KR101606116B1 - 다단 기어의 전조 다이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다단 기어의 전조 다이스에 관한 것으로서, 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서, 상기 전조 다이스는, 2개 이상의 스플라인 형성용 치형이 서로 높이차를 두고 동시에 일괄적으로 형성되며, 상기 스플라인 형성용 치형은 전조 다이스의 길이방향을 따라 서로 나란하게 형성되는 제1스플라인 가공면과 제2스플라인 가공면을 포함하되, 상기 전조 다이스는 표면에 상기 스플라인 형성용 치형과 경사지게 교차하는 오일홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

다단 기어의 전조 다이스{FORM ROLLING DIE OF MULTI STEP GEAR}

본 발명은 전조 다이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 치형 형성용 다이스 표면에 2개 이상의 스플라인 치형을 동시에 일괄적으로 형성할 수 있도록 한 다단 기어의 전조 다이스에 관한 것이다.

일반적으로 한 쌍의 평판형으로 이루어진 전조 다이 사이에 회전가능하게 설치된 원통형상의 축 부재가 개재된 상태에서, 각 전조 다이를 서로 대향하는 방향으로 왕복 이동시켜 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 전조 다이스가 일본공개특허공보 제1995-185712호에 기재되어 있다.

일 예로 축 부재의 외주면에 기어를 가공하는데 사용되는 평판형 전조 다이스는 내측면에 스플라인가공면이 형성된 평판형상의 가동축다이와, 내측면에 가동축다이의 스플라인가공면에 대응하는 스플라인가공면이 형성된 평판형상의 고정축다이로 구성된다.

이러한 종래의 전조 다이스는 상기 가동축다이가 상,하방향으로 승강하면서 고정축다이에 대향하는 방향으로 가압하게 될 경우 상기 축 부재의 외주면에 상기 스플라인가공면에 대응하는 스플라인이 형성된다.

그런데, 종래의 다단 기어의 전조 다이스에 의하면, 축 부재의 외주면에 요구되는 세레이션을 가공 시에 축 부재와 전조 다이스에 버 및 마모 발생, 마찰로 인한 열이 발생하여 제품의 불량률을 높이게 되므로, 생산 제품의 신뢰성 저하를 유발하는 문제점이 있었다.

미국 등록특허공보 제7392680호(2008.07.01)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 치형 형성용 다이스 표면에 세척 및 윤활 성능의 향상을 도모하는 오일 홈을 두어 마모와 마찰로 인한 제품 불량을 개선할 수 있는 다단 기어의 전조 다이스를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다단 기어의 전조 다이스는, 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서, 상기 전조 다이스는, 2개 이상의 스플라인 형성용 치형이 서로 높이차를 두고 동시에 일괄적으로 형성되며, 상기 스플라인 형성용 치형은 전조 다이스의 길이방향을 따라 서로 나란하게 형성되는 제1스플라인 가공면과 제2스플라인 가공면을 포함하되, 상기 전조 다이스는 표면에 상기 스플라인 형성용 치형과 경사지게 교차하는 오일홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 오일홈에 오일을 분사하기 위한 분사노즐은 상기 전조 다이스의 측부에서 상기 오일홈이 형성된 방향으로 오일을 분사할 수 있는 위치에 구비된다.

본 발명에 의하면, 상기 제1스플라인 가공면과 제2스플라인 가공면 중 어느 하나의 스플라인 가공면은 이웃하는 다른 스플라인 가공면에 비해 상대적으로 그 길이가 짧거나 길게 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 전조 다이스는, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이로 맞물려 도입되도록 하는 도입부; 상기 축 부재의 외주면에 스플라인이 형성되도록 하는 치형 형성부; 및, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이에서 이탈되는 도망부를 포함하되, 상기 제1스플라인 가공면의 도입부와 치형 형성부가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면이 시작되고, 제1스플라인 가공면의 치형 형성부와 도망부가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면이 완료되도록 형성된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 기어의 전조 다이스에 의하면, 스플라인 치형과 경사지게 교차하는 오일홈을 연속적으로 형성함으로써, 다이스 세척 및 윤활 효과를 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스플라인 조도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다단 기어의 전조 다이스를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 'A-A'선 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다단 기어의 전조 다이스를 나타내는 양측에서 바라본 측단면도이다.

이하, 도 1 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 전조 다이스(100)는, 전조를 이용하여 소재를 원하는 형상으로 가공하기 위하여 상기 소재(이하, '축 부재'라고 함)를 가압하는 장치로서, 금형강, 베어링강, 합금공구강 등으로 이루어져 있다.

