KR100901712B1 - A rotor of generator and electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전기나 전동기의 로터 상에 설치되는 마그네트의 견고한 결합을 위한 구조에 관한 것으로, The present invention relates to a structure for firm coupling of the magnet installed on the rotor of the generator or the motor,
기존 각 마그네트를 가압하여 볼트 및 너트체결을 통해 고정설치되는 기존 방식 중 너트부재의 형태를 개선하여 로터 및 너트부재에 가해지는 응력의 불균형 현상을 해소함과 동시에 너트부재의 설치구조도 개선하여 너트부재 설치를 위한 코어의 가공이 용이한 발전기 및 전동기 로터코어의 마그네트 결합구조에 관한 것이다.It improves the shape of the nut member among the existing methods fixed by bolt and nut tightening by pressing each magnet to solve the imbalance of stress applied to the rotor and nut member, and at the same time improve the nut member installation structure. The present invention relates to a magnet coupling structure of a generator and a motor rotor core, which are easy to process cores for installation.
일반적으로 전자기유도작용으로 기전력을 발생시켜 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 발전기와 전기적에너지를 이용하여 기계적 구동력을 발생시키는 전동기는 기본적으로 내부에 고정 설치되는 원통형태의 고정자, 즉 스테이터(stator)와 상기 고정자의 내측에 설치되고 로터축에 의해 회전되며 회전과정에서 스테이터에서의 발전을 유도하는 회전자, 즉 로터부(rotor)로 구성된다.In general, a generator that generates electromotive force by electromagnetic induction and converts mechanical energy into electrical energy and a motor that generates mechanical driving force by using electrical energy basically has a cylindrical stator, that is, a stator, The rotor is installed inside the stator and is rotated by the rotor shaft and constitutes a rotor, that is, a rotor, which induces power generation in the stator during the rotation process.
이때 상기 로터부의 외부둘레 상에는 스테이터와의 전류관계상 필요한 마그네트가 일정간격을 두고 외주면을 따라 다수개 설치된다.At this time, on the outer circumference of the rotor portion, a plurality of magnets necessary for the current relationship with the stator are provided along the outer circumferential surface at a predetermined interval.
이러한 마그네트를 로터부에 설치할 때에는 로터부가 고속회전하는 과정에서 발생되는 원심력에 의해 로터코어부터 이탈되지 않도록 설계되어야만 한다.When the magnet is installed in the rotor unit, it should be designed so that it does not depart from the rotor core by the centrifugal force generated during the high speed rotation of the rotor unit.
이렇게 마그네트를 로터몸체에 결합시키는 방법은 다양하게 제안되어 있는데, 그 중 본 출원인에 의해 발명되어 출원된 대한민국 특허출원『발전기 및 전동기 로터의 마그네트결합구조』가 있다.The method of coupling the magnet to the rotor body has been proposed in various ways, among which there is a Korean patent application "magnet coupling structure of the generator and the motor rotor" that was invented and filed by the present applicant.
상기 종래기술은 [도 1]에 도시된 것처럼 각 마그네트(M)가 마그네트하우징(M1)에 의해 감싸여진 상태로 로터(1)상에 삽입 설치되되, 각 마그네트하우징(M1) 사이에 지지프레임(2)을 설치하고 체결볼트(3)가 지지프레임(2)과 로터(1)를 관통하도록 한 후 체결볼트(3)하단에 너트(4)를 체결하는 형태로 구성된다.The prior art is inserted into the
이러한 체결볼트(3)와 너트(4)간 체결을 통해 지지프레임이 양측 마그네트(M)를 지속적으로 가압하므로 마그네트가 견고하게 고정되는 효과가 있다.Since the support frame continuously presses both magnets M through the fastening between the
하지만 상기 종래기술은 이러한 효과 외에 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.However, the prior art has the following problems in addition to these effects.
