KR100248238B1 - 체결용 링 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트립의 양단부가 그 연결부에서 심각한 두께 증가를 발생시킴없이 상호 연결되며, 로울드 업(rolled up)된 메탈스트립부재로 제조되는 체결용링에 대한 것으로, 스트립부재(1)의 양단부는 터미날에지(4a,5a)에 의해 실질적으로 상호 취합되며, 상기 양단부의 각각의 두께는 스트립부재 두께의 절반 정도이고, 상기 양단부의 내측면은 두께가 스트립부재의 절반두께인 프레이트를 수용하기 위한 하우징이 구성되도록 링의 내측면에 대해 상대적으로 외측으로 단차가 형성되어 있으며, 스트립부재의 양단부와 프레이트에 한세트의 스터드(6,7)와 홀(9,10)이 각각 형성되어 있을 뿐만아니라 이들은 서로 취합되는 구조로 되어 있어서 상기 스터드는 상기 홀에 끼워 맞춤결합하고, 이때 홀밖으로 노출되는 스터드의 끝단은 스터드부착 부재와 결합되는 부재면 상에서 리벳결합된다.

Description

체결용 링 및 이의 제조방법

제1도는 스트립 양단부 형성을 위한 프레스 가공 및/또는 스템핑 가공후의 스트립 부재의 평면도.

제2도는 제1도에서 F화살표를 따라 관찰한 정면도.

제3도는 스트립 부재의 양단부를 체결하기 위한 프레이트의 평면도.

제4도는 스트립 부재의 양단부에서 프레이트를 체결하여 체결용 링을 구성하기 직전의 상태에 대한 부분 상세도.

제5도는 스트립 부재의 양단부에 프레이트를 체결하여 일체가 된 체결용 링의 부분 상세도.

제6도는 스트립 부재의 양단부가 체결된 부위에서의 링의 단면도.

(제5도의 IV-IV면에서 절단한 단면도)

제7도는 본 발명인 링의 제조 작업 과정중에 있는 메탈스트립의 일부에 대한 부분 평면도.

제8도는 제7도에서의 스트립을 F화살표를 따라 관찰한 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스트립부재 6,7 : 스터드(stud)

8 : 프레이트 9,10 : 홀(hole)

튜브형상인 두 부재를 결합할때, 먼저 직경인 큰 부재안에 직경이 작은 부재를 내입한 후, 밀폐된 고리형상인 링을 두 부재가 겹쳐지는 부위의 직경이 큰 부재 외주면 위에 끼운 다음, 스웨이징(swaging) 작업을 행하는 튜브형상의 두 부재가 일체로 체결되게 하는 방법이 많이 공지되어 있다. 현재 체결용링은 여러 제작방법에 의해 제작되는데, 일례로 평평한 메탈링에 대해 프레스 작업과 스템핑 작업을 하여 체결용 링을 성형하되 작업후에 잔존하는 평평한 부분을 잘라 내는 방법으로 체결링은 제작된다.

그러나, 상기 제작방법은 작업공정이 길 뿐만아니라, 절단공정중 작업재료인 금속의 상당량이 손실되고, 이로 인하여 체결용링의 가격을 현격하게 상승시키게 된다. 또 다른, 체결용 링 제작방법으로는 먼저 금속재인 평판을 환형으로 말아서 재료의 양단부가 서로 접하도록 한후 그 인접선을 따라 용접하여 금속 튜브를 만들고 나서 축의 직각방향으로, 일정간격으로 절단하여 제작하는 방법이 있는데, 이 방법의 경우, 금속 튜브를 일정간격으로 절단할때 많은 시간이 소요될 뿐만아니라, 이 작업에 선행되는 금속튜브 제작작업이 상당히 까다로우므로 상기 방법과 마찬가지로 체결용 링의 가격을 현격히 상승시키게 된다.

