KR101640223B1 - 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법 - Google Patents

롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 롤러베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스에 바디를 고정 결합하고, 상기 바디에 만들고자 하는 케이지의 롤러홈 형상과 대응되는 형상의 측면홈을 형성하여, 케이지의 재료를 펀칭한 뒤 발생된 절편을 상기 롤러홈을 통해 바디의 외부로 배출하는 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법이다.

Description

롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법{Lower mold for making roller bearing cage and how to make it}
본 발명은 롤러베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스에 바디를 고정 결합하고, 상기 바디에 만들고자 하는 케이지의 롤러홈 형상과 대응되는 형상의 측면홈을 형성하여, 케이지의 재료를 펀칭한 뒤 발생된 절편을 상기 롤러홈을 통해 바디의 외부로 배출하는 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법이다.
일반적으로 롤러베어링이란 구름베어링의 한 종류로써, 롤러를 베어링의 내륜과 외륜 사이에 넣어 축의 회전에 대한 마찰력를 줄인 것이며, 이러한 롤러는 통상 원통형, 테이퍼진 원통형 또는 구면 등의 모양이 있다.
이러한 롤러베어링은 자체로 회전되는 롤러를 잡아주기 위해 통상 케이지를 사용하며, 이러한 케이지는 도 1에 도시되어 있듯이, 케이지(1)의 형상이 되는 상부테두리(2), 하부테두리(3) 및 상기 상, 하부테두리(2, 3) 사이의 힘살(4)과, 상기 힘살(4) 사이에 형성된 다수의 롤러홈(5, 창명)으로 이루어지며, 도시된 케이지는 테이퍼롤러베어링의 케이지로써, 상부테두리(2)와 하부테두리(3)는 지면에서 볼 때 일정한 각도로 경사가 져있다.
이러한 롤러베어링의 케이지 제조와 관련된 종래기술로서는 등록특허 제10-1355743호에 제안되어 있는 테이퍼 롤러 베어링 케이지 금형이 있다.
상기 특허에는 상부금형(100)과 하부금형(200)으로 이루어지되, 상기 상부금형(100)은 내부가 비어 있는 원통 형상 몸체(120)로 구성되며, 상기 하부금형(200)은 상부의 커버금형(210), 테이퍼금형(220), 몸체 금형(230), 및 고정핀(240)으로 이루어지는 테이퍼 롤러 베어링 케이지 금형에 있어서, 상기 상부금형(100) 원통 형상 몸체(120)의 내부 하면에는 주입용 홈인 러너(112)가 방사상으로 형성되어 있으며, 상기 상부금형(100) 내면 상부에는 홈(130)들이 다수 개 일정간격으로 형성되며, 상기 상부금형(100) 상면 테두리에는 내면하부에 형성된 홈(130)과 대응되게 홈부(140)가 다수 개 일정간격으로 형성되며, 또한 하면 테두리 일부에는 보강홈(142)들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 테이퍼 롤러 베어링 케이지 금형이 제안되어 있는데, 상부금형과 하부금형을 케이지 형상대로 만들고 그 사이에 혼합원료를 넣어 사출하여 성형하는 방식으로 케이지의 강도가 떨어지는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1355743호
따라서, 본 발명은 일체형의 소재를 이용해 바디를 제작함으로써 하부금형의 경도와 내구성을 높인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 상기 바디의 상부에는 바디 내에 안착될 케이지 소재의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부가 형성된 커버를 구성하고, 바디의 하부에는 바디의 강보를 보강해주기 위해 밑판을 결합하여, 작업성과 견고성을 높인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
또한, 측면홀을 통해 케이지 소재에서 펀칭된 절편이 바디의 외부로 배출되되, 상기 측면홀은 케이지의 측면과 수직하는 수직부와, 상기 수직부에서 연장되어 바디의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부로 구성되어, 상기 절편이 수직부를 통과하면 자중에 의해 경사부를 통과하여 바디의 외부로 배출되도록 함으로써 절편의 배출을 원활히 하여 작업성을 높이고 불량률을 줄인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 금형은 프레스에 고정되는 바디(10)와, 상기 바디(10)에 형성되어 만들고자 하는 케이지의 롤러홈 형상과 일치하는 측면홀과, 상기 측면홀 사이에 형성되는 힘살로 구성된 것이 특징이다.
