KR100544004B1

KR100544004B1 - 빌트인모터의냉각장치

Info

Publication number: KR100544004B1
Application number: KR1019980063104A
Authority: KR
Inventors: 송일근
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1998-12-31
Publication date: 2006-04-06
Also published as: KR20000046424A

Abstract

본 발명은 고속회전용 공작기계의 빌트인 모터 냉각장치에 관한 것으로, 특히 케이싱(11), 상기 케이싱(11)의 양측 선단에 각각 삽입설치된 전방 브라켓트(12)와 후방 브라켓트(13), 상기 전·후방 브라켓트(12,13)을 중심축 방향으로 관통하여 복수개의 베어링(14a,14b)로 지지된 스핀들축(15), 스핀들축(15)의 외주에 설치된 회전자(16), 상기 회전자(16)의 외측을 감싸도록 배치된 고정자(17)를 포함한 빌트인 모터에 있어서, 상기 케이싱(11)의 외측에는 상기 모터가 고속으로 회전할 때 발생하는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각장치(20)가 구비되고. 상기 케이싱(11)의 양쪽 선단 측벽에 상기 냉각장치(20)의 냉각유체 공급라인(L1)과 냉각유체 귀환라인(L2)들이 각각 연결되는 냉각유체 유입구(11a)와, 냉각유체 배출구(11b)가 형성되며, 상기 고정자(17)의 양쪽 각 선단에는 냉각유체 유입구(17a)가 형성된 엔드코일 캡(31)이 끼워져 설치되고, 상기 냉각유체 유입구(17a)는 상기 냉각장치(20)의 냉각유체 공급라인(L1)과 연결된 구조로 되어 상기 냉각장치(20)의 냉각유체가 케이싱(11) 내부는 물론 고정자(17)의 내부로 유입되어 모터부품 전체를 골고루 냉각시켜 주도록 한 것이다.

Description

빌트인 모터의 냉각장치{Cooling device for a built in motor}

본 발명은 빌트인 모터의 냉각장치에 관한 것으로, 특히 공작기계의 주축스핀들로 사용되는 빌트인 모터를 냉각하기 위한 장치에 관한 것이다.

NC선반,머시닝센터등과 같은 공작기계는 성능을 향상시키기 위해 고속화되고 있는 추세이다. 이러한 주축 속도를 증가시키기 위하여 빌트인 모터를 채택하고 있는 데, 이와 같은 빌트인 모터는 고속으로 회전하여 많은 열을 발생시킨다.

따라서 빌트인 모터의 발생열을 냉각하기 위하여 냉각장치를 설치하고 있는 데, 냉각장치가 설치된 종래 빌트인 모터의 구조가 도 5에 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 종래 빌트인 모터는 케이싱(61), 상기 케이싱(61)의 양측 선단에 각각 삽입설치된 전방 브라켓트(62)와 후방 브라켓트(63), 상기 전·후방 브라켓트(62,63)을 중심축 방향으로 관통하여 복수개의 베어링(64a,64b)로 지지된 스핀들축(65), 스핀들축(65)의 외주에 설치된 회전자(66), 상기 회전자(66)의 외주와 틈새를 두고 그 회전자(66) 외측을 감싸도록 배치된 고정자(67), 상기 고정자(67)의 외측을 감싸도록 배치된 냉각자켓(68)으로 이루어져 있다.

그리고 빌트인 모터를 냉각시키기 위해 냉각장치(69)를 구비하고, 이 냉각장치(69)에 의해 생성되는 냉각유체를 냉각자켓(68)의 측벽에 형성된 유입구(68a)를 통하여 냉각자켓(68)안으로 유입시킨 후, 냉각자켓(68)의 측벽에 형성된 유출구(68b)를 통하여 다시 냉각장치(69)쪽으로 순환시키게 되어 있다.

이에 따라 빌트인 모터는 고속으로 회전할 때 발생하는 열을 상기 냉각자켓(68)안을 통과하는 냉각유체에 의해 냉각시키게 되어 있는 것이다.

