KR20110129763A - 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬의 제조방법 - Google Patents

강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 차량용 교류발전기(alterntor)에 관한 것으로, 더 상세하게는, 자동차용 교류발전기에 사용되는 칼라(collar)와 팬(fan)을 일체화시킨 강관을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬에 관한 것으로서, 종래, 차량용 교류발전기의 제작에 있어서 DE 팬과 칼라가 서로 다른 재료 및 제조방법으로 제작되는 것으로 인해 각각의 부품을 따로따로 만들어 조립해야만 했던 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 강관(steel pipe)을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬(collar fan) 및 그 제조방법이 제공되며, 또한, 본 발명에 따르면, 종래의 차량용 교류발전기의 제작에 있어서, 각각의 부품을 따로따로 제작해야 하므로 그만큼 차량용 교류발전기의 제작에 시간이 더 걸리게 되고, 그것에 의해 제작비용도 증가하는 문제점을 해결하기 위해, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 동시에, DE 팬과 칼라를 일체로 형성할 수 있는 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬 및 그 제조방법이 제공된다.

Description

강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬의 제조방법{A manufacturing method of a collar fan of an alternator using a steel pipe}
본 발명은, 차량용 교류발전기(alternator)에 관한 것으로, 더 상세하게는, 자동차용 교류발전기에 사용되는 칼라(collar)와 팬(fan)을 일체화시킨 강관을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 자동차에 조립되는 부속 중 하나로서 차량용 교류발전기가 있고, 이러한 차량용 교류발전기는 자동차에 설치되는 각종 전자부품과 같은 전기계통의 구동에 필요한 교류전압을 발생한다.
즉, 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 차량용 교류발전기(10)는 다양한 부품이 결합하여 이루어지는 복잡한 구조로 되어 있으며, 그 중, 차량용 교류발전기(10)에 포함되는 회전자(rotor)에 조립되는 부품의 하나로서, 회전시 스테이터(stator)를 냉각하기 위한 드라이브 샤프트 엔드 팬(Driveshaft End Fan, 이하, 'DE 팬'이라 한다)(11)이 있다.
또한, 상기한 차량용 교류발전기(10)의 회전을 원활히 하기 위해 DE 팬(11)과 베어링 사이에 조립되는 부품으로서, 칼라(collar)(12)가 장착되어 있다.
이러한 칼라(12)는, 조립시에 인접 부품을 지지하는 역할과 함께, 베어링의 열을 냉각해 주는 역할도 함께 수행한다.
그런데 상기한 DE 팬(11)과 칼라(12)는, 서로 각각 다른 소재를 이용하여 만들어지고, 또 그 제조방법 또한 서로 상이하다.
즉, 더 상세하게는, 일반적으로, 종래의 DE 팬(11)의 제조방법은, 아연 도금 강판(Galvanized Steel)을 소재로 하여 단조공법을 이용하여 제조된다.
반면, 칼라(12)는, 구리강(Cooper Steel)를 주재료로 사용하여 소결(sintering) 공법을 이용하여 제조된다.
따라서 종래의 차량용 교류발전기(10)의 제작에 있어서는, 서로 인접하여 조립되는 부품임에도 불구하고, 상기한 바와 같이 DE 팬(11)과 칼라(12)가 서로 다른 재료 및 제조방법으로 제작되는 것으로 인해, 각각의 부품을 따로따로 만들어 조립해야만 하였다.
또한, 각각의 부품을 따로따로 제작해야 하므로 그만큼 차량용 교류발전기(10)의 제작에 시간이 더 걸리게 되고, 그것에 의해 제작비용도 증가하는 문제가 있었다.
따라서 상기한 바와 같은 종래의 차량용 교류발전기(10)의 제작에 있어서 DE 팬(11)과 칼라(12)가 서로 다른 재료 및 제조방법으로 제작되는 것으로 인해 각각의 부품을 따로따로 만들어 조립해야만 했던 문제점을 해결하기 위해서는, DE 팬(11)과 칼라(12)를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 만족시킬 수 있는 DE 팬 및 칼라의 제조방법은 제공되지 못하고 있다.
또한, 상기한 바와 같은 종래의 차량용 교류발전기(10)의 제작에 있어서 각각의 부품을 따로따로 제작해야 하므로 그만큼 차량용 교류발전기(10)의 제작에 시간이 더 걸리게 되고, 그것에 의해 제작비용도 증가하는 문제점을 해결하기 위해서는, DE 팬(11)과 칼라(12)를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 동시에, DE 팬(11)과 칼라(12)를 일체로 형성하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시킬 수 있는 차량용 교류발전기의 DE 팬 및 칼라의 제조방법도 제공되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래의 차량용 교류발전기의 제조상의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 종래의 차량용 교류발전기의 제작에 있어서 DE 팬과 칼라가 서로 다른 재료 및 제조방법으로 제작되는 것으로 인해 각각의 부품을 따로따로 만들어 조립해야만 했던 문제점을 해결하기 위해, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 강관(steel pipe)을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬(collar fan)을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 종래의 차량용 교류발전기의 제작에 있어서, 각각의 부품을 따로따로 제작해야 하므로 그만큼 차량용 교류발전기의 제작에 시간이 더 걸리게 되고, 그것에 의해 제작비용도 증가하는 문제점을 해결하기 위해, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 동시에, DE 팬과 칼라를 일체로 형성할 수 있는 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 차량용 교류발전기(alternator)에 포함되는 회전자(rotor)에 조립되는 부품의 하나로서 회전시 스테이터(stator)를 냉각하기 위한 DE 팬(Driveshaft End Fan) 및 상기 차량용 교류발전기의 회전을 원활히 하기 위해 상기 DE 팬과 베어링 사이에 조립되는 칼라(collar)를 일체화하여 형성되는 강관(steel pipe)을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬(collar fan)의 제조방법에 있어서, 강관(steel pipe)을 제조하고자 하는 칼라 팬에 적합한 크기로 절단하는 단계와, 상기 강관의 하단부에서부터 팬을 형성할 부분까지 압출가공을 통하여 상기 강관의 내경을 확대시키는 단계와, 상기 강관의 내경을 확대시키는 단계에서 확대된 부분을 단조가공을 통하여 수평으로 평평하게 펴는 가공에 의해 1차 성형물을 형성하는 단계와, 상기 1차 성형물을 형성하는 단계에서 얻어진 상기 1차 성형물의 둘레를 따라 팬 블레이드(fan blade)를 형성하기 위한 홈을 형성하는 가공을 행하고, 상기 팬 블레이드를 성형시 상기 로터의 회전시 슬립을 방지하기 위해 세그먼트(segment)와의 접합부에 요철 형상을 형성하여 2차 성형물을 형성하는 단계와, 상기 2차 성형물을 형성하는 단계를 통하여 얻어진 상기 2차 성형물의 상기 팬 블레이드의 부분을 꺾어 세워 칼라를 형성하는 가공을 행함으로써 상기 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 완성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬의 제조방법이 제공된다.
