KR102049195B1 - 열전모듈이 구비된 전동모터 장치 - Google Patents

열전모듈이 구비된 전동모터 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 특징에 따르면, 회전자(192)와 고정자(193)를 포함하는 모터구동부(191)가 내부에 장착되어 상기 모터구동부(191)의 구동에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110); 발열측(121)은 외부로 노출되고 흡열측(122)은 상기 케이스(110)에 밀착되도록 장착되어 가열된 케이스(110)의 열을 흡수하면서 전기에너지를 생성하는 열전모듈(120); 및 상기 열전모듈(120)로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 배터리모듈(130);를 포함하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.

Description

열전모듈이 구비된 전동모터 장치{ELECTRIC MOTOR APPARATUS HAVING HERMOELECTRIC MODULE}
본 발명은 열전모듈이 구비된 전동모터 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터 회전에 의해 발생하는 구동열을 효과적으로 냉각시켜 과열로 인한 모터의 수명단축을 방지할 수 있으며, 냉각공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 활용가능한 전기에너지를 생성하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동모터는 회전구동시 발생하는 구동열을 냉각시키기 위해 케이스에 방열핀이 장착되어 공기와 접촉되는 면적을 넓혀 냉각시키는 공냉방식이 널리 이용되고 있다. 그러나 이러한 방열핀은 협폭의 판형상으로 이루어져 좁은 면적에 다수 개가 밀집하여 장착되는데, 이로 인해 케이스의 형상 가공이 복잡해지며 부피나 중량이 증대되고 각 방열핀 사이에 먼지 등의 이물질이 쉽게 끼이면서 유지관리가 번거로운 문제점이 있었다.
한편, 또 다른 공냉방식으로 모터의 일측에 팬을 설치하여 내부에서 발생한 구동열을 외부로 강제 배출하는 냉각방식이 이용되기도 하나 팬 회전구동을 위한 제조비용을 증가하게 되고 팬을 회전시키기 위해 추가적인 전력소모가 지속적으로 이루어져야 하는 문제점이 있었다.
등록특허공보 제10-1927219호(2018.12.04), 냉각팬이 내장된 모터.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 모터 회전에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스에 열전모듈을 장착하여 종래의 방열핀을 대신하여 구동열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 제어모듈이나 주변의 다른 전기기기에 필요한 구동전원을 공급함으로써 전기에너지를 절감할 수 있는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 특징에 따르면, 회전자(192)와 고정자(193)를 포함하는 모터구동부(191)가 내부에 장착되어 상기 모터구동부(191)의 구동에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110); 발열측(121)은 외부로 노출되고 흡열측(122)은 상기 케이스(110)에 밀착되도록 장착되어 가열된 케이스(110)의 열을 흡수하면서 전기에너지를 생성하는 열전모듈(120); 및 상기 열전모듈(120)로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 배터리모듈(130);를 포함하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 케이스(110)의 외부면에는 상기 열전모듈(120)과 대응되는 형상으로 함몰된 장착홈(111)이 형성되고, 상기 열전모듈(120)은 장착홈(111) 내에 흡열측(122)이 밀착되도록 장착되어 흡열측(122)의 표면과 둘레면을 통해 상기 케이스(110)의 열을 흡수하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 장착홈(111) 내에는 내측으로 함몰된 형상을 갖는 복수 개의 삽입홈(112)이 케이스(110)의 길이방향(L)으로 이격배치되고, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122) 표면에는 각 삽입홈(112)의 내부면에 밀착되게 삽입되는 복수 개의 삽입핀(123)이 돌출형성되며, 상기 삽입홈(112)과 삽입핀(123)은 케이스(110)의 둘레방향을 따라 선형으로 연장형성된 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 다르면, 상용전원을 공급받아 상기 모터구동부(191)가 