KR102273238B1 - 허브 볼트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이스와 소재 간의 마찰력을 높여 소재가 왕복운동하는 다이스에 의해 롤링 및 회전할 때, 소재가 정지된 상태에서 다이스에 의해 강제로 밀려 발생하는 로렛트의 산과 골의 변형을 없애 후가공으로 인한 작업의 번거로움 및 불편성과 생산성 저하를 해소할 수 있도록 한 허브 볼트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 그 제조 방법은 절단된 소재를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하는 포밍공정과; 상기 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 반복하는 로젯트를 형성하는 로렛트 성형공정과; 상기 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트가 성형된 소재의 표면에 나사를 성형하는 나사 성형공정과; 상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키는 열처리 공정과; 상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공하는 표면 처리공정;으로 이루어진 것이다.

Description

허브 볼트 및 그 제조방법{HUB BOLT AND MANUFACTURING THEROF}

본 발명은 허브 볼트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이스와 소재 간의 마찰력을 높여 소재가 왕복운동하는 다이스에 의해 롤링 및 회전할 때, 소재가 정지된 상태에서 다이스에 의해 강제로 밀려 발생하는 로렛트의 산과 골의 변형을 없애 후가공으로 인한 작업의 번거로움 및 불편성과 생산성 저하를 해소할 수 있도록 한 허브 볼트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 허브 볼트(hub bolt)는 브레이크 디스크와 림(rim)을 장착하기 위하여 허브에 끼운 볼트를 말하는 것으로서, 통상 도 1에 도시된 바와 같이 원주 형상의 볼트몸체(100)에 볼트헤드(110)가 일체로 형성되고, 볼트몸체(100)의 상.하부에 로렛트(10)와 나사(130)가 형성된다.

상기 로렛트(120)는 일자형의 산(120a)과 골(120b)이 수직 방향을 따라 볼트몸체(100)에 반복적으로 형성되어 상대물에 억지끼움되고, 상기 나사(130)는 상대물에 너트와 함께 체결된다. 이러한 허브 볼트는 도 2에 도시된 바와 같이 포밍공정 - 로렛트 성형공정 - 절삭 가공공정 - 나사 성형공정 - 열처리 공정 - 표면처리 공정으로 이루어진다.

포밍(forming)공정은 소재의 절단과 길이 및 직경, 헤드 성형 등과 같은 작업을 기계를 이용하여 소성 가공하는 것으로서, 로렛트(10)와 나사(130)가 없는 볼트몸체(100)를 이룬다. 로렛트 성형공정은 평판다이식 전조기에 의해서 볼트몸체(100)에 로렛트(120)가 성형되는 것으로서, 상기 전조기에는 고정다이스(D1)와 이동다이스(D2)가 한 조를 이루어 설치된다.

상기 이동다이스(D2)는 로렛트(120)에 대응되는 일자형의 산(120a)과 골(120b)이 일측면에 수직 방향을 따라 반복적으로 형성된 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 다이스의 식입부, 즉 고정다이스(D1)의 말단과 이동다이스(D2)의 선단 사이에 소재(M)가 삽입되어 심어지면, 이동다이스(D2)가 전진하면서 소재(M)를 강제로 롤링, 즉 회전시키면서 로렛트(10)를 성형하게 되고, 로렛트(10)가 성형된 소재(M)는 고정다이스(D1)의 선단과 이동다이스(D2) 말단의 탈락부를 통해 다이스로부터 이탈되는 것이다.

이렇게 로렛트 성형이 이루어진 후에는 절삭 가공공정을 통해 로렛트(120)의 산(120a)과 골(120b)을 정확한 치수로 맞춘 다음, 평판다이식 또는 로울러다이식 전조 작업을 통해 볼트몸체(100)에 나사(130)를 성형하게 되는 것이며, 나사 성형까지 마친 소재는 열처리 공정과 표면처리 공정을 통해 제품 성형을 완료하게 된다.

이같이 종래에는 로렛트 성형후 반드시 절삭가공 공정을 필요로 한다. 이는 로렛트(120)가 일자형의 산(120a)과 골(120b)로 이루어져 있고, 골(120b)의 깊이가 0.2mm 정도로 너무 낮아 이동다이스(D2)로 소재(M)를 회전 및 롤링시키는데 필요한 충분한 마찰력을 갖기 어렵다.

