KR100237335B1 - 프레스를 이용한 바닥이 있는 중공 실린더 제조방법 - Google Patents

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야스노리 도쿠노
고이치 이노우에
도시가즈 쇼가세
마코토 스노우치
다케시 요시가와
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모리시타 요이찌
마쯔시다 덴기 산교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 바닥을 지닌 중공 실린더를 제조하는 방법에 관한 것으로 이들은 비디오 테이프 레코드 및 디지털 오디오 레코드와 같은 자기 기록 및 재생 시스템의 회전 헤드에 이용될 수 있다.
이 제조방법은 중공 실린더를 형성하기 위해 단일 원판을 프레스하는 단계; 측벽의 두께를 균일하게 조정하도록 프레스 다이의 측벽에 실질적으로 평행한 방향으로 중공 실린더의 측벽의 단부를 트러스트하는 단계와; 소정의 표면 조도와 소정의 진원도를 갖도록 중공 실린더의 측벽의 외면을 절삭 가공하는 단계를 포함한다.

Description

프레스를 이용한 바닥이 있는 중공 실린더 제조방법
제1(a)도는 본 발명에 따라 드로잉 가공(drawing)으로 바닥을 지닌 실린더를 형성하는데 이용되는 다이 및 피가공물을 도시한 단면도.
제1(b)도는 제1(a)도에 의해 형성된 중공(hollow) 실린더를 도시한 단면도.
제2(a)도는 본 발명의 트러스팅(thrusting) 프레스의 제1단계에 사용된 중공 실린더 및 다이를 도시한 단면도.
제2(b)도는 제2(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 단면도.
제3(a)도는 트러스팅 프레스의 제2단계에 이용되는 중공 실린더와 다이를 도시한 단면도.
제3(b)도는 제3(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 단면도.
제4(a)도는 중공 실린더의 바닥에 원통형 리세스를 형성하기 위해 제3(a)도에 도시된 프레스에 후행하는 스트레칭(stretching) 프레스의 제1단계에 이용되는 중공 실린더와 다이를 도시한 단면도.
제4(b)도는 제4(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 단면도.
제5(a)도는 중공 실린더의 바닥에 만곡된 돌출부(curved protrusions)를 형성하기 위해 스트레칭 프레스의 제2단계에 이용되는 중공 실린더와 다이를 도시한 단면도.
제5(b)도는 제5(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 단면도.
제6(a)도는 중공 실린더의 바닥에 직각형의 돌출부를 형성하기 위해 스트레칭 프레스의 제3단계에 이용되는 중공 실린더 및 다이를 도시한 단면도.
제6(b)도는 제6(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 단면도.
제7(a)도 및 제7(b)도는 제2(a)도에 도시된 트러스팅 프레스에 의해 중공 실린더의 벽 두께의 변형을 도시한 확대 단면도.
제8도는 제3(a)도에 도시된 트러스팅 프레스를 도시한 확대 단면도.
제9도는 제8도에 도시된 트러스팅 프레스를 도시한 부분 확대 단면도.
제10도는 제6(a)도의 프레스에 의해 형성된 중공 실린더를 도시한 사시도.
제11도는 다수의 구멍을 형성하기 위해 드릴된(drilled) 제10도의 중공 실린더를 도시한 사시도.
제12도는 다우얼(dowel)이 형성된 제11도의 중공 실린더를 도시한 평면도.
제13(a)도 및 제13(b)도는 제12도의 중공 실린더에 형성된 다우얼을 도시한 부분 단면도.
제14도는 마무리 공정에 이용된 절단 공구를 도시한 부분 측면도.
제15도는 마무리 공정에 이용된 절단 공구를 도시한 다른 부분 측면도.
제16(a)도 및 제16(b)도는 제11도에 도시된 중공 실린더에 형성된 구멍의 챔퍼된(chamfered)면을 도시한 부분 단면도.
제17도는 제11도의 중공 실린더의 링(ring) 모양의 돌출부에 형성된 개구부의 챔퍼된 면을 도시한 부분 측면도.
제18도는 제2도 및 제3도에 도시된 프레스의 변형을 도시한 단면도.
제19(a)도 및 제19(b)도는 제5(a)도에 도시된 프레스 대신에 선택적으로 수행될 수 있는 후방 압출(backward extrusion) 가공의 순서를 도시한 부분 단면도.
제20도는 중공 실린더의 외면이 절단 공구를 사용하여 마무리 절삭 가공될 때 척(chuck) 및 중공 실린더를 도시한 부분 단면도.
