KR101478041B1 - 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치 - Google Patents

냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 관한 것으로, 헬리컬 기어(1)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 일측에 형성된 출력축(3)과 , 상기 출력축(3)의 일단에 형성된 스플라인부(5)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 타측에 형성된 지지축(7)으로 구성된 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기둥형 블랭크(B)를 제1 다이(120)에 위치시킨 후 제1 펀치(110)로 가압하여 전방압출함으로써, 일측에 스플라인부(5)가 형성된 제1 성형체(S1)를 제조하는 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)와; 제1 성형체(S1)를 제2 다이(220)에 위치시킨 후 제2 펀치(210)로 가압하여 상기 제1 성형체(S1)의 중간부를 반경방향으로 확장시킴으로써, 중간부에 헬리컬 기어생성용 원통형 확장편(9)이 구비된 제2 성형체(S2)를 제조하는 제2 성형체(S2) 제조 단계(S20)와; 제2 성형체(S2)를 제3 다이(320)에 위치시킨 후 제3 펀치(310)로 가압하여 상기 원통형 확장편(9) 외주면에 헬리컬 기어 치형을 형성함으로써, 헬리컬 치형부(11)가 구비된 제3 성형체(S3)를 제조하는 제3 성형체(S3) 제조 단계(S30)와; 제3 성형체(S3)의 헬리컬 치형부(11)의 양면(11a, 11b)을 선삭하여 최종 성형체(S4)를 제조하는 최종 선삭 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 관한 것이다.

