KR100441226B1

KR100441226B1 - Cooling Apparatus of Single Linear Motor

Info

Publication number: KR100441226B1
Application number: KR10-2001-0079672A
Authority: KR
Inventors: 황지현; 김도현
Original assignee: 미래산업 주식회사
Priority date: 2001-12-15
Filing date: 2001-12-15
Publication date: 2004-07-21
Also published as: KR20030049464A

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)의 내부에 길이방향을 따라 하나 이상 형성되는 에어 홀(10)과; 코일 유니트(5)의 코어(5b)에 형성되며 상기 에어 홀과 연통하면서 단부가 상기 영구자석을 향하는 에어 노즐(20)과; 상기 에어 홀의 양측 중 적어도 일측에 설치되어 상기 에어 홀에 냉각 공기를 공급하는 펌프(30)와, 상기 펌프와 에어 홀을 연결하는 에어 공급관(40)을 개폐하는 밸브(50)를 포함하여 이루어진다. 이에 의하여, 냉각공기가 코어 내부의 에어 노즐을 통하여 코일 유니트와 영구자석 사이에 다이렉트로 공급되어 공기의 손실이 없고, 빠른 시간내에 냉각할 수 있다.The cooling device of the unilateral linear motor according to the present invention includes: an air hole (10) formed in the longitudinal direction of the inside of the mover back iron (6) of the mover; An air nozzle (20) formed in the core (5b) of the coil unit (5) and in communication with the air hole, the end of which is directed to the permanent magnet; It is provided on at least one side of both sides of the air hole comprises a pump 30 for supplying cooling air to the air hole, and a valve 50 for opening and closing the air supply pipe 40 for connecting the pump and the air hole. As a result, the cooling air is directly supplied between the coil unit and the permanent magnet through the air nozzle inside the core, so that there is no loss of air and cooling can be performed in a short time.

Description

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

본 발명은 편측식 리니어 모터의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는공기의 낭비를 줄이고, 효율적으로 냉각할 수 있도록 한 편측식 리니어 모터의 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 efficiently cool.

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 in 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.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 영구자석과코일 유니트의 사이에 냉각공기를 공급함으로써 공기의 낭비를 줄이고, 효율적으로 냉각할 수 있도록 한 편측식 리니어 모터의 냉각장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, to provide a cooling device for a one-sided linear motor to reduce the waste of air by efficiently supplying the cooling air between the permanent magnet and the coil unit to cool. I want to do that.

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 구성도.2 is a block diagram of a cooling apparatus of a unilateral linear motor according to the present invention.

도 3은 도 2의 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

도 4는 본 발명에 따른 편측시 리니어 모터의 냉각장치의 평면도.Figure 4 is a plan view of the cooling device of the linear motor on one side 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 : 에어홀, 20 : 에어 노즐10: air hole, 20: air nozzle

30 : 펌프, 40 : 에어 공급관30: pump, 40: air supply pipe

50 : 밸브, 60 : 에어 탱크50: valve, 60: air tank

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 아이언에 길이방향을 따라 하나 이상 형성되는 에어 홀과; 상기 코일 유니트의 코어에 형성되며 상기 에어 홀과 연통하면서 단부가 상기 영구자석을 향하는 에어 노즐과; 상기 에어 홀의 양측 중 적어도 일측에 설치되어 상기 에어 홀에 냉각 공기를 공급하는 펌프와; 상기 펌프와 에어 홀을 연결하는 에어 공급관을 개폐하는 밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.One or more air holes formed in the mover back iron of the mover in a longitudinal direction; An air nozzle formed in the core of the coil unit and communicating with the air hole and having an end portion facing the permanent magnet; A 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 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 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치를 보인 도 2의 Ⅲ - Ⅲ 선 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치가 있는 가동자의 평면도이다. 도 1에서 사용된 부호와 동일 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a cooling device of the linear motor according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of Figure 2 showing a cooling device of the linear motor according to the present invention, Figure 4 is a linear motor according to the present invention Top view of the mover with cooling device. The same reference numerals as used in FIG. 1 indicate the same components.