제21도는 중공 실린더의 내면이 절단 공구를 사용하여 마무리 절삭 가공될 때 척 및 중공 실린더를 도시한 부분 단면도.
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 바닥(bottom)을 지닌 중공 실린더를 제조하는 방법에 관한 것으로써, 특히, 비디오 테이프 레코드 및 디지털 오디오 테이프 레코드와 같은 자기기록 및 재생 시스템의 회전 헤드 드럼에 사용될 수 있는 바닥을 지닌 중공 실린더를 형성하도록 원판을 프레싱하는 방법에 관한 것이다.
선행 기술에 공지되어 있듯이, 회전 헤드형 자기 기록 및 재생 시스템은 회전 헤드 드럼에 대해 주행 자기 테이프를 나선형으로 감싸, 정보 기록을 위해 자기 테이프상에 경사 트랙을 형성하거나, 자기 테이프상에 기록된 경사 트랙을 재생한다. 통상적으로, 회전 헤드 드럼은 바닥 하부 실린더 및, 이 하부 실린더에 동축으로 배설된 회전 상부 실린더로 구성되어 있다.
이러한 상부 및 하부 실린더는 알루미늄 합금을 다이캐스팅(die-casting)하여, 이를 바람직한 모양으로 절삭 가공함으로써 제조된다.
일본 특허 제1공보 제63-211113호는 회전 헤드 드럼용 원통형 부재를 형성하도록 단일 디스크 판을 프레싱하는 또다른 제조방법을 개시하고 있다.
그러나, 캐스팅을 바람직한 모양으로 정밀하게 마무리하기 위해서는 형상하는 데에 상당량의 절삭 가공 또는 상당량의 시간이 요구되었다. 다이캐스트된 물체내에는 다공 또는 공동(cavity)이 형성될 수 있고, 최종 모양으로 절단된 후에 물체의 표면에 나타나, 불량품으로 된다. 공동이 물체 표면에서 나타나지 않을 지라도, 매우 정확하게 회전해야 하는 회전 헤드 드럼의 회전을 불균형하게 한다. 따라서, 불균형 수정 작업이 필요로 하게 된다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
다이캐스팅에 관련된 상기 문제는 상기 공보에 개시되어 있듯이, 프레스 작업시 단일의 금속판 회전 헤드 드럼을 만들 수 없다는 것이다. 그러나, 이 프레스 작업은 디스크 판의 주변을 수직으로 연장하고, 상기 디스크 판의 중심부를 중공으로 하며, 회전 헤드 및 회전축에 대한 설치 구멍을 형성하는 3개의 단계를 동시에 수행하는 데, 이는 마무리된 실린더에 응력을 발생시켜 궁극적으로 금이 가게 된다. 통상적으로, 실린더의 측벽의 원형도가 낮아, 회전 헤드 드럼의 중력 중심이 회전 중심으로부터 시프트되기 때문에 회전 헤드 드럼이 회전 진동하게 된다. 또한, 이 프레싱 작업은 절삭 가공 허용오차를 실린더의 측벽에 제공하기가 어렵다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명의 목적은 선행기술의 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 깨짐이 없이, 측벽이 고 원형도를 가지고 바닥을 지닌 실린더를 형성하도록 단일 원판을 프레싱하는 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 바닥을 지닌 중공 실린더를 형성하도록 제1펀치(punch)를 사용하여 단일 원판을 프레싱하는 단계, 측벽의 소정의 모양 및 소정의 두께를 갖도록 제2펀치를 사용하여 측벽에 실질적으로 평행한 방향으로 중공 실린더의 측벽의 단부를 트러스트(thrust)하는 단계와, 소정의 표면 조도(roughness) 및 소정의 진원도(roundness)를 갖도록 중공 실린더의 측벽 외면을 절삭 가공하는 단계를 포함하는 바닥을 지닌 중공 실린더 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 양호한 모드에서, 상기 제조 방법은 중공 실린더의 측벽과 동축으로 중공 원통형 부재 내향으로 돌출한 리세스를 형성하도록 중공 실린더 부재의 바닥의 중심부를 스트레칭 프레스하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은 바닥 모퉁이상에 환상 돌출부를 형성하도록 중공 실린더의 바닥을 프레스하는 단계와, 환상 돌출부의 일부를 트래버스하는 홈(a groove traversing a portion of the annular protrusion)을 절삭 가공하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 회전 헤드 드럼으로서 이용된 바닥 중공 실린더를 제조하는 방법이 제공되는 데, 상기 방법은, 바닥을 지닌 중공 실린더를 형성하도록 제1펀치를 사용하여 단일 원판을 프레스하는 단계와, 측벽 전체에 걸쳐 소정의 두께를 갖도록 제2펀치를 사용하여 측벽에 거의 평행한 방향으로 중공 실린더의 측벽 단부를 트러스트하는 단계와, 소정의 표면 조도 및 소정의 진원도를 갖도록 중공 실린더의 측벽의 외면을 절삭 가공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 양호한 모드에서, 상기 제조 방법은 회전 헤드 드럼의 지지축을 설치하기 위해 중공 실린더의 측벽과 동축으로 중공 원통형 부재 내향으로 돌출한 원통형 리세스를 형성하도록 중공 실린더 부재의 바닥 중심부를 스트레칭 프레스하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은 바닥의 모퉁이에 환상 돌출부를 형성하도록 중공 실린더의 측벽의 단부를 트러스트하는 단계와, 자기 헤드가 중공 실린더의 바닥에 설치될 때, 자기 헤드를 중공 실린더의 측벽의 바깥으로 노출시키기 위해 환상 돌출부의 일부를 트래버스하는 홈을 절삭 가공하는 단계를 더 포함한다.
