KR101029169B1 - 리니어 모터 냉각 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리니어 모터 냉각 장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 리니어모터의 가동자인 스테이터 코아에 설치되는 냉각파이프를 다수개의 직선형 파이프와 상기 직선형 파이프의 선단이 삽입되어 직선형 파이프를 서로 연결시켜 주는 연결홈이 형성된 다수개의 연결코아로 분할 형성시키고, 상기 직선형 파이프를 스테이터 코아에 형성된 냉각파이프 설치홈에 안착시킨 후, 상기 연결코아의 연결홈 속에 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프를 삽입하여 직선형 파이프와 연결코아가 서로 소통할 수 있도록 연결시키는 한편, 상기 직선형파이프와 연결코아를 접착제로 고정시킨 후, 냉각 파이프가 설치된 스테이터 코아 전체를 수지로 몰딩하여 상기 연결코아의 연결홈과 직선형 파이프 사이의 공간이 수지로 메워져 냉각수가 유출되지 않게 성형시키도록 되어 있다. 이러한 방법에 따라 만들어진 본 발명의 장치는 리니어 모터의 스테이터 코아에 촘촘하게 배치되는 냉각파이프를 간편하면서 정확하고 깨끗하게 조립할 수가 있는 것이다.

리니어 모터 냉각 장치, 리니어 모터 냉각 장치의 제조 방법

Description

리니어 모터 냉각 장치 및 그 제조 방법{An apparatus for cooling a linear motor and method of assembling thereof}

도 1 은 본 발명에 따라 리니어 모터의 스테이터에 냉각파이프가 조립 완성된 상태를 나타낸 개략도,

도 2 는 본 발명의 방법에 따라 냉각파이프를 조립하기 전의 스테이터 조립도,

도 3 은 본 발명에 따른 냉각파이프를 구성하는 직선 파이프와 연결코아의 구성도,

도 4 는 종래의 방법에 따라 리니어 모터 스테이터에 냉각파이프를 설치한 상태의 사시도

도 5 는 종래의 방법에 따른 리니어 모터 냉각파이프에 대한 평면도

도 6 은 리니어 모터가 적용된 일례를 나타낸 공작기계의 부분 사시도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호설명

2 : 스테이터 코아 4 : 코일

6 : 냉각파이프 8 : 직선형 파이프

10 : 연결홈 12 : 연결코아

14 : 냉각 파이프 설치홈 16 : 냉매 출구

18 : 냉매 입구

본 발명은 공작기계와 자동화 기계 등에 사용되는 리니어 모터에 관한 것으로, 특히 리니어 모터를 냉각시키는 냉각파이프를 간단하면서 정확하게 설치할 수 있게 하는 리니어 모터의 냉각 장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 공작기계나 사무자동화 기계(FA) 등에서 직선운동은 리니어 모터(linear motor)를 사용하여 제어하고 있는 바, 특히 도면 6에 도시한 바와 같이 공작기계와 같은 부피가 크고 무거운 기기의 수평 운동을 제어하는 리니어 모터(100)에서는 여러 가지 문제점이 발생하게 된다.

그 중의 하나가 리니어 모터가 가동될 때 발생하는 열로 인한 문제인데, 리니어 모터를 가동하기 위해서는 모터의 가동자에 전류를 인가함으로써 가동자가 회전하면서 리니어 모터의 추력을 발생시키게 되는데, 이때 가동자의 코일에서는 무거운 공작기계의 이동부를 이동시키기 위해 인가되는 큰 전류의 흐름으로 인하여 많은 열이 발생하게 된다.

이 열로 인하여 모터의 동력 손실이 발생됨과 더불어 모터 성능을 저해하는 요인이 된다. 그리고 전반적으로 모터의 성능 저하는 모터의 효율을 떨어뜨리게 되 다.

따라서, 모터의 성능저하를 방지하기 위해 여러 가지 방법을 적용하고 있는 바, 그 중에서 모터에서 발열되어지는 열을 냉각시켜 모터의 성능을 향상시키는 방법을 가장 일반적으로 사용하고 있다.

