KR20150052340A - 로터 코어 조립체 - Google Patents

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매튜 존 차일드
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Abstract

본 로터 코어 조립체는 자석, 이 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 그 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 및 자석과 엔드 캡을 둘러싸는 슬리브를 포함한다. 슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하며 자석과 슬리브 사이의 틈새에는 접착제가 위치된다. 추가로, 로터 코어 조립체의 제조 방법도 제공된다.

Description

로터 코어 조립체{ROTOR CORE ASSEMBLY}
본 발명은 전기 기계용 로터 코어 조립체에 관한 것이다.
전기 기계의 로터는 축에 고정되는 자석을 포함한다. 로터가 회전할 때 반경 방향 힘으로 인해 자석은 응력을 받게 된다. 많은 자석이 비교적 취약하고 과도한 인장 응력을 받으면 파손될 것이다. 따라서, 자석 주위에 보강 슬리브를 제공할 수 있다.
자석 주위에 슬리브를 고정하는 종래의 방법은 자석을 슬리브 안에 압입하는 것을 포함한다. 그러나, 자석의 외부 표면과 슬리브의 내부 표면에서의 공차 때문에, 자석이 슬리브와 직접 접촉하지 않는 지점이 있을 것이다. 그러므로, 이들 지점에서는 자석에 작용하는 응력이 슬리브에 전달되지 않을 것이다. 그 결과, 자석이 파손될 수 있다. 슬리브가 자석의 파단을 방지할 수 있지만, 파손은 자석의 약간의 질량 재분포를 일으킬 수 있으며, 그 결과 로터 불평형이 발생된다.
대안적인 방법은 슬리브의 내부 표면과 자석의 외부 표면에 높은 점도의 접착제를 바르는 것을 포함한다. 그리고, 슬리브가 자석 위에서 슬라이딩하고 접착제가 경화된다. 그러나, 이러한 고정 방법에는 몇가지 단점이 있다. 첫째, 자석과 슬리브의 표면에서의 공차 및 다른 불완전함으로 인해, 접착제가 자석과 슬리브 사이에 완전히 존재하지 않는 지점이 있을 수 있다. 따라서, 응력이 자석으로부터 슬리브에 전달되지 않는 지점이 있게 될 것이며, 이 결과 자석 파손이 생긴다. 둘째, 슬리브는 축에 대해 불량하게 구속된다. 그 결과, 로터의 사용 중에 접착제 크리프로 인해 슬리브의 위치가 변할 수 있다. 슬리브의 어떤 움직임도 로터 불평형을 유발하게 된다. 셋째, 자석과 슬리브에 공차가 있다라는 것은, 양호한 접착제 결합을 이루기 위해 과도한 양의 접착제를 표면에 가해야함을 의미할 수 있다. 그래서, 상기 방법은 특히 접착제의 낭비가 크다. 넷째, 접착제의 점도가 비교적 높기 때문에, 로터에서 잉여 접착제를 깨끗히 없애는 것은 일반적으로 어렵다.
일본 공개특허공보 특개소61-199449호(1986.09.03.) 일본 공개특허공보 특개2009-239988호(2009.10.15.)
제 1 양태에서 본 발명은 로터 코어 조립체를 제공하는 바, 이 로터 코어 조립체는, 자석, 이 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 그 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 상기 자석과 엔드 캡을 둘러싸는 슬리브, 및 이 슬리브와 자석 사이에 위치되는 접착제를 포함하며, 상기 슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하게 된다.
접착제는 자석에 작용하는 인장 응력이 슬리브에 전달될 수 있게 해주는 매개체를 제공한다. 따라서, 자석의 과도한 변형과 파손이 회피될 수 있다.
엔드 캡은 슬리브를 정렬하고 반경 방향으로 구속하는 작용을 한다. 그 결과, 로터 코어 조립체의 다음 회전 중에 슬리브의 위치가 변하는 것이 방지된다. 이렇게 해서, 슬리브의 움직임으로 인한 로터 코어 조립체에서의 불평형이 방지된다.
자석은 슬리브와 헐거운 끼워맞춤을 형성할 수 있다. 그러면 접착제가 자석과 슬리브의 사이의 틈새를 메워 연속적인 층을 형성하게 된다. 대안적으로, 자석은 슬리브와 중간 또는 억지 끼워맞춤을 형성할 수 있다. 그 결과, 자석이 슬리브와 직접 접촉하지 않는 지점 및 자석과 슬리브 사이에 틈새가 존재하는 지점이 있게 될 것이다. 그러면, 틈새가 존재하는 지점을 접착제가 메우게 된다. 따라서, 자석과 슬리브 사이에 헐거운 끼워맞춤, 중간 끼워맞춤 또는 억지 끼워맞춤이 존재하는지에 상관 없이, 자석의 전체에 외부 표면에 걸쳐 인장 응력이 자석으로부터 슬리브에 전달된다.
로터 코어 조립체는 축을 수용하기 위해 상기 엔드 캡과 자석을 관통하여 있는 보어를 포함할 수 있다. 따라서, 로터 코어 조립체는 예컨대 접착제로 축에 편리하게 고정될 수 있다.
많은 자석 재료의 특성 때문에, 비교적 타이트한 기하학적 공차를 갖는 보어를 자석에 가공하는 것은 일반적으로 어렵다. 따라서, 자석의 외경이 엔드 캡의 내경과 동심을 이루도록 엔드 캡이 자석에 고정될 수 있다. 따라서, 자석의 외경은 이 자석의 보어에서의 편심도에 상관 없이 축과 동심으로 정렬될 수 있다. 이를 위해, 자석 외경의 축에 대한 동심도는 그 축에 대한 자석 내경의 동심도 보다 작을 수 있다.
엔드 캡은 접착제로 자석에 고정될 수 있다. 이러면, 엔드 캡을 자석에 고정하는 방법이 편리하게 된다. 엔드 캡을 자석에 고정하는데 사용되는 접착제는 자석과 슬리브 사이에 위치되는 접착제와는 다를 수 있다. 특히, 엔드 캡은 자석과 슬리브 사이의 틈새를 메우는데 적합하지 않은 접착제를 사용하여 자석에 고정될 수 있다. 예컨대, 엔드 캡은 대기 습분 중에서 비교적 빨리 경화되는 접착제를 사용하여 자석에 고정될 수 있다. 그러면, 엔드 캡을 자석에 비교적 빨리 또한 쉽게 고정할 수 있는 이점이 얻어진다.
각각의 엔드 캡은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 이러면, 로터 코어 조립체의 비용과 중량이 줄어든다. 추가적으로, 엔드 캡은 자석의 자속을 불리하게 간섭하거나 왜곡시키지 않으며 또한 유도 가열을 잘 받지 않는다.
제 2 양태에서, 본 발명은 로터 코어 조립체의 제조 방법을 제공하는 바, 이 방법은 자석, 이 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 그 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 및 상기 자석과 엔드 캡을 둘러싸고 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하는 슬리브를 포함하는 조립체를 제공하는 단계; 상기 자석과 슬리브 사이의 틈새 안으로 접착제를 도입하는 단계; 및 상기 접착제를 경화시키는 단계를 포함한다.
