KR101961615B1 - 전동모터 - Google Patents

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현대일렉트릭앤에너지시스템(주)
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Abstract

내부 공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간에 배치되도록 상기 하우징에 고정 설치되는 스테이터 코어 유닛 및 상기 스테이터 코어 유닛과의 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 구동 마그넷을 구비하는 로터 유닛을 포함하며, 상기 하우징에는 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성되는 진동모터가 개시된다.

Description

전동모터{Electric motors}
본 발명은 전동모터에 관한 것이다.
일반적으로 전동모터는 코일이 권선 된 고정자 및 상기 코일과의 전자기력에 의해 회전하는 회전자를 포함한다.
또한, 전동모터는 구동 시 공기 및 각종 부재간의 마찰로 인한 열이 발생하게 되는데, 이러한 열은 전동모터의 효율을 저하시키고, 제품의 수명을 단축시키는 문제를 일으켰다.
한편, AFPM(Axial Flux Permanet magnet} 모터는 전동모터의 한 종류로서, 일반적으로, 주 자속이 기계적 축에 대해 평행하게 흐르는 전동모터를 말한다.
이러한 AFPM 모터는 주로 회전자에 영구자석이 존재하며, 브라켓 또는 하우징에 코일이 권선된 고정자가 배치된다.
또한, 종래에는 상기 AFPM 모터의 냉각방식으로 공기를 순환시켜 냉각시키는 공냉식 냉각방법이 많이 사용되었는데 이러한 공냉식 냉각방법은 냉각효율이 떨어진다는 단점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제2009-0001045호
냉각 효율을 향상시킬 수 있는 전동모터가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터는 내부 공간을 가지는 하우징과, 상기 하우징의 내부 공간에 배치되도록 상기 하우징에 고정 설치되는 스테이터 코어 유닛 및 상기 스테이터 코어 유닛과의 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 구동 마그넷을 구비하는 로터 유닛을 포함하며, 상기 하우징에는 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성될 수 있다.
상기 하우징은 조립되어 내부 공간을 형성하는 제1,2 하우징으로 구성되며, 상기 제1,2 하우징은 원판 형상을 가지는 제1,2 베이스부와 상기 제1,2 베이스로부터 연장 형성되는 제1,2 연장부를 구비할 수 있다.
상기 냉각수 유로는 상기 제1,2 베이스부의 내부에 나선 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
상기 스테이터 코어 유닛은 복수개의 단위 코어가 조립되어 형성되는 스테이터 코어 및 상기 복수개의 단위 코어 각각에 권선되는 코일을 구비하며, 상기 복수개의 단위 코어에는 상기 하우징에의 고정을 위한 고정핀이 통과하는 고정홀이 형성될 수 있다.
상기 하우징에는 상기 고정홀에 대응되는 핀홀이 형성되며, 상기 냉각수 유로는 반경 방향으로 상기 핀홀의 내외측에 배치되도록 형성될 수 있다.
상기 로터 유닛은 원형의 플레이트 형상을 가지며 적어도 한 면에 상기 구동 마그넷이 원주방향을 따라 설치되는 로터 스파이더 및 상기 로터 스파이더와 연동하여 회전되는 회전축을 구비할 수 있다.
냉각 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 하우징과 스테이터 코어 유닛을 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 하우징에 구비되는 유로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 스테이터 코어 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 로터 유닛을 나타내는 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터를 나타내는 개략 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 하우징과 스테이터 코어 유닛을 나타내는 부분 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터의 하우징에 구비되는 냉각수 유로를 설명하기 위한 설명도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동모터(100)는 하우징(120), 스테이터 코어 유닛(140) 및 로터 유닛(160)을 포함할 수 있다.
하우징(120)은 전동모터(100)의 외관을 형성하는 것으로, 제1 하우징(122) 및 제1 하우징(122)과 결합되어 내부공간을 형성하는 제2 하우징(124)을 포함할 수 있다.
그리고, 하우징(120)에는 냉각수가 흐르는 냉각수 유로(130)가 형성된다. 즉, 제1,2 하우징(120)에는 냉각수 유로(130)가 형성된다.
또한, 제1 하우징(122) 및 제2 하우징(124)의 구조 및 형상은 미소한 차이만 있을 뿐 대부분 동일하므로, 이하에서는 제1 하우징(122)을 중심으로 본 발명의 실시예에 따른 하우징(120)의 구조에 대해 상세히 설명하며, 제2 하우징(124)에 대한 설명은 이에 갈음한다.
제1 하우징(122)은 대략 원판 형상을 가지는 제1 베이스부(122a)와, 제1 베이스부(122a)로부터 연장 형성되는 제1 연장부(122b)를 구비할 수 있다.