본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법은 일체형의 소재를 이용해 바디를 제작함으로써 하부금형의 경도와 내구성을 높인 현저한 효과가 있으며, 상기 바디의 상부에는 바디 내에 안착될 케이지 소재의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부가 형성된 커버를 구성하고, 바디의 하부에는 바디의 강보를 보강해주기 위해 밑판을 결합하여, 작업성과 견고성을 높인 효과가 있고, 측면홀을 통해 케이지 소재에서 펀칭된 절편이 바디의 외부로 배출되되, 상기 측면홀은 케이지의 측면과 수직하는 수직부와, 상기 수직부에서 연장되어 바디의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부로 구성되어, 상기 절편이 수직부를 통과하면 자중에 의해 경사부를 통과하여 바디의 외부로 배출되도록 함으로써 절편의 배출을 원활히 하여 작업성을 높이고 불량률을 줄인 현저한 효과가 있다.
도 1은 일반적인 테이퍼롤러베어링의 케이지 구성도
도 2는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 구성사시도
도 3은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 분리구성도
도 4는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 단면구성도
도 5는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 작업설명도
도 6은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법 블록도
도 7은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 바디 제조공정 개략도
본 발명은 롤러베어링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스에 바디를 고정 결합하고, 상기 바디에 만들고자 하는 케이지의 롤러홈 형상과 대응되는 형상의 측면홈을 형성하여, 케이지의 재료를 펀칭한 뒤 발생된 절편을 상기 롤러홈을 통해 바디의 외부로 배출하는 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법이다.
이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 구성사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 분리구성도이며, 도 4는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 단면구성도로써, 본 발명은 롤러베어링의 케이지 제조용 금형에 있어서, 상기 케이지 제조용 금형은 프레스에 고정되는 바디(10)와, 상기 바디(10)에 형성되어 만들고자 하는 케이지(1)의 롤러홈(5) 형상과 일치하는 측면홀(12)과, 상기 측면홀(12) 사이에 형성되는 힘살(13)로 구성된 것이 특징이다.
또한, 상기 바디(10)의 상부에는 바디(10) 내에 안착될 케이지 소재(M)의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부(21)가 형성된 커버(20)가 결합되는 것이 특징이다.
또한, 상기 바디(10)의 하부에는 바디(10)의 강보를 보강해주기 위해 밑판(30)이 고정 결합되는 것이 특징이다.
먼저, 바디(10)는 프레스(도시하지 않음)와 같은 기계에 고정되는 구성으로 도시된 형상은 중심부에 펀치가 왕복하여 움직일 수 있도록 관통홀(11)이 형성되어 있는 원통형이나, 경우에 따라 사각형의 단면을 가지는 육면체 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상기 바디(10)에는 바디(10)의 중심축에서 방사상으로 다수의 측면홀(11)이 형성되어 있으며, 상기 측면홀(11)은 만들고자 하는 케이지의 롤러홈(5) 형상과 일치하는 형상이며, 상기 측면홀(11)과 측면홀(11) 사이에는 힘살(13)이 형성되어 있으며, 이러한 힘살(13) 부분은 케이지(1)의 힘살(4)과 대응되게 된다. 즉, 측면홀(12) 사이에 형성된 힘살(13)로 인해 펀치(도시하지 않음)에 의해 케이지 소재(M)의 측면이 펀칭되면 측면홀(11) 형상의 부분은 케이지의 롤러홈(5)이 되고, 바디(10)의 힘살(13) 부분은 케이지의 힘살(4) 부분이 된다.
상기 바디(10)의 상부에는 커버(20)가 결합되는데, 상기 커버(20)는 펀치에 의해 케이지 소재(M)의 펀칭이 일어날 때 소재에 의해 직접적으로 힘을 받는 부분이 아니며, 케이지 소재(M)의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부(21)가 형성되며, 상기 테이퍼부(21)는 상광하협의 형태 즉, 위쪽 부분의 직경이 아래쪽 부분의 직경보다 넓어서 케이지 소재(M)가 자중에 의해 안착위치를 자연스럽게 찾아갈 수 있다.
상기 바디(10)의 하부에는 바디(10)의 강도를 보강해주기 위해 밑판(30)이 고정 결합되는데, 경우에 따라 상기 밑판(30)은 바디(10)와 일체로 형성할 수도 있고, 밑판(30)을 생략한 상태로 사용할 수도 있는데, 상기 커버(20)와 밑판(30) 없이 바디(10)만 사용하여 펀칭 작업을 행할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 상기 측면홀(12)을 통해 케이지 소재(M)에서 펀칭된 절편이 바디(10)의 외부로 배출되되, 상기 측면홀(12)은 케이지의 측면과 수직하는 수직부(12a)와, 상기 수직부(12a)에서 연장되어 바디(10)의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부(12b)로 구성되어, 상기 절편이 수직부(12a)를 통과하면 자중에 의해 경사부(12b)를 통과하여 바디(10)의 외부로 배출된다.
