KR102296977B1 - 모터 정류자의 홈가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 정류자의 홈가공장치를 개시한다. 구체적으로 모터의 회전자에 결합된 정류자에 형성되는 홈을 가공하는 장치에 있어서, 지면에 설치되는 베이스; 상기 베이스의 상부면에 회전자를 거치한 상태에서 수평으로 왕복 이동가능하게 구비되는 왕복이송부; 상기 베이스의 일측에 구비되는 수평프레임과, 상기 수평프레임의 일단에 수직으로 결합되는 수직프레임으로 구성되는 지지프레임; 상기 지지프레임에 승강 가능하게 구비되고, 상기 정류자의 외주면을 절삭하는 절삭부;를 포함하여 이루어져, 상기 왕복이송부에 의해 회전자가 왕복 이송되면서 상기 절삭부가 정류자의 길이방향을 따라 정류자홈을 가공하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 정류자의 홈가공장치{Apparatus for cutting groove of commutator}

본 발명은 홈가공장치에 관한 것으로서, 상세하게는 대형 모터에 사용되는 회전자의 정류자에 정류자편을 형성시키기 위해 정류자의 길이방향을 따라 일정간격으로 다수개의 홈을 절삭 가공하는 모터 정류자의 홈가공장치에 관한 것이다.

정류자는 모터에서 교류를 직류로 변환시키기 위한 것, 다시 말해서, 전류의 흐름을 한 방향으로 흐르도록 유지시켜 준다.

정류자에는 일반적으로 다수개의 정류자홈이 길이방향으로 형성되어 정류자편을 형성한다.

이러한 정류자홈을 가공할 때 종래에는 작업자가 절삭공구를 이용하여 수동으로 일일이 홈을 파서 만들었다.

그리고 모터를 장시간 사용할 때 정류자에 이물질이 고착되거나 부착되어 기능이 현저하게 저하되는 경우 정류자를 수리할 필요가 있다.

이 경우 모터를 분해하여 회전자를 분리한 후 회전자에 결합된 정류자의 홈을 검사, 세척한 후 정류자를 절삭공구로 일일이 홈파는 작업을 수행하였다.

그런데, 모든 과정이 수작업으로 이루어져 많은 시간이 소요되고 특히, 대형 모터의 경우에는 많은 시간과 비용이 드는 문제가 있었다.

이러한 수작업으로 인한 문제를 해결하고자 아래와 같이 대한민국 등록특허 제10-1498541호가 제시되었다.

그러나 장비가 크고 복잡하며 절삭시 작업자가 손잡이를 잡고 절삭공구를 이동시켜야 하는 구조여서 여전히 수동작업의 한계를 벗어나지 못했다.

대한민국 등록특허 10-1498541(2015.2.26.)"정류자의 홈가공시스템"

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하고자 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 정류자의 홈을 자동으로 수행할 수 있도록 회전자를 왕복 이송시키면어 어느 하나의 정류자홈 가공이 이루어지고, 회전자를 간헐적으로 일정 각도만큼 회전시킨 후 다음 정류자홈을 가공하는 과정을 자동으로 반복할 수 있는 모터 정류자의 홈가공장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모터 정류자의 홈가공장치는, 모터의 회전자에 결합된 정류자에 형성되는 홈을 가공하는 장치에 있어서, 지면에 설치되는 베이스; 상기 베이스의 상부면에 회전자를 거치한 상태에서 수평으로 왕복 이동가능하게 구비되는 왕복이송부; 상기 베이스의 일측에 구비되는 수평프레임과, 상기 수평프레임의 일단에 수직으로 결합되는 수직프레임으로 구성되는 지지프레임; 상기 지지프레임에 승강 가능하게 구비되고, 상기 정류자의 외주면을 절삭하는 절삭부;를 포함하여 이루어져, 상기 왕복이송부에 의해 회전자가 왕복이송되면서 상기 절삭부가 정류자의 길이방향을 따라 정류자홈을 가공할 수 있다.

