KR101395801B1 - 모터 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

모터 냉각 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 모터의 스테이터와 코일에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 모터 냉각 장치에 있어서, 상기 스테이터와 코일을 수용하기 위하여 원통형상으로 형성되는 하우징; 상기 하우징에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 스테이터와 코일의 냉각을 위하여 냉각 액체가 흐르는 냉각 유로; 및 상기 하우징과 상기 코일의 엔드부 사이에 배치되고, 상기 코일의 엔드부의 열을 상기 하우징에 전달하기 위한 열전달 부재를 포함한다.

Description

모터 냉각 장치{MOTOR COOLING DEVICE}

본 발명은 모터 냉각 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하우징에 냉각 유로를 설계하여 냉각하는 구조에서 집중 발열 부위인 코일의 엔드부와 냉각 부위인 하우징 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있도록 한 모터 냉각 장치에 관한 것이다.

모터를 냉각하는 냉각 장치의 일 예로서 리니어 모터의 냉각 장치가 개시되어 있다. 이러한 리니어 모터의 냉각 장치는 블로워(blower)를 통해 유입된 공기가 코일 끝단을 냉각하고 있으며, 격판이 구성되어 있어 상부쪽은 공기가 유입되는 부분이고 격판 하부쪽에서 냉각하고 있다.

그리고, 모터의 냉각 장치의 다른 예로서, 코일 끝단부에 코일 엔드 커버(coil end cover)가 구비되어 있고 이 코일 엔드 커버 내부에 냉매(oil)가 흘러 모터를 냉각시키는 냉각 구조가 개시되어 있다.

또한, 모터의 경우 내부 온도가 특정값 이상으로 올라가면 성능이 저하되며 시스템이 파괴될 수 있다.

특히, 모터에서 국부적으로 온도가 가장 높이 올라가는 부위(hot spot)는 코일 엔드부(end coil)이며, 특정 조건하에서 이 코일 엔드부의 온도가 설계 한계치가 된다.

그런데, 종래의 모터는 코일을 수용하기 위한 하우징을 구비하고, 상기 하우징에 냉각 유로를 형성하여 집중 발열 부위인 코일을 냉각하고 있는데, 상기 코일의 엔드부와 상기 하우징의 사이는 단순하게 공간으로만 형성되어 있으므로, 그 만큼 코일 엔드부의 집중 부위의 열을 상기 하우징의 외부로 효율적으로 전달하지 못하게 되며, 이에 따라 모터의 성능이 저하되고, 시스템이 파괴될 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 하우징에 냉각 유로를 형성하여 냉각하는 구조에서 집중 발열 부위인 코일의 엔드부와 냉각 부위인 하우징 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있도록 한 모터 냉각 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터의 스테이터와 코일에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 모터 냉각 장치에 있어서,

상기 스테이터와 코일을 수용하기 위하여 원통형상으로 형성되는 하우징;

상기 하우징에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 스테이터와 코일의 냉각을 위하여 냉각 액체가 흐르는 냉각 유로; 및

상기 하우징과 상기 코일의 엔드부 사이에 배치되고, 상기 코일의 엔드부의 열을 상기 하우징에 전달하기 위한 열전달 부재를 포함하는 모터 냉각 장치가 제공될 수 있다.

상기 열전달 부재는 상기 코일에서 발생된 열을 상기 하우징에 효과적으로 전달하기 위하여 상기 코일의 엔드부의 외측면에 접촉 결합될 수 있다.

상기 열전달 부재는 상기 코일 엔드부의 외측면에 결합될 수 있도록 내부가 중공으로 형성된 링 형상으로 형성될 수 있다.

상기 열전달 부재는 상기 하우징과 상기 코일의 엔드부 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있도록 열전도율이 높은 재질로 이루어질 수 있다.

상기 열전달 부재의 외측면에는 공기 유동이 가능한 적어도 하나 이상의 홈이 형성될 수 있다.

상기 홈은 상기 공기 유동에 의하여 상기 열전달 부재의 온도를 효과적으로 낮춰 줄 수 있도록 반원형상의 단면을 가질 수 있다.

상기 홈은 상기 열전달 부재의 외주면을 따라서 복수개 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 하우징에 냉각 유로를 형성하여 냉각하는 구조에서 집중 발열 부위인 코일의 엔드부와 냉각 부위인 하우징 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있으므로, 모터의 성능 저하 및 시스템 파괴를 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 모터의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 일부 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 열전달부재의 장착 상태를 도시한 일부 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 하우징의 장착 상태를 도시한 일부 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는” 의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 일반적인 모터의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 일부 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 열전달부재의 장착 상태를 도시한 일부 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 하우징의 장착 상태를 도시한 일부 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치는, 모터의 스테이터와 코일에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 장치이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치는, 스테이터(100)와 코일을 수용하기 위하여 원통형상으로 형성되는 하우징(200);

상기 하우징(200)에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 스테이터(100)와 코일의 냉각을 위하여 냉각 액체가 흐르는 냉각 유로(300); 및

상기 하우징(100)과 상기 코일의 엔드부(110) 사이에 배치되고, 상기 코일의 엔드부(110)의 열을 상기 하우징(200)에 전달하기 위한 열전달 부재(400)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 하우징(200)의 내부는 상기 코일을 수용할 수 있도록 내부 공간이 형성되어 있다.

상기 냉각 액체는 물 또는 오일과 같은 액체 등으로 이루어질 수 있다.

