KR100583826B1 - 차량용 풀리의 크라운 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 풀리의 제조방법 및 크라운 성형장치에 관한 것으로서, 특히 드로잉공정, 가공공정, 크라운공정으로 이루어진 크라운 형상을 갖는 풀리의 제조방법 및 상기 크라운을 성형하는 장치에 관한 것이다.

상기 크라운공정은 가공공정을 마친 풀리를 아이어닝 함과 동시에 상기 풀리의 외주면에 크라운을 형성하도록 하는 공정이고, 상기 크라운 성형장치는 이러한 공정을 가능케 하는 장치이다.

풀리, 크라운, 아이어닝

Description

차량용 풀리의 크라운 성형장치 { CROWN MAKING DEVICE OF PULLEY FOR VEHICLE }

도 1은 본 발명의 차량용 풀리의 제조방법을 도시한 블록선도,

도 2(a)는 본 발명의 제1차 드로잉공정을 수행하는 장치의 단면도,

도 2(b)는 본 발명의 제1차 드로잉공정을 마친 제품의 단면도,

도 3(a)는 본 발명의 제2차 드로잉공정을 수행하는 장치의 단면도,

도 3(b)는 본 발명의 제2차 드로잉공정을 마친 제품의 단면도,

도 4(a)는 본 발명의 제3차 드로잉공정을 수행하는 장치의 단면도,

도 4(b)는 본 발명의 제3차 드로잉공정을 마친 제품의 단면도,

도 5는 본 발명의 가공공정 중 트리밍 및 피어싱을 마친 제품의 단면도,

도 6은 본 발명의 가공공정 중 CNC선반가공을 마친 제품의 단면도,

도 7(a)는 본 발명의 크라운공정을 수행하는 장치의 단면도,

도 7(b)는 본 발명의 크라운공정을 마친 제품의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 드로잉공정, 111 : 제1차 드로잉공정,

112 : 제2차 드로잉공정, 113 : 제3차 드로잉공정,

120 : 가공공정, 121 : 트리밍 및 피어싱 공정,

122 : CNC선반가공공정, 130 : 크라운공정,

700 : 풀리, 701 : 돌출부,

702 : 크라운, 703 : 경사부,

704 : 중공부, 705, 730 : 프레스,

710 : 스페이서, 712, 726 : 스프링,

714 : 상패드, 715 : 상펀치,

716 : 상다이, 717, 721 : 테이퍼,

720 : 스트리퍼, 722 : 하펀치,

724 : 하패드, 725 : 돌기,

727 : 하패드고정판, 728 : 플레이트,

729 : 쿠션핀.

본 발명은 차량엔진의 벨트 구동시 벨트의 장력조절 및 벨트의 이완을 방지하기 위하여 장착되는 차량용 풀리에 관한 것으로서, 특히 크라운 형상을 갖는 풀리의 제조방법 및 상기 크라운을 성형하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 풀리는 구동벨트시스템에 장착되어 각각의 보기류(파워스티어링, 타이밍벨트, 에어콘, 워터쿨링펌프 등)의 구동을 원활하게 하는 부품이다.

이러한 구동을 원활하게 하기 위해 구동벨트의 감싸는 정도를 증대시키고 장 력을 일정하게 유지할 목적으로 엔진블록 및 브라켓에 장착된다.

이러한 부품은 차량 엔진의 운전조건에 따라 정확한 특성을 가지고 있어야 한다.

자동차 엔진의 운전조건이 고속 고압인 경우에 회전체에 의한 회전 불균형과 같은 과부하에 의하여 풀리가 변형되지 않기 위해서는 충분한 강성을 가지고 있어야 한다.

따라서 내부에 베어링이 장착되는 풀리는, 용접 이음매가 없는 정밀 드로잉 공정에 의하여 정확한 치수 성형조건을 만족하면서 생산되어야 한다.

이러한 풀리를 제조하는 종래의 공정은, 상·하부의 금형을 사용하는 여러 가지 과정을 거쳐야 하므로 공정이 복잡하고, 또한 각 과정 사이에 수작업을 필요로 하게되어 전체적인 생산성이 저하되고 제품의 불량률이 놓은 단점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자 등록특허번호 제10-0288892호에서는 자동차 엔진 풀리의 드로잉장치 및 제조방법에 대하여 기술하고 있다.

하지만, 위 공보에 게재된 발명의 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 시편의 쇠가지를 평탄화 시키고자 상다이에 별도의 돌기를 원주형으로 형성하였는데, 이는 형상드로잉 또는 각형드로잉 제품에 부분적으로 국부적인 하중 및 미끄럼 저항을 크게 하여 주름억제 및 원자재절감 효과를 요하는 드로잉기법에 이용되는 것으로써, 상기 풀리를 제작하기 위한 원형드로잉에 이와 같은 원주돌기를 형성하여 드로잉할 경우에는 상기 돌기로 인해 소재에 가해지는 마찰저항이 크게되므로 소재의 두께를 감소시켜 최종적으로 제품의 불량률을 높이는 원인이 된 다.