여기서, 상기 왕복이송부는, 상기 베이스의 상부면에 이격되어 평행하게 배설되는 이송레일과, 상기 이송레일에 안착되어 슬라이딩되는 이송판과, 상기 이송판의 하부면에 결합되는 이송블럭과, 상기 이송블럭을 관통하면서 나사결합되는 이송스크류와, 상기 이송스크류를 정회전 또는 역회전시키는 이송모터와, 상기 이송판의 상부면 양측에 구비되고 각각 한쌍이 이격되어 상기 회전자의 일측과 타측을 회전 가능하게 지지하는 제1회전롤러 및 제2회전롤러와, 상기 제1회전롤러와 제2회전롤러를 회전제어하여 상기 정류자를 간헐적으로 일정 각도만큼 회전시키는 정류자회전수단을 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 이송판의 양단에 이격되어 평행하게 배설되어 상기 제1회전롤와 제2회전롤러가 각각 안착되는 교체레일과, 상기 제1회전롤러와 제2회전롤러를 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재의 상부면에 결합되는 교체블럭과, 상기 교체블럭을 관통하면서 나사 결합되는 교체스크류와, 상기 교체스크류의 단부에는 결합되는 교체핸들로 이루어지는 정류자교체수단이 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 절삭부는, 상기 수직프레임의 측면에 승강 가능하게 구비되는 승강수단과, 상기 승강수단의 정면에 수평으로 구비되는 승강브라켓과, 상기 승강브라켓의 하부에 고정되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되는 절삭모터와, 상기 절삭모터의 구동축에 결합되는 절삭커터와, 상기 지지부재에 결합되는 홈가이드핀을 포함하여 이루어져, 상기 홈가이드핀이 정류자의 어느 하나의 홈에 인입된 상태에서 상기 절삭커터가 바로 인접하는 다른 하나의 홈을 절삭 가공할 수 있다.

여기서, 상기 승강수단은, 상기 승강브라켓과 결합되는 승강판과, 상기 승강판의 후면에 결합되는 승강블럭과, 상기 승강블럭을 관통하면서 나사결합되는 승강스크류와, 상기 승강스크류의 단부에 결합되는 승강핸들을 포함하여 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 정류자홈을 가공하는 과정이 모두 자동화되어 매우 생산성과 높고 시간과 비용이 절감된다.

그리고 종래에 비해 가공장비의 구조가 복잡하지 않아 작업이 용이하다.

도 1은 일반적인 회전자와 정류자를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 모터 정류자의 홈가공장치를 나타내는 정면도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 평면도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 모터 정류자의 홈가공장치를 나타내는 정면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 평면도를 나타낸다.

본 발명은 크게 베이스(100), 왕복이송부(200), 지지프레임(300), 절삭부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 상기 베이스(100)는 상기 왕복이송부(200)를 지지하기 위한 것으로서, 평판 형상으로 이루어지고, 지면에 설치된다.

상기 베이스(100)는 상기 왕복이송부(200)의 하중을 충분히 지지할 수 있을 정도의 강도를 가지는 금속재질로 이루어질 수 있다.

다음으로 상기 왕복이송부(200)에 대해 설명한다.

상기 왕복이송부(200)는 가공할 정류자를 포함하는 회전자 전체를 거치한 상태로 수평 왕복이송할 수 있는 구성으로서, 이송레일(210), 이송판(220), 이송블럭(230), 이송스크류(240), 이송모터(250), 제1회전롤러(261) 및 제2회전롤러(262), 정류자회전수단(270)을 포함한다.

상기 이송레일(210)은 상기 베이스(100)의 상부면 양단에 배설된다.

이때, 상기 이송레일(210)은 서로 이격되고 평행하게 설치된다.

그리고 상기 이송레일(210)에는 상기 이송판(220)이 안착되어 상기 이송레일(210)을 따라 수평으로 왕복할 수 있다.

상기 이송판(220)은 평판이거나 도시된 바와 같이 사각틀 형상으로 이루어질 수 있고 양단이 각 이송레일(210)에 안착, 지지된다.

또 상기 이송판(220)의 하부면에는 이송블럭(230)이 결합된다.

상기 이송블럭(230)은 수평으로 관통홀이 형성되고 관통홀(미도시)의 내주면에 암나사산이 형성될 수 있다.

상기 관통홀에는 상기 이송스크류(240)가 관통 결합된다. 이때, 상기 이송스크류(240)의 외주면에 수나사산이 형성되므로 상기 이송스크류(240)는 상기 이송블럭(230)에 나사 결합될 수 있다.

상기 이송스크류(240)의 길이는 상기 이송판(220)의 길이보다 길게 형성되고 양단에 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다.

한편, 상기 이송스크류(240)의 일측에 이송모터(250)가 설치되어 상기 이송스크류(240)를 정회전 또는 역회전 구동할 수 있다.

이를 위해, 상기 이송스크류(240)의 단부에 종동기어 또는 종동풀리(미도시)가 결합될 수 있고, 상기 이송모터(250)의 구동축에는 구동기어나 구동풀리(미도시)가 결합되어 기어물림 또는 벨트를 사용하여 서로 연동시킬 수 있다.