상기 열전달 부재(400)는 상기 코일에서 발생된 열을 상기 하우징(200)에 효과적으로 전달하기 위하여 상기 코일의 엔드부(110)의 외측면에 접촉 결합될 수 있다.

또한, 상기 열전달 부재(400)는 상기 코일의 엔드부(110)의 외측면에 결합될 수 있도록 내부가 중공으로 형성된 링 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 열전달 부재(400)는 상기 하우징(200)과 상기 코일의 엔드부(110) 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있도록 열전도율이 높은 재질, 특히 금속 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 열전달 부재(400)의 외측면에는 상기 하우징(200)과 상기 코일간의 열전달을 향상시킬 수 있도록 공기 유동이 가능한 적어도 하나 이상의 홈(410)이 일정한 크기와 형상으로 형성될 수 있다.

상기 홈(410)은 공기 유동에 의하여 상기 열전달 부재(400)의 온도를 효과적으로 낮춰 줄 수 있도록 상기 열전달 부재(400)의 외주면을 따라서 길이 방향으로 복수개 형성될 수 있으며, 또한, 상기 열전달 부재(400)의 외주면에 일정한 간격으로 형성될 수 있다.

상기 홈(410)은 상기 공기 유동에 의하여 상기 열전달 부재(400)의 온도를 보다 효과적으로 낮춰 줄 수 있도록 반원형상의 단면을 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 반타원형상, 사각형상 등으로 형성될 수 있음은 물론이다.

이하에서, 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 냉각 장치의 작동에 대해서 설명한다.

먼저, 상기 하우징(200)에는 복수개의 냉각 액체가 흐르는 냉각 유로(300)가 구비되어 있으므로, 상기 스테이터(100)와 코일(110)에서 발생된 열을 냉각하게 된다.

이 때, 상기 하우징(200)과 상기 코일의 엔드부(110) 사이에는 상기 열전달 부재(400)가 삽입되어 있으므로, 상기 열전달 부재(400)에 의하여 상기 코일 엔드부(110)에서 발생된 열을 상기 하우징(200)으로 효율적으로 전달하게 된다.

즉, 상기 열전달 부재(400)는 내부가 중공으로 형성된 링 형태로 형성되어 있으며, 상기 코일의 엔드부(110)의 외측면에 접촉 결합되어 있으며 열전도율이 높은 재질로 형성되어 있으므로, 상기 스테이터(100)의 코일에서 발생된 열을 상기 코일의 엔드부(110)와 상기 하우징(200)간의 전도에 의하여 열전달을 행하게 된다.

이와 같이, 종래에는 공기가 차지하고 있던 상기 코일의 엔드부(110)와 상기 하우징(200) 사이의 공간에 본 발명의 상기 열전달 부재(400)가 삽입 결합되어 있으므로, 집중 발열 부위인 코일의 엔드부(110)와 냉각 부위인 상기 하우징(200) 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있기 때문에, 간단한 구조로 모터의 냉각 성능을 향상할 수 있다.

또한, 상기 열전달 부재(400)의 외측면에는 공기 유동이 가능한 상기 홈(410)이 상기 열전달 부재(400)의 외주면을 따라서 길이 방향으로 복수개, 상기 열전달 부재(400)의 외주면에 일정한 간격으로 형성되어 있으므로, 상기 홈(410)의 공기 유동에 의하여 상기 열전달 부재(400)의 온도를 보다 효과적으로 낮춰 줄 수 있으며, 따라서 상기 하우징(200)과 상기 코일간의 열전달을 향상할 수 있게 된다.

100: 스테이터 110: 코일 엔드부
200: 하우징 300: 냉각 유로
400: 열전달 부재 410: 홈

Claims (7)

1. 모터의 스테이터와 코일에서 발생되는 열을 냉각하기 위한 모터 냉각 장치에 있어서,
   상기 스테이터와 코일을 수용하기 위하여 원통형상으로 형성되는 하우징;
   상기 하우징에 적어도 하나 이상 구비되고, 상기 스테이터와 코일의 냉각을 위하여 냉각 액체가 흐르는 냉각 유로; 및
   상기 하우징과 상기 코일의 엔드부 사이에 배치되고, 상기 코일의 엔드부의 열을 상기 하우징에 전달하기 위한 열전달 부재
   를 포함하고,
   상기 열전달 부재의 외측면에는 공기 유동이 가능한 적어도 하나 이상의 홈이 형성되고,
   상기 홈은 상기 공기 유동에 의하여 상기 열전달 부재의 온도를 효과적으로 낮춰 줄 수 있도록 반원형상의 단면을 가지며,
   상기 홈은 상기 열전달 부재의 외주면을 따라서 길이 방향으로 복수개 형성되고,
   상기 홈은 상기 열전달 부재의 외주면에 일정한 간격으로 형성되는 모터 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전달 부재는 상기 코일에서 발생된 열을 상기 하우징에 효과적으로 전달하기 위하여 상기 코일의 엔드부의 외측면에 접촉 결합되는 모터 냉각 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열전달 부재는 상기 코일 엔드부의 외측면에 결합될 수 있도록 내부가 중공으로 형성된 링 형상으로 이루어지는 모터 냉각 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 열전달 부재는 상기 하우징과 상기 코일의 엔드부 사이의 열전달을 용이하게 할 수 있도록 금속 재질로 이루어지는 모터 냉각 장치.
   
   
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