KR20140035549A - 차량용 모터 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 모터는, 전기장을 생성하기 위한 코일이 권선된 코어를 포함하는 고정자와, 코어를 사이에 두고 배치되며 영구자석이 설치되는 두 개의 로터 플레이트 및 로터 플레이트가 고정되게 설치되는 회전축을 포함하는 회전자와, 로터 플레이트에 설치되어 로터 플레이트에 편심 중량을 제공하는 편심 중량부를 포함할 수 있다.

Description

차량용 모터{Motor for Vehicle}
본 발명은 차량에 구비되는 모터에 관한 것으로, 더 구체적으로는 모터 구동시 영구자석과 고정자 코일 사이의 에어갭을 유지할 수 있는 차량용 모터에 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 있다.
회전자는 크게 영구자석이 구비된 로터케이스와 이 로터케이스의 회전력을 외부로 전달하는 회전축으로 이루어지고, 고정자는 회전자를 수용하는 모터하우징과 코일이 결합된 코어 및 회전축을 회전가능하게 지지하는 하나 이상의 베어링으로 구성된다.
상술한 구성을 갖는 종래 기술의 차량용 모터에 구비되는 회전자의 일례가 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 차량용 모터에 구비되는 회전자(10)는 중앙 부위의 회전축(11), 서로 대향하게 회전축(11)에 고정 설치된 로터 플레이트(12) 및 서로 대향하게 로터 플레이트(12)에 장착된 다수개의 영구자석(13)으로 구성된다.
그러나 상술한 구성을 갖는 종래 기술의 회전자(10)는 모터의 구동시 고속 회전함에 따라 영구자석(13)의 무게로 인해 로터 플레이트(12)가 화살표 방향으로 휘어지는 현상이 발생하였다. 즉, 이와 같은 로터 플레이트(12)의 휘어짐으로 인해 로터 플레이트(12)에 장착된 영구자석(13)과 이 영구자석(13)으로 전기장을 전달하는 고정자 코일(미도시) 사이의 에어갭이 증대되는 문제점이 있었다.
한국공개특허공보 제2011-0137797호(출원일 : 2010.04.13)
본 발명은 모터의 고속 회전 구동시에도 회전자의 영구자석과 고정자의 코일 사이의 에어갭을 유지할 수 있는 차량용 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 모터는, 전기장을 생성하기 위한 코일이 권선된 코어를 포함하는 고정자; 상기 코어를 사이에 두고 배치되며 영구자석이 설치되는 두 개의 로터 플레이트 및 상기 로터 플레이트가 고정되게 설치되는 회전축을 포함하는 회전자; 및 상기 로터 플레이트에 설치되어 상기 로터 플레이트에 편심 중량을 제공하는 편심 중량부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 편심 중량부는, 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 돌출되게 형성된 하나 이상의 결합돌기 및 상기 결합돌기에 설치되는 하나 이상의 금속 재질의 와셔를 포함할 수 있다.
또한, 상기 편심 중량부의 결합돌기는 단면이 사다리꼴 모양일 수 있다.
또한, 상기 편심 중량부의 결합돌기는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 편심 중량부의 결합돌기는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 모터의 상기 편심 중량부는, 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 설치된 하나 이상의 금속재질의 사다리꼴 플레이트일 수 있다.
여기서, 상기 사다리꼴 플레이트는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 사다리꼴 플레이트는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 모터의 상기 편심 중량부는, 상기 로터 플레이트의 중앙으로부터 외주연 쪽으로 방사상으로 연장되게 설치된 하나 이상의 금속재질의 장방형 리브일 수 있다.
여기서, 상기 장방형 리브는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 장방형 리브는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 모터의 상기 편심 중량부는, 상기 로터 플레이트의 외주연에 인접하게 장착된 하나의 금속재질의 링형 플레이트일 수 있다.
본 발명의 차량용 모터에 따르면, 회전자의 영구자석이 장착되는 부위에 대응하게 편심 중량부가 설치되어 회전자의 고속 회전시에도 로터 플레이트의 휘어짐을 방지할 수 있어 에어갭을 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 모터의 단면도;
도 2는 도 1의 편심 중량부의 개략도;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 편심 중량부의 개략도;
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 편심 중량부의 개략도;
도 5은 본 발명의 제4실시예에 따른 편심 중량부의 개략도; 및
도 6은 종래 기술의 회전자의 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 차량용 모터에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 모터(100)는 회전자(110)에 편심 중량부가 설치될 수 있다.
모터(100)는 외부로부터 인가되는 전기전원으로 전자기장을 생성하여 회전 구동력을 생성하기 위한 것으로, 전자기장에 반응하는 영구자석(112)이 설치된 회전자(110)와 이 회전자(110)를 구동하도록 전자기장을 생성하는 고정자(120)로 이루어질 수 있다.
회전자(110)는 서로 마주하게 평행하게 배치된 두 개의 로터 플레이트(111)와 로터 플레이트(111)에 매설되는 하나 이상의 영구자석(112)을 포함할 수 있다.
