KR100419867B1

KR100419867B1 - Cooling System for Linear Motor

Info

Publication number: KR100419867B1
Application number: KR10-1999-0019300A
Authority: KR
Inventors: 황지현; 김도현; 천장성
Original assignee: 미래산업 주식회사
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2004-02-25
Also published as: KR20000075004A

Abstract

본 발명은 리니어 모터의 구동 시 발생되는 열을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 리니어 모터용 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 리니어 모터의 가동자와 고정자의 냉각을 보다 효과적으로 함으로써, 리니어 모터의 특성을 보다 정밀하게 유지할 수 있는 리니어 모터용 냉각장치를 제공함에 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for a linear motor that can more efficiently cool down heat generated when the linear motor is driven. In particular, the cooling characteristics of the linear motor can be improved more effectively by more effectively cooling the mover and stator of the linear motor. The present invention provides a cooling device for a linear motor that can be maintained.

상기 본 발명은 영구자석(51) 또는 코일 유니트(53)가 설치된 가동자(55)의 프레임(54) 길이 방향으로 다수가 형성됨과 아울러 송풍기(1)에서 공기가 공급되도록 형성된 공기 공급공(2)과, 상기 공기 공급공(2)에서 종방향으로 다수가 형성됨과 아울러 프레임(54) 하부 방향으로 공기를 공급할 수 있도록 관통 형성된 통기공(3)과, 상기 가동자(55)와 같이 이동하도록 고정 설치됨과 아울러 가동자(55)와 고정자(52)에 각각 설치되어 소정 공극 C로 이격된 상기 영구자석(51)과 코일 유니트(53) 사이 공극 C으로 통기공(3)에서 공급된 공기가 유도되도록 구성된 가이드 수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is the air supply hole (2) formed so that the air is supplied from the blower (1) is formed in the longitudinal direction of the frame 54 of the movable magnet 55, the permanent magnet 51 or the coil unit 53 is installed ), A plurality of holes are formed in the air supply hole (2) in the longitudinal direction, and through-holes (3) formed to penetrate the frame (54) in order to move air together with the mover (55). The air supplied from the vent hole 3 is fixedly installed and installed in the mover 55 and the stator 52 and spaced between the permanent magnet 51 and the coil unit 53 spaced apart by a predetermined gap C. And guide means configured to be guided.

Description

Cooling System for Linear Motors {Cooling System for Linear Motor}

본 발명은 냉각장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어 모터의 구동 시 발생되는 열을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 리니어 모터용 냉각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device, and more particularly, to a cooling device for a linear motor that can more efficiently cool heat generated when driving a linear motor.

일반적으로, 리니어 모터는 비교적 단순한 구성으로 정밀한 위치 제어를 할 수 있는 바, 자동화 기기, XY 테이블등에 많이 사용된다. 종래의 리니어 모터는 도3과 도4에 도시된 바와 같이, "⊂" 형상의 고정자 백 아이언(50)과, 상기 백 아이언(50) 내측 대향면에 순차 배치됨과 아울러 N,S 극성이 교번되도록 다수가 설치된 영구자석(51)으로 구성된 고정자(52)와, 상기 영구자석(51)의 사이에 소정 공극 C을 갖고 위치되도록 다수의 코일 유니트(53)가 설치된 프레임(54)으로 이루어진 가동자(55)로 구성되어 있다.In general, linear motors can be used for automation devices, XY tables, etc., because they can perform precise position control with a relatively simple configuration. As shown in FIGS. 3 and 4, the conventional linear motor is arranged such that the stator back iron 50 having a "⊂" shape and the back iron 50 are sequentially disposed on the inner facing surface of the back iron 50, and the N and S polarities are alternated. A stator 52 composed of a plurality of permanent magnets 51 installed therein, and a mover made of a frame 54 provided with a plurality of coil units 53 so as to be positioned with a predetermined gap C between the permanent magnets 51 ( 55).

물론, 상기 코일 유니트(53)는 도시되지 않은 자성체 또는 비자성체인 코어에 다수턴의 코일이 권취된 상태로 구성되어 있게 된다.Of course, the coil unit 53 is configured in a state in which a coil of a plurality of turns is wound around a core that is a magnetic material or a nonmagnetic material, which is not shown.

