KR101646537B1

KR101646537B1 - 제어모터용 쿨링유닛

Info

Publication number: KR101646537B1
Application number: KR1020150179233A
Authority: KR
Inventors: 한윤섭
Original assignee: 주식회사 브이씨알
Priority date: 2015-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-08-08

Abstract

본 발명은 제어모터용 쿨링유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 환경에 설치되어 작동하는 제어모터를 보호하기 위하여 상기 제어모터를 식혀주는 쿨링유닛을 구비하여 제어모터가 과열되는 것을 방지하는 제어모터용 쿨링유닛에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 제어모터와, 상기 제어모터의 주변을 전부 또는 일부 감싸도록 구성되는 쿨링자켓 및 상기 쿨링자켓에 냉각공기를 공급하는 에어공급부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

제어모터용 쿨링유닛{COLLING UNITS FOR CONTROL MOTOR}

본 발명은 제어모터용 쿨링유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 환경에 설치되어 작동하는 서보모터를 보호하기 위하여 상기 서보모터를 식혀주는 쿨링유닛을 구비하여 서보모터가 과열되는 것을 방지하는 제어모터용 쿨링유닛에 관한 것이다.

서보모터(servomotor)는 위치제어, 속도제어 및 토크제어 등을 하는데 사용되는 모터를 말한다. 서보모터는 서보앰프에서 공급되는 전력에 의하여 회전하면서 작업물의 이동을 제어하는 장치로 다양한 산업분야의 자동화 기계에 광범위하게 사용되고 있다.

서보모터는 고도의 정밀도를 요하는 복잡한 전자장치이기 때문에 고온의 환경에 노출되면 정밀도가 떨어지거나 심각한 경우에는 내부 회로의 손상 또는 기기의 손상 등이 발생할 수 있다. 그러나 반도체 공정 등에서와같이 특정제조공정은 고온의 환경에서 이루어지기 때문에 이들 장치에 사용되는 서보모터는 고온의 환경에 노출될 수밖에 없다.

따라서 고온의 환경에서 사용되는 서보모터의 경우에는 내열구조로 만들거나 가열된 열을 최대한 빨리 식혀 줄 필요가 있다. 하지만, 아무리 뛰어날 내열구조를 가지더라도 외부에서 가해지는 열을 장시간 동안 차단하는 것은 어려울 뿐만 아니라, 서보모터의 내부에서 발생하는 열도 식혀주어야 하기 때문에 효과적인 냉각방식을 갖추는 것도 매우 중요하다.

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10-0899279

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10-0146342

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본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 서보모터의 주변에 공기가 감싸면서 흐르도록 하는 쿨링유닛을 구비하여 상기 서보모터의 주변에 에어커튼을 형성하여 서보모터를 주변의 열기로부터 보호하고, 쿨링유닛을 흐르는 공기가 서보모터의 열기를 직접 냉각시켜줄 수도 있도록 하는 제어모터용 쿨링유닛를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 서보모터와, 상기 서보모터의 주변을 전부 또는 일부 감싸도록 구성되는 쿨링자켓 및 상기 쿨링자켓에 냉각공기를 공급하는 에어공급부를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 쿨링자켓은 내부에 중공부가 형성되고 일측면은 개방되도록 구성되어 상기 중공부에 상기 서보모터가 장착하면서 결합 되며, 상기 쿨링자켓의 내부에는 상기 에어공급부에서 공급되는 공기가 흐르는 유로가 형성되어 있고, 상기 쿨링자켓의 내측면에는 복수의 통공홀이 형성되어 상기 유로를 통하여 유입된 공기가 상기 통공홀을 통하여 상기 서보모터의 외측면을 감싸면서 통과하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 쿨링자켓의 내측면 가장자리에는 돌출부가 구비되어 상기 쿨링자켓의 내측면이 상기 서보모터의 외측면으로부터 이격되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 쿨링자켓의 유로에는 공기유입구에 인접한 위치에서 상기 유로를 차단하는 차단벽이 형성되어 있고, 상기 차단벽에 대하여 공기유입구의 반대방향에 구비되며 상기 유로의 외측 일부가 연통되도록 구성되는 보조차단벽이 형성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 쿨링자켓의 내측으로 상기 보조차단벽이 구비된 위치에는 유연한 재질의 실링부가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 쿨링자켓에는 제1 냉각관이 더 구비되며, 상기 제1 냉각관은 상기 쿨링자켓 내부를 지그재그로 왕복하면서 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 에어공급부는 공기를 강제를 주입하는 블로어와, 상기 블로어를 통하여 주입된 공기를 냉각시키는 에어쿨러 및 상기 에어쿨러를 통과하면서 냉각된 공기를 쿨링유닛으로 공급하는 공급관을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 제어모터용 쿨링유닛에 의하면 서보모터의 주변을 흐르는 공기가 에어커튼을 형성하여 주변의 열기를 차단하여 서보모터가 과열되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 서보모터의 주변을 감싸면서 흐르는 공기가 상기 서보모터로부터 열기를 빼앗아 가기 때문에 상기 서보모터를 직접 식혀줄 수 있는 이점도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제어모터용 쿨링유닛의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 쿠링자켓의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링자켓의 내부구조를 나타내는 도면.
도 4는 에어공급부의 일례를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제어모터용 쿨링유닛의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 쿠링자켓의 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 제어모터용 쿨링유닛는 서보모터(100)와 상기 서보모터(100)를 냉각시켜주는 쿨링유닛으로 구성되며, 상기 쿨링유닛은 쿨링자켓(110)과 에어공급부(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 쿨링자켓(110)은 서보모터(100)의 주변을 전부 또는 일부 감싸도록 구성될 수 있다. 서보모터(100)는 본 발명이 적용되는 대상으로 공지의 구성요소이므로, 서보모터(100)에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명에서 서보모터(100)는 제어모터의 일례를 나타내는 것으로, 이하에서 서보모터를 기준으로 설명을 하지만 공지의 다양한 제어모터를 포함하는 개념이다.