또한, 상기 상다이를 제작함에 있어서 상기 돌기를 만들기 위해서 별도의 공정이 필요할 뿐만 아니라, 원주 형태의 돌기를 형성하도록 하는데 제조상의 어려운 문제점이 있다.

둘째, 역드로잉시 유압을 이용하여 소정의 반력을 작용시킨다고 하고 있는데, 이러한 유압의 작용을 위해서는 별도의 유압장치가 필요하고 유압에 의한 오일의 누수를 방지하기 위해 실링 등을 하여야 하는 등 비용이 많이 들고, 제작면에 있어서도 유압장치 등을 설치하여야 하는바 구조 등이 복잡해지는 문제점이 있다.

셋째, 아이어닝공정을 한 후에 피어싱공정을 하기 때문에 상기 피어싱공정을 할 때 아이어닝된 풀리에 변형이 일어날 수 있는 문제점이 있다.

넷째, 위 발명에 의해 제조되는 풀리는 외주면이 평평한 풀리로써 이 풀리에 장착되는 벨트의 대응면은 상기 풀리의 외주면과 같이 평평하게 되어 평평한 단일평면접촉을 이루게된다.

따라서, 벨트의 구동시 풀리들의 외주면에서 정확하게 중심이 일치하지 못하고 구동에 따라 풀리에서 벨트가 폭방향으로 요동하여 즉 중심이 연속적으로 변동하여 구동안정성이 떨어지는 취약점이 있다.

이로 인하여 풀리와 결합되는 벨트의 마모가 클 뿐만 아니라 풀리 내에 장착되는 베어링의 수명이 단축되는 문제점도 발생한다.

다섯째, 위 발명은 아이어닝공정만을 하고 상기 기술한 네번째의 문제점을 해결하기 위한 공정 또는 장치가 구비되지 아니하였는바, 이 문제점을 해결하기 위 한 별도의 공정 또는 장치를 설치하고자 할 때 그에 따른 비용이 많이 들고 공정이 많아져 작업성 및 생산성 등이 저하되는 문제가 있을 뿐만 아니라, 별도의 공정 또는 장치의 실행에 따른 풀리의 변형이 일어날 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 고속회전시에 있어서도 구동안정성을 갖는 풀리, 즉 풀리의 외주면에 크라운을 성형하도록 하는 장치와 이를 제조하기 위한 방법으로 상기 풀리의 아이어닝과 크라운성형을 동시에 수행케 하는 차량용 풀리 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 풀리의 제조방법은 금속판재를 드로잉하여 풀리의 형상을 갖도록 하는 드로잉공정; 상기 드로잉공정을 마친 풀리의 외경부를 절단하고 중심부를 천공하여 가공하는 가공공정; 상기 가공공정을 마친 풀리를 아이어닝(Ironing)하는 동시에 외주면이 바깥쪽으로 볼록하도록 크라운을 형성하는 크라운공정으로 이루어진다.

상기 드로잉공정은 금속판재를 프레스를 사용하여 컵 형상으로 드로잉하는 제1차 드로잉공정; 상기 제1차 드로잉공정에 의하여 생산된 제1차 제품의 중심부를 역방향으로 드로잉하는 제2차 드로잉공정; 상기 제2차 드로잉공정에 의하여 생산된 제2차 제품의 돌출부가 상기 제2차 제품의 내주면에 대하여 경사를 이루도록 하는 3차 드로잉공정을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 풀리의 크라운 성형장 치는 프레스에 의해 상하 운동하고 중심에 홀이 형성된 상다이; 상기 상다이의 홀에 배치되며 스프링에 의해 지지되는 상패드; 상기 상패드의 중심을 관통하며 고정 배치되는 상펀치를 포함하여 이루어진 상형과, 플레이트 상부에서 스프링에 의해 지지되며 중심에 홀이 형성된 스트리퍼; 상기 스트리퍼의 홀에 배치되며 상기 플레이트에 고정배치 되는 하펀치; 상기 하펀치의 중심을 관통하며 쿠션핀에 의해 지지되는 하패드를 포함하여 이루어진 하형으로 이루어진다.

이때, 상기 쿠션핀은 공압장치가 설치된 기계식 프레스에 의한다.

상기 상다이의 홀의 하부와 상기 스트리퍼의 홀의 상부에는 각각 바깥쪽으로 테이퍼(taper)가 형성되어 있고, 상기 상패드의 하부에는 중심부를 향해 경사가 이루어지며, 상기 하펀치의 상부에는 상기 상패드의 경사에 대응되게 경사가 이루어진다.

그리고, 상기 하패드의 상부에는 피어싱 및 트리밍된 풀리의 중심공이 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 상기 상형이 하향 이동함에 따라 상기 상펀치의 하부와 접하게 된다.

이때, 상기 돌기의 높이는 상기 피어싱 및 트리밍된 풀리의 두께보다 낮고, 상기 상펀치의 지름은 상기 하패드의 지름보다 작으며, 상기 상펀치와 상기 하패드 사이의 간격은 상기 피어싱 및 트리밍된 풀리의 두께보다 좁다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 차량용 풀리의 제조방법을 도시한 블록선도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명인 차량용 풀리의 제조방법은 크게 드로잉공정(110), 가공공정(120), 크라운공정(130)으로 이루어진다.

