KR101772085B1 - 전동기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동기에 관한 것으로서, 하우징; 스테이터; 로터; 및 열전도성물질로 형성되고, 일 측은 스테이터코일에 연결되고 타 측은 상기 하우징에 연결되어 상기 스테이터코일의 열을 상기 하우징으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부;를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 상기 스테이터코일의 온도 상승을 억제시켜 출력을 제고시킬 수 있다.

Description

전동기{ELECTRIC MOTOR}

본 발명은, 전동기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 전동기는, 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치이다.

이러한 전동기는, 통상 스테이터와, 상기 스테이터에 대해 상대 운동하는 로터를 구비한다.

상기 스테이터는, 슬롯 및 티스를 구비한 스테이터코어와, 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비한다.

상기 전동기는, 상기 스테이터를 내부에 수납하여 지지하는 프레임, 케이스 또는 하우징(이하, "하우징"으로 표기함)를 구비한다.

한편, 상기 전동기는, 운전 시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있게 냉각수단을 구비한다.

상기 냉각수단은, 공기를 이용하는 소위 "공냉식" 및 냉각수를 이용하는 소위 "수냉식" 냉각수단이 이용된다.

상기 공냉식 냉각수단은, 상기 로터에 구비되어 상기 로터의 회전 시 공기의 이동을 촉진시키는 팬을 구비하여 구성된다.

상기 수냉식 냉각수단은, 상기 하우징에 냉각수가 이동할 수 있게 냉각수유로를 구비하여 구성된다.

그런데, 이러한 종래의 전동기에 있어서는, 상기 공냉식의 경우, 공기의 특성에 기인하여 상기 스테이터 및 로터의 냉각에는 한계가 있다고 하는 문제점이 있다.

상기 수냉식의 경우, 상기 스테이터의 발열원인 스테이터코일과 냉각수유로간의 열 전달경로가 길어지게 되어 신속한 냉각이 곤란하게 되는 문제점이 있다.

특히, 축방향을 따라 스테이터코어의 양 측으로 각각 돌출 형성되는 스테이터코일의 코일엔드는 냉각이 미흡하게 되어 상대적으로 온도가 상승하게 되는 문제점이 있다.

상기 스테이터코일의 코일엔드의 온도가 상승될 경우, 전기저항이 증가하게 되어 전동기의 출력(성능)이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 상기 스테이터코일의 고온에 기인한 강제 열화가 촉진되어 수명이 단축되는 문제점이 있다.

KR 100940606 B1 (2010.02.05.) KR 100948154 B1 (2010.03.18.)

따라서, 본 발명은, 스테이터코일의 열 전달 경로를 확장하여 스테이터코일을 신속하게 냉각시킬 수 있는 전동기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은, 스테이터코일의 국부 온도 상승을 억제하여 국부 온도 상승에 기인한 성능 저하를 억제할 수 있는 전동기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 스테이터코어 및 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 삽입되는 스테이터; 상기 스테이터에 대해 상대 운동 가능한 로터; 및 열전도성물질로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터에 연결되고 타 측은 상기 하우징에 연결되어 상기 스테이터의 열을 상기 하우징으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부;를 포함하는 전동기를 제공한다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는, 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드를 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는 열전달물질로 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸게 형성되는 몰딩부를 더 구비할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는, 상기 스테이터코어의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸게 형성되는 몰딩부; 및 상기 몰딩부와 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드;를 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 스테이터코일은, 사각 단면을 구비한 각동선으로 된 도체세그먼트를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 몰딩부는, 액상의 열전도성물질을 상기 도체세그먼트 사이 및 상기 도체세그먼트를 둘러싸게 충전한 후 경화하여 형성되게 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는 상기 스테이터코일과 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드를 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는 상기 스테이터코일과 상기 열전달패드 사이에 삽입되는 써멀그리스를 더 포함하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는, 열전도부재로 형성되고 상기 스테이터코어의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸는 열전달캡;을 구비할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는 상기 열전달캡과 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드;를 더 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 써멀그리스가 구비될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 몰딩부가 형성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 하우징에는 액상의 냉각유체의 유로가 형성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 냉각유체는 물을 포함하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 냉각유체는 차량의 냉각수를 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달부는 열전도부재로 형성되고 일 측이 상기 하우징과 접촉되어 열전달경로를 형성하는 열전달블록을 더 포함하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달블록은 금속부재로 형성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달블록은, 상기 하우징과 접촉되는 하우징접촉면, 및 상기 스테이터와 접촉되는 스테이터접촉면을 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 스테이터접촉면은, 상기 스테이터코어와 접촉되는 스테이터코어접촉면 및 상기 스테이터코일과 스테이터코일접촉면을 구비하여 구성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 스테이터코일접촉면은, 상기 스테이터코일의 코일엔드의 원주에 접촉되는 원주접촉면 및 상기 스테이터코일의 코일엔드의 단부에 접촉되는 단부접촉면을 구비할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 원주접촉면 및 상기 단부접촉면에 각각 접촉되는 열전달패드를 더 포함할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달블록은 상기 하우징의 내부의 공기와 접촉되는 공기접촉면을 구비할 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 공기접촉면에는 요철부가 구비될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 하우징에는 축방향을 따라 상기 스테이터코어의 일 측 단부와 접촉되어 상기 스테이터코어를 축방향으로 지지하는 축방향지지부가 형성될 수 있다.

