KR102178567B1 - 자체 냉각이 가능한 외전형 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자체 냉각이 가능한 외전형 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자체적으로 냉각이 가능하도록 하기 위한 자체 냉각이 가능한 외전형 모터에 관한 것이다. 본 발명은 외형을 형성하는 하우징부; 상기 하우징부의 내부에 형성되며, 회전 가능하게 마련되는 회전부; 상기 회전부를 고정하도록 마련된 고정부; 및 상기 고정부에 고정되는 모터부를 포함하며, 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부와 상기 하우징부 사이로 냉각유가 상승하여 상기 모터부를 냉각시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터를 제공한다.

Description

자체 냉각이 가능한 외전형 모터{SELF-COOLING OUTER ROTOR MOTORS}

본 발명은 자체 냉각이 가능한 외전형 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자체적으로 냉각이 가능하도록 하기 위한 자체 냉각이 가능한 외전형 모터에 관한 것이다.

일반적으로, 모터는 코어와 코일이 발열로 인한 고장 발생 가능성이 높기 때문에 모터를 냉각하기 위한 장치가 필요하다.

이에, 종래의 수냉식 냉각 모터는 하우징의 내부와 외부에 냉각유를 주입하고, 냉각유를 순환시킴으로써, 모터를 냉각시키도록 마련되었다.

그러나, 종래의 수냉식 냉각 모터는 냉각유를 순환시키기 위해 외부에 별도의 동력원을 구비해야 했다. 구체적으로, 종래의 수냉식 냉각 모터는 외부에 펌프를 구비하고, 펌프의 동력을 이용하여 냉각유를 순환시킴으로써 모터의 냉각을 수행하였다.

이처럼 종래의 수냉식 냉각 모터는 별도의 동력원인 펌프를 구비해야 했기 때문에 설치비가 증가하고, 모터의 냉각을 위한 유지 비용이 증가하는 문제가 있었다.

따라서, 별도의 동력원 없이도 모터를 냉각할 수 있는 기술이 필요하다.

일본공개특허 제1994-062760호

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 자체적으로 냉각이 가능하도록 하기 위한 자체 냉각이 가능한 외전형 모터를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 외형을 형성하는 하우징부; 상기 하우징부의 내부에 형성되며, 회전 가능하게 마련되는 회전부; 상기 회전부를 고정하도록 마련된 고정부; 및 상기 고정부에 고정되는 모터부를 포함하며, 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부와 상기 하우징부 사이로 냉각유가 상승하여 상기 모터부를 냉각시키도록 마련된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터를 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전부는, 상기 하우징부의 내부 중심에 구비되는 회전축; 상기 회전축의 상부에 결합되는 상부회전자; 상기 상부회전자와 연결되어 마련되며, 상기 측면 방향에 구비되는 측면회전자; 및 상기 측면회전자의 외측면에 형성되며, 상기 냉각유를 상부로 상승시키도록 안내하는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측면회전자는 상기 하우징부의 측면과 평행하게 연장 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가이드홈은, 상기 측면회전자의 외측면에 기설정된 간격마다 나사홈 형태로 이루어져 상기 측면회전자가 회전함에 따라 상기 측면회전자의 외측면과 상기 하우징부의 내측면 사이로 상기 냉각유가 상승 가능하게 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가이드홈은, 상기 측면회전자의 외측면의 둘레를 따라 나선형홈 형태로 이루어져 상기 측면회전자가 회전함에 따라 상기 측면회전자의 외측면과 상기 하우징부의 내측면 사이로 상기 냉각유가 상승 가능하게 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측면회전자는 하단에 마련된 상기 가이드홈 중 일부가 상기 냉각유에 수용되도록 연장 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 측면회전자의 상부 및 상기 상부회전자의 일단에 형성되는 분사홀을 더 포함하며,

상기 분사홀은 상승된 상기 냉각유가 상기 모터부를 향해 분사될 수 있도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정부는, 상기 회전축을 고정하도록 마련된 제1 고정체; 내부에 상기 모터부를 감싸도록 마련된 모터고정체; 및 상기 모터고정체를 고정하도록 마련된 제2 고정체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 고정부는, 상기 측면회전자의 하부에 마련되는 유동가이드를 더 포함하는 것을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 냉각유는 유동파라핀인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 자체 냉각이 가능한 외전형 모터를 적용한 드론을 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 자체 냉각이 가능한 외전형 모터의 작동방법을 제공한다.