상기 두 방법에 이어서, 체결용 링을 그 링의 폭과 같은 폭을 가지는 금속 스트립으로 부터 제작하는 고안이 안출되었는데 이 방법에 의하면 스트립을 길이방향으로 일정길이 절단하여 환형으로 말은 (rolled up)후 그 양단이 접하는 연결부에서는 그 연결부 두께가 나머지 부분의 두께보다 현저히 두껍게 되지 않도록 서로 결합함으로써 체결링을 제작하게 된다. 상기 방법에서 연결부 두께가 나머지 부분의 두께보다 현저히 두껍게 되지 않도록 하는 이유는 스웨이징(swaging)공정시 바람직하지 못한 결과를 초래하기 때문이다. 그런데 일반적으로 본 방법에 의해 체결용 링을 제작시, 절단된 스트립을 로울드업하여 접하게 되는 두 양단부 사이의 접합을 버트웰딩(buttwelding)에 의해 행하고, 이 버트웰딩 작업때문에 스트립 절단작업 및 로울드업 작업으로 계속되는 체결용 링의 제작공정은 중단될 수 밖에 없으므로, 공장 자동화가 어렵고, 용접부위는 상대적으로 취약하게 될 뿐만아니라, 용접 작업이 용접할 재료 선정에 제약을 주므로, 메탈스트립의 재료도 제약을 받게 되어 종전에 사용해오던 메탈스트립을 그대로 사용하는 것이 불가능하게 되므로, 체결용링의 가격은 비싸질수 밖에 없었다.

그리고, 상기 방법에서는 절단된 스트립을 로울드업(rolled up)하여 용접하기 위해 양단부의 외주선을 맞추어 취부하였을때도 용접선 방향으로 양단부가 밀릴수 있으므로 정확한 스트립 양단부의 결합을 위해 스트립 양단부에 요철이 생기도록 T형상등으로 끝단을 절단 성형하므로써 절단된 스트립을 로울드업하여 용접할때에 스트립 양끝단을 요철결합된 상태에서 용접하여 링을 제작하는 방법이 최종적으로 제시되었었으나, 이 방법에서는 요철형상인 스트립 양끝단부의 용접 결합에서 허용할 수 없는 심각한 변형이 종종 발생하는 문제점이 있었다.

이상과 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명에서는 용접하지 않고도 체결용 링을 제작하는 방법을 안출함으로써 공지의 체결용 링 특히, 맨처음 설명된 방법으로 제조되는 체결용 링의 문제점들을 해결하였다.

이를 위하여 본 발명에서는 자동화하기에 적합한 프레스 가공 및/또는 스템핑가공, 절단 및/또는 벤딩가공 공정만을 사용하는 개량된 체결용 링 제조방법을 개발하였다.

또한, 용접공정을 행하지 않으므로서 스웨이징 공정에서 적절하게 사용될 수 있는 금속 스트립을 사용하는 것이 가능하게 되었으며, 이로 인하여 체결용 링의 제조시간을 단축할 수 있게 되고, 제작비용을 상당히 절감할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 목적은 로울드업(rolled up)된 일정길이의 금속 스트립으로 부터 제조되는 신규한 체결용링을 제공하는데 있다.

본 발명에 있어서, 체결용 링의 구성을 보면, 절단된 스트립이 로울드업되어 스트립의 양단부의 터미날에지가 서로 접한 구조이며, 스트립 양단부의 두께는 링을 이루는 스트립 두께의 절반정도로서, 스트립 양단부의 내측면(또는 외측면)이 링의 내측면(또는 외측면)에 대해 내측으로 단차가 형성되어 있어서, 단차에 의해 형성되는 하우징에 두께가 스트립 두께의 절반정도인 프레이트가 삽입되는데, 이때 상호 결합되는 스트립 양단부와 프레이트에는 그 결합면상에서 서로 취합되도록 스터드와 홀이 형성되어 있으며, 이 스터드와 홀은 끼워 맞춤결합되고 이때 홀 밖으로 약간 돌출되는 스터드 끝단을 리벳팅하여 스트립 양단부와 프레이트가 일체로 결합되어지는 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명에서는 상기한 체결용 링의 제작방법에 대한 발명도 포함하는데 본 발명에 의하면 계속적으로 공급되는 메탈스트립을 연속적으로 프레스가공 및/또는 스템핑가공을 하여 체결용 링의 양단부를 형성하게 하는데, 상기 가공동안에 그 양단부에 적어도 1개 이상의 스터드(또는 1개 이상의 홀)가 형성되도록 하고, 상기 가공을 마친후 유출되는 메탈스트립은 링의 일측단부가 될 부분이 또 다른 링의 일측단부가 될 부분과 연결된 형상으로 계속적으로 유출되게 되는데, 이 메탈스트립에 대해 한개의 형상이되도록 그 터미날에지를 절단하므로써 양단부가 형성된 일정길이의 메탈스트립을 제작하게 된다. 이 메탈스트립을 로울드업하여 체결용 링을 제작하는 과정에서 그 양단부가 접하는 부위가 돌출되지 않고 매끈한 형상이 되어야 하는데 본 발명에서는 용접 대신에 체결용 프레이트를 사용하므로써 상기 요구를 가능케 하였으며, 또한 링을 스웨이징할때 링에 큰 전단응력등이 작용되므로 이러한 응력을 견디는 충분한 기계적 강도가 체결용링에 대해 요구되는데, 이에 대해서는 체결용 프레이트 재질을 메탈스트립 재질보다 기계적 강도가 우수한 재료를 사용함에 의해서 상기 요구도 만족시킬 수 있다.

