KR20220056596A - Rotor joining structure of traction motor and magnetic gear for realization of direct drive system for railway vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조에 대한 것이다. The present invention relates to a structure for fastening a rotor between a traction motor and a magnetic gear for realizing a direct drive system for a railway vehicle.
일반 철도차량용 대차에서는 견인전동기(유도전동기 또는 영구자석형 동기전동기)와 기계식 감속기가 대차의 양쪽 차륜 내부에 위치하게 된다. 견인전동기와 차축 사이에 기계식 감속기가 위치하며, 견인전동기 회전축과 기계식 감속기 회전축과 차축은 서로 평행하게 위치된다. 여기서 기계식 감속기는 내부에 기계식 기어로 이루어져 있으며, 견인전동기의 고속/저회전력을 저속/고회전력으로 변환하여 차축에 전달하게 된다. 철도차량의 종류에 따라 기계식 감속기가 1단 또는 2단으로 구성되기도 한다.In the bogie for general railroad vehicles, a traction motor (induction motor or permanent magnet type synchronous motor) and a mechanical reducer are located inside both wheels of the bogie. A mechanical reducer is positioned between the traction motor and the axle, and the traction motor rotating shaft and the mechanical reducer rotating shaft and the axle are positioned parallel to each other. Here, the mechanical reducer consists of a mechanical gear inside, and the high-speed/low-rotation power of the traction motor is converted into low-speed/high-rotation power and transmitted to the axle. Depending on the type of railroad car, a mechanical reducer may be composed of one or two stages.
도 1은 종래 견인전동기 및 기계식 기어로 이루어진 구동시스템의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 기존의 견인전동기에 기계적 기어의 사용은 직접 접촉을 통한 기계적 파손 위험도 높으며 감속기를 구축하기 위한 부품의 교환주기 또한 각각 상이하기에 유지 보수성이 좋지 않은 문제점이 존재한다. 1 is a diagram showing the configuration of a drive system consisting of a conventional traction motor and a mechanical gear. As shown in Figure 1, the use of a mechanical gear in a conventional traction motor also has a high risk of mechanical damage through direct contact, and the replacement cycle of parts for constructing the reducer is also different, so there is a problem of poor maintainability.
영구자석 동기전동기와 마그네틱 기어의 일체형 구조 직접 구동시스템은 기존 시스템에 대한 문제점을 해결하지만 이를 실제로 구현하기 위한 방법이 제안되지 않고 있다. The integrated structure of the permanent magnet synchronous motor and the magnetic gear direct drive system solves the problems of the existing system, but a method for actually implementing it has not been proposed.
특히 영구자석 동기전동기와 마그네틱 기어의 연결이 핵심적인 아이디어인데 이에 실제 고속 회전력을 전달하기 위한 구체적인 방법이 없는 상황이다. In particular, the connection between a permanent magnet synchronous motor and a magnetic gear is a key idea, but there is no specific method to transmit actual high-speed rotational force.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자에 대한 체결 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and according to an embodiment of the present invention, a fastening structure for a rotor of a traction motor and a magnetic gear for realizing a direct drive system for a railroad vehicle is proposed. The purpose.
본 발명의 실시예에 따르면, 견인전동기와 마그네틱 기어의 체결을 통한 직접구동시스템 방식을 실제 구현하기 위함을 목적으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an object of the present invention is to actually implement a direct drive system method through the coupling of a traction motor and a magnetic gear.
