KR101916352B1 - 자동차용 베어링의 아웃보드씰 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 금형장치에서, 자동차용 베어링의 아웃보드씰의 내벽 상단의 모따기부를 형성함과 같이 외벽의 각도를 정확하게 성형하는 장치를 제안한다. 본 발명은 연속 공급되는 금속 스트랩에서, 프로그레시브 금형에 의하여, 외벽 및 내벽, 그리고 그 사이의 베이스를 구비하는 자동차용 베어링의 아웃보드씰을 제조하기 위한 방법으로; 금속스트랩에 아웃보드씰의 중앙부분에 대응하는 피어싱을 수행하는 제1공정; 제1공정에서 피어싱된 부분의 내측에, 아웃보드씰의 내벽 상단 외측에 모따리기부를 형성함과 동시에 아웃보드씰의 외경에 대응하는 부분을 부분적으로 커팅하는 제2공정; 제2공정에서 일부 커팅된 부분을 완전히 커팅함과 동시에, 아웃보드씰의 외벽 및 내벽을 성형하는 제3공정; 그리고 상기 제3공정에서 만들어진 제품을 공압실린더로 공정열 외측으로 이송시킨 후, 아웃보드씰의 외벽을 내측으로 오므리는 제4공정으로 구성된다.

Description

자동차용 베어링의 아웃보드씰 제조방법{Method for manufacturing outboard seal for bearing of vehicles}

본 발명은 자동차에 사용되는 베어링 부품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 베어링에서 외부 이물질의 침투를 막기 위하여 사용되는 씰조립체의 아웃보드씰(Outboard seal)을 보다 효율적으로 제조할 수 있는 아웃보드씰의 제조방법에 관한 것이다.

자동차의 현가장치 및 조향장치 등에는 다양한 형태의 베어링이 사용되고 있다. 예를 들면 자동차에 사용되는 하나의 베어링은, 도 1에 도시한 바와 같이, 외륜(2)과 내륜(4)이 포함되고, 이들 사이에는 다수의 볼이 조립되어 있어서 양자의 구름 접촉을 수행할 수 있도록 한다. 그리고 내륜(4) 및 외륜(2) 사이에 외부의 이물질이 침투하는 것을 방지하기 위하여 씰조립체(10)가 설치된다.

이러한 씰조립체(10)는, 외륜(2)에 내접하도록 설치되는 아웃보드씰(12)와, 내륜(4)에 외접하도록 설치되는 인보드씰(14)로 구성된다. 그리고 아웃보드실(12)과 인보드씰(14) 사이에는 고무재질의 씰링(16)이 설치되어 있다. 아웃보드씰(12)은 일측이 열린 ㄷ형상을 가지고 있는데, 베이스(12d)와, 베이스(12d)의 양측에서 각각 절곡된 외벽(12a) 및 내벽(12b)으로 구성되고 있다.

이러한 구조를 가지는 아웃보드씰(12)은 일반적으로 프로그레시브 금형에 의하여 1차 생산된 후, 별도의 후가공 공정을 거쳐서 완성된데, 여기서 종래의 후가공공정은 내벽(12b)의 상단부에 모따기부(12c)를 성형하거나, 베이스(12d)에 대하여 외벽(12a)을 수직으로 정확하게 가공하는 공정을 포함하고 있다. 그리고 한국 특허 공개 제10-2009-0116905호에 의하면, 내벽(12b) 및 외벽(12a)의 상단부에 씰링(16)과의 조립성을 높이기 위한 모따기부(12c)를 성형하는 종래 기술을 보이고 있다.

이와 같이 자동차용 베어링에 사용되는 아웃보드씰(12)을 프로그레시브 금형을 이용하여 제조하는 종래의 기술에 의하면, 모따기부를 형성하는 공정 및 외벽의 수직 성형 공정이라는 별도의 공정이 수반되기 때문에 실질적으로 생산성 향상에 문제가 되는 것은 당연하다고 할 수 있다.

