KR102100169B1 - Cooling structure of two-way motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양방향 모터의 냉각 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 모터 구동 시 모터 내부의 스테이터 코어에서 발생하여 모터프레임으로 전달되는 열을 모터프레임 내부에서 좌측과 우측으로 각각 빠져 나가는 바람을 효율적으로 이용하여 보다 신속하게 냉각시킬 수 있도록 함으로서 모터를 장시간 구동하더라도 과열됨이 없이 계속 사용할 수 있는 양방향 모터의 냉각 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling structure of a two-way motor, and more specifically, when the motor is driven, the heat generated by the stator core inside the motor and transferred to the motor frame is efficiently utilized by using the wind exiting from the motor frame to the left and right, respectively. It relates to a cooling structure of a bidirectional motor that can be used without overheating even if the motor is driven for a long time by allowing it to cool more quickly.
일반적으로 모터는 전기에너지를 기계회전 운동 에너지로 변한하는 기계 장치로서, 모터프레임과 모터프레임 내부에 설치되어 고정자를 이루는 코어가 감기는 스테이터 코어 및 스테이터 코어의 중앙에 설치되는 회전자, 회전자 중심에 설치되어 일체로 회전되는 모터축으로 구성되며, 스테이터 코어에 감긴 코일에 전류가 통하게 되면 발생되는 자기장의 힘에 의해 회전자가 동기되어 모터축이 일체로 회전되는 것이다.In general, a motor is a mechanical device that converts electrical energy into mechanical rotational kinetic energy.The motor frame and the stator core installed inside the motor frame and the core forming the stator are wound, and the rotor installed in the center of the stator core and the center of the rotor It is composed of a motor shaft that is installed and rotates integrally, and when the current is passed through a coil wound around the stator core, the rotor is synchronized by the force of the magnetic field generated and the motor shaft is rotated integrally.
상기 모터는 모터축이 모터프레임의 일방향 외부로 돌출되어 있는 타입과, 모터축이 모터프레임의 양방향 외부로 돌출되어 구비된 타입으로 구분된다. The motor is divided into a type in which the motor shaft protrudes out of one direction of the motor frame, and a type in which the motor shaft protrudes outward in both directions of the motor frame.
상기 모터는 회전자와 모터축이 장시간 고속 회전 운동을 하게 되면 모터프레임 내부에는 고온의 열이 발생하게 된다. 이 고온의 열은 스테이터 코어에서 모터프레임으로 전달되며, 스테이터 코어와 모터프레임에 전달된 고온의 열을 신속하게 식혀주지 않으면 모터의 과열 현상이 발생된다.In the motor, when the rotor and the motor shaft perform high-speed rotation for a long time, high-temperature heat is generated inside the motor frame. This high-temperature heat is transferred from the stator core to the motor frame, and if the high-temperature heat transferred to the stator core and the motor frame is not cooled rapidly, the motor overheats.
이러한 모터의 과열 현상으로 인한 문제점 개선을 위한 선행기술로는 아래 특허문헌에 개시된 대한민국 공개실용신안공보 공개번호 실1999-0023364호의 "동기형 AC서보모터의 스테이터 코아 고정장치"가 있다.(이하 '선행기술'이라 칭함)As a prior art for improving the problems caused by the overheating phenomenon of the motor, there is a "stator core fixing device of a synchronous AC servo motor" in Korean Patent Application Publication No. 1999-0023364, disclosed in the following patent literature. Called prior art ')
상기 선행기술은 모터프레임에 전달된 고온의 열을 식혀주기 위해서 모터프레임의 외면 여러 곳에 일정 간격 이격된 다수의 방열핀을 형성한 것으로서, 모터프레임 및 스테이터 코어에 가해진 열을 방열핀을 통해 대기 중으로 방열시켜서 모터를 식혀주도록 한 것이다.The prior art is to form a plurality of heat-dissipating fins spaced apart at regular intervals on various parts of the outer surface of the motor frame in order to cool the high-temperature heat transmitted to the motor frame. The motor was allowed to cool.
그리고, 모터의 과열 현상이 발생되면 회전자가 고속 회전될 때 스테이터 코어와의 회전 마찰력이 점차 높아지면서 스테이터 코어의 위치가 변하게 되어 고장의 원인이 되고 있으므로 상기 선행기술은 스테이터 코어가 모터프레임에 대해 회전하지 않도록 고정시킴을 특징으로 하는 것이다.In addition, when the motor overheats, the stator core rotates with respect to the motor frame because the rotational friction force with the stator core gradually increases when the rotor rotates at a high speed, causing a malfunction. It is characterized by fixing so as not to.