여기서, 상기 방법은, 상기 강관 대신에 판재를 이용하여 상기 팬을 형성하고, 상기 칼라는 상기 판재의 중심부에 딥 드로잉(deep drawing) 공법을 적용하여 형성할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 종래의 차량용 교류발전기의 제작에 있어서 DE 팬과 칼라가 서로 다른 재료 및 제조방법으로 제작되는 것으로 인해 각각의 부품을 따로따로 만들어 조립해야만 했던 문제점을 해결하여, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬이 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 종래의 차량용 교류발전기의 제작에 있어서 각각의 부품을 따로따로 제작해야 하므로 그만큼 차량용 교류발전기의 제작에 시간이 더 걸리게 되고, 그것에 의해 제작비용도 증가하는 문제점을 해결하여, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법으로 제작할 수 있도록 하는 동시에 DE 팬과 칼라를 일체로 형성할 수 있는 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제공할 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법을 사용하여 일체로 형성할 수 있으므로, 종래에 비해 그만큼 차량용 교류발전기 자체의 중량을 감소하여 차량의 경량화에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법을 사용하여 일체로 형성할 수 있으므로, 그만큼 제조시간을 단축할 수 있으며, 그것에 의해 제조비용을 감소하여 차량용 교류발전기 제품의 제조원가 절감에도 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, DE 팬과 칼라를 동일한 재료 및 제조방법을 사용하여 일체로 형성할 수 있으므로, 그만큼 제품의 조립성을 향상시킬 수 있고, 그것에 의해 작업성을 향상시켜 작업능률을 개선하는데에도 기여할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 교류발전기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제작하기 위해 절단된 강관의 전체적인 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제작하기 위해 도 2에 나타낸 절단된 강관을 압출 및 단조 가공하여 1차 성형물을 형성하는 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 바와 같은 가공을 통하여 형성된 1차 성형물을 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬으로 제조하기 위해 둘레에 홈을 내어 2차로 가공한 2차 성형물의 모습을 개략적으로 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 바와 같은 2차 성형물의 홈이 파인 부분을 꺾어 세우는 3차 가공을 통하여 완성되는 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬의 전체적인 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 형성하기 위해 사용되는 강관(steel pipe)(20)을 나타내고 있다.
도 2에 나타내내 바와 같이, 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제작하기 위한 재료로는 적절한 크기로 절단된 강관(20) 하나면 충분하며, 그 제작방법도, 이하에 나타내는 바와 같은 가공을 통해 비교적 간단하게 제작할 수 있다.
즉, 더 상세하게는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 강관(20)의 하단부에서부터 팬을 형성할 부분까지 압출가공을 통하여 강관(20)의 내경을 확대시킨다.
그 후, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 단조가공을 통하여 상기한 단계에서 확대된 부분을 수평으로 평평하게 편다.
이와 같이 하여 도 3d에 나타낸 바와 같은 1차 성형물(30)을 얻고 나면, 다음으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 팬 블레이드(fan blade)(41)를 형성하기 위해 1차 성형물(30)의 둘레를 따라 홈을 내는 가공을 행하여 2차 성형물(40)을 제작한다.
상기한 바와 같이 하여 도 4에 나타낸 바와 같은 2차 성형물(40)을 얻고 나면, 계속해서, 상기한 바와 같이 하여 형성된 팬 블레이드(41)의 부분을 꺾어 세워 칼라(51)를 형성하는 가공을 행하여 본 발명에 따른 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 완성할 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 공정을 통하여, 종래의 차량용 교류발전기에 사용되는 DE 팬과 칼라를 각각 따로따로 제작하여 조립할 필요 없이, 비교적 손쉽게 구할 수 있는 재료인 강관을 이용하여, 압출 및 단조와 같은 단순한 가공만으로 종래의 DE 팬과 칼라를 일체화한 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제공할 수 있으므로, 기존의 소결공법으로 제조되던 칼라와 같은 소결품을 대체할 수 있는 동시에, 종래의 차량용 교류발전기와 대비하여 약 70% 수준으로 경량화에 기여할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 종래의 DE 팬과 칼라를 일체화한 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제공함으로써, 각각의 부품을 따로 제작하여 조립하던 종래의 방법에 비하여 차량용 교류발전기의 제조에 있어서 제조시간을 단축하는 동시에, 비교적 손쉽게 구할 수 있는 재료인 강관을 이용하므로 제조원가를 절감할 수 있으며, 아울러, 압출 및 단조와 같은 단순한 가공만으로 제작이 가능하므로 제품의 조립성 및 작업성을 개선하여 생산성의 향상에도 기여할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은, 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
즉, 예를 들면, 상기한 실시예에서는 1차 성형물(30)의 둘레를 따라 홈을 내는 가공을 행하여 팬 블레이드(fan blade)(41)를 형성하는 것으로 설명하였으나, 이러한 구성에 더하여, 도시하지는 않았으나, 팬 블레이드(41)의 단조 성형시 세그먼트(segment)와의 접합부에 요철형상을 구비하여 로터(rotor)의 회전시에 슬립을 방지하도록 하는 구성을 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기한 실시예에서는, 강관(20)을 이용하여 DE 팬과 칼라를 일체화한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 제작한느 것으로 설명하였으나, 본 발명은, 강관(20) 이외에도, 판재를 이용하여 팬의 형상은 상기한 실시예와 같은 단조가공을 통하여 제조하고, 칼라는 판재의 중심부를 딥 드로잉(deep drawing) 공법을 적용하여 형성하면 원가를 더욱 절감할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 상기한 바와 같은 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 차량용 교류발전기 20. 강관
30. 1차 성형물 40. 2차 성형물
41. 팬 블레이드 50. 칼라 팬
51. 칼라

