KR102216135B1

KR102216135B1 - 모터용 회전자 어셈블리

Info

Publication number: KR102216135B1
Application number: KR1020140120262A
Authority: KR
Inventors: 김상진
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2021-02-16
Also published as: KR20160030725A; CN204967451U

Abstract

본 발명은 모터용 회전자 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전자에 발생된 열을 냉각시킬 수 있는 모터용 회전자 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 모터용 회전자 어셈블리는, 중심에 관통공이 형성된 중공원통형상의 회전자코어, 상기 관통공을 관통하여 상기 회전자코어에 결합되는 회전축, 일면이 상기 회전자코어의 일면에 접하는 제1엔드링, 상기 제1엔드링과 상호 평행하게 이격배치되어 일면이 상기 회전자코어의 타면에 접하는 제2엔드링을 포함하여 이루어지되, 상기 제1엔드링의 타면에는 제1가이드핀이 돌출형성되고, 상기 제2엔드링의 타면에는 제2가이드핀이 돌출형성되며, 상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀은 상기 회전축을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성된다.

Description

모터용 회전자 어셈블리{A ROTOR ASSEMBLY FOR MOTOR}

본 발명은 모터용 회전자 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전자에 발생된 열을 냉각시킬 수 있는 모터용 회전자 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 모터는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 회전력을 얻는 장치로서 가정용 전자제품에서 각종 산업용 기기에 이르기까지 광범위한 분야에서 널리 사용되고 있다.

한편, 최근에는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대해 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.

상기 하이브리드 자동차는 기존의 연소식 엔진과 전기 구동식 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기 구동식 모터로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 감소와 함께 연비향상이 가능하여 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.

상기와 같은 하이브리드 자동차나 전기자동체에 있어서 모터는 전체적인 차량 성능을 좌우할 만큼 핵심 부품으로 자리 잡고 있으며, 고출력, 소형화된 모터의 개발이 하이브리드 자동차 등에 있어 화두로 떠오르고 있다.

이러한 모터는 크게 입력 전원이 교류냐 직류냐에 따라 교류모터와 직류모터로 대별되며, 그 중에서도 유도모터는 교류모터의 일종이다.

이러한 유도모터는 공개특허공보 20-1999-0020684호의 도 1에 나타나 있는 바와 같이 프레임의 하부에 고정되게 설치되는 고정자(도시하지 않음)와, 상기 고정자의 내부에 회전가능하도록 삽입되는 회전자(10)와, 상기 회전자(10)의 중심에 관통형성된 회전축(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 회전자(10)의 상부 및 하부에는 각 상부엔드링(30) 및 하부엔드링(40)이 돌출형성된다.

상기 회전자(10)는 생산 방식에 따라 상기 회전자(10) 철심의 슬롯에 동 바(COPPER BAR)를 삽입하고 양 끝단부를 상부엔드링(30) 및 하부엔드링(40)과 접합하여 제작하는 동 바 타입과, 알루미늄 다이캐스팅 방법으로 상기 회전자(10) 철심의 슬롯을 채우는 다이캐스팅타입으로 분류할 수 있다.

여기서, 상기 상부엔드링(30) 또는 상기 하부엔드링(40)에는 다수의 핀(50)이 원호형상으로 돌출형성되는데 다수의 상기 핀(50)은 상기 회전자(10) 회전시 원호형상의 상기 핀(50)을 따라 오일이 유동됨으로써, 상기 핀(50)의 전, 후의 압력차를 해소할 수 있다.

이로 인해, 오일면(유면)에 맥동이 발생되지 않아 오일이 상기 회전축에 형성된 오일공급홈을 따라 상부로 충분히 흡입되면서 상기 유도모터의 기계효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 상술한 종래의 회전자 어셈블리는 상기 핀(50)의 방향이 반경방향 또는 반경방향의 곡선형상으로 돌출형성되어 있다.

상기와 같은 형상은 상기 회전자(10)의 회전시 공기가 상기 핀(50)에 접하는 공기저항으로 인해 상기 회전자 어셈블리에서 풍음이 발생되었다.

이로 인해, 상기 유도모터의 효율이 저하될 수 있다.

또한, 상기 회전자의 회전시 공기가 효율적으로 유동하지 못하여 냉각효율이 저하되었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전자의 공기저항을 줄여 풍음을 감소시키고, 회전자를 용이하게 냉각시킬 수 있는 모터용 회전자 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터용 회전자 어셈블리는, 중심에 관통공이 형성된 중공원통형상의 회전자코어, 상기 관통공을 관통하여 상기 회전자코어에 결합되는 회전축, 일면이 상기 회전자코어의 일면에 접하는 제1엔드링, 상기 제1엔드링과 상호 평행하게 이격배치되어 일면이 상기 회전자코어의 타면에 접하는 제2엔드링을 포함하여 이루어지되, 상기 제1엔드링의 타면에는 제1가이드핀이 돌출형성되고, 상기 제2엔드링의 타면에는 제2가이드핀이 돌출형성되며, 상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀은 상기 회전축을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성된다.

