KR100441225B1

KR100441225B1 - Cooling Apparatus of Single Linear Motor

Info

Publication number: KR100441225B1
Application number: KR10-2001-0079673A
Authority: KR
Inventors: 황지현; 김도현
Original assignee: 미래산업 주식회사
Priority date: 2001-12-15
Filing date: 2001-12-15
Publication date: 2004-07-22
Also published as: KR20030049465A

Abstract

본 발명은 편측식 리니어 모터의 냉각장치에 관한 것으로, 냉각공기의 손실을 줄이고, 효율적으로 냉각할 수 있도록 함을 목적으로 한다.The present invention relates to a cooling apparatus for a unilateral linear motor, and aims at reducing cooling air loss and cooling efficiently.

개시된 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치는, 상기 가동자의 가동자 백 아이언(6) 양측에 각각 형성되며 그 하부가 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 공간에 배치되는 프레임(10)과, 상기 프레임의 내부에 길이방향을 따라 각각 형성되는 에어 홀(20)과; 상기 프레임의 내측 단부에 소정 각도로 경사지면서 상기 에어 홀과 연통되고 코일 유니트와 영구자석 사이의 공극을 향하는 에어 노즐(30)과; 상기 에어 홀의 양측 중 적어도 일측에 설치되어 상기 에어 홀에 냉각 공기를 공급하는 에어 펌프(40)와, 상기 에어 펌프와 에어 홀을 연결하는 에어 공급관(50)을 개폐하는 밸브(60)를 포함하여 이루어진다. 이에 의하여, 냉각공기가 상기 에어 홀을 따라 흐르다가 에어 노즐을 통하여 영구자석과 코일 유니트의 양측에서 공급되어 영구자석과 코일 유니트의 모든 부분을 균일하게 냉각할 수 있다.The cooling apparatus of the unilateral linear motor according to the present invention, which is formed on both sides of the mover back iron (6) of the mover, the lower part of which is arranged in the space between the coil unit (5) and the permanent magnet (4) 10 and air holes 20 formed in the frame in the longitudinal direction, respectively; An air nozzle 30 inclined at an inner end of the frame at an angle to communicate with the air hole and to face a gap between the coil unit and the permanent magnet; An air pump 40 installed at at least one side of both sides of the air hole to supply cooling air to the air hole, and a valve 60 to open and close the air supply pipe 50 connecting the air pump and the air hole; Is done. As a result, the cooling air flows along the air hole and is supplied from both sides of the permanent magnet and the coil unit through the air nozzle to uniformly cool all parts of the permanent magnet and the coil unit.

Description

Cooling Apparatus for Single-sided Linear Motors {Cooling Apparatus of Single Linear Motor}

본 발명은 편측식 리니어 모터의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기의 낭비를 줄이고, 모든 부분을 균일하게 냉각할 수 있도록 한 편측식 리니어모터의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a single-sided linear motor, and more particularly to a cooling device for a single-sided linear motor to reduce the waste of air and to uniformly cool all parts.

가동 코일형 리니어 모터는 회전운동을 하는 일반모터와 달리 직선상에서 직접 움직이기 때문에 빠른 동작속도와 정밀한 위치제어가 가능한 차세대 모터제품으로 각광받고 있다.The moving coil type linear motor is in the spotlight as a next-generation motor product capable of fast operating speed and precise position control because it moves directly in a straight line unlike a general motor that performs a rotary motion.

가동 코일형 리니어 모터는, 코일 유니트와 영구자석 사이에 발생되는 추력에 의해 가동자가 직선 이동하는 것으로, 영구자석의 설치 수량, 위치에 따라 양측시과 편측식으로 구분되며, 본 발명은 편측식에 관한 것인 바, 편측시 리니어 모터에 대해 설명한다.Movable coil type linear motor is a linear movement of the mover by the thrust generated between the coil unit and the permanent magnet, and is divided into two-sided and one-sided types according to the number and position of the permanent magnets. The linear motor on one side will be described.

편측시 리니어 모터는, 도 1에서 보이는 바와 같이, 고정자(1)와 가동자(2)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the linear motor on one side is composed of a stator 1 and a movable element 2.