첫째, 안정된 체결력 보장을 위해 체결볼트(3)는 지지프레임(2)의 길이방향을 따라 간격을 두고 복수개 체결되는데, 따라서 각 체결볼트(3)마다 너트(4)도 별개로 결합된다. First, a plurality of fastening
이렇게 개별적인 너트(4)를 사용함에 따라 로터(1)가 고속회전 시 각 지지프레임(2)과 체결볼트(3)는 원심력에 의해 로터(1)로부터 이탈하려하고, 이는 체결볼트(3) 및 너트(4)간 체결력에 의해 지탱되는데, 이때 발생되는 응력은 각 너트(4) 와 로터(1)간 접촉면적부근에 띄엄띄엄 집중된다.As the
따라서 각 체결볼트(3)와 너트(4)간 체결력 차이가 있을 경우 각 너트(4)위치 부근에 가해지는 응력이 균등하지 못해 로터(1)를 비롯해 로터축의 안정적인 회전에 방해가 되는 문제점이 있다.Therefore, when there is a difference in the tightening force between the
또한 이러한 응력의 불균형이 형성될 경우 고속 회전 시 미세진동에 의해 특정 지점의 너트(4)가 풀려 체결력이 저하될 우려도 크다.In addition, when such an imbalance of stress is formed, there is a high possibility that the fastening force may be lowered by loosening the
둘째, 최근에는 로터(1)를 제작할 때 하나의 일체형 가공물로 제작하지 않고 회전 시 발열율을 낮출 수 있고 로터내의 전기 와류현상에 의한 전력손실 방지 및 가공이 쉽도록 [도 2]처럼 별개의 판형 코어(5)를 적층 고정하는 방식으로 제작하고 있다.Second, in recent years, when manufacturing the rotor (1), instead of producing a single integral workpiece, it is possible to lower the heat generation rate during rotation, and to prevent the power loss caused by the electric vortex phenomenon in the rotor and to facilitate processing as shown in FIG. The core 5 is produced by laminating and fixing it.
그런데 이러한 코어(5)의 적층구조에서 상기와 같이 별개의 너트(4)를 사용하여 지지프레임(2)을 체결할 경우 고속회전 시 해당 너트와 접촉되는 층의 코어(5a)(5b)(5c...)들에만 응력이 집중되므로 해당 코어(5a)(5b)(5c..)의변형을 가져올 수 있는 문제점이 있다.However, when the
셋째, 실질적으로 각 너트(5)는 [도 1]처럼 로터(1)에서 돌출되도록 설치되는 구조와는 달리, 타 부품과의 접촉을 막기 위해 [도 2]와 같이 로터, 즉 일부 코어층에 너트(4) 면적에 해당하는 매설홈(6)을 파고 각 너트(4)를 매설하는 형태로 설치되는데,Third, substantially each nut 5 is installed in the rotor, that is, some core layer as shown in [Fig. 2] to prevent contact with other parts, unlike the structure that is installed to protrude from the
따라서 코어(5)의 적층구조에서는 일부 층의 코어(5a)(5b)(5c...)에만 매설홈(6) 가공이 되어야 하므로 코어가공 시 매설홈(6) 가공용 코어만 별도로 선별하 여야 하고 또 별도로 가공해야하므로 코어의 가공작업이 전체적으로 굉장히 번거롭다.Therefore, in the laminated structure of the core 5, only the
뿐만 아니라 각 코어의 두께는 굉장히 얇으므로 여러 층의 코어(5a)(5b)(5c...) 상에 하나의 매설홈(6)이 형성될 수밖에 없다 따라서 해당 코어(5a)(5b)(5c..)들의 가공모양이 제각각 이므로 가공이 더욱 어려워, 결과적으로 가공비 상승의 문제점이 초래된다.In addition, since the thickness of each core is very thin, one buried
넷째, 이렇게 매설홈(6)을 형성시키더라도 너트(4)를 삽입하여 공구를 이용해 체결볼트(3)에 체결하기 위해서는 매설홈(6)의 직경을 너트(4)외경보다 훨씬 크게 형성하지 않는 이상 너트(4)의 체결뿐만 아니라 분리도 불편할 수밖에 없어 유지보수가 쉽지 못하다.Fourth, even if the buried
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로,The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above,
첫째, 각 마그네트를 가압고정하는 고정수단 중 너트부재를 개선하여 각 체결볼트가 하나의 너트부재에 동시에 체결되도록 함으로써, 체결력 및 회전시 발생되는 응력이 너트부재를 통해 로터길이방향 전체로 분산되어 로터의 안정적인 회전이 가능한 발전기 및 전동기 로터의 마그네틱 결합구조 제공을 목적으로 한다.First, by improving the nut member of the fixing means for pressing and fixing each magnet so that each fastening bolt is fastened to one nut member at the same time, the clamping force and the stress generated during rotation are dispersed throughout the rotor length direction through the nut member and the rotor The purpose is to provide a magnetic coupling structure of the generator and the motor rotor capable of stable rotation of the motor.
