KR100916577B1 - 풀리의 크라운 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풀리의 크라운 성형장치와 성형방법에 관한 것으로써, 특히, 상성형툴 또는 하성형툴이 아이어닝이 완료된 제품의 단부를 상하방향으로 가압회전하면서 크라운을 형성하는 동안 아이어닝이 완료된 제품의 외면을 가압회전함으로써, 크라운이 형성된 풀리를 신속하게 생산할 수 있는 풀리의 크라운 성형장치와 성형방법에 관한 것이다.

풀리, 크라운, 회전, 가압

Description

풀리의 크라운 성형장치{Crown of pulley making device}

본 발명은 풀리의 크라운 성형장치와 성형방법에 관한 것으로써, 상성형툴 또는 하성형툴이 아이어닝이 완료된 제품의 단부를 상하방향으로 가압회전하면서 크라운을 형성하는 동안 아이어닝이 완료된 제품의 외면을 가압회전함으로써, 크라운이 형성된 풀리를 신속하게 생산할 수 있는 풀리의 크라운 성형장치와 성형방법에 관한 것이다.

[종래기술문헌] 한국등록특허 제0288892호, 한국등록특허 제0482168호, 한국등록특허 제0583826호, 한국등록특허 제0710506호

본 발명은 차량엔진의 벨트 구동시 벨트의 장력조절 및 벨트의 이완을 방지하기 위하여 장착되는 풀리의 크라운 성형장치및 방법에 관한 것이다.

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

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 한국등록특허 제10-0288892호에서는 자동차 엔진 풀리의 드로잉장치 및 제조방법에 대하여 기술하고 있다.

그러나, 완제품인 풀리를 성형하기 전 상태인 예비성형체의 외통부에 플랜지가 형성되며, 이러한 플랜지를 제거하는 과정(즉, 트리밍 공정)에서 드로잉 공정단계 등에서 억제되었던 변형이 해소됨에 따라, 예비성형체에 변형이 크게 발생한다는 단점이 있었다.

따라서 트리밍 공정이 끝난 후 예비성형체의 내통부의 두께와 크기를 조정하는 아이어닝 공정을 실시하더라도, 예비성형체에는 변형이 잔류하게 되는 것을 피할 수 없었다.

이와 같이 예비성형체에 잔류하는 변형에 의해 완제품인 풀리의 형상 정확도가 떨어진다는 단점이 있었다.

한국등록특허 제0482168호에서는 돌출외주면을 갖는 크라운형 풀리 및 그 제조방법에 대하여 기술하고 있다.

그러나, 완제품인 풀리를 성형하기 전 상태인 예비성형체의 외통부에 플랜지가 형성되며, 이러한 플랜지를 제거하는 과정(즉, 트리밍 공정)에서 드로잉 공정단계에서 억제되었던 변형이 해소됨에 따라, 예비성형체에 변형이 크게 발생한다는 단점이 있다.

예비성형체에 잔류하는 변형은 결국 완제품인 풀리의 형상 정확도를 떨어뜨린다는 단점이 있었다.

또한, 드로잉 공정에서 성형된 제품의 끝단부에 형성되는 플랜지부를 제거해야함에 따라, 추가적인 재료비와 공정이 필요하다는 단점이 있었다.

한국공개특허공보 제2007-0079959호에서는 차량용 풀리의 크라운 성형장치에 대하여 기술하고 있다.

그러나, 완제품인 풀리를 성형하기 전인 예비성형체의 외통부에 플랜지가 형성되며, 이러한 플랜지를 제거하는 과정(즉, 트리밍 공정)에서 드로잉 공정단계에서 억제되었던 변형이 해소됨에 따라, 예비성형체에 변형이 크게 발생한다는 단점이 있다.

예비성형체에 발생된 변형은 제품의 크기와 두께를 소정 치수로 조정하는 아이어닝 공정을 실시하더라도 잔류하게 된다.

따라서 예비성형체에 잔류하는 변형에 의해 완제품인 풀리의 형상 정확도가 떨어진다는 단점이 있었다.

또한, 드로잉 공정에서 성형된 제품의 끝단부에 형성되는 플랜지부를 제거해야함에 따라, 추가적인 재료비와 공정이 필요하다는 단점이 있었다.

아이어닝 공정과 크라운 공정을 하나의 공정에서 동시에 실시함으로써, 공정의 단순화, 금형 또는 장치의 수를 줄일 수 있다는 장점이 있으나, 완제품인 풀리 의 형상 정확도는 떨어진다는 단점이 있었다.

한국등록특허 제0710506호에서는 크라운형 풀리의 돌출 외주면 성형공정에 대하여 기술하고 있다.

상부에서 누르는 힘과 더불어 회전되는 풀리의 둘레에 오목한 곡면을 갖는 롤러를 측방향으로 가압하여 풀리에 돌출부(크라운)를 성형하는 성형공정에 관한 것이다.

그러나, 풀리의 둘레와 롤러의 접촉이 선접촉이므로 풀리의 둘레면에의 돌출부를 형성하는 가압력이 부족하다는 단점이 있었다.

또한, 풀리를 금형 등에 의해 외부를 구속하지 않음으로써, 허용오차 내의 돌출부가 형성되는 풀리를 생산하기에 곤란하다는 단점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 드로잉 공정에서 성형된 제품의 단부에 형성된 플랜지를 제거할 필요가 없어 추가적인 재료비와 공정을 줄이는데 그 목적이 있다.

본 발명은 형상 정확도 및 생산성이 향상된 풀리의 크라운 성형장치 및 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 상성형툴 또는 하성형툴이 아이어닝이 완료된 제품의 단부를 상하방향으로 가압회전하면서 크라운을 형성하는 동안 아이어닝이 완료된 제품의 외면을 가압회전함으로써, 크라운이 형성된 풀리를 신속하게 생산할 수 있는 풀리의 크라운 성형장치와 성형방법에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명의 풀리의 크라운 성형장치는,

상홀더와,

상기 상홀더에 볼트로 고정 설치되는 상펀치와,

상기 상펀치의 외측에 위치하며 외측으로 플랜지가 형성된 상패드와,

상기 상패드에 형성된 플랜지 상단과 상기 상홀더 사이에 위치하며 상기 상패드를 상기 상펀치에 대하여 상하방향으로 이동을 허용하는 스프링과,

상기 상패드의 외측에 위치하는 상기어와,

상기 상기어의 하면부와 볼트로 결합하는 상면부를 갖는 상성형툴과,

상기 상홀더에 대하여 고정설치되는 상툴홀더와,

상기 상기어가 상기 상툴홀더에 대해 회전가능하도록 하며 상기 상기어를 상하방향으로 구속하고, 상면은 상기 상툴홀더의 내주면에 접하고, 하면은 상기 상기어의 상면에 접하는 상형 제 1베어링과,

상기 상성형툴의 외측면과 접하는 내륜과, 상기 상툴홀더에 의해 지지되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜에 접하는 롤러를 포함하며, 상기 상성형툴이 상기 상툴홀더에 대해 회전가능하도록 하는 상형 제 2베어링을 포함하는 상형;

쿠션핀에 의해 지지되는 하패드와,

상기 하패드의 외측에 위치하며 하펀치고정판에 의해 고정 설치되는 하펀치와,

상기 하펀치의 외주면에 위치하는 하기어와,

상기 하펀치의 외주면을 따라 형성되며, 상기 하기어의 상면과 접하는 하면과 상기 하면의 반대방향에 형성된 상면, 상기 하면의 일단으로부터 수직상방향으로 상기 상면과 수직으로 연결되는 연결면과, 상기 상면의 타단으로부터 내측아래방향의 곡면과, 상기 곡면의 끝단으로부터 내측수평방향으로 형성된 내측저면을 포함하되, 상기 하기어의 상면과 볼트로 결합되는 하성형툴과,