엔드 캡은 슬리브를 정렬 및 구속하는 역할을 한다. 추가로, 엔드 캡은 필요한 경우 조립체가 경화 전에 운반 및/또는 세척될 수 있도록, 틈새 안으로 도입된 접착제를 봉쇄하는 역할을 한다.
엔드 캡들 중의 하나는 홈 또는 관통공을 포함할 수 있다. 상기 틈새 안으로 접착제를 도입하는 단계는, 상기 조립체를 용기 안에 두고 진공 함침을 사용하여 상기 홈 또는 관통공을 경유하여 접착제를 상기 틈새 안으로 도입하는 것을 포함할 수 있다. 특히 본 방법은, 용기내에 위치되어 있는 접착제에 상기 조립체를 담그는 단계; 상기 용기 내의 압력을 줄여 상기 틈새를 비우는 단계; 및 용기 내의 압력을 증가시켜 접착제를 상기 틈새 안으로 들어가게 하는 단계를 포함할 수 있다. 용기내의 압력을 줄이기 전(습식 진공 함침) 또는 후(건식 진공 함침)에 조립체를 접착제에 담글 수 있다
조립체를 제공하는 단계는, 자석, 제 1 엔드 캡 및 제 2 엔드 캡을 포함하는 부조립체를 제공하고 상기 부조립체를 슬리브 안으로 삽입하는 것을 포함하고, 각각의 엔드 캡은 상기 자석의 일 단부에 고정되며, 상기 슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성한다.
접착제는 부조립체가 슬리브 안으로 삽입될 때 상기 틈새 안으로 도입될 수 있다. 특히, 본 방법은, 부조립체를 슬리브 안으로 삽입하면 접착제가 자석과 슬리브 사이의 틈새 안에 유지되도록 슬리브와 부조립체 중의 하나를 접착제를 담고 있는 욕 안에 두는 것을 포함할 수 있다. 그 결과, 자석의 전체 길이에 걸쳐 자석과 슬리브 사이에 연속적인 접착제 분포가 이루어진다.
조립체는 축을 수용하기 위해 상기 엔드 캡과 자석을 관통하여 있는 보어를 포함할 수 있다. 따라서, 조립체는 예컨대 접착제로 축에 편리하게 고정될 수 있다. 사실, 필요하다면, 자석과 슬리브 사이의 틈새에 접착제를 도입하기 전에 축을 보어 내에 고정할 수도 있다.
본 방법은 접착제가 자석의 보어에 들어가는 것을 방지하는 것을 포함할 수있다. 이리하여, 로터 코어 조립체를 축에 고정하기 위한 깨끗한 표면이 유지되는 것이 보장된다.
제 3 양태에서 본 발명은 로터 코어 조립체의 제조 방법을 제공하는 바, 이 방법은 자석, 이 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 그 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 및 상기 자석과 엔드 캡을 둘러싸는 슬리브를 포함하는 조립체를 제공하는 단계(슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하고, 자석과 슬리브 사이에는 틈새가 형성되며, 엔드 캡들 중의 하나는 홈 또는 관통공을 포함함); 상기 조립체를 용기 안에 두는 단계; 진공 함침을 사용하여 접착제를 상기 홈 또는 관통공을 경유하여 상기 틈새 안으로 도입하는 단계; 및 접착제를 경화시키는 단계를 포함한다.
제 4 양태에서 본 발명은 로터 코어 조립체의 제조 방법을 제공하는 바, 이 방법은, 슬리브를 제공하는 단계; 자석, 이 자석의 일 단부에 고정되는 제 1 엔드 캡 및 그 자석의 반대쪽 단부에 고정되는 제 2 엔드 캡을 포함하는 부조립체를 제공하는 단계; 슬리브와 부조립체 중의 하나를 접착제를 담고 있는 욕 안에 두는 단계; 부조립체를 슬리브 안으로 삽입하는 단계(슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하고 자석과는 헐거운 끼워맞춤을 형성하며, 자석과 슬리브 사이의 틈새에 접착제가 유지됨); 및 자석과 슬리브 사이의 접착제를 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명을 보다 쉽게 이해할 수 있도록, 이제 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 예시적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 로터의 분해도이다.
도 2 는 로터의 단면도이다.
도 3 은 로터 제조의 제 1 단계를 나타낸다.
도 4 는 로터 제조의 제 2 단계를 나타낸다.
도 5 는 로터 제조의 제 3 단계를 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 대안적인 로터 코어 조립체의 엔드 캡의 평면도이다.
도 7 은 대안적인 로터 코어 조립체의 단면도이다.
도 8 은 대안적인 로터 코어 조립체 제조의 일 단계를 나타낸다.
도 1 및 2 의 로터(1)는 축(3)에 고정되는 로터 코어 조립체(2)를 포함한다.
상기 로터 코어 조립체(2)는 영구 자석(4), 제 1 엔드 캡(5), 제 2 엔드 캡(6) 및 슬리브(7)를 포함한다.
자석(4)은 원통형이며, 제 1 단부(9)에서부터 자석(4)을 관통하여 제 2 단부(10)까지 이르는 중앙 보어(8)를 갖는다. 이 보어(8)의 크기는 축(3)이 보어(8) 안에 삽입되면 자석(4)과 헐거운 끼워맞춤을 형성하도록 정해진다.
각 엔드 캡(5, 6)은 플라스틱으로 만들어지고 그를 관통해 형성된 보어(12, 13)를 갖는다. 각 엔드 캡(5, 6)에 있는 이들 보어(12, 13)의 크기는, 축(3)이 보어(12, 13) 안에 삽입되면 엔드 캡(5, 6)과 억지 끼워맞춤을 형성하도록 정해진다. 이렇게 해서, 각 엔드 캡(5, 6)에 있는 보어(12, 13)는 자석(4)의 보어(8) 보다 작다. 각 엔드 캡(5, 6)은 접착제(16)에 의해 자석(4)의 단부(9, 10)에 고정되는 결합 면(14, 15)을 갖는다. 엔드 캡(5, 6)은 자석(4)의 외경이 각 엔드 캡(5, 6)의 내경과 동심으로 정렬되도록, 즉 자석(4)의 외부 표면(11)이 엔드 캡(5, 6)의 보어(12, 13)와 동심이 되도록 자석(4)에 고정된다. 각 엔드 캡(5, 6)의 결합 면(14, 15)은 자석(4)의 외경 보다 다소 큰 외경을 갖는다. 따라서, 각 엔드 캡(5, 6)은 자석(4)을 반경 방향으로 넘게 된다.
슬리브(7)는 탄소 섬유 복합재로 형성된 중공 원통이다. 슬리브(7)는 자석(4)과 엔드 캡(5, 6)을 둘러싼다. 슬리브(7)의 내경의 크기는, 슬리브(7)와 자석(4) 사이에 헐거운 끼워맞춤이 형성되고 또한 슬리브(7)와 각 엔드 캡(5, 6) 사이에는 억지 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 접착제(17)가 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새에 위치된다. 이 접착제(17)는 실질적으로 공극이 없으며 또한 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 연속적인 층을 형성한다.
