KR20100011738A - 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조에 관한 것으로서, 서포트 링을 고정자 코어의 외주면에 압입 고정하여 상기 고정자 코어를 둘러싸는 서포트 링의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징의 내주면이 냉각통로를 형성하도록 구성됨으로써, 상기 서포트 링에 의해 고정자 코어의 고정 및 냉각 구조를 동시에 구현할 수 있고, 결국 최소한의 패키지에서 최대한의 성능 향상을 도모하는 동시에 조립 및 비용 측면에서 매우 유리한 정점이 있게 되는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 고정자 코어가 서포트 링의 내측으로 압입되어 상기 서포트 링이 상기 고정자 코어를 둘러싸도록 조립되고, 상기 서포트 링의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징의 내주면이 냉매가 통과하는 냉각통로를 형성한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조가 개시된다.

하이브리드, 구동모터, 고정자, 서포트 링, 변속기 하우징, 냉각통로, O-링

Description

하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조{Stator assembly structure for drive motor of hybrid electric vehicle}

본 발명은 고정자 조립구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량용 구동모터에서 변속기 하우징의 내부에 고정 설치되는 고정자 코어의 조립구조에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 전기모터(이하, 구동모터라 칭함)에 의해 구동하는 차량을 의미한다.

하이브리드 차량에서는 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 함께 이용하고 엔진과 구동모터의 최적 작동영역을 이용함은 물론 제동시에는 구동모터로 에너지를 회수하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능해진다.

한편, 하이브리드 차량의 구동모터는 작동시에 열이 발생하므로 열에 의한 손상을 막고 지속적으로 안정된 작동성을 확보하기 위해 적절한 냉각수단을 구비해야 한다.

종래의 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 분포권의 경우에는 볼트(104) 체결을 통해 고정자(102)를 하우징(101)에 체결하고 냉각수를 통해 구동모터를 냉각하는 방법(일본특개 제2006-166554호; 예,도요타 구동모터 타입)이 사용되었고, 상기 공개특허에는 고정자(102)를 하우징(101)에 볼트(104) 체결 후 진동 발생을 저감하기 위해 설치된 패드(103)가 개시되어 있다.

그러나, 상기 분포권일 경우에는 볼트의 조립공간으로 인해 패키지 측면에서 불리한 단점이 있다.

그리고, 집중권의 경우에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 볼트 체결로 분할된 고정자 코어(202)의 조립안정성을 만족시킬 수 없어, 요크 형태의 새로운 부품이 사용되었고, 분할된 코어로 인해 조립(모터와 변속기의 조립에 어려움이 있음) 및 비용 측면에서 불리하였다(일본특허 제3691718호; 예,히타치 구동모터 타입).

특히, 냉각수가 ATF(자동변속기 오일; Auto Transmission Fluid)에 혼입되는 것을 방지하기 위해 하우징(203) 내부에 냉각 패스(201)가 존재하므로 하우징 제작성 및 비용 측면에서 매우 불리하다.

즉, 분포권의 경우 볼트 체결로 인해 패키지 측면에서 불리하고, 집중권의 경우 고정자의 지지 및 냉각 구조를 동시에 가능하게 하는 구성이 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 서포트 링을 고정자 코어의 외주면에 압입 고정하여 상기 고정자 코어를 둘러싸는 서포트 링의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징의 내주면이 냉각통로를 형성하도록 구성됨으로써, 상기 서포트 링에 의해 고정자 코어의 고정 및 냉각 구조를 동시에 구현할 수 있고, 결국 최소한의 패키지에서 최대한의 성능 향상을 도모하는 동시에 조립 및 비용 측면에서 매우 유리한 정점이 있게 되는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하이브리드 차량용 구동모터에서 변속기 하우징의 내부에 고정 설치되는 고정자 코어의 조립구조에 있어서,

상기 고정자 코어가 서포트 링의 내측으로 압입되어 상기 서포트 링이 상기 고정자 코어를 둘러싸도록 조립되고, 상기 서포트 링의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징의 내주면이 냉매가 통과하는 냉각통로를 형성한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 제공한다.

바람직한 실시예에서, 상기 냉각통로의 양 측방으로 상기 서포트 링의 외주면과 변속기 하우징의 내주면 사이에 냉각통로를 밀봉하는 O-링이 삽입 개재되는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직한 실시예에서, 상기 서포트 링의 외주면에 둘레를 따라 홈부가 형성되고, 상기 변속기 하우징의 내주면이 상기 서포트 링의 홈부를 덮어 밀폐하는 구조가 되면서 상기 냉각통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 고정자 조립구조에 의하면, 서포트 링을 고정자 코어의 외주면에 압입 고정하여 상기 고정자 코어를 둘러싸는 서포트 링의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징의 내주면이 냉각통로를 형성하도록 구성됨으로써, 상기 서포트 링에 의해 고정자 코어의 고정 및 냉각 구조를 동시에 구현할 수 있고, 결국 최소한의 패키지에서 최대한의 성능 향상을 도모하는 동시에 조립 및 비용 측면에서 매우 유리한 정점이 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 도시한 단면도(반단면도)이다.

도시한 바와 같이, 하이브리드 차량용 구동모터가 자동변속기와 결합된 구조로 되어 있는바, 변속기 하우징(11)의 모터 공간 내부에 구동모터의 구성요소들이 내장되고, 구동모터가 구성된 변속기 하우징(11)을 밀폐하는 모터 하우징(21)이 체 결되고 있다.