본 발명의 실시예에 따르면, 견인전동기와 마그네틱 기어를 동축 상에 체결하여 하나의 외함 내부에 설치하게 되는데 이때 마그네틱 기어와 견인전동기가 체결용 커플러 또는 일체로 체결되어 견인전동기의 고속 회전력을 마그네틱 기어에 전달하는 것을 목적으로 한다. According to an embodiment of the present invention, the traction motor and the magnetic gear are coaxially coupled to each other and installed in one enclosure. It is intended to convey to
본 발명의 실시예에 따르면, 마그네틱 기어와 견인전동기의 일체형 구조를 구축 시 가장 중요한 체결부에 대한 방법을 제시이기에 보다 더 구체적인 원천 기술 확보 가능하고, 기존 시스템 대비 사이즈 및 중량 감소, 구성간결 그리고 유지 보수성 향상이라는 이점을 얻을 수 있는 원천기술을 제공하는데 그 목적이 있다. According to the embodiment of the present invention, it is possible to secure a more specific original technology because it is a method for the most important connection part when constructing an integrated structure of a magnetic gear and a traction motor, and it is possible to secure a more specific original technology, and to reduce the size and weight compared to the existing system, simplify the configuration and maintain Its purpose is to provide a source technology that can obtain the advantage of improving maintenance.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be understood
본 발명의 제1목적은, 견인전동기와 마그네팅 기어가 적용되는 철도차량용 구동시스템에서, 상기 견인전동기의 회전자에서 발생하는 고속의 회전력을 마그네틱 기어의 고속회전자에 직접전달하기 위한 체결구조에 있어서, 견인전동기 회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 견인전동기 회전자 관통공; 상기 회전자 관통공에 삽입되는 견인전동기 결합용 볼트; 마그네틱 기어 고속회전자와 상기 견인전동기 회전자 사이에 위치되는 체결용 커플러; 상기 마그네틱 기어 고속회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 마그네틱 기어 고속회전자 관통공; 상기 고속회전자 관통공에 삽입되는 마그네틱 기어 결합용 볼트; 상기 체결용 커플러 타측 끝단과 상기 견인전동기 회전자 일측, 및 상기 견인전동기 타측 각각에서 상기 견인전동기 결합용 볼트에 체결되는 견인전동기 결합용 너트; 및 상기 체결용 커플러 일측 끝단과 상기 마그네틱 기어 고속 회전자 타측, 및 상기 마그네틱 기어 일측 각각에서 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트에 체결되는 마그네틱 기어 결합용 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a fastening structure for directly transmitting a high-speed rotational force generated in a rotor of a traction motor to a high-speed rotor of a magnetic gear in a driving system for a railroad vehicle to which a traction motor and a magnetic gear are applied. In the circumferential direction of the traction motor rotor, spaced apart from each other at a specific distance, the traction motor rotor through-hole formed through the longitudinal direction; a traction motor coupling bolt inserted into the rotor through-hole; a coupling coupler positioned between the magnetic gear high-speed rotor and the traction motor rotor; a magnetic gear high-speed rotor through-hole spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the magnetic gear high-speed rotor, and formed to pass through in the longitudinal direction; a magnetic gear coupling bolt inserted into the high-speed rotor through-hole; The traction motor coupling nut fastened to the traction motor coupling bolt at the other end of the coupling coupler, one side of the traction motor rotor, and the other side of the traction motor; and a magnetic gear coupling nut that is fastened to the magnetic gear coupling bolt at one end of the coupling coupler, the other side of the magnetic gear high-speed rotor, and one side of the magnetic gear, respectively; Direct drive system for rolling stock comprising: It can be achieved as a rotor fastening structure of a traction motor and a magnetic gear for implementation.
그리고 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트가 관통되며, 상기 마그네틱 기어 고속회전자 일측면에 위치되어 마그네틱 기어 결합용 너트에 의해 결합되는 마그네틱 기어 앤드링; 및 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 견인전동기 결합용 볼트가 관통되며, 상기 견인전동기 회전자 타측면에 위치되어 견인전동기 결합용 너트에 의해 결합되는 견인전동기 앤드링;을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the magnetic gear coupling bolt is passed through the fastening hole formed to be spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, the magnetic gear end ring is located on one side of the high-speed rotor magnetic gear coupled by a nut for coupling the magnetic gear; And the traction motor coupling bolt is passed through the fastening hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, the traction motor end ring is located on the other side of the traction motor rotor and is coupled by a traction motor coupling nut; further comprising can be characterized as
또한 상기 결합용 커플러는, 중공관부와, 상기 중공관부의 일측에 형성되는 마그네틱 기어 체결용 플랜지와, 상기 중공관부의 타측에 형성되는 견인전동기 체결용 플랜지를 포함하고, 마그네틱 기어 체결용 플랜지의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트가 관통되어 마그네틱 기어 결합용 너트에 의해 결합되고, 견인전동기 체결용 플랜지의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 상기 견인전동기 결합용 볼트가 관통되어 견인전동기 결합용 너트에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the coupling coupler includes a hollow tube portion, a magnetic gear fastening flange formed on one side of the hollow tube portion, and a traction motor fastening flange formed on the other side of the hollow tube portion, the circumference of the magnetic gear fastening flange The magnetic gear coupling bolt passes through the coupling hole spaced apart from each other at a specific distance in the direction and is coupled by the magnetic gear coupling nut, and the traction motor is coupled to the coupling hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the traction motor coupling flange. It may be characterized in that the bolt is penetrated and coupled by a nut for coupling the traction motor.
