KR100312036B1 - 플레이트의홀형성방법및홀형성용펀치 - Google Patents

Abstract

오일통과공을 플레이트에 형성하는 방법으로서, 플레이트는 우선 제1 직경을 갖는 미리 형성된 홀을 구비한다. 제1 직경보다 직경이 작은 가이드부를 가지는 펀치가 상기 기존의 홀에 삽입된다. 펀치는 또한 제1 직경보다 큰 프레스부를 포함한다. 프레스부는 가이드부가 기존의 홀 안으로 연장할 때 플레이트와 맞물린다. 프레스부에 의해 가해진 힘이 플레이트의 부분을 변형시킴으로써 플레이트의 부분의 소성(墮性)이동을 가져온다. 소성이동은 반경방향으로 내향하고 플레이트의 부분이 가이드부를 둘리싸고 맞물리게 함으로써 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 오일통과공을 형성한다.

Description

플레이트의 홀 형성방법 및 홀 형성용 펀치

본 발명은 자동변속기와 같은 유체흐름을 조절하는 용도에 적용되는, 플레이트부재에 작은 홀의 형성방법에 관한 것이고, 또한 그러한 홀이 형성된 플레이트부재에 관한 것이다.

차량의 자동변속기에 사용되는 제어밸브보디는 도 3에 나타낸 것과 유사한 구조를 갖는다. 도 3에서, 밸브버디 l의 상측보디 2 및 하측보디 3은 그 사이에분리판 5를 개재하고 서로 접속되어 있다. 상기 보디 2 및 3에는 채널이 형성되어 각각 오일통로 6 및 7을 형성하고 있다. 분리판 5는 상측보디 2 및 하측보디 3과 액밀상태로 밀착되어 있다. 분리판 5내에는 복수의 오일통과공 9가 있으나, 도 3에는 상기 오일통로 6 및 7을 연결시키는 단 한 개의 오일통과공만 예시되어 있다. 오일통과공 9의 직경과, 오일통과공 9의 에지부의 플레이트면의 평탄도가 분리판 5의 오일통과공 9의 적절한 유체조절특성을 위하여 중요하다.

오일통과공 9는 소정의 직경을 가지며, 전형적으로 도 4에 나타낸 펀치 10과 같은 펀치를 사용하여 분리판 5의 프레스가공에 의해 형성한다.

전술한 분리판 5에 홀을 형성하는 공정에는 문제점이 있다. 상기 플레이트 5의 두께 T가, 예를 들면 2mm로, 작고 오일통과공의 직경 D가 상기 두께 T의 50% 미만(1mm 미만)인 경우에, 융기부(swollen part) 11이 프레스가공중에 생긴다. 이 융기부 11은 통상 홀 형성공정에서 펀치 10이 최초로 플레이트 5에 맞물리는 위치인 플레이트 5의 측면상에 형성된다. 홀 9는 원형이고 융기부 11은 홀 9 둘레 전체에 걸쳐 형성되므로, 융기부는 표면 12상에 환형을 하게 된다. 간혹, 유사한 융기부가 밑면 13상에 형성되어, 그 결과 예를 들면 펀치 10이 홀형성공정중에 플레이트 5를 통해 완전히 관통한 후 이동하는 면인 밑면에 플래쉬(flash) 14가 형성된다.

컨트롤밸브보디가 조립되어 상기 융기부 11이 형성되어 있는 플레이트 5를 포함하는 경우, 상측보디 2와 하측보디 3이 융기부 11에 맞물리게 되므로 오일통로 6 및 7의 액밀성이 저하되고, 따라서 유체의 누설이 가능하게 된다.

추가하여, 도 4에 나타낸 공정은 결점이 있다. 특정적으로, 플레이트 5의 직경 D와 두께 T 사이에 비율을 정의한다. 두께 T가 직경 D에 비하여 훨씬 커서, 그 비율이 매우 작으면, 펀치 10은 플레이트 5를 관통하는 데 필요한 힘을 이겨내지 못할 것이다. 다시 말하면, 상기 펀치 10은 상기 비율이 매우 작으면 파손될 것이다. 따라서, 두께 T가 크고 상대적으로 직경 D가 작으면 펀치 10은 긴 사용수명을 가질 수 없다.

또 다른 차량 자동변속기용 제어밸브보디의 부품에 대한 예가 도 14에 나타나 있다. 앞에서 제시된 예에서와 같이, 도 14에서, 밸브보디 1의 상측보디 2 및 하측보다 3은 분리판 105를 그 사이에 개재하고 서로 접속되어 있다. 또한, 오일통로 6 및 7을 형성하는 채널이 상기 보디 2 및 3에 형성되어 있다. 분리판 105는 상측보디 2 및 하즉보디 3과 액밀상태로 접속되어 있고, 그 안에 복수의 오일통과공 109가 형성되어 있다. 도 14에는 상기 오일통로 6 및 7을 접속하는 플레이트 105의 홀이 한 개만 도시되어 있다.

제어밸브보디의 특정 기능에 따라, 상기 오일통과공 109는 도 14에 나타낸 바와 같이 테이퍼면(taper face) 111을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 오일통과공 109의 내주면은 외측 에지 110과 내측 에지 112를 가지는 테이퍼면 111을 포함한다. 외측 에지 110은 내측 에지 112 및 통과공 109 자체의 직경보다 휠씬 큰 직경을 형성한다. 또한 통과공 109는 내측 에지 112로부터 플레이트 105의 밑면으로 연장하는 원통면(cylinder surface) 113을 형성한다. 상기 테이퍼면 111은 그 전체가 대제로 원뿔형인 경사면이다. 상기 테이퍼면 111은 종종 그 위에 볼 또는 체크밸브를 자리잡게 할 때 필요하다.

