KR200349413Y1 - 런닝머신용 전폐 외선형 유도전동기 - Google Patents

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KR200349413Y1
KR200349413Y1 KR20-2004-0001778U KR20040001778U KR200349413Y1 KR 200349413 Y1 KR200349413 Y1 KR 200349413Y1 KR 20040001778 U KR20040001778 U KR 20040001778U KR 200349413 Y1 KR200349413 Y1 KR 200349413Y1
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Abstract

본 고안은 고속회전영역에서의 소음의 증가를 억제함과 동시에, 베어링 수명의 장수명화를 도모하고, 샤프트의 축강도의 안전율을 향상시킬 수 있는 전폐 외선형 유도전동기를 얻는다.
전폐구조의 하우징 (11) 과, 하우징 (11) 에 회전이 자유롭게 부착된 샤프트 (18) 와, 샤프트 (18) 에 고착되어 하우징 (11) 내에 회전이 자유롭게 수납된 회전자 (19) 와, 회전자 (19) 의 외부를 둘러싸도록 배치되어 하우징 (11) 에 고정된 고정자 (20) 와, 하우징 (11) 의 부하측으로 연장되는 샤프트 (18) 의 단부에 고착된 소경풀리 (22) 와, 하우징 (11) 의 반부하측으로 연장되는 샤프트 (18) 의 단부에 고착된 플라이휠 기능을 가지는 축류팬 (31) 을 구비하고 있다.

Description

런닝머신용 전폐 외선형 유도전동기{FULLY-ENCLOSED EXTERNAL FAN INDUCTION MOTOR FOR RUNNING MACHINE}
본 고안은 사용자가 주행하기 위한 회전하는 보행면을 구비한 런닝머신의 전폐 외선형 유도전동기에 관한 것이다.
도 4 는 종래의 런닝머신을 나타내는 평면도, 도 5 는 종래의 런닝머신의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도, 도 6 은 종래의 런닝머신에 적용되는 전폐 외선형 유도전동기의 요부를 나타내는 단면도이다.
종래의 런닝머신 (1) 은 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 박스형의 케이스 (2) 와, 케이스 (2) 의 상부를 막도록 부착되고 직사각형의 개구 (3a) 를 구비한 커버와, 소정거리 떨어져 케이스 (2) 내에 회전이 자유롭게 부착된 제 1 및 제 2 롤러 (4, 5) 와, 제 1 및 제 2 롤러 (4, 5) 에 감겨 주행가능하게 구성되며, 보행면 (6a : 왕로(往路)측의 면) 이 개구 (3a) 에 노출되고 왕로측의 면이 케이스 (2) 의 저면에 면하도록 배치된 무단형의 벨트 (6) 와, 제 1 롤러 (4) 의 회전축 (4a) 에 고착된 풀리 (7) 와, 케이스 (2) 내에 부착된 전폐 외선형 유도전동기 (10) 와, 전폐 외선형 유도전동기 (10) 의 소경풀리 (22) 와 풀리 (7) 에 감긴 V 벨트 (8) 를 구비하고 있다.
이렇게 구성된 런닝머신 (1) 은 전폐 외선형 유도전동기 (10) 가 구동되고, 전폐 외선형 유도전동기 (10) 의 회전 토크가 소경풀리 (22) 및 V 벨트 (8) 를 통하여 풀리 (7) 에 전달되어 풀리 (7) 가 회전구동된다. 그리고, 제 1 롤러 (4) 가 풀리 (7) 와 함께 회전되고 벨트 (6) 가 주행된다. 따라서, 사용자가 개구(3a) 로부터 노출되는 벨트 (6) 의 보행면 (6a) 에 올라, 벨트 (6) 의 주행속도에 맞추어 런닝하게 된다.
한편, 런닝머신 (1) 은 사용자가 적절한 운전을 할 수 있도록, 벨트 (6) 의 스피드 조정이나 경사각도 조정이 가능하게 구성되어 있다.