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 제어신호에 따라 변환된 모터용 구동전원을 모터구동부(191)에 인가하는 모터용 변환회로(140); 및 사용자 조작신호에 따라 설정된 타이밍에 상기 모터구동부(191)가 구동하도록 상기 모터용 변환회로(140)를 구동제어하는 제어모듈(150);을 더 포함하고, 상기 배터리모듈(130)은 열전모듈(120)로부터 생성된 발전전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 저장하고, 저장된 제1제어용 구동전원을 상기 제어모듈(150)에 인가하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상용전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하며 변환된 제2제어용 구동전원을 제어모듈(150)에 인가하는 제어용 변환회로(160); 및 입력단은 배터리모듈(130) 및 제어용 변환회로(160)에 각각 회로연결되고 출력단은 상기 제어모듈(150)의 구동전원입력단에 회로연결되어 제어모듈(150)의 제어신호에 따라 절체동작하면서 상기 제1제어용 구동전원 및 제2제어용 구동전원 중 어느 하나의 제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 하는 절체회로부(170);를 더 포함하며, 상기 배터리모듈(130)은 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량을 감지한 측정값을 상기 제어모듈(150)로 전송하고, 상기 제어모듈(150)은 배터리모듈(130)에 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량이 임계치 미만이면 상기 제어용 변환회로(160)의 제2제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 하고 임계치 초과이면 배터리모듈(130)의 제1제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 상기 절체회로부(170)를 구동제어하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 케이스(110)와 열전모듈(120)의 흡열측(122) 사이에 장착되되 열전도성 재질이면서 절연성 재질로 성형되어 상기 케이스(110)로부터 흡수한 열을 열전도성 절연부재(180)의 흡열측(122)으로 전달하고 상기 열전모듈(120)과 케이스(110)를 전기적으로 이격시키는 열전도성 절연부재(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 열전도성 절연부재(180)는, 상기 케이스(110)와의 접촉면(181)은 케이스(110)의 외형에 따라 라운드진 형상을 가지며, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122)과의 접촉면(182)는 평평한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 열전도성 절연부재(180)는, 미세캡슐(183)이 혼합된 수지로 사출성형되고, 상기 미세캡슐(183)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어부(184) 및, 상기 코어부(184)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 외벽부(185)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면,
첫째, 회전자(192)와 고정자(193)를 포함하는 모터구동부(191)가 내부에 장착되는 케이스(110)는 상기 모터구동부(191)의 구동에 의해 발생하는 구동열로 가열되고, 발열측(121)은 외부로 노출되고 흡열측(122)은 상기 케이스(110)에 밀착되도록 장착되는 열전모듈(120)은 가열된 케이스(110)의 열을 흡수하면서 전기에너지를 생성하며, 배터리모듈(130)는 상기 열전모듈(120)로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 것과 같이, 모터 회전에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110)에 열전모듈(120)을 장착하여 종래의 방열핀을 대신하여 구동열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 제어모듈이나 주변의 다른 전기기기에 필요한 구동전원을 공급함으로써 전기에너지를 절감할 수 있다.
둘째, 상기 케이스(110)의 외부면에는 상기 열전모듈(120)과 대응되는 형상으로 함몰된 장착홈(111)이 형성되고, 상기 열전모듈(120)은 장착홈(111) 내에 흡열측(122)이 밀착되도록 장착되어 흡열측(122)의 표면과 둘레면을 통해 상기 케이스(110)의 열을 흡수함으로써, 열접촉 면적을 증대시켜 냉각효율을 향상시키고 모터구동에 따른 진동에 지탱할 수 있는 고정력을 제공된다.
