KR20220026282A - 전기 차량용 인휠모터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 차량용 인휠모터를 개시한다. 개시된 전기 차량용 인휠모터는, 철심 코어에 3상의 코일이 권선되어 구성되며 차량의 너클과 연결되는 고정자 모듈과, 내부에 고정자 모듈이 회전 가능하게 연결되고 외부가 차량의 타이어 휠에 결합되는 회전자 모듈과, 회전자 모듈의 외면에 구비되어 회전자 모듈의 하우징을 방열하는 회전자 방열부와, 하우징에 영구자석이 등 간격으로 결합되도록 상기 하우징의 내면에 구비되는 자석 고정부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 회전자 모듈의 방열효과가 향상되고, 회전자 모듈의 영구자석 결합력이 향상된다.

Description

전기 차량용 인휠모터{In-wheel Motor For Electric Vehicle}

본 발명은 전기 차량용 인휠모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자 모듈의 방열효과를 향상시킬 수 있고, 회전자 모듈의 영구자석의 결합력을 향상할 수 있도록 하는 전기 차량용 인휠모터에 관한 것이다.

통상 전기 자동차는, 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.

또한, 인휠 모터는 전기를 동력원으로 사용하는 전기 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리 휠 림 내부에 배치되는 모터에 의해 동력이 휠에 직접 전달되도록 하는 장치이다.

이러한 인휠 모터를 적용하는 경우 엔진, 변속기나 차동기어와 같은 구동 및 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있음은 물론, 차륜의 독립적 제어 및 구동성능의 향상과 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

그러나 상기와 같은 종래 기술의 차량용 인휠 모터는 방열효과가 저하되고, 휠하우징에 고정되는 영구자석의 결합구조가 취약해지는 문제점이 있다.

따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.

한편, 국내 등록특허 제10-1604917호(등록일:2016.03.14)에는 "전기적 접속 신뢰성이 향상된 홀센서 어셈블리를 갖는 모터의 스테이터 어셈블리"가 개시되어 있고, 등록특허 제10-1482939호(등록일:2015.01.06)에는 "BLDC모터의 홀센서 체결구조"이 개시되어 있고, 등록특허 제10-1655537호(등록일:2016.09.01)에는 "홀센서를 이용한 모터의 위치 검출 및 속도 계산 방법"이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 방열효과를 향상시키고, 회전자 모듈에 결합되는 영구자석의 결합력을 향상시킬 수 있는 전기 차량용 인휠모터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 다리용 테이핑 패치는, 철심 코어에 3상의 코일이 권선되어 구성되며, 차량의 너클과 연결되는 고정자 모듈과, 내부에 상기 고정자 모듈이 회전 가능하게 연결되고, 외부가 차량의 타이어 휠에 결합되는 회전자 모듈과, 상기 회전자 모듈의 외면에 구비되어 상기 회전자 모듈의 하우징을 방열하는 회전자 방열부와, 상기 하우징에 영구자석이 등 간격으로 결합되도록 상기 하우징의 내면에 구비되는 자석 고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회전자 방열부는, 공랭을 위하여 상기 하우징의 외면에 형성되는 공랭홈부와, 상기 공랭홈부를 통해 유입되는 공기가 접촉하도록 상기 하우징의 외면에 돌출 형성되는 방열핀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 공기순환홈부와 방열핀부는 상기 하우징의 원주방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 자석 고정부는, 상기 영구자석이 삽입되도록 상기 하우징의 내면에 형성되는 자석 장착홈부와, 상기 자석 장착홈부에 장착되는 상기 영구자석의 양측면을 길이방향으로 지지하도록 상기 하우징에 형성되는 자석지지 리브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 전기 차량용 인휠모터는 종래 기술과는 달리 회전자 모듈의 하우징 외면에 회전자 방열부가 형성되어 공기의 접촉 면적이 넓어지므로, 방열효과가 향상되고, 하우징의 내부에 영구자석이 결합되는 자석 고정부가 형성되어 영구자석의 결합력이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자 방열부를 설명하기 위한 요부확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자 방열부의 변형된 상태를 설명하기 위한 요부확대 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자석 고정부를 설명하기 위한 요부 확대도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전기 차량용 인휠모터의 바람직한 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠 모터를 설명하기 위한 단면도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자 방열부를 설명하기 위한 요부확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전자 방열부의 변형된 상태를 설명하기 위한 요부확대 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자석 고정부를 설명하기 위한 요부 확대도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 차량용 인휠모터(100)는, 너클(도시생략)을 통해 차량의 서스펜션과 연결되는 고정자 모듈(110)과, 차량의 타이어 휠(도시생략)과 결합되는 회전자 모듈(120)과, 회전자 모듈(120)의 방열을 위한 회전자 방열부(130)와, 회전자 모듈(120)의 영구자석(120a) 고정을 위한 자석 고정부(140)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 고정자 모듈(110)은 상기 너클과 결합되는 고정허브(111)와, 고정허브(111)의 외면에 결합되는 철심 코어(113)와, 고정허브(111)의 중앙부에 결합되는 고정축부재(115)를 포함한다.

