KR102100172B1 - Cooling structure of motor - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cooling structure of a motor and, more specifically, to a cooling structure of a motor, capable of directly cooling the surface of a stator core more efficiently. According to the present invention, the cooling structure of a motor comprises: a motor frame (100); a stator core (110) installed inside the motor frame (100); left and right covers (120a, 120b) having ventilation holes (122a, 122b); a motor shaft (130) installed in the shaft holes (121a, 121b) of the left and right covers (120a, 120b); a fan (140) installed in a space between the left cover (120a) and the stator core (110); and a cooling hole (150).

Description

모터의 냉각 구조{Cooling structure of motor}Cooling structure of motor

본 발명은 모터의 냉각 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 모터 구동시 모터 내부의 스테이터 코어에서 발생하는 열을 일측 커버에서 유입되어 타측 커버로 빠져나가는 공기바람을 보다 효율적으로 이용하여 보다 신속하게 냉각시킬 수 있도록 함으로서 모터를 오랜 시간 구동하더라도 과열됨이 없이 계속 사용할 수 있는 모터의 냉각 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling structure of a motor, and more specifically, to cool more quickly by using the air generated by the stator core inside the motor when the motor is driven from the cover on one side and exiting to the other cover more efficiently. It relates to a cooling structure of a motor that can continue to be used without overheating even if the motor is driven for a long time.

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 회전자와 모터축이 장시간 고속 회전 운동을 하게 되면 모터프레임 내부에는 고온의 열이 발생하게 되며, 이 고온의 열은 스테이터 코어를 거쳐 모터프레임으로 전달되며, 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, and the high-temperature heat is transmitted to the motor frame through the stator core, and the high-temperature heat transmitted to the motor frame. If the heat is not cooled quickly, the motor overheats.

그리고 모터의 과열 현상은 회전자가 고속 회전될 때 스테이터 코어와의 회전 마찰력을 높이게 되어 스테이터 코어의 위치를 이동시키게 되므로 회전자가 점차 회전력을 잃게되는 고장의 원인이 되고 있으므로 모터프레임으로 전달된 고온의 열을 신속하게 식혀 주어야만 한다.And the overheating phenomenon of the motor increases the rotational frictional force with the stator core when the rotor rotates at high speed, thereby shifting the position of the stator core, causing the rotor to gradually lose the rotational force, causing high-temperature heat transferred to the motor frame. Must be cooled quickly.

이를 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 this purpose, there is a "stator core fixing device of a synchronous AC servo motor" of the Republic of Korea Public Utility Model Publication No. 1999-0023364 disclosed in the following patent literature (hereinafter referred to as 'prior technology').

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.

대한민국 공개실용신안공보 공개번호 실1999-0023364호의 "동기형 AC서보모터의 스테이터 코아 고정장치"Republic of Korea Utility Model Publication No. 1999-0023364 "Stator core fixing device of synchronous AC servo motor"

그러나 상기 선행기술처럼 모터프레임 외면에 구비한 다수의 방열핀을 통한 대기 중의 방열 방식으로는 모터프레임 및 스테이터 코어에 가해진 고온의 열을 보다 신속하게 식혀주지 못하므로 장시간 모터 가동 시 모터의 과열로 모터 기능이 저하되는 문제점이 자주 발생된다.However, as in the prior art, 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 the motor functions due to overheating of the motor when the motor is operated for a long time. This deteriorating problem frequently occurs.

본 발명은 상기와 같은 선행기술의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 스테이터 코어에서 발생하는 열을 냉각시킬 때 일측 커버로 유입되어 타측 커버로 빠져나가는 공기바람을 이용하여 보다 효율적으로 스테이터 코어의 표면을 직접 냉각시켜 줄 수 있도록 함으로서 과열됨이 없이 장시간 구동시킬 수 있는 모터의 냉각 구조를 제공하는데 있다.The present invention was developed to improve the problems of the prior art as described above, and the object of the present invention is to use heat from the stator core to cool the heat generated in one side cover and to exit the other cover to make it more efficient. Accordingly, by providing a cooling structure of the stator core directly, it is to provide a cooling structure of a motor that can be driven for a long time without being overheated.

