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KR102258377B1 - 모터 - Google Patents

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KR102258377B1
KR102258377B1 KR1020170030855A KR20170030855A KR102258377B1 KR 102258377 B1 KR102258377 B1 KR 102258377B1 KR 1020170030855 A KR1020170030855 A KR 1020170030855A KR 20170030855 A KR20170030855 A KR 20170030855A KR 102258377 B1 KR102258377 B1 KR 102258377B1
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KR
South Korea
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flow path
motor
coolant
inverter
shaft
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KR1020170030855A
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곽태희
김선호
김재민
이양수
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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Abstract

본 실시 예는 스테이터와; 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치된 로터와; 로터와 연결된 샤프트와; 내부에 스테이터와 로터 및 샤프트가 수용되는 공간이 형성되고. 쿨런트가 유입되는 쿨런트 인렛과, 공간을 냉각하는 모터 유로부와, 쿨런트 인렛과 모터 유로부를 잇는 인버터 유로부가 형성된 모터 프레임과; 인버터 유로부를 덮는 인버터 케이스와; 인버터 유로부에 접촉된 스위칭 소자 및 캐패시터를 포함한다. 그리고, 인버터 유로부는 샤프트의 일단이 향하는 스위칭 소자 방열부를 포함한다. 스위칭 소자는 스위칭 소자 방열부에 접촉된다. 캐패시터는 스위칭 소자와 인버터 케이스 사이에 배치된다. 본 실시예는 쿨런트 인렛으로 유입된 쿨런트가 스위칭 소자와 캐패시터와 스테이터 모두를 냉각할 수 있어 방열성능이 높고, 스위칭 소자와 캐패시터 및 인버터 케이스가 모터 프레임의 옆에 위치될 수 있어, 모터 전체 높이를 낮출 수 있는 이점이 있다.

Description

모터{Motor}
본 발명은 모터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테이터 및 스위칭 소자를 갖는 모터에 관한 것이다.
모터는 전류가 흐르는 도체가 자기장 속에서 받은 힘을 이용하여 전기 에너지를 역학적 에너지로 바꾸는 장치이다.
모터는 차량에 장착될 경우, 차륜을 회전시키는 구동력을 발생시킬 수 있다.
모터는 차량에 장착될 경우, 기어 박스와 연결될 수 있고, 이 경우 모터의 샤프트는 기어 박스의 내부로 연장될 수 있다.
차량에 장착되는 모터는 크게 권선이 감긴 스테이터와, 마그넷이 설치된 로터와, 로터에 연결된 샤프트를 포함할 수 있다.
KR 10-2015-0062529 A(2015년06월08일 공개)
본 발명은 쿨런트가 스테이터와 스위칭 소자와 캐패시터 모두를 냉각시킬 수 있어 방열 성능이 높고 전체 높이를 낮출 수 있는 모터를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 모터는 스테이터와; 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치된 로터와; 로터와 연결된 샤프트와; 내부에 스테이터와 로터 및 샤프트가 수용되는 공간이 형성되고. 쿨런트가 유입되는 쿨런트 인렛과, 공간을 냉각하는 모터 유로부와, 쿨런트 인렛과 모터 유로부를 잇는 인버터 유로부가 형성된 모터 프레임과; 인버터 유로부를 덮는 인버터 케이스와; 인버터 유로부에 접촉된 스위칭 소자 및 캐패시터를 포함한다. 그리고, 인버터 유로부는 샤프트의 일단이 향하는 스위칭 소자 방열부를 포함한다. 스위칭 소자는 스위칭 소자 방열부에 접촉된다. 캐패시터는 스위칭 소자와 인버터 케이스 사이에 배치된다.
인버터 유로부는 쿨런트 인렛으로 유입된 쿨런트가 낙하되고 스위칭 소자 방열부를 포함하는 제1유로부와, 제1유로부의 하부과 모터 유로부의 상부를 잇는 제2유로부를 포함할 수 있다.
제2유로부는 한 쌍이 제1유로부를 사이에 두고 배치될 수 있다.