더불어 로터의 회전과정에서 미세진동에 의한 너트의 풀림현상을 방지할 수 있는 구조의 제공을 목적으로 한다.In addition, it is an object of the present invention to provide a structure that can prevent the loosening of the nut by the micro-vibration during the rotation of the rotor.
둘째, 적층코어형태로 로터를 제작하더라도 하나의 너트부재가 각 층의 코어에 균일하게 밀착되어 고속회전 시 너트부재에 가해지는 응력이 각 코어에 균등하게 분산되도록 하여 특정 코어의 훼손을 방지할 수 있는 발전기 및 전동기 로터의 마그네틱결합구조 제공을 목적으로 한다.Second, even if the rotor is manufactured in the form of a laminated core, one nut member is intimately adhered to the core of each layer so that the stress applied to the nut member during high-speed rotation can be evenly distributed to each core to prevent damage to a specific core. The purpose is to provide a magnetic coupling structure of a generator and a motor rotor.
셋째, 너트부재의 개선을 통해 각 층의 코어마다 너트부재가 설치되는 지점의 형상가공이 동일한 형상 및 위치에 이루어질 수 있도록 함으로써 코어 가공 작업시간 및 작업과정을 간소화 할 수 있는 발전기 및 전동기 로터의 마그네틱 결합구조 제공을 목적으로 한다.Third, by improving the nut member, the shape machining of the point where the nut member is installed in each core of the layer can be made in the same shape and location, thereby simplifying core processing time and work process. The purpose is to provide a coupling structure.
넷째, 고속회전 시에도 너트부재의 안정적인 체결이 유지될 수 있도록 할 뿐만 아니라 체결볼트와 손쉬운 체결분리가 가능하도록 하여 유지보수가 용이한 발전기 및 전동기 로터의 마그네틱 결합구조 제공을 목적으로 한다.Fourth, the purpose of the present invention is to provide a magnetic coupling structure of the generator and the motor rotor that is easy to maintain and maintain the fastening of the nut member even at high speed, as well as easy fastening and separating the fastening bolt.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명은,The present invention proposed to achieve the above object,
발전기나 전동기 로터 상에 설치되는 각 마그네트 사이에 설치되어 해당마그네트를 가압하는 지지수단을 포함하는 발전기 및 전동기 로터코어의 마그네트 결합구조에 있어서,In the magnet coupling structure of the generator and the motor rotor core provided between the magnets installed on the generator or the motor rotor, including a support means for pressing the magnet,
상기 지지수단은 각 마그네트 사이에 삽입되어 각 마그네트 일측을 가압하는 가압프레임과,The support means is inserted between each magnet and the pressing frame for pressing each side of the magnet;
상기 가압프레임을 관통하여 가압판과 로터를 체결하는 복수개의 체결볼트와,A plurality of fastening bolts penetrating the pressure frame to fasten the pressure plate and the rotor;
상기 체결볼트 하단에 체결되되 로터 전후길이방향을 따라 배치되는 막대형태로 상면 상에는 각 체결볼트가 삽입되는 체결공이 형성된 것을 특징으로 한다.The fastening bolt is fastened to the lower end of the fastening bolt, characterized in that the fastening hole is formed on each of the fastening bolt is inserted on the upper surface in the form of a rod disposed along the longitudinal direction of the rotor.
또한 상기 로터는 판재형태의 코어가 전후 중첩된 형태로 이루어지되,In addition, the rotor is made of a form in which the core in the form of a plate overlapping back and forth,
각 코어전면에는 관통공이 로터 길이방향을 따라 동일선상으로 형성되고 상기 관통공에 너트부재가 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.The through-holes are formed in the same line along the rotor longitudinal direction on each core front surface, and a nut member is inserted into the through-holes.
이때 상기 로터의 관통공은 너트부재 단면과 동일한 형상 및 크기로 이루어져 관통공 내면이 너트부재 외면을 감싸듯이 밀착된 상태가 되도록 한 것을 특징으로 한다.At this time, the through hole of the rotor is made of the same shape and size as the end of the nut member is characterized in that the inner surface of the through hole is in close contact with the outer surface surrounding the nut member.
