KR101249341B1 - A drum type washing machine and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 파이프 소재를 다단의 단조가공을 통해 샤프트를 제조하여 재료비를 절감하고 샤프트의 무게를 줄여 샤프트의 성능과 생산성을 동시에 향상시킬 수 있으며, 단조가공에 의해 조직이 치밀하고 전체적으로 기계적 성질이 우수한 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shaft of a drum washing machine and a method of manufacturing the same, which manufactures a shaft through a forging process of pipe materials, thereby reducing material costs and reducing the weight of the shaft, thereby simultaneously improving the performance and productivity of the shaft. The present invention relates to a shaft of a drum washing machine and a method of manufacturing the same.
일반적으로 드럼세탁기는 세탁물을 상측으로 끌어올린 후 낙하시키며 그 낙차에 의해 세탁물이 세탁되도록 한 장치로써, 외관을 이루는 본체 내부에 물을 담는 수조와, 수조 내에 회전 가능하게 설치된 회전조와, 전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 구동모터와, 구동모터의 회전력을 회전조로 전달하기 위한 샤프트를 포함하여 구성된다.In general, a drum washing machine is a device that pulls laundry up and then drops it and washes the laundry by the drop, and includes a water tank containing water inside the main body forming the exterior, a rotating tank rotatably installed in the tank, and applying power. It comprises a drive motor for receiving a rotational force and a shaft for transmitting the rotational force of the drive motor to the rotating tub.
상기 샤프트의 일단은 구동모터와 벨트로 연결된 풀리에 고정되고 샤프트의 타단은 상기 수조를 관통하여 상기 회전조에 고정되는데, 이에 따라 상기 회전조는 구동모터의 구동 따라 회전하는 샤프트의 회전동작에 의해 회전하면서 세탁물을 세탁하게 된다.One end of the shaft is fixed to the pulley connected to the drive motor and the belt and the other end of the shaft is fixed to the rotating tank through the water tank, whereby the rotating tank is rotated by the rotation operation of the shaft that rotates in accordance with the drive of the drive motor The laundry will be washed.
회전조와 상기 풀리를 연결되는 샤프트 양단 사이의 외주에는 한 쌍의 베어링이 설치되어 샤프트의 회전동작이 원활하게 되도록 하고, 이러한 한 쌍의 베어링은 베어링수용체에 수용되도록 설치되며, 베어링수용체와 회전조사이의 샤프트 외주에는 세탁수가 베어링수용체로 유입되는 것을 차단하여 베어링이 세탁수에 의해 부식되는 것을 방지하기 위한 고무재질의 실링부재가 설치된다.A pair of bearings are installed on the outer periphery between the rotating tub and the shaft ends connecting the pulleys to facilitate the rotation of the shaft. A rubber sealing member is installed at the outer circumference of the shaft to prevent the washing water from flowing into the bearing receptor to prevent the bearing from being corroded by the washing water.
한편, 상기 샤프트는 봉 형상으로 주물 제작 또는 일반 구조용 강재를 단조가공 후 일반 구조용 강재의 표면을 절삭가공하고, 베어링이 설치되는 부위와 실링부재가 설치되는 부위는 절삭 가공과 마모를 억제하기 위해 절삭가공으로 다듬질하게 된다.On the other hand, the shaft is a rod-shaped casting or forging the general structural steel after cutting the surface of the general structural steel, the site where the bearing is installed and the site where the sealing member is installed to cut to suppress cutting and wear It is finished by processing.
그러나 이러한 종래 드럼세탁기의 샤프트는 전술한 바와 같이, 주물 가공된 원봉 형상의 일반 구조용 강재 또는 단조된 소재는 그 치수정밀도가 낮아 1차적으로 절삭가공하여 샤프트의 대략적인 형상을 갖추도록 하여야 하며, 샤프트의 무게가 중공의 파이프 소재를 이용하여 다단 단조가동된 샤프트에 비하여 무겁고, 치수정밀도가 낮아, 가공과정과 재료비 증가 등으로 인해 제조단가가 올라가는 등 생산성 측면에서 효율성이 낮았다.However, the shaft of such a conventional drum washing machine, as described above, the cast rod-shaped general structural steel or forged material has a low dimensional accuracy and should be primarily cut to have an approximate shape of the shaft. The weight of the steel is heavier than the shaft forged in multi-stage using hollow pipe material, and its dimensional accuracy is low. In addition, its efficiency is low in terms of productivity.
