KR102617452B1 - Motor rotor with cooling - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회전축을 냉각시켜 회전자의 효율을 높일 수 있는 냉각부를 구비한 모터 회전자에 관한 것으로서, 냉각부는, 몸체를 이루는 냉각부몸체;를 포함하되, 냉각부몸체에는 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 모터냉각홀이 형성된다.The present invention relates to a motor rotor having a cooling unit that can increase the efficiency of the rotor by cooling the rotating shaft. The cooling unit includes a cooling unit body forming the body, and the cooling unit body is spaced at equal intervals along the outer peripheral surface. It is arranged, and the inside and outside communicate with each other to form a motor cooling hole through which the fluid flowing into the rotating shaft is discharged.

Description

냉각부를 구비한 모터 회전자{MOTOR ROTOR WITH COOLING}Motor rotor with cooling unit {MOTOR ROTOR WITH COOLING}

본 발명은 모터 회전자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 회전축을 냉각시켜 회전자의 효율을 높일 수 있는 냉각부를 구비한 모터 회전자에 관한 것이다.The present invention relates to a motor rotor, and more specifically, to a motor rotor provided with a cooling unit that can increase the efficiency of the rotor by cooling the rotating shaft.

일반적으로 PM모터(PERMANENT MAGNET MOTOR)는 회전자의 구조 즉, 회전자에서 영구자석이 배치되는 위치에 따라 표면부착형 영구자석(SURFACE MOUNTED PERMANENT MAGNET: SPM)모터와 매입형 영구자석(INTERIOR PERMANENT MAGNET: IPM)모터로 분류된다.In general, PM motors (PERMANENT MAGNET MOTORs) are divided into SURFACE MOUNTED PERMANENT MAGNET (SPM) motors and embedded permanent magnets (INTERIOR PERMANENT MAGNET) depending on the structure of the rotor, that is, where the permanent magnets are placed in the rotor. : Classified as IPM) motor.

즉, SPM타입의 모터는 영구자석이 회전자의 표면에 배치되고, IPM타입의 모터는 영구자석이 회전자 내부에 배치된다.That is, in SPM type motors, permanent magnets are placed on the surface of the rotor, and in IPM type motors, permanent magnets are placed inside the rotor.

한편, IPM타입의 모터는 표면부착형 영구자석에 비해 고속 회전시 영구자석의 고정이 용이하고, 마그네틱 토크와 릴럭턴스 토크의 병용이 가능하며, 회전자 표면의 와전류 손실 저감 등의 특징에 의해 고토크화 및 고효율화가 가능하다.On the other hand, IPM type motors have features such as easier fixation of permanent magnets during high-speed rotation compared to surface-attached permanent magnets, possible use of magnetic torque and reluctance torque in combination, and reduction of eddy current loss on the rotor surface. Torque and high efficiency are possible.

또한, IPM타입의 모터는 자석 사용량의 저감, 자석 형상의 간소화, 이탈 방지 바인드를 삭제하면서, 부품수를 줄일 수 있다.Additionally, the IPM type motor can reduce the number of parts by reducing the amount of magnets used, simplifying the magnet shape, and eliminating the anti-separation bind.

이러한 IPM 모터는 회전자의 내부에 자석을 매입한 구조를 갖고, 회전자의 자화에 의한 릴럭턴스 토크와 자석에 의한 마그넷 토크를 둘 다 이용할 수 있으므로, 소형이며 대출력을 얻을 수 있다.This IPM motor has a structure in which a magnet is embedded inside the rotor, and can utilize both reluctance torque due to magnetization of the rotor and magnet torque due to the magnet, so it is compact and can obtain high power.

이러한 IPM타입의 모터는 도 1에 도시된 바와 같이, 전기에 의해 자기를 발생시키는 코일(도시되지 않음)이 권선되고 둘레를 따라 바(BAR) 형태의 도체들이 매입되기 위한 복수의 슬롯(11)이 형성된 고정자(10: STATOR)와, 상기 고정자(10)의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 고정자(10)와의 상호 전자기력에 의해 회전되는 회전자(30: ROTOR)로 구성된다.As shown in FIG. 1, this IPM type motor is wound with a coil (not shown) that generates magnetism by electricity and has a plurality of slots 11 for embedding bar-shaped conductors along the circumference. It consists of a stator (10: STATOR) formed and a rotor (30) that is rotatably installed inside the stator (10) and rotates by mutual electromagnetic force with the stator (10).

이때, 회전자(30)는 중심에 회전축(40)이 관통하는 관통공(31)이 형성된다.At this time, the rotor 30 has a through hole 31 formed at the center through which the rotation shaft 40 passes.

그리고, 관통공(31)과 슬롯(11)들 사이에는 일정 간격으로 복수의 자석설치부(33: BARRIER)가 형성되며, 상기 자석설치부(33)마다 영구자석(50)이 매입된다.In addition, a plurality of magnet installation parts (33: BARRIER) are formed at regular intervals between the through hole 31 and the slots 11, and a permanent magnet 50 is embedded in each magnet installation part 33.

영구자석(50)은 자석설치부(33)마다 매입되어 고정자(10)에 권선된 코일에서 발생되는 자기장과의 상호작용에 의해 토크를 발생시킨다.The permanent magnet 50 is embedded in each magnet installation portion 33 and generates torque by interaction with the magnetic field generated from the coil wound around the stator 10.

즉, 코일에 전류가 인가되면, 고정자(10)의 구조로 인해 발생되는 회전 자기장과 도체에서 발생되는 유도전류와의 상호작용에 의해 회전자(30)가 회전된다.That is, when current is applied to the coil, the rotor 30 is rotated by the interaction between the rotating magnetic field generated by the structure of the stator 10 and the induced current generated in the conductor.

영구자석(50)은 상기 고정자(10)에 감겨진 코일에 전류가 인가되면 코일의 극성이 순차적으로 변하면서 회전자계가 발생되고, 회전자(30)에 전자기력을 형성시킨다.When current is applied to the coil wound around the stator 10, the permanent magnet 50 generates a rotating magnetic field as the polarity of the coil changes sequentially, forming electromagnetic force in the rotor 30.

그리고, 상기 고정자(10)에서 발생되는 회전자계의 극성과 상기 영구자석(50)에 의한 극성이 동일한 경우 발생되는 척력과, 극성이 상이한 경우에 발생되는 인력에 의해 상기 회전자(30)에 회전력이 발생된다.In addition, a rotational force is generated on the rotor 30 by a repulsive force generated when the polarity of the rotating magnetic field generated in the stator 10 and the polarity of the permanent magnet 50 are the same, and an attractive force generated when the polarity is different. This occurs.

이로 인해, 회전자(30)는 회전축(40)을 중심으로 회전하게 된다.Because of this, the rotor 30 rotates around the rotation axis 40.

이때, 회전자(30)가 회전하게 되면 모터에는 열이 발생하게 된다.At this time, when the rotor 30 rotates, heat is generated in the motor.

종래의 경우 고정자가 수용되는 하우징의 냉각을 통해 고정자를 냉각시켰으나 회전자를 냉각시키기에는 어려움이 있었다.In the conventional case, the stator was cooled by cooling the housing in which the stator is accommodated, but it was difficult to cool the rotor.

따라서, 회전자의 냉각이 효율적으로 이루어지지 않음에 따라, 회전자의 온도가 상승되어 자속 모터의 효율이 저하되었다.Therefore, as the rotor was not cooled efficiently, the temperature of the rotor increased and the efficiency of the magnetic flux motor decreased.