Description

냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치 { Electronic Parking Brake System Carrier Producing Method by Cold Forging }
본 발명은 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
공개특허 10-2012-0065205호 : 헬리컬기어 및 헬리컬기어의 가공방법은, 헬리컬기어의 가공방법에 있어서, 금속봉을 소정 길이로 절단(S100)하여 1차,2차 예비공정(S200)(S300)을 통하여 헬리컬 기어(W3)를 성형전 상태로 가공하되, 1차 예비공정(S200)에서 헬리컬기어(W2)의 상하 단면 모서리를 라운드 처리함을 특징으로 하는 헬리컬기어의 가공방법을 개시한다.
일반적으로 압출단조공정 설계시 냉간 단조 성형비에 따라서 전후방 압출비를 일정 이내로 설계함으로서 금형 파손방지, 품질 향상을 도모한다. 그러나 자동차 부품에는 일반적인 성형비율을 넘어서는 부품이 많으며, 이러한 부품의 개발시 일반적 단조설계로는 금형파손, 생산성 저하, 품질 문제가 발생하며 제조원가 상승이 나타나게 된다. 본 발명에서 개발할 제품의 경우 전후방 압출 비율이 상당히 큰 제품으로 개발의 어렵기 때문에 단조 업체에서 개발을 기피하는 부품이다.
또한, 종래의 헬리컬 기어는 일반적으로 절삭 공법을 사용하였기 때문에 제조 원가가 비싸고 생산성이 안좋으며 내구성 측면에서 단조 제품보다 불리한 점이 있었다. 따라서, 종래의 폭의 차이가 심하고 헬리컬 기어가 존재하는 부품의 경우절삭에 의한 생산 방식을 사용하는 경우가 많아 생산성 및 내구성, 생산 원가 측면에서 불리한 점이 많았다.
본 발명의 목적은 형상이 복잡하고 중간에 헬리컬 기어가 존재하는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조로 제조하는 방법 및 장치를 구현하여 원가성, 생산성, 내구성, 경도 및 강도 측면에서 우수한 품질의 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 생산하고자 한다.
본 발명에 따른 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치는, 헬리컬 기어(1)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 일측에 형성된 출력축(3)과 , 상기 출력축(3)의 일단에 형성된 스플라인부(5)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 타측에 형성된 지지축(7)으로 구성된 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조 방법으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치는, 기둥형 블랭크(B)를 제1 다이(120)에 위치시킨 후 제1 펀치(110)로 가압하여 전방압출함으로써, 일측에 스플라인부(5)가 형성된 제1 성형체(S1)를 제조하는 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)와;
상기 제1 성형체(S1)를 제2 다이(220)에 위치시킨 후 제2 펀치(210)로 가압하여 상기 제1 성형체(S1)의 중간부를 반경방향으로 확장시킴으로써, 중간부에 헬리컬 기어생성용 원통형 확장편(9)이 구비된 제2 성형체(S2)를 제조하는 제2 성형체(S2) 제조 단계(S20)와;
상기 제2 성형체(S2)를 제3 다이(320)에 위치시킨 후 제3 펀치(310)로 가압하여 상기 원통형 확장편(9) 외주면에 헬리컬 기어 치형을 형성함으로써, 헬리컬 치형부(11)가 구비된 제3 성형체(S3)를 제조하는 제3 성형체(S3) 제조 단계(S30)와;
상기 제3 성형체(S3)의 헬리컬 치형부(11)의 양면(11a, 11b)을 선삭하여 최종 성형체(S4)를 제조하는 최종 선삭 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 경우, 형상이 복잡하고 중간에 헬리컬 기어가 존재하는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조로 제조하는 방법 및 장치개 제공된다. 이로서 원가성, 생산성, 내구성, 경도 및 강도 측면에서 우수한 특성을 갖는 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어가 생산될 수 있다.
도 1은 본 발명의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조 공정별 성형체 구성도.
도 2(a, b, c, d)는 본 발명의 제조 공정 설명 및 단계별 제조 금형 구성도.
도 3(a, b)은 본 발명의 제1 하부 다이(스프라인 형성부) 상세도.
도 4는 본 발명의 제3 하부 다이(헬리컬 형성부) 상세도.
도 5는 본 발명의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 흐름도.
도 6은 본 발명의 헬리컬 캐리어 임시 모형 사시도.
이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법 및 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에서 스플라인축(spline shaft) 축의 둘레에 같은 간격으로 4~수십 줄의 키(key) 모양의 요철(凹凸)을 붙인 것이며, 이 축과 맞물리는 바퀴에 삽입하여 토크(torque)가 큰 회전을 전달하는 데 사용되는 것을 말한다.
도 1은 본 발명의 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조 공정별 성형체 구성도, 도 2(a, b, c, d)는 본 발명의 제조 공정 설명 및 단계별 제조 금형 구성도, 도 3(a, b)은 본 발명의 제1 하부 다이(스프라인 형성부) 상세도, 도 4는 본 발명의 제3 하부 다이(헬리컬 형성부) 상세도이다.
