KR100899279B1 - 상면 평판냉각기와 측면 열유도판을 결합한 리니어모터의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어모터의 수냉식 냉각장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 리니어모터의 평판냉각기의 하부와 이동자의 측면에 알루미늄 재질의 열유도판을 구비하면 이동자의 측면에서 발생하는 대류 및 복사열이 열유도판으로 전도되고, 열유도판으로 열전도 된 열은 상부의 평판냉각기로 열전도 되어서 이동자의 측면 온도를 낮게 유지할 수 있으며, 또한 이동자에서 발생하는 대류 및 복사열을 평판냉각기로 전도하기 위한 구성으로 새로운 냉각기를 추가하는 것이 아니라 종래 평판냉각기를 그대로 사용하고 열유도판만 추가로 설치하기 때문에 자원을 재활용할 수 있고 적은 비용으로 제작이 용이한 것이 특징이다.

리니어모터, U형냉각기, 이동자, 평판냉각기, 열유도판

Description

상면 평판냉각기와 측면 열유도판을 결합한 리니어모터의 냉각장치{Cooling equipment for Linear Motors by Combination of a Plate Cooler on the Upper Side and Conducting Sheet at the Side}

도 1은 종래 일반적인 리니어모터의 개략적인 구성도

도 2는 종래 U형 냉각장치가 구비된 리니어모터의 개념도

도 3은 종래 리니어모터의 U형 냉각장치에 대한 단면도

도 4는 본 발명 상면 평판냉각기와 측면 열유도판을 결합한 리니어모터의 냉각장치에 대한 개념도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 이송테이블 2. 베드

3. 평판냉각기 4. 이동자

5. 고정자 6. LM블록

7. LM가이드 9. 냉각배관

10. U형냉각기 10-1. 상부냉각판

10-2. 측면냉각판 11. 열유도판

본 발명은 리니어모터의 냉각장치에 관한 것으로, 상세하게는 리니어모터의 평판냉각기의 하부와 이동자의 측면에 알루미늄 재질의 열유도판을 구비하면 이동자의 측면에서 발생하는 대류 및 복사열이 열유도판으로 전도되고, 열유도판으로 열전도 된 열은 상부의 평판냉각기로 열전도 되어서 이동자의 측면 온도를 낮게 유지할 수 있으며, 종래 평판냉각기를 그대로 사용하고 열유도판만 추가로 설치하기 때문에 자원을 재활용할 수 있고 적은 비용으로 제작이 용이한 것이 특징이다.

일반적으로 회전형 모터를 이용하는 직선운동 시스템은 대부분의 경우, 벨트시스템이나 볼스크류 시스템과 같은 동력전환 장치를 통해 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 사용되고 있다.

그러나 이러한 동력전환 장치를 이용한 직선운동 시스템들은 동력전달장치가 모터의 동력전달계통에 추가적으로 부가된 시스템이기 때문에 전체 직선운동 시스템의 에너지 효율을 저하시키고, 마찰이나 진동과 같은 2차적인 문제들을 야기하는 단점이 있다.

이에 최근에 리니어모터를 이용한 직선운동 시스템이 고정밀도 및 고속을 요하는 장비들의 직선운동 시스템으로서 각광받고 있는바, 리니어모터는 전기적 입력에 대해 직접적으로 직선력을 얻을 수 있어 회전 운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 별도의 동력전환 장치를 필요로 하지 않고, 비접촉식 운동방식으로 직선구동을 하기 때문에 고속 운전 및 정숙 운전을 할 수 있으며, 전체 시스템의 소형화를 구현하기가 쉬운 장점이 있는데, 개략적인 구성은 도 1에서 도시한 바와 같이 베드(2) 위에 고정자(5)를 배치하고, 고정자(5)의 상부에 이동자(4)가 형성된 이송테이블(1)이 형성되며, 이송테이블(1)과 이동자(4) 사이에는 평판냉각기(3)가 형성되고, 이송테이블(1)의 양쪽에는 반복되는 운동을 가이드 해주는 LM블록(6)과 LM가이드(7)가 배치된다.

그러나 상기의 종래기술은 이동자(4)의 상부면에만 판형냉각기(3)가 구비되어 냉각배관(9)에 의하여 열교환이 이루어지는 구성으로, 평판냉각기(3)가 구비되어 있는 않은 이동자(4)의 양측 면에서는 이동자(4)의 열을 평판냉각기(3)로 전도하는데에 한계가 있다는 문제와 이로 인하여 이동자(4)에서 발생한 열의 대류 및 복사작용에 의하여 이송테이블(1)의 LM블록(6)이나 베드(2)의 LM가이드(7)에 대류 및 복사열이 전달되어 변형을 일으키는 문제가 있었다.

