JP2016536956A

JP2016536956A - モーター

Info

Publication number: JP2016536956A
Application number: JP2016519786A
Authority: JP
Inventors: ヒョンソユ
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-09-23
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2034-09-23
Also published as: KR102056251B1; CN105594102A; WO2015050335A1; JP6636911B2; CN105594102B; KR20150040004A; EP3054567B1; EP3054567A4; US10116185B2; US20160248297A1; EP3054567A1

Abstract

【課題】ハウジングとヒートシンクとを一体化させたモーターを提供する。【解決手段】本発明の一実施例に係るモーターは、回転軸、回転軸を囲むローター部、ローター部と離隔して配置されるステーター部、そしてステーター部を固定するハウジングを含み、ハウジングの内面は複数の突出ユニットを含む。【選択図】図１

Description

本発明はモーターに関するものである。

モーターは、一般的にローター(rotor)、ステーター(stator)およびローターとステーターを収容するハウジング(housing)を含む。ステーターは複数のステーターコア(stator core)およびステーターコアごとに巻線されたコイル(coil)を含む。ステーターコアに巻線されたコイルに電流が印加されると、ローターはステーターとの電磁気的相互作用によって回転する。

ステーターに電流を印加するために、モーターのハウジング周辺にはインバータ回路を含む印刷回路基板(Printed Circuit Board、PCB)が位置し得る。インバータ回路を含むPCBは多量の熱を放出するため、これに対する放熱が必要である。

特に、車両のエンジンを駆動させるスターター(starter)機能およびエンジンの回転力を利用して発電させるオルタネーター(alternator)機能を共に遂行するBSG(Belt-Starter-Generator)用モーターでは放熱が大きなイシューとなっている。

モーターの放熱のために、モーターのハウジングとインバータ回路を含むPCBとの間にはヒートシンク(heat sink)が配置され得る。しかし、このようなヒートシンクによってモーターの全体の大きさが増加することになる。

本発明が達成しようとする技術的課題はモーターを提供することにある。

本発明の一実施例に係るモーターは、回転軸、前記回転軸を囲むローター部、前記ローター部と離隔して配置されるステーター部、そして前記ステーター部を固定するハウジングを含み、前記ハウジングの内面は複数の突出ユニットを含む。

前記複数の突出ユニットと前記ハウジングの内面とは一体で形成され得る。

前記複数の突出ユニットは前記ハウジングの内面に立設された板(plates)であり得る。

前記複数の突出ユニットはヒートシンク(heat sink)であり得る。

前記ハウジングは前記モーターの上部に配置される第１ハウジング、そして前記モーターの下部に配置される第２ハウジングを含み、前記突出ユニットは前記第２ハウジングの底面の内面に形成され得る。

前記ローター部の上部に連結される第１放熱ファン(fan)、そして前記ローター部の下部に連結される第２放熱ファンをさらに含むことができる。

前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの少なくとも一つには、少なくとも一つのホールが形成され得る。

前記回転軸の上部に締結され、外部の部品から受けた動力を利用して前記ローター部を回転させるプーリー(pully)、そして前記第２ハウジングの下部に配置され、インバータ回路が実装される印刷回路基板をさらに含むことができる。

前記複数の突出ユニットおよび前記ハウジングはアルミニウム素材を含むことができる。

前記モーターはBSG(Belt-Starter-Generator)に適用され得る。

本発明の一実施例に係るモーターのハウジングは、内面に形成された複数の突出ユニットを含む底面、そして前記底面の周りを囲む壁面を含む。

前記複数の突出ユニットは前記底面と一体で形成され得る。

前記底面および壁面のうち少なくとも一つは、所定間隔で離隔する複数のホールを含むことができる。

前記突出ユニットはヒートシンク(heat sink)であり得る。

本発明の実施例によれば、ハウジングとヒートシンクとを一体化させて、モーターを小型化することができる。そして、ヒートシンクの機能をハウジングの内部で遂行して優秀な放熱性能を得ることができる。

また、ハウジングとヒートシンクとの間の組み立てのために要される時間および費用を節減することができる。

本発明の一実施例に係るBSG(Belt-Starter-Generator)用モーターの分解斜視図である。本発明の一実施例に係るBSG用モーターの断面図である。本発明の一実施例に係るBSG用モーターの斜視図である。本発明の一実施例に係る下部ハウジングの断面図である。本発明の一実施例に係る下部ハウジングの斜視図である。

本発明は多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定実施例を図面に例示して説明することにする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。

第２、第１などのように、序数を含む用語は多様な構成要素を説明することに用いることができるが、前記構成要素は前記用語によって限定されるものではない。前記の各用語は一つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ用いられる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱せず、第２構成要素を第１構成要素と命名することができ、同様に第１構成要素も第２構成要素と命名することができる。および/またはという用語は、複数の関連した、記載された項目の組合せまたは、複数の関連した、記載された各項目中のいずれの項目を含む。

ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる、または「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは、接続されていることもあり得るが、中間に他の構成要素が存在することもあり得ると理解されるべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる、または「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。

本出願で用いた用語は、単に特定の実施例を説明するために用いたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品または、これらを組合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたは、それ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品または、これらを組合わせたものなどの存在または、付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されるべきである。

特に定義しない限り、技術的または科学的な用語を含めて、ここで用いられるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有している。一般的に用いられる、辞書に定義されているものと同じ用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味として解釈されない。

以下、添付された図面を参照して実施例を詳細に説明するが、図面符号にかかわらず、同一または対応する構成要素は同じ参照符号を付与し、これに対する重複する説明を省略することにする。

図１は本発明の一実施例に係るBSG(Belt-Starter-Generator)用モーターの分解斜視図、図２は本発明の一実施例に係るBSG用モーターの断面図、図３は斜視図である。

図１〜図３を参照すれば、BSG(Belt-Starter-Generator)用モーター１００は回転軸１１０、ローター部１２０、ステーター部１３０、上部ハウジング１４０および下部ハウジング１５０を含む。説明の便宜上、図１を基準としてプーリー１６０に近い側を上部と定義し、プーリー１６０と遠い側を下部と定義する。

回転軸１１０は、上部ベアリング１１２および下部ベアリング１１４によって支持される。

ローター部１２０は回転軸１１０を囲み、回転軸１１０が回転するとローター部１２０は軸方向に沿って移動することができる。回転軸１１０が軸方向に沿って移動するとローター部１２０が回転することもできる。回転軸１１０と共にローター部１２０が回転することもできる。一方、図１において、ローター部１２０はローターコア１２２およびローターコア１２２に装着されるドライブマグネット１２４を含むものとして図示されているが、これに限定されるものではない。モーター１００が巻線磁界型モーターである場合、ドライブマグネット１２４の代わりにローターコア１２２にコイルがワインディングされ、ローター部１２０に電流が印加されて回転することもできる。

ステーター部１３０はステーターコア１３２およびステーターコア１３２に巻線されたコイル１３４を含み、ローター部１２０と対向するように離隔される。コイル１３４に電流が印加されると、ローター部１２０はステーター部１３０との電磁気的相互作用を通じて回転することができる。

上部ハウジング１４０と下部ハウジング１５０はステーター部１３０を固定させる。このために、上部ハウジング１４０と下部ハウジング１５０はステーターコア１３２の上部および下部でそれぞれ締結され得る。図示されていないが、上部ハウジング１４０と下部ハウジング１５０とは直接締結されてローター部１２０とステーター部１３０とを外部から遮蔽させることもできる。

プーリー(pully)１６０は回転軸１１０の上部に締結され、エンジン動力に連動して動くベルトと結合してローター部１２０を回転させることができる。そして、プーリー１６０はローター部１２０の回転によりエンジンなどの外部部品を回転させることもできる。プーリー１６０の外周面には複数の溝が形成されて溝付ベルトが締結され得る。

インバータ回路が実装される印刷回路基板(以下、インバータ部という)２００は下部ハウジング１５０の下に配置されて外部部品(例、エンジン)とモーター１００とを電気的に連結する。説明の便宜上、図２ではインバータ部２００が下部ハウジング１５０と直接締結されるものとして例示しているが、これに限定されない。

本発明の実施例に係るモーターがオルタネーター(alternator)として動作する場合、エンジンの駆動によってプーリー１６０が回転し、ローター部１２０を回転させて交流を発生させる。発生された交流はインバータ部２００に位置するダイオードなどを通して直流に変換され、外部部品(例、バッテリなど)に供給され得る。

本発明の実施例に係るモーターがスターターとして動作する場合、インバータ部２００を通じて印加された電流によってローター部１２０が回転し、回転軸１１０に連結されたプーリー１６０も回転して外部部品(例、エンジン)を駆動させることができる。

このようなBSG用モーターでは放熱性能が重要である。モーター１００は熱を容易に排出することができるように放熱構造をさらに含むことができる。

本発明の実施例によれば、モーターは放熱ファン１７０を含み、ハウジングの内面にはハウジングと一体で複数の突出ユニットが形成される。

放熱ファン１７０はローター部１２０に連結され、ローター部１２０と共に回転することができる。放熱ファン１７０はローター部１２０の上部に連結される上部放熱ファン１７２およびローター部１２０の下部に連結される下部放熱ファン１７４を含むことができる。上部ハウジング１４０および下部ハウジング１５０には複数のホール(hole)が形成され、これを通じて熱をモーターの外部に排出することができる。下部ハウジング１５０の内面に下部ハウジング１５０と一体で形成された複数の突出ユニット１５２はヒートシンク(heat sink)の機能を遂行することができる。以下、説明の便宜上、下部ハウジング１５０の内面にヒートシンクの機能を遂行する突出ユニットが形成されたものを例にあげて説明するが、これに限定されるものではない。上部ハウジング１４０の内面にもヒートシンクの機能を遂行する突出ユニットが形成され得る。

