KR101223282B1 - 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치는, 금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물이 투입가능하고 원통형의 홈 형상인 공작물투입구를 갖되 상기 공작물투입구는 투입된 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물로 가공할 수 있도록 된 제1단조금형; 상기 1차가공물이 투입되는 1차가공물투입구를 가지며, 투입된 1차가공물을 냉간단조하되 중심부에 상, 하로 연장된 홀이 형성된 2차가공물로 냉간단조하기 위한 제2단조금형; 상기 2차가공물이 투입되는 2차가공물투입구를 가지며, 투입된 2차가공물을 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물로 가공하기 위한 제3단조금형; 및 상기 3차가공물이 투입되고 클러치변속기용 허브의 둘레면에 형성된 돌출부에 대응되는 형상의 홈이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구를 가지며, 투입된 3차가공물을 냉간단조하여 3차가공물을 클러치변속기용 허브의 외형에 대응되도록 돌기를 갖는 4차가공물로 가공하기 위한 제4단조금형;을 포함하여 구성된다.
본 발명의 클러치변속기용 허브 생산장치를 사용하면, 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브를 생산할 수 있고 생산속도를 높일 수 있다.

Description

클러치변속기용 허브를 생산하는 장치 및 방법{THE APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCTING HUB OF CLUTCH TRANSMISSION}

본 발명은 자동차 등에 사용되는 클러치변속기의 구성요소인 허브를 생산하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

자동차 등 각종 기계, 장치, 설비 분야에서 동력전달 계통에 클러치변속기가 사용되고 있다.

이러한 클러치변속기에는 허브라는 부품이 구비되는데 허브는 요철을 갖는 형태이며, 허브의 외측에는 허브에 전달되는 동력을 다른 구성요소에 전달하기 위한 여러 가지 구성요소들이 위치되어 연결된다.

도 1a는 상기와 같은 허브를 설명하기 위해 자동차의 클러치변속기 내에 위치된 허브 및 그 주변의 구성요소들을 도시한 것이다.

도 1a에 도시된 허브(100)는 축이 삽입, 결합되도록 중공을 갖는 형태이다.

그런데 종래의 클러치변속기용 허브는 내구성이 기대에 미치지 못하여 수명이 짧은 문제점이 있었다.

또, 클러치변속기용 허브를 생산하기 위한 장치는 파손이 자주 발생되는 등 수명이 짧은 문제점이 있었다.

또, 클러치변속기용 허브를 생산하는 방법은 클러치변속기용 허브의 생산에 비교적 긴 시간이 소요되는 등의 이유로 생산원가가 상승되는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브를 생산할 수 있으면서도 파손률이 낮고 생산속도를 높일 수 있는 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치 및 방법을 제공하려는데 목적이 있다.

본 발명에서는 냉간단조 후 절삭가공을 통해 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브를 생산할 수 있도록 하되 제1단조금형을 통해 1차가공물을 얻고, 제2단조금형을 통해 2차가공물을 얻으며, 제3단조금형을 통해 3차가공물을 얻고, 제4단조금형을 통해 4차가공물을 얻은 후 절삭가공을 하여 최종 클러치변속기용 허브를 얻음으로써 파손률이 낮고 생산속도를 높일 수 있는 클러치변속기용 허브 생산방법이 되도록 한다.

즉, 본 발명의 클러치변속기용 허브 생산방법은, 금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물을 원통형의 홈 형상인 공작물투입구를 갖는 제1단조금형의 공작물투입구에 투입한 후 상기 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물을 얻는 1차단조단계를 갖는다.

또, 제2단조금형의 1차가공물투입구에 상기 1차가공물을 투입한 후 냉간단조하되 1차가공물의 중심부에 상, 하로 연장된 홀을 갖는 2차가공물이 되도록 냉간단조하는 2차단조단계를 갖는다.

또, 제3단조금형의 2차가공물투입구에 상기 2차가공물을 투입한 후 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물을 얻는 3차단조단계를 갖는다.

