KR101929268B1

KR101929268B1 - 크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치

Info

Publication number: KR101929268B1
Application number: KR1020160155656A
Authority: KR
Inventors: 조윤성; 최영길
Original assignee: 주식회사 제이앤에이취프레스; 주식회사 삼우
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-12-17
Also published as: CN108080462B; KR20180057248A; JP2018083226A; CN108080462A; JP6317803B1

Abstract

크랭크 축 제조 장치는 트위스트 부 및 유압 구동부를 포함한다. 트위스트 부는 제1 및 제2 회전 금형이 각각 결합되는 제1 및 제2 회전지그를 포함하고, 제1 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 제1 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형을 트위스트시킨다. 제1 회전지그 및 제2 회전지그 각각은 하부 지그 및 상부 지그를 포함한다. 상부 지그는 하부 지그와 결합하고, 결합한 상태에서 소정의 각도만큼 회전하며, 회전된 상태에서 하부 지그와 분리되고, 분리된 후 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승하며, 제1 거리만큼 상승된 후 회전의 반대 방향으로 회전하여 복귀한다. 유압 구동부는 상부 지그가 하부 지그에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 하부 지그를 반대 방향으로 회전시킴으로써 하부 지그를 복귀시킨다.

Description

크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치{DEVICES OF TWISTING CRANKSHAFTS AND RETURNING TWISTER}

본 발명은 내연기관 부품 제조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진에 포함되는 크랭크 축을 제조하는 장치 및 크랭크 축의 제조 방법에 관한 것이다.

크랭크 축(crankshaft)은 크랭크와 연결되어 왕복 운동을 회전 운동으로 변환시키는 기계 요소이다. 예를 들어, 크랭크 축은 내연기관에 설치되어 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 변환시켜 엔진의 출력을 외부로 전달할 수 있다.

일반적으로 크랭크 축은 사용되는 엔진이 갖는 기통의 숫자가 증가함에 따라 입체적으로 복잡한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 크랭크 축은 경우에 따라 단순한 성형 공정을 통해 제조될 수 있지만, 경우에 따라 성형된 크랭크 축 원형을 트위스트(twist)하는 트위스트 공정을 거쳐 제조될 수 있다.

크랭크 축 원형에 상기 트위스트 공정을 수행할 경우 트위스트에 의해 크랭크 축에 오차가 발생될 수 있으므로, 이러한 오차를 수정하는 교정 공정이 추가적으로 요구될 수 있다.

한편, 트위스트 공정을 수행하는 도중에 상대적으로 작은 동력을 필요로 하는 경우가 있다. 예를 들어, 작은 동력을 공급하기 위해 유압모터가 사용될 경우 구동을 위해 전기 시스템을 필요로 하고 상대적으로 유압회로가 복잡해지므로, 비용이 증가될 수 있다. 나아가, 이를 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요할 수 있다는 문제점이 있다.

아래 선행기술문헌은 상기 트위스트 공정과 상기 교정 공정을 하나의 슬라이드에 기초하여 수행하므로, 경우에 따라 트위스트 공정과 교정 공정 사이에 존재할 수 있는 금형 등의 높이 차이를 정정함에 있어 별도의 높이 조절 받침대와 같은 구성을 필요로 한다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 아래 선행기술문헌은 트위스트 공정 없이 교정 공정만을 수행할 수 없다는 문제점을 갖는다.

일본 특허공보 특허번호 3358159(공개일자 2002년 10월 11일)

본 발명의 일 목적은 비용이 상대적으로 작고 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요하지 않은 크랭크 축 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비용이 상대적으로 작고 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요하지 않은 크랭크 축의 제조 방법을 제공하는 것이다.

다만, 본 발명의 목적은 상기 목적들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치는 유압 구동부, 및 제1 및 제2 회전 금형이 각각 결합되는 제1 및 제2 회전지그를 포함하고, 상기 제1 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 상기 제1 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형을 트위스트시키는 트위스트 부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 회전지그 각각은 하부 지그, 및 상기 하부 지그와 결합하고, 결합한 상태에서 소정의 각도만큼 회전하며, 회전된 상태에서 상기 하부 지그와 분리되고, 분리된 후 상기 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승하며, 상기 제1 거리만큼 상승된 후 상기 회전의 반대 방향으로 회전하여 복귀하는 상부 지그를 포함하며, 상기 유압 구동부는 상기 상부 지그가 상기 하부 지그에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 상기 하부 지그를 상기 반대 방향으로 회전시킴으로써 상기 하부 지그를 복귀시킨다.

