KR100314008B1 - Rotor assemble method for disk type brushless direct current motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법에 관한 것으로, 본 발명은 회전축을 극저온에서의 냉간공정으로 외경을 수축하는 반면 영구자석이 장착되지 않은 회전원판을 열간공정으로 내경을 팽창하는 단계와, 상기 회전원판에 회전축을 압입 고정하는 단계와, 상기 회전원판에 영구자석을 삽입 고정하는 단계로 수행함으로써, 상기 회전원판의 내경이 충분히 팽창된 이후에 회전축을 압입하기 때문에 회전축의 압입작업이 용이하게 이루어지도록 하는 것은 물론, 상기 영구자석이 회전원판의 열간공정시 자성을 잃거나 또는 열팽창률이 다름에 의해 탈거되는 것을 미연에 방지할 수 있다.The present invention relates to a method of assembling the rotor of a disk-type Bildish motor, the present invention is to shrink the outer diameter by the cold process at a cryogenic rotation of the rotating shaft while expanding the inner diameter by hot process the rotating disk is not equipped with a permanent magnet And, by pressing the rotating shaft to the rotating disk and the step of inserting and fixing the permanent magnet to the rotating disk, by pressing the rotary shaft after the inner diameter of the rotating disk is sufficiently inflated, the pressing operation of the rotating shaft is Of course, the permanent magnet can be prevented from being removed due to the loss of magnetism or the difference in thermal expansion rate during the hot process of the rotating disc.
Description
본 발명은 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법에 관한 것으로, 특히 터보 압축기에 사용되는 터보 압축기에 장착되어 임펠러를 구동시키는 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor assembling method of a disc type Bieldi motor, and more particularly, to a rotor assembling method of a disc type Bieldi motor for driving an impeller mounted in a turbo compressor used in a turbo compressor.
일반적으로 터보 압축기에 사용되는 모터는 레이디얼 타입(Radial Type)의 비엘디시 모터(Brushless Direct Current Motor)와 엑시얼 타입(Axial Type)의 비엘디시 모터가 주로 사용되고 있는데, 그 중에서도 엑시얼 타입의 비엘디시 모터는 40000RPM 이상의 고속/고출력에 적당하여 그 적용분야가 점차 확대되고 있는 실정이다.In general, the motors used in the turbo compressor are mainly used as a radial type of brushless direct current motor and an axial type of bieldi motor. Dish motor is suitable for high speed and high output of 40000 RPM or more, and its application field is gradually expanding.
상기 엑시얼 타입의 비엘디시 모터는 짝수개의 영구자석이 등간격으로 장착되는 회전원판이 구동축에 일체로 결합되고, 그 회전원판의 사이마다에 권선코일이 장착되는 고정원판이 회전원판과 소정의 공극을 두고 개재되어 모터케이스 등 고정물에 고정되어 이루어지는 것으로, 상기 고정원판과 회전원판은 모터의 출력에 따라 그 개수가 설정되나, 통상 회전원판이 고정원판에 비해 한 장 많게 설정되므로 모터의 양쪽 외곽에는 회전원판이 위치하게 된다.The axial type BCD motor has a rotational disk in which even numbers of permanent magnets are mounted at equal intervals and is integrally coupled to the drive shaft, and a fixed disk having a winding coil mounted between the rotational disks has a predetermined gap with the rotational disk. The fixed disc and the rotating disc are fixed to a fixture such as a motor case, and the number of the fixed disc and the rotating disc is set according to the output of the motor. The rotating disc is located.
이러한 엑시얼 타입의 비엘디시 모터를 통상 디스크형(Disc Type) 비엘디시 모터라고도 한다. 본 발명은 이 디스크형 비엘디시 모터(이하, 디스크형 모터로 약칭함)에 관한 것이다.Such axial type BCD motors are also commonly referred to as disc type BCD motors. The present invention relates to a disc-shaped Bieldich motor (hereinafter abbreviated as a disc-shaped motor).