그리고, 고정자와 회전자를 상호 회전가능하게 연결시켜주는 베어링에도 높은 열이 전달되어 모터의 내구성을 떨어뜨렸다.Additionally, high heat was transmitted to the bearings that rotatably connect the stator and rotor, reducing the durability of the motor.

따라서, 지속적인 부하운전 시 모터에 온도가 상승되어 회전자에 열이 쌓이게 되면, 회전자의 표면의 와전류 손실로 인해 모터의 효율이 저하되었고, 모터의 수명에 가장 큰 영향을 주는 베어링의 수명을 저하시켰으며, 회전축의 열팽창을 야기시켜 모터의 수명을 감소시키게 되는 문제가 있었다.Therefore, when the temperature of the motor rises during continuous load operation and heat accumulates in the rotor, the efficiency of the motor is reduced due to eddy current loss on the surface of the rotor, and the life of the bearing, which has the greatest impact on the life of the motor, is reduced. There was a problem that the lifespan of the motor was reduced by causing thermal expansion of the rotating shaft.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 회전자를 효율적으로 냉각시켜 모터효율을 상승시키고, 모터의 내구성을 향상시킬 수 있는 냉각부를 구비된 모터 회전자를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is intended to solve the above-described problems, and its purpose is to provide a motor rotor equipped with a cooling unit that can efficiently cool the rotor to increase motor efficiency and improve the durability of the motor.

본 발명의 일실시예에 의한 냉각부를 구비한 모터 회전자는, 모터의 고정자 내측공간에 회전가능하게 수용되고, 중심에 길이방향으로 관통공이 관통되며, 상기 관통공의 둘레를 따라 다수개의 자석설치부가 길이방향으로 관통된 회전자코어, 상기 관통공을 관통하여 상기 회전자코어에 결합되고, 일측과 타측이 상호 연통되어 유체가 유동하는 중공의 회전축, 상기 자석설치부에 장착되고, 고정자와의 상호작용을 통해 상기 회전자코어에 회전력을 발생시키는 자석;을 포함하며, 상기 회전축은, 외주면에 상기 회전자코어의 내주면이 접하는 코어장착부, 상기 코어장착부의 양측에 각각 형성되어 고정자에 설치된 베어링이 장착되는 베어링장착부, 상기 코어장착부와 상기 베어링장착부 사이에 형성된 냉각부;를 포함하며, 상기 냉각부는, 몸체를 이루는 냉각부몸체;를 포함하되, 상기 냉각부몸체에는 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 상기 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 모터냉각홀;이 형성된다.The motor rotor equipped with a cooling unit according to an embodiment of the present invention is rotatably accommodated in the inner space of the stator of the motor, has a longitudinal through hole in the center, and has a plurality of magnet installation parts along the circumference of the through hole. A rotor core penetrated in the longitudinal direction, a hollow rotating shaft that penetrates the through hole and is coupled to the rotor core, one side and the other of which communicate with each other so that fluid flows, is mounted on the magnet installation unit, and interacts with the stator. It includes a magnet that generates a rotational force in the rotor core through its action, wherein the rotation shaft is equipped with a core mounting portion in contact with the inner circumferential surface of the rotor core on the outer peripheral surface, and bearings formed on both sides of the core mounting portion and installed on the stator. a bearing mounting portion, a cooling portion formed between the core mounting portion and the bearing mounting portion; and a cooling portion formed between the core mounting portion and the bearing mounting portion, wherein the cooling portion includes a cooling portion body forming a body, wherein the cooling portion body is disposed at equal intervals along the outer peripheral surface, The inside and the outside communicate with each other to form a motor cooling hole through which fluid flowing into the rotating shaft is discharged.

상기 냉각부는, 상기 회전자코어의 일측방향 상기 냉각부몸체와 상기 회전자코어 사이에 형성되어 상기 회전자코어가 일측방향으로 과도하게 이동을 제한하는 코어차단부;를 더 포함한다.The cooling unit further includes a core blocking unit formed between the cooling unit body and the rotor core in one direction of the rotor core to restrict excessive movement of the rotor core in one direction.

상기 냉각부몸체의 외경은 상기 베어링장착부의 외경보다 크고, 상기 냉각부몸체의 내경은 상기 베어링장착부의 내경과 동일하다.The outer diameter of the cooling part body is larger than the outer diameter of the bearing mounting part, and the inner diameter of the cooling part body is the same as the inner diameter of the bearing mounting part.

상기 모터냉각홀은, 상기 냉각부몸체의 접선방향으로 관통하여 상기 냉각부몸체의 내부와 외부를 상호 연통시킨다.The motor cooling hole penetrates the cooling unit body in a tangential direction to communicate with the inside and outside of the cooling unit body.

상기 코어차단부의 외경은 상기 코어장착부의 외경보다 크다.The outer diameter of the core blocking portion is larger than the outer diameter of the core mounting portion.

상기 회전축의 일측에는 유체가 유입되는 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 유입구로부터 유입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되되, 상기 유입구의 내경은, 상기 배출구 내경보다 크다.An inlet through which fluid flows is formed on one side of the rotating shaft, and an outlet through which fluid flowing in from the inlet is discharged is formed on the other side, and the inner diameter of the inlet is larger than the inner diameter of the outlet.

상기 모터냉각홀의 내경은 상기 배출구의 내경보다 작다.The inner diameter of the motor cooling hole is smaller than the inner diameter of the outlet.

상기 코어장착부에는, 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 상기 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 코어냉각홀이 형성된다.In the core mounting portion, core cooling holes are formed that are disposed at equal intervals along the outer peripheral surface, the inside and outside of which communicate with each other, and through which the fluid flowing into the rotation shaft is discharged.

상기 코어냉각홀은, 상기 코어장착부의 반지름방향으로 관통되고, 내부와 외부가 상호 연통된다.The core cooling hole penetrates the core mounting portion in the radial direction, and the inside and outside communicate with each other.

상기 베어링장착부에는, 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 상기 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 베어링냉각홀;이 형성된다.In the bearing mounting portion, bearing cooling holes are formed, which are disposed at equal intervals along the outer circumferential surface and communicate with each other inside and outside, through which fluid flowing into the rotating shaft is discharged.

상기 베어링냉각홀은, 상기 베어링장착부의 반지름방향으로 관통하여 상기 베어링장착부의 내부와 외부를 상호 연통시킨다.The bearing cooling hole penetrates the bearing mounting portion in the radial direction to communicate with the inside and outside of the bearing mounting portion.

상기 자석의 단면 형상은, 상기 자석설치부의 단면 형상과 동일하다.The cross-sectional shape of the magnet is the same as the cross-sectional shape of the magnet installation part.

본 발명에 따른 냉각수를 구비한 모터 회전자는 회전축의 일측에 유체가 유입되는 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 유입구로부터 유입된 유체가 배출되는 배출구가 형성됨으로써, 회전축의 외부로부터 회전축의 내부로 유체가 원활하게 유입되어회전축을 용이하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.The motor rotor equipped with coolant according to the present invention has an inlet through which fluid flows in on one side of the rotating shaft, and an outlet through which fluid flowing in from the inlet is discharged on the other side, so that fluid flows from the outside of the rotating shaft to the inside of the rotating shaft. It flows in smoothly, which has the effect of easily cooling the rotating shaft.

