KR20180050995A - 구동모터의 냉각유닛 - Google Patents

Abstract

구동모터의 냉각유닛이 개시된다. 개시된 구동모터의 냉각유닛은 하우징의 내측에 설치되며 구동모터의 고정자 코어들을 지지하는 링 형상의 지지부재를 포함하고, 하우징의 내측 면과 지지부재 사이에 냉각 오일을 유동시키는 유동 통로를 형성하며, 지지부재는 유동 통로를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 고정자 코어들 사이를 통해 고정자 코일로 유입하는 적어도 하나의 개구부를 형성할 수 있다.

Description

구동모터의 냉각유닛 {COOLING STRUCTURE OF DRIVE MOTOR}

본 발명의 실시 예는 친환경 차량용 구동모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동모터에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 구동모터의 냉각 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 차량으로 불리는 전기 자동차 또는 하이브리드 차량은 배터리의 전력으로 회전력을 얻는 전기모터(이하에서는 "구동모터" 라고 함)에 의해 구동될 수 있다.

친환경 차량 구동시스템의 핵심 부품인 구동모터는 차량의 성능 및 주행 특성을 결정하는 핵심 요소부품이며, 이러한 구동모터는 일반적인 성능과 더불어 넓은 속도 범위와 우수한 출력토크, 유지보수의 편리성 및 소형/경량화 패키지 특성을 요구한다.

또한 중형 하이브리드용 모터 동력 시스템에서의 구동모터는 일반 산업용 모터와는 달리 엔진과 변속기 사이에 위치하며 넓은 운전영역에서의 엔진 직결 구동과 6000rpm 이상의 고속 구동을 위한 모터 회전자의 강성확보가 필수적으로 요구된다.

이렇게 제한된 공간 안에서 열악한 열적 조건을 만족하며, 열에 의한 구동모터의 손상 및 효율저하를 막고 지속적으로 안정된 구동모터의 작동성을 확보하기 위해서는 필수적으로 냉각이 이루어져야 하는데, 구동모터를 어떻게 냉각시켜 출력 및 토크 제한 없이 유지할 것인가에 대한 문제는 중요한 해결과제 이기도 하다.

통상적으로 친환경 차량의 구동모터 냉각 방식은 물이나 공기를 이용하는 수냉 및 공냉방식을 적용하지만 상기에서 언급한 중형 하이브리드용 구동 모터는 변속기 하우징을 공유하게 되어 물이나 공기가 아닌 변속기 오일(ATF)을 이용하는 유냉 방식을 적용하고 있다.

종래 기술에 따른 구동모터의 유냉 구조에서는 오일펌프로부터 공급받은 오일을 쿨러를 통해 냉각하고, 하우징과 고정자 코어를 지지하는 서포트 링 사이로 냉각 오일을 공급하며, 구동모터의 고정자 코어 및 고정자 코일을 냉각하는 간접 냉각 방식을 채용하고 있다.

그리고, 종래 기술에 따른 구동모터의 유냉 구조에서는 오일펌프로부터 회전자의 샤프트 중심으로 냉각 오일을 흘려 보내며 그 샤프트의 중심에서 수직방향에 위치한 베어링으로 냉각 오일을 분사하는 방식을 채용하고 있다.

상기에서 후자의 방식은 베어링 윤활과 동시에 윤활 작용을 거친 냉각 오일이 회전자의 양측으로 비산되게 하며, 구동모터의 회전자 및 고정자를 냉각하는 직접 냉각 방식에도 기여하게 된다.

한편, 상기한 간접 냉각 방식의 경우는 냉각 오일이 하우징과 서포트 링 사이를 흐르면서 고정자 코어 상부와 간접적으로 열교환이 일어나는 방식으로, 구동모터의 구동 시에 코일에 흐르는 전류에 의한 발열을 억제하는데는 그 효과가 미미하다. 그러므로 구동모터의 회전자 및 고정자의 냉각 방식으로는 샤프트의 중심 측에서 베어링으로 분사되어 들어가는 냉각 오일이 흘러나와 비산되는 직접 냉각 방식이 구동모터 내부의 열을 식히는 유효한 방법이 될 수 있다.

