KR102565033B1 - 고정자용 방열캡, 및 이를 포함하는 고정자 어셈블리 및 모터 - Google Patents

고정자용 방열캡, 및 이를 포함하는 고정자 어셈블리 및 모터 Download PDF

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Abstract

고정자 어셈블리가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 고정자 어셈블리는 양 단이 외부와 통하도록 관통구를 구비하는 원통형의 고정자 코어, 및 일부가 상기 고정자 코어의 양 끝단 보다 고정자 코어 축 방향으로 외부로 돌출되고 나머지 부분은 고정자 코어 내부에 위치하는 권선코일을 포함하는 고정자, 및 상기 권선코일의 돌출된 일부를 내부에 수용하여 상기 고정자 코어의 외부면과 접하도록 고정자 코어의 양 단부에 각각 구비된 방열캡을 포함하여 구현된다. 이에 의하면, 고정자 코일에서 발생하거나, 고정자 코일로 전달된 열을 외부로 전달할 수 있는 방열경로를 증가시키고, 방열효율을 향상시킴으로써 방열특성이 우수하고, 발열로 인한 모터의 가동효율 감소를 최소화 또는 방지할 수 있다.

Description

고정자용 방열캡, 및 이를 포함하는 고정자 어셈블리 및 모터{Heat dissipation cap for stator, and stator assembly and motor comprising thereof}
본 발명은 방열캡에 관한 것으로서, 구체적으로는 모터 고정자에 결합되는 방열캡에 관한 것이다.
모터는 전기에너지를 역학적 에너지로 변환하는 장치이다. 모터의 일반적인 구조는 하우징 내부에 고정자와 회전자를 포함하는 구조로서, 고정자는 하우징 내측에 결합되되, 고정자는 다수의 코어에 의하여 적층된 원통형의 고정자 코어에 코일이 권선되어 구현된다. 또한, 회전자는 고정자 내측에 고정자의 내측면과 일정거리 이격되어 배치되며, 전류의 인가로 고정자 코일에서 발생하는 전자기력과 반응하도록 영구자석이 회전자 코어의 외주면에 원주방향으로 배치된다. 또한, 회전자에는 회전자의 회전력을 외부로 전달하기 위한 회전축이 중심에 설치되며, 회전축의 양단부는 하우징의 양 측부에 고정 지지된 구조를 갖는 것이 일반적이다.
통상적으로 모터의 구동에 따라서 발생하는 열의 방열은 하우징 내부에 구비된 냉각수단, 하우징과 고정자 외측면 사이에 구비된 냉각수단 등을 통해서 수행한다. 그러나 고정자 코어에 결합된 권선코일의 양단은 고정자 코어보다 외부로 돌출되도록 위치해 공기 중에 놓여지게 됨에 따라서 위와 같은 냉각수단을 통한 방열구조로는 고정자 코어에 결합된 권선코일에서 발생하거나 권선코일로 전달된 열을 전부 빠르게 냉각수단 쪽으로 전달시키기 어려우며, 이로 인해 구동 시 전자기력의 손실 및 모터의 구동효율 저하로 이어질 수 있는 문제가 있다.
공개특허공보 제10-1993-0015253호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 모터 내부의 고정자 코일에서 발생하거나, 고정자 코일로 전달된 열을 외부로 전달할 수 있는 방열경로를 증가시키고, 방열효율을 향상시킬 수 있는 고정자 어셈블리용 방열캡, 이를 구비하는 고정자 어셈블리 및 모터를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 구현된 고정자 코어에 매우 손쉽게 결합됨에 따라서 방열특성을 향상시키면서도 이를 구비시킴에 따라서 발생하는 제조시간이나 비용의 증가가 최소화될 수 있는 고정자 어셈블리용 방열캡을 제공하는데 다른 목적이 있다.
