KR100441227B1 - Cooling Apparatus of Linear Motor - Google Patents

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KR100441227B1 KR10-2001-0079674A KR20010079674A KR100441227B1 KR 100441227 B1 KR100441227 B1 KR 100441227B1 KR 20010079674 A KR20010079674 A KR 20010079674A KR 100441227 B1 KR100441227 B1 KR 100441227B1
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Abstract

본 발명은 장치의 단순화를 꾀할 수 있으며, 리니어 모터를 빠른 시간내에 냉각할 수 있는 리니어 모터의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling apparatus for a linear motor that can simplify the apparatus and can cool the linear motor in a short time.

상기 본 발명은 상기 가동자의 가동자 백 아이언의 양측면에 설치되는 다수개의 코일 유니트 사이에 코일 유니트를 따라 설치되는 히트 파이프와, 상기 가동자 백 아이언의 양측에 설치되며 상기 히트 파이프의 일단이 각각 연결되는 히트 싱크와, 상기 히트 싱크의 양측면에 각각 설치되는 방열핀으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention includes a heat pipe installed along a coil unit between a plurality of coil units installed on both sides of the mover back iron of the mover, and one end of the heat pipe is connected to each side of the mover back iron. And heat dissipation fins provided on both side surfaces of the heat sink.

이에 따라 상기 본 발명은 코일 유니트의 길이를 따라 히트 파이프가 설치되어 코일 유니트와 영구자석의 전부분을 빠른 시간에 냉각할 수 있고, 냉매의 공급을 위한 별도의 장치가 불필요하다.Accordingly, in the present invention, a heat pipe is installed along the length of the coil unit to cool the entire portion of the coil unit and the permanent magnet in a short time, and a separate device for supply of the refrigerant is unnecessary.

Description

리니어 모터의 냉각장치{Cooling Apparatus of Linear Motor}Cooling Apparatus for Linear Motors {Cooling Apparatus of Linear Motor}

본 발명은 리니어 모터의 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각효율을 높이고, 장치를 심플하게 구성한 리니어 모터의 냉각장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling device for a linear motor, and more particularly, to a cooling device for a linear motor in which the cooling efficiency is increased and the device is simply configured.

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 양측식과 양측식으로 구분되며, 본 발명은 양측식에 관한 것인 바, 양측식 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 two-sided according to the number and position of the permanent magnet, the present invention relates to a two-sided The two-sided linear motor 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(5) 및 이를 보호하는 몰딩부(7)로 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 consists of a coil 5 and a molding part 7 for protecting it.

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 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 magnetic field and Thrust is generated between the permanent magnet 4 and the coil unit 5 installed inside the stator back iron 3, 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(5)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 by current flowing through the coil 5. 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 냉각공기를 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 cooled between the permanent magnet 4 and the coil unit 5 through the air hole. This part is cooled by supplying air.

그러나, 종래 기술에 따른 리니어 모터의 냉각장치에 의하면, 냉각매체인 냉각공기를 공급하기 위하여 펌프 등의 장치가 필요하므로 냉각장치의 구축 및 유지를 위한 비용이 높아지는 단점이 있다.However, according to the conventional cooling apparatus of the linear motor, a device such as a pump is required to supply cooling air, which is a cooling medium, so that the cost for constructing and maintaining the cooling apparatus is high.

그리고, 공기는 코일 유니트, 영구자석의 어느 일측에 설치된 에어 홀을 통해 공급되어 코일 유니트와 영구자석의 모든 부분을 냉각하는데 오랜 시간이 걸리는 단점도 있다.In addition, the air is supplied through an air hole installed on one side of the coil unit or the permanent magnet, which takes a long time to cool all parts of the coil unit and the permanent magnet.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 단순한 구조를 이용하여 영구자석과 코일 유니트를 냉각할 수 있도록 한 리니어 모터의 냉각장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a cooling device for a linear motor that can cool the permanent magnet and the coil unit by using a simple structure.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 코일 유니트와 영구자석의 모든 부분을 빨리 냉각할 수 있도록 하려는데 있다.In addition, another object of the present invention is to be able to quickly cool all parts of the coil unit and the permanent magnet.

도 1은 종래 기술에 따른 양측식 리니어 모터의 구성도,1 is a block diagram of a bilateral linear motor according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 양측식 리니어 모터의 냉각장치가 적용된 리니어 모터의 평면도,2 is a plan view of a linear motor to which a cooling apparatus of a bilateral linear motor according to the present invention is applied;

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

도 4는 본 발명에 따른 양측식 리니어 모터의 냉각장치의 측면도,4 is a side view of a cooling apparatus of a bilateral linear motor according to the present invention;

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치에 적용된 히트 파이프의 다른 예시도이다.Figures 5a and 5b is another illustration of a heat pipe applied to the cooling apparatus of the linear motor according to the present invention, respectively.