그리고 상기 이송판(220)의 양측에는 각각 제1회전롤러(261) 및 제2회전롤러(262)가 구비된다.

상기 제1회전롤러(261)는 동일한 한 쌍이 서로 이격되어 회전 가능하게 설치되고, 상기 제2회전롤러(262)도 동일한 한 쌍이 서로 이격되어 회전 가능하게 설치된다.

따라서, 상기 회전자(10)의 일측이 상기 제1회전롤러(261) 사이에 거치되면서 지지되고, 상기 회전자(10)의 타측은 상기 제2회전롤러(262) 사이에 거치되면서 지지된다.

여기서, 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)가 동일한 방향으로 회전하게 되면 상기 회전자(10) 전체는 회전할 수 있다.

중요한 것은 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)는 상기 정류자회전수단(미도시)에 의해 간헐적으로 일정 각도씩만 회전하도록 제어된다.

상기 정류자회전수단(270)은 서보모터 및 이를 제어하는 컨트롤러를 사용할 수 있으며, 추후 설명하는 절삭부(400)에 의해 어느 하나의 정류자홈(21)이 절삭되면 일정 각도만큼 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)를 회전시켜 상기 회전자(10) 및 정류자(20)를 일정 각도만큼 회전시킬 수 있다.

그리고 바로 정류자(20)에 다음 정류자홈(21)을 절삭하는 가공을 수행할 수 있다.

바람직한 것은, 상기 회전자(10)가 거치된 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)를 일측으로 슬라이딩 이동시킬 수 있는 정류자교체수단(280)이 더 구비되는 것이 좋다.

상기 정류자교체수단(280)은 하나의 정류자 홈가공작업이 완료되면 다른 정류자로 교체하여 작업을 수행해야하는데, 다른 정류자로 교체를 위해서 회전자를 일측으로 이동시키기 위한 수단이다.

구체적으로 상기 정류자교체수단(280)은 교체레일(281), 연결부재(282), 교체블럭(283), 교체스크류(284) 및 교체핸들(285)로 구성될 수 있다.

상기 교체레일(281)은 상기 이송판(220)의 양단에 이격되어 배설된다.

이때, 상기 교체레일(281)은 상기 이송레일(210)과 직각방향이 되며, 각 교체레일(281)에 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)가 안착되어 상기 교체레일(281)을 따라 슬라이딩될 수 있다.

그리고 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)는 연결부재(282)에 의해 서로 연결되어 상기 교체레일(281)을 따라 함께 이동한다.

또 상기 연결부재(282)의 상부면에는 교체블럭(283)이 결합된다.

상기 교체블럭(283)에는 관통홀이 형성되고 상기 관통홀 내주면에 암나사산이 형성된다.

또한, 상기 교체스크류(284)는 상기 교체블럭(283)의 관통홀을 관통하여 나사결합되고, 양단이 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다.

한편, 상기 교체스크류(284)의 단부에는 교체핸들(285)이 결합되어 작업자가 상기 교체핸들(285)을 회전시킴으로써 상기 교체스크류(284)를 정회전 또는 역회전시킬 수 있으며, 상기 교체스크류(284)의 회전에 의해 제1회전롤러(261) 및 제2회전롤러(262)와 거치된 회전자(10)가 수평으로 전진 또는 후진할 수 있다.

다음으로 상기 지지프레임(300)은 상기 절삭부(400)가 장착되도록 지지하는 것으로서, 수평프레임(310)과 수직프레임(320)으로 구성될 수 있다.

상기 수평프레임(310)은 상기 베이스(100)의 일측에 인접하게 지면에 설치되고, 상기 수직프레임(320)의 상기 수평프레임(310)의 일측에 수직으로 결합된다.

다음으로 상기 절삭부(400)에 대해 설명한다.

상기 절삭부(400)는 상기 지지프레임(300)에 설치되어 상기 정류자(20)의 외주면에 정류자홈(21)을 절삭, 가공하는 구성으로서, 승강수단(410), 승강브라켓(420), 지지부재(460), 절삭모터(430), 절삭커터(440) 및 홈가이드핀(450)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 승강수단(410)은 상기 수직프레임(320)의 측면에 설치되어 상기 절삭커터(440)와 홈가이드핀(450)을 승강시키기 위한 수단으로서 승강판(411), 승강블럭(412), 승강스크류(413), 승강핸들(414)로 구성될 수 있다.

일단 상기 승강판(411)은 평판 형상으로 이루어지고 수직으로 상기 수직프레임(320)의 측면에 배치된다.

