KR101092523B1 - 기어 휠의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 파이프 형상의 스틸 재질로 형성되는 삽입부를 준비하는 단계와, 상기 삽입부의 외측의 적어도 3지점에서 수지를 사출하여 휠 형상의 연결부를 성형하는 단계와, 내측에 상기 삽입부가 결합된 상기 연결부의 외측에 형성되며, 외주면에 치형이 형성되도록 외측부를 사출 성형하는 단계를 포함하는 기어 휠의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 기어 휠의 제조방법은 외측부의 사출성형 시, 사출 압력으로 인하여 상기 수지가 고루 분포되어 응력 발생을 최소화하고, 또한 압력의 편차에 의한 변형 또는 파손을 방지하여 불량률을 감소시키며, 공정수가 줄어들어 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

Description

기어 휠의 제조방법{Manufacturing method of gear wheel}

본 발명은 기어 휠의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기어 휠의 성형에서 발생하는 응력을 최소화하고 공정수를 감소시키는 기어 휠의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 기어 휠(Gear wheel)은 외부에 톱니 형상의 기어림이 형성되는 외측부와, 양 측이 개구되어 상기 외측부의 중심에 동축으로 배치되는 허브와, 상기 외측부와 상기 허브 사이에 형성되는 벽 또는 연결브릿지 형상으로 방사방향으로 형성되는 연결부를 포함한다.

이때 상기 연결부를 형성하기 위해서는 상기 허브의 개구된 부분을 차폐하고 차폐된 상기 허브의 중심의 상측에 탕구를 위치시킨 후 수지를 방사형상으로 사출하여 연결부를 형성한다.

그리고 상기 연결부가 성형되면 상기 허브의 개구된 부분을 차폐한 부분의 상측에 우산형상으로 형성된 탕구부착물 수지들을 컷팅하고 상기 허브의 측면과 상기 연결부가 접촉하는 부분을 가공하여 상기 기어 휠을 완성한다.

그러나 상기와 같은 기어 휠은 상기 허브의 중심으로부터 상기 외측부 및 상기 연결부를 성형함에 있어서 수지를 한 곳에서 사출하여 사출시간이 오래 걸리고, 상기 외측부 내부에서 상기 사출성형으로 연결부를 성형하는 경우 상기 외측부를 가압하게 되어 응력이 발생되면서 변형 또는 파손되는 문제점을 가진다.

또한 상기 연결부를 성형함에 있어서 상기 허브 개구부의 상측에 우산 형상의 탕구부착물이 형성되므로, 연결부의 성형이 완료된 후 상기 탕구부착물을 제거하는 공정이 별도로 요구되어 성형 공정이 증가됨으로써 제품생산성이 떨어지는 문제점을 가진다.

본 발명은 기어 휠의 제조방법에 관한 것으로서, 기어 휠 제작 시 수지의 사출 압력으로 외측부에서 발생되는 응력을 감소시키고, 생산성을 증대시키는 기어 휠의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 중공 파이프 형상의 스틸 재질로 형성되는 삽입부를 준비하는 단계; 상기 삽입부의 외측의 적어도 3지점에서 수지를 사출하여 휠 형상의 연결부를 성형하는 단계; 내측에 상기 삽입부가 결합된 상기 연결부의 외측에 형성되며, 외주면에 치형이 형성되도록 외측부를 사출 성형하는 단계를 포함하되, 상기 연결부는, 외주면의 원주방향을 따라서 상단에 돌출되는 제1돌출부재와, 상기 연결부 외주면의 원주방향을 따라서 하단에 돌출되는 제2돌출부재를 포함하고, 상기 제1돌출부재와 상기 제2돌출부재 사이에는 사출홈이 형성되며, 상기 제1돌출부재는 외측으로부터 상기 사출홈과 연통되는 적어도 3개 이상의 사출공이 형성되는 기어 휠의 제조방법을 제공한다.

