KR0128496B1 - 커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그장치에 관한 것으로서, 특히 커넥팅 로드 대 단부(1)에 파단분할 안내부(3)가 기형성된 일체형 커넥팅 로드를 캡과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드 파단장치에 있어서, 상기 커넥팅 로드 대단부(1)의 내경(2)에 내장되며, 내부에 중공부를 갖는 다수의 분할체로 이루어진 맨드렐(5)(6)과, 상기 맨드럴(5)(6)의 중공에 설치되어 각분할체에 원주방향의 가압력을 가하기 위한 가압장치(7)(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치와, 커넥팅 로드의 대단부에 대향한 일이상의 파단 분할부(3)가 기형성된 일체형 커넥팅 로드를 캡과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드의 파단분할방법에 있어서, 상기 일체형 커넥팅 로드의 대단부의 파단분할방법에 있어서, 상기 일체형 커넥팅 로드의 대단부에 내장되고, 내부의 중공부가 타원형을 이루며 전체적으로 환상체를 형성하는 다수의 분할체로 구성된 맨드럴(5)(6)을 삽입시킨 상태에서 맨드렐 내주의 최소직경보다 큰 최대직경을 갖는 캠을 맨드렐 내부에서 회전시켜 각 맨드렐 분할체를 원주방향으로 가압하여 일체형 커넥팅 로드의 캡과 몸체를 파단시키는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 파단분할방법에 관한 것이다.

Description

커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그 장치

제 1 도는 종래기술에 따른 커넥팅 로드 제조방법에 대한 원리를 설명하기 위한 단면도.

제 2 도는 종래기술에 따른 커넥팅 로드 파단분할 장치의 사시도.

제 3 도는 종래기술에 따른 커넥팅 로드 파단분할 장치의 단면도.

제 4 도는 본 발명에 따른 원주형 맨드렐과 캠을 이용한 커넥팅 로드 파단분할 장치의 단면도.

제 5 도는 본 발명에 따른 쐐기형 맨드렐과 유압실린더의 피스톤을 이용한 커넥팅 로드 파단 분할 장치의 단면도.

제 6 도는 본 발명에 따는 원주형 맨드렐과 캠을 이용한 커넥팅 로드 파단분할 장치의 단면도.

제 7도는 본 발명에 따른 커넥팅 로드 파단분할 방법에 대한원리를 설명하기윈한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 커넥팅 로드 대단부 2 : 대단부 내경

3 : 파단분할 안내면 4 : 맨드렐 분리면

5 : 원주형 맨드렐 6 : 쐐기형 맨드렐

7 : 피스톤 8 : 유압 실린더

9 : 모터 10 : 캠

11 : 서보 모터 12 : 지그

13 : 맨드렐 14 : 지지대

15 : 지그 16 : 캡

17 : 몸체부

본 발명은 커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그장치에 관한 것으로서, 특히 볼트를 이용하여 결합한후 직선운동을 회전운동으로 바꾸는 동력변환 기계요소부품 가운데 구동부품으로 가장 많이 사용되는 부품으로서, 강한 결합력과 상대부품과의 치수공차가 매우 정밀해야 하는 커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 엔진부품으로 많이 쓰이는 커넥팅로드와 같은 부품은 크랭크 샤프트와 결합을 위해 캡과 몸체부에 형성되는 원의 진원도가 매우 정밀해야 하기 때문에 종래에는 제 1 도(A)와 같이 캡부(16)와 몸체부(17)를 별도로 제조한 후 진원을 유지하도록 정밀한 연마와 내결가공, 볼트구멍 일체형으로 제조한 후 타원인 커넥팅 로드의 대단부 내경을 진원 가공하여 제조하였다.

그러나 이러한 제조법은 상대부품 예컨대 크랭크 샤프트와의 결합을 위해 볼트와 너트의 결합력이 매우 강해야 하며, 커넥팅 로드의 대단부 내경을 지원으로 가공하기 위해 매우 정밀한 지그와 과다한 가공시간이 소요된다.