캐패시터는 스위칭 소자의 외둘레를 둘러싸는 도넛 형상일 수 있다.
캐패시터는 상기 제1유로부와 제2유로부 각각과 접촉될 수 있다.
제1유로부에는 개구부가 형성될 수 있다. 그리고, 스위칭 소자는 개구부를 막는 소자 본체와; 소자 본체에 결합되고 개구부에 관통되게 배치되며 인버터 유로부 내부로 삽입된 방열핀을 포함할 수 있다.
모터는 모터 프레임에 결합된 샤프트 쿨링 케이스와; 샤프트와 샤프트 쿨링 케이스 사이에 배치된 베어링을 더 포함할 수 있다. 그리고, 모터 프레임에는 인버터 유로부를 통과하는 쿨런트를 인버터 유로부와 샤프트 쿨링 케이스 사이로 안내하는 쿨런트 유입홀과, 쿨런트 유입홀을 통해 샤프트 쿨링 케이스 내부로 유입된 쿨런트를 상기 인버터 유로부 내부로 안내하는 쿨런트 유출홀이 형성될 수 있다.
모터는 샤프트와 샤프트 쿨링 케이스 사이에 배치되고 쿨런트 유입홀로 유입된 쿨런트가 베어링으로 유동되는 것을 막는 실링부재를 더 포함할 수 있다.
쿨런트 유입홀은 상기 쿨런트 유출홀 보다 높을 수 있다.
쿨런트 유입홀과 쿨런트 유출홀 사이의 폭은 샤프트의 직경 보다 클 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면,쿨런트 인렛으로 유입된 쿨런트가 스위칭 소자와 캐패시터와 스테이터 모두를 냉각할 수 있어 방열성능이 높은 이점이 있다.
또한, 스위칭 소자와 캐패시터 및 인버터 케이스가 모터 프레임의 옆에 위치될 수 있어, 모터 전체 높이를 낮출 수 있는 이점이 있다.
또한, 캐패시터의 넓은 명역이 쿨런트에 의해 냉각되어 캐패시터의 방열 성능이 높은 이점이 있다.
또한, 쿨런트가 샤프트를 냉각할 수 있어, 로터의 열도 샤프트를 통해 쿨런트로 효율적으로 방열될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터가 도시된 사시도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 유로부와 인버터 유로부가 도시된 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 인버터 유로부에 스위칭 소자와 캐패시터가 접촉되었을 때의 사시도,
도 4에 도시된 X-X'선 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 A부 확대 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터가 도시된 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 유로부와 인버터 유로부가 도시된 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 인버터 유로부에 스위칭 소자와 캐패시터가 접촉되었을 때의 사시도이고, 도 4에 도시된 X-X'선 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 A부 확대 단면도이다.
본 실시예의 모터는 스테이터(1)와, 로터(2)와, 샤프트(3) 및 모터 프레임(4)을 포함한다. 그리고, 모터는 인버터 케이스(6)와, 스위칭 소자(7) 및 캐패시터(8)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예의 모터는 차량에 설치되어 차륜을 회전시키는 구동력을 발생시킬 수 있다. 모터는 내부에 기어가 설치된 기어박스와 결합될 수 있고, 기어박스와 함께 차량의 차륜을 회전시키는 구동모듈로 기능할 수 있다.
스테이터(1)는 스테이터 코어(11)와, 스테이터 코어(11)에 권선된 코일(12)을 포함할 수 있다.
스테이터(1)는 모터 프레임(4)의 내부에 장착될 수 있다. 스테이터(1)는 모터 프레임(4)의 내둘레면에 배치될 수 있고, 스테이터(1)의 열은 모터 프레임(4)의 내둘레면을 통해 후술하는 모터 유로부(42)로 전달될 수 있다.
로터(2)는 스테이터(1)의 내부에 회전 가능하게 배치될 수 있다.
로터(2)는 로터 코어(21)와, 로터 코어(21)에 설치된 마그넷(22)를 포함할 수 있다.