이와 같은 본 발명의 목적은 양 측면이 개구된 통체로 이루어진 모터프레임; 모터프레임 내에 고정자로 설치되는 스테이터 코어; 모터프레임의 양쪽 개구부를 막아주며, 축공 사방에 통기공이 각각 구비된 좌,우측 커버; 스테이터 코어 중앙에서 회전자와 일체로 회전되도록 좌,우측 커버의 축공에 설치되며, 일단이 우측 커버의 축공을 통해 돌출되는 모터축; 좌측 커버와 스테이터 코어 사이 공간에 설치되며, 좌측 커버()의 흡입공기로 생성한 바람을 우측 커버의 통기홀로 보내는 팬; 모터프레임 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되며, 팬에서 생성된 바람을 우측 커버 쪽으로 안내하는 냉각홀;로 구성함으로서 달성될 수 있다.The object of the present invention as described above is a motor frame made of a cylinder with both sides open; A stator core installed as a stator in the motor frame; Left and right covers that block both openings of the motor frame and are provided with vent holes in all directions; A motor shaft installed in the shaft holes of the left and right covers to rotate integrally with the rotor in the center of the stator core, and one end protruding through the shaft holes of the right cover; A fan installed in a space between the left cover and the stator core, and sending wind generated by the intake air of the left cover () to the ventilation hole of the right cover; It is repeatedly formed at regular intervals on the inner circumferential surface of the motor frame, and can be achieved by configuring a cooling hole to guide the wind generated by the fan toward the right cover.

또한 상기 냉각홀은 스테이터 코어와 일정 폭으로 반복하여 접촉되는 열전달부와 열전달부 사이의 입구와 통하도록 열전달부 이면에 구비되는 바람골로 형성되고, 바람골의 단면적을 열전달부의 단면적보다 더 크게 형성하면 스테이터 코어의 표면을 직접 냉각할 수 있고, 표면 냉각 시의 효율을 증대시킬 수 있어 목적이 효과적으로 달성될 수 있는 것이다.In addition The cooling hole is formed of a wind bone provided on the rear surface of the heat transfer part to communicate with an inlet between the heat transfer part and the heat transfer part that is repeatedly contacted with the stator core at a certain width, and when the cross-sectional area of the wind bone is larger than the cross-sectional area of the heat transfer part, the stator It is possible to directly cool the surface of the core and to increase the efficiency at the time of cooling the surface, so that the objective can be effectively achieved.

이와 같은 본 발명은 일측 커버에서 유입되어 타측 커버로 빠져나가는 공기바람이 냉각홀의 열전달부와 접촉되는 스테이터 코어의 표면을 보다 효율적으로 직접 냉각시켜 주는 것이므로 모터의 냉각이 매우 양호하게 되는 효과가 있다.The present invention has the effect that the cooling of the motor is very good because the air breeze flowing in from the one side cover and exiting the other cover directly cools the surface of the stator core in contact with the heat transfer part of the cooling hole more efficiently.

그리고 스테이터 코어의 표면 직접 냉각 시 바람과 접촉되는 냉각홀의 바람골 단면적이 열전달부보다 큰 면적이므로 바람골을 지나가는 바람의 접촉면적 증대로 스테이터 코어를 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when the surface of the stator core is directly cooled, the cross-sectional area of the wind bone of the cooling hole in contact with the wind is larger than that of the heat transfer part, so that the stator core can be cooled more efficiently by increasing the contact area of the wind passing through the wind bone.

도 1 은 본 발명이 실시된 모터 구조를 일 실시예로 보인 횡단면도
도 2 는 본 발명의 모터프레임에 스테이터 코어가 설치된 상태의 측면도
도 3 은 본 발명의 모터프레임 구조를 보인 측면도
도 4 는 본 발명의 모터프레임 양쪽에 조립되는 좌,우측 커버의 정면도
도 5 는 본 발명의 모터에 설치되는 팬의 구조를 정면과 측면에서 본 도면1 is a cross-sectional view showing a motor structure according to one embodiment of the present invention
Figure 2 is a side view of a state in which the stator core is installed in the motor frame of the present invention
Figure 3 is a side view showing the motor frame structure of the present invention
Figure 4 is a front view of the left and right covers assembled to both sides of the motor frame of the present invention
5 is a view of the structure of the fan installed in the motor of the present invention as seen from the front and side

