KR102519952B1

KR102519952B1 - 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터

Info

Publication number: KR102519952B1
Application number: KR1020210007634A
Authority: KR
Inventors: 최지훈; 김남규; 서영택; 이광현
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2023-04-10
Also published as: KR20220105054A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터는, 휠 내 배치된 모터부를 감싸고 타이어를 고정하는 림과, 림 양단을 감싸며 복수의 벤트 홀을 갖는 커버와, 벤트 홀을 부분적으로 차폐하여 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능한 멤브레인 필터를 포함한다.

Description

공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터{INWHEEL MOTOR HAVING AIR COOLING STRUCTURE}

본 발명은 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터에 관한 것이다.

인휠모터는 전기를 동력원으로 사용하는 이동수단으로 사용되며, 림(Rim)의 내부에 위치하는 모터부로부터 동력이 출력된다.

하지만, 종래의 인휠모터는 커버와 휠 하우징 사이에 실링(sealing)으로 내부가 밀폐된 구조로 이루어져, 모터의 발열로 인해 발생한 내부의 뜨거운 공기를 외부로 배출하지 못하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 인휠모터는 공랭식 구조를 갖는다고 하더라도 별도의 부품, 구조 없이 주행 풍을 통해 모터의 발열을 냉각시키는 것에 그칠 뿐이어서 냉각 효율이 현저히 저하되는 문제도 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 커버에 원호를 따라 형성된 벤트 홀을 공기 순환로를 갖는 멤브레인 필터로 차폐시킴으로써, 이물질 등은 걸러내고 공기만 순환시키도록 하여 냉각 효율을 개선한 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터는, 휠 내 배치된 모터부를 감싸고, 타이어를 고정하는 림; 림 양단을 감싸며 복수의 벤트 홀을 갖는 커버; 및 벤트 홀을 부분적으로 차폐하여 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능한 멤브레인 필터를 포함한다.

여기서, 커버는 벤트 홀이 형성된 외측에 벤트 홀보다 직경이 큰 안착 홈을 가질 수 있다.

멤브레인 필터는 벤트 홀 내에 억지 끼움 구조로 삽입되는 삽입부와, 삽입부에 연장 형성되며, 안착 홈에 소정의 이격 공간을 가지며 안착되는 캡부를 포함한다.

삽입부는 캡부와 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 넓은 단면 폭을 가진다.

삽입부는 끝단에 외측으로 돌출된 걸림 턱을 구비한다.

멤브레인 필터는 삽입부의 외측 둘레면을 감싸는 스페이스 링을 포함한다. 이때, 스페이스 링은 캡부와 안착 홈 사이에 이격 공간이 마련되도록, 캡부와 안착 홈 사이에 배치된다.

커버의 벤트 홀은 원호 방향을 따라 간격을 두고 관통 형성된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터는 휠 내 배치된 모터부를 감싸는 림; 림 양단을 감싸며, 원호 방향을 따라 간격을 두고 관통 형성되는 복수의 에어 흡입구와 벤트 홀을 갖는 커버; 벤트 홀을 부분적으로 차폐하여 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능한 멤브레인 필터; 및 커버의 원호 방향을 따라 간격을 두고 배치되되, 커버의 에어 흡입구를 이격되게 덮어 외부 공기를 내부로 유입하는 복수의 에어 가이드를 포함한다.

에어 가이드는 멤브레인 필터보다 모터부의 구동 축에 더 가깝게 배치되며, 내부에 공기 순환로를 갖는 일면이 개방된 구조로 이루어진다.

커버의 에어 흡입구는 에어 가이드의 폐쇄된 출측 내부 끝단 하부에 위치한다. 멤브레인 필터와 에어 가이드는 커버의 중심을 기준으로 원호를 따라 단차지게 교번 배치된다.

본 발명에 따르면, 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터는 커버에 원호를 따라 형성된 벤트 홀을 공기 순환로를 갖는 멤브레인 필터로 차폐시킴으로써, 이물질 등은 걸러내고 공기만 순환시키도록 하여 냉각 효율을 개선할 수 있다.

특히, 멤브레인 필터를 적용하면, 내부의 가열된 공기는 온도, 압력 차이로 인하여 벤트 홀을 통해 외부로 배출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에 표시된 A-A'의 단면도.
도 3은 도 2에 표시된 B의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 도 4에 표시된 C-C'의 단면도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 표시된 A-A'의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 인휠모터(100)는 크게, 림(110), 모터부(120), 커버(130) 및 멤브레인 필터(140)를 포함한다.