축(3)은 제 1 엔드 캡(5)과 자석(4)에 있는 보어(12, 8)를 통과하여 제 2 엔드 캡(6)에 있는 보어(13) 안으로 들어간다. 축(3)과 자석(4) 사이에는 헐거운 끼워맞춤이 형성되며, 축(3)과 각 엔드 캡(5, 6) 사이에는 억지 끼워맞춤이 형성된다. 축(3)은 이 축(3)과 자석(4) 사이의 틈새에 위치되는 접착제(18)로 자석(4)에 직접 고정된다. 접착제(18)는 실질적으로 공극이 없으며 축(3)과 자석(4) 사이의 연속적인 층을 형성하게 된다. 따라서, 로터 코어 조립체(2)는 엔드 캡(5, 6)에 의해 또한 축(3)과 자석(4) 사이에 위치되는 접착제(18)에 의해 축(3)에 고정된다.
축(3)은 제 2 엔드 캡(6)에 있는 보어(13) 전체를 통과하지 않고, 대신에 축(3)은 그 보어(13)의 일 부분에만 들어간다. 그래서 접착제(18)가 보어(13)의 나머지 부분에 위치된다. 접착제(18)는 축(3)과 자석(4) 사이에 위치되는 것과 동일한 종류의 접착제이며 제조 공정의 인공물인데, 이에 대해서는 아래에서 보다 자세히 설명하도록 한다.
로터(1)가 가속되면, 자석(4)과 로터(1)의 다른 부품 사이에 작용하는 전단력이 비교적 클 수 있다. 아래에서 설명하는 바와 같이, 자석(4)과 엔드 캡(5, 6) 사이의 접착제 결합과 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 접착제 결합은 비교적 약하다. 따라서, 자석(4)과 축(3) 사이에 양호한 접착제 결합이 없으면, 자석(4)이 미끄러지고 다른 부품에 대해 회전하게 될 것이다. 자석(4)과 축(3) 사이에 연속적인 접착제(18) 층이 존재함으로써, 이들 자석과 축 사이에 강한 결합이 얻어진다. 따라서, 로터(1)는 비교적 높은 가속도로 작동할 수 있다.
로터(1)가 회전할 때, 반경 방향 힘 때문에 자석(4)은 반경 방향과 원주 방향으로 응력을 받게 된다. 비교적 높은 로터 속도에서, 이들 응력이 저지되지 않으면 그로 인해 자석(4)이 파손 및 파단될 수 있다. 탄소-섬유 복합재로 형성되는 슬리브(7)는 자석(4) 보다 훨씬 더 강직하다. 그러므로, 슬리브(7)는 자석(4)에 작용하는 응력을 억제하는 작용을 한다. 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 위치되는 접착제(17)는 응력을 자석(4)으로부터 슬리브(7)에 전달하는 작용을 한다. 접착제 층(17)이 불완전하면, 자석(4)은 접착제(17)에서 공극이 있는 지점에서 과도한 응력을 받게 된다. 그리고 이 과도한 응력으로 인해 자석(4)이 파손될 수 있다. 슬리브(7)와 엔드 캡(5, 6)이 자석(4)을 둘러싸고 내포하므로, 그 자석(4)은 파단이 방지된다. 그럼에도, 자석(4)은 약간이지만 상당한 질량 재분포를 가장 잘 받으며 따라서 로터(1)가 불평형 상태로 된다. 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 연속적인 접착제 층(17)이 존재함으로써, 자석(4)의 전체 외부 표면(11)에 걸쳐 응력이 자석(4)으로부터 슬리브(7)에 전달된다. 따라서, 자석(4)의 과도한 응력이 회피된다.
슬리브(7)와 억지 끼워맞춤을 형성하는 엔드 캡(5, 6)은 슬리브(7)를 반경 방향으로 구속하여, 그 슬리브(7)가 로터(1)의 다음 회전 중에 움직이는 것을 방지한다. 그 결과, 슬리브(7)의 움직임으로 인한 로터 불평형이 방지된다. 이와는 대조적으로, 슬리브(7)가 구속되지 않으면, 그 슬리브(7)의 위치는 접착제(17)의 크리프로 인해 로터(1)의 계속적인 사용과 더불어 변하게 된다. 그리고, 슬리브(7) 위치의 어떠한 변화도 로터 불평형을 유발한다.
이제, 로터(1)의 제조 방법을 도 3 ∼ 5 를 참조하여 설명한다.
도 3 에 도시되어 있는 바와 같이, 자석(4)과 엔드 캡(5, 6)을 포함하는 부조립체(19)가 먼저 핀(21)과 척(22)을 포함하는 지그(2)를 사용하여 조립된다. 제 1 엔드 캡(5)이 핀(21) 상에 삽입된다. 핀(21)은 엔드 캡(5)과 약간의 억지 끼워맞춤을 형성하는 직경을 갖는다. 그런 다음, 접착제(16)를 엔드 캡(5)의 결합 면(14)과 자석(4)의 단부(9) 중의 하나 또는 둘다에 바른다. 그리고 나서, 자석(4)이 핀(21) 상으로 삽입된다. 자석(4)의 보어(8)의 직경이 엔드 캡(5)의 보어(12) 보다 크므로, 자석(4)과 핀(21) 사이에 헐거운 끼워맞춤이 형성된다. 자석(4)의 외경이 핀(21)의 축선과 동심으로 정렬되고 또한 그래서 엔드 캡(5)의 내경과도 동심으로 정렬되도록 척(22)의 죠오들이 자석(4) 주변에 폐쇄된다. 그런 다음, 자석(4)이 엔드 캡(5)과 접촉하여, 자석(4)과 엔드 캡(5) 사이에 접착제 결합이 형성된다. 접착제(16)는 비교적 빠른 경화 시간을 갖는데, 이 때문에 자석(4)이 엔드 캡(5)과 접촉하기 전에 먼저 척(22)에 의해 정렬되는 것이다. 더 느린 경화 시간을 갖는 접착제가 사용되면, 대안적으로 자석(4)은 척(22)에 의해 정렬되기 전에 엔드 캡(5)과 접촉할 수 있다. 자석(4)이 제 1 엔드 캡(5)에 부착된 후에, 접착제(16)를 제 2 엔드 캡(6)의 결합 면(15)과 자석(4)의 다른 단부(10) 중의 하나 또는 둘다에 바르게 된다. 그런 다음, 제 2 엔드 캡(6)이 핀(21) 상에 삽입되고, 이때에도 약간의 억지 끼워맞춤이 형성된다. 그리고, 엔드 캡(6)이 자석(4)과 접촉하여, 자석(4)과 엔드 캡(6) 사이에 접착제 결합이 형성된다. 그런 다음, 부조립체(19)를 핀(21)에서 제거하기 전에, 그 부조립체(19)를 짧은 시간 동안 방치하여 접착제(16)가 완전히 경화되게 한다.