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 모터 구조를 일 실시예로 보인 횡단면도이고, 도 2 는 본 발명의 모터프레임에 스테이터 코어가 설치된 상태의 측면도이며, 도 3 은 본 발명의 모터프레임 구조를 보인 측면도이다.1 is a cross-sectional view showing a motor structure according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of a state in which a stator core is installed in the motor frame of the present invention, and FIG. 3 is a side view showing a motor frame structure of the present invention. .

이에 도시된 바와 같이 본 발명은 모터프레임(100), 스테이터 코어(110)와 좌,우측 커버(120a)(120b), 모터축(130), 팬(140), 모터프레임(100) 내주면에 형성되는 냉각홀(150)로 구성된다.As shown in the present invention, the present invention is formed on the inner circumferential surface of the motor frame 100, the stator core 110 and the left and right covers 120a, 120b, the motor shaft 130, the fan 140, and the motor frame 100. It consists of a cooling hole 150.

상기 모터프레임(100)은 측면이 개구된 통체로 이루어지며, 상기 스테이터 코어(110)는 모터프레임(100) 내에 설치되어 고정자를 이룬다.The motor frame 100 is made of a cylinder with side openings, and the stator core 110 is installed in the motor frame 100 to form a stator.

상기 좌,우측 커버(120a)(120b)는 도 4 에서와 같이 모터프레임(100)의 양쪽 개구부를 막아주며, 중앙의 축공(121a)(121b)을 중심으로 사방에 통기공(122a)(122b)이 각각 구비된다.The left and right covers 120a and 120b block both openings of the motor frame 100 as shown in FIG. 4, and vent holes 122a and 122b in all directions around the central axial holes 121a and 121b. ) Are provided respectively.

상기 모터축(130)은 도 1 에서와 같이 스테이터 코어(110) 중앙에서 회전자와 일체로 회전되도록 좌,우측 커버(120a)(120b)의 축공(121a)(121b)에 설치되되 일단은 동력전달을 위해 우측 커버(120b)의 축공(121b)을 통해 일정 길이 돌출된다.The motor shaft 130 is installed in the shaft holes 121a and 121b of the left and right covers 120a and 120b so as to be integrally rotated with the rotor in the center of the stator core 110 as shown in FIG. For transmission, a certain length protrudes through the axial hole 121b of the right cover 120b.

상기 팬(140)은 좌측 커버(120a)와 스테이터 코어(110) 사이 공간에 설치되며, 좌측 커버(120a)의 통기공(122a)으로 흡입되는 공기로 생성한 바람을 우측 커버(120b) 방향으로 보낸다.The fan 140 is installed in the space between the left cover 120a and the stator core 110, and the wind generated by the air sucked into the vent hole 122a of the left cover 120a is directed to the right cover 120b. send.

상기 냉각홀(150)은 도 3 에서와 같이 모터프레임(100)의 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되며, 팬(140)에서 생성된 바람을 우측 커버(120b)의 통기공(122b) 쪽으로 안내하여 준다.The cooling hole 150 is repeatedly formed at regular intervals on the inner circumferential surface of the motor frame 100 as shown in FIG. 3, and guides the wind generated by the fan 140 toward the vent hole 122b of the right cover 120b. give.

이에 의해 본 발명은 모터를 가동시키면 모터축(130)의 회전과 함께 모터프레임(100) 내부의 팬(140)이 회전되며, 그러면 좌측 커버(120a)의 통기공(122a)을 통해 유입되는 공기를 팬(140)은 바람으로 생성시켜서 모터프레임(100)의 냉각홀(150)을 거쳐 우측 커버(120b) 쪽으로 보내는 공기 흐름을 갖게 된다.Accordingly, when the motor is operated, the fan 140 inside the motor frame 100 rotates with the rotation of the motor shaft 130, and then air introduced through the vent hole 122a of the left cover 120a. The fan 140 is generated by the wind to have an air flow to the right cover 120b through the cooling hole 150 of the motor frame 100.