상기 고정자(52)와 가동자(55)는 소정 간격인 공극 C만큼 이격된 상태에서, 상기 영구자석(51)과 코일 유니트(53)에서 발생되는 추력에 의해 가동자(55)가 이동 가능하게 되는 것이다.In the state where the stator 52 and the mover 55 are spaced apart by the gap C at a predetermined interval, the mover 55 is movable by the thrust generated by the permanent magnet 51 and the coil unit 53. Will be.

상기한 바와 같은 리니어 모터의 동작을 설명하면, 도시되지 않은 제어 장치에서 코일 유니트(53)에 전류를 인가하게 된다.Referring to the operation of the linear motor as described above, a current is applied to the coil unit 53 in a control device (not shown).

코일 유니트(53)에 전류가 인가되면 상기 코일 유니트(53)를 이루고 있는 코일에 전류가 인가됨과 아울러 상기 코일 및 코어에서 자계가 발생되는 바, 상기 자계와 영구자석(51)과의 추력으로 가동자(55)가 이동하게 된다.When a current is applied to the coil unit 53, a current is applied to the coils forming the coil unit 53 and a magnetic field is generated in the coil and the core. The magnetic field is driven by a thrust between the permanent magnet 51 and the magnetic field. The ruler 55 is moved.

이 경우 상기 가동자(55)의 이동 속도, 이동에 따른 추력 등은 코일의 직경, 공급되는 전류등에 따라 도시되지 않은 제어 장치가 제어하게 된다.In this case, the moving speed of the mover 55 and the thrust according to the movement are controlled by a control device (not shown) according to the diameter of the coil and the supplied current.

상기 코일 유니트(53)에 전류가 인가되면 비교적 높은 열이 발생하게 된다.또한, 상기 코일 유니트(53)에서 발생되는 열은 상기 코일의 직경에 따른 정격 전류 등에 따라 각각 상이하게 발생된다.When a current is applied to the coil unit 53, a relatively high heat is generated. In addition, heat generated in the coil unit 53 is generated differently according to the rated current according to the diameter of the coil.

그러나, 상기 바와 같이 코일 유니트 사이에서 비교적 높은 열이 발생하게 되면, 상기 열에 의해 고정자 또는 가동자에서 발생되는 자계 특성이 변화되고, 이로 인해 리니어 모터의 특성이 변화되어 정밀한 제어가 어렵게 되는 문제점이 있다.However, when relatively high heat is generated between the coil units as described above, the magnetic field characteristics generated in the stator or the mover are changed by the heat, and thus, the characteristics of the linear motor are changed, thereby making it difficult to precisely control the coil. .

즉, 영구자석 및 코일 유니트는 열에 약한 재질이기 때문에 상기 가동자와 고정자 사이에서 발생되는 열에 의해 비교적 쉽게 특성이 변화됨으로써 리니어 모터 자체의 특성이 변화되는 것이다.That is, since the permanent magnet and the coil unit are materials that are weak in heat, the characteristics of the linear motor itself are changed by changing the characteristics relatively easily by the heat generated between the mover and the stator.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 리니어 모터의 가동자와 고정자 사이에서 발생되는 열을 보다 효과적으로 냉각시킴으로써, 리니어 모터의 특성을 보다 정밀하게 유지할 수 있는 리니어 모터용 냉각장치를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention is to provide a cooling device for a linear motor that can more accurately maintain the characteristics of the linear motor by cooling the heat generated between the mover and the stator of the linear motor in order to solve the above problems. .

도1은 본 발명에 따른 리니어 모터용 냉각장치를 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view showing a cooling device for a linear motor according to the present invention;

도2는 도1의 측면도,2 is a side view of FIG. 1;

도3은 일반적인 리니어 모터를 도시한 사시도,3 is a perspective view showing a general linear motor;

도4는 도3의 종단면도이다.4 is a longitudinal cross-sectional view of FIG.

