KR102524448B1 - 모터 - Google Patents

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KR102524448B1
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김호연
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신현재
정경훈
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한온시스템 주식회사
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  • Power Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 내부에 기판이 배치되는 인버터 하우징;및 상기 인버터 하우징에 배치되는 멤브레인을 포함하고, 상기 기판에는 온도측정센서가 배치되고, 상기 멤브레인은 축중심을 기준으로, 로터의 외측에 배치되는 모터를 제공할 수 있다.

Description

모터{Motor}
실시예는 모터에 관한 것이다.
모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 그리고, 모터는 인버터가 일체로 형성될 수 있다. 인버터에는 기판이 배치되며, 기판은 커넥터를 통해 케이블과 연결된다. 이러한 모터는 차량의 냉각팬을 구동시키기 위한 구동원으로 사용될 수 있다. 이 경우, 모터의 로터는 스테이터의 외측에 배치되는 형태일 수 있다.
인버터 하우징의 내부는. 기판에 배치된 소자들의 발열로 인하여, 내부 온도가 급격하게 올라갈 수 있다. 따라서, 냉각을 위해. 인버터 하우징의 외부와 내부에 대한 통기를 위한 홀을 형성시키고, 홀에 멤브레인을 설치할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-0811944호(2008.03.10. 공고, 이하 본 문헌이라 한다)에는 모터의 통기구조를 개시하고 있다. 본 문헌에는 모터의 하우징에 통기를 위한 홀이 형성되고, 홀에는 멤브레인이 부착된다. 공기는 멤브레인을 투과하지만, 수분은 멤브레인을 통과하지 못한다. 이러한 통기 구조는 냉각을 위해, 하우징에 통기성을 확보하면서도, 수분이 하우징 내부로 유입되는 것을 방지하는 구조이다. 그러나 이러한 모터의 통기 구조는, 멤브레인이 패치 타입으로 홀에 부착되는 구조이기 때문에 내외부 온도 또는 습도 조건에 따라 멤브레인이 떨어질 위험이 있고, 멤브레인의 수명이 짧은 문제가 있다. 또는 하우징 내부의 온도 저감 효과도 떨어지는 문제점이 있다.
특허 문헌 : 대한민국 공개특허 제10-0811944호(2008.03.10. 공고)
이에, 실시예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 멤브레인의 설치 안정성 및 수명을 확보하면서도, 인버터 하우징 내부의 온도 저감 효과를 높일 수 있는 모터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시예는, 내부에 기판이 배치되는 인버터 하우징 및 상기 인버터 하우징에 배치되는 멤브레인을 포함하고, 상기 기판에는 온도측정센서가 배치되고, 상기 멤브레인은 축중심을 기준으로, 로터의 외측에 배치되는 모터를 제공할 수 있다.
바람직하게는, 상기 멤브레인은 인버터 하우징의 중심에서 온도측정센서를 잇는 제1 기준선과 상기 인버터 하우징의 중심에서 상기 멤브레인를 잇는 제2 기준선의 사잇각이 예각이 되도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 인버터 하우징은 상기 멤브레인이 삽입되는 홀을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판에는 소자가 실장되어 배치되고, 상기 소자는 IC 소자, MosFET 소자 및 전해 캐패시터(Reservoir Capacitor) 중 적어도 어느 하나이고, 상기 소자는, 상기 인버터 하우징의 중심을 지나고, 상기 제1 기준선에 수직인 제3 기준선을 기준으로, 상기 멤브레인이 위치한 측으로 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 IC 소자는 상기 제1 기준선의 일측에 배치되고, 상기 캐패시터는 상기 제1 기준선의 타측에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 MosFET은 상기 제1 기준선의 타측에 배치될 수 있다.