이에 따라, 로렛트 성형시 소재(M)가 정지된 상태에서 이동다이스(D2)가 소재(M)를 강제로 밀어내는 현상이 발생되어 로렛트(120)의 산(120a)과 골(120b)이 변형되고, 이 변형된 로렛트(120)의 산(120a)과 골(120b)의 치수를 정확히 맞추기 위한 절삭가공, 즉 후가공을 필요로 하게 되는 것이다.

따라서, 종래의 허브 볼트의 제조 방법은 작업속도가 느려 생산성 저하를 초래함은 물론 후가공에 따른 작업의 번거로움 및 불편성을 가져와 작업 및 생산의 비효율성을 야기시키고, 제품의 기능 및 신뢰성 저하를 초래하는 문제점이 있었다.

1. 대한민국 공개특허 제10-2009-0096987호(2009.09.15.공개.)

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 다이스와 소재 간의 마찰력을 높여 소재가 왕복운동하는 다이스에 의해 롤링 및 회전할 때, 소재가 정지된 상태에서 다이스에 의해 강제로 밀려 발생하는 로렛트의 산과 골의 변형을 없애 후가공으로 인한 작업의 번거로움 및 불편성과 생산성 저하를 해소할 수 있도록 한 허브 볼트 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 허브 볼트의 한 형태는, 원주 형상의 볼트몸체에 볼트헤드가 일체로 형성되고, 볼트몸체의 상.하부에 로렛트와 나사가 형성된 허브 볼트에 있어서, 상기 로렛트는 기울기를 갖는 리이드각으로 볼트몸체의 수직방향을 따라 반복적으로 산과 골을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 허브 볼트 제조 방법의 한 형태는, 절단된 소재를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하는 포밍공정과; 상기 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 반복하는 로젯트를 형성하는 로렛트 성형공정과; 상기 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트가 성형된 소재의 표면에 나사를 성형하는 나사 성형공정과; 상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키는 열처리 공정과; 상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공하는 표면 처리공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로렛트 성형공정은, 고정다이스와 왕복운동을 하는 이동다이스가 한 조를 이루어 설치된 평판다이식 전조기에 의해 성형되고, 상기 이동다이스는 기울기를 갖는 리이드각으로 일측면에 산과 골이 수직 방향을 따라 반복적으로 형성된 로렛트 성형부를 가지며, 식입부에 공급된 소재는 상기 이동다이스의 왕복운동에 의해 회전 및 롤링되어 소재에 로렛트가 성형되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이동다이스의 선단 측의 로렛트 성형부 입구의 산을 6줄로 형성한 것을 특징으로 하고, 상기 고정다이스 및 이동다이스는 식입부 측에 1.5d 정도의 길이를 갖는 호우닝부를 더 포함하고, 상기 이동다이스의 왕복운동에 의한 소재의 회전수는 4회전 이상으로 성형되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정다이스와 이동다이스는 다이스용 모재를 커팅머신을 이용하여 소정 크기로 절단하는 재료 절단공정과; 상기 재료 절단공정을 통해 절단된 모재의 평면, 각, 길이를 가공하는 포밍공정과; 상기 포밍공정을 거친 후 그 가공된 다이스 모재를 열처리하는 열처리공정과; 상기 열처리공정을 거친 각각의 다이스 모재의 일측면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 수직방향으로 반복하는 로젯트 성형부를 나사 연삭기로 가공하는 로렛트 가공공정;으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 원주 형상의 볼트몸체에 볼트헤드가 일체로 형성되고, 볼트몸체의 상.하부에 로렛트와 나사가 형성된 허브 볼트에 있어서, 상기 로렛트는 기울기를 갖는 리이드각으로 볼트몸체의 수직방향을 따라 반복적으로 산과 골을 갖도록 형성되고, 절단된 소재를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하는 포밍공정과; 상기 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 반복하는 로젯트를 형성하는 로렛트 성형공정과; 상기 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트가 성형된 소재의 표면에 나사를 성형하는 나사 성형공정과; 상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키는 열처리 공정과; 상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공하는 표면 처리공정에 의해서 허브 볼트가 제조되도록 함으로써 로젯트 성형후 절삭가공 등과 같은 후가공이 필요없어 작업의 간소화와 신속성 및 효율성을 확보할 수 있고, 작업 시간의 단축으로 생산성 향상을 기할 수 있으며, 가공 치수의 정확성으로 볼트의 기능 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1 내지 도 3은 종래의 허브 볼트 제조 방법을 나타낸 것으로서,
도 1은 종래의 허브 볼트의 정면도.
도 2는 종래의 허브 볼트의 제조 공정을 나타낸 블록도.
도 3은 종래의 허브 볼트의 성형 상태를 나타낸 사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 허브 볼트 제조 방법을 나타낸 것으로서,
도 4는 본 발명에 의한 허브 볼트의 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 허브 볼트의 제조 공정을 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 의한 허브 볼트의 성형 상태를 나타낸 사시도.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 4 내지 도 6은 본 발명에 의한 허브 볼트 제조 방법을 나타낸 것으로서, 도 4는 본 발명에 의한 허브 볼트의 정면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 허브 볼트의 제조 공정을 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명에 의한 허브 볼트의 성형 상태를 나타낸 사시도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 허브 볼트는 원주 형상의 볼트몸체(100)에 볼트헤드(110)가 일체로 형성되고, 볼트몸체(100)의 상.하부에 로렛트(10)와 나사(130)가 형성된 허브 볼트에 있어서, 상기 로렛트(10)는 기울기를 갖는 리이드각으로 볼트몸체(100)의 수직방향을 따라 반복적으로 산(10a)과 골(10b)을 갖도록 형성된다.