셋째, 상기 장착홈(111) 내에는 내측으로 함몰된 형상을 갖는 복수 개의 삽입홈(112)이 케이스(110)의 길이방향(L)으로 이격배치되고, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122) 표면에는 각 삽입홈(112)의 내부면에 밀착되게 삽입되는 복수 개의 삽입핀(123)이 돌출형성됨으로써 흡열측(122)의 열접촉 면적을 더욱 증대시키고 고정력을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 삽입홈(112)은 케이스(110)의 둘레방향을 따라 선형으로 연장형성됨으로써 삽입홈(112)이 길이방향(L)으로 연장되는 경우와 비교하여 보면 케이스(110)의 둘레를 따라 전달되는 열이 각 삽입핀(123)에 고르게 전달될 수 있어 냉각효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
넷째, 상용전원을 공급받아 상기 모터구동부(191)가 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하는 모터용 변환회로(140)는 제어신호에 따라 변환된 모터용 구동전원을 모터구동부(191)에 인가하고, 제어모듈(150)은 사용자 조작신호에 따라 설정된 타이밍에 상기 모터구동부(191)가 구동하도록 상기 모터용 변환회로(140)를 구동제어하며, 상기 배터리모듈(130)은 열전모듈(120)로부터 생성된 발전전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 저장하고 저장된 제1제어용 구동전원을 상기 제어모듈(150)에 인가함으로써, 모터구동부(191)에 입력되는 구동전원라인과 제어모듈(150)에 입력되는 구동전원라인을 회로적으로 분리시켜 모터의 정역회전에 의해 발생하는 역기전력이 입력단에 영향을 미쳐 제어모듈(150)측에 인가되는 현상을 방지할 수 있다.
다섯째, 상용전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하는 제어용 변환회로(160)는 변환된 제2제어용 구동전원을 제어모듈(150)에 인가하고, 입력단이 배터리모듈(130) 및 제어용 변환회로(160)에 각각 회로연결되고 출력단이 상기 제어모듈(150)의 구동전원입력단에 회로연결되는 절체회로부(170)는 제어모듈(150)의 제어신호에 따라 절체동작하면서 상기 제1제어용 구동전원 및 제2제어용 구동전원 중 어느 하나의 제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 하며, 상기 배터리모듈(130)은 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량을 감지한 측정값을 상기 제어모듈(150)로 전송하고, 상기 제어모듈(150)은 배터리모듈(130)에 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량이 임계치 미만이면 상기 제어용 변환회로(160)의 제2제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 하고 임계치 초과이면 배터리모듈(130)의 제1제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 상기 절체회로부(170)를 구동제어함으로써, 장기간 모터구동이 이루어지지 않거나 배터리모듈(130)에 방전더라도 상용전원을 이용하여 제어모듈(150)을 구동시킬 수 있다.
여섯째, 상기 케이스(110)와 열전모듈(120)의 흡열측(122) 사이에 장착되는 열전도성 절연부재(180)는 열전도성 재질이면서 절연성 재질로 성형되어 상기 케이스(110)로부터 흡수한 열을 열전도성 절연부재(180)의 흡열측(122)으로 전달하고 상기 열전모듈(120)과 케이스(110)를 전기적으로 이격시킴으로써 감전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
일곱째, 상기 열전도성 절연부재(180)는 상기 케이스(110)와의 접촉면(181)은 케이스(110)의 외형에 따라 라운드진 형상을 가지며, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122)과의 접촉면(182)는 평평한 형상을 가짐으로써, 기생산된 모터인 경우에도 구조적 변경없이도 케이스(110)에 열전모듈(120)를 밀착되게 장착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈이 구비된 전동모터 장치의 구성을 나타낸 측단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈이 구비된 전동모터 장치의 구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 케이스의 장착홈에 열전모듈이 삽입되며 장착되는 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삽입홈 및 삽입핀의 구성을 나타낸 사시도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 삽입핀이 선형으로 연장된 구성을 나타낸 개략도,
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈이 구비된 전동모터 장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전도성 절연부재의 구성을 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세캡슐의 구성을 나타낸 단면도이다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열전모듈이 구비된 전동모터 장치(100)소방 엔진펌프용 연료공급장치는, 모터 회전에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110)에 열전모듈(120)을 장착하여 종래의 방열핀을 대신하여 구동열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 제어모듈이나 주변의 다른 전기기기에 필요한 구동전원을 공급함으로써 전기에너지를 절감할 수 있는 모터장치로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(110), 열전모듈(120) 및 배터리모듈(130)을 포함한다.
먼저, 상기 케이스(110)는 전동모터 장치(100)의 베이스를 형성하는 몸체부재로서 회전자(192)와 고정자(193)를 포함하는 모터구동부(191)가 내부에 장착된다. 여기서, 스틸이나 주철과 같이 열전도성 재질로 이루어져 상기 모터구동부(191)의 구동에 의해 발생하는 구동열로 가열된다.