고정허브(111)는 원통형으로 형성되며, 외면에 철심 코어(113)가 결합되고, 내부에 고정축부재(115)가 결합되는 축결합 플랜지(111a)가 형성된다. 축결합 플랜지(111a)의 중앙부에는 고정축부재(115)가 축결합되고, 일측면에 고정축부재(115)의 지지를 위한 체인저블록(111b)이 결합된다. 이때, 체인저블록(111b)에는 상기 너클이 볼트의 체결을 통해 고정된다.

철심 코어(113)는 복수의 철편이 적층되어 형성되며, 회전자 모듈(120)의 영구자석(120a)과 전자기력 발생을 위한 코일이 권선되고, 중앙부 내면에 고정허브(111)의 외면이 결합된다. 또한, 철심 코어(133)에는 코일이 3상으로 권선된다.

고정축부재(115)는 고정허브(111)의 축결합 플랜지(111a) 및 체인저블록(111b)에 축결합되며, 일단부에 회전자 모듈(120)이 회전 가능하게 연결된다. 이때 고정자 모듈(110)은, 회전자 모듈(120)의 내부에 위치된다.

회전자 모듈(120)은 고정자 모듈(110)과의 전자기력에 의해 고정축부재(115)를 중심으로 회전하면서 차량의 타이어(도시생략)를 회전시킨다. 이러한, 회전자 모듈(120)은 차량의 타이어 휠(도시생략)에 결합된다.

이를 위하여, 회전자 모듈(120)은 베어링을 통해 고정축부재(115)에 회전 가능하게 결합되는 브레이크 드럼(121)과, 철심 코어(113)와 작용하여 전자기력을 발생하기 위한 하우징(123)을 포함한다.

브레이크 드럼(121)은 고정허브(111)의 내부에 위치되어 베어링을 통해 고정축부재(115)에 회전 가능하게 결합되며, 고정허브(111)에서 노출되는 일면이 볼트를 통해 타이어 휠에 고정된다.

하우징(123)은, 원통 형상으로 형성되어 내부에 고정자 모듈(110)이 위치되며, 양 측면에 측면커버(125)가 결합되고, 외측에 위치하는 측면커버(125)가 브레이크 드럼(121)과 결합되어 함께 회전한다.

또한, 하우징(123)은 외면에 회전자 방열부(130)가 구비되고, 내면에 자석 고정부(140)가 구비되어 영구자석(120a)이 결합된다.

본 실시 예에 따른 회전자 방열부(130)는 인휠모터(100)의 공랭 효율이 더욱 향상되도록 하우징(123)의 외면에 구비되어 인휠모터(100)의 냉각을 촉진시킬 수 있다.

이러한 회전자 방열부(130)는 공랭을 위하여 하우징(123)의 외면에 형성되는 공랭홈부(131)와, 공랭홈부(131)를 통해 유입되는 공기가 접촉하도록 하우징(123)의 외면에 돌출 형성되는 방열핀부(133)를 포함한다. 이때, 회전자 방열부(130)는 공랭홈부(131)와 방열핀부(133)가 하우징(123)의 원주 방향을 따라 연속되게 형성되며, 하우징(123)의 길이 방향으로 이격되게 배치된다.