샤프트(3)은 로터(2)와 연결될 수 있다. 샤프트(3)는 로터(2) 보다 길 수 있다.
샤프트(3)의 내부에는 쿨런트가 통과할 수 있는 쿨런트 통로(31)가 형성될 수 있고, 쿨런트는 쿨런트 통로(31)로 유입되어 샤프트(3)를 방열할 수 있고, 로터(2)의 열은 샤프트(3)를 통해 쿨런트 통로(31)를 통과하는 쿨런트로 전달될 수 있다. 쿨런트 통로(31)에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다.
모터 프레임(4)는 내부에 스테이터(1)와 로터(2) 및 샤프트(3)가 수용되는 공간(S1)이 형성될 수 있다. 모터 프레임(4)은 복수개 부재의 결합체로 구성될 수 있다.
모터 프레임(4)은 쿨런트가 유입되는 쿨런트 인렛(41)와, 공간(S)을 냉각하는 모터 유로부(42)와, 쿨런트 인렛(41)와 모터 유로부(42)를 잇는 인버터 유로부(43)가 형성될 수 있다. 모터 프레임(4)은 모터 유로부(42)를 통과한 쿨런트가 모터를 빠져나오는 쿨런트 아웃렛(50)을 더 포함할 수 있다.
모터 프레임(4)은 아우터 벽와, 아우터 벽 내면에 부착된 이너 벽를 갖는 이중벽 구조일 수 있고, 이와 같은 아우터 벽과 이너 벽이 모터 유로부(42)와 인버터 유로부(43)가 형성될 수 있다.
쿨런트 인렛(41)는 모터 프레임(4)의 상부에 형성될 수 있다.
모터 유로부(42)는 스테이터(1)와 로터(2) 및 샤프트(3)가 수용되는 공간(S1)을 둘러싸게 구비될 수 있다. 모터 유로부(42)는 스테이터(1)의 외면과 접촉될 수 있고, 모터 유로부(42)를 통과하는 쿨런트는 스테이터(1)에서 모터 유로부(42)로 전달된 열을 흡열할 수 있다.
모터 유로부(42)는 인버터 유로부(43)에서 유동된 쿨런트가 모터 프레임(4)의 상부에서 모터 프레임(4)의 하부로 낙하되게 형성될 수 있다. 모터 유로부(42)는 모터 프레임(4)의 상부에서 모터 프레임(4)의 하부에 이르도록 형성될 수 있다.
인버터 유로부(43)는 스테이터(1) 및 로터(2)가 위치하는 공간(S1)과 인버터 케이스(6) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 인버터 유로부(43)는 쿨런트가 샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)로 용이하게 이동되게 도울 수 있다.
인버터 유로부(43)는 쿨런트 인렛(41)으로 유입된 쿨런트가 낙하되는 제1유로부(44)와, 제1유로부(44)의 하부와 모터 유로부(42)의 상부를 잇는 제2유로부(45)(46)를 포함할 수 있다.
인버터 유로부(43)는 샤프트(3)의 일단(32)이 향하는 스위칭 소자 방열부(47)를 포함할 수 있다.
스위칭 소자 방열부(47)는 제1유로부(44)의 일부일 수 있다. 스위칭 소자 방열부(47)는 제1유로부(44) 중 샤프트(3)의 일단(32)이 마주보는 부분이면서 스위칭 소자(7)가 접촉되는 영역일 수 있다.
제1유로부(44)는 쿨런트 인렛(41)의 아래에 형성될 수 있다. 쿨런트 인렛(41)로 유입된 쿨런트는 제1유로부(44)를 통과하면서 스위칭 소자(7) 및 캐패시터(8)를 함께 냉각할 수 있다.
제1유로부(44)에는 개구부(44A)가 형성될 수 있다. 제1유로부(44)의 개구부(44A)는 스위칭 소자(7)의 후술하는 방열 핀(74)이 제1유로부(44) 내부로 삽입되기 위해 통과하는 통공일 수 있다. 개구부(44A)는 제1유로부(44) 중 인터버 케이스(8)를 마주보는 아우터 벽에 개방될 수 있다.