또, 클러치변속기용 허브의 둘레면에 형성된 돌출부로 가공하기 위한 돌기에 대응되는 형상의 홈이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구를 갖는 제4단조금형의 3차가공물투입구에 상기 3차가공물을 투입한 후 냉간단조하여 3차가공물을 돌기를 갖는 4차가공물(클러치변속기용 허브의 외형에 대응되는 형상)로 가공하는 4차단조단계를 갖는다.

또, 4차가공물(5)을 소정의 치수와 형상을 갖는 클러치변속기용 허브로 절삭가공하는 절삭가공단계를 갖는다.

본 발명의 클러치변속기용 허브 생산장치는, 금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물이 투입가능하고 원통형의 홈 형상인 공작물투입구를 갖되 상기 공작물투입구는 투입된 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물로 가공할 수 있도록 된 제1단조금형을 갖는다.

또, 1차가공물이 투입되는 1차가공물투입구를 가지며, 투입된 1차가공물을 냉간단조하되 중심부에 상, 하로 연장된 홀이 형성된 2차가공물로 냉간단조하기 위한 제2단조금형을 갖는다.

또, 2차가공물이 투입되는 2차가공물투입구를 가지며, 투입된 2차가공물을 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물로 가공하기 위한 제3단조금형을 갖는다.

또, 3차가공물이 투입되고 클러치변속기용 허브의 둘레면에 형성된 돌출부로 가공하기 위한 돌기에 대응되는 형상의 홈이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구를 가지며, 투입된 3차가공물을 냉간단조하여 3차가공물을 돌기를 갖는 4차가공물(클러치변속기용 허브의 외형에 대응되는 형상)로 가공하기 위한 제4단조금형을 갖는다.

본 발명의 클러치변속기용 허브 생산방법은 냉간단조 후 절삭가공을 통해 클러치변속기용 허브를 생산하되 제1단조금형을 통해 1차가공물을 얻고, 제2단조금형을 통해 2차가공물을 얻으며, 제3단조금형을 통해 3차가공물을 얻고, 제4단조금형을 통해 4차 가공물을 얻은 후 절삭가공을 하여 클러치변속기용 허브를 얻음으로써 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브를 생산할 수 있고 생산속도를 높일 수 있다.

또, 본 발명의 클러치변속기용 허브 생산장치는 상기와 같은 클러치변속기용 허브 생산방법을 실시하기에 적합하며 파손률이 낮은 특징이 있다.

본 발명에 있어서, 4차단조단계에서 3차가공물투입구의 내벽에 형성된 홈 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기에 대응되는 홈은 3차가공물투입구의 바닥면까지 연장되어 있도록 하여 4차가공물에 형성된 돌기 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기는 4차가공물의 길이방향 한쪽 끝부분까지 연장되어 있도록 하는 경우 제4단조금형의 수명이 긴 특징이 있으며, 클러치변속기용 허브의 생산속도가 향상되는 특징이 있다.

또, 가공물투입구의 직경은 1차가공물투입구의 직경보다 작고, 4차가공물의 길이는 3차가공물의 길이보다 큰 경우 내구성이 더욱 우수한 스플라이 허브를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 냉간단조를 원활하게 실시 가능한 특징이 있다.

도 1a는 자동차에 사용되는 클러치변속기용 허브를 설명하기 위한 개략도
도 1b는 클러치변속기용 허브로 가공되기 위해 공작물이 각각의 단조단계와 절삭단계를 거치면서 변화되어 가는 형태를 도시한 개략도
도 2는 클러치변속기용 허브로 가공되기 위해 공작물이 각각의 단조단계와 절삭단계를 거치면서 변화되어 가되 4차가공물은 얻은 후 4차가공물을 다시 냉간단조하여 클러치변속기용 허브의 기본 형태에 해당하는 5차가공물을 얻고, 이 5차가공물을 절삭가공하여 클러치변속기용 허브를 얻는 형태를 도시한 개략도
도 3은 도 1b에 도시된 1차가공물, 2차가공물, 3차가공물, 4차가공물을 얻기 위한 냉간단조를 실시하기 위한 본 발명의 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치의 개략도
A : 제1단조금형의 단면도
B : 제2단조금형의 단면도
C : 제3단조금형의 단면도
D : 제4단조금형의 단면도
도 4는 도 2에 도시된 4차가공물을 얻기 위한 제4단조금형을 구체적으로 설명하기 위한 제4단조금형 일부의 단면 개략도
도 5는 도 1b에 도시된 제4단조금형을 구체적으로 설명하기 위해 제4단조금형의 일부 단면을 도시한 개략도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 클러치변속기용 허브를 생산하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브를 생산하면서도 파손률이 낮고 생산속도를 높일 수 있는 클러치변속기용 허브 생산장치 및 생산방법을 제공하려는 목적을 갖는다.

