KR20030040883A

KR20030040883A - 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬

Info

Publication number: KR20030040883A
Application number: KR1020010071475A
Authority: KR
Inventors: 김균영
Original assignee: 대우종합기계 주식회사
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-05-23
Also published as: KR100797012B1

Abstract

본 발명은 팬모터를 효과적으로 냉각시킬 수 있으면서 허브와 팬모터의 이물질이 적체되는 것을 방지하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬을 제공한다. 본 발명은 팬모터(20)와, 팬모터(20)에 설치되는 허브(30)와, 허브(30)의 둘레에 고정되는 다수의 날개(40)로 구성되며, 허브(30)는 팬모터(20)의 회전축(25)에 고정되는 전판부(32)와, 전판부(32)의 둘레로부터 후방으로 연장되는 스커트부(34)로 구성되는 것을 포함하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 있어서, 허브(30)의 전판부(32) 내면에는 중심으로부터 방사상으로 뻗어 있는 다수의 제 1블레이드(52)들이 형성되며, 스커트부(34)의 내면 둘레에는 전판부(32)의 제 1블레이드(52)로부터 연장되는 다수의 제 2블레이드(54)들이 형성되는 것을 특징으로 한다. 특히, 제 1블레이드(52)들과 제 2블레이드(54)들은, 허브(30)의 회전에 따라 공기를 후방으로 송풍시킬 수 있도록 허브(30)의 회전방향과는 반대방향을 향해 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은 허브의 내면에 블레이드를 형성하고, 이를 이용하여 허브의 내측 공기를 외측으로 송풍시킴으로써 팬모터를 냉각시킬 수도 있으며, 플랜지부와 허브와의 사이에 이물질이 적체되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 특히, 모터하우징의 플랜지부에 소정곡률로 된 안내면을 갖춤으로써 허브의 내측으로부터 송풍되는 공기를 자연스럽게 배출시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Description

공작기계의 스핀들모터용 냉각팬{cooling fan for spindle motor in machine tool}

본 발명은 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 팬모터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으면서 허브와 팬모터의 사이에 먼지 등과 같은 이물질이 적체되는 것을 방지할 수 있는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 관한 것이다.

수치제어(Numerical Control)선반, 머시닝센터 등과 같은 공작기계는 공작물을 구동시키거나 또는 공구를 구동시켜 공작물을 가공하는 스핀들을 구비한다. 이러한 스핀들은 스핀들모터에 의해 회전되도록 구성된다.

한편, 스핀들모터는 스핀들을 고속으로 회전시켜야 하는 바, 작동중에 고열이 발생하게 되며, 이에 따라 공작기계에는 스핀들모터를 냉각시켜주기 위한 전동식 냉각팬이 설치된다. 냉각팬은 도 1에 도시된 바와 같이 스핀들모터(1)의 일측에 형성된 작동실(3)에 배치되며, 스핀들모터(1)의 둘레에 형성되는 통로(5)와 흡입구 (7)를 통하여 주위의 공기를 고속으로 빨아들이면서 이를 배출시킴으로써 스핀들모터(1)를 냉각시킨다.

이러한 냉각팬(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 팬모터(20)와, 팬모터(20)에 설치되는 허브(30)와, 허브(30)의 둘레에 고정되는 다수의 날개(40)들로 구성된다. 상세하게는, 냉각팬(10)은 팬모터(20)를 갖는다. 팬모터(20)는 구동실(20a)을 갖는 모터하우징(22)과, 구동실(20a)을 덮는 커버(24)를 구비한다. 여기서, 모터하우징(22)과 커버(24)에는 각각 플랜지부(22a, 24a)가 형성되어 있으며, 이 플랜지부 (22a, 24a)가 서로 맞대어져 볼트(B)로 체결됨에 따라 모터하우징(22)과 커버(24)는 서로 조립된다. 그리고 모터하우징(22)에는 회전축(25)이 회전가능하게 설치되고, 회전축(25)의 둘레로는 회전자(26)가 설치되며, 회전자(26)의 둘레로는 고정자 (28)가 배치된다. 물론, 고정자(28)는 모터하우징(22)의 내주면에 고정설치된다.

한편, 냉각팬(10)은 허브(30)와, 허브(30)의 둘레를 따라 고정되는 다수의 날개(40)를 갖는다. 허브(30)는 후방이 트인 원통체로서, 팬모터(20)의 회전축(25)에 고정되는 전판부(32)와, 전판부(32)의 둘레로부터 후방으로 연장되어 팬모터(20)를 감싸는 스커트부(34)로 구성된다. 여기서, 스커트부(34)는 팬모터 (20)와의 간섭을 회피하기 위해 모터하우징(22)의 플랜지부(22a)와 소정의 간격(t)을 이루도록 구성된다. 그리고 날개(40)는 허브(30)의 스커트부(34) 둘레에 등간격으로 고정되는 것으로, 허브(30)가 회전됨에 따라 후방의 공기를 빨아들이도록 구성된다. 여기서, 날개(40)는 그 형상을 바꾸어줌으로써 전방의 공기를 빨아들여 후방으로 배출시키게 할 수도 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 스핀들모터용 냉각팬(10)은, 냉각팬의 팬모터(20)에서 발생하는 자체열로 인해 그 수명이 짧아지고, 더 나아가 발생된 열이 오히려 스핀들모터(1)에 까지 전달되는 문제점이 지적되고 있다.

