KR102237767B1 - 슬리브 요크 제조 방법 - Google Patents

Abstract

슬리브 요크의 전체 외관을 프레스 성형하는 성형 다이를 기준으로 제1 다이와 제2 다이를 갖추고, 제2 다이에는 때에 따라 펀치와 지그를 교환하여 프레스 성형할 수 있는 슬리브 요크 제조 장치를 이용함으로써, 하나의 다이를 이용하여 슬리브 요크의 프레스 성형 과정에 맞춰 펀치와 지그를 교환하면서 쉽고 편리하게 슬리브 요크를 제작할 수 있다. 특히, 상기 성형 다이를 기준으로 상하로 제1 다이와 제2 다이를 배치하여 구성함으로써, 슬리브 요크 제작에 사용하는 프레스 소재가 중력을 받아 자연스럽게 프레스 가공할 수 있는 자세를 유지할 수 있다. 또한, 상기 제2 다이에 펀치와 지그를 쉽게 교환할 수 있게 홀더를 갖춤으로써, 여러 개의 펀치와 지그를 쉽고 편리하게 교환하여 원하는 프레스 가공을 할 수 있다.

Description

슬리브 요크 제조 방법{METHOD FOR FORGING SLEEVE YOKE USING THE PRESS MACHINE}

본 발명은 슬리브 요크 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성형 다이를 사이에 두고 그 양쪽에 제1 다이와 제2 다이를 갖춰서 2중으로 프레스 성형할 수 있는 슬리브 요크 제조 장치를 이용하되, 어느 하나의 다이에 프레스 성형에 필요한 펀치와 지그를 교환하면서 프레스 성형할 수 있게 구성함으로써, 하나의 프레스 장치에서 펀치와 지그를 바꿔가면서 양방향 가공하여 원하는 형상의 슬리브 요크를 제작할 수 있게 한 것이다.

요크(Yoke)는 구동력의 전달방향을 변환시키면서 축 방향으로 길이를 조절할 수 있는 자동차의 프로펠러 샤프트나 조향장치의 스티어링 샤프트 등에 사용하고, 특히 스플라인 형성 위치에 따라 슬리브 요크(Sleeve Yoke)와 샤프트 요크(Shaft yoke)로 나눌 수 있다. 이러한 구분은, 십자 이음매에 연결하는 반대쪽 부분에 스플라인을 형성할 때, 내면에 스플라인을 형성하면 슬리브 요크라고 하고, 반대로 외면에 스플라인을 형성하면 샤프트 요크라고 한다. 이러한 요크는 아래의 (특허문헌 1) 내지 (특허문헌 3)과 같이, 다양한 방법으로 제작하여 사용한다.

(특허문헌 1) 한국등록특허 제10-1309274호

다단 단조법에 의한 굴삭기용 요크 제작방법 및 상기 요크 제작용 금형장치에 관한 것이다. 상기 제작방법은, 굴삭기 하부 주행체의 트랙조정 스프링과 아이들러 사이에 조립되는 요크를 단조 성형하기 위한 방법으로서, 제1 금형을 이용해 소재를 형타하여, 상기 내부공간을 갖는 성형물을 제작하는 1차 단조단계와; 상기 1차 단조단계를 마친 성형물을 제2 금형에 세팅한 후, 성형물을 형타하되 상기 내부공간을 확장하는 방향으로 형타하는 2차 단조단계와; 상기 2차 단조단계를 마친 후, 상기 바닥면에 관통구멍을 형성하는 천공단계를 포함한다. 상기와 같이 이루어지는 다단 단조법에 의한 굴삭기 제작방법 및 상기 요크 제작용 금형장치는, 단조 작업이 재료의 흐름 특성을 고려한 다종의 금형을 사용하여 진행되므로 금형의 구석구석으로 재료가 완전히 충진되므로, 결과물의 가공 정밀성이 뛰어나다.