이를 위하여, 본 출원의 발명자는 냉간단조를 통해 클러치변속기용 허브의 기본 형태를 만든 후 절삭가공을 통해 소정의 치수를 갖는 클러치변속기용 허브를 생산하는 방법을 안출하였다.

일반적으로 가공대상물의 재결정이 이루어지는 온도보다 높은 온도에서 이루어지는 단조를 열간단조라 하고, 재결정이 이루어지는 온도보다 낮은 온도에서 이루어지는 단조를 냉간단조라 한다.

그런데 본 발명은 클러치변속기용 허브를 생산하기 위한 장치의 파손률이 낮고, 생산속도는 높일 수 있도록 하려는 목적을 갖기 때문에 단순히 공지의 냉간단조법을 통해서는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.

이러한 이유로 본 발명에서는 제1단조금형(10)을 통해 1차가공물(2)을 얻고, 제2단조금형(20)을 통해 2차가공물(3)을 얻으며, 제3단조금형(30)을 통해 3차가공물(4)을 얻고, 제4단조금형(40)을 통해 4차가공물(5)을 얻은 후 절삭가공을 하여 클러치변속기용 허브(6)를 얻음으로써 파손률이 낮고 생산속도를 높일 수 있도록 한다. (4회의 냉간단조 공정을 거치도록 하되 각각 다른 금형에서 냉간단조가 이루어지도록 하는 것이다.)

즉, 본 발명에서는, 원통형의 홈 형상인 공작물투입구(11)를 갖는 제1단조금형(10)의 공작물투입구(11)에 원기둥 형상의 공작물(1)을 투입한 후 상기 공작물(1)을 냉간단조하여 상기 공작물(1)보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물(2)을 얻는 1차단조단계를 실시한다.

또, 제2단조금형(20)의 1차가공물투입구(21)에 상기 1차가공물(2)을 투입한 후 냉간단조하되 1차가공물(2)의 중심부에 상, 하로 연장된 홀(3a)을 갖는 2차가공물(3)이 되도록 냉간단조하는 2차단조단계를 실시한다.

또, 제3단조금형(30)의 2차가공물투입구(31)에 상기 2차가공물(3)을 투입한 후 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물(4)을 3차단조단계를 실시한다.

또, 클러치변속기용 허브(6)의 둘레면에 형성된 돌출부(6a)로 가공하기 위한 돌기(5a)에 대응되는 형상의 홈(41a)이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구(41)를 갖는 제4단조금형(40)의 3차가공물투입구(41)에 상기 3차가공물(4)을 투입한 후 냉간단조하여 3차가공물(4)을 돌기(5a)를 갖는 4차가공물(5, 클러치변속기용 허브의 외형에 대응되는 형상)로 가공하는 4차단조단계를 실시한다.

또, 4차가공물(5)을 소정의 치수와 형상을 갖는 클러치변속기용 허브로 절삭가공하는 절삭가공단계를 실시하여 클러치변속기용 허브를 생산하는 것이다.

상기와 같이 본 발명에서는 4개의 단조금형을 사용하기 때문에 내구성이 우수한 클러치변속기용 허브의 생산에 적합할 뿐만 아니라 비교적 신속한 생산이 가능하다.

뿐만 아니라 별도의 금형을 통해 냉간단조를 실시하므로 클러치변속기용 허브를 생산하기 위한 장치(금형 등)의 파손률도 낮다.

