KR100272705B1 - 소결함유베어링 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 교정봉의 외주면에 소결함유베어링의 돌기 및 홈의 내경과 동일한 외경이 형성되도록 한 다음 소결함유베어링을 교정봉에 넣고 프레스로 압입하여 돌기 및 홈이 교정봉에 의해 교정되도록 함으로써, 소결함유베어링의 돌기 및 홈의 동심도가 정확하게 일치되어 동압발생력이 균일하게 되고 축지지도가 향상되는 소결함유베어링 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 소결함유베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖는 돌기교정부가 구비되고, 상기 돌기교정부의 하측에 상기 돌기교정부의 외경보다 큰 동심의 상태이면서 상기 소결함유베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈형성부가 구비되며, 상기 홈형성부에서부터 상기 돌기교정부의 하측일부에 걸쳐 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기형성부가 구비된 교정봉; 상기 교정봉의 상부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 가압하여 이의 내주면이 상기 홈형성부에 밀착됨과 동시에 상기 돌기형성부로 끼워들어가도록 하는 상부펀치; 그리고 상기 교정봉의 하부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 들어올려 상기 돌기형성부로 끼워들어간 상기 소결함유베어링의 내주면 일부가 압축되면서 상기 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치를 구비하는 특징이 있다.

Description

소결함유베어링 제조장치 및 그 방법
본 발명은 소결함유베어링 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소결함유베어링의 내주면에 형성된 돌기 및 홈과 동일한 형상을 갖는 교정봉에 의해 소결함유베어링이 교정되도록 함으로써, 돌기 및 홈의 동심도가 정확하게 일치되어 동압발생력이 균일하게 되고 또한 축지지력이 향상되는 소결함유베어링 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소결함유베어링은 일본 특개평(特開平) 5-180229 호에 개시된바 있다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이 내주면에 다수개의 돌기(2)와 홈(3)이 형성되도록 소결함유베어링(1)을 성형한 다음 이를 소결처리하여 오일이 흡수될수 있는 다공성을 갖도록 한다. 그리고 소결된 상태에서 오일을 함침시킨 다음 모터를 구성하는 하우징에 압입시킨다. 또한 압입공정에서 베어링의 내주면에 교정봉(4)을 압입하여 돌기(2)가 원하는 내경을 갖도록 교정시키면 각 돌기(2)의 내면은 미세하게 형성된 다공성의 오일 흡수공이 막히게 되고 홈(3)은 오일 흡수공이 막히지 않는 상태가 된다.
이같은 방법으로 제조된 소결함유베어링(1)의 내주면에 축이 끼워지면 축의 외주면이 각 돌기(2)와 접한 상태로 되며 축이 고속으로 회전되는 동안 각 홈(3)의 오일 흡수공에서 오일이 공급되어 돌기(2)와의 사이에 동압이 발생되고 축이 회전지지된다.
그러나 종래의 소결함유베어링(1)은 소결과정에서 수축이 발생됨으로 돌기(2) 및 홈(3)의 동심도가 틀려지게 된다. 즉 소결할 때 이들의 위치를 잡아주는 별도의 구조물이 없음으로 각 돌기(2) 및 홈(3)의 동심도가 틀려지게 되고 따라서 각 홈(16)에서의 압력분포가 달라져 동압이 일정하게 발생되지 않는다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 여러가지 문제점을 해결하기 위해 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 교정봉의 외주면에 소결함유베어링의 돌기 및 홈의 내경과 동일한 외경이 형성되도록 한 다음 소결함유베어링을 교정봉에 넣고 프레스로 압입하여 돌기 및 홈이 교정봉에 의해 교정되도록 함으로써, 소결함유베어링의 돌기 및 홈의 동심도가 정확하게 일치되어 동압발생력이 균일하게 되고 축지지도가 향상되는 소결함유베어링 제조장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래 소결함유베어링의 제조방법을 나타낸 개통도,
도 2는 본 발명 소결함유베어링 제조장치의 일부를 나타낸 사시도,
도 3a,b,c는 본 발명 제조장치를 나타낸 단면도,
도 4a,b,c,d,e는 본 발명의 제조과정을 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 제조방법을 나타낸 플로우챠트.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 교정봉 11 : 돌기교정부
12 : 홈형성부 13 : 돌기형성부
14 : 소결함유베어링 15 : 돌기
16 : 홈 17 : 프레임
18 : 상부펀치 19 : 하부펀치
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소결함유베어링 제조장치는, 소결함유베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖는 돌기교정부가 구비되고, 상기 돌기교정부의 하측에 상기 돌기교정부의 외경보다 큰 동심의 상태이면서 상기 소결함유베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈형성부가 구비되며, 상기 홈형성부에서부터 상기 돌기교정부의 하측일부에 걸쳐 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기형성부가 구비된 교정봉; 상기 교정봉의 상부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 가압하여 이의 내주면이 상기 홈형성부에 밀착됨과 동시에 상기 돌기형성부로 끼워들어가도록 하는 상부펀치; 그리고 상기 교정봉의 하부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 들어올려 상기 돌기형성부로 끼워들어간 상기 소결함유베어링의 내주면 일부가 압축되면서 상기 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치를 구비하여 되는 점에 그 특징이 있다.
