이동체(20)의 과도한 이동이나 탈출(분리)이 방지되며, 안내봉(26)의 상하단부에는 이동체(20)가 상사점과 하사점에 도착할 때 발생되는 충격을 흡수하는 완충수단(31)(33)이 각각 설치되며, 돌출부(24)의 수직안내공에는 미끄럼 베어링(29)이 각각 결합되어 이동체(20)가 직선 운동할 때 마찰이 크게 감소된다.In addition, the bent portion 23 positioned at the upper portion of the frame 22 is horizontally bent inwardly so that the protrusion 24 reaching the top dead center is locked, thereby preventing excessive movement or escape (separation) of the movable body 20. At the upper and lower ends of the guide rods 26, shock absorbing means 31 and 33 are respectively provided to absorb the shock generated when the moving body 20 reaches the top dead center and the bottom dead center, and vertical guides of the protrusions 24 are provided. The sliding bearings 29 are respectively coupled to the ball so that the friction is greatly reduced when the movable body 20 moves linearly.

상기 이동체(20)는 위치유지수단을 겸하는 안내봉(26)에 의해 회전은 억제되고 직선이동은 허용되며, 절곡부(23)와 이동체(20) 사이에는 에어갭(30)이 형성되어 서로간의 접촉이 방지되고, 안내봉(26)을 통하여 미끄럼 접촉이 이루어지므로 큰 저항없이 원활한 직선 운동이 이루어지게되며, 미끄럼 베어링(29)은 오일함유수지 또는 오일리스 베어링등이 사용된다.The movable body 20 is suppressed by the guide rod 26, which serves as a position holding means, linear movement is permitted, and an air gap 30 is formed between the bent portion 23 and the movable body 20 so that Since the contact is prevented and the sliding contact is made through the guide rod 26, smooth linear motion is made without great resistance, and the sliding bearing 29 uses an oil-containing resin or an oilless bearing.

위치유지수단인 안내봉(26)은 연성자성체이므로 영구자석(25)과 작용(引力)하여 전원공급없이도 스트로크(S) 범위내의 소정위치에 도달하여 단전(斷電)된 이동체(20)가 움직이지 못하도록 위치를 유지하게되며, 그 위치는 이동체(20)의 직선운동에 영향을 주지 않도록 영구자석(12)과 유도전자석(10)의 위치를 피하여 설치된다. The guide rod 26, which is a position holding means, is a soft magnetic material, and thus acts on the permanent magnet 25 to reach a predetermined position within the stroke S range without power supply, so that the disconnected mobile body 20 moves. The position is maintained so as not to be, the position is installed to avoid the position of the permanent magnet 12 and the guide electromagnet 10 so as not to affect the linear movement of the moving body (20).

그리고, 상기 안내봉(26)은 이동체(20)의 위치유지와 직선안내를 겸하므로 별도의 안내봉이 불필요하며, 이동체(20)에 영구자석(25)이 설치되는 경우 영구자석(25)과 안내봉(26)의 상호 인력(引力)에 의해 이동체(20)의 이동위치가 유지되고 백레쉬가 방지되며, 도 8, 도 9와 같이 이동체(20)에 영구자석(12)이 설치되는 경우 영구자석(12)과 안내봉(26)의 상호 인력(引力)에 의해 이동체(20)의 이동위치가 유지되고 백레쉬가 방지된다.In addition, the guide bar 26 serves as the position guide and the linear guide of the moving body 20, so that a separate guide bar is unnecessary, and when the permanent magnet 25 is installed on the moving body 20, the permanent magnet 25 and the guide. The movable position of the movable body 20 is maintained by the mutual attraction of the rods 26, and the backlash is prevented. When the permanent magnet 12 is installed in the movable body 20 as shown in FIGS. By the mutual attraction of the magnet 12 and the guide rod 26, the moving position of the moving body 20 is maintained and backlash is prevented.

즉, 상기 이동체(20)는 직선 이동할 수 있는 스트로크 범위내에서 목적하는 소정의 위치로 도달하면 제어부(5)에 의해 전원(전압 및 전류)이 차단되면서 정지되며, 이러한 상태에서 영구자석(12)과 안내봉(26), 또는 영구자석(25)과 안내봉(26)의 상호 인력(引力)에 의해 이동체(20)의 이동위치가 유지되고 백레쉬가 방지되며, 제어부(5)에 의해 이동체(20)로 전압 및 전류(이동전원)가 인가되면 상기 위치유지에 사용된 인력보다 큰 자력에 의해 이동체(20)가 소정위치로 직선 이동하게 되는 것이다.That is, when the movable body 20 reaches a desired predetermined position within the stroke range that can be linearly moved, the moving object 20 is stopped while the power supply (voltage and current) is cut off by the controller 5, and in this state, the permanent magnet 12 And the guide rod 26 or the permanent magnet 25 and the guide rod 26 by mutual attraction force, the moving position of the movable body 20 is maintained and the backlash is prevented, and the movable body is controlled by the controller 5. When voltage and current (moving power source) are applied to 20, the moving body 20 is linearly moved to a predetermined position by a magnetic force larger than the attraction force used for maintaining the position.

이동체(20)로 공급되는 전압은 이동체(20)의 이동속도를 결정하게 되며, 이동체(20)로 공급되는 전류는 이동체(20)의 이동방향과 이동토크를 결정하게된다. The voltage supplied to the movable body 20 determines the moving speed of the movable body 20, and the current supplied to the movable body 20 determines the moving direction and the moving torque of the movable body 20.

본 고안에서 이동체(20)는 원할한 이동을 위하여 외주면이 같은 외경이 바람직하지만 일부 구간이 작아진 외경을 가질 수 있다. 예컨데, 영구자석(12)의 외경이 프레임(32)의 외경보다 조금은 작아지거나 커질 수 있다.In the present invention, the movable body 20 may have an outer diameter having the same outer circumferential surface for smooth movement, but may have a smaller outer diameter. For example, the outer diameter of the permanent magnet 12 may be slightly smaller or larger than the outer diameter of the frame 32.

또한 프레임(22)(32)은 비자성 금속 또는 비금속으로 제조하여 외력이나 충격으로부터 구조물의 변형이나 부품의 손상을 방지하도록 하되, 경우에 따라서는 연성자성체로 외부 프레임(22)을 구성하여 자기차폐(magnetic shield)를 달성하게 할 수 있다.In addition, the frames 22 and 32 are made of non-magnetic metal or non-metal to prevent deformation of the structure or damage to parts from external force or impact. In some cases, the outer frame 22 is made of a soft magnetic material to form a magnetic shield. (magnetic shield) can be achieved.

상기 영구자석(12)과 유도전자석(10)은 1개 또는 1개 이상 복수 개로 구성되며, 유도전자석(10)의 코일로 전류 및 전압을 공급하면 전자력(電磁力)이 발생되며 제어부(5)를 이용하여 전자력의 세기와 자극을 가변(변경)할 수 있다. The permanent magnet 12 and the induction electromagnet 10 is composed of one or more than one, and if the current and voltage are supplied to the coil of the induction magnet 10, an electromagnetic force is generated and the control unit 5 You can change (change) the strength and stimulus of the electromagnetic force using.

상기 전자력은 도 5와 같이 위치에 따라 연속적/순차적/급진적으로 감소하거나 증가하는 형태로 착자된 영구자석(12)과 상호 작용하여 영구자석(12)과 프레임(32) 및 렌즈(34)로 구성되는 이동체(20)가 이동축선(O)을 따라 직선 이동하게되며, 이동방향과 이동속도는 제어부(5)에 의해 결정된다.The electromagnetic force is composed of the permanent magnet 12, the frame 32 and the lens 34 by interacting with the magnetized permanent magnet 12 in the form of decreasing or increasing continuously / sequential / radically depending on the position as shown in FIG. The moving body 20 is linearly moved along the moving axis O, and the moving direction and the moving speed are determined by the controller 5.

그리고, 도 6 내지 도 9에서 처럼 프레임(22)(32)이 원통형(경통)인 경우 이에 고정되는 영구자석(12)과 유도전자석(10) 역시 프레임(22)(32)과 같은 원호 형상이 되며, 영구자석(12)이 평면형이면 유도전자석(10) 역시 평면형이 된다. 6 to 9, when the frames 22 and 32 are cylindrical, the permanent magnets 12 and the induction electromagnet 10 fixed thereto are also circularly shaped like the frames 22 and 32. If the permanent magnet 12 is planar, the induction electromagnet 10 is also planar.

