JP3448005B2 - リニアモーターの冷却装置 - Google Patents

リニアモーターの冷却装置

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JP3448005B2 JP2000078085A JP2000078085A JP3448005B2 JP 3448005 B2 JP3448005 B2 JP 3448005B2 JP 2000078085 A JP2000078085 A JP 2000078085A JP 2000078085 A JP2000078085 A JP 2000078085A JP 3448005 B2 JP3448005 B2 JP 3448005B2
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    • H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
    • H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモーターの
冷却装置に係り、より詳細にはリニアモーターを駆動す
る際に発生する熱を効率的に冷却してリニアモーターの
特性を向上するようにしたリニアモーターの冷却装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】アーマチュアのエッジ上に装着された冷
却板を備えたリニアモーターが公知となっている。な
お、従来のリニアモーターにおいて、その内部に冷却コ
イルやチャネルを備えたアーマチュアが設けられてい
る。前記アーマチュアは磁気性物質により薄板状となっ
ている。
【０００３】例えば、従来のリニアモーターは図７と図
８に示したように、“⊂”状に形成された固定子バック
アイアン50と、前記固定子バックアイアン50の内側面に
対向するように順次に配置され、Ｎ極とＳ極の極性が交
番になるように設けられた多数の永久磁石51を備えた固
定子52と、前記固定子52の間に所定の空隙Cを有するよ
うに配置された多数のコイルユニット53が設けられたフ
レーム54を備えた可動子55とが構成されている。
【０００４】前記コイルユニット53は図示されていない
磁性体または非磁性体であるコアに多数のコイルを巻き
付けた状態で前記フレーム54の下部に設けられている。
【０００５】前記固定子52と可動子55は所定間隔の空隙
C分ほど離隔された状態で、前記永久磁石51とコイルユ
ニット53から発生される推力により、可動子55が移動可
能になる。
【０００６】上記のような構成のリニアモーターは、制
御装置（図示せず）により、コイルユニット53に電流が
印加されれば、動作するようになる。つまり、前記コイ
ルユニット53に電流が印加されると、前記コイルユニッ
ト53を構成しているコイルに電流が印加され、前記コイ
ル及びコアから磁界が発生する。この際、前記磁界と固
定子バックアイアン50の内側に設けられた永久磁石51の
間に推力が発生して、フレーム54の下部に設けられた可
動子55が固定子52の内部で前後に移動する。
【０００７】なお、前記固定子52の内部に沿いに移動す
る可動子55の移動速度とその移動に伴う推力などは制御
装置により調節できるように構成されている。
【０００８】前記可動子55は固定子52の内部に沿い繰り
返して移動することにより、前記永久磁石51に誘起され
る渦流、電流などにより、コイルユニット53と永久磁石
51の間で、割合高い熱が発生する。この際、前記コイル
ユニット53と永久磁石51の間で発生される熱は前記コイ
ルの直径に伴う定格電流などによりそれぞれ相違する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように前記可動子
と固定子間で高い熱が発生されれば、発生した熱により
固定子または可動子の磁界特性が変化し、その結果、リ
ニアモーターの精密な制御がしにくくなる。すなわち、
永久磁石及びコイルユニットは熱に弱い材質であるの
で、前記可動子と固定子間で発生する熱により、特性が
割合と容易に変化して、リニアモーター自体の特性が変
化する短所がある。
【００１０】（発明の目的） 本発明の目的は上記のような問題点を解決するためにな
されたもので、固定子バックアイアンの側部および下部
に設けられた通気孔を介してバックアイアン内へ流入さ
せて、リニアモーターの可動子と固定子の間で発生する
熱を、より効果的に冷却することにより、リニアモータ
ーの特性をより精密に保持できるリニアモーターを提供
することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、送風器から空気が供
給される際、固定子の内部に沿い動く可動子の位置を感
知して選別的に供給パイプから固定子バックアイアンの
側部および下部に設けられた通気孔を介してバックアイ
アン内へ流入させて有効に冷却できるリニアモーターを
提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】請求項１に係
る発明は、固定子バックアイアンの内側に多数の永久磁
石が設けられた固定子と、フレームの一側に設けられ、
前記固定子の内側沿いに移動するように備えられた可動
子とからなるリニアモーターにおいて、リニアモーター
の外側に設けられた送風器と、前記固定子のバックアイ
アンの側面部位及び下面部位それぞれに設けられた少な
くとも一個以上の通気孔と、前記通気孔に接続した少な
くとも一個以上の供給パイプとからなり、前記送風器か
ら前記供給パイプに供給された空気は前記バックアイア
ンの側面部位及び下面部位それぞれに設けられた前記通
気孔を経由してバックアイアン内に流入し、前記リニア
モーターの固定子及び可動子を冷却するように構成した
