KR100996515B1 - 차동제한장치용 사이드기어에 대한 밀폐형 냉간단조 방법 및 밀폐형 냉간단조 장치 - Google Patents

Abstract

본원발명은 제1하부금형에 성형재료를 위치시키고 제1상부금형이 성형재료를 가압하여 성형재료의 하단 외주면에 예비 스플라인을 성형하는 제1공정과,

상기 제1공정을 거쳐 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제2하부금형에 위치시키고, 제2상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 상기 성형재료의 상부에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형하는 제2공정과,

상기 제2공정까지 마친 성형재료의 상기 예비 스플라인을 제3하부금형에 위치시키고, 제3상부금형이 상기 예비 베벨기어를 가압함으로써 스플라인 및 베벨기어를 최종성형하는 제3공정을 포함하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 냉간단조 장치에 관한 것이다.

냉간단조, 차동제한장치용 사이드기어, 베벨기어, 스플라인, 밀폐형

Description

차동제한장치용 사이드기어에 대한 밀폐형 냉간단조 방법 및 밀폐형 냉간단조 장치{A Close Type Cold Forging Method and the Device thereof for a Sidegear of Differential Limitation Equipment}

본원발명은 제1하부금형에 성형재료를 위치시키고 제1상부금형이 성형재료를 가압하여 성형재료의 하단 외주면에 예비 스플라인을 성형하는 제1공정과,

상기 제1공정을 거쳐 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제2하부금형에 위치시키고, 제2상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 상기 성형재료의 상부에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형하는 제2공정과,

상기 제2공정까지 마친 성형재료의 상기 예비 스플라인을 제3하부금형에 위치시키고, 제3상부금형이 상기 예비 베벨기어를 가압함으로써 스플라인 및 베벨기어를 최종성형하는 제3공정을 포함하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 냉간단조 장치에 관한 것이다.

자동차에는 자동차가 커브길을 주행할 때 구동바퀴가 미끄럼을 일으키지 않고 원활하게 회전하기 위해서 자동차가 회전하는 방향쪽 구동바퀴보다 반대쪽 구동바퀴가 빠르게 회전하도록 양 구동바퀴의 회전차이를 보정해주는 차동장치가 구비 되어 있다. 즉, 차량의 차동장치는 변속기로부터 출력된 동력을 좌우 구동바퀴의 회전 저항에 따라 분배하여 좌우 구동바퀴에 각각 전달하는 역할을 수행함으로써 차량의 선회시 원활한 방향전환을 확보하는 장치이다.

상기 차동장치는 자동차의 선회시 필요한 장치이나 주행 중에 하나의 구동바퀴가 진흙탕 또는 모래에 빠지거나 미끄러운 얼음 위에 있는 경우와 같이 마찰이 작은 장소에서 주행할 때 양 구동바퀴가 서로 다른 지면 저항을 받게 되면 작은 지면저항을 받는 구동바퀴에 대부분의 구동력을 전달시키게 되므로, 큰 저항을 받는 구동바퀴에는 구동력이 전달되지 않아 자동차가 주행할 수 없는 문제를 일으키게 된다.

이와 같은 경우에 차동장치의 작동을 정지시켜 자동차의 주행을 가능케 하는 것이 바로 차동제한장치이다. 상기 차동제한장치는 차동기어케이스, 피니언, 사이드기어, 다판클러치 및 차축을 포함하여 형성되는데, 본원발명은 상기 차동제한장치에 사용되는 사이드기어의 제작방법 및 그 방법의 실시에 필요한 장치에 관한 것이다.

도1은 차동제한장치의 단면도이고, 도2는 차동제한장치에 사용되는 사이드기어의 사시도이고, 도3은 오픈타입 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어의 사시도 및 단면도이다.

도1을 참고하여, 차동제한장치(100)는 차동기어케이스(101), 피니언축(102), 피니언(103), 사이드기어(104), 다판클러치(105), 차축(106)을 포함하고, 상기 사이드기어(104)는 일측에 베벨기어(107)가 형성되어 있으며, 타측에는 스플라인(108)이 형성되어 있다.

통상의 경우 차동제한장치(100)는 엔진의 동력이 구동피니언(미도시)을 통해 링기어(미도시)에 전달되면 상기 링기어는 회전을 하게되고, 상기 링기어와 일체로 연결된 차동기어케이스(101)도 같이 회전하게 된다. 이때 상기 차축(106)은 상기 차동기어케이스(101)에 일체로 연결되어 있으므로 양 바퀴에는 동일한 회전력을 전달하게 되어 자동차가 주행하게 된다. 또한 곡선도로를 주행하는 경우에는 곡선도로 회전반경의 중심에 가까운 안쪽 바퀴는 바깥쪽 바퀴에 비해 회전속도가 감소하게 되는데, 이때 상기 피니언(103)이 안쪽 바퀴 차축에 연결된 사이드기어(104)를 따라 상기 차동기어케이스(101)와 같이 회전하면서 바깥쪽 바퀴의 차축에 연결된 사이드기어(104)에 속도를 보상함으로써 바깥쪽 바퀴의 끌림현상 없는 부드러운 주행이 가능하게 해준다.

한편 하나의 구동바퀴가 진흙 또는 모래에 빠지거나 미끄러운 얼음 위에 있는 경우와 같이 마찰이 적은 장소에서 주행하여 다른 구동바퀴에 비해 작은 지면의 저항이 작용하면, 좌우 구동바퀴와 차축(106)이 받는 회전저항에 달라지므로 좌우측에 구비된 상기 사이드기어(104)가 상대적인 회전속도차가 발생하게 되고, 상기 사이드기어(104)의 스플라인(108)을 통해 결합된 상기 다판클러치(105)가 마찰되어 좌우측의 사이드기어(104)에 발생된 속도차이를 상쇄시켜 상기 사이드기어(104)가 동일한 속도로 회전할 수 있도록 하여 주행을 가능하게 하는 것이다.

따라서 상기 차동제한장치(100)는 자동차가 직선도로를 주행하는 경우 및 곡선도로를 주행하는 경우에는 차동장치를 제한하지 않으나, 하나의 구동바퀴가 다른 구동바퀴에 비해 마찰이 작은 노면에 접하는 경우에는 차동장치의 기능을 제한하는 기능을 하여 안전하게 자동차를 주행할 수 있게 하는 장치이다.

상술한 차동제한장치(100)의 사이드기어(104)에 구비된 베벨기어(107)와 스플라인(108)을 제작하는 종래기술은 치절삭가공과 오픈형 냉간단조가 있다.