(특허문헌 2) 한국공개특허 제10-2018-0001726호

고진공 다이캐스팅 금형 및 그를 이용한 ISG 시스템용 요크 유닛의 제조 방법에 관한 것이다. 이에 따르면, 상호 밀착되어 캐비티를 형성하는 고정 금형 및 가동 금형, 상기 캐비티의 상측에 연결되는 오버플로어 챔버, 상기 고정 금형에 결합하며 용탕 투입구가 형성된 파이프형의 슬리브, 가압 면을 가지며 상기 슬리브 내에 그 슬리브의 길이방향을 따라 이동 가능하게 설치된 플런저, 상기 가동 금형에 대해 전진 및 후퇴 가능하게 배치된 이젝트 플레이트, 상기 가동 금형에 슬라이딩 가능하게 삽입되고 일단부가 상기 이젝트 플레이트에 고정된 다수의 이젝트 핀을 포함한다.

(특허문헌 3) 한국등록특허 제10-1836126호

샤프트 요크의 축부에 삽입된 슬립 부시의 이탈을 방지하기 위해 상기 축부에 형성된 복수의 스플라인 홈의 단부에 돌출부를 형성할 수 있는 샤프트 요크 제조용 성형 금형 및 이에 의해 제조된 샤프트 요크에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 샤프트 요크 제조용 성형 금형은, 샤프트 요크의 축부에 삽입된 슬립 부시의 이탈을 방지하기 위해 상기 축부에 형성된 복수의 스플라인 홈의 단부에 돌출부를 형성하는 샤프트 요크 제조용 성형 금형으로서, 상기 축부의 하방 이동을 안내하는 가이드부; 및 상기 복수의 스플라인 홈 중 적어도 어느 하나의 스플라인 홈의 단부를 가압하여 상기 돌출부를 성형하는 성형부;를 포함하여 구성된다.

하지만, 기존의 방법으로 요크를 제작할 때는 다음과 같은 문제가 있다.

(1) 요크에는 십자 이음매에 연결할 수 있게 U자형태로 이루어지는 U 조인트 부분과 내부에 스플라인을 형성한 튜브로 이루어지므로, 하나의 프레스 장치로는 요크를 프레스 가공할 수 없다.

(2) 이에, 요크를 프레스(단조)로 가공할 때 단조 과정별로 나눠서 프레스 장치(금형)를 제작해야 함으로, 각 공정이 끝나면 단조 중이던 소재를 그 다음 공정의 프레스 장치(금형)로 옮기는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 시간이 길어져서 작업 효율이 떨어진다.

(3) 또한, 이처럼 공정별로 프레스 장치(금형)를 제작함에 따라 금형 제작에 큰 비용이 들어 제조비용이 높아진다.

한국등록특허 제10-1309274호 (등록일: 2013.09.10) 한국공개특허 제10-2018-0001726호 (등록일: 2018.01.05) 한국등록특허 제10-1836126호 (등록일: 2018.03.02)

