KR200346530Y1 - 모터의 공기 순환구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 모터 내로 공기를 흡입하여 모터의 고정자 및 회전자에서 발생되는 열을 외부로 배출하여 모터에 과부하 발생을 방지하고, 모터의 고정자 및 회전자의 회전력에 의해 흡입되는 분진을 차단할 수 있도록 한 모터의 공기 순환구조에 관한 것으로, 내측에 회전자가 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전자가 회전할 수 있도록 자기력이 발생될 내측둘레를 따라 설치된 코일을 포함하여 구비된 하우징; 상기 하우징의 일측에 설치되어 공기가 흡입될 수 있도록 흡입공이 중앙부에 형성되고, 흡입된 공기가 배출될 수 있도록 흡입공의 일측에 배출공이 형성되며, 상기 흡입공을 통해 유입되는 공기가 정체되는 현상이 없이 바로 회전자 쪽으로 유입될 수 있도록 공기가이드부재가 설치된 덮개; 및 상기 하우징의 내측에 설치되어 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 회전자와 일체로 형성되어 하우징의 외측에 돌출되도록 설치된 축에 설치되어 축과 동일한 방향으로 회전하는 분진차단부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며, 회전자와 일체로 형성된 축에 분진차단부재를 통해 벨트와 롤러에서 발생된 미세 분진이 유입되는 것을 차단하므로 분진에 의해 고장이 발생되는 것을 억제하므로 모터의 고장율이 저하되는 효과가 있다.

Description

모터의 공기 순환구조{An air-cooling structure applied to a motor}

본 고안은 모터의 공기 순환구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터 내로 공기를 흡입하여 모터의 고정자 및 회전자에서 발생되는 열을 외부로 배출하여 모터에 과부하를 발생을 방지하고, 모터의 고정자 및 회전자의 회전력에 의해 흡입되는 분진을 차단할 수 있도록 한 모터의 공기 순환구조에 관한 것이다.

대부분의 모터의 경우에는 회전운동의 동력을 만들지만, 직선운동의 형식의 동력을 만드는 것도 있다.

모터는 전원(電源)의 종별에 따라 직류모터와 교류모터로 분류되고, 교류모터는 다시 3상 교류용과 단상교류용으로 구분된다. 3상 교류용은 0.1kW 정도 이상부터 10kW까지, 그리고 드물게는 1만kW를 넘는 대형기가 있으며, 단상교류용은 수백 kW 이하의 소형기에 채용되고 있다.

직류와 교류의 종별이 있다고는 하지만 원리상으로 보면 동일한 것으로, 자기장 속에 도체를 자기장과 직각으로 놓고 여기에 전류를 통하면, 자기장에도 직각 방향으로 전자기적인 힘이 발생하는 전자유도현상을 응용한 것이며, 전자기력은 자기장의 세기, 전류의 세기 및 도체 길이의 곱에 비례하는 특징을 갖는다.

상기와 같은 특성을 갖는 종래의 모터의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 구성을 나타낼 수 있는데, 그 구성을 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

종래의 모터(1)는 원통형의 형상을 갖으며 내측에 공간이 형성된 하우징(2)과 상기 하우징(2)의 내측에 형성된 공간에 설치되어 전기적인 힘을 기계적인 힘으로 변환하기 위하여 회전 가능하게 설치되는 회전자(4)와, 상기 회전자(4)의 회전이 원할 할 수 있도록 일측을 지지하며 상기 하우징(1)의 내측으로 공기가 유입될수 있도록 흡입공(7)을 갖으며 하우징(2)의 일측에 설치되는 덮개(3)와, 상기 흡입공(7)을 통해 유입되는 공기가 회전자(4)를 거쳐 외부로 배출될 수 있도록 상기 덮개(3) 일측에 설치되는 공기유도부재(9)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 모터(1)의 경우 런닝머신과 같은 기기에 설치하여 사용할 경우, 하우징(2) 내측에서 회전하는 회전자(4)에 의해 일측으로 분진이 유입되는데, 이는 회전자(4)의 회전에 의해 공기가 흡입되는 현상이 발생되므로 인하여 분진이 유입되어 회전자(4)의 원활한 회전을 방해하는 문제점이 있었다.

그리고 상기 덮개(3)에 일체로 형성된 공기유도부재(9)는 회전자의 중앙쪽으로 공기가 모아지도록 형성되어 있으므로 인하여 상기 흡입공(7)을 통해 유입되는 공기가 상기 공기유도부재(9)에서 정체되는 문제점이 있는데, 이는 유입되는 공기가 공기유도부재(9)에 부딪혀 다시 덮개(3)쪽으로 리턴되는 과정을 반복함으로 인하여 공기유도부재(9)에서 계속적으로 공기가 정체되는 문제점이 있다.

상기 분진이 발생되는 이유는 런닝머신(미도시)과 같이 벨트(V)를 회전하는 경우 롤러(R)와 벨트(V)의 마찰에 의해 미세한 분진이 발생되고, 이렇게 발생된 분진이 회전자(4)의 회전에 의해 끌어당기는 현상에 의해 상기 하우징(2)의 내측으로 유입되어 회전자(4)가 지지되어 있는 베어링에 분진이 끼게 되므로 인하여 회전자(4)의 회전이 원활하지 못하는 것이다.