앞에서 설명한 경사면을 갖는 오일통과공 109는 정밀한 소정의 크기를 갖는것이 요구되므로, 그것은 종종 카운터싱크 드릴(counter sink drill)을 활용하여 형성된다. 그러한 홀형성방법은 특히 다량의 플레이트 105가 제조되어야 할 때 드릴공정에 많은 시간이 걸리기 때문에 생산성이 낮다는 결점이 있다.

또한, 테이퍼면 111이 프레스가공에 의해 형성될 경우, 생산성을 올라갈 수 있으나, 다양한 부가적인 결점이 그 생산성 증가에 수반된다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 오일통과공 109는 프레스가공에 의해 형성된다. 우선, 원료 판재(plate material)(후에 분리판 105를 형성함)가 상측 및 하측 다이플레이트 115 및 116 사이에 지지된다. 가이드홀이 상기 판재에 형성된다(그 홀은 후에 통과공 109가 됨) 테이퍼면 111은 다이플레이트 115의 가미드홀 속으로 힘을 가하여 들어가는 펀치 117을 사용하여 원료 판재에 소성가공(塑性加工, plastic working)을 함으로써 형성된다.

펀치 117에는 상기 테이퍼면 111에 대응하는 경사면을 가진 테이퍼부 118가있고, 원통면 113을 형성하는 칼럼형 돌출부 119는 상기 테이퍼부 118의 끝으로부터 돌출한다. 상기 테이퍼부 118은 경사를 이루며 펀치 117의 외주면까지 연장하고, 펀치 117의 대경기단부(大徑基端部) 120의 외경은 오일통과공 109의 테이퍼면 111의 대경 에지 110의 직경보다 휠씬 크다. 따라서, 삼각형의 단면을 가지는 환상 갭 122은 테이퍼부 118의 기단부 l20과 분리판 105의 상측면 121과의 사이에 있는 오일통과공 109 둘레에 형성된다. 그 결과, 브레스가공에 따른 변형이 재료의 이동을 야기하고, 융기부 125가 오일통과공 109 둘레의 상측면 121 상에 형성된다.

분리판 105의 하측면 127상에서 재료의 움직임이 야기되고 오일통과공 9 둘레에 융기부 126이 형성된다. 상기 융기부 126은 다이플레이트 116의 상단면(上端 面)에 의해 야기되는 탄성변형의 결과로 생성된다. 또한, 도 15에 나타낸 바와 같이, 상기 융기부 25 및 26은 펀치 117의 열린 각도(open angle) θ 가 80°보다 클때와, 테이퍼면 111의 깊이 M과 분리판 105의 두께 T의 비(M/T)가 0.5 이상일 때 생기기 쉽다는 것이 밝혀졌다.

그러한 융기부 125 및 126은 도 14의 밸브내의 오일의 유동특성에 변화를 초래한다. 결과적으로, 테이퍼면 111이 볼밸브의 베어링면으로 사용되는 경우 원하는 배어링면상에 착좌(着座)특성을 얻을 수 없는 일이 때때로 생긴다.

또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 상측보디 2와 분기판 105의 사이에 가스켓 128이 삽입되고, 또 하나의 가스켓 128이 하측보디 3과 분리판 105의 사이에 삽입될 때, 융기부 125 및 126은 상기 가스켓 128에 만입부(indentation)를 형성한다.

따라서, 가스켓 28의 밀봉능력이 손상될 가능성도 있다.

앞에서 언급한 도면에서, 융기부는 종래기술의 약점을 더 잘 설명하기 위해서 어느정도 과장되었고, 실제 예에서는 플레이트부재의 전체 두께에 비교할 때 도시된 크기를 갖지 않을 수도 있다.

본 발명의 하나의 목적은 플레이트홀의 외주에 인접한 표면상에 융기부가 형성되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 플레이트의 두께에 비하여 홀의 직경이 상대적으로 작을 경우에, 홀형성 공정중에 펀치가 감당해야 하는 평방인치당 힘을 저감하는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 의한 플레이트에 오일통과공(oil passing hole)을 형성하는 방법에 사용되는 펀치 및 다이를 나타내는 부분단면, 부분개략도.

도 2는 도 1에 나타낸 방법에 의하여 플레이트에 형성된 오일통과공의 평면도.

도 3은 홀이 형성된 플레이트를 수용하는 밸브보디의 일부의 부분단면도.

도 4는 판부재에 홀을 형성하는 종래의 방법에서 사용되는 다이의 일부에 대한 부분단면, 부분개략도.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 의한 플레이트에 홀 형성방법에 사용되는 펀치 및 플레이트를 나타내는 부분단면, 부분개략도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 의한 플레이트에 홀 형성방법의 단계를 나타내는 부분단면, 부분개략도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 의한 홀 형성방법에 의해 형성된 홀을 갖는 분리판(separate plate)의 평면도.

도 8은 도 7의 절취선 Ⅷ-Ⅷ을 따른, 본 발명의 제2 실시예애 의해 제조된 분리판(separate plate)을 포함하는 밸브의 부분단면도.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 의해 제조된 분리판을 포함하는 또 다른 밸브의 부분단면도.

도 10은 분리판에 형성된 오일통과공을 나타내는, 도 9에 도시된 분기판의 평면도.

