JP5921638B2 - 半閉型誘導電動機 - Google Patents

Description

本発明は、半閉型誘導電動機に関し、より詳細には、空気が内部に流通されることができる構造の回転子によって回転子及び固定子の冷却効率が向上する半閉型誘導電動機に関する。

誘導電動機は、回転子を支持するためのシャフトと、上記シャフトによって支持されて回転する回転子と、回転子と対向するように位置して回転子が回転するように磁力が発生する固定子と、固定子を圧入して保護支持するためのフレームと、フレームの前面と後面に締結されるブラケットと、上記前面ブラケットに形成されて外部の空気を吸入するための吸入口と、上記吸入口を介して吸入された空気を外部に排出させるために後面ブラケットに形成された排出口と、上記フレームの内部温度を冷却させるために空気が吸入及び排出されるように回転する後面ブラケットの内部に設置された通風ファンとで構成される。

このような誘導電動機は、電源が印加されると、シャフトに支持された回転子が固定子で発生した磁力によって高速で回転することにより駆動される。

この際、回転子が回転することにより誘導電動機の内部の温度が上昇する。

したがって、誘導電動機の内部を冷却させるために、フレームの後面ブラケットの内部に備えられた通風ファンが駆動され、前面ブラケットに形成された吸入口を介して外部の空気が吸入されて回転子と固定子の間を通過する。

このように通風ファンの回転によって外部の空気が吸入されて回転子と固定子の間を通過することにより上昇された誘導電動機の内部温度を冷却させたら、継続的な通風ファンの回転によってフレームの後面ブラケットに形成された排出口を介して吸入された空気が外部に排出され、継続的な誘導電動機の高出力を極大化させることができるようになる。

このような半閉型誘導電動機が特許文献１に開示されている。

しかしながら、従来の技術による半閉型誘導電動機は、回転子を軸方向に貫通して形成された通風穴及び回転子と固定子の間の間隔を介して空気が軸方向のみに通風されるため、回転子と固定子の冷却効率が低いという短所がある。

また、従来の技術による半閉型誘導電動機は、回転子と固定子に外部空気を流入させるための別途の通風ファンを必要とするため、装置の製作コストが多く必要とされ、通風ファンの駆動による機械損失が発生して電動機の効率が減少するという問題がある。

韓国特開２００１‐００３６６６５号公報

本発明は、上記のような従来技術の問題の少なくとも一部を解決するために案出されたものであり、回転子と固定子の冷却効率が向上した半閉型誘導電動機を提供することを目的とする。

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の一実施例によれば、放射状のダクトホールが備えられた固定子鉄心、及び上記固定子鉄心に巻き取られた固定子コイルを備える固定子と、上記固定子の中空に配置されて上記固定子コイルが発生させる磁力によって回転可能であり、回転軸、上記回転軸の軸方向に積層されて上記回転軸に結合される複数の回転子鉄心、上記複数の回転子鉄心に結合される回転子コイル、及び上記複数の回転子鉄心のそれぞれの間に積層されて上記回転子鉄心の内側の空気を外側に排出させるダクトプレートを備える回転子と、を含む半閉型誘導電動機が提供される。

一実施例において、上記回転子鉄心は、上記回転軸の軸方向に空気が流通可能なエアホールが備えられ、上記ダクトプレートは、放射状に形成された複数のブレード部、及び上記複数のブレード部のそれぞれの間に形成されて上記回転子鉄心のエアホールに連通され上記回転子鉄心の外郭側に伸びて切開されたダクトスリット部を備えることができる。

また、一実施例において、上記ダクトスリット部は、上記回転子鉄心に備えられた複数のエアホールに一対一で対応し、上記ダクトプレートの内側から外郭側に放射状に形成されることができる。

また、一実施例において、上記ダクトプレートは、上記ブレード部の端部がテーパー状に形成されて上記ダクトスリット部の外側端部の幅が拡張されるスリット拡張部を備えることができる。

また、一実施例において、上記回転子鉄心とダクトプレートには、回転子コイルが結合されるコイル結合溝が備えられることができる。

また、一実施例において、上記ダクトプレートは、上記回転軸の軸方向に対して上記固定子鉄心のダクトホールとずれる位置に配置されるように構成されることができる。

また、一実施例において、上記固定子と回転子が内蔵され、外部空気が内部に流入する空気流入口を備えるフレームがさらに含まれることができる。

また、一実施例において、上記フレームの内側の両端に備えられ、上記フレームの空気流入口を介して流入した空気を上記回転子側に案内するエアガイドがさらに含まれることができる。