제1유로부(44)는 스위칭 소자 방열부(47)의 이외 영역에 캐패시터(8)가 접촉될 수 있고, 이와 같이 캐패시터(8)가 접촉되는 영역은 캐패시터 방열부(48)(49)일 수 있다.
제1유로부(44)는 스위칭 소자 방열부(47)와 캐패시터 방열부(48)(49)를 포함할 수 있다.
캐패시터 방열부(48)(49)는 제1유로부(44)에 복수개 형성될 수 있다. 복수개 캐패시터 방열부(48)(49)는 스위칭 소자 방열부(47)의 위에 위치하는 상측 캐패시터 방열부(48)와, 스위칭 소자 방열부(47)의 아래에 위치하는 하측 캐패시터 방열부(49)를 포함할 수 있다.
제2유로부(45)(46)는 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2유로부(45)(46)은 한 쌍이 제1유로부(44)를 사이에 두고 배치될 수 있다. 한 쌍의 제2유로부(45)(46)는 서로 나란하게 형성될 수 있다.
쿨런트 아웃렛(50)는 모터 유로부(42)의 하부에 형성될 수 있다.
한편, 모터는 모터 커버(5)를 더 포함할 수 있다. 모터 커버(5)는 공간(S1)을 덮을 수 있다. 모터 커버(5)는 인버터 유로부(43)의 반대편에 위치되게 모터 프레임(4)에 결합될 수 있다.
모터 커버(5)에는 샤프트(3)가 모터 외부로 연장되기 위해 관통되는 샤프트 관통공(51)이 형성될 수 있다. 샤프트(3)는 샤프트 관통공(51)을 관통하여 기어박스의 내부로 연장될 수 있다.
모터 커버(5)에는 샤프트(3)를 지지하는 베어링(52)이 장착될 수 있다. 모터 커버(5)에는 베어링(52)이 장착되는 중공부(53)가 돌출될 수 있다.
모터는 인버터 내장형 모터 또는 인버터 일체형 모터일 수 있다.
스위칭 소자(7) 및 캐패시터(8)는 인버터 케이스(6) 내부에 배치된 피시비(64)와 함께 직류를 교류로 변환함과 아울러 모터의 회전수를 제어하는 인버터를 구성할 수 있다. 이러한 인버터는 모터 프레임(4)의 옆에 위치되게 배치될 수 있다.
인버터 케이스(6)는 인버터 유로부(43)를 덮을 수 있다. 인버터 케이스(6)는 인버터 유로부(43), 스위칭 소자(7) 및 캐패시터(8)를 감싸게 배치될 수 있다. 인버터 케이스(6)는 모터 커버(5)의 반대편에 위치되게 모터 프레임(4)에 결합될 수 있다. 인버터 케이스(6)는 내부에 스위칭 소자(7) 및 캐패시터(8)가 수용되는 공간(S3)이 형성될 수 있다.
인버터 유로부(43)는 인버터 케이스(6)에 가려질 수 있고, 인버터 케이스(6)에 의해 은닉될 수 있다.
본 실시예의 모터는 인버터가 모터 프레임(4)의 옆에 배치되는 인버터 사이드 배치형 모터일 수 있고, 이 경우 인버터가 모터 프레임(4)의 상측에 위치하는 경우 보다 모터의 높이가 낮을 수 있다.
스위칭 소자(7)는 인버터 유로부(43)에 접촉될 수 있고, 인버터 유로부(43)를 통과하는 쿨런트에 의해 냉각될 수 있다. 스위칭 소자(7)는 인버터 유로부(43)의 일부와 접촉되게 배치될 수 있다.
스위칭 소자(7)는 제1유로부(44)에 접촉될 수 있다. 특히, 스위칭 소자(7)는 스위칭 소자 방열부(44)에 접촉될 수 있다.
스위칭 소자(7)는 인버터 유로부(43)에 접촉된 소자 본체(72)와; 소자 본체(72)에 결합되고 인버터 유로부(43) 내부(S2)로 삽입된 방열핀(74)을 포함할 수 있다.