상기 열전모듈(120)은 모터 구동에 따른 구동열을 냉각시키면서 동시에 활용가능한 전기에너지를 생성하는 열전 수단으로서, 도면에서와 같이 발열측(121)은 외부로 노출되고 흡열측(122)은 상기 케이스(110)에 밀착되도록 장착되어 가열된 케이스(110)의 열을 흡수하면서 전기에너지를 생성한다. 여기서, 도시되지 않았으나 열전모듈(120)은 체결나사, 체결브라켓 및 본딩 등과 같이 본 발명이 속하는 기술분야에서 두 부재를 체결시킬 수 있는 다양한 체결수단을 이용하여 케이스(110)에 견고하게 장착될 수 있다.
또한, 도면에는 케이스(110)의 측부에 장착되는 것을예시하였으나 케이스(110)의 길이방향(L)의 전방부 또는 후방부 측에도 장착될 수 있다. 그러나 접촉면적을 고려하여 표면적인 넓은 케이스(110)의 측부둘레면 상에 장착되는 것이 바람직하다. 더불어, 상기 열전모듈(120)은 두 개의 금속판 사이에 복수 개의 펠티어 소자가 내장된 형태로 이루어질 수 있으며, 단일의 펠티어 소자로 이루어져 소자 자체가 케이스(110)에 직결되어 발전구동할 수도 있다. 그리고, 상기 열전모듈(120)은 케이스(110) 이외에 제어모듈(150)의 내부의 회로(PCB)에 직결되거나 고정자(193)나 베어링(미도시)와 같이 고열이 발생하는 부위에 직결될 수도 있다.
상기 배터리모듈(130)은 열전모듈(120)로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 전원저장수단으로서, 열전모듈(120)에서 생성된 전기에너지에 의해 충전되어 후술되는 제어모듈(150)이나 주변의 다른 전기기기에 필요한 구동전원을 공급할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 모터 회전에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110)에 열전모듈(120)을 장착하는 것으로 종래의 방열핀을 대신하여 구동열을 효과적으로 냉각시킬 수 있으며, 냉각공정에서 발생하는 폐열을 이용하여 생성된 전기에너지를 제어모듈(150)의 구동전원으로 공급하거나 주변의 조명등을 점등시키는 것과 같이 다양한 용도로 활용할 수 있으므로 전기에너지를 절감할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 케이스(110)의 외부면에는 상기 열전모듈(120)과 대응되는 형상으로 함몰된 장착홈(111)이 형성되고, 상기 열전모듈(120)은 장착홈(111) 내에 흡열측(122)이 밀착되도록 장착되어 흡열측(122)의 표면과 둘레면을 통해 상기 케이스(110)의 열을 흡수함으로써, 열접촉 면적을 증대시켜 냉각효율을 향상시키고 모터구동에 따른 진동에 지탱할 수 있는 고정력을 제공한다.
보다 구체적으로 설명하면 케이스(110)의 외부면에 흡열측(122)이 장착되는 경우 흡열측(122)의 표면으로만 가열된 열을 전달받을 수 있으나 도면에서와 같이 흡열측(122)이 장착홈(111)에 삽입되면서 측방 둘레가 장착홈(111)의 내벽에 접촉되어 전체적으로 열을 전달받게 되므로 상대적으로 열접촉 면적이 증대될 수 있는 것이다. 또한, 모터구동시에는 내부의 회전자나 부하측의 회전운동에 따른 진동이 발생하게 되는데 상기 열전모듈(120)이 케이스(110)의 표면에 장착되는 경우 폭방향(W)으로만 지지되나 도면에서와 같이 장착홈(111)에 삽입됨으로써 폭방향(W)은 물론 길이방향(L)과 케이스(110)의 둘레방향으로도 지지력을 제공받을 수 있는 것이다.