그리고 상기 승강판(411)의 후면, 다시 말해서, 상기 수직프레임(320)과의 사이에 상기 승강블럭(412)이 결합된다. 이때, 상기 승강블럭(412)에는 수직으로 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면에 암나사산이 형성된다.

상기 승강블럭(412)의 관통홀에는 상기 승강스크류(413)가 관통하면서 나사결합된다. 이를 위해, 상기 승강스크류(413)에는 수나사산이 형성될 것이다.

또 상기 승강스크류(413)의 상단에는 상기 승강핸들(414)이 결합되어 수동으로 상기 승강스크류(413)를 회전시킬 수 있다.

상기 승강판(411)의 정면에는 상기 승강브라켓(420)이 수평으로 결합된다.

상기 승강브라켓(420)의 하부면에는 지지부재(460)가 고정된다. 상기 지지부재(460)는 상기 절삭모터(430)와 홈가이드핀(450)을 지지하기 위한 것이다.

상기 지지부재(460)에 상기 절삭모터(430)가 수평으로 설치, 고정된다.

또한, 상기 절삭모터(430)의 구동축에는 절삭커터(440)가 결합되어 회전구동된다.

상기 절삭커터(440)는 원형톱 형상일 수 있으며 상기 정류자(20)의 외주면을 절삭하여 정류자홈(21)을 가공하거나, 정류자홈(21)에 고착된 각종 이물질을 제거할 수도 있다.

여기서, 상기 절삭커터(440)의 칼날 방향은 상기 정류자(20)의 길이방향과 평행하게 배치된다.

상기 지지부재(460)에는 상기 절삭커터(440)가 절삭하는 정류자홈(21)들의 간격이 일정하도록 하면서 절삭가공 작업시 상기 절삭커터(440)의 흔들림을 방지할 수 있는 홈가이드핀(450)이 결합된다.

그래서 상기 홈가이드핀(450)은 상기 절삭커터(440)와 일정간격 이격되도록 설치된다. 이때, 상기 홈가이드핀(450)과 절삭커터(440)의 간격은 상기 정류자(20)의 정류자홈(21) 간의 간격과 동일하다.

따라서, 상기 절삭커터(440)가 어느 하나의 정류자홈(21)을 가공할 때, 상기 홈가이드핀(450)은 가공하는 정류자홈(21)에 인접하는 다른 정류자홈(21)에 삽입된 상태로 작업이 수행된다.

참고로 상기 홈가이드핀(450)은 상기 정류자홈(21)의 단면과 유사하게 형성되어 맞춤 삽입되어 상기 정류자홈(21)을 따라 이동할 때 요동하지 않는 것이 바람직하다.

이하에서 본 발명의 작동과정을 설명한다.

작업자는 크레인 등을 이용하여 모터의 회전자(10)를 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)에 거치한다. 이때, 상기 정류자(20)는 상기 절삭부(400)를 향하도록 거치한다.

그리고 상기 정류자교체수단(280)의 교체핸들(285)을 회전시키고, 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)를 수평으로 이동시켜 상기 정류자(20)가 상기 절삭커터(440)와 홈가이드핀(450)의 직하방에 위치하도록 한다.

또 상기 승강수단(410)을 작동시켜 상기 승강판(411)이 하강하도록 하여 상기 절삭커터(440)와 홈가이드핀(450)이 정류자(20)의 외주면에 접촉하도록 한다.

이때, 상기 홈가이드핀(450)은 어느 하나의 정류자홈(21)에 삽입시킨다.

또 상기 절삭모터(430)를 작동시켜 상기 절삭커터(440)가 회전구동되게 한다.

이 상태에서 상기 왕복이송부(200)를 작동시켜 상기 이송판(220)이 수평으로 이동하도록 한다.

즉, 상기 이송모터(250)가 작동하여 상기 이송스크류(240)를 정회전시키고, 상기 이송스크류(240)의 회전으로 상기 이송판(220)이 일측으로 이동한다.

상기 이송판(220)의 이동에 의해 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)에 거치된 회전자(10) 및 정류자(20)는 수평 이동하므로, 상기 정류자(20)에 접촉하는 상기 절삭커터(440)에 의해 정류자(20)의 길이방향으로 정류자홈(21)이 형성된다.

이때, 상기 홈가이드핀(450)에 의해 정류자홈(21)이 일직선으로 형성될 수 있고, 동시에 정류자홈(21) 간의 간격이 일정하게 형성된다.

하나의 정류자홈(21)이 가공되면 상기 이송모터(250)는 상기 이송스크류(240)를 역회전시키면, 상기 이송판(220)이 타측으로 이동한다.

