KR20020046843A

KR20020046843A - 자동차용 알터네이터의 로터축 구조

Info

Publication number: KR20020046843A
Application number: KR1020000077188A
Authority: KR
Inventors: 박현수
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2002-06-21

Abstract

본 발명은 자동차용 알터네이터(alternator)의 로터를 구성하기 위한 로터축에 관한 것으로서, 리어 베어링이 결합되는 축단부와 로터코어가 결합되는 코어 결합부의 사이에 다수 단차부를 형성하는 특징이 있으며, 이러한 본 발명에 따르면 후방 축단부와 코어 결합부 간의 급격한 직경단차를 줄이게 됨으로써 담금질을 위한 고주파처리 효과를 높일 수 있게 됨은 물론 토크발생시 응력이 집중되는 부분을 분산시킬 수 있게 됨으로써 로터축의 피로수명을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

자동차용 알터네이터의 로터축 구조{rotor shaft structure of alternator for automobile}

본 발명은 자동차용 알터네이터(alternator)의 로터를 구성하기 위한 로터축에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 리어 베어링이 결합되는 축단부와 로터코어가 결합되는 코어 결합부의 사이에 다수 단차부를 형성하여 급격한 직경단차를 줄이게 됨으로써 담금질을 위한 고주파처리 효과를 높일 수 있도록 함은 물론 토크발생시 응력이 집중되는 부분을 분산시킬 수 있도록 하는 자동차용 알터네이터의 로터축 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 배터리를 전원으로 사용하는 자동차는 이 배터리에 충전을 하지 않고 계속적으로 사용하게 되면 서서히 능력이 저하되어 결국에는 사용불능 상태가 되므로 배터리의 전원을 사용할 때마다 신속하게 충전시키기 위한 알터네이터가 필요하게 된다.

이러한 알터네이터는 프론트 하우징과 리어 하우징으로 이루어진 몸체 내부에 로터축과 로터코어로 이루어져 회전될 때 배터리 충전을 위한 전기를 생성하는 로터가 내장되어 있고, 그 로터축은 프론트 베어링 및 리어 베어링에 의해 지지되어 있으며, 프론트 베어링의 내측에 해당되는 로터축에는 프론트 베어링으로 이물질이 투입되지 않도록 하는 베어링 리테이너(Bearing retainer)가 끼워져 결합되어 있다.

도 1은 종래 알터네이터의 로터축(101)을 보인 것으로서, 이 로터축(101)은 로터코어가 결합되는 코어 결합부(110)와, 그 코어 결합부(110)의 전방에 위치되어 프론트 베어링이 결합되는 전방 축단부(120)와, 코어 결합부(110)의 후방에 위치되어 리어 베어링이 결합되는 후방 축단부(130)로 이루어져 있다.

그리고, 이러한 로터축(101)은 통상 탄소강(S45C)으로 이루어지며, 내마모성과 피로강도 향상을 위해 고주파 소입처리를 통해 담금질 처리하게 된다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래 알터네이터의 로터축(101)은 전방 축단부(120)에 비하여 직경이 작은 후방 축단부(130)와 로터 결합부(110) 간의 직경단차로 인해 고주파 소입처리가 되지 않는 부분이 발생하게 됨은 물론 응력집중에 따른 파손의 문제점이 있다. 즉, 로터축(101)의 고주파 처리깊이는 0.8~1.0mm인데, 급격한 직경단차로 인해 도 2에 도시된 빗금친 부분만이 고주파 소입처리되고 코어 결합부(110)와 접하게 되는 후방 축단부(130)의 단차부위(111)는 고주파 소입처리가 되지 않아 담금질 처리에 따른 내마모성 및 피로강도 향상을 기대할 수 없게 됨은 물론 회전에 의한 토크발생시 후방 축단부(130)와 코어 결합부(110) 간의 단차부에 응력이 집중되어 노치효과(notch effect)에 의해 크랙이 발생되거나 파손됨으로써 로터축(101)의 피로수명을 단축시키게 되는 문제점을 초래하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 리어 베어링이 결합되는 단부의 고주파처리 효과를 높일 수 있도록 하여 내마모성 및 피로강도를 향상시킬 수 있도록 함은 물론 토크발생시 응력이 집중되는 부위를 분산시켜 응력집중에 따른 파손을 방지할 수 있도록 하는 자동차용 알터네이터의 로터축 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 자동차용 알터네이터의 로터축 구조를 보인 정면도.