고정자(1)는 고정자 백 아이언(3)과, 고정자 백 아이언(3)의 내측면에 N,S 극성이 교번하여 설치된 다수의 영구자석(4)으로 이루어지며, 가동자(2)는 상기 고정자(1)의 영구자석(4)과 소정의 공극(C)을 갖도록 설치되는 코일 유니트(5)와, 코일 유니트(5)가 설치된 가동자 백 아이언(6)으로 구성된다. 코일 유니트(5)는 코일(5a)이 코어(5b)에 수회 감겨 구성된다.The stator 1 is composed of a stator back iron 3 and a plurality of permanent magnets 4 installed alternately with N and S polarities on the inner surface of the stator back iron 3, and the mover 2 includes the stator. It consists of the coil unit 5 provided so that the permanent magnet 4 of (1) and the predetermined space | gap C may be provided, and the movable bag iron 6 in which the coil unit 5 was provided. The coil unit 5 is configured by winding the coil 5a around the core 5b several times.

고정자(1)와 가동자(2)는 소정 간격인 공극(C)만큼 이격된 상태에서 코일 유니트(5)에 전류를 인가하면 마주 설치된 영구자석(4) 사이에 플레밍의 왼손법칙에 의해 추력이 발생되고, 이 추력에 의해 가동자(2)가 다이렉트 직선 운동을 실시하게 된다.When the stator 1 and the mover 2 apply current to the coil unit 5 in the state spaced apart by the gap C at predetermined intervals, thrust is applied between the permanent magnets 4 facing each other by the Fleming's left hand law. And the thruster 2 performs the direct linear motion by this thrust.

상기한 바와 같은 리니어 모터의 동작을 설명하면, 도시되지 않은 제어장치에서 코일 유니트(5)에 전류를 인가하면, 코일 유니트(5)를 이루고 있는 코일(5a)에 전류가 인가됨과 아울러 상기 코일(5a)에서 자계가 발생되는 바, 상기 자계와 고정자 백 아이언(3)의 내측에 설치된 영구자석(4)과 코일 유니트(5) 사이에 추력이 발생하여 가동자(2)가 전후로 이동하게 된다. 그리고, 가동자(2)의 이동 속도와 이동에 따른 추력 등은 코일(5a)의 감긴수와, 공급되는 전류 등에 따라 도시되지 않은 제어 장치에 의해 제어된다.Referring to the operation of the linear motor as described above, when a current is applied to the coil unit 5 in a control device (not shown), a current is applied to the coil 5a constituting the coil unit 5 and the coil ( When the magnetic field is generated in 5a), thrust is generated between the magnetic field and the permanent magnet 4 installed inside the stator back iron 3 and the coil unit 5 so that the mover 2 moves back and forth. Then, the moving speed of the mover 2 and the thrust according to the movement are controlled by a control device (not shown) according to the number of turns of the coil 5a and the supplied current.

이와 같이 가동자(2)가 고정자(1)의 일측에서 반복 이동함에 따라 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 사이에서는 코일(5a)에 흐르는 전류 등에 의해 비교적 높은 열이 발생하게 된다. 이 열에 의해 고정자, 가동자의 자계 특성이 변화되고, 이로 인해 리니어 모터의 특성이 변화되어 정밀한 제어가 어려운 단점이 있다.As the mover 2 repeatedly moves on one side of the stator 1 in this manner, relatively high heat is generated between the coil unit 5 and the permanent magnet 4 due to the current flowing through the coil 5a. Due to this heat, the magnetic field characteristics of the stator and the mover are changed. As a result, the characteristics of the linear motor are changed, which makes precise control difficult.

이러한 단점을 해결하기 위한 리니어 모터의 냉각장치가 제안된 바 있다.In order to solve this disadvantage, a linear motor cooling device has been proposed.

