KR100373937B1 - 소결 함유 베어링 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

소결 함유 베어링 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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KR100373937B1 KR10-1999-0060735A KR19990060735A KR100373937B1 KR 100373937 B1 KR100373937 B1 KR 100373937B1 KR 19990060735 A KR19990060735 A KR 19990060735A KR 100373937 B1 KR100373937 B1 KR 100373937B1
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Abstract

본 발명은 소결 함유 베어링의 제조장치 및 제조방법을 개시한다. 본 발명은, 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖으며 외주면에는 적어도 2곳이상 소정깊이의 홈이 소정간격으로 형성된 돌기 교정부와, 이 돌기 교정부의 하측에 상대적으로 외경이 크도록 형성되며 소결 함유 베어링의 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈 형성부와, 돌기 교정부의 하측일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수개 형성되고 돌기 교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기 형성부로 이루어진 교정봉; 교정봉의 상부에 끼워지고 소결 함유 베어링을 가압하여 내주면이 교정봉의 홈 형성부에 밀착됨과 동시에 돌기 형성부로 끼워들어가도록 가압하는 상부펀치; 교정봉의 하부에 끼워지고 소결함유베어링을 들어올려 돌기 형성부로 끼워들어간 소결 함유 베어링의 내주면 일부가 압축되면서 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치;를 포함하여 된 것으로서, 복수의 홈을 갖는 있는 돌기 교정부와 홈 형성부 및 돌기 형성부로 이루어진 교정봉과 상,하부 펀치를 통해 동심도가 정확하게 일치되며, 유막압력을 높일 수 있는 소결 함유 베어링을 완성시킬 수 있게됨으로써 이를 축과 결합시켜 회전동작을 행할 때 안정된 회전정도를 얻을 수 있는 이점을 얻게되며, 더 나아가서는 모터의 성능을 향상시킬 수 있게됨으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Description

소결 함유 베어링 제조장치 및 제조방법{Apparatus and method of manufacturing sintered bearing}
본 발명은 베어링 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내면에 오일을 함유하고 있는 소결 함유 베어링의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 소결 함유 베어링은 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 소결 함유 베어링(1)을 성형한 다음 이를 소결 처리하여 오일이 흡수될수 있는 다공성을 갖도록 한다.
그리고 소결된 상태에서 오일을 함침시킨 다음 모터를 구성하는 하우징에 압입시킨다.
또한 압입 공정에서 베어링의 내주면에 교정봉(미도시)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. 즉, 다공부와 무공부로 이루어지게 된다.
이와같은 방법으로 제조된 소결 함유 베어링(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 회전지지되게 되는 것이다.
그러나 이와같은 방법에 의해 성형된 종래 소결 함유 베어링(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(3)에서의 압력분포가 달라져 동압이 일정하게 발생되지 않는다.
또한 무공부 즉, 오일 흡수공이 막히게 되는 돌기(2)의 내면의 기공도가 조밀하지 못함으로써 불안정한 동압을 발생시키게 될 우려가 야기된다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 무공부와 다공부의 형성이 용이하며, 특히 무공부의 기공도를 매우 작고 조밀하게 형성할 수 있는 소결 함유 베어링을 제조할 수 있는 소결 함유 베어링 제조장치를 제공함에 그 첫째 목적이 있다.
또한 본 발명은, 상기 제조장치를 통해 가장 적절하게 소결 함유 베어링을 제조할 수 있는 방법을 제공함에 그 둘째 목적이 있다.