그러나 모터프레임 외면에 구비한 다수의 방열핀을 통한 대기 중의 방열 방식으로는 모터프레임 및 스테이터 코어에 가해진 고온의 열을 보다 신속하게 식혀주지 못하므로 상기 선행기술 처럼 스테이터 코어의 위치를 고정시키는 것만으로는 장시간 모터 가동 시 모터의 과열로 인해 모터 기능이 저하되는 문제점은 개선시키지 못하는 폐단이 있다.However, the heat dissipation method in the air through a plurality of heat dissipation fins provided on the outer surface of the motor frame does not cool the high temperature heat applied to the motor frame and the stator core more quickly, so it is only necessary to fix the position of the stator core as in the prior art. When the motor is operated for a long time, the problem that the motor function is deteriorated due to overheating of the motor may not be improved.
본 발명은 상기와 같은 종래기술이나 선행기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 양방향 모터로 구성하되 스테이터 코어에서 발생하여 모터프레임으로 전달되는 열을 모터프레임의 내부 좌측과 우측으로 각각 빠져 나가는 바람을 효율적으로 이용하여 보다 신속하게 냉각시킬 수 있는 양방향 모터의 냉각 구조를 제공하는데 있다.The present invention was developed to improve the problems of the prior art or the prior art as described above, the object of the present invention is composed of a bidirectional motor, but the heat generated from the stator core and transferred to the motor frame is left and right inside the motor frame. It is to provide a cooling structure of a two-way motor that can cool more quickly by efficiently using the wind exiting each.
이러한 본 발명의 목적은 양 측면이 개구된 통체 내면 중앙에는 통체 내부를 분리시키는 링 타입 분리벽이 설치되고, 분리벽을 중심으로 통체 양쪽으로 좌,우측 공기흡입공이 빙둘러 다수 구비된 모터프레임; 모터프레임 내에 설치되어 고정 자를 이루는 스테이터 코어; 모터프레임의 양쪽 개구부를 막아주며, 사방에 통기공이 구비된 좌,우측 커버; 스테이터 코어 중앙에서 회전자와 일체로 회전되도록 좌,우측 커버의 양방향으로 돌출되는 모터축; 모터축의 좌,우 양쪽에 설치되어 모터프레임 내에서 발생되는 열을 양쪽 외부로 인출시키는 양쪽 팬; 모터프레임의 내주면에 형성되며 분리벽을 중심으로 좌,우측 공기흡입공으로 유입되는 공기를 양방향으로 안내하는 좌,우측 냉각홀; 로 구성함으로서 달성될 수 있다.The object of the present invention is a ring-type separating wall for separating the inside of the cylinder from the center of the inner surface of the cylinder with both sides opened, and a motor frame having a plurality of left and right air suction holes around the cylinder on both sides of the cylinder; A stator core installed in the motor frame to form a stator; Covering both openings of the motor frame, the left and right covers are provided with ventilation holes in all directions; A motor shaft protruding in both directions of the left and right covers so as to rotate integrally with the rotor in the center of the stator core; Two fans installed on both the left and right sides of the motor shaft to draw heat generated in the motor frame to both sides; Left and right cooling holes formed on the inner circumferential surface of the motor frame and guiding air flowing into the left and right air intake holes around the separation wall in both directions; It can be achieved by configuring.
그리고 상기 좌,우측 냉각홀은 스테이터 코어와 일정 폭으로 접촉되는 다수의 열전달부와; 열전달부 사이의 열기입구와 통하도록 열전달부 이면에 구비되는 바람골;로 형성하고, 바람골의 바람이 닿는 단면적을 열전달부의 단면적보다 더 크게 형성함으로서 달성될 수 있다.In addition, the left and right cooling holes include a plurality of heat transfer parts contacting the stator core with a predetermined width; It can be achieved by forming a greater than the cross-sectional area of the heat-transfer portion than the cross-sectional area of the wind-transfer portion formed by;
이와 같은 본 발명은 양방향 모터의 모터프레임 내주면에 형성된 분리벽을 중심으로 구비된 좌,우측 냉각홀을 통해 좌,우측 공기흡입공에서 유입되는 바람이 냉각홀의 열전달부 및 스테이터 코어를 직접 냉각시켜 주므로 냉각이 보다 효율적으로 행하여 지는 효과가 있다.In the present invention, the wind flowing from the left and right air intake holes through the left and right cooling holes provided around the separation wall formed on the inner circumferential surface of the motor frame of the bidirectional motor directly cools the heat transfer part and the stator core of the cooling hole. There is an effect that cooling is performed more efficiently.