상기 런닝머신의 경우 상기 분진에 모터(1)의 구동이 잘되지 않으므로 인하여 과부하가 발생되고, 그로 인하여 모터(1)가 과열되어 소손되는 현상 또한 발생되는 문제점이 있고, 이러한 문제점에 의해 소비자의 불만을 해소하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 하우징의 내측으로 유입되는 분진을 차단하여 모터의 회전자가 원활하게 회전할 수 있도록 함과 동시에 고정자 및 회전자에 의해 발생되는 열을 하우징의 외측으로 빨리 배출시킬 수 있도록 한 모터의 공기 순환구조를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 외주연 일측에 공기가 배출되는 배출공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 일측에 설치되어 공기를 흡입하는 흡입공과 공기흡입공을 통해 유입되는 공기를 안내하여 회전자에서 발생되는 열을 외부로 배출될 수 있도록 회전자의 중심쪽으로 절곡되어 형성된 공기유도부재가 설치된 덮개를 포함하여 구성된 모터에 있어서, 내측에 회전자가 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전자가 회전할 수 있도록 자기력이 발생될 내측둘레를 따라 설치된 코일을 포함하여 구비된 하우징; 상기 하우징의 일측에 설치되어 공기가 흡입될 수 있도록 흡입공이 중앙부에 형성되고, 흡입된 공기가 배출될 수 있도록 흡입공의 일측에 배출공이 형성되며, 상기 흡입공을 통해 유입되는 공기가 정체되는 현상이 없이 바로 회전자 쪽으로 유입될 수 있도록 공기가이드부재가 설치된 덮개; 및 상기 하우징의 내측에 설치되어 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 회전자와 일체로 형성되어 하우징의 외측에 돌출되도록 설치된 축에 설치되어 축과 동일한 방향으로 회전하는 분진차단부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 모터의 공기 순환구조를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래의 모터의 공기 순환구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 2는 본 고안에 의한 공기 순환구조가 구성된 모터가 설치된 상태를 간략하게 나타낸 평면도.

도 3은 본 고안에 의한 모터의 공기 순환구조를 개략적으로 나타낸 단면도.

도 4는 본 고안에 의한 모터의 공기 유도부재의 구성을 나타낸 부분 절계단면도.

도 5는 도 4의 다른 실시예를 보인 부분 절계단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 모터 10 : 하우징

20 : 덮개 21 : 유입공

22 : 배출공 30 : 회전자

40 : 축 50 : 코일

60 : 분진차단부재 70 : 공기안내부재

이하 본 고안에 의한 모터의 공기 순환구조를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 의한 공기 순환구조가 구성된 모터가 설치된 상태를 간략하게 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 모터의 공기 순환구조를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 고안에 의한 모터의 공기 유도부재의 구성을 나타낸 부분 절계단면도이고, 도 5는 도 4의 다른 실시예를 보인 부분 절계단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 모터의 공기 순환구조는 크게 하우징(10), 덮개(20), 회전자(30), 코일(50)로 구성된다.

상기 하우징(10)은 통상적으로 원통형의 형상으로 형성된다.

상기 하우징(10)의 내측에서 전자기력이 발생될 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 코일(50)이 설치되고, 상기 코일(50)에 전원이 인가되어 발생되는 전자기력에 의해 전기적인 에너지를 기계적 에너지로 변환할 수 있도록 상기 하우징(10) 내측에서 회전하는 회전자(30)가 설치된다.

상기 하우징(10)의 일측에는 회전자(30)가 원활하게 회전할 수 있도록 지지하는 덮개(20)가 설치된다.

상기 덮개(20)에는 상기 회전자(30)에서 발생하는 열을 저하시킬 수 있도록 공기가 유입되는 유입공(21)이 중앙부에 형성되고, 상기 흡입공(21)의 일측에는 상기 회전자(30)에서 발생되는 열이 흡입되는 공기에 섞여 하우징(10)의 외측으로 배출될 수 있도록 배출공(22)이 형성된다.

그리고 덮개(20)에 형성된 흡입공(21)을 통해 유입되는 공기가 정체성이 없이 회전자(30)쪽으로 유입되어 상기 배출공(22)을 통해 원활하게 배출될 수 있도록 공기안내부재(70)가 설치되고, 상기 공기안내부재(70)는 도 5에 도시된 바와 같이 착탈 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 회전자(30)와 일체로 형성된 축의 일측에는 벨트(B)와 롤러(R)의 구동에 의해 발생되는 분진이 하우징(10) 내측으로 유입되는 것을 방지하기 위한 분진차단부재(60)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 의한 모터의 공기 순환구조의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.