본 발명의 제2목적은, 견인전동기와 마그네팅 기어가 적용되는 철도차량용 구동시스템에서, 상기 견인전동기의 회전자에서 발생하는 고속의 회전력을 마그네틱 기어의 고속회전자에 직접전달하기 위한 체결구조에 있어서, 견인전동기 회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 견인전동기 회전자 관통공; 상기 마그네틱 기어 고속회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 마그네틱 기어 고속회전자 관통공; 상기 고속회전자 관통공과 이에 대응된 위치의 회전자 관통공에 일체로 삽입되는 볼트; 및 상기 마그네틱 기어 고속 회전자 일측, 및 상기 견인전동기 기어 타측 각각에서 상기 볼트에 체결되는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a fastening structure for directly transmitting a high-speed rotational force generated from a rotor of the traction motor to a high-speed rotor of a magnetic gear in a driving system for a railroad vehicle to which a traction motor and a magnetic gear are applied. In the circumferential direction of the traction motor rotor, spaced apart from each other at a specific distance, the traction motor rotor through-hole formed through the longitudinal direction; a magnetic gear high-speed rotor through-hole spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the magnetic gear high-speed rotor, and formed to pass through in the longitudinal direction; a bolt integrally inserted into the high-speed rotor through-hole and the rotor through-hole at a position corresponding thereto; and a nut fastened to the bolt at one side of the magnetic gear high-speed rotor and the other side of the traction motor gear, respectively. can be achieved.
그리고 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트 일측이 관통되며, 상기 마그네틱 기어 고속회전자 일측면에 위치되어 상기 너트에 의해 결합되는 마그네틱 기어 앤드링; 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트 타측이 관통되며, 상기 견인전동기 회전자 타측면에 위치되어 상기 너트에 의해 결합되는 견인전동기 앤드링; 및 상기 고속회전자와 상기 회전자 사이에 구비되며, 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트가 관통되는 중간링;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And one side of the bolt is passed through the fastening hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, the magnetic gear end ring is located on one side of the high-speed rotor is coupled by the nut; The other side of the bolt is passed through the fastening hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, the traction motor end ring is located on the other side of the traction motor rotor is coupled by the nut; and an intermediate ring provided between the high-speed rotor and the rotor, and through which the bolt passes through a fastening hole formed to be spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction.
본 발명의 실시예에 따른 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조에 따르면, 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자에 대한 체결 구조를 제공할 수 있는 효과를 갖는다. According to the rotor fastening structure of the traction electric motor and the magnetic gear for realizing the direct drive system for a railroad vehicle according to an embodiment of the present invention, a fastening structure for the rotor of the traction motor and the magnetic gear for realizing the direct drive system for a railroad car is provided. have the effect of being able to
본 발명의 실시예에 따른 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조에 따르면, 견인전동기와 마그네틱 기어의 체결을 통한 직접구동시스템 방식을 실제 구현할 수 있는 효과를 갖는다. According to the rotor fastening structure of the traction motor and the magnetic gear for realizing the direct drive system for a railway vehicle according to an embodiment of the present invention, the direct drive system method through the fastening of the traction motor and the magnetic gear can be actually implemented.
본 발명의 실시예에 따른 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조에 따르면, 견인전동기와 마그네틱 기어를 동축 상에 체결하여 하나의 외함 내부에 설치하게 되는데 이때 마그네틱 기어와 견인전동기가 체결용 커플러 또는 일체로 체결되어 견인전동기의 고속 회전력을 마그네틱 기어에 전달할 수 있는 효과를 갖는다. According to the rotor fastening structure of the traction motor and the magnetic gear for realizing the direct drive system for a railroad vehicle according to an embodiment of the present invention, the traction motor and the magnetic gear are coupled on the same axis to be installed inside one enclosure. At this time, the magnetic gear and the traction motor are fastened together with a coupler for fastening or have the effect of transmitting the high-speed rotational force of the traction motor to the magnetic gear.
