KR100407631B1 - 회전전기 - Google Patents

Abstract

부품수를 삭감할 수 있는 동시에 소형화가 가능한 전동기를 얻는다.

본 발명의 전동기는 샤프트(1)와, 이 샤프트(1)에 고정되고, 축선방향으로 뻗은 다수의 슬롯이 형성된 철심(4)과, 슬롯에 도선이 감겨져서 구성된 권선(4)과, 철심(4)의 한쪽에 샤프트(1)에 고정되어 설치되고, 다수 배열된 정류자편(7)을 갖는 정류자(8)와, 동전위가 되어야 할 정류자편(7)끼리를 전기적으로 접속한 균압선(9)을 구비하고, 균압선(9)은 선재가 정류자편(7)의 한쪽에 형성된 훅에 걸려서 훅을 통해서 감은 후, 절단된 절단단부를 갖고 있는 동시에 정류자(8)의 측면에 밀접해서 설치되어 있다.

Description

회전전기{DYNAMO-ELECTRONIC MACHINE}

본 발명은 동전위가 되어야 할 정류자편 끼리를 전기적으로 접속한 균압선을 구비한 회전전기에 관한 것이다.

도 15는 종래의 회전전기인 전동기의 요부단면도이고, 이 전동기에서는 전기자(100)의 근방에 정류장치(101)가 설치되어있다.

전기자(100)는 축선방향으로 뻗은 다수의 슬롯을 갖는 철심(102)과 슬롯에 도선이 중권방식으로 감겨져서 구성된 권선(103)을 구비하고 있다.

정류장치(101)는 원주방향으로 다수배열된 정류자편(104) 및 권선(103)에 각각 전기적으로 접속된 라이저(106)를 갖는 정류자(105)와, 정류자편(104)에 접촉하는 브러시(도시않음)와, 동전위가 되어야 할 정류자편(104)끼리를 전기적으로 접속한 균압선(107)을 구비하고 있다.

도 16에 표시한 이 균압선(107)은, 선단부(108)가 납땜 등에 의해 라이저(106)에 고정되어있다.

균압선(107)은 고정부재(109)로 고정 지지되어있고, 이 고정부재(109)에 의해 균압선(107)은 원심력에 이겨낼수 있도록 되어있다.

4극, 중권방식의 상기 전동기에서는 정류자편(104)에 접촉하는 브러시를 통해서 외부에서 전류를 권선(103)에 공급함으로써 회전축(도시않음)에 고정된 전기자(100), 균압선(107) 및 정류자(105)는 전자작용에 의해 샤프트와 함께 회전한다.

상기 구성의 전동기에서는 권선(103)의 회로간에 생기는 유기전압의 차에 의해 생기는 브러시에 흐르는 순환전류를 방지하기 위해 균압선(107)을 갖고 있으나, 이 균압선(107)을 지지하기 위한 고정부재(109)가 필요하게 되고, 부품수가 많아진다는 문제점이 있었다.

또, 균압선(107) 및 고정부재(109)를 확보할 공간이 필요하고, 특히 자동차용의 소형이 전동기에서는 이같은 공간을 확보하는 것이 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하는 것으로 부품수를 삭감할 수 있는 동시에 소형화가 가능한 회전전기를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 전동기의 요부단면도

도 2는 도 1의 정류가의 우측측면도

도 3은 도 1의 정류자에 균압선이 부착되었을때의 단면도

도 4는 도 1의 균압선의 단면도

도 5는 균압권선전개도

도 6은 정류자에 선재가 감겨졌을 때의 측면도

도 7은 도 6의 정류자의 정면도

도 8은 도 6의 브리지부의 도면

도 9는 브리지부의 다른 형태를 표시하는 도면

도 10은 브리지부의 또 다른 형태를 표시하는 도면

도 11은 11개의 노즐로 정류자에 균압선을 부착했을때의 정류자의 측면도

도 12는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 전동기의 요부단면도

도 13은 도 12의 정류자에 선재가 감겨졌을 때의 단면도

도 14는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 전동기의 요부단면도

도 15는 종래의 전동기의 요부단면도

도 16은 도 15의 균압선의 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 샤프트 2: 전기자