소자 본체(72)는 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT; Insulated Gate Bipolar mode Transistor)일 수 있다. 소자 본체(72)는 개구부(44A) 보다 크게 형성될 수 있고, 개구부(44A)를 막을 수 있다.
방열핀(74)은 쿨런트와 열전달면적을 높이기 위한 것으로서, 스위칭 소자(7)의 일면 중 개구부(44A)를 막는 면에 돌출되게 배치될 수 있다. 방열핀(74)는 개구부(44A)에 관통되게 배치될 수 있다.
캐패시터(8)는 인버터 유로부(43)에 접촉될 수 있다. 캐패시터(8)는 스위칭 소자(7)와 인버터 케이스(6) 사이에 배치될 수 있다.
캐패시터(8)는 스위칭 소자(7)의 외둘레(71)를 둘러싸는 도넛 형상일 수 있다. 캐패시터(8)는 제1유로부(44)와 제2유로부(45) 각각과 접촉될 수 있다.
캐패시터(8)는 제1유로부(44) 중 스위칭 소자 방열부(47)의 상측에 위치하는 상측 캐패시터 방열부(48)에 접촉될 수 있다. 캐패시터(8)는 캐패시터(8)는 제1유로부(44) 중 스위칭 소자 방열부(47)의 하측에 위치하는 하측 캐패시터 방열부(49)에 접촉될 수 있다.
캐패시터(8)는 한 쌍의 제2유로부(45)(46)의 각각과 접촉될 수 있다.
본 실시예의 모터는 모터 프레임(4)에 결합된 샤프트 쿨링 케이스(9)와; 샤프트(3)와 샤프트 쿨링 케이스(9) 사이에 배치된 베어링(91)을 더 포함할 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 베어링(91)을 지지 및 보호하는 베어링 하우징으로 기능할 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 샤프트(3)의 외경 보다 내경이 클 수 있다. 샤프트 쿨링 케이스(9)는 샤프트(3) 보다 길이가 짧을 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 내부에 공간이 형성된 중공 형상일 수 있다. 샤프트 쿨링 케이스(9)의 내부에는 인버터 유로부(43)에서 유동된 냉매가 샤프트(3)로 유동될 수 있는 공간(S4)이 형성될 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 인버터 유로부(43)의 양면 중 로터(2)를 마주보는 면에 결합될 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 인버터 유로부(43)에서 로터(2)를 향해 돌출되게 배치될 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)는 베어링(91)을 둘러싸는 중공 통(93)와, 인버터 유로부(43)에 밀착되고 중공부(93) 보다 크기가 큰 아우터 링(94)와, 중공 통(93)과 아우터 링(94)를 연결하는 쿨런트 가이드(95)를 포함할 수 있다.
아우터 링(94)의 내경(D1)은 쿨런트 유입홀(51)과 쿨런트 유출홀(52) 사이의 폭(H) 보다 크게 형성될 수 있다.
쿨런트 가이드(95)는 로터(2)와 가까워질수록 점차 크기가 작게 형성될 수 있다.
쿨런트 가이드(95)의 상부는 후술하는 쿨런트 유입홀(51)을 통해 샤프트 쿨링 케이스(9) 내부로 유입된 쿨런트를 샤프트(3)의 일단(32)으로 안내하게 구배질 수 있다.
쿨런트 가이드(95)의 하부는 샤프트(3)의 내부에서 유출된 쿨런트가 후술하는 쿨런트 유출홀(52)로 안내하게 구비될 수 있다.
쿨런트 가이드(95)는 쿨런트 통로(31)에서 유출된 쿨런트가 쿨런트 유출홀(52)을 향해 모이게 안내할 수 있다.
한편, 모터 프레임(4)에는 인버터 유로부(43)를 통과하는 쿨런트를 인버터 유로부(43)와 샤프트 쿨링 케이스(9) 사이로 안내하는 쿨런트 유입홀(51)이 형성될 수 있다.