상기 드로잉공정(110)은 금속판재를 프레스를 사용하여 드로잉하여 풀리의 형상을 갖도록 하는 공정으로서 제1차 드로잉공정(111), 제2차 드로잉공정(112) 및 제3차 드로잉공정(113)으로 이루어진다.

상기 가공공정(120)은 상기 드로잉공정(110)을 마친 풀리의 외경부를 절단하면서 중심부를 천공하는 트리밍 및 피어싱 공정(121)과 상기 트리밍 및 피어싱 공정(121)을 마친 풀리를 CNC선반 공작기계를 이용하여 측면 가공하는 CNC선반가공공정(122)으로 이루어진다.

이러한 상기 CNC선반가공공정(122)에 의해 트리밍 및 피어싱에 의해 발생하는 쇠가시 등을 제거함으로서, 풀리를 설치하거나 풀리의 작동시 안전하고 정확한 치수를 갖는 풀리를 제작할 수 있다.

그리고, 상기 크라운공정(130)은 상기 가공공정(120)을 마친 풀리를 아이어닝(Ironing)하는 동시에 외주면이 바깥쪽으로 볼록하게 크라운을 형성하도록 하는 마무리공정이다.

상기 드로잉공정(110)과 상기 크라운공정(130)에는 공압장치가 설치된 기계식 프레스를 사용함으로서, 별도의 유압장치의 필요 없이 제품(풀리)의 주름을 억제하고 일정한 두께를 갖도록 함으로서 제품의 불량률을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 트리밍 및 피어싱 공정(121)을 한 후에 상기 크라운공정(130)에 따른 아이어닝 등을 하기 때문에 종래의 피어싱공정에 의한 풀리의 변형을 방지 할 수 있다.

또한, 상기 드로잉공정(110)에는 수용성 드로잉유를 사용함으로서, 드로잉공정(110)을 수행하는 장치와 제품 사이에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있어 냉각성 및 윤활성 등을 좋게 할 수 있다.

도 2(a)는 본 발명의 제1차 드로잉공정(111)을 수행하는 장치의 단면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 제1차 드로잉공정(111)을 마친 제품의 단면도이다.

제1차 드로잉공정(111)은 금속판재를 공압장치가 설치된 기계식 프레스(205, 230)를 사용하여 컵 형상으로 드로잉하는 공정으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 상프레스(205), 스페이서(210), 상패드(214), 스프링(212), 상다이(216) 등으로 이루어진 상형과 하프레스(230), 하펀치(220), 블랭크홀더(222), 플레이트(224), 공기구멍(228), 쿠션핀(226) 등으로 이루어진 하형으로 구성된 장치(금형)에 의해 수행된다.

상기 스페이서(210)는 상기 상프레스(205)에 의해 고정 장착되고, 상기 스페이서(210)의 하부에는 중심부에 홀이 형성된 상다이(216)가 고정 장착되며, 상기 상다이(216)의 홀에는 상기 상패드(214)가 스프링(212)에 의해 지지되면서 배치된다.

그리고, 상기 플레이트(224)는 상기 하프레스(230)의 상부에 고정 장착되고 상기 플레이트(224)의 상부에는 상기 블랭크홀더(222)가 상기 쿠션핀(226)에 의해 지지되면서 배치되며, 상기 블랭크홀더(222)의 중심에는 상기 하펀치(220)가 관통되어 상기 플레이트(224)에 고정 설치된다.

상기 하펀치(220)는 상기 상다이(216)에 형성된 홀에 인입되고 내부에는 공기구멍(228)이 형성되어 있으며, 컵모양의 형상을 하고 있다.

상기 제1차 드로잉공정(111)은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 원판형 소재의 금속판재를 상기 블랭크홀더(222)에 올려놓는데, 이때 상기 금속판재는 상기 하펀치(220)와 평행선을 유지하고 있으며, 상기 블랭크홀더(222)는 상기 쿠션핀(226)에 의해 쿠션압을 받고 있는 상태이다.

상기 프레스(205, 230)는 최대 150톤의 기계식 프레스로서 상기 프레스(205)를 작동시키면 상기 상형이 하강하면서 상기 상다이(216)와 블랭크홀더(222)가 접촉하고 상기 상형이 계속 하강하면 상기 상패드(214)는 상기 하펀치(220)에 의해 위로 올라가고 블랭크홀더(222)는 쿠션핀(226)을 밑으로 하강시킴으로서 상기 금속판재는 상기 하펀치(220)의 모양을 갖는 제1차 제품(200)으로 만들어진다.

이때 쿠션핀(226)은 설정된 에어쿠션압을 지속적으로 받으면서 하강하게 되는데, 에어큐션 즉 공압장치가 설치된 기계식 프레스를 사용함으로서 제품의 주름억제 및 일정한 두께를 유지할 수 있다.

금속판재가 하강하면서 발생된 공기는 상기 하펀치(220)에 형성된 공기구멍(228)에 의해 자동 배출된다.