이러한 전조 다이스(100)는, 한 쌍의 평판형 다이 사이에 회전가능하게 설치된 원통형상의 축 부재(200)가 개재된 상태에서, 전후진으로 이동 가능한 일측의 평판형 다이(이하, '가동축다이'라 함)와 상기 가동축다이와 이격되어 마주보도록 고정되는 타측의 평판형 다이(이하, '고정축다이'라 함)가 서로 대향하는 방향으로 왕복 이동되면서 상기 축 부재(200)의 외주면에 상기 평판형 다이가 맞물려 회전하면서 스플라인 치형(210)이 형성된다.

구체적으로 상기 평판형 전조 다이스(100)는, 축 부재(200)에 가공될 스플라인 치형(210)의 가공방향으로 점진적으로 전조 하중이 가해지도록 스플라인 가공면을 가지는 치형 형성부(120)와, 상기 치형 형성부(120)의 스플라인 가공면의 선단에 구비되어 상기 축 부재(200)와 최초 접하는 가공점에서 점차적으로 전조 하중이 증가하도록 경사지게 구비되는 도입부(110)와, 상기 치형 형성부(120)의 스플라인 가공면의 후단에 구비되어 상기 축 부재(200)와 최후 접하는 가공점에서 점차적으로 전조 하중이 감소하도록 경사지게 구비되는 도망부(130)를 포함하게 된다.

상기 도입부(110)는 상기 전조 다이스(100)의 최선단에 구비되는 가공면으로써 가공 축 부재(200)에 전조 하중이 최초로 가해지는 곳으로, 상기 치형 형성부(120)를 향해 점차적으로 스플라인 가공면이 깊게 가공되도록 경사지게 형성된다.

상기 치형 형성부(120)는 축 부재(200)의 가공하고자 하는 스플라인 형상이 전조 다이스(100)의 전조 하중에 의해 전체적으로 성형되도록 스플라인 가공면이 평행하게 형성된다.

상기 도망부(130)는 전조 하중이 감소하면서 축 부재(200)가 전조 다이스(100)에서 이탈되도록 상기 도입부(110)의 경사 방향과 서로 반대 방향으로 형성되어 있다.

따라서, 서로 대향 배치된 한 쌍의 전조 다이스(100)가 동기하여 회전하여, 도입부(110), 치형 형성부(120), 도망부(130)에서 간격이 다르게 됨에 따라 한 쌍의 전조 다이스(100)에 삽입되는 축 부재(200)는 회전되는 동시에 압력이 가해지면서 기어 치형이 형성된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 축 부재(200)는 서로 높이차가 있으며, 직경이 작은 스플라인 치형(210)을 갖는 소경부(201)와, 직경이 큰 스플라인 치형(210)을 갖는 대경부(202)를 포함하고 있다.

이와 같은 축 부재(200)의 외주면을 형성하기 위한 전조 다이스(100)는 도 2에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 스플라인 형성용 치형이 서로 높이차(h)를 두고 동시에 일괄적으로 형성되며, 상기 스플라인 형성용 치형은 전조 다이스(100)의 길이방향을 따라 서로 나란하게 형성되는 제1스플라인 가공면(101)과 제2스플라인 가공면(102)을 포함하며, 그 사이통로는 상기 제1스플라인 가공면(101)과 제2스플라인 가공면(102)의 세척 및 윤활을 위한 오일이 흐르는 오일 통로(103)이다.

여기서, 상기 제1스플라인 가공면(101)과 제2스플라인 가공면(102) 중 어느 하나의 스플라인 가공면은 이웃하는 다른 스플라인 가공면에 비해 상대적으로 그 길이가 짧거나 길게 형성되며, 이는 상기 축 부재(200)의 상대 직경과 관련이 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 예컨대 길이가 길게 형성된 제1스플라인 가공면(101)은 도입부(110), 치형 형성부(120), 도망부(130)를 합한 길이가 스플라인 가공면 전체에 분포되어 있으나, 상기 제1스플라인 가공면(101)보다 상대적으로 길이가 짧은 제2스플라인 가공면(102)은 상기 제1스플라인 가공면(101)의 일측에 길이가 제한된 형태로 분포되어 있다.

즉, 상기 전조 다이스(100)의 제1스플라인 가공면(101)이 상기 축 부재(200)의 제1스플라인 치형(211)을 가공하는 길이는, 상기 전조 다이스(100)의 제2스플라인 가공면(102)이 상기 축 부재(200)의 제2스플라인 치형(212)을 가공하는 길이보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 이는 상기 제1스플라인 가공면(101)이 상기 제1스플라인 치형(211)을 대략 2바퀴 이상으로 회전시키면서 치형을 형성하는데, 상기 제2스플라인 치형(212)이 2바퀴 이상으로 회전되면 제2스플라인 치형(212)의 가공면이 파손될 가능성이 크기 때문이다.

따라서, 상기 제1스플라인 가공면(101)의 도입부(110)와 치형 형성부(120)가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면(102)의 도입부(110)가 시작되고, 제1스플라인 가공면(101)의 치형 형성부(120)와 도망부(130)가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면(102)의 도망부(130)가 완료된다. 즉, 상기 제2스플라인 가공면(102)의 직경은 상기 제1스플라인 가공면(101)의 치형 형성부(120)의 직경에 대응하게 형성된다.