실시예에 있어서, 상기 열전달블록은 축방향을 따라 상기 스테이터코어의 상기 축방향지지부의 대향측 단부에 구비될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스테이터코일의 열 전달 경로를 확장하는 열전달부를 마련함으로써, 스테이터코일을 신속하게 냉각시킬 수 있다.

또한, 스테이터코일의 코일엔드의 도체 사이의 공기량(공기접촉량)이 감소되게 하는 열전달부를 마련함으로써, 스테이터코일의 코일엔드의 열 전달이 촉진되어 상기 스테이터코일의 코일엔드의 국부 온도 상승을 억제할 수 있다.

이에 의해, 상기 코일엔드의 국부 온도 상승에 기인한 성능(출력) 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상기 스테이터코일의 코일엔드와 공기의 접촉이 억제되게 열전달부를 마련함으로써, 상기 코일엔드의 열 전달이 촉진되어 상기 코일엔드의 국부 온도 상승이 억제될 수 있다.

또한, 상기 스테이터코일의 온도 상승이 억제되어 전동기의 출력이 제고될 수 있다.

또한, 상기 스테이터코일이 상대적으로 낮은 온도에서 운전되므로 고온에 기인한 강제 열화가 억제되어 그만큼 수명이 연장될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기의 사시도,
도 2는 도 1의 전동기의 단면도,
도 3은 도 2의 스테이터의 사시도,
도 4는 도 3의 도체세그먼트의 사시도,
도 5는 도 3의 A영역의 확대도,
도 6은 도 5의 요부확대도,
도 7은 도 2의 열전달블록의 단면도,
도 8은 도 7의 사시도,
도 9는 도 2의 열전달패드의 단면도,
도 10은 도 9의 사시도,
도 11은 도 2의 B영역의 확대도,
도 12는 도 11의 열전달패드의 단면도,
도 13은 도 12의 사시도,
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전동기의 단면도,
도 15는 도 14의 C영역의 확대도,
도 16은 도 14의 열전달캡의 단면도,
도 17은 도 14의 열전달블록의 절취단면도,
도 18은 도 14의 열전달패드의 절취단면도,
도 19는 도 14의 D역의 확대도,
도 20은 도 19의 열전달패드의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명한다. 본 명세서는, 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기는, 하우징(110); 스테이터코어(141) 및 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비하고, 상기 하우징(110)의 내부에 삽입되는 스테이터(140); 상기 스테이터(140)에 대해 상대 운동 가능한 로터(170); 및 열전도성물질로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터(140)에 연결되고 타 측은 상기 하우징(110)에 연결되어 상기 스테이터(140)의 열을 상기 하우징(110)으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부(210);를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 하우징(110)은, 예를 들면, 내부에 상기 스테이터(140)가 수용될 수 있게 통 형상으로 구성될 수 있다.

상기 하우징(110)은, 열전도성이 우수한 부재, 예를 들면, 알루미늄으로 형성될 수 있다.

상기 하우징(110)은, 양 측이 개구된 원통 형상을 구비할 수 있다.

상기 하우징(110)의 양 단부에는 개구를 개폐할 수 있게 브래킷(120)이 각각 구비될 수 있다.

상기 브래킷(120)에는 베어링(125)이 각각 구비될 수 있다.