이때 도 2 와 같이 스테이터 코어(110)는 모터프레임(100)의 내면에 접촉되어 있는 상태이고, 모터프레임(100)의 내주면에 형성된 냉각홀(150)은 도 3 에서와 같이 스테이터 코어(110)와 일정 폭으로 접촉되는 다수의 열전달부(151) 및 열전달부(151) 사이의 입구(152)와 통하도록 열전달부(151) 이면에 구비되는 바람골로 형성됨을 특징으로 한다.At this time, as shown in FIG. 2, the stator core 110 is in contact with the inner surface of the motor frame 100, and the cooling hole 150 formed on the inner circumferential surface of the motor frame 100 has a stator core 110 as shown in FIG. It is characterized in that it is formed of a wind bone provided on the back surface of the heat transfer unit 151 so as to communicate with the inlet 152 between the plurality of heat transfer units 151 and the heat transfer unit 151 in contact with a certain width.

상기 냉각홀(150)은 도면에서와 같이 "아자문양" 형태로 형성하는 것이 바람직하지만, 오옴(Ω) 형태로 형성할 수도 있다. The cooling hole 150 is preferably formed in the shape of an "azalea pattern" as shown in the drawing, but may also be formed in an ohmic (Ω) shape.

그리고 모터 구동으로 인해 고온의 열이 발생되는 스테이터 코어(110)는 냉각홀(150)의 열전달부(151)에 열을 전달하는 상태가 되며 좌측 커버(120a)의 통기공(122a)으로 유입된 공기로 생성된 바람은 상기 바람골을 통해 안내될 때 입구(152) 및 이와 근접된 열전달부(151)를 통해 스테이터 코어(110)의 표면을 직접 냉각시켜 주게 되는 것이다.And the stator core 110, which generates high-temperature heat due to the motor driving, is in a state of transferring heat to the heat transfer part 151 of the cooling hole 150, and is introduced into the vent hole 122a of the left cover 120a. When the wind generated by air is guided through the wind bone, the surface of the stator core 110 is directly cooled through the inlet 152 and the heat transfer unit 151 adjacent thereto.

여기서 상기 냉각홀(150)을 이루는 바람골은 열전달부(151)의 단면적보다 큰 단면적을 갖으면서 열전달부(151) 후방에 구비되어 있으므로 바람 닿는 면적이 큰 바람골 및 입구(152)에 의해 스테이터 코어(110)의 표면은 보다 신속하게 냉각되어 냉각 효율이 상당히 증대되는 것이다.Here, the wind bone forming the cooling hole 150 has a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the heat transfer part 151 and is provided at the rear of the heat transfer part 151 so that the wind contact area is large and the stator is formed by the inlet 152. The surface of the core 110 is cooled more rapidly, so that the cooling efficiency is significantly increased.

이러한 본 발명은 도 5 에서와 같이 모터에 설치되는 팬의 구조를 정면과 측면에서 본 도면이다. 이에 도시된 바와 같이 팬(140)은 팬몸체(141)의 축공(142)을 중심으로 테두리에 다수의 날개편(143)을 방사형으로 형성하되 날개편(143)의 외측단은 팬몸체(141)의 테두리 보다 일정 길이 돌출되고, 내측단은 외측 방향으로 소정 각도의 경사면(144)을 이루어 형성된다.This invention is a view of the structure of the fan installed in the motor as shown in Figure 5 from the front and side. As shown in the figure, the fan 140 is radially formed with a plurality of wing pieces 143 on the rim around the shaft hole 142 of the fan body 141, but the outer end of the wing piece 143 is a fan body 141 ) Protrudes a certain length than the rim, and the inner end is formed by forming an inclined surface 144 of a predetermined angle in the outer direction.

