KR19980048744A - 에이치에스엠(hsm) 냉각용 축류팬 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공작기계에 사용되는 냉각용 축류팬에 관한 것으로서, 종래 HSM에 장착되는 냉각용 팬은 높은 회전수에서 구동되면서 모터내부의 코일 및 베어링 그리고 모터프레임을 냉각시키고 있지만, 이보다 고출력인 모터를 냉각시켜야 할 경우에는 이와같은 냉각팬으로서는 보다 효과적인 냉각효과를 기대할수 없을뿐 아니라 모터의 구동시 진동에 의한 소음이 발생하는등 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 HSM에서 고출력으로 회전구동하는 모터와 대응할수 있도록 축류팬을 성형시키므로서, 코일 및 베어링 그리고 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킴과 동시에 축류팬에서 발생되는 소음을 최소화하여 제품의 성능을 향상시키고자 하는 HSM 냉각용 축류팬이다.

Description

에이치에스엠(HSM) 냉각용 축류팬

본 발명은 공작기계에 사용되는 냉각용 축류팬에 관한 것으로서, 특히 에이치에스엠(HSM: Highspeed Spindle Motor)이 운전될 때 코일 및 베어링 그리고 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키고자 하는 HSM 냉각용 축류팬에 관한 것이다.

일반적으로, HSM에 장착되는 냉각용 팬은 높은 회전수(예:3225rpm)에서 구동되면서 모터내부의 코일 및 베어링 그리고 모터프레임을 냉각시키고 있는 것으로, 이의 냉각유로는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와같이 모터(1)가 회전구동을 하게 되면, 상기 모터(1)의 회전구동에 따라 축류팬(2)이 회전하면서 모터프레임(3)내의 공기흐름 루버(4)를 통해 외부의 공기가 유입된다.

그리고, 상기 유입된 공기는 모터프레임(3)과 코일 및 베어링을 냉각시킨 후 팬커버(5)를 거쳐 팬커버 그릴(6)로 토출되는 것이다.

그러나, 상기 선행기술에 의해 HSM에 장착되는 냉각용 팬은 높은 회전수(3225rpm)에서 구동되면서 모터(1)내부의 코일 및 베어링 그리고 모터프레임(3)을 냉각시키고 있지만, 고출력의 모터를 사용하는 HSM에 있어서는 종래에 사용되는 냉각용 팬으로서는 효과적인 냉각효과를 기대할수 없을뿐 아니라 모터의 구동시 진동에 의한 소음이 발생하는등 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 HSM에서 고출력으로 회전구동하는 모터와 대응할수 있도록 축류팬을 성형시키므로서, 코일 및 베어링 그리고 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킴과 동시에 축류팬에서 발생되는 소음을 최소화하여 제품의 성능을 향상시키고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래 HSM의 유로구조를 보인 측단면도.

도 2의 (가)는 종래 HSM에서 팬커버의 형상을 보인 정면도.

(나)는 도 2 (가)의 B-B단면도.

(다)는 도 2 (가)의 A-A단면도.

도 3의 (가)는 종래 HSM에서 모터프레임의 형상을 보인 정면도.

(나)는 종래 HSM에서 모터프레임의 형상을 보인 측면도.

도 4는 본 발명 HSM 냉각용 축류팬의 형상을 보인 평면도.

도 5는 본 발명 HSM 냉각용 축류팬의 형상을 보인 측단면도.

도 6의 (가)(나)는 본 발명 HSM 냉각용 축류팬에서 팬블래이드의 형상을 보인 단면도.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 HSM 냉각용 축류팬은 첨부된 도 4 내지 도 6에 도시된 바와같이, HSM의 운전시 고출력으로 회전구동하는 모터(1)에 대응하여 코일 및 베어링과 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 다수의 팬블래이드(D)를 형성시키고, 팬허브경(A)내로 모터(1)가 삽입될수 있도록 상기 팬허브경(A)을 팬외경(B)에 비해 크게 함과 동시에 팬블래이드(D)의 앞전거리(L)가 뒷전거리(M)보다 일정하게 길도록 팬 스윕각도(C)를 일정비율로 조정시킨 축류팬(11)을 성형시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

이와같은 본 발명 HSM 냉각용 축류팬구조는, 냉각용 축류팬(11)의 팬블래이드(D) 갯수는 7개로 형성되어 있고 내외경비[팬허브경(A)/팬외경(B)]를 0.48∼0.62로 한 상태에서, 상기 축류팬(11)의 팬외경(B)을 ψ196±1㎜, 팬허브경(A)을 ψ120±1㎜, 팬블래이드(D)의 앞전거리(L)를 36.67±1㎜, 팬블래이드(D)의 뒷전거리(M)를 18.94±1㎜로서, 상기 팬블래이드(D)의 앞전거리(L)를 뒷전거리(M)보다 약 2배정도 길게 성형시킨다.

또한, 상기 냉각용 축류팬(11)의 내외경비(S)를 0.61하고, 최대캠버위치(N)를 0.6으로 함과 동시에 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 일정하게 분포시킨 후, 상기 최대캠버율(%){[최대캠버(P)/코드길이(R)]×100}을 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 5.00∼10.33%로서 선형적인 분포를 이루도록 성형시킨다.

