KR102659860B1

KR102659860B1 - 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치

Info

Publication number: KR102659860B1
Application number: KR1020220065416A
Authority: KR
Inventors: 최원충
Original assignee: 최원충
Priority date: 2022-05-27
Filing date: 2022-05-27
Publication date: 2024-04-22
Also published as: KR20230165536A

Abstract

본 발명은 전조 다이스를 이용해 장구형 웜기어를 생산하는 데 있어 소재를 안정적으로 공급 지지할 수 있도록 한 소재지지장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는,
전조 다이스 고정장치(10)에 체결되는 바닥체결부(101)가 형성되어 있고, 상기 바닥체결부(101)의 상측에는 회동핀(103)이 삽입되는 통공(104)이 천공되어 있는 롤러체결부(102)가 양측에 형성되어 있으며, 양측면에는 슬라이딩공(106)이 천공되어 있는 측면체결부(105)가 형성되어 있는 고정몸체(100);
상기 롤러체결부(102)에 회동핀(103)에 의해 회동가능하게 체결되는 지지롤러(110);
상기 고정몸체(100)의 측면체결부(105)에 천공되어 있는 슬라이딩공(106)에 관통되는 장볼트(206)와 결합하여 너트(207)에 의해 높이 및 폭조절이 가능하도록 고정몸체(105) 양측에 대향되게 체결되는 것으로, 장구형 웜기어 가공용 소재가 회동가능하게 고정되는 소재물림부(200)로 이루어진 것을 특징으로 한 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치에 관한 것임.

Description

전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치{MATERIAL SUPPORTING APPARATUS FOR ROLLING OF ROD HOURGLASS WORM GEAR}

본 발명은 호빙머신이나 선반 등의 연삭가공에 의해서만 이루어지던 웜기어 가공을 서로 대향되는 전조 다이스를 이용해 장구형 웜기어를 생산하는 데 있어, 소재를 안정적으로 지지하여 전조가공 과정에서 신속하고 안정적으로 장구형 웜기어를 생산할 수 있도록 한 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웜기어를 포함하는 기어의 가공은 호빙머신에 의하여 절삭가공하는 것이 보통이나, 웜기어는 일반기어 가공용 호빙머신과는 달리 공구대를 이송시키기 위한 이송장비가 추가로 구비되어야 하므로 가공 생산성이 저하되고, 장비 자체가 고가이므로 생산단가가 증대되는 등의 문제점이 있는 것이 사실이다.

이에 CNC선반을 이용하여 웜기어의 가공을 행하는 경우가 있는데, 이 경우 리드값이 큰 웜의 경우에는 가공이 곤란하며, 웜가공을 위한 전용 지그가 반드시 구비되어 있어야 할 뿐만 아니라, CNC자동선반의 가격이 매우 비싸 쉽게 구입하기 어려우며, 따라서 제조장비의 고가 구입에 따라 자연히 제조단가의 상승으로 이어지기 때문에 소규모 사업장에서는 적용하기 어려운 점이 있다.

또한, 앞서 지적한 바와 같이, 호빙머신을 이용하여 가공하는 경우에는 일반 치차가공을 위한 공구대의 설치구조로서는 웜을 가공할 수 없기 때문에, 기존 공구대를 완전히 해체한 후에 웜가공을 위한 전용 공구대를 다시설치해야 하는 엄청난 불편함이 존재하고 있다.

이에 따라 범용선반을 이용하여 웜기어를 가공하는 방법이 있는데, 이러한 경우 절삭 가공을 수행하는 절삭 공구를 가공물의 외주면에 나선홈의 비틀림 각도에 맞게 정확하게 접촉시키는 것이 난해하여 정확한 치수를 갖는 웜기어의 가공이 불가능한 단점이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 일반적으로 선반은 선삭작업을 하는 공작기계로서, 크게 본체에 구비된 베드와 주축대, 왕복대 및 심압대, 그리고 부속장치로 구성되어 있다.