이와 같이 상기 제1스플라인 가공면(101)의 치형 형성부(120)가 시작하는 부위에서 제2스플라인 가공면(102)의 도입부(110)가 시작하게 된다.

즉, 상기 제1스플라인 가공면(101)의 치형 형성부(120)가 축 부재(200)의 대경부(202)에 만날 때 축 부재(200)의 소경부(201)에 제2스플라인 가공면(102)의 도입부(110)가 시작하므로 제1스플라인 가공면(101)이 축 부재(200)에 제1스플라인 치형(211)을 형성 시 제2스플라인 가공면(102)을 쉽게 견인하게 되어 제1스플라인 가공면(101)의 치형 형성부(120)가 축 부재(200)의 외주면을 따라 치형을 형성할 경우 제2스플라인 가공면(102)의 도입부(110)는 축 부재(200)에 도입되어 치형 형성을 시작하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 제1스플라인과 제2스플라인 가공을 순차적으로 하지 않고 동시에 수행하므로, 제1 및 제2스플라인 치형(211,212)의 가공을 위해 축 부재(200)를 별도로 고정시킬 필요가 없다.

즉, 본 발명에 따른 전조 다이스(100)는 상기 평판형 다이의 1회 전진으로 상기 제1스플라인 치형(211)과 제2스플라인 치형(212)을 동시에 가공할 수 있게 된다.

한편, 상기 전조 다이스(100) 표면에 상기 제1 및 제2스플라인 가공면(101,102)에 경사지게 교차하는 오일홈(300)이 연속적으로 형성되어 있다.

상기 오일홈(300)은 전조 다이스(100)의 세척 및 윤활 성능을 향상시키는 구성으로, 상기 전조 다이스(100)의 제1 및 제2스플라인 가공면(101,102) 전체에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하다. 상기 오일홈(300)에 오일을 분사하기 위한 분사노즐(미도시)은 상기 전조 다이스(100)의 측부에서 상기 오일홈(300)이 형성된 방향으로 오일을 분사할 수 있는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

이는 상기 오일홈(300)의 형성에 의해 치형 형성부(120)에서 발생하는 미세칩의 배출을 오일 통로(103)를 통해 원활히 하기 위함이며, 상기 축 부재(200)와 분사노즐의 간섭 현상을 방지하기 위함이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 전조 다이스 101 : 제1스플라인 가공면
102 : 제2스플라인 가공면 103 : 오일 통로
110 : 도입부 120 : 치형 형성부
130 : 도망부 200 : 축 부재
201 : 소경부 202 : 대경부
210 : 스플라인 치형 211 : 제1스플라인 치형
212 : 제2스플라인 치형 300 : 오일홈

Claims (4)

1. 축 부재를 사이에 개재하고 서로 대향하는 방향으로 구동하여 상기 축 부재의 외주면에 스플라인을 형성하는 가동축 다이와 고정축 다이로 이루어진 기어의 전조 다이스에 있어서,
   상기 전조 다이스는 2개 이상의 스플라인 형성용 치형이 서로 높이차를 두고 동시에 일괄적으로 형성되며,
   상기 스플라인 형성용 치형은 전조 다이스의 길이방향을 따라 서로 나란하게 형성되는 제1스플라인 가공면과 제2스플라인 가공면을 포함하되,
   상기 전조 다이스는 표면에 상기 스플라인 형성용 치형과 경사지게 교차하는 오일홈이 연속적으로 형성된 것을 특징으로 하는 다단 기어의 전조 다이스.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일홈에 오일을 분사하기 위한 분사노즐은 상기 전조 다이스의 측부에서 상기 오일홈이 형성된 방향으로 오일을 분사할 수 있는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 다단 기어의 전조 다이스.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1스플라인 가공면과 제2스플라인 가공면 중 어느 하나의 스플라인 가공면은 이웃하는 다른 스플라인 가공면에 비해 상대적으로 그 길이가 짧거나 길게 형성된 것을 특징으로 하는 다단 기어의 전조 다이스.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 전조 다이스는, 상기 축 부재가 전조 다이스 사이로 맞물려 도입되도록 하는 도입부;
   상기 축 부재의 외주면에 스플라인이 형성되도록 하는 치형 형성부; 및,
   상기 축 부재가 전조 다이스 사이에서 이탈되는 도망부를 포함하되,
   상기 제1스플라인 가공면의 도입부와 치형 형성부가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면이 시작되고, 제1스플라인 가공면의 치형 형성부와 도망부가 만나는 부위에서 제2스플라인 가공면이 완료되도록 형성된 것을 특징으로 하는 다단 기어의 전조 다이스.
   

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