그리고, 회전축에 회전자코어가 장착될 때, 코어장착부의 외주면과 회전자코어의 내주면이 서로 접함으로써, 회전축의 내부로 유입된 유체는 코어장착부의 코어냉각홀을 통해 코어장착부의 외부로 배출되면서 회전자코어의 내주면에 접하여 회전자코어로부터 발생된 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.And, when the rotor core is mounted on the rotating shaft, the outer peripheral surface of the core mounting portion and the inner peripheral surface of the rotor core come into contact with each other, so that the fluid flowing into the rotating shaft is discharged to the outside of the core mounting portion through the core cooling hole of the core mounting portion. This has the effect of easily cooling the heat generated from the rotor core by contacting the inner peripheral surface of the rotor core.

또한, 회전축에 베어링이 장착될 때, 베어링장착부의 외주면과 베어링의 내주면이 서로 접함으로써, 회전축의 내부로 유입된 유체는 베어링장착부의 베어링냉각홀을 통해 베어링장착부의 외부로 배출되면서 회전자코어 및 회전축의 회전 시, 고정자에 장착된 베어링도 함께 회전하여 발생된 베어링의 열을 용이하게 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when a bearing is mounted on a rotating shaft, the outer peripheral surface of the bearing mounting portion and the inner peripheral surface of the bearing come into contact with each other, so that the fluid flowing into the rotating shaft is discharged to the outside of the bearing mounting portion through the bearing cooling hole of the bearing mounting portion, thereby forming the rotor core and the rotor core. When the rotating shaft rotates, the bearing mounted on the stator also rotates, which has the effect of easily cooling the heat generated in the bearing.

이로 인해, 고정자와 회전자를 상호 회전가능하게 연결시켜주는 베어링의 높은 열을 냉각시킴으로써, 모터의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.This has the effect of improving the durability of the motor by cooling the high heat of the bearing that rotatably connects the stator and the rotor to each other.

아울러, 모터냉각홀이 냉각부몸체의 접선방향으로 관통되어 회전축의 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀을 통해 배출될 때, 유체가 모터의 내부를 원주방향으로 골고루 접하게 됨으로써, 유체를 냉각부로부터 원부방향으로 배출되어 모터를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, when the motor cooling hole penetrates in the tangential direction of the cooling unit body and the fluid flowing into the inside of the rotating shaft is discharged through the motor cooling hole, the fluid comes into contact with the inside of the motor evenly in the circumferential direction, thereby dissipating the fluid from the cooling unit. It is discharged in the distal direction, which has the effect of cooling the motor more efficiently.

그리고, 모터냉각홀이 냉각부몸체의 접선방향으로 관통됨으로써, 냉각부몸체 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀을 통해 냉각부몸체의 외부로 배출될 때, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the motor cooling hole penetrates the cooling unit body in the tangential direction, so when the fluid flowing into the cooling unit body is discharged to the outside of the cooling unit body through the motor cooling hole, the rotational force of the motor is generated by the discharge pressure of the fluid. There is an effect that can further increase.

그리고, 냉각부몸체의 외경이 베어링장착부의 외경보다 작고, 냉각부몸체의 내경은 베어링장착부의 내경과 동일하여 냉각부몸체의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께가 베어링장착부의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께보다 두껍게 형성됨으로써, 모터냉각홀을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀을 통과하는 과정에서 베어링냉각홀에 비하여 더욱 강한 추진력이 발생되어 유체의 배출압력이 더욱 커지는 효과가 있다.In addition, the outer diameter of the cooling unit body is smaller than the outer diameter of the bearing mounting portion, and the inner diameter of the cooling portion body is the same as the inner diameter of the bearing mounting portion, so that the cross-sectional thickness from the inner peripheral surface of the cooling portion body to the outer peripheral surface is the cross-sectional thickness from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the bearing mounting portion. By being formed thicker, the fluid discharged through the motor cooling hole is discharged in a clearer direction, and in the process of passing the fluid through the motor cooling hole, a stronger driving force is generated compared to the bearing cooling hole, increasing the discharge pressure of the fluid. It has a growing effect.

이로 인해, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있고 지속적인 부하운전 시 모터의 부하를 더욱 효율적으로 줄일 수있어 모터의 온도를 더욱 효율적으로 낮출 수 있는 효과가 있다.As a result, the rotational force of the motor can be further accelerated by the discharged pressure of the fluid, and the load on the motor can be reduced more efficiently during continuous load operation, which has the effect of lowering the temperature of the motor more efficiently.

아울러, 회전축의 배출구 내경보다 모터냉각홀 내경이 더 작게 형성됨으로써, 회전축의 유입구로 유입되는 유체의 압력보다 회전축으로부터 배출되는 유체의 배출압력이 높아지게 되어 모터냉각홀을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀을 통과하는 과정에서 더욱 강한 추진력을 발생시켜 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, as the inner diameter of the motor cooling hole is made smaller than the inner diameter of the outlet of the rotating shaft, the discharge pressure of the fluid discharged from the rotating shaft becomes higher than the pressure of the fluid flowing into the inlet of the rotating shaft, and the direction of the fluid discharged through the motor cooling hole becomes more intense. It is discharged in a clear direction, and as the fluid passes through the motor cooling hole, it generates a stronger driving force, which has the effect of further accelerating the rotational force of the motor.

그리고, 코어차단부의 외경이 코어장착부의 외경보다 큼으로써, 코어장착부에 회전자코어가 장착될 때, 회전자코어의 일측면이 코어차단부의 타측면과 서로 접하여 회전자코어가 일측방향으로 과도하게 이동하는 것을 효율적으로 제한할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the outer diameter of the core blocking portion is larger than the outer diameter of the core mounting portion, when the rotor core is mounted on the core mounting portion, one side of the rotor core is in contact with the other side of the core blocking portion, causing the rotor core to be tilted excessively in one direction. It has the effect of effectively limiting movement.

도 1은 종래 기술에 따른 모터용 회전자를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각수를 구비한 모터 회전자를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 나타낸 A-A’를 따라 절단한 단면도.
도 4는 도 2에 나타낸 냉각수를 구비한 모터 회전자를 분해한 분해사시도.
도 5는 코어장착부의 단면 구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도.
도 6은 베어링장착부의 단면 구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도.
도 7은 냉각부의 단면구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도.1 is a schematic diagram showing a rotor for a motor according to the prior art.
Figure 2 is a perspective view showing a motor rotor equipped with coolant according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' shown in Figure 2.
Figure 4 is an exploded perspective view of the motor rotor provided with coolant shown in Figure 2.
Figure 5 is a cross-sectional view of the motor rotor showing the cross-sectional structure of the core mounting portion.
Figure 6 is a cross-sectional view of the motor rotor showing the cross-sectional structure of the bearing mounting portion.
Figure 7 is a cross-sectional view of the motor rotor showing the cross-sectional structure of the cooling unit.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the invention is defined by the claims. Meanwhile, the terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” or “comprising” means the presence or presence of one or more other components, steps, operations and/or elements other than the mentioned elements, steps, operations and/or elements. Addition is not ruled out.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각수를 구비한 모터 회전자를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 나타낸 A-A’를 따라 절단한 단면도이며, 도 4는 도 2에 나타낸 냉각수를 구비한 모터 회전자를 분해한 분해사시도이고, 도 5는 코어장착부의 단면 구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도이고, 도 6은 베어링장착부의 단면 구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도이고, 도 7은 냉각부의 단면구조를 나타내기 위한 모터 회전자의 단면도이다.Figure 2 is a perspective view showing a motor rotor equipped with coolant according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along A-A' shown in Figure 2, and Figure 4 shows the coolant shown in Figure 2. It is an exploded perspective view of the motor rotor provided, Figure 5 is a cross-sectional view of the motor rotor showing the cross-sectional structure of the core mounting part, Figure 6 is a cross-sectional view of the motor rotor showing the cross-sectional structure of the bearing mounting part, Figure 7 is a cross-sectional view of the motor rotor to show the cross-sectional structure of the cooling unit.