이하 첨부도면에 따라 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 소결함유베어링 제조장치의 일부를 나타낸 사시도 이고 도 3a,b,c는 본 발명 제조장치를 나타낸 단면도 이다. 소결처리된 원통형의 소결함유베어링(14)이 끼워지는 교정봉(10)이 구비된다. 교정봉(10)에는 소결함유베어링(14)의 내주면에 형성될 다수개의 돌기(15)들이 이루는 내경과 동일한 직경의 외경을 갖는 돌기교정부(11)가 원기둥의 형태로 상부에 구비된다. 그리고 돌기교정부(11)의 하부에 소결함유베어링(14)의 내주면에 형성될 다수개의 홈(16)들이 이루는 내경과 동일한 직경의 외경을 갖는 홈형성부(12)가 원기둥의 형태로 구비된다.
또한 교정봉(10)에는 방사상으로 다수개의 돌기형성부(13)가 구비된다. 돌기형성부(13)는 소결함유베어링(14)이 압축되는 과정에서 교정봉(10)의 내부로 끼워들어가 돌출되도록 요입홈 형태로 축방향을 따라 길게 형성된다. 각 돌기형성부(13)의 선단은 돌기교정부(11) 쪽으로 연장되며 이들 돌기형성부(13)의 연장된 부분에는 완만한 원호형의 경사부(13a)로 구성된다. 또한 교정봉(10)의 외주연에 중공상의 프레임(17)이 구비되고 프레임(17)과 교정봉(10) 사이에는 상부에서 승강되는 상부펀치(18)와 하부에서 승강되는 하부펀치(19)가 각각 구비된다.
이처럼 구성된 본 발명은 교정봉(10)의 외주면에 형성된 돌기교정부(11)의 외경이 홈형성부(12)의 외경 보다 작으며 이들의 경계부는 층이 형성된다. 이들의 외경 차이는 소결함유베어링(14)의 돌기(15)와 홈(16)의 내경간의 차이와 일치된다. 이런 상태에서 소결처리된 원통형의 소결함유베어링(14)이 교정봉(10)과 프레임(17)의 사이에 끼워진다. 소결과정에서 다공성을 가지게 된 소결함유베어링(14)이 교정봉(10)에 끼워지면 하부펀치(19)의 상부에 놓이게 되고 이후 상부펀치(18)가 하강되어 도 3b와 같이 되면 소결함유베어링(14)이 압축된다. 또한 압축과정에서 소결함유베어링(14)의 내주면이 교정봉(10)의 홈형성부(12)와 밀착되며 일부는 돌기형성부(13)로 끼워들어간다. 그리고 소결함유베어링(14)은 다공성의 오일 흡수공이 막히지 않을 정도로 압축된다.
