KR200277959Y1 - 회전자의측면지지구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 회전자의 측면 지지구조에 관한 것으로, 종래의 회전자에는 밸런싱을 하기 위한 구조가 자체에 형성되어 있지 않은 경우가 일반적이어서 열경화성 수지를 부착하는 방법을 많이 사용하고 있지만, 부착된 열경화성 수지가 기동시 이탈될 우려가 있으며, 가열 시간에 기인한 제작 시간이 길어지게 되어 생산성이 떨어지게 되는 등의 많은 문제점이 있었던 바, 본 고안은 동기 전동기나 동기 발전기 등에 설치되는 회전자의 양측면에 영구 자석을 보호하기 위해 체결되는 측면 지지판에 의해 영구 자석을 견고한 상태로 밸런싱 작업이 용이하도록 고정시킬 수 있어서 생산성을 증대시킬 수 있으며, 고가의 큰 측면 지지판이나 압력 기구 등을 사용하지 않고도 회전자를 경제적으로 손쉽게 제작할 수 있어서 제작 비용을 절감시킬수 있게 된다.

Description

회전자의 측면 지지구조

본 고안은 회전자의 측면 지지구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동기 전동기나 동기 발전기 등에 설치되는 회전자의 양측면에 영구 자석을 보호하기 위해 체결되는 측면 지지판에 의해 영구 자석을 견고한 상태로 밸런싱 작업이 용이하도록 고정시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 전원의 주파수에 동기하여 회전력을 발생시키는 동기 전동기와 회전수에 동기한 주파수의 전압을 발생하는 동기 발전기는 원통형의 철심 내주면에 전류가 흐를 수 있는 코일이 수납되는 슬롯이 축방향으로 형성되어 있는 고정자와, 그 내부에 공극을 사이에 두고 영구 자석이 외주면에 부착되어 있는 원통형의 회전자와, 상기 고정자와 회전자가 일정 공극을 유지하면서 회전자가 회전할수 있도록 베어링을 지지하는 양측면의 브라켓으로 이루어져 있으며, 상기와 같은 회전자를 제작시에는 영구 자석이 자화력을 갖도록 착자를 해야 하는데, 영구 자석을 회전자에 먼저 부착하고 착자하는 선부착 후착자 방식과 영구 자석을 먼저 착자하고 이를 회전자에 부착하는 선착자 후부착 방식이 있다.

상기한 영구 자석을 회전자에 먼저 부착하고 착자하는 선부착 후착자 방식으로 회전자를 조립할 때에는 먼저, 도 1a에 도시한 회전축(1)을 갖는 회전자 코어 (2)의 외주면에 복수개의 영구 자석(3)을 도 1b와 같이 부착시킨후, 상기 회전자 코어(2)의 양측면에 각각 영구 자석(3)을 보호하기 위해 비자성체로 된 측면 지지판(14)을 상기 회전축(1)의 양단을 통해 도 1c와 같이 삽입시킨 다음, 상기 측면 지지판(14)을 고정용 장볼트(7)와 너트(8)를 사용하거나, 고정용 볼트(7a)로서 도 1d와 같이 회전자 코어(2)의 양측면에 체결시킨 후, 상기 각각의 영구 자석(3)을 N극 또는 S극으로 동시에 착자할 수 있는 특별히 제작된 착자 요크(도시는 생략함)로서 영구 자석(3)을 착자시킴에 따라 회전자를 제작하게 된다.

그러나, 상기 회전자의 크기가 크면 착자 요크의 크기도 커져야 하고, 제작 비용 또한 많이 들어 비경제적이므로 선착자 후부착 방식으로 영구 자석 낱개를 비용이 적게 드는 전용 착자 요크로 우선 착자하고, 각각을 회전자의 지정된 위치에 부착하는 방법을 사용하면 경제적이나, 이 경우 영구 자석간의 인력 및 척력에 의해 영구 자석을 부착시키기가 힘들며, 영구 자석의 부착은 열경화성 수지의 본드를 사용하여 본드를 영구 자석과 회전자의 부착 부위에 도포하고 일정 온도로 일정 시간 가열하여 본드를 경화시킨다.