상기 2차단조단계에서 1차가공물(2)의 중심부에 상, 하로 연장된 홀(3a)이 형성된 형태로 냉간단조한 후 3차단조단계에서 냉간단조를 실시하므로 조직이 고르게 치밀해진 클러치변속기용 허브를 얻을 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 클러치변속기용 허브 생산방법에 적합한 클러치변속기용 허브 생산장치는, 금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물(1)이 투입가능하고 원통형의 홈 형상인 공작물투입구(11)를 갖되 상기 공작물투입구(11)는 투입된 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물(2)로 가공할 수 있도록 된 제1단조금형(10)을 갖는다.

또, 1차가공물(2)이 투입되는 1차가공물투입구(21)를 가지며, 투입된 1차가공물(2)을 냉간단조하되 중심부에 상, 하로 연장된 홀이 형성된 2차가공물(3)로 냉간단조하기 위한 제2단조금형(20)을 갖는다.

또, 2차가공물(3)이 투입되는 2차가공물투입구(31)를 가지며, 투입된 2차가공물(3)을 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물(4)로 가공하기 위한 제3단조금형(30)을 갖는다.

또, 3차가공물(4)이 투입되고 클러치변속기용 허브의 둘레면에 형성된 돌출부(6a)로 가공하기 위한 돌기(5a)에 대응되는 형상의 홈(41a)이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구(41)를 가지며, 투입된 3차가공물(4)을 냉간단조하여 3차가공물(4)을 돌기(5a)를 갖는 4차가공물(5, 클러치변속기용 허브의 외형에 대응되는 형상)로 가공하기 위한 제4단조금형(40)을 갖는다.

본 발명에 있어서, 4차단조단계에서 3차가공물투입구(41)의 내벽에 형성된 홈 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기에 대응되는 홈(41a)은 3차가공물투입구(41)의 바닥면까지 연장되어 있도록 하여 4차가공물(5)에 형성된 돌기 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기(5a)는 4차가공물(5)의 길이방향 한쪽 끝부분까지 연장되어 있도록 할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 3차가공물투입구(41)의 내벽에 형성된 홈은 턱이 최소화된 형태이기 때문에 제4단조금형(40)의 파손률이 낮다.

도 2는 4차가공물(5)을 얻은 후 이 4차가공물(5)을 다시 냉간단조하여 클러치변속기용 허브의 기본 형태에 해당하는 5차가공물(7)을 얻고, 이 5차가공물(7)을 절삭가공하여 클러치변속기용 허브를 얻는 경우를 도시한 것이다.

도 2에서와 같은 4차가공물(4b)을 얻기 위해서는 3차가공물투입구(41)의 내벽에 형성된 홈 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기(5a)에 대응되는 홈이 3차가공물투입구(41)의 바닥면까지 연장되지 않고 중간에 끊긴 도 4와 같은 형태가 된다.

이러한 구조는 냉간단조를 할때 제4단조금형(40)의 특정 부분(턱이 형성된 부분(41b))에 응력이 집중되어 제4단조금형(40)의 파손률이 높은 구조이다.

반면, 전술한 바와 같이 4차가공물(5)에 형성된 돌기 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기(5a)가 4차가공물(5)의 길이방향 한쪽 끝부분까지 연장되어 있는 경우(도 2 및 도 5 참조)는 제4단조금형(40)의 특정 부분에 응력집중 현상이 발생되지 않으므로 제4단조금형(40)의 수명이 긴 것이다.

본 발명에 있어서, 공작물투입구(11)의 직경은 1차가공물투입구(21)의 직경보다 작고, 4차가공물(5)의 길이는 3차가공물(4)의 길이보다 커야 냉간단조가 원활하게 이루어질 뿐만 아니라 조직이 균일하게 치밀해져 내구성이 더욱 우수한 클러치변속기용 허브를 얻을 수 있었다.