본 고안에서 리니어 모터(2)의 사용환경이나 사용대상에 따라 이동체(20)와 고정체(18)는 평면적으로 구성하거나 입체적으로 구성할 수 있으며, 물론 도 4와 같은 원호형이나 또는 원통형 또는 사각형이나 다각형 구조로 구성할 수 있다.In the present invention, the movable body 20 and the fixed body 18 may be configured in a planar or three-dimensional manner according to the use environment or the object of use of the linear motor 2, and of course, an arc shape or a cylindrical shape or a quadrangle as shown in FIG. 4. Or it can be configured as a polygonal structure.

그리고, 상기 유도전자석(10)과 영구자석(12)은 1개로 구성하여도 되지만 1개 이상 복수 개로 균일하거나 대칭구조로 배치함으로써 위치유지수단(14)이나 부품들을 설치할 수 있도록 함이 바람직하다.In addition, the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12 may be composed of one, but it is preferable to be able to install the position holding means 14 or parts by arranging one or more in a uniform or symmetrical structure.

즉, 도 12는 유도전자석(10)과 영구자석(12)과 안내봉(26)을 한 개씩 설치한 것이고, 도 13은 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 2쌍으로 균일하게 설치한 다음 유도전자석(10)과 유도전자석(10) 사이 및 영구자석(12)과 영구자석(12) 사이에 2개의 안내봉(26)을 대칭 설치한 것이고, 도 14는 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 3쌍으로 균일하게 설치한 다음 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 피하거나 그 사이에(유도전자석(10)과 유도전자석(10) 사이 및 영구자석(12)과 영구자석(12) 사이에) 3개의 안내봉(26)을 균등하게 설치한 것이고, 도 15는 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 4쌍으로 균일하게 설치한 다음 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 피하거나 그 사이에 4개(또는 2개)의 안내봉(26)을 대칭 설치한 것이고, 도 16은 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 6쌍으로 설치한 다음 유도전자석(10)과 영구자석(12)을 피하거나 그 사이에 3개(2개 또는 6개)의 안내봉(26)을 균등(또는 대칭)하게 설치하여 영구자석(12)과 근접하도록 함으로써 영구자석(12)과 안내봉(26)의 상호 인력작용에 의해 이동체(20)의 이동위치가 유지된다.That is, FIG. 12 is one induction electromagnet 10, one permanent magnet 12 and one guide rod 26, and FIG. 13 uniformly installs the induction electromagnet 10 and permanent magnet 12 in pairs. Next, two guide rods 26 are symmetrically installed between the induction electromagnet 10 and the induction electromagnet 10 and between the permanent magnet 12 and the permanent magnet 12. FIG. 14 shows the induction electromagnet 10 and The permanent magnets 12 are uniformly installed in three pairs and then avoided or in between the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12 (between the induction electromagnet 10 and the induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12). Between the permanent magnets 12) and the three guide rods 26 are equally installed, and FIG. 15 shows the induction electromagnet 10 and the permanent magnets 12 uniformly installed in four pairs, and then the induction electromagnet 10 ) And four (or two) guide rods 26 are symmetrically installed between them, and FIG. 16 shows six pairs of the induction magnet 10 and the permanent magnet 12. After induction Permanent by avoiding the magnet 10 and the permanent magnet 12 or by placing three (two or six) guide rods 26 evenly (or symmetrically) between the permanent magnets 12 The moving position of the movable body 20 is maintained by the mutual attraction action of the magnet 12 and the guide rod 26.

물론, 상기 인력보다 큰 전자력의 작용으로 이동체(20)가 소정위치로 이동되며, 이동된 후에 유도전자석(10)으로 공급되는 전원을 차단시켜 전자력을 제거하면 영구자석(12)과 안내봉(26)의 상호 인력작용에 의해 이동체(20)의 이동위치가 다시 유지된다.Of course, the moving body 20 is moved to a predetermined position by the action of the electromagnetic force greater than the attraction force, and after removing the electromagnetic force by cutting off the power supplied to the induction electromagnet 10, the permanent magnet 12 and the guide rod 26 By the mutual attraction action of) the moving position of the moving body 20 is maintained again.

본 고안에서 영구자석(12)과 유도전자석(10)을 프레임(22)(32)의 내주면 또는 외주면에 설치하는 것으로 설명하였으나, 도 10, 도 11과 같이 영구자석(12)과 유도전자석(10)을 프레임(22)(32)에 각각 내장시켜 리니어 모터(2)의 전체 직경 또는 전체 두께를 줄일 수 있다.In the present invention, the permanent magnet 12 and the induction electromagnet 10 have been described as being installed on the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the frames 22 and 32, but as shown in FIGS. 10 and 11, the permanent magnet 12 and the induction electromagnet 10 ) Can be incorporated into the frames 22 and 32, respectively, to reduce the overall diameter or overall thickness of the linear motor 2.

상기의 경우 프레임(22)(32)은 자장에 영향을 받거나 주지 아니하는 비자성금속 또는 비금속으로 구성할 수 있으며, 유도전자석(10)의 경우 전기절연이 유지되는 범위에서 비자성금속 또는 비금속으로 할 수 있으나, 합성수지등과 같이 전기절연체로 사출 성형함이 바람직하며, 위치유지수단으로 사용되는 영구자석(25) 역시 프레임에 내장할 수 있다.In the above case, the frames 22 and 32 may be made of a nonmagnetic metal or a nonmetal which is not affected or affected by a magnetic field. The induction electromagnet 10 may be made of a nonmagnetic metal or a nonmetal in a range in which electrical insulation is maintained. However, injection molding is preferably performed with an electric insulator, such as a synthetic resin, and the permanent magnet 25 used as a position holding means may also be embedded in the frame.

상기에서 영구자석(12)(25)과 유도전자석(10)을 프레임(22)(32)에 내장할 때요입홈이나 통공을 형성한 다음 끼워 넣어 고정하거나, 일체로 사출성형하는 방법으로 고정할 수 있을 것이다. When the permanent magnets 12 and 25 and the induction electromagnet 10 are embedded in the frames 22 and 32, the indentation grooves or through holes may be formed and then inserted and fixed, or may be fixed by integral injection molding. There will be.

그리고, 영구자석(12)이 여러 개의 조각으로 구성되는 경우, 도 10, 도 11과 같이 프레임(22) 또는 (32)의 표면과 같은 면 또는 약간 돌출되게 설치할 수 있으며, 영구자석(12)이 원통형상인 경우 프레임(22)의 일측면에 요입되게 사출성형할 수 있으며, 플렉시블 와이어(27)는 이동체(20)의 이동에 방해를 주지 않도록 인출시켜 프린트기판(28)에 연결 접속하면 될 것이다. And, if the permanent magnet 12 is composed of a plurality of pieces, as shown in Figure 10, 11 can be installed to protrude the surface or slightly the same as the surface of the frame 22 or 32, the permanent magnet 12 is In the case of a cylindrical shape, the injection molding may be performed in one side of the frame 22, and the flexible wire 27 may be connected to the printed circuit board 28 by drawing it out so as not to disturb the movement of the movable body 20.

도 17은 유도전자석(10)이 이동체(20)에 설치되는 경우, 위치유지수단(14)의 배치관계를 도시한 것으로, 유도전자석(10) 사이 공간 또는 유도전자석(10)의 상하 부에 영구자석(25)을 대칭구조로 설치하고, 상기 영구자석(25)이 대향하는 고정체(18) 부분에 안내봉(26)을 설치하여 이동체(20)의 위치유지를 달성하도록 한 것이며, 물론, 유도전자석(10)과 영구자석(12)은 1쌍 내지 6쌍 또는 그 이상의 쌍으로 균등하거나 대칭 설치되며, 영구자석(25)과 안내봉(26) 역시 1쌍 내지 4쌍 또는 그 이상의 쌍으로 대칭 설치된다.FIG. 17 shows the arrangement relationship of the position holding means 14 when the induction electromagnet 10 is installed in the movable body 20, and is permanently disposed in the space between the induction electromagnets 10 or above and below the induction electromagnet 10. As shown in FIG. The magnet 25 is installed in a symmetrical structure, and the guide rod 26 is installed on the part of the fixed body 18 facing the permanent magnet 25 so as to achieve the position maintenance of the movable body 20. The induction electromagnet 10 and the permanent magnet 12 are equally or symmetrically installed in one pair to six pairs or more pairs, and the permanent magnet 25 and the guide rod 26 are also in one pair to four pairs or more pairs. It is installed symmetrically.

본 고안에서 영구자석(12) 또는 유도전자석(10)을 고정체(18)에 설치하는 경우, 고정체(18)의 내주면에 접합하거나 결합하는 등의 방법으로 설치하면 되며, 영구자석(12) 또는 유도전자석(10)을 이동체(20)에 설치하는 경우 이동체(20)의 외주면 또는 내주면에 접합하거나 결합하는 등의 방법으로 설치하여 이동체(20) 및 고정체(18)가 마찰없이 직선 이동할 수 있게 소정거리를 유지하면 된다.In the present invention, when the permanent magnet 12 or the induction electromagnet 10 is installed on the fixed body 18, the permanent magnet 12 may be installed by a method such as bonding or bonding to the inner circumferential surface of the fixed body 18. Alternatively, when the induction electromagnet 10 is installed on the movable body 20, the movable body 20 and the fixed body 18 may be linearly moved without friction by installing or bonding the outer or inner peripheral surface of the movable body 20 to the outer or inner circumferential surface thereof. It is enough to maintain a predetermined distance.

