KR20050062729A

KR20050062729A - 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의제조방법 및 이를 수행하는 제조장치

Info

Publication number: KR20050062729A
Application number: KR1020030094398A
Authority: KR
Inventors: 김영광; 김이호; 강범수; 구태완
Original assignee: 일진금속공업 주식회사
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-06-27

Abstract

제조하고자 하는 베럴의 최종 형상에 부합하도록 외경의 기어와 내경 슬리브 캠부를 성형할 수 있는 상부 펀치와 하부 다이를 구비하여 1공정의 작업으로 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형시킴으로써 외경 기어부에 대해 별도의 기계가공으로 인한 추가 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제작시간을 단축할 수 있어 생산성의 극대화 및 작업환경을 개선할 수 있고 치수정밀도와 기계적 성질이 월등히 우수한 냉간단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따르면 베럴을 제조하기 위하여 환봉을 적정 중량으로 절단 후 쇼트, 인산염피막의 과정을 거쳐 냉간단조 공정으로 예비성형체를 만들고 이를 구상화소둔, 쇼트, MoS2피막의 과정을 거치거나, 또는 환봉을 적정중량의 블랭크로 절단 후 예비성형체를 만드는 공정 없이 이를 구상화소둔, 쇼트, MoS2피막의 과정을 거친후 외경 기어부의 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이속에 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 예비성형체 또는 블랭크를 가압하는 냉간 단조 공법을 이용하여 자동차 스타트모터용 베럴을 제조한다.

Description

냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법 및 이를 수행하는 제조장치{Method of producing the barrel of an automobile start motor using cold forging process and apparatus for performing the same}

본 발명은 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법 및 이를 수행하는 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제조하고자 하는 베럴의 최종 형상에 부합하는 외경 기어부 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이속에 예비성형체 또는 블랭크를 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 예비성형체 또는 블랭크를 가압하여 외경의 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형할 수 있는 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법과 이를 수행하는 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 스타트모터(start motor)는 엔진시동을 위하여 최초의 흡입행정과 압축행정에 필요한 구동력을 공급하는 부분으로서 배터리의 전원을 인가받아 엔진의 크랭크축 외측단부에 고전된 풀라이휠의 링기어를 피니언기어로 회전시켜 줌으로서 크랭크축으로 하여금 최초의 흡입행정과 압축행정을 수행하도록 하는 것이다. 이와 같이 엔진이 작동되면 더 이상 엔진을 회전시킬 필요가 없으므로 오버런닝 클러치가 엔진의 가동으로 회전하는 힘이 반대로 발생되면 스타트모터가 엔진을 돌리는 기능을 정지하여 스타트모터를 보호하게 된다.

전술한 스타트모터의 동력을 전달하는 구성요소로는 슬리브 클러치(sleeve clutch)인 베럴(barrel)과, 피니언 기어(pinion gear), 샤프트(shaft) 등으로 이루어지며, 상기 베럴(barrel)은 냉간단조 공법으로 제작되어 진다. 이러한 종래 베럴(barrel)을 제작하기 위해서는 내경 슬리브 캠(sleeve cam)부를 냉간단조 공법으로 완성한 후 외경 기어(gear)부를 기계가공으로 절삭하여 완성하였다.

도 5는 종래 기술에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

도 5를 참조하면, 종래에 제작되어지던 자동차 스타트모터용 베럴은 환봉을 적정 중량으로 절단 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 인산염피막의 과정을 거쳐 냉간단조 공정으로 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부를 갖는 예비성형체를 만들고 이를 구상화소둔 처리후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고, 인산염피막 과정을 거치거나, 또는 환봉을 적정중량의 블랭크로 절단 후 예비성형체를 만드는 공정 없이 이를 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고, 인산염피막의 과정을 거친 후 냉간단조 공정으로 내경 슬리브 캠부(22)를 완료하고, 별도의 기계가공으로 외경 기어부(24)를 완료한다.

그러나 전술한 베럴은 내경 슬리브 캠(sleeve cam)부와, 외경 기어(gear)부를 각각 따로 제작하여야 하기 때문에 제작시간이 증가하게 되고, 외경 기어(gear)부를 가공하기 위해서는 전문기술 인력과 고가의 전용장비 필요하여 인건비의 상승뿐 만 아니라 생산성이 저하되고 외경 기어부의 치수 정밀도와 기계적 성질이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1의 목적은;

제조하고자하는 베럴의 내경 슬리브 캠부와, 외경 기어부를 동시 성형시킴으로써 외경 기어부에 대해 별도의 기계가공으로 인한 추가 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 제작시간을 단축할 수 있어 생산성의 극대화 및 작업환경을 개선할 수 있고 치수 정밀도와 기계적 성질이 월등히 우수한 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제 2의 목적은;

제조하고자 하는 베럴의 최종 형상에 부합하는 외경 기어부 다이와, 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이속에 예비성형체 또는 블랭크를 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 예비성형체 또는 블랭크를 가압하여 외경의 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하여 치수 정밀도와 기계적 성질이 월등히 우수한 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 제 1의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법에 있어서,

환봉을 적정 중량의 블랭크로 절단 후 상기 블랭크를 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성하는 단계(S1), 피막처리된 상기 블랭크를 외경 기어부의 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이 속에 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 상기 블랭크를 가압하여 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 단계(S2)를 포함하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 환봉을 적정 중량으로 절단 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 인산염피막을 형성하는 단계(S1)를 거쳐 냉간단조 공정으로 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부를 갖는 예비성형체를 만드는 단계(S1-1), 상기 예비성형체에 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성하는 단계(S2), 피막처리된 상기 예비성형체를 외경 기어부의 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이 속에 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 상기 예비성형체를 가압하여 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 단계(S3)를 포함하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기와 같은 제 2의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