상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀은, 상기 회전축을 중심으로 나선형상을 이루며 1회 이상 5회 이하로 감겨져 돌출형성된다.

상기 제1엔드링을 향해 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀 중 어느 하나는 상기 회전축을 중심으로 시계방향으로 감겨있고, 나머지 하나는 상기 회전축을 중심으로 반시계방향으로 감겨진다.

상기 회전자코어에는 상기 관통공의 둘레를 따라 다수개의 통풍공이 관통형성되되, 상기 통풍공은 상기 회전자코어의 일면과 타면을 연통시킨다.

상기 제1엔드링 및 상기 제2엔드링의 중심에는 상기 회전축이 관통하여 배치되는 연통공이 형성되되, 상기 통풍공은 상기 연통공의 내주면과 상기 관통공의 외주면 사이에 형성된다.

상기 제1가이드핀은 상기 제1엔드링의 외주면과 상기 연통공의 내주면 사이에 형성되고, 상기 제2가이드핀은 상기 제2엔드링의 외주면과 상기 연통공의 내주면 사이에 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 제1가이드핀은 상기 제1엔드링의 타면으로부터 상기 회전축을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성되고, 상기 제2가이드핀은 상기 제2엔드링의 타면으로부터 상기 회전축을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성됨으로써, 상기 회전자 어셈블리의 회전시 공기가 상기 제1가이드핀 및 상기 제2가이드핀을 따라 흘러 공기저항으로 인한 풍음이 감소되고, 상기 회전자 어셈블리를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀이 상기 회전축을 중심으로 1회 이상 5회 이하 감겨져 돌출형성됨으로써, 상기 회전자 어셈블리에서 발생되는 소음을 더욱 효율적으로 줄일 수 있다.

상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀 중 어느 하나는 상기 회전축을 중심으로 시계방향으로 감겨져 있고, 나머지 하나는 상기 회전축을 중심으로 반시계방향으로 감겨짐으로써, 상기 회전자 어셈블리가 시계방향으로 회전시 상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀 중 시계방향으로 감겨진 방향은 공기가 상기 회전자코어의 내부 방향으로 유입되고, 반대방향은 상기 회전자코어로부터 유입된 공기를 상기 회전자 어셈블리의 외부로 배출시켜 상기 회전자 어셈블리에서 발생된 열을 효과적으로 낮출 수 있다.

상기 통풍공이 상기 회전자코어의 일면과 타면을 서로 연통시킴으로써, 상기 제1가이드핀 및 상기 제2가이드핀에 의해 상기 회전자코어의 내부에 유입된 공기가 상기 회전자코어를 용이하게 관통할 수 있다.

도 1은 종래의 회전자 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 회전자 어셈블리를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1엔드링과 제2엔드링의 감겨진 방향을 나타낸 모터용 회전자 어셈블리의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 회전자 어셈블리의 작동과정을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 회전자 어셈블리를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A'를 따라 절단한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제1엔드링과 제2엔드링의 감겨진 방향을 나타낸 모터용 회전자 어셈블리의 측면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 모터용 회전자 어셈블리는, 회전자코어(100), 회전축(200), 제1엔드링(300), 제2엔드링(400)을 포함하여 이루어진다.

상기 회전자코어(100)는 중심에 상기 회전축(200)이 관통되는 관통공이 형성된 중공원통형상으로 형성된 것으로서, 바람직하게는 다수개의 링 형상 판이 적층되어 형성된다.

상기 회전자코어(100)는 규소 등으로 이루어진 자성체로서, 외주면이 고정자코어(도시하지 않음)의 내주면과 간극을 가지면서 고정자코어와 상호작용하여 회전한다.

이러한 상기 회전자코어(100)에는 통풍공(110)이 형성된다.

상기 통풍공(110)은 상기 관통공의 둘레를 따라 다수개가 형성된 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 회전자코어(100)의 일면과 타면을 연통시킨다.

이로 인해, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 외부의 공기가 상기 통풍공(110)을 통해 상기 회전자코어(100)의 일면에서 타면까지 흐르면서 상기 회전자코어(100)에 발생된 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.

상기 회전축(200)은 상기 회전자코어(100)의 관통공을 관통하여 상기 회전자코어(100)가 회전가능하게 결합된다.

상기 회전축(200)은 상기 회전자 어셈블리에 전원이 인가됨에 의해 상기 회전자코어(100)와 고정자코어의 상호작용으로 상기 회전자코어(100)와 함께 일체로 회전한다.