도2는 치절삭가공을 통해 생산된 사이드기어의 사시도인데, 치절삭가공은 성형재료를 절삭공구를 통해 깍아서 만드는 방법으로 사이드기어(104)의 베벨기어(107)와 스플라인(108)의 절삭과정에서 금속흐름이 단절되어 치강도가 저하되는 문제가 있었다.

또한 치절삭공구의 제작이 요구되어 생산단가가 높아지는 문제가 있었고, 절삭가공에 시간이 오래 걸린다는 단점 및 숙련자가 아니면 동일품질의 사이드기어제공이 보증되지 않는 문제도 있었다.

한편 도3은 오픈형 냉간단조 방법에 의해 생산된 사이드기어의 사시도로, 상기 오픈형 냉간단조에 의한 사이드기어(104')는 치절삭가공에 비해 가공돌기(109a), 가공홈(109b), 가공판(109c)이라는 불필요한 구성을 성형하는 문제가 있었고, 이는 재료비의 상승에 따른 생산단가를 상승시키는 문제가 있었다.

또 오픈형 냉간단조 방법은 스플라인 예비성형단계, 베벨기어 예비성형단계, 스플라인 최종성형단계 및 베벨기어 최종성형단계의 4단계를 거치므로 생산공정이 길다는 단점이 있었다.

마지막으로 각 단계별로 요구되는 금형제작에 보다 많은 생산비용이 요구될 뿐만 아니라 그 유지를 위한 보수비용 역시 증가하는 문제를 안고 있었다.

본원발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본원발명의 목적은 차동제한장치용 사이드기어를 성형하는 과정에서 성형재료의 금속흐름을 유지시켜줌으로써 치강도를 향상시키는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

본원발명의 다른 목적은 오픈형 냉간단조 방법에 비해 사이드기어의 제작단계를 단축할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

본원발명의 또 다른 목적은 제작단계의 단축, 제작금형의 간소화를 통해 사이드기어 생산비용을 절감할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

본원발명의 또 다른 목적은 치절삭가공 및 오픈형 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어에 비하여 정밀도가 향상된 사이드기어를 제작할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

본원발명의 또 다른 목적은 치절삭가공 및 오픈형 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어에 비해 불필요한 구성이 성형되지 않도록 함으로써 성형재료의 손실을 최소화하고 별도의 절삭공정을 생략할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 것이다.

상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위해 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법 및 밀폐형 냉간단조 장치는 다음과 같은 구성을 포함한다.

본원발명의 일 실시예에 의하면, 베벨기어와 스플라인을 포함하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법은 예비 스플라인을 성형가능한 스플라인 예비성형부를 포함하는 제1하부금형에 성형재료를 위치시키고 제1상부금형이 성형재료를 가압하여 성형재료의 하단 외주면에 예비 스플라인을 성형하는 제1공정과, 상기 제1공정을 거쳐 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제2하부금형에 위치시키고, 예비 베벨기어를 성형가능한 베벨기어 예비성형부를 포함하는 제2상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 상기 성형재료의 상부에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형하는 제2공정과, 상기 제2공정까지 거쳐 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 형성된 성형재료를 스플라인 최종성형부를 포함하는 제3하부금형에 위치시키고, 베벨기어 최종성형부를 포함하는 제3상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 스플라인 및 베벨기어를 최종성형하는 제3공정을 포함하며,

상기 제1공정은 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제1하부녹아웃을 통해 제1하부금형으로부터 분리시켜주는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제2공정 및 제3공정도 각 공정을 마친 성형재료를 제2, 제3하부녹아웃을 통해 각 하부금형으로부터 분리시키는 단계를 추가로 포함하며, 상기 제2공정은 상기 제2하부녹아웃의 상부에 형성된 제2공정 하부인너 형성부에 의해 성형재료의 하부에 함입되어 형성되 는 예비 하부인너를 성형함으로써, 추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 다른 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 있어서 상기 제3공정은 상기 제3하부녹아웃의 상부에 형성된 제3공정 하부인너 형성부에 의해 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 최종 하부인너를 성형하고, 상기 제3상부금형에 형성된 상부인너 삽입공에 삽입되는 상부인너 형성부에 의해 성형재료의 상부에 함입되어 형성되는 상부인너를 성형함으로써, 추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 있어서 상기 제3공정은 상기 제3하부금형을 지지하는 제1지지부와 상기 제1지지부를 수용하는 제2지지부 사이에 형성되는 완충부가 상기 제3상부금형이 성형재료를 가압할 때 상기 제1지지부가 서서히 가압방향으로 이동가능하도록 함으로써, 성형재료의 성형성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 일 실시예에 의하면, 베벨기어와 스플라인을 포함하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치는 성형재료에 예비 스플라인을 성형가능한 스플라인 예비성형부를 포함하는 제1하부금형과, 상기 제1하부금형에 위치한 성 형재료를 상기 스플라인 예비성형부로 가압하는 제1상부금형을 포함하고, 상기 제1하부금형과 제1상부금형에 의해 예비 스플라인이 성형된 성형재료가 안착되는 제2하부금형과, 상기 제2하부금형에 위치한 성형재료를 가압하며 성형재료에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형할 수 있는 베벨기어 예비성형부를 포함하는 제2상부금형을 포함하고, 상기 제2하부금형과 제2상부금형에 의해 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 성형된 성형재료가 안착되며 상기 예비 스플라인을 최종성형시켜주는 스플라인 최종성형부를 포함하는 제3하부금형과, 상기 제3하부금형에 위치한 성형재료를 가압하며 상기 예비 베벨기어를 최종성형시켜주는 베벨기어 최종성형부를 포함하는 제3상부금형을 포함하며,