본 발명은 프로그레시브 금형에 의하여 최종 제품을 완성할 수 있는 아웃보드씰의 제조방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연속 공급되는 금속 스트랩에서, 프로그레시브 금형에 의하여, 외벽 및 내벽, 그리고 그 사이의 베이스를 구비하는 자동차용 베어링의 아웃보드씰을 제조하기 위한 방법으로; 금속스트랩에 아웃보드씰의 중앙부분에 대응하는 피어싱을 수행하는 제1공정; 제1공정에서 피어싱된 부분의 내측에, 아웃보드씰의 내벽 상단 외측에 모따리기부를 형성함과 동시에 아웃보드씰의 외경에 대응하는 부분을 부분적으로 커팅하는 제2공정; 제2공정에서 일부 커팅된 부분을 완전히 커팅함과 동시에, 아웃보드씰의 외벽 및 내벽을 성형하는 제3공정; 그리고 상기 제3공정에서 만들어진 제품을 공압실린더로 공정열 외측으로 이송시킨 후, 아웃보드씰의 외벽을 내측으로 오므리는 제4공정으로 구성되는 방법을 제안하고 있다.

본 발명의 다른 실시 예는, 연속 공급되는 금속 스트랩에서, 프로그레시브 금형에 의하여, 외벽 및 내벽, 그리고 그 사이의 베이스를 구비하는 자동차용 베어링의 아웃보드씰을 제조하기 위한 방법으로; 금속스트랩에 아웃보드씰의 중앙부분에 대응하는 피어싱을 수행하는 제1공정; 제1공정에서 피어싱된 부분의 내측에, 아웃보드씰의 외경에 대응하는 부분을 부분적으로 커팅함과 같이 아웃보드씰의 형상을 부분적으로 성형하는 제2공정; 제2공정에서 일부 커팅된 부분을 완전히 커팅함과 동시에, 아웃보드씰의 외벽 및 내벽을 성형하는 제3공정; 그리고 상기 제3공정에서 만들어진 제품을 공압실린더로 공정열 외측으로 이송시킨 후, 아웃보드씰의 외벽을 내측으로 오므리는 제4공정으로 구성되는 방법을 제안한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 아웃보드씰의 내벽 상단 외측의 모따기부 및 외벽의 수직도를 하나의 금형 장치에서 생산할 수 있기 때문에, 실질적으로 생산성의 향상이라는 작용 효과를 발휘할 수 있게 된다.

도 1은 자동차용 베어링의 구조를 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 방법을 적용하기 위한 금형 장치의 평면 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 제조방법의 결과물을 순차적으로 보인 설명도.
도 4는 본 발명의 방법을 적용하기 위한 금형 장치의 정면 예시도.

다음에는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제조방법은, 연속적으로 제공되는 금속 스트랩을 프로그레시브 금형을 이용하여 다수의 프레스 과정을 통하여 아웃보드씰을 제조하고, 최종적으로는 일체화되어 있는 금형을 이용하여 마무리를 수행하게 된다. 그리고 아웃보드씰 자체의 구성에 대해서는 도 1을 같이 인용하면서 설명하기로 한다.

먼저 본 발명 금형 장치의 평면도인 도 2를 참고하면서, 금형 장치의 전체적인 레이아웃을 살펴본다. 도 2에서 도면 부호 10, 20, 30, 그리고 40은 각각의 공정이 이루어지는 위치를 도시하고 있다. 즉, 제1공정은 제1펀치 및 제1다이에 의하여 위치(10)에서 이루어지고, 제2공정은 제2펀치 및 제2다이에 의하여 위치(20)에서 이루어지며, 제3공정은 제3펀치 및 제3다이에 의하여 위치(30)에서, 그리고 마지막 제4공정은 위치(40)에서 이루어진다.

여기서 실질적으로 프로그레시브 금형을 이용하여 제조하는데, 제1공정 내지 제3공정은 일렬(프로그레시브 금형에서 공정을 이루는 하나의 열을 의미하고, 이하에는 이러한 하나의 열을 공정열이라고 칭하기로 한다)로 배치되고, 최종 제4공정은 이러한 공정열에서 이탈한 상태에서 별도의 금형(펀치 및 다이)에 의하여 이루어진다. 다음에는 각각의 공정에서 이루어지는 성형 조건 등에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 3의 (a)에 도시한 제1공정은, 공급되는 금속 스트랩에서 아웃보드씰의 중앙을 피어싱(Piercing)하는 공정이다. 이러한 제1공정은 도 2의 위치(10)에서 이루어지고, 도 4에서 예시한 제1펀치(14) 및 제1다이(16)에 의하여 금속 스트랩의 피어싱이 이루어진다. 이와 같이 피어싱 공정이 이루어진 이후에는 제2공정이 진행된다.