본 발명의 실시예에 따른 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조에 따르면, 마그네틱 기어와 견인전동기의 일체형 구조를 구축 시 가장 중요한 체결부에 대한 방법을 제시이기에 보다 더 구체적인 원천 기술 확보 가능하고, 기존 시스템 대비 사이즈 및 중량 감소, 구성간결 그리고 유지 보수성 향상이라는 이점을 얻을 수 있다. According to the rotor fastening structure of the traction motor and the magnetic gear for implementing the direct drive system for railroad vehicles according to the embodiment of the present invention, the method for the most important fastening part when constructing the integrated structure of the magnetic gear and the traction motor is presented. It is possible to secure more specific original technology, and compared to the existing system, it is possible to obtain the advantages of size and weight reduction, configuration simplification, and improvement of maintainability.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. will be able
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 견인전동기 및 기계식 기어로 이루어진 구동시스템의 구성도,
도 2는 마그네틱 기어와 견인전동기 일체화기술을 이용한 철도차량용 직접구동시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 구성 단면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 구성 단면도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 분해 사시도를 도시한 것이다. The following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the present invention, so that the present invention is limited only to the matters described in those drawings and should not be interpreted.
1 is a configuration diagram of a drive system consisting of a conventional traction motor and a mechanical gear;
2 is a block diagram of a direct drive system for a rolling stock using a magnetic gear and a traction motor integration technology;
Figure 3 is a configuration sectional view of the drive system of the magnetic gear and the rotor fastening structure of the traction motor according to the first embodiment of the present invention;
4 is an exploded perspective view of a drive system of a magnetic gear and a rotor fastening structure of a traction motor according to a first embodiment of the present invention;
5 is a configuration sectional view of a drive system of a magnetic gear and a rotor fastening structure of a traction motor according to a second embodiment of the present invention;
6 is an exploded perspective view of a drive system of a magnetic gear and a rotor fastening structure of a traction motor according to a second embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional and/or plan views, which are ideal illustrative views of the present invention. In the drawings, thicknesses of films and regions are exaggerated for effective description of technical content. Accordingly, the shape of the illustrative drawing may be modified due to manufacturing technology and/or tolerance. Therefore, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in the form generated according to the manufacturing process. For example, the region shown at right angles may be rounded or have a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the illustrated regions in the drawings are intended to illustrate specific shapes of regions of the device and not to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless otherwise specified in the phrase. As used herein, the terms 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific contents have been prepared to more specifically describe the invention and help understanding. However, a reader having enough knowledge in this field to understand the present invention may recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that parts that are commonly known and not largely related to the invention in describing the invention are not described in order to avoid confusion without any reason in describing the invention.