또한 회전자(110)는 회전 구동력을 외부로 전달하기 위한 회전축(113)을 구비하며, 회전축(113)은 로터 플레이트(111)의 중앙부위에 고정되게 설치되며, 고정자(120)에 구비된 제1 및 제2베어링(131,132)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다.
고정자(120)는 회전자(110)를 수용하는 모터 하우징(121), 제1 및 제2베어링(131,132)을 수용하는 베어링홈(122a,122b) 및 전자기장을 생성하도록 코일(미도시)이 권선된 코어(123)로 구성될 수 있다.
모터 하우징(121)은 모터(100)의 외관을 이루는 것으로 전체적으로 단면이 장방형 박스형태를 가지며, 그 내부에서 생성되는 전자기장을 차폐함과 동시에 방열이 용이하도록 열전도성이 높은 금속성 재질로 제작될 수 있다.
본 실시예의 모터 하우징(121)은 제1베어링(131)이 설치되는 제1베어링홈(122a) 및 이 제1베어링홈(122a)에 대향하게 제2베어링(132)이 설치되는 제2베어링홈(122b)이 형성될 수 있고, 이들 베어링홈(122a,122b)은 동일한 직경을 가질 수 있다.
모터 하우징(121)의 제1 및 제2베어링홈(122a,122b)에 설치되는 제1 및 제2베어링(131,132)은 회전축(113)을 회전가능하게 지지하기 위한 것으로 일반적인 링형 볼베어링이 사용될 수 있으며, 제1 및 제2베어링(131,132)의 내주부는 회전축(113)에 고정되게 설치되고 외주부는 모터 하우징(121)의 제1 및 제2베어링홈(122a, 122b)에 설치될 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 모터(100)는 회전자(110)의 고속 회전 구동시 영구자석(112)의 무게로 인한 로터 플레이트(111)의 휘어짐을 방지하기 위해, 영구자석(112)이 장착되는 반대편의 위치에 편심 중량부(140)가 추가적으로 포함될 수 있다.
본 실시예의 편심 중량부(140)는 영구자석(112)이 장착된 로터 플레이트(111)의 무게중심을 일치시키기 위한 것으로, 영구자석(112)의 무게로 인해 로터 플레이트(111)의 두께 중심과 무게 중심이 불일치함을 해소하기 위해, 영구자석(112)이 설치되는 반대편의 로터 플레이트(111)에 장착될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 제1실시예의 편심 중량부(140)는 로터 플레이트(111)에 일체로 돌출되게 형성된 결합돌기(141)와 이 결합돌기(141)에 압입결합되어 편심 중량을 로터 플레이트(111)에 제공하는 와셔(142)를 포함할 수 있다.
결합돌기(141)는 로터 플레이트(111)의 제작시 로터 플레이트(111)와 일체로 제작될 수 있으며, 도 2를 참조로 단면이 사다리꼴 모양으로 제작될 수 있다. 이와 같은 결합돌기(141)는 금속 재질의 로터 플레이트(111)와 같이 금속 재질로 제작되는 바, 와셔(142)를 압입 결합함으로써 로터 플레이트(111)에 편심 중량을 제공할 수 있다.
또한, 결합돌기(141)는 로터 플레이트(111)의 외주연을 따라 등간격을 이루도록 다수 형성되는 것이 바람직할 수 있으며, 본 실시예에서는 모두 8개의 결합돌기(141)가 로터 플레이트(111)에 형성되었으나, 결합돌기(141)의 수량 및 형상은 본 실시예에 한정되는 것이 아닌, 자유롭게 변형 실시 가능할 수 있다.
와셔(142)는 로터 플레이트(111)에 편심 중량을 제공하기 위한 것으로, 결합돌기(141)에 압입 결합될 수 있으며, 로터 플레이트(111)에 인가되는 편심 중량을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 하나의 결합돌기(141)에 다수 개가 결합될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 모터(100)는 회전자(110)의 고속 회전 구동시 영구자석(112)의 무게로 인한 로터 플레이트(111)의 휘어짐을 방지하기 위해, 영구자석(112)이 장착되는 반대편의 위치에 편심 중량부(240)가 추가적으로 포함될 수 있다. 본 실시예의 차량용 모터(100)는 편심 중량부(240)의 구성을 제외하고는 상술한 제1실시예의 모터(100)와 동일한 구성을 갖는 바, 편심 중량부(240)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 하며, 동일 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 편심 중량부(241)는 영구자석(112)이 장착된 로터 플레이트(111)의 무게중심을 일치시키기 위한 것으로, 영구자석(112)의 무게로 인해 로터 플레이트(111)의 두께 중심과 무게 중심이 불일치함을 해소하기 위해, 영구자석(112)이 설치되는 반대편의 로터 플레이트(111)에 장착될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 제2실시예의 편심 중량부(240)는 로터 플레이트(111)의 외주연을 따라 등간격으로 설치된 금속재질의 사다리꼴 플레이트(241)가 될 수 있다. 이와 같은 플레이트(241)는 금속 재질로 제작되는 바, 로터 플레이트(111)에 편심 중량을 제공할 수 있다.