상기 제1엔드링(300)은 일정한 두께를 갖고, 상기 회전자코어(100)와 대응되는 원판형 형상으로 형성되어 일면이 상기 회전자코어(100)의 일면에 접하여 형성된다.

상기 제1엔드링(300)은 일반적으로 생산성과 제조원가 등을 고려해 알루미늄을 용융시킨 상태에서 다이캐스팅 주조공법을 이용하여 상기 회전자코어(100)의 일면에 접하여 배치된다.

이러한 상기 제1엔드링(300)에는 제1가이드핀(310)이 돌출형성된다.

상기 제1가이드핀(310)은 상기 제1엔드링(300)의 타면으로부터 돌출형성된 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성된다.

여기서, 상기 제1가이드핀(310)은 상술한 바와 같이 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성되는데, 바람직하게는 1회 이상 5회 이하로 감겨져 돌출형성됨이 바람직하다.

따라서, 상기 제1가이드핀(310)은 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형으로 감겨져 돌출형성되어 외부의 공기가 나선형의 상기 제1가이드핀(310)을 따라 가이드됨으로써, 상기 회전자코어(100)가 회전할 때, 종래의 회전자코어(100)와는 달리 공기의 저항으로 인한 풍음을 저지할 수 있다.

여기서, 상기 제1엔드링(300)의 중심에는 상기 회전축(200)이 관통하여 배치되는 연통공(320)이 형성된다.

그리고, 상기 통풍공(110)은 상기 연통공(320)의 내주면과 상기 관통공의 외주면 사이에 형성된다.

또한, 상기 제1가이드핀(310)은 상기 제1엔드링(300)의 외주면과 상기 연통공(320)의 내주면 사이에 형성됨이 바람직하다.

상기 제2엔드링(400)은 상기 제1엔드링(300)과 상호 평행하게 이격배치되어 일면이 상기 회전자코어(100)의 타면에 접한다.

상기 제2엔드링(400)은 상기 제1엔드링(300)과 동일한 형상으로 이루어짐으로써, 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이러한 상기 제2엔드링(400)에는 제2가이드핀(410)이 돌출형성된다.

상기 제2가이드핀(410)은 상기 제2엔드링(400)의 타면으로부터 돌출형성된 것으로서, 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성된다.

상기 제2가이드핀(410)은 상기 제1가이드핀(310)과 동일한 형상으로 이루어진 바, 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 상기 제1엔드링(300)을 향해 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410) 중 어느 하나는 상기 상기 회전축(200)을 중심으로 시계방향으로 감겨져 있고, 나머지 하나는 상기 회전축(200)을 중심으로 반시계방향으로 감겨져 돌출형성된다.

본 실시예에서는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 제1엔드링(300)을 향해 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀(310)은 내측으로부터 외측으로 시계방향으로 감겨지고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제2엔드링(400)을 향해 바라봤을 때, 상기 제2가이드핀(410)은 내측으로부터 외측으로 시계방향 즉, 상기 제1가이드핀과 같은 방향으로 감겨져 있다.

이는 상기 제1엔드링(300)과 상기 제2엔드링(400) 중 어느 일방향을 기준으로 할 경우 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410)은 서로 다른 방향으로 형성되어 있지만, 도 4에서는 상기 제1엔드링(300)과 상기 제2엔드링(400)을 각각 정면으로 하여 도시하였기 때문에 상기 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410)은 서로 같은 방향으로 형성되어 보인다.

따라서, 상기 회전자 어셈블리가 시계방향으로 회전하는 경우, 상기 제1가이드핀(310)을 상기 제1엔드링(300)에서 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀(310)은 시계방향으로 회전하고, 상기 제2가이드핀(410)을 상기 제2엔드링(400)에서 바라봤을 때, 상기 제2가이드핀(410)은 반시계방향으로 회전한다.

이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 모터용 회전자 어셈블리의 작동과정에 대해 살펴본다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 모터용 회전자 어셈블리의 작동과정을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 회전자 어셈블리가 시계방향으로 회전할 경우, 상기 제1가이드핀(310)을 상기 제1엔드링(300)에서 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀(310)은 시계방향으로 회전함으로써, 외부의 공기가 상기 제1가이드핀(310)을 따라 화살표로 도시된 바와 같이 외측으로부터 내측으로 흐르게 된다.

이어서, 상기 제1가이드핀(310)의 가이드로 인해 상기 제1가이드핀(310)의 내측으로 흐르게 된 공기는 상기 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 회전자코어(100)의 일면에서 상기 통풍공(110)을 관통한 후 상기 회전자코어(100)의 타면으로 배출된다.