실시예는 내부에 기판이 배치되고, 홀을 포함하는 인버터 하우징 및 상기 홀에 배치되는 멤브레인을 포함하고, 상기 기판에는 온도측정센서가 배치되고, 상기 홀은 축중심을 기준으로, 상기 홀은 로터의 외측에 배치되고, 상기 홀은 인버터 하우징의 중심에서 온도측정센서를 잇는 제1 기준선과 상기 인버터 하우징의 중심에서 상기 홀의 중심을 잇는 제4 기준선의 사잇각이 예각이 되도록 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판에는 소자가 실장되어 배치되고, 상기 소자는 IC 소자, MosFET 소자 및 캐패시터(Capacitor) 중 적어도 어느 하나이고, 상기 소자는, 상기 인버터 하우징의 중심을 지나고, 상기 제1 기준선에 수직인 제3 기준선을 기준으로, 상기 멤브레인이 위치한 측으로 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 IC 소자는 상기 제1 기준선의 일측에 배치되고, 상기 캐패시터는 상기 제1 기준선의 타측에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 MosFET은 상기 제1 기준선의 타측에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 멤브레인은, 통기홀을 포함하는 바디와, 상기 통기홀을 막도록 상기 바디에 배치되는 통기막과, 상기 바디에 배치되는 오링 및 상기 바디에 결합하는 캡을 포함하고, 상기 바디는 하측으로 돌출되며 탄성 변형 가능하게 형성되는 보스를 포함하고, 상기 보스는 상기 홀에 끼워져 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 멤브레인은, 상기 보스의 단부에 배치되어, 상기 홀의 하단부에 걸리는 후크를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 홀의 측벽은, 상기 인버터 하우징(100)의 내측을 향할수록 상기 홀의 크기가 작아지도록 경사지게 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 오링은 상기 홀의 측벽과 사기 보스의 외주면에 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 캡은, 원판형 플레이트와, 상기 플레이트의 테두리에서 하측으로 연장되는 측벽과, 상기 플레이트의 하면에서 돌출되는 복수 개의 리브를 포함하고, 상기 측벽의 끝단에는 상기 바디에 걸리는 후크를 포함할 수 있다.
바람직하게는. 상기 리브는 상기 바디의 상면과 접촉하고, 상기 캡은 상기 리브와 상기 리브 사이에 배치된 통기로를 포함할 수 있다.
실시예는 구조적으로, 멤브레인의 설치 안정성이 높고, 수명을 확보하는 유리한 효과를 제공한다.
실시예는 인버터 하우징 내부의 온도 저감 효과를 높이는 유리한 효과를 제공한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 인버터 하우징에 배치된 멤브레인을 도시한 도면,
도 3은 인버터 하우징의 상면에서 본 것으로서, 로터의 위치에 대응한 멤브레인의 위치를 도시한 도면,
도 4는 인버터 하우징의 내부를 바라본 곳으로서, 온도측정센서의 위치에 대응한 멤브레인의 위치를 도시한 도면,
도 5는 인버터 하우징의 내부를 보았을 때, 소자들의 위치에 대응한 멤브레인의 위치를 도시한 도면,
도 6은 인버터 하우징의 내부를 바라본 곳으로서, 온도측정센서에 대응한 홀의 위치를 도시한 도면,
도 7은 멤브레인의 분해도,
도 8은 멤브레인 단면도,
도 9는 멤브레인의 캡의 저면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 모터를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 도시한 인버터 하우징에 배치된 멤브레인을 도시한 도면이다. 이하, 상하 방향이라 함은 모터의 축방향과 평행한 방향을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터는, 인버터 하우징(100)과 멤브레인(200)를 포함한다. 인버터 하우징(100)의 상측에는 모터부(10)가 배치될 수 있다. 도면에는 도시하진 않았으나, 인버터 하우징(100)에는 축부가 배치되고, 모터의 로터가 축부에 회전 가능하게 결합될 수 있다, 로터의 내측에는 스테이터가 배치될 수 있다. 실시예에 따른 모터는 인버터 하우징(100)에 축부가 배치되어 로터와 연결되는 인버터와 모터부(10)가 일체인 타입일 수 있다. 스테이터는 축부의 외주면에 결합될 수 있다. 로터는 축중심(C)을 중심으로 회전한다. 한편, 로터의 내주면에는 마그넷이 부착될 수 있다. 인버터 하우징(100)에는 멤브레인(200)이 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 인버터 하우징(100)에는 홈(110)과 홀(120)이 배치된다. 홀(120)은 홈(110)에 배치된다. 홈(110)에는 멤브레인(200)이 수용된다. 홈(110)은 멤브레인(200)의 전체를 수용할 수 있도록 멤브레인(200) 보다 크게 형성된다. 홀(120)에는 멤브레인(200)이 끼워진다.
