KR20040011059A - 전동기의 냉각구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링을 더욱 효율적으로 냉각시킬 뿐만 아니라, 소음과 진동을 감소시킬 수 있도록 하는 전동기의 냉각구조를 제공한다. 중공의 본체와, 하우징의 외주면에 형성된 인접하는 냉각편사이의 공기통로와 연통되도록 본체의 일단에 형성되어, 냉각팬의 작동에 의해 공기통로를 통과한 공기가 유입되는 유입구와, 본체의 타단에서 베어링을 향해 형성된 배출구를 포함하는 다수의 노즐수단이 프런트 엔드 브라켓에 결합된다. 프런트 엔드 브라켓과 노즐수단은 일체로 형성된다. 노즐수단은 프런트 엔드 브라켓의 둘레 전체를 따라 방사상으로 대칭되게 배열되며, 배출구의 단면적이 유입구의 단면적보다 작게 형성된다.

Description

전동기의 냉각구조{Cooling Structure of Motor}

본 발명은 전동기의 냉각구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전축에 결합된 냉각팬의 회전에 의한 냉각풍이 엔드 브라켓에 일체형성된 다수의 노즐에 의해 가이드되어 회전축을 지지하는 베어링을 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하는 전동기의 냉각구조에 관한 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 전동기(10)는 고정자 코어(12) 및 회전자 코어(14)를 내장한 하우징(20), 중심부에 축구멍 및 베어링홈이 형성되며 하우징(20)의 양단에 결합되는 프런트 엔드 브라켓(22, front-end bracket) 및 리어 엔드 브라켓(24, rear-end bracket), 회전자 코어(14)에 압입되어 엔드 브라켓(22,24)의 축구멍에 끼워짐과 동시에, 베어링홈에 장착된 베어링(32,34)에 의해 지지되는 회전축(30)을 포함한다.

축구멍을 통하여 리어 엔드 브라켓(24)으로부터 일정범위 돌출된 회전축(30)의 일단에는 냉각풍을 발생시키는 냉각팬(40)이 장착된다. 리어 엔드 브라켓(34)에는 공기의 통로가 되는 흡입구 및 배출구가 형성됨과 동시에 냉각팬(40)을 보호하는 팬커버(42)가 장착된다.

전동기(10)의 작동시 발생되는 열을 외부로 방출시키기 위하여, 하우징(20)의 외주면에는 다수의 냉각편(26)이 방사상으로 돌출형성되어 있다. 즉, 냉각편(26)에 의해 공기와 접촉되는 하우징(20)의 외주면의 표면적이 더욱 넓게 됨으로써 전동기(10)의 구동시 발생되는 내부의 열이 보다 쉽게 외부로 방출될 수 있도록 한다.

프런트 엔드 브라켓(22)의 축구멍에 설치되어 회전축(30)을 지지하는 베어링(32)을 냉각시킬 수 있도록, 프런트 엔드 브라켓(22)의 외측면에는 다수의 냉각핀(52)이 방사상으로 배열되어 돌출형성되어 있다. 하우징(20)의 외주면에서 다수의 냉각편(26)에 의해 형성되는 공기유동통로와 프런트 엔드 브라켓(22)의 외측면에서 다수의 냉각핀(52)에 의해 형성되는 공기유동통로는 상호 연통되게 된다.

또한, 프런트 엔드 브라켓(22)에는 대략 상반원형상의 박판으로 이루어진 프런트 커버(50)가 냉각핀(52)의 일부를 덮도록 고정된다. 이 프런트 커버(50)는 하우징(20)의 냉각편(26)을 따라 프런트 엔드 브라켓(22)측으로 유동하는 외부공기 중 일부의 유동방향을 변경시켜 베어링(32)측으로 흐르도록 한다. 프런트 커버(50)는 가능한 한 많은 양의 공기를 베어링(32)측으로 가이드하기 위해 그 직경을 크게 하는 것이 바람직한데, 전동기(10)의 하부설치면과의 간섭을 고려하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 대략 상반원형상으로 형성된다.