작업이 끝나면 상기 상형은 위로 올라가고 에어쿠션의 힘에 의해 상기 쿠션핀(226)은 상기 블랭크홀더(222)를 위로 올리게되고 이렇게 됨으로서 도2(b)에 도시된 바와 같은 컵 형상의 제1차 제품(200)이 취출된다.

이때, 상기 제1차 드로잉공정(111)은 드로잉시 상기 제1차 제품(200)의 상부 중심부(202)를 도 2(b)에 도시된 바와 같이 오목하게 성형하도록 함이 제2차 드로잉공정(112)시 역드로잉이 원활하게 이루어지도록 할 수 있어 바람직하다.

이를 위해서는 상기 하펀치(220)의 상부에 공기구멍(228)을 크게 형성함으로서 이룰 수 있다.

상기 상다이(216)의 홀 하부에 바깥쪽으로 테이퍼를 형성하거나 또는 곡선을 이루도록 함이 상기 제1차 제품(200)을 상기 하펀치(220)로부터 빼낼 때 용이하다.

도 3(a)는 본 발명의 제2차 드로잉공정(112)을 수행하는 장치의 단면도이고, 도 3(b)는 본 발명의 제2차 드로잉공정(112)을 마친 제품의 단면도이다.

제2차 드로잉공정(112)은 상기 제1차 드로잉공정(111)에 의하여 생산된 제1차 제품(200)의 중심부(202)를 역방향으로 드로잉하는 공정으로서, 도 3(a)에 도시된 바와 같은 상형과 하형에 의해 수행된다.

상형은 상프레스(305), 상기 상프레스(305)에 고정 장착되는 스페이서(310), 상기 스페이서(310)의 하부에 고정 장착되며 중심부에 홀이 형성된 상다이(316), 상기 상다이(316)의 홀에 배치되며 스프링(312)에 의해 지지되는 상패드(314), 상기 상패드(314)를 관통하여 상기 스페이서(310)에 고정 장착되며 내부에 공기구멍이 형성된 상펀치(315)로 이루어진다.

그리고 상기 하형은 하프레스(330)의 상부에 고정 장착되는 플레이트(324), 상기 플레이트(324)의 상부에 배치되며 쿠션핀(326)에 의해 지지되는 블랭크홀더(322), 상기 블랭크홀더(322)의 중심을 관통하여 상기 플레이트(324)에 고정 장착되며 내부에 공기구멍(328)이 형성된 하펀치(320)로 이루어진다.

상기 하펀치(320)는 상기 상다이(316)에 형성된 홀에 인입되고, 중심부에는 상기 상펀치(315)가 삽입될 수 있도록 상펀치(315)의 지름에 대응되는 홈이 형성되어 있다.

즉, 상기 하펀치(320)의 외주면을 따라 상기 홈을 둘러싼 원통형의 돌출부가 형성되어 있다.

이와 같은 상형과 하형으로 이루어진 제2차 드로잉공정(112)은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 제1차 드로잉공정(111)을 마친 제1차 제품(200)을 상기 블랭크홀더(322)에 올려놓고, 이때 상기 블랭크홀더(322)는 상기 쿠션핀(326)에 의해 쿠션압을 받고 있는 상태이다.

상기 프레스(305)를 작동시키면 상기 상형이 하강하면서 상기 상다이(316)와 블랭크홀더(322)가 접촉하고 상기 상형이 계속 하강하면 상기 상패드(314)는 상기 하펀치(320)에 의해 위로 올라가고 상기 블랭크홀더(322)는 쿠션핀(326)을 밑으로 하강시킨다.

이때, 상기 스페이서(310)에 의해 고정 지지되는 상펀치(315)가 상기 하펀치(320)의 홈에 삽입되어 상기 상펀치(315)의 하부와 상기 하펀치(320)의 홈이 형성된 하부가 완전히 접하게 되면 더 이상 상기 상패드(315)는 상향 이동하지 하게되어 상기 제1차 제품(200)은 상기 하펀치(320)의 단면 모양을 갖는 제2차 제품(300)으로 만들어진다.

상기 공기구멍(328)과 쿠션핀(326)은 제1차 드로잉공정(111)과 같은 효과를 갖는바 이하 생략한다.

작업이 끝나면 상기 상형은 위로 올라가고 에어쿠션의 힘에 의해 상기 쿠션핀(326)은 상기 블랭크홀더(322)를 위로 올리게되고 이렇게 됨으로서 도3(b)에 도시된 바와 같이 외주면에 돌출부(302)가 형성된 형상을 갖는 제2차 제품(300)이 취출된다.

이때, 상기 상다이(316)의 내경과 하펀치(320)의 외경에 일정한 양의 테이퍼를 줌으로서 뒤에 수행될 크라운공정(130)이 용이하게 수행되도록 할 수 있다.

도 4(a)는 본 발명의 제3차 드로잉공정(113)을 수행하는 장치의 단면도이고, 도 4(b)는 본 발명의 제3차 드로잉공정(113)을 마친 제품의 단면도이다.