또한, 사다리꼴 플레이트(241)는 로터 플레이트(111)의 외주연을 따라 등간격을 이루도록 다수 형성되는 것이 바람직할 수 있, 더 바람직하게는 로터 플레이트(111)에 장착되는 영구자석(112)과 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 모터(100)는 회전자(110)의 고속 회전 구동시 영구자석(112)의 무게로 인한 로터 플레이트(111)의 휘어짐을 방지하기 위해, 영구자석(112)이 장착되는 반대편의 위치에 편심 중량부(340)가 추가적으로 포함될 수 있다. 본 실시예의 차량용 모터(100)는 편심 중량부(340)의 구성을 제외하고는 상술한 제1실시예의 모터(100)와 동일한 구성을 갖는 바, 편심 중량부(340)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 하며, 동일 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 편심 중량부(341)는 영구자석(112)이 장착된 로터 플레이트(111)의 무게중심을 일치시키기 위한 것으로, 영구자석(112)의 무게로 인해 로터 플레이트(111)의 두께 중심과 무게 중심이 불일치함을 해소하기 위해, 영구자석(112)이 설치되는 반대편의 로터 플레이트(111)에 장착될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 제3실시예의 편심 중량부(340)는 로터 플레이트(111)의 중앙으로부터 외주연 쪽으로 방사상으로 연장되게 설치된 금속재질의 장방형 리브(341)가 될 수 있다. 이와 같은 리브(341)는 금속 재질로 제작되는 바, 로터 플레이트(111)에 편심 중량을 제공할 수 있다.
또한, 장방형 리브(341)는 로터 플레이트(111)의 외주연을 따라 등간격을 이루도록 다수 형성되는 것이 바람직할 수 있, 더 바람직하게는 로터 플레이트(111)에 장착되는 영구자석(112)과 대응되는 위치에 설치될 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 차량용 모터(100)는 회전자(110)의 고속 회전 구동시 영구자석(112)의 무게로 인한 로터 플레이트(111)의 휘어짐을 방지하기 위해, 영구자석(112)이 장착되는 반대편의 위치에 편심 중량부(440)가 추가적으로 포함될 수 있다. 본 실시예의 차량용 모터(100)는 편심 중량부(440)의 구성을 제외하고는 상술한 제1실시예의 모터(100)와 동일한 구성을 갖는 바, 편심 중량부(440)를 제외한 다른 구성요소들에 대한 설명은 생략하기로 하며, 동일 구성요소에 대해 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 편심 중량부(441)는 영구자석(112)이 장착된 로터 플레이트(111)의 무게중심을 일치시키기 위한 것으로, 영구자석(112)의 무게로 인해 로터 플레이트(111)의 두께 중심과 무게 중심이 불일치함을 해소하기 위해, 영구자석(112)이 설치되는 반대편의 로터 플레이트(111)에 장착될 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 제4실시예의 편심 중량부(440)는 로터 플레이트(111)의 외주연에 인접하게 장착된 금속재질의 링형 플레이트(441)가 될 수 있다. 이와 같은 링형 플레이트(441)는 금속 재질로 제작되는 바, 로터 플레이트(111)에 편심 중량을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조로 본 발명의 차량용 모터에 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
110: 회전자
111: 로터 플레이트
112: 영구자석
113: 회전축
120: 고정자
121: 모터 하우징
122a,122b: 베어링홈
123: 코어
131,132: 베어링
140,240,340,440: 편심 중량부

Claims (12)

  1. 전기장을 생성하기 위한 코일이 권선된 코어를 포함하는 고정자;
    상기 코어를 사이에 두고 배치되며 영구자석이 설치되는 두 개의 로터 플레이트 및 상기 로터 플레이트가 고정되게 설치되는 회전축을 포함하는 회전자; 및
    상기 로터 플레이트에 설치되어 상기 로터 플레이트에 편심 중량을 제공하는 편심 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 편심 중량부는,
    상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 돌출되게 형성된 하나 이상의 결합돌기 및 상기 결합돌기에 설치되는 하나 이상의 금속 재질의 와셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 편심 중량부의 결합돌기는 단면이 사다리꼴 모양인 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 편심 중량부의 결합돌기는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 편심 중량부의 결합돌기는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 편심 중량부는,
    상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 설치된 하나 이상의 금속재질의 사다리꼴 플레이트인 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 사다리꼴 플레이트는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 사다리꼴 플레이트는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 편심 중량부는,
    상기 로터 플레이트의 중앙으로부터 외주연 쪽으로 방사상으로 연장되게 설치된 하나 이상의 금속재질의 장방형 리브인 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 장방형 리브는 상기 로터 플레이트의 외주연을 따라 등간격으로 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 장방형 리브는 상기 영구자석에 대응하는 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 편심 중량부는,
    상기 로터 플레이트의 외주연에 인접하게 장착된 하나의 금속재질의 링형 플레이트인 것을 특징으로 하는 차량용 모터.
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