림(110)은 휠(wheel)을 이루는 원형의 강성부재로서, 인휠모터(100)의 기본 골격을 이루고, 모터부(120)와 관련한 구성(전장품 등)을 내부에 수용할 수 있는 중공부를 갖는다. 림(110)은 외륜에 타이어(tire)를 고정하는 역할을 한다. 이러한 림(110)은 스틸(steel) 재질로 이루어진다.

모터부(120)는 인훨모터(100)의 구동을 담당하는 구성으로서, 로터 하우징(121), 마그넷(122), 스테이터 코어(123), 스테이터 허브(124), 구동 축(125), 제1 베어링(126a), 제2 베어링(126b), 제1 오일 실(Oil seal; 127a), 제2 오일 실(127b), 스크류(128)를 포함한다.

로터 하우징(121)은 림(110)의 중공부에 위치한다.

마그넷(122)은 자속을 발생시키는 영구자석 또는 전자석으로 이루어질 수 있다.

스테이터 코어(123)는 마그넷(122) 내측에서 소정의 갭을 사이에 두고 위치한다. 이러한 스테이터 코어(123)는 권선 조립부로서 자기력을 발생시킬 수 있으며, 스틸(steel) 재질로 이루어진다.

스테이터 허브(124)는 스테이터 코어(123)를 고정하며, 구동 축(125)에 연결된다.

제1 베어링(126a)과 제2 베어링(126b)은, 대향한 위치에서 구동 축(125)에 의해 관통되며, 로터 하우징(121)과 구동 축(125)을 지지한다.

제1 오일 실(127a)과 제2 오일 실(127b)은 제1 베어링(126a)과 제2 베어링(126b)의 외측에서 각각 구동 축(125)에 연결되며, 이물질 유입을 방지하는 역할을 한다.

스크류(128)는 로터 하우징(121)과 커버(130)를 연결한다.

여기서, 커버(130)는 림(110) 양단을 감싸며 복수의 벤트 홀(131)을 갖는다. 여기서, 벤트 홀(131)은 커버(130)의 원호 방향을 따라 간격을 두고 관통 형성된다.

멤브레인 필터(140)는 커버(130)의 벤트 홀(131)을 부분적으로 차폐하여 림(110)의 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능하도록 한다.

도 3은 도 2에 표시된 B의 부분 확대도이다.

도 3을 참조하면, 커버(130)는 벤트 홀(131)이 형성된 외측에 벤트 홀(131)보다 상대적으로 큰 직경을 갖는 안착 홈(132)을 갖는다.

멤브레인 필터(140)는 크게, 삽입부(141)와 캡부(142)를 포함한다.

삽입부(141)는 벤트 홀(131) 내에 억지 끼움 구조로 삽입된다.

이러한 삽입부(141)는 캡부(142)와 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 넓은 단면 폭을 가진다.

또한, 삽입부(141)는 끝단에 외측으로 돌출된 걸림 턱(141a)과, 외측 둘레면을 감싸는 스페이스 링(141b)을 포함한다.

캡부(142)는 삽입부(141)에 연장 형성되며, 안착 홈(132)에 소정의 이격 공간을 가지며 안착된다. 이때, 스페이스 링(141b)은 캡부(142)와 안착 홈(132) 사이에 소정의 이격 공간이 마련되도록, 캡부(142)와 안착 홈(132) 사이에 배치된다. 여기서, 소정의 이격 공간은 공기가 순환할 수 있는 최소한의 공간을 의미한다.

멤브레인 필터(140)는 캡부(142)가 있는 형태로 커버(130)의 벤트 홀(131)에 부착될 수 있다. 이때 다른 예로, 멤브레인 재질로 이루어진 별도의 부재(미도시)가 커버(130)에 융착되는 등의 공법으로 부착될 수도 있다.

제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 표시된 C-C'의 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 인휠모터(200)는 림(210), 커버(230), 멤브레인 필터(240) 및 에어 가이드(250)를 포함한다.

위 구성 중 제1 실시예에서 이미 전술되어 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 제2 실시예에서의 인휠모터(200)가 제1 실시예와 다른 점은, 커버(230)에 에어 흡입구(233)가 추가되고, 멤브레인 필터(240)의 위치가 상이하다는 점과 에어 가이드(250)가 추가된다는 점이다.

따라서 2 실시예는 커버(230), 멤브레인 필터(240) 및 에어 가이드(250) 위주로 살펴보기로 한다.

에어 가이드(250)는 커버(230)의 원호 방향을 따라 간격을 두고 배치되며, 커버(230)의 에어 흡입구(233)를 이격되게 덮어 외부 공기를 림(210) 내부로 유입하는 역할을 한다.

