KR20070111620A - 풀리의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나의 금속 소재를 빌렛으로 제작한 후, 이를 반용융 또는 반응고 상태로 재가열하여 풀리로 성형함으로써, 비중이 가벼운 경량성을 기대할 수 있고, 조직이 치밀한 우수한 강도를 얻을 수 있으며, 장시간 사용하여 열이 효과적으로 방출되며, 변형이 잘되지 않는 풀리를 생산할 수 있는 풀리 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 풀리 제조방법은, 용융 상태의 금속 소재를 반용융 또는 반응고 상태가 되도록 하는 단계와; 상기 반용용 또는 반응고 상태의 금속을 상온에서 냉각하여 빌렛을 제조하는 단계와; 상기 빌렛을 원하는 치수로 절단하는 단계와; 절단된 상기 빌렛을 재가열하여 반용융 또는 반응고 상태로 만든후, 주형 공동에 가압 주입하여 성형하는 단계와; 상기 주형 공동에서 성형물을 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

풀리, 제조, 빌렛

Description

풀리의 제조방법{A manufacturing method of pulley}

도 1은 종래 기술을 나타낸 분해 사시도.

도 2는 도 1의 결합 단면도.

도 3(a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명의 풀리 제조방법을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

500 : 용탕

600 : 빌렛 주조용 몰드

610 : 재가열 용탕

620 : 실린더

630 : 가압램

640: 주형 공동

본 발명은 풀리 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나의 금속 소재를 빌렛으로 제작한 후, 이를 반용융 또는 반응고 상태로 재가열하여 풀리로 성형함으로써, 비중이 가 벼운 경량성을 기대할 수 있고, 조직이 치밀한 우수한 강도를 얻을 수 있으며, 장시간 사용하여 열이 효과적으로 방출되며, 변형이 잘되지 않는 풀리를 생산할 수 있는 풀리 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 냉방시스템은 냉매의 압축, 응축, 팽창, 증발의 순환사이클에 의해 차내의 온도를 외부의 온도보다 낮게 유지하는 역할을 한다.

상기의 순환사이클을 이루기 위한 필수적인 구성 요소로는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 있다.

상기 순환사이클의 구성 요소중 압축기의 종류는 냉방 상태에 따라 필요한 동력을 조절할 수 있는 가변용량형 압축기(variable compressor)가 있으며, 이 가변용량형 압축기는 최근에 그 수요가 점차 증대되고 있다.

이러한 가변용량형 압축기는 엔진으로부터 압축기로 전달되는 구동력을 단속하는 클러치가 불필요하게 된다.

그런데, 상기 압축기의 구동중에는 그 내부에 시징(seizing) 등의 고장으로 인해 정상의 전달 토오크보다 상당히 큰 과부하 토오크가 발생하는 경우가 있다.

이때, 상기 풀리는 상기와 같은 원인으로 인해 더 이상 회전되지 못하고 정지하게 되는 상황이 발생할 수가 있다.

이때, 엔진에 의해 구동되는 벨트는 풀리위에서 계속 미끄러지게 되어 마모되며, 더 나아가서 상기 벨트는 풀리와의 마찰시 발생하는 마찰열에 의해 끊어지는 문제가 있게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 2004년 3월 18일자로 동력 전달장치라는 명칭으로 특허 출원하여 특허 출원 제10-2004-0018256호를 부여받았는데, 이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 구동측 회전부재(100)와, 종동측 회전부재(300)와, 연결수단(200)을 포함하여 이루어진다.

상기 구동측 회전부재(100)는 압축기(미도시)의 프런트 하우징(미도시)에 돌출 형성된 전면부(미도시)에 회전 가능하게 설치되어 구동원인 엔진으로부터 전달된 회전력을 공급받아 회전되는 풀리(110)와, 상기 풀리(110)의 일측면에 돌출 형성된 플랜지(120)로 이루어진다.

본 발명에서는, 상기 풀리(110)의 중앙에 관통공(121)을 형성하고, 이 관통공(121)내에 설치공(122)을 갖는 베어링 보어(123)가 사출 성형된다.

상기 베어링 보어(123)의 일단부에는 상기 플랜지(120)가 돌출되게 형성된다.

상기 플랜지(120)가 일체로 형성된 베어링 보어(123)와 풀리(110) 몸체는 모두 플라스틱 재질로 사출 성형된다.

상기 베어링 보어(123)의 설치공(122)에는 베어링(102)이 삽입 설치되어 있다.