종래 디스크형 모터는 도 1 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 수개의 고정원판(11)이 일정간격을 두고 모터케이스(12)에 고정 결합되어 이루어지는 고정자(10)와, 상기 고정원판(11)의 사이사이마다에 교번되게 회전원판(21)이 개재되고 그 회전원판(21)의 중심에 모터의 회전축(22)이 고정되어 이루어지는 회전자(20)로 구성되어 있다.In the conventional disk-type motor, as shown in FIGS. 1 and 2B, the stator 10 is fixedly coupled to the motor case 12 at fixed intervals by several stationary disks 11 and the stationary disks 11. The rotating disc 21 is interposed alternately between and the rotor 20 is formed by the rotation shaft 22 of the motor fixed to the center of the rotating disc 21.
상기 고정원판(11)에는 복수개의 권선코일(11a)이 동일원상에 등간격으로 고정 삽입되는 한편, 상기 회전원판(21)에는 상기한 고정원판(11)의 권선코일(11a)에 대향되도록 하여 복수개의 영구자석(21a)이 역시 동일원상에 등간격으로 고정 삽입되어 있다.A plurality of winding coils 11a are fixedly inserted into the fixed disk 11 at equal intervals on the same disk, while the rotating disk 21 is opposed to the winding coils 11a of the fixed disk 11. A plurality of permanent magnets 21a are also fixedly inserted at equal intervals on the same circle.
도면중 미설명 부호인 21b는 영구자석 삽입공, 21c는 회전축 삽입공, 30은 자기력의 누설을 방지하는 백요크 플레이트이다.In the figure, reference numeral 21b is a permanent magnet insertion hole, 21c is a rotation shaft insertion hole, 30 is a back yoke plate to prevent leakage of magnetic force.
상기와 같은 종래의 디스크형 모터에서 회전축에 회전원판을 장착시키는 과정은 도 2a 내지 도 3에 도시된 바와 같다.In the conventional disk-type motor as described above, the process of mounting the rotating disc on the rotating shaft is as shown in Figures 2a to 3.
먼저, 상기 회전축(22)을 헬륨가스 등에 담가 그 직경을 최소한으로 수축시키는 냉간공정을 실시한 다음에, 상기 회전원판(21)을 100℃ 이하에서 그 내경을 팽창시키는 열간공정을 실시하여, 상기 회전축(22)에 회전원판(21)을 하나씩 삽입시키는 것이었다.First, a cold process is performed in which the rotating shaft 22 is immersed in helium gas or the like to shrink the diameter to a minimum, and then a hot process of expanding the inner diameter of the rotating disk 21 at 100 ° C. or lower is performed. The rotary discs 21 were inserted one by one into the 22.
이때, 상기 회전원판(21)에는 영구자석이 이미 삽입되어 그 회전원판(21)을 과도하게 팽창시키는 경우에는 열팽창률이 적은 영구자석이 탈거되거나 또는 자성을 잃을 우려가 있으므로 상기 회전원판(21)의 열간공정은 항상 적정온도를 유지한상태에서 실시하여야 한다.At this time, when the permanent magnet is already inserted into the rotary disc 21 and the rotary disc 21 is excessively expanded, the permanent magnet having a low thermal expansion rate may be removed or the magnetic may be lost. The hot process should always be carried out at the proper temperature.
그러나, 상기와 같은 종래 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법에 있어서는 상기 회전원판(21)이 100℃ 이하에서 열간작업이 이루어지므로 그 회전원판(21)의 내경이 충분히 팽창되지 못하여 극저온의 회전축(22)이 삽입되는 과정에서 회전축(22)과의 접촉이 발생되고, 이와 함께 상기 회전원판(21)이 제위치를 잡기도 전에 미리 수축되면서 회전축(22)에 빡빡하게 끼여 회전원판(21)의 조립이 난해하게 되는 문제점이 있었다.However, in the method of assembling the rotor of the conventional disk-type BCD motor, the rotating disc 21 is hot worked at 100 ° C. or lower, so that the inner diameter of the rotating disc 21 is not sufficiently expanded, and the rotating shaft of cryogenic temperature is extremely low. The contact with the rotating shaft 22 is generated in the process of inserting the 22, and together with the rotating disk 21 is tightly pinched on the rotating shaft 22 before the rotating disk 21 is repositioned. There was a problem that the assembly of the difficulty.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법이 가지는 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 회전원판의 내경이 충분히 팽창되도록 하여 회전축의 삽입시 그 회전축과의 접촉이 발생되지 않도록 함과 아울러 설사 접촉이 되더라도 급작스럽게 수축되지 않도록 하여 회전원판의 조립이 용이한 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법을 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the rotor assembly method of the conventional disk-type BCD motor, and the inner diameter of the rotating disk is sufficiently expanded so that contact with the rotating shaft occurs when the rotating shaft is inserted. Another object of the present invention is to provide a method of assembling a rotor of a disk-type Bieldish motor, which is easy to assemble a rotating disc, so as not to suddenly contract even when diarrhea contacts.
