KR101191199B1 - 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체 - Google Patents

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KR101191199B1
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Abstract

본 발명은 동기 릴럭턴스 모터에 적용되는 회전자에 관한 것으로서, 특히, 상부 밸런스 웨이트가 회전자의 원심력에 의해 엔드 플레이트로부터 탈거되지 않도록 한 결합구조를 가지는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체에 관한 것이다.
이를위해, 박형(箔形)의 복수 철판이 적층되어 형성되며, 축방향으로 구동축이 관통되기 위한 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 주변으로는 다수의 제1리벳홀이 형성된 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 상측과 하측에 각각 설치되며, 각 제1리벳홀과 대응되는 제2리벳홀이 형성된 상부 엔드 플레이트 및 하부 엔드 플레이트; 상기 상부 엔드 플레이트의 상측에 설치되며, 제1,2리벳홀에 대응되는 제3리벳홀이 형성되며, 회전자 코어의 언밸런스를 보상하는 상부 밸런스 웨이트; 일단이 제1,2,3리벳홀을 연이어 관통하면서 상기 상부 밸런스 웨이트와, 상기 각 엔드 플레이트 및 상기 회전자 코어를 서로 결합하는 제1리벳부재; 그리고, 상기 제1리벳부재의 둘레면에 형성되며, 상기 상부 밸런스 웨이트가 상기 엔드 플레이트로부터 상부로 유동되는 것을 방지하는 제1유동방지부:를 포함하여 구성된 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체를 제공한다.
동기릴럭턴스모터,회전자,리벳부재,유동방지부,돌기

Description

동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체{motor assembly of synchronous reluctance motor}
도 1은 종래 기술에 따른 동기 릴럭턴스 모터가 스크롤 압축기에 설치된 상태를 나타낸 단면도
도 2는 종래 기술에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자를 개략적으로 나타낸 단면도
도 3은 본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자를 개략적으로 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 따른 제1리벳부재를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
400 : 회전자 410 : 회전자 코어
411 : 제1리벳홀
420a : 상부 엔드 플레이트 420b : 하부 엔드 플레이트
421 : 제2리벳홀 430a : 상부 밸런스 웨이트
430b : 하부 밸런스 웨이트 431 : 제3리벳홀
440 : 제1리벳부재 450 : 제1유동방지부
460 : 제2리벳부재 461 : 제4리벳홀
470 : 제2유동방지부
본 발명은 동기 릴럭턴스 모터(Synchronous reluctance motor)에 적용되는 회전자에 관한 것으로서, 특히, 회전자에 설치된 상부 밸런스 웨이트의 이탈을 방지하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 모터는 전기 에너지를 기계 에너지로 변환시키는 기계로써, 그의 종류는 직류모터, 교류모터, 브러시리스 직류모터등 각각의 특성에 맞는 다양한 종류가 있다.
이중, 교류 모터의 일종인 동기 릴럭턴스 모터는 일정 주파수하에서 부하와는 관계없이 정해진 속도, 즉 동기 속도로 회전하는 정속도 모터이다.
특히, 동기 릴럭턴스 모터에 있어서, 토오크 발생은 릴럭턴스 성분에 의해 발생되며, 순수하게 릴럭턴스 토오크에 의해 회전자가 회전하게 된다.
상기 동기 릴럭턴스 모터는 주로 스크롤 압축기에 적용된다.
첨부된 도 1은 동기 릴럭턴스 모터가 스크롤 압축기에 적용된 일예가 도시되고 있다.
이때, 동기 릴럭턴스 모터는 회전자(4)에 압입된 구동축(2)이 선회 스크 롤(3)에 편심된 상태로 결합된다.
상기 회전자(4)는 첨부된 도 2와 같이, 고정자(5;도 1)가 형성하는 회전 자계에 의해 회전력이 발생되는 회전자 코어(41)와, 회전축(2)에 의해 발생되는 회전자(4)의 언밸런스를 보상해주는 밸런스 웨이트(42)와, 회전자 코어(41)를 보호하는 엔드 플레이트(43)와, 상기 엔드 플레이트(43)와 밸런스 웨이트(42)를 관통하여 고정시키는 일자형의 리벳(44)으로 구성된다.
상기와 같이 구성된 회전자(4)의 결합 구조를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 회전자 코어(41)의 상측과 하측에 엔드 플레이트(43)가 각각 결합되고, 회전자 코어(41)의 상측에 결합된 엔드 플레이트(43)의 상면에 상기 밸런스 웨이트(42)가 설치된다.
