KR20160019309A - 전동기 조립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영구자석형 전동기를 조립함에 있어서 영구자석의 자력으로 인한 부품의 손상 및 고정자와 회전자 사이의 공극 틀어짐을 방지하면서도 조립 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전동기 조립 장치에 관한 것이다.
본 발명의 전동기 조립 장치는 평탄한 판재로 이루어지고, 전동기의 하부 커버가 결합된 상태의 고정자 중간 조립체가 얹혀진 채로 고정되는 하측 고정판; 평탄한 판재로 이루어지고, 상기 하측 고정판의 상방에 상기 하측 고정판과 평행하게 설치된 상측 고정판; 상기 하측 고정판을 바닥과 간격을 둔 채로 지지하는 간격 유지부; 상기 하측 고정판의 하부 공간에 개재되고, 상기 하측 고정판에 상하로 형성된 하측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 하단을 홀딩하는 하측 지그 사프트를 수직 상태로 지지하는 하측 승강판; 상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이에 개재되고, 상기 상측 고정판에 상하로 형성된 상측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 상단이 홀딩되는 상측 지그 샤프트를 수직 상태로 지지하는 상측 승강판; 상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 상하로 연결하는 복수의 연결봉 및 상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 함께 승강시키는 승강 기구를 포함하여 이루어진다.

Description

전동기 조립 장치{motor assembling apparatus}

본 발명은 전동기 조립 장치에 관한 것으로, 특히 영구자석형 전동기를 조립함에 있어서 영구자석의 자력으로 인한 부품의 손상 및 고정자와 회전자 사이의 공극 틀어짐을 방지하면서도 조립 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전동기 조립 장치에 관한 것이다.

일반적으로 영구자석형 전동기 또는 발전기(이하 이들을 총칭하여 '전동기'라 한다)는 고정자 코어에 코일이 권취되어 이루어진 고정자의 중심 공간에, 영구자석이 장착된 회전자가 결합되어 이루어지는바, 도 1은 일반적인 영구자석형 전동기의 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 일반적인 영구자석형 전동기에 따르면, 회전자의 회전축(1)에는 회전자 코어(3)가 압입되어 있고, 회전자 코어(3)의 외주면 둘레에는 복수의 영구자석(미도시)이 일정 간격을 두고 장착되어 있다. 한편, 회전축(1)은 고정자 코어(7)가 고정된 하우징(9) 내에서 회전하는바, 이러한 고정자 코어(7)에는 코일(11)이 권취되어 있다.

회전축(1)은 또한 하우징(9) 내에서 회전 가능하도록 하부 및 상부 베어링(13, 14)으로 지지되는바, 이러한 베어링(13, 14)은 각각 회전축(1)에 압입된 채로 하우징(9)과 볼트(27. 28)로 결합되는 하부 커버(15) 및 상부 커버(17)의 베어링 시트에 각각 놓이게 된다. 도면부호 22는 상부 베어링(14)의 이탈을 방지하기 위한 리테이너를 나타낸다.

다음으로 전술한 구성을 갖는 종래 영구자석형 전동기의 조립 방법(후술하는 선행기술 참조)을 살펴 보면, 먼저 회전축(1)에 회전자 코어(3)를 압입하고, 회전자 코어(3)에 복수의 영구자석을 일정 간격으로 두고 장착한 후에 하부 베어링(13)을 압입한 회전자 어셈블리를 준비한다. 이어서, 상부 커버(17)에 상부 베어링(14)을 삽입하고, 상부 베어링(14)의 이탈 방지용 리테이너(22)를 부착한 후에 볼트로 결합한다.

다음으로, 코일(11)이 권취된 고정자 코어(7)를 하우징(9)의 내주면에 결합하고, 이렇게 결합된 하우징(9)의 외주면을 지그(미도시)로 고정한 상태에서 하부 커버(15)를 하우징(9)에 볼트(27)로 결합한다. 다음으로, 회전축(1)을 고정하기 위한 지그(미도시)를 하부 커버(15)를 통해 하우징(9)의 내측으로 삽입하여 회전축(1)의 하단을 상기 지그에 물린 상태에서 상기 지그를 아래로 잡아당겨서 어셈블리를 하부 커버(15)에 압입함으로써 하부 베어링(13)을 베어링 시트에 안착시킨다. 마지막으로 회전축(1)의 상단에 상부 커버(17)를 삽입한 상태에서 상부 커버(17)를 하우징(9)에 볼트(28)로 결합함으로써 조립이 완료된다.