압축과정에서 홈형성부(12)와 밀착된 소결함유베어링(14)의 내주면은 소결함유베어링(14)의 홈(16)으로 구성되며 이때 홈(16)으로 구성된 부분은 오일 흡수공이 막히지 않는다. 그리고 돌기형성부(13)로 끼워들어간 부분은 돌기(15)로 형성된다. 또한 압축이 완료된 다음 상부펀치(18)가 프레임(17)의 외부로 분리되고 이후 하부펀치(19)가 서서히 상승된다. 도 3c와 같이 하부펀치(19)가 상승되면 소결함유베어링(14)이 교정봉(10)에서 분리되며 이과정에서 돌기형성부(13)로 끼워 들어간 돌기(15)는 돌기교정부(11)를 통과하면서 재압축된다. 소결함유베어링(14)이 상승됨에 따라 돌기(15)는 경사면(13a)을 거치면서 압축되며 이 과정에서 다공성의 오일 흡수공이 막힌다.
소결함유베어링(14)이 교정봉(10)에서 완전 분리되면 내주면에 돌기(15)와 홈(16)이 형성된 소결함유베어링(14)이 완성된다. 소결함유베어링(14)은 교정봉(10)에 형성된 홈형성부(12)와 돌기형성부(13) 및 돌기교정부(11)를 거치면서 순차적으로 압축됨과 동시에 가공됨으로 돌기(15) 및 홈(16)의 내경이 이루는 동심도가 정확하게 일치된다. 또한 제작과정에서 홈(16)은 오일 흡수공이 막히지 않으며 돌기(15)는 오일 흡수공이 대부분 막히게 된다. 이러한 소결함유베어링(14)에 오일을 함침시킨 다음 모터를 구성하는 하우징에 압입하여 축을 지지하도록 하면 축이 회전되는 동안 홈(16)에서 오일이 공급되고 돌기(15)에서 동압이 발생되어 축이 회전지지된다. 또한 이들 홈(16)과 돌기(15)의 동심도가 정확하게 일치됨으로 동압발생분포가 균일하게 되어 회전 정밀도가 향상된다.
도 5는 본 발명에 따른 제조방법을 나타낸 플로우챠트이다. 즉 소결함유베어링(14)을 원통형으로 성형하는 단계(100)가 구비되고 성형된 소결함유베어링(14)을 소결처리하여 미세한 오일흡수공이 형성되도록하는 단계(110)가 구비된다. 또한 소결처리된 소결함유베어링(14)을 교정봉(10)에 끼우는 단계(120)와, 상부펀치(18)로 소결함유베어링(14)을 가압하는 단계(130)가 구비된다. 소결함유베어링(14)을 가압하는 단계(130)에서 소결함유베어링(14)이 압축되고 내주면이 교정봉(10)의 외주면과 밀착된다. 또한 밀착과정에서 교정봉(10)에 형성된 홈형성부(12)의 외주면과 밀착되어 홈(16)이 자동으로 형성되며 돌기형성부(13)에 의해 돌기(15)가 형성되는 단계(140)가 구비된다. 또한 홈(16)이 형성되는 과정에서 오일흡수공은 막히지 않는다.
또한 소결함유베어링(14)이 압축된 다음 상부펀치(18)가 상승되어 교정봉(10)에서 분리되는 단계(150)가 구비되고 이후 하부펀치(19)가 상승되는 단계(160)가 구비된다. 그리고 하부펀치(19)가 상승될 때 소결함유베어링(14)이 교정봉(10)에서 분리되며 이때 교정봉(10)에 형성된 돌기교정부(11)에 의해 돌기(15)가 압축되어 필요한 길이만큼 돌출되는 단계(170)가 구비된다. 또한 돌기(15)가 필요한 길이로 압축되는 과정에서 미세하게 형성된 오일흡수공이 막히게 된다. 위의 각 단계들을 거치면 소결함유베어링(14)의 내주면에 동심도가 정확하게 일치되는 다수개의 돌기(15)와 홈(16)이 형성된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 교정봉의 외주면에 소결처리된 소결함유베어링을 끼운 다음 상부펀치로 가압하면 소결함유베어링의 내주면이 교정봉의 외주면과 밀착된다. 그리고 밀착되는 과정에서 교정봉의 외주면에 형성된 홈형성부와 밀착되어 홈의 내경이 자동으로 설정된다. 또한 홈의 내경이 설정된 다음 하부펀치를 이용하여 압축된 소결압유베어링을 교정봉에서 분리 시키면 돌기가 돌기교정부에 의해 필요한 길이로 압축되어 그 내경이 자동으로 설정된다. 따라서 제조과정에서 교정봉에 의해 소결함유베어링의 돌기 및 홈의 내경이 결정됨으로 이들의 동심도가 정확하게 일치되며 축이 소결함유베어링에 끼워진 상태로 고속회전될 때 각 홈에서 발생되는 오일압력이 일정하게 되어 돌기에서의 동압이 균일하게 되고 축을 회전지지하는 정도가 향상되는 등의 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 소결함유베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖는 돌기교정부가 구비되고, 상기 돌기교정부의 하측에 상기 돌기교정부의 외경보다 큰 동심의 상태이면서 상기 소결함유베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈형성부가 구비되며, 상기 홈형성부에서부터 상기 돌기교정부의 하측일부에 걸쳐 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기형성부가 구비된 교정봉;