본 발명은 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 파이프 소재를 다단의 단조가공을 통해 샤프트를 제조하여 재료비를 절감하고 샤프트의 무게를 줄여 샤프트의 성능과 생산성을 동시에 향상시킬 수 있으며, 단조가공에 의해 조직이 치밀하고 전체적으로 기계적 성질이 우수한 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shaft of a drum washing machine and a method of manufacturing the same, which manufactures a shaft through a forging process of pipe materials, thereby reducing material costs and reducing the weight of the shaft, thereby simultaneously improving the performance and productivity of the shaft. The present invention relates to a shaft of a drum washing machine and a method of manufacturing the same.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 드럼세탁기의 샤프트는 회전조에 연결되는 일단의 회전조연결부(51)와, 구동모터의 구동력을 전달받도록 타단에 마련된 구동력전달부(56), 회전조연결부(51)와 구동력전달부(56) 사이에 마련되는 몸통부(54)를 구비하여 상기 구동모터의 구동시 상기 회전조를 회전시키도록 마련된 드럼세탁기의 샤프트(50)에 있어서, 상기 샤프트(50)는 파이프 형상의 소재를 다단의 냉간단조가공에 의해 필요한 샤프트 외형을 형성시켜 중공의 단면을 갖는 것을 특징으로 한다.The shaft of the drum washing machine for achieving the object of the present invention is one end of the rotating
또한 상기 다단의 각 단계별 냉간단조가공은 상기 파이프 소재의 내경에 각 단계별 해당 멘드릴을 삽입한 후, 한 쌍의 금형에 의해 파이프의 외측을 가압시켜 필요한 형상을 성형하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cold forging process for each step of the multi-stage is characterized in that the required shape is inserted by pressing a pair of molds to the outside of the pipe by inserting the corresponding mandrel for each step in the inner diameter of the pipe material.
또한 상기 다단의 냉간단조가공은 구동력전달부(56), 제2베어링접촉부(55), 몸통부(54), 제1베어링접촉부(53)와 실링부재 접촉부(52), 회전조연결부(51)와 제1세레이션(51a), 구동력전달부(56)와 제2세레이션(56a)을 형성시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the cold forging of the multi-stage is the driving
또한 상기 다단의 냉간단조가공 이후에 샤프트(50)의 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공하는 부분절삭과, 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공과, 상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리, 실링부재 접촉부(52)와 제1,2베어링접촉부(53,55)에 대한 연삭 다듬질과, 호모처리의 표면처리를 하여 피막(10a)을 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the multi-step cold forging, the partial cutting to cut the first and second bearing
본 발명에 의한 드럼세탁기의 샤프트 제조방법은 회전조에 연결되는 일단의 회전조연결부(51)와, 구동모터의 구동력을 전달받도록 타단에 마련된 구동력전달부(56), 회전조연결부(51)와 구동력전달부(56) 사이에 마련되는 몸통부(54)를 구비하여 상기 구동모터의 구동시 상기 회전조를 회전시키도록 마련되고, 상기 구동력전달부 쪽 몸통부 외주에는 상기 몸통부 외주를 지지하는 베어링의 설치를 위한 베어링수용체가 마련되고, 상기 베어링수용체와 회전조연결부 사이의 몸통부 외주에는 세탁수가 상기 베어링수용체로 유입되는 것을 차단하는 실링부재가 설치되는 드럼세탁기의 샤프트(50)를 제조하기 위해, 상기 파이프 형태의 소재를 다단의 냉간단조가공에 의해 필요한 샤프트 외형을 형성시켜 중공의 단면을 갖는 단조가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Shaft manufacturing method of the drum washing machine according to the present invention, one end of the rotating
또한 상기 다단의 각 단계별 냉간단조가공은 상기 파이프 소재의 내경에 각 단계별 해당 멘드릴을 삽입한 후, 한 쌍의 금형에 의해 파이프의 외측을 가압시켜 필요한 형상을 성형하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cold forging process for each step of the multi-stage is characterized in that the required shape is inserted by pressing a pair of molds to the outside of the pipe by inserting the corresponding mandrel for each step in the inner diameter of the pipe material.
또한 상기 다단의 냉간단조가공은 총 5회의 단조과정으로 이루어지되, 제1단조단계에서는 구동력전달부(56)가 형성되고, 제2단조단계에서는 제2베어링접촉부(55)가 형성되고, 제3단조단계에서는 몸통부(54)가 형성되고, 제4단조단계에서는 제1베어링접촉부(53)와 실링부재 접촉부(52)가 형성되고, 제5단조단계에서는 회전조연결부(51)와 제1세레이션(51a)가 형성되고, 제6단조단계에서는 구동력전달부(56)와 제2세레이션(56a)가 형성되는 순으로 진행되는 것을 특징으로 한다.In addition, the cold forging process of the multi-stage is made of a total of five forging process, the driving
또한 상기 다단의 냉간단조가공 이후에 상기 샤프트(50)의 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공 및 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공하는 부분절삭단계와, 상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리단계와, 상기 실링부재 접촉부(52)와 베어링접촉면(53,55)에 대한 연삭 다듬질단계와, 호모처리의 표면처리를 하여 피막(10a)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, after the cold forging of the multi-stage, the first and second bearing
이와 같이 본 발명에 따른 드럼세탁기의 샤프트는 단조가공단계에서 얻은 단조성형물을 통해 전체적인 외관을 이루고, 베어링과 접촉되는 베어링접촉면과 실링부재와 접촉되는 실링부재 접촉부과 같이 부분적으로 미세한 다듬질이 요구되는 부분만이 절삭가공단계를 통해 가공되며, 부분절삭단계를 거친 단조성형물의 표면에는 열처리단계에서 질화처리나 호모처리 중 적어도 하나의 열처리를 통해 전체적으로 피막이 형성된다.Thus, the shaft of the drum washing machine according to the present invention forms the overall appearance through the forging molding obtained in the forging processing step, and the part requiring fine finishing, such as the bearing contact surface in contact with the bearing and the sealing member contact in contact with the sealing member. Only the cutting process is performed through the cutting step, the surface of the forged moldings after the partial cutting step is formed as a whole through at least one heat treatment of nitriding treatment or homo treatment in the heat treatment step.