일 실시예에 의하면, 상기 크랭크 축 제조 장치는 고정력을 제1 슬라이드를 통해 공급하는 제1 작동기(actuator), 회전력을 제2 슬라이드를 통해 공급하는 제2 작동기, 및 교정력을 제3 슬라이드를 통해 공급하는 제3 작동기를 포함하는 동력 공급부, 상기 트위스트 부에 의해 트위스트된 상기 크랭크 원형에 발생된 형상 오차를 상기 교정력에 기초하여 교정하는 형상 교정부, 및 상기 제1 슬라이드, 상기 제2 슬라이드 및 상기 제3 슬라이드의 이동 거리를 각각 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 트위스트 부는 상기 고정력에 기초하여 크랭크 원형을 내부에 고정시키는 크랭크 고정 금형이 결합되는 고정지그를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 회전 금형은 상기 크랭크 고정 금형의 일단에 배치되어 상기 고정된 크랭크 원형의 일 부분을 상기 회전력에 기초하여 회전축을 중심으로 제1 방향으로 회전시킬 수 있고, 상기 제2 회전 금형은 상기 크랭크 고정 금형의 타단에 배치되어 상기 고정된 크랭크 원형의 다른 부분을 상기 회전력에 기초하여 상기 회전축을 중심으로 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시킬 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 작동기는 상기 제1 슬라이드와 연결된 제1 실린더를 포함할 수 있고, 상기 제2 작동기는 상기 제2 슬라이드와 연결된 제2 실린더를 포함할 수 있으며, 상기 제3 작동기는 상기 제3 슬라이드와 연결된 제3 실린더를 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 동력 공급부는 상기 제1 회전지그와 상기 제2 슬라이드 사이에 연결된 제1 슬라이드암, 및 상기 제2 회전지그와 상기 제2 슬라이드 사이에 연결된 제2 슬라이드암을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제1 회전지그 및 상기 제2 회전지그는 상기 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 가질 수 있고, 상기 제1 슬라이드암은 상기 제2 슬라이드와 제1 경첩 관절(hinge joint) 구조를 형성할 수 있고, 상기 제1 회전지그와 제2 경첩 관절 구조를 형성할 수 있으며, 상기 제2 슬라이드암은 상기 제2 슬라이드와 제3 경첩 관절 구조를 형성할 수 있고, 상기 제2 회전지그와 제4 경첩 관절 구조를 형성할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 제2 작동기는 상기 제1 작동기가 상기 고정력을 공급한 이후 상기 회전력을 공급할 수 있고, 상기 제1 회전 금형 및 상기 제2 회전 금형은 상기 크랭크 고정 금형이 상기 크랭크 원형을 고정한 이후 회전할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 크랭크 축 제조 장치는 상기 크랭크 원형을 형성하는 성형부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 의하면, 상기 성형부는 상기 크랭크 원형의 구성 물질을 소정의 온도로 가열하는 가열부, 및 상기 가열된 구성 물질이 주입되는 성형 거푸집을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축의 제조 방법은 제1 및 제2 회전지그가 각각 결합된 제1 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 상기 제1 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형을 트위스트시키는 단계, 및 상기 트위스트된 크랭크 원형에 발생된 형상 오차를 교정하는 단계를 포함하고, 상기 크랭크 원형을 트위스트시키는 단계는 상기 제1 및 제2 회전지그에 각각 포함된 상부 지그와 하부 지그가 결합하는 단계, 상기 상부 지그와 상기 하부 지그가 결합한 상태에서 상기 상부 지그가 소정의 각도만큼 회전하는 단계, 회전된 상태에서 상기 상부 지그가 상기 하부 지그와 분리되는 단계, 분리된 후 상기 상부 지그가 상기 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승하는 단계, 상기 제1 거리만큼 상승된 후 상기 상부 지그가 상기 회전의 반대 방향으로 회전하여 복귀하는 단계, 및 상기 상부 지그가 상기 하부 지그에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 상기 하부 지그가 상기 반대 방향으로 회전하여 복귀하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 의하면, 상기 하부 지그는 유압 구동부에 의해 상기 다른 방향으로 상기 소정의 각도만큼 회전할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치 및 크랭크 축의 제조 방법은 유압 구동부가 하부 지그를 복귀시키므로 비용이 상대적으로 작을 수 있고, 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요하지 않을 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치 및 크랭크 축의 제조 방법은 제어부가 제1 내지 제3 슬라이드들의 이동 거리를 각각 제어하므로, 별도의 구성없이 공정 사이의 높이차를 정정할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치 및 크랭크 축의 제조 방법은 트위스트 부와 교정부가 동력 공급부로부터 동력을 별도로 공급받으므로, 트위스트 공정없이 교정 공정을 단독으로 수행할 수 있다.

다만, 본 발명의 효과는 상기 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 크랭크 축 제조 장치에 포함된 트위스트 부 및 유압 구동부의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 크랭크 축 제조 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 크랭크 축 제조 장치의 A 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 도 4의 크랭크 축 제조 장치를 B 방향으로 바라본 도면이다.
도 6은 도 4의 크랭크 축 제조 장치를 C 방향으로 바라본 도면이다.
도 7 내지 도 18은 도 2의 크랭크 축 제조 장치에 포함되는 트위스트 부의 동작을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 도 1의 크랭크 축 제조 장치에 포함된 트위스트 부 및 유압 구동부의 동작의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 크랭크 축 제조 장치(100)는 트위스트(twist) 부(120) 및 유압 구동부(140)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 크랭크 축 제조 장치(100)는 동력 공급부(160), 형상 교정부(170), 제어부(180) 및 성형부(190)를 더 포함할 수 있다.

동력 공급부(160)는 제1 작동기(actuator), 제2 작동기 및 제3 작동기를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 작동기는 고정력(FF)을 제1 슬라이드를 통해 공급할 수 있고, 제2 작동기는 회전력(SF1, SF2)을 제2 슬라이드를 통해 공급할 수 있으며, 제3 작동기는 교정력(CF)을 제3 슬라이드를 통해 공급할 수 있다.

제1 작동기는 제1 실린더를 포함할 수 있고, 제2 작동기는 제2 실린더를 포함할 수 있으며, 제3 작동기는 제3 실린더를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 실린더는 제1 슬라이드와 연결될 수 있고, 제2 실린더는 제2 슬라이드와 연결될 수 있으며, 제3 실린더는 제3 슬라이드와 연결될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 실린더들에서 생성된 동력은 제1 내지 제3 슬라이드들에 각각 전달될 수 있다.

성형부(190)는 크랭크 원형(OCR)을 성형할 수 있다. 예를 들어, 성형부(190)는 가열부 및 성형 거푸집을 포함할 수 있다. 여기서, 가열부는 크랭크 원형(OCR)의 구성 물질을 소정의 온도로 가열할 수 있고, 성형 거푸집은 가열된 구성 물질이 주입될 수 있다. 그 결과, 성형 거푸집의 형상에 대응되는 크랭크 원형(OCR)이 성형될 수 있다.

트위스트 부(120)는 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)의 엇갈림 회전에 기초하여 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127) 내부의 크랭크 원형(OCR)을 트위스트시킬 수 있다.

트위스트 부(120)는 제1 회전지그(jig, 124) 및 제2 회전지그(126)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 트위스트 부(120)는 고정지그(122)를 더 포함할 수 있다.

제1 회전지그(124)는 제1 회전 금형(125)이 결합될 수 있고, 제2 회전지그(126)는 제2 회전 금형(127)이 결합될 수 있으며, 고정지그(122)는 크랭크 고정 금형(123)이 결합될 수 있다.

여기서, 크랭크 고정 금형(123)은 고정력(FF)에 기초하여 크랭크 원형(OCR)을 소정의 고정틀 내부에 고정시킬 수 있고, 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)은 회전력(SF1, SF2)에 기초하여 고정된 크랭크 원형(OCR)을 트위스트시킬 수 있다.