4: 철심 5: 권선

5a: 권선엔드부 7: 정류자편

8,20,30: 정류자 9: 균압선

10: 도체 12: 융착층

13: 선재 14: 브리지부

15: 절단단부 16: 베이스

31: 보스 21: 가이드

21a: 가이드부

본 발명의 청구항 1에 관한 회전전기는 샤프트와, 이 샤프트에 고정되고, 축선방향으로 뻗은 다수의 슬롯이 형성된 철심과, 상기 슬롯에 도선이 감겨져서 구성된 권선과, 상기 철심의 한쪽에 샤프트에 고정되어 설치되고, 다수 배열된 정류자편을 갖는 정류자와, 동전위가 되어야 할 상기 정류자편 끼리를 전기적으로 접속한 균압전을 구비하고, 상기 균압전은 선재가 상기 정류자편의 한쪽에 형성된 훅에 걸려서 훅을 통해서 감겨진 후, 절단된 잘단단부를 가지고 있는 동시에 상기 정류자의 측면에 밀접해서 설치되어 있다.본 발명의 청구항 2에 관한 회전전기에서는 인접한 절단단부간에서는 극간이 형성되어 있다.본 발명의 청구항 3에 관한 회전전기에서는 극간은 절단단부를 소성변형해서 형성되어 있다.실시의 형태 1

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 전동기의 요부정단면도,

도 2는 도 1의 정류자의 우측측면도, 도 3은 도 1의 정류자의 단면도이다.

이 전동기는 원통상의 요크와, 이 요크내에 원주방향으로 간격을 두고, 4개 고정된 페라이트로 구성된 영구자석과, 요크내에 베어링에 의해 회전이 자유롭게 설치된 샤프트(1)와, 이 샤프트(1)에 고정된 전기자(2)와, 전기자(2)의 한쪽에 설치된 정류장치(3)을 구비하고 있다.

또, 요크 및 영구자석을 도시되어 있지 않다.

전기자(2)는 축선방향으로 뻗은 22개의 슬롯을 갖는 철심(4)과, 동선에 에나멜 피복된 도선(6)이 슬롯에 감겨져서 구성된 권선(5)을 구비하고 있다.

권선(5)은 도선(6)을 예를들면 10회 턴하고, 다음 1슬롯 오프셋하여 도선(6)을 10회 턴하는 것을 반복하는 소위중권방식으로 구성되어 있다.

정류장치(3)는 샤프트(1)의 단부에 고정되고, 원주방향으로 다수 배열된 22개의 정류자편(7), 정류자편(7)을 지지한 베이스(16) 및 이 베이스(16)와 일체로, 또, 축선방향으로 뻗어있는 보스(17)로 되는 정류자(8)와, 이 정류자(8)의 표면에 스프링의 탄성력에 의해 접촉해 있는 동시에 등분간격으로 4개 배치된 브러시와, 동전위로 되어야 할 정류자편(7)의 각 훅(31a ~ 41b)끼리를 전기적으로 접속한 균압선(9)을 구비하고 있다.

균압선(9)은 일단부가 정류자편(7)의 훅(31a)에 걸려지고, 타단부가 훅(31a)에 대향한 훅(31b)에 걸려 있다.

마찬가지로 일단부가 정류자편(7)의 훅(32a)에 걸려지고, 타단부가 훅(32a)에 대향한 훅(32b)에 걸려 있다.

이하, 다른 9개의 각 균압선(9)도 각각 일단부가 훅(33a) ~ (41a)에 걸려지고, 타단부가 훅(33b ~ 41b)에 걸려 있다.

이들의 각 균압선(9)은 각각 전기자(2)와 대향한 정류장치(3)의 측면에 밀접해 있다.

도 4는 균압선(9)의 단면도이고, 균압선(9)은 동으로 된 동체(10)와, 이 동체(10)의 외주가 에나멜 피복된 절연층(11)과, 이 절연층(11)을 덮고, 가열경화 하는 에폭시수지로 된 융착층(12)으로 구성되어 있다.

상기 구성의 전동기에서는 각 균압성(9)은 다음 순서에 따라 각 훅(31a ~ 41b)에 걸려진다.

즉, 도 5에 표시하는 균압권선 전개도에 표시하는 바와 같이, 일단부가 훅 No1인 훅(31a)에 걸려진 선재(13)가 훅 No12인 훅(31b)에 걸려지고, 계속해 훅 No13인 훅(32b)에 걸려진 후, 훅 No2인 훅(32a)에 걸려진다.