한편, 상기 종동측 회전부재(300)는 상기 풀리(110)의 중앙에 형성된 설치공(122)을 관통하는 압축기의 회전축과 연결되는 허브(310)와, 상기 허브(310)의 가장자리부에 외측 방향으로 일체로 형성되는 커버플레이트(320)로 이루어진다.

상기 허브(310)와 커버플레이트(320)는 바람직하게 2중 사출에 의해 성형된 다.

상기 허브(310)에는 상기 회전축이 관통 삽입되는 결합공(311)이 형성된다.

상기 연결수단(200)은 크게 연결부(210)와, 체결부(220)와, 파단부(230)로 이루어진다.

상기 연결부(210)는 상기 풀리(110)의 회전력을 상기 허브(310)로 전달하도록 상기 풀리(110)의 일측면에 상기 플랜지(110)의 주변을 따라 배치됨과 아울러 상기 커버플레이트(320)와 연결된다.

상기 체결부(220)는 상기 연결부(210)의 내부에 배치되어 내면이 상기 플랜지(120)에 착탈 가능하게 결합된다.

상기 파단부(230)는 상기 체결부(220)와 연결부(210)를 연결하여 소정 이상의 회전력이 가해질 때 파단되도록 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 있어서, 상기 플랜지(120)와 체결부(220)는 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 나사부(120a)(221)에 의해 나사 결합된다.

상기 연결부(210)의 외측면에는 소정 간격을 두고 안착홈(211)을 다수개 형성함과 아울러 이 안착홈(211)에 의한 결합편(211c)을 형성하며, 상기 결합편(211c)에 끼워져 결합됨과 아울러 상기 안착홈(211)에 안착되는 충격흡수용 댐퍼(400)가 설치된다.

상기 댐퍼(400)는 상기 안착홈(211)에 대응되는 상기 연결부(210)의 바닥면에 접촉되어 지지되는 지지부(410)와, 상기 결합편(211c)이 끼워지도록 끼움홈(410a)이 형성되도록 상기 지지부(410)의 상면에 이격 형성됨과 아울러 상기 안 착홈(211)의 내면에 접촉되어 안착되는 한 쌍의 안착부(420)(421)로 이루어진다.

상기 댐퍼(400)의 안착부(420)(421) 사이에는 상기 커버 플레이트(320)의 내측면에 돌출 형성된 돌출부(321)가 삽입되어 상기 연결부(210)와 허브(310)가 상호 연결 결합된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술의 결합 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 구동측 회전부재(100)를 구성하는 풀리(110)의 설치공(122)의 내주면에 베어링(102)을 삽입하여 압축기의 전면에 설치하고, 상기 구동측 회전부재(100)를 구성하는 풀리(110)의 플랜지(120)와 연결수단(200)을 구성하는 체결부(220)를 서로 결합한다.

여기서, 상기 풀리(110)의 재질 또는 성형방법에 상관없이 연결수단(200)을 공용화할 수 있게 된다.

그리고, 상기 풀리(110)의 설계 사양 및 형상이 변경될 경우에 공용적으로 사용하고 있는 연결수단(200)의 구조를 일부분만 수정함으로써 풀리(110)의 변경 사항에 대해 탄력적으로 대응할 수 있게 된다.

예를 들면, 풀리(110)의 일측면에 형성된 플랜지(120)의 외면이 매끄러운 평면상태에서 나사부(121)를 형성하는 것을 변경한 경우에는 연결수단(200)을 구성하는 체결부(220)의 내면을 가공하여 나사부(221)로 변경하기만 하면 된다.

즉, 상기 플랜지(120)의 외면 형상이 어떠한 형상으로 변경되더라도, 상기 체결부(220)의 내면 형상을 결합을 위해 간단하게 변경할 수 있는 것이다.

이후, 연결부(210)에 형성된 다수개의 안착홈(211)에 형성된 결합편(211c)이 댐퍼(400)의 끼움홈(410a)에 삽입되어 결합되도록 하여 상기 안착홈(211)에 댐퍼(400)가 안착되도록 한다.

다음으로, 연결수단(200)의 상부에서 종동측 회전부재(300)를 조립하는 과정을 실시하게 되는데, 상기 종동측 회전부재(300)의 커버 플레이트(320)의 내면에 형성된 돌출부(321)를 상기 댐퍼(400)의 안착부(420)(421) 사이로 삽입한다.

마지막으로, 압축기의 회전축을 풀리(110)의 관통공(122)에 설치된 베어링(102)에 통과시켜 허브(310)의 결합공(311)에 결합함으로써, 결합과정은 완료된다.

이하에서는 종래 기술의 작용을 설명하기로 한다.

