KR20140004313A - 모터 회전자 냉각구조 - Google Patents

모터 회전자 냉각구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 모터 회전자 냉각구조는 회전축과 회전축이 삽입 설치되는 회전자와의 사이에 회전자를 냉각시키도록 냉각 공기가 유동하는 냉각유로가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

모터 회전자 냉각구조{COOLING STRUCTURE FOR MOTOR ROTATOR}
본 발명은 모터 회전자 냉각구조에 관한 것으로, 더 구체적으로는 전기자동차 등에 장착되는 전기모터의 회전자를 공랭식으로 냉각할 수 있는 모터 회전자 냉각구조에 관한 것이다.
최근 자동차는 연소식 엔진을 사용하는 자동차에서 환경친화적이고, 연비를 고려한 또 다른 형태의 자동차, 즉, 하이브리드 자동차나 전기자동차에 대하여 활발한 연구 개발이 진행되고 있다.
하이브리드 자동차는 기존의 엔진과 전기에너지로 구동되는 모터를 연계하여 두 가지의 동력원으로 차량을 구동하고, 전기자동차는 전기에너지로 구동되는 모터만으로 구동하는 만큼, 배기가스에 의한 환경오염의 감소와 함께 연비향상의 효과로 인하여 미국과 일본을 중심으로 최근 각광을 받고 있는 현실대안적인 차세대 자동차로 자리매김하고 있다.
이러한 하이브리드 자동차나 전기자동차에는 전기모터를 구동하기 위한 구동원으로 고용량 배터리가 장착되어 필요시 모터로 전력을 공급하고 차량의 감속, 정지시 재생동력원으로부터 생성되는 전기에너지를 배터리로 충전하는 역할을 하고 있다.
이와 같은 차량용 전기모터는 크게 영구자석과 같은 다수의 자성체가 구비된 회전자와 이 회전자를 회전시키기 위해 전자기력을 생성하는 고정자로 구성될 수 있으며, 이와 같은 전기모터의 회전자의 일례가 도 4에 도시되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 회전자(10)는 전기 강판에 알루미늄을 다이케스팅하여 제작된 회전자 코어(11)와 이 회전자 코어(11)에 결합되는 회전축(12)으로 이루어진다.
회전축(12)은 회전자 코어(11)와 결합되는 결합면(13)이 편평하게 제작됨에 의해 회전자 코어(11)와 결합시 회전자 코어(11)와 결합면(13) 사이에 밀폐구조를 형성하게 된다.
그러나 이와 같은 종래 기술의 회전자(10)를 구비한 전기모터는 장시간 구동시 일반적으로 회전자(10)가 고정자보다 높은 작동 온도를 갖는바, 회전자(10)의 고온의 열이 회전축(12)을 지지하는 고정자의 베어링으로 전달되어 베어링의 윤활유를 탄화시키는 문제점이 있었다.
즉, 종래 전기모터는 장시간 구동시 밀폐구조의 회전자(110)의 온도가 매우 높아져 모터의 작동 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2009-0001045호(출원일 : 2007.06.29)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해, 회전자의 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 모터 회전자 냉각구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 양태에 따른 모터 회전자 냉각구조는 회전축과 상기 회전축이 삽입 설치되는 회전자와의 사이에 상기 회전자를 냉각시키도록 냉각 공기가 유동하는 냉각유로가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 냉각유로는 상기 회전축의 길이방향으로 연장되게 하나 이상이 형성될 수 있다.
또한, 상기 냉각유로는 상기 회전축의 길이방향으로 나선형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 회전자 냉각구조는, 중앙부위에 결합홀이 형성된 중공 원통형 회전자; 상기 회전자의 결합홀에 고정되게 삽입 설치되는 회전축; 및 상기 회전축과 상기 결합홀의 내주면 사이에 형성되어 냉각 공기를 유동시키는 하나 이상의 냉각유로를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 회전축은 상기 결합홀에 마주하게 상기 회전축의 길이방향으로 연장되게 형성되는 하나 이상의 냉각홈을 가지며, 상기 냉각홈은 상기 결합홀과 함께 상기 냉각유로를 구성할 수 있다.