ことを特徴とするリニアモーターである。
【００１３】請求項２に係る発明は、固定子バックアイ
アンの内側に多数の永久磁石が設けられた固定子と、フ
レームの一側に設けられ、前記固定子の内側沿いに移動
するように備えられた可動子とからなるリニアモーター
において、リニアモーターの外側に設けられた送風器
と、前記固定子のバックアイアンの側面部位及び下面部
位それぞれに設けられた少なくとも一個以上の通気孔
と、前記通気孔に接続した少なくとも一個以上の供給パ
イプとからなり、前記供給パイプの一側に設けられ、流
入する空気の量を調節するための制御バルブとからな
り、前記送風器から前記供給パイプに供給された空気は
前記制御バルブの制御下で前記貫通孔を経由して前記バ
ックアイアンの側面部位及び下面部位それぞれに設けら
れた通気孔からバックアイアン内に流入し、前記リニア
モーターの固定子及び可動子を冷却するように構成した
ことを特徴とするリニアモーターである。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のリニアモーターの
冷却装置の構成について添付した図面の図１〜図６を参
照して詳細に説明する。
【００１９】まず、本発明に適用されたリニアモーター
は図１及び図２に示したように、固定子バックアイアン
(stator back plate)50の内側に設けられた複数個の永
久磁石51を備えた固定子52と、フレーム54の一側に設け
られ、前記固定子52の内側に沿い所定方向に移動可能に
構成された可動子55によって構成される。また、図２で
示すように前記リニアモーターの所定部位には送風器1
が設けられている。
【００２０】本発明の第１実施形態によるリニアモータ
ーの冷却装置は図１及び図２で示したように、リニアモ
ーターの外側の所定部位には送風器1が設けられ、前記
送風器1から発生した空気は固定子52の所定部位に設け
られた供給パイプ3を経て固定子52及び可動子55の所定
部位に供給される。
【００２１】図１において示すように、前記供給パイプ
3は固定子52のバックアイアン50の両面及び下部面に設
けることが望ましいが、場合によっては、バックアイア
ン50の一側面及び下部面に設けることもある。
【００２２】前記供給パイプ3の中央には貫通孔2が設け
られ、前記貫通孔2は前記供給パイプ3に流入した空気
を、永久磁石51が設けられた空隙Cへ案内するために、
通気孔4と連設される。
【００２３】このように構成された本発明の第１実施形
態によるリニアモーターの冷却装置は、送風器1から供
給された空気を供給パイプ3の貫通孔2及び通気孔4を経
由して空隙Cの中間部分及びその下部へ空気を選択的に
供給する。すなわち、供給パイプ3の貫通孔２及び通気
孔4を経て流入する空気は、空隙Cの中間部分へ流入され
るため、永久磁石51及びコイルユニット53から発生され
る熱を効果的に冷却させる。
【００２４】前記貫通孔2に送風器1を直結せず、自然空
気の循環のみで冷却させても所定の冷却は可能である
が、その冷却効果は多少微弱である。
【００２５】一方、図３に示した本発明の第２実施形態
によるリニアモーターの冷却装置は前述した第１実施形
態と構成がほとんど同一であるが、相異する点は前記固
定子バックアイアン50の下側に複数個の貫通孔2を有す
る供給パイプ3を設けて、前記貫通孔2にそれぞれ供給孔
5aを連通したことである。前記供給孔5aは永久磁石51に
沿い縦方向に延設されている。
【００２６】このように構成された本発明の第２実施形
態によるリニアモーターの冷却装置はコイルユニット53
の冷却は言うまでもなく永久磁石51の両側に空気が循環
されるため、永久磁石51を、より効果的に冷却できる。
前記永久磁石51は図３の矢印で示したように流入した空
気が循環されるため、より効果的に冷却できる。
【００２７】一方、図４及び図５に示した本発明の第３
実施形態によるリニアモーターの冷却装置は前述した第
１実施形態で供給パイプ3の所定部位に制御バルブ5をそ
れぞれ設けたものである。
【００２８】前記制御バルブ5は固定子52の内側に沿い
動く可動子55の位置を位置検出手段(図示せず)により感
知して、前記可動子55が位置した場所の制御バルブ5を
選択的に開閉して前記空隙Cの中間部分またはその下部
へ空気を供給できるようになっている。
【００２９】前記通気孔4の空気の流動を間欠的に制御
するように多数の制御バルブ5を供給パイプ3と固定子バ
ックアイアン50の間に設ける。そこで、制御ユニット
(図示せず)を介して前記可動子55が位置した場所のみ制
御バルブ5がオンされ、それ以外の部分では、オフにな
るように制御して、冷却の際に要求される空気の無駄使
いを最小化させる。
【００３０】もちろん、前記可動子55の位置を検出する
手段は、通常的な構成を使用する。例えば、可動子55の
底面に位置検出用の磁石(未図示)を取り付けるととも
に、これを感知するよう固定子52にホールセンサ(未図
示)などを設置すれば良い。
【００３１】上記のような本発明の第３実施形態による
リニアモーターの冷却装置の動作は次のとおりである。
但し、本発明の第３実施形態によるリニアモーターの基
本動作は前述した第１実施形態と類似しているため、そ
の説明を省略して相異点だけを記述する。
【００３２】リニアモーターを所定時間の間、使用すれ
ば、コイルユニット53及び永久磁石51から高温の熱が発
生するが、これを単に空隙Cを介して空気を供給して冷
却させず、可動子55の位置を位置検出装置などにより検
出した後、制御装置を用いて可動子55の存在する位置の
制御バルブ5のみをオンさせて、前記発熱部分のみを集
中的に冷却させる。
【００３３】すなわち、可動子55が位置されていない部
分のほかの制御バルブ5はオフさせ、空気が空隙Cへ送風
されないようにする。なお、可動子55が位置した部分の
