KR20140099573A - 전동기 회전자의 원심 주조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형과 코어를 조립하는 단계와; 상기 조립된 금형과 코어를 설정된 온도로 가열하는 가열 단계; 및 상기 조립된 금형을 회전시키면서, 금속 용탕을 상기 금형 및 코어 내부성형 공간에 주입하여 성형하는 성형 단계를 포함하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 제공한다.

Description

전동기 회전자의 원심 주조 방법{THE CENTRIFUGAL CASTING METHOD FOR A MOTOR ROTOR}

본 발명은 전동기 회전자의 원심 주조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내부에 수축결함과 기공이 적고 조직이 치밀한 회전자를 원심주조할 수 있는 전동기용 회전자의 원심 주조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 모터 또는 유도전동기의 주요 구성은 중앙의 회전하는 회전자와 상기 회전자의 주위에 형성되는 고정자로 형성된다.

회전자의 중앙에는 샤프트가 삽입 장착될 수 있도록 홀이 형성되어 있고 다수의 얇은 규소강판의 적층으로 이루어진 회전자 코어가 적층된다.

상기 적층된 코어를 관통하는 다수의 슬롯이 일정 원호상으로 다수 형성되고, 적층된 코어의 양단에는 상기 회전자 바의 끝단을 전기적으로 연결하여 하나의 회로를 구성하도록 하는 엔드링으로 구성된다.

종래에는 가전제품에 사용되는 소형 전동기 회전자에 한하여 상기와 같이 구성되는 코어를 금형의 내부에 고정하여, 그 내부의 성형공간에 금속 용탕을 주입하여 원심주조하여 성형이 가능하고, 산업용 대형 제품에는 다이캐스팅 공법이 적용되었다. 다이캐스팅의 경우에는 용탕 응고를 방지하기 위해 고속으로 주입하므로 기공이 및 수축결함이 많이 발생하고 조직이 치밀하지 못한 문제점이 있다.

특히, 소형 가전제품용 전동기 회전자에 적용되는 원심주조의 경우, 종래에는 상부 금형, 하부 금형만을 토치로 예열한 후 용탕 주입, 회전에 의해 주조를 하였다.

그러나, 종래에는 금형만 예열하기 때문에, 실제 용탕이 주입되는 경우 용탕과 코어 온도 편차로 인해 용탕이 금형의 내부에서 유동성이 하락되는 문제점이 있어서 소형 전동기 회전자에만 제한적으로 적용가능 하였다.

이에 따라, 회전자 자체의 미성형이 발생되는 문제가 발생되었다.

이에 더하여, 종래에는 상부 및 하부 금형을 토치로 미리 예열한 후에 코어를 조립함에 따라 작업시 작업자의 안전 사고가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상부 금형과 하부 금형 및 코어를 미리 체결한 이후에 이들을 가열하여 원심 주조를 함으로써, 회전자의 미성형을 방지하고, 용탕의 유동성을 높이고, 나아가 작업성을 향상시킬 수 있는 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 제공함에 있다.

바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 금형과 코어를 조립하는 단계와; 상기 조립된 금형과 코어를 설정된 온도로 가열하는 가열 단계; 및 상기 조립된 금형을 회전시키면서, 금속 용탕을 상기 금형 및 코어 내부성형 공간에 주입하여 성형하는 성형 단계를 포함하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 제공한다.

상기 금형은, 하부 금형과 상부 금형으로 형성된다.

상기 코어 조립 단계 이전에, 상기 하부 금형을 준비하고, 상기 코어를 상기 하부 금형에 고정하고, 상기 상부 금형을 상기 하부 금형과 조립하여 상기 성형 공간을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 상부 금형, 상기 하부 금형 및 상기 코어가 조립 및 고정된 이후에, 상기 상부 금형, 상기 하부 금형 및 상기 코어를 동일한 온도로 가열 처리하는 것이 바람직하다.

상기 성형 단계는, 상기 금형 및 코어를 회전 테이블에 안착시키고, 상기 성형 공간과 연통되도록 상기 상부 금형에 형성되는 용탕 주입구를 통해 상기 금속 용탕을 주입하여, 상기 금형 및 코어 내부 성형공간을 채우는 것이 바람직하다.