도 1 내지 도 5(특히, 도 2d, 도 5)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법은, 헬리컬 기어(1)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 일측에 형성된 출력축(3)과 , 상기 출력축(3)의 일단에 형성된 스플라인부(5)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 타측에 형성된 지지축(7)으로 구성된다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법은 제1 성형체(S1)와 제조 단계(S10)와 제2 성형체(S2) 제조 단계(S20)와 제3 성형체(S3) 제조 단계(S30)와 최종 선삭 단계(S40)를 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)에서, 기둥형 블랭크(B)를 제1 다이(120)에 위치시킨 후 제1 펀치(110)로 가압하여 전방압출함으로써, 일측에 스플라인부(5)가 형성된 제1 성형체(S1)를 제조한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)에서, 제1 성형체(S1)를 제2 다이(220)에 위치시킨 후 제2 펀치(210)로 가압하여 상기 제1 성형체(S1)의 중간부를 반경방향으로 확장시킴으로써, 중간부에 헬리컬 기어생성용 원통형 확장편(9)이 구비된 제2 성형체(S2)를 제조한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제3 성형체(S3) 제조 단계(S30)에서, 제2 성형체(S2)를 제3 다이(320)에 위치시킨 후 제3 펀치(310)로 가압하여 상기 원통형 확장편(9) 외주면에 헬리컬 기어 치형을 형성함으로써, 헬리컬 치형부(11)가 구비된 제3 성형체(S3)를 제조한다. 최종 선삭 단계(S40)에서, 제3 성형체(S3)의 헬리컬 치형부(11)의 양면(11a, 11b)을 선삭하여 최종 성형체(S4)를 제조한다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)에서, 블랭크 몸체부(4)와 상기 스플라인부(5) 사이에 경사진 제1 단턱부(6)가 더 형성되는 것이 바람직하다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 제1 펀치(110)는, 프레스에 의해 승강하는 제1 펀치바디(111)와, 제1 펀치바디(111)의 하부에 오목하게 형성되는 제1 지지축 성형홈부(113)으로 구성되고, 제1 지지축 성형홈부(113)는 블랭크 몸체부(4)보다 작은 직경으로 돌출되는 지지축용 예비성형부(7a)를 성형한다.
제1 다이(120)는, 제1 성형홈(122)이 형성된 중공의 제1 다이몸체(121)와, 상기 제1 다이몸체(121) 가운데 상하로 형성된 상기 제1 성형홈(122)과, 상기 제1 다이몸체(121)의 내벽(121a) 중간에 경사지게 내입 형성된 제2 단턱부(123)와, 상기 제1 다이몸체(121)의 내벽 하부에 제1 철부(凸, 125a)와 제1 요부(凹, 125b)가 번갈아 상하 방향으로 길게 형성된 스플라인 형성부(125)를 포함하여 구성된다.
도 2(b), 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 제2 펀치(210)는, 승강하는 제2 펀치바디(211)와, 제2 펀치바디(211)의 하면에 오목하게 형성된 지지축부 내재홈(213)을 포함하여 구성된다.
도 2(b), 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 다이(220)는, 중공의 제2 다이바디(221)와, 제2 다이바디(221)의 심부에 형성되며 제3 직경(d3)을 갖는 제3 성형홈(223)과, 제2 다이바디(221)의 심부 중 상기 제3 성형홈(222)과 연통되며 제4 직경(d4)을 갖는 제4 공동홈(225)과, 제2 다이바디(221)의 내벽(221a)으로부터 내입 형성되고 상기 제3 성형홈(223)과 제4 공동홈(225) 사이에 위치하는 지지턱부(224)를 포함하여 구성된다.
도 2(c)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법에 있어서, 제3 펀치(310)는, 승강하는 제3 펀치바디(311)와, 제3 펀치바디(311)의 하면에 오목하게 형성된 내재홈(313)을 포함하여 구성된다. 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 제3 다이(320)는, 중공의 제3 다이바디(321)와, 제3 다이바디(321)의 심부에 형성되며 제5 직경(d5)을 갖는 제5 안치홈(323)과, 제5 안치홈(323) 하부에 형성된 헬리컬 형성부(330)와, 헬리컬 형성부(330) 하부에 내입되게 형성된 제3 지지턱부(325)와, 제3 지지턱부(325)의 하부에 형성된 스플라인 안치홈부(327)를 포함하여 구성된다.
도 2, 도 4에 도시된 바와 같이, 헬리컬 형성부(330)는, 제5 안치홈(323)과 연통되게 제5 안치홈(323)의 하부에 형성된 제6 성형홈(331)과, 상기 제6 성형홈(331)을 이루는 제3 다이바디 내벽(321a)에 제3 철부(凸, 335a)와 제3 요부(凹, 125b)가 번갈아 사선 방향으로 평행하게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.
아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.
1 : 헬리컬 기어 3 : 출력축
4 : 몸체부 5 : 스플라인부
6 : 단턱부 7 : 지지축
9 : 확장편 11 : 헬리컬 치형부
110 : 제1 펀치 111 : 제1 펀치바디
113 : 제1 지지축 성형홈부 120 : 제1 다이
121 : 제1 다이몸체 122 : 제1 성형홈
123 : 제2 단턱부 125 : 스플라인 형성부
210 : 제2 펀치 211 : 제2 펀치바디
213 : 지지축부 내재홈 220 : 제2 다이
221 : 제2 다이바디 223 : 제3 성형홈
224 : 지지턱부 225 : 제4 공동홈
310 : 제3 펀치 311 : 제3 펀치바디
313 : 내재홈 320 : 제3 다이
321 : 제3 다이바디 323 : 제5 안치홈
325 : 제3 지지턱부 330 : 헬리컬 형성부
327 : 스플라인 안치홈부 331 : 제6 성형홈
S1 : 제1 성형체 S2 : 제2 성형체
S3 : 제3 성형체 S4 : 최종 성형체