이하에서는 마그네틱 기어와 견인전동기로 구성된 철도차량용 직접구동시스템의 구성과, 마그네틱 기어와 견인전동기의 체결구조에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration of a direct drive system for a railroad vehicle consisting of a magnetic gear and a traction motor, and a coupling structure between the magnetic gear and the traction motor will be described.
먼저 도 2는 마그네틱 기어와 견인전동기 일체화기술을 이용한 철도차량용 직접구동시스템의 구성도를 도시한 것이다. First, Figure 2 shows the configuration of a direct drive system for a railway vehicle using the magnetic gear and the traction motor integration technology.
본 발명의 실시예에 따른 철도차량용 직접구동시스템(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 기계식 기어를 대신하여 마그네틱 기어(20)를 추가하여 견인전동기(10)와 하나의 외함(2)에 장착되어 구성된다. As shown in FIG. 2, the
도 2에 도시된 바와 같이, 기존의 기계식 기어와는 달리 마그네틱 기어(20)는 견인전동기(10)와 하나의 축에 적용되기에 직접구동시스템으로 볼 수 있다. 견인전동기 회전자(11)의 회전력은 마그네틱 기어의 고속회전자(21)에 전달되며 이는 마그네틱 기어(20)의 기어비에 의해 회전속도가 감소하여 차축(3)에 전달되어 최종적으로 차륜(4)이 구동되는 시스템이다. As shown in Figure 2, unlike the conventional mechanical gear, the
이러한 시스템(100)에서 견인전동기 회전자(11)의 회전력을 마그네틱 기어의 고속 회전자(21)로 전달할 때 그 체결구조에 대한 개념이 구체적으로 정립되지 않은 상태이다. 이에 본 발명의 실시예에서는 철도차량용 직접 구동시스템(100) 구현을 위한 견인전동기(10)와 마그네틱 기어(20)의 회전자(11, 21)에 대한 체결 구조를 제안하고자 한다. In this
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 구성 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 분해 사시도를 도시한 것이다. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a drive system of a magnetic gear and a rotor fastening structure of a traction motor according to a first embodiment of the present invention. And Figure 4 is an exploded perspective view of the drive system of the magnetic gear and the rotor fastening structure of the traction motor according to the first embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 체결구조는 전체적으로, 견인 전동기의 회전자(11)와 마그네틱 기어의 고속 회전자(21)를 커플링과 유사한 구조로 체결을 진행하게 됨을 알 수 있다. As shown in Figures 3 and 4, the fastening structure according to the first embodiment of the present invention as a whole, the
체결용 커플러(30)에 높은 회전력을 가진 견인전동기의 회전자(11)가 볼트과 너트를 이용하여 체결된다. 체결부의 반대편은 마그네틱 기어의 고속 회전자(21)와 맞물려 같은 방식으로 체결하게 되며 이를 통한 회전력 전달을 가능하게 한다.The
즉, 견인전동기의 회전자(11)에서의 회전력을 마그네틱 기어(20)에 전달하기 위해 우선 체결용 커플러(30)에 볼트 및 너트로 체결되며 해당 볼트는 체결부 반대쪽의 견인전동기 엔드링(15)에 체결된다. That is, in order to transmit the rotational force from the
견인전동기의 회전자(11)와 체결이 완료된 체결용 커플러(30)는 마그네틱 기어의 고속 회전자(21)와 체결이 이루어지며 체결방법은 견인전동기의 회전자(11)가 체결된 방식과 같다. 마그네틱 기어(20) 역시 체결부 반대편인 전동기 말단부 엔드링(26)에 볼팅되어 체결된다. The
보다 구체적으로 구성을 설명하면, 견인전동기 회전자(11)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 복수의 견인전동기 회전자 관통공(12)이 관통형성된다. When describing the configuration in more detail, spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the
그리고 견인전동기 결합용 볼트(13)는 견인전동기 회전자 관통공(12)에 삽입되도록 구성된다. 또한 결합용 커플러(30)는 마그네틱 기어 고속회전자(21)와 견인전동기 회전자(11) 사이에 위치된다. And the traction
그리고, 마그네틱 기어 고속회전자(21)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 복수의 마그네틱 기어 고속회전자 관통공(22)이 관통형성된다. Then, the magnetic gear high-
또한 마그네틱 기어 결합용 볼트(23)는 고속회전자 관통공(22)에 삽입되도록 구성된다. In addition, the magnetic
그리고, 견인전동기 결합용 너트(14)는, 체결용 커플러(30) 타측 끝단과 견인전동기 회전자(11) 일측에서, 견인전동기 결합용 볼트(3)의 일측에 체결되도록 구성된다. 또한 견인전동기 결합용 너트(14)는, 견인전동기(10) 타측 각각에서 견인전동기 결합용 볼트(13)의 타측에 체결되도록 구성된다. And, the
이때 견인전동기 앤드링(15)은 견인전동기 회전자(11) 타측면에 위치되어 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 견인전동기 앤드링(15)의 체결공(16)에 견인전동기 결합용 볼트(13)가 관통되어, 견인전동기 결합용 너트(14)에 의해 결합되게 된다. At this time, the traction
또한 결합용 커플러(30)는 중공관부(31)와, 이러한 중공관부(31)의 일측에 형성되는 마그네틱 기어 체결용 플랜지(33)와, 중공관부의 타측에 형성되는 견인전동기 체결용 플랜지(32)를 포함하고, 견인전동기 체결용 플랜지(32)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 견인전동기 결합용 볼트(13)가 관통되어 견인전동기 결합용 너트(14)에 의해 결합되게 된다. In addition, the