본 발명은 상부 금형과 하부 금형 및 코어를 미리 체결한 이후에 이들을 가열하여 원심 주조를 함으로써 금형의 내부에 투입되는 용탕의 유동성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 주입되는 용탕과 금형 및 코어와의 온도차를 줄여 미성형을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 금형과 코어를 미리 조립하여 가열함으로써, 작업자의 안전사고를 방지함과 아울러, 작업성을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따르는 하부 금형이 준비되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 3a는 하부 금형의 내부에 코어가 조립되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 3b는 슬롯을 갖는 코어의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 4는 상부 금형과 코어가 조립되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 5는 조립된 금형 및 코어가 가열로의 내부에 장입되어 가열되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 6은 가열된 금형이 회전 테이블에 안착되어 원심 주조되는 과정을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 전동기 회전자의 원심 주조 방법을 보여주는 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따르는 하부 금형이 준비되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조 하면, 본 발명의 회전자의 원심 주조 방법은 크게 금형/코어 조립 단계 -> 금형/코어 가열 단계 -> 성형 단계를 포함한다.

금형/코어 조립 단계

도 1 내지 도 4를 참조 하면, 본 발명에 따르는 금형은 하부 금형(100)과 상부 금형(300)으로 구성된다.

상기 하부 금형(100)에는 코어(200)가 고정될 수 있다. 즉, 상기 하부 금형(100)의 상단 중앙부에는 상기 코어(200)의 하단이 안착되는 안착단(110)이 형성된다.

그리고, 상기 상부 금형(300)은 상기 하부 금형(100)과 체결된다.

즉, 상기 상부 금형(300)의 하단에는 상기 코어(200)의 상단이 끼워져 고정되는 고정단(310)이 형성된다.

또한, 상기 상부 금형(300)에는 상기 코어(200)의 내부, 예컨대 슬롯(210)으로 용탕을 주입할 수 있는 용탕 주입구(320)이 형성된다.

상기 상부 금형(300)과 상기 하부 금형(100)은 복수의 체결 볼트(400)를 통해 체결되어 고정된다.

상기와 같은 구성을 갖는 금형(100,300)을 통해, 금형을 준비하는 과정을 설명한다.

먼저, 상기와 같은 하부 금형(100)을 준비한다.

그리고, 적층된 규소강판으로 형성되는 코어(200)를 상기 하부 금형(100)의 상단에 고정한다.

상기 고정은 상기 코어(200)의 하단이 상기 하부 금형(100)의 상단에 형성되는 안착단(110)에 안착됨으로써 세워져 고정된다.

이어, 상기 상부 금형(300)을 상기 코어(200)의 상단에 배치된다.

여기서, 상기 상부 금형(300)의 하단에 형성된 고정단(310)이 상기 코어(200)의 상단에 끼워짐으로써 배치된다.

이어, 복수의 체결 볼트(400)를 사용하여 상기 상부 금형(300)과 하부 금형(100)을 서로 체결한다.

여기서, 상기 코어(200)의 외측 둘레에는 이를 커버하는 슬리브(미도시)가 설치될 수도 있다.

이에 따라, 상부 금형(300), 하부 금형(100) 및 코어(200)는 체결 및 고정될 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 금형(100,300)과 코어(200)를 미리 체결 및 고정함에 기술적 특징이 있다.

가열 단계

도 5는 조립된 금형 및 코어가 가열로의 내부에 장입되어 가열되는 상태를 보여주는 도면이다.

도 5를 참조 하면, 상기와 같이 금형(100,300)과 코어(200)가 서로 결합되면, 즉, 코어(200)가 금형(100,300)에 고정된 후, 크레인(미도시)을 통해 상기 금형(100,300)을 그립한다.

상기 크레인을 통해 그립한 금형(100,300)을 가열로(10)의 내부에 이동 및 장입시킨다.

상기 가열로(10)는 외부의 제어 신호에 의해 상기 금형(100,300)을 설정된 온도로 가열하는 장치이다.

또한, 상기 가열로(10)의 내부에서는 금형(100,300) 및 코어(200)가 가열로(10) 내부 분위기에 노출된다.

따라서, 상기 가열로(10)를 사용하여 설정된 온도로 상기 금형(100,300) 및 코어(200)를 균일한 온도로 설정된 시간 동안에 열처리할 수 있다.

상기의 설정된 온도와 시간은 코어(200)의 종류에 따라 가변 설정할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 과정을 통해, 본 발명에 따르는 금형(100,300)과 코어(200)는 균일한 온도로 가열 처리될 수 있다.