리니어 모터의 냉각장치의 일 예로, 고정자 백 아이언(3) 또는 가동자 백 아이언(6)에 에어 홀을 형성하여, 이 에어 홀을 통하여 영구자석(4)과 코일 유니트(5)의 사이에 공기를 공급함으로써 이 부분을 냉각한다.As an example of the cooling device of the linear motor, an air hole is formed in the stator back iron 3 or the mover back iron 6, and air is formed between the permanent magnet 4 and the coil unit 5 through the air hole. Cool this part by supplying

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 모터의 냉각장치에 의하면, 공기가 영구자석(4)과 코일 유니트(5)의 사이로 공급되기 이전에 그 온도가 상승하여 냉각효과가 적으며, 전력의 소비가 늘어나는 문제점이 있다.However, according to the cooling apparatus of the linear motor according to the prior art, the temperature rises before air is supplied between the permanent magnet 4 and the coil unit 5, so that the cooling effect is low, and the power consumption is increased. There is this.

그리고, 냉각공기가 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 어느 일부분에 치우쳐 공급됨에 따라 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 어느 일부분만 냉각되어 냉각장치로서의 효용성이 떨어진다.Then, as cooling air is biased and supplied to any part of the coil unit 5 and the permanent magnet 4, only any part of the coil unit 5 and the permanent magnet 4 is cooled, thereby reducing its utility as a cooling device.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 영구자석과 코일 유니트의 사이에 냉각공기를 공급함으로써 공기의 낭비를 줄이고, 영구자석과 코일 유니트의 모든 부분을 균일하게 냉각할 수 있도록 한 편측식 리니어 모터의 냉각장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, by reducing the waste of air by supplying cooling air between the permanent magnet and the coil unit, it is possible to uniformly cool all parts of the permanent magnet and coil unit. It is an object of the present invention to provide a cooling device for a unilateral linear motor.

도 1은 종래 기술에 따른 편측식 리니어 모터의 구성도.1 is a block diagram of a unilateral linear motor according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치의 측면도.2 is a side view of a cooling device of a unilateral linear motor according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치의 평면도.3 is a plan view of a cooling apparatus of a unilateral linear motor according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 고정자, 2 : 가동자1: stator, 2: mover

3 : 고정자 백 아이언, 4 : 영구자석3: stator back iron, 4: permanent magnet

5 : 코일 유니트, 5a : 코일5: coil unit, 5a: coil

5b : 코어, 6 : 가동자 백 아이언5b: core, 6: mover back iron

10 : 프레임, 20 : 에어 홀10: frame, 20: air hole

30 : 에어 노즐, 40 : 에어 펌프30: air nozzle, 40: air pump

50 : 에어 공급관, 60 : 밸브50: air supply pipe, 60: valve

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치는, 고정자 백 아이언과, 상기 고정자 백 아이언의 내측에 설치되는 다수의 영구자석으로 이루어진 고정자와; 상기 고정자의 영구자석의 일측에 대향 설치되는 가동자 백 아이언과, 코어와 이 코어에 감기는 코일로 이루어져 상기 가동자 백 아이언의 내측에 상기 영구자석을 향하여 다수개 설치되는 코일 유니트로 이루어진 가동자를 포함하는 편측식 리니어 모터에 있어서,Cooling apparatus for a single-sided linear motor according to the present invention for achieving the above object, the stator back iron, and a stator consisting of a plurality of permanent magnets installed inside the stator bag iron; A mover made of a coil unit installed on the one side of the permanent magnet of the stator, and a coil unit which is provided with a core and a coil wound around the core toward the permanent magnet inside the mover back iron. In the one-sided linear motor to include,