이에, 중형 하이브리드용 구동모터의 냉각은 상기한 바와 같은 간접 냉각 방식보다는 직접 냉각 방식에 의존하게 된다. 여기서 구동모터의 냉각 효과를 높이기 위해서는 오일펌프에서 분사되는 냉각 오일의 유량을 증대시켜 샤프트의 중심 측으로 흘러 들어가 베어링으로 분사되는 냉각 오일의 양을 많아지게 하여 회전자에서 비산되는 냉각 오일의 양을 증가시키면 된다.

하지만, 이와 같이 냉각 오일의 유량을 증대시키면 베어링에서 마찰력이 증가하게 되어 회전자의 회전 시에 드래그가 생기게 되며, 이것은 구동모터 무부하를 증가시키게 되어 결국 구동모터의 효율을 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 이와 같이 샤프트의 중심 측에 흐르는 냉각 오일의 유량이 커지게 되면, 구동모터의 속도 증가에 비례적으로 무부하 토크가 증가하며 이것은 직접적으로 모터 효율 저하의 원인이 된다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 냉각 오일을 구동모터의 고정자 및 회전자로 직접 공급하여 구동모터를 직접 냉각 방식으로 냉각할 수 있도록 한 구동모터의 냉각유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 실시 예들은 하우징의 내측에 설치되며, 구동모터의 고정자 코어들을 지지하는 링 형상의 지지부재를 포함하고, 상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이에 냉각 오일을 유동시키는 유동 통로를 형성하며, 상기 지지부재는 상기 유동 통로를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 상기 고정자 코어들 사이를 통해 고정자 코일로 유입하는 적어도 하나의 개구부를 형성하는 구동모터의 냉각유닛이 제공된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 유동 통로는 상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이에 개재되는 오일 실에 의해 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 개구부는 상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 그 둘레 방향을 따라 장공 형태로 개방된 오일 유입홀을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 오일 유입홀은 한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 중심으로 이들 고정자 코어 양측에 인접한 고정자 코어를 개방하는 크기로서 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 개구부는 상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 상기 지지부재의 폭 방향으로 개방된 오일 유입홀을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 오일 유입홀은 한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 개방하는 크기로서 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 개구부의 가장자리 부분에는 냉각 오일을 상기 오일 유입홀로 유도하는 경사면이 형성될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛은, ⅰ)회전자의 샤프트 중심 측으로 냉각 오일을 유동시키며 베어링으로 냉각 오일을 분사하는 유동 통로를 형성하며, 상기 베어링으로 분사된 냉각 오일을 회전자로 비산시키는 제1 냉각 루트와, ⅱ)하우징의 내측에 설치되며, 구동모터의 고정자 코어들을 지지하는 링 형상의 지지부재와, ⅲ)상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이의 유동 통로로 냉각 오일을 유동시키며 상기 고정자 코어들 사이로 냉각 오일을 유입하는 제2 냉각 루트를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛에 있어서, 상기 제2 냉각 루트에서 상기 지지부재는 상기 유동 통로를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 상기 고정자 코어들 사이를 통해 고정자 코일로 유입하는 적어도 하나의 개구부를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 제1 냉각 루트를 통해 냉각 오일을 유동시키며 베어링의 윤활을 도모하며 회전자를 직접 냉각하고, 제2 냉각 루트를 통해 냉각 오일을 유동시키며 고정자를 직접 냉각할 수 있으므로, 구동모터의 냉각 성능 및 모터의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제2 냉각 루트를 통해 냉각 오일을 유동시키며 고정자를 직접 냉각함에 따라, 최소 유량의 냉각 오일을 제1 냉각 루트를 통해 유동시키며 베어링의 윤활 및 회전자의 직접 냉각을 동시에 구현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 최소 유량의 냉각 오일을 제1 냉각 루트로 공급하여 베어링의 윤활에 기여하므로, 냉각 오일의 유량 증가에 따른 베어링의 마찰을 줄일 수 있고, 이로 인해 구동모터의 회전자 드래그를 감소시킬 수 있으며, 결국에는 모터의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제2 냉각 루트에서 고정자를 냉각 오일로 직접 냉각하기 위한 개구부를 지지부재에 형성함에 따라, 전체 구동모터의 무게와 재료비를 절감할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 종래 기술과 달리 제2 냉각 루트를 통해 고정자를 냉각 오일로서 직접 냉각함에 따라, 변속기 내의 오일 온도를 상승시킴으로써 차량의 연비 향상에 기여할 수도 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 제1 냉각 루트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 제2 냉각 루트를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에서 제2 냉각 루트에 적용되는 지지부재를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에서 제2 냉각 루트의 변형 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예는 전기 자동차 또는 하이브리드(예를 들면, HEV 또는 PHEV) 차량에 채용되는 구동모터에 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 구동모터는 자동 변속기에 고정되게 설치되는 중형 하이브리드용 구동모터에 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 적용되는 구동모터는 영구자석형 동기모터(Permanent Magnet Synchronous Motor: PMSM) 또는 계자권선형 동기모터(Wound Rotor Synchronous Motor: WRSM)를 포함할 수 있다.