이제 도 4 를 참조하면, 슬리브(7)는 제 2 지그(23)에 의해 부조립체(19)에 고정된다. 제 2 지그(23)는 프레스(24), 접착제 욕(25) 및 이 접착제 욕(25) 내부에 위치되는 고정구(26)를 포함한다.
프레스(24)는 핀(27)을 포함하며, 이 핀을 따라 엔드 스탑(28) 및 O-링(29)이 위치되어 있다. O-링(29)은 핀(27)의 자유 단부 근처에 위치되며, 엔드 스탑(28)은 핀(27)을 따라 더 멀리 위치된다. 핀(27)은 제 2 엔드 캡(6)에 있는 보어(13)를 통해 부조립체(19) 안으로 삽입된다. 핀(27)은 엔드 스탑(28)이 제 2 엔드 캡(6)에 접할 때까지 부조립체(19) 안으로 삽입된다. 핀(27)은 자석(4) 및 엔드 캡(5, 6)과 헐거운 끼워맞춤을 형성한다. 엔드 스탑(28)이 제 2 엔드 캡(6)에 접할 때 0-링(29)이 제 1 엔드 캡(5)의 보어(12) 내부에 위치되도록, 엔드 스탑(28)과 O-링(29)은 핀(27)을 따라 서로 떨어져 있다. O-링(29)의 크기는 제 1 엔드 캡(5)과 시일을 형성하도록 되어 있다.
고정구(26)는 기부(30), 이 기부(30)에서 상방으로 연장되어 있는 지지벽(31) 및 이 지지벽(31)을 관통해 형성된 복수의 채널(32)을 포함한다. 지지벽(31)은 원통형이고 그의 내경에서 단차부(33)를 포함한다. 지지벽(31)을 관통해 형성된 채널(32)은 단차부(33) 아래에 위치된다. 기부(30)는 지지벽(31)을 접착제 욕(25) 안에 중앙에 위치시키는 작용을 하며, 채널(32)은 접착제(17)를 위한 유체 통로를 제공한다.
슬리브(7)는 지지벽(31) 내부에 배치된다. 단차부(33)의 위쪽에서 지지벽(31)의 내경의 크기는 슬리브(7)와 헐거운 끼워맞춤을 형성하도록 정해진다. 단차부(33)의 아래쪽에서 지지벽(31)의 내경은 슬리브(7)의 외경 보다 작게 되어 있다. 따라서, 슬리브(7)는 단차부(33) 위에 놓이게 된다.
욕(25)은 접착제(17)의 높이가 슬리브(7)의 정상부를 덮도록 접착제(17)로 채워진다. 그런 다음, 부조립체(19)가 접착제 욕(25) 안으로 하강되어 슬리브(7) 안으로 밀려 들어간다.
제 1 엔드 캡(5)의 외경과 슬리브(7)의 내경의 크기는, 제 1 엔드 캡(5)과 슬리브(7) 사이에 억지 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 따라서, 부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 밀려 들어갈 때, 슬리브(7)의 내부 표면에 잡혀 있을 수 있는 기포를 제 1 엔드 캡(5)이 긁어 제거하게 된다. 추가적으로, 제 1 엔드 캡(5)은 플런저로서 작용하여, 슬리브(7) 내부의 접착제(17)를 지지벽(31)의 채널(32)을 통해 밖으로 내보내게 된다. O-링(29)은 접착제(17)가 부조립체(19)의 내부에 들어가는 것을 방지한다. 단차부(33) 아래쪽에서 지지벽(31)의 내경은 제 1 엔드 캡(5)의 외경 보다 작다. 부조립체(19)는, 제 1 엔드 캡(5)이 지지벽(31)의 단차부(33)에 접하여 부조립체(19)의 더 이상의 이동을 방지할 때가지 슬리브(7) 안으로 밀려 들어간다. 그래서, 지지벽(31)의 단차부(33)는 부조립체(19)에 대한 스탑으로서 작용한다.
자석(4)의 외경과 슬리브(7)의 내경의 크기는 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 헐거운 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 따라서, 부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 밀려 들어갈 때, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 틈새가 형성된다. 욕(25) 내부의 접착제(17)의 높이는 슬리브(7)의 정상부를 덮으므로, 접착제(17)는 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새를 즉시 메우게 된다. 더욱이, 제 1 엔드 캡(5)과 슬리브(7) 사이에 형성된 억지 끼워맞춤 때문에, 부조립체(19)를 슬리브(7) 안으로 밀어 넣으면, 접착제(17)가 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새 안으로 적극적으로 끌려 들어가게 된다. 그 결과, 자석(4)의 전체 길이를 따라 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 접착제(17)가 연속적으로 분포하게 된다.
제 2 엔드 캡(6)의 외경과 슬리브(7)의 내경의 크기는 제 2 엔드 캡(6)과 슬리브(7) 사이에 억지 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 따라서, 부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 완전히 밀려 들어가고 부조립체(19)의 더 이상의 이동이 지지벽(31)의 단차부(33)에 의해 방지되면, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 위치되어 있는 접착제(17)는 두 엔드 캡(5, 6)에 의해 시일링된다. 슬리브(7)의 길이는 부조립체(19)의 길이 보다 짧다. 그 결과, 부조립체(19)가 완전히 슬리브(7) 안으로 밀려 들어가면, 제 2 엔드 캡(6)은 슬리브(7)를 축방향으로 넘게 된다.
욕(25)은 부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 완전히 밀려 들어가면 제 2 엔드 캡(6)이 접착제(17)의 높이의 위쪽에 있게 되는 높이까지 채워진다. 이러면, 접착제(17)가 부조립체(19)의 내부에 들어가는 것이 방지된다. 부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 밀려 들어갈 때, 부조립체(19)에 의해 배제된 접착제로 인해 욕(25) 내부의 접착제(17)의 높이가 상승하게 된다. 그래서 욕(25)은 배제된 접착제가 유입할 수 있는 오버플로우 영역(34)을 포함하게 된다. 그 결과, 욕 내부의 접착제(17)의 높이는 부조립체(19)가 가압되어 슬리브(7) 안으로 밀려 들어갈 때 크게 변하지 않는다. 따라서, 제 2 엔드 캡(6)은 접착제(17)에 잠기지 않는다.
부조립체(19)가 슬리브(7) 안으로 완전히 밀려 들어가면, 결과적인 로터 코어 조립체(2)는 접착제 욕(25) 밖으로 들리게 된다. 로터 코어 조립체(2)의 외부에서 접착제가 배출되도록 로터 코어 조립체(2)는 짧은 시간 동안 욕(25) 위쪽에서 유지된다. 배출 후에, 로터 코어 조립체(2)는 물로 세척되어 잔류 접착제를 제거한다. 그리고, 잔류 접착제는 다음 재사용을 위해 세척에서 회수된다. 그런 다음, 로터 코어 조립체(2)는 핀(27)에서 제거되어 오븐 내에 배치되며, 여기서, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 위치되어 있는 접착제(17)가 경화된다.