하툴홀더와,

상기 하펀치고정판과 상기 하기어의 하면부 사이에 위치하며 상기 하기어를 상기 하툴홀더에 대해 회전가능하도록 하며 상기 하기어를 상하방향으로 구속하는 하형 제 1베어링과,

상기 하성형툴의 외측면에 접하는 내륜과, 상기 하툴홀더의 내주면과 접하는 외륜과, 상기 내륜과 상기 외륜과 접하는 롤러를 포함하며, 상기 하성형툴을 상기 하툴홀더에 대해 회전가능하도록 하는 하형 제 2베어링을 포함하는 하형;

상기 상기어 및 하기어를 회전시키도록 유압모터와, 상기 유압모터의 외주면을 감싸는 유압모터 홀더와, 상기 유압모터로부터 돌출된 축과, 상기 축과 결합하는 회전구동기어와, 상기 기어의 전면부 또는 후면부에 위치하는 제 3베어링과, 상기 회전구동기어와 상기 상형의 상기어 또는 상기 회전구동기어와 상기 하형의 하기어를 연결하는 연결기어와, 상기 연결기어를 관통하는 연결축과, 상기 연결기어와 상기 연결축 사이에 위치하는 제 4베어링이 포함되는 회전구동부;

상기 상펀치와 상기 하펀치 사이의 간격은 아이어닝이 완료된 제품의 두께보다 크고,

상기 상성형툴 또는 하성형툴이 상기 아이어닝이 완료된 제품의 단부를 상하방향으로 가압회전하면서 크라운을 형성하는 동안 상기 아이어닝이 완료된 제품의 외면을 가압회전하는 것을 특징으로 한다.

상기 상툴홀더는 중심에 상기 상펀치와 상기 상패드가 관통하는 관통공이 형성되며, 내주면에는 상기 상기어의 상면부와 평행하게 외측수평방향으로 형성된 상툴홀더 제 1내주면과, 상기 상툴홀더 제 1내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 2내주면과, 상기 상툴홀더 제 1내주면과 평행하며 상기 상툴홀더 제 2내주면의 끝단으로부터 외측수평방향으로 형성된 상툴홀더 제 3내주면과, 상기 상툴홀더 제 3내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성되고 상기 상기어의 측면으로부터 수평방향으로 이격된 상툴홀더 제 4내주면과, 상기 상툴홀더 제 4내주면의 끝단으로부터 외측수평방향으로 평행하게 형성된 상툴홀더 제 5내주면과, 상기 상 툴홀더 제 5내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 6내주면을 가지되, 일측에는 상기 상툴홀더 제 3내주면과 상기 상툴홀더 제 4내주면이 형성하는 공간과 연통하는 상툴홀더 측면공간이 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 하툴홀더는 중심에 상기 하패드와 상기 하펀치가 관통하는 관통공이 형성되며, 상기 하기어의 상면부와 평행하게 형성되는 하툴홀더 제 1내주면과, 상기 제 1내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 하툴홀더 제 2내주면과, 상기 제 2내주면의 끝단으로서 외측수평방향으로 형성되며 상기 하기어의 상면부와 평행하게 형성된 하툴홀더 제 3내주면과, 상기 제 3내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성되며, 상기 하기어의 측면부와 이격된 하툴홀더 제 4내주면을 포함하며, 상기 하툴홀더 제 3내주면과 상기 하툴홀더 제 4내주면이 이루는 공간과 연통하도록 하툴홀더 측면공간이 포함되는 것을 특징으로 한다.

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전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 풀리의 크라운 성형방법은,

금속판재를 원형의 블랭크로 가공하는 블랭킹 공정단계;

상기 블랭크를 외통부와 내통부, 상기 외통부와 상기 내통부를 연결하는 연결부를 갖는 제품으로 성형하되, 상기 블랭크의 단부를 구속하지 않음으로써 상기 외통부의 단부에 파형을 형성하는 드로잉 공정단계;

드로잉 공정단계를 마친 제품의 두께 또는 크기를 조절하는 아이어닝 공정단계;

아이어닝이 완료된 제품의 외통부에 바깥쪽으로 볼록한 크라운을 형성하는 크라운 공정단계를 포함하되,

상기 크라운 공정단계는,

아이어닝이 완료된 제품의 외통부의 단부를 상하방향으로 회전가압하는 동안 외통부의 외주면을 내측방향으로 가압하되, 아이어닝이 완료된 제품의 외통부의 단부에는 상하방향의 가압력과 원주방향의 힘이 동시에 작용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 풀리의 크라운 성형장치 및 성형방법은 다음과 같은 장점이 있다.

(1) 블랭킹 공정을 거쳐 성형되는 블랭크의 단부를 구속하지 않음으로써, 순차적으로 이어지는 드로잉 공정에서 성형된 제품의 끝단부에 플랜지가 형성되지 않는다.

(2) 따라서, 플랜지를 제거할 필요가 없을뿐만 아니라, 플랜지를 제거하는 과정에서 드로잉 공정이 완료된 제품에 억제되었던 변형에 기인하여 발생되는 뒤틀림 현상을 감소 내지 방지할 수 있다.

(3) 크라운 공정과 아이어닝 공정을 분리함으로써, 풀리의 내통부에 장착되는 베어링 공차 및 단차 깊이를 정확한 치수로 유지하면서 풀리의 외통부에 정확한 크라운을 형성할 수 있으므로, 제품의 불량률이 감소된다.

(4) 아이어닝 공정이 완료된 제품의 외통부의 외주면이 상하방향의 힘에 의해 외측으로 팽창되는 동안, 외통부의 외주면 가운데 직경이 큰 부분이 회전하는 성형툴에 의해 가압력을 받아, 소재가 직경이 작은 부분으로 이동함에 따라 외주면이 균일화되면서 두께도 균일화될 수 있다.

(5) 아이어닝 공정이 완료된 제품의 외통부의 외주면이 상하방향의 힘에 의해 외측으로 팽창되는 동안, 외통부의 외주면 가운데 직경이 큰 부분이 회전하는 성형툴에 의해 가압됨으로써, 판재 성형시 흔히 발생하는 스프링백(spring back)현상을 상당부분 해소할 수 있다.

(6) 아이어닝 공정이 완료된 제품의 외통부의 단부에는 상하방향의 가압력과 원주방향의 힘이 동시에 작용하므로, 외통부의 단부의 불균일을 상당부분 해소할 수 있으므로, 고품질을 갖는 풀리의 생산이 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술들을 참조하기로 하고 이에 대한 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 블랭킹 공정을 마친 제품의 단면도이다.

블랭킹(blanking)이란 소재로부터 닫힌 외곽선을 가진 부분을 한 번에 잘라내는 작업을 말하며, 이와 같이 잘린 부분은 제품이 되며 이를 블랭크(blank)라 한다.

블랭킹 공정을 수행하는 장치(미도시)에 형성되는 다이에 금속판재를 올려놓고 펀치를 하강시켜 압인절단함으로써, 원형 형상을 갖는 블랭크가 형성된다.

이러한 블랭킹 공정을 수행하는 장치는 종래기술에 제시된 바 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

블랭킹 공정을 마친 제품을 제 1차제품(100)이라 하며 상기 제 1차제품(100)은 후술하는 드로잉 공정을 거친다.

도 2a는 본 발명의 드로잉 공정을 마친 제품의 단면도이며, 도 2b는 본 발명의 드로잉 공정을 마친 제품의 사시도이다.

드로잉 공정은 금속판재를 공압장치가 설치된 기계식 프레스를 사용하여 컵 또는 이와 유사한 형상으로 성형하는 공정이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 드로잉 공정을 완료한 제 2차제품(200)은, 측면부(201)와 중심부(204) 그리고 상기 측면부(201)와 상기 중심부(204)사이에 형성된 곡면부(203)를 갖는다.