이하, 종래의 전동기의 냉각구조의 작동 및 작용을 설명한다.

먼저, 단자박스(60)를 통하여 전동기(10)에 전원이 인가되면 회전축(30)이 회전하게 되는데, 이 때 회전축(30)의 일단에 장착된 냉각팬(40) 역시 함께 회전하여 팬커버(42)의 흡입구를 통해 외부공기를 흡입한 다음 배출구를 통해 배출하게된다. 팬커버(42)의 배출구를 통해 배출된 외부공기는 도 1의 화살표방향과 같이, 하우징(20)의 외주면에 돌출형성된 냉각편(26)에 의해 가이드되어 프런트 엔드 브라켓(22)측으로 유동하면서 전동기(10)의 구동시 발생되는 하우징(20)내부의 열을 방출시키게 된다.

프런트 엔드 브라켓(22)까지 유동한 외부공기 중 일부는 전동기(10)의 외부로 배출되고, 나머지는 프런트 커버(50)와 충돌한 후, 프런트 엔드 브라켓(22)상에 형성된 냉각핀(52)에 의해 가이드되어 브라켓(22)의 중심부에 위치하는 베어링(32)을 향하게 된다. 이에 의해, 회전축(30)의 회전을 지지하며 발생되는 베어링(32)의 열을 방출시키게 된다.

그러나, 이러한 종래의 전동기의 냉각구조에 있어서, 외부공기를 베어링측으로 가이드하기 위한 프런트 커버가 전동기의 설치면과의 간섭에 의해 상술한 바대로 상반원의 형상을 가지게 되므로, 외부공기가 베어링의 상반부측으로만 공급되기 때문에, 베어링의 하반부는 충분한 냉각이 이루어지지 못하여 과열로 인해 베어링이 파손되는 문제점이 있다.

또한, 하우징의 외주면을 통과한 외부공기가 박판의 프런트 커버에 충돌할 때, 이에 의한 떨림소음과 진동이 크게 발생되거나, 또는 소음과 진동을 감소시키기 위한 흡음재 등의 별도부재가 설치되어야 하는 문제점이 있다.

그리고, 프런트 엔드 브라켓의 외측면에 두께가 얇은 다수의 냉각핀이 형성되기 때문에 제조과정에서 냉각핀이 파손되는 경우가 많이 발생하여 제조원가가 상승되는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 베어링을 더욱 효율적으로 냉각시킬 뿐만 아니라, 소음과 진동을 감소시킬 수 있도록 하는 전동기의 냉각구조를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외주면에 다수의 냉각편이 방사상으로 돌출형성되고 고정자 코어 및 회전자 코어를 내장한 하우징, 하우징의 양단에 결합되며 그 중심부에 베어링이 설치된 제 1 및 제 2엔드 브라켓, 베어링에 의해 회전가능하게 지지되며 회전자 코어에 결합되는 회전축, 그리고 제 1엔드 브라켓으로부터 돌출된 회전축에 결합되는 냉각팬을 포함하는 전동기의 냉각구조에 있어서, 중공의 본체, 인접하는 냉각편사이에 형성된 공기통로와 연통되도록 본체의 일단에 형성되어, 냉각팬의 작동에 의해 공기통로를 통과한 공기가 유입되는 유입구, 그리고 본체의 타단에서 베어링을 향해 형성된 배출구를 포함하는 다수의 노즐수단이 제 2엔드 브라켓에 결합되어 있다.

제 2엔드 브라켓과 다수의 노즐수단은 일체로 형성된다.

바람직하게는, 다수의 노즐수단이 제 2엔드 브라켓의 둘레 전체를 따라 방사상으로 대칭되게 배열되며, 배출구의 단면적이 유입구의 단면적보다 작게 형성된다.

