KR101926874B1

KR101926874B1 - 모터용 베어링 지지기구

Info

Publication number: KR101926874B1
Application number: KR1020120144963A
Authority: KR
Inventors: 최재영; 김완수
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2018-12-10
Also published as: KR20140077261A

Abstract

본 발명은, 샤프트에 끼워지며, 상기 샤프트에 내륜이 지지되는 베어링; 내주면이 상기 베어링의 외륜에 지지되며, 상기 내주면의 일단부가 상기 외륜의 일측부를 커버하는 형상으로 형성되고, 상기 내주면의 타단부 주변에 조립홈이 형성된 하우징커버; 및 상기 조립홈에 지지되도록 마련되며, 내주면이 상기 외륜의 타측부를 커버하는 형상으로 형성되는 베어링커버;를 포함하여 구성되는 모터용 베어링 지지기구가 소개된다.

Description

모터용 베어링 지지기구{DEVICE FOR SUPPORTING BEARING FOR MOTOR}

본 발명은 모터용 베어링 지지 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링을 지지하기 위한 베어링커버와 볼팅 체결구조를 변경하여 철손에 의한 전력손실을 방지하며, 모터의 전장을 축소시키고, 모터의 조립 작업성을 향상시키도록 한 모터용 베어링 지지기구에 관한 것이다.

하이브리드 자동차(HEV : Hybrid Eletric Vehicle) 및 전기자동차(EV : Electric Vehicle) 등과 같은 환경차량은 구동원으로 전기가 사용되는바, 구동계에 전기적인 힘을 제공하기 위해 구동모터가 장착된다.

이러한, 구동모터는 크게 회전자와 고정자로 나뉘어지며, 베어링의 내륜이 회전자를 압입하면서 지지하는 구조를 갖는다. 이에, 상기 베어링은 회전자의 원심력과 토크 전달시 발생하는 토크를 흡수하면서 베어링 외륜을 통해 진동(동하중)을 케이스 및 하우징에 전달하게 된다. 따라서, 베어링 자체 또는 케이스를 통해 소음이 발생된다.

또한, 상기 베어링의 외륜은 케이스에 헐거움(loose fitting) 상태로 지지되는데, 이때 베어링의 볼 하중 변동에 의해 베어링 크립(베어링 외륜이 습동하는 현상, 회전방향 유동)이 발생됨과 아울러, 차량 좌,우, 선회시 베어링 외륜에서 축방향 유동이 발생되면서 소음 및 내구 문제를 악화시키게 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에 베어링을 고정시키기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있으며, 대표적으로 스냅링 또는 웨이브와셔를 사용하는 방법이 있고, 또 외륜에 오링을 끼우거나 핀을 삽입하는 방식 등이 소개된바 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 베어링 지지구조를 나타낸 도면으로, 하우징커버(1)에 베어링커버(2)를 볼팅하여 체결하되, 상기 베어링커버(2)의 내주면이 상기 베어링(3)의 외륜(3a)을 지지하게 됨으로써, 상기 베어링(3)을 지지하게 된다.

그러나, 상기한 종래 기술은 볼트(4)의 헤드부(4a)가 베어링커버(2)의 외측으로 돌출된 상태로 체결됨으로써, 상기 볼트의 헤드부(4a)와 회전자(5) 사이의 거리가 가까워지게 되어 철손에 의한 전력효율이 저감되는 문제가 있다.

또한, 상기한 철손 문제로 인해 상기 헤드부와 모터의 회전자 사이의 거리를 증대시키는 경우, 모터의 전장이 커지게 되는 문제도 있다.

그리고, 상기 볼트가 회전자 측에서 모터의 외부 측을 향해 볼팅 체결됨으로써, 모터의 고장 수리시 공구를 삽입하는 공간의 부족으로 인해 볼트의 분해가 어렵고, 또한 모터의 조립이 불편하여 작업성이 현저하게 떨어지는 문제도 있다.

한편, 종래에 한국 공개특허공보 공개번호 10-2005-0048270호의 "모터의 베어링 설치 구조 및 그 설치 방법"이 소개된바 있다.

