KR100235823B1

KR100235823B1 - 환상주벽을 가지는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법

Info

Publication number: KR100235823B1
Application number: KR1019960703677A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 가네미쓰; 수지 가네미쓰; 히로노리 니시오카
Original assignee: 가네미쓰 유키우; 가부시키가이샤 가네미쯔
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2000-03-02
Also published as: WO1996022847A1; DE19581538B4; US20060123865A1; US7047781B1; DE19581538T1; KR970700072A

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야]

환상주벽을 가지는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법에 관한다.

[발명이 해결하고자 하는 기술과제]

기판부와 날형부의 일체적인 성형과 더불어 강도높은 기어를 설치한다.

[발명의 해결방법의 요지]

환상주벽이 기판부의 내두께에 대해 2배이상, 3배이상 비대화되어 있으며, 그와같이 비대화된 환상주벽에 타이밍기어부착 벨트나 기어용의 기어가 새겨설치된다. 이 발명에 의한 환상주벽의 비대화방법은 날형부를 일체적으로 가지는 기판부를 회전하형과 회전상형의 사이에 지지시켜 외측으로 튀어나온 날형부를 복수종류의 회전롤러의 환상성형면에 차례로 지름안방향으로 가압하는 것에 의해 그 날형부를 비대화한 후, 기판부와 동심상의 통상으로 한다.

[발명의 중요한 용도]

종래와 같은 주벽을 기판부와 별도로 제작함에 따른 용접이 필요없고, 또한 주벽에 기어를 새기설치하는 데에 필요한 두께강도를 구비시키는 것이 가능하며 저가이며 간단한 공정으로 고강도의 판금체의 환상주벽을 완성한다.

Description

환상주벽을 가지는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법

제1도는 원형의 판금재의 드로우잉공정의 설명도.

제2도는 드로우잉공정에 의해 형성한 날형부를 서서히 비대화시켜 가는 초기단계를 나타내는 설명도.

제3도는 날형부를 서서히 비대화해 가는 공정의 중간단계를 나타내는 설명도.

제4도는 날형부를 서서히 비대화해 가는 공정의 다른 중간단계를 나타내는 설명도.

제5도는 날형부를 서서히 비대화해 가는 공정의 최종단계를 나타내는 설명도.

제6도는 환상주벽을 형성하는 공정을 나타내는 설명도.

제7도는 제1도의 드로우잉공정을 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제8도는 제2도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제9도는 제3도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제10도는 제4도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제11도는 제5도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제12도는 제6도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도.

제13도는 본 발명의 실시예에 의한 환상주벽을 가지는 판금체의 일예인 드라이브 플레이트의 정면도.

제14도는 제13도의 XIV-XIV선에 따른 단면도.

제15도는 드라이브 플레이트의 종래제품을 나타내는 개략단면도.

본 발명은 드라이브 플레이트등의 환상주벽을 가지는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법에 관하며, 더욱 상세히는 두께가 얇은 원판형상의 판금재를 사용하여 그 몇배의 두께를 가진 환상주벽을 형성하는 것에 관한다.

본 발명에 관계되는 비대화된 환상주벽은 타이밍기어부착 벨트나 기어등과 갈어맞춤시키는 기어를 새겨서 설치하는 것에 적당하며, 그와 같이 새겨 설치한 기어는 충분한 강도와 기어두께를 구비하여 자동차부품으로서의 용도에 특히 적당하다.

자동차의 엔진기동용 스타터에 사용되는 드라이브 플레이트는 원판상 기판부의 외주부에 구비된 주벽에 기어를 설치한 것이다.

제15도에 종래의 드라이브 플레이트를 단면도에서 개략적으로 나타내고 있다.

동 도면에 나타낸 바와 같이, 종래의 드라이브 플레이트는 기판부(1)의 외주부에 드로우잉성형한 기판부(1)과 거의 같은 두께의 원통부(2)를 일체로 구비시켜, 이 원통부(2)에 기어(3)을 외부에 새겨 설치한 원통형상의 주벽부재(4)를 끼워넣어서 상기 원통부(2)에 용접(5)로 접합한 것이었다.

