KR100314884B1 - 기어제품 - Google Patents

Abstract

소형 또한 경량으로 강도가 높은 기어 제품을 제공한다.

동축상에 클러치 스플라인(13)과 헤리컬치형(14)을 인접시켜서 틈새없이 연속하여 일체적으로 단조 성형하여 얻어진 기어제품(M1).

Description

기어 제품

본 발명은 예를들어 트랜스미숀에 사용되는 싱크로용의 클러치 스플라인을 구비한 기어와 같이 동축상에 다른 복수의 치형이 연속하여서 혹은 플랜지를 거쳐서 인접되게 연속하여 구비된 기어 제품에 관한 것이다.

상기 기어제품은 각각 독립되어 별체로 형성된 복수의 기어를 하나로 합체시킨 것이나, 최초부터 일체적으로 형성되어 있는 것이 있고, 그들의 각치형은 모두 절삭가공에 의한것, 일부의 치형을 단조(鍛造) 성형하고, 그 이외를 절삭 가공함으로서 성형한 것 등이 존재한다. 그리고 이 종류의 기어 제품에 있어서는 헤리컬 치형은 전적으로 절삭가공에 의하여 형성되어 있는 것이 실정이었다. 복수의 기어를 합체시키므로서 형성된 기어 제품은, 공정이 많아 재료의 낭비가 많고, 강도적으로도 개개의 기어가 각각 단체이므로 충분히 대응할수 있도록 형성하지 않으면 안되므로, 경량화 하기가 어렵다. 또 치형이 절삭 가공된 것은 소재의 섬유조직이 그 절삭부에서 분단되며, 강도적으로 약해지고, 치형의 양단에 공구가 빠져 나올 곳을 확보하여야 하므로, 인접한 치형 상호간에 간극이 필요하게 되어, 소형화하기에는 그만큼 불리하게 된다. 또한, 절삭 형성한 치형은 면취(面取) 가공을 하지 않으면 안된다. 그래서 모든 치형을 단조 형성하므로서 그러한 것을 없도록 하는 사상이 옛부터의 하나의 숙원으로서 존재하고 있었으나, 실현화 하는 것은 기술적으로 불가능하다고 체념하고 있었다. 사실 그와 같은 기어 제품은 실용에 견딜수 있는 것이 하나도 존재하고 있지 않다.

본 발명은 상기와 같은 소망을 실현화 한 것이며, 그 구성은 동축상에 다른 복수의 치형끼리 또는 복수의 치형과 플랜지를 인접하게 틈새없이 연속으로 일체적으로 단조형성한 것이다. 그리고 본 발명에서 치형이란 헤이컬치 및 스트레이트치를 의미하여, 클러치 스플라인을 스트레이트치로서 인식한다.

치형끼리 혹은 치형과 플랜지가 인접하게 틈새없이 연속으로 단속성형되어있으므로, 축방향의 길이가 짧아지며, 소형화 할수 있다. 또 치형의 섬유조직이 연속되고, 또한 치형끼리 혹은 치형과 플랜지가 서로 보강하게되어 강도도 높아진다. 또한 경량화도 도모할수 있고, 종래 기계가공 하고있던 라운딩이나 면취부분도 사전에 형에 구비하여 둠으로서 자유롭게 설정할수 있다.

본 발명에 관한 기어 제품을 2개의 다른 치형을 가진 실시예로 도면에 의거하여 설명한다.