예비 스플라인이 성형된 성형재료를 상기 제1하부금형으로부터 분리시켜주는 제1하부녹아웃과, 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 성형된 성형재료를 상기 제2하부금형으로부터 분리시켜주는 제2하부녹아웃과, 최종 베벨기어와 최종 스플라인이 성형된 성형재료를 상기 제3하부금형으로부터 분리시켜주는 제3하부녹아웃을 포함하고, 상기 제2하부녹아웃은 상기 예비 베벨기어의 성형과 동시에 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 예비 하부인너를 성형가능하게 하는 제2공정 하부인너 형성부를 포함함으로써, 추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 다른 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치에 있어서 상기 냉간단조 장치는 최종 베벨기어 및 최종 스플라인 성형과 동시에 예비 베벨기어와 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 상부에 함입되어 형성되는 상부인너를 형성시켜주는 상부인너 형성부를 추가로 포함하고, 상기 제3상부금형은 상기 상부인너 형성부가 관통할 수 있는 상부인너 삽입공을 추가로 포함하며, 상기 제3하부녹아웃은 상기 최종 베벨기어 및 최종 스플라인의 성형과 동시에 예비 베벨기어와 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 최종 하부인너를 성형가능하게 하는 제3공정 하부인너 형성부를 포함함으로써, 추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치에 있어서 상기 냉간단조 장치는 상기 제3하부금형을 지지하는 제1지지부와, 상기 제1지지부가 수용되는 제2지지부와, 상기 제1, 제2지지부 사이에 형성되는 완충부를 추가로 포함하며, 상기 완충부는 상기 제3상부금형이 성형재료를 가압할 때 상기 제1지지부가 서서히 가압방향으로 이동가능하도록 함으로써 성형재료의 성형성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본원발명에 따른 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치에 있어서 상기 냉간단조 장치는 상기 완충부에 액체를 충진가능한 액체주입로를 일측에 포함하고, 상기 완충부는 상기 액체주입로를 통해 액체가 충진됨으로써, 상기 제1지지부가 제3상부금형의 가압시 유압에 의하여 가압방향으로 서서히 이동가능하게 해주는 것을 특징으로 한다.

본원발명은 앞서 살펴본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 가진다.

본원발명은 차동제한장치용 사이드기어를 성형하는 과정에서 성형재료의 금속흐름을 유지시켜줌으로써 치강도를 향상시키는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

본원발명은 오픈형 냉간단조 방법에 비해 사이드기어의 제작단계를 단축할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

본원발명은 제작단계의 단축, 제작금형의 간소화를 통해 사이드기어 생산비용을 절감할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

본원발명은 치절삭가공 및 오픈형 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어에 비하여 정밀도가 향상된 사이드기어를 제작할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

본원발명은 치절삭가공 및 오픈형 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어에 비해 불필요한 구성이 성형되지 않도록 함으로써 성형재료의 손실을 최소화하고 별도의 절삭공정을 생략할 수 있는 밀폐형 냉간단조 방법 및 그 방법에 사용되는 장치를 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본원발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 한편 이하에 기술될 구성, 방법 기타의 실시예는 실시에 필요한 구성의 설명을 위한 것일 뿐 본원발명의 권리범위를 한정하기 위함은 아니다.

먼저 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 사용되는 장치의 구성을 먼저 설명하고, 그 장치를 이용한 냉간단조 방법을 설명하기로 한다.

도4는 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제1공정에 사용되는 제1공정 냉간단조 장치의 형체단면도이고, 도5는 제1공정 냉간단조 장치의 분리 사시도이며, 도6은 제1공정이 완료된 성형재료의 사시도이다.

도4 및 도5를 참고하여, 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제1공정에 사용되는 제1공정 냉간단조 장치(1)는 성형재료(200)를 사이에 두고 상하부금형이 형체(금형의 합체) 및 형개(금형의 분리)를 통해 성형재료를 성형하는 장치로 성형재료가 안착되는 제1하부금형(13), 상기 성형재료를 가압하는 제1상부금형(11), 상기 제1하부금형(13)에 삽입되는 제1하부녹아웃(15)을 포함한다.

상기 제1상부금형(11)은 후술할 제1하부금형(13)의 재료삽입공(133)에 위치하는 성형재료를 금형의 형체시 가압하는 구성으로 몸체(111)와 펀치(113)를 포함 한다. 상기 몸체(111)는 제1상부금형(11)의 몸통을 형성하는 구성으로 원통형상을 가지면서 일정길이 형성됨이 바람직하다.

상기 펀치(113)는 상기 성형재료(200)를 가압하는 구성으로 상기 몸체(111)의 일측하방에서 축경되어 형성되는 구성이다. 따라서 상기 펀치(113)의 지름은 상기 성형재료(200)의 지름 D1과 거의 동일하게 형성됨이 바람직하다.

상기 제1하부금형(13)은 상기 성형재료(200)를 고정하는 한편, 예비 스플라인을 형성시키는 구성으로 몸체(131), 재료삽입공(133), 스플라인 예비성형부(135)를 포함한다. 상기 몸체(131)는 상기 제1하부금형(13)의 전체적 외형을 형성하는 부분으로 중공원통형상을 가진다. 상기 재료삽입공(133)은 상기 몸체(131)의 중심을 관통하는 중공으로 상기 성형재료(200)의 지름 D1과 동일하게 형성됨이 바람직하다.

상기 스플라인 예비성형부(135)는 상기 성형재료(200)가 삽입되는 상기 재료삽입공(133)의 하부에, 상기 성형재료(200)에 형성시키고자 하는 예비 스플라인의 축방향 길이에 상응하는 길이로 형성되는 구성으로 치성형부(1351) 및 치홈성형부(1353)를 포함한다.

상기 치성형부(1351)는 상기 성형재료(200)에 스플라인 예비치를 형성시키는 구성으로 성형재료에 형성될 스플라인 예비치에 상응하는 형상을 가지는 구성이다. 상기 치홈성형부(1353)는 상기 성형재료(200)에 스플라인 예비치홈을 형성시키는 구성으로 상기 재료삽입공(133)의 하부에 연장형성되어 있는 중공 외주면에서 중공의 중심방향으로 돌출되어 형성되며, 성형재료에 형성될 스플라인 예비치홈에 상응 하는 형상을 가지게 된다.

상기 치성형부(1351)와 치홈성형부(1353)는 반복적으로 이어지면서 상기 재료삽입공(133)의 하부에 연장형성되어 있는 중공 외주면을 따라 형성됨이 바람직하고, 마주보는 치형성부(1351)의 거리는 상기 성형재료(200)의 지름 D1과 동일하게 하고, 마주보는 치홈성형부(1353)의 거리 D2(도5참고)는 성형재료(200)의 지름 D1보다 작게 형성시킴이 바람직하다.

따라서 상기 제1상부금형이 상기 성형재료(200)를 가압하게 되면, 상기 성형재료(200)는 압력을 받아 상기 치성형부 및 치홈성형부 사이로 밀려들어가게 됨으로써 예비 스플라인이 형성되게 된다.

상기 제1하부녹아웃(15)은 상기 제1하부금형(13)의 스플라인 예비성형부(135)의 치홈성형부(1353)가 형성하는 공간에 삽입되어 제1공정이 완료된 성형재료(300, 도4, 도6참고)를 제1하부금형으로부터 분리시켜주는 구성으로 제1이젝터(151) 및 제1걸림턱(153)을 포함한다.

