KR101927625B1 - 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구동력 발생을 위한 모터; 내부에 상기 모터가 안치되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 안치되고 상기 모터의 회전축과 연결되어 상기 모터의 속도 또는 토크비를 조절하는 감속기; 및 상기 모터를 제어하며 상기 하우징과 일체로 구비되는 인버터를 포함하되, 상기 인버터는 상기 하우징의 상단 외주 면에 구비되는 커패시터부와 상기 모터의 후방 쪽 하우징에 구비되는 전력변환부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터{The motor integrally equipped with speed reducer and inverter}

본 발명은 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량용 전기구동 시스템인 모터, 감속기 및 인버터를 일체화하여 시스템 사이즈를 최소화할 수 있으며 아울러 인버터 부품의 냉각효율을 극대화할 수 있는 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터에 관한 것이다.

종래의 기술은 모터-인버터를 일체화함에 있어 모터 및 인버터를 별도로 제작하여 마운트 하며 단순 냉각수로를 공유함으로써 모터 냉각수를 인버터 IGBT(전력변환소자)냉각에 사용할 수 있도록 하거나, 인버터를 수용할 수 있는 모터 일체의 하우징을 두어 냉각수를 공유함으로써 모터와 인버터 IGBT를 냉각하는 방식을 취하고 있다.

그러나 이러한 방식의 모터-인버터 일체화는 원통형의 모터와 직육면체 형상의 인버터 간 단순한 물리적 결합으로 공간의 비효율과 그에 따른 체적 및 중량의 증가가 따르며 냉각수가 흐르는 모터 하우징의 외주 면만을 인버터 냉각에 사용함으로 인버터 부품들 중 핵심 부품으로, 온도특성이 취약한 IGBT와 CAPACITOR를 동시에 냉각하기 어려운 문제점이 있었다.

[선행문헌]
한국공개특허 제10-2014-0013277, 모터구동용 인버터

본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위해 창안된 것으로, 모터, 감속기 및 인버터를 일체화함에 있어 인버터 기본구성 부품인 커패시터와 IGBT(전력변환소자)의 위치를 각각 모터 하우징 외주 면과 모터 후방 쪽에 두어 모터-인버터 일체형 시스템의 패키지를 최소화할 수 있으며 커패시터와 IGBT를 냉각수를 통하여 각각 냉각함으로써 냉각 효율을 높일 수 있는 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터의 제공을 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 먼저, 구동력 발생을 위한 모터, 내부에 상기 모터가 안치되는 하우징, 상기 하우징의 내부에 안치되고 상기 모터의 회전축과 연결되어 상기 모터의 속도 또는 토크비를 조절하는 감속기 및 상기 모터를 제어하며 상기 하우징과 일체로 구비되는 인버터를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 인버터는 상기 하우징의 상단 외주 면에 구비되는 커패시터부와 상기 모터의 후방 쪽 하우징에 구비되는 전력변환부로 이루어질 수 있다.

바람직하게는 상기 하우징의 내측에는 상기 모터 및 인버터를 냉각시키기 위한 나선형의 냉각수 유로가 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 커패시터부는 상기 냉각수 유로가 형성된 하우징의 상단 외주 면에 위치하는 커패시터 및 상기 커패시터를 상기 하우징의 상단 외주 면에 체결하기 위한 커패시터 체결수단을 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 전력변환부는 상기 모터의 후방 쪽 하우징에 구비되는 전력변환소자 및 상기 전력변환소자가 안치된 상태에서 상기 전력변환소자를 상기 하우징에 체결하기 위한 체결 플레이트를 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 전력변환소자의 일 측면에는 상기 냉각수와 직접 접촉하는 복수 개의 냉각핀이 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 하우징과 상기 하우징에 체결되는 체결 플레이트의 접합면에는 상기 냉각수가 유출되는 것을 방지하기 위한 실런트가 도포될 수 있다.

본 발명은 모터, 감속기 및 인버터를 일체화함에 있어 인버터 기본구성 부품인 커패시터와 IGBT(전력변환소자)의 위치를 각각 모터 하우징 외주 면과 모터 후방 쪽에 두어 모터-인버터 일체형 시스템의 패키지를 최소화할 수 있으며 커패시터와 IGBT를 냉각수를 통하여 각각 냉각함으로써 냉각 효율을 높일 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터의 전체 구성을 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 하우징의 냉각수 유로를 도시한 사시도다.
도 3은 하우징의 후방에 장착된 전력변환부를 도시한 사시도이며, 도 4는 하우징에 장착되는 커패시터를 도시한 사시도다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시 예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

이와 관련하여 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터의 전체 구성을 도시한 분해 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 하우징의 냉각수 유로를 도시한 사시도, 도 3은 하우징의 후방에 장착된 전력변환부를 도시한 사시도이며, 도 4는 하우징에 장착되는 커패시터를 도시한 사시도다.

상기 도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터(100)는 구동력 발생을 위한 모터(110)를 포함한다.

이때, 상기 모터(110)는 필요에 따라 다양한 종류 또는 방식의 모터를 이용할 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터(100)는 도 1 및 2에 도시된 바와 같이 상기 모터(110)를 안치하기 위한 하우징(120)을 포함한다.

이때, 상기 하우징(120)의 내부에는 상기 모터(110)의 회전축과 축 방향으로 연결되는 감속기(130)가 안치되며, 상기 감속기(130)는 상기 모터(110)의 회전축과 연결되어 상기 모터(110)의 속도 또는 토크 비를 조절하는 역할을 수행한다.