먼저 성형장치 부터 설명하면, 제7도에 있어서 (1)은 하형, (2)는 그 바로위에 승강 가능하게 배치된 상형이며, 하형(1)은 베이스(1a)에 대하여 회동가능한 외형(1b)내에 승강가능한 내형(1c)가 동심원(同心園)상으로 조입되어 있고, 중심에는 펀치(3)가 배치되어 있다. 베이스(1a)와 외형(1b) 상호간에는 베이링(4)이 개재되고, 펀치(3)와 내형(1c)의 각 아래쪽에는 각각 핀 형상의 녹아우트(5)와 통형상의 녹아우트(6)가 설치되어 있다. 외형(1b)의 상단 내주에는 헤리칼 치형 형성용 치형(7)이 형성되며, 또 내형(1c)의 상단에는 캐비티(8)의 주위에 싱크로용의 클러치 스플라인 형성용 치형(9)이 형성되어 있다. 한편, 상형(2)에는, 그 중앙에 아래쪽으로 돌출가능한 펀치(10)가 조입되고, 그 주위에 링 형상의 돌출부(11)를 구비한다.

이와 같이 형성된 상하 양형(1,2)사이에 소재(素材)(12)를 셋트하고, 상형(2)을 하강시켜서 소재(12)를 캐비티(8)내에 압입한다. 상기소재(12)에는 대경부(12a)와 소경부(12b)가 연속하여 2단으로 구비되고, 또한 소경부 측에는 그것보다 소경인 보스부(12c)가 연설되어 있다. 캐비티(8)내에 압입된 소재(12)는, 클러치 스플라인 형성용 치형(9)에 의하여 소경부(12b)의 외주에 클러치 스플라인(13)이 형성되는 동시에 양단면으로부터 펀치(3, 10)및 돌출부(11)가 몰입되므로서 방사 방향으로 팽창되고, 대경부(12a)의 주위에 헤리컬 치형(14)이 형성된다.

(제8도). 상기 펀치(3, 10)의 몰입부분은 축구멍에 이용되고, 돌출부(11)의 몰입형성 부분은 경량화에 필요하다. 각 치형의 형상은 헤리칼 치형 형성용 치형(7) 및 클러치 스플라인 형성용 치형(9)의 형상에 따라 자유자재로 설정할수 있으므로, 그들 치형 형성용 치형에 사전에 면취나 라운딩을 설정해 둠으로써, 후가공을 생략하는 것이 가능하게 된다. 실시예에서는 클러치 스플라인 형성용 치형(9)에 성형되는 클러치 스플라인의 개방 단부측에 안내용인 챔퍼(Champer)가 동시에 형성되도록 되어 있다.

상기 하형(1)과 상형(2)으로서 캐비티(8)가 완전히 폐쇄되는 밀폐구조로 하고, 소재(12)의 형상, 크기를 사전에 여육(餘肉)이 생기지 않도록 설정해 두면, 제1도에 나타내는 바와 같이 클러치 스플라인(13)과 헤리칼 치형(14)이 축방향으로 틈새 없이 연속하여 형성된 기어 제품(M1)을 1공정으로 성형할 수 있다. 본 실시예에 나타내는 이와같은 제품(M1)은, 형상뿐 아니라, 헤리칼 치형을 절삭가공 하므로서도 성형 가능하지만 치형의 측단면에 의도적으로 플랜지 형상의 버어(Burr)를 구비하며, 그 버어를 스토퍼용의 플랜지로서 이용할수는 없는 것이다. 즉, 기어에는 확실하게 맞물리게 하고, 빠짐을 방지하기 위하여, 치형의 측단면에 스토퍼를 부설하는 일이 있으나, 제11도와 같이 캐비티(8)가 완전히 폐쇄되지 않는 반밀폐 구조를 채택하고, 하형(1)과 상형(2)과의 사이에 버어(15')를 달아내어 성형하여 그 부분을 유효하게 이용하면 제2도에 나타내는 바와 같이 치형의 옆에 축방향으로 틈새 없이 연속하여 스토퍼용인 플랜지(15)를 일체적으로 구비한 제품(M2)도 형성할수 있는 것이다. 이경우 치형과 플랜지가 일체적이기 때문에, 치형의 강도가 높아지는 장점이 있다. 또 치형내에서의 섬유조직의 흐름이 제3도와 같이 연속되어 있으므로, 상기 플랜지에 의한 강도의 형상과 서로 어우러져서 경이적인 내구성을 나타낸다.