기존의 공작기계 등에서 사용하는 리니어 모터의 냉각방법은 도면 4에 도시한 바와 같이, 모터의 스테이터(102)에 냉각 파이프(104)를 설치하고, 이 냉각 파이프속(104)에 냉매제를 주입하여 냉각시키는 방법을 사용하고 있는데, 이러한 냉각방법에서 스테이터(102)에 설치되는 냉각파이프(104)는 곡선 형태의 일체형 파이프 구조를 갖는 것으로서, 스테이터 코아와 냉각 파이프를 함께 조립함으로써 상기 스테이터(102)의 후단에 설치된 코일(106)에서 발생하는 열을 식혀 주는 구조로 되어 있다.

도면 5에 도시한 바와 같이, 상기 모터의 스테이터(102)에 설치되는 냉각파이프는 그 총길이가 4100mm에 달할 정도로 긴 것으로서, 냉각파이프(104)를 벤딩할 때 촘촘하게 배치되도록 하기 위해, 벤딩각도가 상당히 작게(R10정도) 되도록 벤딩을 해야 한다.

따라서, 종래의 방법으로 냉각파이프를 설치하기 위해서는 벤딩각도가 너무 작아 벤딩시 어려움이 있으며, 벤딩을 한다 하여도 부정확하게 벤딩이 되고 원하는 길이만큼 정확하게 벤딩하기가 쉽지가 않다.

그 결과 냉각파이프를 벤딩 성형하게 되면 일정하게 벤딩이 되지 않고 설계한대로 냉각파이프가 만들어지지 않게 되어, 냉각파이프를 스테이터 코아에 조립할 때 스테이터 코아에 정확하게 조립이 되지 않아 스테이터 코아의 높이가 울퉁불퉁하게 조립이 되고, 차후 슬라이더에 조립할 때 정확하게 조립이 되지 않는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 리니어 모터 냉각장치의 문제점을 해결하여, 리니어 모터의 스테이터에 냉각파이프를 정확하고 간단하게 조립할 수 있게 한 리니어 모터의 냉각장치 및 그 제작 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터 냉각장치는, 리니어모터의 가동자인 스테이터 코아에 설치되는 냉각파이프가 다수개의 직선형 파이프와 상기 직선형 파이프의 선단이 삽입되어 직선형 파이프를 서로 연결시켜 주는 연결홈이 형성된 다수개의 연결코아로 분할 형성되고, 상기 스테이터 코아의 냉각 파이프 설치홈 속에 설치된 상기 직선형 파이프의 선단을 연결코아로 연결시켜, 전체 직선형 파이프와 연결코아가 하나의 통로를 이루도록 연결되어 있는 한편, 상기 냉각 파이프의 한쪽 선단에 냉매 주입구와 냉매 출구가 형성된 구조로 되어 있다.

한편 본 발명에 따른 리니어 모터 냉각장치의 제조 방법은, 먼저 다수개의 직선형 파이프와 상기 직선형 파이프를 연결시키는 연결홈을 구비한 연결코아를 준비하는 분할파이프 준비단계와; 상기 직선형 파이프를 스테이터 코아에 형성된 냉각파이프 홈속에 나란하게 배치하고, 상기 직선형 파이프의 선단에 접착제를 도포 하여 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프 선단을 연결코아의 연결홈속에 끼워 넣어 연결시키는 파이프 설치단계 및; 상기 스테이터 코아와 설치된 냉각파이프의 전체를 수지로 몰딩하여 상기 연결코아의 연결홈과 직선형 파이프 사이의 공간이 수지로 메꾸어져 냉각수가 유출되지 않게 성형하는 성형단계로 이루어진다.