도 2내지 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 냉각부를 구비한 모터 회전자는 회전자코어(100)와 회전축(200)과 자석(300)을 포함한다.2 to 7, the motor rotor with a cooling unit according to this embodiment includes a rotor core 100, a rotating shaft 200, and a magnet 300.

회전자코어(100)는 IPM(INTERIOR PERMANENT MAGNET)타입의 모터 고정자 내측 공간에서 회전 가능하게 수용된다.The rotor core 100 is rotatably accommodated in the space inside the IPM (INTERIOR PERMANENT MAGNET) type motor stator.

회전자코어(100)는 예시적으로 IPM타입의 모터에 적용되는 것으로 설명되지만, 친환경 자동차용으로 사용되면서, 대용량 토크를 발휘하여야 하는 전기 동작식 구동장치, 모터, 시동발전기 등에 모두 적용될 수 있다.The rotor core 100 is described as being applied to an IPM type motor as an example, but it can be applied to all electric drive devices, motors, starter generators, etc. that are used for eco-friendly automobiles and require large torque.

이러한 회전자코어(100)에는 코어몸체(110)와 관통공(120)과 자석설치부(130)로 이루어진다.This rotor core 100 consists of a core body 110, a through hole 120, and a magnet installation portion 130.

코어몸체(110)는 원기둥 형상으로 형성되고, 코일이 장착된 고정자의 내부에 배치되어 고정자에 대하여 회전한다.The core body 110 is formed in a cylindrical shape, is placed inside a stator on which a coil is mounted, and rotates with respect to the stator.

코어몸체(110)가 원기둥 형상으로 형성됨으로써, 형상의 특성상 코어몸체(110)가 고정자의 내부에서 안정적으로 회전한다.Since the core body 110 is formed in a cylindrical shape, the core body 110 rotates stably inside the stator due to the nature of the shape.

관통공(120)은 코어몸체(110)의 중심에서 길이방향으로 관통된 것으로서, 고정자에 고정되는 회전축(200)이 관통된다.The through hole 120 is penetrated in the longitudinal direction from the center of the core body 110, and the rotation axis 200 fixed to the stator passes through it.

관통공(120)이 상기 코어몸체(110)의 중심부에 형성되고, 회전축(200)이 관통됨으로써, 코어몸체(110)가 회전축(200)을 중심으로 상기 고정자에 대하여 원활하게 회전한다.A through hole 120 is formed in the center of the core body 110, and the rotation axis 200 passes through it, so that the core body 110 rotates smoothly with respect to the stator around the rotation axis 200.

자석설치부(130)는 관통공(120)의 둘레를 따라 다수개가 등간격을 유지하면서 상호 이격되어 길이방향으로 관통된 것으로서, 코어몸체(110)의 일단과 타단이 상호 연통되어 자석(300)이 장착된다.A plurality of magnet installation parts 130 are spaced apart from each other along the circumference of the through hole 120 and penetrated in the longitudinal direction. One end and the other end of the core body 110 communicate with each other to form a magnet 300. This is installed.

자석설치부(130)는 내부에 공기가 채워져 자석(300)으로부터 발생되는 자속이 누설되는 것을 저감시킨다.The magnet installation part 130 is filled with air to reduce leakage of magnetic flux generated from the magnet 300.

자석설치부(130)가 코어몸체(110)에 형성됨으로써, 자석(300)이 코어몸체(110)에 용이하게 매입될 수 있다.By forming the magnet installation portion 130 in the core body 110, the magnet 300 can be easily embedded in the core body 110.

회전축(200)은 회전자코어(100)의 관통공(120)을 관통하여 회전자코어(100)에 결합되는 것으로서, 회전축(200) 회전자코어(100)와 함께 회전한다.The rotating shaft 200 passes through the through hole 120 of the rotor core 100 and is coupled to the rotor core 100, and the rotating shaft 200 rotates together with the rotor core 100.

그리고, 회전축(200)의 일단과 타단은 고정자의 내부에 각각 고정되는 것으로서, 이로 인해, 회전자코어(100)는 회전자축을 매개로 하여 고정자의 내부에 용이하게 고정될 수 있다.In addition, one end and the other end of the rotation shaft 200 are respectively fixed to the inside of the stator. As a result, the rotor core 100 can be easily fixed to the inside of the stator via the rotor shaft.

회전축(200)은 일측과 타측이 상호 연통되어 유체가 유동하는 중공의 축으로 형성된 것으로서, 회전축(200)의 일측에는 유체가 유입되는 유입구(240)가 형성되고, 타측에는 상기 유입구(240)로부터 유입된 유체가 배출되는 배출구(250)가 형성된다.The rotating shaft 200 is formed as a hollow shaft through which fluid flows with one side and the other side communicating with each other. An inlet 240 through which fluid flows is formed on one side of the rotating shaft 200, and an inlet 240 through which fluid flows is formed on the other side of the rotating shaft 200. An outlet 250 is formed through which the introduced fluid is discharged.

이로 인해, 회전축(200)의 외부로부터 회전축(200)의 내부로 유체가 원활하게 유입되어회전축(200)을 용이하게 냉각시킬 수 있다.Due to this, fluid flows smoothly from the outside of the rotating shaft 200 into the inside of the rotating shaft 200, making it possible to easily cool the rotating shaft 200.

이러한 회전축(200)은 코어장착부(210)와 베어링장착부(220)와 냉각부(230)로 이루어진다.This rotating shaft 200 consists of a core mounting portion 210, a bearing mounting portion 220, and a cooling portion 230.

코어장착부(210)는 회전축(200)의 몸체를 이루는 것으로서, 외주면에는 코어냉각홀(211)이 형성되어 있다.The core mounting portion 210 forms the body of the rotating shaft 200, and a core cooling hole 211 is formed on the outer peripheral surface.

코어냉각홀(211)은 코어장착부(210)의 외주면을 따라 다수개가 등간격으로 배치된 것으로서, 코어장착부(210)의 반지름방향으로 관통하여 코어장착부(210)의 내부와 외부를 상호 연통시킨다.A plurality of core cooling holes 211 are arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the core mounting portion 210, and penetrate the core mounting portion 210 in the radial direction to communicate with the inside and outside of the core mounting portion 210.

이로 인해, 코어냉각홀(211)은 회전축(200)의 유입구(240)로 유입된 유체가 회전축(200)의 배출구(250)를 통해 배출되기 전에 유체를 배출시킬 수 있다.Because of this, the core cooling hole 211 can discharge the fluid that flows into the inlet 240 of the rotating shaft 200 before it is discharged through the outlet 250 of the rotating shaft 200.

한편, 회전축(200)에 회전자코어(100)가 장착될 때, 코어장착부(210)의 외주면과 회전자코어(100)의 내주면이 서로 접한다.Meanwhile, when the rotor core 100 is mounted on the rotating shaft 200, the outer peripheral surface of the core mounting portion 210 and the inner peripheral surface of the rotor core 100 contact each other.

이로 인해, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체는 코어장착부(210)의 코어냉각홀(211)을 통해 코어장착부(210)의 외부로 배출되면서 회전자코어(100)의 내주면에 접하여 회전자코어(100)로부터 발생된 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.As a result, the fluid flowing into the rotating shaft 200 is discharged to the outside of the core mounting portion 210 through the core cooling hole 211 of the core mounting portion 210 and comes into contact with the inner peripheral surface of the rotor core 100, thereby rotating the rotor. Heat generated from the core 100 can be easily cooled.