그러나, 상기한 종래 기술 역시 전술한 철손에 의한 효율 저감 문제, 전장 증대문제 및 작업성 불량 문제를 근본적으로 해결할 수 없는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2005-0048270 A

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 베어링을 지지하기 위한 베어링커버와 볼팅 체결구조를 변경하여 철손에 의한 전력손실을 방지하며, 모터의 전장을 축소시키고, 모터의 조립 작업성을 향상시키도록 한 모터용 베어링 지지기구를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 샤프트에 끼워지며, 상기 샤프트에 내륜이 지지되는 베어링; 내주면이 상기 베어링의 외륜에 지지되며, 상기 내주면의 일단부가 상기 외륜의 일측부를 커버하는 형상으로 형성되고, 상기 내주면의 타단부 주변에 조립홈이 형성된 하우징커버; 및 상기 조립홈에 지지되도록 마련되며, 내주면이 상기 외륜의 타측부를 커버하는 형상으로 형성되는 베어링커버;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 하우징커버의 내주면 일단부에는 상기 샤프트를 향해 제1지지부가 돌출 형성되어, 상기 제1지지부에 의해 외륜의 일측부가 커버되며; 상기 베어링커버의 내주면에는 상기 샤프트를 향해 제2지지부가 돌출 형성되어, 상기 제2지지부에 의해 외륜의 타측부가 커버될 수 있다.

상기 제2지지부는 상기 베어링커버 내주면의 원주 방향을 따라 부분적으로 돌출 형성될 수 있다.

상기 샤프트에 회전자가 결합되며; 상기 하우징커버와 베어링커버의 상호 대응하는 위치에 제1볼팅홀 및 제2볼팅홀이 각각 형성되고; 상기 제1볼팅홀 및 제2볼팅홀을 관통하여 하우징커버와 베어링커버가 볼팅 체결되며; 상기 볼팅 체결되는 볼트의 헤드부가 상기 베어링을 중심으로 회전자의 반대 방향에 위치하도록 체결될 수 있다.

상기 제2볼팅홀의 단부에는 상기 제2볼팅홀의 길이가 연장되는 형상으로 돌출홀부가 돌출 형성되며; 상기 제1볼팅홀 일단부에는 상기 돌출홀부와 대응되는 형상으로 홈부가 형성되어, 상기 돌출홀부가 상기 홈부에 끼워질 수 있다.

상기 제1볼팅홀 및 제2볼팅홀에는 나사산이 가공 형성되어 볼팅 체결되며; 상기 볼팅 체결시, 상기 볼트의 끝부분이 조립홈의 축방향 길이범위 내에 위치하도록 구성될 수 있다.

상기 제1볼팅홀의 타단부에는 볼트의 헤드부가 삽입되도록 헤드부삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 베어링커버는 상기 조립홈의 축방향 길이범위 내에 구비될 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 볼트가 하우징커버에서 회전자를 향해 체결됨으로써, 상기 볼트의 헤드부가 상기 회전자와 반대 방향에 위치된다. 따라서, 상기 볼트 헤드부와 회전자의 전자력에 의한 누설 자속이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있으며, 또한 상기 헤드부가 차지하는 축방향 거리만큼 공간을 축소하게 되는바, 모터의 전장을 축소시키는 효과도 있다.

더욱이, 볼트의 체결 방향 변경을 통해 모터의 조립성 및 작업성을 향상시키며, 모터 제작시 조립방법 및 순서에 대한 선택의 폭이 증대되는 것은 물론, 모터의 고장 수리 작업을 간편하게 수행하는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 모터의 베어링 지지구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 모터의 베어링 지지기구를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 의한 베어링커버와 하우징커버를 분리하여 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 베어링커버의 형상을 도시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 모터의 베어링 지지기구를 나타낸 도면이다.