상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 별도의 동력원 없이도 냉각유를 순환시켜 모터를 냉각시킬 수 있어 경제적이다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자체 냉각이 가능한 외전형 모터의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징부의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전부의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자체 냉각이 가능한 외전형 모터의 작동 예시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자체 냉각이 가능한 외전형 모터의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하우징부의 예시도이다. 그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전부의 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고정부의 예시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 것처럼, 자체 냉각이 가능한 외전형 모터(100)는 하우징부(110), 회전부(120), 고정부(130) 및 모터부(140)를 포함할 수 있으며, 상기 회전부(120)의 회전에 따라 상기 회전부(120)와 상기 하우징부(110) 사이로 냉각유가 상승하여 상기 모터부(140)를 냉각시키도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 하우징부(110)는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터(100)의 외형을 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 회전부(120)는 상기 하우징부(110)의 내부에 형성되며, 회전 가능하게 마련될 수 있다.

상기 회전부(120)는 회전축(121), 상부회전자(122), 측면회전자(123) 및 가이드홈(124)을 포함할 수 있다.

상기 회전축(121)은 상기 하우징부(110)의 내부 중심에 마련될 수 있다.

상기 상부회전자(122)는 상기 회전축(121)의 상부에 결합되며 회전 가능하게 마련될 수 있다.

상기 측면회전자(123)는 상기 상부회전자(122)와 연결되어 마련되며, 상기 측면 방향에 구비될 수 있다.

상기 가이드홈(124)은 상기 측면회전자(123)의 외측면에 형성되며, 상기 냉각유(150)를 상부로 상승시키도록 마련될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 측면회전자(123)는 상기 하우징부(110)의 측면과 평행하게 상하 방향으로 연장 형성될 수 있다.

그리고, 상기 가이드홈(124)은 상기 측면회전자(123)의 외측면에 기설정된 간격마다 나사홈 형태로 이루어져 상기 측면회전자(123)가 회전함에 따라 상기 측면회전자(123)의 외측면과 상기 하우징부(110)의 내측면 사이로 상기 냉각유(150)가 상승하도록 마련될 수 있다.

즉, 상기 냉각유(150)는 상기 측면회전자(123)가 회전할 때, 상기 가이드홈(124)의 형상에 의해 상승 선회류를 형성하면서 상승하게 될 수 있다.

여기서, 상기 냉각유(150)는 유동파라핀일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

또 다른 실시예로서, 상기 가이드홈(124)은, 상기 측면회전자(123)의 외측면의 둘레를 따라 나선형의 홈 형태로 이루어질 수 있다. 이처럼 마련된 다른 실시예에 따른 가이드홈은 상기 측면회전자(123)가 회전함에 따라 상기 측면회전자(123)의 외측면과 상기 하우징부(110)의 내측면 사이로 상기 냉각유가 상승하게 될 수 있다.

또한, 상기 측면회전자(123)는 하단에 마련된 상기 가이드홈(124) 중 일부가 상기 냉각유(150)에 수용되도록 연장 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 측면회전자(123)의 하단은, 상기 회전부(120)가 회전하기 전에 상기 가이드홈(124) 중 일부가 상기 냉각유(150)에 수용된 상태가 되도록 연장 형성될 수 있다. 상기 측면회전자(123)의 하단이 상기 냉각유(150)에 수용된 상태일 때, 상기 냉각유(150)가 상기 회전부(120)가 회전시 상기 측면회전자(123)를 따라 상승하게 될 수 있다.

또한, 상기 상부회전자(122)와 상기 측면회전자(123) 사이에는 분사홀(125)이 더 형성될 수 있다. 상기 분사홀(125)은 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110) 사이로 상승한 상기 냉각유(150)가 상기 모터부(140)를 향해 분사되도록 할 수 있는 경로를 형성하도록 마련될 수 있다.

