KR20210009141A - 로터 하우징의 제조 방법 및 로터 하우징 - Google Patents

로터 하우징의 제조 방법 및 로터 하우징 Download PDF

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양경식
김남윤
박승주
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Abstract

본 발명에 따른 로터 하우징의 제조 방법은 판재 형상의 금속 소재를 연속적인 프레스 공정에 의해 바닥부(111), 측벽부(112) 및 복수 개의 결합 돌출부(114A)를 갖는 로터 프레임(110)을 제조하는 제1 단계; 상기 바닥부(111)의 중앙에 결합되기 위해 복수 개의 제2 결합홀(123)을 갖는 결합 부재(120)를 제공하는 제2 단계; 상기 결합 부재(120)를 상기 로터 프레임(110)의 중앙에 올려놓아 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되도록 하는 제3 단계; 및 상기 결합 돌출부(114A)를 코킹하여 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)의 상부 둘레를 가압하도록 성형하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

로터 하우징의 제조 방법 및 로터 하우징{Method for Manufacturing the Rotor Housing}
본 발명은 로터 하우징의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 로터 하우징의 새로운 구조와 제조 방법을 통해 제조 공정을 단순화하고 제조 비용을 낮출 수 있는 로터 하우징 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 세탁기 등에 사용되는 모터는 로터와 스테이터를 포함한다. 이 중에서, 로터는 스테이터의 외주쪽에 위치하여 회전하는 아우터 로터형이 많이 사용되고 있다. 세탁기용 모터에 사용되는 로터는 대한민국 등록특허공보 제10-0777281호와 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0009453호에 개시되어 있다.
이러한 종래의 로터는 금속재질을 갖는 컵 형상의 로터 프레임과 로터 프레임의 중앙에 위치하는 세레이션으로 이루어지는 로터 하우징, 그리고 로터 프레임의 외측벽에 부착되는 마그네트를 포함한다. 도 1에는 이와 같은 종래의 로터 하우징(200)에 대하여 도시하고 있다. 도 1을 참조하여 종래의 로터 하우징(200)과 그 제조 방법에 대하여 살펴본다.
로터 하우징(200)은 상부가 개방된 컵 형상을 가지며, 원통 형상의 측벽부(211)와 원통의 바닥 부분을 이루는 원형의 바닥부(212)를 갖는 로터 프레임(210)을 포함한다. 바닥부(212)의 중앙 부분에는 상부로 돌출된 원형의 중앙 돌출부(213)가 형성되며, 이 중앙 돌출부(213)의 중앙에는 구동축(도시되지 않음)이 결합되는 부분인 세레이션(214)이 톱니 모양으로 형성되어 있다. 세레이션(214)은 몰딩부(215)의 일부로써 형성되어 있다. 몰딩부(215)는 로터 프레임(210)을 인서트 사출 금형에 위치시킨 상태에서 사출 성형을 통해 제조된다. 즉, 종래의 로터 하우징(200)은 프레스 가공을 통해 로터 프레임(210)을 제조하는 단계와, 인서트 사출에 의하여 세레이션(214)을 갖는 몰딩부(215)를 성형하는 단계에 의하여 제조된다.
이러한 종래의 로터 하우징의 제조 방법에 의하면 프레스 가공에 의해 로터 프레임(210)을 제조한 다음, 로터 프레임(210)을 사출 금형에 위치시킨 상태에서 인서트 사출 성형에 의해 제조되기 때문에 제조 공정에 소요되는 시간이나 비용이 높은 단점이 있다. 또한, 세레이션(214)이 플라스틱 몰딩으로 제조되어 강도가 약한 문제점이 있다.