제3차 드로잉공정(113)은 상기 제2차 드로잉공정(112)에 의하여 생산된 제2차 제품(300)의 돌출부(302)가 상기 제2차 제품(300)의 내주면에 대하여 경사를 이루도록 하는 형상드로잉공정으로서, 도 4(a)에 도시된 바와 같은 상형과 하형에 의해 수행된다.

상기 제3차 드로잉공정(113)에 사용되는 상형 및 하형은 상기 제2차 드로잉공정(112)에 사용된 상형 및 하형과 비교할 때 상패드(414)와 하펀치(420)의 형상만 다르고 나머지는 동일한 바 상기 상패드(414)와 하펀치(420)를 중심으로 설명하다.

그 외에 대해서는 제1차 드로잉공정(111)이나 제2차 드로잉공정(112)을 참조하면 되는바 이하 생략한다.

상기 하펀치(420)의 중심부에는 상기 상펀치(415)가 삽입될 수 있도록 상기 상펀치(415)의 지름에 대응되는 홈이 형성되어 있다.

즉, 상기 하펀치(420)의 외주면을 따라 상기 홈을 둘러싼 원통형의 돌출부(421)가 형성되어 있다.

상기 돌출부(421)는 내주면에 대하여 경사(423)를 이루고 있는데 이는 뒤에 있을 크라운공정(130)이 용이하게 수행되도록 하기 위함이다.

또한, 풀리의 내주면(402)에 베어링을 장착하고자 할 때, 상기 풀리의 내주면(420)에 경사(423)가 형성되어 있으면 베어링의 장착에 필요한 작업공간이 넓어져 작업이 수월해지는 이점이 있다.

이때, 상기 돌출부(421)는 내주면에 대한 경사(423)가 외주면에 대한 경사보다 더 완만하게 형성되도록 함이 바람직한데, 이는 뒤에 수행될 상기 크라운공정(130)에서 풀리의 외주면(403)에 크라운이 용이하게 형성되도록 하고 상기 크라운이 정확한 치수를 갖도록 하기 위함이다.

상기 상패드(414)의 하부에는 상기 하펀치(420)의 돌출부(421)의 형상에 대응되는 홈이 형성된다.

이와 같은 상기 상패드(414)를 포함하여 구성된 상형과 상기 하펀치(420)를 포함하여 구성된 하형으로 이루어진 상기 제3차 드로잉공정(113)은 상기 제2차 드로잉공정(112)과 같이 이루어진다.

다만, 상기 상패드(414)와 상기 하펀치(420)에 의해 제3차 제품(400)은 도3(b)에 도시된 바와 같이 돌출부(401)가 내주면(402)에 대하여 경사(404)를 이루는 형상을 갖게된다.

도 5는 본 발명의 가공공정(120) 중 트리밍 및 피어싱 공정(121)을 마친 제품의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 가공공정(120) 중 CNC선반가공공정(122)을 마친 제품의 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 드로잉공정(110)을 마친 풀리는 외경부(504)가 절단되고, 중심부에는 베어링 및 축이 연결되는데 필요한 크기의 지름을 가지도록 천공되어 중공부(502)가 형성된다.

상기 트리밍 및 피어싱 공정(121)은 일반적으로 알려진 장치를 사용하여 수행되게 할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 트리밍 및 피어싱 공정(121)을 마친 제품의 측면을 CNC선반을 이용하여 가공한다.

이러한 CNC선반가공공정(122)에 의해 상기 풀리의 측면을 쇠가시없이 매끈하게 가공할 수 있다.

도 7(a)는 본 발명의 크라운공정(130)을 수행하는 장치의 단면도이고, 도 7(b)는 본 발명의 크라운공정(130)을 마친 제품의 단면도이다.

상기 크라운공정(130)은 상기 가공공정(120)을 마친 풀리(600)의 두께 및 크기를 일정한 규격에 맞게 아이어닝(Ironing)하는 동시에 외주면에 바깥쪽으로 볼록하게 크라운(Crown, 702)을 형성하는 마무리공정으로써, 도 7(a)에 도시된 바와 같은 상형과 하형으로 구성된 장치에 의해 수행된다.

상형은 상하 운동하는 상프레스(705), 상기 상프레스(705)에 고정 장착되는 스페이서(710), 상기 스페이서(710)의 하부에 고정 장착되며 중심부에 홀이 형성된 상다이(716), 상기 상다이(716)의 홀에 배치되며 스프링(712)에 의해 지지되는 상패드(714), 상기 상패드(714)의 중심을 관통하여 상기 스페이서(710)에 고정 장착되는 상펀치(715)를 포함하여 이루어진다.

하형은 하프레스(730)의 상부에 고정 장착되는 플레이트(728), 상기 플레이트(728)의 상부에 고정 장착되는 하펀치고정판(727), 상기 하펀치고정판(727)에 설치된 스프링(726)에 의해 지지되며 중심에 홀이 형성된 스트리퍼(720), 상기 스트리퍼(720)의 홀에 배치되며 상기 하펀치고정판(727)에 의해 상기 플레이트(728) 상부에 고정 배치되는 하펀치(722), 상기 하펀치(722)의 중심을 관통하며 쿠션핀(729)에 의해 지지되는 하패드(724)를 포함하여 이루어진다.