도 1은 일반적인 소결 함유 베어링의 단면도,
도 2는 본 발명 소결 함유 베어링 제조장치의 일부를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치의 단면도,
도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 소결 함유 베어링의 제조방법을 순차적으로 보인 정단면도 및 평단면도들.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 교정봉 110 : 돌기 교정부
111 : (돌기 교정부의)홈 120 : 홈 형성부
130 : 돌기 형성부 200,300 : 상,하부펀치
400 : 가이드 프레임 B : 소결 함유 베어링
Ba : (소결 함유 베어링의)돌기 Bh : (소결 함유 베어링의)홈
상기 첫째 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치는, 내주면에 홈과 돌기가 소정간격으로 형성된 소결 함유 베어링을 제조함에 있어서, 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖으며 외주면에는 적어도 2곳이상 소정깊이의 홈이 소정간격으로 형성된 돌기 교정부와, 이 돌기 교정부의 하측에 상대적으로 외경이 크도록 형성되며 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈 형성부와, 이 홈 형성부에서부터 상기 돌기 교정부의 하측일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기 교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기 형성부로 이루어진 교정봉; 상기 교정봉의 상부에 끼워지고 상기 소결 함유 베어링을 가압하여 내주면이 교정봉의 홈 형성부에 밀착됨과 동시에 돌기 형성부로끼워들어가도록 가압하는 상부펀치; 상기 교정봉의 하부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 들어올려 상기 돌기 형성부로 끼워들어간 상기 소결 함유 베어링의 내주면 일부가 압축되면서 상기 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
둘째 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소결 함유 베어링의 제조방법은, 소결 함유 베어링을 중공상의 원통으로 성형하는 단계와; 상기 원통 형상으로 성형된 소결 함유 베어링을 소결하여 오일 흡수공을 갖도록하는 소결단계와; 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖으며 외주면에는 적어도 2곳이상 소정깊이의 홈이 소정간격으로 형성된 돌기 교정부와, 이 돌기 교정부의 하측에 상대적으로 외경이 크도록 형성되며 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈 형성부와, 이 홈 형성부에서부터 상기 돌기 교정부의 하측일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기 교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기 형성부로 이루어진 교정봉에 소결된 소결 함유 베어링을 끼우는 단계와; 상부펀치를 이용하여 소결 함유 베어링을 가압하여 소결 함유 베어링의 내주면이 홈 형성부와 돌기 형성부에 밀착되도록 함으로써 소결 함유 베어링의 내주면이 홈 형성부와 돌기 형성부에 끼워 들어가 홈과 돌기가 형성되도록 하는 단계; 상기 소결 함유 베어링을 가압시킨 상부펀치가 교정봉에서 분리시키는 단계; 하부펀치를 상승시켜 상기 소결 함유 베어링을 교정봉에서 분리시키면서, 돌기가 상기 교정봉의 돌기 교정부 및 돌기 교정부에 형성된 홈에 의해 순차적으로 압축 및 신장을 반복 시킴으로써오일 흡수공이 막히도록 하여 소결 함유 베어링을 완성하는 단계;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 소결 함유 베어링의 제조장치 및 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명 소결 함유 베어링 제조장치의 일부를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치의 단면도이다.
그리고 도 4 내지 도 10은, 본 발명에 따른 소결 함유 베어링의 제조방법을 순차적으로 보인 정단면도 및 평단면도들이다.
먼저 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치를 설명하면 다음과 같다.
이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치는 크게 교정봉(100)과 상부펀치(200) 및 하부펀치(300)로 대별된다.
교정봉(100)은, 돌기 교정부(110)와 홈 형성부(120) 및 돌기 형성부(130)로 이루어진다.
교정봉(100)의 돌기 교정부(110)는, 소결 함유 베어링(B)에 형성될 돌기(Ba)의 내경과 동일한 외경을 갖는 것으로서, 특히 외주면에는 길이 방향을 따라 적어도 2곳이상 소정깊이로 복수의 홈(111)이 형성된다.
홈 형성부(120)는 돌기 교정부(110)의 하측으로 연장 형성되는 것으로서, 특히 돌기 교정부(110)의 외경보다 큰 외경을 갖는다. 즉, 홈 형성부(120)는, 소결 함유 베어링(B)의 내주면에 형성될 홈(Bh)의 내경과 동일한 외경을 갖는다.
돌기 형성부(130)는, 전술한 돌기 교정부(110)의 하측 일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수 형성되는 것으로서, 특히 돌기 교정부(110)의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정깊이로 형성된다.