또한, 상기 하나 이상의 냉각홈은 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 모터 회전자 냉각구조는 상기 회전축의 양단을 회전가능하게 지지하는 베어링 및 상기 회전자를 회전구동시키는 코일 조립체를 포함하며 상기 회전자를 수용하기 위한 고정자를 더 포함하여, 상기 회전자의 회전시 상기 고정자 내부의 공기가 상기 하나 이상의 냉각유로를 통해 상기 회전축의 축방향으로 유동될 수 있다.
또한, 본 실시예의 모터 회전자 냉각구조는 상기 고정자를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치를 더 포함하며, 상기 고정자는 상기 수냉식 냉각장치로부터 제공된 냉각수가 유동하는 냉각수로를 구비할 수 있다.
본 발명의 모터 회전자 냉각구조에 따르면, 회전자의 회전시 회전자와 회전축 사이에 형성된 냉각유로를 통해 냉각 공기가 유동될 수 있어 회전자 및 모터 전체적으로 냉각 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회전자의 분해 사시도;
도 2는 도 1의 회전자의 정면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예의 냉각구조가 구비된 모터의 단면도; 및
도 4는 종래기술의 회전자의 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 회전자 냉각구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모터 회전자 냉각구조(100)는 회전자(110), 회전축(120) 및 냉각유로(130)를 포함할 수 있다.
회전자(110)는 전체적으로 중공 원통형으로 제작되며, 일반적으로 전기 강판에 알루미늄을 다이케스팅하여 제작될 수 있으며, 회전자(110)의 중앙부위에는 회전축(120)이 삽입되여 고정 결합되는 결합홀(131)이 회전자(110)의 길이방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
여기서, 회전자(110)의 중앙부위에 형성되는 결합홀(131)은 하기 회전축(120)에 형성된 냉각홈(132)과 함께 모터(150) 내부의 냉각 공기가 유동할 수 있는 냉각유로(130)를 형성할 수 있다.
한편, 회전자(110)는 도 1에 구체적으로 도시하지는 않았으나, 그 내부에 고정자(140)의 코일 조립체(142)에 의해 생성된 전자기력에 반응하는 영구자석(미도시)이 하나 이상이 구비될 수 있다.
회전축(120)은 회전자(110)에 생성된 회전 구동력을 외부로 전달하기 위한 것으로, 회전자(110)에 고정되게 삽입 결합될 수 있으며, 양측 말단이 고정자(140)에 구비된 베어링(143)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
본 실시예의 회전축(120)은 전체적으로 원기둥 형상으로 제작되되 회전자(110)의 결합홀(131)에 삽입되는 부위에 회전자(110)의 결합홀(131)과 함께 냉각유로(130)를 형성하는 하나 이상의 냉각홈(132)이 형성될 수 있다.
냉각홈(132)은 회전축(120)의 길이방향으로 연장되어 하나의 회전축(120)의 표면에 하나 이상의 냉각홈(132)이 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 본 실시예에서 냉각홈(132)은 회전축(120)의 일측에서 타측 방향으로 나선형으로 형성되게 제작될 수 있으나, 냉각홈(132)의 형상은 이에 한정되지 않을 수 있다.
냉각유로(130)는 회전자(110)와 회전축(120) 사이에 냉각 공기를 유동시키기 위한 것으로, 회전축(120)의 길이방향으로 냉각 공기가 유동될 수 있도록 회전축(120)을 따라 하나 이상의 냉각유로(130)가 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
본 실시예에서 냉각유로(130)는 회전자(110)의 결합홀(131)과 이 결합홀(131)에 삽입되는 회전축(120)에 형성된 하나 이상의 나선형 냉각홈(132)에 의해 형성될 수 있으며, 도 2에 도시한 바와 같이, 하나의 모터(150)에 적어도 3개의 냉각유로(130)가 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각유로(130)가 형성된 모터 회전자(110)의 정면도로서, 하나의 냉각유로(130)는 회전자(110)의 내주면, 즉 결합홀(131)의 내주면과 회전축(120)에 형성된 하나의 냉각홈(132)에 의해 형성될 수 있다.
본 실시예의 냉각유로(130)는 회전축(120)에 형성된 나선형 냉각홈(132)에 의해 전체적으로 나선형을 이루기 때문에, 모터 회전자(110)의 회전시 냉각 공기가 냉각유로(130)를 통해 유동할 수 있으며, 이로 인해 회전자(110)의 회전시 회전자(110)와 회전축(120)에서 발생되는 열을 외부, 즉 고정자(140)측으로 배출할 수 있다.
