KR102040526B1 - 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 스테이터 및 로터가 설치되는 내통부와 상기 내통부와 일정거리 이격되는 외통부 및 상기 내통부와 외통부를 연결하는 복수 개의 리브부재로 구획 형성되는 공간부를 가지는 제 1 하우징; 상기 제 1 하우징의 개구면에 결합되며, 유로형성 돌기를 가지는 제 2 하우징; 상기 제 1 하우징의 공간부와 연결되어, 상기 공간부에 냉매를 유출입시키는 제 1 및 제 2 파이프; 및 상기 제 1 및 제 2 하우징의 결합으로 형성되는 지그재그 형상의 냉매유로;를 포함할 수 있다.

Description

모터{Motor}
본 발명은 냉각수에 의한 냉각을 수행하는 모터에 관한 것이다.
모터는 전기에너지를 회전력으로 변환시키는 장치로서, 모터는 다양한 동력원으로 널리 사용되고 있다.
모터가 전기에너지를 소모하여 회전력을 발생할 때, 모터로부터는 다량의 열이 발생 되며, 모터로부터 발생 된 열에 의하여 모터의 효율은 크게 감소 된다. 최근 차량용 고출력 모터의 경우에는 수냉식 워터 자켓을 이용하여 모터로부터 발생된 열을 신속하게 제거한다.
일반적인 수냉식 모터는 회전력을 발생시키면서 다량의 열을 발생시키는 스테이터 또는 하우징 내부를 관통하며 냉매가 통과하는 파이프를 포함하는 파이프 삽입 방식(pipe inserting type)이 널리 사용되고 있으나, 파이프 삽입 방식 냉각 방법은 구조가 매우 복잡하고 파이프에 의하여 모터 내부 공간 제약이 크며 냉각 효율이 낮은 문제점을 갖는다.
본 발명은 하우징을 이중으로 형성하고 이중으로 형성된 하우징의 내부를 냉매가 통과함에 있어, 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 냉매유로 구조가 개선된 수냉식 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 스테이터 및 로터가 설치되는 내통부와 상기 내통부와 일정거리 이격되는 외통부 및 상기 내통부와 외통부를 연결하는 복수 개의 리브부재로 구획 형성되는 공간부를 가지는 제 1 하우징; 상기 제 1 하우징의 개구면에 결합되며, 유로형성 돌기를 가지는 제 2 하우징; 상기 제 1 하우징의 공간부와 연결되어, 상기 공간부에 냉매를 유출입시키는 제 1 및 제 2 파이프; 및 상기 제 1 및 제 2 하우징의 결합으로 형성되는 지그재그 형상의 냉매유로;를 포함할 수 있다.
상기 냉매유로는 상기 제 1 하우징을 바라보는 부위는 직선상으로 형성되고, 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위는 요철 형상으로 마련될 수 있다.
상기 냉매유로는 상기 제 1 및 제 2 하우징을 바라보는 부위는 요철 형상으로 마련되되, 상기 제 1 하우징을 바라보는 부위의 요부는 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위의 철부에 대응되고, 상기 제 1 하우징을 바라보는 부위의 철부는 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위의 요부에 대응될 수 있다.
상기 유로형성 돌기는 다각형상으로 마련될 수 있는데, 일 실시예로서, 이등변 삼각형 형상으로 마련될 수도 있다.
상기 제 1 하우징은 방열성이 우수한 금속 재질로 형성될 수 있다.
상기 냉매유로는 상기 제 1 하우징의 공간부에 삽입되는 단부의 두께가 상기 내통부와 외통부 사이의 거리와 대응되는 두께(t1)를 가질 수 있다.
냉매가 모터 하우징에서 최대한 머무를 수 있도록 이동 경로가 지그재그로 형성되므로, 모터의 냉각이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
또한, 별도의 유로 형성부재를 설치하는 것이 아니라, 모터를 구성하는 하우징의 형상의 일부를 변경하여 구성하므로, 조립성에 영향을 미치지 않으며, 조립 작업 시에 추가 비용이 발생하지 않는다.