나아가 본 발명은 고정자 코어에 결합된 후 우수한 기계적 강도, 부착강도, 내열성을 발현함에 따라서 모터의 가동 중 발생하는 진동, 고열에도 내구성이 우수하여 장시간 목적하는 효과를 발현할 수 있는 고정자 어셈블리용 방열캡을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
더불어 본 발명은 절연특성이 우수해 권선코일 말단에 별도의 절연코팅을 생략하더라도 방열캡을 통해 절연특성을 발현시킬 수 있는 고정자 어셈블리용 방열캡을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 양 단이 외부와 통하도록 관통구를 구비하는 원통형의 고정자 코어와 일부가 상기 고정자 코어의 양 끝단 보다 고정자 코어 축 방향으로 외부로 돌출되고 나머지 부분은 고정자 코어 내부에 위치하는 권선코일을 포함하는 고정자, 및 상기 권선코일의 돌출된 일부를 내부에 수용하여 상기 고정자 코어의 외부면과 접하도록 고정자 코어의 양 단부에 각각 구비된 방열캡을 포함하는 고정자 어셈블리를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 권선코일은 도전성 선재가 권선되어 형성되거나 또는 고정자 코어 양 단을 관통하도록 고정자 코어 원주방향을 따라서 구비된 다수 개의 슬롯에 다수 개의 헤어핀이 체결 및 상호 접속되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 방열캡은 권선코일의 돌출된 일 단부를 수용하는 수용부를 갖도록 성형된 방열 외장재 및 방열 외장재와 수용된 권선코일 사이 공간을 채우는 방열 충진재를 구비한 것일 수 있다.
또한, 상기 방열 외장재는 중앙부에 상기 고정자 코어의 관통구에 대응되는 관통구가 형성되며, 권선코일의 돌출된 일 단부에 대응되도록 전단이 개방된 수용부를 원주방향을 따라 구비할 수 있다.
또한, 상기 방열 외장재는 제1경화성 베이스 수지 및 제1방열필러를 구비하는 외장재 수지 조성물이 경화되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 방열 충진재는 권선코일이 방열 외장재에 수용된 후 제2경화성 베이스 수지 및 제2방열필러를 구비하는 방열 충진조성물이 경화되어 형성된 것일 수 있다.
또한, 상기 방열 외장재는 KS M 3015에 의거한 인장강도가 2.5㎏f/㎟ 이상이며, 굽힘강도가 7.0㎏f/㎟ 이상이고, IZOD 충격강도가 11kJ/㎡ 이상일 수 있다.
또한, 상기 방열 외장재는 절연저항이 1.0×1013Ω 이상이며, 내아크성이 180초 이상이고, 열변형 온도가 190℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 방열 충진재는 ASTM D 257에 의거한 체적저항이 2×1011Ω·㎝ 이상이며, ASTM 149에 의거한 절연파괴 강도가 9kV/㎜ 이상이고, ASTM E 1530에 의거한 열전도도가 0.5 W/mk 이상일 수 있다.
또한, 상기 방열캡은 체결부재를 통해 상기 고정자 코어에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명은 모터의 고정자 코어에 권선된 권선코일의 방열을 위해서 고정자 코어 일 단부에 결합되는 모터 고정자 어셈블리용 방열캡으로서, 권선코일의 일 단부를 수용하는 수용부를 갖도록 성형된 방열 외장재 및 권선코일 일 단부가 수용된 후 상기 방열 외장재와 상기 권선코일 사이 공간을 채우도록 상기 수용부에 구비된 방열 충진조성물을 구비한 모터 고정자 어셈블리용 방열캡을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 방열 충진조성물은 제2경화성 베이스 수지를 포함하며, 상기 제2경화성 베이스 수지는 미경화 또는 부분 경화된 상태일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 고정자 어셈블리, 상기 고정자 어셈블리의 고정자 코어 내측 관통구에 수용되는 회전자, 및 상기 고정자 어셈블리의 고정자 코어 외주면과 접하도록 고정자 어셈블리를 수용하며, 고정자 코어 외주면에 대응되는 영역에 냉각채널을 구비한 하우징을 포함하는 모터를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 고정자 어셈블리 내 방열캡의 외부면 적어도 일부분은 상기 하우징에 접촉될 수 있다.
본 발명에 의한 방열캡은 모터 내부의 고정자 코일에서 발생하거나, 고정자 코일로 전달된 열을 외부로 전달할 수 있는 방열경로를 증가시키고, 방열효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 권선코일이 결합된 고정자 코어에 매우 손쉽게 결합됨에 공정시간과 비용을 절약할 수 있다. 나아가 고정자 코어에 결합된 후 우수한 기계적 강도, 부착강도, 내열성을 발현함에 따라서 모터의 가동 중 발생하는 진동, 고열에도 내구성이 우수하여 장시간 목적하는 효과를 발현할 수 있다. 더불어 우수한 절연특성을 보유함에 따라서 권선코일 말단에 별도의 절연코팅 처리가 되지 않더라도 방열캡의 캡핑으로 절연특성을 달성할 수 있는 이점이 있고, 이러한 이점은 헤어핀 권선코일을 채용하는 모터에 특히 유용할 수 있다.