그러나, 이와 같은 드라이브 플레이트에 있어서는 주벽부재(4)자체가 기어(3)을 새겨 설치하는 데에 충분한 강도나 두께를 가지는 것이라 해도 용접불량등에 따른 결함이 나타나기 쉽게 되거나, 고가인 자동용접 로봇이 필요하게 되는 등의 문제가 있었다.

본 발명은 이상과 같은 사정을 감안해서 이루어진 것으로서, 환상주벽이 기판부에 구비된 부재에 있어서, 그 기판부와 환상주벽을 일체적으로 구비하고, 또한, 그 환상주벽에 강도가 부족하지 않고 기어를 직접 새겨 설치할 수 있는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관계하는 판금체는 기판부와 그 기판부의 외주측으로부터 직교하는 방향으로 뻗은 환상주벽이 일체적으로 형성되며, 또한 그 환상주벽이 기판부의 두께에 대해 2배 이상, 또는 3배이상 비대화되는 것이다.

즉, 본 발명의 판금체는 후술하는 비대화방법의 성공에 의해, 상기 환상주벽이 2배이상, 3배이상이라는 지금까지 생각치 못했던 레벨까지 비대화되어 있는 것이기 때문에, 종래의 드라이브 플레이트의 주벽부재의 새겨 설치되어 있던 기어를 상기 환상주벽의 외면에 직접 새겨 설치하는 것이 가능하게 된다.

그 때문에 종래의 드라이브 플레이트에서 행해지던 2개의 공정, 즉 기어(3)을 새긴 주벽부재(4)를 판금체의 원통부(2)에 끼워넣는 일과 주벽부재(4)를 원통부(2)에 용접하는 일이 불필요하게 되며, 더욱이 기판부는 환상주벽에 대하여 두께가 얇은 판재를 사용하는 것에서 중량증가나 재료비용의 상승을 초래하지 않는다.

또한, 상기 환상주벽을 2배 이상, 3배 이상으로 비대화시키는 방법은 기판부와 그 외주측에 일체적으로 형성된 날형부를 가지는 원판재의 상기 기판부를 회전하형과 회전상형의 사이에 지지시켜, 회전하형과 회전상형의 외측에 튀어나온 상기 날형부를 오목하게 들어간 형상의 환상성형면을 구비하는 복수종류의 회전롤러의 상기 환상성형면에서 차례로 지름 안쪽으로 가압해서 그 날형부의 이면측을 차례로 비대화시켜 가고, 이 비대화된 날형부를 기판부와 동심상의 통형상으로 성형하여 비대화된 환상주벽을 형성하며, 이에 의해 판금체의 환상주벽의 기판부에 대해 2배이상, 3배이상과 같은 비대화가 달성되는 것이다.

제1도∼제6도는 판금재로서, 강판으로 제작된 얇은 두께의 원판재에 본 발명에 의한 환상주벽의 비대화방법을 적용하는 것에 의해서 자동차의 엔진기동용 스타터에 사용되고 있는 드라이브 플레이트를 제작하는 실시예를 나타내고 있다.

출발재료로서 사용되고 있는 원판재(11)의 두께(t1)은 2mm이며, 이 원판재(11)에 대해 본 발명에 의한 환상둘레벽의 비대화방법이 적용된다.

그리고, 이 원판재(11)은 기판부(12)와 그 외측에 일체적으로 형성된 날형부(13)이 구비되어 있으며, 날형부(13)은 기판부(12)로부터 평탄하게 연결하여 설치되어 있어도 좋고, 혹은 단부(段部)를 통해서 연결되어 있어도 좋다.

이 실시예에 있어서는 제1도와 같이 하형(31)에 셋트한 평탄한 원판재(11)을 상형(32)로 프레스하므로써 그 원판재(11)을 드로우잉 성형하고, 그 성형된 원판재(11), 즉, 기판부(12)와 이 기판부(12)에 단부(14)를 통해서 형성된 날형부(13)을 구비하는 원판재(11)을 사용하고 있다.