이러한, 본 발명의 제작방법에 따라 체결용링을 제작할때 그 제작비용(재료비 및 인건비)은 종전 제작방법의 경우와 비교해서 1/3 또는 1/5까지 비용 절감이 가능하게 된다.

첨부된 도면과 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명해 보면 다음과 같다.

먼저, 제1도와 제2도를 보면, 스트립부재(1)에는 양단부(2,3)가 형성되어져 있으며 그 양단부의 길이(ℓ)는 서로 동일하며, 그 두께는 스트립부재(1) 두께의 절반정도이다.

제4도를 보면 스트립부재(1)를 로울드업할때 이 스트립부재 양단부(2,3)의 각 아래면(2a,3a)이 링의 외측면이 되도록 로울드업하며, 이때 스트립부재(1) 양단부(2,3)의 터미날에지(4a,5a)는 서로 접하도록 한다.

이때“내측면”(여기서 내측면은 외측면에 대한 반대면을 지적할때 사용하는 용어이고, 외측면은 제2도에서 스트립부재 양단부의 아래면인 2a와 3a를 의미한다)은“외측면”(2a,3a)에 평행한 면으로 제1도 제2도에서 (4)와 (5)로 도시되는 면으로서 스트립 부재가 로울드업된 상태를 도시한 제4도에서 보면 그“내측면”은 스트립부재의 내주면에 대한 안쪽으로 단차가 형성되어 있으며“외측면”(2a,3a)은 체결용링이 외주면(1a)과 연결되어 돌출됨 없이 매끈한 원주형상을 이루고,“내측면”(4,5) 안쪽에는 원주상인 스터드(6,7)가 각각 4개씩 돌설되어 있는데 그 스터드는“내측면”(4,5)에 대해 수직형상으로서 그 높이는 스트립(1) 두께의 절반보다 약간 크게 되어 있으나, 본 발명 내용에서는 스터드 수에 대해서는 한정하지 않는다.

또한, 스터드(6)와 유사한 스터드(7)는 스트립의 단부(3)의 내측면(5)으로 부터 돌출되어 있고, 스트립부재의 양단부(2a,3a)의 터미날에지(4a,5a)는 평면으로서 스트립부재의 외주에 대해 수직형성이지만, 내측면(4,5)의 내측 터미날에지(4b,5b)는 제1도와 제2도에 도시된 바와같이 돌출된 형상으로 되어 있는데, 스트립부재(1)를 로울드업하여 그 양단부(2,3)를 프레이트(8)에 의해 합착할때 제4도에서와 같이 내측터미날에지(4b,5b)는 프레이트(8)의 내입된 형상인 터미날에지(8a)와 취합된다. 합착할때 상기한 프레이트(8)는 장방형상으로서, 스트립(1)과 같은 폭을 가지며, 그 두께는 스트립 두께의 절반정도이고, 그 길이는 대략 2ℓ정도로서, 스트립부재(1)의 각단부(2,3)의 축방향길이(ℓ)의 약 2배의 길이이다.

