JP6158607B2

JP6158607B2 - モーター

Info

Publication number: JP6158607B2
Application number: JP2013130439A
Authority: JP
Inventors: ウジンヒュン
Original assignee: LG Innotek Co Ltd
Current assignee: LG Innotek Co Ltd
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: KR20140003676A; EP2677637A2; EP2677637A3; CN103516129B; US20130342046A1; KR101927216B1; US9825503B2; JP2014007952A; EP2677637B1; CN103516129A

Description

本発明は、冷却水によって冷却されるモーターに関するものである。

モーターは、電気エネルギーを回転力に変換させる装置であり、種々の動力源として広く用いられている。

モーターが電気エネルギーを消耗して回転力を発生する際に、モーターからは多量の熱が発生し、モーターから発生した熱によってモーターの効率は大きく減少する。最近、車両用高出力モーターの場合には、水冷式ウォータージャケットを用いて、モーターから発生した熱を速かに除去する。

一般の水冷式モーターは、回転力を発生させながら多量の熱を発生させるステーター、またはハウジングの内部を貫通して冷媒が通過するパイプを含むパイプインサーティング方式（ｐｉｐｅｉｎｓｅｒｔｉｎｇｔｙｐｅ）が広く用いられているが、パイプインサーティング方式の冷却方法は、構造が非常に複雑で、パイプによってモーターの内部空間の制約が大きく、冷却効率が低い問題を有する。

本発明の第一の目的は、二重に形成されたハウジングの内部に冷媒が通過するようにするが、構造を単純化し、二重ハウジングから冷媒漏れを防止し、ハウジングの組立構造を改善して、簡単に二重ハウジングを相互結合できるモーターを提供することである。

本発明の第二の目的は、二重ハウジング及び二重ハウジングの内部のモーター部の同軸度を大きく向上させたモーターを提供することである。

本発明が解決しようとする技術的課題は、上記の技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、下記の記載から、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に明確に理解されるであろう。

一実施形態として、モーターは、ステーター、ローター、及び前記ローターの回転力が伝達される回転軸を含むモーター部と、前記モーター部を収容し、上側端部に内側に突出した係止枠を含む第１ハウジングと、前記第１ハウジングとモーター部との間に位置し、前記第１ハウジングと所定間隔離隔された空間を形成するために、上側外側面に突出した第１フランジ部、及び下側外側面に突出した第２フランジ部を含む第２ハウジングと、前記第１ハウジングと第２ハウジングの上端に結合される第１カバーと、前記第１ハウジングと第２ハウジングの下端に結合される第２カバーと、を含む。

前記第１ハウジングと第２ハウジングとの間の空間を少なくとも二つ以上の空間に区画するために、少なくとも一つ以上備えられた隔壁部が形成される。

モーターの前記隔壁部は、二つ以上備えられ、同一の間隔で形成される。

モーターの前記隔壁部は、二つ以上備えられ、互いに異なる間隔で形成される。

前記隔壁部は、第２ハウジングの外周面にリムまたはリング状に突出される。

前記一つ以上の隔壁部は、少なくとも一つ以上の貫通孔または開口部が形成される。

前記第１フランジ部を第１ハウジングの内側面に加圧して前記第２ハウジングの中心度を整列するために、前記第１カバーの下側面に垂直形成された第１整列部と、前記第２フランジ部を第１ハウジングの内側面に加圧して前記第２ハウジングの中心度を整列するために、前記第２カバーの下側面に垂直形成された第２整列部が形成される。

前記係止枠の上側面には、第１密封リング収納溝が形成され、前記第１密封リング収納溝には、前記第１カバーと密着してモーターの上側を密封する第１密封リングが備えられる。

前記第２フランジ部の下側面には、第２密封リング収納溝が形成され、前記第２密封リング収納溝には、前記第２カバーと密着してモーターの下側を密封する第２密封リングが備えられる。

前記第１フランジ部の外側面には、第３密封リング収納溝が形成され、前記第３密封リング収納溝には、前記第１ハウジングと密着してモーターの上端外側を密封する第３密封リングが備えられる。