또한, 기존에 비해 냉각성능이 향상되기 때문에 스테이터를 구성하는 코일의 등급은 낮추어 사용할 수 있어, 코일 권선수를 증가시켜 모터 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 사시도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 하우징에 의해 형성되는 냉매유로의 형상을 입체적으로 표시한 도면,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 제 1 하우징의 배면 사시도,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 제 2 하우징의 사시도,
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 사시도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 및 제 2 하우징에 의해 형성되는 냉매유로의 형상을 입체적으로 표시한 도면,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 제 1 하우징의 배면 사시도, 그리고,
도 8는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 제 2 하우징의 사시도 이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 사시도, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 및 제 2 하우징에 의해 형성되는 냉매유로의 형상을 입체적으로 표시한 도면, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 제 1 하우징의 배면 사시도, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 모터의 제 2 하우징의 사시도 이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터는 제 1 및 제 2 하우징(10)(20)이 상하로 결합되고, 그 사이에 형성된 공간부에 냉매를 공급하여 모터를 냉각한다.
상기 제 1 하우징(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 모터의 가장 바깥쪽을 형성하며, 미도시된 스테이터 및 로터 등의 모터 구성부품이 설치되는 내통부(10a)와 상기 내통부(10a)와 일정 거리 이격되는 외통부(10b)를 포함하며, 상기 내통부(10a)와 외통부(10b)의 사이에는 복수 개의 리브부재(36)로 구획되는 복수 개의 공간부(10c)가 형성될 수 있다. 상기 공간부(10c)는 복수 개가 서로 동일한 크기를 가지도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공간부(10c)는 상기 제 1 하우징(10)의 전체 벽면에 형성될 수 있으며, 상기 공간부(10c)의 크기 및 부피는 모터의 온도 및 냉각을 위한 냉매의 양에 따라 가변될 수 있다.
상기 제 1 하우징(10)에는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매가 유입되는 제 1 파이프(11)와 상기 제 1 파이프(11)를 통해 유입된 냉매가 유출되는 제 2 파이프(12)가 설치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 파이프(11)(12)를 통해 유출입되는 냉매는 물로 마련될 수 있으며, 냉매의 유출입을 원활하게 형성할 수 있도록 별도의 냉매순환 펌프유닛이 연결될 수도 있다.
상기 제 1 및 제 2 파이프(11)(12)는 상기 제 1 하우징(10)에 결합되어 냉매유로(15)와 연결될 수 있다. 상기 냉매유로(15)는 상기 제 1 및 제 2 하우징(10)(20)의 결합에 의해 형성되는 공간부이다. 상기 냉매유로(15)는 상기 제 1 하우징(10)에, 상기 내통부(10a)와 외통부(10b) 사이의 이격 거리인 두께(t1)를 갖고 형성된 상부 유로와, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 내통부(10a)와 상기 제 2 하우징(20) 사이에서 두께(t2)를 갖고 제 2 하우징(20)에 형성된 하부 유로를 포함한다. 여기서, 하부 유로의 두께(t2)는 상부 유로의 두께(t1) 보다 작게 형성될 수 있다.
제 2 하우징(20)은 상기 제 1 하우징(10)의 하측에 결합되는 것으로, 제 1 하우징 (10)과의 결합을 통해 냉매유로(15)를 형성할 수 있다. 상기 제 2 하우징(20)의 원주면에는 복수 개의 유로형성 돌기(27)가 형성되는데, 상기 유로형성 돌기(27)는 도 4에 도시된 바와 같이, 이등변 삼각형의 형상을 가지도록 마련될 수 있다. 물론, 반원 또는 다각형으로 형성될 수도 있으나, 다른 모양으로 형성되면, 냉매의 유로가 지나치게 복잡해져 냉매의 유입 및 유출이 복잡해질 수 있어, 도시된 바와 같은 이등변 삼각형의 형상이 가장 바람직하다. 따라서, 상기 냉매유로(15)는, 상기 제 1 하우징(10)을 바라보는 부위는 직선상으로 형성되고, 상기 제2 하우징(20)을 바라보는 부위는 요철 형상으로 형성된다.