부조립체(19)를 슬리브(7) 안으로 밀어 넣을 때, 접착제(17)는 부조립체(19)의 내부에 들어가는 것이 방지된다. 이렇게 해서, 자석(4)의 보어(8)는 접착제로부터 자유롭게 되는 이점이 얻어진다. 따라서, 로터 코어 어셈블리(2)를 축(3)에 고정시키기 위해 다음에 사용되는 접착제를 위한 양호한 표면이 제공된다. 그럼에도, 대안적인 방법에서는, 접착제(17)가 부조립체(19)의 내부에 들어갈 수 있다. 그러면, 부조립체(19)를 슬리브(7) 안으로 밀어 넣은 후에, 로터 코어 조립체(2)의 내부 및 외부에서 접착제(17)를 배출 및 세척하여 제거한다. 이 대안적인 방법은 로터 코어 조립체(2)의 제조를 단순화시킬 수 있는데, 왜냐하면 핀(27)에 O-링(29)을 채용할 필요가 없고 또한 욕(25) 내부의 접착제(17)의 높이를 제어할 필요가 없기 때문이다. 그러나, 이 대안적인 방법에는 잠재적인 문제, 즉 자석(4)이 부식되는 문제가 발생된다. 대부분의 자석 재료는 물(로터 코어 조립체(2)에서 잔류 접착제를 세척하여 제거하는데 사용됨)이 존재하면 부식된다. 자석(4)의 보어(8) 내부에서 부식이 일어나면, 자석(4)과 축(3) 사이의 접착제 결합이 약화되기 쉽다. 부식은 사전에 자석(4)을 코팅하거나 도금하면 피할 수 있다. 대안적으로, 부식은 로터 코어 조립체(2)에서 잔류 접착제를 세척하기 위해 비부식성 용제를 사용하여 피할 수 있다. 그러나, 양 방안은 제조 비용을 증가시키기 쉽다. 지금까지 시험된 특별한 자석과 접착제의 경우에, 얇은 접착제 막이 세척 후에도 계속 자석(4)의 보어(8)를 피복하는 것으로 나타났다. 그리고, 이 얇은 접착제 막은 세척에 대한 장벽으로서 작용하여 자석(4)의 부식을 방지하게 된다. 따라서, 세척을 위해 물을 사용할 때에도 부식이 회피될 수 있다.
이제 도 5 를 참조하면, 로터 코어 조립체(2)는 제 3 지그(35)에 의해 축(3)에 고정된다. 제 3 지그(35)는 척(36), 홀더(37) 및 프레스(38)를 포함한다.
척(36)은 축(30)을 수직 방향으로 지지한다.
홀더(37)는 일측을 따라 형성된 V-형 채널을 갖는 금속 블럭(39)을 포함한다. 로터 코어 조립체(2)는 자석(4)과 금속 블럭(39) 사이에 작용하는 자력에 의해 상기 채널의 내부에 유지된다. 홀더(37)와 척(36)은, 로터 코어 조립체(2)가 축(3)의 위쪽에 유지되고 로터 코어 조립체(2)를 관통하는 보어가 축(3)과 정렬되도록 배치된다.
프레스(38)는 홀더(37)의 위쪽에 위치되며, 로터 코어 어셈블리(2) 상에 제 1 하향 가압을 주며, 이에 따라 축(3)이 제 1 엔드 캡(5)의 보어(12) 안으로 삽입된다. 축(3)의 외경과 제 1 엔드 캡(5)의 내경의 크기는, 축(3)과 제 1 엔드 캡(5) 사이에 억지 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 그리고, 프레스(38)가 물러나고, 접착제(18)가 자석(4)의 보어(8) 안에 도입된다. 이 접착제(18)는 분배 관(40)을 사용하여 도입되는데, 이 분배 관은 미리 정해진 양의 접착제(18)를 보어(8)의 바닥에 전달한다. 그런 다음, 프레스(38)는 로터 코어 어셈블리(2) 상에 제 2 하향 가압을 주며, 이에 따라 축(3)이 자석(4)의 보어(8) 안으로 삽입되고 그리고 나서 제 2 엔드 캡(5)의 보어(13) 안으로 삽입된다.
축(3)의 외경과 자석(4)의 내경의 크기는 축(3)과 자석(4) 사이에 헐거운 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 접착제(18)는 축(3)과 자석(4) 사이에서 축(3)의 단부 주위에 습식 시일을 형성한다. 축(3)과 제 1 엔드 캡(5) 사이의 억지 끼워맞춤은 기밀성 시일을 형성한다. 따라서, 축(3)이 자석(4) 안으로 삽입될 때, 접착제(18)는 축(3)과 자석(4) 사이의 틈새 안으로 끌려 들어가게 된다. 축(3)이 자석(4)을 통과하여 제 2 엔드 캡(6) 안으로 삽입될 때 접착제(18)는 축(3) 주위에서 습식 시일을 유지한다. 결과적으로, 자석(4)의 전체 길이를 따라 축(3)과 자석(4) 사이에 연속적인 접착제(18) 층이 형성된다.
축(3)의 외경과 제 2 엔드 캡(6)의 내경의 크기는 축(3)과 제 2 엔드 캡(6) 사이에 억지 끼워맞춤이 형성되도록 정해진다. 축(3)은 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13) 안으로 부분적으로만 들어간다. 그러므로, 보어(13)의 일 부분만 따라서 억지 끼워맞춤이 축(3)과 제 2 엔드 캡(6) 사이에 형성된다. 축(3)과 자석(4) 사이의 틈새 안으로 끌려 들어가지 않은 잉여 접착제(18)는 보어(13)의 나머지 부분에 모이게 된다.
접착제(18)는 무산소 상태에서 또한 UV로 경화될 수 있다. 따라서, 축(3)을 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13) 안으로 삽입하면, 축(3)과 자석(4) 사이의 접착제(18)가 경화하기 시작한다. 그런 다음, 프레스(38)가 물러 나고 제 2 엔드 캡6)의 보어(13)가 UV 광에 노출되어, 보어(13)안에 유지되어 있는 잉여 접착제(18)가 경화된다. 그리고 나서, 마무리된 로터(1)를 지그(35)에서 제거한다.
축(3)을 자석(4)의 보어(8) 안으로 삽입할 때, 접착제(18)가 축(3)과 자석(4) 사이에서 습식 시일을 유지하는 것이 중요하다. 습식 시일이 유지되지 않으면, 접착제가 아닌 공기가 축(3)과 자석(4) 사이의 틈새 안으로 끌려 들어오게 되는데, 그 결과 접착제 층이 불완전하게 된다. 그러므로, 축(3)이 자석(4)을 통과하여 삽입될 때 습식 시일이 유지되도록, 자석(4)의 보어(8) 안으로 도입된 접착제(18)의 양이 충분한 것이 중요하다. 다른 한편, 너무 많은 접착제(18)가 도입되면, 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13)는 잉여 접착제를 유지하지 못하게 될 것이다. 따라서, 미리 정해진 양의 접착제(18)가 자석(4)의 보어(8) 안으로 도입된다. 접착제의 양을 미리 정할 때는, 습식 접착제 시일이 유지되고 또한 잉여 접착제가 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13) 안에 유지되도록 로터(1)에 관련된 다양한 공차를 고려한다.