여기에서, 전폐 외선형 유도전동기 (10) 의 구체적 구성에 대해서 도 6 을 참조하면서 설명한다.
전폐 외선형 유도전동기 (10) 는 원반형의 부하측 브래킷 (12) 이 원통형의 프레임 (14) 의 일단 개구를 막도록 배치되고, 원반형의 반부하측 브래킷 (13) 이 프레임 (14) 의 타단 개구를 막도록 배치되며, 부하측 및 반부하측 브래킷 (12, 13) 의 플랜지부 (12a, 13a) 에 삽입관통된 관통 볼트 (15) 및 너트 (16) 에 의해 체결되어 일체화된 하우징 (11) 과, 부하측 및 반부하측 브래킷 (12, 13) 에 실드볼 베어링 (17) 을 통하여 회전이 자유롭게 지지된 샤프트 (18) 와, 샤프트 (18) 에 고착되어 하우징 (11) 내에 회전이 자유롭게 설치된 회전자 (19) 와, 회전자 (19) 의 외주를 둘러싸도록 하우징 (11) 의 내벽면에 부착된 고정자 (20) 와, 샤프트 (18) 의 부하측 브래킷 (12) 으로부터의 연장부에 고착된 플라이휠 (21) 과, 샤프트 (18) 의 플라이휠 (21) 로부터의 연장부에 고착된 소경풀리 (22) 와, 샤프트 (18) 의 반부하측 브래킷 (13) 으로부터의 연장부에 고착된 원심팬 (23) 과, 원심팬 (23) 을 덮도록 반부하측 브래킷 (13) 에 부착된 커버 (24) 를 구비하고 있다.
회전자 (19) 는 샤프트 (18) 에 고착된 회전자 철심 (19A) 과, 회전자 철심 (19A) 에 장착된 회전자 도체 (19B) 를 구비하고 있다. 또한, 고정자 (20) 는회전자 철심 (19A) 의 외주면에 소정의 틈을 가지고 설치된 원통형의 고정자 철심 (20A) 과, 고정자 철심 (20A) 에 장착된 고정자 권선 (20B) 을 구비하고 있다.
커버 (24) 는 사발모양으로 형성되고, 그 개구 가장자리부가 프레임 (14) 의 반부하측 브래킷측의 소정의 영역을 덮도록 반부하측 브래킷 (13) 에 부착되며, 흡기구멍 (24a) 이 원심팬 (23) 에 상대하는 단면에 복수 뚫려 형성되어 있다.
이렇게 구성된 전폐 외선형 유도전동기 (10) 는, 회전자 (19) 및 고정자 (20) 를 수용하는 하우징 (11) 이 전폐 구조로 되어 있기 때문에, 먼지 등의 침입을 방지할 수 있는 방진 구조로 되어 있다.
그리고, 예컨대 3상 교류전류가 고정자 권선 (20B) 에 공급되면, 고정자 (20) 가 회전자계를 발생시킨다. 그리고, 회전자 (19) 가 고정자 (20) 에서 발생한 회전자계에 의해 회전한다.
그리고, 샤프트 (18) 가 회전자 (19) 와 함께 회전하여 소경풀리 (22) 가 회전된다. 따라서, 전동기 (10) 의 회전 토크가 풀리 (7) 및 소경풀리 (22) 에 걸쳐진 V 벨트 (8) 를 통하여 제 1 롤러 (4) 에 전달되고 벨트 (6) 가 주행된다. 이 때, 플라이휠 (21) 이 샤프트 (18) 의 부하측에 고착되어 있기 때문에, 벨트 (6) 의 급발진, 급정지가 완화된다.
또한, 마찬가지로 원심팬 (23) 이 회전 구동되어 공기가 흡입구멍 (24a) 으로부터 커버 (24) 내로 빨려들어가 원심팬 (23) 에 의해 원심방향으로 굴곡된다. 그리고, 원심방향으로 굴곡된 공기는 커버 (24) 의 내벽면을 따라 개구측으로 흐르고, 개구로부터 프레임 (14) 의 외주벽면을 따라 부하측 브래킷 (12) 측으로 배출된다. 이에 따라, 고정자 (20) 에서 발생한 열은 프레임 (14) 을 통하여 유통되는 공기로 방열되어 고정자 (20) 의 온도 상승이 억제된다.
