KR102068655B1 - 일체형 냉각 유로식 모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체형 냉각 유로식 모터에 관한 것으로서, 모터 하우징과 제어기 하우징이 연속 결합된 모터와; 상기 모터 하우징에 상하 반복 왕복하면서 형성되며 상기 제어기 하우징에 근접하는 부분 중 1 부분이 오리피스관으로 형성되는 모터 냉각 유로와; 상기 제어기 하우징에 형성되며 양단이 상기 모터 냉각 유로에 연통 결합되면서 일측단은 상기 오리피스관에 연통되는 제어기 냉각 유로로; 구성되어, 상기 모터 냉각 유로로 흐르는 냉각수가 상기 오리피스관의 기압에 의해 상기 제어기 냉각 유로로 흡입되어 제어기 냉각 유로로 흐르는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하여 모터 하우징과 제어기 하우징에 일체로 냉각 제어를 실시하면서 냉각효율을 향상시킬 수 있는 일체형 냉각 유로식 모터가 제공되는 이점이 있다.

Description

일체형 냉각 유로식 모터{Integral cooling flow type motor}

본 발명은 일체형 냉각 유로식 모터에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 IPC 분류상 '케이스중의 통로 또는 관을 통하여 냉각매체가 순환하는 것', '냉각매체의 유통로'에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드차 또는 전기차의 주요 부품인 모터는 전기에너지를 기계에너지로 변환하는 것으로서, 하우징과, 하우징에 장착되는 고정자(stator)와, 고정자의 내부에 회전축을 중심으로 회전 가능하게 삽입되는 회전자(rotor)를 포함한다.

이러한 모터는 작동과정에서 회전자 및 고정자에서 고온의 열이 발생하게 되는데, 이렇게 모터 안의 코일 온도가 높아지면 모터의 구동과 발전 효율이 급격히 저하될 뿐만 아니라 부품이 손상될 우려가 있고, 발열에 의한 에너지 손실이 발생하며, 모터의 구동과 발전 효율이 급격히 저하됨에 따른 동력 손실이 발생되어 관련 응용 동력계의 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 모터를 냉각하는 기술이 다수 제안되었는데, 대한민국 공개실용신안공보 제20-2009-0010661호에는 냉각팬이 내장된 BLDC 모터를 개시한 것으로서, 냉각팬이 내장된 BLDC 모터는 인쇄회로기판의 배면과 스테이터 코어의 전면 사이에 형성된 공간에 위치하도록, 샤프트의 일단에 체결되어서 샤프트와 일체로 회전하여 인쇄회로기판의 배면을 방열하기 위한 회로기판 냉각팬을 포함한다.

대한민국 등록특허공보 제10-1312720호에는 모터 내부로 에어유로를 형성한 모터장치가 개시되어 있는데, 모터 내부로 에어유로를 형성한 모터장치는 모터 하우징의 후면에 형성되며, 냉각팬에 의해 공급된 공기가 모터 하우징의 내부로 유입되는 에어 유입구; 모터 하우징의 전방 측면에 형성되며, 에어 유입구를 통해 모터 하우징의 내부로 유입된 공기가 모터 하우징의 외부로 배출되는 에어 배출구; 및 에어 유입구 및 에어 배출구와 연통되도록 고정자와 회전자 사이에 형성되며, 에어 유입구를 통해 유입된 공기를 에어 배출구 쪽으로 유도하도록 강제 냉각을 위한 내부 경로를 제공하는 에어 유로를 포함한다.

그러나, 상기 모터 냉각장치는 하우징 내부로 유입되는 외부공기를 고정자및 회전자에 안정적으로 송풍하기 어려운 냉각유로를 가지기 때문에 냉각효율이 저하되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 모터의 내부하우징과 외부하우징을 각각 별도로 주물 제작하고, 내부하우징과 외부하우징 사이에 냉각채널이 형성되도록 내부하우징과 외부하우징을 압입 및 실링(sealing)하거나, 용접하는 기술이 주로 적용되기도 한다.

그러나, 이와 같은 방식에서는 냉각기술은 내부하우징과 외부하우징 간의 형합 갭(gap)이 발생하면서 냉각수가 누출(leak)되어 냉각효율이 저하되고, 또한 유로의 설계 자유도가 작음에 따라 입력단과 출력단의 유로가 서로 엇갈리게 배치되면서 써멀 크로스-토크(Thermal cross-talk)가 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 모터에는 모터의 제어회로부가 별도 설치되고 있는데, 이러한 제어회로부에서도 역시 발열의 문제는 발생되고 있으며, 이에 따라 모터와 독립적으로 냉각되어 전체 장치 관리가 번거롭게 되는 문제가 있었다.