도 11은 도 10의 절취선 ⅩⅠ-ⅩⅠ을 따른, 분리판의 부분단면도.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 의한 플레이트의 부분단면도.

도 13은 본 발명의 제4 실시예에 의한 플레이트의 부분단면도.

도 14는 종래의 분리판을 적용하는 밸브의 부분단면도.

도 15는 종래의 분리판에 홀을 형성하는 종래의 기구를 나타내는 부분단면, 부분개략도.

도 16은 도 l5에 도시된 종래의 분리판을 적용하는 또 다른 밸브의 부분단면 도.

본 발명의 일 양태에 의하면, 플레이트에 홀을 형성하는 방법이 제공된다. 그 방법은 제1 직경을 갖는 제1 홀을 판재에 형성하는 단계를 포함한다. 다음에, 상기 제1 홀을 둘러싼 판재부분이 제1 홀에 관하여 반경방향으로 내향하여 소성적으로 이동하도록 펀치를 사용하여 제1 홀 주위의 판재부분을 변형함으로써, 제2 직경을 갖는 제2 홀을 형성한다. 제2 직경은 제1 직경보다 작다.

바람직하게, 제2 단계에서, 펀치의 가이드부가 제1 홀에 삽입된다. 펀치의 가이드부는 대체로 제2 직경에 대응하는 직경을 갖는 원통형으로서, 제1 홀 주위의 판재부분이 반경방향으로 내향하여 소성이동할 때 판재부분은 상기 가이드부를 접하고 둘러싸서 제2 홀의 부분을 형성한다.

바람직하게, 상기 가이드부의 직경은 플레이트 두께의 50% 미만이다.

바람직하게, 제2 단계에서, 플레이트의 환상부는 변형되어 환상부의 플레이트 두께가 감소되고 앞에서 언급한 판재부분을 중심으로 환상의 만입부를 형성한다. 상기 환상의 만입부는 펀치의 가이드부로부터 방사상 외향하여 동심으로 형성된 칼럼부에 의해 형성된다.

바람직하게, 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싼 판재부분은 대체로 원추형인 경사면으로 형성되고, 펀치는 상기 경사면을 형성하기 위해 가이드부를 중심으로 보조의 원추면을 가지고 형성된다.

바람직하게, 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싸는 판재부분은 대체로 볼록한 환상의 구형표면으로 형성되고 펀치는 가이드부를 중심으로 보조의 구면으로 형성되어 환상의 구형표면을 형성한다.

바함직하게, 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싸는 판재부분은 대체로 모나지않은 곡면의 환상표면으로 형성되고 펀치는 가이드부를 중심으로 보조의 모나지 않은 표면으로 형성되어 곡면의 환상표면을 형성한다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 플레이트는 플레이트본체의 상측면으로부 터 하측면으로 플레이트본체를 완전히 관통하여 연장하는 최소한 하나의 홀을 구비하여 형성되는 플레이트본체를 포함한다. 상기 홀은 플레이트본체의 두께의 50% 미만인 직경을 갖는다. 환상의 만입부가 홀을 중심으로 홀과 동심으로 플레이트본체의 상측 및 하측표면에 형성된다 플레이트본체는 환상의 만입부 및 홀로부터 멀어지면서 대체로 일정하고 균일한 두께를 갖는다.

바람직하게, 플레이트는 상기 만입부와 홀 사이에 형성된 원추형면을 더 포함한다. 이 원추형면은 플레이트본체의 홀 주위 부분의 두께가 환상의 만입부내의플레이트의 또 하나의 부분의 두께보다 작게 되어 있다.

바람직하게, 플레이트는 대안으로서, 만입부와 홀 사이에 형성된 구형면을 포함한다. 이 구형면은 플레이트본체의 홀 주위 부분의 두께가 환상의 만입부내의 플레이트의 또 하나의 부분의 두께보다 작게 되어 있다.

대안으로서, 플레이트는 만입부와 홀 사이에 형성된 고면의 환상표면을 포함할 수 있고, 상기 곡면의 환상표면은 플레이트본체의 홀 주위 부분의 두께가 환상의 만입부내의 플레이트의 또 하나의 부분의 두께보다 작게 되어 있다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면, 펀치는 그 저부에 환상의 평탄면을 갖는 대체로 원통형의 프레스부를 포함한다. 가이드부는 대체로 원통형을 하고 있으며 상기 프레스부로부터 하향하여 연장하고 그 프레스부와 동심을 이룬다. 프레스부는 제1 직경을 갖는 기존의 홀에 인접한 판재의 표면에 접하게 되어 있다. 가이드 부는 상기 기존에 제공된 홀 안으로 삽입되어 프레스부가 플레이트부재애 가하는 힘에 응답하여 플레이트부재의 부분은 변형되고 소성적으로 방사상 내향하여 흐르고 가이드부에 결합하여 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 홀을 형성한다.

펀치는 또한 가이드부 주위에 형성된 원추형부를 포함할 수 있다. 원추형부의 표면은 가이드부로부터 프레스부로 연장하여 원추형부가 제2 직경을 갖는 홀의 방사상 외부에 플레이트부재상에 보조의 원추형면을 형성하게 되어 있다.

폰치는 대안으로서 가이드부 주위에 형성된 구형부(spherical shpaed portion)를 포함할 수 있다. 그 구형부의 표면은 가이드부로부터 프레스부로 연장하여 구형부가 제2 직경을 갖는 홀의 방사상 외부에 플레이트부재상의 표면에 보조의 구형면을 형성하게 되어 있다.