도 1은 통상적인 모터에 대한 회전축 방향의 단면 부분모식도로서, 고정자에서 발생한 열 이동 경로를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 대한 회전축 방향의 단면 부분모식도로서, 고정자에서 발생한 열 이동 경로를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터에 대한 회전축 방향의 단면 부분모식도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자용 방열캡의 사시도 및 경계선 X-X'에 따른 단면모식도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 어셈블리의 부분 단면확대도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자 어셈블리의 사시도 및 경계선 X-X'에 따른 단면모식도,
도 7은 도 6에 따른 고정자 어셈블리의 경계선 Y-Y'에 따른 단면모식도, 그리고
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정자용 방열캡의 사시도 및 경계선 X-X'에 따른 단면모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 통상적인 모터(10)는 하우징(4) 내측으로 배치되는 고정자 어셈블리(3), 고정자 어셈블리(3) 내측으로 이격하여 배치되는 회전자(2)를 구비한다. 모터(10)에 전류 인가 시 고정자 코어(3a)에 결합된 권선코일(3b)에는 전자기력 이외에 열(T)이 발생하며, 상기 열(T)은 여러 경로(T1,T2,T4)로 하우징(4)에 구비된 냉각채널(4a)을 통해 방열된다. 이에 따라서 권선코일(3b) 중 고정자 코어(3a)의 내측에 대응되는 부분(도 1의 A)은 방열이 원활하여 방열에 대한 이슈가 적다. 그러나 고정자 코어(3a)의 양 끝 단을 넘어 외부로 돌출된 권선코일(3b) 부분(도 1의 E)에 해당하는 권선코일(3b)의 양 말단은 직접 공기 중에 노출되고, 열을 전도시킬 수 있는 어떤 것과 접촉된 상태가 아니므로 권선코일(3b)의 양 말단에서 발열되거나, 말단으로 전달된 열은 공기 중으로 방사되는 열 전달 경로(T3)를 통해 방열될 수밖에 없다. 이때 권선코일(3b)로부터 공기 중으로 열방사 효율은 매우 낮아서 권선코일(3b) 말단 부분의 방열은 거의 이루어지지 않고 열축적이 증가할 수 있는데, 권선코일(3b) 말단을 통해 열이 제대로 방열되지 못할 경우 일부 열이 다시 고정자 코어(3a) 쪽으로 전달되는 열전달 경로(T4)가 형성될 수 있고, 이러한 열전달 경로(T4)는 고정자 어셈블리(3)의 열축적을 증가시키고 이로 인해 모터의 효율 감소를 초래할 수 있는 우려가 있다.
이에 본 발명은 도 2에 도시된 것과 같이 고정자 어셈블리(130)의 권선코일(132) 양 말단 부분을 방열캡(140)으로 캡핑하여 모터(100)를 구현함을 통하여, 권선코일(132) 양 말단 부분의 열을 방열캡(140)을 통해 보다 상승된 효율로 공기 중으로 방사시킬 수 있다. 또한, 이를 통해 권선코일(132) 말단의 열을 다시 고정자 코어(131) 쪽으로 전달되게 하는 열전달 경로(T4)에 따른 열흐름이 감소됨에 따라서 고정자 코어(131) 및 고정자 코어(131)에 대응하는 부분에 결합된 권선코일(132)의 열축적을 감소시킬 수 있다. 또한, 방열캡(140)의 외부면 일부가 하우징(180)과 접촉하도록 구현 시에는 권선코일(132) 말단의 열이 직접 방열캡(140)을 통해 하우징(180)으로 전달되는 열전달 경로(T5)가 생성되며 이를 통해 모터의 방열특성은 매우 향상될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터(100)는 하우징(180) 내측면에 접하도록 배치되는 고정자 어셈블리(160), 고정자 어셈블리(160)의 고정자 코어(131) 내측 관통구에 이격하여 수용되는 회전자(120) 및 회전자(120) 중심에 압입된 회전축(110)을 구비하며, 상기 하우징(180)은 고정자 코어(131) 외주면에 대응되는 영역의 일부 또는 전부에 냉각채널(180a)을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터(100)는 공지된 기술분야에 제한 없이 사용될 수 있고, 일 예로 하이브리드 차량이나 전기자동차에서 전기에너지로 구동력을 얻는 구동모터(전기모터)에 적용될 수 있다.