한편, 이동체(20)의 이동거리를 길게 확장하고자 하는 경우, 유도전자석(10) 또는 영구자석(12)을 다단으로 설치하여 달성할 수 있다.On the other hand, if you want to extend the moving distance of the moving body 20, it can be achieved by installing the induction electromagnet 10 or permanent magnet 12 in multiple stages.

도 18에 도시한 바와 같이 복수 개의 유도전자석(10a)(10b)(10c)을 직선운동의 끊어짐이 없도록 소정거리로 이격시켜 설치하거나, 또는 복수 개의 영구자석(12a)(12b)(12c)을 동작의 끊어짐이 없도록 소정거리로 이격시켜 설치하거나, 또는 복수 개의 유도전자석(10a)(10b)(10c)과 복수 개의 영구자석(12a)(12b)(12c)을 동작의 끊어짐이 없도록 소정거리로 중첩되게 설치하여 이동체(20)의 이동거리가 연장되게 한 것이다.As shown in FIG. 18, a plurality of induction electromagnets 10a, 10b, 10c are installed at a predetermined distance so as not to break the linear motion, or a plurality of permanent magnets 12a, 12b, 12c are provided. Installed at a predetermined distance so that there is no break of operation, or a plurality of induction electromagnets 10a, 10b, 10c and a plurality of permanent magnets 12a, 12b, 12c at a predetermined distance so as not to break the operation. Installed so that the moving distance of the moving body 20 is extended.

도 19, 도 20은 복수 개의 유도전자석(10a)(10b)(10c)을 고정체 프레임(22) 내주면에 균일한 간격으로 설치하고, 이동체(20)에는 영구자석(12)을 설치하여 다단으로 이동되게 구성함으로써 이동체(20)의 이동 스트로크(S1)를 보다 확장시킨 것이며, 물론 이동체(20)에 복수 개의 유도전자석(10a)(10b)(10c)을 균일한 간격으로 설치하고, 고정체(18)에 영구자석(12)을 설치하여 다단으로 이동되게 구성하는방법으로 이동체(20)의 이동 스트로크를 보다 연장시킬 수 있다.19 and 20 show a plurality of induction electromagnets 10a, 10b and 10c at equal intervals on the inner circumferential surface of the stationary frame 22, and the permanent magnet 12 is installed on the movable body 20 in multiple stages. By moving, the moving stroke S1 of the movable body 20 is further expanded, and, of course, a plurality of induction electromagnets 10a, 10b, 10c are provided on the movable body 20 at uniform intervals, and the fixed body ( The permanent stroke 12 may be installed at 18 to extend the moving stroke of the movable body 20 in a manner of moving in multiple stages.

상기에서 영구자석(12)의 높이(H1)는 유도전자석(10a)(10b)(10c)간의 거리(H2)보다 높게 형성함으로써 동작불능이나 동작의 끊어짐이 없어진다. In the above, the height H1 of the permanent magnet 12 is formed higher than the distance H2 between the induction electromagnets 10a, 10b, and 10c, thereby eliminating inoperability and disconnection of the operation.

이를테면, 이동체(20)가 특정 단계의 위치로 들어오면 그 위치에 해당하는 유도전자석(10a)(10b)(10c)으로 공급되는 전원을 온/오프(ON/OFF)하여 이동체(20)가 다음 단계로 위치 이동할 수 있도록 하고, 해당 유도전자석(10)(10a)(10b)(10c)으로 공급되는 전압을 가변하면 이동체(20)의 이동속도가 제어된다.For example, when the moving object 20 enters a position of a specific step, the moving object 20 turns on / off the power supplied to the induction electromagnets 10a, 10b and 10c corresponding to the position. By moving the position in the step, and by varying the voltage supplied to the induction electromagnet (10) (10a) (10b) (10c), the moving speed of the moving body 20 is controlled.

즉, 제1 유도전자석(10a)의 유효거리 내에 이동체(20)가 위치하면 제1 유도전자석(10a)으로 전원을 인가하여 위치를 제어하고, 제2 유도전자석(10b)의 유효거리에 이동체(20)가 존재하면 제1 유도전자석(10a)으로 공급되는 전원을 차단하고 제2 유도전자석(10b)으로 전원을 공급시켜 위치를 제어하고, 제3 유도전자석(10c)의 유효거리에 이동체(20)가 존재하면 제2 유도전자석(10b)으로 공급되는 전원을 차단하고 제3 유도전자석(10c)으로 전원을 공급시켜 이동체(20)를 제어하도록 하면된다.That is, when the moving body 20 is positioned within the effective distance of the first induction electromagnet 10a, the power is applied to the first induction electromagnet 10a to control the position, and the moving body (20) is placed at the effective distance of the second induction electromagnet 10b. If 20 is present, the power is supplied to the first induction electromagnet 10a and the power is supplied to the second induction electromagnet 10b to control the position, and the moving body 20 is disposed at the effective distance of the third induction electromagnet 10c. If present, the power supply to the second induction electromagnet 10b is cut off and the power is supplied to the third induction electromagnet 10c to control the moving body 20.

따라서, 도 18의 좌측에서 보는 것처럼 각각의 유도전자석(10a)(10b)(10c)이 갖는 이동 스트로크(L1)(L2)(L3)가 중첩되게 배치함으로써 이동체인 영구자석(12)이 전체 스트로크(L1~L3) 구간의 소정위치로 이동할 수 있게된다.Therefore, as shown in the left side of Fig. 18, the moving strokes L1, L2, and L3 of each of the induction electromagnets 10a, 10b, and 10c overlap each other so that the permanent magnets 12 of the moving body are all stroked. It becomes possible to move to the predetermined position of the section (L1 ~ L3).

그리고, 도 18의 우측에서 보는 것처럼 고정체인 각각의 영구자석(12a)(12b)(12c)이 갖는 이동 스트로크(L1)(L2)(L3)가 상기처럼 중첩되게 배치함으로써 이동체인 유도전자석(10)이 전체 스트로크(L1~L3) 구간의 소정위치로 이동할 수 있게된다.18, the moving strokes L1, L2, and L3 of each of the permanent magnets 12a, 12b, and 12c, which are fixed bodies, are superimposed as described above, so that the induction electromagnet 10 of the moving body is overlapped. ) Can move to a predetermined position of the entire stroke (L1 ~ L3) section.

도 19는 이동체(20)가 몰입되어 하사점에 위치하는 상태이고, 도 20은 이동체(20)가 돌출되어 상사점에 위치하는 상태이다.19 is a state in which the movable body 20 is immersed and positioned at the bottom dead center, and FIG. 20 is a state in which the movable body 20 protrudes and is located at the top dead center.

한편, 위치유지수단(14)의 하나인 영구자석(25)의 경우 발생 자력(磁力)에 의해 이동체(20)의 이동을 방해할 수 있으므로 진동모터 처럼 제품에 따라 없는 것이 보다 유리한 경우가 있다. 즉, 진동모터는 진동을 위하여 빠른 속도로 직선 왕복 운동하면서 진동을 발생시키게 되므로 위치유지수단(14)이 불필요한 것이다.On the other hand, in the case of the permanent magnet 25, which is one of the position holding means 14, since the movement of the movable body 20 may be prevented by the generated magnetic force, it may be more advantageous that there is no product depending on the product, such as a vibration motor. That is, since the vibration motor generates vibration while linearly reciprocating at a high speed for vibration, the position maintaining means 14 is unnecessary.

도 21 내지 도 24는 본 고안 리니어 모터의 직선 왕복운동을 고속화(1분 기준 3,000회 ~ 9,000회 진동)시켜 진동모터로 사용할 수 있게 구성한 상태의 단면도이다. 도 21, 도 22는 이동체(20)에 영구자석(12)을 설치한 것이고, 도 23, 도 24는 고정체(18)에 영구자석(12)을 설치한 것으로, 도 21, 도 23은 이동체(20)가 하사점에 위치하는 상태이고, 도 22, 도 24는 이동체(20)가 상사점에 위치하는 상태이다.21 to 24 are cross-sectional views of a state in which the linear reciprocating motion of the inventive linear motor is configured to be used as a vibration motor by speeding up (3,000 to 9,000 vibrations per minute). 21 and 22 show the permanent magnet 12 installed in the movable body 20, and FIGS. 23 and 24 show the permanent magnet 12 installed in the fixed body 18. FIGS. 21 and 23 show the movable body. (20) is a state located in a bottom dead center, and FIG. 22, FIG. 24 is a state in which the movable body 20 is located in a top dead center.