편치는 또한 대안으로서, 기이드부 주위에 형성된 모나지 않은 환상부를 포함할 수 있다. 모나지 않은 환상부의 표면은 가이드부로부터 프페스부로 연장하여 모나지 않은 환상부가 제2 직경을 갖는 홀의 방사상 외부에 플레이트부재상에 보조의 모나지 않은 환상면을 형성하게 되어 있다.

본 발명에 따라 사용되는 펀치는 종래의 펀치에 비교할 때 평방인치당 가해지는 힘이 저감되므로 파손이 잘 안된다. 또한 본 발명에 따라 형성된 홀을 가지는 플레이트부재는 대응하는 밸브부재와 조립될 때 도 양호한 액밀성을 제공하도록 형성된다.

본 발명의 이러한 것과 그 밖의 목적, 특징, 양태 및 장점은 첨부하는 초면을 참조하여 이하에서 상세히 설명함으로써 더욱 충분히 이해될 수 있을 것이다. 모든 도면을 통하여 대응하는 부품에 대하여는 동일한 참고번호로 표시한다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 펀치 15를 사용하여 플레이트 65에 직경이 작은 오일통과공 69를 형성하는 방법에 관한 특징을 나타낸다.

플레이트에 홀형성하는 제1 단계

도 1에서, 준비된 홀 16(쇄선으로 표시됨)은 후속하여 플레이트 65가 되는 강판재에 형성된다. 펀치(도시되지 않음)는 종래의 홀 형성방법(도 4)에 관하여 설명한 것과 유사한 방법으로 사용된다. 상기 준비된 홀 16은 대체로 도 1의 쇄선으로 표시된 형상을 갖는다.

상기 준비된 홀 16의 직경은 도 1에 나타낸 바와 같이, 오일통과공 69의 소망의 직경보다 크다. 오일통과공 69의 두께 T 및 직경 D가 예를 들면, 각각 1.6mm 및 0.8mm일 때, 준비된 홀 16의 직경 d는 약 0.9mm이어야 한다. 즉, 이들의 상대적인 크기관계는 T > d > D 가 된다. 준비된 홀용 펀치의 직경이 플레이트의 두께에 비하여 크기 때문에, 펀치에 가해지는 평방인치당 힘의 크기는 상대적으로 낮다. 따라서, 준비된 홀 16의 형성에 사용되는 펀치는 쉽게 깨지지 않고, 도 4에 나타낸종래의 펀치에 비교할 때 사용수명이 길 수 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 준비된 홀 16은 소정의 직경 d를 대략적으로 유지하면서 플레이트 65의 전 두께를 따라 연장한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 에지부 18 및 19는 준비된 홀 16에 인접한 모나지 않은 단면을 갖는다. 본 발명의 목적으로, 상기 에지부 18 및 19의 모나지 않은 부분을 형성하는 재료 즉 플래쉬(flash)는 예상될 수 있고 본 발명에 의한 방법의 효과에 저해요인이 되지 않는다. 다시 말하면, 상기 준비된 홀 16의 형성에는 높은 정밀도가 요구되지 않는다.

홀 형성의 제2 단계

앞에서 언급한 준비된 홀 16은 다음에 펀치 15의 사용에 의해 변형되어 오일통과공 69를 형성한다. 펀치 15는 본체내에 칼럼형 보디 20과, 칼럼형 보디 20의 말단으로부터 돌출하고 직경이 작은 칼럼형상으로 되어 있는 작은 칼럼부 21로 이루어진다. 가이드부 22는 상기 작은 칼럼부 21의 말단면의 중앙에서 돌출되고 작은 칼럼부 21의 직경보다 작은 직경의 원통형으로 되어 있다. 가이드부 22의 길이는 오일통과공 69의 두께 T보다 크며 , 작은 칼럼부 21의 길이는 요부 35의 깊이와 같거나 크다. 단, 요부 35의 깊이는 강판의 재질 및 탄성변형량에 따라 변화될 수 있다.

가이드부 22의 직경은 형성하고자 하는 오일통과공 69의 소망의 직경 D와 거의 동일하다. 작은 칼럼부 21의 직경은 준비된 홀 16의 직경보다 크다. 작은 칼럼부 21의 하단면(下端面) 23, 즉 가이드부 22의 저부 주위의 환상면은 반경방향으로(플레이트 65의 상측면 25에 평행인 방향으로) 연장한다. 펀치보디 20의 환상 하단면 26은 작은 칼럼부 21의 저부 주위에 반경방향으로 연장하여 환형을 형성한다.

추가하여, 하즉 베드(bed) 27은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 하향하여 펀치 15에 힘이 가해져서 변형이 진행되는 동안 플레이트 65의 하측면 28을 지지한다. 하측 베드 27은 플레이트 65의 하측면 28을 지지하는 지지면 20을 포함한다. 하측 베드는 또한 지지면 30으로부터 연장하는 칼럼형 돌출부 31을 포함한다. 돌출부 31의 직경은 펀치의 작은 컬럼부 21의 직경과 동일하거나 대체로 동일하지만, 준비된 홀 16의 직경 d보다는 크다.

오일통과공 69는 앞에서 설명한 장치를 사용하여 다음과 같이 제조된다.