이에 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 로터 하우징을 제조할 때 인서트 사출 성형을 배제하고 프레스 공정만을 적용함으로써 제조 비용을 낮추고 세레이션의 강도가 우수한 로터 하우징의 제조 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 목적은 제조 비용을 감소시킬 수 있는 로터 하우징의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 세레이션의 강도가 우수한 로터 하우징의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 내재되어 있는 목적은 아래 설명하는 본 발명에 의하여 모두 용이하게 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 로터 하우징의 제조 방법은
판재 형상의 금속 소재를 연속적인 프레스 공정에 의해 바닥부(111), 측벽부(112) 및 복수 개의 결합 돌출부(114A)를 갖는 로터 프레임(110)을 제조하는 제1 단계;
상기 바닥부(111)의 중앙에 결합되기 위해 복수 개의 제2 결합홀(123)을 갖는 결합 부재(120)를 제공하는 제2 단계;
상기 결합 부재(120)를 상기 로터 프레임(110)의 중앙에 올려놓아 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되도록 하는 제3 단계; 및
상기 결합 돌출부(114A)를 코킹하여 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)의 상부 둘레를 가압하도록 성형하는 제4 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제1 단계에서 상기 결합 돌출부(114A)는 딥 드로잉 공정에 의하여 상부로 돌출되어 형성되되, 상기 결합 돌출부(114A)의 내측에는 상기 제2 결합홀(123)의 위치와 대응하는 제1 결합홀(114)이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 결합 돌출부(114A)의 내주면 또는 외주면에 주름부(114B)를 성형하는 단계를 더 포함하여도 좋다.
본 발명에서, 상기 결합 부재(120)는 금속 다이캐스팅에 의해 제조되거나 플라스틱 사출 성형물에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 로터 하우징(100)은
원형의 바닥부(111)와 바닥부(111)의 외주로부터 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 측벽부(112)를 갖는 로터 프레임(110); 및
상기 바닥부(111)의 중앙에는 상부로 돌출되어 형성되는 원형의 중앙 돌출부(113)의 상부에 결합되는 결합 부재(120);
를 포함하며,
상기 중앙 돌출부(113)에는 복수 개의 제1 결합홀(114)이 형성되어 있으며, 상기 제1 결합홀(114)에는 제1 결합홀(114)의 주위를 따라 상부로 돌출되어 형성되는 결합 돌출부(114A)가 형성되고,
상기 결합 돌출부(114A)는 상기 결합 부재(120)에 상기 결합 돌출부(114A)가 끼워지도록 형성된 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되며,
상기 결합 돌출부(114A)는 코킹에 의해 상기 제2 결합홀(123)의 주위를 가압함으로써 상기 결합 부재(120)가 상기 로터 프레임(110)게 결합된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 세레이션의 강도가 우수한 로터 하우징의 제조 방법을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 로터 하우징을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 로터 하우징을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 로터 하우징의 로터 프레임을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 로터 하우징의 결합 부재를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 로터 하우징의 로터 프레임에 결합 부재가 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 로터 하우징(100)을 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 로터 하우징(100)은 컵 형상의 로터 프레임(110)과 로터 프레임(110)의 내측 중앙 부분에 결합되는 결합 부재(120)를 포함하여 이루어진다.
로터 프레임(110)은 컵 형상을 이루기 위해 원형의 바닥부(111)와 바닥부(111)의 외주로부터 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 측벽부(112)를 갖는다. 바닥부(111)의 중앙에는 상부로 돌출되어 형성되는 원형의 중앙 돌출부(113)를 갖는다. 중앙 돌출부(113)의 상부에는 결합 부재(120)가 결합되는데, 이를 위해 중앙 돌출부(113)에는 복수 개의 제1 결합홀(114)이 형성되어 있으며, 각각의 제1 결합홀(114)에는 제1 결합홀(114)의 주위를 따라 상부로 돌출되어 형성되는 결합 돌출부(114A)가 형성된다.
중앙 부분에 세레이션(125)을 갖는 결합 부재(120)에는 결합 돌출부(114A)에 대응하는 위치에 형성된 제2 결합홀(123)이 형성되어 있다. 결합 부재(120)가 로터 프레임(110)에 결합되면 결합 돌출부(114A)는 제2 결합홀(123)을 통해 상부로 돌출된다. 이 돌출되어 있는 결합 돌출부(114A)에 프레스 가공에 의해 코킹(caulking)을 주면 결합 돌출부(114A)는 방사상으로 펴지면서 결합 부재(120)가 로터 프레임(110)에 고정되어 결합된다.
도 3은 본 발명에 따른 로터 하우징(100)의 로터 프레임(110)을 나타낸 사시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 로터 프레임(110)은 컵 형상을 가지며, 원형의 바닥부(111)와 바닥부(111)의 외주로부터 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 측벽부(112)를 갖는다. 중앙 돌출부(113)는 바닥부(111)의 중앙에 상부로 돌출되어 형성된다. 중앙 돌출부(113)의 상부에는 결합 부재(120)가 결합된다.