上記のような構成を有する本発明の一実施例によれば、回転子と固定子の内部に空気が流動することができる構造によって、回転子と固定子の空気による冷却効率が向上する効果が得られる。

また、本発明の一実施例によれば、外部空気の導入のための別途の送風ファンを必要とせず、回転子の回転によって自動で外部空気が回転子及び固定子に流入することができる構成によって、装置の構成が簡単になり、装置の製作コストが減少し、機械損失が発生しないという効果が得られる。

本発明の一実施例による半閉型誘導電動機の部分断面図である。 図１に示された半閉型誘導電動機の部分断面斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は図１に示された半閉型誘導電動機に含まれる回転子鉄心の平面図及びダクトプレートの平面図である。 図３に示された回転子鉄心とダクトプレートが重なっている状態を示す平面図である。 図１に示された半閉型誘導電動機の内部の空気の流れを示す部分断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

以下では、図１〜図５を参照して、本発明の一実施例による半閉型誘導電動機について説明する。

図１は本発明の一実施例による半閉型誘導電動機の部分断面図であり、図２は半閉型誘導電動機の部分断面斜視図であり、図３の（ａ）及び（ｂ）は回転子鉄心の平面図及びダクトプレートの平面図であり、図４は回転子鉄心とダクトプレートが重なっている状態を示す平面図であり、図５は半閉型誘導電動機の内部の空気の流れを示す部分断面図である。

図１〜図５に示されたように、本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００は、フレーム１１０と、固定子Ｓと、回転子Ｒと、エアガイド１７０と、を含むことができる。

上記フレーム１１０は、本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００の外観を構成し、後述する固定子Ｓ、回転子Ｒ及びエアガイド１７０が設置される内部空間を備えることができる。

このようなフレーム１１０には、外部空気がフレーム１１０の内部に流入することができる空気流入口１１２を備えることができる。一実施例において、空気流入口１１２は、フレーム１１０の両端に結合される別途のブラケット（図示せず）に備えられることもできるが、これに限定されない。

一実施例において、空気流入口１１２は、フレーム１１０の両端に備えられ、後述する固定子Ｓ及び回転子Ｒの軸方向に外部空気が流入することができる通路を構成することができる。

また、上記固定子Ｓは、フレーム１１０の内部に固定された固定子鉄心１２２と、上記固定子鉄心１２２に巻き取られた固定子コイル１２６と、を含むことができる。

一実施例において、固定子鉄心１２２には、図２に示されたように放射状のダクトホール１２３が備えられることができる。

また、一実施例において、ダクトホール１２３は、固定子鉄心１２２の軸方向に複数個が間隔をおいて備えられることができる。

このようなダクトホール１２３は、固定子鉄心１２２の外郭に伸び、固定子鉄心１２２の内側に流入した空気が固定子鉄心１２２の内部を通過した後に外郭に排出されることができる経路を構成することができる。

固定子鉄心１２２は、ダクトホール１２３を流動する空気によって冷却されることができる。

一方、上記回転子Ｒは、円筒形の上記固定子Ｓの中空に配置され、固定子コイル１２６が発生させる磁力によって回転することができる。

このような回転子Ｒは、回転軸１３０と、回転子鉄心１４０と、回転子コイル１５０と、ダクトプレート１６０と、を含むことができる。

上記回転軸１３０は、フレーム１１０の両端に備えられたベアリング１１４に回転可能に支持され、少なくとも一端がフレーム１１０の外側に露出するように伸びて回転力を外部要素に伝達することができる。

また、上記回転子鉄心１４０は、複数個が回転軸１３０の軸方向に積層されて回転軸１３０に結合されることができる。回転子鉄心１４０は、それぞれが円盤形であり、複数個が積層されて円筒形の鉄心を構成することができる。

このような回転子鉄心１４０は、図３の（ａ）に示されたように本体が幅方向に貫通されて形成された多数のエアホール１４４を備えることができる。

上記エアホール１４４は、積層された複数の回転子鉄心１４０の内側に回転軸１３０の軸方向に空気が流通されることができる経路を構成することができる。

また、回転子鉄心１４０の縁部には、後述する回転子コイル１５０が巻き取られるコイル結合溝１４２が備えられることができる。

一実施例において、回転子鉄心１４０は、精度が高く且つ高温での強度及び耐摩耗性が高いアルミニウムダイキャスティング（Ａｌ ｄｉｅｃａｓｔｉｎｇ）によって製造されることができるが、これに限定されない。

