KR101128128B1 - 전동기 및 이를 구비한 전기차량 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동기 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것이다. 본 전동기는, 프레임과, 이 프레임의 내부에 배치되는 스테이터 및 로터를 포함하고, 프레임과 스테이터의 상호 접촉면에는 원주방향으로 구속되게 맞불림부가 구비되되, 이 맞물림부는 프레임과 스테이터의 상호 접촉면 중 어느 하나에 다른 하나를 향해 돌출되는 리브와, 다른 하나에 이 리브를 열전달 가능하게 수용하는 리브수용부를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 냉각성능을 제고시킬 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

전동기 및 이를 구비한 전기차량{ELECTRIC MOTOR AND ELECTRIC VEHICLE HAVING THE SAME}
본 발명은, 전동기 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 부품 간 열교환 면적을 확대하여 냉각 성능을 제고시킬 수 있도록 한 전동기 및 이를 구비한 전기차량에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 전동기 또는 모터(전기 모터)(이하 '전동기'라고 표기함)는 전기에너지를 기계적인 에너지로 변환하는 장치이다.
전동기는, 그 사용 전원에 따라 직류전동기와 교류전동기로 구별될 수 있다.
상기 교류 전동기는 3상교류용과 단상교류용으로 구분될 수 있으며 각각에 유도전동기와 동기전동기가 있다.
이 중 유도전동기는 전원에 바로 연결이 가능하고 구조가 간단하며 튼튼한데 비해 염가이고 취급이 쉬워 널리 이용되고 있다.
한편, 최근에는 자동차 등 차량의 연료 연소시 발생하는 유해 가스에 기인한 환경오염을 방지하고, 아울러 자원 고갈 방지하고자 차량의 구동원으로 전동기의 이용이 늘고 있다.
차량의 구동원으로 이용되는 전동기, 즉 전기 차량용 전동기는, 내부에 수용공간을 형성하는 프레임과, 상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 회전가능하게 배치되는 로터를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 전기 차량용 전동기는 용량이 매우 크기 때문에 고열이 발생될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전기 차량용 전동기는 운전시 스테이터에서 고열이 발생될 수 있다.
상기 전기 차량용 전동기는 냉각을 위해 냉각수단이 구비될 수 있다. 상기 냉각수단은 상기 프레임을 냉각시키게 구성될 수 있다.
상기 냉각수단으로는, 팬을 이용하여 프레임에 송풍하여 냉각시키는 공냉식과, 물을 이용하여 프레임을 냉각시키는 수냉식이 이용될 수 있다.
그런데, 이러한 종래의 전기 차량용 전동기에 있어서는, 상기 스테이터와 상기 프레임의 접촉면적이 충분치 아니하여 상기 스테이터에서 발생된 열이 상기 프레임으로 신속하게 전달되지 못할 수 있다. 이에 기인하여, 상기 스테이터 및 로터 등의 온도가 상승되어 고온에 의한 동손(copper loss) 및 철손(core loss) 등 손실이 증가하여 출력 및 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 스테이터 및 프레임은 원형으로 각각 형성되어 있어 상기 프레임에 대해 상기 스테이터가 원주방향으로 상대 이동되는 원주 방향의 유격이 발생될 수 있다. 이에 기인하여 부품의 수명이 단축될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 부품 간 열교환 면적을 확대하여 냉각 성능을 제고할 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기 차량을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 냉각성능을 제고시킬 수 있고 내구성을 향상시킬 수 있는 전동기 및 이를 구비한 전기 차량을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 프레임; 상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터; 및 상기 프레임과 상기 스테이터가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부;를 포함하되, 상기 맞물림부는, 상기 프레임 및 스테이터의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되는 리브와, 상기 리브를 열전달 가능하게 수용할 수 있게 다른 하나에 형성되는 리브수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기를 제공한다.
여기서, 상기 리브는 상기 스테이터의 외면에 반경방향으로 돌출되고 축선방향으로 연장되게 구성될 수 있다.
상기 프레임에는 상기 리브가 수용될 수 있게 상기 프레임의 전체 길이에 걸쳐 리브수용부가 형성될 수 있다.