제품(M)을 형으로부터 빼낼 경우는 상형(2)을 상승시킨후, 녹아웃(6)의 밀어올림에 의하여 내형(1c)과 함께 제품(M)을 상승시켜서 먼저 제품(M)을 외형(1b)으로 부터 빼낸다(제9도). 그때 외형(1b)은 헤리컬 치형(14)의 경사분만 회동하고, 제품(M)은 회동하지 않고, 바로위에 빼내어진다. 빼내는 방향은 바로 위이기 때문에, 상기 베이스(1a)와 외형(1b) 상호간에 개재되는 베어링(4)은 제7도와 같이 상하의 위치 관계로서 접하는면(가압시에 베어링으로의 부담을 적게하기 위하여 이상적으로는 실시예와 같이 수평면)에 배치되는 것이 바람직하다. 이어서 녹아웃(5)을 밀어올려 제품(M)을 펀치(3)의 상단에서 지지한 채로 캐비티(8)로부터 빼낸다(제10도).

상기 실시예는 치형이 축방향으로 서로 오버랩하지 않는 것을 설명하였으나 형구조의 변경으로 치형이 서로 오버랩되고, 치형과 치형이 축방향으로 틈새없이 연속하는 특수한 기어 제품을 형성하는 것도 가능하다.

다음에 그 실시예를 설명한다.

사용하는 형에는 제12도와 같이 분할면을 경계로하여, 하형(1)과 상형(2)의각각에 지름이 근사한 다른 치형 형성용 치형을 형성한다. 치형 형성용 치형은 예를들어 하형(1)에 클러치 스플라인 형성용 치형(9)을, 상형(2)에 헤리컬 치형 형성용 치형(7)을 형성하고, 헤리컬 치형 형성용 치형(7)을 가지는 상형(2)을 회동 가능한 구조로 한다. 이와같이 하여 형성된 제품(M3)은, 제4도에 나타내는 바와 같이 양쪽치형의 오버랩한 이음새 부분이 연속되어 있으므로, 치형끼리가 서로 보강되어 강도가 높아진다. 이와같은 형태의 기어 제품은 종래 어떠한 수단을 가지고도 양산 할수는 없었다. 본 실시예의 경우도 상기 실시예와 마찬가지로 형구조를 반 밀폐식으로 하고, 치형사이에 버어를 구비하여 그 버어를 스토퍼용의 플랜지로 하고, 제5도와 같이, 치형 사이에 플랜지(15)를 양쪽치형에 연속시켜서, 일체로 형성한 제품(M4)으로 하는것도 가능하다. 또 제6도와 같이 대경부에 클러치 스플라인(13)을 소경부에 헤리컬 치형(14)을 형성한 제품(M5)으로 하거나, 그와 같은 치형사이에 플랜지를 일체적으로 형성한 기어 제품으로 할 수도 있다.

이와 같이 본발명에 의하여 형성되는 기어 제품은 종류가 많으며, 하나 하나 상세히 설명하자면 한이 없으나, 요컨대 축방향 측단연부가 개방되어 있지 않은 치형의 형성이 가능하므로서, 치형끼리, 혹은 치형과 플랜지가 틈새없이 연속하여 일체적으로 단조성형된 기어 제품이며, 대표적인 것은 상기 실시예에서 설명한것도 포함하여, 제13도에 그들제품(M1),(M2),(M4),(M6) - (M10)의 유형만을 예시하여 둔다. 그리고 이와같은 기어 제품은, 소형이며 강한 기어를 대량으로 더구나, 저렴하게 안전 공급할수 있는 것이다.