상기와 같은 특징적 구성으로 이루어진 본 발명은,The present invention consisting of the above characteristic configuration,
첫째, 각 마그네트를 가압고정하는 고정수단 중 너트부재를 로터 길이와 같은 막대형태로 구현하여 각 체결볼트가 하나의 너트부재에 동시에 체결되도록 함으로써 회전 시 너트부재 체결부위에 발생되는 응력이 너트부재 전체에 걸쳐 분산되어 로터의 안정적인 회전이 가능한 장점이 있다.First, the nut member of the fixing means for pressurizing each magnet is implemented in the form of a rod such as a rotor length so that each fastening bolt is fastened to one nut member at the same time, so that the stress generated at the nut member fastening portion during rotation becomes the entire nut member. Dispersed throughout, the rotor has the advantage of stable rotation.
둘째, 적층코어형태로 로터를 제작하더라도 하나의 너트부재가 각 층의 코어에 균일하게 밀착되므로 너트부재와의 밀착에 의한 하중이 각 코어마다 동일하게 분배되어 특정코어의 훼손을 방지할 수 있는 장점이 있다.Second, even if the rotor is manufactured in the form of a laminated core, one nut member is uniformly in close contact with the core of each layer, so that the load due to the close contact with the nut member is equally distributed to each core to prevent damage to a specific core. There is this.
셋째, 단순히 막대형태의 너트부재를 관통삽입하는 형태로 로터내에 설치하는 구조이므로 각 코어상에 동일한 형상 및 위치의 관통공을 형성시킬 수 있으므로 너트부재 설치를 위한 코어의 가공이 용이한 장점이 있다.Third, since the structure is installed in the rotor by simply inserting the rod-shaped nut member, it is possible to form through-holes of the same shape and position on each core, so there is an advantage of easy processing of the core for installing the nut member. .
넷째, 단순히 관통공 내에 너트부재를 삽입인출하는 형태로 설치 분리가 가능하므로 로터의 유지보수가 용이한 장점이 있다.Fourth, there is an advantage that the maintenance of the rotor is easy because it can be installed and separated in the form of simply inserting the nut member in the through-hole.
이하에서는 도면에 예시된 구성을 참조하여 본 발명의 구체적인 구성 및 그 작용에 대한 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the configuration illustrated in the drawings will be described embodiments of the specific configuration and its operation of the present invention.
본 발명 발전기 및 전동기 로터의 마그네트 결합구조는 [도 3] 내지 [도 5]에 도시된 것처럼 크게 로터(100)와 마그네트(M) 및 고정수단(200)을 포함하여 구성된다.Magnet coupling structure of the generator and the motor rotor of the present invention comprises a
먼저 흔희 회전자라 칭하는 로터(100)는 스테이터(stator), 즉 고정자(미도시)와 더불어 발전기나 전동기의 동력이 발생되는 부분으로, 중앙에는 로터축(C)이 결합되는 축공(C1)이 형성된다.First, the
이러한 로터(100)는 원형의 얇은 판재형태를 띠는 복수개의 코어(100a)(100b)(100c...)들이 전후로 중첩되어 볼트(B)를 통해 상호 고정된 형태로 제작된다.The
각각의 코어(100a)(100b)(100c..)는 표면을 절연 코팅하여 중첩 시 각 코 어(100a)(100b)(100c..)간의 통전이 차단되도록 하여 전체가 일체형으로 제작된 로터와는 달리 전류의 와류현상에 의한 손실을 방지할 수 있도록 한다. Each core (100a) (100b) (100c ..) is coated with an insulating surface so that the electrical current between each core (100a) (100b) (100c ..) overlaps when overlapping the rotor and the integrally manufactured Otherwise, the loss of current due to eddy currents can be prevented.
물론 본 발명에서는 일체형 로터도 적용이 가능하나 상대적으로 발열율도 낮고 가공이 용이한 장점을 갖는 적층형 로터에 적용한 실시예를 설명하도록 한다.Of course, in the present invention, an integrated rotor may be applied, but the embodiment applied to the laminated rotor having a relatively low heat generation rate and easy processing will be described.