상기 로터는 인덕션 로터로 구성될 수 있다.
상기 프레임에는 냉각유체가 유동할 수 있게 냉각유로가 형성될 수 있다.
상기 냉각유로는 상기 로터의 반경방향을 따라 상기 리브의 단부보다 상기 로터의 회전축에 근접되게 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 프레임의 단부에는 커버가 구비되며, 상기 커버에는 상기 냉각유로를 연통시키는 연통부가 구비될 수 있다.
상기 리브는 상기 프레임의 내면에 반경방향으로 돌출되고 축선방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
상기 리브는 상기 프레임의 전체 길이에 걸쳐 형성되게 구성될 수 있다.
상기 프레임에는 냉각유체가 유동할 수 있게 냉각유로가 형성될 수 있다.
상기 냉각유로는 상기 리브에 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 프레임; 상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터; 상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터; 상기 프레임으로부터 돌출되는 리브와, 상기 리브를 수용할 수 있게 상기 스테이터에 형성되는 리브수용부를 구비하여 상기 스테이터가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부; 및 냉각유체가 유동할 수 있게 상기 리브에 형성되는 냉각유로;를 포함하는 전동기가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 분야에 따르면, 상기 전동기를 구비한 전기 차량이 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임과 스테이터의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되는 리브와 다른 하나에 리브를 열전달 가능하게 수용하는 리브수용부를 구비하도록 함으로써, 프레임과 스테이터의 열교환 면적을 확대할 수 있어 스테이터를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 이에 의해 고온에 기인한 출력밀도 및 효율 저하를 억제할 수 있어 고 출력밀도 및 고효율의 전동기가 제공될 수 있다.
또한, 리브는 반경방향을 따라 돌출되고 반경방향을 따라 함몰된 리브수용부에 수용 결합되도록 함으로써, 스테이터와 프레임 간 원주 방향의 유격 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해 내구성이 향상된 전동기가 제공될 수 있다.
또한, 프레임의 내면에 반경 방향으로 돌출되고 축선방향으로 연장된 리브와, 이 리브에 형성되는 냉각유로를 구비하도록 함으로써, 냉각유로를 스테이터에 더욱 근접시킬 수 있어 스테이터를 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 2는 도 1의 프레임의 측면도,
도 3은 도 1의 스테이터의 측면도,
도 4는 도 1의 전동기의 분리사시도,
도 5는 도 2의 냉각유로의 연통상태를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 7은 도 6의 스테이터의 측면도,
도 8은 도 6의 프레임의 측면도,
도 9는 도 8의 냉각유로의 연통상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는, 프레임(110); 상기 프레임(110)의 내부에 배치되는 스테이터(130); 상기 스테이터(130)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(150); 및 상기 프레임(110)과 상기 스테이터(130)가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부(170);를 포함하되, 상기 맞물림부(170)는, 상기 프레임(110) 및 스테이터(130)의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되는 리브(171)와, 상기 리브(171)를 열전달 가능하게 수용할 수 있게 다른 하나에 형성되는 리브수용부(173)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 프레임(110)은 내부에 수용공간이 형성되게 구성될 수 있다. 상기 프레임(110)은 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(110)은 양 측이 개방되게 형성될 수 있다.
상기 프레임(110)의 양 단부에는 커버(115)가 구비될 수 있다. 이에 의해 상기 프레임(110)의 양 단부를 개폐할 수 있다. 상기 각 커버(115)에는 베어링(119)이 구비될 수 있다. 상기 베어링(119)은 레이디얼 베어링으로 구성될 수 있다.
상기 프레임(110)의 내부에는 스테이터(130)가 구비될 수 있다.