이 제조 방법은 자기 헤드와 회전 변성기를 설치하기 위해 돌출부를 바닥의 바깥면에 형성하도록 중공 실린더의 바닥을 프레스하는 단계를 더 포함한다.
상기 절삭 가공 단계는 첨단(tip)이 다이어몬드로 제공된 절단 공구를 사용하여 중공 실린더의 측벽의 바깥면을 절삭 가공하는데, 상기 첨단은 110의 밀러 지수(Miller indices)를 갖는 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 경사면(rake face)과, 112의 밀러 지수를 지닌 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 플랭크(flank)를 가지고 있다.
상기 제조 방법은 공구 각도가 45° 이상의 둔각인 절단 공구를 사용하여 중공 실린더의 바닥에 형성된 원통형 리세스의 내면을 절삭 가공하는 단계를 더 포함한다.
이 제조 방법은 중공 실린더의 다른 부분을 절삭 가공하기 위한 기준 레벨을 형성하도록 중공 실린더의 바닥에 형성된 원통형 리세스의 바닥의 내면을 평활하는 단계를 더 포함한다.
또한, 이 제조 방법은 기준 레벨로부터 소정의 높이를 갖도록 절삭 가공되는 중공 실린더의 부분의 모퉁이를 챔퍼(chamfer)하는 단계를 더 포함한다.
단일 원판은 두께가 2.5㎜ 이상이다.
본 발명의 제3양상에 따르면, 전술된 바와 같은 공정에 의한 제품이 제공된다.
제1(a)도 내지 제6도에서, 예를 들어, VHS 비디오 테이프 레코드에 이용되는 회전 헤드 드럼의 상부 실린더를 형성하는 순차적인 프레스 공정이 도시된다.
먼저, 85㎜직경, 3㎜두께의 알루미늄 원판(1a)이, 제1(a)도에 도시된 바와 같이, 원판(1a)의 중심과 리세스(2a)의 중심을 일치하게 프레스 다이(3a)의 상면에 형성된 직경이 65㎜인 원통형 리세스(2a)위에 형성되어 있다. 원판(1a)은 선택적으로 마무리를 위해 척에 의해 클램프될 때 프레스된 실린더의 변형 또는 프레스 중에 깨짐을 방지하기에 충분한 두께가 2.5㎜이상의 알루미늄 합금 또는 강판일 수 있다. 다음, 직경 58㎜ 펀치(10)를 이용하여 리세스(2a)내에 원판(1a)을 압압하여, 제1(b)도에 도시되어 있듯이 원판(1a)의 주변부를 그 중심 또는 바닥에 수직으로 구부려 바닥 중공 실린더(1b)를 형성한다. 이런 공정을 “드로잉 가공(drawing)”이라고 한다. 이런 드로잉 가공은 중공 실린더(1b)의 모퉁이(A)를 깍기 위해 두 번 이상 실행될 수 있다.
제1도에서 프레스된 후, 제7(a)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1b)는 측벽(101)의 중간으로부터 바닥(102)까지의 벽이 얇은 부분을 지닌다. 얇은 부분의 벽의 두께는 균일하지 않다.
두께를 균일하게 하도록 중공 실린더(1b)의 측벽을 변형하기 위해, 트러스팅 프레스가 아래 방식으로 수행된다.
먼저, 제2(a)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1b)는 프레스 다이(3b)에 형성된 직경이 65㎜인 원통형 리세스(2b)에 고정된다.