베어링장착부(220)는 코어장착부(210)의 양측에 각각 형성되어 고정자에 설치되는 베어링(400)이 장착된다.The bearing mounting portion 220 is formed on both sides of the core mounting portion 210 and is equipped with a bearing 400 installed on the stator.

이러한 베어링장착부(220)는 그 외주면에 베어링냉각홀(221)이 형성되어 있다.This bearing mounting portion 220 has a bearing cooling hole 221 formed on its outer peripheral surface.

베어링냉각홀(221)은 베어링장착부(220)의 외주면을 따라 다수개가 등간격으로 배치된 것으로써, 베어링장착부(220)의 반지름방향으로 관통하여 베어링장착부(220)의 내부와 외부를 상호 연통시킨다.A plurality of bearing cooling holes 221 are arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the bearing mounting portion 220, and penetrate in the radial direction of the bearing mounting portion 220 to communicate with the inside and outside of the bearing mounting portion 220. .

이로 인해, 베어링냉각홀(221)은 회전축(200)의 유입구(240)로 유입된 유체가 회전축(200)의 배출구(250)를 통해 배출되기 전에 유체를 배출시킬 수 있다.Due to this, the bearing cooling hole 221 can discharge the fluid flowing into the inlet 240 of the rotating shaft 200 before the fluid is discharged through the outlet 250 of the rotating shaft 200.

한편, 회전축(200)에 베어링(400)이 장착될 때, 베어링장착부(220)의 외주면과 베어링(400)의 내주면이 서로 접한다.Meanwhile, when the bearing 400 is mounted on the rotating shaft 200, the outer peripheral surface of the bearing mounting portion 220 and the inner peripheral surface of the bearing 400 contact each other.

따라서, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체는 베어링장착부(220)의 베어링냉각홀(221)을 통해 베어링장착부(220)의 외부로 배출됨으로써, 회전자코어(100) 및 회전축(200)의 회전 시, 고정자에 장착된 베어링(400)도 함께 회전하면서 발생된 베어링(400)의 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.Accordingly, the fluid flowing into the rotary shaft 200 is discharged to the outside of the bearing mounting portion 220 through the bearing cooling hole 221 of the bearing mounting portion 220, thereby causing the rotor core 100 and the rotating shaft 200 to When rotating, the bearing 400 mounted on the stator also rotates, allowing the heat generated in the bearing 400 to be easily cooled.

이로 인해, 베어링냉각홀(221)은 지속적인 부하운전 시 모터에 온도가 상승됨으로써 회전자에 열이 쌓이게 되어 회전자의 표면의 와전류 손실로 인해 모터의 효율이 저하되거나, 모터의 수명에 가장 큰 영향을 주는 베어링(400)의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있다.As a result, the temperature of the bearing cooling hole 221 increases during continuous load operation, causing heat to accumulate in the rotor, which reduces the efficiency of the motor due to eddy current loss on the surface of the rotor and has the greatest impact on the life of the motor. It is possible to prevent the lifespan of the bearing 400 from being reduced.

또한, 고정자와 회전자를 상호 회전가능하게 연결시켜주는 베어링(400)의 높은 열을 냉각시킴으로써, 모터의 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, the durability of the motor can be improved by cooling the high heat of the bearing 400 that rotatably connects the stator and the rotor to each other.

냉각부(230)는 코어장착부(210)와 베어링장착부(220) 사이에 형성된 것으로서, 이러한 냉각부(230)는 냉각부몸체(231)와 코어차단부(233)로 이루어진다.The cooling part 230 is formed between the core mounting part 210 and the bearing mounting part 220, and this cooling part 230 consists of a cooling part body 231 and a core blocking part 233.

냉각부몸체(231)는 냉각부(230)의 몸체를 이루는 것으로서, 그 외주면에 모터냉각홀(232)이 형성되어 있다.The cooling unit body 231 forms the body of the cooling unit 230, and a motor cooling hole 232 is formed on its outer peripheral surface.

모터냉각홀(232)은 냉각부몸체(231)의 외주면을 따라 다수개가 등간격으로 배치된 것으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 냉각부몸체(231)의 접선방향으로 관통되어 냉각부몸체(231)의 내부와 외부를 상호 연통시킨다.A plurality of motor cooling holes 232 are arranged at equal intervals along the outer peripheral surface of the cooling unit body 231. As shown in FIG. 7, the motor cooling holes 232 penetrate in the tangential direction of the cooling unit body 231 and form the cooling unit body 231. ) communicates with each other the inside and outside.

따라서, 모터냉각홀(232)은 회전축(200)의 유입구(240)로 유입된 유체가 회전축(200)의 배출구(250)를 통해 배출되기 전에 유체를 배출시킬 수 있다.Accordingly, the motor cooling hole 232 can discharge the fluid flowing into the inlet 240 of the rotating shaft 200 before the fluid is discharged through the outlet 250 of the rotating shaft 200.

즉, 고정자가 수용되는 하우징의 냉각을 통해 고정자를 냉각하였으나 회전자를 냉각시키기에는 어려웠던 종래와는 달리 본 발명의 일실시예에서는 회전자의 냉각부몸체(231)에 회전축(200)의 내부로 유입된 유체가 배출되는 모터냉각홀(232)이 형성됨으로써, 유체가 냉각부몸체(231)의 모터냉각홀(232)을 통해 배출되어 회전자를 효율적으로 냉각시킬 수 있다.That is, unlike the conventional method in which the stator was cooled by cooling the housing in which the stator is accommodated, but it was difficult to cool the rotor, in one embodiment of the present invention, the cooling unit 231 of the rotor is cooled to the inside of the rotating shaft 200. By forming the motor cooling hole 232 through which the introduced fluid is discharged, the fluid can be discharged through the motor cooling hole 232 of the cooling unit body 231 to efficiently cool the rotor.

이로 인해, 회전자가 효율적으로 냉각되어 회전자의 온도가 효율적으로 낮아지고, 자속모터의 효율이 상승된다.As a result, the rotor is efficiently cooled, effectively lowering the temperature of the rotor, and increasing the efficiency of the magnetic flux motor.

한편, 코어장착부(210)의 반지름방향으로 형성되어 유체를 회전자코어(100)의 내측면에 접하도록 하는 코어냉각홀(211)과, 베어링장착부(220)의 반지름방향으로 형성되어 유체를 베어링(400)의 내측면에 접하도록 하는 베어링장착부(220)와 달리, 모터냉각홀(232)은 냉각부몸체(231)의 접선방향으로 관통됨으로써, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀(232)을 통해 배출될 때, 유체가 모터의 내부를 원주방향으로 골고루 접하게 된다.Meanwhile, a core cooling hole 211 is formed in the radial direction of the core mounting portion 210 to allow fluid to contact the inner surface of the rotor core 100, and is formed in the radial direction of the bearing mounting portion 220 to allow fluid to flow into the bearing. Unlike the bearing mounting portion 220 that is in contact with the inner surface of (400), the motor cooling hole 232 penetrates in the tangential direction of the cooling unit body 231, so that the fluid flowing into the inside of the rotating shaft 200 flows into the motor. When discharged through the cooling hole 232, the fluid evenly contacts the inside of the motor in the circumferential direction.

