KR100907562B1 - 냉간 단조로 에이밍 스크류를 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 에이밍 스크류 - Google Patents

Abstract

에이밍 스크류를 상온에서 냉간 단조로 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 에이밍 스크류가 개시된다. 제조 방법은 에이밍 나사부를 갖는 본체와, 크라운형 기어를 구비하는 에이밍 스크류를 제조하는 방법에 있어서, 내부에 직경이 상이한 다수의 직경부를 갖는 다이와 펀치로 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 직경이 다른 다수의 직경 확장부를 성형하는 단계와, 한 쌍의 금형을 이용하여 다수의 직경 확장부가 형성된 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 크라운형 기어를 일체로 성형하는 단계와, 상기 강봉의 외주면 일부를 기계가공하여 강봉에 나사산을 형성하는 단계를 포함한다.

헤드램프, 에이밍 스크류, 냉간 단조, 다이, 펀치, 금형

Description

냉간 단조로 에이밍 스크류를 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 에이밍 스크류{METHOD OF MANUFACTURING AIMING SCREW USING COLD FORGING AND AIMING SCREW MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명은 차량의 헤드램프의 얼라인먼트를 조정하기 위한 에이밍 스크류에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 에이밍 스크류를 상온에서 냉간 단조로 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조된 에이밍 스크류에 관한 것이다.

차량용 헤드램프의 구조에 있어서, 광원과 일체로 장착된 반사경은 에이밍 기구에 의하여 지지된다. 통상의 헤드램프에서 에이밍 기구는 에이밍 받침대(aiming fulcrum)를 형성하는 볼/소켓 조인트와, 두개의 에이밍 스크류에 각각 나사 체결된 두개의 너트 부재로 구성된다. 이러한 구성에 의하면, 반사경은 램프 본체의 전방면 상에서 축방향으로 전진하거나 후퇴하도록 제조된다.

보다 구체적으로 설명하면, 에이밍 스크류는 스크류 삽입구와 나사부에 의하여 회전 가능하게 지지되며, 에이밍 스크류의 나사부는 램프 본체의 전방측까지 연장하여, 반사경에 부착된 너트 부재와 체결된다. 에이밍 스크류를 선회 이동시키면, 너트 부재는 에이밍 스크류를 따라 전진하거나 후퇴하며, 반사경은 볼/소켓 조 인트와 다른 에이밍 스크류와 체결된 너트 부재를 연결하는 경사진 축선을 중심으로 경사지므로, 램프의 광축선을 조정할 수 있다.

이러한 에이밍 스크류는 금속으로 제조되며, 그 후방 단부에는 운전자가 에이밍 스크류를 선회 이동시킬 수 있도록 크라운형 기어가 마련되어 있다. 또한, 램프 본체의 후방측에서 나사 삽입구로 삽입된 에이밍 스크류는 푸쉬-온 고정부(push-on fix)에 의하여 전방 및 후방으로 탄성적으로 지지 및 위치설정된다.

이러한 에이밍 스크류를 제조하는 일반적인 제조 방법에 따르면, 에이밍 나사부와 에이밍 로드를 구비하는 본체와, 크라운형 기어를 각기 별도로 제조 및 조립하여 에이밍 스크류를 생산하였다.

그러나, 이러한 종래 제조 방법으로 제조된 에이밍 스크류는 내구성이 현저히 떨어져서 수명이 짧다는 단점과 아울러, 차량의 운행 도중에 에이밍 스크류의 결함으로 인하여 헤드램프의 얼라인먼트에 문제가 발생하는 결함도 있다.

에이밍 스크류를 약 1100℃ 이상의 고온에서 열간 단조로 제조하는 경우에, 복잡한 형상의 에이밍 스크류를 용이하게 성형할 수 있다. 그러나, 에이밍 스크류가 고온에 노출되기 때문에, 탈탄, 스케일(scale) 발생과 같이 제품의 표면이 매끄럽지 못한 문제점이 있다. 게다가, 플래시로 인하여 제품 중량의 약 25% 정도의 여분의 재료를 이용하여야 하는 단점도 있다.