따라서 본 발명에 따른 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 따르면, 샤프트 표면을 전체적으로 절삭가공해야 할 필요가 없고 실링부재와 접촉되는 실링부재 접촉부에 별도의 부시를 제작하여 결합시키는 등의 번거로움이 발생하지 않게 됨으로써 샤프트의 생산성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, according to the shaft of the drum washing machine according to the present invention and the manufacturing method thereof, there is no need to cut the entire shaft surface, and the inconvenience of manufacturing and coupling a separate bush to the sealing member contact portion which is in contact with the sealing member occurs. By not doing so, the productivity of the shaft can be further improved.
또한 본 발명에 따른 드럼세탁기의 샤프트 및 그 제조방법에 따르면, 열처리단계를 통해 형성되는 상기 피막이 샤프트의 내식성과 내마모성을 동시에 향상시키게 되어 실링부재와 접촉되는 부위의 샤프트의 부식방지는 물론 베어링과 접촉되는 부위의 샤프트의 마모도 효과적으로 방지할 수 있게 되어 샤프트의 성능에 있어서도 종래보다 향상될 수 있게 된다.In addition, according to the shaft of the drum washing machine according to the present invention and a method for manufacturing the same, the coating formed through the heat treatment step to improve the corrosion resistance and wear resistance of the shaft at the same time to prevent corrosion of the shaft in contact with the bearing as well as contact with the bearings It is also possible to effectively prevent the wear of the shaft of the site to be improved in the performance of the shaft can be improved than before.
도 1은 종래기술에 따른 샤프트가 채용된 드럼세탁기의 전체적인 구조를 도시한 단면도
도 2는 도1의 샤프트가 채용된 드럼세탁기에 있어서 샤프트 쪽을 확대 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 샤프트의 제조과정 순서를 도시한 공정순서도
도 4a 와 도 4b는 본 발명의 단조공정별 가공부위를 도시한 단면도 및 순서도
도 5는 본 발명의 샤프트 부분절삭완료된 상태를 도시한 단면도 및 절개도
도 6은 본 발명의 열처리 과정을 순차적으로 도시한 공정공정도
도 7은 본 발명의 호모처리 과정을 순차적으로 도시한 공정순서도1 is a cross-sectional view showing the overall structure of a drum washing machine employing a shaft according to the prior art.
Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the shaft side in the drum washing machine employing the shaft of Figure 1
3 is a process flowchart showing a manufacturing process sequence of the shaft of the present invention.
Figures 4a and 4b is a cross-sectional view and a flow chart showing the machining site for each forging process of the present invention
5 is a cross-sectional view and a cutaway view showing a state in which the shaft is partially cut in the present invention;
6 is a process flowchart showing the heat treatment process of the present invention sequentially
7 is a process flowchart showing the homo treatment process of the present invention sequentially
다음은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 종래기술에 따른 샤프트가 채용된 드럼세탁기의 전체적인 구조가 도시된다. 도 2에는 도 1에 있어서 샤프트 쪽을 확대 도시한 구조가 도시된다.Figure 1 shows the overall structure of a drum washing machine employing a shaft according to the prior art. FIG. 2 shows an enlarged view of the shaft side in FIG. 1.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 샤프트(10)가 채용되는 드럼세탁기는 세탁수의 담수를 위한 것으로 본체(1) 내부에 설치되는 원통 형상의 수조(2)와, 수조(2) 내부에 회전 가능하게 설치되며 표면에 다수개의 통공(3a)이 형성된 원통형상의 회전조(3)를 구비한다. 수조(2)와 회전조(3) 및 본체(1)의 전면부에는 회전조(3) 내부로 세탁물을 투입할 수 있도록 연통하는 입구(4)가 형성되고, 이 입구(4)에는 개폐 가능한 도어(5)가 설치된다.As shown in Figure 1 and 2, the drum washing machine employing the