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

1: 송풍기 2: 공기 공급공1: blower 2: air supply hole

3: 통기공 4: 가이드 부재3: ventilator 4: guide member

51: 영구자석 53: 코일 유니트51: permanent magnet 53: coil unit

C: 공극 54: 프레임C: void 54: frame

55: 가동자55: mover

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 영구자석 또는 코일 유니트가 설치된 가동자의 프레임 길이 방향으로 다수가 형성됨과 아울러 송풍기에서 공기가 공급되도록 형성된 공기 공급공과, 상기 공기 공급공에서 종방향으로 다수가 형성됨과 아울러 프레임 하부 방향으로 공기를 공급할 수 있도록 관통 형성된 통기공과, 상기 가동자와 같이 이동하도록 고정 설치됨과 아울러 가동자와 고정자에 각각 설치되어 소정 공극 이격된 상기 영구자석과 코일 유니트 사이 공극으로 통기공에서 공급된 공기가 유도되도록 구성된 가이드 수단으로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터용 냉각장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of air supply holes formed in the longitudinal direction of the frame of the mover is installed permanent magnet or coil unit and the air is supplied from the blower, and a plurality of longitudinal in the air supply hole And a ventilation hole formed to penetrate the air to supply air toward the lower part of the frame, and fixedly installed to move together with the mover, and installed in the mover and the stator, respectively, to a space between the permanent magnet and the coil unit spaced apart from each other by a predetermined gap. It provides a cooling device for a linear motor, characterized in that the guide means configured to guide the air supplied from the vent.

(실시예)(Example)

이하, 본 발명의 리니어 모터용 냉각장치의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a cooling apparatus for a linear motor of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도1은 본 발명에 따른 리니어 모터용 냉각장치를 도시한 단면도이고, 도2는 도1의 측면도이다.1 is a cross-sectional view showing a cooling apparatus for a linear motor according to the present invention, Figure 2 is a side view of FIG.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 리니어 모터용 냉각장치는 영구자석 또는 코일 유니트가 설치된 가동자의 프레임 길이 방향으로 다수가 형성됨과 아울러 송풍기에서 공기가 공급되도록 형성된 공기 공급공과, 상기 공기 공급공에서 종방향으로 다수가 형성됨과 아울러 프레임 하부 방향으로 공기를 공급할 수 있도록 관통 형성된 통기공과, 상기 가동자와 같이 이동하도록 고정 설치됨과 아울러 가동자와 고정자에 각각 설치되어 소정 공극 이격된 상기 영구자석과 코일 유니트 사이 공극으로 통기공에서 공급된 공기가 유도되도록 구성된 가이드 수단으로 구성된다.As shown therein, the cooling apparatus for the linear motor of the present invention is formed in the longitudinal direction of the frame of the mover in which the permanent magnet or the coil unit is installed, and the air supply hole formed so that air is supplied from the blower, and the longitudinal direction in the air supply hole. And a plurality of vent holes formed to penetrate air to supply air to the lower side of the frame, and fixedly installed to move together with the mover, and installed on the mover and the stator, respectively, between the permanent magnet and the coil unit spaced apart from each other. It consists of a guide means configured to guide the air supplied from the vent to the void.

상기 가동자(55)의 프레임(54) 길이 방향으로 다수가 형성됨과 아울러 송풍기(1)에서 호스(미도시)등을 통해 공기가 공급되도록 형성된 공기 공급공(2)과, 상기 공기 공급공(2)에서 종방향으로 다수가 형성됨과 아울러 프레임(54) 하부 방향으로 공기를 공급할 수 있도록 관통 형성된 통기공(3)과, 상기 가동자(55)와 같이 이동하도록 설치됨과 아울러 상기 영구자석(51)과 코일 유니트(53) 사이에 형성된공극 C으로 통기공(3)에서 공급된 공기가 유입되도록 구성된 가이드 수단으로 구성되어 있다.The air supply hole (2) and the air supply hole (2) formed so that the air is supplied through the hose (not shown) from the blower (1) is formed in the longitudinal direction of the frame 54 of the mover (55) 2 is formed in the longitudinal direction in the longitudinal direction and the through-holes (3) formed so as to supply air to the lower direction of the frame 54, and installed to move with the mover 55 and the permanent magnet (51) ) And guide means configured to introduce the air supplied from the vent hole 3 into the cavity C formed between the coil unit 53 and the coil unit 53.