また、上記回転子コイル１５０は、複数の回転子鉄心１４０に備えられたコイル結合溝１４２を介して複数の回転子鉄心１４０に巻き取られることができる。

回転子コイル１５０は、回転子鉄心１４０が巻き取られて電流が流れると、磁力を発生させて回転子鉄心１４０を磁化させることができる。

一方、上記ダクトプレート１６０は、互いに積層される回転子鉄心１４０と回転子鉄心１４０の間に積層され、回転子鉄心１４０と回転挙動が一致する円板形の部材からなることができる。

このようなダクトプレート１６０は、回転子鉄心１４０の内側の空気を外側に排出させることができる。

即ち、ダクトプレート１６０は、回転子鉄心１４０のエアホール１４４に流通される空気を回転子鉄心１４０の外側に排出させることができる。

このために、一実施例において、ダクトプレート１６０は、ブレード部１６２、ダクトスリット部１６４及びスリット拡張部１６８を備えることができる。

上記ブレード部１６２は、図３の（ｂ）に示されたようにダクトプレート１６０の本体のうちダクトプレート１６０の本体の中心から放射状に形成された部分に該当する。

このようなブレード部１６２の端部には、回転子鉄心１４０に備えられたコイル結合溝１４２に対応するコイル結合溝１６６が備えられることができる。

また、上記ダクトスリット部１６４は、複数のブレード部１６２のそれぞれの間に形成され、空気が流通されることができる流路からなることができる。

即ち、ダクトスリット部１６４は、ブレード部１６２とブレード部１６２の間の間隔に該当することができる。

このようなダクトスリット部１６４は、回転子鉄心１４０の外郭側に伸びて切開された構造によって、回転子鉄心１４０のエアホール１４４に流通される空気が回転子鉄心１４０の外部に排出される経路を構成することができる。

一実施例において、ダクトスリット部１６４は、回転子鉄心１４０に備えられた複数のエアホール１４４に一対一で対応し、ダクトプレート１６０の内側から外郭側に放射状に形成されることができる。

図４に示されたように、回転子鉄心１４０とダクトプレート１６０が重なっている場合、ダクトプレート１６０のダクトスリット部１６４は回転子鉄心１４０のエアホール１４４に連通されることができる。

このようにダクトスリット部１６４がエアホール１４４に連通された場合、エアホール１４４に流通される空気の一部はダクトスリット部１６４を介して回転子鉄心１４０とダクトプレート１６０の外郭に排出されることができる。

また、上記スリット拡張部１６８は、図３の（ｂ）の部分拡大図に示されたようにブレード部１６２の端部がテーパー状に形成されてダクトスリット部１６４の外側端部の幅が拡張された部分に該当する。

即ち、スリット拡張部１６８は、ブレード部１６２の端部の両側に形成された傾斜面からなることができる。

このようなスリット拡張部１６８は、回転子Ｒの高速回転時にダクトスリット部１６４を介して排出される空気がブレード部１６２の端部から傾斜面を介して回転子鉄心１４０の円周方向にスムーズに排出されるようにすることができる。

このようなスリット拡張部１６８によって高速回転するブレード部１６２の空気抵抗が減少することにより、電動機効率が増大され、作動騒音が減少することができる。

一方、一実施例において、前述したようなダクトプレート１６０は、図１に示されたように回転軸１３０の軸方向に対して固定子鉄心１２２のダクトホール１２３とずれる位置に配置されるように構成されることができる。

これにより、ダクトプレート１６０のダクトスリット部１６４を介して排出される空気が固定子鉄心１２２のダクトホール１２３を介してすぐに排出されず、回転子鉄心１４０と固定子鉄心１２２の間に流入して回転子鉄心１４０と固定子鉄心１２２を冷却した後にダクトホール１２３に流入することができる。

一方、上記エアガイド１７０は、フレーム１１０の内側の両端に備えられ、フレーム１１０の空気流入口１１２を介して流入した空気を回転子Ｒ側に案内することができる。

一実施例において、このようなエアガイド１７０は、空気流入口１１２側から回転子Ｒ側に伸びる漏斗形の部材からなることができる。

以下では、図５を参照して、前述したような本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００の空気冷却動作について説明する。

図５に示されたように、本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００が駆動されて回転子Ｒが回転すると、回転子鉄心１４０のエアホール１４４に収容された空気が回転子鉄心１４０の回転による遠心力を受けてダクトスリット部１６４を介してダクトプレート１６０の外郭に移動する。