본 발명은 이러한 점을 고려한 것으로, 슬리브 요크의 전체 외관을 프레스 성형하는 성형 다이를 기준으로 제1 다이와 제2 다이를 갖추고, 제2 다이에는 때에 따라 펀치와 지그를 교환하여 프레스 성형할 수 있는 슬리브 요크 제조 장치를 이용함으로써, 하나의 다이를 이용하여 슬리브 요크의 프레스 성형 과정에 맞춰 펀치와 지그를 교환하면서 쉽고 편리하게 슬리브 요크를 제작할 수 있게 한 슬리브 요크 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 상기 성형 다이를 기준으로 상하로 제1 다이와 제2 다이를 배치하여 구성함으로써, 슬리브 요크 제작에 사용하는 프레스 소재가 중력을 받아 자연스럽게 프레스 가공할 수 있는 자세를 유지할 수 있게 한 슬리브 요크 제조 방법을 제공하는 다른 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기 제2 다이에 펀치와 지그를 쉽게 교환할 수 있게 홀더를 갖춤으로써, 여러 개의 펀치와 지그를 쉽고 편리하게 교환하여 원하는 프레스 가공을 할 수 있게 한 슬리브 요크 제조 방법을 제공하는 또 다른 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 방법은, 프레스 소재(M)를 삽입하여 슬리브 요크의 외형을 성형할 수 있도록 캐비티(110)를 형성한 성형 다이(100); 상기 캐비티(110)의 한쪽 끝에 끼워져서 상기 성형 다이(100)에 합형과 이형할 수 있게 구성하되, 슬리브 요크의 U 조인트(U)를 성형하는 조인트 펀치(210)를 갖춘 제1 다이(200); 상기 캐비티(110)의 다른 한쪽 끝에 끼워져서 상기 성형 다이(100)에 합형과 이형할 수 있게 구성하되, 슬리브 요크를 프레스 성형할 때 사용하는 펀치 및 지그(310)를 차례로 장착하여 프레스 성형이 이루어지게 하는 제2 다이(300);를 포함하되;, 상기 펀치 및 지그(310)는, U 조인트(U)를 성형할 때 지지하는 조인트 지그(311); U 조인트를 성형하지 않은 쪽을 실린더 형상으로 튜브(T)를 연장하게 지지하는 튜브 펀치(312); 및 상기 튜브(T) 내부에 스플라인(S)을 성형하는 스플라인 펀치(313);를 포함하는 슬리브 요크 제조 장치를 이용한 슬리브 요크 제조 방법에서, (1) 상기 제2 다이(300)에서 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 이형하고, 상기 제2 다이(300)에 조인트 지그(311)를 장착한 다음, 상기 성형 다이(100)만 제2 다이(300)에 합형한 뒤에, 상기 캐비티(110)에 프레스 모재(M)를 삽입하여 상기 조인트 지그(311)의 지지를 받게 하는 제1단계; (2) 상기 제1 다이(200)를 성형 다이(100)에 합형하여 조인트 펀치(210)로 프레스 모재(M)에 U 조인트(U)를 형성하는 제2단계; (3) 상기 제2 다이(300)에서 합형한 상태로 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 동시에 이형하게 하고, 상기 제2 다이(300)에서 상기 조인트 지그(311)를 분리하고 그 자리에 튜브 펀치(312)를 장착한 다음, 합형 상태인 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 제2 다이(300)에 합형하여 U 조인트(U)를 성형한 프레스 모재(M')에 튜브(T)를 형성하는 제3단계; (4) 상기 제2 다이(300)에서 합형한 상태로 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 동시에 이형하게 하고, 상기 제2 다이(300)에서 튜브 펀치(312)를 분리하고 그 자리에 스플라인 펀치(313)를 장착한 다음, 합형한 상태로 있는 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 상기 제2 다이(300)에 합형하여 튜브(T) 안에 스플라인(S)을 성형하는 제4단계; 및 (5) 상기 성형 다이(100)에서 제1 다이(200)를 이형하고, 상기 성형 다이(100)에서 성형한 슬리브 요크를 추출하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제1 다이(200), 상기 성형 다이(100), 그리고 상기 제2 다이(300)가, 차례로 위에서 아래로 배치하게 하여 프레스 성형하게 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 다이(300)는, 상기 성형 다이(100)와 마주하는 면에 홀더(310')를 갖추고, 상기 홀더(310') 위에 상기 펀치 및 지그(310)를 장착하여 사용하게 한 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 제1 다이(200)와 상기 성형 다이(100)는, 각각 유압 또는 기계식 실린더로 작동하게 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 성형 다이를 사이에 두고 제1 다이와 제2 다이가 합형/이형하고, 이때 제2 다이에 펀치와 지그를 교환하면서 슬리브 요크를 제작할 수 있음으로, 하나의 다이를 통해 기존에 하나의 다이로 성형할 수 없었던 슬리브 요크를 프레스 성형할 수 있다.

(2) 이에, 고가의 프레스 다이를 하나만 갖춰도 됨으로써, 제조 비용을 줄이면서도 쉽고 편리하게 슬리브 요크를 제작할 수 있다.

(3) 또한, 슬리브 요크의 길이나 수치 등 설계 변경이 있더라도 펀치 및 지그의 형상과 모양을 변경함에 따라 쉽게 설계 변경한 구성에 맞춰서 슬리브 요크를 제작할 수 있어 편리하다.

(4) 특히, 하나의 다이에서 펀치 및 지그를 바꿔가면서 슬리브 요크를 프레스 가공할 수 있음으로, 제조시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 제조효율을 높일 수 있다.