상기 제1이젝터(151)는 원기둥형상의 외형을 가지는 구성으로 상기 스플라인 예비성형부(135)의 치홈성형부(1353)가 형성하는 공간에 삽입되는 구성이다. 따라서 상기 제1이젝터(151)의 지름 d1(도5참고)은 상기 스플라인 예비성형부(135)의 치홈성형부 지름 D2(도5참고)와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 제1걸림턱(153)은 상기 제1이젝터(151)의 말단에서 확경되어 형성되는 턱으로 상기 제1이젝터(151)가 상기 스플라인 예비성형부(135)에 삽입되어 제1공정이 완료된 성형재료(300)를 제1하부금형에서 밀어내어 분리시킬 때 상기 제1이젝터(151)의 삽입 깊 이를 제어하는 구성이다.

도6을 참고하여, 제1공정이 완료된 성형재료(300)는 최초 성형재료(200)의 형상을 유지하고 있는 몸통(301)과, 상기 스플라인 예비성형부(135)에 의하여 형성되는 스플라인 예비치(302) 및 스플라인 예비 치홈(303)을 포함하게 된다.

도7은 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제2공정에 사용되는 제2공정 냉간단조 장치의 형체단면도이고, 도8은 제2공정 냉간단조 장치의 분리 사시도이며, 도9는 제2공정이 완료된 성형재료의 사시도이다.

도7과 도8을 참고하여, 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제2공정에 사용되는 제2공정 냉간단조 장치(3)는 제1공정이 완료한 성형재료(300)를 상하부금형의 형체 및 형개를 통해 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)에 예비 베벨기어를 성형하는 장치로 제1공정이 완료된 성형재료(300)가 안착되는 제2하부금형(33), 상기 성형재료를 가압하는 제2상부금형(31), 상기 제2하부금형(33)으로부터 제2공정이 완료된 성형재료(400, 도7, 도9참고)를 분리시켜주는 제2하부녹아웃(35)을 포함한다.

도8을 참고하여, 상기 제2상부금형(31)은 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)를 가압하여 절두원추형 예비 베벨기어를 성형하는 구성으로 몸체(311)와 베벨기어 예비성형부(313)를 포함한다. 상기 몸체(311)는 상기 제2상부금형(31)의 전체적인 외형을 형성하는 구성으로 원기둥의 형상으로 구성됨이 바람직하며, 다단으로 구성될 수도 있다.

상기 베벨기어 예비성형부(313)는 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)와 만나게 되는 상기 몸체(311)의 일단면에서 함몰되어 형성되는 구성으로, 전체적으로 절두원추 형상을 가지는 구성이다.

상기 제2하부금형(33)은 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)가 안착되는 구성으로 몸체(331), 이젝터삽입공(333) 및 스플라인 안착부(335)를 포함한다.

상기 몸체(331)는 전체적으로 원기둥형상을 가지는 상기 제2하부금형의 외형을 이루는 구성이다. 상기 이젝터 삽입공(333)은 상기 몸체(331)의 중심에 형성되는 중공으로 그 지름은 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)의 마주보는 치홈(303) 간의 거리 D2와 동일하게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 스플라인 안착부(335)는 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)의 치(302) 및 치홈(303)이 안착되는 구성으로 상기 이젝터 삽입공(333)에 이어지는 중공형상을 가지며 치안착부(3351)와 치홈안착부(3353)를 포함한다. 상기 치안착부(3351)는 상기 이젝터 삽입공(333)에 이어지는 중공 외주면에서 외측방향으로 형성되는 홈으로 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)의 예비치(302)가 압착가능하도록 예비치에 상응하는 형상을 가지도록 형성함이 바람직하다. 상기 치홈안착부(3353)는 상기 치안착부(3351)에 이어지면서 형성되고, 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)의 예비치홈(303)이 안착되는 구성으로 상기 예비치홈(303)에 상응하는 형상을 가지도록 형성됨이 바람직하다. 한편 상기 스플라인 안착부(335)는 제2하부금형(33)이 제2상부금형(31)과 접하는 일측에 형성되어야하고, 그 깊이 L2는 상기 제1공정이 완료된 성형재료의 예비치(302) 길이 L1과 동일하게 형성됨이 바람 직하다.

따라서 상기 제2상부금형이 상기 제1공정이 완료된 성형재료(300)를 가압하게 되면 상기 치안착부(3351)와 치홈안착부(3353)에 위치된 성형재료의 예비 스플라인이 외력에 의하여 늘어나는 성질, 즉 연성에 의하여 후술할 최종 스플라인의 형상에 보다 가깝게 성형되게 되며, 이와 동시에 같은 원리로 예비 베벨기어가 성형되게 된다.

상기 제2하부녹아웃(35)은 제2공정을 마친 성형재료(400)를 상기 제2하부금형(33)으로부터 분리시켜주는 구성으로 제2이젝터(351), 제2걸림턱(353) 및 제2공정 하부인너 형성부(355)를 포함한다.

상기 제2이젝터(351)는 상기 제2하부금형(33)의 이젝터 삽입공(333)에 삽입되는 구성으로 그 지름은 상기 이젝터 삽입공(333)의 지름과 동일한 D2로 형성함이 바람직하다. 상기 제2걸림턱(353)은 상기 제2이젝터(351)의 말단에서 확경되어 형성되는 턱으로 상기 제2이젝터(351)가 이젝터 삽입공(333)에 삽입되는 깊이를 제어하는 구성이다. 상기 제2공정 하부인너 형성부(355)는 상기 제2이젝터(351)의 상단면 중심에 형성되는 절두원추 형상을 가지는 구성으로 후술할 제2공정이 완료된 성형재료(400)의 하부에 함입되어 형성되는 예비 하부인너(404)를 성형하여 후술할 제3공정 하부인너 형성부(555)를 통해 사이드기어의 하부인너(506)를 최종적으로 성형하는 것을 용이하게 해주는 구성이다.

도9를 참고하여, 제2공정이 완료된 성형재료(400)는 절두원추 형상의 예비 베벨기어(403)와 상기 예비 베벨기어(403)의 하부에 제1공정에서 형성된 스플라인 예비치(401), 스플라인 예비치홈(402) 및 예비 하부인너(404)를 형성하게 된다.

도10은 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 사용되는 제3공정 냉간단조장치의 단면도이고, 도11은 제3공정 냉간단조 장치의 분해 사시도이며, 도12는 제3상부금형의 사시도이며, 도13은 본원발명에 따라 생산된 사이드기어의 사시도 및 단면도이다.

