JP2000333438A - リニアモータ - Google Patents

リニアモータ

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JP2000333438A
JP2000333438A JP2000076852A JP2000076852A JP2000333438A JP 2000333438 A JP2000333438 A JP 2000333438A JP 2000076852 A JP2000076852 A JP 2000076852A JP 2000076852 A JP2000076852 A JP 2000076852A JP 2000333438 A JP2000333438 A JP 2000333438A
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linear motor
heat
moving element
motor according
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Hyun Fan Ji
ジ・ヒュン・フアン
Hyun Kim Do
ド・ヒュン・キム
Sun Chun Jan
ジャン・スン・チュン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のリニアモータは、冷却システムが設置さ
れなかったので、長い時間の間使用すれば、可動子及び
固定子の過熱による負荷が発生する問題がある。 【解決手段】本発明は、その下部に所定の間隔を置いて
複数の磁石(field magnet)が設置される可動子(moving
element)と、その上部に所定の間隔を置いて複数のコイ
ルユニット(coil unit) が設置される固定子(stator)
と、該固定子から発生した熱を外部に放出するために、
固定子に所定の間隔を置いて設置される放熱部材とを備
え、駆動時に発生する熱をより効率的に冷却させるリニ
アモータを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータに係
り、特にリニアモータの駆動時に発生する熱をより効率
的に冷却させることが可能なリニアモータに関する。
【0002】
【従来の技術】本発明に関する従来技術としては、2つ
の移動可能なムービングテーブル(movable table)を備
えたムービングマグネットタイプ(moving magnet type)
であるリニアモータ101は、図11に図示されたよう
に、長い板状(long plate-shaped)のスーテータベース
(stator base) 102に装着される。
【0003】リニアガイドプロージェクション(Linear
guide projection)103は、スーテータベース102の側方
表面(lateral surface)上の外側に突出されることによ
って、線型案内(linear guide)ができるように構成され
た。印刷回路基板(図示せず)は、前記スーテータベー
ス102の上部面に位置され、スーテータアーマチュア(st
ator armature)107は、前記印刷回路基板の上部と重畳
されないようにアーマチュアーコイル(armature coil)1
04に近接して設置される。
【0004】アーマチュアーコイル(armature coil)104
は、コンダクトの多数回転によって巻き線で形成される
(Armature coil formed by winding with a large numb
er of turns of a conductor)。それぞれのアーマチュ
アコイルは、他のアーマチュアコイルに隣接して整列さ
れる(Each armature coil is arranged to another arm
ature coil)。
【0005】前記アーマチュアコイルは、フィールドマ
グネット(field magnets)105,106の単一マグネチックポ
ール(single magnetic pole)がT状になるように巻線さ
れる。それぞれアーマチュアコイル104において、コン
ダクティング部分104c,104dは、推力(thrust)が発生さ
れない部分である。
【0006】第1及び第2の位置探知装置108,109は、
スーテータアーマチュア107上に整列される。電磁気レ
ジスタ(electromagnetic resistors)のようなホール要
素(hallelement)と電磁気コンバージョン装置(electrom
agnetic conversion devices)は、第1及び第2の位置
探知装置108,109として用いられる。なお、符号104a,10
4bはコンダクティング部分を示している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前述したリニアモータ
のフィールドマグネット105,106は、アーマチュアコイ
ル104の水平幅と同一な水平幅を有している。その結
果、第1及び第2の位置探知装置108,109は、第1及び
第2のフィールドマグネット105,106のマグネチックポ
ールを探知するようになる。これを防止するためにフィ
ールドマグネット105をスーテータアーマチュア107の側
方面(lateral surface)の方向に予め定まった幅に移動
させる。
【0008】従って、前記第1及び第2の位置探知装置