즉, 상기 측면홀(12)은 펀치에 의해 펀칭된 금속 절편이 배출되는 통로로써, 그 형상은 케이지(1)의 측면과 수직하는 수직부(12a)와, 상기 수직부(12a)와 연통되어 연장된 경사부(12b)로 이루어지는데, 상기 수직부(12a)는 금속 절편의 크기와 같거나 조금 큰 형상의 단면을 가지며, 경사부(12b)는 상부면은 수직부(12a)와 동일하게 형성되어 있으나 하부면은 바디(10)의 바닥면과 대비하여 급격한 경사를 이루도록 형성되어 수직부(12a)를 통과한 절편이 경사부(12b)를 통과하여 빠른 속도로 바디(10)의 외부로 배출된다.
도 5는 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 작업설명도로써, 측면이 채워져 있는 케이지 소재(M)가 본 발명에 의한 하부금형에 안착되면 상부금형이 내려와 케이지 소재(M)의 측면을 펀칭하여 케이지(1)에는 롤러홈(5)이 형성되게 된다.
도 6은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법 블록도이고, 도 7은 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 바디 제조공정 개략도로써, 본 발명은 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법에 있어서, 상기 케이지 제조용 금형은 프레스에 고정되는 바디(10)와, 상기 바디(10)에 형성되어 만들고자 하는 케이지의 롤러홈(5) 형상과 일치하는 측면홀(12)과, 상기 측면홀(12) 사이에 형성되는 힘살(13)로 구성되며, 상기 바디(10)는 일체형의 소재를 준비하는 소재준비단계(S 10)와, 준비된 소재를 만들고자하는 바디(10)의 외면과 같도록 외면을 절삭가공하는 외면가공단계(S 20)와, 바디(10)의 중심부에 관통홀(11)을 뚫는 관통홀 가공단계(S 30)와, 바디의 측면에 측면홀(12)을 뚫는 측면홀 가공단계(S 40)와, 측면홀(12) 가공이 끝난 소재를 만들고자하는 바디(10)의 높이에 맞게 원소재에서 절단하는 분리단계(S 50)로 이루어진 것이 특징이다.
먼저, 소재준비단계(S 10)는 금속잉곳(steel ingot)과 같은 소재를 준비하는 단계로써 주물을 사용할 수 있으며, 상기 외면가공단계(S 20)는 준비된 소재를 만들고자 하는 바디의 외면과 같도록 외면을 절삭가공하는 단계이며, 상기 관통홀 가공단계(S 30)는 바디의 중심부에 관통홀(11)을 뚫는 단계이며, 측면홀 가공단계(S 40)는 바디(10)의 측면에 케이지의 소재(M)에서 천공된 절편을 배출하기 위한 배출통로를 뚫는 단계로써, 머시닝센터와 같은 공작기계나 와이어커팅기와 같은 정밀가공기계를 복합적으로 이용하여 가공할 수 있으며, 상기 분리단계(S 50)는 측면홀(12) 가공이 끝난 소재를 만들고자하는 바디(10)의 높이에 맞게 원소재에서 절단하는 단계이다.
이러한 단계를 거쳐 제조되는 바디(10)는 일체형의 소재를 이용해 바디를 형성하므로써, 측면홀(12)을 구성하는 4면 즉, 케이지의 소재(M)에서 천공된 절편이 배출되는 홀 주변의 힘살(13)이 일체형 소재를 이용해 만들어지게 되어 4면에 형성된 힘살(13)의 물성치가 동일하여 동일한 경도를 가지게 되고, 이로써 동일한 품질의 케이지를 얻을 수 있으며, 바디(10)의 전체적인 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 분리단계(S 50) 이후에는 열처리를 통해 바디(10)의 경도를 향상시키는 열처리단계(S 60)가 부가될 수 있다.
즉, 바디(10)의 관통홀(11)과 측면홀(12) 가공으로 발생한 가공응력을 제거하기 위해 열처리를 실시할 수 있으며, 측면홀(12)의 형성으로 인해 상대적으로 얇아진 힘살(13)의 경도를 보강해주기 위해 열처리를 실시할 수 있다.
또한, 상기 분리단계(S 50) 이후에는 바디(10)에 커버(20) 및 밑판(30)을 조립하는 커버 및 밑판 조립단계(S 70)를 부가할 수 있는데, 바디(10) 자체를 케이지 제조를 위해 사용하는 하부금형으로 사용할 수 있으나, 바디(10)의 상부에 커버(20)를 조립하여 바디(10)에 안착될 소재의 위치를 보다 원활히 안내해줄 수 있고, 바디(10)의 하부에는 밑판(30) 즉, 보강판을 조립하여 바디(10)의 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에서는 바디(10)의 하부에 밑판(30)을 부착하는 방식을 설명하였으나, 상기 밑판(30)을 바디(10)와 일체로 구성할 수 있다. 이러한 경우 상기 분리단계(S 50)는 바디(10)에서 밑판의 두께만큼 더 계산하여 원소재에서 분리할 수 있음은 당연하다.