준비된 홀 16이 형성된 플레이트 65을 하측 베드 27에 놓고, 펀치 15를 밑으로 내린다. 결과적으로, 가이드부 22는 그 직경이 준비된 홀 16의 직경보다 크기때문에 준비된 홀 16 내부로 연장하고, 이어서, 작은 칼럼부 21 및 돌출부 31은 준비된 홀 16의 예지부 18 및 19를 프레스한다. 작은 칼럼부 21 및 돌출부 31에 의해 에지부 18 및 19 상에 힘이 가해지면, 에지부 18 및 19는 소성변형을 일으킨다. 소성변형으로 인하여, 작은 칼럼부 21 및 돌출부 31 사이의 플레이트 65 상에 환상부 32가 형성된다. 그 환상부 32의 형성에서, 준비된 홀 16의 직경은 가해지는 힘에 의해 환상부 32가 가이드부 22의 외주면을 둘러싸고 맞물리도록 감소된다. 그 결과, 소정의 치수와 형상을 가진 오일통과공 69가 정밀하게 형성된다. 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 오일통과공 69의 양단 주위에 환상의 얇은 요부(凹部) 35 및 36이 작은 칼럼부 21 및 돌출부 31에 의한 변형의 결과로서 형성된다. 그 결과, 도4에 도시된 종래의 플레이트에 관하여 논의된 바와 같은 융기부가 형성되지 않는다. 준비된 홀 16의 하단부 근처에 어떠한 플래쉬도 변형되고 평탄화되어 플레이트 65의 다양한 부분 상에 대체로 평탄한 면을 형성한다.

도면에서, 예를 들면 요부 35 및 36의 깊이와 같은 여러 가지 외형치수는 본 발명의 효과를 보다 잘 설명하기 위하여 두께 T에 비하여 실제 비율의 크기보다 더 크게 그려져 있음을 이해해야 한다.

원하는 크기의 직경을 갖는 홀을 형성하는 단계에서, 플레이트 65의 준비된 홀 16 주위의 재료가 변형의 결과 이동하게 되면, 그 이동한 제료는 가이드부 22의 전체면의 형상과 완전히 일치해야 하는 것은 아니다. 오히려, 최소한 상기 홀 69의 경계가 되는 외주면 전체에서 가이드부 22와 접하는 것이 바람직하나, 가이드부 22의 푹방향 길이 전체체 걸쳐 접할 필요는 없다. 그러나, 준비된 홀 16과 펀치 15의 치수는 상기 환상부 32가 최소한 가이드부 22의 외주면의 전체 직경 주위에서 접촉하여 오일통과공 69를 형성하도록 미리 설정된다.

앞에서 설명한 본 발명에 의하면, 준비된 홀 16은 플레이트 65에 형성되고, 준비된 홀 16의 단부 18 및 19를 변형함으로써 준비된 홀 16의 중간부는 소정의 치수 및 형상으로 가이드부 22 방향으로 프레스되어 오일통과공 69를 형성한다. 따라서, 오일통과공 69이 높은 정밀도로 형성되고, 그 에지에 융기부 및 플래쉬의 형성이 방지될 수 있다. 요부 35 및 36상의 오일통과공 69 주위에는 융기부가 형성될 가능성이 있으나, 그 융기부는 플레이트 65의 상측 및 하측면 25 및 28에 전혀 영향을 주지 않고, 예를 들면 자동차 변속기의 밸브보디에 사용될 때 누설문제를 일으키지 않는다. 다시 말하면, 플레이트 65의 상측 및 하측면 25 및 28의 평탄성이 공정중에 유지되며 플레이트 65를 포함하여 밸브보디가 조립될 때 소망의 액밀 특성이 유지된다.

본 발명에 의하면, 준비된 홀을 사전에 플래이트에 형성되고, 후속하여 그 홀 주위의 재료가 변형되고, 준비된 홀 안에 삽입된 가이드부에 맞대어 가압되어 그 후에 원하는 형상의 홀을 형성한다. 상기한 방법을 사용하여 정밀한 치수의 홀이 얻어질 수 있다.

본 발명의 효과

본 발명에 의한 홀형성방법에서, 준비된 홀이 형성될 때, 직경이 비교적 큰 펀치가 사용될 수 있다. 따라서 소망스럽지 않은 펀치의 파손은 거의 없다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예는 도 5에 도시되어 있는 바, 분리판 75를 형성하는 데 사용되는 원재료를 보여주고 있다. 분리판 75는 우선 원형의 준비된 홀 50을 가지고 형성된다. 그 준비된 홀 50은 종래의 프레스가공 또는 펀치공정에 의해 형성된다. 준비된 홀 50의 직경 D2는 도 7 및 도 8에 도시된 완성된 오일통과공 209에 대응하는 직경 D1보다 크게되도록 형성된다.

도 5에 나타나 있는 바와 같이 다이플레이트 215는 플레이트 75의 프레스가공을 위해 사용된다. 어떤 면에서는 다이플레이트 215는 도 15의 다이플레이트 115와 유사하다. 펀치 230은 홀 209의 형성에 사용되고 도 15에 나타낸 펀치 117과 유사하지만, 이하에 설명하는 추가적인 특징을 갖는다. 상기 펀치 230은 도 6, 7, 8및 이하에서 설명하는 바와 같이 상기 홀 209 및 플레이트 75의 인접면을 형성하는데 사용된다. 펀치 230은 플레이트 75 내에 이후 테이퍼면 211로 지칭하는 원추형면을 형성하는 원추형상을 갖는 테이퍼면 231을 가지는 테이퍼부 218을 포함한다. 상기 펀치 230은 또한 플레이트 75의 원통면 213의 형성을 보조하는 원통면 233을 갖는 원통형 돌출부 219를 포함한다.