접착제(18)가 자석(4)에 있는 보어(8)의 바로 정상부에 도달하면, 접착제(18)가 보어(8)를 따라 내려갈 때 접착제(18)의 일 부분이 자석(4)에 가장 잘 달라 붙기 쉽다. 이렇게 되면, 축(3)의 단부 주위의 접착제(18)의 양이 줄어든다. 그래서, 축(3)이 자석(4)을 통해 삽입될 때 축(3)과 자석(4) 사이의 습식 시일이 유지되지 않을 수 있다. 따라서, 분배 관(40)을 사용하여 접착제(18)를 자석(4)의 보어(8)의 바닥에 전달한다. 추가적으로, 접착제가 축(3)의 단부에서 잘 떨어지도록, 축(3)의 단부는 둥글거나 테이퍼형으로 되어 있다.
전술한 제조 방법으로, 연속적인 접착제 층이 자석(4)의 전체 길이를 따라 축(3)과 자석(4) 사이에 형성된다. 따라서, 축(3)과 자석(4) 사이에 강한 결합이 형성된다. 축(3)과 시일을 형성하는 엔드 캡(5)을 채용함으로써, 축(3)이 자석(4) 안으로 삽입될 때 접착제(18)는 축(3)가 자석(4) 사이의 틈새 안으로 적극적으로 끌려 들어가게 된다. 그 결과, 축(3)과 자석(4) 사이의 틈새의 크기에 상관 없이 연속적인 접착제(18) 층이 형성될 수 있다.
축(3)과 자석(4) 사이에 연속적인 접착제(18) 층을 형성하는 것에 추가하여, 연속적인 접착제(17) 층을 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 또한 형성한다. 따라서, 자석(4)에 작용하는 인장 응력이 자석(4)의 전체 외부 표면(11)에 걸쳐 자석(4)으로부터 슬리브(7)에 전달된다. 그 결과, 자석(4)의 과도한 변형 및 있을 수 있는 파손이 회피될 수 있다.
많은 자석 재료의 물리적 특성 때문에, 비교적 타이트한 기하학적 공차를 갖는 보어를 자석에 가공하는 것은 일반적으로 어렵다. 자석(4)의 외경이 엔드 캡(5, 6)의 내경과 동심으로 정렬되도록 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 고정하면, 자석(4)의 외경은 자석(4)의 보어(8)에서의 편심도에 상관 없이 축(3)과 동심으로 정렬된다. 사실, 자석(4) 외경의 축(3)에 대한 동심도는 자석(4) 내경의 동심도 보다 일반적으로 작다.
이제, 로터 코어 조립체(2)의 대안적인 제조 방법을 도 6 ∼ 8 을 참조하여 설명한다.
자석(4)과 엔드 캡(5, 6)을 포함하는 부조립체(19)가 먼저 도 3 에 도시되어 있고 설명된 방법과 동일한 방식으로 조립된다. 지그(20)에서 부조립체(19)를 제거한 후에, 다른 지그(미도시)를 사용하여 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압한다.
도 3 의 지그(20)에서 부조립체(19)를 제거하고 다른 지그를 사용하여 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압하는 것 대신에, 동일한 지그(20)를 사용하여 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압할 수도 있다. 엔드 캡(5, 6)과 슬리브(7) 사이에 형성된 억지 끼워맞춤 때문에, 슬리브(7)가 부조립체(19) 상에 가압될 때 엔드 캡(5, 6)은 약간 수축될 것이다. 그러나, 엔드 캡(5, 6)과 지그(20)의 핀(21) 사이에 형성된 억지 끼워맞춤은 수축을 어렵게 할 수 있다. 사실, 공차 쌓임에 따라, 과도한 힘을 가함이 없이 그리고/또는 슬리브(7)의 잠재적인 손상 없이 슬리브(7)를 부조립체(19) 상으로 가압하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 이와는 대조적으로, 지그(20)에서 부조립체(19)를 제거하고 별도의 지그를 사용하여 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압하여, 엔드 캡(5, 6)의 보어(12, 13)를 자유롭게 유지할 수 있다. 그 결과, 엔드 캡(5, 6)의 수축이 더 쉽게 되며, 따라서 더 작은 힘을 사용하여 그리고/또는 슬리브(7)의 손상 없이 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압할 수 있다.
슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압할 때, 슬리브(7)와 각 엔드 캡(5, 6) 사이에 억지 끼워맞춤이 형성되고, 슬리브(7)와 자석(4) 사이에는 헐거운 끼워맞춤이 형성된다. 이 단계에서, 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새에는 접착제가 위치되지 않는다. 도 1 에 도시되어 있고 전술된 실시 형태와는 대조적으로, 엔드 캡(5) 중의 하나는 도 6 에서 보는 보와 같이 엔드 캡(5)의 외부 표면을 따라 형성된 축방향 홈(41)을 포함한다. 도 7 에 도시되어 있는 바와 같이, 축방향 홈(41)은 조립체(2)의 외부와 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새 사이에 도관을 제공한다.
이제 도 8 을 참조하면, 슬리브(7)를 부조립체(19) 상에 가압한 후에, 결과적인 조립체(2)를 진공 함침을 위한 용기(42) 안에 둔다. 조립체(2)는 용기(42)내에 위치되어 있는 접착제(17)에 잠긴다. 그런 다음, 용기(42)는 시일링되고 용기(42) 내의 압력이 감소되어 부분 진공(예컨대, 약 0.01 Torr)이 생성된다. 부분 진공으로 인해 용기(42), 접착제(17) 및 조립체(2)에서 공기가 제거된다. 적절한 탈기를 보장하기 위해 부분 진공은 소정의 시간(예컨대, 10 분) 동안 유지된다. 그런 다음 용기(42) 내부의 압력을 대기압까지 증가시킨다. 이러면, 용기(42) 내부의 접착제(17)가 엔드 캡(5)의 홈(41)을 경유하여 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새 안으로 들어가게 된다. 그리고, 용기(42)를 소정의 시간(예컨대, 2 분) 동안 대기압 하에 방치하여, 자석(4)과 슬리브(7)의 표면에 있는 여러 공극(예컨대, 세공 및 균열)에 접착제(17)가 침투하도록 한다. 그리고 나서, 조립체(2)를 접착제 용기 밖으로 들어 올려 배출이 일어나게 한다. 배출 후에, 조립체(2)를 냉수 욕 안에 넣어 조립체(2)에서 잔류 접착제를 세척한다. 이어서 잔류 접착제는 재사용을 위해 세척에서 회수된다. 마지막으로, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 있는 접착제(17)를 경화시키는데 충분한 시간 동안 로터 코어 조립체(2)를 온수 욕 안에 넣어 둔다.