이후, 엔드 플레이트(43)와 밸런스 웨이트(42)를 상기 일자형의 리벳(44)이 관통된다.
그리고, 관통된 리벳(44)은, 그의 일단을 가압하여 밸런스 웨이트(42)의 상면에 압착시키고, 타단은 엔드 플레이트(43)의 저면에 압착시켜 상기 밸런스 웨이트(42)를 회전자(4)에 고정시키게 된다.
하지만, 상기와 같이 밸런스 웨이트(42)를 회전자(4)에 고정시키는데 있어서, 종래 기술에 따른 동기 릴럭턴스 모터는 다음과 같은 문제점이 발생되었다.
동기 릴럭턴스 모터의 회전자(4)가 회전될 때, 회전자(4)의 원심력으로 인해, 상기 밸런스 웨이트(42)가 엔드 플레이트(43)의 상측으로 유동되는 일이 발생되었다.
이렇게, 밸런스 웨이트(42)가 상부로 유동되는 힘이 누적될 경우, 밸런스 웨이트(42)는 엔드 플레이트로(43)부터 탈거되는 문제점이 종종 발생되었다.
또한, 밸런스 웨이트(42)가 엔드 플레이트(43)로부터 탈거됨에 따라 고정자(15)에 감긴 권선에 접촉되면서 상기 권선을 손상시키는 문제점을 추가로 발생시켰다.
이에 따라, 부품 교체에 따른 비용이 증가되는 문제가 발생된다.
또한, 밸런스 웨이터(42)가 탈거되어 회전자(4)의 밸런스가 흐트러지면서 상기 회전자(4)의 회전시 진동이 발생 되었던 문제점 역시 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 상부 밸런스 웨이트가 회전자의 원심력에 의해 엔드 플레이트로부터 탈거되지 않도록 한 결합구조를 가지는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체를 제공하고자 한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 박형(箔形)의 복수 철판이 적층되어 형성되며, 축방향으로 구동축이 관통되기 위한 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 주변으로는 다수의 제1리벳홀이 형성된 회전자 코어; 상기 회전자 코어의 상측과 하측에 각각 설치되며, 각 제1리벳홀과 대응되는 제2리벳홀이 형성된 상부 엔드 플레이트 및 하부 엔드 플레이트; 상기 상부 엔드 플레이트의 상측에 설치되며, 제1,2리벳홀에 대응되는 제3리벳홀이 형성되며, 회전자 코어의 언밸런스를 보상하는 상부 밸런스 웨이트; 일단이 제1,2,3리벳홀을 연이어 관통하면서 상기 상부 밸런스 웨이트와, 상기 각 엔드 플레이트 및 상기 회전자 코어를 서로 결합하는 제1리벳부재; 그리고, 상기 제1리벳부재의 둘레면에 형성되며, 상기 상부 밸런스 웨이트가 상기 엔드 플레이트로부터 상부로 유동되는 것을 방지하는 제1유동방지부:를 포함하여 구성된 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체를 제공한다.
여기서, 상기 제1유동방지부는 제1리벳부재의 외주면으로부터 외향 돌출된 적어도 한 개 이상의 돌기로 이루어짐이 바람직하다.
이때, 상기 제1유동방지부는 상기 제1리벳부재의 둘레면중, 상기 상부 밸런스 웨이트 및 상기 상부 엔드 플레이트가 위치된 부위에 형성됨이 바람직하며, 제1리벳부재의 둘레면으로부터 하측으로 갈수록 점차 외향 돌출되게 형성됨이 더욱 바람직하다.
이하, 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체에 대해 설명하기로 한다.
첨부된 도 3을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자(400)는 크게 회전자 코어(410)와, 엔드 플레이트(420a,420b)와, 상부 밸런스 웨이트(430a)와, 제1리벳부재(440)와, 제1유동방지부(450)로 구성된다.
상기 회전자 코어(410)는 고정자(5;도 1)에서 형성된 회전 자계에 의해 회전력이 발생되고, 그의 중심을 관통하면서 압입된 회전축(2)이 회전 대상물을 회전시키는 역할을 한다.
여기서, 상기 회전자 코어(410)는 중앙이 통공으로 이루어진 복수의 얇은 철판이 축방향으로 적층되어 형성된다. 이때, 상기 통공은 회전축(2)이 압입될 수 있도록 회전축(2)의 직경과 거의 동일하게 형성됨이 바람직하다.
또한, 회전자 코어(410)에는 상기 제1리벳부재(440)가 관통되기 위한 적어도 하나 이상의 제1리벳홀(411)이 상기 통공의 주위에 형성된다.