재료비가 증가하고 재료의 가열에 비용이 발생하는 문제점 이외에, 열간 단조는 제품에 타흔 등의 발생을 방지하기 위하여 많은 설비를 필요로 한다. 또한 플래시의 발생으로 인해 투영 면적이 크게 되어 대형 기계가 필요하여, 고가의 설비가 필요한 단점도 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결코자 하는 것으로, 에이밍 나사부와, 에이밍 본체와, 크라운형 기어가 일체로 형성된 에이밍 스크류를 냉간 단조로 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 에이밍 스크류의 표면에 스케일, 즉 산화물의 형성을 방지하여, 표면이 매끄럽고 금속적 광택을 유지하는 에이밍 스크류를 제조하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 치수 정밀도가 높은 에이밍 스크류를 제조하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 에이밍 스크류의 자체 인성이 감소함에도 불구하고, 경도 및 인장 강도를 증가시켜 내구성이 향상된 에이밍 스크류를 제조하는 것이다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일태양에 따르면, 에이밍 나사부를 갖는 본체와, 크라운형 기어를 구비하는 에이밍 스크류를 제조하는 방법에 있어서, 내부에 직경이 상이한 다수의 직경부를 갖는 다이와 펀치로 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 직경이 다른 다수의 직경 확장부를 성형하는 단계와, 한 쌍의 금형을 이용하여 다수의 직경 확장부가 형성된 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 크라운형 기어를 일체로 성형하는 단계와, 상기 강봉의 외주면 일부를 기계가공하여 강봉에 나사산을 형성하는 단계를 포함하는 에이밍 스크류 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 크라운형 기어를 성형하는 단계는, 강봉의 상부 일부에 볼록부를 형성하는 단계와, 강봉의 최상단에 너트를 성형하면서, 상기 볼록부를 플랜지부와 스커트부를 갖는 크라운부로 변형시키는 단계와, 상기 스커트부의 저면에 치형부를 성형하는 단계를 또한 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 전술한 제조 방법 중 어느 하나에 의하여 제조된 크라운형 기어를 일체로 구비하는 에이밍 스크류가 제공된다.

전술한 구성에 의하면, 에이밍 스크류를 재결정 온도 이상의 높은 온도에서 가열하지 않고 냉간 단조로 제조하므로, 에이밍 스크류 표면에 스케일이 발생하지 않고, 표면이 매끈하며, 금속적 광택이 유지되는 효과가 있다.

또한, 재료가 가열이나 냉각에 의하여 팽창하거나 수축하지 않으므로, 에이밍 스크류의 치수 정밀도가 향상된다.

게다가, 냉간 단조법을 이용하여 제조하므로, 에이밍 스크류 자체의 인성은 다소 감소하더라도, 경도 및 인장 강도가 증가하여, 제품의 내구성이 향상된다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이밍 스크류의 제조 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 1차 펀치와 1차 다이를 이용하여 탄소 강봉을 1차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 적정 길이와 직경을 갖는 탄소 강봉을 1차 다이(20) 내부에 형성된 직경부(24)에 배치한 이후에, 원형 펀칭 바아(32)를 구비하는 1차 펀치(30)를 1차 다이(20) 상부에 위치시킨다.

1차 펀치(30)의 펀칭 바아(32)를 1차 다이(20)의 1차 직경부(26) 내부에 진입시키면서 탄소 강봉을 펀칭한다. 1차 펀치(30)로 1차 다이(20) 내부에 배치된 탄소 강봉을 펀칭하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 탄소 강봉(10)의 직경부(12)의 상부 일부에는 1차 다이(20)의 1차 직경부(26)와 대응하는 1차 직경 확대부(14)가 형성된다. 1차 펀치(30)의 펀칭 바아(32)가 1차 다이(20)의 1차 직경부(26) 내부로 진입하는 거리와, 탄소 강봉의 최초 직경부가 1차 직경 확대부(14)로 변형되면서 축소되는 길이는 원하는 최종 에이밍 스크류의 디멘션에 따라 적절히 선택될 것이다.

이렇게 1차 펀치(30)의 펀칭 바아(32)를 1차 다이(20)의 1차 직경부(26) 내부에 진입시키면서 탄소 강봉을 펀칭하여 소정의 탄소 강봉(10)을 성형한 이후에, 1차 펀치(30)는 원위치로 복귀하고, 1차 다이(20)의 저면부에 형성된 관통 개구(22)로 비도시된 이젝트 핀을 투입하여, 1차 성형된 탄소 강봉(10)을 1차 다이(20)로부터 배출시킨다.

도 2는 본 발명에 따른 2차 펀치와 2차 다이를 이용하여 1차 성형된 탄소 강봉을 2차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 1차 성형된 탄소 강봉(10)을 2차 다이(120)의 1차 직경부(24)에 배치한 이후에, 2차 펀치(130)의 펀칭 바아(132)를 2차 다이(120)의 2차 직경부(126) 내부에 진입시키면서 탄소 강봉을 펀칭한다.

