KR20210019809A - 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형 - Google Patents

고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형 Download PDF

Info

Publication number
KR20210019809A
KR20210019809A KR1020190098892A KR20190098892A KR20210019809A KR 20210019809 A KR20210019809 A KR 20210019809A KR 1020190098892 A KR1020190098892 A KR 1020190098892A KR 20190098892 A KR20190098892 A KR 20190098892A KR 20210019809 A KR20210019809 A KR 20210019809A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
rotor
core
rotor core
end ring
Prior art date
Application number
KR1020190098892A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102272512B1 (ko
Inventor
강창석
김영찬
최세원
김유미
Original Assignee
한국생산기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생산기술연구원 filed Critical 한국생산기술연구원
Priority to KR1020190098892A priority Critical patent/KR102272512B1/ko
Priority to PCT/KR2019/014964 priority patent/WO2021029486A1/ko
Publication of KR20210019809A publication Critical patent/KR20210019809A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102272512B1 publication Critical patent/KR102272512B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/0054Casting in, on, or around objects which form part of the product rotors, stators for electrical motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/002Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure using movable moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/24Accessories for locating and holding cores or inserts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Induction Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법에 있어서, 상기 고압주조 금형은 판상의 철심을 복수개 적층하여 제조된 회전자 코어가 수용되며, 상하로 분리 가능한 몰드; 상기 몰드의 일측 끝부분에 형성되어 상기 회전자 코어로 공급되는 용탕이 주입되는 용탕 주입부; 상기 용탕 주입부의 일단부에 구비된 상태에서 유입된 용융액을 상기 몰드 내부로 유입시키는 게이트; 및 상기 몰드의 측부에 설치되어 상기 회전자 코어의 엔드링을 형성하는 하나 이상의 단부 형성부;를 포함하고, 회전자 제작 방법은 상기 회전자 코어 상에 형성된 복수의 슬롯 상에 기 소성된 도체바를 압입 형성하는 단계; 상기 회전자 코어의 양단 중 어느 일측 단 상에 엔드링을 1차적으로 성형하는 단계; 및 상기 1차 엔드링 성형 후 상기 회전자 코어를 취출하여 재장착한 후에 상기 회전자 코어의 타측 단 상에 엔드링을 2차적으로 성형하는 단계;를 포함한다.

Description

고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형{High-pressure casting mold for rotor through insertion of conductor bar with high conductivity and sequential molding of end ring}
본 발명은 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형에 대한 것으로서, 구체적으로는 소성가공을 통해 별개로 형성된 복수의 단위 도체바를 결합한 상태의 도체바를 회전자 코어에 결합한 상태에서 상기 회전자 코어의 양측 상에 제1 엔드링 및 제2 엔드링을 순차적으로 형성하는 기술에 관한 것이다.
주조는 주물을 만들기 위하여 실시되는 작업으로서 주물의 설계, 주조 방안의 작성, 모형의 작성, 용해 및 주입, 제품으로의 끝손질 순서로 진행된다.
제조하고자 하는 제품에 대한 주조 방법은 주형을 어떻게 설계하여 조합할 것인가가 중요한 문제인데, 원칙적으로는 코어를 가급적 사용하지 않고 되도록 전체를 2분할하여 고안하는 것이 바람직하며, 제품 상에 기포, 개재물의 혼입, 응고시의 부피 감소로 인한 균열 발생, 유동성 부족으로 용탕이 구석구석까지 돌아가지 못하여 발생하는 부분적인 결함 등이 방지되도록 고안되어야 한다. 주형의 재료로서는 모래, 금속 등이 있는데, 제품의 제조 개수의 다소, 요구되는 치수정밀도, 제품의 모양 등을 고려하여 적당히 선정하게 된다.