특히 스테이터 코어의 표면 직접 냉각 시 바람과 접촉되는 좌,우 냉각홀의 바람골 단면적이 열전달부보다 큰 면적을 이루고 있어서 양쪽 바람골을 지나가는 바람의 접촉면적 증대로 스테이터 코어의 양쪽을 냉각시켜 주므로 보다 신속하게 효율적으로 냉각되는 효과가 있다.In particular, when the surface of the stator core is directly cooled, the cross-sectional area of the wind bone in the left and right cooling holes in contact with the wind forms a larger area than the heat transfer part, so it increases the contact area of the wind passing through both wind bones, thereby cooling both sides of the stator core more quickly It has the effect of being efficiently cooled.
도 1 은 본 발명이 실시된 양방향 모터의 외관 형태를 보인 정면도
도 2 는 본 발명이 실시된 양방향 모터 구조를 일 실시예로 보인 횡단면도
도 3 은 본 발명이 실시된 양방향 모터 구조를 다른 실시예로 보인 횡단면도
도 4 는 본 발명의 모터프레임 구조를 보인 측면도
도 5 는 본 발명의 모터프레임에 스테이터 코어가 설치된 상태도
도 6 은 본 발명의 모터프레임 양쪽에 조립되는 좌,우측 커버의 도면1 is a front view showing the appearance of the bidirectional motor according to the present invention
Figure 2 is a cross-sectional view showing a bi-directional motor structure according to one embodiment of the present invention
3 is a cross-sectional view showing a bi-directional motor structure according to another embodiment of the present invention
Figure 4 is a side view showing the motor frame structure of the present invention
5 is a state diagram stator core is installed in the motor frame of the present invention
Figure 6 is a view of the left and right covers assembled to both sides of the motor frame of the present invention
이하에서는 본 발명의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 기술적 구성 및 작용을 바람직한 실시 예로 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a technical configuration and operation capable of effectively achieving the above object of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 실시된 양방향 모터의 외관 형태를 보인 정면도이고, 도 2 는 본 발명이 실시된 양방향 모터 구조를 일 실시예로 보인 횡단면도이다.1 is a front view showing an external form of a bidirectional motor in which the present invention is implemented, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing a bidirectional motor structure in which the present invention is implemented in one embodiment.
이에 도시된 바와 같이 본 발명은 모터프레임(100)과 스테이터 코어(110) 및 좌,우측 커버(120a)(120b)와 모터축(130), 양쪽 팬(140a)(140b) 및 좌,우측 냉각홀(150a)(150b)로 구성된다.As shown in the present invention, the
상기 모터프레임(100)은 측면이 개구된 통체로 이루어지며, 통체 내면 중앙에는 통체 내부를 좌방과 우방으로 분리시켜 주는 링 타입의 분리벽(101)이 설치된다. 그리고 분리벽(101)을 중심으로 좌,우측 공기흡입공(102a)(102b)이 빙둘러 다수 구비된다.The
상기 스테이터 코어(110)는 모터프레임(100) 내에서 상기 링 타입의 분리벽(101) 내부에 설치되어 고정 자를 이룬다.The
상기 좌,우측 커버(120a)(120b)는 모터프레임(100)의 양쪽 개구부를 막아주며, 중앙의 축공(121a)(121b)을 중심으로 사방에 통기공(122a)(122b)이 각각 구비되어 있다.The left and right covers 120a and 120b block both openings of the
상기 모터축(130)은 스테이터 코어(110) 중앙에서 회전자와 일체로 회전된다. 그리고 좌,우측 커버(120a)(120b)의 축공(121a)(121b)을 통해 모터프레임(100)의 양방향으로 돌출되도록 설치된다.The
상기 양쪽 팬(140a)(140b)은 양방향으로 돌출된 양쪽 모터축(130)에 설치되며, 모터프레임(100) 내의 분리벽(101)으로 구분된 좌방 및 우방에서 발생되는 열을 양쪽 외부방향으로 각각 인출시켜 준다.The both