상기 주축대에는 전동기의 동력을 받아 회전하는 주축과, 주축의 나사부에 가공물을 고정하는 척 또는 면판이 설치되어 있다. 그리고 가공물의 가공을 위해 에이프런, 새들, 복식공구대 등으로 되어 있는 공구대를 베드에 따라 이동시키며 회전하는 가공물을 공구에 의해 절삭가공, 나사가공, 테이퍼가공, 널링가공, 드릴링가공, 보오링가공 등을 하게 된다.

그리고 이렇게 선반작업을 마친 가공물은 다시 밀링머신으로 옮겨 재 고정시킨 후 평면절삭 등의 작업을 한다.

이는 상기 선반에서는 척에 고정된 가공물이 주축의 회전에 의해 함께 회전하고 정지된 공구를 밀착시켜 가공을하게 되므로 밀링머신에서와 같은 평면절삭 작업에는 어려움이 있기 때문이다.

따라서 상기에서와 같이 선반에서의 작업을 마친 가공물을 밀링머신 작업을 하기 위해 이동하여 재고정하고 작업을 하여야 함으로써, 불필요한 작업시간이 많이 소요되며, 비능률적이고 생산성의 저하를 가져오며 생산비 등의 재반비용이 증가하는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점을 해결하고자 절삭가공이 아닌 전조 다이스를 이용한 방법으로 웜기어를 가공하는 방식이 개발되어 사용되고 있지만, 이러한 전조 다이스를 이용한 웜기어 가공은 원봉의 긴 소재를 전조 다이스를 통과시키면서 웜기어를 가공하는 방식으로 장구형 웜기어 가공에는 것은 한계가 있었다.

여기서, 장구형 웜기어는 구조상 많은 이가 물려 있고, 접촉면이 일반형 웜기어에 비해 상대적으로 넓어 효과적으로 고부하를 전달할 수 있고 전달 효율이 일반 웜기어에 비해 최대 10%까지 높다. 30:1의 기어비인 경우 같은 크기의 기어박스로 약 2배의 동력을 전달할 수 있으며, 동시에 물리는 잇수가 많아 일반 원통형 기어보다 작은 크기로 동일한 동력을 전달할 수 있어 소형화 및 경량화가 가능해 설계의 확장성이 높다. 또한 시동·정지 시 충격 저항이 높은 내구성을 가지고 있다. 일반 기어에 비해 외부 충격에 견디는 힘이 3배 이상 강하고, 백래시를 자유롭게 구현할 수 있는 등 정밀성이 뛰어나 산업 현장에서 적용 분야가 매우 넓다. 소음도 5~10dB 정도 줄어 정숙한 운전이 가능하며 수명 역시 상대적으로 긴 것은 물론, 부피 및 무게가 상대적으로 작고, 전달 효율이 높아 장시간 운전 시 에너지 절감 효과가 높아 친환경적인 기어로 산업 전반에 사용되며 요구하는 수요는 많지만 가공 기술이 워낙 까다로워 그 수요를 충족하지 못하는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

전조 다이스를 이용해 장구형 웜기어를 생산하기 위해 필수적으로 필요한 소재의 안정적인 공급 및 지지를 할 수 있도록 하여 가공이 까다로운 장구형 웜기어를 보다 신속하고 정교하게 가공 생산할 수 있는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소재를 고정시키는 소재물림부의 높낮이 및 폭을 조절할 수 있도록 하여 다양한 사이즈의 장구형 웜기어 소재를 안정적으로 지지할 수 있는 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은,

전조 다이스 고정장치(10)에 체결되는 바닥체결부(101)가 형성되어 있고, 상기 바닥체결부(101)의 상측에는 회동핀(103)이 삽입되는 통공(104)이 천공되어 있는 롤러체결부(102)가 양측에 형성되어 있으며, 양측면에는 슬라이딩공(106)이 천공되어 있는 측면체결부(105)가 형성되어 있는 고정몸체(100);