또한, 상기 모터(100)에 구비되는 하우징(180), 회전자(120), 회전축(110)은 공지된 모터에 구비되는 하우징, 회전자, 회전축 구성을 그대로 채용하거나 적절히 변형하여 채용된 것일 수 있다. 일 예로 상기 회전자(120)는 회전자 코어에 영구자석이 삽입된 영구자석형 동기모터에 적용되는 회전자일 수 있고, 또는 회전자 코어에 회전자 코일이 감긴 계자권선형 동기모터에 적용되는 회전자일 수 있다.
또한, 도 3 내지 도 8을 참조하면, 상기 고정자 어셈블리(160,160')는 고정자(130,130') 및 상기 고정자(130,130')의 양 말단에 결합되는 방열캡(140,150,150')을 포함하여 구현된다.
상기 고정자(130,130')는 양 단이 외부와 통하도록 관통구를 구비하는 원통형의 고정자 코어(131,131') 및 상기 고정자 코어(131,131')의 내측에 배치되는 권선코일(132,132')을 구비하며, 상기 권선코일(132,132')의 양 말단부에 해당하는 일부는 고정자 코어(131,131')의 양 끝단 보다 고정자 코어(131,131') 축 방향을 따라서 외부로 돌출되고, 나머지 부분은 고정자 코어(131,131') 내측에 위치한다.
상기 고정자 코어(131,131')의 재질, 형상, 크기는 통상적인 모터에 구비되는 고정자 코어의 재질, 형상, 크기를 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다. 한편, 권선코일(132,132')의 타입에 따라서 고정자 코어(131,131')의 구체적인 형상은 서로 다를 수 있는데, 일 예로 도 3에 도시된 것과 같이 도전성 선재가 고정자 코어(131)에 감겨서 권선코일(132)을 형성된 경우 상기 고정자 코어(131)의 내측에는 도전성 선재가 고정자 코어(131) 내측에 삽입된 후 권선될 수 있도록 회전축(110) 방향으로 나란하게 형성된 다수 개의 홈을 구비할 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 것과 같이 헤어핀 권선모터에 구비되는 고정자(130')와 같이 권선코일(132')이 헤어핀의 상호 접속을 통해서 권선코일(132')을 형성한 경우 고정자 코어(131')는 고정자 코어(131') 양 단을 관통하는 다수 개의 슬롯을 구비할 수 있고, 상기 다수 개의 슬롯은 원주방향을 따라서 소정의 간격만큼 이격하여 형성되는 일군의 슬롯이 고정자 코어(131')의 반경 방향으로 다수의 층을 형성하며 구비될 수 있다.
또한, 상술한 것과 같이 상기 권선코일(132)은 도전성 선재가 고정자 코어(131) 내측에 권선되어 형성되거나 또는 고정자 코어(131')에 구비된 다수 개의 슬롯에 다수 개의 헤어핀이 체결된 뒤, 어느 하나의 슬롯에 체결된 서로 다른 헤어핀 말단을 용접 등을 통해 상호 접속시켜 권선코일(132')을 형성할 수도 있다. 권선코일(132,132')의 구체적인 형상, 재질, 크기 등은 공지된 모터 채용되는 고정자용 권선코일의 형상, 재질, 크기를 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 것과 같이 구현되는 고정자(130,130')는 회전축 방향 양단에 권선코일(132,132')의 말단부가 돌출되어 노출되는데, 방열캡(140,150,150')은 권선코일(132,132')의 돌출된 말단부를 내부에 수용하여 상기 고정자 코어(131,131')의 외부면과 접하도록 고정자 코어(131,131')의 양 단부에 각각 구비된다.
이때, 상기 방열캡(140,150,150')이 고정자 코어(131,131')와 접하는 상기 외부면은 도 3 및 도 6에 도시된 것과 같이 고정자 코어(131,131')의 양 단부면일 수 있다. 또는 도 5에 도시된 것과 같이 고정자 코어(131)의 단부면과 상기 단부면에 이어지는 외부면의 일부가 접할 수 있다.