도 3은 인버터 하우징(100)의 상면에서 본 것으로서, 로터의 위치에 대응한 멤브레인(200)의 위치를 도시한 도면이고, 도 4는 인버터 하우징(100)의 내부를 바라본 곳으로서, 온도측정센서의 위치에 대응한 멤브레인(200)의 위치를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 멤브레인(200)은 축중심을 기준할 때, 로터의 외측에 배치된다. 도 3의 O는 로터의 외주면을 나타내는 경계선(O)이다. 멤브레인(200)은 경계선(O)의 외측에 배치된다. 이는 멤브레인(200)과 모터부(10)의 간섭을 최대한 배제하기 위한 것이다.
도 4를 참조하면, 기판(300)은 인버터 하우징(100) 내측에 결합된다. 기판(300)에는 온도측정센서(P)와 소자(1,2,3)들이 실장된다. 온도측정센서(P)는 기판(300)의 내부 온도를 측정하는 장치이다. 온도측정센서(P)에서 측정된 기판(300)의 내부 온도에 대응하여 모터부(10)의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 온도측정센서(P)는 온도에 민감한 소자이다. 따라서, 온도측정센서(P)의 주변의 온도가 급격히 상승하는 것을 제한할 필요가 있다. 이에, 온도측정센서(P)에 인접하여 멤브레인(200)이 배치된다. 멤브레인(200)은 온도측정센서(P) 주변에서 통기를 통해, 온도를 떨어뜨리고 압력을 조절한다.
도 4를 참조하면, 멤브레인(200)은 제1 기준선(L1)과 제2 기준선(L2)의 사잇각(R1)이 예각이 되도록 배치될 수 있다, 여기서, 제1 기준선(L1)은 인버터 하우징(100)의 중심(C1)에서 온도측정센서(P)를 잇는 가상의 직선에 해당한다. 그리고 제2 기준선(L2)은 인버터 하우징(100)의 중심에서 멤브레인(200)의 중심(C2)을 잇는 가상의 직선에 해당한다. 하우징(100)의 한정된 공간에서 소자(1,2,3)들의 위치를 고려할 때, 사잇각(R1)이 예각이 되어야, 유의미한 거리로 온도측정센서(P)와 멤브레인(200)가 근접하여 위치한다. 여기서, 유의미한 거리란. 멤브레인(200)의 통기에 의해, 온도측정센서(P)의 주변의 온도를 떨어뜨릴 수 있는 온도측정센서(P)와 멤브레인(200)의 이격 거리를 의미한다. 온도측정센서(P)는 온도에 매우 민감하기 때문에 멤브레인(200)이 온도측정센서(P)에 최대한 근접하게 배치되는 것이 좋다. 이때, 인버터 하우징(100)에서 멤브레인(200)이 설치되는 위치와 기판(300)의 위치와 소자(1,2,3)들의 위치들이 고려되기 때문에, 멤브레인(200)의 바로 옆에 온도측정센서(P)를 배치하는 것은 물리적인 한계가 있고, 적어도 사잇각(R1)이 예각이 되는 범위내에서, 멤브레인(200)과 온도측정센서(P)의 위치가 결정되어야 한다.
기판(300)에는 온도측정센서(P) 이외에 발열이 큰 소자들이 실장된다. 이러한 소자들은 IC 소자(1), MosFET(2), 전해 캐패시터(Reservoir Capacitor)(3)일 수 있다. 따라서, 멤브레인(200)은 IC 소자(1)들이 실장된 도 4의 A영역, MosFET(2)이 실장된 도 4의 B영역 및 전해 캐패시터(3)가 배치된 도 4의 C영역에 최대한 가깝게 배치되는 것이 좋다. 전해 캐패시터(3)의 경우, 발열이 크지 않지만, 고온 조건에서 수명이 감소하기 때문에 멤브레인(200)을 인접하여 배치하는 것이 전해 캐패시터(3)의 수명확보에 유리하다. 온도측정센서(P)는 IC 소자(1)들이 실장된 도 4의 A영역에 배치될 수 있다.
도 5는 인버터 하우징(100)의 내부를 보았을 때, 소자들의 위치에 대응한 멤브레인(200)의 위치를 도시한 도면이다.