한편, 전폐 외선형 유도전동기 (10) 는 예컨대, 인버터 구동되고 스피드 조정가능해지고 있다.
종래의 전폐 외선형 유도전동기 (10) 는 외선팬으로서 원심팬 (23) 을 사용하고 있기 때문에, 소음이 고속회전영역에서 급격하게 증가한다는 과제가 있었다.
또한, 소음풀리 (22) 가 플라이휠 (21) 로부터 연장되는 샤프트 (18) 부위에 고착되어 있기 때문에, 실드볼 베어링 (17) 과 소경풀리 (22) 사이의 거리가 길어져 베어링 수명의 저하를 초래하고, 샤프트 (18) 의 축강도의 안전율이 저하한다는 과제도 있었다.
본 고안은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 외선팬에 플라이휠 기능을 부가함과 동시에 외선팬에 축류팬을 사용하도록 하여, 고속회전영역에서의 소음의 증가를 억제함과 동시에, 베어링과 소경풀리 사이의 거리를 근접시켜 베어링 수명의 장수명화를 도모하고 샤프트의 축강도의 안전율을 향상시킬 수 있는 전폐 외선형 유도전동기를 얻는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 고안의 실시형태에 관한 전폐 외선형 유도전동기의 요부를 나타내는 단면도.
도 2 는 본 고안의 실시형태에 관한 전폐 외선형 유도전동기에 적용되는 외선팬을 나타내는 사시도.
도 3 은 본 고안의 실시형태에 관한 전폐 외선형 유도전동기를 런닝머신에 적용한 경우의 벨트의 급발진 및 급정지의 완화 상황을 나타내는 도면.
도 4 는 종래의 런닝머신을 나타내는 평면도.
도 5 는 종래의 런닝머신의 구성을 모식적으로 나타내는 측단면도.
도 6 은 종래의 런닝머신에 적용되는 전폐 외선형(全閉外扇形) 유도전동기의 요부를 나타내는 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 하우징 18 : 샤프트
19 : 회전자 20 : 고정자
22 : 소경풀리 31 : 축류팬 (외선팬)
본 고안에 관한 전폐 외선형 유도전동기는 전폐 구조의 하우징과, 상기 하우징에 회전이 자유롭게 부착된 샤프트와, 상기 샤프트에 고착되어 상기 하우징 내에 회전이 자유롭게 수납된 회전자와, 상기 회전자의 외주를 둘러싸도록 배치되어 상기 하우징에 고정된 고정자와, 상기 하우징의 부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 풀리와, 상기 하우징의 반부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 외선팬을 구비하고, 상기 외선팬이 플라이휠 기능을 가지는 축류팬으로 구성되어 있는 것이다.
고안의 실시형태
이하, 본 고안의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 고안의 실시형태에 관한 전폐 외선형 유도전동기의 요부를 나타내는 단면도, 도 2 는 본 고안의 실시형태에 관한 전폐 외선형 유도전동기에 적용되는 외선팬을 나타내는 사시도이다.
도 1 에 있어서, 전폐 외선형 유도전동기 (30) 에서는, 소경풀리 (22) 가 샤프트 (18) 의 부하측 브래킷 (12) 으로부터의 연장부에 고착되고, 외선팬으로서의 축류팬 (31) 이 샤프트 (18) 의 반부하측 브래킷 (13) 으로부터의 연장부에 고착되어 있다. 그리고, 축류팬 (31) 은 도 2 에 나타내는 바와 같이, 소정질량의 원반에 블레이드 (31a) 를 제작하여 구성되고 플라이휠 기능을 부가하고 있다.