그리고 각 코어(100a)(100b)(100c)의 축공(C1)주변에는 후술하는 고정수단(200)의 너트부재(230)가 삽입되는 관통공(102)이 동일선상에 형성되고 각 코어(100a)(100b)(100c..)를 중첩하였을 때에는 각 관통공(102)이 연통되어 로터(100)의 전후면을 관통하는 하나의 통공(110)형태가 된다.In addition, a
이때 각 코어(100a)(100b)(100c..)의 관통공(102)은 삽입될 너트부재(230)의 단면형상 및 단면적과 거의 동일하게 제작하여 너트부재(230)가 삽입되었을 너트부재(230)의 외부면 전체가 통공(110)내벽과 밀착될 수 있도록 한다. At this time, the through-
이러한 로터(100)의 외주면 상에는 후술하는 마그네트(M)의 설치를 위한 설치홈(120)이 로터(100) 전후 길이방향을 따라 레일형태로 형성되고, 이러한 설치홈(120)은 로터(100) 외주면을 따라 간격을 두고 형성된다.On the outer circumferential surface of the
이때 각 설치홈(120)은 정면에서 봤을 때 로터(100)의 중심을 기준으로 로터(100) 통공(110)위치와 교호로 어긋나는 지점에 형성된다. At this time, each
그리고 각 설치홈(120) 사이에는 후술하는 고정수단(200)의 설치를 위한 체결공(106)이 로터 길이방향을 따라 간격을 두고 복수개 형성된다.In addition, a plurality of
상기 각 설치홈(120)에 설치되는 마그네트(M)는 스테이터 자력과의 반응을 통해 로터축에 회전력을 부가하기 위한 것으로, 영구자석 형태를 사용하며 설치홈(120)과 동일한 길이를 갖고 상기 설치홈(120)에 일정깊이 삽입되어 나머지 부분은 로터(100)로부터 돌출된 형태로 설치된다.Magnets (M) are installed in each of the
이때 각 마그네트(M)의 양측단부는 서로를 향해 기울어지도록 경사면(Ma)이 형성되는데, 이러한 경사면(Ma)은 [도 6]과 같이 후술하는 마그네트(M) 고정수단(200)중 가압프레임(210)이 각 마그네트(M) 사이에 결합되었을 때 해당 마그네트를 가압함과 동시에 상면이 마그네트(M)보다 돌출되지 않고 동일면을 이루도록 하기 위한 것이다.At this time, both side ends of each magnet (M) is formed inclined surface (Ma) to be inclined toward each other, the inclined surface (Ma) is a pressing frame (M) of the magnet (M) fixing means 200 to be described later as shown in FIG. When 210 is coupled between the magnets (M) to press the magnet and at the same time the upper surface does not protrude from the magnet (M) to achieve the same plane.
참고로 마그네트(M)를 설치홈(120)에 직접 끼워넣지 않고 종래 [도 1]처럼 별도의 마그네트하우징(M1)을 통해 설치하여 마그네트(M)의 이탈방지를 보완할 수도 있다. 마그네트하우징(M1)은 위에 언급한 종래기술을 통해 공지된 것이므로 자세한 설명은 생략한다.For reference, the magnet M may be installed through a separate magnet housing M1 as shown in FIG. 1 without directly inserting the magnet M into the
상기와 같이 각 설치홈(120)에 마그네트(M)가 설치되면 각 마그네트(M)사이에는 공간부(300)가 형성된다. 이때 각 공간부(300)의 형상은 양측 마그네트(M)의 경사면(Ma)에 의해 아래쪽으로 면적이 줄어드는 역 사다리꼴 형태를 띠게 된다.When the magnet (M) is installed in each
그리고 이러한 각 공간부(300)에는 고정수단(200)이 설치되는데, 상기 고정수단(200)은 본 발명의 핵심구조로, 각 마그네트(M)를 지지하여 로터(100)의 회전과정에서 발생되는 원심력에 의해 마그네트(M)가 설치홈(120)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로, 가압프레임(210)과 체결볼트(220) 및 너트부재(230)로 구성된다.And the fixing means 200 is installed in each of the
먼저 상기 가압프레임(210)은 각 마그네트(M)와의 접촉을 통해 마그네트(M)를 지지하는 것으로, 마그네트(M)와 동일한 길이를 갖고 각 마그네트(M)사이의 공간부(300)마다 삽입 설치된다.First, the
이때 가압프레임(210)은 상기 공간부(300)와 동일한 단면적으로 이루어짐에 따라 양 측면에는 각 마그네트(M)의 경사면(Ma)과 동일한 각도를 갖는 가압경사면(212)이 형성된다.At this time, the
따라서 [도 6]에 도시된 것처럼 가압프레임(210)이 공간부(300)에 삽입되었을 때 양측 가압경사면(212)이 두 개의 마그네트 중 각각의 일측 경사면(Ma)과 밀착된 상태가 된다.Therefore, as shown in FIG. 6, when the
더불어 가압프레임(210)은 스테인레스강(stainless steel)과 같은 강자성체가 아닌 재질을 사용하여 마그네트(M)와 접촉되었을 때 마그네트(M)에서 발생되는 불필요한 자력의 누설을 최소화 하도록 해야 한다.In addition, the
그 중에서도 자성이 전혀 존재하지 않는 철-니켈-크롬계인 오스테나이트계(Austenite) 스테인레스강이 적용될 수 있지만, 이러한 오스테나이트계 스테인레스강도 냉간가공 등에 의해 마르텐사이트 변태가 일어날 경우 자성을 띠게 되므로 주의하여 적용해야만 한다.Among them, austenitic stainless steel, which is an iron-nickel-chromium-based magnetic material, may be applied. However, the austenitic stainless steel also becomes magnetic when martensite transformation occurs due to cold working. must do it.