수조(2) 상부에는 수조(2) 내부로 세탁수와 세제를 공급하는 급수 및 세제투입장치(6)가 설치되고, 수조(2)의 하부에는 회전조(3)를 회전시키기 위한 구동모터(7)와, 세탁수의 배수를 위한 배수장치(8)가 설치된다. 또 회전조(3)의 내부에는 회전조(3)가 회전할 때 세탁물과 세탁수를 끌어올려 낙하시킬 수 있도록 회전조(3)의 내면으로부터 산형으로 돌출되며 회전조(3)의 전후 길이방향으로 길게 연장되는 복수개의 리프터(3b)가 설치된다.A water supply and detergent input device 6 for supplying washing water and detergent to the inside of the
그리고 상기 구동모터(7)는 벨트(7a)를 통해 수조(2) 후면에 설치되는 풀리(9)와 연결되는데, 상기 샤프트(10)는 이러한 풀리(9)와 회전조(3) 사이를 연결하여 구동모터(7)의 구동력을 통해 회전조(3)가 회전될 수 있도록 한다.The
즉, 샤프트(10)는 상기 회전조(3)에 연결되도록 일단에 마련된 회전조연결부(11)와, 구동모터(7)의 구동력을 전달받기 위해 상기 풀리(9)에 연결되는 타단의 구동력전달부(12)와, 회전조연결부(11)와 구동력전달부(12) 사이에 형성되는 몸통부(13)를 포함하여 구성된다.That is, the
이중 회전조연결부(11)는 수조(2) 후방을 통과하여 회전조(3) 후면에 결합된 방사상의 스파이더(3c) 중심에 결합되고, 구동력전달부(12)는 나사선이 가공되어 풀리(9)의 나사홀(9a)에 나사방식으로 체결되는 끝단의 나선부(12a)와, 단면이 다각형으로 형성되어 상기 나사홀(9a) 전방의 풀리(9)에 역시 다각형으로 형성되는 다각홀(9b)에 체결됨으로써 풀리(9)의 회전력이 샤프트(10)로 원활하게 전달되도록 하는 다각축부(12b)로 구성된다. 물론 본 실시예와 달리 상기 샤프트(10)는 구동모터(7)에 직결식으로도 연결될 수 있는데, 이때는 상기 구동모터(7)가 수조(2)의 후방 쪽에 위치되고, 샤프트(10)의 구동력전달부(12)는 구동모터(7)의 회전자(미도시)에 직결식으로 고정되면 된다.The double rotary
또 상기 몸통부(13) 외주에는 샤프트(10)의 회전운동이 원활하게 되도록 하기 위한 베어링(21,22)이 설치되고, 이러한 베어링(21,22)은 수조(2)와 일체로 형성된 베어링수용체(20) 내부에 내장되도록 설치된다. 베어링(21,22)은 회전조연결부(11) 쪽에 근접하도록 설치되는 제1베어링(21)과, 구동력전달부(12) 쪽에 근접하도록 설치되는 제2베어링(22)을 포함하여 한 쌍으로 구성되며, 제 1 및 제2베어링(21,22)이 지지되는 샤프트(10)의 몸통부(13) 외면에는 각각 베어링접촉면(13a,13b)이 형성된다.In addition,
그리고 베어링수용체(20)와 회전조연결부(11) 사이의 샤프트(10) 몸통부(13) 외주에는 수조(2) 내부의 세탁수에 의해 베어링(21,22)이 부식되는 것을 방지하기 위한 실링부재(30)가 설치된다. 이러한 실링부재(30)는 고무재질의 링형상으로 마련되며, 세탁수가 베어링수용체(20) 내부로 유입되는 것을 차단하도록 베어링수용체(20)의 일단 안쪽에 상기 제1베어링(21)을 덮도록 설치되고, 실링부재(30)가 지지되는 샤프트(10)의 몸통부(13) 외면은 실링부재(30)가 접촉되는 실링부재 접촉부(13c)을 형성하게 된다.And the outer periphery of the body portion (13) of the shaft (10) between the
한편, 본 실시예에 있어서, 샤프트(50)는 파이프 소재를 절단한 후, 6회에 걸친 다단의 냉간단조 가공하여 상기 중공의 샤프트(50)의 형상을 취하는 샤프트(50)를 성형하고, 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭 가공을 통해 가공하고, 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공한 후, 상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리, 연삭 다듬질가공, 호모처리의 표면처리를 통해 피막(10a)을 형성하는 과정을 거쳐 제조되는데, 이러한 본 실시예에 따른 샤프트의 제조방법을 통해 제조된 샤프트(50)는 실링부재 접촉부(52)이 일반 구조용 강재의 표면에 비해 내식성 및 내마모성이 큰 폭으로 향상되어 종래 샤프트에 있어서 실링부재(30)와 접촉되는 부위에 별도로 설치되던 부시의 구성을 삭제할 수 있게 되며, 일반 구조용 강제를 여러 차례에 거쳐 복수회 절삭가공해야 등의 번거로움이 없이도 샤프트(50)를 제조할 수 있게 되어 샤프트(10)의 생산성이 크게 향상될 수 있게 된다.On the other hand, in the present embodiment, after cutting the pipe material, the
도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 샤프트(50)는 일단측으로부터 회전조연결부(51)와 회전조연결부의 외측에 형성된 제1세레이션(51a)과, 실링부재 접촉부(52), 제1베어링접촉부(53), 몸통부(54), 제2베어링접촉부(55), 구동력전달부(56), 구동력전달부의 외측에 형성된 제2세레이션(56a), 구동력전달부의 단부중에 형성된 암나사(57)로 구성된다. 3 to 5, the
