KR20210119233A - 냉각 성능 향상용 구동모터 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 냉각 성능 향상용 구동모터는, 코일이 권선되는 복수 개의 코어가 둘레 방향을 따라 구비되며, 내부에 수용공간이 형성된 스테이터 및 상기 스테이터를 감싸도록 구비되며, 상기 코일에 대응되는 영구자석 또는 계자권선을 포함하여 상기 코일의 기자력에 의해 회전되는 외측회전부와, 상기 수용공간에 구비되며, 구동축을 형성하는 내측회전부와, 상기 외측회전부 및 상기 내측회전부를 서로 연결하고, 상기 스테이터의 제1방향 측을 덮는 제1연결커버부를 포함하는 로터를 포함하며, 상기 내측회전부는, 내부에 길이 방향을 따라 형성되고, 제1방향 측으로 개구된 냉각채널을 포함한다.

Description

냉각 성능 향상용 구동모터{Motor Enhanced Cooling Performance}

본 발명은 구동모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 냉각채널이 형성되어 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 구동모터에 관한 것이다.

최근에는 전기 자동차, 드론(Drone) 등과 같이 전기 모터를 사용하여 구동되는 다양한 기계장치의 수요가 증가함에 따라, 관련 기술이 활발하게 개발 및 연구되고 있다.

이와 같은 전기 구동형 기계장치들은 전기 모터와 전기 배터리를 이용하는 친환경적인 작동 원리를 가지고 있으며, 소음이 없으며 유해물질이 발생하지 않는다는 장점을 가진다.

이 중에서 미래에서의 활약이 기대되고 있는 드론의 경우, 프로펠러를 이용하여 비행하는 특성 상 모터를 탑재하기 위한 공간 부족 문제로 모터의 외경을 키우기 힘든 구조를 가지고 있다. 이러한 문제의 해결책으로 모터의 축 방향 길이를 늘이거나 모터 자체의 회전 수를 극대화하여 작은 외경에서 오는 낮은 토크 및 출력을 보상하는 방법을 사용하기도 하였으나, 이와 같은 경우에는 저속 구간에서 매우 낮은 효율로 구동되는 문제가 발생하게 된다.

뿐만 아니라, 이와 같은 구조를 가지는 모터는 발열이 심하게 일어날 수밖에 없으나, 종래에는 이를 냉각시키기 위해 별도의 냉각장치를 추가적으로 구비하여야 하였으며, 이는 드론 자체의 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 비용적인 부담이 따르는 문제가 있었다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2019-0139897호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 별도의 냉각시스템을 구성하지 않으면서도 우수한 냉각 성능을 확보할 수 있는 구동모터를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각 성능 향상용 구동모터는, 코일이 권선되는 복수 개의 코어가 둘레 방향을 따라 구비되며, 내부에 수용공간이 형성된 스테이터 및 상기 스테이터를 감싸도록 구비되며, 상기 코일에 대응되는 영구자석 또는 계자권선을 포함하여 상기 코일의 기자력에 의해 회전되는 외측회전부와, 상기 수용공간에 구비되며, 구동축을 형성하는 내측회전부와, 상기 외측회전부 및 상기 내측회전부를 서로 연결하고, 상기 스테이터의 제1방향 측을 덮는 제1연결커버부를 포함하는 로터를 포함하며, 상기 내측회전부는, 내부에 길이 방향을 따라 형성되고, 제1방향 측으로 개구된 냉각채널을 포함한다.

그리고 상기 내측회전부의 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향 끝단에는, 상기 내측회전부의 회전과 함께 회전되어 공기의 냉각을 수행하는 냉각팬이 구비될 수 있다.

이때 상기 냉각팬은, 상기 내측회전부의 제2방향 끝단 중앙부에 구비되는 축부 및 상기 축부에서 외측 방향으로 연장되는 날개부를 포함할 수 있다.

또한 상기 축부에는 상기 냉각채널과 상기 수용공간을 서로 연통시키는 연통홀이 형성될 수 있다.

더불어 상기 제1연결커버부에는 상기 제1연결커버부의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제1공기유동홀이 형성될 수 있다.

한편 상기 스테이터는, 상기 스테이터의 제2방향 측을 덮는 제2연결커버부를 더 포함할 수 있다.