상기 하우징(110)에는 냉각유체의 유로(115)가 형성될 수 있다.

상기 냉각유체는, 예를 들면, 물을 포함할 수 있다.

상기 냉각유체는, 예를 들면, 차량의 엔진의 냉각수와 동일하게 구성될 수 있다.

상기 하우징(110)의 내부에는 상기 냉각유체가 이동하면서 열교환될 수 있게 냉각유체의 유로(115)가 형성될 수 있다.

상기 냉각유체의 유로(115)는, 예를 들면, 상기 하우징(110)의 원주면을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.

상기 하우징(110)의 외면에는 상기 냉각유체의 유입부(112) 및 유출부(114)가 각각 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 상기 냉각유체의 유입부(112)는 상기 하우징(110)의 하부에 구비되고, 상기 냉각유체의 유출부(114)는 상기 하우징(110)의 상부에 구비될 수 있다.

상기 냉각유체의 유입부(112) 및 유출부(114)는 상기 냉각유체가 순환되는 상기 냉각유체의 순환유로와 각각 연통되게 연결될 수 있다.

상기 스테이터(140)는, 예를 들면, 스테이터코어(141) 및 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 스테이터코어(141)는, 내부에 상기 로터(170)가 회전 가능하게 수용되는 로터수용공(144)이 구비될 수 있다.

상기 스테이터코어(141)는 상기 로터수용공(144)의 둘레에 구비되는 복수의 슬롯(146) 및 티스(148)를 구비할 수 있다.

상기 스테이터코어(141)는, 예를 들면, 상기 로터수용공(144), 상기 슬롯(146) 및 티스(148)를 구비한 복수의 전기강판(142)을 절연 적층하여 형성될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)은, 예를 들면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상대적으로 큰 단면적을 가지는 각동선으로 형성되는 복수의 도체세그먼트(155)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 각 도체세그먼트(155)는, 예를 들면, 상기 스테이터코어(141)의 각 슬롯에 삽입되는 한 쌍의 삽입부(156), 상기 삽입부(156)를 연결하는 연결부(157)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 각 도체세그먼트(155)의 삽입부(156)의 단부는, 미리 설정된 방식으로 다른 도체세그먼트(155)의 단부와 통전 가능하게 연결되어 회로를 구성할 수 있다.

상기 각 도체세그먼트(155)의 단부에는, 예를 들면, 용접에 의해 서로 통전 가능하게 일체로 연결되는 용접부(158)가 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 각 도체세그먼트(155)는 상기 스테이터코어(141)의 일 측에서 각 슬롯(146)에 축방향을 따라 삽입되고, 타 측으로 돌출된 각 삽입부(156)의 단부가 미리 설정된 패턴으로 절곡된 후 다른 도체세그먼트(155)의 단부와 용접 결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 스테이터코어(141)의 축방향을 따라 일 측에는 상기 각 도체세그먼트(155)의 연결부(157)가 각각 배치되고 타 측에는 각 도체세그먼트(155)의 용접부(158)가 각각 배치될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)은, 상기 스테이터코어(141)의 양 단부로부터 축방향으로 각각 돌출되는 코일엔드(153)를 구비할 수 있다.

상기 코일엔드(153)는 상기 도체세그먼트(155)의 연결부(157) 및 용접부(158)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 스테이터(140)의 일 측에는 축방향을 따라 상기 스테이터(140)의 일 단부에 접촉되어 상기 스테이터(140)를 축방향으로 지지하는 축방향지지부(127)가 구비될 수 있다.

상기 축방향지지부(127)는, 예를 들면, 상기 브래킷(120) 중 어느 하나의 내면에 돌출되게 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터(140)의 우측 단부에 축방향지지부(127)가 접촉되게 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며 상기 스테이터(140)의 좌측 단부에 접촉되게 축방향지지부(127)가 구비될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서, 상기 스테이터코일(151)의 도체세그먼트(155)의 용접부(158)측에 상기 브래킷(120)에 상기 축방향지지부(127)가 구비되어 후술할 열전달블록(240)이 구비되지 아니한 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며, 상기 축방향지지부(127)가 형성되지 아니하고 열전달블록(240)이 구비되게 구성될 수도 있다.

상기 로터(170)는, 회전축(171) 및 상기 회전축(171)에 결합되는 로터코어(180)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 회전축(171)은 양 측이 회전 가능하게 지지될 수 있다.