상기 쿠션핀(729)은 공압장치가 설치된 기계식 프레스(705, 730)에 의한다.

그리고, 상기 상다이(716)의 홀의 하부와 상기 스트리퍼(720)의 홀의 상부에는 각각 바깥쪽으로 테이퍼(717, 721)가 형성되어 있다.

이는 상기 상형과 하형이 접촉할 때, 풀리의 상부와 하부에 가해지는 압력에 의해 풀리의 외주면이 바깥쪽으로 볼록하게 크라운(702)을 형성하도록 하기 위한 공간이다.

다양한 풀리의 크라운(702) 형상을 제작하고자 할 경우에는 그에 알맞은 각도를 갖는 테이퍼(717, 721)가 형성된 상기 상다이(716)와 스트리퍼(720)를 교체 장착함으로서 생산할 수 있다.

상기 풀리(700)의 외주면에 바깥쪽으로 볼록하게 크라운(702)을 형성함으로서 별도의 가이드나 플랜지없이 풀리(700)의 회전시 원주의 길이가 긴 쪽으로 이동 하려는 성질에 의해 벨트가 상기 풀리(700)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 상기 크라운(702)은 상기 풀리(700)의 외주면의 중심부의 길이가 가장 길게 형성되도록 함이 바람직하다.

그리고, 상기 상패드(714)의 하부에는 중심부를 향해 경사가 이루어져 있고, 상기 하펀치(722)의 상부에는 상기 상패드(714)의 경사에 대응되게 경사가 이루어진다.

이는 풀리(700)의 돌출부(701)가 내주면에 대하여 경사부(703)를 형성하도록 하여 상술한 바와 같이 작업이 용이하게 이루어지도록 하고, 풀리(700)의 두께 및 크기를 일정하게 유지하도록 하면서 풀리(700)의 외주면에 일정한 크기의 크라운(702)이 형성되도록 하기 위함이다.

상기 하패드(724)의 상부에는 돌기(725)가 형성되어 있는데, 이는 상기 가공공정(120)을 마친 풀리의 중공부(704)가 삽입되는 곳으로써, 크라운공정(130)을 수행함에 있어서 풀리(700)의 이탈 및 부정배치로 인한 제품의 불량화를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이때 상기 돌기(725)의 지름은 상기 풀리의 중공부(704)의 지름과 거의 동일하여야 하고, 상기 돌기(725)는 상기 상형이 하향 이동함에 따라 상기 상펀치(715)의 하부와 접하게 된다.

가공공정(120)을 마친 풀리가 일정한 크기 및 두께를 갖도록 하는 아이어닝을 수행하기 위하여, 상기 돌기(725)의 높이는 상기 가공공정(120)을 마친 풀리의 두께보다 작고, 상기 상펀치(715)의 지름은 상기 하패드(724)의 지름보다 작으며, 상기 상펀치(715)와 상기 하펀치(722) 사이의 간격은 상기 가공공정(120)을 마친 풀리의 두께보다 좁아야 한다.

이렇게 함으로서 상형과 하형의 접촉에 의해 상기 가공공정(120)을 마친 풀리는 소성에 의해 정하여진 균일한 두께와 크기를 갖게 된다.

이때, 내경 베어링 공차 및 단차 깊이는 ±0.08, 외경 크라운편측은 0.08이하, 외경진원도는 0.08이하로 함이 바람직하다.

이를 위해, 베어링이 삽입될 상기 풀리(700)의 내경은 상기 상펀치(715)와 하펀치(722)를 정밀하게 가공하여 치수를 맞추고, 단차깊이는 상기 상펀치(715)의 길이와 상기 하패드(724)의 길이를 정확하게 맞추어 성형하고, 크라운(702)은 상기 상다이(716)와 스트리퍼(720)에 각각 테이퍼(717, 721)를 주어 성형되도록 한다.

즉, 풀리(700)의 내경은 상기 상펀치(715)의 지름에 의해 결정되고, 단차깊이는 상기 상펀치(715)와 하패드(724)의 길이에 의해 결정되고, 두께는 상기 돌기(725)의 높이 및 상기 상펀치(715)와 상기 하펀치(722) 사이의 간격에 의해 결정된다.

위와 같은 상형과 하형으로 이루어진 장치에 의해 상기 크라운공정(130)은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 가공공정(120)을 마친 제품(풀리)을 상기 스트리퍼(720)에 올려놓는데, 이때 상기 풀리의 중공부(704)를 상기 하패드(724)의 상부에 형성된 돌기(725)에 삽입하여 고정시키고, 상기 풀리의 외주면은 상기 스트리퍼(720)의 상부에 형성된 테이퍼(721)에 배치시킨다.