前記第２フランジ部の外側面には、第４密封リング収納溝が形成され、前記第４密封リング収納溝には、前記第１ハウジングと密着してモーターの下端外側を密封する第４密封リングが備えられる。

前記第１ハウジングには、前記第１ハウジングと第２ハウジングとの間の空間に冷媒が流入し吐出できるように、冷媒流入口と冷媒吐出口が形成される。

本発明に係るモーターによると、多量の熱が発生するモーター部の外側に冷媒が通過する二重ハウジングを形成することで、簡単な構造で冷媒を用いてモーターを冷却させることができ、複数の密封リングを用いて冷媒漏洩を防止し、二重ハウジングのうちいずれか一つだけを締結することによって二重ハウジングを全部締結することができる。

本発明の一実施形態に係るモーターの斜視図である。図１のＩ−Ｉ’線に沿って切断した断面図である。図２のハウジングとカバーとの結合関係を説明するためにハウジングとカバーを抜粋示した断面図である。図２の第２ハウジングの外観斜視図である。図２の「Ａ」部分拡大図である。図２の「Ｂ」部分拡大図である。

以下、添付図面を参照して本発明に係る実施形態を詳細に説明する。この過程において、図面に図示された構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性と便宜上誇張して図示することもある。また、本発明の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は、使用者、運用者の意図または慣例により変えられる。このような用語に対する定義は、本明細書全般にわたった内容を基に本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されなければならない。

図１は、本発明の一実施形態に係るモーターの斜視図である。図２は、図１のＩ−Ｉ'線に沿って切断した断面図である。図３は、図２のハウジングとカバーとの結合関係を説明するためにハウジング及びカバーを抜粋して示した断面図である。図４は、図２の第２ハウジングの外観斜視図である。図５は、図２の「Ａ」部分拡大図である。図６は、図２の「Ｂ」部分拡大図である。

図１乃至図５を参照すると、実施形態のモーター５００は、概して、モーター部１００、ハウジング２００、カバー３００を含む。

モーター部１００は、電気エネルギーを用いて回転力を発生し、回転しないステーター１１０、ステーター１１０に対し回転するローター１２０、及び回転軸１３０を含む。

ステーター１１０は、内部に中空が形成された筒状に形成され、ステーターコア１１２及びステーターコア１１２に巻線されたコイル１１４を含む。ステーターコア１１２に巻線されたコイル１１４に電流が印加されると、ローター１２０を回転させるための電磁場がコイル１１４に発生される。

ローター１２０は、ステーター１１０の内部に配置され、ローターコア１２２及びローターコア１２２に配置されたマグネット１２４を含む。マグネット１２４から発生した磁場及びステーター１１０のコイル１１４から発生した電磁場による引力または斥力によって、ローター１２０は、ステーター１１０に対して回転される。

回転軸１３０は、ローター１２０の上端及び下端を貫通して備えられ、ローター１２０の回転によって回転し、ローター１２０の回転力は、このような回転軸１３０を介して外部に出力される。

図２、図３及び図５を参照すると、ハウジング２００は、モーター部１００を内部に収容する第１ハウジング２４０及び第２ハウジング２８０を含む。

第１ハウジング２４０は、上面及び下面が開口した円筒状に形成され、第１ハウジング２４０の外周面下端に連結された冷媒流入口、及び第１ハウジング２４０の外周面上端に配置された冷媒排出口が形成される。このような冷媒流入口及び冷媒排出口は、その位置が変えられてもよい。

冷媒流入口は、第１ハウジング２４０の外部から第１ハウジング２４０の内部に第１温度を有する冷媒を提供する役割を果たす。本発明の一実施形態において、冷媒は水を含んでもよく、これと異なって、冷媒は、熱交換のための種々の液体または気体を含んでもよい。

冷媒排出口は、第１ハウジング２４０の内部において熱交換され、ハウジングに流入する前の温度である第１温度より高い第２温度を有する冷媒を第１ハウジング２４０の外部に排出する役割を果たす。