또한, 상기 선착자 후부착 방식으로 기 착자된 복수개의 영구 자석을 부착시킬 때 서로 다른 극을 번갈아 원주 방향으로 부착시키는 경우는 극과 극 사이에 인력이 발생하여 극간 거리가 좁아지려고 하는데, 이것은 극 사이에 비자성체를 삽입하여 극간 거리를 유지할 수 있으며, 같은 극끼리 축방향으로 나란히 부착하는 경우는 영구 자석 사이에 척력이 발생하여 축방향으로 서로 밀어서 원하는 위치에서 이탈하게 된다.

예를 들면, 회전자의 축 방향 길이와 복수개 영구 자석의 축방향 길이가 같아야 하는데, 회전자의 축방향 길이보다 영구 자석이 더 튀어나오게 되며, 이것은 영구 자석의 부착 당시 뿐만 아니라, 본드의 경화 시간 동안에 발생할 수 있고, 이를 방지하기 위해서 축방향으로 영구 자석의 척력보다 큰 힘을 갖는 지지 구조를 갖도록 하면 된다.

한편, 회전자는 회전시의 진동 및 불균형을 보정하기 위해서 밸런싱 작업을 해 주어야 하는데, 적절한 오차 범위 내에서 밸런싱 오차가 발생한 위치에 일정 중량을 가지는 밸런싱 웨이트(Balancing Weight)를 더하거나 감하여 오차를 줄이고, 고속 회전 시에는 밸런싱 웨이트를 가한 경우 밸런싱 웨이트의 부착이 견고하지 못하면 이탈의 우려가 있어 기존 구조에서 드릴링 등으로 특정 위치에서 일정 중량을 파내거나, 밸런싱을 위해 열경화성 수지를 회전자에 부착하여 가열 경화하거나, 회전자에 설치된 밸런싱용 구조를 절단하거나, 그 구조에 금속편을 고정하는 방법을 많이 사용하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 회전자에는 밸런싱을 하기 위한 구조가 자체에 형성되어 있지 않은 경우가 일반적이어서 열경화성 수지를 부착하는 방법을 많이 사용하고 있지만, 부착된 열경화성 수지가 기동시 이탈될 우려가 있으며, 가열 시간에 기인한 제작 시간이 길어지게 되어 생산성이 떨어지게 되는 등의 많은 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동기 전동기나 동기 발전기 등에 설치되는 회전자의 양측면에 영구 자석을 보호하기 위해 체결되는 측면 지지판에 의해 영구 자석을 견고한 상태로 밸런싱 작업이 용이하도록 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고가의 큰 측면 지지판이나 압력 기구 등을 사용하지 않고도 회전자를 경제적으로 손쉽게 제작할 수 있는 회전자의 측면 지지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a 내지 도 1d는 종래의 회전자를 선부착 후착자 방식으로 조립시의 과정을 순차적으로 나타낸 사시도

도 2는 본 고안에 따른 회전자를 나타낸 사시도

도 3은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 사시도

도 4는 본 고안의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1; 회전축 2; 회전자 코어

3; 영구 자석 4,4a,4b; 측면 지지판

5,5a; 밸런싱용 돌출편 6; 날개편

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 회전축을 갖는 회전자 코어의 외주면에 복수개의 영구 자석이 부착되고, 상기 회전자 코어의 양측면에는 각각 영구 자석을 보호하기 위한 측면 지지판이 체결되는 회전자에 있어서, 상기 측면 지지판이 영구 자석 1극 또는 복수개의 극을 누를 수 있는 크기로 형성되고, 측면 지지판의 전면 상부에는 밸런싱용 돌출편이 형성된 것을 특징으로 하는 회전자의 측면 지지구조가 제공된다.

여기서 상기 측면 지지판의 외측면에는 회전자의 회전시 원심력에 의해 통풍냉각을 하기 위한 날개편이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 밸런싱용 돌출편이 원기둥 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 밸런싱용 돌출편은 반 원기둥 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 회전자를 나타낸 사시도로서, 종래의 기술과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 본 고안을 설명한다.

