KR20070090984A - 휴대용 전기 공작 기계 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전자(16) 및 고정자(20)로 이루어진 전기 모터(14), 특히 내부 냉각을 위한 냉각 공기(27)용 적어도 하나의 채널(44)이 회전자(16)를 통해 종방향으로 연장됨으로써 공기 냉각이 개선되는 캡슐화된 비동기 모터를 포함한다. 이를 위해, 모터는 중공 샤프트를 포함한다.

회전자, 고정자, 전기 모터, 냉각 공기, 채널

Description

휴대용 전기 공작 기계{Hand-held electric machine tool}

본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 휴대용 전기 공작 기계에 관한 것이다.

특허 공개 공보 WO 86/07211에는 내부 중공식 회전자 샤프트를 가진 전기 모터가 공지되어 있으며, 중공 챔버를 통해 냉각 유체가 펌핑되고, 상기 냉각 유체는 방사방향 유입구를 통해 중공 샤프트의 단부에 유입되고, 중공 챔버의 관류시 열을 흡수하고, 방사방향 개구를 통해 중공 샤프트의 반대편 단부에서 다시 배출됨으로써 열을 방출한다.

공지된 전기 모터는, 냉각 유체가 특히 밀봉된 펌프에 의해 냉각 위치로 이송되어야 하고 불가피한 누출 후에 대체되어야 하는 단점을 갖는다. 따라서, 공지된 전기 모터는 복잡하게 구성되고 추가의 냉각부를 갖지 않는 모터보다 고장나기 쉽다.

DE 297 14 740에는 내부 공기 흐름에 의해 냉각되는 회전자 샤프트를 가진, 캡슐화된 전기 모터가 공지되어 있으며, 추가적으로 유체 냉각부가 제공된다. 상기 모터도 비교적 복잡하게 구성되고 고장나기 쉽다.

청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 본 발명은, 추가 냉각 공기가 전기 모터의 냉각을 위해 배치된, 표준적인 냉각 팬에 의해서만 모터의 중공 샤프트를 통해 안내되고, 전기 모터, 특히 비동기 모터는 지금까지 달성되지 않은, 높은 효율로 냉각되고, 상기 모터의 수명이 현저히 길어지는 장점을 갖는다.

전기 모터의 본 발명에 따른 구성에 의해 회전자 샤프트의 온도는 공회전시 약 20%, 감소되고, 부하 상태에서는 약 40% 감소된다. 이 경우 부하 단계 후 냉각 포텐셜은 공회전시 약 300% 높아진다.

회전자가 내부 냉각 없이 불충분하게만 냉각된다면, 상기 회전자의 열은 이미 과도하게 뜨거운 고정자로 전달되고, 이 경우 상기 고정자는 300℃ 까지 뜨거워질 수 있다.

본 발명은 하기에서 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 앵글 그라인더의 종단면도.

도 2는 본 발명에 따른 앵글 그라인더의 다른 실시예의 다른 종단면도.

도 3은 도 1에 따른 앵글 그라인더의 모터의 횡단면도.

도 1은 전방 단부(11) 및 후방 단부(15)를 가진 하우징(12)을 포함하는 앵글 그라인더(10)를 도시한다. 하우징(12)은 비동기 모터(14)를 수용한다. 상기 모터는 회전 가능한 회전자(16) 및 하우징에 고정된 고정자(20)로 이루어진다. 고정자(20)는 회전자(16)를 동심으로 둘러싸고, 좁은 링 갭에 의해 방사방향으로 이격 되어 있다. 회전자(16)는 중앙 중공식 중심 회전자 샤프트(18)에 상대 회전 불가능하게 배치되고, 상기 회전자 샤프트의 2개의 단부는 하우징(12) 내의 전방 및 후방 롤링 베어링(22, 23)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 회전자 샤프트는 그 외주에서 관찰 방향으로 볼 때 좌측 단부에 냉각 팬(24)을 갖는다. 상기 냉각 팬은 하우징(12)의 내부 챔버에서 저압을 형성하고 이로써 냉각 공기는 화살표(27)를 따라 외부로부터 하우징(12)의 후방 단부(15)에 있는 공기 슬롯(25)을 통해 내부로 고정자(20)의 외부면(21)과 하우징 내부면(13) 사이의 중간 챔버(38)를 통과한다. 따라서 비동기 모터(14)는 외부 냉각된다. 또한, 회전자(16)는 중공 회전자 샤프트(18)의 내부를 통해 이동되는 공기 흐름에 의해 냉각된다. 가열된 냉각 공기(27)는 앵글 그라인더(10)의 전방 단부에 있는 냉각 팬(24)에 의해, 상응하는 개구를 통해 배출된다.

회전자 샤프트(18)는 전방 롤링 베어링(22)에 회전 가능하게 지지된 그 자유 단부(19) 상에 베벨 피니언(26)을 지지하고, 상기 베벨 피니언은 나사 너트(28)에 의해 거기에 축방향으로 그리고 회전 불가능하게 고정된다. 베벨 피니언(26)은 크라운 휠(30)과 맞물리고 상기 크라운 휠과 함께 베벨 기어(32)를 형성한다. 상기 기어는 회전자 샤프트(18)에 대해 수직으로 배치된 출력 샤프트(34)를 회전 구동시킨다. 상기 출력 샤프트는 상세히 도시되지 않은 회전 연삭 공구, 예컨대 연삭 디스크를 회전하기 위해 제공된다.