결국, 본 발명에 의한 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형 및 이의 제조방법은 일체형의 소재를 이용해 바디를 제작함으로써 하부금형의 경도와 내구성을 높인 현저한 효과가 있으며, 상기 바디의 상부에는 바디 내에 안착될 케이지 소재의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부가 형성된 커버를 구성하고, 바디의 하부에는 바디의 강보를 보강해주기 위해 밑판을 결합하여, 작업성과 견고성을 높인 효과가 있고, 측면홀을 통해 케이지 소재에서 펀칭된 절편이 바디의 외부로 배출되되, 상기 측면홀은 케이지의 측면과 수직하는 수직부와, 상기 수직부에서 연장되어 바디의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부로 구성되어, 상기 절편이 수직부를 통과하면 자중에 의해 경사부를 통과하여 바디의 외부로 배출되도록 함으로써 절편의 배출을 원활히 하여 작업성을 높이고 불량률을 줄인 현저한 효과가 있다.
1; 케이지
2. 상부테두리 3. 하부테두리 4. 힘살
5. 롤러홈
10; 바디
11. 관통홀 12. 측면홀 13. 힘살
14. 볼트홀 15. 볼트
20. 커버 21. 테이퍼부
30. 밑판
M. 소재
S 10; 부품준비단계 S 20; 조립단계
S 30; 관통홀 가공단계 S 40; 측면홀 가공단계
S 50; 분리단계 S 60; 열처리 단계
S 70; 커버 및 밑판 조립단계

Claims (7)

  1. 롤러베어링의 케이지 제조용 금형에 있어서,
    상기 케이지 제조용 금형은 프레스에 고정되는 바디(10)와, 상기 바디(10)에 형성되어 만들고자 하는 케이지(1)의 롤러홈(5) 형상과 일치하는 측면홀(12)과, 상기 측면홀(12) 사이에 형성되는 힘살(13)로 구성되며,
    상기 측면홀(12)을 통해 케이지 소재(M)에서 펀칭된 절편이 바디(10)의 외부로 배출되되, 상기 측면홀(12)은 케이지의 측면과 수직하는 수직부(12a)와, 상기 수직부(12a)에서 연장되어 바디(10)의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부(12b)로 구성되어, 상기 절편이 수직부(12a)를 통과하면 자중에 의해 경사부(12b)를 통과하여 바디(10)의 외부로 배출되는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바디(10)의 상부에는 바디(10) 내에 안착될 케이지 소재(M)의 원활한 진입과 위치를 안내해주기 위해 테이퍼부(21)가 형성된 커버(20)가 결합되는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바디(10)의 하부에는 바디(10)의 강도를 보강해주기 위해 밑판(30)이 고정 결합되는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형.
  4. 삭제
  5. 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법에 있어서,
    상기 케이지 제조용 금형은 프레스에 고정되는 바디(10)와, 상기 바디(10)에 형성되어 만들고자 하는 케이지의 롤러홈(5) 형상과 일치하는 측면홀(12)과, 상기 측면홀(12) 사이에 형성되는 힘살(13)로 구성되며,
    상기 바디(10)는 일체형의 소재를 준비하는 소재준비단계(S 10)와, 준비된 소재를 만들고자하는 바디(10)의 외면과 같도록 외면을 절삭가공하는 외면가공단계(S 20)와, 바디(10)의 중심부에 관통홀(11)을 뚫는 관통홀 가공단계(S 30)와, 바디의 측면에 측면홀(12)을 뚫는 측면홀 가공단계(S 40)와, 측면홀(12) 가공이 끝난 소재를 만들고자하는 바디(10)의 높이에 맞게 원소재에서 절단하는 분리단계(S 50)로 이루어지며,
    상기 측면홀(12)을 통해 케이지 소재(M)에서 펀칭된 절편이 바디(10)의 외부로 배출되되, 상기 측면홀(12)은 케이지의 측면과 수직하는 수직부(12a)와, 상기 수직부(12a)에서 연장되어 바디(10)의 바닥면 쪽으로 기울어진 경사부(12b)로 구성되어, 상기 절편이 수직부(12a)를 통과하면 자중에 의해 경사부(12b)를 통과하여 바디(10)의 외부로 배출되는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분리단계(S 50) 이후에는 열처리를 통해 바디의 경도를 향상시키는 열처리단계(S 60)가 부가되는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 분리단계(S 50) 이후에는 바디에 커버 및 밑판을 조립하는 커버 및 밑판 조립단계(S 70)를 부가하는 것이 특징인 롤러베어링의 케이지 제조용 하부금형의 제조방법.
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