KR101557610B1

KR101557610B1 - 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법

Info

Publication number: KR101557610B1
Application number: KR1020150036452A
Authority: KR
Inventors: 김순식
Original assignee: 김순식
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2015-10-05
Also published as: US10693354B2; CN107249845A; CN107249845B; WO2016148419A1; US20180041100A1

Abstract

본 발명은 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러와 일체형으로 형성된 로터 어셈블리의 제조 시, 로터의 마그네틱과 마그네틱을 지지하기 위한 요크 사이에 미세한 공간을 형성하여 고온의 용융 수지를 주입하여 몰드성형 시, 급격한 온도변화로 인해 발생될 수 있는 마그넷의 내ㅇ외부 크랙 결함을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법은 중공이 형성되는 원통형의 마그넷을 제조하는 제 1 단계, 상기 마그넷의 내주면에 조립되고, 중공이 형성되는 원통형으로 마련되며, 상기 마그넷 내경의 크기에 비해, 0.02~0.3mm 작은 크기의 외경이 형성되는 마그넷요크를 제조하는 제 2 단계, 상기 마그넷과 마그넷요크를 조립하는 제 3 단계, 상기 마그넷과 마그넷요크의 조립체를 금형에 결합하여 몰드성형하는 제 4 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법은, 임펠러 로터 어셈블리를 제조 시, 고온의 플라스틱 수지 주입을 통한 몰드 성형 후 냉각 시, 마그넷의 내ㅇ외부 온도차이로 인해 발생되기 쉬운 마그넷의 표면 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

임펠러 로터 어셈블리의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF IMPELLER ROTOR ASSEMBLY}

본 발명은 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러와 일체형으로 형성된 로터 어셈블리의 제조 시, 로터의 마그네틱과 마그네틱을 지지하기 위한 요크 사이에 미세한 공간을 형성하여 고온의 용융 수지를 주입하여 몰드성형 시, 급격한 온도변화로 인해 발생될 수 있는 마그넷의 내외부 크랙 결함을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 워터펌프에 사용되는 임펠러 로터 어셈블리는 회전축에 결합될 수 있도록 중공이 형성된 원통형의 마그넷과 마그넷요크와 임펠러를 플라스틱 수지로 몰드 성형하여 일체형으로 구성되었다.

이러한 기존의 마그넷과 마그넷요크를 일체형으로 생산하는 공정에서는 높은 온도의 플라스틱 수지를 주입하여 몰드 성형할 때, 냉각과정에서 마그넷의 외부는 급격하게 냉각되어 수축현상이 발생되지만 내부에서는 냉각속도가 낮아 외부와 내부의 냉각속도차이로 인해 결함이 발생되는 경우가 많이 발생하였다. 더욱이 마그넷의 내부와 밀착되어 있는 마그넷요크로 인해 마그넷의 내부와 외부의 온도구배는 더 커져 마그넷의 표면결함이 발생하는 문제점이 있었다.

이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, 조립성이 향상된 임펠러 어셈블리를 구비한 온수 보일러가 대한민국 등록특허 제10-0943726호에 개시되고 있다.

이는, 임펠러와 마그넷의 결합 방식을 가이드를 통해 조립하는 방법으로 개선하여 몰드 성형 과정이 없이 마그넷의 내주면 크랙 문제를 보완한 것으로, 내구성에 문제가 발생할 수 있고, 부품결합방식으로 인해 고속회전이 필요한 펌프에 사용되는 임펠러 등의 사용에는 적합하지 못한 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0943726호 (2010.02.16)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온의 플라스틱 수지를 주입하는 몰드성형 시, 마그넷의 내부와 외부의 냉각속도차이로 인해 발생할 수 있는 마그넷의 표면 결함을 방지하기 위한 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법은 중공이 형성되는 원통형의 마그넷을 제조하는 제 1 단계, 상기 마그넷의 내주면에 조립되고, 중공이 형성되는 원통형으로 마련되며, 상기 마그넷 내경의 크기에 비해, 0.02~0.3mm 작은 크기의 외경이 형성되는 마그넷요크를 제조하는 제 2 단계, 상기 마그넷과 마그넷요크를 조립하는 제 3 단계, 상기 마그넷과 마그넷요크의 조립체를 금형에 결합하여 몰드성형하는 제 4 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법은, 임펠러 로터 어셈블리를 제조 시, 고온의 플라스틱 수지 주입을 통한 몰드성형 후 냉각 시, 마그넷의 내외부 온도차이로 인해 발생 되기 쉬운 마그넷의 표면 결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 전체 평면도.
도 2은 본 발명의 실시예 1에 따른 마그넷과 마그넷요크 조립체의 평면도 및 결합부 확대도.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 마그넷과 마그넷요크 조립체의 평면도.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 마그넷과 마그넷요크 조립체의 평면도.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 전체적인 구성은 도 1 을 통해 확인할 수 있다. 도 1은 본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 전체 평면도를 나타낸 것이다.