크랭크 고정 금형(123)은 고정력(FF)에 기초하여 크랭크 원형(OCR)을 소정의 고정틀 내부에 고정시킬 수 있다. 이를 위해, 고정지그(122)는 제1 슬라이드와 연결될 수 있고, 제1 작동기는 제1 슬라이드를 통해 크랭크 고정 금형(123)에 고정력(FF)을 공급할 수 있다.

제1 회전 금형(125)은 크랭크 고정 금형(123)의 일단에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 회전 금형(125)은 고정된 크랭크 원형(OCR)의 일 부분을 제1 회전력(SF1)에 기초하여 제1 회전축을 중심으로 제1 방향(S1)으로 회전시킬 수 있다.

제2 회전 금형(127)은 크랭크 고정 금형(123)의 타단에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 회전 금형(127)은 고정된 크랭크 원형(OCR)의 다른 부분을 제2 회전력(SF2)에 기초하여 제2 회전축을 중심으로 제1 방향(S1)과 반대되는 제2 방향으로 회전시킬 수 있다.

제1 회전 금형(125)은 제1 회전지그(124)에 의해 회전될 수 있다. 제1 회전지그(124)는 제1 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 가질 수 있고, 제1 회전 금형(125)을 둘러쌀 수 있다. 마찬가지로, 제2 회전 금형(127)은 제2 회전지그(126)에 의해 회전될 수 있다. 제2 회전지그(126)는 제2 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 가질 수 있고, 제2 회전 금형(127)을 둘러쌀 수 있다.

제1 회전력(SF1)과 제2 회전력(SF2)은 제2 슬라이드를 통해 공급된 회전력(SF1, SF2)이 별도의 부재를 통해 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)에 각각 공급된 것일 수 있다. 예를 들어, 동력 공급부(160)는 제1 슬라이드암 및 제2 슬라이드암을 더 포함할 수 있다.

여기서, 제1 슬라이드암은 제1 회전지그(124)와 제2 슬라이드 사이에 연결될 수 있고, 제2 슬라이드암은 제2 회전지그(126)와 제2 슬라이드 사이에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 회전력(SF1)은 제2 슬라이드 및 제1 슬라이드암을 통해 제1 회전지그(124) 및 제1 회전 금형(125)에 전달될 수 있고, 제2 회전력(SF2)은 제2 슬라이드 및 제2 슬라이드암을 통해 제2 회전지그(126) 및 제2 회전 금형(127)에 전달될 수 있다.

제1 슬라이드암은 제2 슬라이드와 제1 경첩 관절(hinge joint) 구조를 형성할 수 있고, 제1 슬라이드암은 제1 회전지그(124)와 제2 경첩 관절 구조를 형성할 수 있다. 한편, 제2 슬라이드암은 제2 슬라이드와 제3 경첩 관절 구조를 형성할 수 있고, 제2 슬라이드암은 제2 회전지그(126)와 제4 경첩 관절 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 제1 회전력(SF1)은 제1 및 제2 경첩 관절 구조들에 기초하여 제1 회전 금형(125)에 전달될 수 있고, 제2 회전력(SF2)은 제2 및 제3 경첩 관절 구조들에 기초하여 제2 회전 금형(127)에 전달될 수 있다.

제1 회전축과 제2 회전축은 서로 평행할 수 있다. 나아가, 제1 회전축과 제2 회전축은 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해, 제1 회전 금형(125)은 제1 회전축을 중심으로 제1 방향(S1)으로 회전할 수 있고, 제2 회전 금형(127)은 제1 회전축과 실질적으로 평행하거나 동일한 제2 회전축을 중심으로 제2 방향(S2)으로 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)은 엇갈림 회전을 할 수 있고, 크랭크 원형(OCR)은 트위스트될 수 있다.

제1 회전지그(124)는 제1 상부 지그(124-1) 및 제1 하부 지그(124-2)를 포함할 수 있고, 제2 회전지그(126)는 제2 상부 지그(126-1) 및 제2 하부 지그(126-2)를 포함할 수 있으며, 고정지그(122)는 제3 상부 지그(122-1) 및 제3 하부 지그(122-2)를 포함할 수 있다.

제1 회전 금형(125)은 제1 상부 회전 금형(125-1) 및 제1 하부 회전 금형(125-2)을 포함할 수 있고, 제2 회전 금형(127)은 제2 상부 회전 금형(127-1) 및 제2 하부 회전 금형(127-2)을 포함할 수 있으며, 크랭크 고정 금형(123)은 상부 크랭크 고정 금형(123-1) 및 하부 크랭크 고정 금형(123-2)을 포함할 수 있다.

제1 상부 지그(124-1)는 하강함으로써 제1 하부 지그(124-2)와 결합할 수 있고, 제2 상부 지그(126-1)는 하강함으로써 제2 하부 지그(126-2)와 결합할 수 있으며, 제3 상부 지그(122-1)은 하강함으로써 제3 하부 지그(122-2)와 결합할 수 있다.

그 결과, 제1 상부 회전 금형(125-1)은 제1 하부 회전 금형(125-2)과 결합할 수 있고, 제2 상부 회전 금형(127-1)은 제2 하부 회전 금형(127-2)과 결합할 수 있으며, 상부 크랭크 고정 금형(123-1)은 하부 크랭크 고정 금형(123-2)과 결합할 수 있다.

제1 상부 지그(124-1)는 제1 하부 지그(124-2)와 결합한 때 제1 하부 지그(124-2)와 함께 제1 방향(S1)으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서, 제1 상부 회전 금형(125-1) 및 제1 하부 회전 금형(125-2) 또한 제1 방향(S1)으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다.

마찬가지로, 제2 상부 지그(126-1)는 제2 하부 지그(126-2)와 결합한 때 제2 하부 지그(126-2)와 함께 제2 방향(S2)으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서, 제2 상부 회전 금형(127-1) 및 제2 하부 회전 금형(127-2) 또한 제2 방향(S2)으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 여기서, 제1 각도와 제2 각도는 실질적으로 동일할 수 있다.

그 결과, 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)은 엇갈림 회전을 할 수 있고, 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127) 내부의 크랭크 원형(OCR)은 트위스트될 수 있다.

제1 상부 지그(124-1)는 제1 상부 지그(124-1)가 제1 하부 지그(124-2)와 함께 소정의 각도만큼 회전한 때 제1 하부 지그(124-2)와 분리될 수 있다. 또한, 제2 상부 지그(126-1)는 제2 상부 지그(126-1)가 제2 하부 지그(126-2)와 함께 소정의 각도만큼 회전한 때 제2 하부 지그(126-2)와 분리될 수 있다.

