KR910007782B1 - 동기 회전기 - Google Patents

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KR910007782B1
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
동기 회전기
[도면의 간단한 설명]
제1도는 종래 동기 회전기의 고정자의 구조를 예시하는 단면도.
제2도는 제1도에 표시된 고정자의 변형상태를 개략적으로 예시하는 사시도.
제3도는 또다른 종래 동기 회전기의 고정자에 대한 구조를 예시하는 단면도.
제4도는 제3도에 표시된 고정자의 변형상태를 개략적으로 예시하는 정면도.
제5도는 본 발명의 일실시예에 따르는 영구자계형의 동기 회전기를 예시하는 제6도의 선(V-V)을 따라 취해진 단면도.
제6도는 제5도에 표시된 동기 회전기의 고정자를 예시하는 제5도의 선(VI-VI)을 따라 취해진 단면도.
제7도는 제5도에 표시된 동기 모터의 고정자를 예시하는 제5도의 선(VII-VII)을 따라 취해진 단면도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 동기 회전기, 특히 적층철심이 그것의 외피의 일부를 형성하는 동기 회전기에 관한 것이다.
[배경기술]
일반적으로 영구자계형(permanent magnet field type)의 동기모터와 같은 동기 회전기가 AC 서어보 모터로서 사용될 경우, 모터의 외피에는 공작기계 또는 이와 유사한 기계의 모타 장착부에 정확히 부착하기 위한 장착면이나 꼭 들어맞는 맞물림부와 같은 연결부가 그위에 형성되어 있다.
회전자 샤프트에 대한 모터 외피의 연결부의 동심도나 회전자 샤프트의 축에 대한 모터 외피의 장착면의 직각도 등에는 높은 정밀도가 요구된다.
종래에는 고정자의 적층철심이 회전기 외피의 일부를 형성하는 동기 회전기가 사용되었다. 동기 회전기의 종래 일반적 고정자 조립체의 구성이 제1도에 표시되어 있다.
도면을 참조하면, 고정자철심(2)은 축방향으로 적층된 다수의 얇은 판으로 이루어져 있다. 그위에 권선을 갖추고 있는 고정자철심(2)에는 그것의 반대단에 두꺼운 단판(3과 4)이 설치되어 있다.
또한 제2도에 표시되어 있듯이, 다수의 연결로드(5)가 고정자철심(2) 및 단판(3과 4) 양쪽에 형성된 홈으로 끼워진다. 연결로드(5)는 고정자철심(2) 및 단판(3과 4)에 용접된다. 이러한 구조로부터, 고정자철심(2)의 얇은 판은 서로 고정되게 되며, 단판(3과 4)은 고정자심(2)에 대해 단단히 고착된다.
용접이 완료된 후에, 단판(3과 4)의 단부를 정밀 다듬질 가공하여 연결부(3a와 4a)를 형성한다. 반면에, 브래킷(6과 7)은 정밀 다듬질 가공되어 단판(3과 4)의 연결부(3a와 4a)에 꼭맞는 구멍(6a 및 7a) 및 베어링부재를 위한 장착구멍(6b와 7b)를 형성한다.
더욱이, 정면 브래킷(6)이 정밀 다듬질 가공되어 공작기계의 장착면에 꼭 들어맞는 연결부(6c) 및 장착면(6d)를 형성한다. 기계가공 작업이 완료된 후, 브래킷(6과 7)은 각각 단판(3과 4)의 연결부(3a와 4a)에 맞춰지며 이때 다수의 연결볼트(8)에 의해 단단히 고정된다.
이러한 종래의 고정자에서, 용접조립체 및 브래킷(6과 7)이 각각 상기에서 기술된 바와 같이 기계가공된 후에 고정자심(2) 및 단판(3과 4)의 용접조립체가 브래킷(6과 7)에 조립되므로, 정확히 기계가공될 부분의 수가 증가하게 된다.
이러한 기계가공에 의해 발생된 각 치수 오류는 용접조립체 및 브래킷의 결합에 의해 누적되므로, 고정자의 최종 정밀도는 감소된다. 더욱이, 고정자철심(2)이 용접되므로, 제2도의 이점쇄선에 의해 표시되었듯이 고정자철심(2)의 용접에 의해 큰 변형이 발생되며, 동기 회전기의 출력 토오크의 변동이 증가하게 된다.