전동기는 모터 하우징이나 프레임 등에 고정 설치되는 고정자와 고정자의 내부에 회전 가능하도록 위치하는 회전자를 포함해서 구성되고, 상기 회전자는 다수개의 타발 작업된 원형 강판 철심에 형성된 강판 중심홀의 외주 면 내측에 형성된 다수개의 슬롯 내부에 결합되는 다수개의 도체바와 도체바의 양단 측에서 일체로 결합하는 엔드링을 포함해서 구성한다.
종래에 회전 전동기 내지 발전기를 구성하는 회전자 코어 내에 형성되는 도체바는 종형 또는 횡형의 다이캐스트기에 의해 알루미늄 용탕을 주입하여 형성하는 방식이 있는데, 상기와 같은 주조 방식의 도체바 제작의 경우에는 고온의 용탕이 주입되어 회전자 코어를 통과하면서 도체바를 형성하므로 상기 도체바 내에 기공과 수축공과 같은 주조 결함이 발생하고, 코어 온도 상승으로 인해 취출 시 코어 손상 문제가 발생하게 된다.
한편, 알루미늄, 구리 및 알루미늄/구리 합금으로 이루어진 도체바들 중 어느 하나의 도체바를 회전자 코어 상에 삽입하여 제조하는 회전자 제작 방식의 경우에는 도체바 중 일부만 회전자 코어에 삽입한 후 고압으로 주조하므로 버어(Burr) 결함, 용탕 침투 결함 및 회전 밸런싱 문제 등을 갖게 된다.
구체적으로, 알루미늄 도체바를 적용하는 경우에는 엔드링 주조 결함으로 수축공 및 기공 발생의 위험이 있고, 도체바 상에 단락이 발생한다는 문제점이 있다. 구리 도체바를 적용하는 경우에는 엔드링 주조 결함으로 수축공 및 기공 발생의 위험이 있고, 도체바 상에 단락이 발생한다는 문제점이 있는 한편, 고온으로 인한 금형 손상 및 생산성이 낮다는 한계가 있다. 알루미늄/구리 도체바를 적용하는 경우에는 엔드링 주조 결함으로 수축공 및 기공 발생의 위험이 있고, 도체바 상에 단락이 발생한다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0422043호 "모터용 코어 제조방법" (2004.03.11.) 대한민국 등록특허공보 제10-0861077호 "모터회전자용 다이캐스트 장치" (2008.09.30.)
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 하는 차원에서 와이어, 가공 및 압출 등을 통하여 1차적으로 소성가공을 진행하여 제1 도체바를 형성하고, 압출, 인발, 프레스 등을 통하여 2차적으로 소성가공을 진행하여 제2 도체바를 형성한 상태에서 상기의 형성된 제1 도체바 및 제2 도체바를 결합한 상태의 전도도가 우수한 도체바를 회전자 코어에 삽입하는 기술적 특징을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같이 2단으로 결합된 고전도성을 갖는 도체바를 회전자 코어에 삽입한 상태에서 금형 캐비티에 넣은 후, 용해된 금속소재를 금형 내에 주입하여 회전자 코어의 양측 상에 제1 엔드링 및 제2 엔드링을 주조하여 회전자를 제작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 회전자 코어의 측단 상에 엔드링을 형성하는 공정 상에서 코어 내부의 도체바가 주조 압력에 밀리지 않도록 밀림 방지판을 엔드링 하부 코어부 상에 설치하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법에 있어서, 상기 고압주조 금형은 판상의 철심을 복수개 적층하여 제조된 회전자 코어가 수용되며, 상하로 분리 가능한 몰드; 상기 몰드의 일측 끝부분에 형성되어 상기 회전자 코어로 공급되는 용탕이 주입되는 용탕 주입부; 상기 용탕 주입부의 일단부에 구비된 상태에서 유입된 용융액을 상기 몰드 내부로 유입시키는 게이트; 및 상기 몰드의 측부에 설치되어 상기 회전자 코어의 엔드링을 형성하는 하나 이상의 단부 형성부;를 포함하고, 회전자 제작 방법은 상기 회전자 코어 상에 형성된 복수의 슬롯 상에 기 소성된 도체바를 압입 형성하는 단계; 상기 회전자 코어의 양단 중 어느 일측 단 상에 엔드링을 1차적으로 성형하는 단계; 및 상기 1차 엔드링 성형 후 상기 회전자 코어를 취출하여 재장착한 후에 상기 회전자 코어의 타측 단 상에 엔드링을 2차적으로 성형하는 단계;를 포함한다.
