KR20080070883A - 고속 회전체의 회전자 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초고속 가공기용으로 사용되는 초고속 주축 유도 모터의 회전자의 회전 강성을 지지하기 위한 구조에 관한 것으로 전원을 공급받은 고정자는 전류에 의하여 자장을 발생하고 자장의 흐름에 따라 자장의 중앙에 위치한 회전자 내의 비 자성체에는 자기 회로가 구성되며, 자기 회로를 따라 자기 유도 전류가 흐르게 된다. 자기 유도 전류는 아라고의 원리에 의하여 자장의 이동 방향과 같은 방향으로 이동하게 되는데, 고속 회전 시에는 원심력이 강하게 발생하여 비자성체의 이탈이 발생한다. 이와 같은 이탈을 방지하고, 원심력을 견디기 위하여 비 자성체의 외부를 강자성체인 금속으로 덮어 강성을 유지하는 구조로 구성하는 초고속용 회전자의 구조를 제공하고자 하는 것이다.

유도 모터, 스핀들 모터, 자기 유도 전류, 초고속 회전체, 원심력, 비자성체

Description

고속 회전체의 회전자 구조 { A mechanism for the high speed Rotor }

도 1 은 본 고안에 따른 고속회전용 모터의 종 단면도

도 2 은 본 고안에 따른 고속회전용 모터의 횡 단면도

도 3 는 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 종 단면도

도 4 는 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 자기 회로를 구성하는 동관의 종 단면도 및 횡단면도

도 5 은 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 후방 축의 종 단면도

도 6 은 본 고안의 파생에 따른 고속회전용 회전자의 종 단면도

본 고안은 초고속 가공기용으로 사용되는 초고속 주축 유도 모터의 회전자의 회전 강성을 지지하기 위한 구조에 관한 것으로 전원을 공급받은 고정자는 전류에 의하여 자장을 발생하고 자장의 흐름에 따라 자장의 중앙에 위치한 회전자 내의 비 자성체에는 자기 회로가 구성되며, 자기 회로를 따라 자기 유도 전류가 흐르게 된다. 자기 유도 전류는 아라고의 원리에 의하여 자장의 이동 방향과 같은 방향으로 이동하게 되는데, 고속 회전 시에는 원심력이 강하게 발생하여 비자성체의 이탈 이 발생한다. 이와 같은 이탈을 방지하고, 원심력을 견디기 위하여 비 자성체의 외부를 강자성체인 금속으로 덮어 강성을 유지하는 구조로 구성하는 초고속용 회전자의 구조를 제공하고자 하는 것이다.

일반적으로 고속회전체의 회전자의 자기 회로를 구성하는 비 자성체는 회전자의 표면에 동판을 용접하여 가공하는 방법과 동 합금을 전기 분해하여 부착시키는 방법이 사용되었으나, 동판을 용접하는 방법은 동판이 이탈하고, 전기 분해하여 부착하는 방법은 시간이 많이 소요되어 비경제적인 문제점을 갖고 있다.

또한, 효율을 높이기 위한 방법으로 가는 철판을 적층하여 사용하는 구조의 것은 고속회전에서 원심력에 의한 안전성을 확보하지 못하여 파손되는 문제점을 안고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안은 전원을 공급받은 고정자의 코일에서 발생하는 자기장에 의하여 3중 구조의 중간에 위치한 동판에 의하여 자기 회로가 구성되어 회전력을 발생하며, 고속회전시에도 강인한 강성을 유지하도록 외부에 금속으로 덮여있는 구조를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 고안은 전원을 공급받아 전류를 흘려 자장을 형성하는 코일(4-1)과, 회전자에 있어서 고정자의 자장에 의하여 자기 유도 전류를 발생하는 분활 된 슬롯(홈)을 가지고 있는 동판(2)과, 이 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 전방 축(1)과 또한, 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 후 방 축(3)으로 구성된 고속회전체의 주축 모터에 있어서,

상기 본체의 고정자에서 발생하는 전자장에 의하여 자기 회로를 구성하는 비 자성체(2)가 금속체의 중간판에 형성된 구조를 특징으로 한다.

이하, 본 고안을 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안에 따른 고속회전용 모터의 종 단면도

도 2 은 본 고안에 따른 고속회전용 모터의 횡 단면도

도 3 는 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 종 단면도

도 4 는 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 자기 회로를 구성하는 동관의 종 단면도 및 횡단면도

도 5 은 본 고안에 따른 고속회전용 회전자의 후방 축의 종 단면도

본 고안에 따른 고속 회전체의 회전자 구조를 도 1, 도 2,도 3, 도 4 및 도 5 에 도시된 것을 참조하여 설명하면;

우선 전원을 공급받아 고정자(4)의 슬롯홈(4-2)에 고정되어 있는 코일(4-1)에 전류가 흐르면, 전류는 자기장을 형성하게 된다. 이 자기장이 회전자를 통과하여 흐르게 되면, 회전자에 있는 비 자성체인 동판(2)은 자기 유도 전류를 형성하며, 고정자에 있는 코일(4-1)에 흐르는 전류의 위치를 회전방향으로 이동시키면, 회전자에 형성된 유도 자기 전류에 의하여 회전자는 회전하게 된다.

고속 회전이 되면 회전자에 있는 비 자성체는 원심력에 의하여 이탈하여는 힘이 커지게 되고, 이를 비 자성체인 동판(2)의 표면을 싸고 있는 후방 축(3)이 이탈을 방지하도록 지지하게 된다.

상술한 바와 같은 본 고안인 고속 회전체의 회전자 구조는 고속회전력을 발생하고, 고속회전에서도 강성을 유지하며, 제작 시간을 단축하여 비용 절감을 시행할 수 있다.

또한, 소형 및 대형 등 다양한 형태의 고속 회전체에 적용이 가능하여, 마이크로 로봇 및 대형의 제조 기계에 적용이 가능하여 다양한 응용이 가능한 구조이다.

Claims (2)

1. 전원을 공급받아 전류를 흘려 자장을 형성하는 코일(4-1)과, 회전자에 있어서 고정자의 자장에 의하여 자기 유도 전류를 발생하는 분활 된 슬롯(홈)을 가지고 있는 동판(2)과, 이 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 전방 축(1)과 또한, 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 후방 축(3)으로 구성된 고속회전체의 주축 모터에 있어서,

   상기 본체의 고정자에서 발생하는 전자장에 의하여 자기 회로를 구성하는 비 자성체(2)가 금속체의 중간판에 형성된 구조를 특징으로 하는 고속 회전용 회전자에 있어서,

   회전자의 금속 원통 사이에 자기 회로를 구성하는 비 자성체 구조(2)를 형성하는 것을 특징으로 하는 고속 회전체의 회전자
2. 전원을 공급받아 전류를 흘려 자장을 형성하는 코일(4-1)과, 회전자에 있어서 고정자의 자장에 의하여 자기 유도 전류를 발생하는 분활 된 슬롯(홈)을 가지고 있는 동판(2)과, 이 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 전방 축(1)과 또한, 동판의 경 방향과 축 방향을 지지하는 후방 축(3)으로 구성된 고속회전체의 주축 모터에 있어서,

   상기 본체의 고정자에서 발생하는 전자장에 의하여 자기 회로를 구성하는 비 자성체(2)가 외경을 둘러싸고 있는 금속체(3)로 형성된 구조(도 6)를 특징으로 하는 고 속 회전용 회전자

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