第１ハウジング２４０の上端内側面には、第１ハウジング２４０の中心に向かって延長された係止枠２１０が形成される。

係止枠２１０は、後述する第１整列部３１０と所定の空間を形成し、このような空間に第２ハウジング２８０が固定され、第２ハウジング２８０が第１ハウジング２４０から離脱することを防止する。

係止枠２１０は、例えば、第１ハウジング２４０の内側面の一側端部に沿ってリム（ｒｉｍ）状またはリング（ｒｉｎｇ）状に連続して突出する。

係止枠２１０の上側面には、環状の第１密封リング収納溝２１５が形成される。第１密封リング収納溝２１５には第１密封リング２１８が配置され、第１密封リング２１８は、後述する第１カバーと接触してモーター５００の上側を密封する。

第１ハウジング２４０のうちの係止枠２１０が形成された上側端部と、上側端部に対向する下側端部の外周面には、各々複数の突出部２２０が形成され、各々の突出部２２０には雌ネジ部２２５が形成される。

第２ハウジング２８０は、第１ハウジング２４０の内部に挿入され、第１ハウジング２４０の内側面は、第２ハウジング２８０の外側面と対向するように配置される。第２ハウジング２８０の内部には、モーター部１００が配置される。

第２ハウジング２８０は、上面、及び上面と対向する下面が、各々開口した円筒状に形成される。

第２ハウジング２８０は、係止枠２１０と後述する第１整列部３１０が形成する空間によって固定される一側端部が形成され、このような一側端部に対向する他側端部の上には第２密封リング収納溝２５５が形成される。第２密封リング収納溝２５５には第２密封リング２５７が備えられ、このような第２密封リング２５７は、後述する第２カバーと接触してモーター５００の下側を密封する。

一方、第２ハウジング２８０の上端外側面には第１フランジ部２５０が形成され、第２ハウジング２８０の外側面上端と対向する第２ハウジング２８０の下端外側面には第２フランジ部２６０が形成される。

第１フランジ部２５０は、第２ハウジング２８０の外側面の上端に沿って連続的にリム（ｒｉｍ）またはリング（ｒｉｎｇ）状に形成され、第２フランジ部２６０は、第２ハウジング２８０の外側面の下端に沿って連続的にリムまたはリング状に形成される。

第１フランジ部２５０のうちの第１ハウジング２４０の内側面と対向する部分には、第３密封リング収納溝２５２が形成され、第３密封リング２５４が備えられており、第３密封リング２５４は、第１ハウジング２４０の内側面に密着してモーター５００の上端側面を密封する。

第２フランジ部２６０のうちの第１ハウジング２４０の内側面と対向する部分には、第４密封リング収納溝２６２が形成され、第４密封リング２６４が備えられており、第４密封リング２６４は、第１ハウジング２４０の内側面に密着してモーター５００の下端側面を密封する。

一方、第２ハウジング２８０の外周面のうち、第１フランジ部２５０と第２フランジ部２６０との間に対応する位置には、少なくとも一つ以上の隔壁部２７０が形成される。

隔壁部２７０は、第２ハウジング２８０の外周面に沿ってリムまたはリング状に突設され、隔壁部２７０の自由端部は、第１ハウジング２４０の内側面に密着する。

一つ以上の隔壁部２７０が第１ハウジング２４０の内側面に密着することによって、第１ハウジング２４０と第２ハウジング２８０との間に形成された空間は、隔壁部２７０の数に応じて複数の空間に区分される。

隔壁部２７０には、隔壁部２７０によって隣接する空間を相互連通させる連通部２７５が形成される。

連通部２７５は、隔壁部２７０の一部を切開して開口を形成して備えられるか、隔壁部２７０に貫通孔を形成して備えられてもよく、このような連通部２７５は、各々の隔壁部２７０に少なくとも一つ以上が形成されてもよい。連通部２７５によって冷媒流入口に提供された冷媒は、隔壁部２７０を通過した後、冷媒排出口を介して排出される。

隔壁部２７０に形成された連通部２７５は、冷媒流入口に提供された冷媒が十分に熱交換した後、冷媒排出口を介して排出されるようにし、連通部２７５の数は、冷媒の熱交換特性に応じて変更できる。