쿨런트 유입홀(51)은 인버터 유로부(43)를 구성하는 이너 벽과 아우터 벽 중, 로터(2)를 마주보는 이너 벽에 수평방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
그리고, 모터 프레임(4)에는 쿨런트 유입홀(51)을 통해 샤프트 쿨링 케이스(9) 내부로 유입된 쿨런트를 인버터 유로부(43) 내부로 안내하는 쿨런트 유출홀(52)이 형성될 수 있다.
쿨런트 유출홀(52)는 인버터 유로부(43)를 구성하는 이너 벽과 아우터 벽 중, 로터(2)를 마주보는 이너 벽에 수평방향으로 관통되게 형성될 수 있다.
쿨런트 유입홀(51)은 쿨런트 유출홀(52) 보다 높을 수 있다.
쿨런트 유입홀(51)과 쿨런트 유출홀(52) 사이의 폭(H)은 샤프트(3)의 직경(D2) 보다 클 수 있다.
본 실시예의 모터는 샤프트(3)와 샤프트 쿨링 케이스(9) 사이에 배치되고 쿨런트 유입홀(51)로 유입된 쿨런트가 베어링(91)으로 유동되는 것을 막는 실링부재(92)를 더 포함할 수 있다.
실링부재(92)는 샤프트 쿨링 케이스(9) 내부의 쿨런트가 베어링(91)으로 유동되지 않고 샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)로 안내하는 립실(Lip Seal)일 수 있다.
실링부재(92)는 고리 형상으로 형성될 수 있다. 실링부재(92)의 외둘레는 샤프트 쿨링 케이스(9)의 내둘레면을 향할 수 있고, 실링부재(92)의 내둘레는 샤프트(3)의 외둘레면을 향할 수 있다.
한편, 샤프트(3)는 그 내부로 쿨런트가 유동될 수 있는 구조로 이루어질 수 있고, 샤프트(3)의 내부로 유동된 쿨런트는 샤프트(3)를 냉각시킬 수 있다.
샤프트(3)의 내부에는 쿨런트가 유동될 수 있는 쿨런트 통로(31)가 형성될 수 있다.
샤프트(3)은 인버터 유로부(43)를 향하는 일단(32)이 개방될 수 있고, 쿨런트는 샤프트(3)의 개방된 일단(32)을 통해 쿨런트 통로(31)로 유입될 수 있다.
쿨런트 통로(31)는 인버터 유로부(42)를 향하는 일단(32)에서 샤프트(3)의 길이방향으로 길게 형성될 수 있다.
쿨런트 통로(31)는 로터(2)의 길이보다 길게 형성될 수 있다. 쿨론트 통로(31)는 샤프트(3)의 일단(32)부터 로터(2)에 의해 둘러싸는 부분의 내부까지 길게 형성될 수 있다.
샤프트(3)은 쿨론트가 샤프트(3)의 타단(33)을 통해 유출되지 않게 막는 구조일 수 있다.
샤프트(3)는 내부에 쿨런트 통로(31)가 형성된 쿨런트 통로 형성부(34)와, 내부에 쿨런트 통로(31)가 형성되지 않는 쿨런트 통로 비형성부(35)를 포함할 수 있다.
쿨런트 통로 형성부(34)는 샤프트(3)의 일단(32)부터 로터(2)에 의해 둘러싸는 부분의 내부까지 길게 형성되되 로터(2)의 길이 보다 길게 형성될 수 있고, 중공 원통 형상으로 형성될 수 있다.
쿨런트 통로 형성부(34)는 반경방향으로 로터(2)와 오버랩되는 영역과, 모터 프레임(4)의 내둘레면과 반경방향으로 오버랩되는 영역을 포함할 수 있다.
쿨런트 통로 비형성부(35)는 쿨런트 통로 형성부(34)에서 샤프트(3)의 길이방향으로 연장될 수 있고, 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 쿨런트 통로 비형성부(35)는 쿨런트가 샤프트(3)의 일단(32) 반대편으로 유동되게 막는 단부(36)을 포함할 수 있다.