쿨링자켓(110)은 내부에 중공부(115)가 형성되고 일측면은 개방되도록 구성되어 상기 중공부(115)에 서보모터(100)가 장착되는 구조가 된다. 중공부(115)는 장착되는 서보모터(100)의 종류에 대응하는 형상이나 구조로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라서는 서보모터(100)의 특정 부분이 걸리거나 고정되는 고정유닛(113)이 구비될 수도 있다. 쿨링자켓(110)의 바람직한 일례로 도면에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 육면체 형상을 들 수 있다. 이때, 개방된 상부는 서보모터(100)가 삽입되거나 상기 서보모터(100)에 연결되는 전선이나 데이터 선이 연결되는 공간을 확보하기 위한 구성으로, 필요에 따라서는 상부를 감싸는 형태로 구성될 수도 있음은 물론이다. 이 경우 전선이나 데이터 선은 서보모터(100)의 전방이나 후방으로 배선되도록 할 수 있다. 이하에서는 도면에 도시된 예를 기준으로 설명한다.

쿨링자켓(110)은 도면에 도시된 바와 같이 상부가 개방되고, 양 측면과 하부를 일정한 두께를 가지는 판상의 구조물로 이루어질 수 있다. 쿨링자켓(110)의 내부는 서로 연통된 유로(130)가 형성되어 후술하여 설명하는 바와 같이 외부에서 유입되는 공기가 상기 쿨링자켓(110)의 전체에 골고루 흐를 수 있으며, 쿨링자켓(110)의 내측면에는 복수의 통공홀(135)이 상기 유로(130)와 연통하도록 형성되어 있다. 그리고 쿨링자켓(110)의 외측면 중 어느 한 부분에는 외부에서 공기가 유입되도록 하는 공기유입구(150)가 전술하여 설명한 유로(130)와 연통 되도록 구비되어 있다. 그리하여 공기유입구(150)를 통하여 유로(130)로 유입된 공기가 통공홀(135)을 통하여 내측면으로 흐르는 구조가 될 수 있다. 이때, 쿨링자켓(110)의 내측면은 서보모터(100)의 외측면으로부터 일정 간격 이격되도록 구성될 수 있다. 그리하여 통공홀(135)을 통하여 유입된 공기가 서보모터(100)와 쿨링자켓(110)의 내측면 사이의 공간을 따라 흐르도록 할 수 있다. 이를 위하여 쿨링자켓(110)의 내측면의 가장자리는 내측면으로부터 돌출되도록 구성되어 돌출부가 서보모터(100)의 외측면과 맞닿으면서 지지하는 형태가 될 수 있다.