중앙 돌출부(113)에는 복수 개의 제1 결합홀(114)이 형성되어 있다. 이 제1 결합홀(114)의 외주를 따라 상부로 돌출되어 형성되는 결합 돌출부(114A)는 결합 부재(120)의 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되도록 형성된다. 결합 돌출부(114A)의 내측면 또는 외측면 중 어느 하나 또는 양측면에는 축방향으로 형성된 주름부(114B)를 가질 수 있다. 이 주름부(114B)는 코킹을 할 때에 결합 돌출부(114A)가 제2 결합홀(123)의 외주를 따라 방사상으로 쉽게 펴지도록 하는 역할을 한다. 제1 정렬홀(115)은 결합 부재(120)의 제2 정렬홀(124)과 대응하는 위치에 형성하여 위치를 정렬하기 위한 것으로, 복수 개로 형성하되 필요에 따라 형성하지 아니할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 로터 하우징(100)의 결합 부재(120)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 결합 부재(120)가 로터 프레임(110)에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 본 발명의 결합 부재(120)는 로터 프레임(110)의 중앙 돌출부(113)의 상부에 결합되기 위해 원형의 원판부(121)를 가지며, 원판부(121)의 중앙 부분에는 상부로 돌출되어 형성된 중앙 돌출부(122)가 형성될 수도 있다. 원판부(121)의 정 중앙 부분에는 구동축(도시되지 않음)과 결합되기 위한 세레이션(125)이 형성된다.
로터 프레임(110)은 프레스 가공에 의해 제조되므로 금속 재질로 이루어지고, 결합 부재(120)도 로터 프레임(110)과의 견고한 결합과 세레이션(125)의 높은 강도를 보장하기 위하여 금속 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 결합 부재(120)는 프레스 가공이나 다이캐스팅에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
원판부(121)에는 복수 개의 제2 결합홀(123)이 형성되는데, 제2 결합홀(123)의 위치는 로터 프레임(110)에 형성된 제1 결합홀(114)과 대응하는 위치를 갖는다. 제1 결합홀(114)로부터 상부로 돌출된 결합 돌출부(114A)는 제2 결합홀(123)의 내주면으로 관통하여 돌출되도록 제2 결합홀(123) 내측으로 결합된다. 제2 정렬홀(124)은 로터 프레임(110)의 제1 정렬홀(115)의 위치와 대응하여 형성된다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 로터 하우징(100)를 제조하는 각 단계를 설명하면 다음과 같다.
로터 프레임 제조 단계
바닥부(111)와 측벽부(112)를 갖는 로터 프레임(110)은 판재 형상의 금속 소재를 연속적인 프레스 공정을 적용함으로써 도 3의 형상과 같이 제조한다. 프레스 공정의 횟수는 특별히 제한되지 않으며, 바닥부(111), 측벽부(112) 및 중앙 돌출부(113)의 형상은 통상의 드로잉 공정에 의해 성형할 수 있다. 제1 정렬홀(115)이나 바닥부(111) 중앙의 관통 구멍은 피어싱 공정에 의해 성형할 수 있다. 제1 결합홀(114)은 피어싱 공정보다는 딥 드로잉 공정에 의해 결합 돌출부(114A)가 상부로 돌출되도록 하여 성형할 수 있다. 주름부(114B)도 딥 드로잉 공정을 통해 성형할 수 있다.
결합 부재 제조 단계
결합 부재(120)는 앞서 언급한 바와 같이, 도 4의 형상을 갖도록 금속 다이캐스팅에 의해 제조되는 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 플라스틱 사출 성형물에 의해서도 제조될 수 있다. 이러한 성형 공정을 통해 결합 부재(120)의 원판부(121)와 여기에 형성된 중앙 돌출부(122), 제2 결합홀(123), 제2 정렬홀(124) 및 세레이션(125) 형상을 갖도록 제조하되, 로터 프레임(110)과는 별개로 제조한다.
로터 프레임과 결합 부재의 결합 단계
로터 프레임(110)은 연속적인 프레스 공정에 의해 제조되므로, 여러 단계의 프레스 공정에 의해 로터 프레임(110)의 형상이 성형되면, 도 5와 같이 로터 프레임(110)의 중앙 돌출부(113)의 상부에 결합 부재(120)를 올려놓아 결합 돌출부(114A)가 결합 부재(123)의 제2 결합홀(123)에 끼워져 관통하여 상부로 돌출되도록 한다. 이후, 결합 부재(120)가 끼워진 로터 프레임(110)은 다음의 프레스 공정으로 이동한다.
결합 부재의 고정 단계
상부로 돌출되어 있는 결합 돌출부(114A)에 프레스 공정에 의해 코킹을 하여 결합 돌출부(114A)가 방사상으로 눌려져 도 2와 같이 결합 부재(120)의 제2 결합홀(123)의 주위를 압박하도록 성형된다. 이러한 코킹을 통해 결합 부재(120)는 로터 프레임(110)에 견고하게 결합된 상태의 로터 하우징(100)을 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 설명은 본 발명의 이해를 위하여 예를 들어 설명한 것에 불과할 뿐, 본 발명의 범위를 정하고자 하는 것이 아님을 유의하여야 한다. 본 발명의 범위는 아래 첨부된 청구범위에 의하여 정하여지며, 이 범위 내에서 본 발명의 단순한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
100 : 로터 하우징 110 : 로터 프레임
112 : 측벽부 113 : 중앙 돌출부
114 : 제1 결합홀 114A : 결합 돌출부
114B : 주름부 115 : 제1 정렬홀
120 : 결합 부재 121 : 원판부
122 : 중앙 돌출부 123 : 제2 결합홀
124 : 제2 정렬홀 125 : 세레이션
200 : 로터 하우징 210 : 로터 프레임
211 : 측벽부 212 : 바닥부
213 : 중앙 돌출부 214 : 세레이션
215 : 몰딩부

Claims (5)

  1. 판재 형상의 금속 소재를 연속적인 프레스 공정에 의해 바닥부(111), 측벽부(112) 및 복수 개의 결합 돌출부(114A)를 갖는 로터 프레임(110)을 제조하는 제1 단계;
    상기 바닥부(111)의 중앙에 결합되기 위해 복수 개의 제2 결합홀(123)을 갖는 결합 부재(120)를 제공하는 제2 단계;
    상기 결합 부재(120)를 상기 로터 프레임(110)의 중앙에 올려놓아 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되도록 하는 제3 단계; 및
    상기 결합 돌출부(114A)를 코킹하여 상기 결합 돌출부(114A)가 상기 제2 결합홀(123)의 상부 둘레를 가압하도록 성형하는 제4 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 하우징의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계에서 상기 결합 돌출부(114A)는 딥 드로잉 공정에 의하여 상부로 돌출되어 형성되되, 상기 결합 돌출부(114A)의 내측에는 상기 제2 결합홀(123)의 위치와 대응하는 제1 결합홀(114)이 형성되는 것을 특징으로 하는 로터 하우징의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 결합 돌출부(114A)의 내주면 또는 외주면에 주름부(114B)를 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 하우징의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 결합 부재(120)는 금속 다이캐스팅에 의해 제조되거나 플라스틱 사출 성형물에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 로터 하우징의 제조 방법.
  5. 원형의 바닥부(111)와 바닥부(111)의 외주로부터 상부로 돌출되어 형성된 원통 형상의 측벽부(112)를 갖는 로터 프레임(110); 및
    상기 바닥부(111)의 중앙에는 상부로 돌출되어 형성되는 원형의 중앙 돌출부(113)의 상부에 결합되는 결합 부재(120);
    를 포함하며,
    상기 중앙 돌출부(113)에는 복수 개의 제1 결합홀(114)이 형성되어 있으며, 상기 제1 결합홀(114)에는 제1 결합홀(114)의 주위를 따라 상부로 돌출되어 형성되는 결합 돌출부(114A)가 형성되고,
    상기 결합 돌출부(114A)는 상기 결합 부재(120)에 상기 결합 돌출부(114A)가 끼워지도록 형성된 제2 결합홀(123)을 관통하여 상부로 돌출되며,
    상기 결합 돌출부(114A)는 코킹에 의해 상기 제2 결합홀(123)의 주위를 가압함으로써 상기 결합 부재(120)가 상기 로터 프레임(110)게 결합된 것을 특징으로 하는 로터 하우징.
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