108,109は、予め定まった幅に移動して整列されるの
で、前記第1及び第2の移動要素110,111が連続的に探
知することができない問題がある。
【0009】さらに、前記リニアモータは、冷却システ
ムが設置されなかったので、長い時間の間使用すれば、
可動子及び固定子の過熱による負荷が発生される短所が
ある。
【0010】本発明の目的は、従来の上記したような問
題等を解決するために案出したものであって、リニアモ
ータの可動子と固定子とをより効果的に冷却し、リニア
モータの特性をより高精度で維持し得るリニアモータを
提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、その下部に所定の間隔を置いて複数
の磁石(field magnet)が設置される可動子(moving elem
ent)と、その上部に所定の間隔を置いて複数のコイルユ
ニット(coil unit) が設置される固定子(stator)と、該
固定子から発生した熱を外部に放出するために、固定子
に所定の間隔を置いて設置される放熱部材と、からな
る。
【0012】又、本発明は、その下部に所定の間隔を置
いて複数の磁石(field magnet)が設置される可動子(mov
ing element)と、その上部に所定の間隔を置いて複数の
コイルユニット(coil unit) が設置される固定子(stato
r)と、該固定子の内測に形成され、流入口と流出口とを
備えた冷却チャネルと、からなる。
【0013】更に、本発明は、その下部に所定の間隔を
置いて複数の磁石(field magnet)が設置される可動子(m
oving element)と、その上部に所定の間隔を置いて複数
のコイルユニット(coil unit) が設置される固定子(sta
tor)と、該固定子に設置される少なくとも一つ以上の冷
却スロットと、からなる。
【0014】加えて、その下部に所定の間隔を置いて複
数の磁石(field magnet)が設置される可動子(moving el
ement)と、その上部に所定の間隔を置いて複数のコイル
ユニット(coil unit) が設置される固定子(stator)と、
該可動子の内測に設置され、複数の貫通孔を備えた冷却
チャネルと、該可動子にホースを介して連結され、可動
子及び固定子によって空気を提供するための送風手段
と、からなる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。本発明の第1の実施形
態に係るリニアモータは、図1乃至図3に図示されるよ
うに、可動子(moving element)56の下面には、所定の間
隔を置いて複数の磁石(field magnet)55が設置され、固
定子(stator)54の上面には、所定の間隔を置いて複数の
コイルユニット(coil unit)53が設置される。なお、固
定子54のバックアイアン50には、所定の間隔を置いて多
数のヒートパイプ1と同じ放熱部材が設置される。か
つ、該ヒートパイプ1の外側部分には、図1及び図3に
図示されたように、多数の放熱フィン2が設置される。
【0016】前記ヒートパイプ1は、熱伝導効率の優れ
た銅管とからなって、前記放熱フィン2は、外気と接触
される面積を最大として放熱効率を極大化できるように
構成されている。前記ヒートパイプ1は、コイルユニッ
ト53に最大限近接するように設置し、前記コイルユニッ
ト53で発生した熱がヒートパイプ1に効率的に伝達する
ように構成されている。なお、バックアイアン50からヒ
ートパイプ1への熱伝達をより効率的にするために、前
記ヒートパイプ1の内部に熱伝達物質(図示せず)を充
填してもよい。
【0017】上記したように構成された第1の実施形態
によるリニアモータは、コイルユニット53に電流を印加
するようになれば、印加された電流によって磁石55に
は、渦流磁界が発生されると共にこれによって、可動子
56が所定方向に移動するようになる。ここで、前記可動
子56と固定子54との間で渦流磁界による熱が発生され、
該熱は、固定子54からコイルユニット53を支持している
バックアイアン50に伝達するようになる。
【0018】この時、前記バックアイアン50に伝達され
た熱は、固定子54全体を加熱し、前記バックアイアン50
に伝達された熱は、ヒートパイプ1に伝達される。即
ち、前記ヒートパイプ1がバックアイアン50に挿入され
ている状態であるので、バックアイアン50に伝達された
熱がヒートパイプ1に伝達される。
【0019】前記ヒートパイプ1は、前記コイルユニッ
ト53に近接するように設置されているので、前記コイル
ユニット53から発生された熱がヒートパイプ1にダイレ
クトに伝達されることによって、バックアイアン50に伝
達される熱量が極小化され、バックアイアン50の温度を
最低下させることができる。前記ヒートパイプ1に伝達
された熱は、バックアイアン50の外部に露出されている
部分に伝達され、前記放熱フィン2によって大気中に放
熱される。
【0020】前記放熱フィン2は、大気と接触される部
分の面積が極大化されているので、ヒートパイプ1に伝
達された熱が急速に放出され、ヒートパイプ1が急激に
冷却される。前記ヒートパイプ1が放熱フィン2により急
速に冷却されると、これと接触されているバックアイア
ン50も冷却されるので、結果的に固定子54の温度が低く
なる。
【0021】ここで、前記ヒートパイプ1及び放熱フィ