즉, 견인전동기 결합용 볼트(13)는 결합용 커플러(30)의 견인전동기 체결용 플랜지(31)의 결합공, 견인전동기 관통공(12), 견인전동기 앤드링(15)의 체결공(16)에 삽입되며 일측과 타측 각각에 견인전동기 결합용 너트(14)가 체결되어, 견인전동기 회전자(11)를 결합용 커플러(30)에 고정시키게 된다. That is, the traction
반면, 마그네틱 기어 결합용 너트(24)는 체결용 커플러(30) 일측 끝단과 마그네틱 기어 고속 회전자(21) 타측에서 마그네틱 기어 결합용 볼트(23) 타측에 체결된다. 또한 마그네틱 기어 결합용 너트(24)는 마그네틱 기어(20) 일측 각각에서 마그네틱 기어 결합용 볼트(23) 일측에 체결된다. On the other hand, the
그리고 마그네틱 기어 앤드링(25)은 마그네틱 기어 고속회전자(21) 일측면에 위치되고, 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 마그네틱 기어 앤드링(25)의 체결공(26)에 마그네틱 기어 결합용 볼트(23)가 관통되어, 마그네틱 기어 결합용 너트(24)에 의해 결합되게 된다.And the magnetic
또한 마그네틱 기어 체결용 플랜지(33)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 마그네틱 기어 결합용 볼트(23)가 관통되어 마그네틱 기어 결합용 너트(24)에 의해 결합되게 된다. In addition, the magnetic
즉, 마그네틱 결합용 볼트(23)는 결합용 커플러(30)의 마그네틱 기어 체결용 플랜지(32)의 결합공, 마그네틱 기어 관통공(22), 마그네틱 기어 앤드링(25)의 체결공(26)에 삽입되며 일측과 타측 각각에 마그네틱 기어 결합용 너트(24)가 체결되어, 마그네틱 기어 고속회전자(21)를 결합용 커플러(30)에 고정시키게 된다. That is, the
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 구성 단면도를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 마그네틱 기어와 견인전동기의 회전자 체결구조의 구동시스템의 분해 사시도를 도시한 것이다. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the drive system of the magnetic gear and the rotor fastening structure of the traction motor according to the second embodiment of the present invention. And Figure 6 is an exploded perspective view of a drive system of the magnetic gear and the rotor fastening structure of the traction motor according to the second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2실시예에서는, 앞서 언급한 제1실시예와 달리 체결용 커플러가 필요 없으며 견인전동기 회전자(11)와 마그네틱 기어 고속회전자(21)가 바로 연결되는 구조이다. In the second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment mentioned above, there is no need for a coupler for fastening, and the
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 견인전동기의 회전자(11)에 볼트(40)가 삽입되며 이는 견인전동기 회전자(11)의 타측면에 있는 엔드링(15)을 같이 통과하게 된다. 견인전동기(10) 바깥쪽 부분은 너트(41)를 이용하여 엔드링(15)과의 체결이 이루어지게 된다. 볼트(40)는 마그네틱 기어(20) 사이에 존재하는 중간링(50)을 통과하여 마그네틱 기어의 고속회전자(21)를 지나 그 말단부의 엔드링(25)에서 체결이 진행된다. 5 and 6, the
보다 구체적으로 구성을 설명하면, 제1실시예와 같이, 견인전동기 회전자(11)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 견인전동기 회전자 관통공(12)을 포함한다. 또한 마그네틱 기어 고속회전자(21)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 마그네틱 기어 고속회전자 관통공(22)을 포함하여 구성된다. When describing the configuration in more detail, as in the first embodiment, the traction motor rotor through-
그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 볼트(40)는 고속회전자 관통공(22)과 이에 대응된 위치의 회전자 관통공(12)에 일체로 삽입되게 된다. And, the
또한 본 발명의 제2실시예에 따른 너트(41)는 마그네틱 기어 고속 회전자(21) 일측, 및 견인전동기 회전자(11) 타측 각각에서 볼트(40)에 체결되도록 구성된다. In addition, the
또한, 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공(26)에 볼트(40) 일측이 관통되며, 마그네틱 기어 고속회전자(21) 일측면에 위치되어 너트(41)에 의해 결합되는 마그네틱 기어 앤드링(25)을 포함하여 구성된다. In addition, one side of the
그리고 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공(16)에 볼트(40) 타측이 관통되며, 견인전동기 회전자(11) 타측면에 위치되어 너트(41)에 의해 결합되는 견인전동기 앤드링을 포함하여 구성된다. And the other side of the
또한, 고속회전자와 회전자 사이에 중간링(50)이 구비되며, 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공(51)에 볼트(40)가 관통되도록 구성된다. In addition, an
즉, 볼트(40)는 마그네틱 기어 앤드링(25)의 체결공(26), 마그네틱 기어 관통공(22), 중간링(50)의 체결공(51), 견인전동기 관통공(11), 견인전동기 앤드링(15)의 체결공(16)에 삽입되며 일측과 타측 각각에 너트(40)가 체결되어, 마그네틱 기어 고속회전자(21)와 견인전동기 회전자(11)를 고정, 체결시키게 된다. That is, the
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, in the apparatus and method described above, the configuration and method of the above-described embodiments are not limitedly applicable, but all or part of each embodiment is selectively combined so that various modifications can be made to the embodiments. may be configured.