예를 들면, 상기 회전축(171)은 상기 브래킷(120)에 각각 구비된 베어링(125)에 의해 양 측이 회전 가능하게 지지될 수 있다.

상기 로터코어(180)에는, 예를 들면, 상기 스테이터코일(151)에 의해 형성된 자계와 상호 작용할 수 있게 자계형성부가 구비될 수 있다.

상기 로터(170)의 자계형성부는, 예를 들면, 상기 로터코어(180)에 권선되는 로터코일(190)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 로터코어(180)의 중앙에는 회전축(171)이 삽입될 수 있게 회전축공(184)이 구비될 수 있다.

상기 로터코어(180)에는 복수의 폴(또는 티스) 및 슬롯이 구비될 수 있다.

상기 로터코어(180)는, 예를 들면, 상기 회전축공(184), 상기 폴(186) 및 슬롯(188)이 구비된 복수의 전기강판(182)을 절연 적층하여 구성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 로터(170)의 자계형성부가 로터코일(190)을 구비한 경우를 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며, 상기 로터(170)의 자계형성부는, 상기 로터코어(180)에 결합되는 마그넷(미도시)을 구비한 동기 로터로 구성되거나, 또는 도면에 도시하지 아니한 복수의 도체바 및 단락환을 구비하여 유도기 로터로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 로터(170)의 자계형성부는, 상기 로터코어(180)의 원주방향을 따라 자기저항이 큰 복수의 플럭스 배리어(미도시)를 이격 배치되는 소위 플럭스 배리어 타입 동기로터로 구성될 수도 있다.

한편, 상기 스테이터(140)와 상기 하우징(110) 사이에는 상기 스테이터(140)의 열을 상기 하우징(110)으로 전달하는 열전달경로가 확장되게 하여 상기 스테이터(140)의 열전달을 촉진시키는 열전달부(210)가 마련될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터(140)를 신속하게 냉각시켜 상기 스테이터(140)의 온도 상승을 억제할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 상기 스테이터(140)의 온도가 상대적으로 낮은 상태로 유지될 수 있어 상기 스테이터코일(151)의 전기저항이 감소되어 전동기의 출력이 제고될 수 있다.

상기 열전달부(210)는, 예를 들면, 상기 스테이터코일(151)과 상기 하우징(110) 사이에 삽입되는 열전달패드(220)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 열전달패드(220)는, 예를 들면, 열전달이 향상될 수 있게 금속입자 또는 금속부를 포함하는 합성수지부재로 구성될 수 있다.

상기 열전달패드(220)는, 예를 들면, 금속을 포함하는 실리콘수지(silicone)로 구현될 수 있다.

이에 의해, 상기 열전달패드(220)는 열전달 성능이 향상될 수 있고, 가요성(flexibility)을 구비하여 상기 스테이터코일(151) 및 하우징(110)과의 접촉 성능이 각각 개선되어 열전달이 더욱 효과적으로 증가될 수 있다.

상기 열전달부(210)는, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이, 열전도성물질로 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)를 감싸게 형성되는 몰딩부(230)를 구비하여 구성될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 각 도체 사이에 존재하는 공기량이 저감되어 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 열전달이 촉진될 수 있다.

상기 몰딩부(230)는, 예를 들면, 금속입자를 포함하는 액상 또는 젤(gel)상의 합성수지부재로 형성될 수 있다.

상기 몰딩부(230)는 예를 들면, 시간 경과 시 경화되거나, 또는 가열에 의해 경화가 촉진되는 열전도성물질을 이용하여 구성될 수 있다.

보다 구체적으로 상기 몰딩부(230)는, 예를 들면, 열전달 성능이 향상될 수 있게 금속입자를 포함하는 액상 또는 젤(gel)상의 열전도성물질을 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 도체세그먼트(155) 사이의 빈 공간 및 상기 도체세그먼트(155)의 외곽을 미리 설정된 두께로 둘러싸게 충전한 후 상기 액상 합성수지부재를 경화하여 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 코일엔드(153)의 도체세그먼트(155) 사이의 공기(량) 및 도체세그먼트(155)의 외곽의 일정 영역의 공기(량)가 감소하게 되어 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 방열(열전달)이 촉진될 수 있다.