제1도의 드로우잉 공정에서는 날형부(13)이 조금 바깥쪽 밑으로 경사져 있으며, 동 도면에 기판부(12)에 대한 날형부(13)이 이루는 각도를 부호(θ1)로 나타내고 있다.

이 경사각도(θ1)은 예를들면 5°이다.

또한, 제1도의 드로우잉공정에 있어서 동시에 기판부(12)의 중심에 피어싱가공에 의해 천공된 구멍(15)가 설치된다.

여기서, 16은 피어싱가공에 의해 생긴 폐(廢)부재이다.

제2도∼제5도는 회전하형(33)과 회전상형(34)의 사이에 상기 원판재(11)을 지지시켜, 수종류의 회전롤러(35)∼(38)을 사용해서 상기 날형부(13)을 서서히 비대화시켜가는 공정의 각 단층을 나타내고 있다.

제2도의 공정에서 사용되는 회전롤러(35)는 경사각도(θ2)로 바깥쪽 위로 경사한 상받음면(39)와 약간 바깥쪽 아래로 경사한 하받음면(41)을 구비하는 오목형상의 환상성형면(42)를 가지고 있다.

그리고, 회전하형(33)과 회전상형(34)와, 이 회전상형(34)의 외측으로 튀어나온 상기 날형부(13)이 회전하면서 제2도의 화살표(a)방향으로 수평으로 이동되는 상기 회전롤러(35)의 환상성형면(42)에 의해 지름방향의 안쪽으로 가압되어 상기 날형부(13)의 외주부가 단면이 대략형상으로 된다.

즉, 제2도의 단계에서는 날형부(13)이 성형면(42)의 상받음면(39)에 의해 아래쪽으로 밀려 기판부(12)에 대해 날형부(13)이 경사각도(θ2)까지 경사지게 된다.

여기서 경사각도(θ2)는 제1도에 나타낸 경사각도(θ1)보다도 크다.

이 경사각도(θ2)는 예를들면 21°이다.

또한, 이 단계에서는 안쪽으로 갈수록 폭이 좁은 환상성형면(42)에 의해서 날형부(13)의 외주부가 그 이면측으로 강기(다시말해, 이면측으로 재료가 소성유동)해서 두께가 t2(t2＞t1)까지 비대화된다.

제3도의 공정에서 사용되는 회전롤러(36)은 경사각도(θ3)로 바깥측 윗쪽으로 경사한 상받음면(43)과 바깥 아래로 경사한 하받음면(44)를 구비하는 오목하게 들어간 형상의 환상성형면(45)를 구비하고 있다.

그리고 제2도의 단계를 경유해서 외주부가 비대화된 상기 날형부(13)이 양 형(33)(34)에 의해 회전하면서 제3도의 화살표 b방향으로 수평으로 이동되는 상기 회전롤러(36)의 환상성형면(45)에 의해 지름방향의 안쪽으로 가압되어 상기 날형부(13)의 외주부가 단면적이 대략형상으로 된다.

즉, 제3도의 단계에서는 날형부(13)의 외주부 하면이 성형면(45)의 하받음면(44)에 의해 위쪽으로 밀려 기판부(12)에 대해 날형부(13)이 경사각도(θ3)으로 경사지게 된다.

여기에서, 경사각도(θ3)은 제2도에 나타낸 경사각도(θ2)보다도 작다.

이 경사각도(θ3)은 예를들면 5°이다. 또한, 이 단계에서는 날형부(13)이 경사각도(θ2)로부터 (θ3)으로 변형되는 것일 뿐, 날형부(13)의 비대화는 실질적으로 행해지지 않는다.

따라서, 날형부(13)의 외주부 두께(t3)는 제2도의 단계와 비교해도 실질적으로는 변화가 없다(t3=t2).

제4도의 공정에서 사용되는 회전롤러(37)은 경사각도(θ4)로 바깥쪽 위로 경사한 상받음면(46)과 바깥쪽 아래로 경사한 하받음면(47)을 구비한 오목하게 들어간 형상의 환상성형면(48)을 구비하고 있다.