(5) 또한, 여러 개의 다이로 슬리브 요크를 제조할 때는 제조 중인 슬리브 요크를 잡아서 고정하는 치구나 형상 유지를 위한 다양한 치구를 사용해야 하나, 본 발명에서는 이러한 치구를 사용하지 않아도 되어 신속하고 안전하게 슬리브 요크를 제작할 수 있다.

(6) 새로운 슬리브 요크 제작을 위해 프레스 다이를 새로 제작할 때도 하나의 다이만 제작하면 됨으로써, 새로운 슬리브 요크 제작에도 신속하게 대처할 수 있다.

[도 1]은 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치의 전체 구성을 보여주는 단면도이다.
[도 2]는 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치의 전체 구성을 보여주려고 분해한 단면도이다.
[도 3]은 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치를 구성하는 펀치 및 지그의 종류를 보여주는 정면도로, (a)는 U 조인트 제작에 사용하는 조인트 지그를, (b)는 튜브 제작에 사용하는 튜브 펀치를, (c)는 튜브 안에 스플라인 제작에 사용하는 스프랑인 펀치를 각각 나타낸다.
[도 4]는 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치를 이용하여 U 조인트를 제작하는 과정을 보여주는 단면도이다.
[도 5]는 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치를 이용하여 튜브를 제작하는 과정을 보여주는 단면도이다.
[도 6]은 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 장치를 이용하여 튜브 안에 스플라인을 제작하는 과정을 보여주는 단면도이다.
[도 7] 내지 [도 10]은 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 방법으로 슬리브 요크를 제작하는 과정을 차례로 간단하게 보여주는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최고의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 한가지 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형례가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 방법은, [도 1] 내지 [도 6]과 같이, 성형 다이(100), 제1 다이(200), 제2 다이(300)를 포함하는 슬리브 요크 제조장치를 이용하되, 5단계에 걸쳐 이루어진다.

이때, 사용하는 슬리브 요크 장치에서, 상기 제2 다이(300)에는 슬리브 요크의 프레스 성형에 필요한 여러 개의 펀치 및 지그(310)를 교환하면서 프레스 성형할 수 있게 구성함으로써, 슬리브 요크를 제작하는 과정에서 필요한 펀치나 지그만을 간단하게 교환하면서 하나의 프레스 장치로 슬리브 요크를 제작할 수 있게 한 것이다.

또한, 상기 제2 다이(300)에는 홀더(310')를 갖추고, 이 홀더(310')에 각 프레스 성형에 필요한 펀치 및 지그(310)를 선택하여 교환 장착할 수 있게 구성함으로써, 펀치 및 지그(310)를 쉽고 편리하게 교환하여 프레스 가공할 수 있게 한 것이다.

그리고 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100) 그리고 제2 다이(300)를 위에서 아래로 차례로 배치하여 슬리브 요크를 성형할 수 있게 구성함으로써, 슬리브 요크 제작에 사용하는 프레스 소재(M)가 아래로 빠지거나 이탈하지 않고 중력을 이용하여 쉽게 정해진 자리에 위치하게 하여 편리하게 프레스 성형할 수 있게 한 것이다.

이하, 이러한 구성에 관해 첨부도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, "슬리브 요크"는 통상 십자 이음매에 연결하여 회전할 수 있게 장착하는 U 조인트(U)와 이 U 조인트(U)에서 길게 바깥으로 연장한 튜브(T)를 포함하여 이루어지며, 상기 튜브(T) 내부에는 스플라인(S)을 형성한 요크이다. 또한, 도면부호 "M"은 슬리브 요크를 프레스 성형할 때 사용할 프레스 소재를 나타낸다.

여기서, 본 발명은 본 발명에 따른 슬리브 요크 제조장치를 이용하는 슬리브 요크 제조 방법에 관한 기술이므로, 여기서는 슬리브 요크 제조장치에 관한 구성을 먼저 설명하고 그 후에 슬리브 제조 방법에 관해 설명한다.

[ 슬리브 요크 제조 장치의 구성]

가. 성형 다이

성형 다이(100)는, [도 1]·[도 2] 및 [도 4]와 같이, 슬리브 요크의 외형을 성형하기 위한 다이이다. 이를 위해, 상기 성형 다이(100)에는 프레스 소재(M)를 프레스 성형할 캐비티(110)를 형성한다.