상기 롤러체결부(102)에 회동핀(103)에 의해 회동가능하게 체결되는 지지롤러(110);

상기 고정몸체(100)의 측면체결부(105)에 천공되어 있는 슬라이딩공(106)에 관통되는 장볼트(206)와 결합하여 너트(207)에 의해 높이 및 폭조절이 가능하도록 고정몸체(105) 양측에 대향되게 체결되는 것으로, 상기 장볼트(206)의 상측과 체결하는 체결공(202)이 하면에 형성되어 있는 물림부몸체(201)와, 상기 물림부몸체(201)의 내측에 구비되는 베어링(203)과, 상기 베어링(203)에 의해 회동가능하게 체결되어 장구형 웜기어 소재(12)의 양측을 지지하는 물림축(210)과, 상기 물림축(210)의 타측에 구비되어 물림축(210)에 탄성력을 전달하는 스프링(204)과, 상기 스프링(204)이 삽입되어 안착되는 스프링하우징(205)으로 구성되어 장구형 웜기어 가공용 소재가 회동가능하게 고정되는 소재물림부(200)로 이루어진 것을 특징으로 하여, 상기의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 구성함으로서,

전조 다이스를 이용해 장구형 웜기어를 생산하기 위해 필수적으로 필요한 소재의 안정적인 공급 및 지지를 할 수 있도록 하여 가공이 까다로운 장구형 웜기어를 보다 신속하고 정교하게 가공 생산할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전체 결합된 상태의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 분해된 상태이 분리 사시도이며,
도 3은 본 발명의 소재 물림부를 표현한 도면이고,
도 4는

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 첨부한 도면에서 보는 바오 같이 전조 다이스(11)가 고정되는 다이스 고정장치(10)에 본 발명이 체결되어 장구형 웜기어 가공을 위한 소재(12)를 지지하기 위한 장치에 관한 것인데,

여기서 전조 다이스(11)는 장구형 웜기어를 전조 가공 하기 위해 특별 설계된 것으로, 이렇게 특별 설계된 전조 다이스(11)를 서로 대향되게 한조로 설치한 후 소재(12)를 본 발명에 회동가능하게 물려서 고정시킨 후 전조 다이스(11)를 전진시켜 소재(12)를 장구형 웜기어로 가공하는 것이다.

한편, 상기와 같이 장구형 웜기어를 전조 가공하기 위해 소재(12)를 지지하기 위한 본 발명의 구조는 첨부한 도면에서 보는 바와 같이, 다이스 고정장치(10)에 체결되는 고정몸체(100)의 양측 상단부에 소재물림부(200)를 구비하여, 상기 소재물림부(200)에 소재(12)가 물린 후 전조 가공이 이루어 지는 것이다.

상기 고정몸체(100)는 전조 다이스 고정장치(10)에 체결되는 바닥체결부(101)가 형성되어 있고, 상기 바닥체결부(101)의 상측에는 회동핀(103)이 삽입되는 통공(104)이 천공되어 있는 롤러체결부(102)가 양측에 형성되어 있으며, 양측면에는 슬라이딩공(106)이 천공되어 있는 측면체결부(105)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 롤러체결부(102)에는 지지롤러(110)가 회동핀(103)에 의해 체결되어 소재(12)이 중앙부분을 지지함으로써, 결과적으로 소재(12)가 밑으로 처지는 것을 방지할 수 있도록 하였는데,

이때, 상기 지지롤러(110)는 장구형 웜기어 형상과 대비되는 형태의 볼록라운드부(111)가 중앙에 형성되도록 하여 장구형 웜기어를 가공하면서 오목하게 들어가는 부분을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 고정몸체(100)의 양측에 구비되여 소재(12)가 물린 후 전조 가공이 이루어 지도록 하는 소재물림부(200)는 첨부한 도면에서 보는 바와 같이, 상기 고정몸체(100)의 측면체결부(105)에 천공되어 있는 슬라이딩공(106)에 관통되는 장볼트(206)와 결합하여 너트(207)에 의해 높이 및 폭 조절이 가능하도록 체결되는 것으로,