그러나 전술한 바와 같은 선행기술에 따르면, 단지 전동기 부품의 구체적인 결합 순서와 같은 조립 방법만을 개시하고 있을 뿐 조립 과정에서 영구자석의 자력으로 인한 부품의 손상이나 고정자 코어와 회전자 사이의 공극 틀어짐을 방지하면서도 조립 효율을 향상시킬 수 있는 지그의 구체적인 구조에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않다.

- 선행기술 : 등록특허공보 10-0240410호(발명의 명칭 : 영구자석형 전동기 조립 방법)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 영구자석형 전동기를 조립함에 있어서 영구자석의 자력으로 인한 부품의 손상 및 고정자와 회전자 사이의 공극 틀어짐을 방지하면서도 조립 효율을 향상시킬 수 있도록 한 전동기 조립 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 전동기 조립 장치는 평탄한 판재로 이루어지고, 전동기의 하부 커버가 결합된 상태의 고정자 중간 조립체가 얹혀진 채로 고정되는 하측 고정판; 평탄한 판재로 이루어지고, 상기 하측 고정판의 상방에 상기 하측 고정판과 평행하게 설치된 상측 고정판; 상기 하측 고정판을 바닥과 간격을 둔 채로 지지하는 간격 유지부; 상기 하측 고정판의 하부 공간에 개재되고, 상기 하측 고정판에 상하로 형성된 하측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 하단을 홀딩하는 하측 지그 사프트를 수직 상태로 지지하는 하측 승강판; 상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이에 개재되고, 상기 상측 고정판에 상하로 형성된 상측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 상단이 홀딩되는 상측 지그 샤프트를 수직 상태로 지지하는 상측 승강판; 상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 상하로 연결하는 복수의 연결봉 및 상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 함께 승강시키는 승강 기구를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 상측 고정판은 상기 하측 고정판의 상면 좌측 및 우측에서 수직 연장된 한 쌍의 수직 연결판의 상단에 고정되고, 상기 간격 유지부는 상기 하측 고정판의 하부에서 상기 하측 고정판의 각 변을 지지하는 상측 수평 지지대, 상기 상측 수평 지지대의 각 모서리의 하부에서 수직 방향으로 연장된 수직 지지대 및 상기 수직 지지대의 하단을 연결하는 하측 수평 지지대를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 하측 수평 지지대 하부의 각 모서리에 연결되는 이동용 바퀴를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 승강 기구는, 상기 상측 승강판에 상하로 형성된 암나사, 상기 암나사에 나사 결합된 채로 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이에 회전 가능하게 설치되는 리드 스크류 및 상기 리드 스크류를 정역 회전시키는 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 암나사는 상기 상측 승강판의 양측 가장자리에 각각 1개씩 상하로 형성되고, 상기 리드 스크류는 각각의 상기 암나사에 나사 결합되며, 상기 조작 수단은 각각의 상기 리드 스크류의 상단에 키 결합된, 한 쌍의 치차 풀리, 상기 치차 풀리를 연결하는 타이밍 벨트 및 적어도 일측 치차 풀리에 연결된 리드 스크류에 키 결합된 핸들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 상측 고정판의 상면에 수직 방향으로 고정 설치되는 중공의 원통체로 이루어져서 상기 연결봉의 부드러운 승강을 안내하는 연결봉 가이드를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전동기 조립 장치에 따르면, 영구자석형 전동기를 조립함에 있어서 영구자석의 자력으로 인한 부품의 손상 및 고정자 코어와 회전자 사이의 공극 틀어짐을 방지하면서도 조립 효율을 향상시킬 수가 있다.