본원발명에서는 냉각팬의 회전력에 의해 유동하는 공기가 제 2엔드 브라켓의 둘레를 따라 결합된 다수의 노즐수단에 의해 360도 방향에서 베어링측으로 향하게 되므로, 베어링의 냉각이 충분히 이루어질 수 있으며, 과열로 인한 베어링의 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 냉각구조가 적용된 전동기의 내부구조를 보인 도면,

도 2는 종래의 냉각구조가 적용된 전동기를 보인 우측면도,

도 3은 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 전동기의 내부구조를 보인 도면,

도 4는 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 전동기를 보인 우측면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 전동기

120: 하우징

122: 프런트 엔드 브라켓

124: 리어 엔드 브라켓

126: 냉각편

130: 회전축

132,134: 베어링

140: 냉각팬

142: 팬커버

150: 노즐수단

152: 본체

154: 유입구

156: 배출구

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3과 도 4는 각각 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 전동기의 반단면도 및 우측면도이다. 도면 중 종래의 구성과 동일한 작용을 하는 구성에 대해서는 동일명칭을 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각구조가 적용된 전동기(100)는 프런트 및 리어 엔드 브라켓(122,124)의 축구멍에 끼워진 회전축(130), 리어 엔드 브라켓(124)에서 일정범위 돌출된 회전축(130)의 일단에 결합된 냉각팬(140), 그리고 흡입구 및 배출구가 형성되며 리어 엔드 브라켓(124)에 장착되어 냉각팬(140)을 보호하는 팬커버(142)를 포함한다.

회전축(130)은 프런트 및 리어 엔드 브라켓(122,124)의 축구멍에 각각 결합된 베어링(132,134)에 의해 지지된다.

프런트 및 리어 엔드 브라켓(122,124)이 그 양단에 결합되는 하우징(120)은 그 내부에 고정자 코어(112)와, 회전축(130)이 관통결합하는 회전자 코어(114)를 포함한다.

하우징(120)의 외주면에는 방사상으로 배열되고, 동시에 하우징(120)의 축을 따라 길이방향으로 연장형성되는 다수의 냉각편(126)이 돌출형성되어 있다.

냉각팬(140)의 회전력에 의해 유입된 외부공기는 리어 엔드 브라켓(124)측에서 프런트 엔드 브라켓(122)측으로 하우징(120)의 냉각편(126)을 따라 하우징(120)의 외주면과 접촉하며 유동하게 된다.

프런트 엔드 브라켓(122)에 도달된 공기를 베어링(132)측으로 안내함으로써, 회전축(130)의 회전시 베어링(132)에서 발생되는 열을 냉각시키게 되는데, 이를 위해 프런트 엔드 브라켓(122)에는 그 둘레를 따라 다수의 노즐수단(150)이 결합된다.

이들 노즐수단(150)은 주조 등의 공정에 의해 프런트 엔드 브라켓(122)에 일체로 형성된다. 물론, 노즐수단(150)이 브라켓(122)과는 별도로 제작되어 브라켓(122)에 부착될 수도 있다.

다수의 노즐수단(150)은 프런트 엔드 브라켓(122)의 둘레 전체를 따라 방사상으로 대칭되게 배열됨으로써, 노즐수단(150)에 의해 안내되는 외부공기는 360도방향에서 베어링(132)을 향해 유동하게 된다.

각 노즐수단(150)은 유입구(154)와 배출구(156)가 구비된 중공의 본체(152)를 포함한다. 유입구(154)는 하우징(120)의 외주면에서 상호 인접하는 냉각편(126)에 의해 구비되는 공기유동통로와 연통되고, 배출구(156)는 프런트 엔드 브라켓(122)에 장착되어 회전축(130)을 지지하는 베어링(132)을 향하도록 형성된다.

