KR20010032939A - 중공 마그네틱 몸체와 고정 부재로 이루어진 마그네트휠 - Google Patents

Abstract

마그네트휠에 인접하게 장치된 센서를 이용하여 모터축의 회전을 감지하기 위해서, 예를 들어, 전기모터 축을 둘러싸고 있는 마그네틱휠이 공지되어 있다. 상기 마그네틱휠은 중공 마그네틱 몸체의 형태로 되어있는 제 1 부재와 제 2 부재로 이루어져 있고, 제 2 부재는 제 1 부재를 축에 견고하게 장착하기 위한 고정부재로서 장치되며, 제 1 부재와 형상결합식 체결을 위해서 체결수단과 일체형로 구성되어 있으며, 상기 체결수단은 자동차의 종류에 따라서 후크식으로 형성되고, 중공 마그네틱 몸체에 구비되어 있는 내부 종방향 홈 형태의 수용부가 구비되고, 이와동시에 탄성의 돌기가 회전력 전달체의 역할을 하며, 후크는 축방향에 대한 안정적 지지를 위한 안전부재로 사용되고 있다.

이와는 달리, 본발명은 예를 들어서 홈형상으로 이루어진 리세스가 제 2 부재(4), 즉, 축(11)에 고정되어 있는 고정부재(4)에 형성되도록 하고, 제 1 부재(3)를 제 2 부재(4)에 사출성형시키고, 이와동시에 형상결합식 체결수단(5)이 마그네틱 몸체(3)의 부재로부터 형성되도록 구성되어 있다.

본 발명에 따라서 중공 마그네틱 몸체(3)의 제조시에 고정부재(4)와의 조립이 함께 이루어지게 된다.

Description

중공 마그네틱 몸체와 고정부재로 이루어진 마그네트휠{Magnet wheel consisting of a hollow magnet body and a retaining element}

유럽특허 공개공보 EP 0 601 228 B1로 부터 열가소성(thermoplastic) 결합체의 마그네트입자로 된 중공몸체로 생산된 제 1부재를 구비한 마그네트휠은 원주방향으로 적어도 N극과 S극을 형성하고 있으며 그리고 인장 또는 압축응력이 발생하지 않는 상태로 축을 둘러싸고 있으며, 또한 마그네트휠은 축에 견고하게 고정되어 있는 열가소성 재료의 고정부재를 포함하고 있으며, 축방향으로 제 1 부재와 접해있는 제 2부재와, 상기 고정부재에서 중공 마그네틱 몸체를 축방향 또는 회전방향에 대해 안전하게 형상결합하는 체결수단으로 구성되어 있는 마그네트휠이 공개되었으며, 이와동시에 상기 형상결합식 체결수단은 두개의 부재(제 1 , 제 2 부재)와 일체형으로 구성되어 있다. 또한, 고정부재는 각각의 부재를 형상결합되도록 작용하는 체결수단과 일체형으로 되어 있는 부재이며, 이와동시에 체결수단은 자동차의 종류에 따라서 달리 구성될수 있으며, 각각 하나의 후크(hook)형 단부를 갖게 된다. 실제로서는 이러한 두가지 체결수단을 각각 대칭적으로 서로 마주보도록 장착하고 있다. 중공 마그네틱 몸체는 내부적으로 느슨한 하나의 직경을 구비하고 있다. 즉, 중공 마그네틱 몸체가 축을 둘러싸는 동시에 축에 인장응력 또는 압축응력이 미치지 않도록 느슨한 직경을 구비한다. 조립은 헐거운 끼워맞춤(clearance fit) 또는 미끄럼 끼워맞춤(slide fit)을 적용하므로서 이루어진다. 느슨한 직경 뿐만 아니라, 중공 마그네틱 몸체는 두개의 종방향 홈을 구비하고 있으며, 두개의 부재를 조립할 경우 체결수단의 후크형 단부가 상기 종방향 홈을 통해 이동 가능하도록 되어 있으며, 이에 따라서 후크형 단부는 중공몸체 주변과 정면측으로 체결되며 그리고 체결수단의 잔여영역은 반경방향 외측방향으로 홈과 탄성적으로 서로 접하게 된다. 이러한 방법은 두 축방향의 작용하는 고정부재에 대한 안정성은 회전방향일 때 보다 상대적으로 더 안정하다. 홈으로 후크형 단부가 관통안내되기 위해서 그리고 홈으로 체결수단을 안내하기 위해서 손에 의해서나 또는 어떠한 기계를 통해 실행되는 회전직립성향에 대한 안정성이 필수적이다.

