KR20140090861A - 자동차용 베어링식 벨트 풀리 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 벨트 풀리의 소재로 구성시 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 변형 방지링과 베어링 보어가 구성되고, 상기한 벨트 풀리를 성형하는 중에 소재에 균열 방지와 조직이 치밀하고, 강도가 높게 형성될 수 있도록 단조와 여러 단계의 전조 가공으로 벨트 풀리를 제조하는 방법을 제공하려는 것이다.
본 발명은 베어링 하우징을 단조에 의해 형성하고 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 베어링 보어와 변형 방지링이 압입되어 구성되고, 보스의 가장자리에 벨트홈과 벨트가이드가 형성된 림이 전조 가공에 의해서 일체로 구성되며,
상기 벨트 풀리의 소재 절감과 가공 공정을 줄이기 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 피어싱하는 공정과, 단조에 의해서 베어링 하우징이 구성되고 베어링 보어와 변형 방지링이 압입되게 하는 공정과 벨트 가이드와 벨트홈 및 림의 조직을 치밀하게 하고 소재의 터짐을 방지하고 강도를 높이기 위하여 전조 가공으로 자동차용 베어링식 벨트 풀리를 제조하는 방법이 특징이며, 본 발명에 의하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재로 보스와 림이 일체로 형성되고 벨트홈이 전조 가공에 의해 형성되며, 베어링 보어와 변형 방지링되어 있기 때문에 경량화와 내구성을 높여 벨트 풀리의 품질을 크게 향상시키는 효과가 있다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재로 하여 단조와 여러 단계의 전조 가공과 열처리 정삭으로 정밀성을 높이며, 기계적인 가공을 최소화시킬 수 있기 때문에 종래 주조방식에 비하여 소재비와 가공 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산이 가능하여 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동차용 베어링식 벨트 풀리 및 그 제조방법{Automobile bearing way belt pulley and manufacture method}

본 발명은 자동차용 베어링식 벨트 풀리 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 벨트 풀리의 소재로 구성시 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 변형 방지링과 베어링 보어가 구성되고, 상기한 벨트 풀리를 성형하는 중에 소재에 균열 방지와 조직이 치밀하고, 강도가 높게 형성될 수 있도록 단조와 여러 단계의 전조 가공으로 벨트 풀리를 제조하는 방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차에는 엔진의 동력을 전달받아 작용을 하는 에어컨용 압축기(콤푸레샤), 냉각수펌프, 발전기 등이 있는데, 엔진의 동력을 벨트로 전달하기 위해서 벨트 풀리가 사용되고 이러한 풀리는 용도에 따라 베어링식 벨트 풀리와 직결식 벨트 풀리가 있다.

종래 상기와 같은 자동차용 벨트 풀리 중에 베어링식 벨트 풀리는 보스의 가운데에 베어링을 설치할 수 있게 베어링 하우징이 구성된다.

상기와 같이 구성된 베어링식 벨트 풀리는 보스와 베어링 하우징이 벨트홈이 형성된 림을 별도로 제작한 후에 상호 용접하거나, 주물로 보스와 베어링 하우징, 벨트홈이 형성될 림을 단일체로 주조한 후, 절삭가공으로 림의 외면에 벨트홈을 형성하는 것으로 베어링식 벨트 풀리가 제조되었다.

상기와 같이 하게 되면, 제조공정이 복잡하고 절삭되는 부분이 많아 재료의 낭비가 뒤따르고 가공에 따른 시간과 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.

상기한 단점을 해결하기 위하여 본원의 출원인이 금속 판재를 냉간 단조에 의해서 벨트 풀리를 제조하는 방법을 제안한바 있다.

그러나 상기한 제조방법에 의한 벨트 풀리는 용접의 단점과 주물의 단점은 해결할 수 있으나, 벨트 풀리의 경량화를 달성시키지 못하는 단점이 있다.

상기 단점 중에 벨트 풀리의 경량화를 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 다이케스팅에 의하여 제작될 수 있다.

