KR20080102481A - 수냉식 모터의 프레임 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전후방의 브라켓(16)(18) 사이에 고정자(11)와 회전자(12)를 구비하는 모터에 있어서: 상기 고정자(11)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 설치되고, 나선 형태로 연통되는 외면 공간부(22)를 구비하는 내부몸체(20); 상기 내부몸체(20)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 설치되는 외부몸체(30); 및 상기 브라켓(16)(18)과 외부몸체(30) 사이에 패킹(42)과 O-링(45)을 구비하는 기밀수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 내부몸체(20)는 외면 공간부(22)와 동일한 피치의 나선 형태로 연통되는 내면 공간부(24)를 더 구비할 수도 있다.

이에 따라 본 발명은, 냉각수 순환에 의한 냉각 기능을 증대하면서 주조성형의 불량률을 줄이고 기계적 강도를 향상할 수 있는 효과가 있다.

모터, 냉각, 수냉, 나선, 유로

Description

수냉식 모터의 프레임 구조 {The frame construction of water cooled motor}

도 1은 본 발명의 일예에 따른 모터의 주요 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명의 변형예에 따른 모터의 주요 구성을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

11: 고정자 12: 회전자

16, 18: 브라켓 20: 내부몸체

22: 외면 공간부 24: 내면 공간부

30: 외부몸체 35: 실리콘 주입구

40: 기밀수단 42: 패킹

45: O-링 50: 배관연결구

본 발명은 수냉식 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉각수 순환에 의한 냉각 기능을 증대하면서 주조성형의 불량률을 줄이고 기계적 강도를 향상할 수 있는 수냉식 모터의 프레임 구조에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 자석이 결합된 회전자와 코일이 권선된 고정자가 구비되어 전기 에너지를 역학적 에너지로 변환하는 수단으로서 에너지 변환 과정에서 마찰 등에 의한 발열이 불가피하여 반드시 냉각을 필요로 한다. 모터의 냉각방식으로는 공기 냉각식, 가스 냉각식, 수냉식, 유냉식이 있으며, 설치 환경에 따라 다르지만 발열량이 커질수록 공냉보다는 수냉이나 유냉이 적절하다.

한국공개실용신안공보 제1999-0005911호의 "수냉식 모터"에 의하면 『모터의 온도 상승을 방지하기 위해 냉각수가 채워지는 물재킷이 마련된 하우징, 상기 물재킷의 개구부를 폐쇄하며 상기 냉각수의 입구와 출구가 마련된 커버, 상기 물재킷의 개구부와 상기 커버사이에 마련되어 상기 물재킷의 밀폐구조를 형성하는 패킹과 지지테가 구비되며, 상기 냉각수 입출구가 상기 물재킷과 연통되도록 상기 패킹과 지지테에 유로가 형성된 수냉식 모터에 있어서, 상기 유로가 상기 냉각수 입ㅇ출구와 일치되게 조립되도록, 상기 패킹 및 지지테와 상기 하우징사이에 위치설정수단이 마련된 것을 특징으로 하는 수냉식 모터.』가 제안된 바 있다.

그러나 이는 모터의 주위에 마련된 물재킷의 밀폐구조를 형성하는 패킹과 지지테의 오조립 방지를 위한 것으로서, 위치설정수단에 의한 조립 용이성을 도모하는데 초점을 두고 있어 냉각 기능의 향상을 기대하기 곤란하다. 그리고 성형에 있어 통상적인 주조방식을 적용함에 의한 내부 결함의 소지가 많아 내구성이 저하될 우려가 크다.

또 다른 예로서, 한국등록특허공보 제0475611호의 "수냉식 전동기 프레임 제조방법"에 의하면 상기한 단점의 일부를 해소하기 있기는 하지만, 여전히 기계적 강도와 내구성을 향상하는 구조의 측면에서 미흡한 실정이다.

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 냉각수 순환에 의한 냉각 기능을 증대하면서 주조성형의 불량률을 줄이고 기계적 강도를 향상할 수 있는 수냉식 모터의 프레임 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전후방의 브라켓 사이에 고정자와 회전자를 구비하는 모터에 있어서: 상기 고정자의 외면을 감싸도록 브라켓 사이에 설치되고, 나선 형태로 연통되는 외면 공간부를 구비하는 내부몸체; 상기 내부몸체의 외면을 감싸도록 브라켓 사이에 설치되는 외부몸체; 및 상기 브라켓과 외부몸체 사이에 패킹과 O-링을 구비하는 기밀수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징으로서, 상기 내부몸체는 외면 공간부와 동일한 피치의 나선 형태로 연통되는 내면 공간부를 더 구비할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 외부몸체는 내부몸체의 외면 공간부로 냉각수를 순환시키기 위한 배관연결구를 구비한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다 는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일예에 따른 모터의 주요 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명은 전후방의 브라켓(16)(18) 사이에 고정자(11)와 회전자(12)를 구비하는 모터에 관련된다. 회전자(12)의 주축(13)이 돌출된 부분에 전방 브라켓(16)이 위치하고 그 반대측에 후방 브라켓(18)이 위치한다. 미설명 부호 19는 주축(13)을 회전 가능하게 지지하는 베어링이다.

