KR20000075004A - 리니어 모터용 냉각장치 - Google Patents

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.

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.

Description

리니어 모터용 냉각장치{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.

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.

물론, 상기 코일 유니트(53)는 도시되지 않은 자성체 또는 비자성체인 코어에 다수턴의 코일이 권취된 상태로 구성되어 있게 된다.

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.

상기한 바와 같은 리니어 모터의 동작을 설명하면, 도시되지 않은 제어 장치에서 코일 유니트(53)에 전류를 인가하게 된다.

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.

이 경우 상기 가동자(55)의 이동 속도, 이동에 따른 추력 등은 코일의 직경, 공급되는 전류등에 따라 도시되지 않은 제어 장치가 제어하게 된다.

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.

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.

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.

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.

도1은 본 발명에 따른 리니어 모터용 냉각장치를 도시한 단면도,

도2는 도1의 측면도,

도3은 일반적인 리니어 모터를 도시한 사시도,

도4는 도3의 종단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 송풍기 2: 공기 공급공

3: 통기공 4: 가이드 부재

51: 영구자석 53: 코일 유니트

C: 공극 54: 프레임

55: 가동자

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.

(실시예)

이하, 본 발명의 리니어 모터용 냉각장치의 구성에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도1은 본 발명에 따른 리니어 모터용 냉각장치를 도시한 단면도이고, 도2는 도1의 측면도이다.

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.

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 형성된 공극 C으로 통기공(3)에서 공급된 공기가 유입되도록 구성된 가이드 수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 공기 공급공(2)에 송풍기(1)를 연결시키지 않고 자연 공기의 순환만으로 냉각시켜도 되지만, 냉각 효과가 보다 저하된다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. 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 냉각장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가이드 수단은 가동자 프레임의 저면에 일단이 고정됨과 아울러 상기 통기공의 외주에 위치되도록 구성되고, 상기 고정자의 영구자석 또는 백 아이언에 타단이 근접되도록 구성되며 상기 프레임의 길이와 유사한 길이로 형성된 가이드 부재로 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터용 냉각장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드 부재는 종단이 공극 방향으로 기울어지도록 유선형으로 형성되어 통기공에서 방출된 공기가 공극으로 공급될 때 저항을 최소화하도록 구성함을 특징으로 하는 리니어 모터용 냉각장치.