상부펀치(200)는, 교정봉(100)의 상부에 끼워지는 소결 함유 베어링(B)을 가압하기 위하여 마련되는 것으로서, 특히 소결 함유 베어링(B)을 가압함으로써 이 소결 함유 베어링(B)의 내주면이 교정봉(100)의 홈 형성부(120) 및 돌기 형성부(130)로 밀착된채 끼워 들어가도록 하는 역할을 수행한다.
하부펀치(300)는, 교정봉(100)의 하부에 끼워진채 상부펀치(200)에 의해 가압된 소결 함유 베어링(B)을 들어올리는 역할을 한다.
즉, 하부펀치(300)는 상부펀치(200)에 의해 가압되어 교정봉(100)의 홈 형성부(120) 및 돌기 형성부(130)에 밀착된 소결 함유 베어링(B)을 상부펀치(200)의 가압방향과 반대되는 방향으로 들어올림으로써 소결 함유 베어링(B)의 내주면이 돌기 교정부(110)의 외주면과 이에 형성된 홈(111)에 밀착된채 교정봉(100)으로부터 이탈되도록 하는 역할을 한다.
미설명부호(400)은, 교정봉(100)이 삽입되고, 상,하부펀치(200,300)가 이동될 수 있도록 안내되는 가이드 프레임이다.상술한 바와 같이 이루어지는 소결함유 베어링 장치를 구성하는 요소의 개략적인 결합관계를 살펴보면 다음과 같다. 일종의 지그 역할을 하는 상기 가이드 프레임(400)은 중심부에 구멍이 관통 형성되는 구조로서, 이 구멍의 하측으로 하부펀치(300)가 끼워 조립되어진다. 이어서, 중심이 관통된 하부펀치(300)의 하측으로 교정봉(100)이 삽입되어지고, 이 교정봉(100)의 상측으로 즉, 가이드 프레임(400)의 상측으로 베어링(B)이 끼움 조립되어진다.그리고, 상기 베어링(B)의 상측으로 상부펀치(200)가 끼움 조립되어지는 바, 이때의 상부펀치(200)는 가이드 프레임(400)의 내주면에 밀착되면서 그 중심에 형성된 구멍으로는 교정봉(100)의 상단부가 끼움 되어진다.여기서, 상기 상부펀치(200)와 하부펀치(300)는 베어링(B)을 사이에 두고 상,하로 배치되어 베어링(B)을 가압하도록 구비되어진다.
이와같이 구성된 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조장치는, 먼저 가이드 프레임(400)의 중심부에 교정봉(100)과 하부펀치(300)를 위치시킨다.
그리고 교정봉(100)으로 소결 함유 베어링(B)을 끼워 삽입한후, 상부펀치(200)를 통해 이를 하방으로 즉, 하부 펀치(300)를 향해 가압시킨다.
이와같이 상부펀치(200)의 가압동작에 의해 소결 함유 베어링(B)은 홈 형성부(120) 및 돌기 형성부(130)에 밀착된채 끼워 들어가게 된다.
즉, 소결 함유 베어링(B)의 내주면에는 미 완성상태의 돌기(Ba)와 홈(Bh)이 형성되게 된다.
이러한 상태에서 상부펀치(200)을 분리하고, 하부펀치(300)를 들어올리게 되면, 즉, 하부펀치(300)를 상부펀치(200)의 가압방향과 반대되는 방향으로 가압하게 되면, 소결 함유 베어링(B)의 내주면은, 즉, 돌기(Ba)는 돌기 교정부(110)의 표면에 밀착된채 분리되게 된다.
이때 소결 함유 베어링(B)이 돌기 교정부(110)를 따라 분리되는 과정에서 돌기 교정부(110)는 돌기 형성부(130)에 비하여 상대적으로 큰 직경을 갖고 있기 때문에 외측으로 축소되어 무공부를 형성하게 된다.
이에 더하여 돌기 교정부(110)의 외주면상에는 길이 방향을 따라 복수의 홈(111)이 형성되어 있기 때문에 소결 함유 베어링(B)의 내주면은 홈(111)에 의해 신장과 축소 동작이 반본적으로 행하여지는 형태로 분리되게 되어 좀더 큰 기밀성을 갖는 무공부가 형성되게 된다.