상기 열전달부(210)는, 써멀 그리스(thermal grease)(235)를 포함하여 구성될 수 있다.

이에 의해, 열전달경로상의 공기량을 감소시킬 수 있어 열전달을 촉진시킬 수 있다.

상기 써멀 그리스(235)는, 예를 들면 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 몰딩부(230)와 상기 열전달패드(220)의 사이 및 상기 열전달패드(220)와 상기 하우징(110) 사이에 구비될 수 있다.

한편, 열전달부(210)는, 열전도부재로 형성되고 일 측이 상기 하우징(110)과 접촉되어 열전달경로를 형성하는 열전달블록(240)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 예를 들면, 금속부재로 형성될 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 예를 들면, 알루미늄부재로 형성될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 열전달블록(240)이 알루미늄부재로 형성된 경우를 예시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며, 상기 열전달블록(240)은 열전도 가능한 열전도 플라스틱으로 형성되거나, 열전달 성능이 제고될 수 있게 금속입자 또는 금속부를 포함하는 열전도성 합성수지부재를 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 열전달블록(240)은, 일 측은 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)에 접촉되고 타 측은 상기 하우징(110)에 접촉되게 구성될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 열이 상기 하우징(110)에 신속하게 전달될 수 있다.

이에 따라, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 열이 상기 스테이터코어(141)를 경우하지 아니하고 상기 하우징(110)으로 직접 전달됨으로써, 종래 스테이터코일(151)의 열이 상기 스테이터코어(141)를 경유하여 하우징(110)으로 전달되는 방식에 비해 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 온도 상승이 현저하게 억제될 수 있다. 이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 온도가 전반적으로 낮은 온도로 유지될 수 있어 전기 저항이 감소됨으로써 전동기의 출력이 현저하게 제고될 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 상기 하우징(110)의 내경면에 접촉되는 하우징접촉면(243) 및 상기 스테이터(140)에 접촉되는 스테이터접촉면(244)을 구비한 바디(242)를 구비할 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 예를 들면 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)의 내경면 형상에 대응되게 확장된 확장부(247)를 더 구비하여 구성될 수 있다.

이에 의해, 상기 열전달블록(240)과 상기 하우징(110)의 접촉면적이 증가되어 상기 열전달블록(240)의 냉각이 촉진될 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 방열이 더욱 촉진되어 상기 코일엔드(153)의 온도가 더욱 낮아질 수 있다.

상기 열전달블록(240)과 상기 하우징(110)의 접촉영역 사이에는 써멀 그리스(235)가 구비될 수 있다.

이에 의해, 상기 열전달블록(240)과 상기 하우징(110)의 상호 접촉영역의 사이의 공기량이 더욱 감소되어 상기 열전달블록(240)과 상기 하우징(110) 간의 열전달이 더욱 촉진될 수 있다.

상기 열전달블록(240)과 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153) 사이에는 열전달패드(220)가 구비될 수 있다.

상기 열전달패드(250)는 상술한 바와 같이 가요성을 구비하므로 상기 몰딩부(230)와 상기 열전달블록(240)의 밀착성이 제고되어 열전달성능이 제고될 수 있다.

상기 열전달패드(220)는, 예를 들면 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 외경면과 접촉되는 내경면(224)과 상기 열전달블록(240)의 내경면과 접촉되는 외경면(222)을 구비할 수 있다.

상기 몰딩부(230)의 외면, 상기 열전달패드(220)의 내경면 및 외경면, 상기 열전달블록(240)의 내경면 및 외경면, 상기 하우징(110)의 내경면에는 상기 써멀 그리스(235)가 도포될 수도 있다.

이에 의하면, 상기 몰딩부(230), 열전달패드(220), 열전달블록(240) 및 하우징(110)의 열전달 경로 상의 표면에 존재하는 공기량이 감소될 수 있어 열전달이 더욱 촉진될 수 있다.

또한, 열전달부(210)는, 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)와 상기 하우징(110) 사이에 구비되는 열전달패드(250)를 포함할 수 있다.

상기 열전달패드(250)는, 예를 들면, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 원주면에 대응되게 형성되는 원주접촉부(253) 및 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 단부에 대응되게 형성되는 단부접촉부(263)를 구비하여 구성될 수 있다.