이러한 소자들이 적어도 제3 기준선(L3)을 기준으로 모두 일측에 배치되도록 멤브레인(200)의 위치가 결정될 수 있다. 여기서, 제3 기준선(L3)은 인버터 하우징(100)의 중심을 지나고 제1 기준선(L1)에 수직인 가상의 직선에 해당한다.
아울러, IC 소자(1)는 제1 기준선(L1)의 일측에 배치되고, MosFET(2), 전해 캐패시터(3)는 제1 기준선(L1)의 타측에 배치될 수 있다.
도 6은 인버터 하우징(100)의 내부를 바라본 곳으로서, 온도측정센서(P)에 대응한 홀(120)의 위치를 도시한 도면이다.
홀(120)에는 멤브레인(200)이 끼워진다. 따라서 홀(120)의 위치는 멤브레인(200)의 위치와 대응된다. 홀(120)의 경계선(O)의 외측에 배치된다. 그리고 홀(120)은 인버터 하우징(100)의 체결플랜지나 방열핀 등의 위치를 고려하여 배치될 수 있다.
또한, 홀(120)은 제2 기준선(L2)과 제4 기준선(L4)의 사잇각(R2)이 예각이 되도록 배치될 수 있다, 여기서, 제4 기준선(L4)은 인버터 하우징(100)의 중심(C1)에서 홀(120)의 중심(C3)을 잇는 가상의 직선에 해당한다.
도 7은 멤브레인(200)의 분해도이고, 도 8은 멤브레인(200)의 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 멤브레인(200)은 바디(210)와, 통기막(220)과, 오링(240)과, 캡(230)을 포함할 수 있다. 바디(210)는 통기홀(120)을 포함하는 환형 몸체이다. 그리고 바디(210)는 하측으로 돌출되는 보스(211)를 포함할 수 있다. 보스(211)는 홀(120)에 끼워지는 부분이다. 보스(211)는 홀(120)에 끼워지는 과정에서 탄성 변형 가능한 구조를 갖을 수 있다. 예를 들어, 보스(211)는 사이에 공간을 갖는 복수 개의 절편으로 이루어질 수 있다. 그리고 보스(211)의 끝단에는 후크(212)가 배치될 수 있다. 보스(211)가 홀(120)에 체결되면, 후크(212)는 홀(120)의 하단부에 걸려, 멤브레인(200)이 홀(120)에 고정된다. 이처럼 바디(210)가 홀(120)에 기구적으로 체결되기 때문에, 패치 타입의 멤브레인과 달리, 고온 및 진동 조건에서, 멤브레인의 내구성과 수명을 확보할 수 있다.
통기막(220)은 통기홀(120)을 덮도록 바디(210)에 결합된다. 통기막(220)은 공기는 투과시키고, 수분은 막는 기능을 한다.
캡(230)은 바디(210)에 결합한다. 캡(230)은 바디(210)의 상측에 배치된다.
도 9는 멤브레인(200)의 캡(230)의 저면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 캡(230)은 원판형의 플레이트(231)와, 측벽(232)과, 리브(233)를 포함한다. 측벽(232)은 플레이트(231)의 테두리에서 하측으로 연장된다, 측벽(232)의 하단에는 후크(232a)가 배치될 수 있다. 후크(232a)는 바디(210)에 결합한다. 리브(233)는 플레이트(231)의 하면에서 돌출되어 배치될 수 있다. 복수 개의 리브(233)는 플레이트(231)의 원주 방향을 따라 배치될 수 있다. 리브(233)는 바디(210)의 상면과 접촉한다. 그리고 리브(233)와 리브(233) 사이에는 통기로(234)가 배치된다.
오링(240)은 홀(120)의 측벽(232)과 바디(210)의 보스(211)의 외주면에 접촉하여, 멤브레인(200)과 홀(120)의 틈새를 막는다.