도 6에 나타낸 바와 같이 플레이트 75에 홀을 형성하기 위해서, 펀치 230은 플레이트 75의 상측면에 대면하여 하향으로 힘이 가해진다. 이하에서 실명하는 다양한 다른 부재들이 펀치 230과 함께 플레이트 75에 홀을 형성한다.

펀치 230은 도 5에 나타낸 바와 같이 대략적으로 상대적 치수로 형성될 수 있으나, 펀치 230의 여러부분의 상대적 치수중의 몇은 본 발명의 다양한 양태를 보다 명백히 설명하기 위해 과장되어 있음을 이해해야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 도 5에 예시된 펀치 230의 특정의 치수 또는 상대적인 치수에 제한되지 않는다.

테이퍼면 231의 방사상 최외곽부분의 에지 234의 직경은 테이퍼면 211의 큰 직경의 에지 210의 직경보다 약간 작고, 테이퍼면 231의 높이(깊이) P는 테이퍼면 211의 높이보다 약간 작다. 반경방향으로 큰 직경의 에시 234 외부에 위치한 환상단면(auuular end face) 235는 큰 직경의 에지 234로부터 반경방향으로, 다시 말하면 분리판 75의 상측면 221에 평행한 방향으로 연장한다. 상기 단면 235는 도 6에 니타낸 바와 같이, 프레스가공중에 다이플레이트 215의 하단면 2l5a를 벗어나서 길이 L2만큼 이동할 수 있다.

추가하여, 도 5 및 도 6에 나타낸 실시예에서, 원통형 다미 237이 하측 다이플레이트 216의 홀에 삽입된다. 상기 다이 237은 분기판 75의 하측면 227에 평행하게 연장하는 환상의 상단면(上端面) 238을 갖는다. 다이 237의 상단면 238은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 홀형성공정중에 다이플레이트 216의 상단면 216a 위로 길이 L1만큼 도 5 및 도 6의 방향과 상대적으로 상향하여 이동된다. 길이 L1 및 L2는 성형가공압력 및 탄성변형량에 따라 변화될 수 있다.

칼럼형 돌출부 219의 직경 D1은 완성된 오일통과공 209의 직경과 대체로 동일하다.(도 7 및 도 8 참조).

오일통과공 209는 앞에서 설명한 다이와 펀치를 사용하여 다음과 같이 형성된다. 분리판 75의 원재료를 도 5에 나타낸 바와 같이 상측 및 하측 다이플레이트 215 및 216 사이에 끼워진 상태를 유지하면서, 펀치 230을 하강시킨다. 다음에, 테이퍼부 218의 테이퍼면 231이 도 6에 나타낸 바와 같이 준비된 홀 50을 소성적으로 변형한다. 플레이트 75의 소성변형에 의해 이동된 재료는 테이퍼부 218의 테이퍼면 231 및 돌출부 219의 원통면 233 방향으로 대면하여 이동된다. 그 곁과, 오일통과공 209의 형상은 테이퍼면 211 및 원통면 213을 포함하도록 형성된다. 따라서, 테이퍼면 211 및 원통면 213은 소정의 치수 및 형상을 갖도록 형성된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 홀형성공정의 제1 단계는 직경 D2를 갖는 준비된 홀 50의 형성을 포함한다. 다음에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 준비된 홀 50 주위의 재료는 변형되고 이동하여 원하는 형상 및 인접면을 갖는 별도의 홀 209를 형성한다.

본 발명의 제2 실시예는 테이퍼면 211을 포함한다. 그러나, 본 방법은 이하에서 설명되는 바와 같이, 다른 형상을 가지는 홀의 형성에 적용될 수 있다.

상기한 프레스 가공 단계에서, 펀치 230의 단면 235는 오일통과공 209 주위의 상측면 22l을 압착한다. 따라서, 상기 테이퍼면 231에 의한 성형에 수반하는 재료의 이동에 의해 야기되는 상측면 221상에서의 융기현상이 방지된다. 또한, 위에서 언급한 프레스가공중에, 다이 237의 상단면 238은 오일통과공 209 주위의 하측면 227을 압착한다. 따라서, 재료의 이동에 기인한 하측면 241 상에 융기부의 생성도 또한 방지된다.

테이퍼면 211 및 원통면 213이 테이퍼면 231 및 원통면 233에 대면하여 형성될 때, 테이퍼면 211 및 원통면 213의 치수 및 형상은, 부분적으로, 단면 235 및 상측면 221 그리고 상단면 238 및 하측면 227 사이의 접촉의 결과이다. 다시 말하면, 테이퍼면 211 및 원통면 213을 테이퍼면 231 및 원통면 233상에 형성할 수 있다. 왜냐하면 표면 235 및 216a가 펀치 230의 및 231 및 233의 방향으로 방사상 내향하여 변형이 일어나도록 가압하는 재료의 소성이동을 제한하기 때문이다. 결과적으로, 이동되는 재료의 체적면에서 고려한 재료의 이동은 항상 대체로 일정하고, 각 부분의 치수는, 도 15에 나타낸 바와 같이 치수와 형상이 펀치 217의 스트로크에 크게 의존하는 종래의 방법과 비교할 때, 개선된다.