특히, 상기 캐비티(110)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 프레스 성형할 슬리브 요크의 외형과 같은 형태로 형성하되, 상기 성형 다이(100)에 양단이 외부에 노출하도록 관통 형성한다. 이는, 후술할 제1 및 제2 다이(200, 300)에 갖춘 조인트 펀치(210)와 펀치 및 지그(310)를 끼우거나 빼낼 수 있게 하기 위함이다.

이처럼 이루어진 성형 다이(100)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 각 면에 후술할 제1 다이(200)와 제2 다이(300)를 구비한다. 이때, 상기 성형 다이(100)는 위쪽에 후술할 제1 다이(200)가, 그리고 아래쪽에 제2 다이(300)가 위치하게 하여 프레스 성형할 수 있게 구성함으로써, 상기 캐비티(110) 안에서 성형하는 프레스 소재(M)가 캐비티(110) 밖으로 이탈하거나 벗어나는 것을 방지할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 성형 다이(100)는 이처럼 합형과 이형할 수 있게 하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 예시적으로, 유압 또는 기계식 실린더로 작동하게 구성하는 것이 바람직하다.

나. 제1 다이

제1 다이(200)는, [도 1]·[도 2] 및 [도 4]와 같이, 상술한 성형 다이(100)의 한쪽 면에 마주하여 합형과 이형할 수 있게 구성한다. 이때, 제1 다이(200)는 캐비티(110)의 개방한 양쪽 끝 중에서 슬리브 요크의 U 조인트(U)를 프레스 성형할 부분과 마주하여 합형/이형할 수 있게 구성한다.

이때, 상기 제1 다이(200)에는, [도 1]·[도 2] 및 [도 4]와 같이, 성형 다이(100)와 마주하는 면에는 조인트 펀치(210)를 갖춘다. 조인트 펀치(210)는 상술한 성형 다이(100)에 제1 다이(200)가 합형할 때 캐비티(110) 안으로 끼워지면서 이 캐비티(110)에 놓인 프레스 소재(M)를 프레스 가공하여 U자 형상으로 U 조인트(U)를 프레스 성형할 수 있게 하는 펀치이다.

이처럼 이루어진 상기 제1 다이(200)는, [도 4]와 같이 U 조인트(U)를 성형할 때는 상술한 성형 다이(100)와 마주하여 합형하면서 프레스 성형하고, 성형한 뒤에는 [도 5] 및 [도 6]과 같이 상기 성형 다이(100)와 함께 움직인다. 또한, 상기 제1 다이(200)는 이처럼 합형과 이형할 수 있게 하는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으나, 예시적으로, 유압 또는 기계식 실린더로 작동하게 구성하는 것이 바람직하다.

다. 제2 다이

제2 다이(300)는, [도 1] 내지 [도 4]와 같이, 상술한 제1 다이(200)가 이미 합형한 상태에 있는 성형 다이(100)와 마주하여 합형과 이형할 수 있게 장착한다. 상기 제2 다이(300)는 성형 다이(100)와 마주하는 면에 펀치 및 지그(310)를 갖춰서 슬리브 요크를 프레스 성형하는 과정에 맞춰서 필요한 펀치 및 지그(310)를 장착하여 사용한다. 이때, 상기 펀치 및 지그(310)는 상술한 캐비티(110)의 다른 한쪽, 즉 상술한 조인트 펀치(210)가 삽입되지 않는 쪽을 통해 끼워질 수 있는 위치에 설치한다.

이러한 펀치 및 지그(310)는, [도 1] 내지 [도 6]과 같이, 조인트 지그(311), 튜브 펀치(312), 그리고 스플라인 펀치(313)를 포함한다.

1. 조인트 지그

조인트 지그(311)는, [도 1] 및 [도 2]와 같이, 상술한 조인트 펀치(210)로 U 조인트(U)를 성형할 때 성형하는 반대쪽이 밀려나지 않도록 지지하기 위한 지그이다.