본 발명의 모터용 베어링 지지기구는 크게, 베어링(20)과, 하우징커버(30)와, 베어링커버(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 모터용 베어링 지지구조의 구성을 구체적으로 살펴보면, 샤프트(10)에 끼워지며, 상기 샤프트(10)에 내륜(21)이 지지되는 베어링(20); 상기 샤프트(10)에 끼워져 내주면이 상기 베어링(20)의 외륜(22)에 지지되며, 상기 내주면의 일단부가 상기 외륜(22)의 일측부를 커버하는 형상으로 형성되고, 상기 내주면의 타단부 주변에 조립홈(31)이 형성된 하우징커버(30); 및 상기 조립홈(31)에 지지되도록 마련되며, 내주면이 상기 외륜(22)의 타측부를 커버하는 형상으로 형성되는 베어링커버(40);를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 기술구성에 대해 부연하면, 먼저 베어링(20)은 상기 샤프트(10)의 외주면에 끼워지는 것으로, 상기 베어링(20)의 내주면이 압입 상태로 상기 샤프트(10)에 지지된다. 그리고, 상기 샤프트(10)에는 상기 베어링(20)의 측부에 회전자(15)가 결합되어, 상기 회전자(15)와 함께 샤프트(10)가 회전된다. 또, 상기 회전자(15)의 외측에는 고정자(도시 생략)가 설치될 수 있다.

상기 하우징커버(30)는, 상기 모터의 외측부에 커버되어 결합될 수 있는 것으로, 상기 하우징커버(30)의 내주면이 상기 모터의 외륜(22)에 지지된다. 이때, 상기 하우징커버(30)의 내주면 일단부가 상기 외륜(22)의 일측부를 커버하는 형상으로 형성된다.

즉, 상기 하우징커버(30)의 내주면 일단부에는 상기 샤프트(10)를 향해 제1지지부(32)가 돌출 형성됨으로써, 상기 제1지지부(32)에 의해 외륜(22)의 일측부가 커버 및 지지되는 것이다.

그리고, 상기 하우징커버(30)의 내주면 타단부에는 그 주변의 둘레를 따라 조립홈(31)이 함몰 형성됨으로써, 상기 조립홈(31)에 후술하는 베어링커버(40)가 지지 설치된다.

상기 베어링커버(40)는, 상기 조립홈(31)에 지지되도록 마련되는 것으로, 상기 베어링커버(40)의 내주면이 상기 외륜(22)의 타측부를 커버하는 형상으로 형성된다.

즉, 상기 베어링커버(40)의 내주면에는 상기 샤프트(10)를 향해 제2지지부(42)가 돌출 형성되어, 상기 제2지지부(42)에 의해 외륜(22)의 타측부가 커버 및 지지되는 것이다.

이때, 상기 제2지지부(42)는 상기 베어링커버(40) 내주면의 원주 방향을 따라 부분적으로 돌출 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 제2지지부(42)가 상기 베어링커버(40)의 내주면을 따라 세 부분에서 돌출 형성되어, 상기 베어링(20)의 외륜(22)을 지지할 수 있다.

그리고, 상기 베어링커버(40)는 상기 조립홈(31)의 축방향 길이범위 내에 구비될 수 있다. 즉, 상기 베어링커버(40)가 상기 조립홈(31)의 외측으로 돌출되지 않게 됨으로써, 상기 베어링커버(40)와 회전자(15) 사이에 공간이 확보되며, 이로 인해 모터의 전장을 축소시킬 수 있게 된다.

이처럼, 본 발명은 상기 베어링커버(40)가 상기 하우징커버(30)에 형성된 조립홈(31)에 지지 설치됨으로써, 상기 베어링커버(40)와 회전자(15) 사이에 충분한 공간을 확보하게 된다. 따라서, 상기 모터의 전장이 증대되는 것을 방지하여, 환경차량에 상기 모터가 설치되는 경우, 모터의 전장 축소에 따라 중량을 저감하고 모터 설치에 필요한 레이아웃을 개선하게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 베어링커버(40)와 하우징커버(30)를 분리하여 나타낸 도면이다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 하우징커버(30)와 베어링커버(40)가 볼팅에 의해 체결될 수 있다.