상기 장볼트(206)의 상측과 체결하는 체결공(202)이 하면에 형성되어 있는 물림부몸체(201)와, 상기 물림부몸체(201)의 내측에 구비되는 베어링(203)과, 상기 베어링(203)에 의해 회동가능하게 체결되어 장구형 웜기어 소재(12)의 양측을 지지하는 물림축(210)과, 상기 물림축(210)의 타측에 구비되어 물림축(210)에 탄성력을 전달하는 스프링(204)과, 상기 스프링(204)이 삽입되어 안착되는 스프링하우징(205)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 물림축(210)은 베어링(203)과 밀착되는 몸통(211)의 전방으로 안전턱(212)이 형성되어 있고, 상기 안전턱(212) 전방에는 원뿔형태의 물림돌기(213)가 형성되어 있으며, 상기 몸통(211)의 후방에는 걸림턱(214)이 형성되어 있는 구조이다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예인 도 5 에서 보는 바와 같이

상기 고정몸체(100)는 양측에 결합공(107)이 상면에 형성되어 있는 측면체결부(105)가 일정간격 이격되게 형성되고, 상단 양측에는 회동핀안착부(108)가 구비되도록 하고,

상기 회동핀안착부(108)에 회동가능하게 안착되는 회동핀(103)이 양측에 형성되어 있는 지지롤러(110)를 구비하고,

상기 소재물림부(200)의 물림부몸체(201) 하측으로 장볼트(206)가 일체로 형성되어 상기 측면체결부(105)의 결합공(107)에 일정한 높이로 결합된 후 너트(207)에 의해 체결되는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기와 같이 구성된 본 발명에 소재(12)를 고정시켜 장구형 웜기어를 가공하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선 다이스 고정장치(10)에 장구형 웜기어를 전조하기 위해 특별 설계된 전조 다이스(11)를 좌우 이송 가능하도록 대향되게 설치하고, 상기 양쪽에 설치된 전조 다이스(11) 사이 중앙에 고정몸체(100)의 바닥체결부(101)를 고정 설치하여, 결과적으로 본 발명이 전조 다이스(11) 사이의 다이스 고정장치(10) 상면에 설치된 상태가 되는 것으로, 이와 같이 다이스 고정장치(10)에 전조 다이스(11) 및 본 발명을 설치하면 장구형 웜기어를 가공하기 위한 셋팅 작업이 완료가 되는 것이다.

상기와 같이 설치가 완료된 상태에서 장구형 웜기어를 가공하기 위한 소재(12)를 본 발명의 소재물림부(200)에 회동가능하게 고정하게 되는데, 이는 소재물림부(200)의 물림축(210)을 물림몸체(201) 내측으로 힘을가해 밀어넣어 양측의 물림축(210) 간격을 벌려서 소재(12)가 물림축(210) 사이에 위치할 수 있도록 한 후, 물림축(210)을 가압하던 힘을 빼면 스프링(201)에 의해 양측의 물림축(210)이 전진하면서 소재(12)의 양측에 물리는 형태로 소재(12)가 고정되어 진다.

아울러, 상기와 같이 소재(12)의 양측이 물림축(210)에 의해 고정된 상태가 되는 동시에 소재(12)의 중앙에 형성된 장구형 웜기어 가공부분의 밑부분은 지지롤러(110)가 지지하는 형태가 되어 결과적으로 소재(12) 양측으로 밀리지 않고 아래로 처지는 것도 방지하여 안정적으로 지지된 상태가 되는 것이다.