상기 실시예는 스트레이트와 헤리컬 치형 이라고 하는 2종류의 치형을 2단으로 연속하여 구비한 기어 제품에 대한 것을 설명하였으나 치형은 헤리컬 끼리, 스트레이트 끼리의 조합으로도 할 수 있다. 또 치형의 수는 3단 혹은 그 이상이라 하더라도 양옆에 형성되는 치형이 모두 대경일 경우를 제외하면 적용된다. 또한 플랜지의 위치, 치형의 모듈, 치수, 지름, 두께등은 필요에 따라 적당히 변경된다.

그리고, 본 발명의 기어 제품은 치형끼리 혹은 치형과 플랜지 상호간에 틈새가 없기 때문에, 치형 상호간에 틈새를 가지는 종래의 구형제품을 사용하는 장치에는 그대로 사용할수 없는 상황이 생기는 것이 상정되지만, 그 경우라 하더라도 제14도에 각각 나타내는 바와 같이 치형 상호간에 틈새(16)를 주설(周設) 한 개조품(M11) - (M14)이라고 하면, 기설의 구형장치를 개조하지 않고 대응할수 있는 것이다. 그리고, 이러한 것들은 어디까지나 일예를 나타낸것에 불과하다는 것을 부언한다.

본 발명에 의하면 치형과 치형과의 간격이 없어지고, 소형화되며, 또 치형 및 제품자체의 강도가 향상된다. 또한 라운딩 가공이나 면취(面取)등부대적인 공정을 생략하므로서, 소형이며 강한 기어를 대량으로 더우기 저렴하게 안전 공급할 수 있다. 그리고 그러한 본 발명의 기어 제품은 치절(齒切)되어 있지 않으므로 선정할 경우에도 종래 제품과의 분별은 용이하며, 혼란을 일으키는 일은 없다.

제1도는 본발명에 관한 기어 제품의 실시예를 나타내는 사시도.

제2도는 본발명에 관한 기어 제품의 변경 실시예를 나타내는 사시도.

제3도는 치형내에서의 섬유조직의 흐름을 나타내는 설명도.

제4도는 본발명에 관한 기어제품의 다른 변경실시예를 나타내는 사시도.

제5도는 본발명에 관한 기어제품의 다른 변경실시예를 나타내는 설명도.

제6도는 본발명에 관한 기어제품의 다른 변경실시예로 나타내는 사시도.

제7도는 제1도에 나타내는 기어 제품의 성형장치를 나타내는 설명도.

제8도는 제1도에 나타내는 기어 제품의 성형공정을 나타내는 설명도.

제9도는 제1도에 나타내는 기어 제품의 성형공정을 나타내는 설명도.

제10도는 제1도에 나타내는 기어 제품의 성형공정을 나타내는 설명도.

제11도는 제2도에 나타내는 기어 제품의 성형공정을 나타내는 설명도.

제12도는 제4도에 나타내는 기어 제품의 성형공정을 나타내는 설명도.

제13도는 제품의 종류를 나타내는 설명도.

제14도는 제품을 종래 제품에 적합하게 가공을 베풀은 개조품의 종류를 나타낸 설명도이다

(부호의 설명)

1: 하형 1a: 베이스

1b: 외형 1c: 내형

2: 상형 3: 펀치

4: 베어링 5: 노크아웃

6: 노크아웃 7: 헤리컬 치형 형성용 치형

8: 캐비티 9: 클러치 스플라인 형성용 치형

10: 펀치 11: 돌출부

12: 소재 12a:대경부

12b: 소경부 12c:보스부

13:클러치 스플라인 14:헤리컬 치형

15:플랜지 15: 바리

16:극간(틈새)

M. M1 - M10: 제품

M11 - M14: 개조품.

Claims (1)

1. 주변 둘레에서 다른 형상의 치를 지니는 복수개의 기어부재를 일체로 구비하는 기어제품에 있어서, 상기 기어부재 사이에서 상기 기어부재들과 동축상에 위치되도록 일체로 단조형성(forged)되는 플랜지를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 기어부재와의 사이에 틈새가 형성되지 않도록 상기 기어부재에 직접 접하는 것을 특징으로 하는 기어제품.