구동원인 엔진(미도시)과 연결된 벨트(미도시)에 의해 구동측 회전부재(100)인 풀리(110)가 회전되면, 회전 토오크는 연결수단(200)을 거쳐 허브(310)로 전달되며, 허브(310)에 연결된 압축기의 회전축이 회전된다.

이때, 압축기의 내부에 시징(seizing)등의 고장이 발생하여 회전축의 회전이 멈추게 되면, 허브(310)에는 회전시의 토오크보다 더 큰 토오크가 걸리게 되고, 상기 토오크가 소정치 초과하는 경우 연결수단(200)을 구성하는 파단부(230)는 체결부(220)과의 연결 부분에서 파단부분(231)을 가지면서 파단된다.

따라서, 압축기의 회전축과 연결된 허브(310)는 회전을 멈추게 되는 반면, 연결수단(200)을 구성하는 체결부(220)에 고정된 풀리(110)는 계속 회전을 하게 되므로, 풀리(110)의 외주면에 설치된 벨트가 미끄러져서 파손되는 상황은 발생하지 않게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래 기술의 구성중 구동축 회전부재(100)인 풀리(110)는 플라스틱을 소재로 하여 사출 공법을 이용하여 제작되고 있으나, 플라스틱 소재는 취성이 강하고 열에 약하며, 강도가 떨어지는 단점이 있다. 따라서, 생산성측면에서 비효율적인 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나의 금속 소재를 빌렛으로 제작한 후, 이를 반용융 또는 반응고 상태로 재가열하여 풀리로 성형함으로써, 비중이 가벼운 경량성을 기대할 수 있고, 조직이 치밀한 우수한 강도를 얻을 수 있으며, 장시간 사용하여 열이 효과적으로 방출되며, 변형이 잘되지 않는 풀리를 생산할 수 있는 풀리 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 풀리 제조방법은, 용융 상태의 금속 소재를 반용융 또는 반응고 상태가 되도록 하는 단계와; 상기 반용용 또는 반응고 상태의 금속을 상온에서 냉각하여 빌렛을 제조하는 단계와; 상기 빌렛을 원하는 치수로 절단하는 단계와; 절단된 상기 빌렛을 재가열하여 반용융 또는 반응고 상태로 만든후, 주형 공동에 가압 주입하여 성형하는 단계와; 상기 주형 공동에서 성형물을 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 풀리 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3(a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명의 풀리 제조방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 용융 상태의 금속 소재를 반용융 또는 반응고 상태가 되도록 하는 제1 단계와, 상기 반용용 또는 반응고 상태의 금속을 상온에서 냉각하여 빌렛을 제조하는 제2 단계와, 상기 빌렛을 원하는 치수로 절단하는 단계와; 절단된 상기 빌렛을 재가열하여 반용융 또는 반응고 상태로 만든후, 주형 공동에 가압 주입하여 성형하는 제3 단계와, 상기 주형 공동에서 성형물을 취출하는 제4 단계를 포함하여 이루어진다.

먼저, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 용탕(500)은 내부 공간이 상광하협으로 분리되는 상부 공간부(510)와 하부 공간부(520)로 이루어져 있고, 상부 공간부(510)에는 금속 소재를 투입할 수 있는 투입구(511)가 형성되어 있으며, 하부 공간부(520)에는 배출구(521)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 상부 공간부(510)와 하부 공간부(520)는 단차지게 형성된다.

또한, 상기 용탕(500)내에는 수직으로 교반봉(530)이 회전 가능하게 설치되어 있되, 이 교반봉(530)의 하단 일부 외면은 하부 공간부(520)의 내면과 면접촉 가능하게 용탕(500)내에 삽입 설치되어 있으며, 상기 교반봉(530)의 하단부는 상기 배출구(521)를 폐쇄하고 있는 상태이다.

그리고, 상기 교반봉(530)은 상기와 같이 교반이 가능하도록 좌우로 회전함과 아울러 상기 배출구(521)를 개방하여 하단부가 용탕(500)의 상부 공간부(510) 위치까지 상승하도록 상하 이동 가능하게 설치되어 있다.

그리고, 상기 용탕(500)의 상부 외주면에 설치된 히팅수단(540)을 작동시켜 용탕(500)내의 용융 금속을 가열한다. 그리고, 상기 용탕(500)의 하부 외주면에 설치된 쿨링수단(550)을 작동시켜 배출구(521)에서 배출되는 금속 소재가 완전 용융 상태가 아닌 반용융 또는 반응고 상태가 되도록 쿨링시킨다.