상기 스테이터(130)는, 복수의 티스(teeth)(135) 및 슬롯(slot)(136)이 구비된 스테이터코어(131)와, 상기 슬롯(136)에 권선되는 스테이터코일(141)을 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 스테이터코일(141)은 3상 교류 전원을 이용할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)의 중앙에는 상기 로터(150)가 소정의 공극(air gap)을 두고 그 내부에 수용될 수 있게 로터수용공(134)이 구비될 수 있다. 상기 복수의 티스(135) 및 슬롯(136)은 상기 로터수용공(134)의 둘레에 형성될 수 있다. 상기 티스(135) 및 슬롯(136)은 서로 교번적으로 형성될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)는, 상기 로터수용공(134), 티스(135) 및 슬롯(136)이 형성된 복수의 전기강판(132)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.
상기 슬롯(136)에는 상기 스테이터코일(141)이 권선될 수 있다.
상기 스테이터코어(131)의 양 단부에는 상기 스테이터코일(141)의 코일엔드(142)가 축방향으로 소정 길이로 돌출될 수 있다.
상기 로터(150)는, 로터코어(151)와, 상기 로터코어(151)에 삽입되는 복수의 도체바(155)를 구비한 인덕션 로터(induction rotor)로 구성될 수 있다.
상기 로터코어(151)의 중앙에는 회전축(161)이 구비될 수 있다. 상기 회전축(161)은 상기 각 커버(115)에 구비된 상기 베어링(119)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
상기 로터코어(151)는 중앙에 상기 회전축(161)이 삽입될 수 있게 축공(154)이 구비된 복수의 전기강판(152)을 절연 적층하여 구성될 수 있다.
상기 도체바(155)는 상기 로터코어(151)의 원주를 따라 서로 이격되게 배치될 수 있다. 상기 로터코어(151)의 양 단부에는 상기 도체바(155)가 폐회로를 구성할 수 있게 연결하는 엔드링(156)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 프레임(110)은 내면으로부터 돌출되고 축선방향(상기 로터(150)의 축선방향)으로 연장된 리브(171)를 구비할 수 있다. 이에 의해, 상기 프레임(110)의 표면적(내면)이 증가될 수 있다. 상기 리브(171)는 복수 개로 구성될 수 있다.
상기 리브(171)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(110)의 원주방향을 따라 소정의 피치(pitch)를 가지고 이격되게 형성될 수 있다.
상기 리브(171)는 상기 프레임(110)의 전체 길이에 걸쳐 형성될 수 있다. 즉, 상기 리브(171)의 길이는 상기 프레임(110)의 길이와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 리브(171)의 크기 및 개수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 스테이터(130)에는 상기 리브(171)를 열전달 가능하게 수용할 수 있게 리브수용부(173)가 구비될 수 있다. 상기 리브수용부(173)는 상기 스테이터코어(131)의 외면으로부터 반경방향을 따라 내측으로 함몰되게 형성될 수 있다.
상기 리브수용부(173)는 상기 리브(171)의 외면과 면접촉되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터(130)의 표면적이 증가될 수 있다. 즉, 주변에 비해 상대적으로 온도가 높은 상기 스테이터(130)의 방열면적이 증가될 수 있다.
또한, 상기 리브수용부(173)는 상기 리브(171)와 결합되어 상기 프레임(110)의 원주방향으로 서로 구속되게 함으로써 상기 프레임(110)의 원주방향에 대한 상기 스테이터(130)의 유격 발생이 억제될 수 있다. 이에 의해 상기 스테이터(130)의 유격 발생에 기인한 부품 손상이 방지되고 내구성이 증대될 수 있다.
한편, 상기 프레임(110)에는 냉각유체가 유동할 수 있게 냉각유로(175)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 프레임(110)을 냉각시킬 수 있고, 상기 프레임(110)에 열전달가능하게 접촉되는 상기 스테이터(130)를 신속하게 냉각시킬 수 있다. 상기 프레임(110)은 리브(171)에 의해 표면적(열교환면적)이 크게 증가되어 있으므로, 열교환량이 더욱 증대될 수 있다.
상기 냉각유로(175)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 리브(171)에 형성될 수 있다. 상기 냉각유로(175)는 상기 리브(171)를 관통하여 형성될 수 있다. 이에 의해, 발열에 의해 실질적으로 상기 프레임(110)의 내부 온도를 상승시키는 상기 스테이터코일(141)에 상기 냉각유체가 더욱 근접된 위치에서 유동하게 되므로 상기 스테이터(130)를 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각유체는 상기 커버(115)를 경유하여 유동할 수 있게 구성될 수 있다.