1:종래 견인전동기 및 기계식 기어로 이루어진 구동시스템
2:외함
3:차축
4:차륜
5:커플링
6:베어링
7:중공축
10:견인전동기
11:견인전동기 회전자
12:견인전동기 관통공
13:견인전동기 결합용 볼트
14:견인전동기 결합용 너트
15:견인전동기 앤드링
16:견인전동기 앤드링 체결공
17:견인전동기 고정자
20:마그네틱 기어
21:마그네틱 기어 고속 회전자
22:마그네틱 기어 관통공
23:마그네틱 기어 결합용 볼트
24:마그네틱 기어 결합용 너트
25:마그네틱 기어 앤드링
26:마그네틱 기어 앤드링 체결공
27:마그네틱 기어 저속회전자
28:마그네틱 기어 고정자
30:체결용 커플러
31:중공관부
32:견인전동기 체결용 플랜지
33:마그네틱 기어 체결용 플랜지
40:볼트
41:너트
50:중간링
100:마그네틱 기어와 견인전동기로 구성된 철도차량용 직접구동시스템1: Drive system consisting of a conventional traction motor and mechanical gear
2: Enclosure
3: axle
4: wheel
5: Coupling
6: Bearing
7: Hollow shaft
10: traction motor
11: Traction motor rotor
12: Traction motor through hole
13: traction motor coupling bolt
14: Nut for traction motor coupling
15: traction motor end ring
16: traction motor end ring fastener
17: traction motor stator
20: magnetic gear
21: magnetic gear high-speed rotor
22: magnetic gear through hole
23: magnetic gear coupling bolt
24: Nut for coupling magnetic gear
25: magnetic gear end ring
26: magnetic gear end ring fastener
27: magnetic gear low-speed rotor
28: magnetic gear stator
30: coupler for fastening
31: hollow tube part
32: Flange for fastening the traction motor
33: Flange for magnetic gear fastening
40: bolt
41: nut
50: middle ring
100: Direct drive system for rolling stock consisting of a magnetic gear and a traction motor
Claims (5)
견인전동기 회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 견인전동기 회전자 관통공;
상기 회전자 관통공에 삽입되는 견인전동기 결합용 볼트;
마그네틱 기어 고속회전자와 상기 견인전동기 회전자 사이에 위치되는 체결용 커플러;
상기 마그네틱 기어 고속회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 마그네틱 기어 고속회전자 관통공;
상기 고속회전자 관통공에 삽입되는 마그네틱 기어 결합용 볼트;
상기 체결용 커플러 타측 끝단과 상기 견인전동기 회전자 일측, 및 상기 견인전동기 타측 각각에서 상기 견인전동기 결합용 볼트에 체결되는 견인전동기 결합용 너트; 및
상기 체결용 커플러 일측 끝단과 상기 마그네틱 기어 고속 회전자 타측, 및 상기 마그네틱 기어 일측 각각에서 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트에 체결되는 마그네틱 기어 결합용 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조.
In a driving system for a railroad vehicle to which a traction motor and a magnetic gear are applied, in a fastening structure for directly transmitting a high-speed rotational force generated in a rotor of the traction motor to a high-speed rotor of a magnetic gear,
The traction motor rotor through-holes are spaced apart from each other at a certain distance in the circumferential direction of the traction motor rotor, and are formed through the longitudinal direction;
a traction motor coupling bolt inserted into the rotor through-hole;
a coupling coupler positioned between the magnetic gear high-speed rotor and the traction motor rotor;
a magnetic gear high-speed rotor through-hole spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the magnetic gear high-speed rotor, and formed to pass through in the longitudinal direction;
a magnetic gear coupling bolt inserted into the high-speed rotor through-hole;
The traction motor coupling nut fastened to the traction motor coupling bolt at the other end of the coupling coupler, one side of the traction motor rotor, and the other side of the traction motor; and
A nut for coupling a magnetic gear coupled to the bolt for coupling the magnetic gear at one end of the coupling coupler, the other side of the magnetic gear high-speed rotor, and one side of the magnetic gear Rotor fastening structure of traction motor and magnetic gear for
원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트가 관통되며, 상기 마그네틱 기어 고속회전자 일측면에 위치되어 마그네틱 기어 결합용 너트에 의해 결합되는 마그네틱 기어 앤드링; 및
원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 견인전동기 결합용 볼트가 관통되며, 상기 견인전동기 회전자 타측면에 위치되어 견인전동기 결합용 너트에 의해 결합되는 견인전동기 앤드링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조.