이러한 방법에 따라 만들어진 본 발명의 장치는 리니어 모터의 스테이터 코아에 직선형 파이프를 끼워 넣어 정렬한 후에 직선형 파이프의 선단을 연결코아를 삽입하여 접착제로 붙이면 냉각파이프가 조립되고, 스테이터 코아를 수지로 몰딩 성형할 때 냉각파이프를 함께 성형함으로써, 스테이터 코아에 냉각 파이프가 내장되어 완성되기 때문에, 종래와 같이 번거로운 벤딩작업이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 일정한 길이로 깨끗하게 정렬된 직선파이프의 선단에 연결코아를 끼워 넣어 전체 직선형 파이프를 연결시킴으로써, 냉각파이프의 설치구조를 간편하면서 정확하고 깨끗하게 만들 수가 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부한 예시 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따라 리니어 모터의 스테이터와 냉각파이프가 조립된 상태를 나타낸 사시도로서, 상기 도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 리니어 모터는 리니어 모터의 가동자인 스테이터 코아(2)의 한쪽 측면에 코일(4)이 설치되고, 그 반대쪽 측면에는 냉각파이프(6)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 냉각파이프(6)는 도면 3에 도시한 바와 같이, 다수개의 직선형 파이프(8)와 상기 직선형 파이프(8)의 선단이 삽입되어 직선형 파이프(8)를 서로 연결시켜 주는 연결홈(10)이 형성된 다수개의 연결코아(12)로 분할 형성되어 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 직선형 파이프(8)를 스테이터 코아(2)에 세팅시킬 때는 도면 2에 도시한 바와 같이, 스테이터 코아(2)의 한쪽면에 직선 방향으로 형성된 다수개의 냉각파이프 홈(14)에 삽입하여 안착시킨다.

이렇게 배치된 직선형 파이프(8)의 선단에 상기 연결코아(12)를 끼워 넣는데, 연결코아(12)에 U 자형으로 형성된 연결홈(10)속에 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프(8) 선단을 끼워 넣는다.

이와 같이 직선형 파이프(8)의 선단을 연결코아(12)의 연결홈(10)속에 삽입시킬 때, 미리 직선형 파이프(8)의 선단에 접착제 등을 도포한 후 삽입시키면 직선형 파이프(8)의 선단이 연결코아(12)의 연결홈(10)속에 삽입된 상태에서 고정 부착되게 된다.

한편, 상기한 바와 같이 냉각파이프(6)가 세팅된 후에 전체 스테이터 코아(2)를 수지로 몰딩하여 성형시킴으로써, 냉각파이프(6)가 스테이터 코아(2)에 확고하게 고정되어지게 할뿐만 아니라, 상기 연결코아(12)의 연결홈(10)속에 삽입된 직선형 파이프(8)의 선단과 연결홈(10)속의 빈 공간도 메꾸어져 냉각류가 누수되는 것을 완전하게 방지해 줄 수가 있는 것이다.

따라서, 하나의 연결코아(12)가 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프(8)를 연결시키는데, 이렇게 연결코아(12)가 직선형 파이프(8)를 연결시킴으로써 전체 직선형 파이프(8)와 연결코아(12)가 하나의 소통로를 갖도록 연결되어지게 되는 것이 다.

그리고, 상기한 바와 같이 스테이터 코아(2)에 미리 형성된 냉각파이프 설치홈(14)에 배치된 직선형 파이프(8)의 양쪽 선단에 연결코아(12)를 끼워 넣어 전체를 하나로 연결시킴으로써, 전체적으로 냉각파이프(6)의 양쪽 선단을 깨끗하고 가지런하게 만들 수가 있는 것이다.

따라서 별도의 정리 작업 내지는 수정 작업을 하지 않고서도 리니어 모터의 냉각용 냉각 파이프를 간단하게 설치할 수가 있는 것이다.

한편, 상기 직선형 파이프(8)와 연결코아(12)의 연결 작업이 완료되면, 그 한쪽 선단에 냉매 출구(16)와 냉매 입구(18)를 각각 만들어 전체가 하나로 연결된 냉각파이프(6)속에 냉매를 주입하여 순환하여 흐르게 함으로써 냉매가 리니어 모터의 가동자인 스테이터 코아를 냉각시켜 주게 한다.