상기 프레스(705, 730)는 최대 150톤의 기계식 프레스로서 상기 프레스(705)를 작동시키면 상기 상형이 하강하면서 상기 상펀치(715)의 하부와 상기 하패드(724)의 돌기(725)가 서로 접촉하고, 상기 상패드(714)의 하부와 상기 하펀치(722)의 상부가 풀리를 중간에 두고 인접하게 되며, 상기 상다이(716)와 상기 스트리퍼(720)또한 풀리를 중간에 두고 상호 인접하게 된다.

즉, 상기 풀리의 돌출부(701)의 경사부(703) 아래쪽에는 상기 하펀치(722)의 경사면이 배치되고, 상기 풀리의 돌출부의 경사부(703) 위쪽에는 상기 상패드(714)의 경사면이 배치된다.

상기 상형의 하강이 계속됨에 따라 상기 상패드(714)는 위로 올라가고, 상기 스트리퍼(720)와 상기 하패드(724)는 각각 스프링(726)의 힘과 쿠션핀(729)에 의한 쿠션압력을 받으면서 하강하게 된다.

상기 상펀치(715)의 하강으로 인해 상기 상펀치(715)와 상기 하패드(724) 사이에는 아이어닝이 일어나고, 상기 하패드(724)의 하강으로 인해 상기 풀리(700) 또한 하강하게되어 상기 하펀치(722)가 상대적으로 상승하는 효과가 일어나 상기 풀리(700)의 내주면이 상기 상펀치(715)의 측면과 상기 하펀치(722)의 측면 사이에서 아이어닝이 일어난다.

이와 동시에 또는 약간 시간 간격을 두고 상기 상다이(716)와 스트리퍼(720)의 접촉에 의해 상기 상다이(716)와 스트리퍼(720)에 형성된 테이퍼(717, 721)에 배치된 상기 풀리(700)의 외주면의 상부와 하부에는 압력이 가해져 상기 풀리(700)의 외주면은 상기 테이퍼(717, 721)가 형성된 공간에서 바깥쪽으로 볼록하게 크라 운(702)이 형성되어진다.

이때, 상기 상형과 하형이 프레스의 하사점에서 서로 완전히 만나면 상기 상형과 하형 안에 있는 풀리(700)는 모든 치수를 만족하면서 즉 완전히 아이어닝 되면서 동시에 상기 상다이(716)와 상기 스트리퍼(720)에 형성된 테이퍼(717, 721)에 의해 풀리(700)의 외주면에는 정해진 정확한 치수를 갖는 크라운(702)이 성형되어진다.

작업이 끝나면 상기 상형은 위로 올라가고 상기 스트리퍼(720)는 스프링(726)에 의해 완성된 풀리(700)를 위로 밀어 올리고 상기 하패드(724)는 쿠션핀(729)에 의해 공기쿠션압력을 받으면서 위로 상승하게 되며, 상기 상형과 하형이 원상태로 복귀한 후 크라운(702)이 형성된 풀리(700)를 취출하면 된다.

위와 같이, 풀리를 일정한 두께 및 크기로 맞추는 아이어닝과 외주면을 볼록하게 하는 크라운성형을 동시에 수행함으로서, 아이어닝에 의해 상기 풀리(700)의 내경 베어링 공차 및 단차 깊이를 정확한 치수로 유지하면서 외주면에 일정한 크기의 크라운(702)을 형성할 수 있어 정확한 치수의 풀리(700)를 생산하게 되어 제품의 불량률을 최소화시킬 수 있다.

또한 하나의 공정으로 두 가지 작업을 함으로서 이에 필요한 금형 또는 장치의 수를 줄일 수 있어 비용이 절감되고, 공정이 간단해져 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 CNC선반공정(122)을 제외한 모든 공정을 프레스 공법으로 함으로서, 제품제작 과정이 간단해지고 수작업공정이 줄어들어 작업성이 향상되며 더욱 정확한 치수를 갖는 풀리를 생산할 수 있어 제3세대 제품공법이라 할 수 있다.

본 발명인 차량용 풀리의 제조방법 및 크라운 성형장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 차량용 풀리의 제조방법 및 크라운 성형장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫번째, 상기 풀리의 외주면에 바깥쪽으로 볼록하게 크라운을 형성함으로서, 별도의 가이드나 플랜지없이 풀리의 회전시 원주의 길이가 긴 쪽으로 이동하려는 성질에 의해 벨트가 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이로 인하여 풀리와 결합되는 벨트의 마모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 풀리 내에 장착되는 베어링의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

두번째, 트리밍 및 피어싱을 마치고 난 후에 아이어닝을 함으로써 피어싱을 할 때 발생하는 풀리의 변형을 방지할 수 있다.

세번째, 풀리를 일정한 규격으로 맞추는 아이어닝과 외주면을 볼록하게 하는 크라운성형을 동시에 수행함으로서, 아이어닝에 의해 상기 풀리의 내경 베어링 공차 및 단차 깊이를 정확한 치수로 유지하면서 외주면에 일정한 크기의 크라운을 형성할 수 있어 정확한 치수의 풀리를 생산하게 되어 제품의 불량률을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 공정으로 두 가지 작업을 함으로서 이에 필요한 금형 또는 장 치의 수를 줄일 수 있어 비용이 절감되고, 공정이 간단해져 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 뿐만 아니라, 아이어닝 후에 별도로 크라운성형을 하는 경우에 발생하는 풀리의 치수 변형을 하나의 공정에 의해 수행되도록 함으로서 이를 방지할 수 있는 효과가 있다.