이하, 화살표 A에 따라 선재(13)가 각 훅(33a ~ 41b)에 연속적으로 걸려진다.

이 연속된 선재(13)의 권회공정은 권선기의 하나의 노즐로 실시된다.

도 6은 그때의 정류자(8)의 측면도이고, 도 7은 도 6의 정류자(8)의 정면도이다.

그후, 도 8에 표시하는 바와 같이, 선재(13)의 인접한 각 훅(31a ~ 41b)간의 브리지부(14)가 절단된다.

최후에, 도 2에 표시하는 바와 같이, 절단단부(15)가 화살표 B의 방향(반경내측방향)으로 밀어 넣어지고, 소성 변형한 절단단부(15)간에서는 극간(C)가 형성되며, 절단단부(15) 사이에서의 단락이 방지된다.

또, 절단단부(15)가 균압선(9)의 내측에 있는 쪽의 절단단면(15)은 변형에 대해 안정되어있으므로, 내측의 절단단부(15)만을 화살표(B)방향으로 밀어넣어도 된다.

또, 도 9에 표시하는 바와 같이 브리지부(14)를 일정길이 T 절단제거함으로써 절단단부(15)간에 극간 C를 형성해도 된다.

또, 도 10에 표시하는 바와 같이 브리지부(13)가 정류자(8)의 반경방향 외측이 되도록 선재(13)를 감고, 그 후 브리지부(14)를 절단하도록해도 된다.

이때에는 브리지부(14)가 정류자(8)의 반경방향 내측에 있는 도 8, 도 9에 표시한 것과 비교해서 브리지부(14)가 정류자(8)의 반경방향 외측에 있으므로 절단이 쉽고, 또 절단후의 절단단부(15)의 상태를 용이하게 육안 관찰할 수가 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 해서 균압선(9)이 부착된 정류자(8)에는 철심(4)이 고정된 샤프트(1)가 삽입된다.

또, 미리 철심(4)의 양단면 및 슬롯 표면에는 에폭시렌계 수지로 된 절연파우더가 산포되고, 그후 그 절연파우더가 가열되어 용융경화되어 있다.

그후, 철심(4)의 슬롯에 도선(6)을 중권방식으로 감아서 권선(5)이 형성되나, 그 권선도중 정류자편(7)의 각 훅(31a ~ 41b)에 도선 6이 걸려진다.

그후, 각 훅(31a~41b)는 퓨징에 의해 균압선(9) 및 도선(6)과 각각 동시에 전기적으로 접속된다.

최후에, 전기자(2)에 와니스가 함침되고, 그후 전기자(2) 및 정류자(8)가 동시에 가열되어 와니스가 경화되며, 또 균압선(9)의 융착층(12)이 가열경화되어 균압선(9) 끼리는 접착된다.

또, 균압선은 에나멜피복된 황동선, 단동선 표면에 융착층을 형성한것도 된다.

또, 균압선(9)이 부착된 정류자(8)를 샤프트(1)에 삽입하기 전에 가열해서 균압선(9)끼리를 접착하도록 해도 된다.

이렇게 함으로써, 균압선(9)은 후공정에서 변동하는 일없이 작업성이 향상되낟.

또, 상기 실시의 형태에서는 선재(13)를 정류자(8)의 측부에 감아서 부착할때, 권선기의 하나의 노즐을 사용해서 연속적으로 실시하였으나, 다수개의 노즐을 사용해도 된다.

도 11은 11개의 노즐을 사용해서 11개의 균압선(9)이 한번에 각 훅(31a ~ 41b)에 걸려졌을 때의 도면이다.

실시의 형태 2

도 12는 본 발명의 실시의 형태 2의 전동기의 요부정단면도, 도 13은 도 12의 정류자(20)의 단면도이다.

이 실시의 형태에서는 정류자(20)에 선재(13)를 감아서 부착할 때에 정류자(20)의 편면에 가이드(21)가 끼워붙여진다.

이 가이드(21)는 삽입부(21a)와, 샤프트(1)보다도 대경의 가이드부(21b)로 구성되어있다.

즉, 선재(13)를 권선할 때에 정류자(20)의 편면에 가이드(21)가 끼워붙여지고, 이 가이드부(21b)를 통해서 선재(13)가 도중훅(31a ~ 41b)에 걸려서 연속적으로 감겨진다.