The method of claim 1,
a magnetic gear end ring through which the magnetic gear coupling bolt passes through a fastening hole formed to be spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, and is located on one side of the magnetic gear high-speed rotor and is coupled by a magnetic gear coupling nut; and
The traction motor coupling bolt is passed through the fastening hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, and the traction motor end ring is located on the other side of the traction motor rotor and is coupled by a traction motor coupling nut. The rotor fastening structure of the traction motor and the magnetic gear for the realization of the direct drive system for railway vehicles.
상기 결합용 커플러는,
중공관부와, 상기 중공관부의 일측에 형성되는 마그네틱 기어 체결용 플랜지와, 상기 중공관부의 타측에 형성되는 견인전동기 체결용 플랜지를 포함하고,
마그네틱 기어 체결용 플랜지의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 상기 마그네틱 기어 결합용 볼트가 관통되어 마그네틱 기어 결합용 너트에 의해 결합되고,
견인전동기 체결용 플랜지의 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 결합공에 상기 견인전동기 결합용 볼트가 관통되어 견인전동기 결합용 너트에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조.
3. The method of claim 2,
The coupler for coupling,
A hollow tube portion, a magnetic gear fastening flange formed on one side of the hollow tube portion, and a traction motor fastening flange formed on the other side of the hollow tube portion,
The magnetic gear coupling bolt passes through the coupling hole formed at a specific distance from each other in the circumferential direction of the magnetic gear coupling flange and is coupled by the magnetic gear coupling nut,
A traction motor for implementing a direct drive system for a railroad vehicle, characterized in that the bolt for coupling the traction motor passes through a coupling hole formed at a specific distance from each other in the circumferential direction of the flange for fastening the traction motor and is coupled by a nut for coupling the traction motor. Rotor fastening structure of magnetic gear.
견인전동기 회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 견인전동기 회전자 관통공;
상기 마그네틱 기어 고속회전자의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어, 길이방향을 따라 관통형성된 마그네틱 기어 고속회전자 관통공;
상기 고속회전자 관통공과 이에 대응된 위치의 회전자 관통공에 일체로 삽입되는 볼트; 및
상기 마그네틱 기어 고속 회전자 일측, 및 상기 견인전동기 기어 타측 각각에서 상기 볼트에 체결되는 너트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조.
In a driving system for a railroad vehicle to which a traction motor and a magnetic gear are applied, in a fastening structure for directly transmitting a high-speed rotational force generated in a rotor of the traction motor to a high-speed rotor of a magnetic gear,
The traction motor rotor through-holes are spaced apart from each other at a certain distance in the circumferential direction of the traction motor rotor, and are formed through the longitudinal direction;
a magnetic gear high-speed rotor through-hole spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction of the magnetic gear high-speed rotor, and formed to pass through in the longitudinal direction;
a bolt integrally inserted into the high-speed rotor through-hole and the rotor through-hole corresponding thereto; and
One side of the magnetic gear high-speed rotor, and a nut fastened to the bolt at each of the other side of the traction motor gear.
원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트 일측이 관통되며, 상기 마그네틱 기어 고속회전자 일측면에 위치되어 상기 너트에 의해 결합되는 마그네틱 기어 앤드링;
원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트 타측이 관통되며, 상기 견인전동기 회전자 타측면에 위치되어 상기 너트에 의해 결합되는 견인전동기 앤드링; 및
상기 고속회전자와 상기 회전자 사이에 구비되며, 원주방향으로 서로 특정간격 이격 형성된 체결공에 상기 볼트가 관통되는 중간링;을 포함하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 직접 구동시스템 구현을 위한 견인전동기와 마그네틱 기어의 회전자 체결구조.
5. The method of claim 4,
a magnetic gear end ring through which one side of the bolt passes through a fastening hole formed to be spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, and is located on one side of the magnetic gear high-speed rotor and is coupled by the nut;
The other side of the bolt is passed through the fastening hole formed spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction, the traction motor end ring is located on the other side of the traction motor rotor is coupled by the nut; and
An intermediate ring provided between the high-speed rotor and the rotor and through which the bolt passes through a fastening hole spaced apart from each other at a specific distance in the circumferential direction; Rotor fastening structure of magnetic gear.
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