독일특허 DE 198 23 648 A1의 공개공보로 부터 마그네트휠로 사용되는 중공 마그네틱 몸체가 공개되었으며, 이 중공 마그네틱 몸체는 단부의 영역에서 갈라져 있으며, 그리고, 이 갈라진 단부는 원주식으로 링모양의 보조몸체를 구비하고 있으며, 이 보조몸체는 바인딩(binding)의 종류에 따라서 작용하는 동시에 이를 위해 금속으로 제조된다. 이러한 링모양의 보조몸체는 갈라진 단부를 축으로 끼우도록 되어 있다. 틈새단부에 이어서 중공 마그네틱 몸체는 반경방향 간격을 가지는 상태로 축을 둘러싸고 있다. 이곳에서는 반경방향 틈새의 길이에 따라 정적상태에서 중공 마그네틱 몸체가 인장응력이나 또는 압축응력을 받지 않으며, 단지 원심력에 의해 발생되는 응력만이 중공 마그네틱 몸체의 부재에 작용하게 된다.

본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 중공 마그네틱 몸체와 고정 부재로 이루어진 마그네트휠에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 마그네틱휠을 종방향으로, 축과 조합된 상태로 도시하는 도면.

도 2는 도 1 에 따른 본발명의 마그네틱휠의 정면도.

도 3은 종방향으로 본발명의 마그네틱휠의 부재를 도시한 도면.

청구범위 제 1 항의 주요 주안점은 간단한 방법으로 특히 중공마그네틱 몸체를 사출 성형하는 공정에서 이미 제조되어 사출형태로 삽입되어 있는 고정부재와의 체결이 동시에 이루어지게 된다. 이러한 공정을 통해서 마그네틱 몸체는 넓게 그리고 빈틈없이 고정부재와 접하게 된다. 이와동시에 고정부재는 중공 마그네틱 몸체용 허브(hub)의 형태를 형성한다. 중공몸체를 고정부재에 사출시키므로서 탄성돌기 등의 형태의 연결수단 등을 장착하지 않아도 되어 고정부재를 제조하는 재료의 선택을 간편하게 한다.

종속항에서 제시된 수단을 통해서 청구범위 제 1 항의 마그네틱 휠에 대한 유리한 개선이 가능하게 된다.

청구범위 제 2 항의 주안점은 사출공정에 의해 형성된 체결수단을 부분적으로 볼 수 있으므로 외관검사(visual inspection) 등을 통해서 사출공정으로 형성된 체결수단과 고정부재 사이에 형상결합이 충분히 이루어졌는지를 검사할 수 있게 된다.

청구항 제 3 항의 주안점으로 부터, 고정부재를 생산하기 위해서 설정된 사출가공기용 사출주형코어(injection mold core)는 열가소성 부재에 대해 일반적으로 행해지는 주형 이탈 경사용 가공장치와 가공수단을 고려한 상태로 제조되게 된다. 이러한 제조방식에 의해 고정부재의 사출주형을 저렴하게 생산할 수 있도록 한다.

청구항 제 4 항의 주안점은 부가적인 주형이탈경사를 통해 보다 나은 형상결합을 형성할 수 있게 된다는 것이다.

청구항 제 5 항의 주안점으로부터, 중공 마그네틱몸체와 고정부재로 이루어진 가공조합에서 사출슬러그(injection slug)가 일반적으로 남아있으며, 이러한 사출슬러그는 신뢰성있는 방법으로 마그네틱휠의 외형내에서 절단하여 마그네틱휠에 대해 돌기가 없도록 한다.

청구항 제 6 항의 주안점은 마그네틱몸체의 재료를 사출하기 위한 두개의 사출노즐을 사용하므로서 균형을 이룬 마그네틱휠의 생산을 장점으로 하고 있으며, 이와동시에 나사의 체결면의 형태에 따라서 이용되는 나란한 두개의 직립면을 포함한 플랜지는 다음과 같은 보조수단이 된다. 즉, 이 보조수단을 이용하여 고정부재의 홈은 사출노즐에 대해서 직립한 상태로 장치될 수 있다. 나사의 체결면의 종류에 따라서 사용되는 두개의 평행한 직립면을 포함한 플랜지는 고정부재에 의해 마그네틱 몸체를 구동시킬 경우 보조적인 회전력 전달수단이되는 장점을 갖는다. 또한, 플랜지는 삽입된 형상결합식 체결수단에 의해 고정부재에 대한 중공 마그네틱 몸체의 반경방향 안정성을 지원하고 있다.

본발명의 마그네틱휠의 실시예를 도면에 도시하고 있으며, 하기에 상세히 설명 한다.