제1 상부 지그(124-1)는 제1 상부 지그(124-1)가 제1 하부 지그(124-2)와 분리된 때 제1 하부 지그(124-2)에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승할 수 있다. 마찬가지로, 제2 상부 지그(126-1)는 제2 상부 지그(126-1)가 제2 하부 지그(126-2)와 분리된 때 제2 하부 지그(126-2)에서 기 설정된 제3 거리만큼 상승할 수 있다. 여기서, 제1 거리와 제3 거리는 실질적으로 동일할 수 있다.

제1 상부 지그(124-1)는 제1 상부 지그(124-1)가 제1 하부 지그(124-2)에서 제1 거리만큼 상승한 때 제1 방향(S1)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향(S2))으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 상부 지그(124-1)는 초기 위치로 복귀할 수 있다. 마찬가지로, 제2 상부 지그(126-1)는 제3 거리만큼 상승한 때 제2 방향(S2)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향(S1))으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제2 상부 지그(126-1)는 초기 위치로 복귀할 수 있다.

제1 하부 지그(124-2)는 제1 상부 지그(124-1)가 제1 하부 지그(124-2)에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 제1 방향(S1)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향(S2))으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 하부 지그(124-2)는 초기 위치로 복귀할 수 있다. 마찬가지로, 제2 하부 지그(126-2)는 제2 상부 지그(126-1)가 제2 하부 지그(126-2)에서 기 설정된 제4 거리만큼 상승한 때 제2 방향(S2)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향(S1))으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 여기서, 제2 거리와 제4 거리는 실질적으로 동일할 수 있다. 그 결과, 제2 하부 지그(126-2)는 초기 위치로 복귀할 수 있다.

실시예에 따라, 제1 작동기와 제2 작동기는 동작 타이밍이 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 작동기는 제1 작동기가 고정력(FF)을 공급한 이후에 회전력(SF1, SF2)을 공급할 수 있다. 그 결과, 트위스트 부(120)의 제1 회전 금형(125) 및 제2 회전 금형(127)은 크랭크 고정 금형(123)이 크랭크 원형(OCR)을 고정한 이후 회전할 수 있다.

이를 위해, 제2 슬라이드는 제1 슬라이드 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 슬라이드는 제1 슬라이드와 함께 이동될 수 있고, 제1 슬라이드의 이동에 의해 고정력(FF)의 공급이 완료된 때 제2 슬라이드가 이동함으로써 회전력(SF1, SF2)을 공급할 수 있다.

유압 구동부(140)는 제1 하부 지그(124-2) 및 제2 하부 지그(126-2)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다. 즉, 유압 구동부(140)는 제1 상부 지그(124-1)가 제1 하부 지그(124-2)에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 제1 하부 지그(124-2)를 제1 방향(S1)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향(S2))으로 소정의 제1 각도만큼 회전시킬 수 있다. 마찬가지로, 유압 구동부(140)는 제2 상부 지그(126-1)가 제2 하부 지그(126-2)에서 기 설정된 제4 거리만큼 상승한 때 제2 하부 지그(126-2)를 제2 방향(S2)과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향(S1))으로 소정의 제2 각도만큼 회전시킬 수 있다.

실시예에 따라, 유압 구동부(140)는 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 유압 구동부(140)는 공압 실린더를 이용한 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다.

형상 교정부(170)는 트위스트된 크랭크 원형(TCR)에 발생된 형상 오차를 교정력(CF)에 기초하여 교정할 수 있다. 다시 말해, 형상 교정부(170)는 트위스트 공정 직후의 트위스트된 크랭크 원형(TCR)을 공급받을 수 있고, 제3 슬라이드를 통해 공급받은 교정력(CF)에 기초하여 트위스트된 크랭크 원형(TCR)에 발생된 형상 오차를 교정하여 크랭크 축(CR)을 완성할 수 있다.

형상 교정부(170)는 교정 거푸집 및 거푸집 주입부를 포함할 수 있다. 교정 거푸집은 트위스트된 크랭크 원형(TCR)이 가져야 할 이상적인 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 거푸집 주입부는 교정력(CF)에 기초하여 트위스트된 크랭크 원형(TCR)을 교정 거푸집에 밀어 넣을 수 있다. 그 결과, 트위스트 부(120)에 의해 발생된 형상 오차가 교정 거푸집 내부에서 교정될 수 있다.

제어부(180)는 제1 슬라이드, 제2 슬라이드 및 제3 슬라이드의 이동 거리를 각각 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 제1 슬라이드의 이동 거리와 제3 슬라이드의 이동 거리가 상이하도록 제1 내지 제3 슬라이드들의 이동 거리를 제어하는 제어 신호(CTRL)를 생성할 수 있다.

제1 내지 제3 슬라이드들 각각의 이동 거리는 크랭크 고정 금형(122), 제1 회전 금형(124), 제2 회전 금형(126) 및 형상 고정부(170)에 포함된 교정 거푸집의 이동 거리에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 각 금형과 금형 아래의 받침대 사이의 높이는 제1 내지 제3 슬라이드들 각각의 이동 거리에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제어부(180)는 제1 내지 제3 슬라이드들 각각의 이동 거리를 제어함으로써 금형과 받침대 사이의 높이를 제어할 수 있고, 트위스트 공정과 교정 공정 사이의 높이차를 정정할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치(100)는 유압 구동부(140)가 제1 하부 지그(124-2) 및 제2 하부 지그(126-2)를 복귀시키므로 비용이 상대적으로 작을 수 있고, 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요하지 않을 수 있다.

나아가, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치(100)는 제어부(180)가 제1 내지 제3 슬라이드들의 이동 거리를 각각 제어하므로, 별도의 구성없이 공정 사이의 높이차를 정정할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치는 트위스트 부(120)와 형상 교정부(170)가 동력 공급부(160)로부터 동력을 별도로 공급받으므로, 트위스트 공정없이 교정 공정을 단독으로 수행할 수 있다.