가압프레임(210)의 재질은 꼭 이에 한정되는 것은 아니라, 발전기 및 전동기의 적용분야에 따라서 알루미늄이나 구리계 금속과 같이 최대한 자성이 억제된 재질 중에서는 얼마든지 선택적용이 가능하다.The material of the
그리고 가압프레임을 하나의 막대형태로 제작하지 않고 길이방향으로 분할제 작한 후 공간부(300)에 순차적으로 끼워 연결하는 형태로 제작할 경우 일체로 제작하는 것보다 후술하는 체결볼트(220)가 관통하였을 때 강도저하 현상을 방지할 수도 있다.And after manufacturing the pressing frame in the longitudinal direction without making a single rod form, and then inserted into the
그리고 이러한 각 가압프레임(210) 상에는 길이방향을 따라 삽입공(214)이 형성되되, 삽입공(214)의 형성위치는 가압프레임(210)이 공간부(300)에 삽입되었을 때 상기 로터(100)에 형성된 체결공(106)과 연통되는 지점에 형성한다.And the
이러한 가압프레임(210)은 각 삽입공(214)을 관통하는 체결볼트(220) 및 너트부재(230)에 의해 위치가 고정되는데, 그 중 체결볼트(220)는 각 삽입공(214)과 로터(100)를 관통하여 일단부가 로터(100)의 통공(110) 내에 위치될 수 있을 정도의 길이를 갖도록 한다.The
체결볼트(220)는 [도 6]처럼 가압프레임(210)의 면적에 따라 1열이나 복수 열로 체결될 수도 있다. The
그리고 상기 너트부재(230)는 본 발명의 핵심 구성요소로 기능은 로터(100)로부터 체결볼트(220)가 이탈되는 것을 방지하기 위한 것으로 종래기술과 동일하다.In addition, the
하지만 각 체결볼트(220)마다 개별적으로 구비되어 결합되는 종래기술과는 달리 하나의 막대형태로 이루어져 각 체결볼트(220)가 하나의 너트부재(230)에 동시 체결되는 것에 특징이 있다.However, unlike the prior art in which each
구체적으로 설명하면 로터(100)의 통공(110)과 동일한 길이를 갖고 단면형상 및 단면적도 동일하게 제작되며 상부에는 상기 각각의 체결볼트(220) 일단부가 삽 입체결되는 나사공(232)이 형성된다.Specifically, the same length as that of the through
이러한 너트부재(230)는 로터(100)의 통공(110)에 삽입되는데 이때 통공(110)과 단면적이 동일하므로 너트부재(230)의 상하좌우면 전체가 통공(110)의 내벽전체와 밀착된 상태로 위치된다.The
또한 너트부재(230)의 면적은 체결볼트(220)를 1열이나 복수열로 배치하는 경우에 따라 변형적용이 가능하다.In addition, the area of the
이렇게 각 통공(110)에 너트부재(230)가 삽입된 상태에서 로터(100)의 전후면에는 각각 별도의 차단판(400)이 결합되어 통공(110) 전후입구를 차단함과 동시에 마그네트(M)의 전후면도 차단하여 마그네트(M)가 설치홈(120)의 전후개방부를 통해 빠져나오는 것을 차단한다.Thus, in the state in which the
다음은 상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 작용 및 그 작용과정에서 발생되는 효과를 설명하도록 한다.Next will be described the operation of the present invention by the configuration as described above and the effects generated in the operation process.