    상기 교정봉의 상부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 가압하여 이의 내주면이 상기 홈형성부에 밀착됨과 동시에 상기 돌기형성부로 끼워들어가도록 하는 상부펀치;
    그리고 상기 교정봉의 하부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 들어올려 상기 돌기형성부로 끼워들어간 상기 소결함유베어링의 내주면 일부가 압축되면서 상기 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치를 구비하는 소결함유베어링 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 돌기형성부의 상부쪽 외주면과 상기 돌기교정부의 하부쪽 외주면 사이에 원호형의 경사부가 구비되어 상기 돌기형성부 내부로 들어간 상기 소결함유베어링의 내주면 일부가 상승되는 과정에서 상기 경사부를 거치면서 서서히 압축되어 상기 돌기교정부의 외주면과 접하도록함을 특징으로 하는 소결함유베어링 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상부펀치에 의해 상기 소결함유베어링이 압축될 때 상기 교정봉의 홈형성부와 밀착되는 부분이 상기 소결함유베어링의 홈으로 구성됨을 특징으로 하는 소결함유베어링 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 하부펀치에 의해 상기 소결함유베어링이 상기 교정봉에서 빠질 때 상기 돌기형성부로 끼워들어간 상기 소결함유베어링의 일부가 압축되어 돌기로 구성되고 또한 압축과정에서 오일흡수공이 막히게 됨을 특징으로 하는 소결함유베어링 제조장치.
  5. 소결함유베어링을 중공상의 원통으로 성형하는 단계;
    상기 성형된 소결함유베어링을 소결하여 오일흡수공을 갖도록하는 소결단계;
    소결함유베어링에 형성될 돌기 및 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 돌기교정부와 홈형성부를 갖는 교정봉에 소결된 소결함유베어링을 끼우는 단계;
    상부펀치를 이용하여 소결함유베어링을 가압하여 소결함유베어링의 내주면이 홈형성부와 돌기형성부에 밀착되도록하는 단계;
    상기 소결함유베어링이 가압되는 과정에서 내주면이 상기 홈형성부와 밀착되어 홈으로 형성되고 또한 상기 소결함유베어링의 내주면이 돌기형성부에 끼워 들어가 돌기로 형성되는 단계;
    소결함유베어링을 가압시킨 상부펀치가 교정봉에서 분리되는 단계;
    하부펀치가 상승되어 상기 소결함유베어링을 교정봉에서 분리시키는 단계;
    그리고 소결함유베어링이 교정봉으로 부터 분리되는 과정에서 돌기가 돌기교정부에 의해 압축되어 필요한 길이로 돌출되며 이때 오일 흡수공이 막혀 최종적으로 소결함유베어링이 완성되는 단계를 구비하는 소결함유베어링 제조방법.
  6. 소결함유베어링에 형성될 돌기 및 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 돌기교정부와 홈형성부를 갖는 교정봉에 소결처리되어 오일흡수공이 형성된 소결함유베어링을 끼운 다음 상부펀치를 이용하여 상기 소결함유베어링을 가압하여 그 내주면이 홈형성부와 돌기형성부에 각각 밀착되도록 하여 소결함유베어링에 홈과 돌기가 각각 형성되도록 하고,
    가압된 소결함유베어링을 상기 교정봉에서 분리시키는 과정에서 상기 교정봉에 형성된 돌기교정부에 돌기가 억지끼워지며 이때 재압축되면서 필요한 길이만큼 돌출됨과 동시에 오일흡수공이 막힌 상태로 제조되는 소결함유베어링.
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