한편, 본 발명에 따른 방법은 상기한 바와 같은 장치를 만드는 과정을 순서대로 따른 것으로서, 먼저 다수개의 직선형 파이프(8)와 상기 직선형 파이프(8)를 연결시키는 연결홈(10)을 구비한 연결코아(12)를 준비하는 분할파이프 준비단계와; 상기 직선형 파이프(8)를 스테이터 코아(2)에 형성된 냉각파이프 설치홈(14)속에 나란하게 배치하고, 상기 직선형 파이프(8)의 선단에 접착제를 도포하여 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프 선단을 연결코아(12)의 연결홈(10)속에 끼워 넣어 연결시키는 파이프 설치단계; 상기 직선형 파이프(8)와 연결코아(12)가 연결된 냉각 파이프의 양쪽 선단에 냉매 입구(16)와 냉매 출구(18)를 연결하여 설치하는 출입구 설치단계 및; 상기 스테이터 코아(2)와 설치된 냉각파이프(6)의 전체를 수지로 몰 딩하여 상기 연결코아(12)의 연결홈(10)과 직선형 파이프(8) 사이의 공간이 수지로 메꾸어져 냉각수가 유출되지 않게 성형하는 성형단계로 이루어진다.

상기 분할 파이프 준비단계에서 연결홈(10)을 구비한 연결코아(12)는 일반적인 모터의 코아를 만들 때와 마찬가지로 얇은 박판의 코아를 다수개 적층시켜 만 들 수가 있는데, 이때 철판의 한쪽 측면을 U자형으로 따내어 적층시키면 상기 U자형의 홈이 적층되어 연결홈(10)을 형성시키게 할 수 있다.

이러한 과정으로 이루어진 본 발명의 방법에 따라 리니어 모터의 스테이터 코아(2)의 냉각파이프(6)를 설치함으로써, 냉각파이프(6)의 양쪽 선단 절곡부가 불규칙하게 형성되지 않고 가지런하게 형성시킬 수가 있으면서, 리니어 모터의 스테이터 코아(2)에 냉각파이프(6)를 좁은 간격으로 깨끗하게 배치할 수가 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 장치와 방법에 따르면 리니어 모터의 스테이터 코아에 직선형 파이프를 끼워 넣어 정렬한 후에 직선형 파이프의 선단을 연결코아를 삽입하여 접착제로 붙이면 냉각파이프가 조립되고, 스테이터 코아를 수지로 몰딩 성형할 때 냉각파이프를 함께 성형함으로써, 스테이터 코아에 냉각 파이프가 내장되어 완성되기 때문에, 종래와 같이 번거로운 벤딩작업이 필요하지 않을 뿐만 아니라, 일정한 길이로 깨끗하게 정렬된 직선파이프의 선단에 연결코아를 끼워 넣어 전체 직선형 파이프를 연결시킴으로써, 냉각파이프의 설치구조를 간편하면 서 정확하고 깨끗하게 만들 수가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 가동자인 스테이터 코아(2)와,

   상기 스테이터 코아(2)를 일방향으로 가로질러 매설되는 다수개의 직선형 파이프(8)와,

   상기 직선형 파이프(8)의 선단을 교대로 연결시켜 전체적으로 하나의 연결관이 되게 하는 연결홈(10)이 형성된 다수개의 연결코아(12)와,

   상기 연결코아(12)에 의해 연결된 직선형 파이프(8)의 양단에 연결된 냉매 입구(16)와 냉매 출구(18)로 이루어진 리니어 모터의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스테이터 코아(2)와 직선형 파이프(8)와 상기 연결코아(12)의 연결홈(10) 사이의 공간을 수지로 몰딩한 구조인 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 냉각장치.
3. 다수개의 직선형 파이프(8)와 상기 직선형 파이프(8)를 연결시키는 연결홈(10)을 구비한 연결코아(12)를 준비하는 분할파이프 준비단계와;

   상기 직선형 파이프(8)를 스테이터 코아(2)에 형성된 냉각파이프 설치홈(14)속에 나란하게 배치하고, 상기 직선형 파이프(8)의 선단에 접착제를 도포하여 서로 이웃하는 2개의 직선형 파이프(8)의 선단을 연결코아(12)의 연결홈(10)속에 끼워 넣어 연결시키는 파이프 설치단계 및;

   상기 스테이터 코아(2)와 설치된 냉각파이프(6)의 전체를 수지로 몰딩하여 상기 연결코아(12)의 연결홈(10)과 직선형 파이프(8) 사이의 공간이 수지로 충전되어 냉각수가 유출되지 않게 성형하는 성형단계로 이루어진 리니어 모터 냉각장치의 제조 방법.

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