도 1은 일반적인 영구자석형 전동기의 단면도.
도 2는 본 발명의 전동기 조립 장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 전동기 조립 장치에 따른 조립 과정에서 고정자와 회전자가 분리된 상태를 보인 가로 종단면도.
도 4는 본 발명의 전동기 조립 장치에 따른 조립 과정에서 고정자와 회전자가 결합된 상태를 보인 가로 종단면도.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 전동기 조립 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 전동기 조립 장치의 사시도이다. 도 3은 본 발명의 전동기 조립 장치에 따른 조립 과정에서 고정자와 회전자가 분리된 상태를 보인 가로 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 전동기 조립 장치에 따른 조립 과정에서 고정자와 회전자가 결합된 상태를 보인 가로 종단면인바, 도 3 및 도 4에서는 편의상 연결봉의 일부를 생략하여 도시하고 있다.

도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전동기 조립 장치는 크게 평탄한 사각 판재, 예를 들어 금속 판재로 이루어지고, 하부 커버(15)가 결합된 상태의 고정자 중간 조립체가 얹혀진 채로 고정되는 하측 고정판(110); 평탄한 사각 판재, 예를 들어 금속 판재로 이루어지고, 하측 고정판(110)의 상방에 하측 고정판(110)과 평행하게 설치되는 상측 고정판(120); 하측 고정판(110)을 바닥과 간격을 둔 채로 지지하는 간격 유지부; 하측 고정판(110)의 하부 공간에 하측 고정판(110)과 평행하게 개재된 사각 판재, 예를 들어 금속 판재로 이루어지고, 회전자의 회전축(1) 하단을 홀딩하는 하측 지그 사프트(142)를 지지하는 하측 승강판(140); 하측 고정판(110)과 상측 고정판(120) 사이에 이들과 평행하게 개재된 사각 판재, 예를 들어 금속 판재로 이루어지고, 회전자의 회전축(1) 상단이 홀딩되는 상측 지그 샤프트(152)를 수직 상태로 지지하는 상측 승강판(150); 하측 승강판(140)과 상측 승강판(150)을 상하로 연결하는 복수의 연결봉, 예를 들어 하측 승강판(140)과 상측 승강판(150)의 각 모서리를 상하로 연결하는 4개의 연결봉(170) 및 하측 승강판(140)과 상측 승강판(150)을 함께 승강시키는 승강 기구를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상측 고정판(120)은 하측 고정판(110)의 상면 좌측 및 우측에서 수직 연장된 한 쌍의 수직 연결판(130) 상단에 고정되는바, 이에 따라 하측 고정판(110)과 상측 고정판(120) 사이에는 수직 연결판(130)의 높이만큼의 공간이 형성되고, 이 공간 내에서 상측 승강판(150)이 승강하게 된다.

하측 고정판(110)의 중심 부위에는 하측 지그 샤프트(142)가 이동하는 하측 샤프트 관통공이 상하로 형성되어 있고, 마찬가지로 상측 고정판(120)의 중심 부위에도 상측 지그 샤프트(152)가 이동하는 상측 샤프트 관통공이 상하로 형성되어 있다.

간격 유지부는 하측 고정판(110)의 하부에서 하측 고정판(110)의 각 변을 지지하는 상측 수평 지지대(106), 상측 수평 지지대(106)의 각 모서리의 하부에서 수직 방향으로 소정 길이, 즉 적어도 하측 승강판(110)의 승강 허용 길이만큼 연장되는 수직 지지대(104), 수직 지지대(104)의 하단을 연결하는 하측 수평 지지대(102) 및 하측 수평 지지대(102) 하부의 각 모서리에 연결되는 이동용 바퀴(108)를 포함하여 이루어진다.

다음으로, 승강 기구는 하측 고정판(110)과 상측 고정판(120) 사이에 적어도 1개, 바람직하게는 하측 고정판(110)과 상측 고정판(120)의 사이의 양측에 회전 가능하게 설치되되 상측 승강판(150)의 양측 가장자리에 상하로 형성된 암나사와 나사 결합되는 리드 스크류(lead screw)(180, 182), 상측 고정판(120)을 관통하여 돌출된 리드 스크류(180, 182)의 상단에 키 결합(keyed joint)된, 한 쌍의 치차 풀리(toothed pulley)(190, 192), 두 치차 풀리(190, 192)를 연결하는 타이밍 벨트(194) 및 적어도 일측 치차 풀리의 상부로 돌출된 리드 스크류 상단에 키 결합된 핸들(본 실시예에서는 2개)(196, 198)을 포함하여 이루어질 수 있다.