한편, 다른 구성은 종래의 전폐 외선형 유도전동기 (10) 와 동일하게 구성되어 있다.
일반적으로, 모터 제조사가 출력단까지를 제조하고, 거기에 부착되는 소경풀리 등은 머신 제조사가 제작하게 되고 플라이휠만을 단독으로 밸런스를 맞추게 된다. 따라서, 전동기의 전체적인 밸런스 정밀도가 나빠 진동의 발생을 초래한다.
여기에서는, 축류팬 (31), 회전자 (19), 샤프트 (18), 소경풀리 (22) 를 조립하여 다이나믹 밸런스를 취하고 있다. 즉, 사용 회전수의 속도로, 회전자 (19) 의 부하측 및 반부하측의 양면 수정부분에서 웨이트를 가하여 밸런스 조정을 실시하고 있다. 이에 따라, 종래 방법에 비교하여 정밀도가 좋은 밸런스 조정이 실시되고 진동을 저감시킬 수 있다.
이렇게 구성된 전폐 외선형 유도전동기 (30) 는 회전자 (19) 및 고정자 (20) 를 수용하는 하우징 (11) 이 전폐 구조로 되어 있기 때문에, 먼지 등의 침입을 방지할 수 있는 방진 구조로 되어 있다.
그리고, 예컨대, 3상 교류전류가 고정자 권선 (20B) 에 공급되면, 고정자 (20) 가 회전자계를 발생시킨다. 그리고, 회전자 (19) 가 고정자 (20) 에서 발생한 회전자계에 의해 회전한다.
그리고, 샤프트 (18) 가 회전자 (19) 와 함께 회전하여 소경풀리 (22) 가 회전된다. 그래서, 전동기 (10) 의 회전 토크가 풀리 (7) 및 소경풀리 (22) 에 걸쳐진 V 벨트 (8) 를 통하여 제 1 롤러 (4) 에 전달되고 벨트 (6) 가 주행된다. 이 때, 축류팬 (31) 이 플라이휠 기능을 가지고 있기 때문에, 벨트 (6) 의 급발진, 급정지가 완화된다.
또한, 마찬가지로 축류팬 (31) 이 회전 구동되어 공기가 흡입구멍 (24a) 으로부터 커버 (24) 내로 빨려들어가 축류팬 (31) 으로부터 축방향으로 배출된다. 그리고, 축방향으로 배출된 공기는 반부하측 브래킷 (13) 의 외벽면에 닿고, 반부하측 브래킷 (13) 의 외벽면을 따라 커버 (24) 의 내벽면까지 흐르며, 다시, 커버(24) 의 내벽면을 따라 개구측으로 흐르고, 개구로부터 프레임 (14) 의 외주벽면을 따라 부하측 브래킷 (12) 측으로 배출된다. 이에 따라, 고정자 (20) 에서 발생한 열은 반부하측 브래킷 (13) 및 프레임 (14) 을 통하여 유통되는 공기로 방열되어 고정자 (20) 의 온도 상승이 억제된다.
한편, 전폐 외선형 유도전동기 (30) 는 예컨대, 인버터 구동되고 스피드 조정가능하게 되어있다.
이 실시형태에 따르면, 외선팬이 축류팬 (31) 으로 구성되어 있기 때문에, 고속회전영역에서의 소음증가가 억제되고, 저소음의 전폐 외선형 유도전동기가 얻어진다.
이 종류의 런닝머신에서는, 장치 구성상, 본체측의 풀리 (7) 의 직경을 과대하게 크게 할 수 없다. 따라서, 원하는 감속비를 얻기 위해서는, 전동기측의 풀리의 직경을 작게 할 필요가 있다. 그리고, 전동기측의 풀리의 직경을 작게 하면, 부하측의 베어링에 걸리는 하중이 커지게 되어 부하측의 베어링의 수명을 짧게 한다.