2차 펀치(130)로 2차 다이(120) 내부에 배치된 탄소 강봉(10)을 펀칭하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 탄소 강봉(10')의 직경부(12)와 1차 직경 확대부(14) 사이에 2차 다이(120)의 섕크(shank) 형성부(125)에 대응하는 섕크(13)가 형성되고, 상기 1차 직경 확대부(14)의 하부 일부에는 2차 다이(120)의 오목부(126a)에 대응하는 볼록부(144)가 형성된다. 볼록부(144)는 다음 성형 단계에서 크라운형 기어 부분으로 변형된다.

이렇게 2차 펀치(130)의 펀칭 바아(132)를 2차 다이(120)의 2차 직경부(126) 내부에 진입시키면서 탄소 강봉(10)을 펀칭하여 소정 형상의 탄소 강봉(10')을 성형한 이후에, 2차 펀치(130)는 원위치로 복귀하고, 2차 다이(120)의 저면부에 형성된 관통 개구(122)로 비도시된 이젝트 핀을 투입하여, 2차 성형된 탄소 강봉(10')을 2차 다이(120)로부터 배출시킨다.

도 3은 본 발명에 따른 3차 펀치와 3차 다이를 이용하여 2차 성형된 탄소 강봉을 3차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 2차 성형된 탄소 강봉(10')을 3차 다이(220)의 1차 직경부(24)에 배치한 이후에, 3차 펀치(230)의 1차 펀칭 금형부를 3차 다이(220)의 크라운형 금형부 내부에 진입시키면서 탄소 강봉을 펀칭한다.

3차 펀치(230)의 1차 펀칭 금형부는, 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 중심에 오목하게 형성된 육각 너트 형성부(234)와, 상기 육각 너트 형성부(234) 둘레에서 그것보다 돌출하여 형성된 플랜지 형성부(232)를 구비한다. 그리고, 3차 다이(220)의 크라운형 금형부는, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 1차 금형 펀칭 금형부의 플랜지 형성부(232)에 대응하는 원형 돌출부(228)와, 상기 원형 돌출부(228)의 가장자리에 형성된 원형 홈(226)을 구비한다.

3차 펀치(230)로 3차 다이(220) 내부에 배치된 탄소 강봉(10')을 펀칭하면, 도 3의 단면도에 도시된 바와 같이, 탄소 강봉(10')의 1차 직경 확대부(14)와 볼록부(144)는 중심부에 형성된 육각너트부(14a)와, 상기 육각너트부(14a)로부터 연장하는 플랜지형 부분(14b)과, 상기 플랜지형 부분(14b)으로부터 하방으로 연장하는 스커트부(14c)로 변형된다.

이렇게 3차 펀치(230)의 1차 펀칭 금형부를 3차 다이(220)의 크라운형 금형부 내부에 진입시키면서 탄소 강봉(10')을 펀칭하여 크라운형 헤드부를 갖는 탄소 강봉(10")을 성형한 이후에, 3차 펀치(230)는 원위치로 복귀하고, 3차 다이(220)의 저면부에 형성된 관통 개구(222)로 비도시된 이젝트 핀을 투입하여, 3차 성형된 탄소 강봉(10")을 3차 다이(220)로부터 배출시킨다.

3차 다이(220)에서 배출된 3차 성형된 탄소 강봉(10")이 도 5에 개략적으로 도시되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 4차 펀치와 4차 다이를 이용하여 3차 성형된 탄소 강봉을 4차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면이다.

도 4를 참조하면, 3차 성형된 탄소 강봉(10")을 4차 다이(320)의 1차 직경부(24)에 배치한 이후에, 4차 펀치(330)의 2차 펀칭 금형부를 4차 다이(320)의 크라운형 기어 금형부 내부에 진입시키면서 탄소 강봉을 펀칭한다.

4차 펀치(330)의 2차 펀칭 금형부는, 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 중심에 오목하게 형성된 육각 너트 형성부(334)와, 상기 육각 너트 형성부(334) 둘레에서 그것보다 돌출하여 형성된 플랜지 형성부(332)를 구비한다. 그리고, 4차 다이(320)의 크라운형 기어 금형부는, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 2차 금형 펀칭 금형부의 플랜지 형성부(332)에 대응하는 원형 돌출부(328)와, 상기 원형 돌출부(328)의 가장자리에 형성되고 그 저면에 다수의 치형부(치형부 각각의 단면 형상이 삼각형이다)를 갖는 원형 홈(326)을 구비한다.