또 다른 종래기술로는 도 2에서 도시한 바와 같이 베드(2) 위에 고정자(5)를 배치하고, 고정자(5)의 상부에 이동자(4)가 형성된 이송테이블(1)이 형성되며, 이송테이블(1)과 이동자(4) 사이에는 상부 및 양 측면까지 U형냉각기(10)가 형성되고, 이송테이블(1)의 양쪽에는 반복되는 운동을 가이드 해주는 LM블록(6)과 LM가이드(7)가 구비되는데, 종래기술에 비하여 이송테이블(1)과 이동자(4) 사이에 구비되는 U형냉각기(10)가 이동자(4)의 상부에만 냉각판(10-1)이 형성되는 것이 아니라 양 측면까지 냉각판(10-2)이 형성되어 U자 형태로 구비되는 것이 종래기술과 상이 한 구성이다.

상기의 도 2를 더욱 구체적으로 도시한 것이 도 3의 a)에서 도시한 바와 같이 이동자(4)의 상부 및 양 측면까지 냉각판(10-1, 10-2)이 구비된 U형냉각기(10)로서, U형냉각기(10)는 이동자(4)의 상부에 위치한 상부냉각판(10-1)과 이동자(4)의 측면에 위치한 측면냉각판(10-2)이 양 측면에 구비되어 U자 형태를 이루고, U형냉각기(10)의 내부에는 냉각배관(9)이 내재 되어있는데, 이동자(4)에서 발생한 열은 이동자의 상부를 통하여 직접으로 상부냉각판(10-1)에 열전도선(15)과 같이 전도되고 양측면에서 발생하는 복사열은 측면냉각판(10-2)에 전도되므로, 이송테이블(1)의 양쪽에 구비되어 반복운동을 가이드 해주는 LM블록(6)과 LM가이드(7)에는 이동자(4)의 복사열이 차단되므로 LM블록(6)과 LM가이드(7)가 복사열(16)에 의한 열변형이 발생하지 않게 하는 구성이며, 도 3의 b)에서는 이동자(4)와 U형냉각기(10)의 접촉면적을 넓혀서 이동자(4)의 열이 빨리 냉각판(10-1, 10-2)으로 전도되게 해주는 구성으로, 이동자(4)와 U형냉각기(10)의 접촉면을 넓히기 위해서 서로 맞물려 접촉되는 돌기부를 구비하여 접촉시키면 접촉표면적이 증가되어 이동자(4)의 열을 빨리 U형냉각기(10)로 전도되게 할 수 있는 구성이다.

그러나 상기의 종래기술은 U형냉각기(10)를 제작함에 있어서, 상부냉각판(10-1)에 냉각배관(9)을 구비하고 측면냉각판(10-2)에도 냉각배관(9)을 구비해야하므로 제작비용이 상승한다는 문제점이 있으며 상부냉각판(10-1)과 측면냉각판(10-2)을 일체형으로 제작하는데 어려움이 있다는 문제점과 리니어모터의 냉각장치에서 평판냉각기(3) 대신 U형냉각기(10)를 새로이 구비해야 하기 때문에 비용이 상승함은 물론이고 종래 평판냉각기를 재활용할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리니어모터의 냉각장치에 있어서 이동자의 상부면에는 평판냉각판을 구비하고 평면냉각판의 하부와 이동자의 양 측면에는 알루미늄 재질의 열유도판을 구비하여 이동자의 측면의 온도를 낮게 유지시켜 주는데 그 목적이 있다.

본 발명은 이동자의 측면에서 발생하는 대류 및 복사열을 평판냉각기로 유도하기 위하여 종래 평판냉각기의 하부와 이동자의 측면에 열유도판을 추가로 제작하므로 종래 평판냉각기를 그대로 재활용할 수 있으며, 적은 비용으로 제작이 용이한 열유도판을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명 상면 평판냉각기와 측면 열유도판을 결합한 리니어모터의 냉각장치에 대한 개념도이다.

본 발명은 도 4에서 도시한 바와 같이 베드(2) 위에 고정자(5)를 배치하고, 고정자(5)의 상부에 이동자(4)가 형성된 이송테이블(1)이 형성되며, 이송테이블(1)과 이동자(4) 사이에는 냉각배관(9)이 구비된 평판냉각기(3)가 형성되고, 이송테이 블(1)의 양쪽에는 반복되는 운동을 가이드 해주는 LM블록(6)과 LM가이드(7)가 배치되는 구성은 종래기술과 동일하지만, 평판냉각기(3)의 하부와 이동자(4)의 끝단 측면에 열유도판(11)을 구비한 것이 특징이다.