상기처럼, 직선왕복형 진동모터로 사용하는 경우, 이동체의 고속 직선운동에 의해 발생되는 진동력이 프레임(22) 전달되면 만족하므로, 렌즈(34)와 같은 이동대상이나 이미지센서(8)와 같은 고정 대상물 등이 삭제되며, 이동체(20)에 영구자석(12)이 설치되는 경우 영구자석(12)의 자중만으로도 충분한 진동을 달성할 수 있지만, 더욱 큰 진동력을 얻고자 하는 경우, 이동체(20)의 프레임(32) 부분에 분동(중량추)을 부가적으로 설치할 수 있다.As described above, in the case of using the linear reciprocating vibration motor, since the vibration force generated by the high speed linear motion of the moving object is satisfied when the frame 22 is transmitted, the moving object such as the lens 34 or the image sensor 8 The fixed object is deleted, and when the permanent magnet 12 is installed in the movable body 20, the vibration of the permanent magnet 12 may be sufficient to achieve sufficient vibration, but in order to obtain a larger vibration force, the movable body 20 The weight (weight) can be additionally installed in the frame 32 of the ().

그리고, 이동체(20)에 유도전자석(10)이 설치되는 경우, 유도전자석(10)의 자중이 영구자석(12)보다 가벼운 점을 감안하여 도 23, 도 24와 같이 이동체(20)의 프레임(32) 부분에 텅스텐 등과 같이 무거운 중량의 분동(중량추)(37)을 부가 설치하여 충분한 진동력을 얻도록 한다. In addition, when the induction electromagnet 10 is installed in the movable body 20, the frame of the movable body 20 as shown in FIGS. 23 and 24 in consideration of the fact that the magnetic weight of the inductive electromagnet 10 is lighter than that of the permanent magnet 12. 32) A heavy weight (weight) 37 such as tungsten is added to the portion to obtain sufficient vibration force.

그리고, 분동(37)은 고속으로 직선 왕복운동하게 되므로 분동(37) 부분에 직선운동방향으로 천공된 복수 개의 구멍(39)을 형성하여 분동(37)이 이동체(20)를 따라 고속 이동할 때 내부공기가 자연스럽게 통과하도록 함으로써 이동체(20)의 원활한 운동이 이루어지도록 한다.In addition, since the weight 37 is linearly reciprocated at a high speed, a plurality of holes 39 formed in the linear motion direction are formed in the weight 37 so that the weight 37 moves at high speed along the moving body 20. By allowing the air to pass naturally, smooth movement of the moving body 20 is achieved.

그리고, 외부에 위치하는 고정체 프레임(22)의 상부는 막힌구조로 하여 이물유입이나 진동에 방해를 주지않도록 하고, 안내봉(26)은 이동체(20)의 이동을 방해하지 않도록 비자성 금속이나 비금속 재질로 구성하도록 한다.In addition, the upper part of the fixed frame 22 is located in the outside of the block structure so as not to interfere with foreign matter inflow or vibration, the guide rod 26 is a non-magnetic metal or so as not to interfere with the movement of the movable body 20 It is composed of non-metallic material.

상기의 경우, 프레임(32)의 상하부가 안내봉(26)에 각각 지지되고 안내되므로 이동체(20)가 안내봉(26)을 따라 고속으로 직선왕복운동하더라도 안정적인 직선왕복운동과 진동이 이루어지게 된다. 도 23은 이동체(20)가 하사점으로 이동한 상태이고, 도 24는 이동체(20)가 상사점으로 이동한 상태이며, 안내봉(26)의 상하단부에는 완충수단(31)(33)이 설치되어 있어서 진동력의 큰 저하없이 충격이 방지되고 수명단축이 방지된다.In the above case, since the upper and lower portions of the frame 32 are respectively supported and guided by the guide rods 26, even if the moving body 20 is linearly reciprocated at high speed along the guide rods 26, stable linear reciprocation and vibration are achieved. . FIG. 23 illustrates a state in which the movable body 20 moves to a bottom dead center, FIG. 24 illustrates a state in which the movable body 20 moves to a top dead center, and shock absorbing means 31 and 33 are disposed on upper and lower ends of the guide rod 26. It is installed so that impact is prevented and life is shortened without a large drop in vibration force.

도 25, 도 26은 진동모터로 사용된 리니어 모터의 또 다른 실시예 단면도로, 이동체(20) 프레임(32)의 상하단부에 돌출부(24)를 각각 형성하여 완충수단(31)(33)과의 접촉면적이 보다 넓어지게 구성함으로써 진동력을 보다 향상시키고, 안정적인 고속왕복운동이 가능하도록 한 것이다. 상기 돌출부(24)의 수직안내공에는 미끄럼 베어링(29)을 각각 결합시켜 이동체(20)가 보다 안정적으로 이동(진동)할 수 있도록 한다.25 and 26 are cross-sectional views of still another exemplary embodiment of the linear motor used as the vibration motor, and the protrusions 24 are formed at the upper and lower ends of the frame 32 of the movable body 20, respectively, and the shock absorbing means 31 and 33 are formed. By making the contact area of the wider to improve the vibration force and to enable a stable high-speed reciprocating motion. The sliding guides 29 are respectively coupled to the vertical guide holes of the protrusions 24 so that the movable body 20 can be moved (vibrated) more stably.

상기 프레임(32)의 재질을 자성금속으로 형성하는 경우 대부분의 자력이 유도전자석(10) 방향으로 집중되므로 이동체(20)의 자력이 30% 정도 향상되며, 따라서 진동력이 더욱 향상된다.When the material of the frame 32 is formed of a magnetic metal, since most of the magnetic force is concentrated in the direction of the induction electromagnet 10, the magnetic force of the movable body 20 is improved by about 30%, and thus the vibration force is further improved.

상기에서 영구자석(12)을 한 개로 구성하는 경우, 상하 돌출부(24)에 의해 설치에 방해를 받을 수 있으나, 2개 이상 복수 개의 영구자석(12)으로 구성하여 설치가 쉽도록 한다. 물론, 일체형으로 사출 성형하는 경우에는 영구자석을 하나로 구성할 수 있을 것이다. When the permanent magnet 12 is composed of one, the installation may be interrupted by the upper and lower protrusions 24, but it is easy to install by configuring two or more permanent magnets (12). Of course, in the case of integral injection molding, the permanent magnet may be configured as one.

또한, 고정체(18) 프레임(22)에 영구자석(12)을 설치하고, 이동체(20) 프레임(32) 상하부에 유도전자석(10)을 설치한 경우에도 프레임(32)의 상하단부에 돌출부(24)를 상하로 구성하면 완충수단(31)(33)과의 접촉면적이 보다 넓어지게 되므로 진동력이 보다 향상되며, 물론 프레임(32)의 재질을 자성금속으로 형성하는 경우 전자력이 보다 향상되므로 효율이 더욱 향상된다. In addition, even when the permanent magnet 12 is installed in the frame 22 of the stationary body 18 and the induction electromagnet 10 is provided in the upper and lower portions of the frame 32 of the movable body 20, the protrusions are provided at the upper and lower ends of the frame 32. If the 24 is formed up and down, the contact area with the shock absorbing means 31 and 33 becomes wider, and thus the vibration force is further improved. Of course, when the material of the frame 32 is made of magnetic metal, the electromagnetic force is further improved. This further improves the efficiency.

이동체(20)에 분동(37)을 설치한 도 23, 도 24의 경우에도 프레임(32) 상하단부에 돌출부(24)를 각각 형성함으로써 진동력을 향상시킬 수 있으며, 물론 돌출부(24)의 수직안내공에는 미끄럼 베어링(29)을 각각 결합시켜 이동체(20)가 직선 운동할 때 마찰이 크게 감소되도록 한다.23 and 24 in which the weight 37 is provided in the movable body 20, the vibration force can be improved by forming the protrusions 24 at the upper and lower ends of the frame 32, respectively. A sliding bearing 29 is respectively coupled to the guide hole so that the friction is greatly reduced when the movable body 20 moves linearly.

도 27, 도 28은 본 고안 또 다른 실시예의 단면도로, 이동 대상물이 설치되는 이동체(20)(36)가 복수인 경우, 이동체(20)(36)를 각각 제어할 수 있게 구성한 것으로, 영구자석(12)을 갖는 고정체(18)의 양측에 유도전자석(10)(40)을 갖는 이동체(20)(36)를 설치함으로써 한 개의 영구자석(12)으로 양측(복수) 이동체(20)(36)를 각각 이동시킬 수 있게 구성한 것이다.27 and 28 are cross-sectional views of still another embodiment of the present invention, in which a plurality of moving bodies 20 and 36 on which moving objects are installed are configured to control the moving bodies 20 and 36, respectively, and permanent magnets. By installing the moving bodies 20 and 36 having the induction electromagnets 10 and 40 on both sides of the fixed body 18 having the 12, both the moving bodies 20 as one permanent magnet 12 ( It is configured to be able to move each 36).