즉, [도 4]와 같이, 제2 다이(300)에 미리 조인트 지그(311)를 장착한 다음, 이 제2 다이(300)가 성형 다이(100)와 합형한 상태에서 캐비티(110)에 프레스 모재(M)가 조인트 지그(311) 위에 놓이도록 캐비티(110)에 집어넣는다. 이에, 상기 조인트 지그(311)는 캐비티(110) 하부에서 프레스 소재(M)가 밀려나거나 확장하는 것을 방지하면서 지지하게 되고, 상부에서 제1 다이(200)의 합형을 통해 조인트 펀치(210)로 U 조인트(U)를 프레스 성형한다.

2. 튜브 펀치

튜브 펀치(312)는, [도 3] 및 [도 5]와 같이, 상술한 바와 같이 조인트 지그(311)를 이용하여 U 조인트(U)를 형성한 프레스 모재(M')의 한쪽, 바람직하게는 U 조인트(U)를 형성하지 않은 쪽에 튜브를 프레스 성형하기 위한 펀치이다.

이에, 상기 튜브 펀치(312)는, [도 3(b)] 및 [도 5]와 같이, 프레스 모재(M')의 지름보다 작은 펀치를 사용하며, 이렇게 튜브 펀치(312)로 프레스 모재(M)의 한쪽을 프레스 성형함에 따라 실린더 형상의 튜브(T)가 형성된다. 이때, 튜브(T)는 중공으로 이루어짐에 따라 원래 프레스 모재(M')의 길이보다 길어진다.

3. 스플라인 펀치

스플라인 펀치(313)는, [도 3] 및 [도 6]과 같이, 상술한 튜브(T) 안에 스플라인(S)을 형성하기 위한 펀치이다. 이러한 스플라인 펀치(313)는 외주에 길이 방향을 따라 미리 여러 개의 스플라인을 형성한 펀치로, 상기 튜브(T)에 강제로 프레스 성형함에 따라 튜브(T) 내부에 스플라인(S)을 성형하게 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 펀치 및 지그(310)는 제2 다이(300)에 장착할 때, 이 제2 다이(300)에 홈을 파고 그 안에 삽입하게 하여 프레스 성형하게 하거나, 제2 다이(300)에 체결하는 방법, 그리고 제2 다이(300)에 가이드를 형성하여 가이드를 따라 정해진 위치까지 안내를 받게 하여 장착하는 방법 등 다양한 방법으로 장착하거나 분리할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 펀치 및 지그(310)는, [도 4] 내지 [도 5]와 같이, 제2 다이(300)에 성형 다이(100)와 마주하는 면에 미리 홀더(310')를 장착하고, 이 홀더(310')에 바로 장착하거나 분리하여 교환할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 펀치 및 지그(310)의 구성이나 형상 등이 바뀌더라도 이에 맞게 홀더(310')의 형상과 모양 등을 간단하게 변경하여 쉽게 바뀐 형상에 맞춰서 사용하거나, 펀치 및 지그(310)의 위치 조정 등을 쉽고 편리하게 할 수 있게 하기 위함이다.

[ 슬리브 요크 제조 방법]

본 발명에 따른 슬리브 요크 제조 방법은 아래와 같이 5단계에 걸쳐 이루어지게 되는데, [도 7] 내지 [도 10]을 참조하여 단계별로 상세하게 설명한다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 필요한 도면부호만 기재한다. 또한, 도면에서, 화살표는 다이의 작동 방향을 보여주는 것으로 진한 화살표는 두 개의 다이가 함께 움직이거나 따로 움직일 때를 보여준다.

가. 제1단계

제1단계는, [도 7]과 같이, 프레스 모재(M)를 삽입하여 U 조인트(U)를 프레스 성형할 수 있도록 준비하는 과정이다. 이 과정은 제2 다이(300)에 조인트 지그(311)를 장착한 다음, 캐비티(110)에 프레스 모재(M)를 삽입하는 과정을 통해 이루어진다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, [도 6(a)]와 같이, 상기 제2 다이(300)에서 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 이형한다. 이때, 제1 다이(200)와 성형 다이(100)는 서로 합형한 상태에서 이형하거나 각각 이형하게 제어하더라도 상관이 없다.