그러나, 이러한 경우 전체적인 조직이 치밀하지 못할 뿐만 아니라, 벨트홈에 기공(기포)이 형성되는 결과로 내마모성과 강도가 크게 떨어지는 등 구조적으로 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차용 베어링식 벨트 풀리를 구성시 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용해서 경량화를 달성하고, 상기한 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점인 내구성을 향상시키는 동시에 베어링을 견고하게 장착시킬 수 있게 베어링 보어와 변형 방지링을 사용하고, 벨트홈이 형성된 림을 전조 가공에 의해 형성토록 하며,

상기한 자동차용 베어링식 벨트 풀리의 소재 절감과 가공 공정을 줄이기 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 사용하고, 베어링 보어와 변형 방지링을 사용해서 내구성을 높이며, 성형성을 높이기 위하여 단조와 여러 단계의 전조 가공으로 자동차용 베어링식 벨트 풀리를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재로 구성되고, 단조에 의해서 구성된 베어링 하우징에 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점인 내구성을 향상시키며, 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 베어링 보어와 변형 방지링이 압입되어 구성되고, 보스의 가장자리에 벨트홈과 벨트가이드가 형성된 림이 전조 가공에 의해서 일체로 구성되며,

상기 벨트 풀리의 소재 절감과 가공 공정을 줄이기 위하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 피어싱하는 공정과, 단조에 의해서 베어링 하우징이 구성되고 베어링 보어와 변형 방지링이 압입되게 하는 공정과 벨트 가이드와 벨트홈 및 림의 조직을 치밀하게 하고 소재의 터짐을 방지하며, 또한 강도를 높이기 위하여 여러 단계의 전조 가공으로 자동차용 베어링식 벨트 풀리를 제조하는 방법이 특징이다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재로 보스와 림이 일체로 형성되고 벨트홈이 전조 가공에 의해 형성되며, 베어링 보어와 변형 방지링되어 있기 때문에 경량화와 내구성을 높여 벨트 풀리의 품질을 크게 향상시키는 효과가 있다.

알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재로 하여 단조와 여러 단계의 전조 가공과 열처리 정삭으로 정밀성을 높이며, 기계적인 가공을 최소화시킬 수 있기 때문에 종래 주조방식에 비하여 소재비와 가공 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 대량생산이 가능하여 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리의 제조 공정순서도
도 2의 a,b,c는 본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리의 공정 순서별 단면도

이하, 본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리과 그 제조방법에 관한 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재(10)로 보스(1)와 베어링 하우징(2) 및 림(3)을 단일체로 형성하되, 상기 보스(1)의 가운데에는 단조에 의해 플렌지(2')를 갖는 베어링 하우징(2)이 형성되며,

상기 베어링 하우징(2)의 내부에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점인 내구성을 향상시키며, 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 베어링 보어(4)가 압입되어 구성되고, 보스의 가장자리에는 벨트홈(5)과 벨트가이드(6)가 형성된 림(3)이 전조 가공에 의해서 일체로 구성된 것이다.

본 발명의 다른 구성으로, 상기 베어링 하우징(2)의 외부에는 베어링 하우징이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 변형 방지링(20)이 압입되어 구성되고, 보스의 가장자리에 벨트홈(5)과 벨트가이드(6)가 형성된 림(3)이 전조 가공에 의해서 일체로 구성된 것이며,

상기 베어링 하우징(2)의 내부에 압입된 베어링 보어(4)는 결합테(4')와 걸림턱(4")이 형성되어 결합테(4')는 플렌지(2')에 걸림턱(4")은 베어링 하우징(2)의 내부에 압입되어 구성되고, 또 상기 베어링 하우징(2)의 외부에 압입된 변형 방지링(20)은 끝단부(20')가 보스(1)에 압입되어 구성된다.

도면의 미설명부호 50은 베어링을 의미하는 것이다.