도10과 도11을 참고하여, 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제3공정에 사용되는 제3공정 냉간단조 장치(5)는 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)를 상하부금형의 형체 및 형개를 통해 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)에 최종 베벨기어 및 스플라인을 성형하는 장치로 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)를 가압하여 최종 베벨기어를 형성시키는 제3상부금형(51), 상기 성형재료(400)가 안착되고 최종 스플라인을 형성시키는 제3하부금형(53), 상기 제3하부금형(53)과 제3공정이 완료된 성형재료, 즉 사이드기어(500)를 분리시켜주는 제3하부녹아웃(55), 상부인너형성부(57) 및 상기 제3하부금형(53)을 지지하는 다이세트(59)를 포함한다.

도11을 참고하여, 상기 제3상부금형(51)은 전체적으로 원기둥형상을 가지고 후술할 제3하부금형(53)과 형체되는 구성으로 상부인너 삽입공(511) 및 베벨기어 최종성형부(513)을 포함한다.

상기 상부인너 삽입공(511)은 후술할 상부인너 형성부(57)가 삽입되는 구멍으로 상기 제3상부금형(31)의 중심을 관통하여 형성된다.

도12를 참고하여, 상기 베벨기어 최종성형부(513)는 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)의 예비 베벨기어(403)에 후술할 최종 베벨기어 치(503) 및 최종 베벨기어 치홈(504)을 형성하는 구성으로 베벨기어 치성형부(5131), 베벨기어 치홈성형부(5133)을 포함한다.

상기 베벨기어 치성형부(5131)는 상기 상부인너 삽입공(511)의 말단에 이어지는 절두원추 형상의 면에 형성되는 구성으로 후술할 이웃하는 베벨기어 치홈성형부(5133) 상호 간에 형성되는 공간을 말한다. 상기 베벨기어 치홈성형부(5133)는 상기 절두원추 형상의 면에서 돌출되어 형성되는 구성으로 후술할 최종 베벨기어 치홈(504)을 성형하는 구성이다. 따라서 상기 베벨기어 치성형부(5131)와 베벨기어 치홈성형부(5133)의 치수나 모양은 제작하고자 하는 사이드기어의 사양에 따라 결정하면 된다.

따라서 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)에 상기 제3상부금형이 가압하게 되면, 상기 성형재료의 연성에 의하여 베벨기어 치성형부와 베벨기어 치홈성형부로 상기 성형재료(400)가 늘어나면서 베벨기어의 최종형상이 성형되게 된다.

도11을 참고하여, 상기 제3하부금형(53)은 전체적으로 중공 원기둥 형상을 가지는 구성으로 스플라인을 최종성형하는 구성이다. 상기 제3하부금형(53)은 이젝터 삽입공(531), 스플라인 최종성형부(533) 및 성형재료 안착부(535)를 포함한다.

상기 이젝터 삽입공(531)은 상기 제3하부금형(53)의 중심에 형성되는 구멍으로 후술할 제3이젝터(551)가 삽입되는 구멍으로, 후술할 스플라인 최종성형부(533)의 최종 치홈 성형부(5333)에 이어지는 구성이다.

상기 스플라인 최종성형부(533)는 상기 이젝터 삽입공(531)에 이어지면서 형성되는 중공으로, 상기 중공의 외주면 상에 후술할 최종 치성형부(5331) 및 최종 치홈성형부(5333)가 형성되어 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)에 최종 스플라인을 형성시키는 구성이다.

상술한 바와 같이 스플라인 최종성형부(533)는 최종 치성형부(5331)와 최종 치홈 성형부(5333)를 포함하며, 상기 최종 치성형부(5331)는 상기 이젝터 삽입공(531)과 이어지는 중공 내주면에서 외측 방향으로 함몰되어 형성되는 홈이고, 상기 최종 치홈성형부(5333)는 상기 이젝터 삽입공(531)의 지름 D2와 동일한 지름을 가지면서 상기 최종 치성형부(5311) 사이에 형성되는 면이다. 한편 상기 스플라인 최종 성형부(533)는 제3상부금형(51)과 접하는 제3하부금형(53)의 일단에 형성되고, 그 깊이 L3는 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)의 스플라인 예비치(401)의 길이 L1과 동일하게 형성함이 바람직하다.

따라서 상기 제3상부금형이 제2공정이 완료된 성형재료(400)를 가압하게 되면, 성형재료는 금속의 연성에 의하여 상기 최종 치성형부(5331) 및 최종 치홈성형부(5333)로 늘어나게 되면서 스플라인의 최종형상이 성형된다.

상기 성형재료 안착부(535)는 상기 이젝터 삽입공(531)에 이어지는 구성으로 상기 최종성형부(533)의 말단에서 이젝터 삽입공(531)의 지름보다 확경되는 안착면(5351)과, 상기 안착면(5351)의 말단에서 상기 제3하부금형(53)의 외주면과 나란한 방향으로 절곡되는 절곡면(5353)을 포함한다. 상기 성형재료 안착면(5351)의 지름은 상기 사이드기어(500)의 전체지름 W1(도13참고)과 동일하게 형성함이 바 람직하고, 상기 절곡면(5353)의 높이는 사이드기어(500)의 축부두께 W2와 동일하게 형성함이 바람직하다.

상기 제3하부녹아웃(55)은 상기 제3하부금형의 이젝터 삽입공(531)에 삽입되어 최종 성형된 성형재료, 즉 사이드기어(500, 도10참고)를 제3하부금형(53)으로부터 분리시켜주는 구성으로 제3이젝터(551), 제3걸림턱(553) 및 제3공정 하부인너 형성부(555)를 포함한다.

상기 제3이젝터(551)는 상기 제3하부금형(53)의 이젝터 삽입공(531)에 삽입되는 구성으로 그 지름은 상기 이젝터 삽입공(531)의 지름 D2와 동일하게 형성시킴이 바람직하다.

상기 제3걸림턱(553)은 상기 제3이젝터(551)의 말단에서 확경되어 형성되는 턱으로 상기 제3이젝터(551)가 이젝터 삽입공(531)에 삽입되는 깊이를 제어하는 구성이다. 상기 제3공정 하부인너 형성부(555)는 상기 제3이젝터(551)의 상단면 중심에 형성되는 절두원추 형상의 구성으로 후술할 사이드기어(500)의 하부에 함입되어 형성되는 최종 하부인너(506)를 최종적으로 성형하는 구성이다.

