KR20110027261A - 히트 파이프를 구비한 인휠 모터 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 고정자에 히트 파이프를 설치하여 인휠 모터를 냉각시킬 수 있도록 함으로써 상대적으로 낮은 중량과 저비용으로 높은 냉각 성능을 얻을 수 있으며, 히트 파이프에 방열팬을 설치하여 냉각 성능을 높일 수 있는, 히트 파이프를 구비한 인휠 모터에 관한 것으로서,
내측의 고정자와 외측의 회전자가 서로 마주보도록 배치되며, 상기 고정자에는 코일이 권선되며, 상기 회전자에는 영구자석이 구비되며, 상기 고정자는 스테이터 브래킷을 개재하여 너클에 고정되며, 상기 회전자는 로터 브래킷을 개재하여 휠에 고정되며, 상기 고정자에는 히트 파이프가 원주방향으로 내입되어 있으며, 상기한 히트 파이프에는 방열판이 연결되는 구조로 이루어진다.
고정자, 회전자, 코일, 영구자석, 스테이터 브래킷, 로터 브래킷, 히트 파이프

Description

히트 파이프를 구비한 인휠 모터{Inwheel motor having heat pipe}
이 발명은 인휠 모터에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 고정자에 히트 파이프를 설치하여 인휠 모터를 냉각시킬 수 있도록 함으로써 상대적으로 낮은 중량과 저비용으로 높은 냉각 성능을 얻을 수 있으며, 히트 파이프에 방열팬을 설치하여 냉각 성능을 높일 수 있는, 히트 파이프를 구비한 인휠 모터에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어 감에 따라 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신에 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 전기 자동차의 개발이 이루어지고 있다.
상기한 전기 자동차는, 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.
일반적으로, 인휠 모터는 상기한 전기 자동차와 같이 전기를 동력원으로 사 용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리, 휠 림 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달도록 하는 기술이다.
따라서, 상기 인휠 모터를 적용하는 경우 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있으며, 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.
일반적으로 모터는 약 180℃ 이상에서 출력이 저하되는 문제점이 있기 때문에, 인휠 모터에는 주행중에 발생되는 열을 식혀 줄 냉각장치를 필요로 한다.
도 1은 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터의 구성은, 코일(11)이 감겨져 있는 고정자(1)가 외측에 설치되고, 영구자석이 구비되어 있는 회전자(2)가 내측에 설치되어 고정자(1)와 서로 마주보도록 배치되며, 상기한 회전자(2)에는 타이어가 장착되어 있는 휠이 고정 연결되며, 상기한 고정자(1)와 회전자(2)를 감싸기 위하여 케이스(6)가 설치되며, 상기한 케이스(6)의 안쪽에는 냉각유(3)가 저장되고 상기한 케이스(6)의 내부에는 상기한 냉각유(3)를 순환시키기 위한 냉각유로(5)가 형성되고, 펌프를 이용하여 상기한 냉각유(3)가 냉각유로(5)를 따라서 순환되도록 하는 유량 제어부(4)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터의 작용은 다음과 같다.
고정자(1)에 장착된 코일(11)에 교류전류를 가하면, 영구자석이 장착된 회전 자(2)가 회전하게 되고, 이에 따라 상기한 회전자(2)와 고정 연결되어 있는 휠 및 타이어가 회전하게 된다.
이 경우에, 유량 제어부(4)는 펌프를 가동시켜서 케이스(6)의 안쪽에 저장되어 있는 냉각유(3)가 케이스(6)의 내부에 형성되어 있는 냉각유로(5)를 따라서 순환되도록 함으로써 주행중에 발생되는 열을 식혀주도록 한다.
그러나, 상기한 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터는, 냉각유를 순환시키기 위한 동력장치로서 펌프를 필요로 하기 때문에 중량 증대 및 동력 손실을 가져 오는 문제점이 있다.
또한, 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터는, 냉각유로를 설치해야 하기 때문에 구조가 복잡해짐에 따라 비용이 많이 들게 되는 문제점이 있다.
그리고, 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터는, 냉각유 순환방식으로 인하여 냉각유가 오염될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정자에 히트 파이프를 설치하여 인휠 모터를 냉각시킬 수 있도록 함으로써 상대적으로 낮은 중량과 저비용으로 높은 냉각 성능을 얻을 수 있는, 히트 파이프를 구비한 인휠 모터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 히트 파이프에 방열팬을 설치하여 냉각 성능을 높일 수 있는, 히트 파이프를 구비한 인휠 모터를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 내측의 고정자와 외측의 회전자가 서로 마주보도록 배치되며, 상기 고정자에는 코일이 권선되며, 상기 회전자에는 영구자석이 구비되며, 상기 고정자는 스테이터 브래킷을 개재하여 너클에 고정되며, 상기 회전자는 로터 브래킷을 개재하여 휠에 고정되며, 상기 고정자에는 히트 파이프가 원주방향으로 내입되어 있으며, 상기한 히트 파이프에는 방열판이 연결되는 구조로 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 히트 파이프는 한개 이상 설치되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 방열판은 도넛 형태로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 방열판은 다겹으로 형성되면 바람직하다.