또한, 터미날에지(8a)는 이미 언급한 대로 스트립 양단부(2,3)의 내측면(4,5)의 내측터미날에지(4b,5b)에 취합되므로 그에 일치하는 내입형상으로 되어 있으며, 제3도에서와 같이 프레이트(8) 내부에는 두세트의 4개의 홀(9,10)이 천공되어 있으며, 그 홀의 지름과 배열은 스트립양단부(2,3) 내측면(4,5)상에 돌설된 2세트의 스터드(6,7)의 지름과 배열에 맞도록 정하여 지는데, 제4도에서와 같이 스트립부재(1)를 로울드업하여 외측터미날에지(4a,5a)를 일치시켰을때 내측면(4,5)에 의해 형성되는 하우징(11)에 프레이트를 삽입하게 되는데, 이때 스트립부재 양단부(2,3) 내측면(4,5)상에 돌설된 스터드(6,7)는 프레이트(8)의 홀(9,10) 내부에 끼워져서 결합되고, 이때 홀 밖으로 약간 노출되는 스터드의 끝단부는 제5도에서 링의 내측면과 일체로 연결되는 프레이트(8)면 위에서 리벳팅되고, 이때 하우징(11)의 터미날에지(8a)와 링의 내측 터미날에지(4b,5b)는 상호 취합되므로 프레이트(8)의 결합은 체결용 링으로의 완전한 결합을 이루어 좋은 기계적 강도를 가지게 되어서, 종래에는 스트립 강도의 2배 정도가 되도록 프레이트(8)를 열처리 경화하여야 했었지만 여기서는 프레이트(8)를 스트립부재(1)와 같은 재질을 사용하여 열처리 없이 제작 가능하게 되었으며, 프레이트에 의해 결합되는 체결용 링에 있어서, 그 전단강도등의 기계적 강도를 요구수준으로 맞추기 위해서는 스트립부재(1)보다 기계적 강도가 우수한 프레이트(8)를 사용하면서 하우징(11)의 깊이와 이것과 일치하는 프레이트(8)의 두께를 변화시키면 간단히 조정할 수 있으므로, 이상에서 언급한 본 발명 내용에 따라 메탈스트립에 대해 프레스가공, 스템핑가공, 절단가공 및 리벳이음등으로 제작되는 체결용 링은 스트립 양단부(2a,3a)의 연결부에서 스트립부재(1)의 나머지 부분보다 우수한 굽힘강도와 압축강도를 줄 수도 있다.

제7도와 제8도에서는 상기에 언급된 구조의 체결용링을 신속하고 저렴하게 제조하는 방법중 종래 방법에 대해 신규한 부분에 대해서만 도시 된 것으로, 제7도에서는 적절히 선택된 메탈스트립(21)을 계속적인 프레스가공 및/또는 스템핑가공을 수행하므로써, 링의 일단부(22)와 또다른 링의 일단부(23)가 일체로 연결된 부분인 A로 표시되는 A그룹을 연속적으로 형성함을 나타내는데 이때, 각 링의 양단부(22,23)는 위에서 언급한 구조를 가지며, 특히 그 두께는 스트립 두께의 절반두께보다 약간 작다. 또한 프레스 및/또는 스템핑 작업후엔 제7도에서 도시된 바와같이 그 양단부(22,23)의 옆선이 원래 직선인 스트립옆선상에서 불룩한 형상(은선으로 표시된 부분)으로 이탈되는데, 계속되는 프레스 및 스템핑 가공에 따라 지속적으로 형성되는 불룩한 형상 부위는 그 폭이, 원래의 스트립(21)과 동일한 폭이 되도록 옆선의 이탈부위를 절단제거 한다.

A와 A′과 같은 두개의 연속적인 그룹은 체결용링에서 요구되는 적당한 간격으로, 두개의 연속되는 그룹(A,A′) 사이의 간격을 가지는 스트립부재(B)를 제작하고나서, 두 스트립부재(B,B′)의 인접하는 터미날에지를 따라, 즉 A그룹 및 A′그룹의 중심선에서 절단한후 이 절단된 스트립부재(B)를 로울드업하고, 스트립부재(B)를 완전히 로울드업하면, 서로 인접하게 되는 B의 양단부(22,23)들은, 미리 준비해둔 제3도에 도시된 바와같은 프레이트(8)에 의해 제4도와 제5도에서와 같이 취합되어 체결용 링이 제작되거나, 또는 먼저 스트립부재(B)한쪽 끝단부에 프레이트(8)를 스터드 끝단에서의 리벳결합에 의해 고정시킨후에, 스트립부재(B)를 그 양단부(2a,3a)가 인접하도록 로울드업 하고나서, 나머지 한쪽 끝단부도 프레이드(8)에 스터드끝단에서 리벳결합함으로서 체결용 링을 제작할 수 있다.