또한, 방열캡(140,150,150')은 그 내부에 구비되는 방열 충진재(142,152)를 통해 고정자 코어(131,131')에 고정될 수 있다. 또는 도 5에 도시된 것과 같이 방열캡(140')은 별도의 체결부재(190)를 통해 고정자 코어(131)에 고정되어 고정자 어셈블리(160")를 구현할 수 있으며, 이를 통해 모터의 가동 시 발생하는 진동, 충격 등에 대한 방열캡(140')과 고정자 코어(131) 간 결합을 보다 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 체결부재(190)는 공지된 체결부재의 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 일 예로 볼트와 너트일 수 있다.
상기 고정자 코어(131)에 결합된 방열캡(140,150,150')은 권선코일(132,132')의 돌출된 일 단부를 수용하는 수용부(P1,P2)를 갖도록 성형된 방열 외장재(141,151) 및 방열 외장재(141,151)와 수용된 권선코일(132,132',132") 사이 공간을 채우는 방열 충진재(142,152)를 구비할 수 있다.
상기 방열 외장재(141,151)는 중앙부에 상기 고정자 코어(131,131')의 관통구에 대응되는 관통구가 형성되며, 권선코일(132,132')의 돌출된 일 단부에 대응되도록 전단이 개방된 수용부(P1, P2)를 원주방향을 따라 구비할 수 있다. 한편, 도 7은 4개의 헤어핀이 층을 형성한 일군의 권선코일(132',132")을 한 개의 수용부(P2)에 수용한 방열캡(150)을 도시하나, 도 7과 다르게 방열캡에 형성된 수용부는 일군을 형성한 4개의 헤어핀 각각이 개별적으로 수용되도록 수용부가 형성될 수 있다.
상기 방열 외장재(141,151)는 방열기능을 가지는 종래의 방열플라스틱류의 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 적용되는 환경이 모터 즉, 권선코일(132,132',132")의 고열에 따른 방열특성과, 고열에도 수축, 변형, 크랙이 발생하지 않을 수 있는 열적 내구성, 절연특성, 모터의 구동에 따른 진동에도 깨지거나 크랙을 방지할 수 있는 기계적 강도가 담보되는 것이 바람직하다. 이에 상기 방열 외장재(141,151)는 KS M 3015에 의거한 인장강도가 2.5㎏f/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 3 ~ 6㎏f/㎟이고, 굽힘강도가 7.0㎏f/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 8.0 ~ 12.0 ㎏f/㎟이고, IZOD 충격강도가 11kJ/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 13 ~ 18 kJ/㎡일 수 있다. 또한, 상기 방열 외장재(141,151)는 절연저항이 1.0×1013Ω 이상, 보다 바람직하게는 1.0×1014Ω 이상이며, 내아크성이 180초 이상이고, 열변형 온도가 190℃ 이상일 수 있다.
상기 방열 외장재(141,151)는 위와 같은 수준, 또는 그 이상의 물성을 발현할 수 있도록 구현되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있는데, 일 예로 제1경화성 베이스 수지 및 제1방열필러를 구비하는 외장재 수지 조성물이 경화되어 형성된 것일 수 있다. 상기 외장재 수지 조성물의 기본적인 조성은 통상적으로 벌크 성형 조성물(bulk modling compound(BMC))로 알려진 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 제1경화성 베이스수지는 일 예로 불포화 폴리에스테르, 에폭시 수지, 아크릴수지, 나일론 수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 실리콘 수지, 우레탄 수지 등의 1종, 또는 이들의 혼합물, 또는 이들 중 2종 이상이 공중합된 것일 수 있다. 바람직한 일 예로 상기 제1경화성 베이스 수지는 불포화 폴리에스테르 일 수 있다. 상기 제1경화성 베이스 수지는 외장재 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 10 ~ 20 중량%로 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 구체적인 베이스 수지 종류, 목적하는 물성의 수준에 따라서 적절히 변형될 수 있다.