더불어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 장착홈(111) 내에는 내측으로 함몰된 형상을 갖는 복수 개의 삽입홈(112)이 케이스(110)의 길이방향(L)으로 이격배치되고, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122) 표면에는 각 삽입홈(112)의 내부면에 밀착되게 삽입되는 복수 개의 삽입핀(123)이 돌출형성됨으로써 흡열측(122)의 열접촉 면적을 더욱 증대시키고 고정력을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 삽입홈(112)과 삽입핀(123)은 케이스(110)의 둘레방향을 따라 선형으로 연장형성됨으로써 삽입홈(112)이 길이방향(L)으로 연장되는 경우와 비교하여 보면 케이스(110)의 둘레를 따라 전달되는 열이 각 삽입핀(123)에 고르게 전달될 수 있어 냉각효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 5의 (a)와 같이 각 삽입홈(112)과 삽입핀(123)이 케이스(110)의 길이방향(L)으로 연장된 경우 케이스(110)의 둘레면을 따라 전달되는 열에 의해 최외곽에 배치된 삽입핀(123) 위주로 방열이 이루어지게 되나, 도 5의 (b)와 같이 각 삽입홈(112)과 삽입핀(123)이 케이스(110)의 둘레방향으로 연장된 경우 케이스(110)의 둘레면을 따라 전달되는 열이 각 삽입핀(123)에 고르게 전달되면서 전체 삽입핀(123)에서 방열이 이루어지게 되어 냉각효율을 더욱 증대시킬 수 있는 것이다.
한편, 도 6을 참고하면 상용전원을 공급받아 상기 모터구동부(191)가 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하는 모터용 변환회로(140)는 제어신호에 따라 변환된 모터용 구동전원을 모터구동부(191)에 인가하고, 제어모듈(150)은 사용자 조작신호에 따라 설정된 타이밍에 상기 모터구동부(191)가 구동하도록 상기 모터용 변환회로(140)를 구동제어하며, 상기 배터리모듈(130)은 열전모듈(120)로부터 생성된 발전전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 저장하고 저장된 제1제어용 구동전원을 상기 제어모듈(150)에 인가할 수 있다. 따라서, 상기 모터구동부(191)에 입력되는 구동전원라인과 제어모듈(150)에 입력되는 구동전원라인을 회로적으로 분리시켜 모터의 정역회전에 의해 발생하는 역기전력이 입력단에 영향을 미쳐 제어모듈(150)측에 인가되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상용전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하는 제어용 변환회로(160)는 변환된 제2제어용 구동전원을 제어모듈(150)에 인가하고, 입력단이 배터리모듈(130) 및 제어용 변환회로(160)에 각각 회로연결되고 출력단이 상기 제어모듈(150)의 구동전원입력단에 회로연결되는 절체회로부(170)는 제어모듈(150)의 제어신호에 따라 절체동작하면서 상기 제1제어용 구동전원 및 제2제어용 구동전원 중 어느 하나의 제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 한다.