그리고 제3도의 단계를 경유한 경사각도(θ3)의 상기 날형부(13)이 양 형(33)(34)에 의해 회전하면서 제4도의 화살표 C방향으로 수평으로 이동되는 상기 회전롤러(37)의 환상성형면(48)에 의해 지름방향의 안쪽으로 가압되어 상기 날형부(13)의 단면이 대략형상으로 된다.

즉, 제4도의 단계에서는 날형부(13)이 성형면(48)의 상받음면(46)에 의해 아래쪽으로 밀려 기판부(12)에 대해 날형부(13)이 경사각도(θ4)까지 경사지게 된다.

여기에서 경사각도(θ4)는 제3도에 나타낸 경사각도(θ3)보다도 크다.

이 경사각도(θ4)는 예를들면 10°이다.

또한, 이 단계에서는 안으로 갈수록 폭이 좁은 환상성형면(48)에 의해서 날형부(13)의 이미 비대화되어 있는 외주부가 더욱 그 이면측에 있어서 강기(다시말해, 이면측으로 재료가 소성유동)해서 두께 t4(t4＞t3)까지 비대화된다.

제5도의 공정에서 사용되는 회전롤러(38)은 경사각도(θ5)로 바깥쪽 위로 경사한 상받음면(49)와 바깥쪽 아래로 경사한 약간 아래로 경사한 하받음면(51)을 구비하는 오목하게 들어간 형상의 환성성형면(52)를 갖고 있다.

그리고, 제4도의 단계를 경유한 경사각도(θ4)의 상기 날형부(13)이 양 형(33)(34)에 의해 회전하면서 제5도의 화살표 d방향으로 수평으로 이동되는 상기 회전롤러(38)의 환상성형면(52)에 의해 지름 안방향으로 가압되어 상기 날형부(13)이 단면이 대략형상으로 된다.

즉, 제5도의 단계에서는 날형부(13)의 외주부 하면이 성형면(52)의 하받음면(51)에 의해 위쪽으로 밀려 기판부(12)에 대해 날형부(13)이 경사각도(θ5)로 경사지게 된다.

여기에서, 경사각도(θ5)는 제4도에 나타낸 경사각도(θ4)보다 작다.

이 경사각도(θ5)는 예를들면 5°이다.

또한 이 단계에서는 환상성형면(52)에 의해서 날형부(13)의 이미 상당히 비대화되어 있는 외주부가 더욱 그 이면측에 있어서 강기(다시말해, 이면측으로 재료가 소성유동)하여 더욱 비대화된다.

이 단층의 비대화에서는 기판부로부터의 날형부(13)의 튀어나온 부분의 거의 전체가 비대화되어 두께t5(t5＞t4)로 되어 제5도에 나타낸 바와 같이 단면이 대략형상의 덩어리가 된다.

제2도∼제5도에서 설명한 바와 같은 각 단계를 경유하여 비대화된 날형부(13)은 상당히 주벽으로서의 형성상태로 되어 그 날형부(13)(주벽)의 두께칫수(지름방향에서의 두께칫수)는 기판부(12)의 두께칫수의 3배 이상으로 하는 것이 가능하게 된다.

제6도는 제2도∼제5도에서 설명한 각 단계의 최종단계, 즉 제5도의 단계를 행한 후에 비대화된 날형부(13)을 소정의 단면형상으로 성형하는 공정을 나타내고 있다.

이 공정에서는 날형부(13)이 더욱 비대화되는 것이다.

즉, 이 공정에서는 회전롤러(53)이 사용되며, 이 회전롤러(53)에는 주벽바깥면을 형제작하기 위한 오목한 형상의 환상성형면(54)가 구비되어 있다.

그리고, 제5도의 단계를 경유한 날형부(13)이 양 형(33)(34)에 의해 회전하면서 제6도의 화살표 e방향으로 수평으로 이동되는 상기 회전롤러(53)의 환상성형면(54)에 의해 지름방향의 안쪽으로 가압되어 상기 날형부(13)이 기판부(12)와 동심상의 통형상으로 되어서 그 외주면이나 내주면이 원활한 면으로 된 단면이 대략형상의 환상주벽(17)이 성형된다.