도면부호 172는 상측 고정판(120)의 상면에 수직 방향으로 고정 설치되는 중공의 원통체로 이루어져서 연결봉(170)의 부드러운 승강을 안내하는 연결봉 가이드를 나타낸다.

도면부호 160은 고정자 어댑터를 나타내는바, 조립되는 전동기의 다양한 형태의 고정자를 안정적으로 고정할 수 있도록 해당 고정자의 형상이나 구조에 따라 적절하게 변형될 수 있을 것이다. 이러한 고정자 어댑터(160)는, 예를 들어 중심 부위에 하측 샤프트 관통공(162)이 상하로 형성되어 있는 원판, 바람직하게는 금속 원판으로 이루어질 수 있을 것이다.

하측 지그 샤프트(142)는 하측 승강판(140)의 상면에 곧추선 채로 고정되어 있다. 도면부호 154는 상측 지그 샤프트(152)의 상측 승강판(150)에 대한 높낮이를 조절하기 위한 샤프트 고정구를 나타내는바, 작업자는 샤프트 고정구(154)의 조임 볼트를 푼 상태에서 상측 지그 샤프트(152)의 높이를 조절한 후에 조임 볼트를 조임으로써 상측 지그 샤프트(152)의 높낮이를 원하는 대로 조절할 수가 있다. 도면부호 156은 상측 승강판(150)의 상면에 설치되어 샤프트 고정구(154)를 지지하는 고정구 지지구를 나타낸다.

이하에는 전술한 구성을 갖는 본 발명의 전동기 조립 장치에 의한 전동기 조립 과정을 상세하게 설명한다.

먼저, 작업자는 고정자 코어(7)에 코일(11)이 권취되어 이루어진 고정자를 하우징(9)에 결합하고, 하우징(9)의 하부에 하부 커버(15)를 볼트(27) 결합하여 제작된 고정자 중간 조립체를 고정자 어댑터(160) 위에 정확하게 안착시킨 상태에서 고정한다.

다음으로, 회전자 코어(3)의 중심 부위에 회전축(1)을 압입하고, 회전자 코어(3)의 둘레에 영구자석을 설치하며, 회전축(1)의 하부 적소에 하부 베어링(13)을 압입하고, 회전축(1)의 상부에, 상부 베어링(14)이 조립된 상부 커버(17)를 압입하여 제작된 회전자 중간 조립체를 준비한다. 이 상태에서 핸들(196, 198)을 정방향(임의로 정함)으로 조작하여 하측 승강판(140)과 상측 승강판(150)을 함께 상승시킴으로써, 결과적으로 하측 지그 샤프트(142)를 고정자 중간 조립체의 중심 부위를 관통하여 충분한 높이, 즉 회전자의 영구자석의 자력의 영향력이 미치지 않는 높이까지 상승시킨다.

다음으로, 하측 지그 샤프트(142)의 상단에 회전자 중간 조립체의 회전축(1) 하단을 고정시킨 상태에서 샤프트 고정구(154)에 의해 상측 지그 샤프트(152)를 하강시켜서 회전축(1)의 상단을 상측 지그 샤프트(152)에 홀딩한 후에 샤프트 고정구(154)의 볼트를 조임으로써 회전자 중간 조립체를 견고하게 고정시킨다.

이 상태에서 핸들(196, 198)을 역방향으로 조작하여 하측 승강판(110)과 상측 승강판(120)을 함께 하강시킴으로써 도 4에 도시한 바와 같이 회전자 중간 조립체의 회전축(1) 하단이 고정자 중간 조립체의 하부 커버(15)를 관통하여 하강하고, 결과적으로 회전축(1)의 하부에 압입되어 있던 하부 베어링(13)이 하부 커버(15)의 베어링 시트에 정확하게 안착되게 된다.