따라서 모터냉각홀(232)은 유체를 냉각부(230)로부터 원부방향으로 배출시킴으로써, 모터를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있다.Therefore, the motor cooling hole 232 can cool the motor more efficiently by discharging fluid from the cooling unit 230 in the distal direction.

또한, 모터냉각홀(232)은 냉각부몸체(231)의 접선방향으로 관통됨으로써, 냉각부몸체(231) 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀(232)을 통해 냉각부몸체(231)의 외부로 배출될 때, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 증가시킬 수 있다.In addition, the motor cooling hole 232 is penetrated in the tangential direction of the cooling unit body 231, so that the fluid flowing into the cooling unit body 231 flows to the outside of the cooling unit body 231 through the motor cooling hole 232. When discharged, the rotational power of the motor can be further increased by the discharged pressure of the fluid.

한편, 냉각부몸체(231)의 외경은 베어링장착부(220)의 외경보다 작고, 냉각부몸체(231)의 내경은 베어링장착부(220)의 내경과 동일하다.Meanwhile, the outer diameter of the cooling part body 231 is smaller than the outer diameter of the bearing mounting part 220, and the inner diameter of the cooling part body 231 is the same as the inner diameter of the bearing mounting part 220.

즉, 냉각부몸체(231)의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께(D2)가 베어링장착부(220)의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께(D1)보다 두껍게 형성됨으로써, 모터냉각홀(232)의 길이가 베어링냉각홀(221)의 길이보다 길다.That is, the cross-sectional thickness (D2) from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the cooling unit body 231 is formed thicker than the cross-sectional thickness (D1) from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the bearing mounting portion 220, thereby increasing the length of the motor cooling hole 232. It is longer than the length of the bearing cooling hole (221).

따라서, 모터냉각홀(232)을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀(232)을 통과하는 과정에서 베어링냉각홀(221)에 비하여 더욱 강한 추진력이 발생되어 유체의 배출압력이 더욱 커진다.Therefore, the fluid discharged through the motor cooling hole 232 is discharged in a clearer direction, and a stronger driving force is generated in the process of the fluid passing through the motor cooling hole 232 compared to the bearing cooling hole 221. The discharge pressure of the fluid increases further.

이로 인해, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있고 지속적인 부하운전 시 모터의 부하를 더욱 효율적으로 줄일 수 있어 모터의 온도를 더욱 효율적으로 낮출 수 있다.As a result, the rotational force of the motor can be further accelerated by the discharged pressure of the fluid, and the load on the motor can be reduced more efficiently during continuous load operation, thereby lowering the temperature of the motor more efficiently.

한편, 회전축(200)의 유입구(240) 내경은 회전축(200)의 배출구(250) 내경보다 크다.Meanwhile, the inner diameter of the inlet 240 of the rotating shaft 200 is larger than the inner diameter of the outlet 250 of the rotating shaft 200.

따라서, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀(232)을 통해 회전축(200)의 외부로 배출될 때, 더욱 큰 압력으로 배출된다.Accordingly, when the fluid flowing into the rotating shaft 200 is discharged to the outside of the rotating shaft 200 through the motor cooling hole 232, it is discharged with greater pressure.

또한, 회전축(200)의 배출구(250) 내경보다 모터냉각홀(232) 내경이 더 작게 형성됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that the inner diameter of the motor cooling hole 232 is smaller than the inner diameter of the outlet 250 of the rotating shaft 200.

따라서, 회전축(200)의 유입구(240)로 유입되는 유체의 압력보다 회전축(200)으로부터 배출되는 유체의 배출압력이 높아지게 된다.Accordingly, the discharge pressure of the fluid discharged from the rotating shaft 200 becomes higher than the pressure of the fluid flowing into the inlet 240 of the rotating shaft 200.

이로 인해, 모터냉각홀(232)을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀(232)을 통과하는 과정에서 더욱 강한 추진력을 발생시켜 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있다.As a result, the direction of the fluid discharged through the motor cooling hole 232 is discharged in a clearer direction, and a stronger driving force is generated in the process of the fluid passing through the motor cooling hole 232, further accelerating the rotational force of the motor. You can.

이러한 모터냉각홀(232)의 크기와 회전축(200)의 유입구(240) 및 배출구(250)의 크기는 모터냉각홀(232)로부터 배출되는 유체의 압력이 회전축(200)의 유입구(240)로부터 유입되는 압력보다 크다면 제품의 사양 및 사용환경에 따라 다양한 크기로 형성됨도 가능하다.The size of the motor cooling hole 232 and the size of the inlet 240 and outlet 250 of the rotating shaft 200 are such that the pressure of the fluid discharged from the motor cooling hole 232 is lowered from the inlet 240 of the rotating shaft 200. If it is greater than the incoming pressure, it can be formed in various sizes depending on the product specifications and usage environment.

코어차단부(233)는 회전자코어(100)의 일측방향에서 냉각부몸체(231)와 회전자코어(100) 사이에 형성된 것으로서, 회전자코어(100)를 코어장착부(210)의 타측방향으로부터 일측방향으로 장착시킬 때, 회전자코어(100)가 코어장착부(210)의 일측방향으로 과도하게 이동하는 것을 제한한다.The core blocking portion 233 is formed between the cooling unit body 231 and the rotor core 100 in one direction of the rotor core 100, and connects the rotor core 100 to the other side of the core mounting portion 210. When mounted in one direction from the rotor core 100, excessive movement in one direction of the core mounting portion 210 is restricted.

이러한 코어차단부(233)의 외경은 코어장착부(210)의 외경보다 크다.The outer diameter of the core blocking portion 233 is larger than the outer diameter of the core mounting portion 210.

따라서, 코어장착부(210)에 회전자코어(100)가 장착될 때, 회전자코어(100)의 일측면이 코어차단부(233)의 타측면과 상호 접하여 회전자코어(100)가 일측방향으로 과도하게 이동하는 것을 효율적으로 제한할 수 있다.Therefore, when the rotor core 100 is mounted on the core mounting portion 210, one side of the rotor core 100 is in contact with the other side of the core blocking portion 233, so that the rotor core 100 moves in one direction. Excessive movement can be effectively limited.

자석(300)은 제품의 사양 및 사용환경에 따라 영구자석(300)으로 이루어짐도 가능하다.The magnet 300 may also be made of a permanent magnet 300 depending on the product specifications and usage environment.

자석(300)은 외부로부터 전기에너지를 공급 받지 않고서도 안정된 자기장을 발생시킬 수 있어 회전자를 안정적으로 회전시킬 수 있다.The magnet 300 can generate a stable magnetic field without receiving electrical energy from the outside, thereby stably rotating the rotor.

자석(300)은 자석설치부(130)에 각각 설치되는 것으로서, 이를 위해 자석(300)의 단면형상은 자석설치부(130)의 단면 형상과 동일하다.The magnets 300 are installed in each of the magnet installation units 130, and for this purpose, the cross-sectional shape of the magnets 300 is the same as the cross-sectional shape of the magnet installation unit 130.

그리고, 자석(300)은 고정자에 장착된 코일에서 발생되는 자기장과의 상호작용에 의해 회전자코어(100)에 회전력을 발생시킨다.And, the magnet 300 generates a rotational force in the rotor core 100 by interaction with the magnetic field generated from the coil mounted on the stator.