한편 진원의 대단부 내주부를 갖는 커넥팅 로드는 그 내주부에 크랭크 샤프트가 결합되어 사용되며, 이 경우 커넥팅 로드와 크랭크 샤프트 사이의 결합력을 증가시키고, 후가공비를 절감하기 위하여 파단분할법에 의해 커넥팅 로드의 대단부를 분할 제조하는 방법이 제안되었다.

따라서 이 파단분할법에 의할 경우 커넥팅 로드의 제조시 커넥팅 로드의 대단부 내경을 진원으로 가공해야 하는 후가공이 대폭 감소하게 된다.

이러한 파단 분할법에 따르면 커넥팅 로드에서 분리하고자 하는 방향으로 기형성된 파단안 내부에 집중하중을 가하여 원하는 방향으로 파단시켜서 캡부와 몸체부를 분리할 수 있다.

이 경우 분리된 면의 실제 결합면적이 증가하게 되고, 분리된 두부분의 파단면이 암수 형상을 이루게 되어 재결합이 용이하고, 결합력이 증가하게 된다.

한편 상기한 파단분할법에서 파단분할을 하고자 하는 부위에 형성되어 있는 파단안내부는 내부결함을 이용하는 방법과 쐐기모양과 같은 외부결함으로 만들 수 있고, 그 파단안내부 형성방법은 주조, 단조, 기계가공과 같은 다양한 방법으로 제조할 수 있으며, 그 형태와 제조방법은 사용하는 부품에 따라 적절한 방법을 선택할 수 있으며, 예컨대 분말 단조품의 경우 분말야금으로 제도된 예비성형체를 제조하므로 단조시 에비성형체의 재료유동을 분균일 하게 하여 내부결함을 형성하거나, 단조시 파단 안내부를 성형할 수 있다.

종래에는 상기한 파단안내부를 파단 분할시키는 방법으로 제 2 도에 도시한 바와같은 일방법은 파단 안내부가 기형성된 커넥팅 로드 대단부 내경에 2개의 반원 형상을 지닌 지그(jig)(12)와 전협후광의 맨드렐(Mandrel)(13)을 삽입시켜 커넥팅 로드 대단부에 반경 방향으로 내력을 가함으로써 커넥팅 로드의 캡부와 몸체부를 파단 분할하였으나, 이 파단 분할방법은 커넥팅 로드의 대단부 내부에 형성된 파단안 내부 전면에 동일한 외력을 가하기가 곤란하고, 제 2 도에 도시한 바와같은 또 다른방법은 2조각으로 구성된 반달형의 지그(15)와 지지 대(14)를 이용하여 파단이 될 때까지 인장력을 가함으로써 캡부와 몸체부를 파단시켰으나, 커넥팅 로드 대단부의 진원도가 감소할 정도로 대단부의 변형이 발생할 수 있다.

또한 상기한 종래기술의 경우 파단안내부의 분할이 용이하도록 파단안내부에 액체질소를 통과하여 취성을 증가시키는 공정을 필요로 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하여 커넥팅 로드 대단부 내경에 캠 또는 유압 실린더를 내장시켜 대단부 내경에 기형성된 파단 안내부에 집중응력을 가할 수 있도록 내압을 작용시킬 수 있기 때문에 대단부 내경의 진원도를 유지할 수 있고, 파단이 용이 하도록 파단안내면에 취성을 증가시키는 공정이 제거될 수 있는 커넥팅 로드의 파단분할 방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 커넥팅 로드 대단부에 파단분할 안내부가 기형성 된 일체형 커넥팅 로드를 캠과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드 파단장치에 있어서, 상기 커넥팅 로드 대단부의 내경에 내장되며, 내부에 중공부를 갖는 다수의 분할체로 이루어진 맨드렐과, 상기 맨드렐의 중공에 설치되어 각분할체에 원주방향의 가압력을 가하기 위한 가압장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치를 제공한다.