たとえ、一実施形態において、隔壁部２７０が、第２ハウジング２８０の外周面に形成されたことを図示及び説明したが、隔壁部２７０は、第１ハウジング２４０の内側面に形成されてもよい。

また、隔壁部２７０は、第２ハウジング２８０の外周面から突出したことを図示及び説明したが、これと異なって、第２ハウジング２８０の内周面のうち、隔壁部２７０が形成される部分を除き、他の部分を陰刻して隔壁部２７０を形成してもよい。

一方、第２ハウジング２８０の外周面に複数の隔壁部２７０が形成される場合、隔壁部２８０は、相互に同一の間隔で第２ハウジング２８０の外周面に形成されてもよい。これと異なって、第２ハウジング２８０の外周面のうち、特に、発熱が激しい箇所では、冷却効率を向上させるために、隔壁部２７０の間隔を狭く、または広く形成してもよい。

図２、図３、図５及び図６を参照すると、カバー３００は、第１カバー３４０及び第２カバー３８０を含む。

第１カバー３４０は、第１及び第２ハウジング２４０，２８０の開口した上端と結合される。

第１カバー３４０は、ハウジング２００の上端に結合されるように円板状に形成され、中央部には回転軸１３０が通過する貫通孔が形成される。貫通孔の周辺には、回転軸１３０の外周面上端と結合する軸受３４１が備えられる。

ハウジング２００の上端と対向する第１カバー３４０の下面は、第１ハウジング２４０の係止枠２１０を上側から下側に押圧し、係止枠２１０の外側面に備えられた第１密封リング２１８と接触してモーター５００の上側を密封する。

第１カバー３４０には、第２ハウジング２８０の内周面と接触し、第２ハウジング２８０の中心を第１カバー３４０の中心に整列させるように、第１カバー３４０の下面に垂直方向に突出した第１整列部３１０が形成される。

第１整列部３１０は、第１カバー３４０の下面から円形のフェンス状に突出し、第１整列部３１０の外周面は、第２ハウジング２８０の内周面に密着する。

第１カバー３４０は、第１ハウジング２４０の上側外周面に形成された突出部２２０の雌ネジ部２２５と対応する位置に形成された貫通孔３４６を含む。

締結ネジ（図示せず）は、第１カバー３４０の貫通孔３４６を介して、第１ハウジング２４０の外周面に形成された突出部２２０の雌ネジ部２２５に結合される。

締結ネジが、第１カバー３４０及び第１ハウジング２４０を締結する場合、第２ハウジング２８０は、別の締結工程を経ずに第１整列部３１０によって第１カバー３４０に結合される。

第２カバー３８０は、ハウジング２００の第１及び第２ハウジング２４０，２８０の下端に結合される。

第２カバー３８０は、ハウジング２００に結合されるように円板状に形成され、第２カバー３８０の中央部には、回転軸１３０が通過する貫通孔が形成される。第２カバー３８０のうち貫通孔の周辺には、回転軸１３０の外周面下端に結合される軸受３８１が備えられる。

ハウジング２００と対向する第２カバー３８０の上面は、第２ハウジング２８０の端部を下側から上側に押圧し、第２カバー３８０の下面は、第２ハウジング２８０の端部に備えられた第２密封リング２６４と接触してモーター５００の下側を密封する。

第２カバー３８０は、第２ハウジング２８０の内周面と接触し、第２ハウジング２８０の中心を第２カバー３８０の中心に整列させるように、第２カバー３８０の上面で垂直突出した第２整列部３６０が形成される。

第２整列部３６０は、第２カバー３８０の下面から円形のフェンス状に突出し、第２整列部３６０の外周面は、第２ハウジング２８０の内周面に密着する。

第２カバー３８０には、第１ハウジング２４０の下側外周面に形成された突出部２２０の雌ネジ部２２５と対応する位置に形成された貫通孔３８６を含む。

締結ネジ（図示せず）は、第２カバー３８０の貫通孔３８６を介して、第１ハウジング２４０の外周面に形成された突出部２２０の雌ネジ部２２５に結合される。

締結ネジが、第２カバー３８０及び第１ハウジング２４０を締結する場合、第２ハウジング２８０は、別の締結工程を経ずに第２整列部３６０によって第２カバー３８０に結合される。