ン2による冷却効果は、前記ヒートパイプ1の直径及び放
熱フィン2の面積によって適切に調節し得るようにな
る。かつ、前記ヒートパイプ1の内部に熱伝達物質を充
填するようになれば、より向上された冷却効果を得るこ
ともできる。
【0022】本発明の第2の実施形態によるリニアモー
タは、図4及び図5に図示されたように、上記した実施
形態と同様に可動子56の下面には、所定の間隔を置いて
複数の磁石55が設置され、固定子54の上面には、所定の
間隔を置いて複数のコイルユニット53が設置される。
【0023】上記した第1の実施形態との違いは、単
に、ヒートパイプ1の代わりに、前記固定子54のバック
アイアン50の外側に複数の熱伝半導体素子(heat sink s
emiconductor elements)3を備えた構成である。このよ
うに、熱伝半導体素子3をいてバックアイアン50の熱を
外部に放出するようになる。かつ、前記熱伝半導体素子
3の面積に応じてコイルユニット53の放熱を調節するこ
ともできる。一方、本発明の第2の実施形態によるリニ
アモータの動作課程は、上記した第1の実施形態と類似
であるので、その詳しい説明を省くことにする。
【0024】図6及び図7を参照して、本発明の第3の
実施形態によるリニアモータについて説明する。第3の
実施形態によるリニアモータは、可動子56の下面には、
所定の間隔を置いて複数の磁石55が設置され、固定子54
の上面には、所定の間隔を置いて複数のコイルユニット
53が設置される。かつ、前記固定子54の内側には、流入
口5と流出口6とを備えた冷却チャネル7が形成されてい
る。
【0025】前記冷却チャネル7は、図7に図示された
ように、バックアイアン50の長さ方向に形成されると共
にバックアイアン50の全体をカバーすることができるよ
うに形成されている。かつ、前記冷却チャネル7の一側
には、圧縮空気を冷却チャネル7側に送風するための送
風手段4(図6参照)が設置されている。
【0026】上記したように構成された第3の実施形態
によるリニアモータは、コイルユニット53に電流を印加
するようになれば、印加された電流によって前記磁石55
には、渦流磁界が発生されると共にこれによって、可動
子56が所定方向に移動するようになる。前記渦流磁界に
よって熱が発生され、該熱はコイルユニット53を支持し
ているバックアイアン50に伝達される。
【0027】前記バックアイアン50に伝達された熱は、
固定子54の全体を加熱するようになる。この時、前記バ
ックアイアン50に伝達された熱は、冷却チャネル7の流
入口5を経て流出口6に排出される空気によって前記バッ
クアイアン50の温度を低くめる。これによって、前記固
定子54の温度も低くなる。
【0028】一方、本発明の第4の実施形態によるリニ
アモータは、図8に図示したように、第3の実施形態に
おいて冷却チャネル7の代わりに、複数の冷却スロット8
を設置したものである。
【0029】前記冷却スロット8は、できるだけコイル
ユニット53と近接するように形成する方が望ましい。な
お、前記冷却スロット8は、第3の実施形態の強制送風
方式と異なり自然送風方式を用いるようになる。即ち、
冷却スロット8を介して流入された空気がコイルユニッ
ト53を冷却するようになり、これによって、固定子54が
冷却するようになる。このような冷却スロット8を用い
た自然通風方式は、冷却効果は微弱するが、その構造が
簡単でかつ、原価を節減することができる。
【0030】前記第4の実施形態によるリニアモータの
動作は、第3の実施形態と類似であるので、ここでは、
その詳しい説明は省くことにする。本発明の第5の実施
形態によるリニアモータは、図9及び図10に図示した
ように、可動子56の下面には、所定の間隔を置いて複数
の磁石55が設置され、固定子54の上面には、所定の間隔
を置いて複数のコイルユニット53が設置される。前記可
動子は、ホース9を介して送風手段4に連結されている。
【0031】前記ホース9は、可動子56の移動に対応し
得るように構成されている。なお、前記可動子56の内側
には、冷却チャネル10が設置され、該冷却チャネル10の
下方側には、所定の間隔を置いて複数の貫通孔11が形成
されている。即ち、前記貫通孔11は、できるだけ磁石55
等との間に空気を垂直に排出し得るように形成されてい
る。
【0032】上記したように構成された本発明の第5の
実施形態によるリニアモータは、コイルユニット53に電
流を印加すれば、印加された電流によって磁石55には、
渦流磁界が発生されると共にこれによって、可動子56が
所定方向に移動する。
【0033】前記可動子56と固定子54との間から発生さ
れた熱は、固定子54を加熱するようになる。固定子54が
加熱されれば、送風手段4が動作し、空気をホース9を介
して冷却チャネル10に送る。この冷却チャネル10に流入
された空気は、貫通孔11を経てコイルユニット53に伝達
して、このコイルユニット53を冷却するので、結果、固
定子54が冷却される。ここで、前記可動子56は、その内
側の冷却チャネル10に空気が流れるようになるので冷却
される。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、コイルユ
ニットが設置されたバックアイアンを貫通するように放
熱フィンが形成されたヒートパイプを設置し、リニアモ
ータの冷却効率を向上させることができる。且つ、バッ
クアイアンを貫通するように冷却チャネル及び冷却スロ