도 3은 도 1의 크랭크 축 제조 장치의 일 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 크랭크 축 제조 장치의 A 부분을 확대한 도면이다. 또한, 도 5는 도 4의 크랭크 축 제조 장치를 B 방향으로 바라본 도면이며, 도 6은 도 4의 크랭크 축 제조 장치를 C 방향으로 바라본 도면이다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 크랭크 축 제조 장치(200)는 트위스트 부(220), 형상 교정부(270) 및 유압 구동부를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 크랭크 축 제조 장치(200)는 동력 공급부, 제어부 및 성형부를 더 포함할 수 있다.

동력 공급부는 제1 작동기, 제2 작동기 및 제3 작동기를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 작동기는 고정력을 제1 슬라이드(262-1, 262-2)를 통해 공급할 수 있고, 제2 작동기는 회전력을 제2 슬라이드(264)를 통해 공급할 수 있으며, 제3 작동기는 교정력을 제3 슬라이드(267-1, 267-2)를 통해 공급할 수 있다.

제1 작동기는 제1 실린더(261-1, 261-2)를 포함할 수 있고, 제2 작동기는 제2 실린더(263)를 포함할 수 있으며, 제3 작동기는 제3 실린더(266-1, 266-2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 실린더(261-1, 261-2)는 제1 슬라이드(262-1, 262-2)와 연결될 수 있고, 제2 실린더(263)는 제2 슬라이드(264)와 연결될 수 있으며, 제3 실린더(266-1, 266-2)는 제3 슬라이드(267-1, 267-2)와 연결될 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 실린더들(261-1, 261-2, 263, 266-1, 266-2)에서 생성된 동력은 제1 내지 제3 슬라이드들(262-1, 262-2, 264, 267-1, 267-2)에 각각 전달될 수 있다.

성형부는 크랭크 원형을 성형할 수 있다. 예를 들어, 성형부는 가열부 및 성형 거푸집을 포함할 수 있다. 여기서, 가열부는 크랭크 원형의 구성 물질을 소정의 온도로 가열할 수 있고, 성형 거푸집은 가열된 구성 물질이 주입될 수 있다. 그 결과, 성형 거푸집의 형상에 대응되는 크랭크 원형이 성형될 수 있다.

트위스트 부(220)는 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형을 트위스트시킬 수 있다.

트위스트 부(220)는 제1 회전지그, 제2 회전지그 및 고정지그를 포함할 수 있다. 제1 회전지그는 제1 회전 금형이 결합될 수 있고, 제2 회전지그는 제2 회전 금형이 결합될 수 있으며, 고정지그는 크랭크 고정 금형이 결합될 수 있다.

여기서, 크랭크 고정 금형은 고정력에 기초하여 크랭크 원형을 소정의 고정틀 내부에 고정시킬 수 있고, 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형은 회전력에 기초하여 고정된 크랭크 원형을 트위스트시킬 수 있다.

크랭크 고정 금형은 고정력에 기초하여 크랭크 원형을 소정의 고정틀 내부에 고정시킬 수 있다. 이를 위해, 고정지그는 제1 슬라이드(262-1, 262-2)와 연결될 수 있고, 제1 작동기는 제1 슬라이드(262-1, 262-2)를 통해 크랭크 고정 금형에 고정력을 공급할 수 있다.

제1 회전 금형은 크랭크 고정 금형의 일단에 배치될 수 있다. 따라서, 제1 회전 금형은 고정된 크랭크 원형의 일 부분을 제1 회전력에 기초하여 제1 회전축을 중심으로 제1 방향으로 회전시킬 수 있다.

제2 회전 금형은 크랭크 고정 금형의 타단에 배치될 수 있다. 따라서, 제2 회전 금형은 고정된 크랭크 원형의 다른 부분을 제2 회전력에 기초하여 제2 회전축을 중심으로 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 회전시킬 수 있다.

제1 회전 금형은 제1 회전지그에 의해 회전될 수 있다. 제1 회전지그는 제1 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 가질 수 있고, 제1 회전 금형을 둘러쌀 수 있다. 마찬가지로, 제2 회전 금형은 제2 회전지그에 의해 회전될 수 있다. 제2 회전지그는 제2 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 가질 수 있고, 제2 회전 금형을 둘러쌀 수 있다.

제1 회전력과 제2 회전력은 제2 슬라이드(264)를 통해 공급된 회전력이 별도의 부재를 통해 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형에 각각 공급된 것일 수 있다. 예를 들어, 동력 공급부는 제1 슬라이드암(265-1) 및 제2 슬라이드암(265-2)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 제1 슬라이드암(265-1)은 제1 회전지그와 제2 슬라이드(264) 사이에 연결될 수 있고, 제2 슬라이드암(265-2)은 제2 회전지그와 제2 슬라이드(264) 사이에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 회전력은 제2 슬라이드(264) 및 제1 슬라이드암(265-1)을 통해 제1 회전지그 및 제1 회전 금형에 전달될 수 있고, 제2 회전력은 제2 슬라이드(264) 및 제2 슬라이드암(265-2)을 통해 제2 회전지그 및 제2 회전 금형에 전달될 수 있다.

제1 슬라이드암(265-1)은 제2 슬라이드(264)와 제1 경첩 관절 구조를 형성할 수 있고, 제1 슬라이드암(265-1)은 제1 회전지그와 제2 경첩 관절 구조를 형성할 수 있다. 한편, 제2 슬라이드암(265-2)은 제2 슬라이드(264)와 제3 경첩 관절 구조를 형성할 수 있고, 제2 슬라이드암(265-2)은 제2 회전지그와 제4 경첩 관절 구조를 형성할 수 있다. 따라서, 제1 회전력은 제1 및 제2 경첩 관절 구조들에 기초하여 제1 회전 금형에 전달될 수 있고, 제2 회전력은 제2 및 제3 경첩 관절 구조들에 기초하여 제2 회전 금형에 전달될 수 있다.

제1 회전축과 제2 회전축은 서로 평행할 수 있다. 나아가, 제1 회전축과 제2 회전축은 실질적으로 동일할 수 있다. 다시 말해, 제1 회전 금형은 제1 회전축을 중심으로 제1 방향으로 회전할 수 있고, 제2 회전 금형은 제1 회전축과 실질적으로 평행하거나 동일한 제2 회전축을 중심으로 제2 방향으로 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형은 엇갈림 회전을 할 수 있고, 크랭크 원형은 트위스트될 수 있다.

상기 트위스트 부(220)의 트위스트 공정은 아래 도 7 내지 도 20을 통해 상세히 설명하기로 한다.