상기 분사홀(125)은, 도시된 바와 같이 하나의 홀 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 분사홀(125)은 복수의 타공홀로 이루어져 상기 상기 냉각유(150)가 상기 모터부(140)에 닿을 수 있도록 상기 냉각유(150)의 분사 압력을 높이는 구조로 마련될 수도 있다.

이처럼 마련된 상기 분사홀(125)은 상기 모터부(140)와의 거리에 상관없이 상기 모터부(140)에 상기 냉각유(150)가 닿도록 할 수 있다.

상기 고정부(130)는 상기 회전부를 고정하도록 마련되며, 제1 고정체(131), 모터고정체(132), 제2 고정체(133) 및 유동가이드(134)를 포함할 수 있다.

상기 제1 고정체(131)는 상기 회전축(121)을 고정하도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 고정체(131)는 상기 회전축(121)의 외측을 감싸도록 마련되어 상기 회전축(121)을 고정하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 제1 고정체(131)와 상기 회전축(121)이 접하는 면은 베어링에 의해 결합됨으로써, 상기 회전축(121)이 상기 제1 고정체(131)에 결합된 상태에서도 회전이 가능하게 이루어질 수 있다.

상기 모터고정체(132)는 내부에 상기 모터부(140)를 감싸도록 마련될 수 있다.

구체적으로, 상기 모터고정체(132)는 상기 제1 고정체(131)의 바깥측으로 소정의 간격만큼 이격되어 마련될 수 있으며, 하나 이상으로 마련될 수 있다. 그리고, 상기 모터고정체(132)는 내측에 상기 모터부(140)가 삽입되어 고정되도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 모터고정체(132)는 상기 모터부(140)가 냉각유(150)의 상부에 위치하도록 고정할 수 있다.

상기 제2 고정체(133)는 상기 모터고정체(132)를 고정하도록 마련될 수 있다.

상기 유동가이드(134)는 상기 측면회전자(123)의 하부에 이격되어 마련되며, 상기 유동가이드(134)와 상기 하우징부(110)의 내측면 사이의 간격은 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110)의 내측면 사이의 간격과 동일하게 마련될 수 있다.

이처럼 마련된 상기 유동가이드(134)는 상기 측면회전자(123)가 회전하여 상기 냉각유(150)가 상승할 때, 상기 냉각유(150)를 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110) 사이로 안내할 수 있다.

구체적으로, 상기 측면회전자(123)가 회전하여 상기 냉각유(150)를 상승시키게 되면, 상기 냉각유(150)의 수위는 점차 하강하여 상기 측면회전자(123)의 하단이 수면 위로 드러나게 될 수 있다. 이처럼 상기 측면회전자(123)의 하단이 수면 위로 드러날 경우, 상기 냉각유(150)가 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110) 사이로 유입되지 않을 수 있다. 이때, 상기 유동가이드(134)는 상기 냉각유(150)가 상승하는 압력에 의해 상기 유동가이드(134)와 상기 하우징부(110)의 내측면 사이로 계속 상승하게 함으로써, 상기 냉각유(150)가 계속 상기 가이드홈(124)을 따라 상승하도록 할 수 있다.

상기 모터부(140)는 상기 고정부(130)에 고정되어 마련되며, 모터, 코어 및 코일을 포함할 수 있다. 상기 코어는 상기 모터고정체(132)의 내측에 삽입되어 고정되도록 마련되며, 상기 모터부(140)는 외전형 모터로서 공지 기술된 방식과 동일하게 작동될 수 있다. 구체적으로, 상기 코일은 상기 코어에 권선되어 마련되고, 상기 모터는 상기 코일에 자기장이 주기적으로 반대 방향으로 형성되도록 전류를 흘려줌으로써, 상기 회전부(120)가 형성된 자기장의 방향에 따라 회전이 이루어지도록 하는 일반적인 외전형 모터의 작동 방식으로 이루어질 수 있다.

그리고. 상기 모터부(140)에서 발열이 가장 심한 코어 및 코일은 상기 가이드홈(124)에 의해 상승한 상기 냉각유(150)에 의해 냉각될 수 있다.

이하, 하기 도면을 참조하여, 상기 자체 냉각이 가능한 외전형 모터(100)의 작동 과정을 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자체 냉각이 가능한 외전형 모터의 작동 예시도이다.