도 1에 따른 본발명의 마그네틱휠(2)은 제 1 부재(3), 제 2 부재(4), 체결수단(5)으로 되어 있다. 제 1 부재(3)는 중공 마그네틱 몸체가 되며, 중공 마그네틱 몸체는 열가소성 결합체로서 영구자석 분말입자 재료로 형성된 체결수단(5)과 일체형으로 사출성형되면서 동시에 제 2 부재(4)와 연합되게 된다.

이를 위해서, 제 2 부재가 허브의 종류에 따라 사용되고 있는 고정부재(4)가 되며, 고정부재(4)는 도 3의 종단면도에 개별적으로 도시하고 있다. 고정부재(4)는 수용개방부(10)를 주위로 대칭형성되어 있다. 수용개방구(10)는, 즉 도 1에 도시되어 있는 축(11)과 함께 가압식 끼워맞춤(press fit)을 이루므로서, 본발명의 조합된 전체의 마그네틱휠(2)은 운전중 축(11)에 상대적으로 축방향으로 뿐만 아니라 진동을 포함한 회전가속과 감속이 될 경우 원주방향으로도 충분히 견고하게 고정되고 있다. 고정부재(4)는 제 1 정면(12)과 제 2 정면(13)을 구비하고 있으며 이와동시에 두개의 정면(12, 13)사이에 예를 들어서 실린더식으로 진행되는 원주면(14)을 형성하고 있다. 실시예의 경우 제 2 정면의 기준면으로부터 축방향으로 플랜지(15)가 돌출되어 있으며, 플랜지(15)는 고정부재(4)의 종방향에 대해 대칭으로 형성되어 있는 나란하게 직립한 두개의 면(16)을 구비하고 있다. 또한 이러한 직립면(16)은 도 3에서 인식할 수 있다. 플랜지(15)에 대해서 나란하게 서로 직립한 두개의 면(16)의 배치는 도 2에서 매우 잘 인식할 수 있다. 두 면(16)은 이후로 기술될 고정부재(4)의 회전방향에 대해 적용된다.

본 발명에 속하는 방법으로서 예를 들어 수용개방구(10)의 축에 대해 평행한 두개의 리세스(5)가 장치되어 있다. 리세스(5)은 예를 들어서 외부에 대해 부분적으로 개방된 홈단면을 이루고 있으며, 이때의 홈단면은 전기모터에서의 폐쇄가능한 아마튜어의 홈과 유사하다. 그러나, 아마튜어에 있어서 일반적인 기하학적 형태와는 달리 홈(5)은 제 2 정면(13)에서 하나의 제 1 횡단면을 구비하며 그리고 제 1 정면(12)에 인접해서 하나의 제 2 횡단면을 구비하고 있으며, 그리고 제 2 횡단면은 제 1 횡단면 보다도 더 크다. 두개의 횡단면은 예를 들어서 열가소성 부재에 대한 일반적인 주형이탈경사면의 경사각도 보다도 두배 정도 큰 개방각도를 이루고 있다. 또한 큰 개방각도가 선택가능하다. 일반적인 경사각도에 비해서 도 3의 리세스(17)에 형성된 경사각도(A)는 약간 과장되게 도시하고 있다. 여기(도 3)에서는 한편으로는 또다른 자유로운 설계방법을 인식할 수 있으며, 다른 한편으로는 이러한 방법에 대한 고려가 저렴한 생산성을 위한 역할을 하게 된다. 본발명의 의도적인 결과를 이루기 위해 적어도 부분적으로 외부개방된 홈의 형태로서 리세스(17)를 제조하는 것은 반드시 필요한 것은 아니다. 예를 들어 고정몸체(4) 또는 이의 종방향으로 진행되어 연장된 개방구를 형성시킬수 있으며, 이와동시에 이러한 개방구는 중공원추식으로 형성가능하다.