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 헬리컬 기어(1)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 일측에 형성된 출력축(3)과 , 상기 출력축(3)의 일단에 형성된 스플라인부(5)와, 상기 헬리컬 기어(1)의 타측에 형성된 지지축(7)으로 구성된 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어를 냉간 단조 방법으로 제조하되,

    기둥형 블랭크(B)를 제1 다이(120)에 위치시킨 후 제1 펀치(110)로 가압하여 전방압출함으로써, 일측에 스플라인부(5)가 형성된 제1 성형체(S1)를 제조하는 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)와;
    상기 제1 성형체(S1)를 제2 다이(220)에 위치시킨 후 제2 펀치(210)로 가압하여 상기 제1 성형체(S1)의 중간부를 반경방향으로 확장시킴으로써, 중간부에 헬리컬 기어생성용 원통형 확장편(9)이 구비된 제2 성형체(S2)를 제조하는 제2 성형체(S2) 제조 단계(S20)와;
    상기 제2 성형체(S2)를 제3 다이(320)에 위치시킨 후 제3 펀치(310)로 가압하여 상기 원통형 확장편(9) 외주면에 헬리컬 기어 치형을 형성함으로써, 헬리컬 치형부(11)가 구비된 제3 성형체(S3)를 제조하는 제3 성형체(S3) 제조 단계(S30)와;
    상기 제3 성형체(S3)의 헬리컬 치형부(11)의 양면(11a, 11b)을 선삭하여 최종 성형체(S4)를 제조하는 최종 선삭 단계(S40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 성형체(S1) 제조 단계(S10)에서,
    상기 블랭크 몸체부(4)와 상기 스플라인부(5) 사이에 경사진 제1 단턱부(6)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 펀치(110)는,
    프레스에 의해 승강하는 제1 펀치바디(111)와,
    상기 제1 펀치바디(111)의 하부에 오목하게 형성되는 제1 지지축 성형홈부(113)으로 구성되고,
    상기 제1 지지축 성형홈부(113)는 블랭크 몸체부(4)보다 작은 직경으로 돌출되는 지지축용 예비성형부(7a)를 성형하고;

    상기 제1 다이(120)는,
    제1 성형홈(122)이 형성된 중공의 제1 다이몸체(121)와,
    상기 제1 다이몸체(121) 가운데 상하로 형성된 상기 제1 성형홈(122)과,
    상기 제1 다이몸체(121)의 내벽(121a) 중간에 경사지게 내입 형성된 제2 단턱부(123)와,
    상기 제1 다이몸체(121)의 내벽 하부에 제1 철부(凸, 125a)와 제1 요부(凹, 125b)가 번갈아 상하 방향으로 길게 형성된 스플라인 형성부(125),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 펀치(210)는,
    승강하는 제2 펀치바디(211)와,
    상기 제2 펀치바디(211)의 하면에 오목하게 형성된 지지축부 내재홈(213),
    을 포함하여 구성되고;

    상기 제2 다이(220)는,
    중공의 제2 다이바디(221)와,
    상기 제2 다이바디(221)의 심부에 형성되며 제3 직경(d3)을 갖는 제3 성형홈(223)과,
    상기 제2 다이바디(221)의 심부 중 상기 제3 성형홈(222)과 연통되며 제4 직경(d4)을 갖는 제4 공동홈(225)과,
    상기 제2 다이바디(221)의 내벽(221a)으로부터 내입 형성되고 상기 제3 성형홈(223)과 제4 공동홈(225) 사이에 위치하는 지지턱부(224),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제3 펀치(310)는,
    승강하는 제3 펀치바디(311)와,
    상기 제3 펀치바디(311)의 하면에 오목하게 형성된 내재홈(313),
    을 포함하여 구성되고;
    상기 제3 다이(320)는,
    중공의 제3 다이바디(321)와,
    상기 제3 다이바디(321)의 심부에 형성되며 제5 직경(d5)을 갖는 제5 안치홈(323)과,
    상기 제5 안치홈(323) 하부에 형성된 헬리컬 형성부(330)와,
    상기 헬리컬 형성부(330) 하부에 내입되게 형성된 제3 지지턱부(325)와,
    상기 제3 지지턱부(325)의 하부에 형성된 스플라인 안치홈부(327),
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 헬리컬 형성부(330)는,
    상기 제5 안치홈(323)과 연통되게 제5 안치홈(323)의 하부에 형성된 제6 성형홈(331)과, 상기 제6 성형홈(331)을 이루는 제3 다이바디 내벽(321a)에 제3 철부(凸, 335a)와 제3 요부(凹, 125b)가 번갈아 사선 방향으로 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조를 이용한 전자동 주차 브레이크 시스템용 헬리컬 캐리어 제조방법.






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