본 발명의 실시예인 도 5의 샤프트(50)와 종래기술인 도 2에 도시된 샤프트(10)는 전체적인 형상면에서 일부 차이가 있는데 그 차이를 살펴보면, 종래기술인 도 2에 도시된 샤프트(10)는 구동력전달부(12)에 수나사선(12a)이 가공되어 풀리(9)의 나사홀(9a)에 나사체결되고 다각축부(12b)가 다각홀에 체결되어 구동력을 전달하는 반면, 본 실시예의 샤프트(50)는 종래기술의 다각축부(12b)에 대응되는 구성으로 제2세레이션(56a)을 구성하고, 종래기술의 수나사선(12a)에 대응되는 구성으로 구동력전달부(56)의 단부중에 형성된 암나사(57)가 형성되며 본 실시예의 사프트(50)와 결합되는 풀리의 형상도 본 실시예의 형상에 대응되도록 변경되는 것은 당연하게 하겠다.The
상기 샤프트(50)는 파이프 소재를 6회에 걸친 다단의 냉간단조 가공하여 성형하는 단조가공단계(100)와, 상기 샤프트(50)의 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공하는 부분절삭단계(200)와, 상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리단계(300), 실링부재 접촉부(52)와 제1,2베어링접촉부(53,55)에 대한 연삭 가공단계(400)와, 호모처리의 표면처리를 하여 피막(10a)을 형성하는 단계(500)를 순차적으로 거쳐 제조된다.The
도 4에 도시된 단조공정별 가공부위를 살펴보면, 이중 먼저 상기 단조가공단계(100)에서는 단조프레스기 등을 통해 파이프 형상의 소재 내에 멘드릴을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에서 가압되는 냉간단조 과정을 총 6회 실시한다. 상기 멘드릴은 각 단조공정 후 파이프 형태의 소재에서 추출이 용이하도록 하기 위하여 약간의 2 ~ 5/100의 각도로 테이퍼를 두는 것이 바람직하다.Looking at the processing site for each forging process shown in Figure 4, first of all, in the forging
도 4a에 도시된 제1단조단계(110)에서는 파이프 형상의 소재내에 제1멘드릴(41)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 구동력전달부(56)이다.In the first forging
이 후 도 4b에 도시된 제2단조단계에서는 제1단조단계 이후의 파이프 소재에 제2멘드릴(42)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 제2베어링접촉부(55)가다.Thereafter, in the second forging step illustrated in FIG. 4B, after the
이 후 도 4c에 도시된 제3단조단계는 제2단조단계 이후의 파이프 소재에 제3멘드릴(43)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 몸통부(54)이다.Thereafter, in the third forging step illustrated in FIG. 4C, after the
이 후 도 4d 도시된 제4단조단계에서는 제3단조단계 이후의 파이프 소재에 제4멘드릴(44)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 몸통부(54), 제1베어링접촉부(53)와 실링부재 접촉부(52)이다.Thereafter, in the fourth forging step illustrated in FIG. 4D, after inserting the
이 후 도 4e에 도시된 제5단조단계에서는 제4단조단계 이후의 파이프 소재에 제5멘드릴(45)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 회전조연결부(51)와 제1세레이션(51a)이다.Thereafter, in the fifth forging step illustrated in FIG. 4E, after the
이 후 도 4f에 도시된 제6단조단계에서는 제5단조단계 이후의 파이프 소재에 제6멘드릴(46)을 삽입한 후, 한 쌍의 금형 사이에 위치된 파이프 형상의 소재를 가압시키는 냉간단조를 실시한다. 이때 형성되는 부위는 구동력전달부(56)와 제2세레이션(56a)이다. Thereafter, in the sixth forging step illustrated in FIG. 4F, after inserting the
이렇게 파이프 형상의 소재를 이용하여 다단의 냉간단조 가공하여 샤프트를 제조하면, 기존의 중실 샤프트(50)에 비하여 재료비가 절감되고, 별도의 가열이 없이 상온에서 냉간단조를 하게 되면, 단조가공에 의해 조직이 치밀하고 전체적으로 기계적 성질이 우수하며, 치수정밀도가 매우 높아 베어링부와 실링부의 매우 높은 정밀도를 요구하는 부위를 제외하고는 절삭가공을 할 필요가 없고, 무게가 가벼워 사프트를 제조하여 수요처에 납품하기 위한 운송비 또한 절감되는 등 많은 장점을 갖는다.Thus, if the shaft is manufactured by cold forging in multiple stages using a pipe-shaped material, the material cost is reduced compared to the conventional
그리고 도 5에 도시된 것처럼 상기 부분절삭이 완료된 샤프트(50)을 살펴보면, 상기 부분절삭단계(200)에서는 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공하여 제1,2베어링접촉부(53,55)와 베어링(21,22) 사이나 실링부재 접촉부(52)와 실링부재(30) 사이에 드럼세탁기의 작동중 마모가 발생하지 않도록 샤프트(50)에 있어서 절삭가공이 요구되는 부분들만을 부분적으로 절삭가공하여 과도한 절삭가공이 없이도 샤프트(50)를 제조할 수 있도록 한다. 또한 상기 부분절삭단계(200)에서는 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공을 한다.And as shown in FIG. 5, the partial cutting is completed in the