그리고, 엔드 플레이트(420a,420b)는 적층된 회전자 코어(410)가 회전자(400)로부터 이탈되지 않도록 함과 더불어, 상기 회전자 코어(410)를 상,하부에서 보호한다.
여기서, 상기 회전자 코어(410)의 맨 상면에는 회전자 코어(410)의 상부를 보호하는 상부 엔드 플레이트(420a)가 설치되고, 맨 하면에는 회전자 코어(410)의 하부를 보호하는 하부 엔드 플레이트(420b)가 각각 설치된다.
또한, 상기 엔드 플레이트(420a,420b)의 중앙은 회전자 코어(410)의 통공에 대응되면서 회전축(2)이 압입되기 위한 통공이 형성되며, 제1리벳부재(440)가 관통되기 위한 제2리벳홀(421)이 형성된다.
이때, 상기 제2리벳홀(421)은 회전자 코어(410)의 제1리벳홀(411)에 대응되도록 형성되고, 이와 함께, 상기 제2리벳홀(421)의 크기는 제1리벳부재(440)가 강제로 압입될 수 있도록 제1리벳부재(440) 직경의 크기와 거의 동일하게 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 상부 밸런스 웨이트(430a)는 회전축(2)이 편심되면서 발생하는 회전자 코어(410)의 언밸런스를 보상하는 역할을 하며, 상기 상부 엔드 플레이트(420a) 의 상측에 결합된다.
또한, 상부 밸런스 웨이트(430)에는 제1리벳부재(440)가 회전자 코어(410)와 엔드 플레이트(420a,420b) 및 상부 밸런스 웨이트(430)를 연이어 관통시킬 수 있도록, 제3리벳홀(431)이 형성된다.
이때, 제3리벳홀(431)은 제1,2리벳홀(411,421)과 대응되도록 형성되고, 이와 함께, 상기 제3리벳홀(431)의 크기는 제1리벳부재(440)가 압입될 수 있도록 제1리벳부재(440) 직경의 크기와 거의 동일하게 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 제1리벳부재(440)는 하부 엔드 플레이트(420b)와, 회전자 코어(410)와, 상부 밸런스 웨이트(430a)를 결합시키는 역할을 한다.
또한, 제1리벳부재는(440) 바(bar) 형태로 이루어지며, 하부 엔드 플레이트(420b)를 관통하여 상부 밸런스 웨이트(430a)의 상면으로 노출될 수 있도록, 하부 엔드 플레이트(420b)로부터 상부 밸런스 웨이트(430a)까지의 높이 보다 긴 길이를 갖도록 형성됨이 바람직하다.
그리고, 제1유동방지부(450)는 상부 밸런스 웨이트(430a)가 회전자(400)의 원심력에 의해 상부 엔드 플레이트(420a)로부터 상부로 유동되지 않도록, 상부 밸런스 웨이트(430a)를 상부 엔드 플레이트(420a)에 견고히 고정시키는 역할을 하며, 상기 제1리벳부재(440)의 둘레면에 형성된다.
여기서, 상기 제1유동방지부(450)는 상기 제1리벳부재(440)의 둘레면에 적어도 한 개 이상의 돌기로 이루어진다.
이때, 상기 돌기는 상기 제1리벳부재(440)의 둘레면으로부터 하측으로 갈수 록 점점 외향 돌출되도록 형성됨이 바람직하다.
이는, 상부 밸런스 웨이트(430a)가 상부 엔드 플레이트(420a)로부터 상방으로 유동되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 제1유동방지부(450)는 상기 제1리벳부재(440)의 둘레면중, 상기 상부 밸런스 웨이트(430a) 및 상기 상부 엔드 플레이트(420a)가 위치된 부위에만 형성되어도 무방하다.
이하, 상기한 구성에 따른 본 발명의 일실시예에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체의 결합에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 회전자 코어(410)의 상단에는 축방향으로 상부 엔드 플레이트(420a)가 설치되고, 회전자 코어(410)의 하단에는 하부 엔드 플레이트(420b)가 각각 설치된다.
이때, 회전자 코어(410)의 제1리벳홀(410a)과 엔드 플레이트(420a,420b)의 제2리벳홀(421)은 서로 대응된다.
다음으로, 상부 밸런스 웨이트(430a)는 상부 엔드 플레이트(420a)의 상면에 안착된다.
이때, 상부 밸런스 웨이트(430a)의 제3리벳홀(431)은 상기 상부 엔드 플레이트(420a)의 제2리벳홀(421)에 대응된다.