본 발명의 열유도판(11)은 평판냉각기(3)의 하부와 이동자(4)의 측면에 구비되는데, 재질은 열전도계수가 높은 알루미늄으로 구비하며, 두께는 리니어모터의 크기에 따라 다르지만 대략 1 ~ 5 mm 정도이다.

본 발명의 열유도판(11)을 구비하는 이유는 이동자(4)의 상부면에만 판형냉각기(3)가 구비되면 냉각배관(9)에 의한 열교환만 이루어지면 평판냉각기(3)가 구비되어 있는 않은 이동자(4)의 양측 면에서는 이동자(4)의 열을 평판냉각기(3)로 전도하는데에 한계가 있다는 문제와 이로 인하여 이동자(4)에서 발생한 열의 대류 및 복사작용에 의하여 이송테이블(1)의 LM블록(6)이나 베드(2)의 LM가이드(7)에 대류 및 복사열이 전달되어 변형을 일으키는 문제가 있었으므로 이를 해결하기 위한 것으로 종래 U형냉각기(10)가 제안된 바 있었지만, U형냉각기(10)는 제작에 있어서 상부냉각판(10-1)과 측면냉각판(10-2)을 일체형으로 구비해야하며 상부냉각판(10-1)은 물론 측면냉각판(10-2)에도 냉각배관(9)을 구비해야하므로 제작비용이 상승한다는 문제점이 있으며 평판냉각기(3) 대신 U형냉각기(10)를 새로이 구비해야 하기 때문에 제작비용이 상승함은 물론이고 종래 평판냉각기를 재활용할 수 없다는 문제점을 해결하기 위한 것이다.

즉 이동자(4)의 측면에서 발생하는 대류 및 복사열을 평판냉각기(3)로 전도하기 위하여 종래 평판냉각기(3)의 하부와 이동자(4)의 측면에 알루미늄 재질의 열 유도판(11)을 추가하여 제작할 수 있기 때문에 적은 비용으로 제작이 가능하고 제작공정도 용이한 열유도판(11)을 구비한다.

상기의 설명과 같이 본 발명은 이동자(4)의 상부에서 발생한 열은 평판냉각기(3)로 열전도되며, 이동자(4)의 측면에서 발생한 측면 열은 열유도판(11)으로 열전도되고, 이동자(4)에서 열유도판(11)으로 열전도 된 열은 다시 상부의 평판냉각기(3)로 열전도 되며, 평판냉각기(3)에서는 이동자(4)에서 전도 받은 열을 냉각수가 유동하는 냉각배관(9)에 의하여 냉각시켜주게 되는 구성으로 이동자의 상부 및 측면 온도를 낮게 유지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 열유도판(11)은 알루미늄 소재의 밝은 색으로서 복사열을 최소화하고 이동자(4)의 측면에서 열복사에 의해 주변으로 전달되는 열을 차단하는 열복사우산(Radiation Shield)의 역할을 한다.

본 발명은 상기의 구성과 같이 리니어모터의 판형냉각기의 하부와 이동자의 측면에 알루미늄 재질의 열유도판을 구비하면 이동자의 측면에서 발생하는 대류 및 복사열이 열유도판으로 전도되고, 열유도판으로 열전도 된 열은 상부의 평판냉각기로 열전도 되며, 평판냉각기에서는 냉각수가 유동하는 냉각배관(9)에 의하여 이동자의 상부 및 측면 온도를 낮게 유지할 수 있는 효과가 있으며, 또한 이동자에서 발생하는 대류 및 복사열을 평판냉각기로 전도하기 위한 구성으로 새로운 냉각기를 추가하는 것이 아니라 종래 평판냉각기를 그대로 사용하고 열유도판만 추가로 설치 하기 때문에 자원을 재활용할 수 있는 효과와 적은 비용으로 제작이 용이한 효과도 있다.

Claims (1)

1. 리니어모터의 베드(2) 위에 고정자(5)가 구비되고 고정자(5)의 상부에는 이동자(4)가 형성된 이송테이블(1)과, 이송테이블(1)의 양쪽에는 반복되는 운동을 가이드 해주는 LM블록(6)과 LM가이드(7)가 구비되고, 이송테이블(1)과 이동자(4) 사이에는 평판냉각기(3)가 구비된 리니어모터의 냉각장치에 있어서,

   상기 평판냉각기(3)의 하부 일측과 이동자(4)의 양 측면에는 이동자(4)의 측면 복사열을 전도 받기 위하여 열유도판(11)이 구비되어 이동자의 측면 온도를 냉각시켜주는 것을 특징으로 하는 상면 평판냉각기와 측면 열유도판을 결합한 리니어모터의 냉각장치.

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