결과적으로 이와같이 완성된 소결 함유 베어링(B)상에 오일을 함유시키고, 이에 축을 결합시켜 회전동작을 행할 때 다공부 즉, 홈(Bh)은 충분한 오일의 함유가 가능하게 되고, 또한 돌기(Ba)는 기공도가 작아 유막압력을 상승시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게됨으로써 회전정도의 향상 더 나아가서는 모터의 성능 향상을 꾀할 수 있는 이점을 얻게된다.
도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.
그리고 이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 소결 함유 베어링 제조방법은, 먼저 도 4에 나타내 보인 바와 같이 소결 함유 베어링(B)을 중공상의 원통으로 성형한 다음, 이 원통 형상으로 성형된 소결 함유 베어링(B)을 소결하여 오일 흡수공(미도시)을 갖도록 소결한다.
그리고 도 5에 나타내 보인 바와 같이, 교정봉(100)상에 소결된 소결 함유 베어링(B)을 끼워 삽입한다.
이와같이 소결 함유 베어링(B)이 끼워 삽입되는 교정봉(100)은 도 2 및 도 3에 나타내 보인 바와 같이, 돌기 교정부(110)와 홈 형성부(120) 및 돌기 형성부(130)로 이루어진다.
교정봉(100)의 돌기 교정부(110)는, 소결 함유 베어링(B)에 형성될 돌기(Ba)의 내경과 동일한 외경을 갖는 것으로서, 특히 외주면에는 길이 방향을 따라 적어도 2곳이상 소정깊이로 복수의 홈(111)이 형성된다.
홈 형성부(120)는 돌기 교정부(110)의 하측으로 연장 형성되는 것으로서, 특히 돌기 교정부(110)의 외경보다 큰 외경을 갖는다. 즉, 홈 형성부(120)는, 소결 함유 베어링(B)의 내주면에 형성될 홈(Bh)의 내경과 동일한 외경을 갖는다.
돌기 형성부(130)는, 전술한 돌기 교정부(110)의 하측 일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수 형성되는 것으로서, 특히 돌기 교정부(110)의 외경보다 작은외경을 갖도록 일정깊이로 형성된다.
이러한 구성을 갖는 교정봉(100)상에 소결 함유 베어링(B)을 끼워 삽입한 상태에서, 도 6 및 도 7에 나타내 보인 바와 같이, 상부펀치(200)를 이용하여 소결 함유 베어링(B)을 하방으로 가압한다.
이와같은 상부펀치(200)의 가압동작에 의해 소결 함유 베어링(B)의 내주면은, 홈 형성부(120)와 돌기 형성부(130)에 밀착되게 되어 미완성상태의 홈(Bh)과 돌기(Ba)가 형성되게 된다.
다음 단계로, 상부펀치(200)를 교정봉(100)으로부터 분리시키고, 도 8에 나타내 보인 바와 같이, 하부펀치(300)를 상방으로 가압하여 미완성 상태의 홈(Bh)과 돌기(Ba)를 갖고 있는 소결 함유 베어링(B)을 돌기 교정부(110)의 외주면을 따라 밀착시킨채 분리 시킨다.
이와같이 하부펀치(300)를 통해 소결 함유 베어링(B)을 돌기 교정부(110)를 따라 밀착시킨채 분리시키는 과정에서, 돌기 형성부(130)에 비하여 상대적으로 작은 직경을 갖고 있는 돌기 교정부(110)와, 이 돌기 교정부(110)의 외주면에 형성된 홈(111)에 의해 소결 함유 베어링(B)의 미완성상태의 돌기(Ba)는 신장과 압축을 반복적으로 수행하면서 무공부가 형성되게 된다.
이를 좀더 상세히 설명하며, 도 9에 나타내 보인 바와 같이 소결 함유 베어링(B)의 미완성상태의 돌기(Ba)는 돌기 교정부(110)를 통과하면서 압축되어 기공도가 작은 상태로 됨과 동시에 특히 도 10에 발췌 도시된 바와 같이, 돌기 교정부(110)상에 형성된 복수의 홈(111)을 통과하면서 신장과 압축이 반복적으로수행되게 된다.