상기 열전달패드(250)의 원주접촉부(253)는 상기 코일엔드(153)의 외경면에 접촉되는 내경면(256) 및 상기 브래킷(120)의 축방향지지부(127)의 내경면에 접촉되는 외경면(254)을 구비하게 구성될 수 있다.

상기 열전달패드(250)의 단부접촉부(263)는, 상기 원주접촉부(253)로부터 반경방향을 따라 연장되어 상기 코일엔드(153)의 내경면에 대응되게 연장되는 내경을 구비하는 얇은 두께의 링 형상을 구비할 수 있다.

상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 몰딩부(230)의 외면, 상기 열전달패드(250)의 내면 및 외면, 상기 브래킷(120)의 축방향지지부(127)의 표면에는 상기 써멀 그리스(235)가 각각 도포될 수 있다.

이에 의해, 열전달 경로 상의 공기량이 감소되어 열전달이 촉진될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(151)에 전원이 인가되고, 상기 하우징(110)의 냉각유체의 유로(115)에는 냉각유체가 순환될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)에 전원이 인가되면 발열작용에 의해 온도가 상승될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)에서 발생한 열 중 일부는 상기 스테이터코어(141)를 경유하여 상기 하우징(110)으로 전달될 수 있다.

한편, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)에서 발생한 열은 상기 몰딩부(230), 상기 열전달패드(250)를 경유하여 상기 하우징(110)으로 신속하게 전달되거나 또는 상기 몰딩부(230), 상기 열전달패드(220) 및 상기 열전달블록(240)을 경유하여 상기 하우징(110)으로 신속하게 전달될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 국부 온도 상승이 현저하게 억제될 수 있다.

이에 따르면, 상기 스테이터코일(151)의 온도가 전반적으로 낮은 온도를 유지할 수 있어 상기 스테이터코일(151)의 전기저항이 상대적으로 감소됨으로써, 본 실시예의 전동기의 출력이 제고될 수 있다.

상기 하우징(110)으로 전달된 열은 상기 하우징(110)의 냉각유체의 유로(115)를 따라 순환하는 냉각유체(냉각수)와 열교환되어 신속하게 제거될 수 있다.

이하, 도 14 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예의 전동기는, 예를 들면 도 14에 도시된 바와 같이, 하우징(110); 스테이터코어(141) 및 상기 스테이터코어(141)에 권선되는 스테이터코일(151)을 구비하고, 상기 하우징(110)의 내부에 삽입되는 스테이터(140); 상기 스테이터(140)에 대해 상대 운동 가능한 로터(170); 및 열전도성물질로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터(140)에 연결되고 타 측은 상기 하우징(110)에 연결되어 상기 스테이터(140)의 열을 상기 하우징(110)으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부(210);를 구비하여 구성될 수 있다.

본 실시예의 상기 열전달부(210)는, 예를 들면 도 15에 도시된 바와 같이, 열전도부재로 형성되고 상기 스테이터코어(141)의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)를 감싸는 열전달캡(280);을 구비할 수 있다.

상기 열전달캡(280)은, 예를 들면 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 코일엔드(153)가 내부에 수용될 수 있게 상기 코일엔드(153)의 형상에 대응되는 내경면(286b), 외경면(286a) 및 단부면(286c)을 구비한 내부면(285)이 일 측이 개구된 "U"형 단면을 가지며, 전체적으로는 고리 형상(튜브형상)으로 구성될 수 있다.

상기 열전달캡(280)의 내부에는 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 도체세그먼트(155) 사이 및/또는 외곽에 충전될 수 있게 써멀 그리스(235)가 구비될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 도체세그먼트(155)와 상기 열전달캡(280) 사이의 공기량이 감소되어 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 열이 상기 열전달캡(280)으로 신속하게 전달될 수 있다.

상기 열전달부(210)는 상기 열전달캡(280)과 상기 하우징(110) 사이에 구비되는 열전달블록(240)을 구비할 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 열전도부재로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 외경면 형상에 대응되고 타 측은 상기 하우징(110)의 내경면의 형상에 대응되게 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 열이 상기 하우징(110)으로 신속하게 전달될 수 있다.

상기 열전달블록(240)은, 예를 들면 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(110)과 접촉되는 하우징접촉면(243), 및 상기 스테이터(140)와 접촉되는 스테이터접촉면(244)을 구비한 바디(242)를 구비할 수 있다.