쿨런트 통로 비형성부(34)는 반경방향으로 로터(2)와 오버랩되지 않을 수 있다. 쿨런트 통로 비형성부(34)는 로터(2)의 길이 보다 짧을 수 있다.
이하, 본 실시예의 작용을 설명하면 다음과 같다.
모터의 구동시, 모터는 스테이터(1)와, 로터(2)와, 스위칭소자(7) 및 캐패시터(8)가 발열될 수 있다.
모터의 외부에 설치된 펌프는 쿨런트 인렛(41)에 연결된 쿨런트 튜브를 통해 쿨런트 인렛(41)으로 쿨런트를 펌핑할 수 있다.
쿨런트 인렛(41)으로 펌핑된 쿨런트는 쿨런트 인렛(41)에서 인버터 유로부(43)로 유입될 수 있다. 쿨런트 인렛(41)을 통과한 쿨런트는 인버터 유로부(43) 중 제1유로부(44)를 먼저 통과할 수 있다.
제1유로부(44)로 유입된 쿨런트는 제1유로부(44)를 통과하면서 캐패시터(8) 의 상부를 먼저 냉각시킬 수 있고, 이후 스위칭 소자(7)의 방열핀(74)을 냉각시킬 수 있다. 스위칭 소자(7)의 방열핀(74)는 소자 본체(72)의 열을 흡열하여 방열핀(74) 주변을 통과하는 쿨런트로 전달할 수 있다.
스위칭 소자(7)의 방열핀(74)을 냉각시킨 쿨런트는 제1유로부(44)의 하부로 낙하될 수 있고, 제1유로부(44)의 하부에서 캐패시터(8)의 하부를 냉각할 수 있다.
제1유로부(44)의 하부로 낙하된 쿨런트는 한 쌍의 제2유로부(45)(46)로 분산될 수 있고, 한 쌍의 제2유로부(45)(46)을 통과하여 한 쌍의 제2유로부(45)(46) 상부로 유동될 수 있다.
쿨런트는 한 쌍의 제2유로부(45)(46)를 통과하면서 캐패시터(8)를 다시 냉각시킬 수 있고, 한 쌍의 제2유로부(45)(46)의 상부에서 모터 유로부(42)로 유동될 수 있다.
한편, 본 실시예의 모터는 인버터 유로부(43)을 통과하는 쿨런트 중 일부가 인버터 유로부(43)를 통과하는 동안 쿨런트 유입홀(51)를 통과할 수 있고, 인버터 유로부(43)에서 샤프트 쿨링 케이스(9)의 공간(S4)로 이동될 수 있다.
샤프트 쿨링 케이스(9)의 공간(S4)으로 이동된 쿨런트는 샤프트 쿨링 케이스(9)의 공간(S4)에서 샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)로 유입될 수 있고, 샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)의 내부를 통과할 수 있다.
샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)로 유입된 쿨런트는 샤프트(3)를 통해 로터(2)의 열을 흡열할 수 있다.
샤프트(3)의 쿨런트 통로(31)로 유입된 냉매는 로터(2)의 열을 흡열한 후, 다시 샤프트 쿨링 케이스(9)의 공간(S4)으로 빠져나올 수 있고, 샤프트 쿨링 케이스(9)의 공간(S4)에서 쿨런트 유출홀(52)를 통과할 수 있다.
쿨런트 유출홀(52)을 통과한 쿨런트는 방열핀(74)를 냉각시킨 쿨런트와 합쳐질 수 있고, 이러한 쿨런트는 제2유로부(45)(46)를 통과한 후 모터 유로부(42)로 유동될 수 있다.
상기와 같이, 모터 유로부(42)로 유동된 쿨런트는 인버터 유로부(43)를 통과하면서 스위칭 소자(7)와 캐패시터(8)와 샤프트(3) 및 로터(2)를 냉각한 상태이고, 이후 모터 유로부(42)를 통과하면서 모터 유로부(42) 내측에 위치하는 스테이터(1)를 냉각할 수 있다.