Claims (2)

  1. 차량용 교류발전기(alternator)에 포함되는 회전자(rotor)에 조립되는 부품의 하나로서 회전시 스테이터(stator)를 냉각하기 위한 DE 팬(Driveshaft End Fan) 및 상기 차량용 교류발전기의 회전을 원활히 하기 위해 상기 DE 팬과 베어링 사이에 조립되는 칼라(collar)를 일체화하여 형성되는 강관(steel pipe)을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬(collar fan)의 제조방법에 있어서,
    강관(steel pipe)을 제조하고자 하는 칼라 팬에 적합한 크기로 절단하는 단계와,
    상기 강관의 하단부에서부터 팬을 형성할 부분까지 압출가공을 통하여 상기 강관의 내경을 확대시키는 단계와,
    상기 강관의 내경을 확대시키는 단계에서 확대된 부분을 단조가공을 통하여 수평으로 평평하게 펴는 가공에 의해 1차 성형물을 형성하는 단계와,
    상기 1차 성형물을 형성하는 단계에서 얻어진 상기 1차 성형물의 둘레를 따라 팬 블레이드(fan blade)를 형성하기 위한 홈을 형성하는 가공을 행하고, 상기 팬 블레이드를 성형시 상기 로터의 회전시 슬립을 방지하기 위해 세그먼트(segment)와의 접합부에 요철 형상을 형성하여 2차 성형물을 형성하는 단계와,
    상기 2차 성형물을 형성하는 단계를 통하여 얻어진 상기 2차 성형물의 상기 팬 블레이드의 부분을 꺾어 세워 칼라를 형성하는 가공을 행함으로써 상기 강관을 이용한 차량용 교류발전기의 칼라 팬을 완성하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 강관 대신에 판재를 이용하여 상기 팬을 형성하고,
    상기 칼라는 상기 판재의 중심부에 딥 드로잉(deep drawing) 공법을 적용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 강관을 이용한 차량용 발전기의 칼라 팬의 제조방법.
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