그런데 상기 종래 빌트인 모터의 냉각장치는 냉각유체가 모터 케이싱(61)과 직접 접촉하여 케이싱(61)만을 냉각시키고, 그 냉각된 케이싱(61)을 통하여 내부부품에 냉기를 전달하여 냉각시키도록 되어 있어 내부부품의 냉각효율은 떨어지는 단점이 있었다. 따라서 케이싱(61) 안팎에 온도차가 발생하여 상대적으로 온도가 높은 케이싱(61)내부에는 결로현상이 발생하여 그 수분에 의해 모터에 쇼트현상이 발생하는 문제가 있었다

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 빌트인 모터의 냉각장치가 가진 문제를 해결하기 위하여 고안할 것으로, 빌트인 모터를 전체적으로 골고루 냉각하여 부분 냉각에 따른 문제를 발생시키지 않는 빌트인 모터의 냉각장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성학 위한 본 발명은, 케이싱, 상기 케이싱의 양측 선단에 각각 삽입설치된 전방 브라켓트와 후방 브라켓트, 상기 전·후방 브라켓트을 중심축 방향으로 관통하여 복수개의 베어링로 지지된 스핀들축, 스핀들축의 외주에 설치된 회전자, 상기 회전자와 틈새를 유지하면서 그 회전자의 외측을 감싸도록 배치된 고정자를 포함한 빌트인 모터에 있어서, 상기 케이싱의 측벽에 냉각유체 유입구와 유출구를 형성하여 이들 유입구와 유출구에 냉각장치의 공급라인과 배출라인을 연결하여 상기 케이싱의 내부로 냉각유체가 통과하도록 하며, 상기 고정자의 양쪽 선단에 각각 고정자의 앤드코일을 밀폐하는 캡을 설치하고, 이들 각각의 캡에 상기 냉각장치의 공급라인과 배출라인을 각각 연결하여 냉각장치의 냉각유체를 통과시켜 고정자를 냉각시키는 구조로 되어 있다.

따라서 본 고안에 따른 빌트인 모터의 냉각장치는 모터의 스핀들축이 고속으로 회전할 때 스핀들축과 회전자에 발생하는 열은 케이싱 측벽을 통하여 유입되는 냉각유체에 의해 냉각되게 하고, 고정자 및 고정자에 권취된 코일에 발생하는 열은 고정자 선단에 결합된 앤드캡을 통하여 유입되는 냉각유체에 의해 냉각되게 함으로써 모터 내부의 부품이 전체적으로 골고루 냉각되게 하여 내부 온도차에 의한 결로현상 및 이에 따른 쇼트현상을 방지하게 된다.

이하 본 발명에 따른 빌트인 모터의 냉각장치를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 빌트인 모터는, 케이싱(11), 상기 케이싱(11)의 양측 선단에 각각 삽입설치된 전방 브라켓트(12)와 후방 브라켓트(13), 상기 전·후방 브라켓트(12,13)을 중심축 방향으로 관통하여 복수개의 베어링(14a,14b)로 지지된 스핀들축(15), 스핀들축(15)의 외주에 설치된 회전자(16), 상기 회전자(16)와 미세한 간극(C)을 형성하면서 그 회전자(16)의 외측을 감싸도록 배치된 고정자(17)로 이루어져 있다.

그리고 상기 빌트인 모터 케이싱(11)의 외측에는 상기 모터가 고속으로 회전할 때 발생하는 열을 냉각시켜 주기 위한 냉각장치(20)가 구비되어 있다. 즉 상기 케이싱(11)의 양쪽 선단 측벽에는 상기 냉각장치(20)의 냉각유체 공급라인(L1)과 냉각유체 귀환라인(L2)가 각각 연결되는 냉각유체 유입구(11a)와, 냉각유체 배출구(11b)가 형성되어 있다.

따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 냉각장치(20)에서 공급되는 냉각유체는 상기 공급라인(L1)을 따라 유입구(11a)를 통하여 케이싱(11)의 내측공간안으로 유입된 후, 상기 회전자(16)와 고정자(17) 사이의 간극(c)을 통하여 스핀들축(15) 후단쪽으로 이동하면서 상기 스핀들축(15), 회전자(16) 및 고정자(17)를 냉각시킨 후, 상기 케이싱(11)의 후단 측벽에 형성된 배출구(11b)를 통하여 배출된 다음, 귀환라인(L2)을 따라 다시 냉각장치(20)로 들어가 냉각된다. 이와 같은 냉각유체의 순환은 모터의 작동중에는 계속 일어난다.