이러한 구동모터는 하우징(1)의 내부에 고정되게 설치되며 자속을 발생시키는 고정자(3)와, 고정자(3)와 일정 공극을 두고 배치되며 구동축으로서의 회전 샤프트(5a)를 중심으로 회전하는 회전자(5)를 포함하고 있다. 여기서 상기 하우징(1)은 변속기 하우징 또는 모터 하우징을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 구동모터는 고정자(3)의 내측에 회전자(5)를 배치한 내전형 타입의 동기모터에 적용될 수 있다. 그리고 상기 고정자(3)의 고정자 코어(4)는 복수 개로 분할된 분할 코어를 가지면서 각각의 분할 코어에 고정자 코일(6)이 권선된 집중권 분할 코어 타입으로 구성될 수 있다.

상기에서와 같은 구동모터에 적용되는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각유닛(100)은 고정자(3) 및 회전자(5)에서 발생되는 열을 냉각매체(예를 들면, 변속기 오일)(이하에서는 "냉각 오일" 이라고 한다)로서 방출할 수 있는 구조로 이루어진다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예는 냉각 오일을 구동모터의 고정자(3) 및 회전자(5)로 직접 공급하여 구동모터를 직접 냉각 방식으로 냉각할 수 있는 구동모터의 냉각유닛(100)을 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 상기 구동모터의 냉각유닛(100)은 기본적으로, 제1 냉각 루트(10), 지지부재(30) 및 제2 냉각 루트(70)를 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛에 적용되는 제1 냉각 루트를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제1 냉각 루트(10)는 냉각 오일을 구동모터의 회전자(5)로 공급하여 회전자(5)를 직접 냉각 방식으로 냉각하기 위한 것이다.

상기 제1 냉각 루트(10)는 회전자(5)의 회전 샤프트(5a) 중심 측으로 냉각 오일을 유동시키며, 베어링(5b)으로 냉각 오일을 분사하는 제1 유동 통로(11)를 형성하고 있다. 여기서, 상기 냉각 오일은 오일 펌프(P)에 의해 쿨러(C)로 공급되며 냉각된 상태로, 회전 샤프트(5a) 중심 측의 제1 유동 통로(11)로 공급될 수 있다.

상기 제1 냉각 루트(10)에서 베어링(5b)으로 분사된 냉각 오일은 베어링(5b) 내부로 유입되며 흘러나와 비산되면서 회전자(5)를 직접 냉각할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 지지부재(30)는 도 1에서와 같이, 하우징(1)의 내측에 설치되며, 구동모터의 고정자 코어(4)들을 지지 및 고정하는 기능을 하게 된다.

상기 지지부재(30)는 전체적인 형상이 링 형태를 지닌 서포트 링으로 구비된다. 예를 들면, 상기 지지부재(30)는 내주 면 및 외주 면을 가지며 고정자 코어(4)와 유사한 열팽창계수를 지닌 스테인레스 스틸 소재로 이루어질 수 있다. 여기서 상기 고정자 코어(4)들은 지지부재(30)의 내주 면에 열 박음 되며 고정될 수 있다.