본 발명은 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 임펠러와 일체형으로 형성된 로터 어셈블리의 제조 시, 로터의 마그넷(100)과 상기 마그넷(100)을 지지하고 전체적인 강성을 유지하기 위한 마그넷요크(200) 사이에 미세한 공간을 형성하여 고온의 플라스틱 수지로 몰드 성형 시, 급격한 온도변화로 인해 발생될 수 있는 내부 크랙등의 결함을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.

본 발명에 따른 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법은, 중공이 형성되는 원통형의 마그넷(100)을 제조하는 제 1 단계, 상기 마그넷(100)의 내주면에 조립되고, 중공이 형성되는 원통형으로 마련되며, 상기 마그넷(100) 내경의 크기에 비해, 0.02~0.3mm 작은 크기의 외경이 형성되는 마그넷요크(200)를 제조하는 제 2 단계, 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)를 조립하는 제 3 단계, 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)의 조립체를 금형에 결합하여 몰드성형하는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.

먼저, 제 1 단계(S10)는, 중공이 형성되는 원통형의 마그넷(100)을 제조한다.

구체적으로, 상기 마그넷(100)은, 로터의 자력이 형성되는 부분으로, 상기 금형의 내주면에 밀착될 수 있는 크기로 외경이 형성된다.

또한, 상기 마그넷(100)의 일단부면에 회전축과 평행하게 돌출 형성되는 돌기부(110)가 마련된다.

이때, 상기 돌기부(110)는 상기 마그넷(100) 일단부면에 방사형으로 복수개 마련될 수 있다.

이는 하기의 제 4 단계(S50)를 통해 용융된 상기 플라스틱 수지(A)를 주입 시, 상기 금형과의 밀착면을 최소화 하여 상기 플라스틱 수지(A)의 흐름통로를 확보하여 원활한 성형이 이루어지게 하기 위함으로 상기 금형과의 밀착면을 최소화 할 수 있는 형태라면 어떠한 형태라도 사용 가능하다.

다음으로, 제 2 단계(S20)는, 상기 마그넷(100)의 내주면에 조립되고, 중공이 형성되는 원통형으로 마련되는 마그넷요크(200)를 제조한다.

구체적으로, 상기 마그넷요크(200)는, 상기 마그넷(100) 내경의 크기에 비해, 0.02~0.3mm 작은 크기의 외경이 형성되도록 마련된다.

이는, 하기의 제 3 단계에서 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200) 결합 시, 상기 마그넷(100)의 내주면과 상기 마그넷요크(200)의 외주면사이에 일정한 틈을 확보하기 위함이다.

다음으로, 제 3 단계(S30)는, 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)를 조립한다.

구체적으로, 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200) 조립 시, 상기 마그넷(100)의 내주면과 상기 마그넷요크(200)의 외주면 사이에 0.01~0.15mm의 간격이 형성되게 조립한다.

도 1, 2를 참조하여 설명하면, 이는, 상기 플라스틱 수지(A) 주입 시, 고온으로 인해, 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)의 온도가 상승하게 되는데, 주입 완료 후, 냉각 시, 상기 마그넷(100)이 노출되는 표면부와 상기 마그넷요크(200)와 밀착되어 있는 상기 마그넷(100) 내부의 온도구배가 높아져 상기 마그넷(100)과 인접해 있는 상기 마그넷요크(200)간에 냉각속도 차이로 인해 상기 마그넷(100)의 표면에 결함이 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.

상기와 언급된 바와 같이 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)의 간격을 0.01~0.15mm의 간격을 둠으로 인해, 냉각시에도 온도구배가 다른 이종금속간의 밀착으로 인해 발생할 수 있는 상기 마그넷(100)의 외주면과 내주면간에 수축과 팽창율의 차이로 인한 표면결함을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 마그넷(100)의 내주면과 상기 마그넷요크(200) 외주면의 간격이 0.01mm 이하일 경우에는, 간격이 충분치 않아 수축 및 팽창율의 차이로 인한 결함을 줄이는 역할을 기대할 수 없고, 0.15mm를 초과하게 되면, 간격이 너무 커져 상기 플라스틱 수지(A)가 침투할 수 있게 되어 상기 마그넷(100)과 마그넷요크(200)간에 간격을 확보할 수 없게 되어 결함을 방지할 수 없게 된다.

다음으로, 제 4 단계(S40)는, 상기 마그넷과 마그넷요크의 조립체를 금형에 결합하여 몰드성형한다.

구체적으로, 상기 금형에 용융된 플라스틱 수지(A)를 주입 시, 상기 마그넷에 형성된 상기 돌기부에 의해, 밀착면이 최소화되어 상기 플라스틱 수지(A)의 흐름통로를 확보할 수 있다. 이로 인해, 몰드성형을 통한 외형이 원활하게 형성되어 질 수 있다.

이때, 상기 돌기부(110)에 의해 형성된 상기 금형과 상기 마그넷의 틈사이를 상기 마그넷요크가 막는 경우가 생길 수 있다. 이는 상기 플라스틱 수지가 금형 내부로 밀려들어옴에 따라 상기 마그넷요크가 같이 밀려들어갈 수 있기 때문이다.