이러한 팬(140)은 내측단이 외측 방향으로 경사면(144)을 이루고 있는 날개편(143)이 팬몸체(141) 테두리보다 더 돌출된 상태이므로 이러한 날개편(143)에 의해 생성되는 바람의 대부분은 스테이터 코어(110)와 접촉되는 모터프레임(100)의 냉각홀(150)을 이루는 바람골과 입구(152)를 통과하게 되므로 스테이터 코어(110)의 직접 냉각 효과를 더욱 증대시키게 된다.In the fan 140, most of the wind generated by the wing piece 143 is provided because the wing piece 143 whose inner end forms an inclined surface 144 in the outward direction is more protruding than the fan body 141 rim. Silver passes through the wind valley and the inlet 152 forming the cooling hole 150 of the motor frame 100 in contact with the stator core 110, thereby further increasing the direct cooling effect of the stator core 110.

100 : 모터프레임 110 : 스테이터 코어
120a,120b: 좌,우측 커버 121a,121b: 축공
122a,122b: 통기공 130 : 모터축
140 : 팬 141 : 팬몸체
142 : 입구100: motor frame 110: stator core
120a, 120b: left and right covers 121a, 121b: shaft hole
122a, 122b: vent 130: motor shaft
140: fan 141: fan body
142: entrance

Claims (4)

양 측면이 개구된 통체로 이루어진 모터프레임(100);
모터프레임(100) 내에 설치되어 고정자를 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)에 설치되며, 일단이 우측 커버(120b)의 축공(120b)을 통해 돌출되는 모터축(130);
좌측 커버(120a)와 스테이터 코어(110) 사이 공간에 설치되며, 좌측 커버(120a)의 통기공(122a)으로 흡입되는 공기로 생성한 바람을 우측 커버(120b) 방향으로 보내는 팬(140);
모터프레임(100)의 내주면에 일정 간격으로 반복 형성되며, 팬(140)에서 생성된 바람을 우측 커버(120b)의 통기공(122b) 쪽으로 안내하는 냉각홀(150);로 구성되어 스테이터 코어(110)의 표면을 직접 냉각할 수 있도록 하고,
모터프레임(100)의 냉각홀(150)은
스테이터 코어(110)와 일정 폭으로 반복 접촉되는 다수의 열전달부(151);
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 모터의 냉각 구조.
Motor frame 100 made of a cylindrical body with both sides open;
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);
Stator core 110 is installed in the shaft holes (121a) (121b) of the left and right covers (120a) (120b) so as to rotate integrally with the rotor in the center, one end through the shaft hole (120b) of the right cover (120b) A protruding motor shaft 130;
A fan 140 installed in a space between the left cover 120a and the stator core 110 and sending wind generated by air sucked into the vent hole 122a of the left cover 120a in the direction of the right cover 120b;
It is repeatedly formed at regular intervals on the inner circumferential surface of the motor frame 100, and a cooling hole 150 guiding the wind generated by the fan 140 toward the vent hole 122b of the right cover 120b; consisting of a stator core ( 110) allows the surface to be directly cooled,
The cooling hole 150 of the motor frame 100 is
A plurality of heat transfer units 151 repeatedly 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 unit 151 and the wind gol are repeated in a zigzag manner to form a “aza pattern” or a “ohm (Ω) pattern” form,
The cross-sectional area of the wind bone that the wind touches is formed to be larger than the cross-sectional area of the heat transfer part 151.
Cooling structure of the 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.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
팬(140)은,
팬몸체(141)의 축공(142)을 중심으로 테두리에 다수의 날개편(143)을 방사형으로 형성하되
날개편(143)의 외측단은 팬몸체(141)의 테두리에서 일정 길이 돌출되게 하고, 내측단은 외측 방향으로 소정 각도의 경사면(144)을 이루도록 하여
날개편(143)에 의해 생성되는 바람이 스테이터 코어(110)와 접촉되는 모터프레임(100)의 냉각홀(150)을 향하도록 한 것을 특징으로 하는 양방향 모터의 냉각 구조.According to claim 1,
The fan 140,
A plurality of wing pieces 143 are radially formed at the rim around the shaft hole 142 of the fan body 141,
The outer end of the wing piece 143 protrudes a certain length from the edge of the fan body 141, and the inner end forms an inclined surface 144 of a predetermined angle in the outer direction.
Cooling structure of the bi-directional motor, characterized in that the wind generated by the wing piece 143 is directed to the cooling hole 150 of the motor frame 100 in contact with the stator core 110.
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