본 발명의 드로잉 공정에서는, 블랭킹 공정을 거쳐 생산된 상기 제 1차제품의 단부(101)를 구속하지 않음으로써, 상기 제 2차제품의 측면부의 단부(202)에는 외측방향을 갖는 플랜지가 형성되지 않는다.

즉, 제 2차제품의 측면부(201)는 일직선으로 곧게 형성되고, 상기 제 2차제품(200)의 길이방향으로 자유롭게 변형이 이루어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 상기 제 2차제품(200)은 종래기술의 드로잉 공정에서 예비성형체에 형성되는 플랜지를 제거해야 하는 트리밍 공정을 요하지 않는다는 장점이 있다.

또한, 제 2차제품의 측면부(201)에 외측방향을 갖는 플랜지가 형성되지 않으므로, 상기 트리밍 공정에서 플랜지를 제거하는 과정에서 드로잉 공정을 완료한 제품에 발생되는 변형을 방지 내지 감소할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 드로잉 공정에서는 도 2b에 도시한 바와 같이, 드로잉 공정이 완료된 제 2차제품의 측면부의 단부(202)에는 파도모양의 파형이 형성된다.

상기 파형은 상기 제 2차제품의 측면부의 단부(202) 둘레에 걸쳐서 형성되며, 파도모양이므로 상기 단부(202) 둘레에 걸쳐서 일정한 간격으로 높이가 상이한 부분이 4군데에 걸쳐 형성된다.

제 2차제품(200)은 위 파형의 높이에 반비례하여 원주 방향을 따라 외경이 큰 부분과 외경이 작은 부분이 4군데에 걸쳐 형성된다.(A-A 단면)

이와 같이, 상기 제 2차제품의 측면부의 단부(202)에 형성된 파도모양의 파형은 후술할 CNC선반가공 공정을 통해 제거된다.

이하에서는 상기 드로잉 공정을 마친 제품에 대해, 제품의 외관을 보다 세부적으로 성형하는 단계인 부가드로잉 공정에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 부가드로잉 공정에 의해 생산된 제품의 단면도이다.

부가드로잉 공정은 전술한 드로잉 공정을 완료한 제 2차제품(200)의 외관을 보다 세부적으로 성형하는 단계이다.

부가드로잉 공정은 제 1차 부가드로잉 공정과 제 2차 부가드로잉 공정으로 구분된다.

먼저, 제 1차 부가드로잉 공정은 상기 드로잉 공정을 거친 제 2차제품(200)의 중심부(204)를 역방향으로 드로잉하는 공정으로서, 도 3에 도시한 바와 같은 제 3차제품(300)이 생산된다.

상기 제 3차제품(300)은 외통부(301)와 내통부(302), 상기 외통부와 상기 내통부를 연결하는 연결부(310) 그리고 바닥부(305)로 이루어진다.

상기 제 3차제품의 연결부(310)는 외통부(301)와 내통부(302) 사이에 위치한다.

상기 제 3차제품의 연결부(310)는 다시 볼록부(311)와, 상기 제 3차제품(300)의 내측으로 경사가 형성된 경사부(312)로 이루어진다.

도 4는 본 발명의 제 2차 부가드로잉 공정을 마친 제품의 단면도이다.

제 2차 부가드로잉 공정은 상기 제 1차드로잉공정에 의하여 생산된 제 3차제품의 바닥부(305)를 다시 제 1바닥부(406)와 제 2바닥부(407), 상기 제 1바닥부와 상기 제 2바닥부의 사이에 위치하는 바닥 연결부(408)를 형성하는 형상드로잉 공정이다.

제 2차 부가드로잉 공정에 의하여 제 4차제품(400)이 생산되며, 상기 제 4차제품(400)은 외통부(401)와 내통부(402), 상기 외통부와 상기 내통부를 연결하는 연결부(410) 그리고 제 1바닥부(406), 제 2바닥부(407)로 이루어진다.

상기 제 1바닥부(406)와 제 2바닥부(407) 사이에는 바닥 연결부(408)가 형성된다.

상기 바닥 연결부(408)는 상기 제 4차제품(400)의 내측을 향해 경사가 형성된다.

상기 제 4차제품의 연결부(410)는 상기 외통부(401)와 상기 내통부(402) 사 이에 위치하며, 상기 연결부는 볼록부(411)와 경사부(412)로 이루어진다.

제 2차 부가드로잉 공정을 마친 제품인 제 4차제품(400)은 후술하는 피어싱 공정을 거친다.

도 5는 본 발명의 피어싱 공정을 마친 제품의 단면도이다.

상기 드로잉 공정과 부가드로잉 공정(제 1차, 제 2차 부가드로잉 공정)을 마친 제 4차제품(400)의 중심부를 천공하여 중공부(505)를 형성한다.

이와 같이, 피어싱 공정을 마친 제품을 제 5차제품(500)이라 한다.

제 5차제품(500)은, 외통부(501), 내통부(502), 바닥부(509), 연결부(510)로 이루어져 있고, 연결부(510)는 볼록부(511) 및 경사부(512)로 이루어져 있다.

피어싱 공정을 마친 제 5차 제품(500)은 후술하는 CNC선반 가공공정을 거친다.

CNC선반 가공공정은 1) 상기 제 5차제품(500)의 외통부를 매끈하게 가공할 뿐만 아니라 2) 상기 블랭크(100)를 제 1차제품(100)으로 성형하는 드로잉 공정에서 상기 제 1차제품의 단부(101)를 구속하지 않음으로써, 형성되는 상기 제 2차제품의 측면부의 단부(202)를 제거하는 공정이다.

전술한 바와 같이, 상기 제 2차제품의 측면부의 단부(202)에는 단부 둘레에 걸쳐서 일정한 간격으로 파도모양의 파형이 형성된다.

상기 파도모양의 파형은 최종제품의 완성 전에 제거하여야 한다.

이러한 CNC선반 가공공정에 대해서는 종래기술을 참고하며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이와 같이, CNC선반 가공공정을 마친 제품은 후술하는 아이어닝 공정을 거친다.

도 6은 본 발명의 아이어닝 공정을 마친 제품의 단면도이다.

제 6차제품(600)은, 외통부(601), 내통부(602), 상기 외통부와 상기 내통부를 연결하는 연결부(610), 내통부의 내주면(602a), 내통부의 외주면(602b)으로 이루어지며, 상기 연결부(610)는 다시 볼록부(611)와 경사부(612)로 이루어지며, 중공부(605) 및 내통부와 외통부 사이에는 공간(615)이 형성되어 있다.

일반적으로 아이어닝 공정은 드로잉된 제품의 벽을 얇고 균일하게 하며, 그 표면을 평활하게 하는 공정으로 상기 제 6차제품(600)의 내통부의 크기 및 두께를 일정하게 하도록 한다.

상기 아이어닝 공정에서 사용되는 상펀치와 하펀치사이의 간격은 상기 제 5차제품(500)의 두께보다 작아야 한다.

이러한 아이어닝 공정은 상기 제 6차제품의 내통부의 내주면(602a)을 소성에 의해 정하여진 균일한 두께와 크기를 갖게 한다.

그러나, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제 6차제품의 외통부(601)에는 여전히 외경 및 두께의 불균일이 남게 된다.(B-B 단면)

즉, 제 6차제품의 외통부(601)의 두께는 아이어닝이 완료되더라도 두께 불균일이 남게 되며, 상기 외통부의 외주면(601b)은 파형 형태를 이루며 직경이 큰 4군데와 직경이 작은 4군데가 형성된다.

이는 완제품인 풀리의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라, 풀리의 수명에도 좋지 않은 영향을 줄 수 있으므로, 후술하는 크라운 공정에서 외통부의 외경 및 두께의 균일화를 도모한다.