상기한 바와 같이 고정자 코어(4)가 이와 유사한 열팽창계수를 갖는 지지부재(30)에 열 박음 되며 조립됨에 따라, 구동모터의 작동 시 고정자 코어(4)의 온도가 상승하여 열 팽창하더라도 고정자 코어(4)의 조립 안정성이 향상될 수 있고, 구동모터의 작동 소음 및 진동을 저감시킬 수 있다. 이러한 지지부재(30)의 구성은 뒤에서 제2 냉각 루트(50)의 구성과 함께 더욱 자세하게 설명될 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 제2 냉각 루트(50)는 냉각 오일을 구동모터의 고정자(3)로 공급하여 그 고정자(3)의 고정자 코어(4)들 및 고정자 코일(6)을 직접 냉각 방식으로 냉각하기 위한 것이다.

상기 제2 냉각 루트(50)는 하우징(1)의 내측 면과 지지부재(30) 사이에 냉각 오일을 유동시키는 제2 유동 통로(51)를 형성하고 있다. 예를 들면, 상기 제2 유동 통로(51)는 도 3에서와 같이, 하우징(1)의 내측 면과 지지부재(30)의 외주 면 사이에 개재되는 오일 실(53)에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 상기 냉각 오일은 도 1에서와 같이, 오일 펌프(P)에 의해 쿨러(C)로 공급되며 냉각된 상태로, 하우징(1)과 지지부재(30) 외주 면 사이의 제2 유동 통로(51)로 공급될 수 있다.

상기한 바와 같은 제2 냉각 루트(50)에서는 제2 유동 통로(51)로 냉각 오일을 유동시키며, 고정자 코어(4)들 사이로 냉각 오일을 직접 공급하여 고정자 코일(6)로 유입할 수 있다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에서 상기 지지부재(30)는 제2 유동 통로(51)를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 고정자 코어(4)들 사이를 통해 고정자 코일(6)로 유입하는 적어도 하나의 개구부(70)를 형성하고 있다.

상기 개구부(70)는 도 3 및 도 4에서와 같이, 지지부재(30)의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되는 바, 그 둘레 방향을 따라 장공 형태로 개방된 오일 유입홀(71)을 형성하고 있다.

예를 들면, 상기 오일 유입홀(71)은 고정자 코어(4)들 사이를 개방하는 구멍으로, 한 쌍의 고정자 코어(4) 사이를 중심으로 이들 고정자 코어(4) 양측에 인접한 고정자 코어(4)를 개방하는 크기로서 형성된다. 즉, 상기 오일 유입홀(71)은 한 쌍의 고정자 코어(4) 사이를 중심으로 이들 고정자 코어(4) 양측에 인접한 고정자 코어(4) 부분을 넘지 않는 크기로 형성된다. 이와 같은 오일 유입홀(71)의 개구부(70)를 가진 지지부재(30)는 발열량이 상대적으로 큰 대용량의 구동모터에 채용될 수 있다.

따라서, 상기 제2 유동 통로(51)를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부는 개구부(70)의 오일 유입홀(71)을 통해 고정자 코어(4)들 사이로 유입되며, 고정자 코일(6)로 공급될 수 있다.

한편, 상기 개구부(70)는 변형 예로서, 도 5에서와 같이 지지부재(30)의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 전자와 같은 오일 유입홀(71)보다 상대적으로 작은 크기로서 지지부재(30)의 폭 방향으로 개방된 오일 유입홀(72)을 형성할 수도 있다.

예를 들면, 상기 오일 유입홀(72)은 한 쌍의 고정자 코어(4) 사이를 개방하는 크기로서 형성된다. 이와 같은 오일 유입홀(72)의 개구부(70)를 가진 지지부재(30)는 발열량이 상대적으로 작은 소용량의 구동모터에 채용될 수 있다.

더 나아가, 상기 변형 예에 따른 개구부(70)의 가장자리 부분에는 제2 유동 통로(51)를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 오일 유입홀(72)로 유도하기 위한 경사면(75)이 형성될 수도 있다.