또한, 상기 제1방열필러는 방열특성을 구현하면서도 절연특성을 발현하도록 절연성 필러가 채용될 수 있다. 상기 제1방열필러는 일 예로 탄화규소, 산화마그네슘, 이산화티타늄, 이산화규소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 산화알루미늄, 실리카, 산화아연, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 산화베릴륨 및 산화망간 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1방열필러는 외장재 수지 조성물 전체 중량을 기준으로 50 ~ 80 중량%로 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 구체적인 방열필러의 종류, 외장재의 매트릭스를 형성하는 경화성 수지의 종류, 목적하는 물성의 수준에 따라서 적절히 변형될 수 있다.
또한, 상기 외장재 수지 조성물은 상술한 제1경화성 베이스수지, 제1방열필러 이외에 저수축제, 경화제, 이형제, 증점제, 충진제, 보강제, 안료 등 벌크 성형 조성물에 통상적으로 구비되는 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제 별 구체적 종류와 이의 함량은 목적에 따라서 적절히 변형될 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 방열 외장재(141,151)의 내부에는 방열 외장재(141,151)와 권선코일(132,132',132")의 돌출된 말단부분 사이 공간을 채우는 방열 충진재(142,152)가 배치될 수 있다. 상기 방열 충진재(142,152)는 방열 충진조성물(142a,152a)을 통해 형성된 것일 수 있다. 상기 방열 충진조성물(142a,152a)은 제2경화성 베이스 수지 및 제2방열필러를 포함할 수 있다. 또한, 고정자(130,130')에 결합되기 전 독립된 물품 상태의 방열캡(140,150,150')에 구비된 방열 충진조성물은 경화가 이루어지지 않은 A-stage 상태, 또는 부분적으로 경화가 이루어진 B-Stage 상태일 수 있다. 이러한 미경화 또는 부분 경화상태의 방열 충진조성물(142a,152a)을 구비한 방열캡(140,150,150')이 고정자(130,130')의 일단에 결합된 뒤, 제2경화성 수지의 경화타입에 따라서 열 처리 및/또는 광 조사를 통해 경화가 이루어지면서 방열 충진재(142,152)로 형성될 수 있다.
상기 제2경화성 베이스 수지는 경화성 수지의 경우 제한 없이 사용될 수 있는데, 일 예로 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 및 실리콘 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또한, 상기 제2경화성 베이스 수지는 방열 충진조성물(142a,152a) 전체 중량을 기준으로 10 ~ 70 중량%로 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 구체적인 베이스 수지 종류, 목적하는 물성의 수준에 따라서 적절히 변형될 수 있다.
또한, 상기 제2방열필러는 공지된 방열필러를 제한 없이 사용할 수 있는데, 바람직하게는 절연특성과 방열특성을 모두 발현하는 것이 좋고, 일 예로 탄화규소, 산화마그네슘, 이산화티타늄, 이산화규소, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소, 산화알루미늄, 실리카, 산화아연, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 산화베릴륨 및 산화망간 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 제2방열필러는 방열 충진조성물(142a,152a) 전체 중량을 기준으로 20 ~ 80 중량%로 포함할 수 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 구체적인 방열필러의 종류, 외장재의 매트릭스를 형성하는 경화성 수지의 종류, 목적하는 물성의 수준에 따라서 적절히 변형될 수 있다.
또한, 상기 방열 충진조성물(142a,152a)은 제2경화성 베이스수지, 제2방열필러 이외에 경화제, 증점제, 충진제, 보강제 등 첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제 별 구체적 종류와 이의 함량은 목적에 따라서 적절히 변형될 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 방열 충진조성물(142a,152a)이 경화된 방열 충진재(142,152)는 ASTM D 257에 의거한 체적저항이 2×1011Ω·㎝ 이상이며, ASTM 149에 의거한 절연파괴 강도가 9kV/㎜ 이상이고, ASTM E 1530에 의거한 열전도도가 0.5 W/mk 이상일 수 있고 이를 통해 우수한 절연특성과 열전도도 특성을 동시에 발현할 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1,100: 모터 2,120: 회전자