제2공정은 제2펀치(22) 및 제2다이(24)에 의하여 위치(20)에서 이루어지고, 실질적으로 아웃보드씰(12)의 형상의 일부를 형성하는 공정이다. 도 1에 도시한 아웃보드씰을 한 번의 프레스 가공으로 완성하는 것은 소재 및 응력 등 여러 가지 문제가 어렵기 때문에 다수 회 나누어서 실시하는 것이 바람직한데, 도시한 실시 예에서는 2번의 과정으로 나누어 실질적인 성형과정이 진행된다.

반제품(Ba)의 아웃보드씰을 성형하는 제2공정에서는, 제2펀치(22) 및 제2다이(24)를 이용하여 두 가지 작업이 동시에 진행된다. 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제2공정에서는 아웃보드씰의 내벽(12b)의 모따기부(12c)를 성형함과 동시에, 아웃보드씰의 전체 외경에 대한 일부를 타발하게 된다. 즉, 금속스트랩(S)에서, 제2펀치(22) 및 제2다이(24)의 프레스 가공에 의하여, 반제품(Ba)이 일정한 수준까지 타발되는데, 예를 들면 40~70% 정도 부분적인 커팅이 되도록 가공된다.

본 실시 예에서는 내벽(12b)의 모따리기(12c)의 성형과 일부 커팅이 제2과정에서 수행되도록 하고 있다. 그러나 본 발명에서는 제2과정에서, 외경에 대한 일부 커팅이 펀치 및 다이에 의하여 이루어짐과 동시에, 전체적인 아웃보드씰의 형상 중에서 적어도 일부가 수행되도록 구성하는 것도 가능하다. 즉, 제2과정에 포함되는 부분적인 공정으로써, 모따기부(12c)의 성형 그리고/또는 아웃보드씰의 일부 형상을 성형하는 것도 가능하다.

다음에는 위치(30)에서 제3공정이 진행되는데, 도 2에서 위치(I)로 표시한 부분은 실제로는 아이들 공정이다. 제3공정은 도시하지 않은 제3펀치 및 제3다이에 의하여 위치(30)에서 이루어진다. 이러한 제3공정은, 외벽(12a) 및 내벽(12b)을 베이스(12d)에 대하여 수직으로 벤딩시킴과 동시에, 스트랩(S)에서 아웃보드씰(P)이 완전하게 분리되는 공정이다. 도 3에는 분리된 상태의 아웃보드씰(P)의 단면 형상이 도시되어 있다.

이렇게 제3공정에서 완성된 것은, 실질적으로 아웃보드씰의 최종 형상과 아주 유사하다고 할 수 있다. 그러나 이러한 상태에서 아웃보드씰의 외벽(12a)은 베이스(12d)에 대하서 수직상태에서 다소 외측으로 기운 상태(벌어진 상태)가 되는데, 이는 금속 스트랩(S)에서 분리되었지만 소재 자체의 탄성력 등에 기인하여 정확한 수직을 이루지 못하는 것으로 해석된다.

따라서 제4공정에서는, 제3공정에서 완성된 아웃보드씰의 외벽(12a)을 내측으로 오므리는 작업이 수행된다. 여기서 제3공정까지는 연속적으로 공급되는 금속스트랩에서 이루어지는 과정이고, 제3공정에서는 금속스트랩에서 아웃보드씰이 완전히 분리된 상태이다. 그리고 금속 스트랩은 연속적으로 공급되고 있기 때문에, 제4공정은 프로그레시브 금형에서 직선상의 공정열에서 벗어난 위치에서 수행되어야 한다.

도 2에 도시한 바와 같이 제3공정이 이루어지는 위치(30)에는, 공정열에 직각을 이루는 에어실린더(C)가 공정열을 가로지르도록 90도를 이루면서 설치되어 있다. 상기 에어실린더(C)는, 위치(30)에서 제3공정이 완료되면서 금속 스트랩에서 분리된 제품(P)를 다시 동일한 금형 장치 내에서 최종으로 가공할 위치로 이송시키기 위한 것이다. 즉, 상기 에어실린더(P)가 동작하게 되면, 제3공정이 완료된 제품(P)이 에어실린더(P)의 피스톤에 의하여 위치(30)에서 위치(40)으로 이동하게 된다.