즉, 영구자석(12)이 설치된 고정체 프레임(22)의 외부에 상기 프레임(22)보다 큰 내경의 이동체 프레임(42)을 설치하고, 프레임(42)의 상부에 렌즈(44)가 결합된 수평 절곡부(46)를 절곡 형성하고, 영구자석(12)과 대응하는 프레임(42) 부분에 프렉시블 와이어(38)를 갖는 유도전자석(40)을 설치하고, 상기 절곡부(46)의 수직안내공에 미끄럼 베어링(48)을 설치한 다음 고정체 프레임(22)에 고정된 안내봉(50)에 미끄럼운동할 수 있게 결합하여 이동체(36)가 안내봉(50)을 따라 직선 왕복운동할 수 있도록 하고, 이동체(36)의 외부에 이동체(36)의 외경보다 큰 내경의 케이스(52)를 설치하고, 케이스(52)의 상부 중앙에 보호유리(54)가 결합 구성된다.That is, a movable frame 42 having an inner diameter larger than that of the frame 22 is installed outside the fixed frame 22 having the permanent magnet 12 installed thereon, and the lens 44 is coupled to the upper portion of the frame 42. Horizontal bending portion 46 is formed to be bent, the induction electromagnet 40 having the flexible wire 38 is provided in the portion of the frame 42 corresponding to the permanent magnet 12, the bending portion 46 After the slide bearing 48 is installed in the vertical guide hole, the movable body 36 is linearly reciprocated along the guide rod 50 by slidingly engaging the guide rod 50 fixed to the fixed frame 22. The case 52 of the inner diameter larger than the outer diameter of the movable body 36 is provided in the outside of the movable body 36, and the protective glass 54 is comprised by the upper center of the case 52.

그리고, 프레임(42)의 유도전자석(40) 부근에는 외부 이동체(36)의 위치유지수단인 한 개 또는 한 개 이상 복수 개의 연성자성체(56)가 매입형 또는 노출형으로 설치된다. 도 27, 도 28에는 유도전자석(40)의 상하부에 근접하여 상기 연성자성체(56)를 매입 설치한 것으로 도시하였다.In the vicinity of the induction electromagnet 40 of the frame 42, one or more flexible magnetic bodies 56, which are position holding means of the external moving body 36, are provided in a buried or exposed type. FIG. 27 and FIG. 28 show that the soft magnetic material 56 is embedded in the upper and lower portions of the induction electromagnet 40.

상기 안내봉(50)의 상단부는 케이스(52)에 고정하거나 결합시켜 외부 이동체(36)가 이동할 때 흔들림이 방지되도록 함이 바람직하며, 안내봉(50)의 상하단부에는 완충수단(58)(60)을 설치하는 것이 바람직하며, 물론, 고정체 프레임(22)의 내부에는 안내봉(26)에 의해 안내되고 유도전자석(10)과 이동대상물인 렌즈(34)가 구비된 내부 이동체(20)가 설치된다.The upper end of the guide rod 50 is preferably fixed to or coupled to the case 52 so as to prevent shaking when the external movable body 36 moves, and the upper and lower ends of the guide rod 50 are cushioning means 58 ( 60, it is preferable to install, of course, the inside of the stationary frame 22 is guided by a guide rod 26, the inner movable body 20 is provided with an induction electromagnet 10 and a lens 34 which is a moving object. Is installed.

상기에서 유도전자석(10)(40)과 영구자석(12)의 위치는 물론 바꾸어 설치할 수 있다. 이를테면, 고정체 프레임(22)의 상하부에 유도전자석(10)(40)을 설치하고, 이동체 프레임(32)(42)에 영구자석(12)을 각각 설치하는 방법으로 상기의 목적을 달성할 수 있다. 도 27은 이동체(20)(36)가 모두 하사점에 위치하는 상태이고, 도 28은 이동체(20)(36)가 모두 상사점에 위치하는 상태이나, 위치제어에 따라 스트로크 범위내의 소정위치로 이동체(20)(36)가 각각 이동하게 된다.In the above, the positions of the induction electromagnets 10 and 40 and the permanent magnets 12 may be installed of course. For example, the above purpose can be achieved by installing the induction electromagnets 10 and 40 on the upper and lower portions of the stationary frame 22 and the permanent magnets 12 on the movable frame 32 and 42, respectively. have. FIG. 27 is a state in which the movable bodies 20 and 36 are all located at the bottom dead center, and FIG. 28 is a state in which all the movable bodies 20 and 36 are located at the top dead center, but is moved to a predetermined position within the stroke range according to the position control. The movable bodies 20 and 36 move respectively.

상기에서 상부 렌즈(44)는 망원렌즈로, 하부 렌즈(34)는 포커스렌즈로 기능을 각각 부여할 수 있으며, 제어부(5)에 의해 각각의 위치가 제어되면서 확대 축소 또는 포커싱된다. 상기 망원렌즈 또는 포커스렌즈의 경우 설정부(또는 조작부)를 통하여 수동으로 조작할 수도 있다. 그리고, 본 고안의 경우 렌즈모듈로 사용하는 경우 유도전자석으로 인가되는 전압전류(전원)에 따라 달라지지만 굳이 이동거리의 예를 든다면 1초 기준으로 0.1㎜ ~ 100㎜ 범위일 수 있다.In the above, the upper lens 44 may be a telephoto lens, and the lower lens 34 may be assigned a function as a focus lens, and each of the positions is controlled by the controller 5 to be enlarged or reduced or focused. In the case of the telephoto lens or the focus lens, it may be manually operated through a setting unit (or an operation unit). In the case of using the lens module, the present invention may vary depending on the voltage current (power source) applied to the induction electromagnet, but may be in the range of 0.1 mm to 100 mm based on one second.

도 29, 도 30은 본 고안 또 다른 실시예의 단면도로, 고정체(18)의 양측에 복수 개의 이동체(20)(36)가 위치하는 도 27, 도 28과는 달리 고정체(18a)의 안쪽부에 복수 개의 안내봉(26a)을 설치한 다음, 상기 안내봉(26a)에 복수 개의 이동체(20a)(20b)를 상하로 이격 설치하여 그 위치를 각각 제어할 수 있게 구성한 것이다.29 and 30 are cross-sectional views of still another embodiment of the present invention, unlike the FIGS. 27 and 28 in which a plurality of moving bodies 20 and 36 are positioned on both sides of the fixing body 18, and the inner side of the fixing body 18a. After the plurality of guide rods 26a are installed in the unit, the plurality of movable bodies 20a and 20b are spaced up and down on the guide rods 26a to control their positions.

즉, 복수 개의 유도전자석(10d)(10e)이 이격 설치되는 고정체(18a)의 안쪽부에 위치유지수단(14)을 겸하는 연성자성 재질의 복수 안내봉(26a)을 수직으로 설치하고, 상기 안내봉(26a)에 이동체(20a)(20b)의 돌출부(24)를 미끄럼 결합시켜 외향 설치된 영구자석(12d)(12e)이 상기 유도전자석(10d)(10e)과 대응하도록 하고, 복수 개의 이동체(20a)(20b)가 안내봉(26a)을 따라 이동축선(O) 방향으로 직선이동할 수 있도록 한 것이다. That is, a plurality of guide rods 26a made of a soft magnetic material serving as the position holding means 14 are installed vertically on the inner side of the fixed body 18a in which the plurality of induction electromagnets 10d and 10e are spaced apart. The protrusions 24 of the movable bodies 20a and 20b are slidably coupled to the guide rods 26a so that the permanent magnets 12d and 12e installed outward correspond to the induction electromagnets 10d and 10e. (20a) (20b) is to be able to linearly move in the direction of the movement axis (O) along the guide rod (26a).

상기에서 이동체(20a)(20b)는 상하 2개로 도시하였으나, 이동대상이 많아지면 물론 2개를 초과할 수 있다. 도 29는 위치제어에 의해 상부에 위치하는 이동체(20a)는 상사점에 위치하는 상태이고, 하부에 위치하는 이동체(20b)는 하사점에 위치하는 상태이며, 도 30은 위치제어에 의해 상부에 위치하는 이동체(20a)가 하사점에 위치하는 상태이고, 하부에 위치하는 이동체(20b)는 상사점에 위치하는 상태이다.Although two moving bodies 20a and 20b are illustrated in the upper and lower parts, the moving objects 20a and 20b may, of course, exceed two. FIG. 29 shows a state in which the movable body 20a positioned at the upper side is located at the top dead center, and a state in which the movable body 20b positioned at the bottom is located at the bottom dead center. The movable body 20a to be located is a state located at a bottom dead center, and the movable body 20b located below is a state located at a top dead center.