그리고 부분절삭단계(200) 이후에는 상기 열처리단계(300)를 수행하게 되는데, 이러한 열처리단계는 질화처리이다. 도 6에 도시된 것처럼 부분절삭단계(200)를 거친 샤프트(50)의 표면을 질화처리하기 위한 열처리단계는 샤프트(50)를 질소가스 분위기의 질화로 내에서 가열하여 500 ~ 520℃ 정도로 승온시키는 승온단계(310)와, 이 상태에서 150 ~ 180분 가량 장시간 가열하면서 질화시키는 질화단계(320), 그리고 질화단계(320) 이후 다시 질화로 내부를 상온으로 냉각시키는 냉각단계(330)를 수행하게 되는데, 질화단계(320)는 발생기 질소원자가 샤프트(50) 중에 확산되어 질화 작용이 진행되는 것으로, 암모니아 가스는 500℃ 이상으로 가열된 샤프트(50) 표면의 촉매작용에 의해 열분해 되어 발생하는 발생기 질소원자가 샤프트(50) 표면에 흡착되어 내부로 확산하면서 질화층을 형성하게 되고, 상기 피막(10a)은 이러한 질화층을 통해 형성된다.After the
샤프트(50)의 표면에 피막(10a)을 형성하는 질화층의 두께는 대략 12 ~ 22 미크론이며, 이러한 질화층은 질화철을 통해 형성된 다공성으로 샤프트(50)의 표면의 경도를 향상시키고 내마모성을 향상시킴은 물론 내식성을 향상시키게 된다. 따라서 이러한 피막(10a)을 구비하도록 제작된 샤프트(50)는 별도의 부시가 없이도 실링부재(30)와 직접 접촉된 실링부재 접촉부(52)이 세탁수로 인해 부식되는 것을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.The thickness of the nitride layer forming the film 10a on the surface of the
또 이와 같은 질화층으로 형성된 피막(10a)이 전체적으로 도포되는 샤프트(50)의 표면은 경도에 있어서도 일반 구조용 강재의 표면에 비해 큰 폭으로 향상되므로, 샤프트(50)의 사용기간 내내 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)가 베어링(21,22)과의 과도한 접촉으로 인해 마모될 우려가 없게 되어 샤프트(50)의 사용수명 이 더 연장될 수 있도록 하며, 이러한 열처리단계(300)는 질화로의 크기를 적절하게 설계할 경우 수십에서 수백개를 샤프트(50) 표면에 동시에 피막(10a)을 형성할 수 있기 때문에, 생산성 측면에 있어서도 효과적이다.In addition, since the surface of the
또한 본 발명의 상기 열처리단계(300)의 제2실시예로서 상기 열처리단계에서는 질화처리 대신 호모처리가 수행되도록 할 수도 있으며, 이러한 호모처리를 통해 샤프트(50) 전체 표면에는 상기 피막(10a)으로서 사삼산화철로 형성되는 산화피막이 형성된다.In addition, as a second embodiment of the
질화열처리단계(300) 이 후에는 상기 열처리에 의하여 있을 수 있는 변형 등의 뒤틀림을 바로잡고 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)의 표면정도를 높이기 위하여 연마 다듬질한다.After the nitriding
도 7에 도시된 바와 같이, 호모처리를 위한 열처리단계(500)는 전세정단계(510)와, 호모로 장입단계(520), 호모로 예열단계(530), 수증기 투입단계(540), 냉각단계(550), 후세정단계(560)와 같은 과정을 순차적으로 거쳐 수행된다.As shown in FIG. 7, the
상세히 설명하자면, 먼저 전세정단계(510)에서는 부분절삭단계(200)를 거친 샤프트(50)를 세정액에 넣고 세정액을 초음파진동자로 진동시켜 피막(10a)을 형성시킬 샤프트(50) 표면을 세정함으로써, 단조가공단계(100)나 부분절삭단계(200)에서 샤프트(50) 표면에 붙게 되는 이물질 등을 제거하게 된다.In detail, first, in the
그리고 호모로 장입단계(520)에서는 전세정단계(510)를 거친 복수개의 샤프트(50)를 호모로 내부에 안치시킨 상태에서 호모로를 밀폐시키게 되며, 호모로 예열단계(530)에서는 호모로 내부 온도를 350 ± 10℃ 까지 가열한 상태에 이 상태를 대략 30분 정도 지속시켜 호모로 내부 샤프트(50)의 표면을 활성화시키게 된다.And in the homo
이 상태로 수증기투입단계(540)가 되면, 호모로 예열단계(530)보다 호모로를 더욱 가열하여 호모로 내부 온도가 550 ± 5℃ 정도가 되도록 한 상태에서 상기 호모로 내부로 15 ~ 30분간 수증기를 투입하여 샤프트(50)와 수증기 사이의 이온결합을 통해 샤프트(50)의 표면에 피막(10a)으로서 2 ~3 미크론의 얇은 산화피막이 형성되도록 하고, 수증기투입단계(540)가 완료된 후에는 냉각단계(550)가 이루어진다.When the
냉각단계(550)에서는 산화피막이 형성된 샤프트(50)를 대략 120 ~ 150 ℃ 까지 질소가스 분위기에서 먼저 1차로 냉각한 후 다음에는 2차로 공냉시키게 되는데, 이때 산화피막이 형성된 샤프트(50)를 질소가스 분위기에서 냉각시키는 이유는 산화피막이 완전히 건조되기 전에 산화피막 안쪽이 산화될 경우 산화피막과 산화피막 안쪽 간의 결합력이 저하될 우려가 있어 이를 방지하기 위한 것이다.In the
그리고 이러한 호모처리는 냉각단계(550)가 완료된 샤프트(50)를 후세정단계(560)에서 전세정단계(510)와 동일한 방식으로 세정하여 제조가 완료된 샤프트(50) 표면에 이물질이 형성되지 않도록 함으로써 완료된다.In addition, the homo treatment cleans the