상기 커버(115)에는 상기 냉각유체가 유입 및 유출될 수 있게 냉각유체의 유입구(116) 및 유출구(117)가 구비될 수 있다.
상기 유입구(116) 및 유출구(117)는 동일한 커버(115)에 모두 형성되거나 서로 다른 커버(115)에 각각 형성될 수도 있다. 이하, 본 실시예에서는 도면의 좌측에 배치된 커버(115)에 냉각유체의 유입구(116) 및 유출구(117)가 모두 형성된 경우를 예를 들어 설명한다.
상기 냉각유로(175)는, 상기 리브(171)에 형성된 직선구간부(176a)부와, 상기 직선구간부(176a)를 서로 연통되게 연결하는 연통부(176b)를 구비할 수 있다. 상기 연통부(176b)는 연결관(미도시)으로 구성될 수 있다. 상기 연결관은 "U"형상으로 구성될 수 있다.
상기 연통부(176b)는 상기 커버(115)에 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 프레임(110)의 내부 온도 상승에 따라 온도가 상승된 커버(115)가 냉각될 수 있다.
상기 연통부(176b)는 상기 각 커버(115)의 내면에 소정 깊이로 함몰되게 형성될 수 있다. 상기 연통부(176b)는 상기 서로 인접된 두 리브(171)에 형성된 냉각유로(175)의 직선구간부(176a)들을 원주방향으로 연결하는 원호 형상으로 구성될 수 있다.
상기 연통부(176b)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 각 리브(171)에 형성된 냉각유로(175)들을 서로 지그재그 형태로 모두 연통되게 연결하게 구성될 수 있다. 이에 의하면, 냉각유로(175) 및 연통부(176b)가 모두 하나로 연결되어 단일의 냉각유체 이동경로가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 냉각유체 이동경로는 복수로 형성될 수도 있다. 보다 구체적으로, 상기 복수의 냉각유체 이동경로는 서로 다른 유입구(116) 및 유출구(117)를 각각 구비하게 구성될 수 있다. 이에 의하면 냉각유체와 상기 프레임(110)의 온도차가 더욱 증가하게 되고 냉각유체와 프레임(110)의 열교환 속도가 증가하게 되므로 상기 프레임(110)을 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다. 상기 냉각유로(175)의 주변에는 냉각유체의 누설을 방지할 수 있게 실링부재(177)가 구비될 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(141)에 전원이 인가되고, 상기 스테이터코일(141)은 자기장(회전자계)을 형성한다.
상기 스테이터코일(141)에 자기장이 형성되면 상기 로터(150)에는 전자기유도작용에 의해 유도전류가 발생되고, 상기 로터(150)는 상기 스테이터(130)의 자기장과 상호 작용(흡인 및/또는 반발)에 의해 상기 회전축(161)을 중심으로 회전된다.
이때, 상기 리브(171) 및 리브수용부(173)를 구비한 맞물림부(170)에 의해 상기 프레임(110)에 대한 상기 스테이터(130)의 원주방향 유격이 방지될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터(130)의 원주방향 유격에 기인한 부품 손상이 억제되고 수명이 연장될 수 있다.
상기 스테이터코일(141)에 전원이 인가되고 상기 로터(150)가 회전을 개시하면 상기 프레임(110)의 내부는 동손(copper loss), 철손(core loss) 및 기계손(mechanical loss) 등에 의해 온도가 상승된다.
한편, 운전중에는 상기 냉각유로(175)에 냉각유체가 공급될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 냉각유체는 연속적으로 공급되거나 일정 온도 도달시 공급되게 구성될 수도 있다.