먼저 스테이터에 전류가 공급되면 로터(100)의 마그네트(M)와 스테이터 간 전극 차에 의해 로터(100)를 비롯해 로터축이 회전되고 로터(100)상에 설치된 마그네트(M)와 고정수단(200)도 함께 회전한다.First, when a current is supplied to the stator, the rotor shaft, including the
이러한 회전에 의해 각 마그네트(M)는 원심력에 의해 외부로 이탈하려는 성향을 갖게 된다.By this rotation, each magnet (M) has a tendency to escape to the outside by centrifugal force.
이때 각 마그네트(M)는 양단부가 고정수단(200), 즉 가압프레임(210)에 의해 가압되고 있기 때문에 이탈이 방지된다.At this time, since each end of the magnet (M) is pressed by the fixing means 200, that is, the
이렇게 마그네트(M)와 마찬가지로 가압프레임(210) 및 체결볼트(220)도 원심력에 의해 이탈하려는 힘을 받는데, 이는 체결볼트(220)와 너트부재(230)간 체결에 의해 지지되는 것이다.Like the magnet (M), the
따라서 체결볼트(220)와 가압프레임(210)이 이탈하려는 힘은 너트부재(230) 중 체결볼트(220)와의 체결부위에 집중된다. 하지만 각 체결볼트(220)가 하나의 너트부재(230)에 동시에 체결된 상태이고, 더구나 너트부재(230)의 상부면 전체가 통공(110) 내벽전체와 밀착되어 있는 상태이므로 너트체결부위에 형성되는 응력은 너트부재(230) 전체면적에 걸쳐 분산되어 특정지점에 집중되는 종래현상은 발생되지 않게 된다.Therefore, the force to be separated from the
이로 인해 코어(100a)(100b)(100c..)를 적층하여 로터(100)를 구현할 경우에도 하나의 너트부재가 각 층의 코어(100a)(100b)(100c..)마다 동일하게 밀착되므로 각 층의 코어마다 동일한 하중이 가해져 너트부재(230)가 설치된 부분의 코어층에만 하중이 집중되는 종래기술의 문제점을 해결할 수 있다.Because of this, even when the
또한 하나의 너트부재(230)에 여러 체결볼트(220)가 동시에 체결되어 있으므로 특정 체결볼트(220)와의 체결력에 문제가 있더라도 너트부재(230)가 풀려지는 현상을 방지할 수 있고, 더구나 통공(110)내벽 전체가 너트부재(230)를 감싸는 형태로 밀착되어 있으므로 고속회전 하더라도 미세진동에 의해 통공(110)과 너트부재(230)가 충돌하는 현상도 해소할 수 있다.In addition, since
더불어 단순히 막대형태의 너트부재(230)를 로터(100)의 통공(110)에 삽입하는 형태이므로 로터(100)를 제작하는 과정에서 각 코어(100a)(100b)(100c)마다 동 일한 위치, 크기의 관통공(102)을 각각 가공하면 된다.In addition, since the
따라서 너트 매설홈을 형성하기 위해 특정 코어마다 불규칙한 형상의 홈을 형성시켜야 하는 종래기술에 비해 각 코어의 가공이 훨씬 간단진다.Therefore, processing of each core is much simpler than in the prior art, in which grooves of irregular shapes must be formed for specific cores to form nut buried grooves.