또한 본 발명에 따르면 커넥팅 로드 대단부에 대향한 일이상의 파단 분할부가 기형성된 일체형 커넥팅 로드를 캡과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드의 파단분할방법에 있어서, 상기 일체형 커넥팅 로드의 대단부에 내장되고, 내부의 중공부가 타원형을 이루며 전체적으로 환상 체를 형성하는 다수의 분할체로 구성된 맨드렐을 삽입시킨 상태에서 맨드렐 내주의 최소직경보다 큰 최대직경을 갖는 캠을 맨드렐 내부에서 회전시켜 각 맨드렐 분할체를 원주방향으로 가압하여 일체형 커넥팅 로드의 캡과 몸체를 파단시키는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 파단분할방법을 제공한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제 4 도에 도시한 바와같이 본 발명은 일체형 커넥팅 로드(1)의 대단부(2)에 반원으로 분리된 원통형의 맨드렐(5)를 내장시키며, 이때 맨드렐(5)의 내주면은 타원형을 이루도록 구성한다.

이러한 맨드렐 중공에 캠(10)을 설치하여 조조가압장치인 모터(9)를 이용하여 캠을 회전시켜 원통형 맨드렐의 지름을 증가시키면 커넥팅 로드의 대단부 내경에 반경방향의 인장력이 작용되어 커넥팅 로드의 대단부에 기형성된 파단분할 안내면(3)을 파단시킨다.

제 5 도는 상기한 파단 분할법에서 내주면이 타원형인 맨드렐(5)대신에 쐐기형의 맨드렐(6)을 사용한 경우를 도시하고 있으며, 이 경우 파단 분할과정은 제4도의 예와 동일하게 이루어진다.

제 6 도는 내주면이 타원형인 맨드렐(5)과 유압실린더(11)를 이용하여 커넥팅 로드 대단부의 기형성된 파단분할 안내면(3)을 파단시키는 장치를 도시한 것으로 서보모터(11)에 의한 유압실린더(8)의 팽창압을 맨드렐 내주면에 내장된 피스톤(7)에 가하여 피스톤으로 하여금 맨드렐의 지름을 증가시킴으로써 파단분할 안내부의 균열을 일으키게 하는 장치이다.

또한 제 7 도는 커넥팅 로드의 대단부를 파단 분할하는 방법 2가지를 도시한 것으로 그 한가지는 맨드렐(10)의 분리면(4)과 기형성된 커넥팅 로드 대단부의 파단분할 안내면(3)을 일치시키고, 캠(10) 또는 유압실린더에 의한 피스톤(7)을 이용하여 맨드렐에 인장력을 가함에 의해 커넥팅 로드 대단부의 내경 전면에 동일한 방향의 팽창력이 작용하게 되고 그에따라 파단분할 안내면에 인장응력이 부과되게하는 방법이고, 그다른 한가지는 맨드렐의 분리면(4)과 대단부의 파단분할 안내면(3)을 직각되게 설치하여 캠 또는 피스톤에 의한 인장력을 맨드렐에 작용시키며 파단분할 안내면에 전단응력이 부과되게 하여 파단시키는 방법이다.

제 4 도내지 제 7 도를 참조하여 본발명에 의한 파단분할 방법을 설명하기로 한다.

인장응력에 의한 파단분할 방법은 제 7 도(A)와 같이 커넥팅 로드 대단부(1)의 기형성된 파단분할 안내면(3)을 대단부 내경(2)에 내장되어 있는 분달분리형의 맨드렐(5)의 분리면(4)과 일치시킨후 맨드렐의 내주면에 설치된 캠(10) 또는 유압실린더(8)의 피스톤(7)을 이용하여 맨드렐의 분리면과 직각되게 인장력을 작용시켜 파단분할 안내면에 인장응력을 가하여 커넥팅 로드의 대단부를 분리하는 방법이다.