이러한 본 발명에 의한 허브 볼트는 도 5에 도시된 바와 같이 포밍공정-로렛트 성형공정-나사 성형공정- 열처리 공정-표면처리 공정으로 이루어지는 것으로서, 상기 포밍공정은 절단된 소재(M)를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하고, 상기 로렛트 성형공정은 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재(M)의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산(10a)과 골(10b)이 반복하는 로젯트(10)를 형성한다.

상기 나사 성형공정은 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트(10)가 성형된 소재(M)의 표면에 나사(130)를 성형하고, 상기 열처리 공정은 상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키며, 상기 표면 처리공정은 상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공함으로써 일련의 허브 볼트의 제조를 완료하게 되는 것이다.

상기 열처리 공정은 금속재료가 각종 사용 목적에 따른 기능을 충분히 발휘하려면 각 용도에 적당한 성분을 가진 재료를 선택하여야 하고, 그 재료의 내부 결정 조적이 목적하는 용도에 가장 적합한 상태로 조절되는 것이 필요하다. 이 조절 방법으로 금속을 적당한 온도에 가열 및 냉각 등의 조작을 통하여 목적한 성질을 부여하는 것을 말한다.

한편, 상기 로렛트의 성형은 도 6에 도시된 바와 같이 평판다이식 전조기에 의해서 볼트몸체(100)에 로렛트(10)가 성형되는 것으로서, 상기 전조기에는 고정다이스(D1)와 이동다이스(D2)가 한 조를 이루어 설치된다.

상기 이동다이스(D2)는 로렛트(10)에 대응되는 기울기를 갖는 리이드각으로 일측면에 산(20a)과 골(20b)이 수직 방향을 따라 반복적으로 형성된 로렛트 성형부(20)를 가지며, 다이스의 식입부, 즉 고정다이스(D1)의 말단과 이동다이스(D2)의 선단 사이에 소재(M)가 삽입되어 심어지면, 이동다이스(D2)가 전진하면서 소재(M)를 강제로 롤링 및 회전시키면서 로렛트(10)를 성형하게 되고, 로렛트(10)가 성형된 소재(M)는 고정다이스(D1)의 선단과 이동다이스(D2) 말단의 탈락부를 통해 다이스로부터 이탈되는 것이다.

그리고, 상기 리이드각을 크게 하기 위해 이동다이스(D2)의 선단 측의 로렛트 성형부(20) 입구의 산(20a)은 6줄로 형성되고, 상기 고정다이스(D1) 및 이동다이스(D2)는 식입부 측에 1.5mm 정도의 길이로 길게 호우닝부를 형성하여 식입부와 탈락부 설치의 어려움을 극복하였다. 또한 상기 이동다이스(D2)의 골(20b)은 0.2mm의 깊이로 형성되고, 이동다이스(D2)의 왕복운동에 의한 소재의 회전수는 4회전 이상으로 성형된다.

통상, 호우닝(honing)은 정밀 보오링 머시인, 연삭기 등에서 가공한 공형 내면, 바깥지름 표면 및 평면 등의 가공표면을 호운(hone)이라고 하는 세립자로 된 각봉상의 공구로 가볍게 접촉시키면서 표면을 더욱 매끈하고 또한 정밀하게 가공하는 것을 말한다.