제3도는 또다른 종래 고정자의 구조를 나타낸다. 이 도면을 참조하면, 정면 브래킷(6) 및 후면 브래킷(7)은 권선을 가진 적층 고정자철심(2)의 반대단에 직접 부착된다. 고정자철심(2) 및 브래킷(6과 7)은 다수의 볼트(8)에 이해 체결되어 고정된다. 베어링부재를 위한 브래킷(6과 7)의 장착구멍(6b와 7b), 정면 브래킷(6)의 연결부(6c) 및 장착면(6d)은 고정자철심 및 브래킷이 볼트(8)에 의해 고정된 후에 기계가공에 의해 형성된다. 그러므로, 치수 오류의 누적문제가 발생되지 않는다. 더욱이, 고정자철심(2) 및 브래킷(6과 7)은 조립되기 전에 적층 고정자철심(2)을 단단하게 형성시킬 필요가 없다.
철심의 변형을 방지하기 위해 TIG용접과 같은 약간의 간단한 처리를 수행하는 것으로 충분하게 된다. 그러므로, 고정자철심(2)은 열변형을 일으키지 않게 된다. 그러나 후자의 경우에, 적층 고정자철심(2)은 큰 외력을 받을 경우 변형되게 된다. 그러므로, 제4도에 개략적으로 표시되었듯이 연결볼트(8)를 단단하게 체결할 경우, 연결볼트의 체결된 정도에 있어서의 변동은 고정자철심(2)에 대하여 브래킷(6과 7) 사이의 동심도(concentricity)에 큰 변이를 초래하게 된다.
이것은 그후의 기계가공을 곤란하게 한다. 더욱이, 고정자철심(2)은 체결후에 축선방향으로 신장되고 변형될 수 있으므로, 고정자의 정형성을 보존하는데 곤란하게 된다. 이와 같이 그 이후의 기계가공이 곤란하게 되고 높은 기계가공 정밀도나 충분한 강도를 얻는 것이 불가능하게 된다.
[발명의 설명]
본 발명의 한 목적은 고정자철심이 동기 회전기의 외피의 일부를 형성하는 동기 회전기의 결점을 극복하는 것 및 높은 기계정밀도 및 충분한 강도를 갖는 동기 회전기를 제공하는 것이다.
본 발명에 의해, 상기 언급된 목적은 회전기의 외피의 일부를 형성하고 축선방향으로 적층된 다수의 얇은 판으로 이루어진 고정자철심 ; 상기 고정자철심 주위의 감겨진 권선 ; 각각 상기 고정자철심의 양 반대단에 부착된 한쌍의 브래킷 ; 각각 상기 브래킷상에 장착된 베어링부재를 통해 상기 브래킷상에 회전가능하게 지지된 회전자 집합체 ; 상기 고정자철심 및 상기 브래킷이 서로 단단하게 체결되도록 그것의 축선방향으로 상기 브래킷과 상기 고정자철심을 체결시키기 위한 체결부재 ; 및 상기 고정자철심이 소정길이로 수축되는 경우 각 로드가 그것의 양 반대단에서 상기 브래킷에 맞닿게 되는 방식으로 상기 고정자철심을 통해 축선방향으로 확장하여 상기 브래킷간의 거리를 제한시키는 적어도 2개 로드로 구성되는 것을 특징으로 하는 동기회전기를 제공함으로써 달성된다.
이러한 동기 회전기에서, 동기 회전기를 사용하는 공작기계 또는 이와 유사한 기계에 장착되는 베어링부재, 연결부, 표면 등의 장착면 및 기계강도 정밀도를 요구하는 기타 부분을 형성하기 위해 브래킷을 정밀하게 기계가공할 필요가 있다.
이러한 기계가공은 고정자철심과 브래킷이 체결부재에 의해 단단하게 체결된 후에 실행될 수 있다. 각 체결부재에 의하여 고정자철심의 체결정도는 로드의 길이로 인하여 동일하게 유지된다. 그러므로 고정자철심의 축에 대한 브래킷의 동심도는 변형되지 않는다. 로드의 양 반대단이 각각 브래킷에 맞닿게 되며 고정자철심이 축선방향으로 단단하게 체결되므로, 고정자철심은 브래킷이 기계가공될 경우에라도 그것의 형상을 유지시킬 수 있다. 그러므로, 높은 기계정밀도를 갖는 동기 회전기를 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 특징 및 이점이 첨부도면을 참조로 한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명을 수행하기 위한 최상 모드 제5 내지 7도를 참조하면, 본 발명에 의한 동기모터와 고정자는 축방향에서 적층된 다수의 강판(22)으로 이루어진 고정자철심(21)으로 구성된다. 고정자철심(21)에는 권선(23)이 설치되어 있다. 고정자철심(21)은 그것의 중심에 축선방향으로 확장한 원통구멍(21A)을 갖고 있다.
고정자철심(21)에는 고정자철심(21)의 양 반대단에 대해 각각 덧붙여 있는 정면 브래킷(24) 및 후면 브래킷(25)이 설치되어 있다. 본 실시예에서, 브래킷(24와 25)은 4개의 체결부재(26)에 의해 고정자철심(21)의 양 반대단에 설치된다.