바람직하게는, 배출구(156)의 단면적이 유입구(154)의 단면적보다 작게 형성되는데, 이는 하우징(120)상의 공기유동통로를 통과한 후 유입구(154)로 유입된 공기의 유속보다 노즐수단(150)의 본체(152)를 통과한 후 배출구(156)를 통해베어링(132)측으로 배출되는 공기의 유속을 증가시킴으로써, 베어링(132)에 대한 냉각효과를 증대시키기 위함이다.

이하에서는, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 전동기의 냉각구조의 작동 및 작용효과를 설명한다.

단자박스(160)를 통하여 전동기(100)에 전원이 인가되면 회전축(130)이 회전하게 되는데, 이 때 회전축(130)의 일단에 장착된 냉각팬(140)이 함께 회전하여 팬커버(142)의 흡입구를 통해 외부공기를 흡입한 다음 배출구를 통해 배출하게 된다. 팬커버(142)의 배출구를 통해 배출된 외부공기는 도 3의 화살표방향과 같이, 하우징(120)의 외주면에 돌출형성된 냉각편(126)에 의해 가이드되어 프런트 엔드 브라켓(122)측으로 유동하면서 전동기(100)의 구동시 발생되는 하우징(120) 내부의 열을 방출시키게 된다.

프런트 엔드 브라켓(122)까지 유동한 외부공기 중 일부는 하우징(120)의 외부로 배출되고, 나머지는 프런트 엔드 브라켓(122)의 둘레 전체를 따라 형성된 다수의 노즐수단(150)에 의해 가이드되어 360도 방향에서 브라켓(122)에 장착된 베어링(132)측으로 향하게 된다.

이 때, 단면적이 유입구(154)보다 작게 형성된 배출구(156)에 의해, 공기의 유속이 유입구(154)를 지날 때보다 배출구(156)를 지날 때 더 증가됨으로써, 베어링(132)에 대한 냉각효과는 더욱 증대될 수 있게 된다.

본 발명을 상기 실시예에 의해 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 지식의 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동기의 냉각구조에 있어서, 냉각팬의 회전력에 의해 유동하는 외부공기가 프런트 엔드 브라켓의 둘레를 따라 결합된 다수의 노즐수단에 의해 360도 방향에서 베어링측으로 향하게 되므로, 베어링을 충분히 냉각하여 과열로 인한 베어링의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 박판의 프런트 커버가 제거됨으로써, 외부공기와 프런트 커버와의 충돌시 발생하는 떨림소음과 진동이 크게 감소된다.

그리고, 프런트 엔드 브라켓의 외측면에 형성되는 종래의 다수의 냉각핀 또한 제거됨으로써, 제조공정이 단순해지는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 외주면에 다수의 냉각편이 방사상으로 돌출형성되고 고정자 코어 및 회전자 코어를 내장한 하우징, 상기 하우징의 양단에 결합되며 그 중심부에 베어링이 설치된 제 1 및 제 2엔드 브라켓, 상기 베어링에 의해 회전가능하게 지지되며 상기 회전자 코어에 결합되는 회전축, 그리고 상기 제 1엔드 브라켓으로부터 돌출된 상기 회전축에 결합되는 냉각팬을 포함하는 전동기의 냉각구조에 있어서,

   중공의 본체;

   인접하는 상기 냉각편사이에 형성된 공기통로와 연통되도록 상기 본체의 일단에 형성되어, 상기 냉각팬의 작동에 의해 상기 공기통로를 통과한 공기가 유입되는 유입구; 그리고

   상기 본체의 타단에서 상기 베어링을 향해 형성된 배출구를 포함하는 다수의 노즐수단이 상기 제 2엔드 브라켓에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기의 냉각구조.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2엔드 브라켓과 상기 다수의 노즐수단은 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기의 냉각구조.
3. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 노즐수단은 상기 제 2엔드 브라켓의 둘레 전체를 따라 방사상으로 대칭되게 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 전동기의 냉각구조.
4. 제 1항에 있어서, 상기 배출구의 단면적이 상기 유입구의 단면적보다 작은 것을 특징으로 하는 전동기의 냉각구조.