도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 편측식 리니어 모터의 냉각장치는, 가동자 백 아이언(6)의 내부에 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상 형성된 에어 홀(10)과, 가동자 백 아이언(6)의 내측에 고정된 다수의 코어(5b)에 형성되며 에어 홀(10)과 연통하는 에어 노즐(20)과, 에어 홀(10)의 양측 단부 중 적어도 일측에 설치되어 냉각 공기를 공급하는 펌프(30)와, 에어 홀(10)과 펌프(30) 사이의 에어 공급관(40)에 설치되어 에어 공급관(40)을 개폐하는 밸브(50)와, 펌프(30)와 밸브(50)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 an air hole 10 and at least one movable back iron (6) formed in the inside of the mover back iron 6 along the longitudinal direction. The air nozzle 20 formed in the plurality of cores 5b fixed to the inside of 6) and communicating with the air hole 10 and installed at at least one side of both ends of the air hole 10 to supply cooling air The valve 30 is provided in the pump 30, the air supply pipe 40 between the air hole 10 and the pump 30 to open and close the air supply pipe 40, and the pump 30 and the valve 50 It consists of a control device (not shown) for controlling the driving.

도 3에서 보이는 바와 같이, 에어 홀(10)은 코어(5b)의 내부에 일정 간격을 두고 2개소에 설치될 수 있으며, 도 3과 도 4에 도시된 것처럼, 에어 노즐(20)은 코어(5b)에 일정 간격을 두고 2개소에 설치될 수 있다.As shown in FIG. 3, the air holes 10 may be installed at two locations at regular intervals inside the core 5b, and as shown in FIGS. 3 and 4, the air nozzles 20 may have a core ( It can be installed in two places at regular intervals in 5b).

도면 중 미설명 부호 60은 에어 탱크이다.In the figure, reference numeral 60 denotes an air tank.

펌프(30)와 에어 탱크(60)가 2개 설치된 것으로 도시되었지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 에어 홀(10)의 양측 단부를 연결하는 에어 공급관(40)에 하나의 펌프와 에어 탱크가 연결될 수 있다.Although the pump 30 and the air tank 60 are shown as being installed two, this is for convenience of explanation, one pump and the air tank in the air supply pipe 40 connecting the both ends of the air hole 10 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 펌프(30)가 가동되어 이 펌핑력에 의해 에어 탱크(60)내의 공기가 에어 공급관(40)을 따라 에어 홀(10)에 공급된다.The pump 30 is operated by the control device, and the air in the air tank 60 is supplied to the air hole 10 along the air supply pipe 40 by this pumping force.

이 공기는 코어(5b) 내부의 에어 노즐(20)을 통하여 분사되어 영구자석(4)에 부딪치면서 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 공극(C)에 퍼지면서 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 사이의 마주보는 면 및 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 둘레를 흐르면서 코일 유니트(5)와 영구자석(4) 전체를 냉각하게 된다.The air is sprayed through the air nozzle 20 inside the core 5b to impinge on the permanent magnet 4 and spread in the air gap C between the coil unit 5 and the permanent magnet 4 while the coil unit 5 ) And the periphery between the permanent magnet 4 and the coil unit 5 and the periphery of the permanent magnet 4 to cool the coil unit 5 and the entire permanent magnet (4).

코일 유니트(5), 영구자석(4) 및 그 사이의 공극(C)이 정상 온도를 유지하면, 제어장치에 의해 밸브(50)가 에어 공급관(40)을 폐쇄하고, 펌프(30)의 구동을 정지시킨다.When the coil unit 5, the permanent magnet 4, and the space C therebetween maintain a normal temperature, the valve 50 closes the air supply pipe 40 by the control device, and the pump 30 is driven. To stop.

따라서, 냉각공기가 영구자석(4)과 근접하는 코일 유니트(5)의 코어(5a) 내부의 에어 노즐(20)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 20 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.

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, 빠른 시간내에 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 cooling can be performed, the efficiency of cooling 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

One or more air holes formed in the mover back iron of the mover in a longitudinal direction;

An air nozzle formed in the core of the coil unit and communicating with the air hole and having an end portion facing the permanent magnet;

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.