더불어, 상기 배터리모듈(130)은 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량을 감지한 측정값을 상기 제어모듈(150)로 전송하고, 상기 제어모듈(150)은 배터리모듈(130)에 저장된 제1제어용 구동전원의 잔량이 임계치 미만이면 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제어용 변환회로(160)의 제2제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 하고 임계치 초과이면 도 7에 도시된 바와 같이 배터리모듈(130)의 제1제어용 구동전원이 제어모듈(150)에 인가되도록 상기 절체회로부(170)를 구동제어함으로써, 장기간 모터구동이 이루어지지 않거나 배터리모듈(130)에 방전더라도 상용전원을 이용하여 제어모듈(150)을 구동시킬 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 케이스(110)와 열전모듈(120)의 흡열측(122) 사이에 장착되는 열전도성 절연부재(180)는 열전도성 재질이면서 절연성 재질로 성형되어 상기 케이스(110)로부터 흡수한 열을 열전도성 절연부재(180)의 흡열측(122)으로 전달하고 상기 열전모듈(120)과 케이스(110)를 전기적으로 이격시킴으로써 감전 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
여기서, 도면에서와 같이 상기 열전도성 절연부재(180)는 상기 케이스(110)와의 접촉면(181)은 케이스(110)의 외형에 따라 라운드진 형상을 가지며, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122)과의 접촉면(182)는 평평한 형상을 가짐으로써, 기생산된 모터인 경우에도 구조적 변경없이도 케이스(110)에 열전모듈(120)를 밀착되게 장착할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 열전도성 절연부재(180)는, 미세캡슐(183)이 혼합된 수지로 사출성형되고, 마이크로 또는 나노 크기를 갖는 미세캡슐(183)은 그라파이트 입자로 이루어진 코어부(184) 및, 상기 코어부(184)를 감싸는 형태로 형성되어 상기 그라파이트 입자를 외부와 전기적으로 이격시키는 외벽부(185)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 외벽부(185)는 절연물질인 멜라닌으로 이루어질 수 있는데 이로 인해 사출성형시 그라파이트 입자인 코어부(184)가 멜라민 외벽부(185)에 커버되어 용융되지 않고 캡슐화된 상태를 유지할 수 있음은 물론, 그라파이트 입자가 갖는 열전도 특성을 이용할 수 있으면서도 멜라민 외벽부(185)에 의해 그라파이트가 갖는 전기전도성이 절연되므로 열전도성과 절연성을 동시에 구현할 수 있다.
여기서, 일반적으로 효과적인 캡슐레이션(Capsulation)을 위해서는 코어가 분산액 내에서 균일하게 분산되어야 하나, 상기 그라파이트는 미립자 상태로 분산성이 낮기 때문에 그라파이트의 분산성을 향상시킬 필요가 있다. 이를 위해 도면에서와 같이 미세캡슐(183) 코어부(184)의 외부에 내벽부(186)가 감싸고 이 내벽부(186)의 외부를 멜라민 외벽부(185)가 감싸는 구조를 갖는다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 그라파이트를 음이온형 수지로 1차 캡슐화하여 그라파이트 표면에 내벽부(186)를 형성한다. 상기 음이온형 수지는 산기 또는 그 염을 갖는 수지로서 대표적인 산기에는 카르복실기, 산 무술물기, 인산기, 술폰산기 등이 포함된다. 이와 같이 그라파이트가 음이온형 수지로 1차 캡슐화되면 음이온형 수지의 이온 반발성으로 인해 그라파이트의 분산성이 향상되어 2캡 캡슐화과정에서 1차 캡슐이 멜라민수지에 의해 균일하게 캡슐화된다.
이어서, 음이온형 수지가 경화된 1차 캡슐의 분산액에 수용성 멜라민수지 고형분을 첨가하고 이를 교반함으로써 1차캡슐의 표면에 멜라민 수지에 의한 멜라민 외벽부(185)가 형성된다. 여기서, 상기 멜라민 외벽부(185)가 완성된 캡슐 고형분은 멜라민수지를 15중량% 내지 20중량%로 코팅하되, 15중량% 이하일 경우 그라파이트 입자의 절연처리가 제대로 되지 않아 통전의 우려가 있으며, 멜라민 수지가 20중량%를 초과하도록 코팅되면 그라파이트 입자의 열전도율이 저하될 수 있다.