이와 같은 호모처리를 통해 산화피막으로 형성된 피막(10a)의 경우에도 단단하면서도 다공질이어서 적은 마찰계수를 갖게 되는데, 피막(10a)으로써 이러한 산화피막을 구비하는 본 발명에 따른 샤프트(50) 역시 상기 실링부재 접촉부(52)이 별도의 부시를 통하지 않고 실링부재(30)와 직접 접촉된 상태에서도 사용기간 중에 부식되는 일이 없게 되며, 동시에 베어링(21,22)과의 장기간의 접촉에 의해 베어링접촉면(53,55)이 마모되는 것도 효과적으로 억제할 수 있게 된다.In the case of the film 10a formed of an oxide film through such a homo treatment, it is hard and porous and has a small coefficient of friction. The
또한 본 발명에 있어서 상기 열처리단계(500)는 전술한 실시예들과 달리 질화처리를 한 후에 호모처리를 다시 추가적으로 실시하는 복합적인 열처리과정을 거칠 수도 있으며, 이러한 열처리과정은 상술한 질화처리 과정 이후에 호모처리를 다시 수행하게 된다. 이와 같이 질화처리 이후 호모처리를 수행하게 되면, 확산층을 이루는 질화층 표면에 산화층으로서 1 ~ 2미크론 정도의 얇은 산화피막으로 형성되는 피막(10a)이 형성되며, 이러한 피막(10a)은 내부의 질화층을 통해 경도가 2중으로 보강되어 경도면에 상술한 제1 및 제2실시예에 따른 열처리과정을 거쳐 형성된 피막에 비해 더욱 유리하게 된다.In addition, in the present invention, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
41 ~ 46: 제1 내지 6멘드릴 50: 샤프트
51: 회전조연결부 51a: 제1세레이션
52: 실링부재 접촉부 53: 제1베어링접촉부
54: 몸통부 55: 제2베어링접촉부
56: 구동력전달부 56a: 제2세레이션
57: 암나사
21: 제1베어링 22: 제2베어링
30: 실링부재 100: 단조가공단계
200: 부분절삭단계 300: 열처리단계
400: 연삭 가공단계 500: 호모처리단계41 to 46: first to sixth mandrel 50: shaft
51: rotary tub connecting portion 51a: the first serration
52: sealing member contact portion 53: first bearing contact portion
54: body portion 55: second bearing contact portion
56: driving force transmission unit 56a: second serration
57: female thread
21: first bearing 22: second bearing
30: sealing member 100: forging step
200: partial cutting step 300: heat treatment step
400: grinding step 500: homo treatment step
Claims (8)
상기 샤프트(50)는 파이프 형상의 소재를 다단의 냉간단조가공하되,
상기 다단의 냉간단조가공은 구동력전달부(56), 제2베어링접촉부(55), 몸통부(54), 제1베어링접촉부(53)와 실링부재 접촉부(52), 회전조연결부(51)와 제1세레이션(51a), 구동력전달부(56)와 제2세레이션(56a)을 형성시키고,
상기 다단의 각 단계별 냉간단조가공은 상기 파이프 소재의 내경에 각 단계별 해당 멘드릴을 삽입한 후, 한 쌍의 금형에 의해 파이프의 외측을 가압시켜 필요한 형상을 성형하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 샤프트.One end of the rotating tub connecting portion 51 connected to the rotating tub, the driving portion transmitting portion 56 provided at the other end to receive the driving force of the driving motor, the trunk portion provided between the rotating tub connecting portion 51 and the driving force transmitting portion 56 In the shaft (50) of the drum washing machine provided with 54 to rotate the rotary tub when the drive motor is driven,
The shaft 50 is cold forging of multiple stages of the pipe-shaped material,
The cold forging process of the multi-stage is the driving force transmission unit 56, the second bearing contact portion 55, the body portion 54, the first bearing contact portion 53 and the sealing member contact portion 52, the rotary tub connecting portion 51 and The first serration 51a, the driving force transmission unit 56 and the second serration 56a are formed,
The cold forging process of each stage of the multi-stage drum washing machine, characterized in that for inserting the corresponding mandrel into the inner diameter of the pipe material, press the outer side of the pipe by a pair of molds to form the required shape. .