네번째, 상기 제1차 드로잉공정에서 제1차 제품의 상부중심을 오목하게 성형함으로서, 제2차 드로잉공정시 역드로잉이 원활하게 이루어지도록 하는 이점이 있다.

다섯번째, 상기 제3차 드로잉공정에서 제2차 제품의 돌출부의 내주면에 대한 경사가 외주면에 대한 경사보다 더 완만하게 되도록 형성함으로서, 상기 크라운공정에서 풀리에 크라운을 형성할 때 더욱 쉽게 형성되도록 할 수 있고, 상하 대칭을 이루게 할 수 있으며 또한 더욱 정확한 치수를 갖도록 할 수 있는 효과가 있다.

여섯번째, 드로잉공정에서 수용성 드로잉유를 사용함으로서, 금형 또는 장치와 제품과의 사이에서 발생하는 마찰을 줄일 수 있어, 냉각성 및 윤활성 등을 좋게 할 수 있는 효과가 있다.

일곱번째, 드로잉공정과 크라운공정에서 공압장치가 설치된 기계식 프레스를 사용함으로서 별도의 유압장치의 설치·사용 없이 풀리의 주름억제 및 일정한 두께를 갖도록 할 수 있어 비용의 절감 및 제품의 불량률을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

여덟번째, CNC선반공정을 제외한 모든 공정을 프레스 공법으로 함으로서, 제품제작 과정이 간단해지고 수작업공정이 줄어들어 작업성이 향상되며 더욱 정확한 치수를 갖는 풀리를 생산할 수 있는 효과가 있다.

아홉번째, 풀리의 크라운 제조장치에 있어서, 상기 상다이의 홀의 하부와 스트리퍼의 홀의 상부에 각각 바깥쪽으로 테이퍼가 형성되도록 함으로서, 상기 풀리의 외주면에 크라운이 용이하게 형성되도록 할 수 있는 효과가 있다.

열번째, 풀리의 크라운 제조장치에 있어서, 상기 상패드의 하부를 중심부를 향해 경사지게 하고 상기 하펀치의 상부에 이에 대응되도록 경사를 형성함으로서, 풀리의 두께 및 크기를 일정하게 유지하도록 하면서 풀리의 외주면에 일정한 크기의 크라운이 형성되도록 할 수 있는 효과가 있다.

열한번째, 풀리의 크라운 제조장치에 있어서, 상기 하패드의 상부에 풀리의 중심공이 삽입되는 돌기를 형성함으로서, 아이어닝 및 크라운 형성시에 풀리의 이탈 및 부정배치로 인한 제품의 불량화를 줄일 수 있는 이점이 있다.

열두번째, 상기 하패드의 돌기의 높이와 상기 상펀치와 하펀치 사이의 간격을 상기 피어싱 및 트리밍된 풀리의 두께보다 작고 좁게 함으로서 아이어닝의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 프레스에 의해 상하 운동하고 중심에 홀이 형성된 상다이; 상기 상다이의 홀에 배치되며 스프링에 의해 지지되는 상패드; 상기 상패드의 중심을 관통하며 고정 배치되는 상펀치를 포함하여 이루어진 상형과,

   플레이트 상부에서 스프링에 의해 지지되며 중심에 홀이 형성된 스트리퍼; 상기 스트리퍼의 홀에 배치되며 상기 플레이트에 고정배치되는 하펀치; 상기 하펀치의 중심을 관통하며 쿠션핀에 의해 지지되는 하패드를 포함하여 이루어진 하형으로 이루어지되,

   상기 상다이의 홀의 하부와 상기 스트리퍼의 홀의 상부에는, 각각 바깥쪽으로 테이퍼가 형성되어 있고,

   상기 상패드의 하부에는 중심부를 향해 경사가 이루어져 있고, 상기 하펀치의 상부에는 상기 상패드의 경사에 대응되게 경사가 이루어져 있으며,

   상기 상펀치의 지름은 상기 하패드의 지름보다 작고, 상기 상펀치와 상기 하펀치 사이의 간격은 상기 피어싱 및 트리밍된 풀리의 두께보다 좁은 것을 특징으로 하는 차량용 풀리의 크라운 성형장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 쿠션핀은 공압장치가 설치된 기계식 프레스에 의한 것을 특징으로 하는 차량용 풀리의 크라운 성형장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,

   상기 하패드의 상부에는 피어싱 및 트리밍된 풀리의 중심공이 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 상기 상형이 하향 이동함에 따라 상기 상펀치의 하부와 접하게 되는 것을 특징으로 하는 차량용 풀리의 크라운 성형장치.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 돌기의 높이는 상기 피어싱 및 트리밍된 풀리의 두께보다 낮은 것을 특징으로 하는 차량용 풀리의 크라운 성형장치.

Images