또한, 본 실시 예에 따른 회전자 방열부(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 공랭홈부(131)로 유입되는 공기가 외부로 바로 배출되는 것이 방지되면서 방열핀부(133) 따라 공기의 흐름이 유지되도록 공기 순환홈부(135)가 더 형성된다. 이를 통해 공랭을 위한 공기가 방열핀부(133)에 보다 오랜시간 접촉하게 되어 방열핀부(133)의 공랭 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 회전자 방열부(130)는 공기 순환홈부(135)를 통한 공기 순환이 보다 효율적으로 이루어지도록 공기 순환홈부(135)의 끝단부에 공기유도편(137)이 굴곡지게 연장 형성된다.

본 실시 예에 따른 자석 고정부(140)는 하우징(123)의 내면에 결합되는 영구자석(120a)의 간격을 정확하게 유지시키면서 그 이탈과 유동이 방지되도록 하우징(123)의 내면에 구비된다.

구체적으로 본 실시 예에 따른 자석 고정부(140)는, 영구자석(120a)이 삽입되도록 하우징(123)의 내면에서 원주방향을 따라 등간격으로 형성되는 자석 장착홈부(141)와, 자석 장착홈부(141)에 장착되는 영구자석(120a)의 양측면을 길이방향으로 지지하도록 하우징(123)에 형성되는 자석지지 리브부(143)를 포함한다.

이때, 자석지지 리브부(143)는, 자석 장착홈부(141)의 깊이가 영구자석(120a)의 두께보다 낮게 형성되는데, 이는 철심 코어(113)와 영구자석(120a)을 보다 근접되게 배치하기 위함이다.

또한, 자석 장착홈부(141)에 삽입되어 고정되는 영구자석(120a)은 전후면이 측면커버(125)에 의해 밀착 고정되어 하우징(123)과의 고정력이 더욱 향상될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따른 전기 차량용 인휠모터(100)는, 회전자 모듈(120)의 하우징(123) 외면에 공랭홈부(131)와 방열핀부(133)로 이루어진 회전자 방열부(130)가 형성되므로, 회전자 모듈(120)의 공기 접촉 면적이 넓어져 방열효과가 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 전기 차량용 인휠모터(100)는, 하우징(123)의 내면에 자석 장착홈부(141)와 자석지지 리브부(143)로 이루어지는 자석 고정부(140)가 형성되고, 자석 장착홈부(141)에 영구자석(120a)이 압입되어 고정되므로, 영구자석(120a)이 하우징(123)에서 이탈되는 것이 방지된다. 즉, 영구자석(120a)의 결합력이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 전기 차량용 인휠모터 110 : 고정자 모듈
111 : 고정허브 113 : 철심 코어
115 : 고정축부재 120 : 회전자 모듈
121 : 브레이크 드럼 123 : 하우징
125 : 측면커버 130 : 회전자 방열부
131 : 공랭홈부 133 : 방열핀부
135 : 공기 훔환홈부 137 : 공기유도편
140 : 자석 고정부 141 : 자석 장착홈부
143 : 자석지지 리브부

Claims (3)

1. 철심 코어에 3상의 코일이 권선되어 구성되며, 차량의 너클과 연결되는 고정자 모듈;
   내부에 상기 고정자 모듈이 회전 가능하게 연결되고, 외부가 차량의 타이어 휠에 결합되는 회전자 모듈;
   상기 회전자 모듈의 외면에 구비되어 상기 회전자 모듈의 하우징을 방열하는 회전자 방열부; 및
   상기 하우징에 영구자석이 등 간격으로 결합되도록 상기 하우징의 내면에 구비되는 자석 고정부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 인휠모터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전자 방열부는, 공랭을 위하여 상기 하우징의 외면에 형성되는 공랭홈부; 및
   상기 공랭홈부를 통해 유입되는 공기가 접촉하도록 상기 하우징의 외면에 돌출 형성되는 방열핀부;를 포함하며,
   상기 공기순환홈부와 방열핀부는 상기 하우징의 원주방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 인휠모터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 자석 고정부는, 상기 영구자석이 삽입되도록 상기 하우징의 내면에 형성되는 자석 장착홈부; 및
   상기 자석 장착홈부에 장착되는 상기 영구자석의 양측면을 길이방향으로 지지하도록 상기 하우징에 형성되는 자석지지 리브부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 차량용 인휠모터.
   

Images