1차적으로 엔드링을 성형하는 단계에서, 상기 회전자 코어 속에 삽입된 도체바가 주조 압력에 밀리지 않도록 밀림 방지판을 엔드링 하부 코어부에 설치한다.
상기 도체바의 소재는 구리, 알루미늄, 은을 포함한 고전도성 소재 중 어느 하나를 사용하며, 압출, 인발, 프레스, 가공을 포함한 가공 방법 중 어느 하나를 이용하여 성형한 후 상기 회전자 코어에 삽입한다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다.
본 발명은 가공 및 압출 등을 통하여 1차적으로 소성가공을 진행하여 제1 도체바를 형성하고, 압출, 인발, 프레스 등을 통하여 2차적으로 소성가공을 진행하여 고전도도를 갖는 제2 도체바를 형성한 상태에서 상기 형성된 제1,2 도체바를 결합한 상태의 전도도가 우수한 도체바를 회전자 코어에 삽입한 후 상부 및 하부 엔드링을 따로 형성하여 회전자를 제작함으로써 도체바 상에 주조 결함, 단락 문제 및 용탕 침투 결함을 최소화한다.
본 발명은 상부 엔드링과 하부 엔드링을 따로 성형하는바, 종래와 같이 용탕 주입 방식을 통한 주조 제법에서 발생할 수 있는 온도 저하 현상을 방지한다.
또한, 도체바 부분에 용탕이 통과하지 않으므로 회전자 코어 온도의 상승폭이 낮음으로 인해 회전자 코의 취출 시에 코어가 금형에 박히는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명은 도체바가 삽입된 코어를 금형 캐비티에 넣은 후에, 금형 내에 주입된 금속 소재를 통해 제1 엔드링을 성형하고, 금형 상에서 회전자 코어를 전후를 뒤집어 반전시킨 후에 제2 엔드링을 주조하여 회전자를 제작하게 하는데, 상기 제1 엔드링의 형성 공정 상에서 밀림 방지판을 엔드링 하부 코어부에 설치함으로써 회전자 코어 내주의 도체바가 주조 압력에 밀리지 않도록 한다.
도 1은 본 발명에 따라 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형의 전체적인 구성을 보이는 분해 사시도이다.
도 2는 별개의 소성가공을 통한 제1,2 도체바를 결합한 상태에서 회전자 코어 상에 삽입 결합하는 공정을 보인다.
도 3은 이중 농형 구조를 갖는 도체바의 다양한 결합 구조를 보인다
도 4는 강판 적층 코어의 양단 상에 엔드링을 형성하기 위한 밀림 방지 코어 및 엔드링 코어의 구체적인 형상을 보인다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형은, 다수개의 슬롯이 형성된 판상의 철심을 복수개 적층하여 제조된 강판 적층 코어(120)가 수용되는 중심 금형(100); 상기 중심 금형(100)의 일측 끝부분에 형성되어 상기 강판 적층 코어(120)의 일측으로 알루미늄 용탕을 주입하는 고정부 금형(200); 상기 중심 금형(100)의 타측 끝부분에 형성되는 가동부 금형(300); 상기 고정부 금형(200)의 일단부에 구비된 상태에서 유입된 용융액을 상기 중심 금형(100) 내부로 유입시키는 게이트(미도시); 상기 중심 금형(100)의 일측에 설치되어 상기 강판 적층 코어(120)의 엔드링을 형성하게 하는 엔드링 형성부(400); 상기 중심 금형(100)의 타측에 설치된 상태에서 상기 중심 금형(100)에 삽입된 강판 적층 코어(120)의 타측을 지지하는 기능을 한는 지지 금형(500); 및 상기 지지 금형(500) 내에 배치된 상태에서 적층된 강판 적층 코어(120)의 단부를 가압하여 적층된 강판 적층 코어(120) 간의 적층 두께를 균일하게 하는 유압 실린더 모듈(600);을 포함한다. 회전자용 고압주조 금형은 이를 통해 강판 적층 코어(120)의 눌림 현상 방지 및 강판 적층 코어(120) 사이에 알루미늄 버어의 발생을 방지한다.