한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 쿨링자켓(110)의 개방된 상부의 외측면에는 공기유입구(150)로 유입되어 서보모터(100)의 외측면을 감싸면서 통과한 공기가 배출되는 배출홀이 구비될 수 있다. 다만, 상기와 같은 구성은 본 발명의 일례를 나타내는 것으로, 필요에 따라서는 상부 또는 전후방의 가장자리 일부를 서보모터(100)의 외측면으로부터 이격 되도록 하여, 이격된 공간을 통하여 공기가 유출되도록 할 수도 있다. 또한, 필요에 따라서는 쿨링자켓(110)의 전후방 가장자리 및/또는 상부 개방부에는 상기 서보모터(100) 방향으로 공기를 배출하는 배출홀(미도시)을 형성하여 쿨링자켓(110)의 내부로 유입된 공기가 상기 배출홀을 통하여 서보모터(100)의 전후방 및 개방된 상부로 분출되면서 에어커튼을 형성하도록 할 수도 있다. 그리하여 쿨링자켓(110)이 직접 감싸고 있지 않은 서보모터(100)의 노출부위가 에어커튼에 의하여 외부의 열로부터 차단되도록 할 수 있다. 이 외에도 쿨링자켓(110)의 유로(130)와 통공홀(135)을 통하여 흐르는 공기가 외부로 배출될 수 있는 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 바람직한 실시예로 상기 쿨링자켓(110)에는 제1 냉각관(120)이 더 구비될 수 있다. 제1 냉각관(120)은 열전달효율이 좋은 동파이프 등으로 구성되어 전술하여 설명한 쿨링자켓(110)의 내부를 지그재그로 왕복하면서 구비될 수 있다. 제1 냉각관(120)이 쿨링자켓(110)의 내부에 설치되는 형상은 다양하게 설계될 수 있다. 제1 냉각관(120)에는 냉각수를 포함하여 최소한 상기 쿨링자켓(110)의 내부를 통과하는 압축공기보다는 낮은 온도의 유체가 순환하게 된다. 그리하여 쿨링자켓(110)의 내부를 통과하는 공기를 냉각시켜서 상기 쿨링자켓(110)의 냉각효율을 향상시킬 수 있다. 도 1에서도 설명되지 않은 도면번호 170은 유량조절기를 나타내며, 190은 압력조절기를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 쿨링자켓의 내부구조를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 쿨링자켓(110)은 외측면이 단열재(140)로 구성되고, 내부에 형성된 유로(130)에는 차단벽(143)과 보조차단벽(145)이 구비될 수 있다. 단열재(140)는 쿨링자켓(110)의 외측면을 감싸는 형태로 구성되어 외부에서 서보모터(100) 및 쿨링자켓(110)의 내부를 흐르는 냉각공기 쪽으로 열이 전달되는 것을 방지하는 역할을 한다. 차단벽(143)은 유로(130)의 내부에서 공기유입구(150)를 통하여 유입된 공기가 흐르는 것을 차단하여 상기 공기가 통공홀(135)을 통하여 서보모터(100)로 흐르도록 하는 역할을 한다. 보조차단벽(145)은 차단벽(143)의 타측으로 공기유입구(150)의 반대방향에 구비될 수 있다. 보조차단벽(145)은 유로(130)의 외측 일부가 연통되도록 상기 유로의 내측 일부만 차단하는 형태로 구비되며, 상기 보조차단벽(145)이 구비된 위치의 쿨링자켓(110)의 내측에 실링부재(147)가 더 구비될 수 있다. 실링부재(147)는 서보모터(100)의 외측면에 대면하도록 구성되어 상기 서보모터(100)의 외측면과 쿨링자켓(110)의 내측면 사이를 일정하게 이격시켜주는 동시에 공기의 흐름을 차단하는 역할을 한다. 그리하여 서보모터(100)와 쿨링자켓(110)의 사이를 흐르는 공기가 통공홀(135)을 통하여 다시 유로(130)의 내부로 유입되며, 유로(130)의 내부로 유입된 공기는 보조차단벽(145)의 외측에 연통된 공간을 통하여 흘러간 후에 다시 통공홀(135)을 통하여 서보모터(100)로 배출된다. 이러한 과정을 통하여 유로(130)를 흐르는 공기가 섞이게 된다. 한편, 실링부재(147)는 서보모터(100)의 외측면과의 기밀성을 유지하는 동시에 서보모터(100)의 외측면을 손상시키지 않으면서 지지하기 위한 것으로, 고무 또는 실리콘 등과 같은 유연한 재질 중에 일정한 내열성을 구비한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 전술하여 설명한 바와 같이 쿨링자켓(110)의 내부에는 제1 냉각관(120)이 더 구비되어 서보모터(100)의 외측면과 접촉하여 가열된 공기를 다시 냉각시킬 수 있다.