여기서 상기 제2연결커버부에는 상기 제2연결커버부의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제2공기유동홀이 형성될 수 있다.

또한 상기 제2연결커버부에는 외부 장치에 상기 스테이터를 고정시키기 위한 체결홀이 형성될 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 냉각 성능 향상용 구동모터는, 로터의 외측회전부가 스테이터를 감싸도록 형성되며, 내측회전부에 냉각채널이 형성됨으로 인해 별도의 냉각시스템을 구성하지 않으면서도 우수한 냉각 성능을 확보할 수 있는 장점을 가진다.

또한 본 발명의 각 실시예에 따르면, 냉각채널을 보조하기 위한 다양한 냉각 수단이 구비될 수 있으며, 방수 구조를 추가적으로 가질 수 있는 장점을 가진다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면;
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면; 및
도 6 내지 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 구동모터는 스테이터(100)와, 로터(200)를 포함한다.

상기 스테이터(100)는 코일(150)이 권선되는 복수 개의 코어(110)가 둘레 방향을 따라 구비되며, 내부에 수용공간(102)이 형성된 형태를 가진다.

그리고 상기 로터(200)는 상기 스테이터(100)를 감싸도록 구비되며, 상기 코일(150)에 대응되는 영구자석(220) 또는 계자권선을 포함하여 상기 코일(150)의 기자력에 의해 회전되는 외측회전부(210)와, 상기 수용공간(102)에 구비되며, 구동축을 형성하는 내측회전부(240)와, 상기 외측회전부(210) 및 상기 내측회전부(240)를 서로 연결하고, 상기 스테이터(100)의 제1방향 측을 덮는 제1연결커버부(230)를 포함하는 형태를 가진다.

그리고 본 실시예에서 상기 스테이터(100)는 이와 같은 로터(200)의 내측회전부(240)를 감싸는 내부수용부(120)를 더 포함한다.

즉 본 실시예의 경우, 상기 스테이터(100)는 구동모터가 적용되는 외부 기계장치 등의 구조물에 고정된 상태로 구비되며, 상기 로터(200)는 상기 외측회전부(210)가 상기 스테이터(100)를 감싸도록 형성되고, 상기 내측회전부(240)가 구동축을 형성한 상태에서 회전 가능하게 형성된다.

또한 상기 내측회전부(240)는, 내부에 길이 방향을 따라 형성되고, 제1방향 측으로 개구되어 외부 공기가 유동되는 냉각채널(250)을 포함한다. 따라서 본 발명은 이와 같은 냉각채널(250)이 형성됨으로 인해 별도의 냉각시스템을 구성하지 않으면서도 우수한 냉각 성능을 확보할 수 있다.

특히 본 실시예의 경우, 상기 내측회전부(240)의 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향 끝단에는, 상기 내측회전부(240)의 회전과 함께 회전되어 공기의 냉각을 수행하는 냉각팬(260)이 구비된 형태를 가진다. 상기 냉각팬(260)은 채널커버부(264) 및 날개부(262)를 포함하여, 상기 로터(200)의 회전에 따라 함께 회전되며 상기 수용공간(102) 내의 공기를 상기 냉각채널(250)로 순환시킬 수 있다.

한편 본 실시예에서 상기 스테이터(100)는, 상기 스테이터(100)의 제2방향 측을 덮는 제2연결커버부(130)를 더 포함한다.

그리고 로터(200)의 상기 제1연결커버부(230)에는, 상기 제1연결커버부(230)의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제1공기유동홀(232)이 형성되고, 상기 스테이터(100)의 상기 제2연결커버부(130)에는 상기 제2연결커버부(130)의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제2공기유동홀(132)이 형성되어, 공기의 유동을 보다 원활하게 함으로써 기본적인 냉각 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

또한 상기 제2연결커버부(130)에는 외부 장치에 상기 스테이터(100)를 고정시키기 위한 체결홀(134)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 구동모터 전체가 외부 장치에 체결된 상태로 상기 로터(200)가 회전되도록 할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면이다.

도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 대체적으로 동일한 구성요소를 가지며, 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 본 발명의 제2실시예는, 로터(200)에 구비되는 내측회전부(240)의 제2방향 끝단에 구비된 냉각팬(270)의 형태가 제1실시예와 다르게 형성된다.

