KR20180130958A - 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치에 있어서, 금형본체, 상기 금형본체와 일체로 구비되며 상기 금형본체의 내부와 게이트를 통해 연계되어 가스를 배기하는 가스벤트와, 상기 가스벤트와 게이트 사이에 배치되어 상기 금형본체 내 용탕의 외부 배출을 방지하고 가스의 통기성을 갖기 위한 다공질필터와, 상기 게이트의 선단에 배치되어 용탕 침투를 방지하기 위한 인서트부재 및 선단이 상기 인서트부재의 중심부에 접하여 용탕의 응고 및 냉각을 유도하기 위한 코어지그를 포함한다. 본 발명에 따르면, 금형본체에 벤트 구조가 일체로 구비된 채 다공질필터, 인서트부재 및 코어지그가 포함됨으로써, 유도전동기용 회전자 엔드링부에 발생가능한 기포를 저감시키기 때문에 전기전도 저하 및 무게 편차의 증가를 예방할 수 있다.

Description

유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치{A mold device having a gas vent structure for reducing bubbles in a rotor for an induction motor}

본 발명은 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전자 제작 시 금형 내에 잔존하는 가스의 배기 효율을 극대화시키는 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 유도전동기는 권선에 교류를 흘려 회전자계를 형성하는 고정자(stator)와 그 자계에 의해 회전하는 회전자(rotor)로 구성된다.

회전자는 생산 방식에 따라 회전자 철심의 슬롯(Slot)에 바를 삽입하고 양 끝단부를 엔드링과 접합하여 제작되는 브레이징 타입과 고압 다이캐스팅 방법으로 회전자 철심의 슬롯과 양 끝단 엔드링부를 일체 성형하는 다이캐스팅 타입으로 분류할 수 있다.

다이캐스팅은 회전자 철심을 다이캐스팅 금형에 삽입한 상태에서, 알루미늄 또는 동 소재의 용융물을 회전자 철심의 슬롯에 밀어 넣어 회전자의 도체바, 엔드링 및 브레이드를 형성하게 된다.

이때, 용융물은 다이캐스팅 금형에 형성된 런너를 따라 회전자 철심이 삽입된 곳으로 주입되고, 다이캐스팅 금형 내 잔존하는 가스 및 공기가 벤트(Vent)를 통하여 외부로 배출하게 된다.

한편, 종래의 다이캐스팅 금형은, 벤트를 통해 다이캐스팅 금형 내의 가스 및 공기를 전부 배출하기에는 한계가 있기 때문에 다이캐스팅된 회전자 구조물에 기포가 형성되었다.

회전자 구조물에 형성된 기포는 회전자의 충진율을 떨어뜨리고, 외관 불량의 원인으로 작용하여 회전자의 생산 수율을 떨어뜨렸다.

또한, 다이캐스팅된 구조물에 기포가 형성된 회전자로 유도전동기를 제조할 경우, 제조된 유도전동기를 사용하는 과정에서 기포가 형성된 부분이 파손되거나 또는 기포로 인해 유도전동기의 가동 효율이 떨어지는 문제점이 발생하였다.

이를 위해, 종래에는 대한민국 등록특허 제10-1306243호가 제시되었다.

하지만, 종래의 에어 벤트 구조를 갖는 금형장치는, 다음과 같은 문제점이 제기되었다.

첫째, 슬롯의 중심부에 가스 및 공기가 잔존하여 품질시험을 통과한 후 필드에서 고속으로 회전 중 온도 상승에 따른 공기팽창으로 인해 슬롯이 단절되어 쇼트 발생에 의한 화재 발생 등의 신뢰성 문제가 발생되었다.

둘째, 체적이 큰 엔드링부에 기포가 잔존함에 따라 회전자 구조물의 무게 편차가 발생하여 회전자 밸런스를 맞추기에 한계가 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은 회전자 제작 시 금형 내에 잔존하는 가스의 배기 효율을 극대화시키는 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일실시예는 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치에 있어서, 금형본체, 상기 금형본체와 일체로 구비되며 상기 금형본체의 내부와 게이트를 통해 연계되어 가스를 배기하는 가스벤트와, 상기 가스벤트와 게이트 사이에 배치되어 상기 금형본체 내 용탕의 외부 배출을 방지하고 가스의 통기성을 갖기 위한 다공질필터와, 상기 게이트의 선단에 배치되어 용탕 침투 및 철심장 변형을 방지하기 위한 인서트부재 및 선단이 상기 인서트부재의 중심부에 접하여 용탕의 응고 및 냉각을 유도하기 위한 코어지그를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 인서트부재가 링 형상일 수 있다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 금형본체에 벤트 구조가 일체로 구비된 채 다공질필터, 인서트부재 및 코어지그가 포함됨으로써, 유도전동기용 회전자 엔드링부에 발생가능한 기포를 저감시키기 때문에 전기전도 저하 및 무게 편차의 증가를 예방할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치를 나타내는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 따른 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치를 설명한다.