상기 냉각유로(175)에는 상기 유입구(116)를 통해 상기 냉각유로(175)로 유입된 냉각유체는 주변의 열을 흡수하면서 상기 냉각유로(175)를 따라 이동하게 된다. 이에 의해, 상기 프레임(110)의 내부 온도가 신속하게 낮아질 수 있다. 특히, 상기 프레임(110)은 상기 리브(171)에 의해 내표면적이 증대되어 주변의 열을 신속하게 흡수하게 됨으로써 상기 프레임(110) 자체의 온도 및 스테이터(130)의 온도 뿐만 아니라 상기 프레임(110)의 내부 공간 온도를 신속하게 낮출 수 있다. 이에 의해, 고온에 기인한 출력밀도 및 효율이 저하되는 것을 억제할 수 있어 고출력밀도 및 고효율의 전기차량용 전동기가 구현될 수 있다.
한편, 상기 냉각유로(175)를 따라 이동하면서 열을 흡수한 냉각유체는 상기 유출구(117)를 통해 상기 프레임(110)의 외부로 유출되고, 다시 상기 유입구(116)를 통해 상기 냉각유로(175)로 유입되어 열을 흡수하는 과정을 반복하면서 냉각작용을 수행하게 된다.
본 전동기는 상기 냉각유체를 냉각시키는 냉각유체 냉각수단(미도시)을 구비하여 구성될 수도 있다. 이에 의하면, 상기 프레임(110)의 외부로 유출된 냉각유체는 상기 냉각유체를 냉각시키는 상기 냉각유체 냉각수단에 의해 냉각된 후 상기 유입구(116)를 통해 상기 프레임(110)의 내부로 유입됨으로써 상기 프레임(110)을 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명한다.
전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하고, 일부 중복되는 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기는, 프레임(110); 상기 프레임(110)의 내부에 배치되는 스테이터(130); 상기 스테이터(130)에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터(150); 및 상기 프레임(110)과 상기 스테이터(130)가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부(190);를 포함하되, 상기 맞물림부(190)는, 상기 프레임(110) 및 스테이터(130)의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되는 리브(191)와, 상기 리브(191)를 열전달 가능하게 수용할 수 있게 다른 하나에 형성되는 리브수용부(193)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 프레임(110)은 내부에 양 측으로 개구된 수용공간을 구비한 원통 형상으로 형성될 수 있다. 상기 프레임(110)의 양 단부에는 커버(115)가 구비될 수 있다.
상기 프레임(110)의 내부에는 스테이터(130)가 구비되며, 상기 스테이터(130)의 내부에는 회전축(161)을 중심으로 회전할 수 있게 로터(150)가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 스테이터(130) 및 로터(150)는 3상 유도 전동기로 구성될 수 있다.
상기 스테이터(130)는, 내부에 로터수용공(134)이 형성된 스테이터코어(131)와, 상기 스테이터코어(131)에 권선되는 스테이터코일(141)을 구비할 수 있다.
상기 로터(150)는, 중앙에 축공이 형성된 로터코어(151)와, 상기 로터코어(151)에 구비된 복수의 도체바(155) 및 엔드링(156)을 구비하여 구성될 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(130)의 외면에는 상기 프레임(110)을 향해 돌출된 리브(191)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터(130)의 외면(표면적)이 확장될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 리브(191)는 상기 스테이터코어(131)의 외면에 반경방향을 따라 외측으로 돌출되고 축선방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
상기 리브(191)는 복수 개로 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 리브(191)가 4개로 구성된 경우를 예시하고 있으나, 상기 리브(191)의 개수는 적절히 조절될 수 있다.
상기 리브(191)는 상기 스테이터코어(131)의 적층두께(또는 축선방향의 폭)와 동일한 길이로 형성될 수 있다.
상기 프레임(110)에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 리브(191)를 수용할 수 있게 리브수용부(193)가 구비될 수 있다. 상기 리브수용부(193)는 상기 리브(191)와 면접촉되게 구성될 수 있다. 이에 의해, 상기 리브(191)의 열이 상기 리브수용부(193)로 신속하게 전달될 수 있다. 또한, 상기 리브(191) 및 리브수용부(193)는 원주방향에 대해 서로 맞물리게 됨으로써 상기 프레임(110)의 원주방향에 대한 상기 프레임(110)의 유격 발생이 억제될 수 있다. 또한, 상기 프레임(110)의 내면(면적)이 확장됨으로써 상기 프레임(110)의 열교환면적이 증대될 수 있다.