상기 가동자의 가동자 백 아이언의 양측에 길이방향을 따라 각각 형성되며 그 하부가 상기 코일유니트와 영구자석 사이의 공간에 배치되는 프레임과; 상기 프레임의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 에어 홀과; 상기 에어 홀에 일정 간격을 두고 각각 형성되며 소정 각도로 경사지면서 상기 에어 홀에 공급된 냉각공기를 영구자석을 향해 분사하는 에어 노즐과; 상기 에어 홀의 양측 중 적어도 일측에 설치되어 상기 에어 홀에 냉각 공기를 공급하는 에어 펌프와; 상기 에어 펌프와 에어 홀을 연결하는 에어 공급관을 개폐하는 밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로한다.A frame formed on both sides of the mover back iron of the mover in a longitudinal direction, the lower portion of which is disposed in a space between the coil unit and the permanent magnet; An air hole formed along the longitudinal direction of the frame; Air nozzles each formed at predetermined intervals in the air holes and inclined at a predetermined angle to inject cooling air supplied to the air holes toward the permanent magnets; An air pump installed at at least one side of both sides of the air hole to supply cooling air to the air hole; It characterized in that it comprises a valve for opening and closing the air supply pipe connecting the air pump and the air hole.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치를 보인 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치를 보인 평면도이다.Figure 2 is a side view showing a cooling device of the linear motor according to the present invention, Figure 3 is a plan view showing a cooling device of the linear motor according to the present invention.

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치는, 가동자 백 아이언(6)의 양측에 그 하부가 영구자석(4)의 양측에 배치되도록 형성되는 프레임(10)의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 에어 홀(20)과, 에어 홀(20)에 일정 간격을 두고 연통 형성되며 영구자석(4)을 향하는 에어 노즐(30)과, 도 3에 도시한 바와 같이, 에어 홀(20)의 양측 단부 중 적어도 일측에 설치되어 냉각 공기를 공급하는 에어 펌프(40)와, 에어 홀(20)과 에어 펌프(40) 사이의 에어 공급관(50)에 설치되어 에어 공급관(50)을 개폐하는 밸브(60)와, 에어 펌프(40)와 밸브(60)의 구동을 제어하는 제어장치(미도시)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the cooling device of the unilateral linear motor according to the present invention includes a frame 10 formed at both sides of the mover back iron 6 so that the lower portions thereof are disposed at both sides of the permanent magnet 4. The air hole 20 is formed in the longitudinal direction therein, the air nozzle 30 is formed in communication with the air hole 20 at a predetermined interval toward the permanent magnet 4 and, as shown in Figure 3, The air pump 40 is installed at at least one side of both ends of the air hole 20 to supply cooling air, and is installed in the air supply pipe 50 between the air hole 20 and the air pump 40 to provide an air supply pipe ( The valve 60 which opens and closes 50, and the control apparatus (not shown) which controls the drive of the air pump 40 and the valve 60 are comprised.

프레임(10)은 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 여유 공간에 배치되며, 가동자 백 아이언(6)에 일체로 형성될 수 있고, 별도 형성되어 가동자 백 아이언(6)에 설치될 수도 있다.The frame 10 is disposed in the free space between the coil unit 5 and the permanent magnet 4, and may be formed integrally with the mover back iron 6, and may be separately formed on the mover back iron 6 It may be installed.

에어 노즐(30)은 상기 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 공극을 향해 소정 각도로 경사질 수 있다.The air nozzle 30 may be inclined at a predetermined angle toward the gap between the coil unit 5 and the permanent magnet 4.

도면 중 미설명 부호 70은 에어 탱크이다.In the figure, reference numeral 70 denotes an air tank.

에어 펌프(40)와 에어 탱크(70)가 에어 홀(20)의 양측에 각각 설치된 것으로도시되었지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 에어 홀(20)의 양측 단부를 연결하는 에어 공급관(50)에 하나의 에어 펌프와 에어 탱크가 연결될 수 있다.Although the air pump 40 and the air tank 70 are respectively shown on both sides of the air hole 20, this is for convenience of description, the air supply pipe 50 for connecting both ends of the air hole 20 In one air pump and the air tank can be connected.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치의 작용은 다음과 같다.The action of the cooling apparatus of the linear motor according to the present invention configured as described above is as follows.

리니어 모터를 동작시키기 위하여 코일 유니트(5)에 전류를 인가하면 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이에 추력이 발생되고, 이로 인해 가동자(2)가 이동하게 된다.When a current is applied to the coil unit 5 to operate the linear motor, thrust is generated between the coil unit 5 and the permanent magnet 4, which causes the mover 2 to move.

이때, 코일 유니트(5)에서 고온의 열이 발생되는 바, 본 발명에 따른 냉각 장치가 작동된다.At this time, a high temperature heat is generated in the coil unit 5, the cooling device according to the present invention is operated.