중심 금형(100)은 중심 금형 관통구(110)에 의해 유지된 강판 적층 코어(120)를 내부에 수납하는 철심유지금형으로써 단일한 부재로 구성되어 있다.
상기 중심 금형(100)은 강판 적층 코어(120)가 내장되는 중심 금형 관통구(110)가 형성되는데, 상기 중심 금형 관통구(110) 상에서 강판 적층 코어(120)의 측단 상으로 엔드링 하부 코어부(130)가 배치된다.
상기 엔드링 하부 코어부(130)는 강판 적층 코어(120)를 둘러싸는 형태로 중심 금형 관통구(110) 상에 배치되는 중공 원통 형상의 코어링(131), 강판 적층 코어(120)의 측단에 인접 배치된 상태에서 상기 강판 적층 코어(120)의 슬롯에 삽입된 도체바의 밀림을 방지하거나 강판 적층 코어(120)를 지지하는 밀림 방지 코어(135)를 포함한다.
도 4를 참조하면, 밀림 방지 코어(135)는 방지 코어 지지판(136), 방지 코어 지지판(136)에서 돌출된 상태에서 중심 금형 관통구(110) 상에 삽입 고정되는 형상인 코어 몸체(136) 및 코어 몸체(137) 상에 도체바의 단면에 대응하도록 형성된 도체 삽입구(138)를 갖는다. 즉, 강판 적층 코어(120)가 중심 금형(100)에 삽입된 상태에서 엔드링 형성부(400)를 통해 강판 적층 코어(120)의 일측 상에 엔드링을 형성하고자 할때, 강판 적층 코어(120)의 타측에 노출된 도체바의 끝단이 밀림 방지 코어(135)의 도체 삽입구(138)에 인입된 상태에서, 강판 적층 코어(120)의 일측에 노출된 도체바 상에 용융 금속을 공급하는 과정을 통해 제1 엔드링을 형성한다.
상기 제1 엔드링 형성 후에 중심 금형 관통구(110) 상에서 강판 적층 코어(120)를 반출한 후에 반대 방향으로 다시 삽입한다. 강판 적층 코어(120)의 일측 상에 기 형성된 제1 엔드링이 엔드링 하부 코어부(130)를 마주하도록 위치한 상태에서, 강판 적층 코어(120)의 타측에 노출된 도체바 상에 용융 금속을 공급하는 과정을 통해 제2 엔드링을 형성한다.
고정부 금형(200)에는 용탕 투입구가 형성된 사출 슬리브(210)가 고정 설치되어 있다. 사출 슬리브의 내부에는 도시하지 않은 사출실린더 로드에 커플링을 개재하여 연결된 플런저 로드와 그 끝에 고착된 플런저팁이 미끄럼 가능하게 끼워 넣어져 있다. 고정부 금형(200)에는 사출 슬리브에 연통된 상태에서 환상홈이 형성된 런너 스트리퍼(220)가 배치된다.
중심 금형(100)의 일측에는 엔드링 형성부(400)가 배치되고, 타측에는 지지 금형(500)이 접촉해서 배치되어 있으며, 지지 금형(500)와 중심 금형(100)은 볼트에 의해 서로 고정되어 있다.
엔드링 형성부(400)는 중심 금형(100)의 일측을 밀봉하면서 강판 적층 코어(120)의 일측면에 밀착되고, 밀착부분에 일정 공간을 갖도록 구성할 경우 회전자의 제1 엔드링 및 제2 엔드링을 형성한다.