상기 경사면(75)은 냉각 오일이 오일 유입홀(72)을 통해 고정자 코어(4) 사이로 원활하게 유입되도록 하기 위한 것이며, 개구부(70)의 가장자리 부분에서 오일 유입홀(72)로 갈수록 두께가 점차 작아지는 형태로 기계 가공된 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터 냉각유닛(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 하우징(1)의 내벽 측에 링 형상의 지지부재(30)를 설치하고, 하우징(1)의 내측 면과 지지부재(30) 사이에 오일 실(53)을 설치하며 그 하우징(1)의 내측 면과 지지부재(30)의 외주 면 사이에 제2 냉각 루트(50)의 제2 유동 통로(51)를 형성한다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 상기 지지부재(30)의 내주 면에 구동모터의 고정자 코어(4)들을 열 박음 한다. 그러면, 본 발명의 실시 예에서는 지지부재(30)를 통해 고정자 코어(4)들을 하우징(1) 내부에 견고히 지지 및 고정할 수 있게 된다.

한편, 구동모터의 구동 중 고정자(3) 및 회전자(5)에서는 열이 발생하는데, 그 열은 고정자 코어(4)들을 통해 하우징(1)으로 전달되며 방출된다. 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 오일 펌프(P)의 구동으로 냉각 오일을 쿨러(C)로 공급하여 냉각시킨 상태로, 그 냉각 오일을 제1 냉각 루트(10)로 공급한다.

이에 상기 냉각 오일은 제1 냉각 루트(10)에서 회전 샤프트(5a) 중심 측의 제1 유동 통로(11)로 공급되며, 제1 유동 통로(11)에서 베어링(5b)으로 분사되고, 그 베어링(5b)으로 유입되며 흘러나와 비산되면서 회전자(5)를 직접 냉각하게 된다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시 예에서는 오일 펌프(P)의 구동으로서 냉각 오일을 제2 냉각 루트(50)로 공급한다. 이에 상기 냉각 오일은 하우징(1) 내측 면과 지지부재(30) 외주 면 사이의 제2 유동 통로(51)를 따라 유동하게 된다. 그러면, 본 발명의 실시 예에서는 제2 유동 통로(51)로 냉각 오일을 유동시킴으로써 고정자(3)에서 발생하는 열을 냉각 오일을 통해 방출할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 상기 제2 유동 통로(51)를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부가 지지부재(30)에 형성된 개구부(70)의 오일 유입홀(71, 72)로 유입되며, 고정자(3)의 고정자 코어(4)들 사이로 흘러 들어가고, 고정자 코일(6)을 따라 흘러내리면서 고정자(3)를 냉각 오일로서 직접 냉각할 수 있게 된다.

여기서, 발열량이 상대적으로 큰 대용량의 구동모터 인 경우, 본 발명의 실시 예에서는 한 쌍의 고정자 코어(4) 사이를 중심으로 이들 고정자 코어(4) 양측에 인접한 고정자 코어(4)를 개방하는 비교적 큰 크기의 오일 유입홀(71)을 통해 냉각 오일을 고정자 코어(4)들 사이로 유입할 수 있다.