여기서, 상기 공기 공급공(2)에 송풍기(1)를 연결시키지 않고 자연 공기의 순환만으로 냉각시켜도 되지만, 냉각 효과가 보다 저하된다.Here, although cooling may be performed only by circulation of natural air, without connecting the blower 1 to the said air supply hole 2, a cooling effect falls further.

상기 가이드 수단은 가동자 프레임(54)의 저면에 일단이 고정됨과 아울러 상기 통기공(3)의 외주에 위치되도록 구성되고, 상기 고정자(52)의 영구자석(51) 또는 백 아이언(50)에 타단이 근접되도록 구성되며 상기 프레임(54)의 길이와 유사한 길이로 형성된 가이드 부재(4)로 구성되어 있다.The guide means is configured such that one end is fixed to the bottom surface of the mover frame 54 and located at the outer circumference of the vent hole 3, and the permanent magnet 51 or the back iron 50 of the stator 52. The other end is configured to be close to the guide member 4 formed in a length similar to the length of the frame 54.

즉, 상기 가이드 부재(4)의 타단이 고정자(52)에 접촉되지 않는 상태에서 최대한 근접 설치되어 통기공(3)에서 공급되는 공기가 외부로 유출되는 것을 최소화하도록 하는 것이다.That is, the other end of the guide member 4 is installed as close as possible without contacting the stator 52 so that the air supplied from the vent hole 3 is minimized to the outside.

특히, 상기 가이드 부재(4)는 종단이 공극 C의 방향으로 기울어져 유선형으로 형성되어 있는 바, 상기 통기공(3)에서 방출된 공기가 공극 C로 공급될 때 저항을 최소화하여 공급량을 최대로 유지할 수 있게 된다.In particular, the guide member 4 is formed in a streamlined shape in which the terminal is inclined in the direction of the cavity C. When the air discharged from the vent hole 3 is supplied to the cavity C, the resistance is minimized to maximize the supply amount. It can be maintained.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면, 리니어 모터를 동작시키기 위하여 코일 유니트(53)에 전류를 인가하게 되면 상기 영구자석(51)과의 사이에서 반발력이 발생되고, 이로 인해 가동자(55)가 이동하게 된다. 또한, 상기 리니어 모터의 동작 시 도시되지 않은 제어 장치가 송풍기(1)를 동작시키게 되는 바, 상기 송풍기(1)에서 발생되는 공기가 상기 공기 공급공(2)으로 유입된다.Referring to the operation and effect of the present invention as described above, when a current is applied to the coil unit 53 to operate the linear motor, a repulsive force is generated between the permanent magnets 51, and thus the mover ( 55) is moved. In addition, a control device (not shown) operates the blower 1 during the operation of the linear motor, so that air generated in the blower 1 flows into the air supply hole 2.

상기 가동자(55)의 이동 시 코일 유니트(53)에서 열이 발생되는 바, 이때 상기 공기 공급공(2)으로 유입된 공기는 가동자(55) 전체 즉, 프레임(54)의 길이 방향 전체로 균일하게 흐르게 된다.When the mover 55 moves, heat is generated in the coil unit 53. In this case, the air introduced into the air supply hole 2 is the entire mover 55, that is, the entire length of the frame 54. Flows uniformly.

공기 공급공(2)에 흐르는 공기는 프레임(54)을 따라 흐르면서 상기 통기공(3)에 도달되면 이를 통해 프레임(54) 하부 방향으로 방출된다. 즉, 상기 공기 공급공(2)과 연통되어 있는 상태인 다수의 통기공(3)을 통해 프레임(54)의 하부 방향으로 공기가 공급되는 것이다.The air flowing in the air supply hole 2 flows along the frame 54 and is discharged downward through the frame 54 when it reaches the vent hole 3. That is, the air is supplied to the lower direction of the frame 54 through the plurality of vent holes 3 in communication with the air supply holes 2.