상기 연결부를 성형하는 단계는 상기 연결부의 중심으로부터 동일각도 및 동일거리에 상기 사출공이 형성될 수 있다.

삭제

상기 외측부를 성형하는 단계는 상기 사출공을 통하여 수지를 공급받아 상기 사출홈을 통하여 상기 연결부의 원주방향으로 상기 수지가 사출되도록 성형될 수 있다.

상기 삽입부를 준비하는 단계는 상기 연결부와 접촉면적을 증가시키고 상기 연결부로부터 이탈되는 것을 방지하도록 외주면의 양 단부를 따라서 원주방향 내측으로 침강되는 한 쌍의 결합홈이 형성되고, 상기 한 쌍의 결합홈을 수직방향으로 연결하도록 상기 외주면으로부터 돌출되고, 상기 수직방향을 따라서 내측으로 호 형상으로 침강되는 복수개의 결합돌기가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 기어 휠의 제조방법은,

외측부의 사출성형 시, 사출 압력으로 인하여 상기 수지가 고루 분포되어 응력 발생을 최소화하고, 또한 압력의 편차에 의한 변형 또는 파손을 방지하여 불량률을 감소시키며, 공정수가 줄어들어 생산성을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠의 삽입부를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠의 연결부를 성형하는 과정을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠의 외측부를 성형하는 과정을 나타내는 사시도,
도 4는 도 1에 나타낸 삽입부를 나타내는 측단면도,
도 5는 도 2에 나타낸 연결부를 나타내는 측단면도,
도 6은 도 3에 나타낸 기어 휠의 제조방법을 나타내는 블록도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠(100)의 삽입부(110)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠(100)의 연결부(130)를 성형하는 과정을 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기어 휠(100)의 외측부(150)를 성형하는 과정을 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1에 나타낸 삽입부(110)를 나타내는 측단면도이고, 도 5는 도 2에 나타낸 연결부(130)를 나타내는 측단면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 기어 휠(100)은 중앙에 배치되는 삽입부(110)와, 상기 삽입부(110) 외측에 형성되는 연결부(130) 및 상기 연결부(130) 외측에 형성되는 외측부(150)를 포함한다.

상기 삽입부(110)는 중공의 파이프 형상으로 형성된다. 상기 삽입부(110)의 외주면에는 양 단부를 따라서 원주방향 내측으로 침강되는 한 쌍의 결합홈(111)이 형성된다. 상기 삽입부(110)는 상기 한 쌍의 결합홈(111)을 수직방향으로 연결하고, 상기 외주면으로부터 돌출되며, 상기 수직방향을 따라서 상기 삽입부(110)의 내측으로 호(弧) 형상으로 침강되는 복수개의 결합돌기(113)가 형성된다.

따라서 상기 한 쌍의 결합홈(111)과 상기 결합돌기(113)는 상기 연결부(130)와 접촉면적을 증가시키고 상기 연결부(130)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 삽입부(110)로부터 발생하는 회전력을 상기 연결부(130)의 상기 결합돌기(113)로 하여금 슬립(slip)을 방지하도록 전달하는 기능을 갖는다.

상기 연결부(130)는 중앙에 상기 삽입부(110)가 배치되고, 상기 삽입부(110)의 외측으로 수지를 사출하여 성형된다. 이때 상기 삽입부(110)는 적어도 3지점에서 수지를 사출하여 성형되고, 상기 3지점은 각각 상기 연결부(130)의 중심으로부터 동일각도 및 동일거리에 위치한다.

이는 수지가 압입되어 사출될 때, 적어도 3지점 이상에서 그리고 상기 3지점의 중심으로부터 동일각도 및 동일거리서 성형이 이루어져야만 상기 연결부(130)의 성형에 가해지는 사출 압력으로 인하여 상기 수지가 고루 분포되고, 또한 압력의 편차에 의한 불량률을 감소시킬 수 있기 때문이다.