그 후, 상기 회전자코어(100)의 타면으로 배출된 공기는, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 상기 제2가이드핀(410)을 상기 제2엔드링(400)에서 바라봤을 때 상기 제2가이드핀(410)이 반시계방향으로 회전하기 때문에 상기 제2가이드핀(410)을 따라 화살표로 도시된 바와 같이 내측으로부터 외측으로 흐르면서 상기 회전자코어(100)의 외부로 완전히 배출된다.

따라서, 상기 회전자 어셈블리가 시계방향으로 회전할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 외부의 공기는 제1가이드핀(310)을 따라 상기 통풍공(110)에 유입되고, 상기 제2가이드핀(410)을 통해 상기 회전자코어(100)의 타면방향으로 완전히 배출된다.

즉, 상기 제1가이드핀(310) 및 상기 제2가이드핀(410)에 의해 외부의 공기를 강제순환시킬 수 있고, 상기 통풍공(110)의 내부에 흐르는 공기를 통해 상기 회전자코어(100)에서 발생된 열을 효과적으로 낮출 수 있다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 모터용 회전자 어셈블리는 상기 제1가이드핀(310)은 상기 제1엔드링(300)의 타면으로부터 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성되고, 상기 제2가이드핀(410)은 상기 제2엔드링(400)의 타면으로부터 상기 회전축(200)을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성됨으로써, 상기 회전자 어셈블리의 회전시 공기가 상기 제1가이드핀(310) 및 상기 제2가이드핀(410)을 따라 흘러 공기저항으로 인한 풍음이 감소되고, 상기 회전자 어셈블리를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.

특히, 상기 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410)이 상기 회전축(200)을 중심으로 1회 이상 5회 이하 감겨져 돌출형성됨으로써, 상기 회전자 어셈블리에서 발생되는 소음을 더욱 효율적으로 줄일 수 있다.

그리고, 상기 제1엔드링(300)을 향해 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410) 중 어느 하나는 상기 회전축(200)을 중심으로 시계방향으로 감겨져 있고, 나머지 하나는 상기 회전축(200)을 중심으로 반시계방향으로 감겨짐으로써, 상기 회전자 어셈블리가 시계방향으로 회전시 상기 제1가이드핀(310)과 상기 제2가이드핀(410) 중 시계방향으로 감겨진 방향은 공기가 상기 회전자코어(100)의 내부 방향으로 유입되고, 반대방향은 상기 회전자코어(100)로부터 유입된 공기를 상기 회전자 어셈블리의 외부로 배출시켜 상기 회전자 어셈블리에서 발생된 열을 효과적으로 낮출 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100: 회전자코어, 110: 통풍공, 200: 회전축, 300: 제1엔드링, 310: 제1가이드핀, 320: 연통공, 400: 제2엔드링, 410: 제2가이드핀

Claims

중심에 관통공이 형성된 중공원통형상의 회전자코어;
상기 관통공을 관통하여 상기 회전자코어에 결합되는 회전축;
일면이 상기 회전자코어의 일면에 접하는 제1엔드링;
상기 제1엔드링과 상호 평행하게 이격배치되어 일면이 상기 회전자코어의 타면에 접하는 제2엔드링;을 포함하여 이루어지고,
상기 제1엔드링의 타면에는 제1가이드핀이 돌출형성되고, 상기 제2엔드링의 타면에는 제2가이드핀이 돌출형성되며,
상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀은 상기 회전축을 중심으로 나선형상으로 감겨져 돌출형성되며,
상기 회전자코어에는 상기 관통공의 둘레를 따라 다수개의 통풍공이 관통형성되고,
상기 제1엔드링 및 상기 제2엔드링의 중심에는 상기 회전축이 관통하여 배치되는 연통공이 형성되되,
상기 통풍공은 상기 연통공의 내주면과 상기 관통공의 외주면 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 모터용 회전자 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀은,
상기 회전축을 중심으로 나선형상을 이루며 1회 이상 5회 이하로 감겨져 돌출형성된 것을 특징으로 하는 모터용 회전자 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 제1엔드링을 향해 바라봤을 때, 상기 제1가이드핀과 상기 제2가이드핀 중 어느 하나는 상기 회전축을 중심으로 시계방향으로 감겨있고, 나머지 하나는 상기 회전축을 중심으로 반시계방향으로 감겨진 것을 특징으로 하는 모터용 회전자 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 통풍공은 상기 회전자코어의 일면과 타면을 연통시키는 것을 특징으로 하는 모터용 회전자 어셈블리.
삭제
청구항 1항에 있어서,
상기 제1가이드핀은 상기 제1엔드링의 외주면과 상기 연통공의 내주면 사이에 형성되고,
상기 제2가이드핀은 상기 제2엔드링의 외주면과 상기 연통공의 내주면 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 모터용 회전자 어셈블리.