엔드 캡(5)에 있는 홈(41)은, 공기가 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새에서 배출될 때 통과할 수 있고 또한 접착제(17)가 그 틈새에 도입될 때 통과할 수 있는 도관을 제공한다. 진공 함침을 사용함으로써, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 형성되는 접착제 층(17)에는 실질적으로 공극이 없게 된다. 결과적으로, 자석(4)에 작용하는 인장 응력은 자석(4)의 전체 외부 표면(11)에 걸쳐 자석(4)으로부터 슬리브(7)에 전달된다.
엔드 캡(5)에 있는 홈(41)은, 함침 중에 접착제(17)의 유입을 허용하되 다음의 운반 및 세척 중에는 접착제(17)의 누출을 억제할 수 있는 크기로 되어 있다. 그러므로, 홈(41)의 크기는 사용되는 접착제(17)의 점도에 따를 것이다.
도 6 에 도시된 엔드 캡(5)은 단일의 홈(41)을 갖지만, 추가적인 홈이 제공될 수도 있다. 추가적인 홈은 탈기 속도를 증가시켜 감압에 필요한 시간을 단축시킬 수 있다. 하나 이상의 홈이 또한 다른 엔드 캡(6)에 포함될 수 있다. 그러나, 양 엔드 캡(5, 6)에 홈을 제공하는 것이, 접착제가 운반 및 세척 중에 틈새에서 누출될 가능성을 증가시키기 쉽다.
도 6 의 엔드 캡(5)에 있는 홈(41)은 선형적이다. 그러나, 홈(41)은 동등하게 비선형적일 수 있다. 예컨대, 홈(41)은 컨볼루트형 또는 나선형일 수 있다. 비선형 홈을 사용하면, 운반 및 세척 중에 접착제(17)의 잠재적인 손실을 줄이는데 도움이 될 수 있다. 더욱이, 홈(41)을 갖는 대신에, 엔드 캡(5)은 관통공을 포함할 수 있는데, 이 관통공을 통해 공기가 자석(4)과 슬리브(7) 사이의 틈새에서 배출될 수 있고 또한 접착제(17)가 그 틈새에 도입될 수 있다.
전술한 진공 함침법은 일반적으로 습식 진공 함침이라고 불린다. 그러나, 다른 진공 함침법도 마찬가지로 사용될 수 있다. 예컨대, 건식 진공 함침이 사용될 수 있다. 추가적으로, 압력을 대기압까지 증가시키는 대신에, 용기(42) 내의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 증가될 수 있다.
전술한 방법에서, 로터 코어 조립체(2)는 먼저 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 고정하여 부조립체(19)를 만들고 그런 다음에 그 부조립체(19)를 슬리브(7) 안으로 밀어 넣어 제조된다. 그러나, 진공 함침을 사용할 때는, 먼저 부조립체(19)를 조립할 필요 없이, 즉 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 고정시킬 필요 없이, 로터 코어 조립체(2)를 제조할 수 있다. 예컨대, 로터 코어 조립체(2)는 제 1 엔드 캡(5)을 슬리브(7) 안으로 밀어 넣어 조립될 수 있고, 엔드 캡(5)은 억지 끼워맞춤을 형성한다. 그리고 나서, 자석(4)을 슬리브(7) 안으로 밀어 넣어 제 1 엔드 캡(5)에 접하도록 한다. 자석(4)은 슬리브(7)와 중간 끼워맞춤 또는 느슨한 억지 끼워맞춤을 형성하는 직경을 가질 수 있다. 그 결과, 자석(4)의 외경은 엔드 캡(5, 6)의 외경 및 내경에 대해 동심으로 정렬된다. 마지막으로, 제 2 엔드 캡(6)을 슬리브(7) 안으로 밀어 넣어 자석(4)에 접하도록 하며, 제 2 엔드 캡(6)은 슬리브(7)와 억지 끼워맞춤을 형성한다. 자석(4)은 슬리브(7)와 중간 끼워맞춤 또는 약간의 억지 끼워맞춤을 형성하지만, 그럼에도, 자석(4)이 슬리브(7)와 접촉하지 않는 지점이 있게 될 것인데, 즉 자석(4)과 슬리브(7) 사이에 틈새가 있는 지점이 있다. 그리고 나서, 조립체(2)를 용기(42) 안에 넣어 전술한 방식으로 진공 함침한다. 따라서, 진공 함침을 사용할 때는, 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 직접 고정시킬 필요 없이 로터 코어 조립체(2)를 제조할 수 있다.
전술한 다양한 방법에서는 상이한 접착제(16, 17, 18)를 사용하여 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 고정하고, 슬리브(7)를 자석(4)에 고정하며 또한 축(3)을 자석(4)에 고정한다. 그 이유는 각 접착제는 다른 목적으로 사용되기 때문이다. 예컨대, 엔드 캡(5, 6)은 자석(4)의 외경을 엔드 캡(5, 6)의 내경과 동심으로 정렬시키기 위해 자석(4)에 고정된다. 그러나, 엔드 캡(5, 6)은 자석(4)을 축(3)에 고정하는데 요구되지 않는데, 축(3)과 자석(4) 사이에 위치되는 접착제(18)가 이 임무를 대신 수행하게 된다. 엔드 캡(5, 6)과 자석(4) 사이의 접착제(16)의 강도는 특히 중요하지는 않다. 따라서, 제조 공정을 간단히 하기 위해, Loctite®435와 같은 대기 습분 중에서 비교적 빨리 경화되는 접착제(16)를 사용하여 엔드 캡(5, 6)을 자석(4)에 고정한다. 접착제가 대기 습분 중에서 경화되고 비교적 빠른 경화 시간을 가지므로, 그 접착제는 자석(4)을 슬리브(7)에 또는 자석(4)을 축(3)에 고정시키는데는 부적합하다.
자석(4)과 슬리브(7) 사이의 접착제(17)는 반경 방향 및 원주 방향 응력을 자석(4)으로부터 슬리브(7)에 전달하도록 되어 있다. 그러므로, 슬리브(17)의 중요한 요건은 자석(4)과 슬리브(7)의 표면에 있는 다양한 공극에 침투하여 이를 메울 수 있는 능력이다. 따라서, 자석(4)과 슬리브(7) 사이에는 점도가 낮은 함침 접착제가 사용된다. 로터 코어 조립체(2)가 제조되는 방식 때문에, 접착제(17)는 그 로터 코어 조립체(2)의 외부로부터 비교적 쉽게 세척될 수 있는 것이다. 적절한 접착제는 Asec AS-6704 이다. 이 특별한 접착제는 열경화성이 있는데, 이 때문에 전술한 제조 방법에서 세척 후에 로터 코어 조립체(2)를 열경화시키는 것이다.
축(3)과 자석(4) 사이의 접착제(18)는 회전 중에 축(3)과 자석(4)에 작용하는 전단력을 견딜 수 있어야 한다. 따라서, 이 접착제(18)에 대해 가장 중요한 기준은 전단 강도이다. 적절한 접착제는 Asec AS-5503 이다. 이 특별한 접착제는 무산소 상태에서, UV 또는 열로 경화될 수 있다. 따라서, 축(3)과 자석(4) 사이의 접착제(18)는 무산소 상태에서 경화될 수 있고, 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13)에 모이는 잉여 접착제(18)는 UV 광으로 경화될 수 있다. 대안적으로, 예컨대 투명한 엔드 캡(5, 6)이 사용되는 경우 축(3)과 자석(4) 사이의 접착제(18)는 열 또는 UV 광으로 경화될 수 있다.