이와 같이, 아이어닝 공정을 마친 제품을 제 6차제품(600)이라 하며, 상기 제 6차 제품(600)은 후술하는 크라운 공정을 거친다. 크라운 형상의 성형이 완성된 풀리(제 7차제품)를 제 7차 제품(700)이라 한다.

도 7, 도 8은 본 발명의 크라운 공정을 마친 제품의 단면도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명의 크라운 공정을 수행하는 장치의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 풀리의 크라운 성형방법의 순서도이다.

상기 크라운 공정을 수행하는 장치는 도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같은 상형과 하형으로 구성된 장치에 의해 수행된다.

이하에서는 상기 크라운 공정을 수행하는 장치에 대해 도 9를 참고하여 자세하게 설명한다.

상형(720a)은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 상프레스(미도시)의 하부에 고정장착되는 상홀더(721)와, 상기 상홀더의 하부에 볼트로 고정장착되는 상펀치(722)가 구비된다.

상기 상펀치(722)의 외측에는 상패드(725)가 구비되며, 상기 상패드의 상부에는 외측방향으로 플랜지(726)가 형성된다.

상기 상패드(725)는 고정장착되는 상기 상펀치(722)에 대해 상하방향으로 이동이 가능하다.

상기 상패드의 상부에 형성된 플랜지(726)의 상단과 상기 상홀더(721)의 하단 사이에는 상홀더의 하부에 고정장착되는 상기 상펀치(722)에 대하여 상하방향으로 상기 상패드(725)의 이동을 가능하게 하는 스프링(727)이 위치한다.

상기 상패드(725)의 외측에는 상기어(728)가 구비되며, 상기 상기어의 하면부(728b)에는 상성형툴(730)이 위치한다.

상기 상성형툴(730)의 상면부(731)와 상기 상기어의 하면부(728b)는 볼트로 고정결합한다.

상기 상홀더(721)의 하단에는 상툴홀더(740)가 위치하며, 상기 상홀더(721)의 하단과 상기 상툴홀더(740)는 볼트로 고정결합한다.

상기 상성형툴(730)의 내측면에는 곡면 또는 경사면이 형성될 수 있다.

상기 상홀더(721)와 상기 상툴홀더(740) 사이에는 스페이서(729)가 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 상홀더(721)와 상기 상툴홀더(740) 사이에 상기 스페이서(729)가 구비될 경우, 상기 상홀더(721)의 하단과 상기 스페이서(729)의 상단은 볼트로 고정결합한다.

또한, 상기 상툴홀더(721)의 상단과 상기 스페이서(720)의 하단은 볼트로 고정결합한다.

상기 상기어의 상면부(728a)에는 상형 제 1베어링(750)이 구비된다.

상기 상형 제 1베어링(750)은 상기 상기어(728)가 상기 상툴홀더(740)에 대하여 회전가능하도록 하며, 상기 상기어(728)가 상하방향으로의 이동하는 것을 구속하는 역할을 한다.

따라서, 상기 상기어의 하면부(728b)와 볼트로 고정결합한 상기 상성형툴(730)도 상하방향으로의 이동이 구속된다.

상기 상형 제 1베어링(750)은 상면이 상기 상툴홀더(740)의 내주면에 접하고, 하면은 상기 상기어의 상면부(728a)에 접한다.

상기 상성형툴(730)의 외측에는 롤러 베어링으로 구비되는 상형 제 2베어링(755)이 위치한다.

상기 상형 제 2베어링(755)은, 상기 상성형툴(730)의 외측면과 접하는 내륜과, 상기 상툴홀더(740)에 의해 지지되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜에 접하는 롤러를 포함한다. 상기 롤러의 구름면은 제2베어링의 중심축에 대하여 경사지게 설치되어 있다. 외륜의 하면에는 상툴홀더(740)에 볼트에 의해 고정되는 판재가 설치되어 있다. 상성형툴(730)의 하부 외주면에는 홈이 형성되어 있고, 위 홈에는 스냅링이 설치되어 있다. 위 스냅링에 의해 내륜의 이탈이 방지된다.

상기 상형 제 2베어링(755)의 역할은 상기 상성형툴(730)이 고정설치되는 상기 상툴홀더(740)에 대해 회전을 용이하게 한다. 또한 상형 제2베어링(755)은 롤러의 구름면이 경사지게 형성되어 있기 때문에 풀리의 외통부에 크라운을 형성하는 동안 풀리 외통부에 작용하는 반경방향 하중을 충분히 견뎌낼 수 있다.

전술한 상툴홀더(740)의 내부에는 관통공(741)과 내주면이 형성되며, 상기 상툴홀더(740)는 상기 상기어(728)와 상기 상성형툴(730) 및 상기 베어링(750,755)을 감싼다.

이하에서는 상기 상툴홀더(740)에 대해 도 10을 참고하여 자세하게 설명한다.

상기 상툴홀더(740)의 중심에는 상기 상펀치(722) 및 상기 상펀치의 외측에 위치하는 상패드(725)가 관통하는 관통공(741)이 형성된다.

상기 상툴홀더(740)의 내부에는 내주면이 형성된다.

먼저, 상기 상기어의 상면부와 평행하게 외측수평방향으로 형성된 상툴홀더 제 1내주면(742)이 형성된다.

상기 상툴홀더 제 1내주면(742)의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 2내주면(743)이 형성된다.

상기 제 1내주면(742)은 상기 상형 제 1베어링(750)이 안착되도록 상기 상형 제 1베어링의 상면(751)과 대응하도록 형성된다.

상기 제 2내주면(743)은 상기 상형 제 1베어링(750)이 안착되도록 상기 상형 제 1베어링의 측면(752)의 일부와 대응하도록 형성된다.

상기 상형 제 1베어링의 측면(752)의 나머지는 상기 상기어의 상면부(728a)에 형성된 베어링 장착부(미도시)와 접한다.

상기 상툴홀더 제 2내주면(743)의 끝단으로부터 외측수평방향으로 상기 상툴홀더 제 1내주면(742)과 평행하게 상툴홀더 제 3내주면(744)이 형성된다.

상기 상툴홀더 제 3내주면(744)은 상기 상기어의 상면부(728a)의 일부와 대응하도록 형성된다.

상기 상툴홀더 제 3내주면(744)의 끝단으로부터 아래방향으로 형성되며 상기 상기어의 측면부(728c)으로부터 수평방향으로 이격되도록 상툴홀더 제 4내주면(745)이 형성된다.

이와 같이, 상기 상툴홀더 제 4내주면(745)과 상기 상기어의 측면부가(728c) 서로 이격되도록 함으로써, 상기 상기어(728)가 회전할 경우 상기 상툴홀더(740)와의 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

상기 상툴홀더 제 4내주면(745)의 끝단으로부터 외측수평방향으로 평행하게 상툴홀더 제 5내주면(746)이 형성된다.

상기 상형 제 2베어링(755)의 외륜의 상단의 일부가 상기 상툴홀더 제 5내주면(746)에 걸림으로써, 상기 상형 제 2베어링(755)이 상기 상툴홀더(740)내부에서 지지고정된다.

상기 상툴홀더 제 5내주면(746)의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 6내주면(747)이 형성된다.

상기 제 6내주면(747)은 상기 상형 제 2베어링(755)의 외륜의 측면과 접한다.

상기 상형 제 2베어링(755)의 외륜의 하단은 상기 상툴홀더(740)와 나사로 고정결합하는 베어링 커브(미도시)에 의해 지지고정된다.

상기 상툴홀더(740)의 일측에는 상기 상툴홀더 제 3내주면(744)과 상기 상툴홀더 제 4내주면(745)이 형성하는 공간과 연통하는 상툴홀더 측면공간(748)이 형성된다.

상기 상툴홀더 측면공간(748)은 상기 상기어(728)를 회전시키는 회전구동부(760)의 회전구동기어(768)와 상기 상기어(728)가 맞물릴 수 있도록 공간을 제공한다.