제1도∼제6도에서 설명한 실시예에 있어서 최종적으로 형성되는 비대화된 환상주벽(17)은 7mm정도로 되어 기판부(12)(두께2mm)에 대해 3.5배 두께의 환상주벽(17)을 형성할 수가 있었다.

물론, 회전롤러(35)∼(38),(53)의 환상성형면(42)(45)(48)(52)(54)의 각도 등의 설정조건을 변경하는 것에서 환상주벽(17)의 두께는 기판부(12)에 대해 3.5배 이하(예를들면, 2배, 3배)로도, 또한 3.5배이상으로도 설정될 수가 있다.

제7도∼제12도는 제1도∼제6도에서 설명한 각 단계 또는 공정에서 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도이다.

즉, 제7도는 제1도의 조립공정을 경유하는 것에 의해 얻어진 원판재(11)의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도이고, 제8도는 제2도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도, 제9도는 제3도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분 절단 단면도, 제10도는 제4도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도, 제11도는 제5도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도, 제10도는 제4도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도, 제11도는 제5도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도, 제12도는 제6도의 단계를 경유하는 것에 의해 얻어진 부재의 정확한 형상을 나타내는 부분절단 단면도이다.

이를 도면에서도 판명되는 바와 같이, 실질적으로 환상주벽(17)로서 사용되는 날형부(13)의 두께칫수의 3배 이상으로 되어 있다.

제13도는 환상주벽을 가지는 판금체의 일예인 것으로 자동차의 엔진기동용 스타터에 사용되는 드라이브 플레이트(61)의 정면도, 제14도는 제13도의 XIV-XIV선에 따른 단면도이다.

이 드라이브 플레이트(61)에 있어서, 환상주벽(17)의 외주측에서 직교하는 방향으로 뻗은 기판부(12)와 일체의 환상주벽(17)은 출발재료인 원판재(11)의 두께로도 좋지만, 상기 방법에 의해 2배이상, 바람직하게는 3배이상, 더욱 바람직하게는 3.5배이상 비대화되어 그 환상주벽(17)의 외주면에 기어(62)가 새겨져 설치되며, 이 드라이브 플레이트(61)에 용접한 곳은 존재하지 않는다.

이 환상주벽(17)의 비대화에 의해서 그 외주면에 기어(62)를 새겨 설치하는 강도가 구비된다.

여기에서, 63은 부착구멍이다.

본 발명에 의한 환상주벽을 가지는 판금체 및 그 환상주벽의 비대화방법에 의하면, 기판부와 일체의 환상주벽이 기판부의 두께에 대해 2배이상, 3배이상과 같은 레벨로 비대화되기 때문에, 예를들면 비대화된 환상주벽의 외주면에 기어를 새기는 것에서 드라이브 플레이트를 제작할 수가 있다.

그리고, 이 경우에 용접이 불필요하게 되며, 또한 중량증가나 재료 비용의 상승도 초래하지 않는다.

따라서, 용접을 배제하고 또한 재료비용도 절감하는 경우 등에 특히 유용하다.

Claims

기판부(12)와 그 기판부의 외주측으로부터 직교하는 방향으로 뻗은 환상주벽(17)이 일체로 형성되며, 그 환상주벽의 두께가 기판부의 두께에 대해 2배 이상으로 비대화되며, 환상주벽의 외주면에는 기어(62)가 새겨져 있는 것을 특징으로 하는 환상주벽을 갖는 판금체.
기판부(12)와 그 기판부의 외주측에 일체로 형성된 날형부(13)을 갖는 원판재(11)의 상기 기판부를 회전하형(33)과 회전상형(34)와의 사이에 지지시키고, 회전하형과 회선상형의 외측에 튀어나온 상기 날형부를 오목형상의 환상성형면(42)을 구비한 복수종류의 회전롤러(35)의 상기 환상성형면에서 차례로 지름의 내측방향으로 가압해서 그 날형부의 이면측을 차례로 비대화시켜 가고, 이 비대화된 날형부를 기판부와 동심상의 통형상으로 성형해서 비대화된 환상주벽(17)을 형성하는 것을 특징으로 하는 판금체의 환상주벽의 비대화방법.