이상으로, 로터(1)의 특정 실시 형태 및 그의 제조 방법을 설명했다. 그러나, 로터(1) 및/또는 제조 방법의 변형예가 본 발명의 범위내에서 가능하다. 예컨대, 엔드 캡(5, 6)은 플라스틱으로 형성될 필요는 없다. 그러나, 플라스틱을 사용하면, 로터(1)의 비용과 중량을 줄일 수 있다. 추가로, 플라스틱 엔드 캡(5, 6)은 자석(4)의 자속에 나쁜 간섭이나 왜곡을 주지 않으며 또한 유도 가열을 잘 받지 않는다. 마찬가지로, 슬리브(7)는 탄소-섬유 복합재로 형성될 필요는 없다. 슬리브를 보강하는데 종래에 사용되는 다른 재료, 예컨대 스테인레스강 또는 Inconel® 도 동등하게 사용될 수 있다.
도 5 에 도시되어 있는 바와 같이, 로터 코어 조립체(2)를 축(3)에 고정할 때, 축(3)은 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13)를 완전히 통과하지는 않는다. 그래서, 잉여 접착제(18)가 보어(13)에 있어서 축(3)에 의해 점유되지 않는 부분에 모이게 된다. 대안적인 실시 형태에서, 축(3)은 제 2 엔드 캡(6)을 완전히 통과할 수도 있다. 그러면, 축(3) 및/또는 제 2 엔드 캡(6)의 보어(13)는 틈새가 생기도록 형성되는데, 이 틈새 안에 잉여 접착제(18)가 모이게 된다. 예컨대, 보어(13)의 상부가 모따기되어 있을 수 있거나 또는 축(3)의 단부가 단차형으로 될 수 있다. 그럼에도, 축(3)은 제 2 엔드 캡(6)에 있는 보어(13)의 하부와 계속 억지 끼워맞춤을 형성한다. 그리고, 잉여 접착제(18)는 보어(13)의 상부에 모이게 된다.
특정 요소를 다른 요소 안으로 밀어 넣는 것을 참조했지만, 그 반대도 가능하다. 예컨대, 처음에 설명한 로터 코어 조립체(2)의 조립 방법에서, 슬리브(7)는 접착제 욕(25) 안에 배치되고 부조립체(19)가 하강되어 슬리브(7) 안으로 밀려 들어간다. 그러나, 마찬가지로, 부조립체(19)가 먼저 접착제 욕(25) 안에 배치되고 그런 다음에 슬리브(7)가 하강되어 그 부조립체(19)에 상으로 가압될 수도 있다. 이 경우, 욕(25)은 부조립체(19)를 욕(25)내에 유지시켜 위치시키는 중앙 지지 핀을 포함할 수 있다. 그리고, 슬리브(7)에 작용하는 프레스는 개구를 포함할 수 있는데, 슬리브(7)가 부조립체(19) 상에 가압될 때 그 개구를 통해 슬리브(7) 내부의 공기가 자유롭게 빠져 나갈 수 있다.

Claims (16)

  1. 자석, 상기 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 상기 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 상기 자석과 상기 엔드 캡들을 둘러싸는 슬리브, 및 상기 슬리브와 상기 자석 사이에 위치되는 접착제를 포함하며, 상기 슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하며, 상기 엔드 캡들은 접착제로 상기 자석에 고정되어 있는 로터 코어 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    축을 수용하기 위해 상기 엔드 캡들과 자석을 관통하여 있는 보어를 포함하는 로터 코어 조립체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자석의 외경이 상기 엔드 캡들의 내경과 동심을 이루도록 상기 엔드 캡들이 상기 자석에 고정되어 있는 로터 코어 조립체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드 캡들은, 상기 슬리브와 상기 자석 사이에 위치되는 접착제와는 다른 접착제로 상기 자석에 고정되는 로터 코어 조립체.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자석은 원통형이며 각각의 엔드 캡은 반경 방향으로 상기 자석을 넘어 있는 로터 코어 조립체.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬리브는 상기 자석과 헐거운 끼워맞춤을 형성하고 상기 접착제는 상기 자석과 상기 슬리브 사이에서 연속적인 층을 형성하는 로터 코어 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드 캡들은 플라스틱으로 형성되어 있는 로터 코어 조립체.
  8. 로터 코어 조립체의 제조 방법으로서,
    자석, 상기 자석의 일 단부에 위치되는 제 1 엔드 캡, 상기 자석의 반대쪽 단부에 위치되는 제 2 엔드 캡, 및 상기 자석과 상기 엔드 캡들을 둘러싸고 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하는 슬리브를 포함하는 조립체를 제공하는 단계;
    상기 자석과 상기 슬리브 사이의 틈새 안으로 접착제를 도입하는 단계; 및
    상기 접착제를 경화시키는 단계
    를 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 엔드 캡들 중의 하나는 홈 또는 관통공을 포함하며, 상기 틈새 안으로 상기 접착제를 도입하는 단계는, 상기 조립체를 용기 안에 두고 진공 함침을 사용하여 상기 홈 또는 관통공을 경유하여 접착제를 상기 틈새 안으로 도입하는 것을 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 진공 함침은,
    상기 용기 내에 위치되어 있는 접착제에 상기 조립체를 담그는 단계;
    상기 용기 내의 압력을 줄여 상기 틈새를 비우는 단계; 및
    상기 용기 내의 압력을 증가시켜 접착제를 상기 틈새 안으로 들어가게 하는 단계
    를 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조립체를 제공하는 단계는,
    상기 자석, 상기 제 1 엔드 캡 및 상기 제 2 엔드 캡을 포함하는 부조립체를 제공하고
    상기 부조립체를 상기 슬리브 안으로 삽입하는 것을 포함하고,
    각각의 엔드 캡은 상기 자석의 일 단부에 고정되며, 상기 슬리브는 각각의 엔드 캡과 억지 끼워맞춤을 형성하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  12. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엔드 캡들은 상기 틈새 안으로 도입되는 접착제와는 다른 접착제로 상기 자석에 고정되는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 부조립체를 상기 슬리브 안으로 삽입할 때 상기 틈새 안으로 도입되는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 틈새 안으로 접착제를 도입하는 단계는,
    상기 부조립체를 상기 슬리브 안으로 삽입하면 접착제가 상기 자석과 상기 슬리브 사이의 틈새 안에 유지되도록 상기 슬리브와 상기 부조립체 중의 하나를 접착제를 담고 있는 욕 안에 두는 것을 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조립체는 축을 수용하기 위해 상기 엔드 캡들과 상기 자석을 관통하여 있는 보어를 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 자석의 외경이 상기 엔드 캡들의 내경과 동심을 이루도록 상기 엔드 캡들을 상기 자석에 고정하는 단계를 포함하는 로터 코어 조립체의 제조 방법.
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