이후, 상기 냉각용 축류팬(11)의 피치각도(Q)를 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 47.0。∼ 32.0。 로서 선형적인 분포를 이루도록 성형시킨후, 스윕각도(C)를 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 0。∼ 30.0。 로 2차 포물선으로 분포시켜 성형시킨다.

그리고, 상기 냉각용 축류팬(11)의 팬블래이드(D)사이의 간격을 도 4에 도시된 바와같이, 팬블래이드(D)의 내측에서부터 외측으로 진행되는 수순(ⓐ∼ⓑ∼ⓒ∼ⓓ)에 따라 18.0∼15.0∼8.0∼55.0㎜로 분포시킨 후, 상기 팬블래이드(D)의 날개간격을 15.0와 8.0㎜인 부분의 블래이드 허브(E)와 블래이드 팁(F)사이의 위치인 0.75와 0.95(허브:0, 팁:1)에서 성형시키므로서, HSM의 운전시 고출력으로 회전구동하는 모터(1)에 대응하여 코일 및 베어링과 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킴고 동시에 소음의 발생을 최소화시키게 되는 것이다.

즉, HSM의 냉각성능 측면에서 코일 및 베어링 그리고 모터프레임의 온도상승의 규격은 최고 100℃로, 상기 HSM 냉각용 축류팬을 사용할 경우에는 최고 온도상승치가 약 80℃로 나타나게 되므로서 우수한 냉각성능을 발휘하게 된다.

한편, HSM 냉각용 축류팬의 소음 발생은 극히 미비하게 발생되는 것으로서,

[표 1]

상기 표1 에서와 같이, 예시된 비교대상에 의해 HSM 냉각용 축류팬에서의 소음은 극히 미비하게 발생하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 HSM에서 고출력으로 회전구동하는 모터와 대응할수 있도록 축류팬을 성형시키므로서, 코일 및 베어링 그리고 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킴과 동시에 축류팬에서 발생되는 소음을 최소화하여 제품의 성능을 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (8)

1. HSM의 운전시 고출력으로 회전구동하는 모터(1)에 대응하여 코일 및 베어링과 모터프레임에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 다수의 팬블래이드(D)를 형성시키고, 팬허브경(A)내로 모터(1)가 삽입될수 있도록 상기 팬허브경(A)을 팬외경(B)에 비해 크게 함과 동시에 팬블래이드(D)의 앞전거리(L)가 뒷전거리(M)보다 일정하게 길도록 팬 스윕각도(C)를 일정비율로 조정시킨 축류팬(11)을 성형시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
2. 제 1 항에 있어서, 냉각용 축류팬(11)의 팬블래이드(D)갯수를 7개로 형성시키고 내외경비[팬허브경(A)/팬외경(B)]를 0.48∼0.62로 하는 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 상기 냉각용 축류팬(11)의 팬외경(B)을 ψ196±1㎜, 팬허브경(C)을 ψ120±1㎜, 팬블래이드(D)의 앞전거리(L)를 36.67±1㎜, 팬블래이드(D)의 뒷전거리(M)를 18.94±1㎜로 형성시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
4. 제 1 항 및 제 3 항에 있어서, 상기 냉각용 축류팬(11)의 최대캠버위치(N)를 0.6하여 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 일정하게 분포시킨 후, 상기 최대캠버율(%){[최대캠버(P)/코드길이(R)]×100}을 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 5.00∼10.33%인 선형적으로 분포시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
5. 제 1 항 및 제 3 항에 있어서, 상기 냉각용 축류팬(11)의 피치각도(Q)를 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 47.0。∼ 32.0。 로 선형적으로 분포시키고 스윕각도(C)를 블래이드 허브(E)에서 블래이드 팁(F)까지 0。∼ 30.0。 인 2차 포물선으로 분포시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
6. 제 1 항과 제 3 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 냉각용 축류팬(11)의 팬블래이드(D)간격을 내측에서 외측방향으로 하여 18.0∼15.0∼8.0∼55.0㎜로 분포시켜 블래이드 허브(E)에서의 날개간격을 18.0±1㎜으로 하고, 0∼0.75구간에서 2차 포물선으로 18.0±1㎜에서 15.0±1㎜까지 감소시킨 후, 0.75∼0.95구간에서 2차 포물선으로 15.0±1㎜에서 8.0±1㎜까지 감소시키다가 블래이드 팁(F)부분인 0.95∼1.0구간에서 3차 포물선으로 55.0±1까지 증가시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
7. 제 1 항 및 제 6 항에 있어서, 냉각용 축류팬(11)의 각 구간의 경계점(0.75,0.95)에서의 미분도함수가 0인 상태에서 구간 내에서의 날개간격 분포식을 2차 및 3차 포물선식을 사용하여 분포시킨 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.
8. 제 1 항 내지 제 7 항에 있어서, 냉각용 축류팬(11)의 팬블래이드(D)경계데이타와 동일한 형을 구현하는 팬블래이드(D)의 갯수가 7개로 형성된 것을 특징으로 하는 HSM 냉각용 축류팬.