베어링(27)은 4개의 브래킷(24)의 중앙구멍(24a)에 장착된다. 그위에 베어링(28)을 보유하기 위한 호울더(28a)는 후면 브래킷(25)의 중앙구멍으로 끼워진다. 호울더(28a)는 나사에 의해 후면 브래킷(25)에 부착된다.
영구자석 계자형의 회전자는 베어링(27과 28)에 의해 브래킷(24와 25)상에 회전가능하게 지지된 샤프트(30)을 포함한다.
서로 동일한 길이를 갖는 4개의 로드(31)는 브래킷(24와 25) 사이의 고정자철심(21)을 통해 축선방향으로 확장되게 배치된다. 로드(31) 및 체결부재(26)는 그것의 원주방향을 따라 고정자철심(21)내에서 교대로 배치된다. 로드(31)의 각각의 반대 단면은 브래킷(24와 25)에 맞닿아 있으며 브래킷(24와 25) 사이의 거리를 제한시킨다.
각 로드(31)는 그것의 반대단에 나사구멍(32)을 갖고 있다. 브래킷(24와 25)은 각각 로드(31)의 나사구멍(32)으로 죄어지는 볼트(33)에 의해 로드(31)에 연결된다.
본 실시예에서, 체결부재(26)의 각각은 한쌍의 볼트(34) 및 로드(31)보다 더 긴 연결바아(35)를 포함하고 있다. 연결바아(35)의 각각은 고정자철심(21)을 통해 그것의 축방향으로 확장된다. 각 연결바아(35)의 반대단부는 각각 브래킷(24와 25)에 형성된 구멍(36과 37)으로 미끄러지듯이 끼워진다. 각 연결바아(35)는 그것의 반대단면에 형성된 나사구멍(38)을 갖추고 있다. 볼트(34)는 브래킷(24와 25)의 구멍(36과 37)을 통해 확장되며, 각각 연결바아(35)의 나사구멍(38)으로 죄어지게 된다.
브래킷(24와 25)이 고정자철심(21)에 부착될 경우, 적층된 고정자철심(21)은 각 로드(31)의 반대단이 브래킷(24와 25)에 맞닿게 될 때까지 체결부재(26)를 죄어들게 함으로써 축선방향으로 오므라든다. 로드(31)의 길이는 서로 동일하므로, 고정자철심(21)의 수축량은 그것의 원주방향으로의 모든 위치에서 균일하게 유지된다.
결과적으로, 고정자철심(21)에 관해 브래킷(24와 25)의 중심에 대한 오배열을 방지하는 것은 가능하다. 그러므로, 어느 장애없이 체결후에 기계가공(이후에 설명됨)을 수행하는 것이 가능하다. 더욱이, 브래킷(24와 25)이 체결부하 하에 강성을 갖는 로드(31)를 통해 서로 단단하게 연결되므로, 고정자철심(21)은 형상에 있어서 균형있게 유지될 수 있다. 그러므로, 높은 강도를 갖는 고정자를 얻을 수 있다.
모터를 공작기계 또는 이와 유사한 기계의 구멍(표시되어 있지않음)에 맞물리기 위한 연결부(24b) 및 공작기계 또는 이와 유사한 기계의 표면에 모터를 위치시키기 위한 장착면(24c)이 정면 브래킷(24)상에 형성된다.
모터의 회전자(29)의 샤프트(30)는 공작기계 또는 이와 유사한 기계의 샤프트(표시되어 있지 않음)에 연결된다. 공작기계 또는 이와 유사한 기계의 샤프트에 대한 샤프트(30)의 동심도를 향상시키기 위해 모터의 샤프트(30)에 대한 브래킷(24와 25)의 구멍(24a 및 25a)의 동심도를 향상시킬 필요가 있다.
더욱이, 샤프트(30)에 대한 정면 브래킷(24)의 연결부(24b)의 동심도 및 샤프트(30)에 대한 정면 브래킷(24)의 표면(24c)의 직각도를 향상시킬 필요가 있다.
본 발명에 의해, 정밀도를 요하는 이러한 부분은 체결부재(26)에 의해 브래킷(24와 25)을 고정자철심(21)에 단단하게 고정시킨 후에 베어링 또는 연결부의 장착구멍 중 하나를 기준면으로서 사용하여 정확히 다듬질 가공될 수 있다. 브래킷(24와 25)이 그것의 다듬질 처리후에 고정자철심(21)과 함께 조립될 경우, 처리된 부분의 치수 오류는 누적될 것이다. 그러나, 본 발명에 의해 이 문제는 제거될 수 있으며, 높은 정밀도를 갖는 모터의 고정자를 얻는 것이 가능하다. 회전자(29) 및 호울더(28a)는 정확히 기계가공되고 이때 기계가공된 고정자로 합체되어진다.