특허등록번호 10-1599710 냉각유로를 갖는 하우징 분리형 모터 특허등록번호 101587862 냉각유로를 갖는 하우징 일체형 모터 특허등록번호 101761677 모터하우징용 냉각장치

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 모터 하우징과 제어기 하우징에 일체로 냉각 제어를 실시하면서 냉각효율을 향상시킬 수 있는 일체형 냉각 유로식 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터 하우징과 제어기 하우징을 원통형으로 형성시켜 연속 결합시킨 모터와; 상기 모터 하우징에 요철 형상으로 상하 반복 왕복하면서 형성되는 모터 냉각 유로와; 상기 제어기 하우징의 원면을 가로지르는 광폭관으로 형성되며 양단이 상기 모터 냉각 유로에 연통 결합되는 제어기 냉각 유로와; 상기 제어기 냉각 유로의 양측 단부 중에서 냉각수 유출단측 단부에 연통되는 상기 모터 냉각 유로에 형성되는 오리피스관으로; 구성되어, 상기 모터 냉각 유로로 흐르는 냉각수가 상기 오리피스관의 기압에 의해 상기 제어기 냉각 유로로 흡입되어 제어기 냉각 유로로 흐르는 것을 특징으로 하는 일체형 냉각 유로식 모터를 기술적 요지로 한다.

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상기한 본 발명에 의하여 모터 하우징과 제어기 하우징에 일체로 냉각 제어를 실시하면서 냉각효율을 향상시킬 수 있는 일체형 냉각 유로식 모터가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 구조도
도 2는 본 발명의 오리피스 설명도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 일체형 냉각 유로식 모터에 관한 것으로서, 크게 모터 하우징(20)과 제어기 하우징(10)이 연속 결합된 모터와 오리피스관(210)을 포함하여 형성된 모터 냉각 유로(200)와 광폭관(120)이 형성된 제어기 냉각 유로(100)로 구성된다.

본 발명의 모터는 도 1에 도시된 바와 같이 모터 하우징(20)과 제어기 하우징(10)이 연속 결합되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 상기 모터 하우징(20)과 제어기 하우징(10)은 동일 반지름을 가지는 원통으로 형성되어 모터 외관을 일체로 형성시키고 있다.

본 발명의 모터 냉각 유로(200)는 상기 모터 하우징(20)에 상하 반복 왕복하면서 형성되며 상기 제어기 하우징(10)에 근접하는 부분 중 1 부분이 오리피스관(210)으로 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 상기 모터 냉각 유로(200)는 모터 하우징(20) 원통 원주면에 연속 반복되는 요철 형상으로 형성되며, 상기 오리피스관(210)은 상기 제어기 하우징(10)에 근접하는 여러 모터 냉각유로 부분 중에서 1개가 선택되어 형성된다.

상기 오리피스관(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 동일 내경을 가지는 모터 냉각 유로(200)에서 다른 부분보다 내경이 작은 관을 형성시키는 것으로 형성된다.

본 발명의 제어기 냉각 유로(100)는 상기 제어기 하우징(10)에 형성되며 양단이 상기 모터 냉각 유로(200)에 연통 결합되면서 일측단은 상기 오리피스관(210)에 연통되어 형성된다.

본 발명의 일실시예에서 상기 제어기 냉각 유로(100)는 상기 제어기 하우징(10)의 원통 상면을 가로지는 관이 원통 양측면으로 연속되어 상기 모터 냉각 유로(200)와 연통되게 형성된다.

이때, 상기 제어기 냉각 유로(100)의 양단면 중 일측은 상기 오리피스관(210)에 연통되어 진다.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 모터 냉각 유로(200)로 냉각수가 흐르게 되면, 냉각수 유압이 상기 오리피스관(210)에서 낮아지게 된다.

따라서, 상기 오리피스관(210)에 연결된 제어기 냉각 유로(100)에서는 오리피스관(210)측으로 유체 흐름이 발생되게 된다.

이에 의하면, 상기 오리피스관(210)에 연통 결합되는 제어기 냉각 유로(100)의 일측단은 제어기 냉각 유로(100)의 냉각수 유출단으로 형성되며, 제어기 냉각 유로(100)에서의 유속이 빨라지게 되어, 상기 모터 냉각 유로(200)로만 냉각수를 주입시켜도 상기 제어기 냉각 유로(100)에 균등하게 냉각수가 흐르게 되어 모터 하우징(20)과 제어기 하우징(10)을 동시 냉각시키게 되는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 상기 제어기 냉각 유로(100)는 상기 제어기 하우징(10)의 원통 상면에서 광폭관(120)으로 형성되어 제어기 하우징(10)의 냉각 면적이 넓어지게 하는 것이 바람직하다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10 : 제어기 하우징
20 : 모터 하우징
100 : 제어기 냉각 유로
110 : (제어기 냉각 유로) 유출단
120 : 광폭관
200 : 모터 냉각 유로
210 : 오리피스관

Claims (3)

1. 모터 하우징과 제어기 하우징을 원통형으로 형성시켜 연속 결합시킨 모터와;
   상기 모터 하우징에 요철 형상으로 상하 반복 왕복하면서 형성되는 모터 냉각 유로와;
   상기 제어기 하우징의 원면을 가로지르는 광폭관으로 형성되며 양단이 상기 모터 냉각 유로에 연통 결합되는 제어기 냉각 유로와;
   상기 제어기 냉각 유로의 양측 단부 중에서 냉각수 유출단측 단부에 연통되는 상기 모터 냉각 유로에 형성되는 오리피스관으로;
   구성되어,
   상기 모터 냉각 유로로 흐르는 냉각수가 상기 오리피스관의 기압에 의해 상기 제어기 냉각 유로로 흡입되어 제어기 냉각 유로로 흐르는 것을 특징으로 하는 일체형 냉각 유로식 모터.
   
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