도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 상기 하우징커버(30)와 베어링커버(40)의 상호 대응하는 위치에 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)이 각각 형성되고, 상기 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)을 관통하여 하우징커버(30)와 베어링커버(40)가 볼팅 체결되며, 상기 볼팅 체결되는 볼트(50)의 헤드부(52)가 상기 베어링(20)을 중심으로 회전자(15)의 반대 방향에 위치하도록 체결될 수 있다. 이때, 상기 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)은 상기 하우징커버(30)와 베어링커버(40)의 원주 방향을 따라 세 개가 각각 형성될 수 있다.

즉, 상기 볼트(50)가 상기 모터의 외부측 즉, 하우징커버(30)에서 회전자(15)를 향해 체결됨으로써, 상기 볼트(50)의 헤드부(52)가 상기 회전자(15)와 반대 방향에 위치된다. 따라서, 상기 볼트(50)의 헤드부(52)와 회전자(15) 사이의 거리가 멀어지게 되는바, 볼트(50)에 의한 철손 현상을 방지하여 전력 손실 위험을 제거하게 된다. 또한, 상기 볼트(50)가 모터의 외부측에서 체결됨으로써, 모터의 조립성 및 작업성을 향상시키는 것은 물론, 모터의 고장 수리 작업을 간편하게 수행하게 된다.

아울러, 상기 제1볼팅홀(34)의 타단부에는 볼트(50)의 헤드부(52)가 삽입되도록 헤드부삽입홈(38)이 형성됨으로써, 상기 볼트(50)의 헤드부(52)가 설치되기 위한 공간이 필요치 않아, 상기 모터의 전장을 축소시킬 수 있게 된다.

이때, 상기 헤드부삽입홈(38)은 헤드부(52) 부분과 상기 볼팅 작업을 위한 공구만이 들어갈 수 있는 넓이로 형성되어, 헤드부삽입홈(38) 내에 오물 및 수분이 집중되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 헤드부(52)와 헤드부삽입홈(38) 사이에는 씰링 처리되어 외부의 오물이나 수분 침입을 막게 된다.

또한, 상기 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)에는 나사산이 가공 형성되어 볼팅 체결됨으로써, 상기 볼팅 체결시 별도의 너트가 없이도 상기 볼트(50)만으로 상기 하우징커버(30)와 베어링커버(40)를 볼팅 체결할 수 있게 된다. 따라서, 상기 너트의 미체결에 의해 모터의 조립성을 향상된다.

또, 상기 볼팅 체결시, 상기 볼트(50)의 끝부분이 조립홈(31)의 축방향 길이범위 내에 위치하도록 구성된다. 즉, 상기 볼트(50)의 헤드부(52)와 반대편에 위치한 볼트(50)의 끝부분이 상기 조립홈(31)의 축방향 길이범위 내에 위치됨으로써, 상기 볼트(50)와 회전자(15)의 거리가 멀어지게 되는바, 상기 볼트(50)가 설치되는 공간을 축소시켜 모터의 전장을 축소시키게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 베어링커버(40)의 형상을 도시한 도면이다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 제2볼팅홀(44)의 단부에 상기 제2볼팅홀(44)의 길이가 연장되는 형상으로 돌출홀부(46)가 돌출 형성되며, 상기 제1볼팅홀(34) 일단부에는 상기 돌출홀부(46)와 대응되는 형상으로 홈부(36)가 형성되어, 상기 돌출홀부(46)가 상기 홈부(36)에 끼워질 수 있다.

즉, 상기 돌출홀부(46)의 길이만큼 볼트(50)가 상기 베어링커버(40)에 볼팅 체결되는 구간 즉, 물림길이 증대됨으로써, 베어링커버(40)를 볼팅시키기 위한 충분한 체결력을 확보하게 된다.

이와 같이, 본 발명은 볼트(50)가 하우징커버(30)에서 회전자(15)를 향해 체결됨으로써, 상기 볼트(50)의 헤드부(52)가 상기 회전자(15)와 반대 방향에 위치된다. 따라서, 상기 볼트(50) 헤드부(52)와 회전자(15)의 전자력에 의한 누설 자속이 발생되는 것을 방지하게 되며, 또한 상기 헤드부(52)가 차지하는 축방향 거리만큼 공간을 축소하게 되는바, 모터의 전장을 축소시키게 된다.