상기 상부인너 형성부(57)는 후술할 사이드기어(500)의 상부중심에 함입되어 형성되는 상부인너(505)를 성형하는 구성이다. 후술할 상부인너(505)는 후술할 사이드기어(500)가 축과 결합하여 고정될 수 있게 하는 구성인바, 사이드기어가 요구하는 규격을 충족할 수 있는 형상의 상부인너 형성부(57)가 구비됨이 바람직하다.

도10을 참고하여, 상기 다이세트(59)는 상기 제3하부금형(53)을 지지하는 구성으로 제1지지부(591), 제2지지부(593) 및 완충부(595)를 포함한다.

상기 제1지지부(591)는 일측이 상기 제3하부금형(53)을 지지하고, 타측은 후술할 제2지지부(593)에 안착되는 구성이다. 상기 제1지지부(591)는 상기 제3하부녹아웃(55)을 지지하는 구성이 관통하는 관통공을 중심에 포함함이 바람직하다. 한편 상술한 특징을 구현할 수 있는 한 상기 제1지지부(591)의 외형은 다양하게 채택되어도 무방하며, 중공을 가지는 다단원기둥형상 내지 다수의 중공원기둥형상의 제1지지부를 일례로 채택할 수 있다.

상기 제2지지부(593)는 내측에 상기 제1지지부(591)가 삽입되어 안착가능한 구성으로 전체적으로 'U'자 단면의 원통형상으로 구성됨이 바람직하다. 또한 상기 제2지지부(593)는 후술할 완충부(595)로 유체를 주입가능한 유체주입로(5931)를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 완충부(595)는 상기 제1지지부(591)와 제2지지부(593)가 형성하는 공간으로 상기 제3상부금형(51)이 제3하부금형(53)과 형체 할 때 충격을 완충하는 역할을 하여 제3상부금형(51)으로부터 제공되는 가압력을 성형재료(400)에 충분히 전달할 수 있게 해주는 구성이다. 상기 완충부(595)는 상술한 기능을 구현 가능한 다양한 구성을 채택가능하나 액체(물, 기름 등)가 그 일례가 될 수 있을 것이다.

도13을 참고하여, 본원발명 제3 냉간단조 장치에 의한 제3공정까지 거친 최종 성형재료, 즉 차동제어장치용 사이드기어(500)는 최종 스플라인 치(501), 최종 스플라인 치홈(502), 최종 베벨기어 치(503), 최종 베벨기어 치홈(504), 상부인너(505) 및 최종 하부인너(506)를 포함하게 된다. 따라서 본원발명에 의하면 종래 오픈형 냉간단조에 의한 사이드기어(104', 도3참고)에 비하여 가공돌기, 가공 판을 제거함으로써 성형재료의 손실을 최소화할 수 있게 된다.

한편 상술한 냉간단조 장치 상하부금형의 형체를 통해 성형재료를 사이드기어(500)로 성형하므로 절삭가공에서 발생하는 성형재료의 금속흐름 단절의 문제를 제거할 수 있게 되고, 이는 사이드기어의 치강도 향상의 효과를 낳게 된다.

이하에서는 상술한 장치를 통해 구현되는 차동제어장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 대하여 설명한다.

도14는 본원발명 차동제어장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법을 보여주는 절차도이다.

도14를 참고하여, 본원발명 차동제어장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법은 제1 냉간단조 장치(1)를 이용하여 예비 스플라인을 성형하는 제1공정(S1)과, 제2 냉간단조 장치(3)를 이용하여 예비 베벨기어를 성형하는 제2공정(S2)과, 제3 냉간단조 장치(5)를 이용하여 최종 스플라인 및 최종 베벨기어를 성형하는 제3공정(S3)을 포함한다.

상기 제1공정(S1)은 예비 스플라인을 형성하는 공정으로 예비 스플라인 성형단계(S11) 및 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제1하부금형으로부터 분리하는 단계(S13)를 포함한다.

상기 예비 스플라인 성형단계(S11)는 상기 제1 냉간단조 장치(1)를 통해 이루어진다.

상기 제1 냉간단조 장치(1)는 성형재료(200, 도5참고)의 삽입을 위해 제1상 부금형(11)과 제1하부금형(13)이 형개된 상태여야 하고, 상기 성형재료(200)는 상기 재료삽입공(133)의 하부에 돌출하는 치홈형성부(1353)에 걸리면서 제1하부금형(13) 재료삽입공(133)에 안착된다.

도4를 참고하여, 이후 상기 제1상부금형(11)과 제1하부금형(13)이 형체되게 되는데, 이때 상기 제1상부금형(11)의 펀치(113)가 상기 성형재료(200)를 가압하게 되므로 상기 성형재료(200)는 스플라인 예비성형부(1351, 1353) 사이로 밀려 들어가게 된다. 다만 제1하부녹아웃(15)이 상기 제1하부금형(13)의 말단을 받치고 있으므로 성형재료(200)는 상기 제1하부녹아웃(15)에 의하여 삽입깊이가 제한되며 이로써 예비스플라인 성형단계(S11)가 종료된다.

이후에는 상기 성형재료를 제1하부금형에서 분리하는 단계(S13)를 거치게 되는데, 상술한 바와 같이 예비 스플라인 성형단계(S11)를 거친 성형재료(300)를 받치고 있는 제1하부녹아웃(15)의 제1이젝터(151)가 상기 제1하부금형(13)의 스플라인 예비성형부(135) 치홈형성부(1353) 사이로 진입하면서 상기 성형재료(300)를 제1하부금형(13)으로부터 분리시키게 된다. 한편 상기 성형재료(300)를 제1하부금형으로부터 분리하는 단계(S13)는 제1상부금형(11)과 제1하부금형(13)이 형개되는 동작과 동시에 진행되도록 하여 작업성 향상을 도모함이 바람직하다.

상기 제2공정(S2)은 예비 베벨기어를 형성하는 공정으로 예비 베벨기어 성형단계(S21) 및 예비 베벨기어가 형성된 재료를 제2하부금형에서 분리하는 단계(S23)를 포함한다.

상기 제2공정은 상기 제2 냉간단조 장치(3)를 통해 이루어지며, 도6의 제1공 정이 완료된 성형재료(300)를 통해 이루어지게 된다.

제2공정은 제1공정과 마찬가지로 제2 냉간단조 장치(3)의 제2상부금형(31)과 제2하부금형(33)이 형개된 상태에서 제2하부금형의 스플라인 안착부(335)에 상기 예비 스플라인이 형성된 성형재료(300)를 안착시키면서 개시된다.