상기 좌,우측 냉각홀(150a)(150b)은 분리벽(101)을 중심으로 모터프레임(100)의 양쪽 내주면에 형성되며 좌,우측 공기흡입공(102a)(102b)으로 유입되는 공기를 양방향으로 안내하여 준다.The left and
이러한 본 발명은 양방향 모터축(130)이 회전하면 모터축(130)의 양단에 설치된 양쪽 팬(140a)(140b)이 회전되고, 그러면 모터프레임(100)의 분리벽(101)을 중심으로 형성된 좌측 공기흡입공(102a)을 통해 유입된 공기는 좌측 냉각홀(150a)을 통해 좌측 커버(120a)의 통기공(122a)으로 바람이 빠져나가는 공기 흐름을 갖게 된다.In the present invention, when the
그리고 우측 공기흡입공(102b)을 통해 유입된 공기는 우측 냉각홀(150b)을 통해 우측 커버(120b)의 통기공(122b)으로 바람이 빠져나가는 공기 흐름을 갖게 된다.In addition, the air introduced through the right
도 4 는 본 발명의 모터프레임(100) 구조를 보인 측면도이다. 이에 도시된 바와 같은 본 발명에서 모터프레임(100) 내주면의 좌,우측 냉각홀(150a)(150b)은 스테이터 코어(110)와 일정 폭으로 접촉되는 다수의 열전달부(151)와; 열전달부(151) 사이의 입구(152)와 통하도록 열전달부(151) 이면에 구비되는 바람골;로 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 좌,우측 냉각홀은 도면에서와 같이 "아자문양" 형태로 형성하는 것이 바람직하지만, 오옴(Ω) 형태로 형성할 수도 있다. 4 is a side view showing the structure of the
모터 가동으로 고열이 발생되면 스테이터 코어(110)는 좌,우측 냉각홀(150a)(150b)의 열전달부(151)에 열을 전달하는 상태이며 좌,우측 공기흡입공(102a)(102b)으로 유입되는 바람이 상기 바람골을 통해 양방향으로 안내될 때 열전달부(151) 및 입구(152)로 바람의 냉각 효과가 미치면서 스테이터 코어(110)의 표면을 양방향으로 직접 냉각하게 되는 것이다.When high heat is generated by the operation of the motor, the
그리고, 바람골은 열전달부(151)의 단면적보다 큰 단면적을 갖는 상태로 열전달부(151) 후방에 구비되어 있으므로 바람 닿는 면적이 큰 바람골 및 입구(152)에 의해 스테이터 코어(110)의 표면을 직접 냉각하는 방식이므로 냉각 효율을 상당히 증대시킬 수 있다.In addition, the wind bone is provided on the rear side of the
그리고 모터축(130)의 양방향에 양쪽 팬(140a)(140b)을 설치할 때 본 발명은 도 2 및 도 3 에서와 같이 양쪽 팬(140a)(140b)의 설치 위치를 달리할 수 있다.And when installing both
즉, 도 2 와 같이 스테이터 코어(110)와 좌,우측 커버(120a)(120b) 사이에 구비한 소정의 공간부에 설치하여 양쪽 팬(140a)(140b)이 모터프레임(100) 내부에 구비되게 한 것과, 도 3 과 같이 모터프레임(100)의 양쪽 외부로 돌출된 모터축(130) 부위에 설치하여 양쪽 팬(140a)(140b)이 모터프레임(100) 외부에 구비되게 한 것 중 어느 하나로 설치하여도 무방한 것으로서, 필요에 따라 변경 가능하다.That is, as shown in FIG. 2, both
100 : 모터프레임 101 : 분리벽
102a,102b: 좌,우측 분리벽 110 : 스테이터 코어
120a,120b: 좌,우측 커버 121a, 121b: 축공
122a,122b: 통기공 130 : 모터축
140a,140b: 양쪽 팬 150a,150b: 좌,우측 냉각홀
151 : 열전달부 152 : 입구100: motor frame 101: partition wall
102a, 102b: left and right separation walls 110: stator core
120a, 120b: left and
122a, 122b: vent 130: motor shaft
140a, 140b: both
151: heat transfer unit 152: entrance
Claims (4)
모터프레임(100) 내에 설치되어 고정 자를 이루는 스테이터 코어(110);
모터프레임(100)의 양쪽 개구부를 막아주며, 중앙의 축공(121a)(121b)을 중심으로 사방에 통기공(122a)(122b)이 각각 구비된 좌,우측 커버(120a)(120b);
스테이터 코어(110) 중앙에서 회전자와 일체로 회전되도록 좌,우측 커버(120a)(120b)의 축공(121a)(121b)을 통해 양방향으로 돌출되는 모터축(130);
모터축(130)의 좌,우 양쪽에 설치되어 모터프레임(100) 내의 분리벽(101)으로 구분된 좌방 및 우방에서 발생되는 열을 양쪽 외부로 각각 인출시키는 양쪽 팬(140a)(140b);
모터프레임(100)의 내주면에 형성되되 분리벽(101)을 중심으로 좌,우측 공기흡입공(102a)(102b)으로 유입되는 공기를 양방향으로 안내하는 좌,우측 냉각홀(150a)(150b);로 구성되어 스테이터 코어(110)의 표면을 직접 냉각할 수 있도록 하고,
모터프레임(100)의 좌,우측 냉각홀(150a)(150b)은
스테이터 코어(110)와 일정 폭으로 접촉되는 다수의 열전달부(151)와;
열전달부(151) 사이의 입구(152)와 통하도록 열전달부(151) 이면에 구비되는 바람골;로 형성하며
상기 열전달부(151) 및 바람골을 지그 재그로 반복시켜서 "아자문양" 형태 또는 "오옴(Ω)문양" 형태로 형성하되, 바람이 닿는 바람골 단면적을 열전달부(151)의 단면적보다 더 크게 형성하여