이어, [도 6(b)]와 같이, 제2 다이(300)에 조인트 지그(311)를 장착한 다음 성형 다이(100)만 제2 다이(300)에 합형한 뒤 캐비티(110)에 프레스 모재(M)를 삽입한다. 이때, 조인트 지그(311)는 캐비티(110) 하부에 끼워져서 마감한 상태가 되게 되며, 그 후에 상기 프레스 모재(M)를 캐비티(110) 상부에서 끼움에 따라 이 프레스 모재(M)가 조인트 지그(311)의 지지를 받는 상태가 된다.

나. 제2단계

제2단계는, [도 8]과 같이, U 조인트(U)를 형성하는 단계이다. 이는, 상술한 제1단계에서 설명한 바와 같이, 제2 다이(300)에 성형 다이(100)가 먼저 합형한 상태에서, 제1 다이(200)가 성형 다이(100)에 합형함에 따라 조인트 펀치(210)가 캐비티(110) 안으로 끼워지면서 프레스 모재를 가압하여 U 조인트(U)를 프레스 성형한다.

이때, 상기 조인트 지그(311)는, [도 8]과 같이, 프레스 모재(M')가 아래로 움직이거나 확장하는 것을 방지한다.

다. 제3단계

제3단계는, [도 9]와 같이, 상술한 제2 다이(300)에서 조인트 지그(311)를 분리한 다음 튜브 펀치(312)를 장착하고, 이 튜브 펀치(312)를 이용하여 U 조인트(U)를 형성한 프레스 모재(M')에 튜브(T)를 형성하는 단계이다.

우선, [도 9(a)]와 같이, 상기 제2 다이(300)에서 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 이형하고, 상기 제2 다이(300)에서 조인트 지그(311)를 분리한 다음 그 자리에 튜브 펀치(312)를 장착한다. 이때, 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)는 이형한 상태로 제2 다이(300)에서 이형할 수도 있으나, 바람직하게는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)가 서로 합형한 상태에서 제2 다이(300)에서 이형하게 제어함으로써, U 조인트(U)를 프레스 성형한 상태를 유지하면서 튜브(T)를 성형할 수 있게 제어하는 것이 바람직하다.

이어, [도 9(b)]와 같이, 상기 제2 다이(300)에 이미 합형 상태에 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 합형함에 따라, 캐비티(110)에 삽입한 튜브 펀치(312)를 통해 U 조인트(U)를 성형한 프레스 모재(M')에 튜브(T)를 성형하게 된다.

라. 제4단계

제4단계는, [도 10]과 같이, 상술한 튜브(T) 내면에 스플라인(S)을 형성하는 단계이다.

이를 위해, 우선 [도 10(a)]와 같이, 상기 제2 다이(300)에서 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 이형하고, 상기 제2 다이(300)에서 튜브 펀치(312)를 분리한 다음 그 자리에 스플라인 펀치(313)를 장착한다. 이때, 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)는 이형한 상태로 제2 다이(300)에서 이형할 수도 있으나, 바람직하게는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)가 서로 합형한 상태에서 제2 다이(300)에서 이형하게 제어함으로써, U 조인트(U)를 프레스 성형한 상태를 유지하면서 튜브(T)에 스플라인(S)을 성형할 수 있게 제어하는 것이 바람직하다.

이어, [도 10(b)]와 같이, 상기 제2 다이(300)에 이미 합형 상태에 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 합형함에 따라, 캐비티(110)에 삽입한 스플라인 펀치(313)를 통해 튜브(T) 내면에 스플라인(S)을 성형하게 된다.

마. 제5단계

제5단계는, 성형한 슬리브 요크를 추출하는 단계이다. 이는, 스플라인(S)을 성형한 다음, 상술한 성형 다이(100)에서 제1 다이(200)를 이형한 다음 성형한 슬리브 요크를 성형 다이(100)에서 추출한다. 이러한 추출 과정은 본 발명이 속한 기술분야에서 사용하는 통상의 기술을 이용하여 추출한다.

이상과 같이 본 발명은 성형 다이의 양쪽에 제1 및 제2 다이를 갖춘 하나의 다이를 이용하여 펀치 및 지그를 교환하는 방법으로 슬리브 요크를 제작할 수 있게 구성함으로써, 하나의 다이로 쉽고 편리하면서도 간단하게 슬리브 요크를 제작할 수 있게 된다.