상기 홀형성공정의 결과로, 그와 같이 처리된 분리판 75는 도 7 및 도 8에 니타낸 바와 같이, 상측면 221상에 환형으로 연장하는 폭이 W1인 요부 240과, 하측면 227상에 환형으로 연장하는 폭이 W2인 요부 241를 갖는다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 가스켓과 같은 밀봉수단이 없는 밸브 1에서, 폭W1 및 W2는 상면부 240 및 하면부 241이 각각 오일통로 6 및 7의 격벽(隔壁) 243 및 244로부터 약간 분리되도록 위치를 잡으므로써 밀봉특성이 저해되지 않는다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 가스켓 228이 사용되는 밸브에서, 폭 W1 및 W2,그리고 인접면의 외형치수는, 변형된 가스켓이 소망의 밀봉특성을 가지기 위해 요부 240 및 241에 밀착하도록 미리 설정된다.

가스켓 228의 밀봉특성은 상기 요부 240 및 241에 의해 거의 감소되지 않는다. 도 9에 도시된 구성은 앞에서 도 16을 참조로 예시된 바와 같이 융기부 126을포함하는 분리판 105의 밀봉특성에 대한 개선된 밀봉특성을 나타낸다.

도 9에 예시된 바와 같이 본 발명에서, 감소되어 거의 무시할 만한 깊이를 갖는 요부 240 및 241도 역시 양호한 밀봉특성을 나타낸다.

상기 요부 240 및 241, 그리고 보디 2 및 3의 격벽 243 및 244 사이의 관계를 도 10 및 도 11을 참조하여 다음과 같이 설명한다. 상기 요부 240 및 241은 그 직경이 각각 격벽 243 및 244 내부에 위치할 수 있는 치수를 갖는다. 상기 요부 240 및 241의 외주 에지와 격벽 243 및 244의 외주 에지 사이의 각각의 거리 L3 및 L4는 양호한 밀봉특성을 유지하기 위해 최소한 1mm가 될 필요가 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명에 따라, 오일통과공 209의 외주는 프레스가공(홀 형성공정)중에 압착되므로, 융기부 125 및 126(도 14 참조)의 생성이 방지된다. 따라서, 오일통과공 209 및 인접면은 소정의 치수와 형상을 갖도록 더욱 정밀하게 형성된다. 추가하여, 그러한 공정은 프레스가공에 의해 실행될 수 있으므로, 제조공정에서의 생산성제고를 유도한다.

이상과 같이 형성된 오일통과공 209는 테이퍼면 211의 열린 각도 θ (도 5 및 도 8 참조)가 80°이상이고, 분리판 75의 두께 T에 대하여 테이퍼면 211의 깊이 M의 비율(M/T)가 0.5 이상일 때 특히 우수한 효과가 있다. 그러나 본 발명은 이상의 내용에 한정되지 않는다.

[제3 실시예]

본 발명의 제3 실시예는 도 12에 나타나 있다. 도 12에서, 오일통과공 309는 도 12에 나타낸 바와 같이 테이퍼면 대신에 구면(球面) 330으로 형성된다. 상기 구면 330은 에지 310의 직경보다 작은 직경을 갖는 에지 312를 가진다. 구면 330은 스무스한 요면을 가지고, 반경 R인 구 331의 표면부와 일치한다. 상기 홀 309의 형성은, 그 형성을 위해 테이퍼면 231이 반경 R인 구면으로 대체되도록 펀치 230이 변형되었지만, 상기 펀치 230과 유사한 펀치를 필요로 한다. 그래서, 상기홀 309가 있는 플레이트를 적용하는 밸브에서, 상기 볼 331과 같은 볼이 상기 홀 309 안에 삽입되어 유체가 상기 홀 309를 관통하는 데 대한 체크밸브의 기능을 하도록 할 수 있다. 곡면부의 두께 M은 강판의 두께 T의 1/2 이하이며 , 구의 직경 R과 강판의 두께 T는 한정되지 않는다.

[제4 실시예]

본 발명은 또한 도 13에 나타낸 바와 같이 테이퍼면 대신에 곡면(curved face) 432를 갖는 오일통과공 409에 적용가능하다. 상기 곡면 432는 에지 410의 직경보다 작은 직경을 갖는 에지 412를 갖고, 원통면 413 주위에 형성된 경사면이다. 구면 430은 스무스한 복록면을 갖는다. 곽면부의 두께 M은 강판의 두께 T의 0.1 내지 0.7배이며, 강판의 두께 T는 한정되지 않는다. 본 발명이 그러한 경사면이 있는 홀의 형성에 적용되는 경우, 선행 실시예에서와 유사한 효과가 얻어질 수 있다. 상기 홀 409의 형성은, 그 형성을 위해 테이퍼면 231이 상기 홀 309의 형상을 형성하는 상보적(相補的)인 형상을 가진 환상의 곡면으로 대체되도록 펀치 230이 변형되었지만, 상기 펀치 230과 유사한 펀치를 필요로 한다.

플레이트내에 홀의 경사면을 형성하는 동안 플레이트상에 융기부가 생성되는 것이 방지되므로, 프레스가공에 의해 제조되는 플레이트의 유체흐름을 조절하는 정밀도가 개선된다.

본 발명의 정신과 범위로부터 일탈하지 않고 본 발명의 다양한 상세사항에 대한 변경이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 실시예에 대한 상기한 설명은 예증의목적으로만 제시되었으며, 첨부되는 특허청구범위 및 그 동등물에 의해 정의되는 바와 같은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.