또한 구동모터의 고정자 코어(22)가 변속기 하우징(11)의 내부에 고정 설치되고, 모터축(24)에는 회전자(25)가 일체로 장착되며, 도면부호 23은 고정자 코일을 나타낸다.

본 발명은 서포트 링(26)을 이용하여 고정자 코어(22)의 지지 및 냉각을 동시에 가능하도록 한 점에 주안점이 있는 것으로, 분포권의 고정자 코어(22)를 고정자 코어와 유사한 열팽창계수를 갖는 서포트 링(26)의 내측으로 열간 압입한 뒤, 고정자 코어(22)를 둘러싸는 상기 서포트 링(26)의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징(11)의 내주면에 O-링(28a,28b)을 삽입하여, 서포트 링(26)의 외주면과 변속기 하우징(11)의 내주면이 냉각통로(29)를 형성하고, 상기 O-링(28a,28b)이 냉각통로(29)를 밀봉하는 구조로 구성된다.

구동모터는 고정자 코어에 코일이 감기는 형태에 따라 분포권과 집중권으로 분류할 수 있는데, 분포권의 경우 고정자 코어가 하나의 원통형으로 이루어지고 이 고정자 코어에 코일이 감기는 구조이다. 반면 집중권의 경우에는 고정자 코어가 다수개로 나누어져 각각의 고정자 코어에 코일이 각각 감겨지고 각각의 감겨진 코일을 모두 연결하는 구조이다. 즉, 분포권은 하나의 코일이 감기게 되므로 나중에 코일을 연결할 필요가 없다.

본 발명에서는 고정자 코어(22)가 유사한 열팽창계수를 갖는 서포트 링(26)에 열박음됨으로써, 모터 작동시 고정자 코어(22)의 온도가 상승하여 열팽창하더라도 동일한 열팽창 특성을 갖는 서포트 링(26)에 조립되어 조립안정성이 향상될 수 있고, 모터의 소음 및 진동을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 고정자 코어(22)는 스틸 재질로 스테인리스강(SUS) 재질의 서포트 링(26)의 내주면에 열박음하여 고정할 수 있다.

상기 서포트 링(26)은 변속기 하우징(11)의 내부에 설치되어 모터 하우징(21)에 의해 고정 지지되고, 서포트 링(26)의 외주면에는 변속기 하우징(11)의 내주면과 냉각통로(29)를 형성하도록 둘레를 따라 홈부(27)가 형성된다.

이때, 변속기 하우징(11)의 내주면이 상기 서포트 링(26)의 홈부(27)를 덮어 밀폐하는 구조가 되면서 냉각통로(29)가 형성된다.

또한 상기 서포트 링(26)의 외주면에서 홈부(27)의 양 측방으로 변속기 하우징(11)의 내주면과의 사이에는 서포트 링(26)의 홈부(27)와 변속기 하우징(11)의 내주면이 형성하는 냉각통로(29)를 밀봉하는 O-링(28a,28b)이 삽입 개재된다.

결국, 상기 서포트 링(26)은 고정자 코어(22)를 고정 지지하는 기능과 동시에 변속기 하우징(11)과의 조립에 의해 냉각통로(29)도 형성하는 기능을 하며, 냉각통로(29)를 통해 흐르는 냉매(냉각수)에 의해 고정자 코어(22)가 냉각되어, 고정자 코어의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 본 발명에서는 변속기 하우징(11)의 조립시에 서포트 링(26)의 구조만으로 고정자 코어(22)의 냉각 및 지지가 가능하므로 패키지 측면에서 매우 유리한 장점이 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 고정자 코어(22)의 고정 및 냉각 구조를 동시에 구현할 수 있는 서포트 링(26)을 장착함으로써, 최소한의 패키지에서 최대한 의 성능 향상을 도모할 수 있으며, 종래 구조에 비해 조립 및 비용 측면에서 매우 유리한 장점을 제공한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 종래의 일 예에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 나타내는 단면도이고,

도 2는 종래의 다른 예에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 나타내는 단면도이며,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 변속기 하우징 21 : 모터 하우징

22 : 고정자 코어 23 : 고정자 코일

24 : 모터축 25 : 회전자

26 : 서포트 링 27 : 홈부

28a, 28b : O-링 29 : 냉각통로

Claims (3)

1. 하이브리드 차량용 구동모터에서 변속기 하우징(11)의 내부에 고정 설치되는 고정자 코어(22)의 조립구조에 있어서,

   상기 고정자 코어(22)가 서포트 링(26)의 내측으로 압입되어 상기 서포트 링(26)이 상기 고정자 코어(22)를 둘러싸도록 조립되고, 상기 서포트 링(26)의 외주면과 그 외곽의 변속기 하우징(11)의 내주면이 냉매가 통과하는 냉각통로(29)를 형성한 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 냉각통로(29)의 양 측방으로 상기 서포트 링(26)의 외주면과 변속기 하우징(11)의 내주면 사이에 냉각통로(29)를 밀봉하는 O-링(28a,28b)이 삽입 개재되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 서포트 링(26)의 외주면에 둘레를 따라 홈부(27)가 형성되고, 상기 변속기 하우징(11)의 내주면이 상기 서포트 링(26)의 홈부(27)를 덮어 밀폐하는 구조 가 되면서 상기 냉각통로(29가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 고정자 조립구조.

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