도 1은 종래 디스크형 비엘디시 모터의 종단면도.1 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional disk-type Bildish motor.
도 2a 및 도 2b는 종래 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립과정을 보인 개략도.Figure 2a and Figure 2b is a schematic view showing a rotor assembly process of a conventional disk-type Bieldich motor.
도 3은 종래 디스크형 비엘디시 모터의 회전자를 조립하는 순서도.Figure 3 is a flow chart of assembling the rotor of the conventional disk-type Bieldi motor.
도 4는 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 종단면도.Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the present invention disk type Bildish motor.
도 5a 및 도 5b는 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립과정을 보인 개략도.Figures 5a and 5b is a schematic view showing the rotor assembly process of the present invention disk-type Bieldich motor.
도 6은 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 회전자를 조립하는 순서도.Figure 6 is a flow chart of assembling the rotor of the present invention disk type Bildish motor.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
120 : 회전자 121 : 회전원판120: rotor 121: rotating disc
121a : 영구자석 121b : 영구자석 삽입공121a: permanent magnet 121b: permanent magnet insertion hole
121c : 회전축 삽입공 122 : 회전축121c: rotation shaft insertion hole 122: rotation shaft
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 영구자석들을 여러 개 장착하여 일정 간격으로 회전축에 삽입 고정하는 회전원판들과, 상기 영구자석들과 대향하도록 권선코일들을 장착하여 상기한 회전원판들 사이에 끼워 고정하는 고정원판들로 이루어지는 디스크형 비엘디시 모터의 회전자에 있어서,상기 회전축을 극저온에서 냉간공정으로 외경을 수축하는 반면 영구자석이 장착되지 않은 회전원판을 열간공정으로 내경을 팽창하는 단계와, 상기 회전원판에 회전축을 압입하여 고정하는 단계와, 상기 회전원판에 영구자석을 압입하여 고정하는 단계로 수행하는 것을 특징으로 하는 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법이 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, between the rotary disks by mounting a plurality of permanent magnets and fixedly inserted into the rotating shaft at regular intervals, and the winding coils to face the permanent magnets; In the rotor of the disk-type Bildish motor consisting of a fixed disk to be fixed to the fixed, the step of expanding the inner diameter in the hot process of the rotating disk is not equipped with a permanent magnet while shrinking the outer diameter in the cold process cold process at the rotation axis; The method of assembling the rotor of the disk-type Bieldich motor is provided by pressing and fixing the rotating shaft to the rotating disk, and pressing and fixing the permanent magnet to the rotating disk.
이하, 본 발명에 의한 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법을 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of assembling the rotor of the disk-type Bildish motor according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 4는 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 종단면도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립과정을 보인 개략도이며, 도 6은 본 발명 디스크형 비엘디시 모터의 회전자를 조립하는 순서도이다.Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the disk-type Bildish motor of the present invention, Figures 5a and 5b is a schematic view showing the rotor assembly process of the disk-type Bildish motor of the present invention, Figure 6 is a circuit of the disk-type Bildish motor of the present invention It is a flow chart of assembling the former.