1. 공작물 2. 1차가공물
3. 2차가공물 3a. 홀
4. 3차가공물 5. 4차가공물
5a. 돌기 6. 클러치변속기용 허브
6a. 돌출부 7. 5차가공물
10. 제1단조금형 11. 공작물투입구
20. 제2단조금형 21. 1차가공물투입구
30. 제3단조금형 31. 2차가공물투입구
40. 제4단조금형 41. 3차가공물투입구
41a. 홈 41b. 턱이 형성된 부분

Claims (5)

1. 삭제
2. 클러치변속기용 허브를 생산하기 위한 장치에 있어서,
   금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물(1)이 투입가능하고 원통형의 홈 형상인 공작물투입구(11)를 갖되 상기 공작물투입구(11)는 투입된 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물(2)로 가공할 수 있도록 된 제1단조금형(10);
   상기 1차가공물(2)이 투입되는 1차가공물투입구(21)를 가지며, 투입된 1차가공물(2)을 냉간단조하되 중심부에 상, 하로 연장된 홀(3a)이 형성된 2차가공물(3)로 냉간단조하기 위한 제2단조금형(20);
   상기 2차가공물(3)이 투입되는 2차가공물투입구(31)를 가지며, 투입된 2차가공물(3)을 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물(4)로 가공하기 위한 제3단조금형(30); 및
   상기 3차가공물(4)이 투입되고 클러치변속기용 허브(6)의 둘레면에 형성된 돌출부(6a)로 가공하기 위한 돌기(5a)에 대응되는 형상의 홈이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구(41)를 가지며, 투입된 3차가공물(4)을 냉간단조하여 3차가공물(4)을 돌기(5a)를 갖는 4차가공물(5)로 가공하기 위한 제4단조금형(40);을 포함하여 구성되고,
   상기 3차가공물투입구(41)의 내벽에 형성된 홈 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기에 대응되는 홈은 3차가공물투입구(41)의 바닥면까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는, 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 공작물투입구(11)의 직경은 1차가공물투입구(21)의 직경보다 작고,
   상기 4차가공물(5)의 길이는 3차가공물(4)의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는, 클러치변속기용 허브를 생산하는 장치.
   
4. 삭제
5. 자동차의 구성요소인 클러치변속기용 허브를 생산하는 방법에 있어서,
   금속으로 이루어진 원기둥 형상의 공작물을 원통형의 홈 형상인 공작물투입구(11)를 갖는 제1단조금형(10)의 공작물투입구(11)에 투입한 후 상기 공작물을 냉간단조하여 상기 공작물보다 높이는 낮고 직경은 큰 1차가공물(2)을 얻는 1차단조단계;
   제2단조금형(20)의 1차가공물투입구(21)에 상기 1차가공물(2)을 투입한 후 냉간단조하되 1차가공물(2)의 중심부에 상, 하로 연장된 홀을 갖는 2차가공물(3)이 되도록 냉간단조하는 2차단조단계;
   제3단조금형(30)의 2차가공물투입구(31)에 상기 2차가공물(3)을 투입한 후 냉간단조하여 조직이 더욱 치밀해진 3차가공물(4)을 얻는 3차단조단계;
   클러치변속기용 허브(6)의 둘레면에 형성된 돌출부(6a)로 가공하기 위한 돌기(5a)에 대응되는 형상의 홈이 내벽에 형성되어 있는 3차가공물투입구(41)를 갖는 제4단조금형(40)의 3차가공물투입구(41)에 상기 3차가공물(4)을 투입한 후 냉간단조하여 3차가공물(4)을 돌기(5a)를 갖는 4차가공물(5)로 가공하는 4차단조단계; 및
   상기 4차가공물(5)을 소정의 치수와 형상을 갖는 클러치변속기용 허브로 절삭가공하는 절삭가공단계;를 포함하여 구성되고,
   상기 4차단조단계에서 3차가공물투입구(41)의 내벽에 형성된 홈 중 클러치변속기용 허브(6)의 길이 방향으로 연장된 돌기에 대응되는 홈(41a)은 3차가공물투입구(41)의 바닥면까지 연장되어 있도록 하여 4차가공물(5)에 형성된 돌기 중 클러치변속기용 허브의 길이 방향으로 연장된 돌기(5a)는 4차가공물(5)의 길이방향 한쪽 끝부분까지 연장되어 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 클러치변속기용 허브를 생산하는 방법.
   

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