제7(a)도에 도시되어 있듯이, 직경이 58㎜인 실린더 펀치(31)는 중공 실린더(1b)에 고정되어, 이를 확실하게 유지시킨다. 그 다음, 도면에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1b)의 측벽의 단부는 프레스 다이(3b)의 바닥에 대해 측벽(101)을 수직으로 프레스하기 위해 환상 펀치(32)를 사용하여 아래로 트러스트되거나 스트라이크(strike)됨으로써, 제7(b)도 및 제2(b)도에 도시되어 있듯이, 측벽(101)의 균일한 전체 두께를 가진 중공 실린더(1c)를 형성하도록 측벽(101)의 얇은 벽 부분을 두껍게 한다.
측벽(101)의 두께의 균일성은 측벽(101)의 주변의 절삭 가공의 허용 오차의 균일성을 제공함으로써, 바람직한 원형도를 설정하기 위한 측판(101)의 절삭 가공을 용이하게 한다. 이것은 회전 헤드 드럼의 상부 실린더로 이용될 때 중공 실린더(1b)의 회전 진동을 방지한다. 또한, 트러스팅 프레스는 제2(b)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1c)의 모퉁이(A)를 깍는다.
제3(a)도,제8도, 및 제9도에 도시되어 있듯이, 이와 같이 형성된 중공 실린더(1c)는 프레스 다이(3c)에 형성된 직경이 65㎜인 원통형 리세스(2c)에 고정되어 있다. 제9도에 명백히 도시되어 있듯이, 원통형 리세스(2c)는 그의 바닥의 주변부내에 깊이가 약 1.56㎜인 환상 홈(4)을 형성한다. 환상 홈(4)은 그의 바닥으로 테이퍼 오프(taper off)된 측면(4a)을 가져, 단면이 사다리모양을 하게 된다.
다음, 트러스팅 프레스가 다음가 같은 방식으로 다시 수행된다. 제8도에 도시되어 있듯이, 직경이 56㎜인 원통형 펀지(6)가 중공 실린더(1c)내에 삽입되어, 이를 프레스 다이(3c)의 리세스(2c)에 유지하게 한다. 드로잉 가공에서 알 수 있듯이, 중공 실린더(1c)의 측벽의 단부는 환상 펀치(34)를 사용하여 아래쪽으로 스트라이크되어, 중공 실린더(1c)의 바닥의 주변부 또는 모퉁이를 프레스 다이(1c)의 환상 홈에 압압함으로써, 제3(b)도에 도시되어 있듯이, 환상 홈(4)으로 윤곽이 그려진 링 모양의 돌출부(7)를 지닌 중공 실린더(1d)를 형성한다. 링 모양의 돌출부(7)는 회전 헤드 드럼의 상부 실린더 및 하부 실린더로 이용될 때, 중공 실린더(1d)의 바닥 사이에 소정의 틈을 갖도록 제공된다.
제8도는 중공 실린더(1c)의 모퉁이가 펀치의 충격에 의해 변형되기 바로 직전의 하부 오른쪽 모퉁이에서의 환상 홈(4) 및, 환상 홈(4)을 따라 변형된 후 하부 왼쪽 모퉁이에서의 중공 실린더(1c)의 모퉁이(즉, 링 모양의 돌출부(7))를 도시한다. 펀치(34)는, 제9도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1c)의 바닥에 대한 φ의 경사도(25°내지 35°, 양호하게는 30°)를 가진 테이퍼된 면(5)으로 정의된 리세스(200)를 상기 펀치(34)의 바닥내에 형성하고 있다. 테이퍼된 면(5)의 단부는 R=1㎜까지 라운드(round)된다. 링 모양의 돌출부(7)는 펀치(34)의 바닥에 테이퍼된 면(5)에 의해 중공 실린더(1c)의 바닥의 주변부의 플라스틱 변형으로 형성된다.
제4(a)도에 도시되어 있듯이, 이에 따라 형성된 중공 실린더(1d)는 직경이 25㎜이고, 깊이가 10㎜인 원통형 리세스(2d)를 상면 중심부에 형성한 원통형 프레스 다이(3d)상에 놓여진다. 다음, 중공 실린더(1d)는 20㎜의 직경을 가진 펀치(210)에 의해 스트레칭 프레스로 리세스(2d)내에 압압되어, 제4(b)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1e)의 바닥의 중심부내에 프레스 다이(3d)의 리세스(2d)로 윤곽이 그려진 원통형 리세스(허브)(8)를 형성한 중공 실린더(1e)를 형성한다. 실린더 리세스(8)의 내부 직경은 대략 20.5㎜내지 21.5㎜일 것이다.