코일에 전류가 인가되면, 고정자의 구조로 인해 발생되는 회전 자기장과 도체에서 발생되는 유도 전류와의 상호작용에 의해 회전자가 회전되고, 회전자가 동기속도에 이르게 되면 자석(300)에 의한 토크와 회전자의 구조에 기인한 릴럭턴스 토크(RELUCTANCE TORQUE)가 발생하여 회전자가 회전되면서 토크를 발생시킨다.When current is applied to the coil, the rotor rotates due to the interaction between the rotating magnetic field generated by the structure of the stator and the induced current generated in the conductor, and when the rotor reaches synchronous speed, the torque and rotation by the magnet 300 RELUCTANCE TORQUE is generated due to the structure of electrons, causing the rotor to rotate and generate torque.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의한 냉각부(230)를 구비한 모터 회전자는 회전축(200)의 일측에 유체가 유입되는 유입구(240)가 형성되고, 타측에는 상기 유입구(240)로부터 유입된 유체가 배출되는 배출구(250)가 형성됨으로써, 회전축(200)의 외부로부터 회전축(200)의 내부로 유체가 원활하게 유입되어회전축(200)을 용이하게 냉각시킬 수 있다.As described above, the motor rotor equipped with the cooling unit 230 according to the present invention has an inlet 240 through which fluid flows in on one side of the rotating shaft 200, and an inlet 240 through which fluid flows in from the inlet 240 on the other side. By forming the outlet 250 through which fluid is discharged, fluid can smoothly flow from the outside of the rotating shaft 200 into the inside of the rotating shaft 200, thereby easily cooling the rotating shaft 200.

그리고, 회전축(200)에 회전자코어(100)가 장착될 때, 코어장착부(210)의 외주면과 회전자코어(100)의 내주면이 서로 접함으로써, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체는 코어장착부(210)의 코어냉각홀(211)을 통해 코어장착부(210)의 외부로 배출되면서 회전자코어(100)의 내주면에 접하여 회전자코어(100)로부터 발생된 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.And, when the rotor core 100 is mounted on the rotating shaft 200, the outer peripheral surface of the core mounting portion 210 and the inner peripheral surface of the rotor core 100 come into contact with each other, so that the fluid flowing into the rotating shaft 200 The heat generated from the rotor core 100 can be easily cooled by being discharged to the outside of the core mounting portion 210 through the core cooling hole 211 of the core mounting portion 210 and in contact with the inner peripheral surface of the rotor core 100. there is.

또한, 회전축(200)에 베어링(400)이 장착될 때, 베어링장착부(220)의 외주면과 베어링(400)의 내주면이 서로 접함으로써, 회전축(200)의 내부로 유입된 유체는 베어링장착부(220)의 베어링냉각홀(221)을 통해 베어링장착부(220)의 외부로 배출되면서 회전자코어(100) 및 회전축(200)의 회전 시, 고정자에 장착된 베어링(400)도 함께 회전하여 발생된 베어링(400)의 열을 용이하게 냉각시킬 수 있다.In addition, when the bearing 400 is mounted on the rotating shaft 200, the outer peripheral surface of the bearing mounting portion 220 and the inner peripheral surface of the bearing 400 come into contact with each other, so that the fluid flowing into the rotating shaft 200 flows into the bearing mounting portion 220. ) is discharged to the outside of the bearing mounting portion 220 through the bearing cooling hole 221, and when the rotor core 100 and the rotating shaft 200 rotate, the bearing 400 mounted on the stator also rotates. The heat of (400) can be easily cooled.

이로 인해, 고정자와 회전자를 상호 회전가능하게 연결시켜주는 베어링(400)의 높은 열을 냉각시킴으로써, 모터의 내구성을 향상시킬 수 있다.As a result, the durability of the motor can be improved by cooling the high heat of the bearing 400 that rotatably connects the stator and the rotor to each other.

아울러, 모터냉각홀(232)이 냉각부몸체(231)의 접선방향으로 관통되어 회전축(200)의 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀(232)을 통해 배출될 때, 유체가 모터의 내부를 원주방향으로 골고루 접하게 됨으로써, 유체를 냉각부(230)로부터 원부방향으로 배출되어 모터를 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있다.In addition, when the motor cooling hole 232 penetrates in the tangential direction of the cooling unit body 231 and the fluid flowing into the rotary shaft 200 is discharged through the motor cooling hole 232, the fluid flows through the inside of the motor. By being evenly contacted in the circumferential direction, the fluid can be discharged from the cooling unit 230 in the distal direction, thereby cooling the motor more efficiently.

그리고, 모터냉각홀(232)이 냉각부몸체(231)의 접선방향으로 관통됨으로써, 냉각부몸체(231) 내부로 유입된 유체가 모터냉각홀(232)을 통해 냉각부몸체(231)의 외부로 배출될 때, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 증가시킬 수 있다.In addition, as the motor cooling hole 232 penetrates the cooling unit body 231 in the tangential direction, the fluid flowing into the cooling unit body 231 flows to the outside of the cooling unit body 231 through the motor cooling hole 232. When discharged, the rotational power of the motor can be further increased by the discharged pressure of the fluid.

그리고, 냉각부몸체(231)의 외경이 베어링장착부(220)의 외경보다 작고, 냉각부몸체(231)의 내경은 베어링장착부(220)의 내경과 동일하여 냉각부몸체(231)의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께(D2)가 베어링장착부(220)의 내주면으로부터 외주면까지의 단면두께(D1)보다 두껍게 형성됨으로써, 모터냉각홀(232)을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀(232)을 통과하는 과정에서 베어링냉각홀(221)에 비하여 더욱 강한 추진력이 발생되어 유체의 배출압력이 더욱 커진다.In addition, the outer diameter of the cooling unit body 231 is smaller than the outer diameter of the bearing mounting portion 220, and the inner diameter of the cooling portion body 231 is the same as the inner diameter of the bearing mounting portion 220, so that the outer circumferential surface is from the inner peripheral surface of the cooling portion body 231. As the cross-sectional thickness (D2) is thicker than the cross-sectional thickness (D1) from the inner peripheral surface to the outer peripheral surface of the bearing mounting portion 220, the fluid discharged through the motor cooling hole 232 is discharged in a more clear direction, As the fluid passes through the motor cooling hole 232, a stronger driving force is generated compared to the bearing cooling hole 221, thereby further increasing the discharge pressure of the fluid.

이로 인해, 유체의 배출되는 압력에 의해 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있고 지속적인 부하운전 시 모터의 부하를 더욱 효율적으로 줄일 수있어 모터의 온도를 더욱 효율적으로 낮출 수 있다.As a result, the rotational force of the motor can be further accelerated by the discharged pressure of the fluid, and the load on the motor can be reduced more efficiently during continuous load operation, thereby lowering the temperature of the motor more efficiently.

아울러, 회전축(200)의 배출구(250) 내경보다 모터냉각홀(232) 내경이 더 작게 형성됨으로써, 회전축(200)의 유입구(240)로 유입되는 유체의 압력보다 회전축(200)으로부터 배출되는 유체의 배출압력이 높아지게 되어 모터냉각홀(232)을 통해 배출되는 유체에 방향이 더욱 명확한 방향으로 배출되고, 유체가 모터냉각홀(232)을 통과하는 과정에서 더욱 강한 추진력을 발생시켜 모터의 회전력을 더욱 가속시킬 수 있다.In addition, the inner diameter of the motor cooling hole 232 is formed to be smaller than the inner diameter of the outlet 250 of the rotating shaft 200, so that the pressure of the fluid flowing into the inlet 240 of the rotating shaft 200 is higher than that of the fluid discharged from the rotating shaft 200. As the discharge pressure increases, the fluid discharged through the motor cooling hole 232 is discharged in a clearer direction, and as the fluid passes through the motor cooling hole 232, a stronger driving force is generated, increasing the rotational power of the motor. It can be accelerated further.