실시예에 따라, 제1 작동기와 제2 작동기는 동작 타이밍이 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 작동기는 제1 작동기가 고정력을 공급한 이후에 회전력을 공급할 수 있다. 그 결과, 트위스트 부(220)의 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형은 크랭크 고정 금형이 크랭크 원형을 고정한 이후 회전할 수 있다.

이를 위해, 제2 슬라이드(264)는 제1 슬라이드(262-1, 262-2) 내부에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 슬라이드(264)는 제1 슬라이드(262-1, 262-2)와 함께 이동될 수 있고, 제1 슬라이드(262-1, 262-2)의 이동에 의해 고정력의 공급이 완료된 때 제2 슬라이드(264)가 이동함으로써 회전력을 공급할 수 있다.

유압 구동부는 제1 회전지그에 포함된 제1 하부 지그(124-2) 및 제2 회전지그에 포함된 제2 하부 지그를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다. 상기 유압 구동부의 동작 또한 아래 도 7 내지 도 20을 통해 상세히 설명하기로 한다.

형상 교정부(270)는 트위스트된 크랭크 원형에 발생된 형상 오차를 교정력에 기초하여 교정할 수 있다. 다시 말해, 형상 교정부(270)는 트위스트 공정 직후의 트위스트된 크랭크 원형을 공급받을 수 있고, 제3 슬라이드(267-1, 267-2)를 통해 공급받은 교정력에 기초하여 트위스트된 크랭크 원형에 발생된 형상 오차를 교정하여 크랭크 축을 완성할 수 있다.

형상 교정부(270)는 교정 거푸집 및 거푸집 주입부를 포함할 수 있다. 교정 거푸집은 트위스트된 크랭크 원형이 가져야 할 이상적인 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 거푸집 주입부는 교정력에 기초하여 트위스트된 크랭크 원형을 교정 거푸집에 밀어 넣을 수 있다. 그 결과, 트위스트 부(220)에 의해 발생된 형상 오차가 교정 거푸집 내부에서 교정될 수 있다.

제어부는 제1 슬라이드(262-1, 262-2), 제2 슬라이드(264) 및 제3 슬라이드(267-1, 267-2)의 이동 거리를 각각 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 제1 슬라이드(262-1, 262-2)의 이동 거리와 제3 슬라이드(267-1, 267-2)의 이동 거리가 상이하도록 제1 내지 제3 슬라이드들(262-1, 262-2, 264, 267-1, 267-2)의 이동 거리를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.

제1 내지 제3 슬라이드들(262-1, 262-2, 264, 267-1, 267-2) 각각의 이동 거리는 크랭크 고정 금형, 제1 회전 금형, 제2 회전 금형 및 형상 고정부(270)에 포함된 교정 거푸집의 이동 거리에 영향을 미칠 수 있다. 즉, 각 금형과 금형 아래의 받침대 사이의 높이는 제1 내지 제3 슬라이드들(262-1, 262-2, 264, 267-1, 267-2) 각각의 이동 거리에 영향을 받을 수 있다. 따라서, 제어부는 제1 내지 제3 슬라이드들(262-1, 262-2, 264, 267-1, 267-2) 각각의 이동 거리를 제어함으로써 금형과 받침대 사이의 높이를 제어할 수 있고, 트위스트 공정과 교정 공정 사이의 높이차를 정정할 수 있다.

도 7 내지 도 18은 도 2의 크랭크 축 제조 장치에 포함되는 트위스트 부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 18을 참조하면, 트위스트 부는 제1 회전지그(224-1, 224-2), 제2 회전지그(226-1, 226-2) 및 고정지그를 포함할 수 있다. 제1 회전 금형은 제1 회전지그(224-1, 224-2)에 결합될 수 있고, 제2 회전 금형은 제2 회전지그(226-1, 226-2)에 결합될 수 있으며, 크랭크 고정 금형은 고정지그에 결합될 수 있다.

제1 회전지그(224-1, 224-2)는 제1 상부 지그(224-1) 및 제1 하부 지그(224-2)를 포함할 수 있고, 제2 회전지그(226-1, 226-2)는 제2 상부 지그(226-1) 및 제2 하부 지그(226-2)를 포함할 수 있으며, 고정지그는 제3 상부 지그 및 제3 하부 지그를 포함할 수 있다.

제1 회전 금형은 제1 상부 회전 금형 및 제1 하부 회전 금형을 포함할 수 있고, 제2 회전 금형은 제2 상부 회전 금형 및 제2 하부 회전 금형을 포함할 수 있으며, 크랭크 고정 금형은 상부 크랭크 고정 금형 및 하부 크랭크 고정 금형을 포함할 수 있다.

제1 회전 금형, 제2 회전 금형 및 크랭크 고정 금형은 목표로 하는 크랭크 축의 형상에 따라 상이한 형상을 가질 수 있고, 제1 회전지그(224-1, 224-2), 제2 회전지그(226-1, 226-2) 및 고정지그에 탈착될 수 있다. 즉, 제1 회전 금형, 제2 회전 금형 및 크랭크 고정 금형의 내면은 크랭크 축의 형상에 상응하는 형상을 가질 수 있고, 제1 회전 금형, 제2 회전 금형 및 크랭크 고정 금형의 외면은 제1 회전지그(224-1, 224-2), 제2 회전지그(226-1, 226-2) 및 고정지그에 탈착될 수 있는 형상을 가질 수 있다.

제1 슬라이드암(265-1)은 제1 상부 지그(224-1)와 연결될 수 있고, 제2 슬라이드암(265-2)은 제2 상부 지그(226-1)와 연결될 수 있다.

도 7 및 도 13을 참조하면, 제1 하부 회전 금형 상에 크랭크 원형이 올라간 이후, 도 5의 제1 슬라이드(262-1, 262-2)가 하강할 수 있다. 그 결과, 제1 상부 지그(224-1) 및 이에 결합된 제1 상부 회전 금형이 하강할 수 있고, 제2 상부 지그(226-1) 및 이에 결합된 제2 상부 회전 금형이 하강할 수 있다.

도 8 및 도 14를 참조하면, 제1 상부 지그(224-1)는 하강함으로써 제1 하부 지그(224-2)와 결합할 수 있고, 제2 상부 지그(226-1)는 하강함으로써 제2 하부 지그(226-2)와 결합할 수 있다.