이러한 특이한 도 2에서 도시한 바와 같이 리세스(17)는 고정몸체(4)의 종방향축(18)을 지나는 대칭평면(19)에 형성된다. 대칭평면(19)에 대해 평면(16)은 수직을 이루고 있다. 예를 들어서 고정부재(4)의 유리섬유를 첨가하여 폴리아미드로 생산된 후에 면(16)은 여기서는 도시되지 않은 사출주형을 이루도록 사용되며, 이때의 사출주형은 제 1 부재(3)의 생산을 위해 결정된다. 면(16)은 이른바 여기서는 도시되지 않은 사용공구와 면(16)을 작용시키는 방향가공기계 등을 이용하여 고정부재(4)를 회전방향으로 그리고 여기서는 예를 들어 두개의 사출노즐(20)로 장치하며, 두개의 사출노즐(20)중의 하나를 도 1에서 점선으로 도시하고 있으며 이와동시에 리세스(17)을 향하는 홈(21)으로 삽입된다. 만약 도시되지 않은 마그네틱몸체(3)용 사출주형가공기가 막히게 된다면, 도 2의 절단선에 따라서 선택되기 때문에 하나만 도시되고 있는 두개의 사출노즐(20)을 이용하여 마그네틱몸체(3)을 형성하는 재료가 리세스(17)를 관통하여 사출되도록 되어 있다. 이와동시에 당연히 재료는 직접 제 2 정면(13), 플랜지(15) 그리고 두개의 면(16)과 접하게 된다. 더나아가서 마그네틱몸체(3)의 재료의 사출은 동시에 고정부재(4)과의 구조적인 체결을 시킨다. 마그네틱몸체(3)의 사출형태는 형상결합식으로 또한 틈새없이 고정부재와의 체결을 이룬다. 이러한 체결은 축(11)과 축개방구(23) 사이에 마찬가지로 반경방향 틈새가 구비되도록 축(11)직경 보다 더 큰직경을 구비한 축방향의 개방구(23)를 마그네틱 몸체(3)는 갖게 되도록 하고 있다. 이를 통해서 마그네틱몸체(3)과 축(11)과의 물림이 방지되며 그리고 특히 마그네틱 몸체(3)의 재료에 대해 가해지는 응력을 축(11)이 회전할 경우 피할 수 없는 원심력에 의해서 제한받게 된다.

마그네틱몸체(3)는 마그네틱휠(2)으로서 요구조건을 충족하기 위해서, 도 2에서 도시한바 대로 적어도 하나 이상의 북극(N)과 이에 대응되는 남극(S)를 구비하여 마그네틱몸체(3)는 자기화된다. 예를 들어서 북극과 남극은 여기서 선택된 두개의 체결수단(5)외에서 형성되므로서, 자극의 발생은 자기화를 통해서 방해없이 이루어진다.

Claims (6)

1. 열가소성 결합체의 마그네틱 분말로된 중공 마그네틱몸체로 구성된 제 1부재를 포함하고, 원주방향으로 적어도 N극과 S극을 구비하고 있으며, 인장력과 압축력이 작용하지 않는 상태로 축을 둘러싸고 있고, 견고하게 고정되어 있는 열가소성 재료의 고정부재이면서 축방향으로 제 1 부재와 연결되어 있는 제 2부재와, 고정부재에 중공 마그네틱 몸체를 축방향과 회전방향에 대해서 안전하게 고정하기 위한 형상결합식 체결수단을 포함하며, 상기 형상결합식 체결수단이 두 부재중 하나와 일체로 구성되고, 단부를 구비하고 있는 마그네틱휠에 있어서,

   상기 체결수단(5)은 중공 마그네틱 몸체인 제 1 부재(3)와 일체로 구성되고,

   고정 장착된 고정부재인 제 2 부재(4)는 리세스(17)를 구비하고 있으며,

   상기 리세스(17) 내부에서 체결수단(5)이 사출성형되는 것을 특징으로 하는 마그네틱 휠.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리세스(17)는 제 2 부재(4)의 원주를 향해 부분적으로 개방된 종방향 홈을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 마그네틱휠.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리세스(17)는 마그네틱 몸체(3)를 한정하고 있는 제 2 부재(4)의 제 2 정면에서 제 1 횡단면을 가지고, 중공 마그네틱몸체(3)와 이격된 제 1 정면(12) 영역에서 보다 큰 제 2 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 마그네틱휠.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 개방 횡단면과 제 2 개방 횡단면이 소정의 개방각도(2A)로 설치되고,

   상기 개방 각도는 열가소성 부재에 설정된 주형 이탈 경사각 보다 두배 큰 것을 특징으로 하는 마그네틱휠.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 리세스(17)에 대한 방향으로, 그리고, 제 1 부재(4)의 제 1 정면(12)으로 마그네틱 몸체(3) 재료가 사출되는 사출노즐(20)의 일시적인 삽입을 위한 홈(21)이 설치되는 것을 특징으로 하는 마그네틱휠.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 부재(4)의 종방향축(18)을 지나는 대칭평면(19)에서 두개의 서로 마주보는 리세스(17)가 설치되어 있고,

   상기 제 2 부재(4)는 중공 마그네틱 몸체(3)로 향하는 두개의 평행한 면(16)을 포함하는 플랜지(15)를 구비하고 있으며,

   상기 두개의 평행 면(16)은 두 부분에서 플랜지를 평탄한 상태가 되게 하며, 이 평탄한 직립면은 설정된 대칭면(19)에 대해 직각인 것을 특징으로 하는 마그네틱휠.