또한, 종래의 냉각팬(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 허브(30)와 팬모터(20)간의 간섭을 회피하기 위해 허브(30)의 스커트부(34)와 팬모터(20)의 플랜지부(22a)사이에 소정의 간격(t)을 두었는 바, 이 간격(t)으로 먼지 등과 같은 이물질이 유입되거나 적체되는 등의 문제를 발생시켰다. 특히, 간격(t)에 적체된 이물질은 허브(30)의 회전을 방해할 뿐만 아니라 허브(30)와 팬모터(20) 사이를 폐쇄시킴으로써 공기의 유통을 차단하여 팬모터(20)의 과열을 촉진시키는 문제를 초래하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 팬모터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으면서 동시에 허브와 팬모터사이에 먼지 등과 같은 이물질이 적체되는 것을 방지하기 위한 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 공작기계의 스핀들모터를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 스핀들모터용 냉각팬의 구성을 나타내도록 일부를 절취한 냉각팬의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬의 구성을 나타내도록 일부를 절취한 냉각팬의 측면도이며,

도 4는 본 발명의 주요부인 허브 및 날개를 후방에서 바라본 도면이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 냉각팬20: 팬모터

22: 모터하우징22a: 플랜지부

22b: 안내면24: 커버

24a: 플랜지부30: 허브

32: 전판부34: 스커트부

40: 날개50: 블레이드

52: 제 1블레이드54: 제 2블레이드

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 팬모터와, 상기 팬모터에 설치되는 허브와, 상기 허브의 둘레에 고정되는 다수의 날개로 구성되며, 상기 허브는 상기 팬모터의 회전축에 고정되는 전판부와, 상기 전판부의 둘레로부터 후방으로 연장되는 스커트부로 구성되는 것을 포함하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 있어서, 상기 허브의 전판부 내면에는 중심으로부터 방사상으로 뻗어 있는 다수의 제 1블레이드들이 형성되며, 상기 스커트부의 내면 둘레에는 상기 전판부의 제 1블레이드로부터 연장되는 다수의 제 2블레이드들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1블레이드들과 제 2블레이드들은, 상기 허브의 회전에 따라 공기를 후방으로 송풍시킬 수 있도록 상기 허브의 회전방향과는 반대방향을 향해 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.).

도 3은 본 발명에 따른 스핀들모터용 냉각팬의 구성을 나타내도록 일부를 절취한 측면도이며, 도 4는 본 발명의 주요부인 허브 및 날개를 후방에서 바라본 도면이다. 이에 따르면, 본 발명의 냉각팬(10)은 팬모터(20)를 갖는다. 팬모터(20)는 구동실(20a)을 갖는 모터하우징(22)과, 구동실(20a)을 덮는 커버(24)를 구비한다. 모터하우징(22)과 커버(24)에는 각각 플랜지부(22a, 24a)가 형성되어 있으며, 이 플랜지부(22a, 24a)가 서로 맞대어져 볼트(B)로 체결됨에 따라 모터하우징(22)과 커버(24)는 서로 조립된다. 그리고 모터하우징(22)에는 회전축(25)이 회전가능하게 설치되고, 회전축(25)의 둘레로는 회전자(26)가 설치되며, 회전자(26)의 둘레로는 고정자(28)가 배치된다. 물론, 고정자(28)는 모터하우징(22)의 내주면에 고정된다.

그리고 냉각팬(10)은 허브(30)와, 허브(30)의 둘레를 따라 고정되는 다수의 날개(40)를 갖는다. 허브(30)는 팬모터(20)의 회전축(25)에 고정되는 전판부(32)와 전판부(32)의 둘레로부터 후방으로 연장되는 스커트부(34)로 구성된다.

스커트부(34)는 모터하우징(22)의 플랜지부(22a)와 소정의 간격(t)을 이룬다. 그리고 날개(40)는 허브(30)의 스커트부(34) 둘레에 등간격으로 고정되며, 허브(30)가 회전됨에 따라 후방의 공기를 빨아들이도록 구성된다. 날개(40)는 형상에 따라 전방의 공기를 빨아들여 후방으로 배출시키게 할 수도 있다.

한편, 본 발명은 허브(30)의 내측에 공기를 송풍시키는 다수의 블레이드(50)가 형성되는 구성을 갖는다. 이 블레이드(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 허브(30)의 전판부(32) 내측 중앙으로부터 방사상으로 뻗어 있는 제 1블레이드(52)와, 상기 제 1블레이드(52)로부터 연장되도록 스커트부(34)의 내주면을 따라 뻗어 있는 제 2블레이드(54)로 구성된다. 특히, 이들 블레이드(50)는 허브(30)가 회전됨에 따라 내측의 공기를 후방으로 배출시킬 수 있도록 허브(30)의 회전방향과는 반대방향을 향해 경사지도록 구성된다. 이러한 블레이드(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 허브 (30)가 회전되는 과정에서 팬모터(20)의 모터하우징(22)과 간섭되지 않도록 비교적 낮은 높이를 갖도록 구성된다.