한편, 냉각수 유로(130)는 제1 베이스부(122a)에 나선 형상을 가지도록 형성된다.
그리고, 제1 연장부(122b)는 대략 원통 형상을 가지며, 제1 연장부(122b)에 의해 형성되는 내부 공간에 상기한 스테이터 코어 유닛(140)의 스테이터 코어(142)가 삽입 배치된다.
또한, 제1 하우징(122)의 중심부에는 로터 유닛(160)의 회전축(164)이 삽입되는 축공(122c)이 형성된다. 그리고, 회전축(164)은 제1 하우징(122)을 관통하도록 설치되어 외부 장치에 연결된다.
한편, 제1 하우징(122)에는 후술할 스테이터 코어 유닛(140)의 스테이터 코어(142)의 고정을 위한 고정핀(146)이 설치되는 핀홀(122d)이 형성된다.
그리고, 상기한 바와 같이, 제1 하우징(122)의 베이스부(122a)에는 전동모터(100)의 냉각을 위한 냉각수 유로(130)가 원주방향으로 나선 형상을 가지도록 구비될 수 있다.
여기서, 용어에 대한 정의를 정리하면, 원주방향이란 도 1을 기준으로 회전축(164)을 중심으로 회전하는 방향을 의미하고, 반경 방향이란 도 1을 기준으로 좌,우 방향을 의미한다.
그리고, 냉각수 유로(130)는 반경 방향으로 상기한 핀홀(122d)의 내외측에 배치되도록 형성된다. 따라서, 냉각수는 냉각수 유로(130)를 따라 흐르면서, 전동 모터(100)를 전체적으로 냉각시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연장부(122b)의 내부에 고정 설치되는 스테이터 코어 유닛(140)의 스테이터 코어(142)에서 발생된 열을 효과적으로 제거할 수 있다.
여기서, 냉각수 유로(130)는 제1 하우징(122)의 삽입공(122c)을 중심으로 원주방향으로 구비되어 냉각수가 제1 하우징(122)의 내측을 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전할 수 있도록 구비될 수 있다.
한편, 제1 하우징(122)에는 냉각수 유로(130)에 연결되어 냉각수가 유입되는 유입구(132) 및 냉각수 유로(130)를 순환한 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(미도시)가 구비될 수 있다.
즉, 냉각수 유입구(132)는 호스에 의해 별도로 구비되는 냉각수 공급부(미도시)에 연결되어 제1 하우징(122) 내측으로 냉각수를 공급할 수 있으며, 냉각수 유로(130)를 순환하면서 가열된 냉각수는 냉각수 배출구에 의해 제1 하우징(122) 외부로 배출될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동 모터(100)는 제1 및 제2 하우징(122, 124)의 내부를 관통하여 흐르는 냉각수 유로(130)를 구비함으로써, 전동 모터(100) 구동 시 냉각기능을 수행할 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 냉각수 유로(130)를 스테이터 코어 유닛(140)에 대향 배치되도록 형성하여, 스테이터 코어(142)에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있다.
스테이터 코어 유닛(140)은 하우징(120)의 내부 공간에 배치되도록 상기 하우징(120)에 고정 설치된다. 한편, 스테이터 코어 유닛(140)은 도 4에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 복수개의 단위 코어(142a)가 조립되어 형성되는 스테이터 코어(142)와, 복수개의 단위 코어(142a) 각각에 권선되는 코일(144)을 구비할 수 있다.
한편, 복수개의 단위 코어(142a)에는 하우징(120)에의 고정을 위한 고정핀(146)이 통과하는 고정홀(142b)이 형성된다.
그리고, 복수개의 단위 코어(142a)가 조립되어 전체적으로 스테이터 코어(142)는 링 형상을 가질 수 있다.
로터 유닛(160)은 스테이터 코어 유닛(140)과의 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 구동 마그넷(162)을 구비한다.
한편, 도 5에 보다 자세하게 도시된 바와 같이, 로터 유닛(160)은 원형의 플레이트 형상을 가지며 적어도 한 면에 상기 구동 마그넷(162)이 원주방향을 따라 설치되는 로터 스파이더(166)를 구비할 수 있다. 그리고, 상기에서 설명한 회전축(164)은 로터 스파이더(166)에 고정 설치되어 로터 스파이더(166)와 연동하여 회전될 수 있다.
한편, 구동 마그넷(162)은 N극으로 자화된 제1 구동 마그넷(162a)과 S극으로 자화된 제2 구동 마그넷(162b)을 구비할 수 있으며, 제1,2 구동 마그넷(162a,162b)이 교대로 상기 로터 스파이더(166)에 형성되는 설치홈(166a)에 삽입 설치될 수 있다.
또한, 회전축(164)은 상기 제1 하우징(122)의 축공(122c)에 삽입되어 베어링 부재(102)에 의해 지지될 수 있으며, 외부 장치에 연결되어 동력을 외부장치에 전달할 수 있다.
여기서, 베어링 부재(102)로는 다양한 종류의 베어링이 사용될 수 있으며, 일예로써, 볼 베어링으로 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1 및 제2 하우징(122, 124)의 내부를 관통하여 흐르는 냉각수 유로(130)를 통해 전동 모터(100) 구동 시 냉각기능을 수행할 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 냉각수 유로(130)를 스테이터 코어 유닛(140)에 대향 배치되도록 형성하여, 스테이터 코어(142)에서 발생하는 열을 효과적으로 제거할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 전동모터
120 : 하우징
140 : 스테이터 코어 유닛
160 : 로터 유닛