상기 스테이터접촉면(244)은, 예를 들면, 상기 스테이터코어(141)와 접촉되는 스테이터코어접촉면(246a) 및 상기 스테이터코일(151)과 스테이터코일접촉면(246b)을 구비하여 구성될 수 있다.

상기 스테이터코일접촉면(246b)은, 예를 들면, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 원주에 접촉되는 원주접촉면(248) 및 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 단부에 접촉되는 단부접촉면(249)을 구비할 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 열이 다양한 경로를 통해 더욱 신속하게 방열되어 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 온도상승이 현저하게 억제될 수 있다.

상기 열전달부(210)는, 상기 열전달블록(240)의 상기 원주접촉면(248) 및 상기 단부접촉면(249)에 각각 접촉되는 열전달패드(260)를 더 포함할 수 있다.

상기 열전달패드(260)는, 예를 들면 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 열전달캡(280)과 상기 열전달블록(240) 사이에 삽입되는 원통 형상의 원통부(262) 및 상기 코일엔드(153)의 단부와 상기 열전달블록(240)의 단부접촉면(249) 사이에 삽입되는 원반 형상의 플레이트부(264)를 구비하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 열전달블록(240)은 상기 하우징(110)의 내부의 공기와 접촉되는 공기접촉면(252)을 구비할 수 있다.

상기 공기접촉면(252)에는 열교환면적이 증가될 수 있게 요철 단면 형상을 구비한 요철부(255)가 형성될 수 있다.

이에 의해, 상기 하우징(110)의 내부 공기와 상기 열전달블록(240)의 접촉면적이 증가되어 상기 하우징(110)의 내부의 공기의 냉각이 촉진될 수 있다.

이에 따르면, 상기 하우징(110)의 내부의 공기와 접촉되는 상기 로터(170)의 냉각이 촉진될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153), 상기 열전달캡(280), 상기 열전달패드(260), 상기 열전달블록(240) 및 상기 하우징(110) 사이의 열전달 경로에는 써멀 그리스(235)가 각각 구비(주입 또는 도포)될 수 있다.

이에 의해, 상기 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)로부터 상기 하우징(110) 사이의 열전달 경로 상의 공기량이 감소될 수 있어 상기 코일엔드(153)의 열이 상기 하우징(110)으로 보다 신속하게 전달될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 열전달캡(280)의 내부의 스테이터코일(151)의 코일엔드(153)의 도체세그먼트(155) 사이에 써멀 그리스(235)가 충전되게 한 경우를 예시하고 있으나, 이는 예시에 불과하며 도 1 내지 도 13과 관련하여 전술한 바와 같이, 몰딩부(230)가 형성되게 구성될 수도 있다.

한편, 상기 열전달부(210)는, 축방향을 따라 상기 스테이터(140)의 상기 열전달블록(240)의 대향측 단부의 상기 열전달캡(280)과 상기 축방향지지부(127) 사이에 구비되는 열전달패드(270)를 구비할 수 있다.

상기 열전달패드(270)는, 예를 들면 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 열전달캡(280)의 원주면과 상기 축방향지지부(127) 사이에 삽입되는 원통부(272) 및 상기 열전달캡(280)의 단부면과 상기 브래킷(120) 사이에 삽입되는 플레이트부(274)를 구비하여 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하여, 운전이 개시되면 상기 스테이터코일(151)에 전원이 인가되고, 상기 하우징(110)에는 상기 냉각유체의 유로(115)를 따라 냉각유체(냉각수)가 순환될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)에 전원이 인가되면 발열작용에 의해 열이 발생되며, 상기 스테이터코일(151)에서 발생되는 열 중 일부는 상기 스테이터코어(141)를 통해 상기 하우징(110)으로 전달될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)의 일 측의 코일엔드(153)에서 발생되는 열은 상기 열전달캡(280), 상기 열전달패드(260), 상기 열전달블록(240)을 경유해 상기 하우징(110)으로 전달될 수 있다.

상기 스테이터코일(151)의 타 측의 코일엔드(153)에서 발생되는 열은 상기 열전달캡(280), 상기 열전달패드(270) 및 축방향지지부(127)를 경유해 상기 하우징(110)으로 전달될 수 있다.

상기 하우징(110)으로 전달된 열은 상기 냉각유체의 유로(115)를 따라 유동하는 냉각유체(냉각수)와 열교환되어 제거될 수 있다.