엔드링 형성부(400)는 고정부 금형(200)에 고정된 고정 금형이며 그 내부에는 런너 스트리퍼 끝단의 개구부와 연통하는 런너 코어가 결합되어 있다. 엔드링 형성부(400)는 엔드링 성형용의 환상홈이 형성되어 있고, 상기 환상홈의 꼭지부는 원뿔모양 용탕통로의 선단부와 접속연통하고 있다.
엔드링 형성부(400)에는 강판 적층 코어(120) 내에 형성되어 도체 부분을 성형하기 위한 슬롯과 통하는 엔드링 성형용의 환상홈이 형성되어 있고 이 환상홈의 꼭지부는 원뿔모양 용탕통로의 선단부와 접속되고, 그 접속부분은 핀게이트(PG)를 구성하고 있다. 상기 핀게이트(PG)의 단면은 직경 1∼수㎜ 정도로 형성되어 있고, 성형후의 형열림 동작에 따라 이 핀게이트(PG)부분이 절단되도록 되어 있다.
엔드링 형성부(400)는 강판 적층 코어(120)의 측부 상에 형성되는 엔드링을 형성하기 위한 엔드링 코어(420)가 결합된다.
도 4를 참조하면, 엔드링 코어(420)는 엔드링 형성부(400)에 관통 형성된 코어 결합구 상에 결합되는 엔드링 코어 지지판(421), 엔드링 코어 지지판에서 원통 형상으로 돌출 형성된 엔드링 성형 외벽(423), 엔드링 성형 외벽의 내측으로 이격 형성된 엔드링 성형 중심부(425)를 포함한다.
지지 금형(500)은 중심 금형(100)의 타측을 밀봉하면서 강판 적층 코어(120)의 타측면에 밀착되고, 엔드링 형성부(400)를 통해 강판 적층 코어(120) 상에 엔드링을 성형하는 공정 중에 강판 적층 코어(120)의 위치를 안정적으로 고정한다.
가동부 금형(300)은 지지 금형(500)에 고정 설치된 이동 금형이며, 상기 가동부 금형(300)에는 환상홈이 형성되어, 이 환상홈과 동심 원주상의 여러 곳에 있어서 원뿔모양 용탕통로의 저부와 통하도록 되어 있다.
가동부 금형(300)에는 압출판(310)에 부착한 압출핀(320)이 설치되어 있어, 강판 적층 코어(120) 측으로 힘을 가하도록 되어 있다. 가동부 금형(300)은 스페이서 블럭(330)을 통해 지지 금형(500)와 일정한 이격 거리를 유지한다.
가동부 금형(300)의 압출핀은 성형 후의 강판 적층 코어(120)를 중심 금형(100)에서부터 배출하기 위한 압출 로드이다.
유압 실린더 모듈(600)은 유압 실린더(610) 및 유압 실린더(610)의 구동력을 기반으로 전후방으로 이동 가능하게 결합되는 유압 피스톤(620)을 포함한다.
유압 실린더의 작동 신호에 따라 전후방으로 이동하는 유압 피스톤은 하부 분할 코어 및 하부 코어를 가압하는 과정을 통해 강판 적층 코어(120)의 측단을 소정의 힘으로 눌러주는 기능을 한다. 즉, 유압 피스톤, 유압 피스톤에 직접 대면하는 하부 분할 코어, 하부 분할 코어에 직접 대면하는 하부 코어가 순차적으로 중심 금형 관통구(110)를 따라 이동하는 구조를 통해서 결과적으로 강판 적층 코어(120)를 가압하는 기능을 한다.
이를 통해, 회전자용 고압주조 금형의 형폐 시에 유압 실린더 모듈(600)을 통해 회전자 Si 강판 적층 코어(120)의 측면을 가압하여 적층 두께를 균일하게 되도록 만들어 강판의 눌림 현상을 방지함과 동시에 강판 사이에 알루미늄 버어가 발생하지 않게 하는 것과 동시에 강판 코어 간의 인터락킹으로 강판 외곽부 벌어짐 현상을 제어하여 강판 두께의 균일화 효과를 가져오게 한다.
