KR910010196B1

KR910010196B1 - 모터 냉각 시스템

Info

Publication number: KR910010196B1
Application number: KR1019890700428A
Authority: KR
Inventors: 고세이 나까무라; 요시유끼 하야시
Original assignee: 화낙 가부시끼가이샤; 이나바 세이우에몬
Priority date: 1987-07-09
Filing date: 1988-07-09
Publication date: 1991-12-20

Abstract

내용 없음.

Description

모터 냉각 시스템

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 제1tlf시예로서 모터 냉각 시스템을 채용한 모터의 단면도이다.

제2도는 본 발명에 따른 제2실시예로서 모터 냉각 시스템을 채용한 모터의 도식적인 단면도이다.

제3도는 종래의 모터 냉각 시스템을 채용한 모터의 도식적인 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 모터 냉각 시스템에 관한 것으로, 특히 공작기계용 스핀들 모터를 냉각시키는데 유익하게 적용할 수 있는 모터 냉각 시스템에 관한 것이다.

[배경기술]

자동 냉각형 모터는 그의 후방 단부에 각각의 팬모터를 항상 장비하고 있지만, 공작기계의 스핀들(공구스핀들)을 회전 구동시키기 위한 스핀들 모터는 스핀들 모터가 저속에서 고속까지의 넓은 속도범위에 걸쳐 작동하기 때문에 자동 냉각팬에 의해서는 만족스럽게 냉각될 수가 없다.

따라서, 제3도에 도시된 바와 같이, 종래의 스핀들 모터에는, 고정자(1)의 외측 원주상에서, 외측 슬리브(4)상에 형성된 입구 개구(30)로부터 외측 슬리브(4)상에 형성된 출구 개구(32)까지 연장하는 통로를 형성하기 위해 그의 외측 원주에 형성되고, 외측 슬리브(4)로 덮인 나선홈(31)을 가지는 오일 자켓(3)이 제공되며, 냉각 유체는 오일 자켓(3)을 냉각시키기 위해 화살표(F₁,F₂)로 표시된 바와 같이 통로를 통과한다.

종래의 오일 자켓 냉각 시스템은, 이것이 코일에 의해 발생된 열에 의해 가열된 고정자로부터 오일 자켓까지 전달된 열을 제거하는 간접 냉각 시스템이기 때문에 고정자를 효율적으로 냉각시킬 수가 없었다.

더욱이, 종래의 냉각 시스템은 회전자(2)와 회전자(2)의 대향 단부에 각각 부착된 단부링(20)에서 발생된 열을 제거할 수도 없었다.

본 발명은 종래의 이러한 모터 냉각 시스템의 단점을 제거하고 회전자와 고정자 코일에서 발생된 열을 제거할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

[본 발명의 설명]

제2도에 상세히 도시된 바와 같이, 고정자(1)는 고정자 코어 및 코어의 대향단으로부터 돌출하는 고정자코일의 돌출부(10)위에 합성수지의 피복층(11)을 인가하기 위해 모울딩으로 처리되며, 노즐(9)은 스핀들 모터의 내부로 하우징(H)을 통해 삽입되며, 냉각 유체(L)는 노즐(9)에 의해 고정자 코일 및 회전자(2)의 단부링(20)위로 분무되고, 냉각 유체(L)는 출구 개구(92)를 통해 배출된다.

따라서, 합성수지로 피복된 고정자 코일 및 회전자는 열대류 계수 및 냉각률을 증가시키도록 직접 냉각될 수 있고, 이것에 의해 모터는 효율적으로 냉각될 수 있다.

냉각 유체가 열 발생부재, 즉, 고정자 코일, 회전자 및 단부링으로 직접 인가될 수 있으므로, 모터의 가열은 종래의 모터의 가열에 비해 현저하게 감소될 수 있고, 모터는 더욱 콤팩트하게 만들어질 수 있다.

효과적인 냉각은 스핀들 모터의 칫수를 감소시키고, 전류 공급을 증가시킴으로써 출력 용량을 증가시킴과 아울러 스핀들 모터의 출력범위를 넓히는 것을 가능하게 한다.

[본 발명을 수행하는 가장 훌륭한 방법]

[실시예 1]

제1도는 본 발명이 적용된, 346mm의 고정자 길이 및 180mm의 고정자 외경을 가지는 스핀들 모터를 도시한다. 고정자 코어의 대향단부로부터 부분적으로 돌출하는 고정자 코일을 가지는 고정자(1)는 모울딩에 의해 합성수지의 층으로 피복되며 합성수지의 층을 기계 가공함으로써 마무리된다. 합성수지 피복(21)으로 각각 피복된 단부링(20)이 그의 대향단부에서 단단하게 제공된 회전자(2)는 모터를 구성하기 위해 고정자(1)와 결합한다. 모터는 고정자의 외주면상에 오일자켓(3)을 설치하고, 전방 플랜지(6) 및 후방 하우징(7)을 오일 자켓의 대향단부에 각각 단단하게 부착시킴으로써 수밀형식으로 밀봉된다.