상기와 같이 소재물림부(200)에 소재(12)를 고정한 상태에서 전조 다이스(11)를 회전하면서 서서히 전진시켜 소재(12)를 전조가공을 통해 장구형 웜기어를 생산하게 되며, 이렇게 전조가공이 끝나서 장구형 웜기어가 완성되면 작업자가 물림축(210)를 밀어넣어 완성된 장구형 웜기어를 탈거시키면 작업이 완료되며, 이러한 작업을 반복적으로 수행하면서 생산이 어려운 장구형 웜기어를 보다 신속하고 정확하게 생산할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.

10; 다이스 고정장치 11; 전조 다이스
12; 소재 100; 고정몸체
101; 바닥체결부 102; 롤러체결부
103; 회동핀 104; 통공
105; 측면체결부 106; 슬라이딩공
110; 지지롤러 111; 볼록라운드부
200; 소재물림부 201; 물림부몸체
202; 체결공 203; 베어링
204; 스프링 205; 스프링하우징
206; 장볼트 207; 너트
210; 물림축 211; 몸통
212; 안전턱 213; 물림돌기
214; 걸림턱

Claims

전조 다이스 고정장치(10)에 체결되는 바닥체결부(101)가 형성되어 있고, 상기 바닥체결부(101)의 상측에는 회동핀(103)이 삽입되는 통공(104)이 천공되어 있는 롤러체결부(102)가 양측에 형성되어 있으며, 양측면에는 슬라이딩공(106)이 천공되어 있는 측면체결부(105)가 형성되어 있는 고정몸체(100);
상기 롤러체결부(102)에 회동핀(103)에 의해 회동가능하게 체결되는 지지롤러(110);
상기 고정몸체(100)의 측면체결부(105)에 천공되어 있는 슬라이딩공(106)에 관통되는 장볼트(206)와 결합하여 너트(207)에 의해 높이 및 폭조절이 가능하도록 고정몸체(105) 양측에 대향되게 체결되는 것으로, 장구형 웜기어 가공용 소재가 회동가능하게 고정되는 소재물림부(200)로 이루어진 것을 특징으로 하는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소재물림부(200)는 장볼트(206)의 상측과 체결하는 체결공(202)이 하면에 형성되어 있는 물림부몸체(201)와, 상기 물림부몸체(201)의 내측에 구비되는 베어링(203)과, 상기 베어링(203)에 의해 회동가능하게 체결되어 장구형 웜기어 소재(12)의 양측을 지지하는 물림축(210)과, 상기 물림축(210)의 타측에 구비되어 물림축(210)에 탄성력을 전달하는 스프링(204)과, 상기 스프링(204)이 삽입되어 안착되는 스프링하우징(205)으로 구성되는 것을 포함하는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치.
제 2 항에 있어서,
상기 물림축(210)은 베어링(203)과 밀착되는 몸통(211)의 전방으로 안전턱(212)이 형성되어 있고, 상기 안전턱(212) 전방에는 원뿔형태의 물림돌기(213)가 형성되어 있으며, 상기 몸통(211)의 후방에는 걸림턱(214)이 형성되어 있는 것을 포함하는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지롤러(110)는 장구형 웜기어 형상과 대비되는 형태의 볼록라운드부(111)가 중앙에 형성되어 있는 것을 포함하는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치.
제 1항에 있어서,
상기 고정몸체(100)는 양측에 결합공(107)이 상면에 형성되어 있는 측면체결부(105)가 일정간격 이격되게 형성되고, 상단 양측에는 회동핀안착부(108)가 구비되도록 하고,
상기 회동핀안착부(108)에 회동가능하게 안착되는 회동핀(103)이 양측에 형성되어 있는 지지롤러(110)를 구비하고,
상기 소재물림부(200)의 물림부몸체(201) 하측으로 장볼트(206)가 일체로 형성되어 상기 측면체결부(105)의 결합공(107)에 일정한 높이로 결합된 후 너트(207)에 의해 체결되는 것을 포함하는 전조 다이스를 이용한 장구형 웜기어 가공용 소재지지장치.