상기 제 1 및 제 2 하우징(10)(20)의 결합부에는 실링을 위한 링 부재(미도시)가 삽입될 수 있는데, 상기 링 부재에 의해 상기 냉매가 상기 공간부(10c)로부터 누출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 링 부재는 O-ring으로 마련될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 사시도, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 및 제 2 하우징에 의해 형성되는 냉매유로의 형상을 입체적으로 표시한 도면, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 제 1 하우징의 배면 사시도, 도 8는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터의 제 2 하우징의 사시도 이다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 모터는 상기한 제 1 실시예와 같이 제 1 및 제 2 하우징(110)(120)으로 구성될 수 있으며, 상기 제 2 하우징(120)의 측벽에는 제 1 및 제 2 파이프(111)(112)가 연결되어, 냉매가 유입 및 유출될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 하우징(110)은 상기 제 2 하우징(120)과의 연결부에 복수 개의 제 1 유로형성 돌기(115)를 일정한 간격으로 마련할 수 있다. 이때, 상기 제 1 유로형성 돌기(115)는 도시된 바와 같이, 원통형상의 삽입통부(113)에 일정한 간격으로 돌출 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 냉매유로(150)의 형상을 도시한 도면이고, 도 8은 제 2 하우징의 사시도 이다. 상기 냉매유로(150)는 상기 제 1 및 제 2 하우징(110)(120)의 결합에 의해 형성된 공간부로 마련된 것으로, 상기 제 1 하우징(110)의 삽입통부(113)가 일측면이되고, 그 타측면은 상기 제 2 하우징(120)의 내측 통부(122)로 마련될 수 있다. 이때, 상기 제 2 하우징(120)의 내측에는 상기 유로형성 돌기(115)와 간섭되지 않는 위치에 제 2 유로형성 돌기(125)가 마련될 수 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 유로형성 돌기(115)(125)는 서로 대응되는 형상으로 마련되는 것이 좋은데, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 다른 폭을 가지는 이등변 삼각형의 형상으로 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제 1 및 제 2 유로형성 돌기(115)(125)에 의해 형성되는 냉매유로(150)는, 상기 제 1 및 제 2 하우징(110) (120)을 바라보는 부위가 요철 형상으로 마련된다. 즉, 상기 제 1 하우징(110)을 바라보는 부위의 요부(凹부)는 상기 제 2 하우징(120)을 바라보는 부위의 철부(凸부)에 대응되고, 상기 제 1 하우징(110)을 바라보는 부위의 철부(凸부)는 상기 제 2 하우징(120)을 바라보는 부위의 요부(凹부)에 대응된다. 이와 같이 구성될 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉매유로(150)가 일정한 폭을 가지도록 마련될 수 있기 때문에, 지그재그 형상으로 냉매 유로가 구성되어 냉매의 흐름 방향이 변경되더라도, 냉매 유량의 증감을 최소화할 수 있어, 냉매가 냉매유로(150)에 정체되지 않고 흐를 수 있다.
이하, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 모터의 쿨링 동작을 도면을 참고하여 설명한다.
본 발명에 의한 모터는 작동시 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 액체 냉매를 모터의 둘레로 순환시킬 수 있는 구조를 포함하고 있다. 따라서 모터가 작동하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 제 1 실시예와 같이 제 1 파이프(11)를 통해 냉매가 유입되고, 유입된 냉매는 제 1 하우징(10) 의 내통부(10a)와 외통부(10b) 사이에 마련된 공간부(10c)를 냉매로 가득 채우면서 지그재그 방향으로 유동하면서 제 2 파이프(12)로 배출될 수 있다. 또는, 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 하우징(110)(120)의 결합에 의해 형성되는 냉매유로(150)가 폭이 일정한 지그재그 형상으로 마련되어, 상기 냉매유로(150)를 통해 흐르는 냉매가 적체됨 없이 제 2 파이프(112)로 배출될 수 있다.
이와 같이 지그재그 유로로 냉매가 이동하면, 상기 리브부재(36)나 유로형성 돌기(27) 없이 구성하는 구조에 비해 냉매유로의 길이가 길어지는 효과가 있어, 모터의 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존에 비해 냉각성능이 향상되기 때문에 스테이터를 구성하는 코일의 등급은 낮추어 사용할 수 있어, 코일 권선수를 증가시켜 모터 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.