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

2 : 가동자 5 : 코일 유니트2: mover 5: coil unit

10 : 히트 파이프 7 : 몰딩부10 heat pipe 7 molding part

20 : 히트 싱크 30 : 방열핀20: heat sink 30: heat sink fin

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치는, 고정자 백 아이언과, 상기 고정자 백 아이언의 내측에 설치되는 다수의 영구자석으로 이루어진 고정자와, 상기 고정자의 영구자석의 적어도 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 리니어 모터에 있어서, 상기 코일 유니트의 사이에 각각 상기 코일 유니트의 방향을 따라 설치되는 히터 파이프와, 상기 가동자의 백 아이언의 양측에 설치되며 상기 히터 파이프들의 일단부가 각각 연결되는 히트 싱크를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The cooling apparatus of the linear motor according to the present invention for achieving the above object, the stator back iron, a stator consisting of a plurality of permanent magnets installed inside the stator back iron, and at least one side of the permanent magnet of the stator A linear motor comprising a mover back iron installed opposite to a mover comprising a core and a coil wound around the core, and a mover comprising a plurality of coil units provided inside the mover back iron toward the permanent magnet. It characterized in that it comprises a heater pipe which is installed between the coil unit in the direction of the coil unit, respectively, and the heat sink is installed on both sides of the back iron of the mover, one end of each of the heater pipes are connected.

상기 히트 싱크의 양측 중 적어도 일측에는 방열핀이 상기 가동자의 이동방향에 대해 평행하게 설치될 수 있다.Radiation fins may be installed on at least one side of both sides of the heat sink in parallel to the moving direction of the mover.

상기 히트 파이프는 전열면적을 넓히기 위해 굴곡지게 형성되는 것이 바람직하다.The heat pipe is preferably formed to be bent to increase the heat transfer area.

(실시예)(Example)

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 의한 리니어 모터의 냉각장치가 적용된 리니어 모터의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치가 있는 가동자의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치가 있는 가동자의 측면도이다. 도 1에서 사용된 부호와 동일한 부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.2 is a plan view of a linear motor to which a cooling apparatus for a linear motor according to the present invention is applied, FIG. 3 is a front view of a mover having a cooling apparatus for a linear motor according to the present invention, and FIG. 4 is a cooling of the linear motor according to the present invention. Side view of the mover with device. The same reference numerals as used in FIG. 1 indicate the same components.

도 2와 도 3에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치는, 리니어 모터의 가동자 백 아이언(6)의 양측면에 일정 간격을 두고 설치되는 복수의 코일 유니트(5) 사이에 코일 유니트(5)와 동일 방향으로 설치되는 히트 파이프(10)와, 도 3에 도시된 바와 같이, 가동자 백 아이언(6)의 양측에 길이 방향을 따라 배치되며 히트 파이프(10)들의 단부가 연결되는 히트 싱크(20)와, 히트 싱크(20)의 양측면에 각각 설치되는 방열핀(30)으로 이루어진다.2 and 3, the cooling apparatus of the linear motor according to the present invention is a coil between a plurality of coil units 5 provided at regular intervals on both sides of the movable back iron 6 of the linear motor. The heat pipe 10 installed in the same direction as the unit 5 and as shown in FIG. 3, are arranged along the longitudinal direction on both sides of the mover back iron 6, and end portions of the heat pipes 10 are connected to each other. The heat sink 20 is formed of, and the heat radiation fins 30 are respectively provided on both sides of the heat sink 20.

히트 파이프(10)는 전열면적을 넓게 하기 위하여 도 5a에서 보이는 바와 같이, 굴곡지게 형성될 수 있고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 중앙부가 오목하게 형성될 수도 있으며, 도시되지는 않았지만 중앙부가 볼록하게 형성될 수도 있다.The heat pipe 10 may be formed to be bent, as shown in FIG. 5A to widen the heat transfer area, and as shown in FIG. 5B, the center part may be concave, and the center part may be convex, although not shown. It may be formed to.

도 4에 도시한 바와 같이, 방열핀(30)은 가동자의 이동방향과 평행하게 수평으로 설치되는 것이 바람직하다.As shown in Figure 4, the heat radiation fins 30 are preferably installed horizontally in parallel with the moving direction of the mover.

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.

코일 유니트(5)의 코일(5a)에서 발생된 열은 히트 파이프(10)로 전도된다.Heat generated in the coil 5a of the coil unit 5 is conducted to the heat pipe 10.