본 발명에서는, 상부 금형(300)과, 하부 금형(100) 및 코어(200)가 서로 조립 및 체결된 이후에, 설정된 온도로 가열함으로써 작업시 작업자의 안전 사고를 방지함과 아룰러, 작업성을 향상시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 종래와 같이 조립 전에 상부 금형(300), 하부 금형(100) 및 코어(200)를 예열한 이후에 조립함에 따라 작업자가 예열된 고온에 의해 화상을 입는 등, 가열된 금형(100,300)과 코어(200)를 이동함에 따르는 공정 상의 문제점을 해소할 수 있다.

성형단계

도 6은 가열된 금형이 회전 테이블에 안착되어 원심 주조되는 과정을 보여주는 도면이다.

도 6을 참조 하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 조립된 상부, 하부 금형(300,100) 및 코어(200)가 설정된 온도로 균일하게 가열된 이후에, 크레인을 사용하여 상부, 하부 금형(300,100)을 가열로(10)로부터 인출하여 회전 테이블(500)의 상단에 안착시킨다.

금형(100,300)은 코어(200)와 조립된 상태로 회전 테이블(500)에 형성되는 고정 수단(520)에 의해 안착 상태가 고정될 수 있다.

이어, 용탕 주입구(320)를 통해 금속 용탕을 금형(100,300)의 성형 공간으로 주입시킨다. 상기 성형 공간은 코어(200)의 내부 공간, 예컨대 슬롯(210)과 연통될 수 있다.

이때, 코어(200)와 금형(100,300)은 균일한 온도로 가열된 상태이고, 용탕 역시 소정의 온도로 가열된 상태를 형성하기 때문에, 이들 간의 온도차는 일정 이하로 줄어들 수 있다.

이에 따라, 가열된 용탕은 성형 공간 내에 주입되면서 유동성이 향상될 수 있고, 이에 따라 슬롯을 형성함에 있어서 미성형의 문제를 해소할 수 있다.

그리고, 상기와 같은 상태에서 회전 테이블(500)은 회전 모터(510)에 의해 설정된 회전 속도로 설정된 시간 동안 회전 동작된다. 상기 회전 모터(510)는 회전 테이블(500)과 모터축(511)을 통해 연결되거나 또는 벨트를 통해서도 동력을 전달할 수 있다.

이어, 일정 시간이 흐른 이후에, 상부 금형(300)과 하부 금형(100)을 분리하면 응고된 금속 용탕과 코어(200)로 이루어진 회전자를 외부로 인출하고, 후처리 공정을 수행한다.

상기 후처리 공정의 경우, 상하금형 내부 공간에 주입된 용탕이 응고되어 만들어진 상부 엔드링과 하부엔드링을 가공 또는 다듬는 공정을 포함할 수 있다.

이상, 상기의 방법을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 본 발명은 상부 금형과 하부 금형 및 코어를 미리 체결한 이후에 이들을 가열하여 원심 주조를 함으로써 금형의 내부에 투입되는 용탕의 유동성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 실시예는 용탕과 금형/코어와의 온도차를 줄여 미성형을 방지하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르는 실시예는 금형과 코어를 미리 조립하여 가열함으로써, 작업자의 안전사고를 방지함과 아울러, 작업성을 높일 수 있다.

이상, 본 발명의 전동기 회전자의 원심 주조 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.

그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 가열로
100 : 하부 금형
200 : 코어
300 : 상부 금형
400 : 체결 수단
500 : 회전 테이블

Claims (4)

1. 금형과 코어를 조립하는 단계;
   상기 조립된 금형과 코어를 설정된 온도로 가열하는 가열 단계; 및
   상기 조립된 금형을 회전시키면서, 금속 용탕을 상기 금형 및 코어 내부성형 공간에 주입하여 성형하는 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 금형은, 하부 금형과 상부 금형으로 형성되고,
   상기 코어 조립 단계 이전에,
   상기 하부 금형을 준비하고,
   상기 코어를 상기 하부 금형에 고정하고,
   상기 상부 금형을 상기 하부 금형과 조립하여 상기 성형 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 상부 금형, 상기 하부 금형 및 상기 코어가 조립 및 고정된 이후에,
   상기 상부 금형, 상기 하부 금형 및 상기 코어를 동일한 온도로 가열 처리하는 것을 특징으로 하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 성형 단계는,
   상기 금형 및 코어를 회전 테이블에 안착시키고,
   상기 성형 공간과 연통되도록 상기 상부 금형에 형성되는 용탕 주입구를 통해 상기 금속 용탕을 주입하여, 상기 금형 및 코어 내부 성형공간을 채우는 것을 특징으로 하는 전동기 회전자의 원심 주조 방법.
   
   

Images