연삭 공정시 형성된 먼지 및 다른 입자가 흡입된 냉각 공기(27)와 함께 회전자(16)와 고정자(20) 사이로 도달할 수 없는데, 그 이유는 상기 먼지와 입자는 적 절한 캡슐화(36)에 의해 그것으로부터 분리되기 때문이다. 이로써 최소의 냉각 공기량만 회전자(16)와 고정자(20) 사이의 링 갭을 통해 안내될 수 있다. 따라서, 비동기 모터(14)의 냉각은 실질적으로 고정자(20)의 외부면(21)을 지나는 공기 흐름에 의해 이루어진다. 추가의 내부 냉각을 위해, 개방된 샤프트 단부(46)로 형성된 유입구를 통해 앵글 그라인더(10)의 후방 단부(15)에 있는 회전자 샤프트(18)의 중공 챔버(44) 내로 냉각 공기(27)가 유입된다. 가열된 냉각 공기(27)는 관찰 방향으로 볼 때 냉각 팬(24) 전방 우측에서 회전자 샤프트(18)의, 더 두꺼운 벽의 축방향 영역에 있는 방사방향 개구(40)를 통해 배출된다. 개구(40)는 횡보어 또는 종방향 홀로 형성된다.

냉각 팬(24)의 블레이드(240)와 그 후방에 놓인 회전자 샤프트(18)(정상압력)의 영역 사이의 저압으로 인해 냉각 공기가 유동한다. 회전자 샤프트(18)는, 그 후방 샤프트 단부 또는 원형 유입구(42)가 연삭 먼지와 칩이 도달할 위험이 있는 하우징 영역의 외부에서 그리고 연삭 먼지의 발생 지점과 가능한 멀리 떨어져 놓일 정도로 길다.

회전자 샤프트(18)는 2개의 부분으로 형성될 수 있고 계단식 샤프트형 중실 재료로 이루어진 전방 부분(190)으로 구성된다. 상기 회전자 샤프트의 후방 부분(48)은 원형관 형상의, 자기 전도 물질로 이루어진다. 부분들(190, 48)은 서로 축방향으로 압착된다. 중공 샤프트 형상의 후방 부분(48)의 결합 영역은, 관통구로 형성된 스플라인 샤프트 톱니 홈과 함께 상세히 도시되지 않은 스플라인 샤프트 프로파일을 형성하고, 상기 스플라인 샤프트 톱니 홈은 방사방향 배출구(40)로서 작동하고, 상기 스플라인 샤프트 톱니 홈을 통해 뜨거운 냉각 공기(27)가 냉각 팬(24)을 향해 그리고 상기 냉각 팬으로부터 방사방향 외부로 배출될 수 있다.

회전자 샤프트(18)의 배출구(40)의 영역 내의 유동 저항을 감소시키기 위해 전방 부분(190)은 후방 부분(48) 내로 압착된 측면에 유동 콘(17)을 갖고, 상기 유동 콘은 유입 냉각 공기(27)를 안정되게 방사방향 외부로 배출구를 향해 안내한다.

비동기 모터(14)의 실시예에서 중공 샤프트의 벽 두께는, 허용된 휨-및 토션 강도에서 공기 통과를 위한 최대 횡단면이 얻어지도록 적어도 2 mm로 선택된다. 회전자 샤프트(18)가 회전자(16)의 자속에 관련되기 때문에, 그 벽 두께는 2 mm보다 작아서는 안 된다.

도 2는 슬롯으로서 회전자 샤프트(18)의 방사방향 배출구(40)의 실시예를 도시하고 그 밖의 것은 도 1과 동일하다.

도 3은 비동기 모터(14)의 횡단면을 도시하고 중공 챔버(44) 또는 채널로서 회전자 샤프트(18)의 구조를 도시한다.

Claims (8)

1. 휴대용 전기 공작 기계(10)로서, 회전자(16) 및 고장자(20)로 이루어진 전기 모터(14), 특히 캡슐화된, 공냉식 비동기 모터를 포함하는 휴대용 전기 공작 기계에 있어서,

   냉각 공기(27)용의 적어도 하나의 채널(44)은 내부 냉각을 위해 상기 회전자(16)를 통해 종방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
2. 제 1 항에 있어서, 중공 회전자 샤프트(18)가 상기 채널(44)로서 이용되고, 냉각 팬(24)에 의해 냉각 공기만이 상기 채널을 통해 이송되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 회전자 샤프트(18)는 개방된 관으로서 후방 단부에 형성되고 거기에 상기 냉각 공기(27)용 원형 유입구(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 회전자 샤프트(18)의 후방 단부는 비동기 모터(14)의 캡슐을 관통하고, 그 유입구(42)는 연삭 그라인더의 후방 단부(15)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 샤프트(18)는 자기 전도 물질로 구성되고 그 관형 영역은 약 2 mm의 벽 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전자 샤프트(18)는 2개의 부분이 결합되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
7. 제 6 항에 있어서, 축방향 전방 부분(190)은 축방향 후방 부분(48) 내로 삽입되고, 중실 재료로 이루어지고, 유동 콘(17)으로 상기 후방 부분(48)의 내부로 돌출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 회전자 샤프트(18)는 전방 영역에서 상기 냉각 팬(24)을 지지하고, 가열된 냉각 공기(27)를 상기 냉각 팬(24)으로 흡입하기 위한, 상기 냉각 팬 하류에 배치된 방사방향 개구(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전기 공작 기계.

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