이상 설명한 것처럼 본 발명은 마그네트(M)의 이탈방지를 위한 고정수단(200) 중 너트부재(230)의 형상을 개선하여 각각의 체결볼트(220)가 하나의 너트부재(230)에 동시에 체결되도록 함으로써,As described above, the present invention improves the shape of the
고속회전 시 너트체결부위에 발생되는 응력이 너트부재(230) 전체에 걸쳐 골고루 분산됨에 따라 응력 불균형에 따른 로터 회전의 불안성과 특정 코어의 훼손 등의 문제점을 모두 해결 할 수 있을 뿐만 아니라 너트부재(230) 설치를 공간을 위한 코어의 가공도 매우 용이하도록 한 것이 특징이다.As the stress generated at the nut fastening part is distributed evenly throughout the
이러한 본 발명은 다양하게 변형되어 실시될 수 있는데, 그 중 [도 7]과 [도 8]은 변형실시예를 나타낸 도면으로, [도 7]은 로터가 로터몸체(150)와 축하우징(160) 간의 공간이 형성되도록 제작되었을 때 너트부재(230)설치공간을 별도로 형성시키지 않고, 너트부재(230)가 로터몸체(150)바닥면에 밀착된 형태로 설치된 경우이다. 즉 일반적인 너트 설치구조와 동일한 것이다.The present invention can be implemented in a variety of modifications, of which [7] and [8] is a view showing a modified embodiment, [7] the rotor is a
그리고 [도 8]은 [도 7]과 동일하게 로터를 제작한 상태에서 너트 설치공간을 관통공 형태가 아니라 로터 전후 길이방향을 따라 매설홈(170)형태로 가공하여 너트부재(230)전체가 매설홈(170)에 매설되도록 한 경우이다.And [Fig. 8] is the same as [Fig. 7] the nut installation space in the state of manufacturing the rotor in the form of the buried
상기 두가지 실시예는 관통공이 너트부재 사방을 감싸 안정적인 결합이 가능한 첫 번째 실시예에 비해 너트부재와 설치부위 간 안정적인 결합효과는 떨어질 수 있으나, 하나의 너트부재만을 사용하여 하중을 분산시킨 다는 본 발명의 기본 특징은 구현할 수 있다.In the two embodiments of the present invention, although the through-holes may be inferior in the stable coupling effect between the nut member and the installation site, compared to the first embodiment in which a stable coupling is possible by surrounding the nut member, the load is distributed using only one nut member. The basic features of can be implemented.
이상 설명한 본 발명 발전기 및 전동기 로터의 마그네트 결합구조에 대한 여러 특징들은 당업자에 의해 다양하게 변형되고 조합되어 실시될 수 있지만 이러한 변형 및 조합들이 가압판과 체결볼트 및 너트부재로 이루어진 마그네트 고정수단 중 하나의 너트부재에 복수개의 체결볼트가 동시에 체결되도록하여 너트 체결부위의 응력을 분산시킬 수 있는 구성 및 목적과 관련이 있을 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 판단하여야 한다.Various features of the magnet coupling structure of the present invention generator and motor rotor described above can be variously modified and combined by those skilled in the art, but these modifications and combinations are one of the magnet fixing means consisting of a pressure plate and a fastening bolt and a nut member. When a plurality of fastening bolts are fastened to the nut member at the same time and related to the configuration and the purpose of dispersing the stress at the nut fastening portion, it should be determined that they belong to the protection scope of the present invention.
도 1은 종래기술의 고정수단 중 각 체결볼트 마다 별도의 너트가 체결된 형태를 나타낸 일부 확대 단면도1 is a partially enlarged cross-sectional view showing a form in which a separate nut is fastened for each fastening bolt of the fixing means of the prior art.
도 2는 종래기술 중 코어의 적층을 통해 로터를 구현하고 매설홈을 형성하여 너트가 설치된 모습을 나타낸 일부확대 측단면도2 is a partially enlarged side sectional view showing a state in which a nut is installed by implementing a rotor and forming a buried groove through stacking of cores in the prior art;
도 3 내지 도 6은 본 발명에 관한 도면으로,3 to 6 is a view of the present invention,
도 3은 로터와 마그네트 및 고정수단의 전체 결합구조를 나타낸 분해사시도Figure 3 is an exploded perspective view showing the overall coupling structure of the rotor and the magnet and the fixing means
도 4는 로터상의 마그네트 결합상태를 확대도시한 도면Figure 4 is an enlarged view showing the magnet coupling state on the rotor
도 5 및 도 6은 전체 결합상태를 나타낸 측단면도 및 정단면도5 and 6 is a side cross-sectional view and a front cross-sectional view showing the overall coupling state
<도면의 주요부분에대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 로터 100a, 100b... : 코어 100:
102 : 관통공 106 : 체결공 102: through hole 106: fastening hole
110 : 통공 120 : 설치홈 110: through hole 120: installation groove
M : 마그네트 200 : 고정수단 M: magnet 200: fixing means
210 : 가압프레임 220 : 체결볼트 210: pressure frame 220: fastening bolt
230 : 너트부재 230: nut member
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