制御バルブ5をオンさせて、空気を供給すれば、前記空
隙Cへ供給される空気量の不必要な損失が防止される。
【００３４】なお、損失されない量分の空気が過熱した
部分の可動子55に直接に供給され可動子55を冷却させる
空気量が相対的に増大し、これにより冷却効率はさらに
向上される。
【００３５】また、前記永久磁石51またはコイルユニッ
ト53の空気接触面の特性が変化されない限度内における
エンボシング(未図示)などを与えれば、空気の接触面積
が増大しつつ冷却効率もさらによくなる。
【００３６】一方、図６に示した本発明の第４実施形態
によるリニアモーターの冷却装置は前述した第２実施形
態で供給パイプ3の所定部位に制御バルブ6をそれぞれ設
けたものである。
【００３７】なお、上記本発明の第４実施形態によるリ
ニアモーターの冷却装置の動作は前述した第３実施形態
と類似しているため、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】以上のように本発明のリニアモーターは
永久磁石とコイルユニット間に形成された空隙Cに空気
を供給して供給空気の損失を最小化し、リニアモーター
の制御の際、発熱による特性変化を最小化する利点があ
る。なお、前記永久磁石またはコイルユニットの空気接
触面の特性が変化しない限度内で、エンボシング(未図
示)などを与えれば、空気の接触面積が増大しつつ冷却
効率がより向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるリニアモーターの
冷却装置を示した断面図。
【図２】前記冷却装置の平断面図。
【図３】本発明の第２実施形態によるリニアモーターの
冷却装置を示した断面図。
【図４】本発明の第３実施形態によるリニアモーターの
冷却装置を示した断面図。
【図５】第３実施形態によるリニアモーターの冷却装置
の平断面図。
【図６】本発明の第４実施形態によるリニアモーターの
冷却装置を示した断面図。
【図７】従来、一般的に使用しているリニアモーターを
示した斜視図。
【図８】従来、一般的に使用しているリニアモーターの
縦断面図。
【符号の説明】
１… 送風器 ２… 貫通孔 ３… 供給パイプ ４… 通気孔 ５、６… 制御バルブ ５ａ… 供給孔 ５０… 固定子バックアイアン ５１… 永久磁石 ５２… 固定子 ５３… コイルユ
ニット ５４… フレーム ５５… 可動子 Ｃ … 空隙 ５６… プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９９９−３３４３８ (32)優先日 平成11年８月13日(1999．8．13) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (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 ヒュン・ジョー・フアン 大韓民国、キュンキ−ド、ウイワン− シ、オジュン−ドン 216−１、シナ ン・アパートメント １−315 (72)発明者 ジャン・スン・チュン 大韓民国、ソウル、スンブク−ク、ドン アム−ドン、ドンソムンハンジン・アパ ートメント 202−811 (56)参考文献 特開 昭49−43112（ＪＰ，Ａ) 特開2000−245130（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−238449（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−56801（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02K 9/00 - 9/28 H02K 41/00 - 41/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 固定子バックアイアンの内側に多数の永
    久磁石が設けられた固定子と、フレームの一側に設けら
    れ、前記固定子の内側沿いに移動するように備えられた
    可動子とからなるリニアモーターにおいて、 リニアモーターの外側に設けられた送風器と、 前記固定子のバックアイアンの側面部位及び下面部位そ
    れぞれに設けられた少なくとも一個以上の通気孔と、 前記通気孔に接続した少なくとも一個以上の供給パイプ
    とからなり、 前記送風器から前記供給パイプに供給された空気は前記
    バックアイアンの側面部位及び下面部位それぞれに設け
    られた前記通気孔を経由してバックアイアン内に流入
    し、前記リニアモーターの固定子及び可動子を冷却する
    ように構成したことを特徴とするリニアモーター。
  2. 【請求項２】 固定子バックアイアンの内側に多数の永
    久磁石が設けられた固定子と、フレームの一側に設けら
    れ、前記固定子の内側沿いに移動するように備えられた
    可動子とからなるリニアモーターにおいて、 リニアモーターの外側に設けられた送風器と、 前記固定子のバックアイアンの側面部位及び下面部位そ
    れぞれに設けられた少なくとも一個以上の通気孔と、 前記通気孔に接続した少なくとも一個以上の供給パイプ
    とからなり、 前記供給パイプの一側に設けられ、流入する空気の量を
    調節するための制御バルブとからなり、 前記送風器から前記供給パイプに供給された空気は制御
    バルブの制御下で前記貫通孔を経由して前記バックアイ
    アンの側面部位及び下面部位それぞれに設けられた通気
    孔から前記バックアイアン内に流入し、前記リニアモー
    ターの固定子及び可動子を冷却するように構成したこと
    を特徴とするリニアモーター。
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