그리고 상기 정류자회전수단(270)에 의해 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)를 일정각도 회전시키면 상기 회전자(10)도 일정각도 회전하게 되어 다음 정류자홈(21)을 가공할 준비가 된다.

다음 정류자홈(21)을 가공하기 위해 앞서 가공된 정류자홈(21)에 상기 홈가이드핀(450)을 삽입하여 안내되게 하고, 상기 이송판(220)이 다시 일측으로 이동하게 함으로써 상기 절삭커터(440)가 다음 정류자홈(21)을 가공할 수 있다.

이러한 방식으로 모든 정류자홈(21)을 가공하면, 상기 승강수단(410)에 의해 상기 절삭커터(440)와 홈가이드핀(450)을 상승시키고, 상기 정류자교체수단(280)에 의해 상기 회전자(10)를 이동시킨 후 가공이 완료된 회전자(10)를 수거하고 다른 회전자(10)를 상기 제1회전롤러(261)와 제2회전롤러(262)에 거치하여 동일한 과정을 수행할 수 있다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 베이스
200 : 왕복이송부
210 : 이송레일 220 : 이송판
230 : 이송블럭 240 : 이송스크류
250 : 이송모터 261 : 제1회전롤러
262 : 제2회전롤러 270 : 정류자회전수단
280 : 정류자교체수단 281 : 교체레일
282 : 연결부재 283 : 교체블럭
284 : 교체스크류 285 : 교체핸들
300 : 지지프레임
310 : 수평프레임 320 : 수직프레임
400 : 절삭부 410 : 승강수단
411 : 승강판 412 : 승강블럭
413 : 승강스크류 414 : 승강핸들
420 : 승강브라켓 430 : 절삭모터
440 : 절삭커터 450 : 홈가이드핀
460 : 지지부재
10 : 회전자
20 : 정류자 21 : 정류자홈

Claims (5)

1. 모터의 회전자에 결합된 정류자에 형성되는 홈을 가공하는 장치에 있어서,
   지면에 설치되는 베이스;
   상기 베이스의 상부면에 이격되어 평행하게 배설되는 이송레일과, 상기 이송레일에 안착되어 슬라이딩되는 이송판과, 상기 이송판의 하부면에 결합되는 이송블럭과, 상기 이송블럭을 관통하면서 나사결합되는 이송스크류와, 상기 이송스크류를 정회전 또는 역회전시키는 이송모터와, 상기 이송판의 상부면 양측에 구비되고 각각 한쌍이 이격되어 상기 회전자의 일측과 타측을 회전 가능하게 지지하는 제1회전롤러 및 제2회전롤러와, 상기 제1회전롤러와 제2회전롤러를 회전제어하여 상기 정류자를 간헐적으로 일정 각도만큼 회전시키는 정류자회전수단과, 상기 이송판의 양단에 이격되어 평행하게 배설되어 상기 제1회전롤와 제2회전롤러가 각각 안착되는 교체레일과 상기 제1회전롤러와 제2회전롤러를 연결하는 연결부재와 상기 연결부재의 상부면에 결합되는 교체블럭과 상기 교체블럭을 관통하면서 나사 결합되는 교체스크류 및 상기 교체스크류의 단부에는 결합되는 교체핸들로 이루어지는 정류자교체수단을 포함하여 이루어지는 왕복이송부;
   상기 베이스의 일측에 구비되는 수평프레임과, 상기 수평프레임의 일단에 수직으로 결합되는 수직프레임으로 구성되는 지지프레임;
   상기 수직프레임의 측면에 승강 가능하게 구비되는 승강판과 상기 승강판의 후면에 결합되는 승강블럭과 상기 승강블럭을 관통하면서 나사결합되는 승강스크류 및 상기 승강스크류의 단부에 결합되는 승강핸들을 포함하여 이루어지는 승강수단과, 상기 승강수단의 정면에 수평으로 구비되는 승강브라켓과, 상기 승강브라켓의 하부에 고정되는 지지부재와, 상기 지지부재에 결합되는 절삭모터와, 상기 절삭모터의 구동축에 결합되는 절삭커터와, 상기 지지부재에 결합되는 홈가이드핀을 포함하여 이루어져, 상기 홈가이드핀이 정류자의 어느 하나의 홈에 인입된 상태에서 상기 절삭커터가 바로 인접하는 다른 하나의 홈을 절삭 가공하는 절삭부;를 포함하여 이루어져,
   상기 왕복이송부에 의해 회전자가 왕복 이송되면서 상기 절삭부가 정류자의 길이 방향을 따라 정류자홈을 가공하는 것을 특징으로 하는 모터 정류자의 홈가공장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제

Images