Claims (6)

  1. 내부 공간을 가지는 하우징;
    상기 하우징의 내부 공간에 배치되도록 상기 하우징에 고정 설치되는 스테이터 코어 유닛; 및
    상기 스테이터 코어 유닛과의 전자기적 상호작용에 의해 회전력을 발생시키는 구동 마그넷을 구비하는 로터 유닛;
    을 포함하며,
    상기 스테이터 코어 유닛은
    복수개의 단위 코어가 조립되어 형성되는 스테이터 코어; 및
    상기 복수개의 단위 코어 각각에 권선되는 코일;
    을 구비하며,
    상기 하우징에는 냉각수가 흐르는 냉각수 유로가 형성되고,
    상기 하우징은 조립되어 내부 공간을 형성하는 제1,2 하우징으로 구성되며,
    상기 제1,2 하우징은 원판 형상을 가지는 제1,2 베이스부와 상기 제1,2 베이스로부터 연장 형성되는 제1,2 연장부를 구비하며,
    상기 냉각수 유로는 상기 스테이터 코어의 양단부에 인접 배치되는 상기 제1,2 베이스부의 내부에 나선 형상을 가지도록 형성되며,
    상기 냉각수 유로에는 냉각수가 유입되는 유입구 및 냉각수 유로를 순환한 냉각수가 배출되는 배출구가 연결되는 전동모터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 단위 코어에는 상기 하우징에의 고정을 위한 고정핀이 통과하는 고정홀이 형성되는 전동모터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 고정홀에 대응되는 핀홀이 형성되며,
    상기 냉각수 유로는 반경 방향으로 상기 핀홀의 내외측에 배치되도록 형성되는 전동모터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 로터 유닛은
    원형의 플레이트 형상을 가지며, 적어도 한 면에 상기 구동 마그넷이 원주방향을 따라 설치되는 로터 스파이더; 및
    상기 로터 스파이더와 연동하여 회전되는 회전축;
    을 구비하는 전동모터.
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