3,130,130': 고정자 4,180: 하우징
160,160',160”: 고정자 어셈블리 3a,131,131': 고정자 코어
3b,132,132',132”: 권선코일 140,150: 방열캡

Claims (14)

  1. 양 단이 외부와 통하도록 관통구를 구비하는 원통형의 고정자 코어, 및 일부가 상기 고정자 코어의 양 끝단 보다 고정자 코어 축 방향으로 외부로 돌출되고 나머지 부분은 고정자 코어 내부에 위치하는 권선코일을 포함하는 고정자; 및
    상기 권선코일의 돌출된 일부를 내부에 수용하여 상기 고정자 코어의 외부면과 접하도록 고정자 코어의 양 단부에 각각 구비된 방열캡;을 포함하며,
    상기 방열캡은 상기 권선코일의 돌출된 일 단부를 수용하도록 전단이 개방된 수용부를 원주방향을 따라 구비하며 내측으로 상기 고정자 코어의 관통구에 대응되는 관통구와 상기 관통구로부터 외주에 이르는 전단면이 상기 고정자 코어의 끝단면을 전부 커버하도록 형성된 방열 외장재 및 방열 외장재와 수용된 권선코일 사이 공간을 채우는 방열 충진재를 구비하며,
    상기 방열 외장재는 절연저항이 1.0×1013Ω 이상이며, 내아크성이 180초 이상이고, 열변형 온도가 190℃ 이상이고, 상기 방열 충진재는 ASTM D 257에 의거한 체적저항이 2×1011Ω·㎝ 이상이며, ASTM 149에 의거한 절연파괴 강도가 9kV/㎜ 이상이고, ASTM E 1530에 의거한 열전도도가 0.5 W/mk 이상인 고정자 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 권선코일은 도전성 선재가 권선되어 형성되거나 또는 고정자 코어 양 단을 관통하도록 고정자 코어 원주방향을 따라서 구비된 다수 개의 슬롯에 다수 개의 헤어핀이 체결 및 상호 접속되어 형성되는 것을 특징으로 하는 고정자 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열 외장재는 제1경화성 베이스 수지 및 제1방열필러를 구비하는 외장재 수지 조성물이 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 고정자 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방열 충진재는 권선코일이 방열 외장재에 수용된 후 제2경화성 베이스 수지 및 제2방열필러를 구비하는 방열 충진조성물이 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 고정자 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열 외장재는 KS M 3015에 의거한 인장강도가 2.5㎏f/㎟ 이상이며, 굽힘강도가 7.0㎏f/㎟ 이상이고, IZOD 충격강도가 11kJ/㎡ 이상인 것을 특징으로 하는 고정자 어셈블리.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방열캡은 체결부재를 통해 상기 고정자 코어에 고정되는 것을 특징으로 하는 고정자 어셈블리.
  11. 모터의 고정자 코어에 권선된 권선코일의 방열을 위해서 고정자 코어 일 단부를 전부 커버하도록 결합되는 고정자용 방열캡으로서,
    상기 권선코일의 일 단부를 수용하도록 전단이 개방된 수용부를 전단면의 원주방향을 따라 구비하며 상기 전단면이 적어도 상기 고정자 코어의 끝단면을 전부 커버할 수 있는 크기로 형성된 방열 외장재 및 권선코일 일 단부가 수용된 후 상기 방열 외장재와 상기 권선코일 사이의 수용부 내 공간을 채우도록 상기 수용부에 구비된 방열 충진조성물을 구비하고,
    상기 방열 외장재는 절연저항이 1.0×1013Ω 이상이며, 내아크성이 180초 이상이고, 열변형 온도가 190℃ 이상이고, 상기 방열 충진조성물을 통해 형성되는 방열 충진재 상태에서 측정되는 ASTM D 257에 의거한 체적저항이 2×1011Ω·㎝ 이상이며, ASTM 149에 의거한 절연파괴 강도가 9kV/㎜ 이상이고, ASTM E 1530에 의거한 열전도도가 0.5 W/mk 이상인 고정자용 방열캡.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 방열 충진조성물은 제2경화성 베이스 수지를 포함하며, 상기 제2경화성 베이스 수지는 미경화 또는 부분 경화된 상태인 것을 특징으로 하는 고정자용 방열캡.
  13. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제7항 및 제10항 중 어느 한 항에 따른 고정자 어셈블리;
    상기 고정자 어셈블리의 고정자 코어 내측 관통구에 수용되는 회전자; 및
    상기 고정자 어셈블리의 고정자 코어 외주면과 접하도록 고정자 어셈블리를 수용하며, 고정자 코어 외주면에 대응되는 영역에 냉각채널을 구비한 하우징;을 포함하는 모터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 고정자 어셈블리 내 방열캡의 외부면 적어도 일부분은 상기 하우징에 접촉된 것을 특징으로 하는 모터.
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