ットを形成して、空気を送風させることによって、冷却
効率を向上させる利点がある。
【0035】なお、本発明は、可動子に貫通孔を形成
し、可動子と固定子との間に高圧空気を供給することに
よって、可動子と固定子とを効果的に冷却させ、リニア
モータの動作特性をより均一に維持し得る利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態によるリニアモータを
示した概略斜視図である。
【図2】図1に示したリニアモータの横断面図である。
【図3】図1に示したリニアモータの縦断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態によるリニアモータを
示した横断面図である。
【図5】図4に示したリニアモータの縦断面図である。
【図6】本発明の第3の実施形態によるリニアモータを
示した概略斜視図である。
【図7】図6に示したリニアモータの横断面図である。
【図8】本発明の第4の実施形態によるリニアモータを
示した横断面図である。
【図9】本発明の第5の実施形態によるリニアモータを
示した概略斜視図である。
【図10】図9に示したリニアモータの横断面図であ
る。
【図11】従来のリニアモータの一例を示した図面であ
る。
【符号の説明】
1…ヒートパイプ 2…放熱フィン 3…熱伝半導体素子 4…送風手段 5…流入口 6…流出口 7,10…冷却チャネル 8…冷却スロット 9…ホース 53…コイルユニット 54…固定子 56…可動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ド・ヒュン・キム 大韓民国、キュンキ−ド、ウイワン−シ、 ナイソン−ドン 624、ジョーコン・アパ ートメント 120−402 (72)発明者 ジャン・スン・チュン 大韓民国、ソウル、スンブク−ク、ドナム −ドン、ドンソムンハンジン・アパートメ ント 202−811 Fターム(参考) 5H609 BB03 BB08 BB18 PP02 PP06 PP07 PP08 PP09 QQ02 QQ11 QQ23 RR01 RR27 RR37 RR41 RR59 5H641 BB06 BB19 GG02 GG08 HH03 HH08 JA09 JB03 JB04

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その下部に所定の間隔を置いて複数の磁
    石(field magnet)が設置される可動子(moving element)
    と、 その上部に所定の間隔を置いて複数のコイルユニット(c
    oil unit) が設置される固定子(stator)と、 前記固定子から発生した熱を外部に放出するために、固
    定子に所定の間隔を置いて設置される放熱部材と、を具
    備することを特徴とするリニアモータ。
  2. 【請求項2】 前記放熱部材は、バックアイアンを貫通
    して設置される複数のヒートパイプであることを特徴と
    する請求項1に記載のリニアモータ。
  3. 【請求項3】 前記ヒートパイプは、放熱面積を拡大す
    るために、その一側に複数の放熱板が形成されることを
    特徴とする請求項2に記載のリニアモータ。
  4. 【請求項4】 前記放熱部材は、バックアイアンに付着
    された複数の熱伝半導体素子であることを特徴とする請
    求項1に記載のリニアモータ。
  5. 【請求項5】 その下部に所定の間隔を置いて複数の磁
    石(field magnet)が設置される可動子(moving element)
    と、 その上部に所定の間隔を置いて複数のコイルユニット(c
    oil unit) が設置される固定子(stator)と、 前記固定子の内測に形成され、流入口と流出口とを備え
    た冷却チャネルと、からなることを特徴とするリニアモ
    ータ。
  6. 【請求項6】 前記冷却チャネルの外部一側には、強制
    的に空気を送風する送風手段が連結されることを特徴と
    する請求項5に記載のリニアモータ。
  7. 【請求項7】 その下部に所定の間隔を置いて複数の磁
    石(field magnet)が設置される可動子(moving element)
    と、 その上部に所定の間隔を置いて複数のコイルユニット(c
    oil unit) が設置される固定子(stator)と、 前記固定子に設置される少なくとも一つ以上の冷却スロ
    ットと、 を具備することを特徴とするリニアモータ。
  8. 【請求項8】 その下部に所定の間隔を置いて複数の磁
    石(field magnet)が設置される可動子(moving element)
    と、 その上部に所定の間隔を置いて複数のコイルユニット(c
    oil unit) が設置される固定子(stator)と、 前記可動子の内測に設置され、複数の貫通孔を備えた冷
    却チャネルと、 前記可動子にホースを介して連結され、可動子及び固定
    子によって空気を提供するための送風手段と、からなる
    ことを特徴とするリニアモータ。
  9. 【請求項9】 前記冷却チャネルに形成された貫通孔
    は、コイルユニット等の間の垂直上方に位置されること
    を特徴とする請求項8に記載のリニアモータ。
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