다음으로, 제1리벳부재(440)는 하부 엔드 플레이트(420b)의 제2리벳홀(421)을 관통한후, 회전자 코어(410)의 제1리벳홀(411)과, 상부 밸런스 웨이트(430a)의 제3리벳홀(431)을 연이어 관통하면서, 상부 밸런스 웨이트(430a)의 상면으로 노출 된다.
이 과정에서, 상기 제2,3리벳홀(421,431)의 내경의 크기는 제1리벳부재(440)의 직경의 크기와 거의 동일하므로, 제1리벳부재(440)는 상기 제2,3리벳홀(421,431)을 억지로 관통하면서 압입된다.
이때, 상기 제1유동방지부(450)가 상부 엔드 플레이트(420a)의 제2리벳홀(421)과, 상부 밸런스 웨이트(430a)의 제3리벳홀(431)의 내주면을 파고들면서 압입되므로, 상기 상부 밸런스 웨이트(430a)는 상부 엔드 플레이트(420a)에 더욱 견고하게 고정될 수 있게 된다.
이때, 상기 제1리벳부재(440)의 상,하 끝단은 상부 밸런스 웨이트(430a)의 상측과 하부 엔드 플레이트(420b)의 하측으로 노출된다.
다음으로, 노출된 리벳부재(440)의 끝단은 별도의 가압수단에 의해 상부 밸런스 웨이트(430a)의 상면과, 하부 엔드 플레이트(420b)의 저면에 압착(riveting)된다.
결국, 상기 상부 밸런스 웨이트(430a)는 제1유동방지부(450)가 형성된 제1리벳부재(440)에 의해 상부 엔드 플레이트(420a)에 견고히 고정되며, 이로인해, 상부 밸런스 웨이트(430a)가 상부 엔드 플레이트(420a)로부터 상방을 향해 유동됨이 방지된다.
나아가, 상부 밸런스 웨이트(430a)가 상부 엔드 플레이트(420a)로부터 탈거됨이 방지된다.
한편, 밸런스 웨이트는 상부 엔드 플레이트(420a)의 상측 뿐만 아니라, 회전 자의 밸런스를 유지하기 위해서는 하부 엔드 플레이트(420b)의 하측에 더 설치될 수도 있다.
이를 첨부된 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예로써 설명하기로 한다.
참고로, 앞서 설명한 본 발명의 일실시예와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 병기하도록 한다.
일실시예에서 설명한 바와 같이, 밸런스 웨이트는 회전자(400)의 언밸런스를 보상하는 것으로써, 상부 엔드 플레이트(420a)에 설치되는 것에 국한되지 않고, 하부 엔드 플레이트(420b)에 더 설치될 수도 있다.
이에따라, 상기 회전자(400)에는 제4리벳홀(461)이 형성된 하부 밸런스 웨이트(430b)와, 하부 밸런스 웨이트(430b)를 하부 엔드 플레이트(420b)에 고정시키기 위한 제2리벳부재(460)가 더 구비된다.
이때, 제4리벳홀(461)은 하부 엔드 플레이트(420b)의 제2리벳홀(421)에 대응되며, 제2리벳부재(460)의 직경의 크기와 거의 동일하게 이루어진다.
또한, 상기 제2리벳부재(460)의 둘레면에는 제2유동방지부(470)가 형성된다.
여기서, 상기 제2유동방지부(470)는 제2리벳부재(460)의 둘레면으로부터 상측으로 갈수록 점차 외향 돌출되게 형성됨이 바람직하다.
이는, 하부 밸런스 웨이트(430b)가 하부 엔드 플레이트(420b)로부터 하방으로 유동됨을 방지하기 위함이다.
다음으로, 상기 하부 밸런스 웨이트(430b)가 하부 엔드 플레이트(420b)에 고정되는 상태를 설명하도록 한다.
상기 하부 밸런스 웨이트(430b)가 하부 엔드 플레이트(420b)에 고정되는 방식은 상부 밸런스 웨이트(430a)가 상부 엔드 플레이트(420a)에 고정되는 방식과 거의 동일하게 이루어진다.
먼저, 제2리벳부재(460)가 상부 엔드 플레이트(420a)의 제2리벳홀(421)을 관통한후, 회전자 코어(410)의 제1리벳홀(411)과 하부 엔드 플레이트(420b)의 제2리벳홀(421)과 하부 밸런스 웨이트(430b)의 제4리벳홀(461)을 연이어 관통한다.