하형은 다음과 같이 이루어진다.

먼저 하프레스(미도시)에 고정장착되는 하홀더(821)가 구비된다.

상기 하홀더(821)의 상단에는 상기 하홀더(821)와 볼트로 고정결합하는 받침판(824)이 구비된다.

상기 받침판(824)의 상단에는 상기 받침판(824)과 볼트로 고정결합하는 하펀치고정판(823)이 구비된다.

상기 받침판(824)의 상단에는 하펀치고정판(823)에 의해 고정설치되는 하펀치(822)가 구비된다.

상기 하펀치고정판(823)과 상기 받침판(824)에는 서로 연통되는 관통공이 형성되며, 상기 관통공에 볼트를 삽입한 후, 상기 하홀더(821)의 상단에 고정결합한다.

하패드(825)는 상기 하펀치(822)의 중심을 관통하며 쿠션핀(829)에 의해 지지된다.

상기 쿠션핀(829)은 공압장치가 설치된 기계식 프레스에 의한다.

상기 하패드(825)의 상면에는 돌기(826)가 형성된다.

상기 하패드의 외주면(825a)의 단부에는 상기 하패드의 상면으로부터 상승하는 부분이 상기 하패드의 상면의 둘레에 걸쳐서 형성되며, 이를 걸림부(825b)라 한다.

상기 하펀치의 외주면(825a)에는 하기어(828)가 구비되며, 상기 하기어의 상면부(828a)에는 하성형툴(830)이 위치한다.

상기 하성형툴(830)은 상기 하펀치(822)의 외주면을 따라 형성된다.

이하에서는 상기 하성형툴(830)에 대해 자세하게 설명한다.

먼저 상기 하기어의 상면부(828a)와 접하는 하면(831)과 상기 하면의 반대방향에 형성된 상면(832), 상기 하면의 일단으로부터 수직상방향으로 상기 상면(832)과 수직으로 연결되는 연결면(833)이 형성된다.

상기 상면(832)의 타단으로부터 상기 하펀치(822)를 향하여 내측 아래방향으로 곡면(834)이 형성된다.

상기 곡면(834)의 끝단으로부터 상기 하펀치(822)를 향해 내측 수평방향으로 내측저면(835)이 형성된다.

상기 하기어의 상면부(828a)와 상기 하성형툴의 하면(831)은 볼트로 고정결합됨으로써, 상기 하기어(828)가 회전할 경우, 상기 하성형툴(830)도 회전운동이 가능하다.

상기 하펀치고정판(823)의 상단에는 하툴홀더(840)가 구비되며, 상기 하펀치고정판(823)의 상단과 상기 하툴홀더(840)의 하단은 볼트로 고정결합한다.

상기 하툴홀더(840)에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 하펀치고정판(823)의 상단과 상기 하기어의 하면부(828b)사이에는 하형 제 1베어링(850)이 위치한다.

상기 하형 제 1베어링(850)은 상기 하기어(828)를 고정장착되는 상기 하툴홀더(840)에 대해 회전가능하도록 하며 상기 하기어(828)를 상하방향으로 구속하는 역할을 한다.

상기 하성형툴 연결면(833)과 상기 하툴홀더(840)의 내주면 사이에는 롤러 베어링으로 구비되는 하형 제 2베어링(855)이 위치한다.

상기 하형 제 2베어링(855)은 상기 하성형툴 연결면(833)에 접하는 내륜과, 상기 하툴홀더(840)의 내주면과 접하는 외륜과, 상기 내륜과 상기 외륜과 접하는 롤러를 포함한다.

상기 롤러의 구름면은 하형 제2베어링의 중심축에 대하여 경사지게 설치되어 있다. 또한 하형 제2베어링(855)은 롤러의 구름면이 경사지게 형성되어 있기 때문에 풀리의 외통부에 크라운을 형성하는 동안 풀리 외통부에 작용하는 반경방향 하중을 충분히 견뎌낼 수 있다.

전술한 하툴홀더(840)의 내부에는 관통공(841)과 내주면이 형성되며, 상기 하툴홀더(840)는 상기 하기어(828)와 상기 하성형툴(830) 및 상기 베어링(850, 855)을 감싼다.

이하에서는 하툴홀더(840)에 대해 도 11을 참고하여 자세하게 설명한다.

상기 하툴홀더(840)의 중심에는 상기 하패드(825)와 상기 하펀치(822)가 관통하는 관통공(841)이 형성된다.

상기 하툴홀더(840)에는 내주면이 형성된다.

이하에서는 각각의 내주면에 대해서 자세하게 설명한다.

상기 하기어의 상면부(828a)와 평행하게 하툴홀더 제 1내주면(842)이 형성된다.

상기 하툴홀더 제 1내주면(842)은 하형 제 2베어링(855)의 외륜의 상단부와 접하며, 상기 하형 제 2베어링(855)을 상기 하툴홀더(840) 내부에서 고정 지지할 수 있도록 한다.

상기 하툴홀더 제 1내주면(842)의 끝단으로부터 아래방향으로 하툴홀더 제 2내주면(843)이 형성된다.

상기 하툴홀더 제 2내주면(843)은 상기 하형 제 2베어링(855)의 외륜의 측면부와 접하며, 상기 하형 제 2베어링(855)을 상기 하툴홀더(840) 내부에서 고정 지지할 수 있도록 한다.

상기 하툴홀더 제 2내주면(843)의 끝단으로서 외측수평방향으로 상기 하기어의 상면부(828a)와 평행하게 하툴홀더 제 3내주면(844)이 형성된다.

상기 하툴홀더 제 3내주면(844)의 끝단으로부터 아래방향으로 상기 하기어의 측면부(828c)와 이격된 하툴홀더 제 4내주면(845)이 형성된다.

상기 하기어의 측면부(828c)와 상기 하툴홀더 제 4내주면(845)이 이격됨으로써, 상기 하기어(828)가 회전할 경우 상기 하툴홀더(840)와 상기 상기어(828)가 서로 간섭됨을 방지할 수 있다.

상기 하툴홀더(840)의 일측에는 상기 하툴홀더 제 3내주면(844)과 상기 하툴 홀더 제 4내주면(845)이 형성하는 공간과 연통하는 하툴홀더 측면공간(848)이 형성된다.

상기 하툴홀더 측면공간(848)은 상기 하기어(828)를 회전시키는 회전구동부(860)의 회전구동기어(868)와 상기 하기어(828)가 맞물릴 수 있도록 한다.

상기 상기어(728) 및 하기어(828)를 회전시키는 회전구동부(760)에 대해 도 8을 참고하여 자세하게 설명한다.

이하에서는 상기 상기어(728)을 회전시키는 회전구동부(760)를 기준으로 설명한다.

회전구동부(760)는 상유압모터(761)와, 상기 상유압모터(761)로부터 돌출된 축(762)과, 상기 상유압모터의 외주면을 감싸는 상유압모터홀더(763)와, 상기 축(762)과 결합하는 회전구동기어(768)와, 상기 기어(768)의 전면부 또는 후면부에 위치하는 제 3베어링(770)을 포함한다.

먼저 상유압모터(761)는 상기 상형의 상기어(728)를 구동시키는 역할을 한다.

상기 상유압모터(761)의 외측에는 상기 상유압모터의 외주면을 감싸는 상유압모터홀더(763)가 구비되며, 상기 상유압모터로부터 축(762)이 아래방향으로 돌출된다.

상기 상유압모터의 축(762)은 상기 회전구동기어의 관통공(769)에 결합한다.

상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 상기 회전구동기어(768)를 감싸는 상베어링 커브(771)가 상기 상유압모터의 하단에 결합된다.