이전의 설명이 본 발명의 일실시예를 참조로 하여 이루어졌다 하더라고, 본 발명은 상기 언급된 실시예에만 국한되지 않으며 특허청구 범위에 의해 한정된 바와 같이 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 실현될 수 있다.
예를들어 적층 고정자철심(21)의 변형을 방지하기 위해 적층 고정자철심(21)에 일시적인 고정처리를 적용시키는 것이 가능하다. 이러한 처리를 위해, 접착제 TIG용접, 클립 등과 같은 단단한 체결수단이 사용될 수 있다.
더욱이, 각 체결부재(26)가 한쌍의 볼트 및 한 연결바아를 포함한다 하더라도, 그것은 예를들어 제3도에 표시된 것과 같은 관통보울트일 수 있다.
더욱이, 브래킷(24와 25)에는 그것의 내부단면에 로드(31)의 반대단에 끼우기 위한 공간이 설치되어 있다. 상기 언급한 실시예의 볼트(33)는 제거될 수 있다. 체결부재(26) 및 로드(31)의 수는 상기 언급한 수에 국한되지 않는다.
[산업적 이용성]
본 발명에 의한 동기 회전기는 영구자석 자계모터 또는 다른 동기모터로서 적용될 수 있으며, 크기를 작게 하면서도 치수 정밀도 및 강도가 높은 동기 회전기를 제공할 수 있다.

Claims (6)

  1. 회전기의 외피의 일부를 형성하며 축방향으로 적층된 다수의 얇은판(22)으로 이루어진 고정자철심(21) ; 상기 고정자철심(21) 주위에 감겨진 권선(23) ; 상기 고정자철심(21)의 대향단들 중의 하나에 부착되는 내부의 환상단(annular end)을 각각 가지는 한쌍의 정면 및 후면 브래킷(24 및 25) ; 상기 브래킷(24 및 25)상에 장착된 베어링부재를 통하여 상기 브래킷상에 회전가능하게 지지되는 회전자 집합체 ; 및 상기 고정자철심(21) 및 상기 브래킷(24 및 25)을 축방향으로 체결하기 위한 다수의 체결부재(26)로 구성이 되며, 상기 다수의 체결부재(26)가 고정된 축방향의 체결력으로 상기 고정자철심(21)과 상기 한쌍의 정면 및 후면 브래킷(24 및 25)을 제공하기 위하여 상기 고정자철심(21)의 축 주위에 실질적으로 등각으로 배열되며 상기 다수의 체결부재(26)가 또한 상기 고정자철심(21)과 상기 한쌍의 정면 및 후면 브래킷(24 및 25) 사이에 각(angular)위치의 중심맞춤을 제공하며, 상기 고정자철심(21)을 통하여 축방향으로 확장하는 다수의 로드가 상기 고정자철심(21)의 축 주위에 실질적으로 등각으로 배열되며, 상기 고정자철심(21)이 상기 다수의 체결부재(26)에 의하여 수축되는 경우에 상기 로드의 각각의 상기 정면 및 후면 브래킷(24 및 25)의 상기 환상 내부단을 가지는 상기 로드의 접합을 통하여 상기 정면 및 후면 브래킷(24 및 25) 사이에서 거리를 제한함으로써 상기 고정자철심(21)의 소정의 축방향의 길이에 해당하는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 동기 회전기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 로드(31) 각각은 그것의 양 반대단에 나사구멍(38)을 갖추고 있으며 상기 브래킷(24 및 25)은 상기 로드(31)에 상기 구멍으로 죄어지게 되어 있는 볼트(33)에 의해 상기 로드(31)에 연결되는 것을 특징으로 하는 동기 회전기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 체결부재(26)의 각각은 상기 로드(31)보다 더 긴 연결바아(35) 및 한쌍의 볼트(33)를 포함하며, 상기 연결바아(35)의 각각은 그것의 양 반대단에서 상기 브래킷(24 및 25)에 형성된 구멍에 꼭 맞추어지게 되어 있고, 그것의 반대단면에 나사구멍(38)을 갖추고 있으며, 상기 볼트(33)는 상기 브래킷 상의 구멍(36 및 37)을 통해 확장되고 각각 상기 연결바아(35)의 상기 나사구멍(38)으로 죄어지게 되어 있는 것을 특징으로 하는 동기 회전기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정자철심(21)의 변형을 방지하기 위해 일시적인 고정처리가 이미 상기 고정자철심에 적용되는 것을 특징으로 하는 동기 회전기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회전자가 영구자계 회전자인 것을 특징으로 하는 동기 회전기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 구멍(36 및 37)이 상이 전면 및 후면 브래킷(24 및 25)상에서 상기 브래킷들의 중심에 대하여 일정각을 이루며 배열되어 있는 것을 특징으로 동기 회전기.
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