물론, 다른 실시예로 도시한 도 31 및 도 32와 같이 복수 개의 영구자석(12d)(12e)을 고정체(18a)에 이격 설치하고, 상기 영구자석(12d)(12e)이 대응하는 이동체(20a)(20b) 부분에 각각의 플렉시블 와이어(27)를 갖는 유도전자석(10d)(10e)을 각각 설치하고, 유도전자석(10d)(10e) 부근에 한 개 또는 복수 개의 연성자성체(56a)를 설치하여 목적을 달성할 수 있다. 도 31은 위치제어에 의해 상부에 위치하는 이동체(20a)는 하사점에 위치하는 상태이고, 하부에 위치하는 이동체(20b)는 상사점에 위치하는 상태이며, 도 32는 위치제어에 의해 상부에 위치하는 이동체(20a)는 상사점에 위치하는 상태이고, 하부에 위치하는 이동체(20b)는 하사점에 위치하는 상태이다.Of course, a plurality of permanent magnets (12d) (12e) are provided spaced apart from the stationary body (18a), as shown in Figure 31 and 32 shown in another embodiment, the permanent magnets (12d, 12e) corresponding to the moving body ( Induction electromagnets 10d and 10e having respective flexible wires 27 are respectively provided at portions 20a and 20b, and one or a plurality of soft magnetic bodies 56a are disposed near the induction electromagnets 10d and 10e. Can be installed to achieve the purpose. FIG. 31 is a state in which the movable body 20a located at the top is positioned at the bottom dead center by position control, and the movable body 20b in the lower position is located at a top dead center, and FIG. 32 is located at the top by position control. The movable body 20a to be located is a state located at top dead center, and the movable body 20b located below is a state located at a bottom dead center.

본 고안에서 이동체의 이동 스트로크는 영구자석의 길이 또는 높이 이므로 상사점과 하사점(상/하한점)이 결정되어 별도의 스토퍼가 불필요하지만 과도한 충격에 의해 간혹 위치를 이탈할 수 있는 경우 상사점과 하사점 부근에 이동을 제한할 수 있는 별도의 스토퍼를 설치할 수 있다.In this design, since the moving stroke of the moving body is the length or height of the permanent magnet, the top dead center and the bottom dead center (upper / lower limit) are determined so that a separate stopper is unnecessary, but it can sometimes be displaced due to excessive impact. A separate stopper can be installed near the bottom dead center to limit movement.

본 고안에서 이동체와, 이동체에 설치되는 유도전자석과, 고정체와, 고정체에 설치되는 영구자석은 사물(이동대상물, 고정대상물)의 구조 및 형상등에 따라 다양한 형상 구조를 갖는다. 이를테면, 렌즈와 같이 둥근물체나 사물을 이동하고자 하는 경우 렌즈의 형상에 따라 원통형이나 사각통형, 다각통형, 타원형 또는 둥근형태 또는 평면형태가 될 것이며, 사각형 물체(사물)를 이동시키고자 하는 경우에는 사각형이나 둥근형태가 다 포함된다. 요컨데, 영구자석과 유도전자석의 상호작용에 의해 물체가 이동체를 따라 소정위치로 직선 이동할 수 있는 구성이면 만족한다.In the present invention, the movable body, the induction electromagnet installed on the movable body, the fixed body, and the permanent magnet installed on the fixed body have various shape structures according to the structure and shape of an object (movable object, fixed object). For example, if you want to move a round object or an object, such as a lens, it will be cylindrical or square, polygonal, oval or round or planar, depending on the shape of the lens. Square or round forms are included. In other words, the object is satisfied if the object can be linearly moved to a predetermined position along the moving body by the interaction of the permanent magnet and the induction electromagnet.

본 고안에서 유도전자석(10)(10a)(10b)(10c)의 코일 양단은 프린트기판(28)에 전기적으로 접속되고, 대부분의 전기부품은 상기 프린트기판(28)에 장착된다. 즉, 이미지 센서(8), 유도전자석(10)(10a)(10b)(10c), 전원부(4), 제어부(5), 스위칭부(6), 설정부(7)는 상기 프린트기판(28) 상에 전기적으로 연결되며, 전원부(4), 제어부(5), 스위칭부(6), 설정부(7)는 별도의 외부 제어기 또는 외부 프린트기판에 장착될 수 있다.In the present invention, both ends of the coils of the induction electromagnets 10, 10a, 10b and 10c are electrically connected to the printed circuit board 28, and most of the electrical components are mounted on the printed circuit board 28. That is, the image sensor 8, the induction electromagnet 10, 10a, 10b, 10c, the power supply unit 4, the control unit 5, the switching unit 6, and the setting unit 7 are the printed circuit board 28. Is electrically connected to the power supply unit 4, the control unit 5, the switching unit 6, and the setting unit 7 may be mounted on a separate external controller or an external printed circuit board.

이동체(20)의 직선이동을 안내하는 안내봉(26)은 이동체(20)와 고정체(18) 사이에 에어갭(30)을 형성하여 이동체(20)가 이동할 때 마찰을 없애주는 역할을 하게된다.Guide rods 26 for guiding linear movement of the movable body 20 form an air gap 30 between the movable body 20 and the fixed body 18 to remove friction when the movable body 20 moves. do.

본 고안에서 전원공급선과 신호선 또는 전원공급선과 신호선 및 제어선을 겸하는 도선(35)(41)은 일부 도면에만 도시되어 있으나, 대부분의 도면에 있는 구성으로 보면 된다.In the present invention, the conductive wires 35 and 41 which serve as power supply lines and signal lines or power supply lines and signal lines and control lines are shown only in some drawings, but may be viewed as configurations in most of the drawings.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. As described above, the present invention is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. It is not limited to the accompanying drawings.

이상과 같이 본 고안은 위치에 따라 자속밀도 변화가 큰 영구자석과, 상기 영구자석의 직선운동을 유도하는 유도전자석(誘導電磁石)의 상호작용(引力 또는 斥力)에 의해 이동체가 이동축선을 따라 직선(왕복)운동할 수 있게 구성함으로써 기어와 스프링 등이 불필요하고, 전원을 차단하더라도 백레쉬(backlash)가 방지되며, 구성이 간단하여 초소형 제조가 가능하며, 동작이 정확한 고(高)신뢰성이 유지되어 광학계의 위치제어, 직선 왕복형 진동모터, 일반용/산업용 위치제어(서보제어) 등을 포함한 다양한 분야에 적용할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the movable body is linear along the moving axis by the interaction between the permanent magnet having a large magnetic flux density change according to the position and the induction electromagnet which induces the linear motion of the permanent magnet. It is designed to move (round trip) so that gears and springs are unnecessary, and backlash is prevented even when the power is cut off, and its simple configuration makes it possible to manufacture ultra-compact and maintains high reliability with accurate operation. Therefore, it can be applied to various fields including position control of optical system, linear reciprocating vibration motor, and general / industrial position control (servo control).

또한 본 고안은 구조 및 제어기술이 간편한 초소형, 중형, 대형 직선 왕복이동 및 임의 위치제어가 가능한 리니어 모터의 제조가 가능하고, 제조원가를 절감할 수 있으며, 저 소비전력, 높은 신뢰성, 제어기술 및 구조가 간단한 카메라 광학 줌, 카메라 광학 줌(Zoom)과 오토 포커스(Auto Focus)가 가능한 카메라 모듈 등의 제조가 가능하며, 회전이 아닌 직선왕복운동을 통한, 그리고 전원의 제어에 따른 진동력의 변화가 가능한 진동모터를 제조할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention enables the manufacture of ultra-small, medium, large linear reciprocating and arbitrary position linear motors with simple structure and control technology, can reduce manufacturing cost, low power consumption, high reliability, control technology and structure. Can be manufactured with simple camera optical zoom, camera optical zoom and auto focus camera module, and it is possible to change the vibration force through linear reciprocating movement instead of rotation and control of power. There is an effect that can produce a vibrating motor possible.

또한 본 고안은 이동체가 목적 위치에 도달하면 위치유지수단에 의해 그 위치가 지속 유지되므로 유도전자석으로 이동체의 위치를 유지하기 위한 별도의 전원 공급이 불필요하므로 소비전력이 절감되며, 아울러 유도전자석의 과도한 발열과 수명단축이 방지되는 효과가 있다.In addition, the present invention, since the position is maintained by the position maintaining means when the moving object reaches the target position, it is unnecessary to supply a separate power supply to maintain the position of the moving object with an induction electromagnet, so that the power consumption is reduced, and the excessive amount of the induction electromagnet It is effective in preventing heat generation and shortening of life.