결과적으로, 이와 같은 구성의 블레이드(50)는 허브(30)가 회전함에 따라 허브(30)의 내측에 바람을 일으킴으로써 팬모터(20)에서 발생되는 열을 냉각시켜주는 역할을 한다. 특히, 허브(30)의 회전방향과 반대로 경사진 블레이드(50)는, 공기를 후방으로 송풍시킴으로써 허브(30) 내측의 바람을 스커트부(34)와 플랜지부(22a) 사이의 간격(t)으로 배출시키는 역할을 한다.

한편, 모터하우징(22)의 플랜지부(22a)에는 허브(30)의 내측으로부터 송풍되는 공기가 원활하게 배출될 수 있도록 안내하는 안내면(22b)에 형성되어 있다. 이 안내면(22b)은 도 3의 확대도에서와 같이 모터하우징(22)과 자연스럽게 이어질 수 있도록 그 내측은 곡률반경이 큰 라운드 형상을 가지며, 단부로 갈수록 직선형태로 경사져 있도록 구성되어 있다. 이러한 안내면(22b)은 허브(30)의 내측으로부터 송풍되는 공기를 자연스럽게 안내하여 외부로 배출되도록 한다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동을 도 1과 도 3을 참고로하여 살펴본다. 먼저, 팬모터(20)가 작동되면, 허브(30)가 회전하며, 허브(30)가 회전함에 따라 날개도 회전하여 후방의 공기를 흡입하기 시작한다. 이때, 공기는 스핀들모터(1)의 둘레에 형성되는 통로(5)와 흡입구(7)를 통하여 흡입되면서 스핀들모터(1)를 냉각시키게 된다.

한편, 허브(30)가 회전되는 동안, 상기 허브(30) 내측의 블레이드(50)도 동시에 회전되는데, 이때 블레이드(50)가 회전함에 따라 허브(30) 내측의 공기는 후방으로 송풍되고, 후방으로 송풍되는 과정에서 팬모터(20)를 냉각시켜 주게 된다. 그리고 플랜지부(22a)에 형성된 안내면(22b)을 따라 안내되면서 외부로 자연스럽게 배출되게 된다. 한편, 냉각팬(10)이 작동되는 과정에서 외부의 먼지 등과 같은 이물질이 플랜지부(22a)와 허브(30)와의 사이에 유입되더라도 블레이드(50)에 의해 허브(30)의 내측으로부터 배출되는 공기에 의해 자연스럽게 외부로 배출된다.

이상에서와 같이 본 발명은 허브(30)의 내면에 블레이드(50)를 형성하고, 이를 이용하여 허브(30) 내측의 공기를 외측으로 송풍시킴으로써 팬모터(20)를 냉각시킬 수도 있으며, 아울러 플랜지부(22a)와 허브(30)와의 사이에 이물질이 적체되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 스핀들모터용 냉각팬은 허브의 내면에블레이드를 형성하고, 이를 이용하여 허브의 내측 공기를 외측으로 송풍시킴으로써 팬모터를 냉각시킬 수도 있으며, 아울러 플랜지부와 허브와의 사이에 이물질이 적체되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. 특히, 모터하우징의 플랜지부에 소정곡률로 된 안내면을 갖춤으로써 허브의 내측으로부터 송풍되는 공기를 자연스럽게 배출시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Claims

팬모터(20)와, 상기 팬모터(20)에 설치되는 허브(30)와, 상기 허브(30)의 둘레에 고정되는 다수의 날개(40)로 구성되며, 상기 허브(30)는 상기 팬모터(20)의 회전축(25)에 고정되는 전판부(32)와, 상기 전판부(32)의 둘레로부터 후방으로 연장되는 스커트부(34)로 구성되는 것을 포함하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬에 있어서,

상기 허브(30)의 전판부(32) 내면에는 중심으로부터 방사상으로 뻗어 있는 다수의 제 1블레이드(52)들이 형성되며, 상기 스커트부(34)의 내면 둘레에는 상기 전판부(32)의 제 1블레이드(52)로부터 연장되는 다수의 제 2블레이드(54)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬.
제 1항에 있어서, 상기 제 1블레이드(52)들과 제 2블레이드(54)들은, 상기 허브(30)의 회전에 따라 공기를 후방으로 송풍시킬 수 있도록 상기 허브(30)의 회전방향과는 반대방향을 향해 경사지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬.
제 1항에 있어서, 상기 팬모터(20)의 둘레에는 상기 제 1블레이드(52)와 제 2블레이드(54)로부터 송풍되는 공기를 외측으로 안내할 수 있도록 외측을 향해 경사진 안내면(22b)을 갖는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들모터용 냉각팬.