4차 펀치(330)로 4차 다이(320) 내부에 배치된 탄소 강봉(10")을 펀칭하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 탄소 강봉(10")의 스커트부(14c) 저면에는 크라운형 기어 금형부의 원형 홈(326) 저면에 형성된 다수의 치형부에 의하여 이에 대응하는 다수의 치형부(14b')가 형성된다.

이렇게 4차 펀치(330)의 2차 펀칭 금형부를 4차 다이(320)의 크라운형 기어 금형부 내부에 진입시키면서 탄소 강봉(10")을 펀칭하여 크라운형 기어를 갖는 탄소 강봉(10''')을 성형한 이후에, 4차 펀치(330)는 원위치로 복귀하고, 4차 다이(320)의 저면부에 형성된 관통 개구(322)로 비도시된 이젝트 핀을 투입하여, 4차 성형된 탄소 강봉(10''')을 4차 다이(320)로부터 배출시킨다.

4차 다이(320)에서 배출된 4차 성형된 탄소 강봉(10''')이 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 4차 성형된 탄소 강봉의 직경부(12)의 외주면에는 나사산을 가공하여 수나사부(12')를 형성한다.

전술한 실시예에서, 펀치(20; 120; 220; 320)와 다이(30; 130; 230; 330)는 별도의 다이 홀더와 펀치 홀더에 의하여 고정되어 있고, 펀치 홀더는 유압에 의하여 상하로 또는 좌우로 이동가능하지만, 본원에서 간명성을 위하여 별도로 도시 및 설명하지 않았다.

또한, 각각의 성형 공정 시에, 탄소 강봉이 각각의 다이 및 펀치와 접촉하는 것을 방지하기 위하여 탄소 강봉의 표면 또는 다이 및 펀치의 내부면에 이형제가 도포되는 것이 바람직하다.

본 발명을 상기 실시예를 참조하여 설명하였지만, 보호 받고자 하는 보호범 위가 전술한 실시예에 의하여 한정되지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 하기의 청구범위에 의하여 결정된다.

도 1은 본 발명에 따른 1차 펀치와 1차 다이를 이용하여 탄소 강봉을 1차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 2차 펀치와 2차 다이를 이용하여 1차 성형된 탄소 강봉을 2차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 3차 펀치와 3차 다이를 이용하여 2차 성형된 탄소 강봉을 3차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면으로서, (a)는 3차 펀치의 1차 펀칭 금형부의 평면도 및 (b)는 3차 다이의 크라운형 금형부의 평면도.

도 4는 본 발명에 따른 4차 펀치와 4차 다이를 이용하여 3차 성형된 탄소 강봉을 4차로 압축 성형하는 과정을 도시하는 도면으로서, (a)는 4차 펀치의 2차 펀칭 금형부의 평면도 및 (b)는 4차 다이의 크라운형 기어 금형부의 평면도.

도 5는 도 3에 도시된 과정에 의하여 성형된 탄소 강봉을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 6은 도 4에 도시된 과정에 의하여 성형된 탄소 강봉을 개략적으로 도시하는 사시도.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에이밍 스크류를 개략적으로 도시하는 사시도.

Claims (4)

1. 삭제
2. 에이밍 나사부를 갖는 본체와, 크라운형 기어를 구비하는 에이밍 스크류를 제조하는 방법에 있어서,

   내부에 직경이 상이한 다수의 직경부를 갖는 다이와 펀치로 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 직경이 다른 다수의 직경 확장부를 성형하는 단계와,

   한 쌍의 금형을 이용하여 다수의 직경 확장부가 형성된 강봉을 압축 성형하여, 강봉에 크라운형 기어를 일체로 성형하는 단계와,

   상기 강봉의 외주면 일부를 기계가공하여 강봉에 나사산을 형성하는 단계를 포함하며,

   상기 크라운형 기어를 성형하는 단계는,

   강봉의 상부 일부에 볼록부를 형성하는 단계와,

   강봉의 최상단에 너트를 성형하면서, 상기 볼록부를 플랜지부와 스커트부를 갖는 크라운부로 변형시키는 단계와,

   상기 스커트부의 저면에 치형부를 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에이밍 스크류 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 각각의 단계에서 강봉의 표면 또는 다이 및 금형에는 이형제가 도포되는 것을 특징으로 하는 에이밍 스크류 제조 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 따른 제조 방법으로 제조된 크라운형 기어를 일체로 구비하는 에이밍 스크류.

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