도7을 참고하여, 제1공이 완료된 성형재료(300)가 제2하부금형(33) 스플라인 안착부(335)에 안착되고나면, 상기 제2상부금형(31)이 형체되면서 상기 성형재료(300)을 가압하게 된다. 이때 상기 제2상부금형(31)은 베벨기어 예비성형부(313)를 포함하고 있으므로 상기 성형재료의 몸통(301) 상부를 절두원추 형상의 예비 베벨기어로 만들게 되고, 상기 제2공정 하부인너 형성부(355)는 상기 성형재료(300)의 하부에 예비 하부인너(404)를 형성하게 되며, 이로써 예비 베벨기어 성형단계(S21)가 종료된다.

상기 예비 베벨기어 성형단계(S21)가 종료되면, 예비 베벨기어가 형성된 성형재료(400)를 제2하부금형(33)으로부터 분리하는 단계(S23)가 진행되게 된다.

상기 예비 베벨기어가 형성된 성형재료(400)를 제2하부금형에서 분리하는 단계(S23)는 상기 제2하부녹아웃(35)의 제2이젝터(351)가 제2하부금형의 이젝터 삽입공(333)으로 진입하면서 상기 성형재료(400)를 제2하부금형(33)에서 분리하는 단계이다. 한편 상기 성형재료(400)를 제2하부금형(33)으로부터 분리하는 단계(S23)는 제2상부금형과 제2하부금형이 형개되는 동작과 동시에 진행되도록 하여 작업성 향상을 도모함이 바람직하다.

상기 제3공정(S3)은 사이드기어의 외형을 최종 형성하는 공정으로 스플라인 및 베벨기어 최종성형 단계(S31) 및 성형이 마무리된 재료를 제3하부금형으로부터 분리하는 단계(S33)를 포함한다.

상기 제3공정(S3)은 제2공정이 완료된 성형재료(400)를 상술한 제3 냉간단조 장치(5)를 통해 진행된다.

상기 스플라인 및 베벨기어 최종성형 단계(S31)는 제3 냉간단조 장치(5)의 제3상부금형(51) 및 제3하부금형(53)이 형개된 상태에서 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)를 제3하부금형의 스플라인 최종성형부(533) 및 성형재료 안착부(535)에 안착시킴으로써 개시된다.

도10을 참고하여, 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)가 제3하부금형의 스플라인 최종성형부(533) 및 성형재료 안착부(535)에 안착되면, 상기 제3상부금형(51)은 제3하부금형(53)과 형체되면서 상기 성형재료(400)를 가압하게 된다. 이때 상기 제3상부금형(51)의 베벨기어 최종성형부(513)가 제2공정이 완료된 성형재료(400)의 예비 베벨기어(403)에 최종 베벨기어 치(503)와 최종 베벨기어 치홈(504)를 형성하게 되며, 상기 제3상부금형(51)의 중심을 관통하는 상부인너 형성부(57)는 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)에 상부인너(505)를 형성하게 된다.

한편 상기 제3하부금형(53)은 상기 제3상부금형(51)의 가압에 따라 스플라인 최종성형부(533)에 안착된 상기 성형재료(400)의 스플라인 예비 치(401) 및 치홈(402)을 최종 스플라인 치(501) 및 최종 스플라인 치홈(502)으로 성형하게 되며, 상기 성형재료(400)의 하부면을 지지하고 있는 제3하부녹아웃(55)의 제3공정 하부인너 형성부(555)는 도13의 사이드기어(500)에 최종 하부인너(506)를 성형하게 된다.

또한 상기 제3하부금형(53)의 제1(591), 제2지지부(593) 사이에 형성되는 완충부(595)는 상기 제3상부금형(51)이 제공하는 가압력을 상기 제2공정이 완료된 성형재료(400)에 완전히 전달되게 함으로써 상기 사이드기어(500)의 치수정밀도를 향상시키는 효과를 도모할 수 있게 되는 것이다.

상술한 스플라인 및 베벨기어 최종성형 단계(S31)가 종료하면 사이드기어(500)를 제3하부금형으로부터 분리하는 단계(S33)가 진행된다. 성형이 마무리된 사이드기어(500)는 상기 제3하부녹아웃(55)의 제3이젝터(551)가 제3하부금형의 이젝터 삽입공(531)으로 진입되면 제3하부금형(53)으로부터 분리된다. 한편 상기 사이드기어(500)를 제3하부금형(53)으로부터 분리하는 단계(S33)는 제3상부금형과 제3하부금형이 형개되는 동작과 동시에 진행되도록 하여 작업성 향상을 도모함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본원발명은 세 단계를 거쳐 사이드기어(500)를 제작하게 되므로 4가지 공정을 거치던 종래 오픈형 냉간단조 방법에 비하여 상기 사이드기어의 제작에 드는 시간과 비용을 절약할 수 있게 된다.

도1은 차동제한장치의 단면도이고, 도2는 치절삭가공에 의해 제작된 사이드기어의 사시도이고, 도3은 오픈타입 냉간단조 방법으로 제작된 사이드기어의 사시도 및 단면도이다.

도4는 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제1공정에 사용되는 제1공정 냉간단조 장치의 형체단면도이고, 도5는 제1공정 냉간단조 장치의 분리 사시도이며, 도6은 제1공정이 완료된 성형재료의 사시도이다.

도7은 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법의 제2공정에 사용되는 제2공정 냉간단조 장치의 형체단면도이고, 도8은 제2공정 냉간단조 장치의 분리 사시도이며, 도9는 제2공정이 완료된 성형재료의 사시도이다.

도10은 본원발명 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 사용되는 제3공정 냉간단조장치의 단면도이고, 도11은 제3공정 냉간단조 장치의 분해 사시도이며, 도12는 제3상부금형의 사시도이며, 도13은 본원발명에 따라 생산된 사이드기어의 사시도 및 단면도이다.