더욱이, 볼트(50)의 체결 방향 변경을 통해 모터의 조립성 및 작업성을 향상시키며, 모터 제작시 조립방법 및 순서에 대한 선택의 폭이 증대되는 것은 물론, 모터의 고장 수리 작업을 간편하게 수행하게 된다.

즉, 본 발명의 경우 하우징커버(30)에 베어링(20)과 베어링커버(40)를 조립한 후 이를 샤프트(10)에 압입하여 조립하거나, 또는 베어링(20) 및 베어링커버(40)를 샤프트(10)에 조립 후에 하우징커버(30)에 조립할 수도 있어, 조립방법에 대한 선택의 폭이 넓어지게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 샤프트 15 : 회전자
20 : 베어링 21 : 내륜
22 : 외륜 30 : 베어링커버
31 : 조립홈 34 : 제1볼팅홀
36 : 홈부 40 : 베어링커버
44 : 제2볼팅홀 46 : 돌출홀부
50 : 볼트 52 : 헤드부

Claims

샤프트(10)에 끼워지며, 상기 샤프트(10)에 내륜(21)이 지지되는 베어링(20);
내주면이 상기 베어링(20)의 외륜(22)에 지지되며, 상기 내주면의 일단부가 상기 외륜(22)의 일측부를 커버하는 형상으로 형성되고, 상기 내주면의 타단부 주변에 조립홈(31)이 형성된 하우징커버(30); 및
상기 조립홈(31)에 지지되도록 마련되며, 내주면이 상기 외륜(22)의 타측부를 커버하는 형상으로 형성되는 베어링커버(40);를 포함하고,
상기 하우징커버(30)와 베어링커버(40)의 상호 대응하는 위치에 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)이 각각 형성되고;
상기 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)을 관통하여 하우징커버(30)와 베어링커버(40)가 볼팅 체결되며;
상기 제2볼팅홀(44)의 단부에는 상기 제2볼팅홀(44)의 길이가 연장되는 형상으로 돌출홀부(46)가 돌출 형성되며;
상기 제1볼팅홀(34) 일단부에는 상기 돌출홀부(46)와 대응되는 형상으로 홈부(36)가 형성되어, 상기 돌출홀부(46)가 상기 홈부(36)에 끼워지는 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징커버(30)의 내주면 일단부에는 상기 샤프트(10)를 향해 제1지지부(32)가 돌출 형성되어, 상기 제1지지부(32)에 의해 외륜(22)의 일측부가 커버되며;
상기 베어링커버(40)의 내주면에는 상기 샤프트(10)를 향해 제2지지부(42)가 돌출 형성되어, 상기 제2지지부(42)에 의해 외륜(22)의 타측부가 커버되는 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
청구항 2에 있어서,
상기 제2지지부(42)는 상기 베어링커버(40) 내주면의 원주 방향을 따라 부분적으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
청구항 1에 있어서,
상기 샤프트(10)에 회전자(15)가 결합되며;
상기 볼팅 체결되는 볼트(50)의 헤드부(52)가 상기 베어링(20)을 중심으로 회전자(15)의 반대 방향에 위치하도록 체결되는 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
삭제
청구항 4에 있어서,
상기 제1볼팅홀(34) 및 제2볼팅홀(44)에는 나사산이 가공 형성되어 볼팅 체결되며;
상기 볼팅 체결시, 상기 볼트(50)의 끝부분이 조립홈(31)의 축방향 길이범위 내에 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
청구항 4에 있어서,
상기 제1볼팅홀(34)의 타단부에는 볼트(50)의 헤드부(52)가 삽입되도록 헤드부삽입홈(38)이 형성된 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.
청구항 1에 있어서,
상기 베어링커버(40)는 상기 조립홈(31)의 축방향 길이범위 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 모터용 베어링 지지기구.