본 발명에 따른 제어모터용 쿨링유닛는 유로(130)의 내부가 모두 연통되어 상기 유로(130)를 흐르는 공기가 서보모터(100)의 벽면으로 골고루 흐르도록 할 수도 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 유로(130)를 흐르는 공기가 쿨링자켓(110)과 서보모터(100)가 장착된 중공부(115) 사이를 왕래하면서 흐르도록 하여 그 과정에서 공기가 서로 섞이면서 흐르도록 하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

도 4는 에어공급부의 일례를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 에어공급부(200)는 블로어(210)와 에어쿨러(230) 및 공급관(250)을 포함하여 구성될 수 있다.

블로어(210)는 공기를 강제로 주입시켜주는 팬(fan)을 말하며, 유입되는 공기에서 이물질을 제거하는 에어필터(미도시)가 함께 구비될 수 있다.

에어쿨러(230) 상기 블로어(210)에서 주입된 공기를 1차로 냉각시키는 것으로, 육면체의 케이스 내부에 복수의 냉각판(233)이 블로어(210)에 의하여 주입되는 공기의 흐름 방향에 수평방향으로 구비된다. 그리고 상기 냉각판(233)들 사이로 제2 냉각관(235)이 관통하면서 지그재그로 왕복하면서 구비되어 있다.

공급관(250)은 일단이 에어쿨러(230)와 연통하도록 구성되며, 타단은 전술하여 설명한 쿨링자켓(110)의 공기유입구(150)와 연결된다. 이때 공급관(250)은 복수의 쿨링자켓(110)에 동시에 냉각 공기를 공급할 수 있도록 복수개가 구비될 수 있다.

상기와 같은 구성에서, 블로어(210)를 통하여 주입된 공기는 에어쿨러(230)를 통하여 1차로 냉각된 후에 공급관(250)을 통하여 쿨링자켓(110)으로 공급된다. 쿨링자켓(110)으로 유입된 공기는 전술하여 설명한 바와 같이 서보모터(100)의 주변을 감싸면서 순환하고, 필요에 따라서는 서보모터(100)의 노출부위에 에어커튼을 형성하면서 상기 서보모터(100)의 열을 식혀주거나 외부 열이 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명을 하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 서보모터
110: 쿨링자켓
130: 유로
135: 통공홀
140: 단열재
143: 차단벽
145: 보조차단벽
147: 실링부재
150: 공기유입구
170: 에어필터
190: 에어펌프
200: 에어공급부
210: 블로어
230: 에어쿨러
250: 공급관

Claims

제어모터와, 상기 제어모터의 주변을 전부 또는 일부 감싸도록 구성되는 쿨링자켓 및 상기 쿨링자켓에 냉각공기를 공급하는 에어공급부를 포함하여 구성되는 제어모터용 쿨링유닛에 있어서,
상기 쿨링자켓은 내부에 중공부가 형성되고 일측면은 개방되도록 구성되어 상기 중공부에 상기 제어모터가 장착하면서 결합 되며, 상기 쿨링자켓의 내부에는 상기 에어공급부에서 공급되는 공기가 흐르는 유로가 형성되어 있고, 상기 쿨링자켓의 내측면에는 복수의 통공홀이 형성되어 상기 유로를 통하여 유입된 공기가 상기 통공홀을 통하여 상기 제어모터의 외측면을 감싸면서 통과하도록 구성되고,
상기 쿨링자켓의 내측면 가장자리에는 돌출부가 구비되어 상기 쿨링자켓의 내측면이 상기 제어모터의 외측면으로부터 이격되도록 구성되며,
상기 쿨링자켓의 유로에는 공기유입구에 인접한 위치에서 상기 유로를 차단하는 차단벽이 형성되어 있고, 상기 차단벽에 대하여 공기유입구의 반대방향에 구비되며 상기 유로의 외측 일부가 연통되도록 구성되는 보조차단벽이 형성되어 있는 제어모터용 쿨링유닛.
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청구항 1에 있어서,
상기 쿨링자켓의 내측으로 상기 보조차단벽이 구비된 위치에는 유연한 재질의 실링부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 제어모터용 쿨링유닛.
청구항 5에 있어서,
상기 쿨링자켓에는 제1 냉각관이 더 구비되며, 상기 제1 냉각관은 상기 쿨링자켓 내부를 지그재그로 왕복하면서 구비되는 것을 특징으로 하는 제어모터용 쿨링유닛.
청구항 5에 있어서,
상기 에어공급부는 공기를 강제를 주입하는 블로어와, 상기 블로어를 통하여 주입된 공기를 냉각시키는 에어쿨러 및 상기 에어쿨러를 통과하면서 냉각된 공기를 쿨링유닛으로 공급하는 공급관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제어모터용 쿨링유닛.