상기 상베어링 커브(771)의 일측 또는 타측에는 공간이 형성되며, 상기 공간을 통해 상기 회전구동기어(768)가 상기 상형의 상기어(728)와 맞물릴 수 있다.

상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어의 전면부(768a) 또는 후면부(768b)에는 베어링이 설치되며, 이를 제 3베어링(770)이라 한다.

상기 제 3베어링(770)은 상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어(768)가 상기 상유압모터(761)의 구동력을 받아 회전할 경우, 상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어(768)가 상기 상유압모터홀더(763)에 대하여 용이하게 회전할 수 있도록 한다.

또한 상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어(768)가 상기 상베어링커브(771) 안에서 안정하게 지지되면서 회전할 수 있도록 한다.

상기 제 3베어링(770)은 상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어의 전면부(768a) 또는 후면부(768b)에 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어의 전면부(768a)에 상기 제 3베어링(770)이 구비될 경우, 상기 회전구동기어(768)가 상기 상베어링 커브(771)에 대하여 용이하게 회전할 수 있도록 한다.

만약 상기 회전구동기어(768)와, 상기 회전구동기어의 전면부(768a)에 상기 제 3베어링(770)을 결합한 상태에서도 상기 상유압모터의 축(762)이 아래방향으로 돌출될 경우, 상기 회전구동기어(768)의 회전이 용이하지 않을 수도 있다.

또한 상기 회전구동기어(768)가 상기 상베어링 커브(771) 안에서 안정하게 지지되지 않을 가능성도 있다.

따라서, 이러한 경우에는 상기 회전구동기어의 후면부(768b)에도 상기 제 3베어링(770)을 구비함으로써, 상기 회전구동기어(768)의 원활한 회전 및 안정적인 회전을 도모할 수 있다.

상기 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어(768)는 상기 상유압모터(761)의 구동력을 전달받아 상기 상형의 상기어(728)를 회전구동시키며, 결국 상기어의 하면부(728b)와 볼트로 고정결합한 상기 상성형툴(730)이 회전하게 된다.

상기 회전구동부(760)에는 상유압모터의 축(762)과 결합한 회전구동기어(768)와 상기 상형의 상기어(728)사이를 연결하는 연결기어(775)가 구비될 수 있다.

상기 연결기어(775)는 상기 상유압모터(761)의 구동력을 상기 상형의 상기어(728)로 전달하는 역할을 한다.

상기 연결기어(775)의 중심에는 관통공(777)이 형성되어 있으며, 상기 관통공(777)에는 베어링이 구비된다.

상기 베어링을 제 4베어링(780)이라 하며, 상기 제 4베어링(780)은 후술하는 연결축(776)에 대하여 상기 연결기어(775)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다.

상기 베어링의 외륜은 상기 연결기어의 관통공의 내주면과 접하며, 상기 베어링의 내륜은 상기 연결축(776)과 접한다.

상기 베어링의 내륜의 하단부에 와셔(778)가 위치하며, 상기 와셔(778)는 상기 베어링의 내륜의 하단부를 지지하며, 상기 연결축(776)과 볼트로 고정결합한다.

전술한 상형의 상기어(728)를 회전시키는 회전구동부(760)에 대응되도록 하형의 하기어(828)를 회전시키는 회전구동부(860)가 형성되며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 크라운 공정으로 크라운 공정이 완료된 제 7차제품(700)은 아래와 같은 방법을 통해 이루어질 수 있다.

먼저 아이어닝 공정을 마친 제 6차제품(600)을 상기 하패드(825)에 올려놓는다.

상기 제 6차 제품의 외통부(601)를 상기 하성형툴(830)과 상기 하펀치(822) 사이의 공간(836)에 배치한다.

상기 하성형툴과 상기 하펀치 사이의 공간(836)은 상기 하성형툴의 곡면(834)과 상기 하성형툴의 내측저면(835)이 상기 하펀치의 외주면(825a)과 이루는 공간이다.

상기 제 6차제품의 연결부(610)의 내측 형상과 대응하는 형상이 상기 하펀 치(822)의 상부에 형성된다.

상기 제 6차제품의 연결부(610)의 외측 형상과 대응하는 형상이 상기 상패드(725)의 하부에 형성된다.

상기 상프레스를 작동시키면 상기 상형이 하강하면서 상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)은 서로 근접하게 된다.

상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)이 정해진 값 이상으로 근접하는 것이 근접센서(미도시)에 의해 감지되면, 유압모터(761, 861)가 작동하게 된다.

따라서 상기 유압모터의 축(762, 862)과 결합한 회전구동기어(768, 868)가 회전하게 되며, 상기 회전구동기어(768, 868)와 맞물린 상기 상형의 상기어(728) 및 상기 하형의 하기어(828)도 연동되어 회전하게 된다.

상기 상형의 상기어의 하면부(728b)에 상기 상성형툴(730)이 볼트로 고정결합되어 있으며, 상기 하형의 하기어의 상면부(828a)에 상기 하성형툴(830)이 볼트로 고정결합되어 있으므로, 결국 상기 성형툴(730,830)도 연동되어 회전하게 된다.

상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)이 더욱 근접하게 됨으로써, 결국 상기 상형의 상펀치(722)의 하부와 상기 하패드(825)의 상부에 형성된 돌기(826)가 서로 접촉하고, 상기 상패드(725)의 하부와 상기 하펀치(822)의 상부가 제 6차 제품(600)을 중간에 두고 인접하게 된다.

즉, 상기 제 6차제품(600)의 연결부(610) 아래쪽에는 상기 하펀치의 돌출부가 배치되고, 상기 제 6차제품(600)의 연결부(610) 위쪽에는 상기 상패드의 돌출부가 배치된다.

상기 상프레스가 계속 작동됨에 따라, 상기 상형(720a)의 하강이 계속된다.

따라서, 상기 상형(720a)의 상패드(725)는 상기 상패드(725)의 상단에 위치한 상기 스프링(727)을 밀면서 위로 올라가고, 상기 하형(720b)의 하패드(825)는 상기 쿠션핀(829)에 의한 쿠션압력을 받으면서 하강하게 된다.

상기 상형(720a)의 상펀치(722)와 상기 하형(720b)의 하패드(825)의 사이에 배치된 상기 제 6차제품(600)의 외통부(601)는 상기 하성형툴과 상기 하펀치사이의 공간(836)에 배치되며, 상기 상형(720a)의 하강이 계속됨에 따라, 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)는 성형툴(730,830)에 의해 상하방향으로 가압된다.

따라서, 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b)은 상하방향의 가압에 의해 바깥쪽으로 볼록하게 크라운이 형성되어 진다.

전술한 바와 같이, 상기 성형툴(730,830)은 상기 회전구동부의 회전구동기어(768,868)와 연동하여 회전한다.

따라서, 상기 제 6차제품(600)의 외통부의 단부(601a)는 상하방향으로 가압됨과 동시에 회전한다.

상기 상성형툴(730)과 상기 하성형툴(830)은 서로 반대방향으로 회전할 경우, 상기 제 6차제품(600)의 외통부(601)에의 크라운의 형성 및 외경과 두께의 균 일화를 더욱 신속하게 달성할 수 있다.

상기 크라운 공정이 완료되면, 상기 상프레스(미도시)가 작동을 시작함에 따라, 상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)은 서로 멀어지게 된다.

상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)이 정해진 값 이상으로 멀어지게 되는 것이 근접센서(미도시)에 의해 감지되면, 상기 유압모터(761,861)는 작동을 멈춘다.

이때 상기 하패드(825)는 상기 쿠션핀(829)에 의해 공기쿠션압력을 받으면서 위로 상승하게 되며, 상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)이 원래의 위치로 복귀한 후 크라운 형상의 성형이 완성된 풀리(제 7차제품, 700)를 취출하면 된다.