이에 도시된 바와 같이 본 발명의 회전자 조립방법을 통한 디스크형 비엘디시 모터는 복수개의 권선코일(111a)이 삽입되는 고정원판(111)이 일정간격을 두고 모터케이스(112)에 고정 결합되어 이루어지는 고정자(110)와, 상기 권선코일(111a)에 대향되도록 복수개의 영구자석(121a)이 삽입되는 회전원판(121)이 고정원판(111)의 사이마다에 교번되게 개재됨과 아울러 그 중심에 모터의 회전축(122)이 고정되어 이루어지는 회전자(120)로 구성되는데, 이 중에서 상기 회전자(120)를 이루는 회전원판(121)에 회전축(122)을 고정시키는 과정은 다음과 같다.As shown therein, the disk type BLD motor using the rotor assembly method of the present invention is fixed to the motor case 112 at fixed intervals at which the plurality of winding coils 111a are inserted. The stator 110 and the rotation disk 121 into which the plurality of permanent magnets 121a are inserted to face the winding coil 111a are alternately interposed between the stator disks 111 and at the center of the motor. The rotating shaft 122 is composed of a rotor 120 is fixed, of which the process of fixing the rotating shaft 122 to the rotating disk 121 constituting the rotor 120 is as follows.
먼저, 상기 회전축(122)을 극저온에서의 냉간공정으로 그 직경을 수축시키는 반면 상기 영구자석(121a)이 장착되지 않은 회전원판(121)을 적어도 100℃ 이상에서의 열간공정으로 그 내경을 팽창시킨 다음에, 그 회전원판의 내경(또는 회전축 삽입공(121c))이 팽창된 회전원판(121)에 회전축(122)을 압입 고정시키고, 이후 상기 회전원판(121)의 동심원상에 구비된 영구자석 삽입공(121b)에 영구자석(121a)을 등간격으로 삽입 고정시키는 단계로 수행한다.First, the diameter of the rotating shaft 122 is shrunk by a cold process at cryogenic temperature, while the inner diameter of the rotating disc 121 is not expanded by the hot process at least 100 ° C. or more. Next, the inner diameter (or rotation shaft insertion hole 121c) of the rotating disk is pressed in and fixed to the rotating disk 121, the permanent magnet provided on the concentric circle of the rotating disk 121 The permanent magnet 121a is inserted into and fixed at equal intervals in the insertion hole 121b.
상기 회전원판(121)은 열전달이 우수한 알루미늄 재질로 형성하는 반면, 상기 회전축(122)은 다양한 코팅제를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 높은 강성을 지니는 스테인레스와 같은 비자성체의 재질로 형성하는 것이 바람직하다.The rotating disc 121 is formed of an aluminum material having excellent heat transfer, whereas the rotating shaft 122 may be formed of a nonmagnetic material such as stainless steel having high rigidity as well as using various coating agents.
여기서, 상기 회전원판(121)의 개수가 3개 이상인 경우에 양쪽 외곽측 회전원판(121)을 제외한 내측 회전원판(121)에 영구자석(121a)을 압입시키기 위하여는 먼저, 모든 회전원판(121)의 영구자석 삽입공(121b)이 일직선상에 위치하는 점을 감안하여 가장 가운데 회전원판(121)의 일측면에 영구자석 삽입공(121b)을 막고 타측면쪽에서 각 회전원판(121)의 영구자석 삽입공(121b)을 일직선으로 통과하는 지그(200)로 영구자석(121a)을 밀어 각 삽입공(121b)에 압입 고정시킨다.In this case, when the number of the rotating disk 121 is three or more, in order to press the permanent magnet 121a into the inner rotating disk 121 except for both outer rotating disk 121, first, all the rotating disk 121 Considering that the permanent magnet insertion hole 121b of) is positioned in a straight line, the permanent magnet insertion hole 121b is blocked on one side of the center rotating disc 121, and the permanent magnet insertion hole 121 is permanently disposed on the other side. The permanent magnet 121a is pushed and fixed to each insertion hole 121b by the jig 200 passing through the magnet insertion hole 121b in a straight line.
다음, 외곽측 회전원판(121)에도 역시 내측면에 영구자석 삽입공(121b)을 막고 외측면쪽에서 지그(200)로 영구자석(121a)을 밀어 각 삽입공(121b)에 압입 고정시키면 된다.Next, the outer side rotation disc 121 also closes the permanent magnet insertion hole 121b on the inner side and pushes the permanent magnet 121a with the jig 200 from the outer side to press-fit the respective insertion holes 121b.