그후, 가이드(21)는 정류자(20)에서 제거되고, 이 정류자(20)에는 철심(4)가 고정된 샤프트(1)가 삽입된다.

또, 미리 철심(4)의 양단면 및 슬롯표면 모두 균압선(9)이 배치되어야 할 샤프트(1)의 표면(도 12에서 L의 범위)에도 에폭시렌계 수지로 된 절연파우더가 산포되고, 그후 절연파우더가 가열되어 용융경화되어 있으므로, 정류자(20)에 샤프트(1)가 삽입되었을 때는 샤프트(1)과 균압선(9)와의 사이의 절연도 확보되어 있다.

또, 정류자(20)의 전기자(2)측의 내경부에는 홈부(50)가 형성되어있으나, 이는 샤프트(1)의 표면에 산포되는 절연파우더의 축선방향의 흐트러짐이 있어도 정류자(20)에 샤프트(1)가 삽입되도록 하기 위한 것이다.

또, 이 가이드(21)는 각 균압선(9)의 각각의 양단부를 정류자편(7)의 훅(31a ~ 41b)에 직접 걸리게 하여 전동기를 제조한 때도 사용할 수가 있다.

실시의 형태 3

도 14 는 본 발명의 실시의 형태 3의 전동기의 요부 정단면도이고, 정류자 (30)의 보스(31)는 철심(4)의 양측에서 돌출한 권선엔드부(5a)와 경방향해서 일부 겹처있다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 회전전기로서 전동기에 대해 설명하였으나, 본 발명은 발전기에 대해서도 적용할 수가 있다.

또, 6극, 8극 등의 극주에서도 되고, 슬롯수도(22),(24)에 한정되는 것은 아니다.

또, 균압선의 속도 11개, 12개로 한정되는 것은 아니다.

또, 상기 각 실시의 형태에서는 권선은, 중권방식으로 구성되어 있으나, 물론 이에 한정되는 것은 아니고, 권선은 예를들면 2중 파권방식으로 구성된 것도 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 청구항 1에 관한 회전전기에 의하면 샤프트와 이 샤프트에 고정되어 축선방향으로 뻗은 다수의 슬롯이 형성된 철심과, 상기 슬롯에 도선이 감겨져서 구성된 권선과, 상기 철심의 한쪽에 샤프트에 고정되어 설치되고, 다수 배열된 정류자편을 갖는 정류자와, 동전위가 되어야 할 상기 정류자편끼리를 전기적으로 접속한 균압선을 구비하고, 상기 균압선은 선재가 상기 정류자편의 한쪽에 형성된 훅에 걸려서 훅을 통해 감은 후, 절단된 절단단부를 갖고 있는 동시에 상기 정류자의 측면에 밀접해서 설치되어 있으므로 정류자에 균압선이 간단히 부착되고, 또 소형화를 도모할 수가 있다.

또, 본 발명의 청구항 2에 관한 회전전기에 의하면 인접한 절단단부간에서는 극간이 형성되어 있으므로 균압선간의 단락방지를 도모할 수가 있다.

또, 본 발명의 청구항 3에 관한 회전전기에 의하면 극간은 절단단부를 소성변형해서 형성되어 있으므로, 간단하게 절단단부간의 극간을 형성할 수가 있다.

Claims (3)

1. 샤프트와, 이 샤프트에 고정되고, 축선방향으로 뻗은 다수의 슬롯이 형성된 철심과, 상기 슬롯에 도선이 감겨져서 구성된 권선과, 상기 철심의 한쪽에 샤프트에 고정되어 설치되고, 다수 배열된 정류자편을 갖는 정류자와, 동전위가 되어야 할 상기 정류자편 끼리를 전기적으로 접속한 균압선을 구비하고, 상기 균압선은 선재가 상기 정류자편의 한쪽에 형성된 훅에 걸려서 훅을 통해서 감겨진 후, 절단된 절단단부를 갖고 있는 동시에 상기 정류자의 측면에 밀접해서 설치되어 있는 회전전기.
2. 제1항에 있어서, 인접한 절단단부간에서는 극간이 형성되어있는 회전전기.
3. 제2항에 있어서, 극간은 절단단부를 소성변형해서 형성되어 있는 회전전기.