스테이터(1)의 열은 모터 유로부(42)를 통해 모터 유로부(42)를 통과하는 쿨런트로 방열될 수 있고, 모터 유로부(42)를 통과하는 쿨런트는 스테이터(1)를 2차적으로 냉각할 수 있다. 모터 유로부(42)의 상부로 유동된 쿨런트는 모터 유로부(42)의 하부로 낙하될 수 있고, 모터 유로부(42)의 하부에서 쿨런트 아웃렛(50)으로 유동될 수 있다.
즉, 본 실시예의 모터는 스위칭 소자(7)와, 캐패시터(8)와, 로터(2) 및 샤프트(3)와 스테이터(1) 모두가 쿨런트에 의해 방열될 수 있고, 모터는 과열되지 않고 고성능을 유지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 스테이터 2: 로터
3: 샤프트 4: 모터 프레임
6: 인버터 케이스 7: 스위칭 소자
8: 캐패시터 31: 쿨런트 통로
32: 샤프트의 일단 41: 쿨런트 인렛
42: 모터 유로부 53: 인버터 유로부
44: 제1유로부 45,46: 제2유로부
47: 스위칭 소자 방열부

Claims (10)

  1. 스테이터와;
    상기 스테이터의 내부에 회전 가능하게 배치된 로터와;
    상기 로터와 연결된 샤프트와;
    내부에 상기 스테이터와 로터 및 샤프트가 수용되는 공간이 형성되고. 쿨런트가 유입되는 쿨런트 인렛과, 상기 공간을 냉각하는 모터 유로부와, 상기 쿨런트 인렛과 모터 유로부를 잇는 인버터 유로부가 형성된 모터 프레임과;
    상기 인버터 유로부를 덮는 인버터 케이스와;
    상기 인버터 유로부에 접촉된 스위칭 소자 및 캐패시터를 포함하고,
    상기 인버터 유로부는 상기 샤프트의 일단이 향하는 스위칭 소자 방열부를 포함하고,
    상기 스위칭 소자는 상기 스위칭 소자 방열부에 접촉되며,
    상기 캐패시터는 상기 스위칭 소자와 인버터 케이스 사이에 배치된 모터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인버터 유로부는 상기 쿨런트 인렛으로 유입된 쿨런트가 낙하되고 상기 스위칭 소자 방열부를 포함하는 제1유로부와,
    상기 제1유로부의 하부과 상기 모터 유로부의 상부를 잇는 제2유로부를 포함하는 모터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2유로부는 한 쌍이 상기 제1유로부를 사이에 두고 배치되는 모터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐패시터는 상기 스위칭 소자의 외둘레를 둘러싸는 도넛 형상인 모터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 캐패시터는 상기 제1유로부와 제2유로부 각각과 접촉되는 모터.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1유로부에는 개구부가 형성되고,
    상기 스위칭 소자는 상기 개구부를 막는 소자 본체와;
    상기 소자 본체에 결합되고 상기 개구부에 관통되게 배치되며 상기 인버터 유로부 내부로 삽입된 방열핀을 포함하는 모터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 프레임에 일 측면에 결합된 샤프트 쿨링 케이스와;
    상기 샤프트와 샤프트 쿨링 케이스 사이에 배치된 베어링을 더 포함하고,
    상기 모터 프레임에는
    상기 인버터 유로부를 통과하는 쿨런트를 상기 인버터 유로부와 샤프트 쿨링 케이스 사이로 안내하는 쿨런트 유입홀과,
    상기 쿨런트 유입홀을 통해 상기 샤프트 쿨링 케이스 내부로 유입된 쿨런트를 상기 인버터 유로부 내부로 안내하는 쿨런트 유출홀이 형성된 모터.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 샤프트와 샤프트 쿨링 케이스 사이에 배치되고 상기 쿨런트 유입홀로 유입된 쿨런트가 상기 베어링으로 유동되는 것을 막는 실링부재를 더 포함하는 모터.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 쿨런트 유입홀은 상기 쿨런트 유출홀 보다 높은 모터.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 쿨런트 유입홀과 쿨런트 유출홀 사이의 폭은 상기 샤프트의 직경 보다 큰 모터.
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