따라서 좀더 기공도가 작은 상태의 돌기(Ba)가 즉, 무공부가 형성되게 되는 것이다.
결과적으로 이와같이 제조방법에 의한 완성된 소결 함유 베어링(B)상에 오일을 함유시키고, 이에 축을 결합시켜 회전동작을 행할 때 다공부 즉, 홈(Bh)은 충분한 오일의 함유가 가능하게 되고, 또한 돌기(Ba)는 기공도가 작아 유막압력을 상승시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게됨으로써 회전정도의 향상 더 나아가서는 모터의 성능 향상을 꾀할 수 있는 이점을 얻게된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 홈을 갖는 있는 돌기 교정부와 홈 형성부 및 돌기 형성부로 이루어진 교정봉과 상,하부 펀치를 통해 동심도가 정확하게 일치되며, 유막압력을 높일 수 있는 소결 함유 베어링을 완성시킬 수 있게됨으로써 이를 축과 결합시켜 회전동작을 행할 때 안정된 회전정도를 얻을 수 있는 이점을 얻게되며, 더 나아가서는 모터의 성능을 향상시킬 수 있게됨으로써 제품의 신뢰성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 내주면에 홈과 돌기가 소정간격으로 형성된 소결 함유 베어링을 제조함에 있어서,
    상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖으며 외주면에는 적어도 2곳이상 소정깊이의 홈이 소정간격으로 형성된 돌기 교정부와, 이 돌기 교정부의 하측에 상대적으로 외경이 크도록 형성되며 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈 형성부와, 이 홈 형성부에서부터 상기 돌기 교정부의 하측일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기 교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기 형성부로 이루어진 교정봉;
    상기 교정봉의 상부에 끼워지고 상기 소결 함유 베어링을 가압하여 내주면이 교정봉의 홈 형성부에 밀착됨과 동시에 돌기 형성부로 끼워들어가도록 가압하는 상부펀치;
    상기 교정봉의 하부에 끼워지고 상기 소결함유베어링을 들어올려 상기 돌기 형성부로 끼워들어간 상기 소결 함유 베어링의 내주면 일부가 압축되면서 상기 돌기교정부의 외주면과 일치되도록 하는 하부펀치;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 소결 함유 베어링 제조장치.
  2. 소결 함유 베어링을 중공상의 원통으로 성형하는 단계와;
    상기 원통 형상으로 성형된 소결 함유 베어링을 소결하여 오일 흡수공을 갖도록하는 소결단계와;
    상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 돌기의 내경과 동일한 외경을 갖으며 외주면에는 적어도 2곳이상 소정깊이의 홈이 소정간격으로 형성된 돌기 교정부와, 이 돌기 교정부의 하측에 상대적으로 외경이 크도록 형성되며 상기 소결 함유 베어링의 내주면에 형성될 홈의 내경과 동일한 외경을 갖는 홈 형성부와, 이 홈 형성부에서부터 상기 돌기 교정부의 하측일부에 길이 방향을 따라 방사상으로 다수개 형성되고 상기 돌기 교정부의 외경보다 작은 외경을 갖도록 일정 깊이로 형성된 돌기 형성부로 이루어진 교정봉에 소결된 소결 함유 베어링을 끼우는 단계와;
    상부펀치를 이용하여 소결 함유 베어링을 가압하여 소결 함유 베어링의 내주면이 홈 형성부와 돌기 형성부에 밀착되도록 함으로써 소결 함유 베어링의 내주면이 홈 형성부와 돌기 형성부에 끼워 들어가 홈과 돌기가 형성되도록 하는 단계;
    상기 소결 함유 베어링을 가압시킨 상부펀치가 교정봉에서 분리시키는 단계;
    하부펀치를 상승시켜 상기 소결 함유 베어링을 교정봉에서 분리시키면서, 돌기가 상기 교정봉의 돌기 교정부 및 돌기 교정부에 형성된 홈에 의해 순차적으로 압축 및 신장을 반복 시킴으로써 오일 흡수공이 막히도록 하여 소결 함유 베어링을 완성하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 소결 함유 베어링의 제조방법.
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