이상과 같이 구성된 자동차용 베어링식 벨트 풀리는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재로서 비중이 철에 비해 1/3 이므로 벨트 풀리 경량화를 달성하여 자동차의 경량화 기여할 수 있다.

특히, 보스(1)의 가운데에는 단조에 의해 플렌지(2')를 갖는 베어링 하우징(2)이 형성되고, 상기 베어링 하우징의 내부에 베어링 보어(4)가 압입될 때, 베어링 보어에 형성된 결합테(4')와 걸림턱(4")이 베어링 하우징의 내부에 인서트형식으로 압입됨으로써, 베어링 보어가 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 베어링 하우징이 확장되는 것을 방지함과 아울러 내구성을 증강시켜 베어링(50)의 결합상태를 견고하게 유지시킬 수 있게 된다.

또, 베어링 하우징(2)의 외부에 압입된 변형 방지링(20)은 끝단부(20')가 보스(1)에 압입되는 구성으로 되어 있기 때문에 변형 방지링이 쉽게 이탈되는 것을 방지할 수 있고, 베어링 하우징의 외부를 감싸고 있기 때문에 베어링 하우징이 확장되는 것을 방지함과 내구성을 높이는데 크게 기여하게 된다.

그리고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재로 형성된 보스(1)의 가장자리에 형성된 림(3)과 벨트홈(5)과 벨트 가이드(6)를 전조 가공을 통하여 성형함으로써, 벨트 풀리를 구성하는 림(3)과 상기 림에 형성된 벨트홈(5)과 벨트 가이드(6)의 내부 조직이 치밀하게 될 수 있기 때문에 원소재가 가지는 강도보다 더 높은 강도를 가지는 베어링식 벨트 풀리를 제공할 수 있으므로 에어컨용 압축기(콤푸레샤), 냉각수펌프, 발전기 등 베어링식 벨트 풀리가 장착되어 엔진의 동력을 벨트로 전달할 때 내마모성과 내구성을 극대화할 수 있어 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.

본 발명에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리 제조방법을 공정에 따라 상세하게 살펴본다.

제 1공정(소재준비공정)

먼저, 적절한 두께의 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 준비하여 피어싱을 통하여 적절한 내경과 외경을 갖는 형태의 벨트 풀리 소재(10)로 준비하고, 금속으로 결합테(4')와 걸림턱(4")이 베어링 보어(4)와 변형 방지링(20)을 준비한다.

제 2공정(단조공정)

제 1공정으로 준비된 벨트 풀리의 소재(10)를 여러 단계의 단조 공정을 통해 보스(1)의 가운데에 플렌지(2')가 형성된 베어링 하우징(2)을 성형한다.

제 3공정( 전조공정 1~3단계 공정)

제 1공정에 의해서 준비된 벨트 풀리 소재(10)에서 벨트홈(5)과 벨트가이드(6)를 형성하기 위한 림(3)을 성형하게 되는데, 성형하는 중에 소재(10)의 터짐을 방지하기 위하여 1~3단계 공정으로 나누어 성형한다.

제 3공정(전조 1단계 공정)

먼저, 보스의 가장자리에 벨트홈과 벨트가이드가 형성된 림을 형성시키기 위해서 보스의 가장자리 쪽으로 질량을 이동시켜 ㄴ자형 단면(3')이 형성되게 질량을 집중시켜준다.

제 3공정(전조 2단계 공정)

제 2공정의 전조 1단계에서 보스의 외측에 집중된 질량에 의해 형성된 ㄴ자형 단면(3')을 벨트홈과 벨트가이드가 형성될 수 있는 림의 형상을 고려하여 분산시켜준다.

제 3공정(전조 3단계 공정)

제 2공정의 전조 2단계에 의해서 형성된 림(3)에 벨트가이드(6) 및 벨트홈(5)이 형성되도록 하는 전조 공정으로 이루어진다.

상기 3단계의 전조 공정을 통한 벨트홈과 벨트가이드는 그 자체로 완성 치수가 될 수도 있고, 추가로 정삭 공정을 통하여 완성될 수도 있다.