또한 본 고안은 이동체가 전자력(자기유도)에 의해 이동할 때 회전 모멘트에 의해 간헐적으로 원치 않는 회전이 발생될 수 있으나, 복수 개의 안내봉에 의해 직선운동은 허용되고 회전운동은 억제되므로 고신뢰성의 정확한 동작이 이루어지는 등의 효과가 있다.In addition, the present invention may cause unwanted rotation intermittently due to the rotation moment when the moving body is moved by the electromagnetic force (magnetic induction), but the linear motion is allowed by a plurality of guide rods and the rotational movement is suppressed, so that high reliability and accuracy The effect is that the operation is performed.

도 1 : 본 고안 리니어 모터의 개념도.1 is a conceptual diagram of a linear motor of the present invention.

도 2, 도 3 : 본 고안에서 전류인가방향에 따른 이동체의 운동방향과 영구자석의 자속밀도 상관 관계도.2 and 3: the magnetic flux density correlation diagram of the moving direction and the permanent magnet of the moving body according to the current application direction in the present invention.

도 4 : 본 고안에서 영구자석과 유도전자석의 배치 상태 사시도. 4 is a perspective view of the arrangement of the permanent magnet and the induction electromagnet in the present invention.

도 5 : 본 고안 영구자석의 다양한 착자 형태 예시도.5 is a diagram illustrating various magnetization forms of the permanent magnet of the present invention.

도 6 : 본 고안에서 이동체가 몰입된 상태의 일 실시예 단면도.6 is a cross-sectional view of an embodiment of a state in which a mobile body is immersed in the present invention.

도 7 : 본 고안에서 이동체가 돌출된 상태의 일 실시예 단면도.7 is a cross-sectional view of an embodiment of a state in which the movable body protrudes in the present invention.

도 8 : 본 고안 도 6의 다른 실시예 단면도.8 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention FIG.

도 9 : 본 고안 도 7의 다른 실시예 단면도.9 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention FIG.

도 10 : 본 고안 도 7의 다른 실시예 단면도. 10 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention FIG. 7.

도 11 : 본 고안 도 8의 다른 실시예 단면도.11 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention FIG. 8.

도 12 내지 도 17 : 본 고안에서 영구자석과 유도전자석 및 위치유지수단의 다양한 배치 상태 평면도 12 to 17: a plan view of the various arrangement state of the permanent magnet and the induction electromagnet and the position maintaining means in the present invention

도 18 : 본 고안에서 유도전자석 또는 영구자석을 다단으로 배치하여 직선 이동거리를 연장시키는 개념도. 18 is a conceptual diagram extending the linear travel distance by arranging the induction electromagnet or permanent magnet in multiple stages in the present invention.

도 19 : 본 고안 도 18의 실시예 단면도로, 이동체가 하사점으로 몰입된 상태도. 19 is a cross-sectional view of the embodiment of the present invention 18, the moving body immersed in the bottom dead center.

도 20 : 본 고안 도 18의 실시예 단면도로, 이동체가 상사점으로 돌출된 상태도.20 is a cross-sectional view of the embodiment of the present invention 18, the movable body is projected to the top dead center.

도 21 : 본 고안에서 영구자석을 이동체에 설치하여 진동모터로 적용한 단면도로, 이동체(진동체)가 하사점에 위치하는 상태도. 21 is a cross-sectional view of the permanent magnet installed in the moving body applied to the vibration motor in the present invention, the moving body (vibrating body) is located at the bottom dead center.

도 22 : 본 고안에서 영구자석을 이동체에 설치하여 진동모터로 적용한 단면도로, 이동체(진동체)가 상사점에 위치하는 상태도.22 is a cross-sectional view of the permanent magnet installed in the moving body applied to the vibration motor in the present invention, the moving body (vibrating body) is located at the top dead center.

도 23 : 본 고안에서 영구자석을 고정체에 설치하여 진동모터로 적용한 단면도로, 이동체(진동체)가 하사점에 위치하는 상태도. Figure 23 is a cross-sectional view of the permanent magnet installed in the fixed body in the present invention applied to the vibration motor, the moving body (vibrator) is located at the bottom dead center.

도 24 : 본 고안에서 영구자석을 고정체에 설치하여 진동모터로 적용한 단면도로, 이동체(진동체)가 하사점에 위치하는 상태도. Figure 24 is a cross-sectional view of the permanent magnet installed in the fixed body in the present invention applied to the vibration motor, the moving body (vibrator) is located at the bottom dead center.

도 25 : 본 고안 도 21의 다른 실시예 단면도.25 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention FIG. 21.

도 26 : 본 고안 도 22의 다른 실시예 단면도.Figure 26 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention Figure 22.

도 27 : 본 고안에서 복수의 이동체가 각각 이동할 수 있게 구성한 단면도로, 이동체가 하사점에 위치하는 상태도. FIG. 27 is a cross-sectional view of a plurality of movable bodies in the present invention, the movable bodies being located at a bottom dead center; FIG.

도 28 : 본 고안에서 복수의 이동체가 각각 이동할 수 있게 구성한 단면도로, 이동체가 상사점에 위치하는 상태도.FIG. 28 is a cross-sectional view of a plurality of movable bodies in the present invention, the movable bodies being located at a top dead center; FIG.

도 29, 도 30 : 본 고안에서 고정체의 안쪽에 복수 개의 이동체를 설치한 상태의 다른 실시예 단면도.FIG. 29 and FIG. 30 are cross-sectional views of another embodiment of a state in which a plurality of moving bodies are installed inside the fixture in the present invention. FIG.

도 31, 도 32 : 본 고안 도 29, 도 30의 다른 실시예 단면도. 31 and 32: Cross-sectional view of another embodiment of the present invention Figures 29 and 30.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

(2)--리니어 모터 (4)--전원부(2)-linear motor (4)-power supply

(5)--제어부 (6)--스위칭부(5)-control section (6)-switching section

(7)--설정부 (8)--이미지 센서(7)-Settings (8)-Image Sensor

(10)(10a)(10b)(10c)(10d)(10e)(40)--유도전자석 (11)--코일의 장공(10) (10a) (10b) (10c) (10d) (10e) (40)-Induction Electromagnet (11)-Long of Coil

(12)(12a)(12b)(12c)(12d)(12e)(25)--영구자석 (14)--위치유지수단(12) (12a) (12b) (12c) (12d) (12e) (25)-Permanent magnets (14)-Location maintenance means

(16)--실장공간 (18)(18a)--고정체(16)-mounting space (18) (18a)-fixation

(20)(20a)(20b)(36)--이동체 (22)(32)(42)--프레임(20) (20a) (20b) (36)-Moving Body (22) (32) (42)-Frame

(23)(46)--절곡부 (24)--돌출부(23) (46)-Bent (24)-Protrusion

(26)(26a)(50)--안내봉 (27)(38)--플렉시블 와이어(26) (26a) (50)-Guide Bar (27) (38)-Flexible Wire

(28)--프린트 기판 (29)(48)--미끄럼 베어링(28)-Printed Board (29) (48)-Slide Bearing

(30)--에어갭 (31)(33)(58)(60)--완충수단(30)-Airgap (31) (33) (58) (60)-Buffer

(34)(44)--렌즈 (35)(41)--도선(34) (44)-Lens (35) (41)-Lead

(37)--분동 (39)--구멍(37)-weight (39)-hole

(52)--케이스 (54)--보호유리(52)-Case (54)-Protective Glass

(56)(56a)--연성자성체 (H1)--영구자석의 높이(56) (56a)-Ferrite (H1)-Height of Permanent Magnet

(H2)--유도전자석 간의 거리 (L1)(L2)(L3)--이동 스트로크(H2)-Distance between inductive electromagnets (L1) (L2) (L3)-Move stroke

(O)--이동축선 (S)(S1)--이동체의 이동 스트로크(O)-Move axis (S) (S1)-Move stroke of moving body

Claims

One or more moving objects on which moving objects are installed;

Consists of a fixed body for guiding the movable body linear movement,

The moving body is provided with one or more induction electromagnets having flexible wires with magnetic forces and magnetic poles varied according to the direction of voltage and current application,

The fixed motor is provided with one or more permanent magnets having a large magnetic flux density change, and the linear motor is configured to move the linear motion to a predetermined position on the moving axis by the interaction of the permanent magnet and the induction electromagnet.

The method according to claim 1; A linear motor comprising a permanent magnet for maintaining the position of the movable body at one end of the movable body, and a plurality of guide rods having ductile magnetism at one end of the fixed body facing the permanent magnet.