이와 같이, 상기 열전도성 절연부재(180)는 그라파이트 코어부(184)의 표면에 멜라민 외벽부(185)가 순차 형성된 그라파이트 미세캡슐(141)이 혼합된 수지로 성형됨으로써, 코어부(184)가 멜라민 외벽부(185)에 커버되어 사출성형시 용융되지 않고 캡슐화된 상태를 유지할 수 있음은 물론, 상기 코어부(184)가 갖는 열전도 특성을 이용할 수 있으면서도 멜라민 외벽부(185)에 의해 그라파이트가 갖는 열전도성이 절연되므로 열전도성과 절연성을 동시에 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
100... 전동모터 장치
110... 케이스 111... 장착홈
112... 삽입홈 120... 열전모듈
121... 발열측 122... 흡열측
123... 삽입핀 130... 배터리모듈
140... 모터용 변환회로 150... 제어모듈
160... 제어용 변환회로 170... 절체회로부
180... 열전도성 절연부재 191... 모터구동부
192... 회전자 193... 고정자

Claims (4)

  1. 회전자(192)와 고정자(193)를 포함하는 모터구동부(191)가 내부에 장착되어 상기 모터구동부(191)의 구동에 의해 발생하는 구동열로 가열되는 케이스(110); 발열측(121)은 외부로 노출되고 흡열측(122)은 상기 케이스(110)에 밀착되도록 장착되어 가열된 케이스(110)의 열을 흡수하면서 전기에너지를 생성하는 열전모듈(120); 및 상기 열전모듈(120)로부터 생성된 전기에너지를 저장하는 배터리모듈(130);를 포함하며,
    상기 케이스(110)의 외부면에는 상기 열전모듈(120)과 대응되는 형상으로 함몰된 장착홈(111)이 형성되고, 상기 열전모듈(120)은 장착홈(111) 내에 흡열측(122)이 밀착되도록 장착되어 흡열측(122)의 표면과 둘레면을 통해 상기 케이스(110)의 열을 흡수하며, 상기 장착홈(111) 내에는 내측으로 함몰된 형상을 갖는 복수 개의 삽입홈(112)이 케이스(110)의 길이방향(L)으로 이격배치되고, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122) 표면에는 각 삽입홈(112)의 내부면에 밀착되게 삽입되는 복수 개의 삽입핀(123)이 돌출형성되며, 상기 삽입홈(112)과 삽입핀(123)은 케이스(110)의 둘레방향을 따라 선형으로 연장형성된 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 케이스(110)와 열전모듈(120)의 흡열측(122) 사이에 장착되되 열전도성 재질이면서 절연성 재질로 성형되어 상기 케이스(110)로부터 흡수한 열을 열전도성 절연부재(180)의 흡열측(122)으로 전달하고 상기 열전모듈(120)과 케이스(110)를 전기적으로 이격시키는 열전도성 절연부재(180);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 열전도성 절연부재(180)는, 상기 케이스(110)와의 접촉면(181)은 케이스(110)의 외형에 따라 라운드진 형상을 가지며, 상기 열전모듈(120)의 흡열측(122)과의 접촉면(182)는 평평한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상용전원을 공급받아 상기 모터구동부(191)가 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 제어신호에 따라 변환된 모터용 구동전원을 모터구동부(191)에 인가하는 모터용 변환회로(140); 및
    사용자 조작신호에 따라 설정된 타이밍에 상기 모터구동부(191)가 구동하도록 상기 모터용 변환회로(140)를 구동제어하는 제어모듈(150);을 더 포함하고,
    상기 배터리모듈(130)은 열전모듈(120)로부터 생성된 발전전원을 공급받아 상기 제어모듈(150)이 구동하는데 필요한 구동전원의 형태로 변환하여 저장하고, 저장된 제1제어용 구동전원을 상기 제어모듈(150)에 인가하는 것을 특징으로 하는 열전모듈이 구비된 전동모터 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114583674A (zh) * 2022-03-16 2022-06-03 国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司 一种谐振过电压的抑制设备及抑制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120067855A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 전기 차량
JP2015165127A (ja) * 2014-03-03 2015-09-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 天井扇風機
KR20170055148A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 변성오 진동 발생 장치
KR101927219B1 (ko) 2012-06-22 2018-12-10 엘지이노텍 주식회사 냉각팬이 내장된 모터

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120067855A (ko) * 2010-12-16 2012-06-26 엘지전자 주식회사 전동기 및 이를 구비한 전기 차량
KR101927219B1 (ko) 2012-06-22 2018-12-10 엘지이노텍 주식회사 냉각팬이 내장된 모터
JP2015165127A (ja) * 2014-03-03 2015-09-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 天井扇風機
KR20170055148A (ko) * 2015-11-11 2017-05-19 변성오 진동 발생 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114583674A (zh) * 2022-03-16 2022-06-03 国网新疆电力有限公司阿克苏供电公司 一种谐振过电压的抑制设备及抑制方法

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