제 4공정(베어링 보어, 변형 방지링 압입 , 정삭공정 )

제 3공정의 전조 3단계로 완성된 벨트 풀리를 구성하는 베어링 하우징(2)의 내부와 외부에 제 1공정에 의해 준비된 베어링 보어(4)와 변형 방지링(20)을 압입하고 정삭을 통해 소정의 치수로 완성하는데, 베어링 보어(4)의 결합테(4')는 플렌지(2')에 걸림턱(4")은 베어링 하우징(2)의 내부에 압입되게 하고, 또 상기 베어링 하우징(2)의 외부에 압입된 변형 방지링(20)은 끝단부(20')가 보스(1)에 압입되게 한다.

이러한 제조방법에 의한 자동차용 베어링식 벨트 풀리는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성하였기 때문에 경량화를 달성할 수 있고, 특히 단조에 의해 성형된 베어링 하우징에 베어링 보어와 변형 방지링을 압입하는 것으로 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점을 보완하였으며, 또한, 전조 가공을 통하여 제조함으로써 종래 다이케스팅의 문제점으로 지적되는 기공(기포) 결함으로 자동차용 풀리에는 치명적인 문제점을 완벽하게 해결하면서 치밀하고, 강도가 높은 풀리를 만들 수 있고, 림에 형성된 벨트홈과 벨트가이드의 강도 증가는 전조 가공만으로 가능할 수 있는 것이다.

상기 베어링식 벨트 풀리의 제조방법에 사용된 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 경우 성형성이 철에 비해 좋지 않고 연신률도 낮으므로 성형 중 소재가 터지지 않도록 소재의 두께를 적정 변형량을 맞도록 적절히 선택하는 것과 전조 가공시 한번에 성형하지 않고, 여러 단계를 거쳐서 점진적으로 성형하는 것이 중요하다.

즉, 소재의 가장자리 쪽으로 질량을 이동시키면서 집중시켜주는 전조 공정과 집중된 질량을 벨트홈과 벨트가이드가 형성될 수 있는 림의 형상을 고려하여 분산시켜주는 공정이 매우 중요하다.

1: 보스 2: 베어링 하우징
3: 림 4: 베어링 보어
4': 결합테 4": 걸림턱
5: 벨트홈 6: 벨트가이드
20: 변형 방지링 20': 끝단부

Claims (2)

1. 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 소재로 보스와 베어링 하우징 및 림을 단일체로 형성하되, 상기 보스의 가운데에는 단조에 의해 베어링 하우징이 형성되고, 상기 베어링 하우징의 내부에는 베어링이 견고하게 장착될 수 있도록 베어링 보어가 압입되고, 외부에는 변형 방지링(20)이 압입되어 구성되거나, 또는 베어링 보어와 변형 방지링(20)중에 어느 하나가 선택적으로 베어링 하우징에 압입되고, 보스의 가장자리에는 벨트홈과 벨트가이드가 형성된 림이 전조 가공에 의해서 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 베어링식 벨트 풀리.
2. 알루미늄 또는 알루미늄 합금 판재를 피어싱을 통해서 벨트 풀리의 소재로 준비하고, 벨트 풀리를 구성하는 보스의 가운데 베어링 하우징을 단조에 의해 형성시키는 단조공정 단계;
   보스의 가장자리 쪽으로 질량을 이동시키는 단계에서 소재의 터짐을 방지하기 위하여 보스의 가장자리를 ㄴ자형 단면이 형성되게 질량을 집중시켜주는 전조공정 단계; 및 집중된 질량에 벨트홈과 벨트가이드가 형성될 림의 형상으로 분산시키고, 벨트가이드 및 벨트홈을 형성하는 전조공정 단계;
   단조공정에 의해 마련된 베어링 하우징에 베어링 보어와 변형 방지링을 압입하는 단계와, 또는 베어링 보어와 변형 방지링 중에 어느 하나를 선택하여 압입하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 베어링식 벨트 풀리 제조방법.

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