<실시예 1>

이를 방지하기 위해, 상기 마그넷요크는, 일측 외주면을 따라, 회전중심축으로부터 방사방향으로 돌출 형성되는 복수개의 걸림부(300)가 더 마련될 수 있다.

이로 인해, 제 3 단계(S30)를 통해 상기 마그넷과 마그넷요크 조립 시, 상기 마그넷요크(200)의 일측 외주면에 형성된 걸림부(300)에 상기 마그넷(100)의 타측 외주면이 걸릴때까지 삽입되도록 조립한다.

이는, 상기 도 3를 참고하여 설명하면, 용융된 상기 플라스틱 수지(A) 주입 시, 상기 플라스틱 수지(A)는 A-B 방향으로 투입된다. 이에 따라, 상기 마그넷요크(200)가 상기 플라스틱 수지(A)와 함께 밀려 상기 마그넷(100)의 일측면 방향 즉, A-B 방향으로 더 삽입될 수 있으므로 이를 방지할 수 있다.

상기 마그넷(100)의 일측면에 마련된 돌기부(110)는 상기 금형과 상기 마그넷(100)의 밀착면을 최소화 하여 상기 플라스틱 수지(A)의 흐름통로 역할을 하는 곳으로, 상기 마그넷요크(200)가 더 삽입되게 되면, 상기 플라스틱 수지(A)의 흐름통로가 막혀 원활하게 몰드성형이 이루어지지 못하여 양호한 임펠러 로터 어셈블리 외형이 형성되지 못하게 된다.

<실시예 2>

이와 같은 이유로, 상기 마그넷(100)은, 일측 내주면을 따라, 회전중심축을 향하는 방향으로 돌출 형성되는 복수개의 걸림부(400)가 더 마련될 수 있다.

이를 통해, 제 3 단계에서는, 상기 마그넷(100)의 내부에 상기 마그넷요크(200)가 삽입되고, 삽입 시, 상기 마그넷(100)에 형성된 걸림부(400)에 상기 마그넷요크(200)의 타측 외주면이 걸릴때까지 삽입 되도록 구성될 수 있다.

상기 도 4를 참고하여 설명하면, 상기 실시예 1의 이유와 마찬가지로, 상기 마그넷요크(200)가 상기 마그넷(100)의 일측면 방향으로 상기 플라스틱 수지(A)와 함께 더 삽입되지 못하게 하기 위한 것으로, 상기 마그넷에 형성된 걸림부(400)에 상기 마그넷요크(200)의 타측 외주면이 걸리게 되어 더 이상 상기 마그넷요크(200)가 상기 마그넷(100)의 일측면 방향 즉, A-B 방향으로 진행되지 못하게 하기 위함이다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A : 플라스틱 수지
100 : 마그넷
110 : 돌기부
200 : 마그넷요크
300 : 걸림부
S10 : 제 1 단계(마그넷 제조)
S20 : 제 2 단계(마그넷요크 제조)
S30 : 제 3 단계(마그넷과 마그넷요크 결합)
S40 : 제 4 단계(몰드성형)

Claims

중공이 형성되는 원통형의 마그넷을 제조하는 제 1 단계;
상기 마그넷의 내주면에 조립되고, 중공이 형성되는 원통형으로 마련되며, 상기 마그넷 내경의 크기에 비해, 0.02~0.3mm 작은 크기의 외경이 형성되는 마그넷요크를 제조하는 제 2 단계;
상기 마그넷과 마그넷요크를 조립하는 제 3 단계;
상기 마그넷과 마그넷요크의 조립체를 금형에 결합하여 상기 금형 내부로 플라스틱 수지를 주입하여 몰드성형하는 제 4 단계;를 포함하고,
상기 제 3 단계에서는,
상기 마그넷과 마그넷요크 조립 시, 상기 마그넷의 내주면과 상기 마그넷요크의 외주면 사이에 0.01~0.15mm의 간격이 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마그넷요크는,
상기 제 4 단계를 통해, 상기 금형 내부로 상기 플라스틱 수지를 주입 시, 함께 밀려들어가는 현상을 방지하기 위해, 일측 외주면을 따라, 회전중심축으로부터 방사방향으로 돌출 형성되는 복수개의 걸림부가 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 하는 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마그넷은,
상기 제 4 단계를 통해, 상기 금형 내부로 상기 플라스틱 수지를 주입 시, 함께 밀려들어가는 현상을 방지하기 위해, 일측 내주면을 따라, 회전중심축을 향하는 방향으로 돌출 형성되는 복수개의 걸림부가 더 마련될 수 있는 것을 특징으로 하는 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마그넷은,
상기 금형과의 밀착면을 최소화 하여 용융된 상기 플라스틱 수지의 흐름통로 확보하기 위해, 상기 금형에 밀착되는 일단부면에, 회전축과 평행한 방향으로 돌출 형성되는 복수개의 돌기부가 마련되는 것을 특징으로 하는 임펠러 로터 어셈블리의 제조방법.