다음에, 제5(a)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1e)는 제3(a)도에 도시된 것과 동일한 프레스 다이(3e)에 형성된 원통형 리세스(2c)에 고정되어 있다. 프레스 다이(3e)는 폭이 10㎜이고, 길이가 25㎜인 한쌍의 만곡된 홈(2e)을 원통형 리세스(2c)내에 형성한다. 만곡된 홈(2e)에는 사분의 일의 원이 형성되어 있고, 원통형 리세스(2c)의 중심(0)에 대해 서로 정 반대로 위치하고 있다. 중공 실린더(1e)의 바닥은 펀치(61)를 사용하여 만곡된 홈(2e)내에 압압되어, 제5(b)도 및 제10도에 도시된 바와 같이 회전 변성기에 대한 설치대(mounting bass)역할을 하는 만곡된 홈(2e)으로 윤곽이 그려진 바닥 만곡 돌출부(9)상에 형성한 중공 실린더(1f)를 형성한다. 만곡된 돌출부(9)는 원통형 리세스(8) 주변에 형성되어 있다. 다시 말해, 원통형 리세스(8)는 만곡된 돌출부(9)의 부근에 형성되어 있다. 이것은 원통형 리세스(8)의 내부 직경이 원통형 리세스(8)와 이 원통형 리세스(8)에 고정된 드럼 축의 상대 운동의 안정성을 설정하여 회전 헤드 드럼의 회전진동을 최소화하기 위해 가능한 큰 것이 바람직하기 때문이다.
제5(a)도에 도시되어 있듯이, 펀치(61)는 그 바닥에 한쌍의 만곡된 돌출부(61e)를 형성하는 데 상기 돌출부는 폭이 10㎜이고, 길이가 25㎜인 사분의 일의 원으로 형성되고, 중심선(L)을 따라 서로 정반대로 위치한다. 펀치(61)는 만곡된 돌출부(9)를 형성하도록 만곡된 돌출부(61e)에서 중공 실린더(1e)의 바닥을 만곡된 홈(2e)으로 변형 또는 스트레치시킨다.
다음에, 제6(a)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1f)는 프레스 다이(3f)에 형성된 원통형 리세스(2c)에 고정되어 있다. 제6(a)도는 제5도에 도시된 방향에 수직한 방향에서 보아서, 중공 실린더(1f)의 단면도를 도시한다. 프레스 다이(3f)는 원통형 리세스(2c)에 한쌍의 직각형 리세스(2f)를 형성하는 데, 상기 리세스는 제각기 폭이 8㎜이고, 길이가 10㎜이며, 원통형 리세스(2c)의 중심(0)에 대해 서로 정 반대로 위치한다. 중공 실린더(1f)의 바닥은 펀치(62)를 사용하여 직각형 리세스(2f)내에 압압되어, 제6(a)도 및 제10도에 도시되어 있듯이, 직각형 리세스(2f)로 윤곽이 그려진 바닥 직각형 돌출부(10)에 형성된 중공 실린더(1g)를 형성한다. 제6(a)도에 도시되어 있듯이, 펀치(62)는 그의 바닥에 한쌍의 직각형 돌출부(62f)를 형성하는 데, 상기 돌출부(62f)는 중앙선(L)을 따라 서로 정반대로 위치하고, 이들 각각은 폭이 8㎜이고, 길이가 10㎜이다. 펀치(62)는 직각형 돌출부(10)를 형성하기 위해 직각형 돌출부(62f)에서 중공 실린더(1f)의 바닥을 직각형 리세스(2f)로 변형하거나 스트레치한다. 각각의 직각형 돌출부(10)는 자기 헤드에 대한 설치대 역할을 한다.
제11도에 도시되어 있듯이, 회전 변성기와 자기 헤드를 설치하는 나사 구멍(12) 및 드럼 축을 지지하는 중심 구멍(13)은 중공 실린더(1g)의 선정된 위치에 형성되어 있다. 다음, 중공 실린더(1g)는 열처리되어, 바람직한 모양으로 마무리 절삭 가공된다. 나사 구멍(12)는 프레스 작업으로 구멍을 스폿(spot)하여 그 구멍을 태핑(tapping)함으로써, 공통으로 형성되지만, 이들은 또다른 방법으로 형성될 수 있다.