본 고안의 모터(1)의 공기 순환구조가 설치된 모(1)터를 런닝머신에 설치하여 이를 사용하는 경우를 들어 설명하면, 런닝머신의 롤러의 일측에 모터(1)를 설치한 후 전원을 인가하면, 모터(1)의 구동력에 의해 롤러(R)가 회전하면서 벨트(B)를 회전시키고, 상기 벨트(B)의 회전에 의해 사용자는 런닝머신 위에서 통상적으로 걷거나 또는 달리기를 한다.

상기 런닝머신에 설치된 벨트(B)의 경우 대부분이 고무재질로 이루어져 있고, 고무재질로 이루어진 벨트(B)가 롤러(R)에 의해 회전하면서 발생되는 마찰에 의해 미세한 분진이 발생하게 된다.

상기 미세한 분진이 발생되는 것을 상기 모터(1)의 축에 설치된 분진차단부재(60)에 의해 모터(1)의 내측으로 유입되는 것이 방지되는데, 이는 모터(1)의 하우징의 일측에 약 5mm의 간격이 이격된 상태로 설치되어 축(40)과 같이 회전하므로 인하여 하우징(10)과 분지방지부재(60) 사이에 보이지 않는 에어막이 형성되어 상기 모터(1)의 내측으로 분진이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 하우징(10)의 내측에서 회전하는 회전자(30)에 의해 덮개(20)에 형성된 유입공(21)을 통해 공기가 유입되고, 상기 유입되는 공기가 공기안내부재()에 의해 회전자(30)쪽으로 유입되어 발생되는 열과 함께 섞여 배출공(22)을 통해 배출된다.

상기 유입공(21)을 통해 유입되는 공기가 배출되는 과정을 더욱 자세하게 설명하면, 상기 회전자(30)의 일측에는 날개와 같은 역할을 하는 부재가 형성되어 있고, 부재가 회전자(30)와 연동하여 회전하면서 모터(1)의 내측으로 공기가 유입된다.

상기 유입공(21)을 통해 유입되는 공기는 회전자(30)의 중심쪽으로 유입되면서 다시 회전자(30)의 외측 쪽으로 이동되고, 이때 계속적으로 유입되는 공기가 회전자(30)의 외측으로 이동하면서 덮개(20)에 형성된 배출공(22)을 통해 열이 포함된 공기가 배출되어 하우징(10) 내측에 쿨링(cooling) 작용을 하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 회전자(30)가 회전하면서 발생시키는 열을 하우징(10)의 외측으로 배출시킴으로 하우징(10) 내의 온도가 적정하게 유지되고, 또한 회전자(30)와 일체로 형성된 축에 분진차단부재(60)가 설치되어 하우징(10)의 내측에 분진이 유입되는 것을 방지하므로 분진에 의해 고장이 발생되는 것을 막을 수 있어, 모터를 사용기간이 늘어나게 되는 장점이 있다.

이하 본 고안에 의한 모터의 공기 순환구조의 효과를 살펴보면, 회전자와 일체로 형성된 축에 분진차단부재를 통해 벨트와 롤러에서 발생된 미세 분진이 유입되는 것을 차단하므로 분진에 의해 고장이 발생되는 것을 억제하므로 모터의 고장률이 저하되는 효과가 있다.

또한 하우징의 일측에 설치되는 덮개에 형성된 유입공을 통해 유입되는 공기가 회전자에 의해 발생된 열과 섞여 배출공을 통해 원활하게 배출되므로 모터의 내측에 과열이 발생되는 것을 방지하므로 오랜 시간을 사용하여도 모터에 과부하가 걸리게 되는 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 외주연 일측에 공기가 배출되는 배출공이 형성된 하우징과, 상기 하우징의 일측에 설치되어 공기를 흡입하는 흡입공과 공기흡입공을 통해 유입되는 공기를 안내하여 회전자에서 발생되는 열을 외부로 배출될 수 있도록 회전자의 중심쪽으로 절곡되어 형성된 공기유도부재가 설치된 덮개를 포함하여 구성된 모터에 있어서,

   내측에 회전자(30)가 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전자(30)가 회전할 수 있도록 자기력이 발생될 내측 둘레를 따라 설치된 코일(50)을 포함하여 구비된 하우징(10);

   상기 하우징(10)의 일측에 설치되어 공기가 흡입될 수 있도록 흡입공(21)이 중앙부에 형성되고, 흡입된 공기가 배출될 수 있도록 흡입공(21)의 일측에 배출공(22)이 형성되며, 상기 흡입공(21)을 통해 유입되는 공기가 정체되는 현상이 없이 바로 회전자(30) 쪽으로 유입될 수 있도록 공기가이드부재(70)가 설치된 덮개;

   상기 하우징(10)의 내측에 설치되어 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 회전자(30)와 일체로 형성되어 하우징(10)의 외측에 돌출되도록 설치된 축(40)에 설치되어 축(40)과 동일한 방향으로 회전하는 분진차단부재(60);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 공기 순환구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 공기안내부재(70)는 상기 덮개(20)의 일측에서 착탈 가능하게 설치되어 사용되는 위치에 따라 분리하여 사용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 모터의 공기 순환구조.