한편, 상기 고정자(17)의 양쪽 각 선단에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 고정자 엔드코일을 밀폐하는 캡(31)이 각각 끼워져 도 4와 같이 조립되어 있다.

상기 고정자 양쪽 선단에 각각 설치된 앤드코일 캡(31)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상·하부에 각각 냉각수 유입구(31a,31b)가 각각 뚫려져 있고, 이들 유입구(31a)는 각각 냉각장치(20)의 냉각장치 공급라인(L1)과연결되어 있다.

따라서 모터가 회전작동할 때 상기 냉각장치(20)는 냉각유체를 상기 공급라인(L1)을 통하여 고정자(17)안으로 유입시킨다. 이와 같이 고정자(17)안으로 유입된 냉각유체는 케이싱(11)안으로 유입되어 케이싱(11) 측벽에 형성된 상기 배출구(11b)를 통하여 배출된 후, 귀환라인(L2)를 통하여 냉각장치(20)안으로 들어간다.

상기와 같은 과정중에 고정자(17)도 냉각장치에 의해 냉각되어 스핀들축(15), 회전자(16), 베어링(14a,14b)등과 온도차를 발생시키지 않으므로 내부에 결로현상이 발생하지 않는다,

그리고 상기 엔드코일 캡(31)은 엔드코일을 밀폐하고 있으므로 조립실수로 돌출한 엔드코일이 있다고 하더라도 회전자(16)등 다른 부품과 접속되어 쇼트되는 현상도 막는다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명은 냉각유체를 케이싱안으로 유입시켜 스핀들축 및 베어링 등의 부품도 냉각시킬 뿐아니라 직접 고정자 안으로도 냉각유체를 유입시켜 엔드코일을 직접 냉각시키게 되므로 모터 전체 부품을 골고루 냉각시켜 냉각효율을 향상시키고, 이에 따라 내부에 결로현상이 발생하는 것을 방지하는 한편, 엔드코일 캡은 엔드코일 선단을 밀폐하므로 쇼트현상도 방지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 빌트인 모터의 냉각장치가 적용된 빌트인 모터의 길이방향 결합단면도,

도 2는 본 발명에 따른 빌트인 모터의 엔드코일 캡의 정면도,

도 3은 도 2의 "A-A" 선 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 빌트인 모터의 엔드코일 캡과 고정자의 결합 사시도,

도 5는 종래 빌트인 모터의 길이방향 단면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

11: 케이싱 11a: 냉각유체 유입구

11b: 냉각유체 배출구 L1: 공급라인

L2: 귀환라인

14a,14b: 베어링 15: 스핀들축

16: 회전자 C; 간극

17: 고정자 20: 냉각장치

31: 엔드코일 캡 31a,31b: 유입구

Claims

내부로 냉각유체를 유입시키는 냉각유체 유입구(11a)와 내부에 유입된 냉각유체를 케이싱(11)의 외부로 배출시키는 냉각유체 배출구(11b)를 측벽에 구비한 케이싱(11), 상기 케이싱(11)의 양측 선단에 각각 삽입설치된 전방 브라켓트(12)와 후방 브라켓트(13), 상기 전·후방 브라켓트(12,13)을 중심축 방향으로 관통하여 복수개의 베어링(14a,14b)로 지지된 스핀들축(15), 스핀들축(15)의 외주에 설치된 회전자(16), 상기 회전자(16)와 미세한 간극(C)을 형성하면서 그 회전자(16)의 외측을 감싸도록 배치된 고정자(17) 및 상기 케이싱(11)의 냉각유체 유입구(11a)에 냉각유체 공급라인(L1)으로 연통되어 냉각유체를 케이싱(11)의 내부로 공급하고, 상기 냉각유체 배출구(11b)와는 냉각유체 귀환라인(L2)로 연통되어 냉각유체를 순환시키는 냉각장치를 포함한 빌트인 모터에 있어서,

상기 고정자(17)의 양쪽 각 선단에는 냉각유체 유입구(31a,31b)가 형성된 엔드코일 캡(31)이 끼워져 설치되고, 상기 냉각유체 유입구(31a,31b)는 상기 냉각장치(20)의 냉각유체 공급라인(L1)과 연결된 것을 특징으로 하는 빌트인 모터의 냉각장치.