통기공(3)을 통해 프레임(54) 하부에 공급되는 공기는 상기 가이드 부재(4)에 충돌하게 되는 바, 상기 가이드 부재(4)에 충돌하면서 상기 가이드 부재(4)의 곡률에 따라 유도되면서 상기 영구자석(51)과 코일 유니트(53)의 사이 공극 C로 유입된다.Air supplied to the lower portion of the frame 54 through the vent hole 3 collides with the guide member 4, and is guided by the curvature of the guide member 4 while colliding with the guide member 4. It flows into the space C between the permanent magnet 51 and the coil unit 53.

영구자석(51)과 코일 유니트(53)의 사이 공극 C로 유입된 공기는 공극 C를 통과하면서 영구자석(51) 및 코일 유니트(53)를 냉각시키게 된다. 여기서, 상기 가이드 부재(4)를 통해 공기가 공극 C로 유도될 때 상기 가이드 부재(4)가 없으면, 비교적 작은 간격인 공극 C로 공기가 유입되는 양이 매우 작아지게 되지만, 상기 가이드 부재(4)가 공기를 유도하여 최대량이 공극 C로 유입되도록 하는 것이다.Air introduced into the void C between the permanent magnet 51 and the coil unit 53 cools the permanent magnet 51 and the coil unit 53 while passing through the void C. Here, if there is no guide member 4 when air is guided through the guide member 4 into the void C, the amount of air introduced into the void C, which is a relatively small interval, becomes very small, but the guide member 4 ) Induces air so that the maximum flows into void C.

가이드 부재(4)를 타고 공극 C로 공기가 최대량 유입되면 상기 영구자석(51)과 코일 유니트(53)의 냉각 작용이 효율적으로 일어나는 바, 리니어 모터에서의 발열을 최소화시키게 된다.When the maximum amount of air is introduced into the cavity C by the guide member 4, the cooling effect of the permanent magnet 51 and the coil unit 53 occurs efficiently, thereby minimizing heat generation in the linear motor.

물론, 상기 공극 C를 통해 영구자석(51)과 코일 유니트(53)가 직접 냉각되면, 상기 백 아이언(50) 또는 프레임(54)을 통한 냉각에 비해 그 냉각 효율이 양호하게 됨으로써, 리니어 모터의 제어 시 발열에 의한 특성 변화를 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.Of course, when the permanent magnet 51 and the coil unit 53 are directly cooled through the gap C, the cooling efficiency of the linear motor is improved as compared with the cooling through the back iron 50 or the frame 54. When controlling, it is possible to minimize the characteristic change caused by heat generation.

여기서, 상기 영구자석(51) 또는 코일 유니트(53)의 공기 접촉면에 특성이 변화되지 않는 한도 내에서 엠보싱(미도시) 등을 주게 되면, 공기 접촉 면적이 증대되면서 냉각 효율이 보다 향상된다.Here, when the embossing (not shown) or the like is provided to the air contacting surface of the permanent magnet 51 or the coil unit 53 within the limit that the characteristics are not changed, the air contact area is increased and the cooling efficiency is further improved.

이상과 같이 본 발명은 비교적 작은 간격인 영구자석과 코일 유니트와의 사이 공극으로 냉각에 필요한 공기를 공급하면서, 그 효율을 증대시키도록 가이드 부재를 설치함으로써, 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 잇점이 있는 것이다.As described above, the present invention has the advantage of improving the cooling efficiency by providing a guide member to increase the efficiency while supplying the air necessary for cooling through the gap between the permanent magnet and the coil unit, which is a relatively small interval. will be.

Claims

It is installed in the longitudinal direction of the frame of the mover, a plurality of air supply holes formed to supply air from the blower, and a plurality formed in the longitudinal direction in the air supply hole and the through-formed to supply air in the lower direction of the frame In a linear motor having pores,

One end is fixed to the bottom of the movable frame and the other end is provided with a guide member formed so as to be close to the permanent magnet of the stator, the guide member is provided when the air discharged from the vent is supplied to the cavity (C) Cooling device for a linear motor, characterized in that the terminal is inclined in the air gap direction to minimize the resistance formed in a streamlined form.

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