도14는 본원발명 차동제어장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법을 보여주는 절차도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

제1공정 냉간단조 장치: 1 제1상부금형: 11

펀치: 113 제1하부금형: 13

제료삽입공: 133 스플라인 예비성형부: 135

치성형부: 1351 치홈성형부: 1353

제1하부녹아웃: 15 제1이젝터: 151

제1걸림턱: 153 제2공정 냉간단조 장치: 3

제2상부금형: 31 베벨기어 예비성형부: 313

제2하부금형: 33 이젝터삽입공: 333

스플라인 안착부: 335 치안착부: 3351

치홈안착부: 3353 제2하부녹아웃: 35

제2이젝터: 351 제2걸림턱: 353

제2공정 하부인너형성부: 355 제3공정 냉간단조 장치: 5

제3상부금형: 51 상부인너 삽입공: 511

베벨기어 최종성형부: 513 베벨기어 치성형부: 5131

베벨기어 치홈성형부: 5133 제3하부금형: 53

이젝터 삽입공: 531 스플라인 최종성형부: 533

최종 치성형부: 5331 최종 치홈성형부: 5333

성형재료 안착부: 535 안착면: 5351

절곡면: 5353 제3하부녹아웃: 55

제3이젝터: 551 제3걸림턱: 553

제3공정 하부인너형성부: 555 상부인너 형성부: 57

다이세트: 59 제1지지부: 591

제2지지부: 593 완충부: 595

Claims (7)

1. 베벨기어와 스플라인을 포함하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법에 있어서,

   예비 스플라인을 성형가능한 스플라인 예비성형부를 포함하는 제1하부금형에 성형재료를 위치시키고 제1상부금형이 성형재료를 가압하여 성형재료의 하단 외주면에 예비 스플라인을 성형하는 제1공정과,

   상기 제1공정을 거쳐 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제2하부금형에 위치시키고, 예비 베벨기어를 성형가능한 베벨기어 예비성형부를 포함하는 제2상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 상기 성형재료의 상부에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형하는 제2공정과,

   상기 제2공정까지 거쳐 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 형성된 성형재료를 스플라인 최종성형부를 포함하는 제3하부금형에 위치시키고, 베벨기어 최종성형부를 포함하는 제3상부금형이 상기 성형재료를 가압하여 스플라인 및 베벨기어를 최종성형하는 제3공정을 포함하며,

   상기 제1공정은 예비 스플라인이 형성된 성형재료를 제1하부녹아웃을 통해 제1하부금형으로부터 분리시켜주는 단계를 추가로 포함하고, 상기 제2공정 및 제3공정도 각 공정을 마친 성형재료를 제2, 제3하부녹아웃을 통해 각 하부금형으로부터 분리시키는 단계를 추가로 포함하며,

   상기 제2공정은 상기 제2하부녹아웃의 상부에 형성된 제2공정 하부인너 형성 부에 의해 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 예비 하부인너를 성형함으로써,

   추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제3공정은 상기 제3하부녹아웃의 상부에 형성된 제3공정 하부인너 형성부에 의해 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 최종 하부인너를 성형하고, 상기 제3상부금형에 형성된 상부인너 삽입공에 삽입되는 상부인너 형성부에 의해 성형재료의 상부에 함입되어 형성되는 상부인너를 성형함으로써,

   추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제3공정은 상기 제3하부금형을 지지하는 제1지지부와 상기 제1지지부를 수용하는 제2지지부 사이에 형성되는 완충부가 상기 제3상부금형이 성형재료를 가압할 때 상기 제1지지부가 서서히 가압방향으로 이동가능하도록 함으로써,

   성형재료의 성형성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 방법.
4. 베벨기어와 스플라인을 가지는 차동제한장치용 사이드기어를 성형하는 냉간단조 장치에 있어서,

   성형재료에 예비 스플라인을 성형가능한 스플라인 예비성형부를 포함하는 제1하부금형과, 상기 제1하부금형에 위치한 성형재료를 상기 스플라인 예비성형부로 가압하는 제1상부금형을 포함하고,

   상기 제1하부금형과 제1상부금형에 의해 예비 스플라인이 성형된 성형재료가 안착되는 제2하부금형과, 상기 제2하부금형에 위치한 성형재료를 가압하며 성형재료에 절두원추형상의 예비 베벨기어를 성형할 수 있는 베벨기어 예비성형부를 포함하는 제2상부금형을 포함하고,

   상기 제2하부금형과 제2상부금형에 의해 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 성형된 성형재료가 안착되며 상기 예비 스플라인을 최종성형시켜주는 스플라인 최종성형부를 포함하는 제3하부금형과, 상기 제3하부금형에 위치한 성형재료를 가압하며 상기 예비 베벨기어를 최종성형시켜주는 베벨기어 최종성형부를 포함하는 제3상부금형을 포함하며,

   예비 스플라인이 성형된 성형재료를 상기 제1하부금형으로부터 분리시켜주는 제1하부녹아웃과, 예비 스플라인 및 예비 베벨기어가 성형된 성형재료를 상기 제2하부금형으로부터 분리시켜주는 제2하부녹아웃과, 최종 베벨기어와 최종 스플라인이 성형된 성형재료를 상기 제3하부금형으로부터 분리시켜주는 제3하부녹아웃을 포함하고,

   상기 제2하부녹아웃은 상기 예비 베벨기어의 성형과 동시에 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 예비 하부인너를 성형가능하게 하는 제2공정 하부인너 형성부를 포함함으로써,

   추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 냉간단조 장치는 최종 베벨기어 및 최종 스플라인 성형과 동시에 예비 베벨기어와 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 상부에 함입되어 형성되는 상부인너를 형성시켜주는 상부인너 형성부를 추가로 포함하고, 상기 제3상부금형은 상기 상부인너 형성부가 관통할 수 있는 상부인너 삽입공을 추가로 포함하며,

   상기 제3하부녹아웃은 상기 최종 베벨기어 및 최종 스플라인의 성형과 동시에 예비 베벨기어와 예비 스플라인이 성형된 성형재료의 하부에 함입되어 형성되는 최종 하부인너를 성형가능하게 하는 제3공정 하부인너 형성부를 포함함으로써,

   추가적인 절삭가공을 필요로 하는 돌출된 판이나 돌기가 성형되는 것을 방지하여 이를 절삭하기 위한 별도의 공정 및 성형재료의 손실을 줄일 수 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 냉간단조 장치는 상기 제3하부금형을 지지하는 제1지지부와, 상기 제1지지부가 수용되는 제2지지부와, 상기 제1, 제2지지부 사이에 형성되는 완충부를 추가로 포함하며,

   상기 완충부는 상기 제3상부금형이 성형재료를 가압할 때 상기 제1지지부가 서서히 가압방향으로 이동가능하도록 함으로써 성형재료의 성형성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 냉간단조 장치는 상기 완충부에 액체를 충진가능한 액체주입로를 일측에 포함하고, 상기 완충부는 상기 액체주입로를 통해 액체가 충진됨으로써, 상기 제1지지부가 제3상부금형의 가압시 유압에 의하여 가압방향으로 서서히 이동가능하게 해주는 것을 특징으로 하는 차동제한장치용 사이드기어 밀폐형 냉간단조 장치.

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