상기 제 6차제품(600)의 외통부의 단부(601a)를 상하방향으로 회전가압하여, 외통부(601)에 바깥쪽으로 볼록하게 크라운이 형성되는 동안, 상기 외통부의 외주면(601b)에는 내측방향으로 회전가압력이 작용한다.

즉, 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)를 상하방향으로 회전가압하여, 상기 외통부(601)에 바깥쪽으로 볼록하게 크라운이 형성되는 과정에서, 상기 외통부의 외주면(601b)은 상기 하성형툴의 곡면(834)과 접하게 된다.

이하에서는 이에 대해 자세하게 설명한다.

1) 먼저, 상하방향으로 가압하기 전 상태인, 아이어닝 공정이 완료된 제품(600)은 상기 외통부(601)의 두께 불균일이 있으며, 상기 외통부의 외주면(601b) 은 파형 형태를 이루며 4군데는 직경이 크고, 4군데는 직경이 작은 부분이 형성된다.

2) 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)를 상하방향으로 회전가압하기 시작하면, 상기 제 6차제품의 외통부(601)에 바깥 쪽으로 크라운이 형성되기 시작한다.

3) 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b) 가운데 외경이 가장 큰 부분 의 일부분이 상기 회전하는 성형툴(730,830)과 먼저 접촉하게 됨에 따라, 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b) 가운데 외경이 가장 큰 부분의 일부분은 상하방향의 힘 뿐만 아니라, 원주방향의 힘을 받게 된다.

4) 상기 상형(720a)과 상기 하형(720b)이 더욱 근접하게 됨으로써, 상기 제 6차 제품(600)은 더욱 눌러지게 되며, 이에 따라 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b)의 전체가 상기 성형툴(730, 830)의 내면과 접촉하게 된다.

이때, 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b) 가운데 외경이 큰 부분은 상기 성형툴(730,830)의 내면과 접촉되는 정도가 크며, 외경이 작은 부분은 상기 성형툴(730,830)의 내면과 접촉되는 정도가 작다.

5) 결국, 상기 제 6차제품의 외통부의 외주면(601b)은 상하방향의 힘 뿐만 아니라, 원주방향의 힘을 전체적으로 받게 되고, 소성흐름에 의한 소재의 상하 방향과 원주방향의 흐름이 더욱 원활해진다.

따라서, 상기 제 6차제품의 외통부(601)는 외경과 두께가 균일하게 될 뿐만 아니라, 상기 제 6차제품의 외통부(601)가 전체적으로 상기 성형툴(730,830)과 접촉함에 따라 압축응력을 받게 되므로, 완성품의 내구성의 향상도 가능하다.(C-C 단면)

또한, 상기 제 6차제품의 외통부(601)의 외경 균일화를 정밀절삭 등의 기계가공이 아닌 소성변형에 의해 달성하므로, 소재의 단류선의 흐름이 연속적이며, 이러한 소재의 연속적인 단류선은 완성품의 우수한 강도 및 기계적 성질을 보장할 수 있다는 장점이 있다.

금속판재의 가공시 흔히 발생하는 스프링백(spring back) 현상을 방지 내지는 감소할 수 있으므로, 크라운 성형공정이 완료된 풀리의 외통부의 치수정확도가 향상될 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 제 6차제품의 외통부(601)에 크라운을 형성하는 과정에서 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)는 상하방향의 힘을 받는다.

이때, 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)에는 상하방향의 힘 뿐만 아니라, 외통부의 단부(601a)가 상기 하성형툴의 내측저면(835)과 접하게 됨으로써, 상기 제 6차제품의 외통부의 단부(601a)의 둘레에 걸쳐 원주방향의 힘이 동시에 작용한다.

이와 같이 상기 외통부의 단부(601a)에 미끄러지며 작용하는 원주방향의 힘에 의해 상기 외통부의 단부(601a)가 매끈하게 마무리 될 수 있다는 장점도 있다.

도 8은 아이어닝 공정을 마친 제 6차제품(600)과 크라운 공정을 마친 제 7차제품(700)의 단면을 나타낸 단면도이다.

상기 제 6차제품(600)의 외통부(601)에서 두께와 외경부가 불균일한 것을 도시하고 있으며, 크라운 공정을 마친 상기 제 7차제품(700)에서 두께와 외경부가 균일한 것을 도시하고 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 블랭킹 공정을 마친 제품의 사시도.

도 2a는 본 발명의 드로잉 공정을 마친 제품의 단면도.

도 2b는 본 발명의 드로잉 공정을 마친 제품의 사시도

도 3은 본 발명의 제 1차 부가드로잉 공정을 마친 제품의 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2차 부가드로잉 공정을 마친 제품의 단면도.

도 5는 본 발명의 피어싱 공정을 마친 제품의 단면도.

도 6은 본 발명의 아이어닝 공정을 마친 제품의 단면도.

도 7은 본 발명의 크라운 공정을 마친 제품의 단면도.

도 8은 본 발명의 크라운 공정을 마친 제품의 단면도

도 9는 본 발명의 크라운 공정을 수행하는 장치의 단면도.

도 10은 본 발명의 크라운 공정을 수행하는 장치의 확대 단면도.

도 11은 본 발명의 크라운 공정을 수행하는 장치의 확대 단면도.

도 12는 본 발명의 풀리의 크라운 성형방법의 순서도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