그리고, 발열량이 상대적으로 작은 소용량의 구동모터 인 경우, 본 발명의 실시 예에서는 지지부재(30)의 폭 방향으로 고정자 코어(4)들 사이를 개방하는 비교적 작은 크기의 오일 유입홀(72)을 통해 냉각 오일을 고정자 코어(4)들 사이로 유입할 수 있다. 이 경우, 상기 냉각 오일은 개구부(70) 가장자리 부분의 경사면(75)을 따라 오일 유입홀(72)로 유도되며, 그 오일 유입홀(72)을 통해 고정자 코어(4) 사이로 원활하게 유입될 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 구동모터의 냉각유닛(100)에 의하면, 제1 냉각 루트(10)를 통해 냉각 오일을 유동시키며 베어링(5b)의 윤활을 도모하며 회전자(5)를 직접 냉각하고, 제2 냉각 루트(50)를 통해 냉각 오일을 유동시키며 고정자(3)를 직접 냉각할 수 있으므로, 구동모터의 냉각 성능 및 모터의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제2 냉각 루트(50)를 통해 냉각 오일을 유동시키며 고정자(3)를 직접 냉각함에 따라, 최소 유량의 냉각 오일을 제1 냉각 루트(10)를 통해 유동시키며 베어링(5b)의 윤활 및 회전자(5)의 직접 냉각을 동시에 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 최소 유량의 냉각 오일을 제1 냉각 루트(10)로 공급하여 베어링(5b)의 윤활에 기여하므로, 냉각 오일의 유량 증가에 따른 베어링(5b)의 마찰을 줄일 수 있고, 이로 인해 구동모터의 회전자 드래그를 감소시킬 수 있으며, 결국에는 모터의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제2 냉각 루트(50)에서 고정자(3)를 냉각 오일로 직접 냉각하기 위한 개구부(70)를 지지부재(30)에 형성함에 따라, 전체 구동모터의 무게와 재료비를 절감할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 종래 기술과 달리 제2 냉각 루트(50)를 통해 고정자(3)를 냉각 오일로서 직접 냉각함에 따라, 변속기 내의 오일 온도를 상승시킴으로써 차량의 연비 향상에 기여할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 하우징 3... 고정자
4... 고정자 코어 5... 회전자
5a... 회전 샤프트 5b... 베어링
6... 고정자 코일 10... 제1 냉각 루트
11... 제1 유동 통로 30... 지지부재
50... 제2 냉각 루트 51... 제2 유동 통로
53... 오일 실 70... 개구부
71, 72... 오일 유입홀 75... 경사면
C... 쿨러 P... 오일 펌프

Claims (10)

1. 하우징의 내측에 설치되며, 구동모터의 고정자 코어들을 지지하는 링 형상의 지지부재를 포함하고,
   상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이에 냉각 오일을 유동시키는 유동 통로를 형성하며,
   상기 지지부재는 상기 유동 통로를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 상기 고정자 코어들 사이를 통해 고정자 코일로 유입하는 적어도 하나의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 유동 통로는,
   상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이에 개재되는 오일 실에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 개구부는,
   상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 그 둘레 방향을 따라 장공 형태로 개방된 오일 유입홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 오일 유입홀은,
   한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 중심으로 이들 고정자 코어 양측에 인접한 고정자 코어를 개방하는 크기로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 개구부는,
   상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 상기 지지부재의 폭 방향으로 개방된 오일 유입홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 오일 유입홀은,
   한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 개방하는 크기로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 개구부의 가장자리 부분에는 냉각 오일을 상기 오일 유입홀로 유도하는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
8. 회전자의 샤프트 중심 측으로 냉각 오일을 유동시키며 베어링으로 냉각 오일을 분사하는 유동 통로를 형성하며, 상기 베어링으로 분사된 냉각 오일을 회전자로 비산시키는 제1 냉각 루트;
   하우징의 내측에 설치되며, 구동모터의 고정자 코어들을 지지하는 링 형상의 지지부재; 및
   상기 하우징의 내측 면과 상기 지지부재 사이의 유동 통로로 냉각 오일을 유동시키며 상기 고정자 코어들 사이로 냉각 오일을 유입하는 제2 냉각 루트;
   를 포함하며,
   상기 제2 냉각 루트에서 상기 지지부재는 상기 유동 통로를 따라 유동하는 냉각 오일의 일부를 상기 고정자 코어들 사이를 통해 고정자 코일로 유입하는 적어도 하나의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 그 둘레 방향을 따라 장공 형태로 개방된 오일 유입홀을 형성하며,
   상기 오일 유입홀은 한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 중심으로 이들 고정자 코어의 양측에 인접한 고정자 코어를 개방하는 크기로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 지지부재의 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 이격되게 형성되되, 상기 지지부재의 폭 방향으로 개방된 오일 유입홀을 형성하며,
    상기 오일 유입홀은 한 쌍의 상기 고정자 코어 사이를 개방하는 크기로서 형성되고,
    상기 개구부의 가장자리 부분에는 냉각 오일을 상기 오일 유입홀로 유도하는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 구동모터의 냉각유닛.

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