Claims (16)

1. 플레이트에 제1 직경을 가지는 제1 홀을 형성하는 단계와,

   상기 제1 홀 주위의 플레이트부분이 상기 제1 홀에 대하여 반경방향으로 내향하여 소성적으로 이동하도록, 펀치를 사용하여 상기 제1 홀 주위의 플레이트부분 을 변형하고, 그 결과 제1 직경보다 작은 제2 직경을 가지는 제2 홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 상기 펀치의 가이드부가 상기 제1 홀에 삽입되고, 상기 펀치의 가이드부는 상기 제2 직경에 상응하는 직경을 갖는 원통형으로서, 상기 제1 홀 주위의 플레이트부분이 반경방향으로 내향하여 소성적으로 이동할 때, 상기 가이드부와 접하는 동시에 둘러싸는 플레이트부분이 제2 홀의 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 가이드부의 직경이 상기 플레이트의 두께의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 상기 플레이트의 환상부는 환상부를 이루는 플레이트의 두께가 감소되어 플레이트의 앞에서 언급한 부분 주위에 환상의 만입부를 형성하도록 변형되고, 그 환상의 만입부는 펀치상의 가이드로부터 반경방향으로 외향하여 동심으로 형성된 칼럼부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법 .
5. 제4항에 있어서, 상기 제2단계에서, 상기 환상의 만입부와 가이드부 사이의 플레이트부분은 원추형인 경사면으로 형성되고, 상기 펀치는 가이드부 주위에 상보적인 원추면을 가지고 형성되어 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
6. 제2항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싸는 플레이트부분은 원추형인 경사면으로 형성되고, 상기 펀치는 가이드부 주위에 상보적인 원추면을 가지고 형성되어 상기 경사면을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싸는 플레이트부분은 볼록한 형상을 갖는 환상의 구형면으로 형성되고, 상기 펀치는 가이드부 주위에 상보적인 구면을 가지고 형성되어 상기 환상의 구형면을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
8. 제2항에 있어서, 상기 제2 단계에서, 가이드부를 둘러싸는 플레이트부분은 둥근 형상인 곡면의 환상형면(annular shaped surface)으로 형성되고, 상기 펀치는가이드부 주위에 상보적인 둥근 면을 가지고 형성되어 상기 곡면의 환상형면을 형성하는 것을 특징으로 하는 플레이트의 홀형성방법.
9. 플레이트본체의 상측면으로부터 하측면으로 완전히 관통하여 연장하는 최소한 하나의 홀이 형성된 플레이트본체를 가지는 플레이트로서,

   상기 홀은 상기 플레이트본체의 두께의 50% 이하인 직경을 가지고, 상기 홀 주위의 상기 플레이트의 상측면 및 하측면에 상기 홀과 동심을 이루는 환상형 만입부가 형성되고, 상기 플레이트본체는 상기 환상형 만입부 및 상기 홀로부터 이격하여 일정하고 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 플레이트.
10. 제9항에 있어서, 상기 만입부와 상기 홀 사이에 형성된 원추형면을 더 포함하고, 상기 원추형면은 상기 홀 주위의 상기 플레이트본체의 부분의 두께가 상기 환상형 만입부내의 상기 플레이트본체의 또 다른 부분의 두께보다 작게 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플레이트.
11. 제9항에 있어서, 상기 만입부와 상기 홀 사이에 형성된 구형면을 더 포함하고, 상기 구형면은 상기 홀 주위의 상기 플레이트본체 부분의 두께가 상기 환상형만입부내의 상기 플레이트본체의 또 다른 부분의 두께보다 작게 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플레이트.
12. 제9항에 있어서, 상기 만입부와 상기 홀 사이에 형성된 곡면의 환상형면을 더 포함하고, 상기 곡면의 환상형면은 상기 홀 주위의 상기 플레이트본체의 부분의 두께가 상기 환상형 만입부내의 상기 플레이트본체의 또 다른 부분의 두께보다 작게 되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 플레이트.
13. 플레이트에 홀을 형성하기 위한 펀치로서, 상기 펀치는

    그 저부에 환상의 평면을 갖는 원통형의 프레스부(pressing part)와,

    상기 프레스부로루터 하향하여 연장하고 상기 프레스부와 동심인 원통형인 가이드부를 포함하고,

    상기 프레스부는 제1 직경을 갖는 기존 홀에 인접한 플레이트부재의 면에 맞물리게 형성되고 상기 가이드부는 기존의 준비된 홀 속으로 삽입되는 형태를 가짐으로써, 상기 프레스부에 의해 플레이트부재상에 가해지는 힘에 따라 플레이트부재의 부분이 변형되고 반경방향으로 내향하여 소성적 이동하여 상기 가이드부와 맞물려서 제1 직경보다 작은 제2 직경을 갖는 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 펀치.
14. 제13항에 있어서, 상기 가이드부 주위에 형성된 원추형부를 더 포함하고, 상기 원추형부의 표면은 상기 가이드부로부터 상기 프레스부로 연장하여 제2 직경을 갖는 상기 홀의 반경방향 외측의 플레이트부재상에 상기 원추형부가 상보적 윈추형면을 형성하도록 하는 것을 특정으로 하는 펀치.
15. 제13항에 있어서, 상기 가이드부 주위에 형성된 구형부를 더 포함하고, 상기 구형부의 표면은 상기 가이드부로부터 상기 프레스부로 연장하여 제2직경을 갖는 상기 홀의 반경방향 외측의 플레이트부재상에 상기 구형부가 상보적 구형면을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 펀치.
16. 제13항에 있어서, 상기 가이드부 주위에 형성된 둥근 환상형부를 더 포함하고, 상기 둥근 환상형부의 표면은 상기 가이드부로부터 상기 프레스부로 연장하여 제2 직경을 갖는 상기 홀의 반경방향 외측의 플레이트부재상에 상기 둥근 환상형부가 상보적 둥근 환상면을 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 펀치.