상기 다단의 냉간단조가공 이후에 샤프트(50)의 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공하는 부분절삭과, 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공과, 상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리, 실링부재 접촉부(52)와 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)에 대한 연삭 가공과, 호모처리의 표면처리를 하여 피막(10a)을 형성하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 샤프트.The method of claim 3,
After the multi-stage cold forging, the partial cutting to cut the first and second bearing contact portions 53 and 55 and the sealing member contact portion 52 of the shaft 50, and to the center of the end of the driving force transmission portion 56 Drilling and tapping to form the female thread 57, nitriding on the surface of the shaft 50, grinding of the sealing member contacting portion 52 and the first and second bearing contacting portions 53 and 55; And a surface treatment of the homo treatment to form a coating (10a).
파이프 형태의 소재를 다단의 냉간단조가공하되,
제1단조단계에서는 구동력전달부(56)가 형성되고,
제2단조단계에서는 제2베어링접촉부(55)가 형성되고,
제3단조단계에서는 몸통부(54)가 형성되고,
제4단조단계에서는 제1베어링접촉부(53)와 실링부재 접촉부(52)가 형성되고,
제5단조단계에서는 회전조연결부(51)와 제1세레이션(51a)가 형성되고,
제6단조단계에서는 구동력전달부(56)와 제2세레이션(56a)가 형성되는 순으로 단조되며,
상기 다단의 각 단계별 냉간단조가공은 상기 파이프 소재의 내경에 각 단계별 해당 멘드릴을 삽입한 후, 한 쌍의 금형에 의해 파이프의 외측을 가압시켜 필요한 형상을 성형하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 샤프트 제조방법.One end of the rotating tub connecting portion 51 connected to the rotating tub, the driving portion transmitting portion 56 provided at the other end to receive the driving force of the driving motor, the trunk portion provided between the rotating tub connecting portion 51 and the driving force transmitting portion 56 (54) is provided to rotate the rotating tub when the drive motor is driven, a bearing receptor for the installation of a bearing for supporting the outer circumference of the body portion is provided on the outer circumference of the body portion of the driving force transmission portion, In order to manufacture the shaft 50 of the drum washing machine is provided with a sealing member on the outer periphery of the body between the bearing receptor and the rotating tub connecting portion to block the wash water from flowing into the bearing receptor,
Cold-forged multi-stage pipe material,
In the first forging step, the driving force transmission unit 56 is formed,
In the second forging step, the second bearing contact portion 55 is formed,
In the third forging step, the trunk portion 54 is formed,
In the fourth forging step, the first bearing contact portion 53 and the sealing member contact portion 52 are formed,
In the fifth forging step, the rotary tub connecting portion 51 and the first serration 51a are formed,
In the six forging step, the driving force transmitting part 56 and the second serration 56a are forged in the order of being formed.
The cold forging process of each stage of the multi-stage drum washing machine, characterized in that for inserting the corresponding mandrel into the inner diameter of the pipe material, press the outer side of the pipe by a pair of molds to form the required shape. Manufacturing method.
상기 다단의 냉간단조가공 이후에
상기 샤프트(50)의 상기 제1,2베어링접촉부(53,55)와 실링부재 접촉부(52)를 절삭가공 및 구동력전달부(56)의 단부 중앙으로 암나사(57)를 형성하기 위해 드릴가공과 텝가공하는 부분절삭단계와,
상기 샤프트(50)의 표면에 질화처리단계와
상기 실링부재 접촉부(52)와 제1,2베어링접촉부(53,55)에 대한 연삭 가공단계와,
호모처리의 표면처리를 하여 피막(10a)을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드럼세탁기의 샤프트의 제조방법.The method of claim 7, wherein
After the cold forging of the multi-stage
Drilling and drilling to form the female thread (57) to the center of the end of the cutting and driving force transmission portion 56 of the first and second bearing contact portion (53, 55) and the sealing member contact portion (52) of the shaft (50) Part cutting step for tapping,
Nitriding treatment step on the surface of the shaft 50
Grinding step for the sealing member contact portion 52 and the first and second bearing contact portion (53, 55),
The method of manufacturing a shaft of a drum washing machine, characterized by further comprising the step of forming a coating (10a) by the surface treatment of the homo treatment.
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