이하, 별개의 소성가공을 통해 형성된 제1,2 단위 도체바를 결합한 상태의 도체바를 강판 적층 코어(120) 상에 삽입 결합하는 공정을 설명한다.
본 발명에 따라 제작되는 회전자는 유도 전동기를 구성하는 핵심적인 부품으로서 기능하는데, 특히 회전자를 이루는 권선이 제1,2 단위 도체바와 제1,2 단위 도체바를 단락시키는 단락환인 엔드링으로 구성되어 있는 농형 회전자이다.
도 2를 참조하면, 와이어 가공 및 압출을 통하여 1차적으로 소성가공을 진행하여 제1 단위 도체바(141)를 형성하고, 압출/인발/프레스를 통하여 2차적으로 소성가공을 진행하여 제2 단위 도체바(143)를 형성한 상태에서 상기 제1,2 도체바를 결합한 상태에서 전도도가 우수한 소재의 도체바(140)를 강판 적층 코어(120)에 삽입한다.
상기 도체바의 소재는 구리, 알루미늄, 은 및 하이브리드 소재를 포함한 고전도성 소재 중 어느 하나를 사용하며, 압출, 인발, 프레스, 가공을 포함한 가공 방법 중 어느 하나를 이용하여 성형한 후 강판 적층 코어에 삽입한다.
일예로서, 도체바는 제1,2 단위 도체바의 소재를 각각 상이하게 구성한 하이브리드 타입을 가질 수 있다. 구체적으로 도체바가 이루는 이중 농형 구조를 보면, 강판 적층 코어(120)에 형성된 슬롯의 내측은 전기저항이 낮은 소재(구리, 은 등)인 제1 단위 도체바(141)를 사용하고, 슬롯의 외측은 전기 저항이 높은 소재(알루미늄, 황동, 동니켈 등)인 제2 단위 도체바(143)를 사용하여 구성한다. 즉, 회전자 슬롯은 회전자 도체를 이중으로 하여 도체 저항이 큰 슬롯 외측의 제2 단위 도체바(143)와 도체 저항이 적은 슬롯 내측의 제1 단위 도체바(141)을 병렬연결한다.
강판 적층 코어(120)에 형성된 슬롯 상에서 코어의 중심부 방향으로는 전기저항이 낮은 소재를 배치하는 것과 동시에 코어의 외측부 방향으로는 전기저항이 높은 소재를 배치한다.
회전자 측의 주파수는 운전시 낮고, 기동시는 높기 때문에 슬롯 내측은 누설자속에 의해 누설리액턴스가 증가하여 기동시 대부분의 회전자 전류는 외측인 고저항 측으로 흐르고, 정격 회전수에 이르면 회전자 전류는 저항이 적은 내측 도체로 흐르게 된다. 따라서, 회전자 기동시는 권선형 회전자에 기동저항을 연결한 상태가 되고, 정격 회전수에는 농형 회전자의 상태가 되어 고효율 및 고역률이다.
이로 인해서, 회전자의 초기 구동 시에 동손 저감효과 및 정격부하 운전 중 효율 향상을 기하게 한다.
구체적인 실시예로서, 유도 전동기 초기 구동 시에 동손 저감이 적은 Al 회전자의 장점과 유도 전동기의 정격부하 운전 중 효율이 우수한 Cu 회전자의 장점이 결합된 Al/Cu 이중 농형 구조의 적용이 가능하게 된다.
도 3을 참조하면, 이중 농형 구조를 갖는 도체바의 다양한 결합 구조를 보인다. 즉, 슬롯의 외측 상에 전기 저항이 높은 소재인 알루미늄을 배치하되, 상기 알루미늄의 비율을 100%에서 0%로 다양하게 유지한다는 것을 보인다.