구체적으로 본 실시예에서 상기 냉각팬(270)은, 채널커버부(274)와, 상기 내측회전부(240)의 제2방향 끝단 중앙부에 구비되는 축부(272a)와, 상기 축부(272a)에서 외측 방향으로 연장되는 날개부(272b)를 포함하는 형태를 가진다. 또한 상기 축부(272a)에는 상기 냉각채널(250)과 상기 수용공간(102)을 서로 연통시키는 연통홀(237)이 형성된다.

이에 따라 상기 냉각팬(270)이 회전 시 상기 수용공간(102)의 내부 기압이 상승하게 되고, 상대적으로 압력 배출이 용이한 제2방향 측으로 공기가 배출되며, 외부의 차가운 공기가 냉각채널(250)을 통해 유입되어, 효과적인 냉각을 수행할 수 있게 된다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 구동모터의 모습을 나타낸 도면이다.

도 6 및 도 8에 도시된 본 발명의 제3실시예의 경우, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 대체적으로 동일한 구성요소를 가지며, 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명의 제3실시예는, 냉각채널(250)와 더불어 방수 구조를 가지도록 형성되는 특징을 가진다.

구체적으로, 본 실시예의 경우 로터(200)의 상기 제1연결커버부(230)에 제1공기유동홀(232)이 생략된 형태를 가지며, 상기 스테이터(100)의 상기 제2연결커버부(130) 역시 제2공기유동홀(132)이 생략된 형태를 가짐에 따라, 전체적으로 외부에서 수분이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 형성된다.

특히 본 실시예의 구동모터가 드론과 같은 기계장치에 적용될 경우, 상기 제1연결커버부(230)가 상부를 향해 위치되며 상기 제2연결커버부(130)가 하부를 향해 위치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1연결커버부(230)는 상부에서 상기 수용공간(102) 측으로 수분이 유입되지 않도록 전체적으로 밀폐된 구조를 가질 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 스테이터
102: 수용공간
110: 코어
120: 내부수용부
130: 제2연결커버부
150: 코일
200: 로터
210: 외측회전부
220: 영구자석
230: 제1연결커버부
240: 내측회전부
250: 냉각채널
260, 270: 냉각팬

Claims (8)

1. 코일이 권선되는 복수 개의 코어가 둘레 방향을 따라 구비되며, 내부에 수용공간이 형성된 스테이터; 및
   상기 스테이터를 감싸도록 구비되며, 상기 코일에 대응되는 영구자석 또는 계자권선을 포함하여 상기 코일의 기자력에 의해 회전되는 외측회전부와, 상기 수용공간에 구비되며, 구동축을 형성하는 내측회전부와, 상기 외측회전부 및 상기 내측회전부를 서로 연결하고, 상기 스테이터의 제1방향 측을 덮는 제1연결커버부를 포함하는 로터;
   를 포함하며,
   상기 내측회전부는,
   내부에 길이 방향을 따라 형성되고, 제1방향 측으로 개구된 냉각채널을 포함하는,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
2. 제1항에 있어서,
   상기 내측회전부의 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향 끝단에는, 상기 내측회전부의 회전과 함께 회전되어 공기의 냉각을 수행하는 냉각팬이 구비된,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
3. 제1항에 있어서,
   상기 냉각팬은,
   상기 내측회전부의 제2방향 끝단 중앙부에 구비되는 축부; 및
   상기 축부에서 외측 방향으로 연장되는 날개부;
   를 포함하는,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 축부에는 상기 냉각채널과 상기 수용공간을 서로 연통시키는 연통홀이 형성된,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1연결커버부에는 상기 제1연결커버부의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제1공기유동홀이 형성된,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
6. 제1항에 있어서,
   상기 스테이터는, 상기 스테이터의 제2방향 측을 덮는 제2연결커버부를 더 포함하는,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2연결커버부에는 상기 제2연결커버부의 내측과 외측을 서로 연통시키는 제2공기유동홀이 형성된,
   냉각 성능 향상용 구동모터.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제2연결커버부에는 외부 장치에 상기 스테이터를 고정시키기 위한 체결홀이 형성된,
   냉각 성능 향상용 구동모터.

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