이와 함께 상기 고정다이스(D1)와 이동다이스(D2)는 재료 절단공정-포밍공정-열처리 공정-로렛트 가공공정으로 제조된다.
상기 재료 절단공정은 다이스용 모재를 커팅머신을 이용하여 소정 크기로 절단하고, 상기 포밍공정은 재료 절단공정을 통해 절단된 모재의 평면, 각, 길이를 가공하며, 상기 열처리공정은 상기 포밍공정을 거친 후 그 가공된 다이스 모재를 열처리하고, 상기 로렛트 가공공정은 열처리공정을 거친 각각의 다이스 모재의 일측면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 수직방향으로 반복하는 로젯트 성형부를 나사 연삭기로 가공하게 되는 것이다.

이같이 본 발명은 원주 형상의 볼트몸체에 볼트헤드가 일체로 형성되고, 볼트몸체의 상.하부에 로렛트와 나사가 형성된 허브 볼트에 있어서, 상기 로렛트는 기울기를 갖는 리이드각으로 볼트몸체의 수직방향을 따라 반복적으로 산과 골을 갖도록 형성되고, 절단된 소재를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하는 포밍공정과; 상기 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 반복하는 로젯트를 형성하는 로렛트 성형공정과; 상기 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트가 성형된 소재의 표면에 나사를 성형하는 나사 성형공정과; 상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키는 열처리 공정과; 상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공하는 표면 처리공정에 의해서 허브 볼트가 제조되도록 함으로써 로젯트 성형후 절삭가공 등과 같은 후가공이 필요없어 작업의 간소화와 신속성 및 효율성을 확보할 수 있고, 작업 시간의 단축으로 생산성 향상을 기할 수 있으며, 가공 치수의 정확성으로 볼트의 기능 및 신뢰성을 한층 증대시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명에 의한 허브 볼트 및 그 제조 방법을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

10: 로젯트 10a,20a: 산(crest)
10b,20b: 골 20: 로렛트 성형부
100: 볼트몸체 110: 볼트헤드
130: 나사 D1: 고정다이스
D2: 이동다이스

Claims (6)

1. 삭제
2. 절단된 소재를 볼트의 형태로 성형 및 소성가공하는 포밍공정;
   상기 포밍공정에 의해 볼트 형태로 성형 및 소성가공된 소재의 표면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 반복하는 로젯트를 형성하는 로렛트 성형공정;
   상기 로렛트 성형공정에 의해 표면에 로렛트가 성형된 소재의 표면에 나사를 성형하는 나사 성형공정;
   상기 나사 성형공정에 의해 나사가 성형된 소재의 내부 결정 조직이 원하는 목적의 성질을 갖도록 소재를 가열 및 냉각시키는 열처리 공정;
   상기 열처리 공정을 거친 소재의 표면을 원하는 표면 상태로 가공하는 표면 처리공정;
   을 포함하고,
   상기 로렛트 성형공정은 고정다이스(D1)와 왕복운동을 하는 이동다이스(D2)가 한 조를 이루어 설치된 평판다이식 전조기에 의해 성형되고, 상기 이동다이스(D2)는 기울기를 갖는 리이드각으로 일측면에 산(20a)과 골(20b)이 수직 방향을 따라 반복적으로 형성된 로렛트 성형부(20)를 가지며, 식입부에 공급된 소재(M)는 상기 이동다이스(D2)의 왕복운동에 의해 회전 및 롤링되어 소재(M)에 로렛트(10)가 성형되도록 하며,
   상기 고정다이스(D1)와 이동다이스(D2)는 다이스용 모재를 커팅머신을 이용하여 소정 크기로 절단하는 재료 절단공정과, 상기 재료 절단공정을 통해 절단된 모재의 평면, 각, 길이를 가공하는 포밍공정과, 상기 포밍공정을 거친 후 그 가공된 다이스 모재를 열처리하는 열처리공정과, 상기 열처리공정을 거친 각각의 다이스 모재의 일측면에, 기울기를 갖는 리이드각으로 산과 골이 수직방향으로 반복하는 로젯트 성형부를 나사 연삭기로 가공하는 로렛트 가공공정으로 제조되는 것을 특징으로 한 허브 볼트의 제조방법.
   
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   상기 이동다이스(D2)의 선단 측의 로렛트 성형부(20) 입구의 산(20a)을 6줄로 형성한 것을 특징으로 한 허브 볼트의 제조 방법.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 고정다이스(D1) 및 이동다이스(D2)는 식입부 측에 1.5d 정도의 길이를 갖는 호우닝부를 더 포함하고, 상기 이동다이스(D2)의 왕복운동에 의한 소재(M)의 회전수는 4회전 이상으로 성형되도록 한 것을 특징으로 한 허브 볼트의 제조 방법.
6. 삭제

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