이하, 도면을 다시 참조하여 본 발명의 회전자용 고압주조 금형을 이용하여 고전도도의 도체바를 삽입한 후 상하 엔드링 순차 성형을 실시하는 과정을 설명한다.
도체바를 강판 적층 코어에 형성된 다수의 슬롯에 삽입한 상태에서 상기 강판 적층 코어를 중심 금형(100)의 중심 금형 관통구(110)에 넣은 후에, 용해된 금속소재를 금형 상에 주입하여 먼저 강판 적층 코어의 일측으로 제1 엔드링을 성형하고, 중심 금형(100) 상에서 강판 적층 코어를 뒤집어 삽입한 후에 강판 적층 코어의 타측으로 제2 엔드링을 주조하여 회전자를 제작한다.
한편, 상기 제1 엔드링을 형성하는 공정 상에서 강판 적층 코어 속에 삽입된 도체바 소재가 주조 압력에 밀리지 않도록 밀림 방지 코어(135)가 엔드링 하부 코어부(130)에 배치된 상태를 갖는다.
즉, 전체적으로는 2중 금속으로 형성된 도체바를 강판 적층 코어에 삽입한 상태에서 상기 강판 적층 코어를 금형 캐비티에 넣은 후, 용해된 금속소재를 금형 내에 주입하여 먼저 제1 엔드링을 성형하고, 금형 상에서 코어를 뒤집어 삽입한 후 제2 엔드링을 주조하여 회전자를 제작하는 것을 특징으로 한다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 중심 금형
120 : 강판 적층 코어
130 : 엔드링 하부 코어부
135 : 밀림 방지 코어
200 : 고정부 금형
300 : 가동부 금형
400 : 엔드링 형성부
420 : 엔드링 코어
500 : 지지 금형
600 : 유압 실린더 모듈

Claims (3)

  1. 판상의 철심을 복수개 적층하여 제조된 회전자 코어가 수용되며, 상하로 분리 가능한 몰드;
    상기 몰드의 일측 끝부분에 형성되어 상기 회전자 코어로 공급되는 용탕이 주입되는 용탕 주입부;
    상기 용탕 주입부의 일단부에 구비된 상태에서 유입된 용융액을 상기 몰드 내부로 유입시키는 게이트; 및
    상기 몰드의 측부에 설치되어 상기 회전자 코어의 엔드링을 형성하는 하나 이상의 단부 형성부;를 포함하는 고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법에 있어서,
    상기 회전자 코어 상에 형성된 복수의 슬롯 상에 기 소성된 도체바를 압입 형성하는 단계;
    상기 회전자 코어의 양단 중 어느 일측 단 상에 엔드링을 1차적으로 성형하는 단계; 및
    상기 1차 엔드링 성형 후 상기 회전자 코어를 취출하여 재장착한 후에 상기 회전자 코어의 타측 단 상에 엔드링을 2차적으로 성형하는 단계;를 포함하는,
    고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    1차적으로 엔드링을 성형하는 단계에서, 상기 회전자 코어 속에 삽입된 도체바가 주조 압력에 밀리지 않도록 밀림 방지판을 상기 회전자 코어의 측부에 배치된 엔드링 하부 코어부에 설치한,
    고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체바의 소재는 구리, 알루미늄, 은을 포함한 고전도성 소재 중 어느 하나를 사용하며, 압출, 인발, 프레스, 가공을 포함한 가공 방법 중 어느 하나를 이용하여 성형한 후 상기 회전자 코어에 삽입한, 고압주조 금형을 이용한 회전자 제작 방법.
