KR100829762B1 - 전기 기계용 아마추어 - Google Patents

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Abstract

선행 기술에 따라 샤프트에 부품을 가압 끼워 맞춤시 부품에 손상을 줄 수 있는 응력이 조립된 부품에 제공된다.
본 발명에 따른 아마추어(15)는 샤프트(10)상에 조립될, 내경 테이퍼부(7)를 가진 부품(1)을 갖는다. 상기 테이퍼부는 샤프트(10)상의 너얼(11) 내로 결합됨으로써 시간이 경과 함에 따라 초기 응력의 적어도 일부가 감소될 수 있다.
아마추어, 샤프트, 너얼, 응력, 부품

Description

전기 기계용 아마추어{Armature for an electric machine}
본 발명은 청구범위 제 1 항의 전제부에 따른 전기 기계용 아마추어에 관한 것이다.
US-PS 4,886,392에는 샤프트를 포함하는 회전자가 공지되어 있다. 상기 회전자는 샤프트 표면에 너얼(knurl) 및 매끄러운 영역을 갖는다. 상기 샤프트는 너얼 및 매끄러운 영역에서 거의 동일한 외경을 가진다. 그러나 샤프트 위로 슬립되는 회전자의 내경은 너얼 영역에 배치된 테이퍼부를 포함하지 않는다.
US-PS 5,625,511에는 중앙에 너얼이 장착된 샤프트를 포함하는 고정자가 공지되어 있다. 샤프트 위의 너얼로부터 먼 쪽에는, 너얼과 동일한 외경을 가지고 샤프트에 고정된 고정자를 안내하기 위해 사용될 수 있는 매끄러운 영역이 제공된다. 그러나 상기 고정자의 내경은 너얼 영역에 배치된 테이퍼부를 포함하지 않는다.
"정밀 기계 공학 부품 Feinmechanische Bauelemente" von Prof. Dr.-Ing. S. Hildebrandt, Carl Hanser Verlag Muenchen, 221 페이지에는 너얼을 포함하는 샤프트를 사용하는 것이 공지되어 있으며, 상기 너얼은 부품의 내경보다 더 큰 외경을 갖는다. 너얼 영역에서 상기 부품은 샤프트 위로 슬립되어 거기에 고정된다. 상기 부품은 샤프트보다 기계적으로 유연하고 샤프트의 너얼 내로 압입됨으로써, 포지티브 결합에 의한 보강이 이루어진다. 너얼 외부에서 샤프트의 외경은 부품의 내경보다 작다.
US-PS 4,339,873은 너얼이 배치된 홈을 가진 회전자 샤프트를 개시한다. 상기 회전자 샤프트 위로 슬립되는 부품의 테이퍼부는 조립된 상태에서 너얼 영역에 배치된다. 그러나 테이퍼부는 부품이 샤프트 위로 슬립된 후 부품의 소성 변형에 의해 형성된다.
청구범위 제 1 항의 특징을 포함하는 본 발명에 따른 아마추어는 부품이 간단하게 샤프트상에 고정될 수 있고, 확실하게 지지된다는 장점을 갖는다. 또한, 부품의 내경 테이퍼부에 의해, 테이퍼부 영역의 부품의 재료가 소성 변형되어 너얼 내로 흘러들어 포지티브한 결합을 형성하게 된다.
바람직하게도 부품에는 플라스틱 사출 성형된 자석이 사용될 수 있는데, 그 이유는 상기 자석이 샤프트보다 기계적으로 유연하기 때문이다.
또한, 테이퍼부가 부품의 중앙에 배치되는 것이 바람직한데, 그 이유는 그와 같이 배치됨으로써 너얼 주변의 응력이 균일하게 감소될 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시예가 도면에 간단하게 도시되며 하기에서 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 아마추어가 사용되는 부품.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명에 따른 아마추어에 사용되는 샤프트가 어떻게 제조되는지를 도시한 도면.
도 3은 조립한 상태에서 본 발명에 따른 아마추어.
도 1은 예컨대 기계적 볼 베어링 또는 플라스틱 사출 성형된 자석인 부품(1)을 도시하며, 샤프트(10;도 2)보다 비교적 덜 유연한 재료로 구성된다. 상기 부품(1)은 예컨대 대칭 축선일 수 있는 중심 축선(3)과 부품의 내부에 축방향으로 연장된 리세스(4)를 포함한다. 부품(1)의 리세스(4)에 축방향으로 예컨대 중앙에 테이퍼부(7)가 배치된다. 즉, 부품(1)은 리세스(4)의 외부 영역에서 내경 Di를 가지며, 테이퍼부(7) 영영에서 더 작은 내경 di를 갖는다.