100: 성형 다이
110: 캐비티
200: 제1 다이
210: 조인트 펀치
300: 제2 다이
310: 펀치 및 지그
311: 조인트 지그
312: 튜브 펀치
313: 스플라인 펀치
M: 프레스 소재
M': U 조인트를 성형한 프레스 소재

Claims (4)

1. 프레스 소재(M)를 삽입하여 슬리브 요크의 외형을 성형할 수 있도록 캐비티(110)를 형성한 성형 다이(100); 상기 캐비티(110)의 한쪽 끝에 끼워져서 상기 성형 다이(100)에 합형과 이형할 수 있게 구성하되, 슬리브 요크의 U 조인트(U)를 성형하는 조인트 펀치(210)를 갖춘 제1 다이(200); 상기 캐비티(110)의 다른 한쪽 끝에 끼워져서 상기 성형 다이(100)에 합형과 이형할 수 있게 구성하되, 슬리브 요크를 프레스 성형할 때 사용하는 펀치 및 지그(310)를 차례로 장착하여 프레스 성형이 이루어지게 하는 제2 다이(300);를 포함하되;, 상기 펀치 및 지그(310)는, U 조인트(U)를 성형할 때 지지하는 조인트 지그(311); U 조인트를 성형하지 않은 쪽을 실린더 형상으로 튜브(T)를 연장하게 지지하는 튜브 펀치(312); 및 상기 튜브(T) 내부에 스플라인(S)을 성형하는 스플라인 펀치(313);를 포함하는 슬리브 요크 제조 장치를 이용한 슬리브 요크 제조 방법에서,
   (1) 상기 제2 다이(300)에서 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 이형하고, 상기 제2 다이(300)에 조인트 지그(311)를 장착한 다음, 상기 성형 다이(100)만 제2 다이(300)에 합형한 뒤에, 상기 캐비티(110)에 프레스 모재(M)를 삽입하여 상기 조인트 지그(311)의 지지를 받게 하는 제1단계;
   (2) 상기 제1 다이(200)를 성형 다이(100)에 합형하여 조인트 펀치(210)로 프레스 모재(M)에 U 조인트(U)를 형성하는 제2단계;
   (3) 상기 제2 다이(300)에서 합형한 상태로 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 동시에 이형하게 하고, 상기 제2 다이(300)에서 상기 조인트 지그(311)를 분리하고 그 자리에 튜브 펀치(312)를 장착한 다음, 합형 상태인 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 제2 다이(300)에 합형하여 U 조인트(U)를 성형한 프레스 모재(M')에 튜브(T)를 형성하는 제3단계;
   (4) 상기 제2 다이(300)에서 합형한 상태로 있는 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 동시에 이형하게 하고, 상기 제2 다이(300)에서 튜브 펀치(312)를 분리하고 그 자리에 스플라인 펀치(313)를 장착한 다음, 합형한 상태로 있는 상기 제1 다이(200)와 성형 다이(100)를 상기 제2 다이(300)에 합형하여 튜브(T) 안에 스플라인(S)을 성형하는 제4단계; 및
   (5) 상기 성형 다이(100)에서 제1 다이(200)를 이형하고, 상기 성형 다이(100)에서 성형한 슬리브 요크를 추출하는 제5단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬리브 요크 제조 방법.
   
2. 제1항에서,
   상기 제1 다이(200), 상기 성형 다이(100), 그리고 상기 제2 다이(300)가,
   차례로 위에서 아래로 배치하게 하여 프레스 성형하게 구성한 것을 특징으로 하는 슬리브 요크 제조 방법.
   
3. 제1항에서,
   상기 제2 다이(300)는,
   상기 성형 다이(100)와 마주하는 면에 홀더(310')를 갖추고, 상기 홀더(310') 위에 상기 펀치 및 지그(310)를 장착하여 사용하게 한 것을 특징으로 하는 슬리브 요크 제조 방법.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
   상기 제1 다이(200)와 상기 성형 다이(100)는, 각각
   유압 또는 기계식 실린더로 작동하게 구성한 것을 특징으로 하는 슬리브 요크 제조 방법.

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