이상에서는, 홀(9,10)은 프레이드(8)내에 존재하고, 스터드(6,7)는 스트립부재(1)의 양단부(2,3)에 위치하는 것이었으나 또다른 실시예로서 홀(9,10)은 스트립부재(1)의 양단부(2,3)에 존재하고, 스터드(6,7)는 프레이드(8)내에 위치하는 구조도 가능하므로, 본 발명내용에서는 한세트의 홀(9,10) 또는 한세트의 스터드(6,7)가 프레이트(8)상에 존재하고, 이에 취합되는 한세트의 스터드(6,7) 또는 한세트의 홀(9,10)은 스트립부재(1)의 양단부(2,3)에 존재하는 구조로 한정한다.

Claims (6)

1. 로울드업(rolled up)된 메탈스트립에 의해 구성되는 체결용링에서, 스트립부재(1)의 양단부(2,3)는 그 연결부에서 심각한 두께 증가를 발생시킴없이 서로 연결되고, 스트립부재(1)의 양단부(2,3)들이 양단부의 터미날에지(4a,5a)가 서로 접하도록 되어 접합되어지는 특징을 가지며, 상기 양단부(2,3)의 각각의 두께는 스트립부재(1) 두께의 절반 두께정도이며, 상기 양단부(2,3)의 내측면(4,5) (또는 외측면(2a,3a))은 스트립부재(1) 두께의 절반에 가까운 두께를 가지는 프레이트(8)를 수용하기 위한 하우징(1)을 구성하도록, 링의 내측면(또는 외측면)에 대해 외측으로(또는 내측으로) 단차가 형성되어 있을 뿐만아니라, 스트립부재(1)의 양단부(2,3)상과 프레이트(8)상에, 상호 취합되는 한세트의 스터드(6,7)와 홀(9,10)이 각각 형성되어 있으며, 이 스터드(6,7)가 홀(9,10)에 끼워맞춤됨으로서 결합되고, 이때 홀밖으로 노출되는 스터드 끝단이 스터드 부착부재(스트립 단부 또는 프레이트)와 결합되는 부재(프레이트 또는 스트립단부)면 상에서 리벳결합된 구조로 된 것을 특징으로 하는 체결용 링.
2. 제1항에 있어서, 적어도 두개이상인 스터드(6,7) 또는 홀(9,10) 한세트가 스트립부재(1)의 양단부(2,3)의 각각에 배설되고, 적어도 4개 이상인 홀(9,10) 또는 스터드(6,7)들이 프레이트(8)에 배설되며 상기 스터드가 상기홀에 끼워져 결합된 것을 특징으로 하는 체결용 링.
3. 제1항에 있어서, 프레이트(8)는 스트립부재(1)의 재질보다 우수한 기계적 강도를 가지는 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 체결용 링.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 프레이트(8)의 터미날에지(8a)중 적어도 하나 이상은 직선아닌 형상으로 되며, 프레이트(8)의 터미날에지(8a)에 결합되는 하우징의 터미날에지(4b,5b)는 상기 형상에 취합되는 형상으로 되어 있는것을 특징으로 하는 체결용 링.
5. 2개의 링들의 양단부(22,23)들이 프레스 가공 및(또는) 스템핑 가공에 의해 연속적으로 유입되는 메탈스트립(21)에서 계속적으로 형성되며, 양단부(22,23)의 두께는 스트립(21) 두께의 절반 두께로 되고, 각각의 양단부(22,23)에는 적어도 하나 이상의 홀(9,10)(또는 적어도 하나이상의 스터드(6,7))이 형성될 뿐만아니라 상기 양단부의 접선 방향으로 양단부(22,23)의 터미날 에지가 계속적으로 절단 되어지는 것을 특징으로 하는 체결용링의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 2개의 링들의 양단부(22,23)에서, 스트립(21)의 옆모서리선에 대해 불룩하게 삐져나오는 금속제의 덧살은 제거되되, 상기링의 양단부(22,23)의 폭이 실질적으로 스트립(21)폭과 일치하게 되도록 상기한 금속제의 덧살이 절단 제거되는 것을 특징으로하는 체결용링의 제조방법.