먼저, 유도전동기용 회전자(이하 회전자) 다이캐스팅 중 가스(공기) 배출이 원활히 이루어지지 않을 경우 가스가 회전자 내부에 기포로 잔존하게 될 수 있다.

여기서, 슬롯에 기포가 잔존하여 슬롯 단절이 발생해 품질시험에서 불량처리 되는데, 슬롯의 중심부에 작게 잔존하여 품질시험을 통과한 후 필드에서 고속으로 회전 중 온도 상승에 따른 공기팽창으로 슬롯 단절이 일어날 경우 쇼트 발생에 의한 화재 발생 등이 생길 수 있다.

회전자 다이캐스팅을 설계할 경우, 슬롯 기포 잔존은 억제할 수 있으나, 상대적으로 체적이 큰 엔드링부에 기포가 잔존하는 경우가 많다.

이때, 엔드링부의 무게 편차가 발생하게 되는데, 동 회전자의 경우 동의 밀도가 높기 때문에 소량의 기포가 잔존하더라도 무게 편차가 증가될 수 있다.

더욱이, 회전자의 무게 편차 발생으로 인해 회전자 밸런스를 맞추기 어렵게 되고, 특히, 고속 전동기에 적용되는 회전자의 경우 기포(기공)가 한쪽으로 몰려 회전 밸런스를 맞추기 어렵게 된다.

회전자 엔드링부의 기포는 대부분 용탕이 주입되는 반대측의 엔드링부에서 발생되나, 2단 금형 구조일 경우 가스를 배출할 수 있는 벤트 구조를 적용하기가 어렵다.

이러한 문제로 3단 구조 금형을 적용하면 해결이 가능하지만, 동 다이캐스팅의 높은 금형 손상율로 인해 금형 교체 및 유지보수에 어려움이 있어 양산라인의 적용에 한계가 있다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 1을 통해 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치를 제시한다. 단, 종래의 2단 금형구조의 높은 생산성, 금형 유지보수 및 교체 용이성을 고려하여 금형장치 일체형 벤트의 구조를 갖는다.

도 1은 본 실시예에 따른 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치를 나타내는 도면이다.

도 1 에서와 같이, 본 실시예에 따른 금형장치(100)는, 금형본체(110), 가스벤트(120), 다공질필터(130), 인서트부재(140) 및 코어지그(150)를 포함한다.

금형장치(100)는 전체적으로 회전자(미도시)의 기포 저감을 위한 가스벤트(120) 구조를 갖는다.

금형본체(110)는 용탕을 통해 회전자를 성형하기 위한 캐비티 및 게이트 등이 포함된 구조물 성형수단이다.

가스벤트(120)는 금형본체(110)와 일체로 구비되며 금형본체(110)의 내부와 게이트를 통해 연계되어 가스를 배기한다.

이때, 게이트는 엔드링부(미도시)의 용탕 충진패턴에 따라 최종 충진 지점에 설치된다.

다공질필터(130)는 가스벤트(120)와 게이트 사이에 배치되어 금형본체(110) 내 용탕의 외부 배출을 방지하고 가스의 통기성을 갖는다.

인서트부재(140)는 링 형상으로 이루어지되, 게이트의 선단에 배치되어 용탕 침투 및 철심장 변형을 방지함과 동시에 강판의 손상을 막는다.

코어지그(150)는 적층 강판의 지지 및 적층 강판의 핸들링을 위한 구조를 갖되, 선단이 인서트부재(140)의 중심부에 접하여 용탕의 응고 및 냉각을 유도하여 금형장치(100) 외부로의 용탕 비산을 방지한다.

결과적으로, 본 실시예에 따르면, 금형본체(110)에 벤트 구조가 일체로 구비된 채 다공질필터(130), 인서트부재(140) 및 코어지그(150)가 포함됨으로써, 회전자 엔드링부에 발생가능한 기포를 저감시키기 때문에 전기전도 저하 및 무게 편차의 증가를 예방할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 금형장치 110: 금형본체
120: 가스벤트 130: 다공질필터
140: 인서트부재 150: 코어지그

Claims (2)

1. 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치에 있어서,
   금형본체;
   상기 금형본체와 일체로 구비되며 상기 금형본체의 내부와 게이트를 통해 연계되어 가스를 배기하는 가스벤트;
   상기 가스벤트와 게이트 사이에 배치되어 상기 금형본체 내 용탕의 외부 배출을 방지하고 가스의 통기성을 갖기 위한 다공질필터;
   상기 게이트의 선단에 배치되어 용탕 침투 및 철심장 변형을 방지하기 위한 인서트부재; 및
   선단이 상기 인서트부재의 중심부에 접하여 용탕의 응고 및 냉각을 유도하기 위한 코어지그;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 인서트부재가 링 형상인 것을 특징으로 하는 유도전동기용 회전자의 기포 저감을 위한 가스벤트 구조를 갖는 금형장치.
   

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