도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 상기 회전부(120)가 회전하기 전에, 측면회전자(123)의 상기 가이드홈(124)은 상기 냉각유(150)의 수면 아래에 잠긴 상태에 있다.

이 상태에서, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 회전부(120)가 회전하게 되면, 상기 가이드홈(124)에 의해 상기 냉각유(150)는 상승 선회류를 형성하게 된다. 이처럼 상승 선회류가 형성된 상기 냉각유(150)는 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110)의 내측면을 따라 상승하게 된다.

이때, 상기 유동가이드(134)는 상기 가이드홈(124)이 상기 냉각유(150)의 수면 위로 드러나더라도, 상기 냉각유(150)의 상승하는 압력을 유지시켜줄 수 있다. 그 결과, 상기 유동가이드(134)와 상기 하우징부(110)의 내측면을 따라 계속 상기 냉각유(150)가 상승하게 되고, 상승한 상기 냉각유(150)는 상기 측면회전자(123)와 상기 하우징부(110)의 내측면을 따라 계속 상승하게 될 수 있다.

도 5의 (c)에 도시된 것처럼, 상기 가이드홈(124)을 따라 상승한 상기 냉각유(150)는 상기 상부회전자(122)와 상기 측면회전자(123) 사이에 형성된 분사홀(125)에 의해 상기 모터부(140)에 뿌려짐으로써, 상기 모터부(140)를 냉각시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 마련된 상기 자체 냉각이 가능한 외전형 모터(100)는 별도의 동력원 없이도 냉각유를 순환시켜 모터를 냉각시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 설비 제작에 소요되는 비용 및 펌프 유지 관리에 소요되는 비용 등을 절감할 수 있어 경제적이다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 자체 냉각이 가능한 외전형 모터
110: 하우징부
120: 회전부
121: 회전축
122: 상부회전자
123: 측면회전자
124: 가이드홈
125: 분사홀
130: 고정부
131: 제1 고정체
132: 모터고정체
133: 제2 고정체
134: 유동가이드
140: 모터부
150: 냉각유

Claims (9)

1. 외형을 형성하는 하우징부;
   상기 하우징부의 내부에 형성되며, 회전 가능하게 마련되는 회전부;
   상기 회전부를 고정하도록 마련된 고정부; 및
   상기 고정부에 고정되는 모터부를 포함하며,
   상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부와 상기 하우징부 사이로 냉각유가 상승하여 상기 모터부를 냉각시키도록 마련되고,
   상기 회전부는,
   상기 하우징부의 내부 중심에 구비되는 회전축;
   상기 회전축의 상부에 결합되는 상부회전자;
   상기 상부회전자와 연결되어 마련되며, 상기 회전축의 측면 방향에 구비되는 측면회전자; 및
   상기 측면회전자의 외측면에 형성되며, 상기 냉각유를 상부로 상승시키도록 안내하는 가이드홈을 포함하며,
   상기 측면회전자의 상부 및 상기 상부회전자의 일단에 형성되는 분사홀을 더 포함하며,
   상기 분사홀은 상승된 상기 냉각유가 상기 모터부를 향해 분사될 수 있도록 마련된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 측면회전자는 상기 하우징부의 측면과 평행하게 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드홈은,
   상기 측면회전자의 외측면에 기설정된 간격마다 나사홈 형태로 이루어져 상기 측면회전자가 회전함에 따라 상기 측면회전자의 외측면과 상기 하우징부의 내측면 사이로 상기 냉각유가 상승 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 가이드홈은,
   상기 측면회전자의 외측면의 둘레를 따라 나선형홈 형태로 이루어져 상기 측면회전자가 회전함에 따라 상기 측면회전자의 외측면과 상기 하우징부의 내측면 사이로 상기 냉각유가 상승 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 측면회전자는
   하단에 마련된 상기 가이드홈 중 일부가 상기 냉각유에 수용되도록 연장 형성된 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 회전축을 고정하도록 마련된 제1 고정체;
   내부에 상기 모터부를 감싸도록 마련된 모터고정체; 및
   상기 모터고정체를 고정하도록 마련된 제2 고정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 고정부는,
   상기 측면회전자의 하부에 마련되는 유동가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 냉각이 가능한 외전형 모터.

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