스테이터 코어(110)의 표면 직접 냉각 시 바람과 접촉되는 단면적 증대로 냉각 효율을 높이도록 한 것을 특징으로 하는 양방향 모터의 냉각 구조.
A motor frame 100 having a plurality of left and right air intake holes 102a and 102b around the ring-type separation wall 101 separating the inside of the cylinder with both sides open to the left and right;
A stator core 110 installed in the motor frame 100 to form a stator;
Left and right cover (120a) (120b), which covers both openings of the motor frame (100), and has vent holes (122a) and (122b) in all directions around the central shaft hole (121a) (121b);
A motor shaft 130 protruding in both directions through the shaft holes 121a and 121b of the left and right covers 120a and 120b so as to integrally rotate with the rotor in the center of the stator core 110;
Installed on both left and right sides of the motor shaft 130, both fans 140a and 140b for drawing heat generated from the left and right sides separated by the dividing walls 101 in the motor frame 100 to each outside;
It is formed on the inner circumferential surface of the motor frame 100, the left and right cooling holes (150a) (150b) to guide the air flowing into the left and right air intake holes (102a) (102b) in both directions around the separation wall (101) It is composed of; to directly cool the surface of the stator core 110,
The left and right cooling holes 150a and 150b of the motor frame 100 are
A plurality of heat transfer units 151 contacting the stator core 110 with a predetermined width;
It is formed with a wind bone provided on the back surface of the heat transfer unit 151 to communicate with the inlet 152 between the heat transfer unit 151;
The heat transfer part 151 and the wind bone are repeated in a zig-zag to form a “azalea pattern” or a “ohm (Ω) pattern”, but the cross-sectional area of the wind bone that the wind touches is greater than the cross-sectional area of the heat transfer part 151. Formally
Cooling structure of the two-way motor, characterized in that to increase the cooling efficiency by increasing the cross-sectional area in contact with the wind when directly cooling the surface of the stator core 110.
양쪽 팬(140a)(140b)은,
스테이터 코어(110)와 좌,우측 커버(120a)(120b) 사이에 구비한 소정의 공간부에 설치하여 양쪽 팬(140a)(140b)이 모터프레임(100) 내부에 구비되게 한 것과,
모터프레임(100)의 양쪽 외부로 돌출된 모터축(130) 부위에 설치하여 양쪽 팬(140a)(140b)이 모터프레임(100) 외부에 구비되게 한 것 중
어느 하나인 것을 특징으로 하는 양방향 모터의 냉각 구조.According to claim 1,
Both fans 140a and 140b,
It is installed in a predetermined space provided between the stator core 110 and the left and right covers 120a and 120b so that both fans 140a and 140b are provided inside the motor frame 100,
Among the ones installed on both sides of the motor shaft 130 protruding to both sides of the motor frame 100, both fans 140a and 140b are provided outside the motor frame 100.
Cooling structure of the bi-directional motor, characterized in that any one.
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