중공 실린더(1g)를 절삭 가공하기 전에, 절삭 가공해야 할 부분의 가장자리, 예를들면, 나사 구멍(12) 및, 링 모양의 돌출부(7)의 각각의 홈 또는 개구부(11)의 상부 가장자리는 제16(a)도, 제16(b)도 및 제17도에 도시되어 있듯이, 절삭 가공으로 인한 진동 발생을 방지하기 위해 챔퍼될 수 있다. 제11도에 명백히 도시되어 있듯이, 개구부(11)가 형성되어 중공 실린더(1g)의 직각형 돌출부(10)에 설치될 때, 링 모양의 돌출부(7)를 트래버스(traverse)하여 자기 헤드를 바깥쪽으로 부분적으로 노출시킨다. 챔퍼된 면(12a)은 나사 구멍(12)의 중심선(Q)에 대해 제16(a)도에 도시되어 있듯이, 45°에서 제16(b)도에 도시되어 있듯이, 37,5°로 경사지는 것이 바람직하다. 또한, 챔퍼된 면(7b)은 길이가 0.2㎜내지 0.3㎜이고, 링 모양의 돌출부(7)의 상면(7a)에 대해 대략 45°로 경사지는 것이 바람직하다.
만곡된 돌출부(9) 및 직각형 돌출부(10)의 상면의 모퉁이는 절삭 가공시 챔프될 수 있다.
중공 실린더(1g)의 절삭 가공은 바람직한 표면 조도를 갖도록 중공 실린더(1g)의 측벽을 라운드하고, 제11도 및 제12도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1g)의 중심 축에 수직한 기준 레벨을 형성하도록 원통형 리세스(8)의 바닥 벽의 내면(8a)을 평활하게 하며, 만곡된 돌출부(9)와 직각형 돌출부(10)의 상면을 기준 레벨, 즉 내면(8a)에서의 제공된 높이까지 절삭 가공하여 평활하게 하며(예를 들면, 자기 헤드 설치대로 이용되는 경우, 직각형 돌출부(10)의 상면을 높이 8㎜ 내지 10㎜까지 절삭 가공하고, 회전 변성기 설치대로 이용되는 경우, 만곡된 돌출부(9)의 상면을 높이 11㎜내지 13㎜까지 절삭 가공하며), 그리고, 제11도 및 제12도에 분명히 도시되어 있듯이, 직각형 돌출부(10)와 일치하게 개구부(11)를 형성한다. 중공 실린더(1g)의 절삭 가공은 제14도 및 제15도에 도시되어 있듯이, 절단 공구(90) 또는 (91)를 사용하여 수행할 수 있고, 3-조 척(three-jaw chuck) 또는 4-조 척에 의해 원통형 리세스(8)의 외부 측벽이 클램프되어 회전된다. 개구부(11)는 선택적으로 링 모양의 돌출부(7)를 형성하도록 프레스가 동시에 형성될 수 있다.
중공 실린더(1g)가 마무리 절삭 가공된 후, 자기 헤드와 회전 변성기는 제각기 직각형 돌출부(10)와 만곡된 돌출부(9)상에 설치된다. 그 다음, 중공 실린더(1g)는 디스크 또는 플랜지(flange)를 갖는 드럼 축의 상부와, 기준 레벨, 즉 원통형 리세스(8)의 내면(8a)과 맞물리게 드럼 축에 설치되어 있다.
제12도에 도시되어 있듯이, 두 개 이상의 다우얼(dowel)은 직각형 돌출부(10)를 절삭 가공하기 위해 지그(jig)에 대한 안내면으로 중심 구멍(13) 주위의 중공 실린더(1g)의 상면에 형성될 수 있다. 다우얼은 제13(a)도, 제13(b)도에 도시되어 있듯이, 하프 블랭킹(half blanking) 또는 드로잉 가공에 의해 형성될 수 있다.
[제1수정]
제2(a)도 및 제3(a)도에 도시되어 있듯이, 두 개의 트러스팅 프레스 대신에, 아래에 설명되어 있듯이, 중공 실린더(1b)의 측벽과 바닥의 두께를 조절하고, 링 모양의 돌출부(7)를 형성하기 위해 단일의 트러스팅 프레스가 수행될 수 있다.