이와 같이 하여 고정자 중간 조립체에 회전자 중간 조립체가 결합된 상태에서 회전축(1)의 상부에 리졸버(미도시) 등을 연결함으로써 전동기의 조립이 완료된다.

본 발명의 전동기 조립 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

전술한 실시예와는 달리, 리드 스크류가 1개 구비된 경우에는 그 설치 위치가 하측 고정판과 상측 고정판의 중심 부근으로 변경될 수 있을 것이고, 이 경우에는 치차 풀리와 타이밍 벨트 없이 핸들이 리드 스크류 상단에 직결합될 것이다.

다른 한편, 핸들 대신에 모터에 의해 리드 스크류를 회전시킬 수도 있을 것이다.

102: 하측 수평 지지대, 104: 수직 지지대,
106: 상측 수평 지지대, 108: 이동용 바퀴,
110: 하측 고정판, 120: 상측 고정판,
130: 수직 연결판, 140: 하측 승강판,
142: 하측 지그 샤프트, 150: 상측 승강판,
152: 상측 지그 샤프트, 154: 샤프트 고정구,
156: 고정구 지지구, 160: 고정자 어댑터,
170: 연결봉, 172: 연결봉 가이드,
180, 182: 리드 스크류, 190, 192: 치차 풀리,
194: 타이밍 벨트, 196, 198: 핸들

Claims (6)

1. 평탄한 판재로 이루어지고, 전동기의 하부 커버가 결합된 상태의 고정자 중간 조립체가 얹혀진 채로 고정되는 하측 고정판;
   평탄한 판재로 이루어지고, 상기 하측 고정판의 상방에 상기 하측 고정판과 평행하게 설치된 상측 고정판;
   상기 하측 고정판을 바닥과 간격을 둔 채로 지지하는 간격 유지부;
   상기 하측 고정판의 하부 공간에 개재되고, 상기 하측 고정판에 상하로 형성된 하측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 하단을 홀딩하는 하측 지그 사프트를 수직 상태로 지지하는 하측 승강판;
   상기 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이에 개재되고, 상기 상측 고정판에 상하로 형성된 상측 샤프트 관통공을 통해 승강하여 전동기 회전자의 회전축 상단이 홀딩되는 상측 지그 샤프트를 수직 상태로 지지하는 상측 승강판;
   상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 상하로 연결하는 복수의 연결봉 및
   상기 하측 승강판과 상기 상측 승강판을 함께 승강시키는 승강 기구를 포함하여 이루어진 전동기 조립 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상측 고정판은 상기 하측 고정판의 상면 좌측 및 우측에서 수직 연장된 한 쌍의 수직 연결판의 상단에 고정되고,
   상기 간격 유지부는 상기 하측 고정판의 하부에서 상기 하측 고정판의 각 변을 지지하는 상측 수평 지지대, 상기 상측 수평 지지대의 각 모서리의 하부에서 수직 방향으로 연장된 수직 지지대 및 상기 수직 지지대의 하단을 연결하는 하측 수평 지지대를 구비한 것을 특징으로 하는 전동기 조립 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하측 수평 지지대 하부의 각 모서리에 연결되는 이동용 바퀴를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전동기 조립 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강 기구는,
   상기 상측 승강판에 상하로 형성된 암나사, 상기 암나사에 나사 결합된 채로 하측 고정판과 상기 상측 고정판 사이에 회전 가능하게 설치되는 리드 스크류 및 상기 리드 스크류를 정역 회전시키는 조작 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 전동기 조립 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 암나사는 상기 상측 승강판의 양측 가장자리에 각각 1개씩 상하로 형성되고, 상기 리드 스크류는 각각의 상기 암나사에 나사 결합되며,
   상기 조작 수단은 각각의 상기 리드 스크류의 상단에 키 결합된, 한 쌍의 치차 풀리, 상기 치차 풀리를 연결하는 타이밍 벨트 및 적어도 일측 치차 풀리에 연결된 리드 스크류에 키 결합된 핸들을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 전동기 조립 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상측 고정판의 상면에 수직 방향으로 고정 설치되는 중공의 원통체로 이루어져서 상기 연결봉의 부드러운 승강을 안내하는 연결봉 가이드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 전동기 조립 장치.

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