그러나, 이 실시형태에 따르면, 반부하측에 부착되는 축류팬 (31) 에 플라이휠 기능을 부가하고 있기 때문에, 종래 부하측에 부착되어 있던 플라이휠을 생략할 수 있다. 여기에서, 소경풀리 (22) 를 부하측의 실드볼 베어링 (17) 에 근접시켜 샤프트 (18) 에 부착할 수 있다. 이에 따라, 소경풀리 (22) 와 부하측의 실드볼 베어링 (17) 의 거리가 작아지고, 부하측의 실드볼 베어링 (17) 에 걸리는 하중을 작게 할 수 있다. 따라서, 전동기측의 풀리에 소경풀리 (22) 를 사용해도 베어링 수명의 장수명화를 실현할 수 있고, 샤프트 (18) 의 축강도의 안전율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 전폐 외선형 유도전동기 (30) 를 사용하면, 런닝머신의 대형화를 초래하지 않고 원하는 감속비를 확보할 수 있다.
여기에서, 회전자 (19), 샤프트 (18) 및 소경풀리 (22) 로 이루어지는 다른 회전체의 관성 모멘트에 대한 축류팬의 관성 모멘트의 비율을 바꾸어 제작한 전폐 외선형 유도전동기를 런닝머신에 적용하고, 벨트 (6) 의 급발진, 급정지의 완화 상황을 조사한 결과를 도 3 에 나타낸다.
도 3 으로부터, 어떤 경우라도 축류팬 (31) 은 플라이휠 기능이 부가되고, 벨트 (6) 의 급발진, 급정지가 완화되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 축류팬 (31) 의 관성 모멘트가 그것을 제외한 회전자 (19), 샤프트 (18) 및 소경풀리 (22) 로 이루어지는 다른 회전체의 관성 모멘트의 2 배 미만인 영역에서는, 축류팬 (31) 의 관성 모멘트를 작게 할수록 벨트 (6) 의 급발진, 급정지가 완화되기 어려워지는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터, 축류팬 (31) 의 관성 모멘트가 다른 회전체의 관성 모멘트의 2 배 이상이 되도록 축류팬 (31) 을 제조하는 것이 바람직하다.
본 고안은, 전폐 구조의 하우징과, 상기 하우징에 회전이 자유롭게 부착된 샤프트와, 상기 샤프트에 고착되어 상기 하우징 내에 회전이 자유롭게 수납된 회전자와, 상기 회전자의 외주를 둘러싸도록 배치되어 상기 하우징에 고정된 고정자와, 상기 하우징의 부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 풀리와, 상기 하우징의 반부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 외선팬을 구비하고,상기 외선팬이 플라이휠 기능을 가지는 축류팬으로 구성되어 있기 때문에, 고속회전영역에서의 소음의 증가가 억제됨과 동시에, 베어링과 풀리 사이의 거리를 근접시켜 베어링 수명의 장수명화를 도모하며, 샤프트의 축강도의 안전율을 향상시킬 수 있는 전폐 외선형 유도전동기를 얻을 수 있다.

Claims (2)

  1. 전폐 구조의 하우징과, 상기 하우징에 회전이 자유롭게 부착된 샤프트와, 상기 샤프트에 고착되어 상기 하우징 내에 회전이 자유롭게 수납된 회전자와, 상기 회전자의 외주를 둘러싸도록 배치되어 상기 하우징에 고정된 고정자와, 상기 하우징의 부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 풀리와, 상기 하우징의 반부하측으로 연장되는 상기 샤프트의 단부에 고착된 외선팬을 구비하고,
    상기 외선팬이 플라이휠 기능을 가지는 축류팬으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 런닝머신용 전폐 외선형 유도전동기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 축류팬은 그 관성 모멘트가 상기 회전자, 샤프트 및 풀리로 이루어지는 회전체의 관성 모멘트의 2 배 이상이 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 런닝머신용 전폐 외선형 유도전동기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200455028Y1 (ko) * 2011-03-02 2011-08-10 김황태 유도전동기

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KR200455028Y1 (ko) * 2011-03-02 2011-08-10 김황태 유도전동기

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