먼저, 제1도의 드로잉 가공에 의해 형성된 중공 실린더(1b)는 제18도에 도시되어 있듯이, 프레스 다이(3c)의 원통형 리세스(2c)에 고정된다. 다음, 중공 실린더(1b)는 펀치(6)의 직경과 같고, 주변 모서리에서 라운드된 원통형 부재로 만들어진 펀치(33)에 의해 단단히 유지된다. 그 다음, 펀치(33)에 의해 유지된 중공 실린더(1b)의 측벽의 단부는 드로잉 가공에서 알 수 있듯이 환상 펀치(34)를 사용하여 아래로 트러스트되어, 측벽(101)을 프레스 다이(3c)의 바닥(102)에 대해 수직으로 프레스함으로써, 측벽(101)과 바닥(102)의 두께를 균일하게 하고, 바닥(102)의 모퉁이 또는 주변부를 프레스 다이(3c)의 환상 홈(4)으로 압압하여, 환상 홈(4)으로 윤곽이 그려진 링 모양의 돌출부(7)를 형성한다. 이것은 제3(a)도 및 제3(b)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1d)와 같은 실린더를 형성한다.
[제2수정]
제5도에서 설명했듯이, 중공 실린더(1f)를 형성하기 위한 제조 공정이나, 상기 제1수정에서 링 모양의 돌출부(9)를 형성하기 위한 스트레칭 공정대신에, 후방 압출 가공이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제19(a)도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1e)는 폭이 10㎜이고, 길이가 25㎜인 한쌍의 만곡된 홈(20e)을 형성한 프레스 다이(30e)에 배설되어 있다. 만곡된 홈(2e)에는 사분의 일의 원이 형성되어 있고, 프레스 다이(3e)의 중심에 대해 정반대로 대향하고 있다. 그 다음, 중공 실린더(1e)의 바닥은 펀치(35)를 사용하여 만곡된 홈(2e)내에 압압되어, 제19(b)도에 도시된 바와 같이, 펀치(35)의 외벽으로 윤곽이 그려진 내벽과, 만곡된 홈(2e)의 내벽으로 윤곽이 그려진 외벽으로 정의된 바닥 만곡 돌출부(9)에 형성된 중공 실린더(1f)를 형성한다. 만곡된 홈(20e)은 제5(a)도에 도시된 만곡된 홈(2e)보다 깊이가 작고, 예를 들어 깊이가 2㎜ 내지 2.5㎜이다. 펀치(35)는 제5(a)도에 도시되어 있듯이, 펀치(61)의 만곡된 돌출부(61e)와 모양이 유사한 단부를 지닌다. 프레스 다이(3e)는 후방 압출 가공 후 펀치(35)를 들어 올릴 때 펀치(35) 없이 중공 실린더(1f)를 스트립(strip)하는 스트리퍼 플레이트(stripper plate)(36)를 포함한다. 후방 압출 가공은 펀치(35)를 통해 프레스 다이(30e)에 대해 중공 실린더(1e)를 유지하는 필요성을 제거함으로써, 압출될 중공 실린더(13)의 부분이 파열되지 못하게 한다.
[제3수정]
제6도에 도시되어 있듯이, 또는 제1또는 제2수정에 있어서, 프레스 후 중공 실린더(1g)를 절삭 가공하는 공정 대신에, 중공 실린더(1g)는 절삭 가공되고, 제20도에 도시되어 있듯이, 원통형 리세스(8)가 다이어프램형 척(diaphragm type chuck)(80)에 의해 유지되어 회전될 수 있다. 다이어프램형 척(80)은 중공 실린더의 단부에 제공된 다이어프램(81)과, 정규 간격에서 중심 주위의 다이어프램(81)에 베설된 3개 이상, 예를 들면, 8개의 조(jaw)를 포함한다. 공기압에 의해 화살표로 표시되어 있는 방향으로 다이어프램(81)의 이동에 의해 조(83)가 중공 실린더(1g)의 원통형 리세스(8)의 주변을 안정하게 클램프하도록 안쪽으로 이동된다. 그 다음, 척(80)에 의해 클램프된 중공 실린더(1g)는 회전한다. 중공 실린더(1g)의 외부 측벽(101)과 외부 바닥벽(102) 및, 원통형 리세스(8)의 내부 측벽과 내부 바닥벽이 제14도에 도시된 절단 공구(90)와 제15도에 도시된 절단 공구(91)에 의해 절삭 가공된다. 원통형 리세스(8)의 내측 및 바닥벽은 개구부로부터 이의 바닥쪽으로 절삭 가공된다는 것을 알 수 있다. 원통형 리세스(8)의 바닥벽과 측벽사이의 모퉁이의 두께가 기타부분의 두께보다 크기 때문에, 많은 량의 재료는 제거되어, 절단 공구(90)의 첨단(901)이 깨어질 수 있다. 절단 공구(90)의 유효 수명을 증가시키기 위해, 첨단(901)의 공구 각도(θ)는 45°이상의 둔각, 양호하게는 60° 내지 75°인 것이 바람직하다. 또한, 제15도에 도시되어 있듯이, 천연 또는 다이어몬드로 만들어진 첨단(911)을 가진 절단 공구(91)가 이용되는 것이 바람직하다. 첨단(911)은 110의 밀러 지수를 지닌 첨단의 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 경사면(911a)을 지니고, 112의 밀러 지수를 지닌 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 플랭크(911b)를 지닌다. 112면은 경도가 높다. 따라서, 절단 공구(91)의 유효수명의 증가는 플랭크(911b)로서 112면을 사용하여 성취된다. 제15도에서, P는 마무리될 면에 수직한 면을 나타낸다.