100 : 제 1차제품 101 : 제 1차제품의 단부

200 : 제 2차제품 201 : 제 2차제품의 측면부

202 : 제 2차제품의 측면부의 단부 203 : 제 2차제품의 곡면부

204 : 제 2차제품의 중심부

300 : 제 3차제품 301 : 제 3차제품의 외통부

302 : 제 3차제품의 내통부 305 : 제 3차제품의 바닥부

310 : 제 3차제품의 연결부 311 : 제 3차제품의 볼록부

312 : 제 3차제품의 경사부

400 : 제 4차제품 401 : 제 4차제품의 외통부

402 : 제 4차제품의 내통부 406 : 제 4차제품의 제 1바닥부

407 : 제 4차제품의 제 2바닥부 408 : 제 4차제품의 바닥 연결부

410 : 제 4차제품의 연결부 411 : 제 3차제품의 볼록부

412 : 제 3차제품의 경사부

500 : 제 5차제품 501 : 제 5차제품의 외통부

502 : 제 5차제품의 내통부 505 : 제 5차제품의 중공부

509 : 제 5차제품의 바닥부 510 : 제 5차제품의 연결부

511 : 제 5차제품의 볼록부 512 : 제 5차제품의 경사부

600 : 제 6차제품 601 : 제 6차제품의 외통부

601a : 제 6차제품의 외통부의 단부 601b : 제 6차제품의 외통부의 외주면

602 : 제 6차제품의 내통부 602a : 제 6차제품의 내통부의 내주면

602b : 제 6차제품의 내통부의 외주면

605 : 제 6차제품의 중공부

609 : 제 6차제품의 바닥부 610 : 제 6차제품의 연결부

611 : 제 7차제품의 볼록부 612 : 제 7차제품의 경사부

615 : 제 7차제품의 내통부와 외통부 사이의 공간

700 : 제 7차제품 720 : 크라운 장치

720a : 상형 720b : 하형

721 : 상홀더 722 : 상펀치

725 : 상패드 726 : 상패드의 플랜지

727 : 스프링 728 : 상기어

728a : 상기어의 상면부 728b : 상기어의 하면부

728c : 상기어의 측면부

729 : 스페이서 730 : 상성형툴

740 : 상툴홀더 741 : 상툴홀더의 관통공

742 : 상툴홀더 제 1내주면 743 : 상툴홀더 제 2내주면

744 : 상툴홀더 제 3내주면 745 : 상툴홀더 제 4내주면

746 : 상툴홀더 제 5내주면 747 : 상툴홀더 제 6내주면

748 : 상툴홀더 측면공간 750 : 상형 제 1베어링

751 : 상형 제 1베어링의 상면 752 : 상형 제 1베어링의 측면

755 : 상형 제 2베어링

760 : 회전구동부 761 : 상유압모터

762 : 상유압모터의 축 763 : 상유압모터홀더

768 : 회전구동기어 768a : 회전구동기어의 전면부

768b : 회전구동기어의 후면부 769 : 회전구동기어의 관통공

770 : 제 3베어링 771 : 상베어링 커브

775 : 연결기어 776 : 연결축

777 : 연결기어 관통공 778 : 와셔

780 : 제 4베어링

821 : 하홀더 822 : 하펀치

823 : 하펀치고정판 824 : 받침판

825 : 하패드 825a : 하패드의 외주면

825b : 하패드의 걸림부 826 : 하패드의 돌기

828 : 하기어 829 : 쿠션핀

828a : 하기어의 상면부 828b : 하기어의 하면부

828c : 하기어의 측면부

830 : 하성형툴 831 : 하성형툴 하면

832 : 하성형툴 상면 833 : 하성형툴 연결면

834 : 하성형툴 곡면 835 : 하성형툴 내측저면

836 : 하성형툴과 하펀치 사이의 공간

840 : 하툴홀더 841 : 하툴홀더의 관통공

842 : 하툴홀더 제 1내주면 843 : 하툴홀더 제 2내주면

844 : 하툴홀더 제 3내주면 845 : 하툴홀더 제 4내주면

848 : 하툴홀더 측면공간 850 : 하형 제 1베어링

851 : 하형 제 1베어링의 상면 852 : 하형 제 1베어링의 측면

855 : 하형 제 2베어링

860 : 회전구동부 861 : 하유압모터

862 : 하유압모터의 축 863 : 하유압모터홀더

868 : 회전구동기어 868a : 회전구동기어의 전면부

868b : 회전구동기어의 후면부 869 : 회전구동기어의 관통공

870 : 제 3베어링 871 : 하베어링 커브

875 : 연결기어 876 : 연결축

877 : 연결기어 관통공 878 : 와셔

880 : 제 4베어링

Claims (5)

1. 상홀더와,

   상기 상홀더에 볼트로 고정 설치되는 상펀치와,

   상기 상펀치의 외측에 위치하며 외측으로 플랜지가 형성된 상패드와,

   상기 상패드에 형성된 플랜지 상단과 상기 상홀더 사이에 위치하며 상기 상패드를 상기 상펀치에 대하여 상하방향으로 이동을 허용하는 스프링과,

   상기 상패드의 외측에 위치하는 상기어와,

   상기 상기어의 하면부와 볼트로 결합하는 상면부를 갖는 상성형툴과,

   상기 상홀더에 대하여 고정설치되는 상툴홀더와,

   상기 상기어가 상기 상툴홀더에 대해 회전가능하도록 하며 상기 상기어를 상하방향으로 구속하고, 상면은 상기 상툴홀더의 내주면에 접하고, 하면은 상기 상기어의 상면에 접하는 상형 제 1베어링과,

   상기 상성형툴의 외측면과 접하는 내륜과, 상기 상툴홀더에 의해 지지되는 외륜과, 상기 내륜과 외륜에 접하는 롤러를 포함하며, 상기 상성형툴이 상기 상툴홀더에 대해 회전가능하도록 하는 상형 제 2베어링을 포함하는 상형;

   쿠션핀에 의해 지지되는 하패드와,

   상기 하패드의 외측에 위치하며 하펀치고정판에 의해 고정 설치되는 하펀치와,

   상기 하펀치의 외주면에 위치하는 하기어와,

   상기 하펀치의 외주면을 따라 형성되며, 상기 하기어의 상면과 접하는 하면과 상기 하면의 반대방향에 형성된 상면, 상기 하면의 일단으로부터 수직상방향으로 상기 상면과 수직으로 연결되는 연결면과, 상기 상면의 타단으로부터 내측아래방향의 곡면과, 상기 곡면의 끝단으로부터 내측수평방향으로 형성된 내측저면을 포함하되, 상기 하기어의 상면과 볼트로 결합되는 하성형툴과,

   하툴홀더와,

   상기 하펀치고정판과 상기 하기어의 하면부 사이에 위치하며 상기 하기어를 상기 하툴홀더에 대해 회전가능하도록 하며 상기 하기어를 상하방향으로 구속하는 하형 제 1베어링과,

   상기 하성형툴의 외측면에 접하는 내륜과, 상기 하툴홀더의 내주면과 접하는 외륜과, 상기 내륜과 상기 외륜과 접하는 롤러를 포함하며, 상기 하성형툴을 상기 하툴홀더에 대해 회전가능하도록 하는 하형 제 2베어링을 포함하는 하형;

   상기 상기어 및 하기어를 회전시키도록 유압모터와, 상기 유압모터의 외주면을 감싸는 유압모터 홀더와, 상기 유압모터로부터 돌출된 축과, 상기 축과 결합하는 회전구동기어와, 상기 기어의 전면부 또는 후면부에 위치하는 제 3베어링과, 상기 회전구동기어와 상기 상형의 상기어 또는 상기 회전구동기어와 상기 하형의 하기어를 연결하는 연결기어와, 상기 연결기어를 관통하는 연결축과, 상기 연결기어와 상기 연결축 사이에 위치하는 제 4베어링이 포함되는 회전구동부;

   상기 상펀치와 상기 하펀치 사이의 간격은 아이어닝이 완료된 제품의 두께보다 크고,

   상기 상성형툴 또는 하성형툴이 상기 아이어닝이 완료된 제품의 단부를 상하방향으로 가압회전하면서 크라운을 형성하는 동안 상기 아이어닝이 완료된 제품의 외면을 가압회전하는 것을 특징으로 하는 풀리의 크라운 성형장치
2. 제 1항에 있어서, 상기 상툴홀더는

   중심에는 상기 상펀치와 상기 상패드가 관통하는 관통공이 형성되며, 내주면에는 상기 상기어의 상면부와 평행하게 외측수평방향으로 형성된 상툴홀더 제 1내주면과, 상기 상툴홀더 제 1내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 2내주면과, 상기 상툴홀더 제 1내주면과 평행하며 상기 상툴홀더 제 2내주면의 끝단으로부터 외측수평방향으로 형성된 상툴홀더 제 3내주면과, 상기 상툴홀더 제 3내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성되고 상기 상기어의 측면으로부터 수평방향으로 이격된 상툴홀더 제 4내주면과, 상기 상툴홀더 제 4내주면의 끝단으로부터 외측수평방향으로 평행하게 형성된 상툴홀더 제 5내주면과, 상기 상툴홀더 제 5내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 상툴홀더 제 6내주면을 가지되, 일측에는 상기 상툴홀더 제 3내주면과 상기 상툴홀더 제 4내주면이 형성하는 공간과 연통하는 상툴홀더 측면공간이 포함되는 것을 특징으로 하는 풀리의 크라운 성형장치
3. 제 1항에 있어서, 상기 하툴홀더는

   중심에는 상기 하패드와 상기 하펀치가 관통하는 관통공이 형성되며, 상기 하기어의 상면부와 평행하게 형성되는 하툴홀더 제 1내주면과, 상기 제 1내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성된 하툴홀더 제 2내주면과, 상기 제 2내주면의 끝단으로서 외측수평방향으로 형성되며 상기 하기어의 상면부와 평행하게 형성된 하툴홀더 제 3내주면과, 상기 제 3내주면의 끝단으로부터 아래방향으로 형성되며, 상기 하기어의 측면부와 이격된 하툴홀더 제 4내주면을 포함하며, 상기 하툴홀더 제 3내주면과 상기 하툴홀더 제 4내주면이 이루는 공간과 연통하도록 하툴홀더 측면공간이 포함되는 것을 특징으로 하는 풀리의 크라운 성형장치
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