도 2는 도 1의 A부를 발췌 확대한 고주파 소입처리 상태도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 알터네이터의 로터축 구조를 보인 정면도.

도 4는 도 3의 B부를 발췌 확대한 고주파 소입처리 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 로터축 10 : 코어 결합부

11 : 다수 단차부 20 : 전방 축단부

30 : 후방 축단부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 적어도 리어 베어링이 결합되는 후방 축단부와 로터코어가 결합되는 코어 결합부간에 직경단차를 가지는 자동차용 알터네이터의 로터축 구조에 있어서, 상기 후방 축단부와 상기 코어 결합부의 사이에는 다수 단차부가 형성되는 자동차용 알터네이터의 로터축 구조를 제공하는 데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 알터네이터의 로터축(1)을 보인 것으로서, 이 로터축(1)은 로터코어가 결합되는 코어 결합부(10)와, 그 코어 결합부(10)의 전방에 위치되어 프론트 베어링이 결합되는 전방 축단부(20)와, 코어 결합부(10)의 후방에 위치되어 리어 베어링이 결합되는 되는 후방 축단부(30)로 이루어진다.

여기서, 본 발명의 특징에 따라 로터축(1)의 후방 축단부(30)와 코어 결합부(10)의 사이에는 다수 단차부(11)가 형성되는 바, 이 단차부(11)는 후방 축단부(30)와 코어 결합부(10) 사이에 단독적인 하나만의 단차가 형성됨에 따른 급격한 직경단차를 줄이기 위해 다수개의 단차(11a)(11b)를 다수층계구조로 형성하게 되는 것이다.

이러한 로터축(1)은 기존과 마찬가지로 탄소강(S45C)으로 이루어져 0.8~1.0mm의 깊이로 고주파 소입처리되며, 이러한 담금질 후의 경도는 HRC 40~45를 유지시키게 된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르면, 후방 축단부(30)와 코어 결합부(10)의 사이에는 다수 단차부(11)가 형성되어 있으므로, 급격한 직경단차를 줄일 수 있게 되어 도 4에서 빗금친 부분과 같이 코어 결합부(10)로부터 후방 축단부(30)까지 또는 후방 축단부(30)로부터 코어 결합부(10)까지 연속적으로 고주파 소입처리할 수 있게 된다.

이에 따라, 본 발명은 코어 결합부(10)와 후방 축단부(30)의 급격한 단차로 인한 깊이로 인해 고주파 소입처리가 되지 않는 부분을 없앰으로써 로터축(1)의 모든 부분을 고주파 소입에 따른 담금질 효과 즉, 내마모성 및 피로강도 향상을 기대할 수 있게 되고, 또한 회전에 의한 토크발생시 급격한 단차에 따른 노치효과로 인해 응력이 집중되는 부분을 다수 단차부위(11)로 분산시킬 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 후방 축단부와 코어 결합부 간의 급격한 직경단차를 줄이게 됨으로써 담금질을 위한 고주파처리 효과를 높일 수 있게됨은 물론 토크발생시 응력이 집중되는 부분을 분산시켜 크랙 등의 발생을 억제함으로써 로터축의 피로수명을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims

적어도 리어 베어링이 결합되는 후방 축단부와 로터코어가 결합되는 코어 결합부간에 직경단차를 가지는 자동차용 알터네이터의 로터축에 있어서, 상기 후방 축단부와 상기 코어 결합부의 사이에는 다수 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차용 알터네이터의 로터축 구조.