이 열에 의해 히트 파이프(10) 내부의 냉매가 증발하면서 히트 싱크(20)측으로 이동하여 열이 히트 싱크(20)에 전도되고, 히트 싱크(20)에 전도된 열은 방열핀(30)을 통해 외부로 방출된다. 이때 방열핀(30)이 가동자(2)의 이동방향과 평행하게 수평으로 설치되어 외부 공기가 방열핀(30)의 사이를 원활하게 통과하여 냉각효율이 높아진다. 히트 싱크(20)측으로 이동하여 열을 히트 싱크(20)에 빼앗겨 응축된 냉매는 모세관 현상에 의해 원위치로 돌아오게 된다.The heat moves to the heat sink 20 while the refrigerant inside the heat pipe 10 evaporates and heat is conducted to the heat sink 20, and the heat conducted to the heat sink 20 is transferred to the outside through the heat dissipation fins 30. Is released. At this time, the heat dissipation fins 30 are horizontally installed in parallel with the moving direction of the mover 2 so that the outside air smoothly passes between the heat dissipation fins 30, thereby increasing the cooling efficiency. The refrigerant condensed by moving to the heat sink 20 and taken away by the heat sink 20 is returned to its original position by a capillary phenomenon.

원위치로 복귀한 냉매는 다시 코일 유니트(5)와 영구자석(4)으로부터 열을 빼앗아 전술한 바와 같이 히트 싱크(20)에 전달하고, 이 열은 외부로 발산된다. 이러한 작용이 연속 반복되면서 리니어 모터를 냉각하게 된다.The coolant returned to the original position again takes heat from the coil unit 5 and the permanent magnet 4 and transfers it to the heat sink 20 as described above, and the heat is dissipated to the outside. This action is repeated repeatedly to cool the linear motor.

따라서, 히트 파이프(10) 내부의 냉매에 의해 리니어 모터를 냉각하여 종래 냉각공기를 사용할 때처럼 별도의 공급장치가 불필요하다.Therefore, a separate supply device is unnecessary as in the case of using conventional cooling air by cooling the linear motor by the refrigerant inside the heat pipe 10.

그리고, 히트 파이프(10)가 발열부인 코일 유니트(5)와 영구자석(4)의 전길이에 걸쳐 배치되어 모든 부분에서 발생되는 열을 냉각할 수 있다.Then, the heat pipe 10 is disposed over the entire length of the coil unit 5 and the permanent magnet 4, which are heat generating units, to cool the heat generated in all parts.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 모터의 냉각장치는, 히트 파이프 내부 냉매의 순환에 의해 리니어 모터를 냉각하며, 이 냉매를 공급하기위한 별도의 장치가 필요 없으므로 장치의 구조가 단순해지고, 장치의 구축, 유지를 위한 비용이 절감된다.As described above, the cooling apparatus of the linear motor according to the present invention cools the linear motor by circulation of the refrigerant inside the heat pipe, and the structure of the apparatus is simplified because no separate device for supplying the refrigerant is required. The cost for building and maintaining the device is reduced.

그리고, 히트 파이프가 코일 유니트의 전길이에 걸쳐 설치되어 코일 유니트와 영구자석의 모든 부분을 빠른 시간내에 냉각할 수 있는 등의 이점이 있다.In addition, the heat pipe is installed over the entire length of the coil unit, so that all parts of the coil unit and the permanent magnet can be cooled in a short time.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.In the above, the present invention has been illustrated and described with reference to specific preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the spirit of the present invention. Various changes and modifications will be possible by those who have the same.

Claims (5)

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,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 상기 코일 유니트의 사이에 각각 상기 코일 유니트의 방향을 따라 설치되며 전열면적을 넓히기 위해 양측면에 다수의 요철부가 형성된 다수의 히터 파이프와,A plurality of heater pipes installed between the coil units in the directions of the coil units, respectively, and having a plurality of uneven parts formed on both sides to widen the heat transfer area; 상기 가동자의 백 아이언의 일측에 설치되며 상기 다수의 히터 파이프들의 일단부가 각각 연결되는 히트 싱크와,A heat sink installed at one side of the back iron of the mover and connected to one end of the plurality of heater pipes; 상기 히트 싱크의 적어도 일측에 상기 가동자의 이동방향에 대해 평행하게 설치되어 히트 싱크로 전달된 열을 공기중으로 발산시키기 위한 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 냉각장치.And a heat dissipation fin installed on at least one side of the heat sink in parallel to the moving direction of the mover to dissipate heat transferred to the heat sink into the air. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 파이프는 전열면적을 넓히기 위해 그 중앙부가 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 냉각장치.The heat pipe is a cooling apparatus of a linear motor, characterized in that the center portion is formed concave in order to increase the heat transfer area. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 파이프는 전열면적을 넓히기 위해 그 중앙부가 볼록하게 형성된 것을 특징으로 하는 리니어 모터의 냉각장치.The heat pipe is a cooling apparatus of a linear motor, characterized in that the central portion is formed convex in order to increase the heat transfer area.
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