The method according to claim 1; A linear motor, characterized in that the movable body, the induction electromagnet provided on the movable body, the fixed body, and the permanent magnet installed on the fixed body are one of a flat type, a cylindrical type, an elliptical type, a square type cylinder, and a polygonal type.

The method according to claim 1; Linear motor, characterized in that at least one pair of induction electromagnet is installed on the movable body and the permanent magnet is installed on the fixed body.

The method according to claim 1; An induction electromagnet is a linear motor that is wound around the coil in an elongated direction so that the long hole of the coil is directed toward the permanent magnet, and the planar shape of the coil is spaced apart so as to be the same as the plane shape of the permanent magnet.

The method according to claim 1; The height of the permanent magnet is a linear motor, characterized in that slightly higher than the height of the induction magnet.

The method according to claim 1; A frame having an inner diameter larger than that of the frame is installed outside the frame where the permanent magnet is installed, and a bent horizontal bending portion coupled to another moving object is formed on the upper portion of the frame, and a flexible wire is formed on the frame portion corresponding to the permanent magnet. An induction electromagnet having an installation, a sliding bearing is installed in the vertical guide hole of the horizontal bending portion, and then coupled to slide in a guide rod fixed to the frame, the case of the inner diameter larger than the outer diameter of the movable body on the outside of the movable body And a flexible magnetic body installed near the induction electromagnet of the frame.

The method according to any one of claims 1 to 7, A linear motor, wherein the separation distance between the permanent magnet and the induction magnet is 0.05 mm to 0.5 mm.

The method according to any one of claims 1 to 7, A plurality of induction electromagnets installed on the moving body are installed apart, and the height H1 of the permanent magnets installed on the fixed body is configured to be higher than the separation distance H2 between the induction electromagnets so that the moving distance of the moving body is extended. Linear motor.

The method according to any one of claims 1 to 7, A linear motor, characterized in that the moving body can be used as a vibration motor by performing a high speed reciprocating motion to vibrate 3,000 to 9,000 times per minute.

The method of claim 10; A linear motor provided with a weight having a plurality of holes in a moving body.

The method according to any one of claims 1 to 7, The magnetic pole of the permanent magnet installed in the fixed body is a linear motor, characterized in that the magnetic flux density varies depending on the position to obtain the required stroke and momentum.

The method according to any one of claims 1 to 7, A linear motor, characterized in that for controlling the moving speed of the moving body by varying the power applied to the induction electromagnet, and changing the direction of the current applied to the induction electromagnet to change the moving direction of the moving body.

The method according to any one of claims 1 to 7, The magnetic flux density of the magnetic pole magnetized in the permanent magnet is increased in one of continuous, sequential, or radical manner depending on the position.

The method according to any one of claims 1 to 7, Permanent magnets are arranged in one or more pieces, but the magnetized linear motor, characterized in that to change the area in sequence according to the position.

Any one of claims 1 to 7, characterized in that it can be applied to any one of a camera module for optical zoom, a camera module for auto focus, a vibration motor, an industrial linear motor, a general linear motor. The linear motor of Claim.

The method according to any one of claims 1 to 7, The moving object installed on the movable body is a lens, and the image sensor corresponding to the lens is installed on the stationary linear motor.

The method according to any one of claims 1 to 7, Linear motor, characterized in that the permanent magnet and the induction electromagnet is embedded in each frame to reduce the overall size.

One or more moving objects on which moving objects are installed;

Consists of a fixed body for guiding the movable body linear movement,

The fixed body is provided with one or more induction electromagnets with flexible wires whose magnetic force and magnetic pole are variable according to the direction of voltage and current application,

A linear motor, comprising: at least one permanent magnet having a large magnetized change in magnetic flux density by position, and configured to allow the movable body to linearly move to a predetermined position on a moving axis by the interaction of the permanent magnet with an induction electromagnet.

The method of claim 19; A linear motor provided with a plurality of soft magnetic guide bars for guiding the linear motion of a mobile body and maintaining the position of the mobile body at one end of the fixed body.

The method of claim 19; A moving motor, a permanent magnet provided on the moving object, a fixed body, and an induction electromagnet provided on the fixed body are one of a flat type, a cylindrical type, an elliptical type, a rectangular type cylinder, and a polygonal type cylinder.

The method of claim 19; The permanent magnet installed on the moving body and the induction electromagnet installed on the fixed body is a linear motor, characterized in that more than one pair.

The method of claim 19; An induction electromagnet is a linear motor that is wound around the coil in an elongated direction so that the long hole of the coil is directed toward the permanent magnet, and the planar shape of the coil is spaced apart so as to be the same as the plane shape of the permanent magnet.

The method of claim 19; The height of the permanent magnet is a linear motor, characterized in that slightly higher than the height of the induction magnet.

The method of claim 19; A frame having an inner diameter larger than the frame is installed outside the frame on which the induction electromagnet having the flexible wire is installed, and a bent horizontal bent portion coupled to another moving object is formed on the upper portion of the frame, and the frame portion corresponding to the induction electromagnet is formed. A permanent magnet is installed, a sliding bearing is installed in the vertical guide hole of the horizontal bent portion, and the sliding rod is coupled to the guide rod fixed to the frame, and a case having an inner diameter larger than the outer diameter of the movable body is installed outside the movable body. And a soft magnetic material provided near the induction electromagnet of the frame.

The method according to any one of claims 19 to 25; A linear motor, wherein the separation distance between the permanent magnet and the induction magnet is 0.05 mm to 0.5 mm.

The method according to any one of claims 19 to 25; A plurality of induction electromagnets installed on the fixed body are installed, and the height H1 of the permanent magnets installed on the moving body is configured to be higher than the separation distance H2 between the induction electromagnets so that the moving distance of the moving body is extended. Linear motor.

The method according to any one of claims 19 to 25; A linear motor, characterized in that the moving body can be used as a vibration motor by performing a high speed reciprocating motion to vibrate 3,000 to 9,000 times per minute.

The method of claim 28; A linear motor provided with a weight having a plurality of holes in a moving body.

The method according to any one of claims 19 to 25; The magnetic pole of the permanent magnet installed in the moving body is a linear motor, characterized in that the magnetic flux density varies depending on the position to obtain the required stroke and momentum.

The method according to any one of claims 19 to 25; A linear motor, characterized in that for controlling the moving speed of the moving body by varying the power applied to the induction electromagnet, and changing the direction of the current applied to the induction electromagnet to change the moving direction of the moving body.

The method according to any one of claims 19 to 25; The magnetic flux density of the magnetic pole magnetized in the permanent magnet is increased in one of continuous, sequential, or radical manner depending on the position.

The method according to any one of claims 19 to 25; Permanent magnets are arranged in one or more pieces, but the magnetized shape linear motor characterized in that to change the area in sequence according to the position.

Any one of claims 19 to 25, which can be applied to one of an optical zoom camera module, an auto focus camera module, a vibration motor, an industrial linear motor, and a general linear motor. Linear motor as described.

The method according to any one of claims 19 to 25; The moving object installed on the movable body is a lens, and the image sensor corresponding to the lens is installed on the stationary linear motor.

The method according to any one of claims 19 to 25; Linear motor, characterized in that the permanent magnet and the induction electromagnet is embedded in each frame to reduce the overall size.

A control unit for controlling the moving speed and the forward / reverse moving direction of the moving body by adding or subtracting a power supply unit, the voltage and current supplied to the induction electromagnet installed in the moving body, A setting unit for setting, a switching unit for determining a moving direction of the moving body by changing a flow direction of a current applied to the induction electromagnet when the direction change signal is output from the control unit, one or more coils constituting the induction electromagnet; The permanent magnet is installed on the fixed body so as to face the induction electromagnet, and the magnet is permanently magnetized so that the magnetic flux density changes depending on the position, and the position maintaining means for maintaining the position of the moving body while allowing linear movement of the moving body and suppressing rotation. Linear motor.

A plurality of guide rods made of a soft magnetic material, which serves as a position holding means, is installed vertically on the inner side of a fixture in which a plurality of guided electromagnets having flexible wires are spaced apart, and the guide rods of the movable body are slid to the guide rods, thereby permanently installed outwardly. And a magnet corresponding to the induction electromagnet so that the plurality of moving bodies can linearly move to a predetermined position on the moving axis along the guide rod.

A plurality of guide rods made of a soft magnetic material serving as a position holding means is vertically installed on the inner side of the fixture in which the plurality of permanent magnets are spaced apart, and the protrusions of the plurality of movable bodies having the flexible wires are slid outwardly. The inductive electromagnet corresponds to the permanent magnet, and a flexible magnetic material for maintaining the position of the movable body is installed near the inductive electromagnet of the movable body so that the plurality of movable bodies can be linearly moved to a predetermined position on the moving axis along the guide rod. Linear motor made.