한편, 상기 프레임(110)에는 냉각유체가 이동될 수 있게 냉각유로(175)가 구비될 수 있다. 이에 의해, 상기 프레임(110)을 냉각시킬 수 있고, 상기 프레임(110)에 열전달가능하게 접촉되는 상기 스테이터(130)를 신속하게 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각유로(175)는 상기 리브수용부(193)를 따라 형성될 수 있다. 상기 냉각유로(175) 중 일부는 상기 리브수용부(193)의 양 측에 근접되게 각각 배치될 수 있다.
상기 냉각유로(175)는, 상기 프레임(110)에 형성되는 직선구간부(176a)와, 상기 직선구간부(176a)를 서로 연통되게 연결하는 연통부(176b)를 구비할 수 있다.
상기 연통부(176b)는 상기 커버(115)에 형성될 수 있다.
상기 연통부(176b)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 두 직선구간부(176a)를 서로 연통시키게 구성될 수 있다. 여기서, 상기 냉각유로(175)는 단일의 유입구(116) 및 유출구(117)를 구비한 단일의 이동경로로 구성될 수 있다. 또한, 상기 냉각유로(175)는 복수의 유입구(116) 및 유출구(117)를 구비하여 복수의 이동경로를 구비하게 구성될 수도 있다.
상기 냉각유로(175)의 직선구간부(176a)는 상기 리브수용부(193)의 양 측에 근접되게 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 리브(191)를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있다.
상기 냉각유로(175)의 직선구간부(176a)는 상기 로터(150)의 반경방향을 따라 상기 리브(191)의 단부보다 상기 로터(150)의 회전축(161)에 근접되게 배치될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터(130)를 더욱 신속하게 냉각시킬 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(141)에 자기장이 형성되고, 상기 로터(150)는 상기 회전축(161)을 중심으로 회전된다. 이때, 상기 맞물림부(190)는 상기 스테이터(130)가 상기 프레임(110)의 원주방향으로 상대 이동되는 것을 억제함으로써 상기 스테이터(130)의 원주방향 유격에 기인한 부품 손상을 억제할 수 있다. 이에 의해 전동기의 수명이 연장될 수 있다.
한편, 운전이 개시되면 상기 냉각유로(175)에는 냉각유체가 공급될 수 있다. 상기 유입구(116)를 통해 상기 냉각유로(175)로 유입된 냉각유체는 주변의 열을 흡수하면서 상기 냉각유로(175)를 따라 이동된다.
상기 스테이터(130)는 복수의 리브(191)에 의해 외면(표면적)이 확장되어 있어 열을 신속하게 방열할 수 있다.
또한, 상기 프레임(110)은 내면에 복수의 리브수용부(193)에 의해 내면(열의 흡수면적)이 증대됨으로써 주변의 열을 신속하게 흡수할 수 있다. 이에 따라, 상기 프레임(110) 및 스테이터(130)는 보다 신속하게 냉각될 수 있다. 이에 의해, 고온에 기인한 출력밀도 및 효율 저하를 억제할 수 있고, 고출력밀도 및 고효율의 전기차량용 전동기가 구현될 수 있다.
그리고, 상기 냉각유로(175)를 따라 이동하면서 주변의 열을 흡수한 냉각유체는 상기 유출구(117)를 통해 상기 프레임(110)의 외부로 유출되고, 다시 상기 유입구(116)를 통해 유입되는 과정을 반복하면서 냉각작용을 수행하게 된다.
이상에서, 본 발명의 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었다. 그러나, 본 발명은, 그 사상 또는 본질적인 특징에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 실시될 수 있으므로, 위에서 설명된 실시예는 그 상세한 설명의 내용에 의해 제한되지 않아야 한다.