그리고 상기 연결부(130)는 상기 연결부(130)의 외주면에서 원주방향을 따라서 상단에 돌출되는 제1돌출부재(131)와, 하단에 돌출되는 제2돌출부재(132)를 포함하고, 상기 제1돌출부재(131)와 상기 제2돌출부재(132) 사이에는 상기 연결부(130)의 외주면을 따라서 사출홈(134)이 형성된다. 이때 상기 제1돌출부재(131)는 외측면으로부터 상기 사출홈(134)을 연통시키는 사출공(135)이 복수개 형성된다. 그리고 상기 사출공(135)들은 상기 연결부(130)의 중심으로부터 각각 동일각도 및 동일거리에 위치한다. 보다 바람직하게는 적어도 3개 이상의 상기 사출공(135)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1돌출부재(131)와 상기 제2돌출부재(132)가 마주하는 내측면에는 복수개의 돌출편(137)이 형성된다. 이는 상기 연결부(130)의 외측으로 형성되는 외측부(150) 형성 시, 상기 연결부(130)와 상기 외측부(150)의 결합상태를 보다 완고하게 하고, 상기 연결부(130)의 회전력이 상기 외측부(150)로 전달됨에 있어 슬립이 발생하는 것을 방지하는 기능을 갖는다.

상기 외측부(150)는 상기 삽입부(110)와 상기 연결부(130)를 결합된 상태로 중앙에 배치하고, 상기 사출공(135)을 통하여 수지를 사출하여 성형된다.

상기 사출공(135)을 통하여 공급된 수지는 상기 사출홈(134)을 통하여 상기 연결부(130)의 외주면을 따라 원주방향으로 가압되어 상기 연결부(130)와 상기 외측부(150)를 일체로 형성한다. 이는 상기 외측부(150)의 사출성형 시, 사출 압력으로 인하여 상기 수지가 고루 분포되게 하고, 사출 압력의 편차에 의한 불량률을 감소시키는 효과를 갖는다.

이때 상기 외측부(150)는 외주면에 평기어 또는 헬리컬 기어와 같은 치형(齒形)이 형성된다. 또한 상기 외측부(150)는 상기 연결부(130)에 비하여 강성이 뛰어난 강화 플라스틱으로 성형되는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기어 휠(100)의 제조방법에 관해 설명한다.

도 6은 도 3에 나타낸 기어 휠(100)의 제조방법을 나타내는 블록도이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 상기 기어 휠(100)의 제조방법은 삽입부(110)를 준비하는 단계(S10)와, 연결부(130)를 성형하는 단계(S20)와 및 외측부(150)를 성형하는 단계(S30)를 포함한다.

상기 삽입부(110)를 준비하는 단계(S10)는 스틸 소재로 이루어진 중공의 파이프 형상의 상기 삽입부(110)를 준비한다.

이때 상기 삽입부(110)는 상기 연결부(130)로부터 이탈되는 것을 방지하고 마찰력이 증가되도록 상기 삽입부(110)의 외주면 양 단부를 따라서 원주방향 내측으로 침강되는 한 쌍의 결합홈(111)이 형성된다.

그리고 상기 한 쌍의 결합홈(111)을 수직방향으로 연결하도록 상기 외주면으로부터 돌출되는 복수개의 결합돌기(113)가 형성된다. 따라서 상기 연결부(130) 내주면으로부터 수직 및 수평방향으로 이탈 또는 슬립되는 것을 방지할 수 있다.

상기 연결부(130)를 성형하는 단계(S20)는 상기 삽입부(110)를 사출금형(미도시)의 중앙에 배치하고, 상기 삽입부(110)의 중심을 기준으로 동일각도 및 동일거리를 갖는 3지점에 수지를 사출한다. 따라서 상기 삽입부(110)의 외측과 상기 연결부(130)의 내측이 고정되어 일체로 형성된다.
상기 연결부를 성형하는 단계는, 외주면에서 원주방향을 따라서 상단에 돌출되는 제1돌출부재(131)와, 하단에 돌출되는 제2돌출부재(132)를 포함하고, 상기 제1돌출부재(131)와 상기 제2돌출부재(132) 사이에는 상기 연결부(130)의 외주면을 따라서 사출홈(134)이 형성된 연결부(130)를 성형한다.