[제4수정]
제6도에서 설명했듯이, 또는 제1수정 또는 제2 또는 제3수정에서, 프레스 후 중공 실린더(1g)를 절삭 가공하는 공정대신에, 중공 리세스(8)의 바닥의 외벽이 중공 실린더(1g)의 측벽(101)과 중공 리세스(8)의 내벽을 절삭 가공하기 전에 절삭 가공될 수 있다. 먼저, 제21도에 도시되어 있듯이, 중공 실린더(1g)의 측벽(101)이 제20도에 도시된 것과 유사한 다이어프램형 척(도시하지 않음)의 3개 이상, 예를 들어, 8개의 조(830)를 사용하여 약한 힘으로 클램프된다. 측벽(101)의 내주면, 바닥(102)의 내면과, 원통형 리세스(8)의 측면 및 바닥면이 절단 공구(91 또는 90)나, 카바이드 비트, 단결정 또는 다결정 천연 또는 합성 다이어몬드 비트, 코팅된 비트 또는 서밋(cermet) 비트와 같은 다른 유사한 공구를 절삭 가공될 수 있다.
이해를 용이하게 하기 위해, 본 발명을 양호한 실시예에 대해 설명했을 지라도, 본 발명에서 벗어나지 않으면 여러 방식으로 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구 범위내에서 여러 수정과 변경이 가능하다.
상기 실시예들은 회전 헤드 드럼에 이용하기 위해 상부 실린더를 형성하는 프레스 공정에 관한 것이지만, 본 발명은 디지털 오디오 테이프 레코더의 회전 드럼용 실린더, DVC 실린더 또는 모터 허브를 형성하는 데 이용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 바닥을 지닌 중공 실린더를 제조하는 방법에 있어서, 바닥을 지닌 중공 실린더를 형성하도록 제1펀치를 사용하여 단일 원판을 프레스하는 단계, 측벽의 소정의 모양 및 소정의 두께를 갖도록 제2펀치를 사용하여 측벽에 실질적으로 평행한 방향으로 중공 실린더의 측벽의 단부를 트러스트하는 단계, 소정의 표면 조도 및 소정의 진원도를 갖도록 중공 실린더의 측벽 외면을 절삭 가공하는 단계, 중공 실린더의 측벽과 동축으로 중공 원통형 부재 내향으로 돌출한 리세스를 형성하도록 중공 실린더 부재의 바닥의 중심부를 스트레칭 프레스하는 단계, 바닥의 모퉁이상에 환상 돌출부를 형성하도록 중공 실린더의 바닥을 프레스하는 단계와, 환상 돌출부의 일부를 트래버스하는 홈을 절삭 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 자기 헤드와 회전 변성기를 설치하기 위해 바닥의 외면에 돌출부를 형성하도록 중공 실린더의 바닥을 프레스하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 측벽 외면 절삭 가공 단계는 110의 밀러 지수를 가진 첨단의 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 경사면과, 112의 밀러 지수를 가진 다이어몬드의 결정 격자의 면으로 정의된 플랭크를 가지는 다이어몬드 첨단이 제공된 절단 공구를 사용하여 중공 실린더의 측벽의 외면을 절삭 가공하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 공구 각도가 45° 이상의 둔각인 절단 공구를 사용하여 중공 실린더의 바닥에 형성된 원통형 리세스의 내면을 절삭 가공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 중공 실린더의 다른 부분을 절삭 가공하기 위한 기준 레벨을 형성하도록 중공 실린더의 바닥에 형성된 원통형 리세스의 바닥의 내면을 평활하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 기준 레벨로부터 소정의 높이를 갖도록 절삭 가공되는 중공 실린더의 부분의 모퉁이를 챔퍼하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 단일 원판은 2.5㎜ 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중공 실린더 제조 방법.
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