본 고안에 따른 회전자는 회전축(1)을 갖는 회전자 코어(2)의 외주면에 복수개의 영구 자석(3)이 부착되고, 상기 회전자 코어(2)의 양측면에는 각각 영구 자석 (3)을 보호하기 위해 비자성체로 되어 영구 자석 1극 또는 복수개의 극을 누를 수 있는 측면 지지판(4)이 체결되며, 측면 지지판(4)의 전면 상부에는 밸런싱을 용이하게 하기 위한 원기둥 형상의 밸런싱용 돌출편(5)이 형성되어 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안은 도 2에 나타낸 바와 같이, 동기 전동기나 동기 발전기 등에 설치되는 회전자를 조립할 때에는 회전축(1)을 갖는 회전자 코어(2)의 일측면에 영구 자석(3)의 1극 또는 복수개 극을 누를 수 있는 측면 지지판(4)을 체결시키고, 상기 회전자 코어(2)의 외주면에 기 착자된 영구 자석(3)을 지정된 위치에 본드를 사용하여 부착시키게 되는데, 이때 영구 자석(3)간의 축방향 척력을 이기는 힘 이상의 압력을 가하면서 상기 회전자 코어(2)의 타측면에 측면 지지판(4)을 체결시키면서 설치를 하게 된다.

상기와 같이 영구 자석(3) 및 측면 지지판(4)을 원주 방향으로 차례로 설치하여 회전자를 조립하고, 조립된 회전자를 가열하여 영구 자석(3)을 고착시킨 다음 회전자의 밸런싱 작업을 하면 회전자의 제작이 완료된다.

한편, 본 고안의 다른 실시예로서 도 3에 도시한 바와 같이, 측면 지지판 (4a)의 상부 중앙에 날개편(6)을 형성하고, 상기 측면 지지판(4a)의 날개편(6)을 중심으로 상부 양측에는 반 원기둥 형상의 밸런싱용 돌출편(5a)을 형성하여 상기 날개편(6)으로 회전자의 회전시 원심력에 의해 원활하게 통풍 냉각시킬 수 있고, 상기 밸런싱용 돌출편(5a)으로 밸런싱 작업을 용이하게 진행할수 있으며, 본 고안의 또 다른 실시예로서 도 4에 도시한 바와 같이, 측면 지지판(4b)에 복수개의 날개편(6) 및 원기둥 형상의 밸런싱용 돌출편(5)을 형성시켜 원주 방향으로 복수개의 영구 자석(3)을 덮을 수 있도록 함으로써 회전자가 크지 않을 때 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안은 동기 전동기나 동기 발전기 등에 설치되는 회전자의 양측면에 영구 자석을 보호하기 위해 체결되는 측면 지지판에 의해 영구 자석을 견고한 상태로 밸런싱 작업이 용이하도록 고정시킬 수 있어서 생산성을 증대시킬 수 있으며, 고가의 큰 측면 지지판이나 압력 기구 등을 사용하지 않고도 회전자를 경제적으로 손쉽게 제작할 수 있어서 제작 비용을 절감시킬 수 있는 등의 많은 장점이 구비된 매우 유용한 고안이다.

이상에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 또한 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (4)

1. 회전축을 갖는 회전자 코어의 외주면에 복수개의 영구 자석이 부착되고, 상기 회전자 코어의 양측면에는 각각 영구 자석을 보호하기 위한 측면 지지판이 체결되는 회전자에 있어서, 상기 측면 지지판이 영구 자석 1극 또는 복수개의 극을 누를 수 있는 크기로 형성되고, 측면 지지판의 전면 상부에는 밸런싱용 돌출편이 형성된 것을 특징으로 하는 회전자의 측면 지지구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 측면 지지판의 외측면에는 회전자의 회전시 원심력에 의해 통풍 냉각을 하기 위한 날개편이 형성된 것을 특징으로 하는 회전자의 측면 지지구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸런싱용 돌출편이 원기둥 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전자의 측면 지지구조.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 밸런싱용 돌출편이 반 원기둥 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 회전자의 측면 지지구조.