제어장치에 의해 에어 펌프(40)가 가동되어 이 펌핑력에 의해 에어 탱크(70)내의 공기가 에어 공급관(50)을 따라 에어 홀(20)에 공급된다.The air pump 40 is operated by the control device, and the air in the air tank 70 is supplied to the air hole 20 along the air supply pipe 50 by this pumping force.

이 공기는 에어 홀(20)을 따라 다수의 에어 노즐(30)을 통하여 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 공극(C)에 공급되어 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이를 흐르면서 코일 유니트(5)와 영구자석(4)을 냉각하게 된다.The air is supplied along the air hole 20 to the air gap C between the coil unit 5 and the permanent magnet 4 through the plurality of air nozzles 30 to supply the coil unit 5 and the permanent magnet 4. The coil unit 5 and the permanent magnet 4 are cooled while flowing therebetween.

코일 유니트(5), 영구자석(4) 및 그 사이의 공극(C)이 정상 온도를 유지하면, 제어장치에 의해 밸브(60)가 에어 공급관(50)을 폐쇄하고, 에어 펌프(40)의 구동을 정지시킨다.When the coil unit 5, the permanent magnet 4, and the space C therebetween maintain a normal temperature, the valve 60 closes the air supply pipe 50 by the control device, and the air pump 40 Stop the drive.

따라서, 냉각공기가 영구자석(4)과 근접하는 코일 유니트(5)의 코어(5a) 내부의 에어 노즐(30)을 통해 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 사이에 공급되어 냉각공기의 온도가 상승하지 않은 상태에서 이들 전체를 흐르면서 냉각할 수 있다.Therefore, the cooling air is supplied between the coil unit 5 and the permanent magnet 4 through the air nozzle 30 inside the core 5a of the coil unit 5 adjacent to the permanent magnet 4 to supply the cooling air. It can cool by flowing all these in the state which temperature of does not rise.

그리고, 에어 노즐(3)이 영구자석(4)의 양측에 배치되어 냉각공기가 영구자석(4)의 양측에서 공급됨에 따라 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 모든 부분을 균일하게 냉각할 수 있다.Then, the air nozzle 3 is disposed on both sides of the permanent magnet 4 so that the cooling air is supplied from both sides of the permanent magnet 4 to uniformly cool all parts of the coil unit 5 and the permanent magnet 4. can do.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치에 의하면, 냉각공기의 온도가 상승하지 않은 상태에서 코일 유니트와 영구자석 사이의 공극에 공급되어 공기의 손실이 없으며, 코일 유니트와 영구자석의 모든 부분을 균일하게 냉각할 수 있으므로 냉각의 효율성을 높일 수 있는 등의 효과가 있다.As described above, according to the cooling apparatus of the single-sided linear motor according to the present invention, the air is supplied to the air gap between the coil unit and the permanent magnet in a state where the temperature of the cooling air does not rise, and there is no loss of air. Since all parts of the permanent magnet can be uniformly cooled, the cooling efficiency can be increased.

Claims

A stator made of a stator back iron and a plurality of permanent magnets installed inside the stator back iron; It includes a mover made of a coil unit which is provided in a plurality of toward the permanent magnet in the inside of the mover back iron made of a mover back iron and a core and a coil wound around the core is installed on one side of the permanent magnet of the stator In the one-sided linear motor

A pair of frames each formed on both sides of the mover back iron of the mover in a longitudinal direction and protruded inward to form a space for accommodating the permanent magnets;

An air hole formed along the longitudinal direction of the pair of frames;

Air nozzles each formed at predetermined intervals in the air holes and inclined at a predetermined angle to inject cooling air supplied to the air holes toward the permanent magnets;

A pump installed at at least one side of both sides of the air hole to supply cooling air to the air hole;

Opening and closing of the air supply pipe connecting the pump and the air hole, if the coil unit permanent magnet and the gap between them maintains the normal temperature, it is controlled by the control device to close the air supply pipe, can stop the driving of the pump Cooling apparatus of a single-sided linear motor comprising a valve.