그리고, 코어차단부(233)의 외경이 코어장착부(210)의 외경보다 큼으로써, 코어장착부(210)에 회전자코어(100)가 장착될 때, 회전자코어(100)의 일측면이 코어차단부(233)의 타측면과 서로 접하여 회전자코어(100)가 일측방향으로 과도하게 이동하는 것을 효율적으로 제한할 수 있다.In addition, since the outer diameter of the core blocking portion 233 is larger than the outer diameter of the core mounting portion 210, when the rotor core 100 is mounted on the core mounting portion 210, one side of the rotor core 100 is By contacting the other side of the blocking portion 233, excessive movement of the rotor core 100 in one direction can be effectively restricted.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope permitted by the technical idea of the present invention.

100: 회전자코어 110: 코어몸체
120: 관통공 130: 자석설치부
200: 회전축 210: 코어장착부
211: 코어냉각홀 220: 베어링장착부
221: 베어링냉각홀 230: 냉각부
231: 냉각부몸체 232: 모터냉각홀
233: 코어차단부 240: 유입구
250: 배출구 300: 자석
400: 베어링100: rotor core 110: core body
120: Through hole 130: Magnet installation part
200: Rotating shaft 210: Core mounting portion
211: Core cooling hole 220: Bearing mounting part
221: Bearing cooling hole 230: Cooling unit
231: Cooling unit body 232: Motor cooling hole
233: core blocking part 240: inlet
250: outlet 300: magnet
400: Bearing

Claims (12)

모터의 고정자 내측공간에 회전가능하게 수용되고, 중심에 길이방향으로 관통공이 관통되며, 상기 관통공의 둘레를 따라 다수개의 자석설치부가 길이방향으로 관통된 회전자코어;
상기 관통공을 관통하여 상기 회전자코어에 결합되고, 일측과 타측이 상호 연통되어 유체가 유동하는 중공의 회전축;
상기 자석설치부에 장착되고, 고정자와의 상호작용을 통해 상기 회전자코어에 회전력을 발생시키는 자석;을 포함하며,
상기 회전축은,
외주면에 상기 회전자코어의 내주면이 접하는 코어장착부;
상기 코어장착부의 양측에 각각 형성되어 고정자에 설치된 베어링이 장착되는 베어링장착부;
상기 코어장착부와 상기 베어링장착부 사이에 형성된 냉각부;를 포함하며,
상기 냉각부는,
몸체를 이루는 냉각부몸체;를 포함하되,
상기 냉각부몸체에는 외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 상기 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 모터냉각홀;이 형성되고,
상기 냉각부몸체의 외경은 상기 베어링장착부의 외경보다 크고, 상기 냉각부몸체의 내경은 상기 베어링장착부의 내경과 동일며,
상기 모터냉각홀은,
상기 냉각부몸체의 접선방향으로 관통하여 상기 냉각부몸체의 내부와 외부를 상호 연통시키고,
상기 베어링장착부에는,
외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되며, 상기 회전축의 내부로 유입된 유체가 배출되는 베어링냉각홀;이 형성되며,
상기 모터냉각홀의 길이는 상기 베어링냉각홀의 길이보다 긴 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
A rotor core rotatably accommodated in the inner space of the stator of the motor, having a longitudinal through hole in the center, and having a plurality of magnet installation portions longitudinally penetrating along the circumference of the through hole.
a hollow rotating shaft that passes through the through hole and is coupled to the rotor core, with one side and the other side communicating with each other through which fluid flows;
A magnet is mounted on the magnet installation unit and generates a rotational force in the rotor core through interaction with the stator,
The rotation axis is,
A core mounting portion where the inner peripheral surface of the rotor core contacts the outer peripheral surface;
Bearing mounting portions formed on both sides of the core mounting portion to which bearings installed on the stator are mounted;
It includes a cooling portion formed between the core mounting portion and the bearing mounting portion,
The cooling unit,
Including a cooling body forming the body,
A motor cooling hole is formed in the cooling unit body at equal intervals along the outer circumferential surface, the inside and outside of which communicate with each other, and the fluid flowing into the rotation shaft is discharged,
The outer diameter of the cooling part body is larger than the outer diameter of the bearing mounting part, and the inner diameter of the cooling part body is the same as the inner diameter of the bearing mounting part,
The motor cooling hole is,
Penetrating the cooling unit body in a tangential direction to communicate with the inside and outside of the cooling unit body,
In the bearing mounting part,
A bearing cooling hole is formed that is disposed at equal intervals along the outer circumferential surface, the inside and the outside communicate with each other, and the fluid flowing into the rotating shaft is discharged,
The length of the motor cooling hole is longer than the length of the bearing cooling hole.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제1항에 있어서, 상기 냉각부는,
상기 냉각부몸체와 상기 회전자코어 사이에 형성되고, 상기 회전자코어의 일면과 접하여 상기 회전자코어가 일면방향으로 과도하게 이동을 제한하는 코어차단부;를 더 포함하는 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
The method of claim 1, wherein the cooling unit,
It further includes a core blocking portion formed between the cooling unit body and the rotor core, and contacting one surface of the rotor core to restrict excessive movement of the rotor core in the direction of one surface.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 코어차단부의 외경은 상기 코어장착부의 외경보다 큰 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
According to paragraph 2,
The outer diameter of the core blocking portion is larger than the outer diameter of the core mounting portion.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제1항에 있어서,
상기 회전축의 일측에는 유체가 유입되는 유입구가 형성되고, 타측에는 상기 유입구로부터 유입된 유체가 배출되는 배출구가 형성되되,
상기 유입구의 내경은, 상기 배출구 내경보다 큰 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
According to paragraph 1,
An inlet through which fluid flows in is formed on one side of the rotating shaft, and an outlet through which fluid flowing in from the inlet is discharged is formed on the other side,
The inner diameter of the inlet is larger than the inner diameter of the outlet.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제6항에 있어서,
상기 모터냉각홀의 내경은 상기 배출구의 내경보다 작은 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
According to clause 6,
The inner diameter of the motor cooling hole is smaller than the inner diameter of the outlet.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제1항에 있어서, 상기 코어장착부에는,
외주면을 따라 등간격으로 배치되고, 내부와 외부가 상호 연통되어 상기 회전축으로 유입된 유체가 배출되는 코어냉각홀;이 형성된 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
The method of claim 1, wherein the core mounting portion includes:
A core cooling hole is formed at equal intervals along the outer circumferential surface, and the inside and outside communicate with each other, and the fluid flowing into the rotating shaft is discharged.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제8항에 있어서, 상기 코어냉각홀은,
상기 코어장착부의 반지름방향으로 관통되고, 내부와 외부가 상호 연통되는것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
The method of claim 8, wherein the core cooling hole is,
Penetrating the core mounting part in the radial direction, the inside and outside communicate with each other
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 베어링냉각홀은,
상기 베어링장착부의 반지름방향으로 관통하여 상기 베어링장착부의 내부와 외부를 상호 연통시키는 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
The method of claim 1, wherein the bearing cooling hole is,
Penetrating the bearing mounting portion in the radial direction to communicate with the inside and outside of the bearing mounting portion.
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
 제1항에 있어서, 상기 자석의 단면 형상은,
상기 자석설치부의 단면 형상과 동일한 것
인 냉각부를 구비한 모터 회전자.
The method of claim 1, wherein the cross-sectional shape of the magnet is:
Same as the cross-sectional shape of the magnet installation part
A motor rotor with a phosphor cooling unit.
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