한편, 상기 하우징(120)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 본 발명의 일실시 예에 따른 상기 하우징(120)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하우징(120)의 내측에 상기 모터(110) 및 후술할 인버터(140)를 냉각시키기 위한 나선형의 냉각수 유로(121)가 형성되며 냉각수 주입구(122)를 통해 주입된 냉각수는 상기 하우징(120)에 형성된 나선형의 냉각수 유로(121)를 통과한 후, 하우징(120)에 구비된 토출구(123)를 통해 배출된다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터(100)는 상기 모터(110)를 제어하며 상기 하우징(120)과 일체로 구비되는 인버터(140)를 포함하며, 상기 인버터(140)는 상기 하우징(120)의 상단 외주 면에 구비되는 커패시터부(150)와 상기 모터(110)의 후방 쪽 하우징(120)에 구비되는 전력변환부(160)로 이루어진다.

이때, 상기 커패시터부(150)는 상기 냉각수 유로(121)가 형성된 하우징(120)의 상단 외주 면에 위치하는 커패시터(151) 및 상기 커패시터(151)를 상기 하우징(120)의 상단 외주 면에 체결하기 위한 커패시터 체결수단(152)을 포함한다.

이때, 상기 하우징(120)의 상단에는 상기 커패시터(151)를 안치하기 위한 공간이 형성되어 있으며, 상기 하우징(120)에 형성된 공간에 안치된 커패시터(151)는 커버, 나사 또는 리벳을 포함하는 커패시터 체결수단(152)을 통해 상기 하우징(120)의 상단에 장착된다.

한편, 상기 커패시터부(150)는 상기 냉각수 유로(121)가 형성된 하우징(120)의 상단 외주 면에 위치하는데, 이처럼 위치하는 이유는 상기 커패시터부(150)와 냉각수가 흐르는 상기 냉각수 유로(121)를 면 접촉시켜 상기 커패시터(151)를 냉각시키기 위함이다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 상기 전력변환부(160)는 상기 모터(110)의 후방 쪽 하우징(120)에 구비되는 전력변환소자(161) 및 상기 전력변환소자(161)가 안치된 상태에서 상기 전력변환소자(161)를 상기 하우징(120)에 체결하기 위한 체결 플레이트(162)를 포함하며, 상기 체결 플레이트(162)는 도 1에 도시된 바와 같이 나사 또는 리벳 등을 통해 상기 하우징(120)의 후방에 체결된다.

이때, 상기 전력변환소자(161)의 일 측면에는 복수 개의 냉각핀(도시되지 않음)이 구비되는데, 상기 냉각핀은 상기 냉각수와 직접 접촉되어 상기 전력변환소자(161)를 냉각시키는 역할을 수행한다.

결과적으로 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터(100)는 상기 인버터(140)를 상술한 방법을 통해 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터(100)는 상기 하우징(120)과 상기 하우징(120)에 체결되는 체결 플레이트(162)의 접합면에 상기 냉각수가 유출되는 것을 방지하기 위한 실런트(도시되지 않음)가 도포된다.

이때, 상기 실런트는 다양한 실런트를 이용할 수 있으므로 이에 대한 특별한 한정은 두지 아니한다.

결과적으로, 본 발명의 일실시 예에 따른 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터는 상술한 기술적 구성들을 통해 인버터 기본구성 부품인 커패시터와 IGBT(전력변환소자)의 위치를 각각 모터 하우징 외주 면과 모터 후방 쪽에 두어 모터-인버터 일체형 시스템의 패키지를 최소화할 수 있으며, 커패시터와 IGBT를 냉각수를 통하여 각각 냉각함으로써 냉각 효율을 높일 수 있는 우수한 효과가 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능하다 할 것이다.

100 : 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터
110 : 모터
120 : 하우징
121 : 냉각수 유로
122 : 주입구
123 : 토출구
130 : 감속기
140 : 인버터
150 : 커패시터부
151 : 커패시터
152 : 커패시터 체결수단
160 : 전력변환부
161 : 전력변환소자
162 : 체결 플레이트

Claims (6)

1. 구동력 발생을 위한 모터;
   내부에 상기 모터가 안치되는 하우징;
   상기 하우징의 내부에 안치되고 상기 모터의 회전축과 연결되어 상기 모터의 속도 또는 토크비를 조절하는 감속기; 및
   상기 모터를 제어하며 상기 하우징과 일체로 구비되는 인버터를 포함하되,
   상기 인버터는 상기 하우징의 상단 외주 면에 구비되는 커패시터부와 상기 모터의 후방 쪽 하우징에 구비되는 전력변환부로 이루어지되,
   상기 하우징의 내측에는 상기 모터 및 인버터를 냉각시키기 위한 나선형의 냉각수 유로가 형성되며,
   상기 전력변환부는 상기 모터의 후방 쪽 하우징에 구비되는 전력변환소자 및 상기 전력변환소자가 안치된 상태에서 상기 전력변환소자를 상기 하우징에 체결하기 위한 체결 플레이트를 포함하되,상기 전력변환소자의 일 측면에는 냉각수와 직접 접촉하는 복수 개의 냉각핀이 형성되며, 상기 하우징과 상기 하우징에 체결되는 체결 플레이트의 접합면에는 냉각수가 유출되는 것을 방지하기 위한 실런트가 도포되는 것을 특징으로 하는 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커패시터부는 상기 냉각수 유로가 형성된 하우징의 상단 외주 면에 위치하는 커패시터 및 상기 커패시터를 상기 하우징의 상단 외주 면에 체결하기 위한 커패시터 체결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 감속기 및 인버터가 일체로 구비된 모터.
   
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