도 8을 참조하면, 홀(120)의 측벽(232)은 인버터 하우징(100)의 내측을 향할수록 홀(120)의 크기가 작아지도록 경사지게 배치될 수 있다. 이는 멤브레인(200)이 홀(120)에 결합될 때, 바디(210)의 보스(211)가 홀(120)의 측벽(232)을 타고 들어가기 용이하여, 조립성을 높이기 위함이다. 또한, 이러한 홀(120) 구조는 홀(120)의 측벽(232)과 오링(240)의 접촉면적을 넓힘으로써, 홀(120)의 기밀성을 높이는 이점이 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 모터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 모터부
100: 인버터 하우징
110: 홈
120: 홀
200: 멤브레인
210: 바디
220: 통기막
230: 캡
240: 오링

Claims (16)

  1. 내부에 기판이 배치되는 인버터 하우징;및
    상기 인버터 하우징에 배치되는 멤브레인을 포함하고,
    상기 기판에는 온도측정센서가 배치되고,
    상기 멤브레인은 축중심을 기준으로, 로터의 외측에 배치되고,
    상기 멤브레인은 인버터 하우징의 중심에서 온도측정센서를 잇는 제1 기준선과 상기 인버터 하우징의 중심에서 상기 멤브레인를 잇는 제2 기준선의 사잇각이 예각이 되도록 배치되는 모터.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인버터 하우징은 상기 멤브레인이 삽입되는 홀을 포함하는 모터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기판에는 소자가 실장되어 배치되고,
    상기 소자는 IC 소자, MosFET 소자 및 전해 캐패시터(Reservoir Capacitor) 중 적어도 어느 하나이고,
    상기 소자는,
    상기 인버터 하우징의 중심을 지나고, 상기 제1 기준선에 수직인 제3 기준선을 기준으로, 상기 멤브레인이 위치한 측으로 배치되는 모터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 IC 소자는 상기 제1 기준선의 일측에 배치되고,
    상기 캐패시터는 상기 제1 기준선의 타측에 배치되는 모터.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 MosFET은 상기 제1 기준선의 타측에 배치되는 모터.
  7. 내부에 기판이 배치되고, 홀을 포함하는 인버터 하우징;및
    상기 홀에 배치되는 멤브레인을 포함하고,
    상기 기판에는 온도측정센서가 배치되고,
    상기 홀은 축중심을 기준으로, 상기 홀은 로터의 외측에 배치되고,
    상기 홀은 인버터 하우징의 중심에서 온도측정센서를 잇는 제1 기준선과 상기 인버터 하우징의 중심에서 상기 홀의 중심을 잇는 제4 기준선의 사잇각이 예각이 되도록 배치되는 모터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 기판에는 소자가 실장되어 배치되고,
    상기 소자는 IC 소자, MosFET 소자 및 캐패시터(Capacitor) 중 적어도 어느 하나이고,
    상기 소자는,
    상기 인버터 하우징의 중심을 지나고, 상기 제1 기준선에 수직인 제3 기준선을 기준으로, 상기 멤브레인이 위치한 측으로 배치되는 모터.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 IC 소자는 상기 제1 기준선의 일측에 배치되고,
    상기 캐패시터는 상기 제1 기준선의 타측에 배치되는 모터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 MosFET은 상기 제1 기준선의 타측에 배치되는 모터.
  11. 제3 항 또는 제7 항에 있어서,
    상기 멤브레인은,
    통기홀을 포함하는 바디;
    상기 통기홀을 막도록 상기 바디에 배치되는 통기막;
    상기 바디에 배치되는 오링;및
    상기 바디에 결합하는 캡을 포함하고,
    상기 바디는 하측으로 돌출되며 탄성 변형 가능하게 형성되는 보스를 포함하고,
    상기 보스는 상기 홀에 끼워져 배치되는 모터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 멤브레인은, 상기 보스의 단부에 배치되어, 상기 홀의 하단부에 걸리는 후크를 포함하는 모터.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 홀의 측벽은, 상기 인버터 하우징(100)의 내측을 향할수록 상기 홀의 크기가 작아지도록 경사지게 배치되는 모터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 오링은 상기 홀의 측벽과 사기 보스의 외주면에 접촉하는 모터.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 캡은, 원판형 플레이트와, 상기 플레이트의 테두리에서 하측으로 연장되는 측벽과, 상기 플레이트의 하면에서 돌출되는 복수 개의 리브를 포함하고,
    상기 측벽의 끝단에는 상기 바디에 걸리는 후크를 포함하는 모터.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 리브는 상기 바디의 상면과 접촉하고,
    상기 캡은 상기 리브와 상기 리브 사이에 배치된 통기로를 포함하는 모터.
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