여기서, 상기 제2유동방지부(470)는 하부 엔드 플레이트(420b)의 제2리벳홀(421)의 내주면과, 하부 밸런스 웨이트(430b)의 제4리벳홀(461)의 내주면을 파고 들면서 압착된다.
이때, 상부 엔드 플레이트(420a)의 상측과, 하부 밸런스 웨이트(430b)의 하측으로 노출된 제2리벳부재(460)의 양 끝단은 상부 엔드 플레이트(420a)의 상면과 하부 밸런스 웨이트(430b)의 저면에 별도의 가압수단에 의해 압착된다.
이로써, 상기 하부 밸런스 웨이트(430b)의 설치가 끝나게 된다.
결국, 전술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 일련에 구성에 의해 하부 밸런스 웨이트(430b)가 하부 엔드 플레이트(420b)로부터 하방으로의 유동됨이 방지되고, 나아가, 하부 밸런스 웨이트(430b)가 하부 엔드 플레이트(420b)로부터 탈거됨이 방지된다.
본 발명에 따른 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체에 의하면, 제1리벳부재의 둘레면에 돌기로 이루어진 유동방지부가 형성됨으로써, 상부 밸런스 웨이트는 상부 엔드 플레이트에 견고히 고정될 수 있다.
즉, 제1리벳부재가 상부 엔드 플레이트와 상부 밸런스 웨이트의 제2,3리벳홀을 관통하는 과정에서, 유동방지부가 제2,3리벳홀의 내주면을 파고드면서 상부 밸런스 웨이트를 상부 엔드 플레이트에 고정시키므로, 회전자의 원심력으로 인해 상부 밸런스 웨이트가 상부로 유동되는 현상은 발생되지 않는다.
이에따라, 상부 밸런스 웨이트가 회전자로부터 탈거되는 일이 발생되지 않음으로써, 회전자의 언밸런스로 인한 회전자의 진동이 발생되지 않으며, 탈거된 상부 밸런스 웨이트가 고정자에 감긴 코일에 손상을 주는 일이 발생되지 않는다.
나아가, 제품에 대한 수명이 길어지고, 고정자의 파손으로 인한 부품 교체 비용을 줄일 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 박형(箔形)의 복수 철판이 적층되어 형성되며, 축방향으로 구동축이 관통되기 위한 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 주변으로는 다수의 제1리벳홀이 형성된 회전자 코어;
    상기 회전자 코어의 상측과 하측에 각각 설치되며, 각 제1리벳홀과 대응되는 제2리벳홀이 형성된 상부 엔드 플레이트 및 하부 엔드 플레이트;
    상기 상부 엔드 플레이트의 상측에 설치되며, 제1,2리벳홀에 대응되는 제3리벳홀이 형성되며, 회전자 코어의 언밸런스를 보상하는 상부 밸런스 웨이트;
    일단이 제1,2,3리벳홀을 연이어 관통하면서 상기 상부 밸런스 웨이트와, 상기 각 엔드 플레이트 및 상기 회전자 코어를 서로 결합하는 제1리벳부재; 그리고,
    상기 제1리벳부재의 둘레면에 형성되며, 상기 상부 밸런스 웨이트가 상기 엔드 플레이트로부터 상부로 유동되는 것을 방지하는 제1유동방지부:를 포함하여 구성된 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1유동방지부는 제1리벳부재의 외주면으로부터 하측으로 갈수록 점차 외향 돌출되며, 상부 밸런스 웨이트 및 상부 엔드 플레이트가 위치된 부위에 적어도 한 개 이상 형성됨을 특징으로 하는 동기 릴럭터스 모터의 회전자 조립체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 엔드 플레이트의 하측에는 상기 제1,2리벳홀에 대응되는 제4리벳홀이 형성되며, 회전자 코어의 언밸런스를 보상하는 하부 밸런스 웨이트가 더 설치되고, 일단이 제1,2,4리벳홀을 연이어 관통하면서, 상기 하부 밸런스 웨이트와 상기 각 엔드 플레이트 및 상기 회전자 코어를 서로 결합하는 제2리벳부재가 더 설치되며, 상기 제2리벳부재의 둘레면에는 상기 하부 밸런스 웨이트가 상기 하부 엔드 플레이트로부터 하부로 유동됨을 방지하는 제2유동방지부가 더형성됨을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2유동방지부는 상기 제2리벳부재의 둘레면으로부터 상측으로 갈수록 점차 외향 돌출되며, 하부 밸런스 웨이트 및 하부 엔드 플레이트가 위치된 부위에 적어도 한개 이상 형성됨을 특징으로 하는 동기 릴럭턴스 모터의 회전자 조립체.
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