이 발명은, 고정자에 히트 파이프를 설치하여 인휠 모터를 냉각시킬 수 있도록 함으로써 상대적으로 낮은 중량과 저비용으로 높은 냉각 성능을 얻을 수 있으며, 히트 파이프에 방열팬을 설치하여 냉각 성능을 높일 수 있는, 효과를 갖는다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 단면 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 단면 구성도이고, 도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 실적용 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 실적용 구성도이다.
도 2 내지 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터는, 내측의 고정자(170)와 외측의 회전자(180)가 서로 마주보도록 배치되는 구조로 이루어진다.
상기 고정자(170)에는 코일(171)이 권선되며, 상기 회전자(180)에는 영구자석(181)이 구비된다.
상기 고정자(170)는 스테이터 브래킷(80)을 개재하여 너클(30)에 고정된다.
상기 너클(30)은 직접 또는 다른 요소들을 개재하여 차체에 고정되어 있기 때문에 고정자(170)도 차체에 대해 고정된다.
상기 회전자(180)는 로터 브래킷(130)을 개재하여 휠(140)에 고정되어 있어 인휠 모터가 작동하여 회전자(180)가 고정자(170)에 대해 회전하면 휠(140) 및 바퀴(141)도 함께 회전하게 된다.
한편, 상기 휠(140) 및 바퀴(141)의 회전을 가능하게 지지하도록 휠 베어링의 회전부가 휠에 고정되는데, 휠베어링의 고정부는 너클(30)에 대해 고정된다.
상기 휠베어링 내륜(50)이 휠(140)에 대하여 고정되고, 휠베어링 외륜(70)이 너클(30)에 대해 고정된다. 너클(30)에는 가운데에 구멍이 있어서 이 구멍에 휠 베어링이 삽입된다.
상기 휠베어링 외륜(70)에는 플랜지(71)가 반경방향 외측으로 연장 형성되어 있는 바, 상기 플랜지(71)에는 볼트(90)가 나사체결되는 체결홀이 형성된다. 차체측으로부터 너클(30), 스테이터 브래킷(80), 휠베어링 외륜(70)의 플랜지(71)가 순서대로 배열되고 볼트(90)에 의해 상호 고정된다.
상기 회전자(180)는 로터 브래킷(130)에 의해 지지되며, 로터 브래킷(130)은 볼트와 너트에 의해 휠베어링 내륜(50), 브레이크 디스크(120), 휠(140)과 서로 고정된다.
상기 고정자(170)에는 다수개의 히트 파이프(A)가 원주방향으로 내입되어 있으며, 상기한 히트 파이프(A)에는 수겹으로 이루어진 도넛 형태의 방열판(B)이 연결된다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 작용은 다음과 같이 이루어진다.
고정자(170)에 권선되어 있는 코일(171)에 전류가 인가되어 자기장이 발생되 면, 회전자(180)에 설치되어 있는 영구자석(181)의 자기장과 상호 작용하게 되어 회전자(180)가 회전하게 됨으로써 인휠모터가 구동하게 된다.
이와 같이 인휠모터가 구동하게 되면 부하로 인해 고정자(170)에서 열이 발생하게 되고, 또한 브레이크 디스크(20)에서 발생하는 마찰열이 공기를 통하여 고정자(170)로 전달된다.
고정자(170)에서 발생된 열과 고정자(170)로 전달된 열은 고정자(170)에 설치되어 있는 다수개의 히트 파이프(A)로 전달되고, 히트파이프(A)의 끝에 있는 방열판(B)으로 집중된다. 방열판(B)은 외부로 노출되어 있어서 대기중의 공기로 열을 방출하는 역할을 수행한다.
도 1은 종래의 냉각장치를 구비한 인휠모터의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 단면 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 실적용 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 히트 파이프를 구비한 인휠 모터의 실적용 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
30 : 너클 50 : 휠베어링 내륜
70 : 휠베어링 외륜 80 : 스테이터 브래킷
90 : 볼트 140 : 휠
170 : 고정자 180 : 회전자
A : 히트 파이프 B : 방열판

Claims (4)

  1. 내측의 고정자와 외측의 회전자가 서로 마주보도록 배치되며, 상기 고정자에는 코일이 권선되며, 상기 회전자에는 영구자석이 구비되며, 상기 고정자는 스테이터 브래킷을 개재하여 너클에 고정되며, 상기 회전자는 로터 브래킷을 개재하여 휠에 고정되며, 상기 고정자에는 히트 파이프가 원주방향으로 내입되어 있으며, 상기한 히트 파이프에는 방열판이 연결되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 구비한 인휠 모터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 히트 파이프는 한개 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 구비한 인휠 모터.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기한 방열판은 도넛 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 구비한 인휠 모터.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기한 방열판은 다겹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 구비한 인휠 모터.
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