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 : 하우징 112 : 유입부
114: 유출부 115: 유로
120 : 브래킷 125 : 베어링
127 : 축방향지지부 140 : 스테이터
141: 스테이터코어 142,182: 전기강판
151 : 스테이터코일 153 : 코일엔드
155: 도체세그먼트 156: 삽입부
157 : 연결부 158 : 용접부
170: 로터 171 : 회전축
180 : 로터코어 190 : 로터코일
210 : 열전달부 220,250,260,270 : 열전달패드
230 : 몰딩부 235 : 써멀그리스
240 : 열전달블록 242 : 바디
243 : 하우징접촉면 244 : 스테이터접촉면
246a : 스테이터코어접촉면 246b : 스테이터코일접촉면
248 : 원주접촉면 249; 단부접촉면
252 : 공기접촉면 255 : 요철부
262,272 : 원통부 264,274: 플레이트부

Claims (15)

1. 하우징;
   스테이터코어 및 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 삽입되는 스테이터;
   상기 스테이터에 대해 상대 운동 가능한 로터; 및
   열전도성물질로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터에 연결되고 타 측은 상기 하우징에 연결되어 상기 스테이터의 열을 상기 하우징으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부;를 포함하고,
   상기 열전달부는 열전도부재로 형성되고 일 측이 상기 하우징과 접촉되어 열전달경로를 형성하는 열전달블록;을 구비하고,
   상기 열전달블록은 상기 하우징의 내부의 공기와 접촉되는 공기접촉면을 구비하고,
   상기 공기접촉면에는 요철부가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전달부는, 열전도부재로 형성되고 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드를 포함하는 전동기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열전달부는, 열전도부재로 형성되고 상기 스테이터코어의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸게 형성되는 몰딩부를 더 포함하는 전동기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 스테이터코일은, 사각 단면을 구비한 각동선으로 된 도체세그먼트를 포함하며,
   상기 몰딩부는, 액상의 열전도성물질을 상기 도체세그먼트의 사이 및 상기 도체세그먼트의 외면을 둘러싸게 충전한 후 경화하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
5. 제2항에 있어서,
   상기 열전달부는 상기 스테이터코일과 상기 열전달패드 사이에 삽입되는 써멀그리스를 더 포함하는 전동기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 열전달부는, 상기 스테이터코어의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸는 열전달캡; 및 상기 열전달캡과 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드;를 포함하는 전동기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 써멀그리스가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
8. 제6항에 있어서,
   상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 몰딩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하우징에는 액상의 냉각유체의 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 냉각유체는 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전달블록은, 상기 하우징과 접촉가능하게 형성되는 하우징접촉면, 및 상기 스테이터와 접촉가능하게 형성되는 스테이터접촉면을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
12. 제11항에 있어서,
    상기 스테이터접촉면은, 상기 스테이터코어와 접촉가능하게 형성되는 스테이터코어접촉면 및 상기 스테이터코일과 접촉가능하게 형성되는 스테이터코일접촉면을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동기.
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징에는 축방향을 따라 상기 스테이터코어의 일 측 단부와 접촉되어 상기 스테이터코어를 축방향으로 지지하는 축방향지지부가 형성되고,
    상기 열전달블록은 축방향을 따라 상기 스테이터코어의 상기 축방향지지부의 대향측 단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
14. 하우징;
    스테이터코어 및 상기 스테이터코어에 권선되는 스테이터코일을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 삽입되는 스테이터;
    상기 스테이터에 대해 상대 운동 가능한 로터; 및
    열전도성물질로 형성되고, 일 측은 상기 스테이터에 연결되고 타 측은 상기 하우징에 연결되어 상기 스테이터의 열을 상기 하우징으로 전달하는 열전달경로를 확장시켜 열전달을 촉진시키는 열전달부;를 포함하고,
    상기 열전달부는, 상기 스테이터코어의 단부로부터 돌출된 상기 스테이터코일의 코일엔드를 감싸는 열전달캡; 및 상기 열전달캡과 상기 하우징 사이에 삽입되는 열전달패드;를 포함하고,
    상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 써멀그리스가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동기.
15. 제14항에 있어서,
    상기 열전달캡의 내부에는 상기 스테이터코일의 코일엔드와 상기 열전달캡 사이의 공기량이 감소될 수 있게 몰딩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전동기.

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