그 결과, 제1 상부 회전 금형은 제1 하부 회전 금형과 결합할 수 있고, 제2 상부 회전 금형은 제2 하부 회전 금형과 결합할 수 있다. 제1 회전 금형은 크랭크 원형의 일 부분을 둘러쌀 수 있고, 제2 회전 금형은 크랭크 원형의 다른 부분을 둘러쌀 수 있다.

제1 회전 금형 및 제2 회전 금형이 크랭크 원형을 둘러싼 이후, 도 4의 제2 슬라이드(264)가 하강할 수 있다. 따라서, 제2 슬라이드(264)에 연결된 제1 슬라이드암(265-1) 및 제2 슬라이드암(265-2) 또한 하강할 수 있다.

도 9 및 도 15를 참조하면, 제1 상부 지그(224-1)는 제1 하부 지그(224-2)와 결합한 때 제1 하부 지그(224-2)와 함께 제1 방향으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서, 제1 상부 회전 금형 및 제1 하부 회전 금형 또한 제1 방향으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다.

마찬가지로, 제2 상부 지그(226-1)는 제2 하부 지그(226-2)와 결합한 때 제2 하부 지그(226-2)와 함께 제2 방향으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 따라서, 제2 상부 회전 금형 및 제2 하부 회전 금형 또한 제2 방향으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 여기서, 제1 각도와 제2 각도는 실질적으로 동일할 수 있다.

예를 들어, 제1 슬라이드암(265-1)이 하강함과 동시에 제1 회전지그(224-1, 224-2)는 시계 방향으로 회전할 수 있다. 마찬가지로, 제2 슬라이드암(265-2)이 하강함과 동시에 제2 회전지그(226-1, 226-2)는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

제1 회전 금형은 제1 회전지그(224-1, 224-2)와 함께 회전하므로, 제1 회전 금형이 둘러싼 크랭크 원형의 일 부분은 시계 방향으로 회전할 수 있다. 반면에, 제2 회전 금형은 제2 회전지그(226-1, 226-2)와 함께 회전하므로, 제2 회전 금형이 둘러싼 크랭크 원형의 다른 부분은 반시계 방향으로 회전할 수 있다.

그 결과, 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형은 엇갈림 회전을 할 수 있고, 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형은 트위스트될 수 있다.

도 10 및 도 16을 참조하면, 제1 상부 지그(224-1)는 제1 상부 지그(224-1)가 제1 하부 지그(224-2)와 함께 소정의 각도만큼 회전한 때 제1 하부 지그(224-2)와 분리될 수 있다. 또한, 제2 상부 지그(226-1)는 제2 상부 지그(226-1)가 제2 하부 지그(226-2)와 함께 소정의 각도만큼 회전한 때 제2 하부 지그(226-2)와 분리될 수 있다.

제1 상부 지그(224-1)는 제1 상부 지그(224-1)가 제1 하부 지그(224-2)와 분리된 때 제1 하부 지그(224-2)에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승할 수 있다. 마찬가지로, 제2 상부 지그(226-1)는 제2 상부 지그(226-1)가 제2 하부 지그(226-2)와 분리된 때 제2 하부 지그(226-2)에서 기 설정된 제3 거리만큼 상승할 수 있다. 여기서, 제1 거리와 제3 거리는 실질적으로 동일할 수 있다.

도 11 및 도 17을 참조하면, 제1 상부 지그(224-1)는 제1 상부 지그(224-1)가 제1 하부 지그(224-2)에서 제1 거리만큼 상승한 때 제1 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향)으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 상부 지그(224-1)는 초기 위치로 복귀할 수 있다. 마찬가지로, 제2 상부 지그(226-1)는 제3 거리만큼 상승한 때 제2 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향)으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제2 상부 지그(226-1)는 초기 위치로 복귀할 수 있다.

도 12 및 도 18을 참조하면, 제1 하부 지그(224-2)는 제1 상부 지그(224-1)가 제1 하부 지그(224-2)에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 제1 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향)으로 소정의 제1 각도만큼 회전할 수 있다. 그 결과, 제1 하부 지그(224-2)는 초기 위치로 복귀할 수 있다. 마찬가지로, 제2 하부 지그(226-2)는 제2 상부 지그(226-1)가 제2 하부 지그(226-2)에서 기 설정된 제4 거리만큼 상승한 때 제2 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향)으로 소정의 제2 각도만큼 회전할 수 있다. 여기서, 제2 거리와 제4 거리는 실질적으로 동일할 수 있다. 그 결과, 제2 하부 지그(226-2)는 초기 위치로 복귀할 수 있다.

여기서, 유압 구동부는 제1 상부 지그(224-1)가 제1 하부 지그(224-2)에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 제1 하부 지그(224-2)를 제1 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제2 방향)으로 소정의 제1 각도만큼 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 유압 구동부는 제1 하부 지그(224-2)를 회전시킬 수 있는 제1 톱니바퀴(242)에 기초하여 제1 하부 지그(224-2)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.

마찬가지로, 유압 구동부는 제2 상부 지그(226-1)가 제2 하부 지그(226-2)에서 기 설정된 제4 거리만큼 상승한 때 제2 하부 지그(226-2)를 제2 방향과 실질적으로 반대되는 방향(즉, 제1 방향)으로 소정의 제2 각도만큼 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 유압 구동부는 제2 하부 지그(226-2)를 회전시킬 수 있는 제1 톱니바퀴(244)에 기초하여 제2 하부 지그(226-2)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.

실시예에 따라, 유압 구동부는 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 유압 구동부는 공압 실린더를 이용한 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.

도 19를 참조하면, 크랭크 축을 제조함에 있어서, 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 크랭크 원형이 트위스트(S120)될 수 있고, 트위스트된 크랭크 원형에 발생된 형상 오차가 교정(S140)될 수 있다.

또한, 크랭크 원형이 트위스트(S120)됨에 있어서, 상부 지그가 하강함으로써 하부 지그와 결합(S121)할 수 있고, 상부 지그가 하부 지그와 함께 일 방향으로 소정의 각도만큼 회전(S122)할 수 있으며, 상부 지그가 하부 지그와 분리(S123)될 수 있다. 또한, 상부 지그가 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승(S124)할 수 있고, 상부 지그가 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써 복귀(S125)할 수 있으며, 하부 지그가 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써 복귀(S126)할 수 있다.