도 3은 본 실시예의 모터 회전자 냉각구조(100)가 구비된 모터(150)의 단면도로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 모터(150)는 회전축(120)이 결합된 회전자(110)와 이 회전자(110)를 수용하며 회전자(110)를 회전 구동시키기 위한 전자기력을 생성하는 고정자(140)를 포함할 수 있다.
고정자(140)는 회전자(110)를 수용하는 모터 하우징(141)과 코일 조립체(142) 및 회전축(120)을 지지하는 베어링(143)을 포함하며, 베어링(143)에는 회전축(120)의 회전을 용이하게 하도록 윤활유가 채워질 수 있다.
한편, 본 실시예의 모터(150)는 모터(150)의 구동시 모터(150)를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(미도시)가 구비될 수 있으며, 냉각장치에 의해 모터(150)에 전달되는 냉각수가 유동되기 위한 냉각수로(144)가 모터 하우징(141)의 외벽에 형성될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 모터 회전자 냉각구조(100)가 구비된 모터(150)의 냉각 과정을 도 3을 참조로 설명하기로 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 모터(150)의 구동시 고정자(140)의 코일 조립체(142)에 전기가 인가되어 전자기력이 생성되면 이에 반응하는 영구자석이 구비된 회전자(110)가 회전하게 되며, 회전자(110)의 회전 구동력이 회전자(110)와 일체로 결합된 회전축(120)을 통해 외부로 전달될 수 있다.
이때, 회전축(120)과 회전자(110) 사이에 형성된 냉각유로(130)를 통해 고정자(140)의 모터 하우징(141) 내부의 냉각공기가 화살표와 같이 유동될 수 있으며, 회전축(120)과 회전자(110) 사이를 통과하는 냉각공기에 의해 회전자(110)의 고온의 열이 고정자(140) 측으로 배출될 수 있다.
이와 같이 고정자(140) 측으로 배출된 열은 고정자(140)에 구비된 냉각수로(144)를 통해 유동하는 냉각수에 의해 냉각될 수 있는 바, 모터(150) 내부, 더 구체적으로는 회전자(110)의 냉각 효율이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조로 본 발명의 모터 회전자 냉각구조에 대하여 설명하였지만, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정, 변경 및 다양한 변형실시예가 가능함은 당업자에게 명백하다.
100 : 모터 회전자 냉각구조
110 : 회전자
120 : 회전축
130 : 냉각유로
131 : 결합홀
132 : 나선형 냉각홈
140 : 고정자
141 : 모터 하우징
142 : 코일 조립체
143 : 베어링
144 : 냉각수로
150 : 모터

Claims (8)

  1. 회전축과 상기 회전축이 삽입 설치되는 회전자와의 사이에 상기 회전자를 냉각시키도록 냉각 공기가 유동하는 냉각유로가 형성된 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 회전축의 길이방향으로 연장되게 하나 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각유로는 상기 회전축의 길이방향으로 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  4. 중앙부위에 결합홀이 형성된 중공 원통형 회전자;
    상기 회전자의 결합홀에 고정되게 삽입 설치되는 회전축; 및
    상기 회전축과 상기 결합홀의 내주면 사이에 형성되어 냉각 공기를 유동시키는 하나 이상의 냉각유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 회전축은 상기 결합홀에 마주하게 상기 회전축의 길이방향으로 연장되게 형성되는 하나 이상의 냉각홈을 가지며,
    상기 냉각홈은 상기 결합홀과 함께 상기 냉각유로를 구성하는 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 하나 이상의 냉각홈은 상기 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 회전축의 양단을 회전가능하게 지지하는 베어링 및 상기 회전자를 회전구동시키는 코일 조립체를 포함하며 상기 회전자를 수용하기 위한 고정자를 더 포함하여,
    상기 회전자의 회전시 상기 고정자 내부의 공기가 상기 하나 이상의 냉각유로를 통해 상기 회전축의 축방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 고정자를 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치를 더 포함하며,
    상기 고정자는 상기 수냉식 냉각장치로부터 제공된 냉각수가 유동하는 냉각수로를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 회전자 냉각구조.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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