도 2c는 외경 d´a를 갖는 본 발명에 따른 아마추어의 샤프트(10)를 도시한다. 상기 샤프트(10)는 예컨대 다음과 같이 제조된다. 외경 Da를 갖는 샤프트(10)에서 나중에 형성될 너얼(11) 영역(13)에 더 작은 외경 da를 갖는 플런지 컷이 형성된다(도 2a). 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 영역에 너얼(11)이 형성된다. 상기 너얼(11)은 외경 d´a를 갖는다. 상기 너얼의 형태는 임의적이다. 상기 너얼은 종방향 홈, 횡방향 홈 또는 십자형 홈으로 이루어질 수 있다. 너얼(11) 외부의 샤프트(10) 의 외경 Da는, 필요하다면 너얼(11)의 외경에 상응하도록 연삭 또는 선삭된다. 즉, 샤프트(10)는 일정한 외경 d´a를 갖는다. 경우에 따라서 외경 Da보다 더 큰 외경을 갖는 너얼(11)이 Da로 감소된다. 샤프트(10)는 부분적으로 경화될 수 있다.
도 3은 부품(1)이 샤프트(10)상에 어떻게 고정되는지를 도시한다. 부품(1)은 너얼(11)보다 긴 축방향 길이를 갖는다. 부품(1)의 내경 Di는 예컨대 도 2c에 따른 샤프트(10)의 외경 d´a에 대략 상응한다. 즉, 부품(1)이 샤프트(10) 위로 슬립 되기 시작할 때, 부품(1)은 샤프트(10)에 의해 안내된다. 약한 가압 끼워 맞춤이 제공될 수도 있다. 부품(1)이 더욱 샤프트(10) 위로 슬립되면, 부품(1) 내부에 응력이 발생하거나 상승되는데, 그 이유는 테이퍼부(7)가 너얼(11) 외부의 샤프트(10) 위로 슬립되기 때문이다. 너얼(11) 영역에 테이퍼부(7)가 배치될 때까지 부품(1)이 더욱 샤프트(10) 위로 슬립되면, 부품(1)은 테이퍼부(7) 영역 내에서의 가압 끼워 맞춤으로 인해 변형되는데, 그 이유는 부품(1)의 재료가 너얼(11)의 홈 내로 침투하기 때문이다.
너얼(11) 주변 영역에서 부품(1)이 샤프트(10)를 통해 안내되면, 너얼(11)의 에지에 노치 응력이 발생하는 것이 아니라, 도 3에 도시된 응력 분포가 나타난다. 상기 응력 분포는 부품(1) 내의 응력의 균일한 감소를 너얼(11) 주변의 2개의 축방향으로 나타낸다. 시간이 경과함에 따라 이전의 테이퍼부(7) 영역에서 심지어 무응력 상태가 발생할 수 있고, 부품(1)은 포지티브한 결합에 의해서만 샤프트(10)상에 고정된다.
상기와 같은 아마추어(15)는 전기 모터 또는 전기 제너레이터에 사용될 수 있고, 도시되지 않은 방식으로 적어도 하나의 코일 또는 영구 자석 및 예컨대 정류자용 지지체를 갖는다.

Claims (6)

  1. 전기 기계용 아마추어로서,
    하나 이상의 너얼(knurl)을 가지며, 너얼링(knurling)되지 않은 지점에서 너얼과 동일한 외경을 갖는 샤프트; 및
    상기 너얼에 의해 가압 끼워맞춤방식으로 상기 샤프트상에 고정되는 하나 이상의 부품으로 구성되며,
    상기 부품(1)은 중심 축선(3)을 가지며 내부에 축방향으로 연장하는 리세스(4)를 포함하며, 상기 부품(1)은 내경 di를 갖는 테이퍼부(7)를 구비하고, 상기 테이퍼부(7)는 상기 너얼(11) 영역에 배치되며,
    미리 형성된 테이퍼부(7)를 포함하는 상기 부품(1)은 상기 테이퍼부가 너얼(11) 영역에 배치될 때까지 상기 샤프트 위로 슬립되는 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부품(1)은 플라스틱 사출 성형된 자석인 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 부품(1)은 베어링인 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 테이퍼부(7)는 상기 부품(1)의 중심에 축 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 기계는 전기 모터인 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 기계는 전기 제너레이터인 것을 특징으로 하는 전기 기계용 아마추어.
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