본 발명에 따르면 나선 형태로 연통되는 외면 공간부(22)를 구비하는 내부몸체(20)가 상기 고정자(11)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 설치된다. 내부몸체(20)의 내면은 요철이 없는 곡면 상태이고 외면은 나선 구조의 공간부(22)가 형성된다. 외면 공간부(22)의 나선은 반원형 또는 삼각형 단면으로 할 수도 있으나 장방형 단면으로 하는 것이 전열면적을 증가시키는 측면에서 유리하다. 외면 공간부(22)의 나선 피치는 냉각수 유로 단면에 해당하는 홈의 폭에 의하여 결정되는데, 홈의 폭 및 피치가 작을수록 전열면적은 증가하지만 냉각수 순환을 위한 동력소모도 증가되므로 적절한 절충이 필요하다.

이와 같은 내부몸체(20)는 규칙적인 구조를 지니므로 원심주조로 성형하는 것이 가능한 바, 원심주조에 의하면 조직을 치밀하게 하고 주조 불량을 감소하여 기계적 강도와 내구성을 향상에 기여한다.

조립에 있어서, 본 발명의 내부몸체(20)는 브라켓(16)(18)에 형성된 단턱에 삽착하고 브레이징(brazing) 처리하여 접합한다. 종래에 용접과 열처리 공정을 요하는 것과 비교하면 공수를 절감할 수 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 내부몸체(20)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 외부몸체(30)가 설치된다. 외부몸체(30)는 원통형 구조이며 내부몸체(20)의 외면과 긴밀하게 접촉하며 감싸도록 설치된다. 이와 같은 본 발명의 외부몸체(30)도 원심주조로 제작이 가능하다.

또, 본 발명에 따르면 상기 브라켓(16)(18)과 외부몸체(30) 사이에 패킹(42)과 O-링(45)을 구비하는 기밀수단(40)을 포함한다. 몸체(20)(30)를 브라켓(16)(18)과의 결합함에 있어서 지지 기능은 내부몸체(20)가 기밀 기능은 외부몸체(30)가 주로 담당하게 된다. 기밀수단(40)으로서 외부몸체(30)의 단부에 2개의 O-링(45)을 설치하고, 2개의 O-링(45)이 설치되는 중간 위치에 실리콘 주입구(35) 및 실리콘 고정용 패킹(42)을 설치한다.

또, 본 발명에 따르면 상기 외부몸체(30)는 내부몸체(20)의 외면 공간부(22)로 냉각수를 순환시키기 위한 배관연결구(50)를 구비한다. 배관연결구(50)는 각각 전후방의 브라켓(16)(18)에 인접하는 외부몸체(30) 상에 설치되고 나선 유로인 내부몸체(20)의 외면 공간부(22)의 단부와 연통된다. 전방 브라켓(16)에 인접한 배관 연결구(50)를 입구로 할 수도 있고, 반대로 후방 브라켓(18)에 인접한 배관을 입구로 할 수도 있다. 도시에는 생략되나 경우에 따라서는 배관연결구(50)를 더 설치하여 양측 순환 방식을 구현할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 변형예에 따른 모터의 주요 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명의 변형예에 따르면 상기 내부몸체(20)는 외면 공간부(22)와 동일한 피치의 나선 형태로 연통되는 내면 공간부(24)를 더 구비할 수도 있다. 내면 공간부(24)는 외면 공간부(22)의 이면에 형성되므로 피치가 동일하게 유지된다. 도 2에 의한 내부몸체(20)는 단면이 마치 지그재그 형태로 나타난다. 내면 공간부(24)는 외면 공간부(22)와 연통하지 않으므로 냉각수 유로로 활용되지 않는다.

도 2와 같은 내부몸체(20)의 구성에 의하면 도 1에 비하여 전열면적이 다소 축소되는 반면 소재절감과 기계적 강도의 향상에는 유리하다. 물론 내면 공간부(24)에 별도의 냉매를 충진하거나 순환시키는 구성도 가능하다.

통상 수냉식 모터는 냉매 이송 방법의 형식에 따르면 냉매가 온도차에 의해 대류하는 자랭형, 냉매가 회전자의 작용에 의해 순환되는 자력형, 냉매가 별도의 독립장치에 의해 순환되는 타력형 등으로 구분된다. 본 발명의 구성에 의하면 상기 어느 형식에나 적용이 가능하지만 외면 공간부(22)의 나선 유로가 유동저항으로 작용하므로 타력형으로 하는 것이 가장 적절하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

이상의 구성 및 작용에 따르면, 본 발명의 수냉식 모터의 프레임 구조는 냉각수 순환에 의한 냉각 기능을 증대하면서 주조성형의 불량률을 줄이고 기계적 강도를 향상할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전후방의 브라켓(16)(18) 사이에 고정자(11)와 회전자(12)를 구비하는 모터에 있어서:

   상기 고정자(11)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 설치되고, 나선 형태로 연통되는 외면 공간부(22)를 구비하는 내부몸체(20);

   상기 내부몸체(20)의 외면을 감싸도록 브라켓(16)(18) 사이에 설치되는 외부몸체(30); 및

   상기 브라켓(16)(18)과 외부몸체(30) 사이에 패킹(42)과 O-링(45)을 구비하는 기밀수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수냉식 모터의 프레임 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 내부몸체(20)는 외면 공간부(22)와 동일한 피치의 나선 형태로 연통되는 내면 공간부(24)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 수냉식 모터의 프레임 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 외부몸체(30)는 내부몸체(20)의 외면 공간부(22)로 냉각수를 순환시키기 위한 배관연결구(50)를 구비하는 것을 특징으로 하는 수냉식 모터의 프레임 구 조.

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