KR1020190098892A 2019-08-13 2019-08-13 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형 KR102272512B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098892A KR102272512B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형
PCT/KR2019/014964 WO2021029486A1 (ko) 2019-08-13 2019-11-06 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 이종소재 회전자 제작 방법 및 상기 이종소재 회전자 제작을 위한 고압 주조 금형

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190098892A KR102272512B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210019809A true KR20210019809A (ko) 2021-02-23
KR102272512B1 KR102272512B1 (ko) 2021-07-05

Family

ID=74570360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190098892A KR102272512B1 (ko) 2019-08-13 2019-08-13 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102272512B1 (ko)
WO (1) WO2021029486A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100422043B1 (ko) 2001-11-05 2004-03-11 삼성전기주식회사 모터용 코어 제조방법
KR100579306B1 (ko) * 2004-12-08 2006-05-11 현대자동차주식회사 실린더 블록 금형
KR100861077B1 (ko) 2001-05-30 2008-09-30 도시바 기카이 가부시키가이샤 모터회전자용 다이캐스트 장치
JP2008301568A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Mitsubishi Electric Corp かご形回転子、誘導電動機及びかご形回転子の製造方法
KR20090124025A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 (주)시대전기 농형 유도전동기의 회전자 제조 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0974726A (ja) * 1995-09-07 1997-03-18 Hitachi Ltd 誘導電動機の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100861077B1 (ko) 2001-05-30 2008-09-30 도시바 기카이 가부시키가이샤 모터회전자용 다이캐스트 장치
KR100422043B1 (ko) 2001-11-05 2004-03-11 삼성전기주식회사 모터용 코어 제조방법
KR100579306B1 (ko) * 2004-12-08 2006-05-11 현대자동차주식회사 실린더 블록 금형
JP2008301568A (ja) * 2007-05-29 2008-12-11 Mitsubishi Electric Corp かご形回転子、誘導電動機及びかご形回転子の製造方法
KR20090124025A (ko) * 2008-05-29 2009-12-03 (주)시대전기 농형 유도전동기의 회전자 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021029486A1 (ko) 2021-02-18
KR102272512B1 (ko) 2021-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100956477B1 (ko) 로터의 제조 방법
US8181333B2 (en) Method of manufacturing squirrel-cage rotor
KR101341237B1 (ko) 로터 및 로터 제조 방법
JP5681027B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
US4760300A (en) Squirrel-cage type rotor and method for its manufacture
JP5589061B2 (ja) 鋳造短絡棒を有するかご形回転子
JP2015009259A (ja) コイル鋳造装置、コイル鋳造方法、及び金型
US9038703B2 (en) Production of die cast rotors with copper bars for electric motors
EP2920868B1 (en) Casting technology for induction rotor assemblies
KR101220890B1 (ko) 구리 농형 회전자 제작용 원심 주조 장치 및 그 원심 주조 방법
JP2018026930A (ja) 積層鉄心及びその製造方法
JP6398703B2 (ja) 樹脂充填方法及び樹脂充填装置
KR20210019809A (ko) 고전도도의 도체바 삽입 및 엔드링 순차 성형 방식을 통한 회전자용 고압주조 금형
US20180316232A1 (en) Permanent magnet rotor for rotating electric machines and method for manufacturing such rotor
KR101505390B1 (ko) 회전자용 다이캐스팅 장치
US8511367B2 (en) Method and apparatus for fabricating a rotor for an induction motor
KR102130311B1 (ko) 강판 적층 코어로의 용탕 침투현상을 방지하기 위한 회전자용 고압주조 금형
JPH10174389A (ja) カゴ型回転子、及びその製造方法
KR20120117357A (ko) 회전자용 다이캐스팅 금형
JP6458506B2 (ja) 樹脂充填方法及び樹脂充填装置
KR20210019808A (ko) 엔드링 성형부 상에 벤트 구조를 채용한 회전자용 고압주조 금형
KR101104670B1 (ko) 농형 회전자 제작용 원심 주조 장치 및 그 원심 주조 방법
JPH0549220A (ja) かご形回転子の鋳造装置
CN114247865B (zh) 用于垂直地压铸用于异步电机的转子的装置和方法
WO2020071532A1 (ja) コイル部品の製造方法、電気機械の製造方法、コイル部品及び電気機械

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant