KR950012094B1 - 수지성 모터케이싱 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수지성 모터케이싱 및 그 제조방법

도면은, 본 발명에 관한 수지성 모터케이싱 및 그 제조방법을 나타낸 것으로서,

제1도는 모터 개략단면도.

제2a도는 금형을 끼워맞춤 상태를 나타내는 모터의 개략단면도.

제2b도는 금형(b)를 빼내는 축받이를 삽입한 상태를 나타내는 축받이 압입부의 요부확대 단면도.

제2c도는 금형(a)이 끼워맞춤하고 있는 상태를 나타내는 축받이 압입부의 요부확대 단면도.

제2d도는 축받이 압입부의 요부확대 단면도.

제3도는 모울드 성형품을 금형으로부터 빼 낸 때의 계속적인 축받이 압입부 내주면의 표면온도 변화와, 압입한 축받이의 진원도 변화를 플롯트한 그래프도.

제4도는 축받이 압입시의 온도변화와, 압입한 축받이의 진원도 변화를 플롯트한 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 모터 케이싱 2 : 영구 자석

3 : 로터코어 3a : 코어추그

4 : 큰 직경부 5 : 축받이

6 : 축받이 압입부

본 발명은, 차량용 전기장치품등에 사용되는 수지성 모터 케이싱 및 그 제조방법에 관한 것이다. 오늘날, 모터 경량화등 때문에, 모터 케이싱(모터 하우징)을 결정성을 가진 열가소성 수지재를 이용하고,이것을 모울드 성형에 의하여 형성하는 것이 시도되고 있다. 또, 이 형성된 모울드 케이싱은, 수지성이지만 아무래도 가공정도가 금속제의 것에 비해 나쁘고, 이것이, 모터축을 축지지하는 축받이 압입부인 경우에는, 그 내주면의 진원도가 현저하게 손상되며 이 때문에, 축받이에 대하여 과대한 압입력이 국부적으로 작용하여 축받이가 변형하는 등, 축받이 정도가 저하하는 문제가 일어난다.

더구나 이와 같은 수지성 케이싱의 경우, 기계적 강도를 높이기 위하여 유리섬유와 같은 강화재를 혼입하게 된다. 그러나, 이러한 강화재는 섬유상으로 가늘고 긴 것이기 때문에, 수지재의 사출시에 아무리 하여도 섬유방향으로 방향성이 생기게 된다. 이것이 종방향과 횡방향의 성형수축율을 다르게 하여 칫수 변화의 차이를 한층 더 크게하는 경향을 조장한다.

따라서 종래로부터 수지성 케이싱의 정도를 향상시키고자 하는 몇가지의 시도가 있다. 그 하나로서, 수지성형하는 때의 금형의 형(型)의 온도에 착안하여, 이 온도를 제품화한 때의 수지의 재결정에 의한 칫수변화(성형수축)를 억제하기 위하여, 형의 온도를, 수지재의 결정화도(度)가 거의 포화상태에 도달할 때까지 장시간에 걸쳐서 수지재의 재결정화 온도로 대략 설정하고, 이러한 후에 냉각시켜서 축받이 압입부의 정도를 확보하는 방법이 있으나, 결정화도를 포화상태에 가깝게 하기 위해서는 장시간의 항온양생의 필요하기 때문에, 가급적 단시간에 대량생산할 필요가 있는 케이싱 제조공정으로서 이 방법을 채용하는 것은 현실적이지 않다.

이에 대하여, 금형의 형온을 낮게 설정하고 사출주입한 수지재를 급냉하도록 하여 성형시간을 단축하는 방법도 있으나, 이것에서는, 급냉에 의하여 수지재에 아몰퍼스(비결정) 부분이 생기고, 이것이 차량용 전기 장치품과 같이 제품화된 후, 유리 전이점(轉移點)에 가깝기도 하고 이것을 넘는 고온상태로 사용되는 열이력을 받은 것에서는, 상기 고온 상태로 되었을 때, 아몰퍼스 부분이 재결정화로 되어, 계속되는 칫수변화를 일으키는 것으로 되므로 도저히 채용할 수 없는 것이다.

따라서 금형에 온도조정 장치를 부착하여 금형의 하강온도 속도를 제어하여 아몰퍼스 부분이 가급적 일어나지 않도록 함과 동시에, 축받이 압입부에 대해서는 그 금형 형상을 강화재의 흐름을 포함한 성형후의 칫수변화를 미리 예상하여 진원 형상에서, 예를들면 타원이나 편심원 형상으로 비켜놓고, 성형 후의 변형으로 진원 형상에 가깝도록 하는 것도 시도되고 있다.

이 경우에는, 하강온도 속도와 성형품의 칫수 변화와 금형 형상과의 사이의 관계를 정밀한 계측기술로 측정할 필요가 있음과 동시에, 고도의 하강온도 기술이 필요하게 되어, 하강온도 장치 자체가 고가로 될 뿐만이 아니라, 금형의 정밀한 가공기술이 요구되는 문제가 있다.

따라서, 모터 케이싱과 같이, 형상이 복잡하게 되면 되는 만큼, 성형후의 칫수변화를 예측하기 어렵고, 재현성도 모자라는 현실이 있다.

이에 대하여, 이와 같은 방법을 채택하지 않고, 축받이 압입부의 정도를 향상시키는 것으로서, 축받이를 두껍게 하여 압입응력이 축받이 내경의 변형에 영향을 미치지 않도록 하는 시도나, 축받이의 압입력을 작게하여 축받이 내경의 변화에 영향을 미치지 않도록 하는 시도가 있으나, 전자의 경우는, 축받이가 두껍게 되는 만큼 모터 케이싱이 큰 직경으로 되어 무겁게 되어버리고 수지재로 하여 경량화 하도록 하는 당초의 목적에 반하여 대형화하는 결점이 있고, 후자의 경우는, 압입력이 작기 때문에 축받이가 빠지기 쉽고 초기의 축받이 지지강도를 확보하는 것이 곤란하다는 결점이 있어, 어느 것도 채택될 수 없는 것이다.

본 발명은, 상기와 같은 실정을 감안하여 이들 결점을 일소 할 수 있는 수지성의 모터 케이싱 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 창안된 것으로서, 열가소성의 수지재를 금형에 주입하는 모울드 성형방식에 의하여 모터 케이싱을 형성함에 있어서, 모터 케이싱의 작은 직경부에, 로터 코어의 코어축을 회전운동이 자유롭게 축지지하는 축받이를 압입 조립할 때에, 상기 축받이의 압입은, 수지재의 온도가 대략 유지전이온도이거나 이보다도 높은 온도의 범위인 때에 행하며, 이렇게 한 후에, 실온까지 냉각시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

따라서, 열가소성의 수지재를 금형에 주입하는 모울드 성형방식에 의하여 모터 케이싱을 형성함에 있어서, 모터 케이싱의 작은 직경부에, 로터 코어의 코어축을 회전운동이 자유롭게 축지지하는 축받이를 압입 조립하기 위해서, 축받이는, 수지재의 온도가 대략 유리전이온도이거나 이보다도 높은 온도의 범위인 때에 압입된 것인 것을 특징으로 하는 것이다.

그리고 본 발명은, 이들 구성에 의하여, 수지성의 모터 케이싱이면서 축받이 압입부의 진원도를 비약적으로 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

[실시예]

이어서, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. 도면에서, 1은, 모터 케이싱이고, 이 케이싱(1)에는, 내주면에 영구자석(2)이 고정부착되며 그 내측에 로터 코어(3)가 내장되는 큰 직경부(4)와, 로터코어(3)의 코어축(3a)을 통하여 축받이(5)를 통하여 축지지하는 작은 직경부, 결국 축받이 압입부(6)가 형성되어 있으나, 이 축받이 압입부(6)에 본 발명이 실시되어 있다.

즉, 제1실시예의 것에서는 폴리에티리렌 텔레프탈레이트와 같이 열가소성수지를 이용하고, 축받이 압입부(6)의 바깥 테두리를 결정하는 외측금형(A)과 내측 테두리를 결정하는 내측금형(B) 사이에 수지가 주입되는 것으로 되지만, 그 순서로서는, 우선, 금형(A), (B)을 상기 수지재의 재결정화온도인 110℃ 전후로 승온하여 놓는다.

여기에서 내측 금형(B)에 대하여는 온도조정장치를 접속하여 표면온도의 조정제어를 하는 것이 바람직하다. 그리고 이 상태에서 수지재를 주입하여 차차 온도가 내려가며 이와 같이하여 모울드 성형하는 것으로 되나, 내측 금형(B)에 대해서는, 금형온도가 유리전이온도보다도 높고 수지재가 아직 활성화 상태로서 결정화가 진행되어가는 가운데, 끌어내는 방법으로 벗겨내어 축받이 압입부(6)의 안쪽면 온도가 유리전이온도보다 낮게 되지 않을 때까지의 사이에 축받이(5)를 압입하고, 그 후, 실온까지 냉각시키므로서 케이싱(1)을 성형한다.

또, 제2실시예의 것에서는, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트와 같이 열가소성 수지를 이용하고, 축받이 압입부(6)의 바깥 테두리를 결정하는 외측금형(A)과 내측 테두리를 결정하는 내측금형(B) 사이에 수지재를 주입하여 일단 케이싱을 형성하고, 실온으로 되는 물품을, 적어도 대략 유리전이온도나 이것보다도 높은 온도까지 가열하며, 이 가열상태에서 축받이 압입부(6)에, 축받이(5)를 압입한 후, 실온까지 냉각시키므로서 케이싱(1)을 형성한다.

이와 같이 하는 등, 어떻게 하여도 모울드 성형된 케이싱(1)의 축받이 압입부(6)에는 기존의 축받이(5)가 압입 부착되는 것으로 되나, 축받이(5)의 압입 작업이, 전술한 바와같이, 유리전이온도보다도 낮게되지 않는 온도의 때, 결국 수지재의 결정화는 그것 뿐으로 진행되고 있으나, 아직 어떤 정도의 변형을 허용하는 활성화 상태의 때로 되기 때문에, 축받이 압입 후의 하강온도 과정에서 수지재는, 압입한 축받이 표면에 잘 융합하여 서서히 축받이 형상으로 추종하면서 성형 수축하여 가는 것으로 되며, 이 결과, 축받이 압입부(6)의 내주면은, 축받이(5)의 외주면에 거의 면접촉하는 진원에 가까운 형태로 되어, 축받이(5)에 대하여 국부적으로 편재한 압입응력이 발생하지 않고, 이로써 축받이(5)의 변형을 효과적으로 회피할 수 있고 고정도의 축받이 부착이 가능하여 모터의 품질 및 성능 향상에 크게 기여한다.

그리고 이와같은 고정도의 축받이 부착을, 종래와 같이 축받이 압입부(6)의 금형형상을, 고가의 측정장치와 고정도의 가공기술을 이용하여 끊임없이 수정작업을 되풀이하는 것이 전혀 필요없게 되어 현저한 작업성의 향상을 가져온다.

또 축받이 압입부(6)의 내주면은, 수지재의 성형수축에 축받이(5)의 전후 양단측에서 축받이(5)의 외경보다도 작은 직경상태로 되어 축받이(5)의 전후 양단부를 소위 언더컷트 상태로 지지하게 되어, 이것에 의하여 축받이(5)는 축심 방향의 확실한 이탈방지를 이루는 신뢰성을 크게 향상한다.

이와 관련하여 제1실시예가 어떻게 유효한 것인가에 대하여, 융점이 260℃, 재결정화 온도가 대략 110℃에서 유리전이점이 약 55℃로 설정되는 폴리에틸렌 텔레프탈레이트를 이용하여 실제로 모터 케이싱(1)을 모울드 성형한 경우를 예를들어 더욱 자세히 설명한다.

이것은 외경이 9㎜와 12㎜의 축받이(X), (Y)를 압입하여 조립하는 경우에 대하여 검토하였다. 제3도는, 모울드 성형품을 금형에서 벗겨낸 때의 축받이 압입부(6)의 내주면의 표면온도 변화와, 선택된 임의의 표면온도에서 압입한 축받이(5)의 진원도 변화(이상원에 대한 지름방향의 최대 어긋남량으로서, 금형에서 빼낸 후, 24시간 경과한 때의 것)를 프로스트한 것이며, 이것에 의하면, 표면온도가 대략 유리온도 부근까지 강하할 때까지의 사이에 압입된 축받이에 대하여는, 진원도 변화가 미세하며 그리고 압입한 때의 표면온도가 유리전이온보다도 낮게 되는 만큼 진원도가 저하하고 있는 것이 관측되며, 이것이 어떻게 유효한가가 판명된다.

결국 축받이(X)에서는, 24시간(1440분) 경과한 것에 축받이를 압입한 경우에는 진원도 변화가 17.5㎛도 관측되었으나, 유리전이온도 부근까지 압입한 것에서는 거의 5㎛ 정도로 저감하고 있는 것이 관측되며, 또 축받이(Y)에 있어서는, 같이 37.5㎛에서 9㎛로 저감하고 어느 것도 70% 이상도 진원도의 향상을 허용하며 어떻게든 본 발명이 유효한 것인가가 판명된다.

상기와 같은 축받이를 이용하여 모울드 성형 후, 실온에서 24시간 방치한 케이싱(1)에 대하여 선택된 각 온도로 가열하고 이 온도상태에서 축받이 압입부(6)에 축받이(5)를 압입한 후, 다시 48시간 실온에 방치한 제2실시예의 것에 대하여, 압입한 축받이(5)의 진원도 변화(이상 원에 대한 지름방향의 최대 오차량)을 프로스트 한 것을 제4도에 나타낸다.

이것에 의하면, 가열온도가 대략 유리전이점을 경계로 하여 이것 보다도 높은 경우에, 축받이의 진원도의 대폭적인 개선이 관측되며 상기의 것과 같게 이것이 어떻게 유효한 것인가를 판명한다.

결국 축받이(X)에 있어서는, 실온상태 그대로 축받이를 압입한 것의 진원도 변화가 17.5㎛인 것에 대하여 유리전이온도 부근까지 가열한 상태에서 압입한 후, 냉각한 것에서는 거의 6㎛ 정도로 저감하고 있는 것이 관측되며, 이 진원도의 저감은, 가열온도가 재결정 온도 부근에 가까운 만큼 높다는 것이 확인된다. 이와같은 것이 축받이(Y)에서도 관측되며 이것에 의해서도 유효하게 입증할 수 있다.

또, 상기 제1실시예에 있어서, 재결정화 온도보다도 높은 온도로 금형을 벗기고 축받이 압입을 시도한 것에 있어서 금형 이형 후, 48시간 경과한 것에 대하여 상기 설명한 바와 같이, 압입한 축받이의 진원도를 측정했으나, 이것에 있어서도 진원도가 현저하게 변화하는 것을 확인하였다.

그러나, 축받이 압입시의 온도가 높게되는 만큼, 압입부의 수지재 자체가 유연하게 되어 반대로 압입작업이 어렵게 되는 결점이 생기며, 특히 200℃를 넘으면 수지재는 금형 이형 후에 있어서 그 원형을 유지하는 것까지도 어렵게 되어 바람직하지 않으며 이와같은 관점에서 보아 축받이 압입시의 압입부 내주면의 온도는, 적어도 금형 이형 후에 있어서도 수지재가 금형붕괴가 없는 온도 이하인 것이 필요하며, 특히 이것이 재결정화 온도 보다도 낮은 온도인 경우에는, 압입부 내주면의 수지재가 재결정화 하기 시작하고 있어 이미 안정화 하고 있기 때문에 압입에 의하여 축받이 압입부측이 변형해 버리고마는 일도 없어 바람직하다.

또, 상기 제2실시예에 있어서, 재결정화 온도 보다도 높은 온도까지 가열한 상태에서 축받이를 압입한 경우에 대해서도 검토하였다.

그리고 이러한 것에 있어서도, 같이 진원도의 향상이 확인되었다. 이상과 같이, 본 발명은 상기 구성에 의하여 모터 케이싱을, 열가소성 수지재를 이용하여 모울드 성형에 의하여 형성하기 때문에, 축받이 압입은, 수지재 결정화가 진행하고 잇는 활성화 상태의 때에 이루어지기 때문에, 축받이 압입 후의 온도강하 과정에 있어서, 수지재는 압입한 축받이 표면에 친숙하게 축받이 형상으로 추종하면서 성형수축해 가는 것으로 되어, 이 결과 축받이 압입부의 내주면은, 축받이의 외주면에 거의 면접촉하는 진원에 가까운 상태로 되어 축받이에 대하여 국부적으로 편재한 압입응력이 발생하는 일이 없고 이로써 축받이의 변형을 효과적으로 회피할 수 있고 고정도의 축받이 부착이 가능하여 모터 품질 및 성능 향상에 크게 기여할 수 있는 것으로 된다.

또 이와 같은 고정도의 축받이 부착은,종래와 같이, 축받이 압입부의 금형형상을, 고가의 측정장치와 고정도의 가공기술을 이용하여 끊임없이 수정작업을 되풀이하는 것이 전혀 필요없게 되어 현저한 작업성의 향상을 가져온다.

또 축받이 압입부의 내주면은, 수지재의 성형수축에 의하여 축받이의 전후 양단측에서 축받이의 외경보다도 작은 직경 상태로 되어 축받이의 전후 양단부를 소위 언더컷트 상태로 지지하게 되어, 이것에 의하여 축받이는 축심방향의 확실한 이탈방지를 이루는 신뢰성을 크게 향상한다.

Claims (6)

1. 열가소성의 수지재를 금형에 주입하는 모울드 성형방식에 의하여 모터 케이싱(1)을 형성함에 있어서, 모터 케이싱(1)의 작은 직경부에, 로터코어(3)의 코어축(3a)을 회전운동이 자유롭게 축지지하는 축받이(5)를 압입 조립할 때에, 상기 축받이의 압입은, 수지재의 온도가 대략 유리전이온도이거나 이 보다도 높은 온도의 범위인 때에 행하며, 이렇게 한 후에, 실온까지 냉각시킨 것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 압입은, 수지재를 금형으로부터 벗긴 후, 대략유리전이온도로 내려갈 때까지의 온도의 범위내로 행하고 이렇게 한 후, 실온까지 냉각시킨 것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱(1)의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 압입은, 일단 실온상태까지 냉각된 모터케이싱(1)을, 대략 유리전이온도나 이 보다도 높은 온도까지 가열하여 행하며, 이렇게 한 후, 실온까지 냉각시킨 것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱의 제조방법.
4. 열가소성의 수지재를 금형에 주입하는 모울드 성형방식에 의하여 모터 케이싱을 형성함에 있어서, 모터 케이싱의 작은 직경부에, 로터코어(3)의 코어축(3a)을 회전운동이 자유롭게 축지지하는 축받이(5)를 압입 조립하기 위해서, 축받이(5)는, 수지재의 온도가 대략 유리전이온도이거나 이보다도 높은 온도의 범위인 때에 압입된 것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱.
5. 제4항에 있어서, 상기 축받이(5)는, 수지재를 금형으로부터 벗긴 후, 대략 유리전이온도로 내려갈때까지의 온도의 범위내에 압입된 것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱.
6. 제4항에 있어서, 상기 축받이(5)는, 일단 실온상태까지 냉각된 모터 케이싱(1)을, 대략 유리전이온도나 이 보다도 높은 온도까지 가열하고, 이 가열온도에서 압입된것을 특징으로 하는 수지성 모터 케이싱.