그리고 금속스트랩은 연속적으로 공급되면서, 상술한 위치(10) 내지 위치(30)에서의 각 펀치 및 다이에 의한 가공은 연속적으로 수행될 것이다. 상기 에어실린더(C)에 의하여 이동된 제품(P)은 위치(40)에서 외벽(12a)을 더욱 오므림으로써 베이스(12d)에 대하여 실질적인 직각이 이루어질 수 있는 가공이 진행된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 위치(40)에서는 제4다이(44)에 올려진 제품(P)을 제4펀치(42)가 하강하면서 가공하게 된다. 이때 제4펀치(42)는 외측면에서 하방으로 연장된 링형상의 연장부(42a)가 아웃보드씰(12)의 상단부(자유단)를 가압함으로써, 링형상의 상단부를 내측으로 더욱 오므리게 된다. 이러한 과정에 의하여, 완성되는 아웃보드씰(12)은, 베이스(12d)에 대하여 직각을 이루는 외벽(12a)을 가질 수 있게 됨과 동시에, 상술한 제2과정에서 만들어진 내벽(12b)의 외측 상단 모따기부(12c)를 가질 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 내벽의 외측 단부에 모따기부를 금형에서 직접 1성형하고, 외벽을 형상을 가장 정확하게 가공하는 과정이 하나의 금형 장치에서 이루어지도록 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 다른 여러 가지 변형이 가능함은 당연하고, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 바에 기초하여 해석되어야 할 것임도 특허법의 규정에 비취 당연한 것이라고 할 수 있다.

12 ..... 아웃보드씰
12a ..... 외벽
12b ..... 내벽
12c ..... 모따기부
12d ..... 베이스
14 ..... 제1펀치
16 ..... 제1다이
22 .... 제2펀치
24 ..... 제2다이
42 ..... 제4펀치
44 ..... 제4다이
C ..... 공압실린더

Claims (2)

1. 연속 공급되는 금속 스트랩에서, 프로그레시브 금형에 의하여, 외벽 및 내벽, 그리고 그 사이의 베이스를 구비하는 자동차용 베어링의 아웃보드씰을 제조하기 위한 방법으로;
   금속스트랩에 아웃보드씰의 중앙부분에 대응하는 피어싱을 수행하는 제1공정;
   제1공정에서 피어싱된 부분의 내측에 아웃보드씰의 내벽 상단 외측에 대응하는 모따기부를 형성하면서 아웃보드씰의 외경에 대응하는 부분을 부분적으로 타발하는 제2공정;
   제2공정에서 일부 타발된 부분을 완전히 타발함과 동시에, 아웃보드씰의 외벽 및 내벽을 성형하는 제3공정; 그리고
   상기 제3공정에서 만들어진 제품을 공압실린더로 공정열 외측으로 이송시킨 후, 아웃보드씰의 외벽을 내측으로 오므리는 제4공정으로 구성되는 자동차용 베어링의 아웃보드씰 제조방법.
   
2. 연속 공급되는 금속 스트랩에서, 프로그레시브 금형에 의하여, 외벽 및 내벽, 그리고 그 사이의 베이스를 구비하는 자동차용 베어링의 아웃보드씰을 제조하기 위한 방법으로;
   금속스트랩에 아웃보드씰의 중앙부분에 대응하는 피어싱을 수행하는 제1공정;
   제1공정에서 피어싱된 부분 외측에서 아웃보드씰의 외경에 대응하는 부분을 부분적으로 타발하면서, 아웃보드씰의 형상을 부분적으로 성형하는 제2공정;
   제2공정에서 일부 타발된 부분을 완전히 타발함과 동시에, 아웃보드씰의 외벽 및 내벽을 성형하는 제3공정; 그리고
   상기 제3공정에서 만들어진 제품을 공압실린더로 공정열 외측으로 이송시킨 후, 아웃보드씰의 외벽을 내측으로 오므리는 제4공정으로 구성되는 자동차용 베어링의 아웃보드씰 제조방법.
   
   
   

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