상기와 같은 용탕(500)의 구조에서 상기 제1 단계를 설명하기로 한다.

먼저, 교반봉(530)을 하강시켜 그 하단부가 배출구(521)를 막도록 한 다음, 용탕(500)의 투입구(511)를 통해 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나인 용융 상태의 금속 소재를 주입한다.

이후, 이때, 용탕(500)내에 상기 배출구(521)를 관통하는 교반봉(530)을 수직으로 설치하여 회전시켜 상기 용융 상태의 금속 소재를 교반시킴과 아울러 히팅수단(540)을 작동시켜 금속 소재를 완전 용융시킨다.

이후, 교반봉(530)을 그 하단부가 용탕(500)의 상부 공간부(510)까지 올라오도록 상승시키면, 상부 공간부(510)내의 용융 상태의 금속 소재는 하부 공간부(520)내로 유입된다.

이때, 쿨링수단(550)을 작동시켜 하부 공간부(520)내로 유입되는 용융 상태의 금속을 반용용 또는 반응고 상태로 만들어준다.

다음으로, 상승 상태로 되어 있던 교반봉(530)을 하강시켜 그 하단부가 하부 공간부(520)내로 진입되도록 하면, 하부 공간부(520)내에 있던 반용융 또는 반응고 상태의 금속 소재는 배출구(521)를 통해 배출된다.

상기 배출구(520)를 통해 배출되는 반용융 또는 반응고 상태의 금속 소재는 용탕(500)의 하부에 마련된 빌렛 주조용 몰드(600)내로 유입되도록 하여 상온에서 냉각하여 빌렛을 제조하는 제2 단계를 진행한다.(도 3(b) 참조)

다음으로, 빌렛 주주용 몰드(600)내에 고체화된 빌렛을 상기 몰드(600)로부터 인출하여 원하는 치수로 절단하는 제3 단계를 진행한다.(도 3(c) 참조)

이후, 절단된 상기 빌렛을 재가열하기 위해 재가열 용탕(610)내로 다시 투입하여 반용융 또는 반응고 상태로 만든다.(도 3(d) 참조)

다음으로, 재가열된 반용융 또는 반응고 상태의 금속 소재를 재가열 용탕(610)내에서 꺼내어 도 3(e)에 도시된 실린더(620)내의 가압램(630)의 전단에 위치시킨다.

이후, 도 3(f)에 도시된 바와 같이, 재가열된 반용융 또는 반응고 상태의 금속 소재가 실린더(620)내에 전진 이동하도록 가압램(630)을 전진시키면, 재가열된 반용융 또는 반응고 상태의 금속 소재는 주형 공동(640)내로 가압 주입되어 풀리가 성형되는 것이다.

이후, 소정 시간 경과후, 주형 공동(640)을 좌우로 분리하여 상기 주형 공동에서 풀리를 취출한다.

마지막으로, 주형 공동(640)으로부터 분리해낸 풀리(100)의 외주면에 도 2에는 번호로 기입하지는 않았지만, 엔진의 구동력을 전달할 수 있도록 벨트(미도시)가 설치되는 벨트홈을 별도로 가공하여야 함은 물론이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나의 금속 소재를 빌렛으로 제작한 후, 이를 반용융 또는 반응고 상태로 재가열하여 풀리로 성형함으로써, 비중이 가벼운 경량성을 기대할 수 있고, 조직이 치밀한 우수한 강도를 얻을 수 있으며, 장시간 사용하여 열이 효과적으로 방출되며, 변형이 잘되지 않는 풀리를 생산할 수 있다.

그리고, 이렇게 제작된 풀리의 소재가 친환경적인 금속 소재이기 때문에 재활용이 가능하다.

그리고, 본 발명의 풀리를 제조하기 위해 사용되는 금속 소재중 마그네슘으 그 자원이 매우 풍부하기 때문에 저렴하게 구입할 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 용융 상태의 금속 소재를 용탕내에 주입하여 반용융 또는 반응고 상태가 되도록 하는 단계와;

   상기 반용용 또는 반응고 상태의 금속을 상기 용탕에서 배출시켜 빌렛 주조용 몰드내에 담아 상온에서 냉각하여 빌렛을 제조하는 단계와;

   상기 빌렛을 원하는 치수로 절단하는 단계와;

   절단된 상기 빌렛을 재가열하여 반용융 또는 반응고 상태로 만든후, 주형 공동에 가압 주입하여 풀리를 성형하는 단계와;

   상기 주형 공동에서 풀리를 취출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 풀리의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속 소재는 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 풀리의 제조방법.

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