このような第１整列部３１０と第２整列部３６０により、モーター部１００、第１ハウジング２４０及び第２ハウジング２８０の動軸度を正確に維持したまま組立可能なメリットがある。

以上で、詳細に説明した通り、多量の熱が発生されるモーター部の外側に冷媒が通過する二重ハウジングを形成することで、簡単な構造で冷媒を用いてモーターを冷却させることができ、複数の密封リングを用いて冷媒漏れを防止し、二重ハウジングのうち少なくとも一つだけを締結することによって二重ハウジングを全部締結することができる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当分野において通常の知識を有する者であれば、これから種々の変形及び均等な範囲の実施形態が可能であることを理解することができる。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって定めなければならない。

５００モーター
１００モーター部
１１０ステーター
１２０ローター
１３０回転軸
２００，２４０，２８０ハウジング
２１０係止枠
２１５，２５５，２５２，２６２密封リング収納溝
２１８，２５７，２５４，２６４密封リング
２２０突出部
２２５雌ネジ部
２５０，２６０フランジ部
２７０隔壁部
２７５連通部
３００，３４０，３８０カバー
３１０，３６０整列部
３４１軸受け
３４６，３８６貫通孔

Claims

ステーター、ローター、及び前記ローターの回転力が伝達される回転軸を含むモーター部と、
前記モーター部を収容し、上側端部に内側に突出した係止枠を含む第１ハウジングと、
前記第１ハウジングと前記モーター部との間に位置し、前記第１ハウジングと離隔された空間のために、上側外側面に突出した第１フランジ部、及び下側外側面に突出した第２フランジ部を含む第２ハウジングと、
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの上端に結合する第１カバーと、及び
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングの下端に結合する第２カバーと、を含み、
前記係止枠の上側面には、第１密封リング収納溝が形成され、前記第１密封リング収納溝には、前記第１カバーと密着してモーターの上側を密封する第１密封リングが配置されることを特徴とする、モーター。
前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間の空間を少なくとも二つの空間に区画するために、少なくとも一つの隔壁部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
少なくとも二つの隔壁部が備えられ、各隔壁部は同一の間隔で配置されることを特徴とする、請求項２に記載のモーター。
少なくとも二つの隔壁部が備えられ、各隔壁部は異なる間隔で配置されることを特徴とする、請求項２に記載のモーター。
前記隔壁部は、前記第２ハウジングの外周面にリムまたはリング状に突出したことを特徴とする、請求項２に記載のモーター。
前記少なくとも一つの隔壁部は、少なくとも一つの貫通孔または開口部を含むことを特徴とする、請求項２に記載のモーター。
前記第１フランジ部を前記第１ハウジングの内側面に加圧して前記第２ハウジングの中心を整列させるために、前記第１カバーの下側面に垂直形成された第１整列部と、
前記第２フランジ部を前記第１ハウジングの内側面に加圧して前記第２ハウジングの中心を整列させるために、前記第２カバーの上側面に垂直形成された第２整列部と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
前記第２フランジ部の下側面には、第２密封リング収納溝が形成され、前記第２密封リング収納溝には、前記第２カバーと密着してモーターの下側を密封する第２密封リングが配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
前記第１フランジ部の外側面には、第３密封リング収納溝が形成され、前記第３密封リング収納溝には、前記第１ハウジングと密着してモーターの上端外側を密封する第３密封リングが配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
前記第２フランジ部の外側面には、第４密封リング収納溝が形成され、前記第４密封リング収納溝には、前記第１ハウジングと密着してモーターの下端外側を密封する第４密封リングが配置されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。
前記第１ハウジングには、前記第１ハウジングと前記第２ハウジングとの間の空間に冷媒が流入し、または吐出できるように冷媒流入口と冷媒吐出口が形成されることを特徴とする、請求項１に記載のモーター。