10, 110; 제 1 하우징 10a; 내통부
10b; 외통부 10c; 공간부
11, 111; 제 1 파이프 12, 112; 제 2 파이프
15, 150; 냉매유로 20, 120; 제 2 하우징
27; 유로형성 돌기 28; 단턱
115; 제 1 유로형성 돌기 125; 제 2 유로형성 돌기

Claims (9)

  1. 스테이터 및 로터가 설치되는 내통부와 상기 내통부와 일정거리 이격되는 외통부를 포함하고, 상기 외통부는 상기 내통부와 외통부 사이에 복수 개의 분할된 공간부를 형성하도록 상기 외통부로부터 내통부로 연장하는 복수 개의 리브부재가 돌출된제 1 하우징;
    상기 제 1 하우징과 분리 형성되고 상기 제 1 하우징의 하부와 결합되면, 상기 제 1 하우징과 이격되어 지그재그 형상의 냉매 유로를 형성하도록 상기 공간부로 각각 연장하는 복수개의 유로 형성돌기를 가지는 제 2 하우징; 및
    상기 제 1 하우징의 공간부와 연결되어, 상기 공간부에 냉매를 유입시키는 제 1 파이프와 상기 공간부로부터 냉매를 유출하는 제 2 파이프; 를 포함하고서,
    상기 제2 하우징의 복수개의 유로 형성돌기는 이등변 삼각형 형상이고, 이들 복수개의 이등변 삼각형 형상의 유로 형성돌기는 상기 제 2 하우징의 내주면에 구비되며,
    상기 냉매 유로는 상기 내통부와 상기 외통부 사이에서 상기 제 1 하우징에 두께(t1)를 갖고 형성된 상부 유로와, 상기 내통부와 상기 제 2 하우징 사이에서 상기 제 2 하우징에 두께(t2)를 갖고 형성되어 상기 상부 유로와 연통하는 하부 유로를 포함하고,
    상기 하부 유로의 두께(t2)는 상기 상부 유로의 두께(t1)보다 작게 형성되고,
    상기 상부 유로의 축방향 길이는 상기 하부 유로의 축방향 길이보다 길게 형성된 모터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉매유로는,
    상기 제 1 하우징을 바라보는 부위는 직선상으로 형성되고, 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위는 요철 형상으로 마련되는 모터.
  3. 스테이터 및 로터가 내부에 설치되는 원통형상의 삽입통부를 갖는 제 1 하우징;
    상기 제1 하우징의 삽입통부와 일정거리 이격되는 원통형상의 내측통부를 갖는 제2 하우징;
    상기 제1 하우징과 제2 하우징의 연결부에서 제1 하우징의 삽입통부의 외주면에 형성된 복수의 제1 유로 형성돌기;
    상기 제2 하우징의 내측통부의 내주면에 상기 제1 하우징의 제1유로 형성돌기와 간섭되지 않게 형성된 복수의 제2 유로 형성돌기;
    상기 제 1 하우징과 제2 하우징의 결합에 의한 복수의 공간부에 형성되며 상기 복수의 공간부에 냉매를 유입시키는 제 1 파이프와 상기 복수의 공간부로부터 냉매를 유출하는 제 2 파이프를 각각 구비한 냉매유로; 를 포함하고서,
    상기 제1,2 유로 형성돌기에 의해 형성되는 냉매유로는,
    상기 제 1 및 제 2 하우징을 바라보는 부위가 요철 형상으로 마련되되,
    상기 제 1 하우징을 바라보는 부위의 요부는 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위의 철부에 대응되고,
    상기 제 1 하우징을 바라보는 부위의 철부는 상기 제 2 하우징을 바라보는 부위의 요부에 대응되며,
    상기 복수 개의 공간부는 서로 동일한 크기를 갖고, 상기 제 1 및 제 2 하우징의 원주방향으로 등간격으로 배열된 모터.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제3항에 있어서, 상기 제 1 하우징은,
    방열성이 우수한 금속 재질로 형성되는 모터.
  7. 제 1 항 또는 제3항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 하우징의 결합부에 실링을 위한 링 부재가 삽입되는 모터.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 하우징의 결합에 의해 각각 형성된 제 1 및 제 2 하우징의 냉매 유로의 높이는, 서로 동일한 모터.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 하우징의 각각의 유로 형성돌기는,
    상기 제 1 하우징의 상기 상부 유로의 중간부로 연장하는 모터.

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