그리고 상기 제1돌출부재(131)는 상기 사출홈(134)이 외측과 연통되는 3개의 사출공(135)이 형성된다. 이때 상기 3개의 사출공(135)은 상기 연결부(130)의 중심으로부터 동일각도 및 동일거리에 형성된다.

삭제

상기 외측부(150)를 성형하는 단계(S30)는 상기 삽입부(110)및 상기 연결부(130)를 사출금형에 안착시키고, 상기 연결부(130)에 형성된 상기 3개의 사출공(135)을 통하여 강화수지를 압입하여 사출 성형한다.

상기 사출공(135)을 통해 압입된 강화수지는 상기 제1돌출부재(131)와 상기 제2돌출부재(132)에 의해 안내되어 상기 사출홈(134)을 따라서 상기 연결부(130)의 원주방향으로 사출된다. 상기 제1돌출부재(131), 상기 제2돌출부재(132) 및 상기 사출홈(134)과 접촉하는 강화수지가 응고되면서 상기 외측부(150)와 일체로 형성된다.

이때 상기 외측부(150)는 외주면에 치형이 형성되어 다른 기어와 치합될 수 있도록 성형된다.

따라서 상기 외측부(150)는 상기 연결부(130)의 외측에 최종적으로 성형되어 상기 연결부(130)가 성형되면서 발생되는 내부압력에 의한 응력발생이 원천적으로 제거되고, 이에 따르는 변형 또는 파손의 염려가 없어진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 기어 휠 110 : 삽입부
111 : 결합홈 113 : 결합돌기
130 : 연결부 131 : 제1돌출부재
132 : 제2돌출부재 134 : 사출홈
135 : 사출공 137 : 돌출편
150 : 외측부

Claims (5)

1. 중공 파이프 형상의 스틸 재질로 형성되는 삽입부를 준비하는 단계;
   상기 삽입부의 외측의 적어도 3지점에서 수지를 사출하여 휠 형상의 연결부를 성형하는 단계;
   내측에 상기 삽입부가 결합된 상기 연결부의 외측에 형성되며, 외주면에 치형이 형성되도록 외측부를 사출 성형하는 단계를 포함하되,
   상기 연결부는, 외주면의 원주방향을 따라서 상단에 돌출되는 제1돌출부재와, 상기 연결부 외주면의 원주방향을 따라서 하단에 돌출되는 제2돌출부재를 포함하고, 상기 제1돌출부재와 상기 제2돌출부재 사이에는 사출홈이 형성되며,
   상기 제1돌출부재는 외측으로부터 상기 사출홈과 연통되는 적어도 3개 이상의 사출공이 형성되는 기어 휠의 제조방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 사출공은, 상기 연결부의 중심으로부터 동일각도 및 동일거리에 형성되는 기어 휠의 제조방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 외측부를 성형하는 단계는,
   상기 사출공을 통하여 수지를 공급받아 상기 사출홈을 통하여 상기 연결부의 원주방향으로 상기 수지가 사출되도록 성형되는 기어 휠의 제조방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 삽입부를 준비하는 단계는,
   상기 연결부와 접촉면적을 증가시키고 상기 연결부로부터 이탈되는 것을 방지하도록 외주면의 양 단부를 따라서 원주방향 내측으로 침강되는 한 쌍의 결합홈이 형성되고,
   상기 한 쌍의 결합홈을 수직방향으로 연결하도록 상기 외주면으로부터 돌출되는 복수개의 결합돌기가 형성되는 기어 휠의 제조방법.

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