この際、ダクトプレート１６０のブレード部１６２は、ダクトスリット部１６４に収容された空気に遠心力を加えるように空気を押し出す翼の機能を行うことができる。

ダクトスリット部１６４を介して移動した空気は、ダクトプレート１６０の外郭に排出され、回転子鉄心１４０と固定子鉄心１２２の間に流入する。

そして、回転子鉄心１４０と固定子鉄心１２２の間に収容された空気は、回転子鉄心１４０の回転によって発生する空気の圧力によって固定子鉄心１２２の外郭方向に力を受け、固定子鉄心１２２に備えられたダクトホール１２３に流入する。

ダクトホール１２３に流入した空気は、固定子鉄心１２２の内部で固定子鉄心１２２を冷却させた後に固定子鉄心１２２の外側に排出されてフレーム１１０の内部に移動する。

一方、上記のように回転子鉄心１４０の回転によってエアホール１４４に収容された空気が抜け出ると、エアホール１４４の気圧が低くなるため、フレーム１１０の外部の空気が空気流入口１１２を介してエアホール１４４に流入する。

この際、エアガイド１７０は、空気流入口１１２を介して流入する空気を回転子Ｒ側に案内し、空気が回転子鉄心１４０のエアホール１４４に移動するようにすることができる。

このような本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００は、回転子鉄心１４０と固定子鉄心１２２の内部に空気が流入し、回転子Ｒと固定子Ｓが空気と接触する面積が増加するため、回転子Ｒと固定子Ｓの冷却効率が向上するという長所がある。

また、本発明の一実施例による半閉型誘導電動機１００は、ダクトプレート１６０の回転によって空気が自動で回転子Ｒの内部に流入することができるため、回転子Ｒに外部空気を流入させるための別途の送風ファン（ｆａｎ）を必要とせず、その結果、装置の製作コストが減少し、送風ファンの駆動による機械損失が発生しないという長所がある。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００ 半閉型誘導電動機
Ｓ 固定子
Ｒ 回転子
１１０ フレーム
１１２ 空気流入口
１１４ ベアリング
１２２ 固定子鉄心
１２３ ダクトホール
１２６ 固定子コイル
１３０ 回転軸
１４０ 回転子鉄心
１４２ コイル結合溝
１４４ エアホール
１５０ 回転子コイル
１６０ ダクトプレート
１６２ ブレード部
１６４ ダクトスリット部
１６６ コイル結合溝
１６８ スリット拡張部
１７０ エアガイド

Claims (6)

1. 放射状のダクトホールが備えられた固定子鉄心、及び前記固定子鉄心に巻き取られた固定子コイルを備える固定子と、
   前記固定子の中空に配置されて前記固定子コイルが発生させる磁力によって回転可能であり、回転軸、該回転軸の軸方向に積層されて前記回転軸に結合される複数の回転子鉄心、該複数の回転子鉄心に結合される回転子コイル、及び前記複数の回転子鉄心のそれぞれの間に積層されて前記回転子鉄心の内側の空気を外側に排出させるダクトプレートを備える回転子と、
   を含み、
   前記回転子鉄心は、前記回転軸の軸方向に空気が流通可能なエアホールが備えられ、
   前記ダクトプレートは、放射状に形成された複数のブレード部、及び該複数のブレード部のそれぞれの間に形成されて前記回転子鉄心のエアホールに連通され前記回転子鉄心の外郭側に伸びて切開されたダクトスリット部を備え、
   前記ダクトプレートは、前記ブレード部の端部がテーパー状に形成されて前記ダクトスリット部の外側端部の幅が拡張されるスリット拡張部を備える、半閉型誘導電動機。
2. 前記ダクトスリット部は、前記回転子鉄心に備えられた複数のエアホールに一対一で対応し、前記ダクトプレートの内側から外郭側に放射状に形成される、請求項１に記載の半閉型誘導電動機。
3. 前記回転子鉄心とダクトプレートには、回転子コイルが結合されるコイル結合溝が備えられる、請求項１に記載の半閉型誘導電動機。
4. 前記ダクトプレートは、前記回転軸の軸方向に対して前記固定子鉄心のダクトホールとずれる位置に配置されるように構成される、請求項１に記載の半閉型誘導電動機。
5. 前記固定子と回転子が内蔵され、外部空気が内部に流入する空気流入口を備えるフレームをさらに含む、請求項１に記載の半閉型誘導電動機。
6. 前記フレームの内側の両端に備えられ、前記フレームの空気流入口を介して流入した空気を前記回転子側に案内するエアガイドをさらに含む、請求項５に記載の半閉型誘導電動機。

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