크랭크 원형은 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 트위스트(S120)될 수 있다. 제1 회전 금형은 제1 회전지그에 결합될 수 있고, 제2 회전 금형은 제2 회전지그에 결합될 수 있다. 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형은 제1 회전지그 및 제2 회전지그의 회전에 따라 회전하는 제1 회전 금형 및 제2 회전 금형에 의해 트위스트될 수 있다.

상부 지그는 하강함으로써 하부 지그와 결합(S121)할 수 있다. 제1 회전지그 및 제2 회전지그는 각각 상부 지그 및 하부 지그를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 회전지그는 제1 상부 지그 및 제1 하부 지그를 포함할 수 있고, 제2 회전지그는 제2 상부 지그 및 제2 하부 지그를 포함할 수 있다. 이 때, 제1 상부 지그가 하강함으로써 제1 하부 지그와 결합할 수 있고, 제2 상부 지그가 하강함으로써 제2 하부 지그와 결합할 수 있다.

상부 지그는 하부 지그와 함께 일 방향으로 소정의 각도만큼 회전(S122)할 수 있다. 예를 들어, 상부 지그는 상부 지그가 상기 하부 지그와 결합한 때 일 방향으로 소정의 각도만큼 회전할 수 있다. 이 때, 상부 지그와 결합된 하부 지그 또한 상부 지그와 함께 일 방향으로 소정의 각도만큼 회전할 수 있다.

상부 지그는 하부 지그와 분리(S123)될 수 있다. 예를 들어, 상부 지그는 상부 지그가 하부 지그와 함께 소정의 각도만큼 회전한 때 하부 지그와 분리될 수 있다.

상부 지그는 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승(S124)할 수 있다. 예를 들어, 상부 지그는 상부 지그가 하부 지그와 분리된 때 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승할 수 있다.

상부 지그는 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써 복귀(S125)할 수 있다. 예를 들어, 상부 지그는 상부 지그가 하부 지그에서 기 설정된 제1 거리만큼 상승한 때 일 방향과 반대되는 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전할 수 있다.

하부 지그는 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전함으로써 복귀(S126)할 수 있다. 예를 들어, 하부 지그는 상부 지그가 하부 지그에서 기 설정된 제2 거리만큼 상승한 때 일 방향과 반대되는 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전할 수 있다.

이 때, 하부 지그는 유압 구동부에 의해 다른 방향으로 소정의 각도만큼 회전할 수 있다. 실시예에 따라, 유압 구동부는 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 유압 구동부는 공압 실린더를 이용한 저유압 구동방식으로 동작할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축의 제조 방법은 유압 구동부가 하부 지그를 복귀시키므로 비용이 상대적으로 작을 수 있고, 운용하거나 수리함에 있어 전문가의 지식이 필요하지 않을 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예들에 따른 크랭크 축 제조 장치 및 크랭크 축의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명은 예시적인 것으로서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 및 변경될 수 있을 것이다.

본 발명은 크랭크 축을 필요로 하는 제품을 제조하는 데 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 자동차와 같은 내연기관을 포함하는 운송수단 등에 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.

100, 200: 크랭크 축 제조 장치
120, 220: 트위스트 부
140: 유압 구동부
160: 동력 공급부
170, 270: 형상 교정부
180: 제어부
190: 성형부

Claims

유압 구동부; 및
제1 및 제2 회전 금형이 각각 결합되는 제1 및 제2 회전지그, 및 상기 제1 및 제2 회전지그 사이에 위치하며 고정력에 기초하여 크랭크 원형을 내부에 고정시키는 크랭크 고정 금형이 결합되는 고정지그를 포함하고, 상기 제1 및 제2 회전 금형의 엇갈림 회전에 기초하여 상기 제1 및 제2 회전 금형 내부의 크랭크 원형을 트위스트시키는 트위스트 부;를 포함하고,
상기 제1 및 제2 회전지그 각각은 하부 지그 및 상부 지그를 포함하고,
상기 상부 지그는 상기 크랭크 원형의 트위스트 후, 상기 하부 지그와 분리되어 상승하고 상기 트위스트의 반대 방향으로 회전하여 복귀하며, 상기 하부 지그는 상기 유압 구동부에 의해 상기 트위스트의 반대 방향으로 회전하여 복귀하고,
상기 제1 및 제2 회전지그는 하나의 슬라이드를 통해 동력을 공급받으며, 상기 제1 회전지그와 상기 하나의 슬라이드 사이에서 상기 하나의 슬라이드 일측에 연결된 제1 슬라이드암 및 상기 제2 회전지그와 상기 하나의 슬라이드 사이에서 상기 하나의 슬라이드 타측에 연결된 제2 슬라이드암에 의해 서로 반대 방향으로 회전되는, 크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치.
제1항에 있어서,
고정력을 제1 슬라이드를 통해 공급하는 제1 작동기(actuator), 회전력을 제2 슬라이드를 통해 공급하는 제2 작동기, 및 교정력을 제3 슬라이드를 통해 공급하는 제3 작동기를 포함하는 동력 공급부;
상기 트위스트 부에 의해 트위스트된 상기 크랭크 원형에 발생된 형상 오차를 상기 교정력에 기초하여 교정하는 형상 교정부; 및
상기 제1 슬라이드, 상기 제2 슬라이드 및 상기 제3 슬라이드의 이동 거리를 각각 제어하는 제어부;를 더 포함하는, 크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 작동기는 상기 제1 슬라이드와 연결된 제1 실린더를 포함하고,
상기 제2 작동기는 상기 제2 슬라이드와 연결된 제2 실린더를 포함하며,
상기 제3 작동기는 상기 제3 슬라이드와 연결된 제3 실린더를 포함하는, 크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치.
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제1항에 있어서,
상기 제1 회전지그 및 상기 제2 회전지그는 회전축을 중심으로 하는 링 형상을 갖고,
상기 제1 슬라이드암은 상기 제2 슬라이드와 제1 경첩 관절(hinge joint) 구조를 형성하고, 상기 제1 회전지그와 제2 경첩 관절 구조를 형성하며,
상기 제2 슬라이드암은 상기 제2 슬라이드와 제3 경첩 관절 구조를 형성하고, 상기 제2 회전지그와 제4 경첩 관절 구조를 형성하는, 크랭크 축의 트위스트 형성 및 트위스터 복귀 장치.
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