오일 자켓(3)에는 그의 외주면에서 나선홈(31)이 제공되고, 외측 슬리브(4)는 외측 슬리브(4)의 내주면과 나선홈(31) 사이에서 냉각 유체용 통로를 한정하기 위해 오일 자켓 (3)의 외주면상에 설치된다. 나선홈(31)의 대향단부는 외측 슬리브(4)에 형성된 입구 개구(30) 및 출구 개구(32)에 각각 연결된다. 입구 개구(90)및 출구 개구(92)는 고정자 코일의 외측 단부 및 단부링(20)의 외측표면을 통해 입구 개구(90)로부터 출구 개구(92)까지 각각 연장하는 흐름 통로(91)를 형성하기 위해 오일 자켓(3)의 대향 단부에서 각각 형성된다.

작동 시에, 0.881의 비중량, 7cst의 점성 및 135℃의 착화점을 갖는 오일(고압 절연 오일 A, 니세끼 가부시끼가이샤)은 나선홈(31)을 거쳐 입구 개구(30)로부터 출구 개구(32)까지 연장하는 통로를 통해, 그리고 흐름 통로(91)를 거쳐 입구 개구(90)로부터 출구 개구(92)까지 연장하는 통로를 통해 오일을 흐르게 하기 위해 오일 자켓(3)의 입구 개구(30,90)를 통해 0.7kg/cm²의 압력으로 모터의 내부로 분사되었다.

고정자 코일에 의해 발생되어 고정자 코어로 전달된 열은 열을 뺏아 가는 나선홈(31)을 통해 흐르는 오일까지 오일 자켓을 통해 전도되었다. 고정자로부터 돌출하는 고정자 코일의 돌출부(10)에 의해 발생되어 단부링(20)을 가열시키는 열은 흐름 통로(91)를 통해 흐르는 오일에 의해 흡수되어 제거되었다.

고정자(1)의 고정자 코일이 합성수지 피복층(11)으로 피복되고, 회전자(2)가 합성수지 피복층(21)으로 피복되므로, 오일에 의한 모터의 직접냉각은 모터의 기능에서 어떤 문제도 일으키지 않았다.

[실시예 2]

제2도에 도시된 바와 같이, 실시예 2의 모터는, 실시예 1에서 흐름 통로(91)를 거쳐 입구 개구(90)로부터 출구 개구(92)까지 연장하는 냉각 통로대신, 노즐(9)로부터 출구 개구(92)까지 냉각 오일을 흐르게 하기 위해 고정자(1)의 고정자 코일의 돌출부(10)부근 및 회전자(2)의 단부링(20)부근에 노즐(9)의 끝단이 일치 설정되도록 노즐(9)이 모터의 내부에서 전방 플랜지(6) 및 후방 하우징(7)을 통해 삽입되는 것을 제외하고는, 제1도에 도시된 실시예 1의 모터와 구조적으로 유사하다.

작동시, 냉각 오일유체(L)는 고정자 코일의 돌출부(10) 및 단부링(20)에 대하여 노즐(9)을 통해 도시되지 않은 가압장치에 의해 분출되었다. 냉각 오일유체(L)는 출구 개구(92)를 통해 배출되었다.

고정자 코일의 돌출부 및 단부링은 직접 냉각되었고, 실시예 2는 실시예 1과 같은 기능 및 효과를 가졌다.

[변형예]

냉각 유체로서 채용된 오일은 냉각수로 교체될 수 있고. 회전자의 단부링은 본 발명의 목적을 성취하기 위해 합성수지층으로 피복될 필요가 없다.

Claims

모터의 고정자(1)를 피복층(11)으로 피복하고, 고정자 코일의 돌출부(10) 및 회전자(2)의 대향 단부에 냉각 유체를 인가함을 특징으로 하는 모터 냉각 시스템.
제1항에 있어서, 냉각 유체는, 고정자(1) 및 회전자(2)의 대향 단부를 따라 각각 형성된 흐름 통로(91)를 거쳐 오일 자켓(3)의 대향 단부에 형성된 입구 개구(90)로부터 오일 자켓의 대향단부에 형성된 출구 개구(92)로 흐르는 것을 특징으로 하는 모터 냉각 시스템.
제1항에 있어서, 냉각 유체는 고정자 코일의 돌출부(10) 및 회전자(2)의 단부링(20)에 대하여 모터의 내부에서 모터의 대향 하우징을 통해 삽입된 노즐(9)을 통해 분출되는 것을 특징으로 하는 모터 냉각 시스템.