図４は本発明の一実施例に係る下部ハウジングの斜視図であり、図５は本発明の一実施例に係る下部ハウジングの断面図である。

図４〜図５を参照すれば、下部ハウジング１５０は内面(I)に形成された複数の突出ユニット１５２を含む底面１５４、そして底面１５４の周りを囲む壁面１５６を含む。複数の突出ユニット１５２はインバータ部２００などから放出される熱を吸収した後、外部に放出する。このように、下部ハウジング１５０の内面にヒートシンクの機能を遂行する突出ユニット１５２を配置すれば、下部ハウジング１５０の下にヒートシンクを追加で配置する必要がないため、モーターの厚さを減らすことができ、小型化および軽量化されたモーターを得ることができる。また、突出ユニット１５２は放熱ファン１７４と近くに位置し、放熱ファン１７４と直接相互作用を行うことができるので、さらに優秀な放熱性能を得ることができる。

この時、突出ユニット１５２は下部ハウジング１５０と一体で形成され得る。このために、突出ユニット１５２、底面１５４および壁面１５６はダイカスト(die casting)で製作され得る。ここで、突出ユニット１５２、底面１５４および壁面１５６はアルミニウム素材で製作され得る。要求される放熱性能および硬度に応じてアルミニウムおよび添加剤の組成が変更され得る。突出ユニット１５２と下部ハウジング１５０を一体で形成すると、突出ユニット１５２と下部ハウジング１５０との間の組立が別途要求されないので、組立工数を減らすことができる。

そして、突出ユニット１５２は底面１５４に立設された板(plates、board)の形状であり得る。すなわち、突出ユニット１５２の長さおよび高さは厚さより大きいこともあり得る。これによって、ヒートシンクの機能を遂行する突出ユニット１５２と空気とが接触する面積が増加して放熱性能が向上され得る。この時、複数の突出ユニット１５２の高さは互いに異なって形成され得る。例えば、短い高さの突出ユニットと長い高さの突出ユニットとを交互に配置することができる。これによって、突出ユニットの放熱性能を高めることができる。

図示されていないが、突出ユニット１５２は壁面１５６の内面に形成されることもできる。ただし、壁面１５６の突出ユニットは底面の突出ユニットと互いに重ならないように形成され得る。

そして、下部ハウジング１５０の底面１５４および壁面１５６には複数のホール１５８が所定間隔をおいて形成され得る。この時、壁面１５６に形成されたホール１５８の高さは突出ユニット１５２の高さより高いこともある。これによって、モーター内部の熱をモーターの外部に容易に排出することができる。

BSG(Belt-Starter-Generator)用モーターを例にあげて説明しているが、これに限定されるものではない。本発明の実施例は放熱性能を要求するモーターに多様に適用することができる。

前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることはいうまでもない。

Claims

回転軸と、
前記回転軸を囲むローター部と、
前記ローター部と離隔して配置されるステーター部と、
前記ステーター部を固定するハウジングと、を含み、
前記ハウジングの内面は複数の突出ユニットを含む、モーター。
前記複数の突出ユニットと前記ハウジングとは一体で形成される、請求項１に記載のモーター。
前記複数の突出ユニットは前記ハウジングの内面に立設された板である、請求項１に記載のモーター。
前記複数の突出ユニットはヒートシンクである、請求項１に記載のモーター。
前記ハウジングは
前記モーターの上部に配置される第１ハウジング、及び前記モーターの下部に配置される第２ハウジングを含み、
前記突出ユニットは前記第２ハウジングの底面の内面に形成される、請求項１に記載のモーター。
前記ローター部の上部に連結される第１放熱ファン、及び前記ローター部の下部に連結される第２放熱ファンをさらに含む、請求項５に記載のモーター。
前記第１ハウジングおよび前記第２ハウジングの少なくとも一つには少なくとも一つのホールが形成される、請求項５に記載のモーター。
前記回転軸の上部に締結され、外部の部品から受けた動力を利用して前記ローター部を回転させるプーリー、及び
前記第２ハウジングの下部に配置され、インバータ回路が実装される印刷回路基板をさらに含む、請求項５に記載のモーター。
前記複数の突出ユニットおよび前記ハウジングはアルミニウム素材を含む、請求項１に記載のモーター。
前記モーターはBSGに適用される、請求項１に記載のモーター。
内面に形成された複数の突出ユニットを含む底面、及び、
前記底面の周りを囲む壁面を含む、モーターのハウジング。
前記複数の突出ユニットは前記底面と一体で形成される、請求項１１に記載のモーターのハウジング。
前記底面および壁面のうち少なくとも一つは所定間隔で離隔する複数のホールを含む、請求項１１に記載のモーターのハウジング。
前記突出ユニットはヒートシンクである、請求項１１に記載のモーターのハウジング。