이때, 에어 가이드(250)는 멤브레인 필터(240)보다 모터부(220)의 구동 축(225)에 더 가깝게 배치된다. 에어 가이드(250)는 내부에 공기 순환로를 갖는 일면이 개방된 구조로 이루어진다.

커버(230)의 에어 흡입구(233)는 에어 가이드(250)의 폐쇄된 출측 내부 끝단 하부에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 구조적 특징으로 말미암아, 에어 가이드(250)의 입측을 통해 유입된 공기는 폐쇄된 출근 내부를 거쳐 에어 흡입구(233)로 흡입될 수 있다.

한편, 멤브레인 필터(240)와 에어 가이드(250)는 커버(230)의 중심을 기준으로 원호를 따라 단차지게 교번 배치된다. 이러한 위치적 특징은 인휠모터(200)가 회전하며 더 많은 외부 공기를 유입할 수 있고 그와 동시에 내부 공기를 외부로 배출할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

100, 200: 인휠모터 110, 210: 림
120, 220: 모터부 121: 로터 하우징
122: 마그넷 123: 스테이터 코어
124: 스테이터 허브 125, 225: 구동 축
126a: 제1 베어링 126b: 제2 베어링
127a: 제1 오일 실 127b: 제2 오일 실
128: 스크류 130, 230: 커버
131, 231: 벤트 홀 132: 안착 홈
140, 240: 멤브레인 필터 141: 삽입부
141a: 걸림 턱 141b: 스페이스 링
142: 캡부 233: 에어 흡입구
250: 에어 가이드

Claims

휠 내 모터부를 갖는 인휠모터에 있어서,
상기 모터부를 감싸고, 타이어를 고정하는 림;
상기 림의 양단을 감싸며, 원호를 따라 소정의 간격으로 관통 형성된 복수의 벤트 홀과, 상기 벤트 홀이 형성된 외측 단부에 상기 벤트 홀보다 직경이 큰 안착 홈을 갖는 커버; 및
상기 벤트 홀과 상기 안착 홈을 부분적으로 차폐하여 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능한 멤브레인 필터를 포함하고,
상기 멤브레인 필터는
상기 안착 홈과의 대향 공간이 공기 순환로가 되도록 상기 안착 홈상에 일부 구간이 감싸진 채로 소정의 이격 공간을 가지며 안착되는 캡부를 포함하는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제1항에 있어서,
상기 멤브레인 필터는
상기 캡부로부터 내측으로 연장되어 상기 벤트 홀 내에 억지 끼움 구조로 삽입되는 삽입부를 포함하는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제2항에 있어서,
상기 삽입부는
상기 캡부와 연결된 일측에서 타측으로 갈수록 넓은 단면 폭을 가지는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제3항에 있어서,
상기 삽입부는
끝단에 외측으로 돌출된 걸림 턱을 구비하는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제2항에 있어서,
상기 멤브레인 필터는
상기 삽입부의 외측 둘레면을 감싸는 스페이스 링을 포함하고,
상기 스페이스 링은 상기 캡부와 안착 홈 사이에 이격 공간이 마련되도록, 상기 캡부와 안착 홈 사이에 배치되는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제1항에 있어서,
상기 커버의 벤트 홀은
상기 림의 중앙부를 향해 소정의 각도로 경사지게 배치되는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
휠 내 모터부를 갖는 인휠모터에 있어서,
상기 모터부를 감싸는 림;
상기 림 양단을 감싸며, 원호 방향을 따라 간격을 두고 관통 형성되는 복수의 에어 흡입구와 벤트 홀을 갖는 커버;
상기 벤트 홀을 부분적으로 차폐하여 내, 외부로 공기 유입 및 유출이 가능한 멤브레인 필터; 및
상기 커버의 원호 방향을 따라 간격을 두고 배치되되, 상기 커버의 에어 흡입구를 이격되게 덮어 외부 공기를 내부로 유입하는 복수의 에어 가이드를 포함하는 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제7항에 있어서,
상기 에어 가이드는
상기 멤브레인 필터보다 상기 모터부의 구동 축에 더 가깝게 배치되며, 내부에 공기 순환로를 갖는 일면이 개방된 구조로 이루어지는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제7항에 있어서,
상기 커버의 에어 흡입구는
상기 에어 가이드의 폐쇄된 출측 내부 끝단 하부에 위치하는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.
제7항에 있어서,
상기 멤브레인 필터와 에어 가이드는
상기 커버의 중심을 기준으로 원호를 따라 단차지게 교번 배치되는 것인 공랭식 냉각 구조를 갖는 인휠모터.