도면중 미설명 부호인 130은 자기력의 누설을 방지하는 백요크 플레이트이다.Reference numeral 130 in the figure is a back yoke plate for preventing the leakage of magnetic force.
상기와 같은 과정을 통해 조립된 디스크형 비엘디시 모터의 회전자는 다음과 같은 작용효과를 갖는다.The rotor of the disk-type BMD motor assembled through the above process has the following effects.
즉, 상기 영구자석(121a)을 회전원판(121)의 조립후 압입하기 때문에 회전원판(121)을 고온에서 열간공정을 실시할 수 있게 되어 상기한 회전원판(121)의내경(121b)이 충분히 팽창되도록 함에 따라 회전축(122)의 압입시 그 회전축(122)과 회전원판(121) 사이의 접촉을 미연에 방지하거나 설사 접촉되더라도 쉽게 수축되는 것을 방지하여 조립작업이 순조롭게 이루어지도록 하는 것은 물론, 상기 영구자석(121a)이 회전원판(121)의 열간공정시 자성을 잃거나 또는 열팽창률이 다름에 의해 탈거되는 것을 미연에 방지할 수 있다.That is, since the permanent magnet 121a is press-fitted after assembling the rotating disc 121, the rotating disc 121 can be hot-processed at a high temperature, so that the inner diameter 121b of the rotating disc 121 is sufficiently formed. As the expansion shaft is expanded, the contact between the rotation shaft 122 and the rotation disc 121 is prevented in advance, or even if it is in contact with diarrhea, thereby preventing the contraction easily. The permanent magnet 121a may be prevented from being removed due to the loss of magnetism or the difference in thermal expansion rate during the hot process of the rotating disc 121.
또한, 상기 회전축(122)을 알루미늄 계열의 회전원판(121)과는 달리 철 계열을 사용할 수 있게 되어 베어링면의 경도를 향상시킬 수 있는 다양한 코팅제로 베어링면을 코팅할 수 있게 되는 것은 물론, 상기 철 계열의 회전축(122)은 그 강성이 높아 회전축(122)의 직경을 줄임에 따라 전체 회전자(120)의 직경을 작게 할 수 있어 회전자(120)의 풍손이 저감되고 이에 따라 압축기의 효율이 상승하게 된다.In addition, unlike the rotary disk 121 of the aluminum-based rotating shaft 122, it is possible to use the iron-based to be able to coat the bearing surface with a variety of coatings that can improve the hardness of the bearing surface, of course, As the iron-based rotary shaft 122 has high rigidity, as the diameter of the rotary shaft 122 is reduced, the diameter of the entire rotor 120 can be reduced, thereby reducing windage of the rotor 120 and thus the efficiency of the compressor. Will rise.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스크형 비엘디시 모터의 회전자 조립방법은 상기 회전축을 극저온에서의 냉간공정으로 그 직경을 수축시키는 반면 상기 영구자석이 장착되지 않은 회전원판을 열간공정으로 그 내경을 팽창시키는 단계와, 상기 회전원판에 회전축을 압입 고정시키는 단계와, 상기 회전원판에 영구자석을 삽입 고정시키는 단계로 수행함으로써, 상기 회전원판의 내경이 충분히 팽창된 이후에 회전축을 압입하기 때문에 회전축의 압입작업이 용이하게 이루어지도록 하는 것은 물론, 상기 영구자석이 회전원판의 열간공정시 자성을 잃거나 또는 열팽창률이 다름에 의해 탈거되는 것을 미연에 방지할 수 있다.As described above, the method of assembling the rotor of the disk-type Bildish motor according to the present invention shrinks the diameter of the rotating shaft in a cold process at a cryogenic temperature, while the rotating disc is not mounted with the permanent magnet in a hot process. Expanding the inner diameter, press-fitting the rotating shaft to the rotating disk, and inserting and fixing the permanent magnet to the rotating disk, thereby press-ining the rotating shaft after the inner diameter of the rotating disk is sufficiently inflated. In addition to making the press-fitting operation of the rotating shaft easy, it is possible to prevent the permanent magnet from being removed due to loss of magnetism or different thermal expansion coefficients during the hot process of the rotating disc.
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Patent Citations (1)
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