그리고 전단응력에 의한 파단분할 방법은 제 7 도(B)와 같이 파단분할 안내면과 맨드렐의 분리면을 직각되게 설치한 후 전술한 방법으로 맨드렐의 중공에 인장력을 작용시켜서 파단분할 안내면에는 전단응력이 부과되게 하는 방법이다.

한편 실험에 의하면 전단응력에 의한 파단분할방법은 인장응력에 의한 경우보다 작은 인장력을 요하므로 인성이 강한 재료의 파단분할에 유리한 반면에 파단부위의 단면이 손상을 입어 파단후 재결합시 결합력이 감소될 수 있다.

본 발명에 의하여 분리된 커넥팅 로드 대단부의 파단면은 파단면 고유의 거친 형태가 되며, 캡부와 몸체부에 각각 형성된 파단면은 서로 암수의 형태로 형성되므로 재결합시 제위치를 정확하게 찾아가며, 접촉면적이 증가하는 역할에 의해 결합력이 증가되므로 볼트와 너트에 의해서 얻어야만 하는 결합체계를 너트없는 볼트 체계만으로도 요구결합력을 충분히 얻을 수 있기 때문에 부품수 및 중량 감소 효과를 얻을 수 있다.

Claims (7)

1. 커넥팅 로드 대단부(1)에 파단분할 안내부(3)가 기형성된 일체형 커넥팅 로드를 캡과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드 파단장치에 있어서, 상기 커넥팅 로드 대단부(1)의 내경(2)에 내장되며, 내부에 중공부를 갖는 다수의 분할체로 이루어진 맨드렐(5)(6)과, 상기 맨드렐(5)(6)의 중공에 설치되어 각분할체에 원주방향의 가압력을 가하기 위한 가압장치(7)(10)로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 맨드렐(5)(6)는 내주면 각각에 돌기부(12)가 대향 설치되어 있으며, 상기 가압장치는 최대직경이 상기 돌기부간의 거리보다 더 큰 직경을 갖는 타원형 형상을 가지며 회전 가능하게 설치되는 캠(10)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 맨드렐 분할체(5)(6)는 내주면 각각에 돌기부(12)가 대량 설치되어 있으며, 상기 가압장치는 최대직경이 상기 돌기부간의 거리보다 더 큰 직경을 갖는 타원형 형상을 가지며 회전 가능하게 설치되는 캠(10)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 맨드렐의 타원으로 이루어지고, 상기 가압장치는 상기 맨트렐의 내주부에 삽입된 한쌍의 분할피스톤(7)과, 상기 분할 피스톤(7)을 맨드렐(5)의 원주방향으로 가압하기 위한 유압실린더(8)장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할장치.
5. 커넥팅 로드 대단부에 대향한 일이상의 파단 분할부(3)가 기형성된 일체형 커넥팅 로드를 캡과 몸체로 분할하는 커넥팅 로드의 파단분할방법에 있어서, 상기 일체형 커넥팅 로드의 대단부에 내장되고, 내부의 중공부가 타원형을 이루며 전체적으로 환상체를 형성하는 다수의 분할체로 구성된 맨드렐(5)(6)을 삽입시킨 상태에서 맨드렐 내주의 최소직경보다 큰 최대직경을 갖는 캠을 맨드렐 내부에서 회전시켜 각 맨드렐 분할체를 원주방향으로 가압하여 일체형 커넥팅 로드의 캡과 몸체를 파단시키는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드의 파단분할 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 맨드렐 분할체의 각각의 접촉면과 상기 대단부의 각각의 파단분할부(3)를 일치시킨 상태에서 파단을 실행하는 것을 특징으로 하는 커넥팅 파단분할방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 맨드렐 분할체의 각각의 접촉면을 상기 대단부의 파단분할부(3)들 사이에 위치시킨 상태에서 파단을 실행하는 것을 특징으로 하는 커넥팅 로드 파단분할방법.