또한, 앞서 기술한 상세한 설명에서 일일이 나열되지 않은 실시예라 하더라도 첨부된 특허청구범위에서 정의된 그 기술 사상의 범위 내에서 넓게 해석되어야 할 것이다. 그리고, 상기 특허청구범위의 기술적 범위와 그 균등범위 내에 포함되는 모든 변경 및 변형은 첨부된 특허청구범위에 의해 포섭되어야 할 것이다.
110 : 프레임 115 : 커버
130 : 스테이터 131 : 스테이터코어
135 : 티스 136 : 슬롯
141 : 스테이터코일 150 : 로터
151 : 로터코어 155 : 도체바
161 : 회전축 170 : 맞물림부
171 : 리브 173 : 리브수용부

Claims (16)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터; 및
    상기 프레임과 상기 스테이터가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부;
    를 포함하되,
    상기 맞물림부는, 상기 프레임 및 스테이터의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되고 축선방향으로 연장된 리브와, 상기 리브를 상대적으로 넓은 접촉면을 가지고 열전달 가능하게 수용할 수 있게 다른 하나에 형성되는 리브수용부를 구비하고,
    상기 프레임에는 냉각유체가 유동할 수 있게 냉각유로가 형성되고,
    상기 냉각유로는 상기 프레임과 접촉되는 상기 스테이터의 접촉면 중에서 상기 로터의 반경방향을 따라 가장 바깥쪽에 배치된 접촉면 보다 상기 로터의 회전축에 근접되게 배치되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리브는 상기 스테이터의 외면에 반경방향으로 돌출되고 축선방향으로 연장되고, 상기 프레임에는 상기 리브를 수용하는 리브수용부가 구비되고, 상기 냉각유로는 상기 리브수용부를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 프레임의 내면에 반경방향으로 돌출되고 축선방향을 따라 연장된 리브에 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각유로는, 상기 프레임에 형성된 직선구간부와, 상기 직선구간부를 지그재그로 연통시키는 연통부를 구비하고,
    상기 프레임의 단부에는 커버가 구비되며, 상기 커버에는 상기 연통부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  8. 프레임;
    상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터; 및
    상기 프레임과 상기 스테이터가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부;
    를 포함하되,
    상기 맞물림부는, 상기 프레임 및 스테이터의 상호 접촉면 중 어느 하나로부터 돌출되고 축선방향으로 연장된 리브와, 상기 리브를 상대적으로 넓은 접촉면을 가지고 열전달 가능하게 수용할 수 있게 다른 하나에 형성되는 리브수용부를 구비하고,
    상기 리브는 상기 프레임의 내면에 반경방향으로 돌출되고 축선방향으로 연장되게 형성되며,
    상기 리브는 상기 프레임의 전체 길이에 걸쳐 형성되고,
    상기 리브에는 냉각유체가 유동할 수 있게 냉각유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 프레임;
    상기 프레임의 내부에 배치되는 스테이터;
    상기 스테이터에 대해 회전 가능하게 배치되는 로터;
    상기 프레임으로부터 반경방향으로 돌출되고 축선방향을 따라 연장되는 리브와, 상기 리브를 상대적으로 넓은 접촉면적을 가지고 열전달 가능하게 수용할 수 있게 상기 스테이터에 형성되는 리브수용부를 구비하여 상기 스테이터가 원주방향으로 구속되게 하는 맞물림부; 및
    냉각유체가 유동할 수 있게 상기 리브에 형성되는 냉각유로;
    를 포함하는 전동기.
  13. 제1항, 제8항 또는 제12항 중 어느 한 항의 전동기를 구비한 전기 차량.
  14. 제1항, 제8항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각유로는 단일의 냉각유체유입구 및 냉각유체유출구 또는 복수의 냉각유체유입구 및 냉각유체유출구를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  15. 제1항, 제8항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각유로의 주변에는 냉각유체의 누설을 억제할 수 있는 실링부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
  16. 제1항, 제8항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리브 또는 리브수용부는 복수 개로 구성되며,
    상기 스테이터는 외면에 상기 복수의 리브 또는 복수의 리브수용부가 구비되게 일체로 형성된 스테이터코어를 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
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