예비성형체 또는 블랭크를 이용하여 자동차 스타트모터용 베럴을 제조하는 제조장치에 있어서,

?제조장치는;

상부펀치와, 상기 상부펀치에 대응하는 외경 기어부 다이와 상기 외경 기어부 다이와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크를 유동시킬 수 있도록 소정의 간격만큼 이격되게 배치되는 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치를 구비하는 하부 다이를 구비하고, 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크가 상기 하부다이의 상기 외경 기어부 다이의 기어 외경보다 약간 큰 중앙의 개구부의 선단부에 위치되면 상기 상부 펀치를 하강시켜 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크를 가압하여 상기 예비성형체 또는 블랭크의 유동이 상기 외경 기어부 다이와 상기 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치의 이격된 상기 간격으로 유동시켜 한번의 작업으로 상기 베럴의 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제조하고자 하는 베럴의 최종 형상에 부합하는 외경 기어부 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이속에 예비성형체 또는 블랭크를 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 예비성형체 또는 블랭크를 가압하여 외경의 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형할 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법 및 이를 수행하는 제조장치를 상세히 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 스타트모터용 베럴(26)의 제조 공정의 원소재로서 환봉을 적정 중량의 블랭크(16)로 절단 후 이를 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성한다(단계 S1). 전술한 피막 형성단계(S1)를 거친 후에는 이를 외경 기어부의 다이(14)와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치(18)로 이루어진 하부 다이(30)속에 위치시킨 후 상부 펀치(12)를 하강시켜 블랭크(16)를 가압하여 외경 기어부(24)와 내경 슬리브 캠부(22)를 동시에 성형하여 자동차 스타트모터용 베럴(26)을 제조한다(단계 S2).

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 스타트모터용 베럴(26)의 제조 공정의 원소재로서 환봉을 적정 중량으로 절단 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 인산염피막을 형성하는 단계(S1)를 거쳐 냉간단조 공정으로 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부(28)를 갖는 예비성형체(20)를 만들고(단계 S1-1), 이를 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성한다(단계 S2). 전술한 피막 형성단계(S2)를 거친 후에는 이를 외경 기어부의 다이(14)와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치(18)로 이루어진 하부 다이(11)속에 위치시킨 후 상부 펀치(12)를 하강시켜 예비성형체(20)를 가압하여 외경 기어부(24)와 내경 슬리브 캠부(22)를 동시에 성형하여 자동차 스타트모터용 베럴(26)을 제조한다(단계 S3).

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치와 제조장치 내에 예비성형체 또는 블랭크가 위치된 상태를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자동차 스타트모터용 베럴(26)의 제조장치(10)는 베럴(26)의 최종 형상에 부합하는 외경 기어부 다이(14)와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치(18)로 이루어진 하부 다이(11)와 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)를 상부에서 가압하기 위한 상부 펀치(12)를 포함한다. 이때, 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)는 하부다이 외경 기어부(14)의 기어 외경보다 약간 큰 중앙의 개구부에 삽입되어 기어 외경부의 선단부에 위치된 상태를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서 자동차 스타트모터용 베럴의 원소재로서 준비된 예비성형체와 블랭크의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 예비성형체(20) 및 블랭크(16)로서 예비성형체(20)는 상부 펀치(12)를 하강시켜 예비성형체(20)를 가압시켜 소재의 유동시 상부 펀치(12), 및 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치(18)에 발생되는 압력을 분산 시키고, 외경 기어부(24) 끝단의 결육 방지를 위하여 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부(28)를 갖는 형상을 가진다. 블랭크(16)는 환봉을 필요한 적정 중량으로 절단하여 사용된다.

하기에는 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)가 가압되는 상태를 설명한다.

도 4는 도 2에 도시된 예비성형체 또는 블랭크를 가압한 상태를 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)는 전방압출 방식의 냉간 단조 공법으로 제조된다. 이를 위해서 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)가 하부다이 외경 기어부(14)의 기어 외경보다 약간 큰 외경 기어부(14)의 중앙 개구부에 삽입되어(도 2 참조) 기어 외경부의 선단부에 위치되고, 상부 펀치(12)를 하강시켜 예비성형체(20) 또는 블랭크(16)를 가압하면 소재의 유동은 외경 기어부 다이(14)와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치(18)의 이격된 틈새로 유동시켜 한번의 작업으로 외경 기어부(24)와 내경 슬리브 캠부(22)가 동시에 성형된다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 베럴의 최종 형상에 부합하도록 개선된 구조를 갖는 상부펀치와 이에 대응하는 하부 다이를 구비함으로써 자동차 스타트모터용 베럴을 정밀정형의 냉간 단조 공정으로 외경의 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하여 치수 정밀도와 기계적 성질이 월등히 우수하고, 종래 외경기어부의 기계가공에 의한 절삭칩이 발생하지 않고 절삭유를 사용하지 않기 때문에 작업환경의 개선으로 생산현장의 작업자들이 청결하고 쾌적한 환경을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 환경파괴를 미연에 막을 수 있는 잇점이 있다.

또한, 베럴을 무절삭 성형함으로써, 생산성을 획기적으로 높일 수 있어 생산단가를 절감할 수 있는 잇점이 있을 뿐만 아니라 숙련되지 않은 작업자라고 쉽게 베럴을 생산할 수 있는 잇점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치와, 제조장치 내에 예비성형체 또는 블랭크가 위치된 상태를 나타낸 도면이며,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서 자동차 스타트모터용 베럴의 원소재로서 준비된 예비성형체와 블랭크의 단면도이며,

도 4는 도 2에 도시된 예비성형체 또는 블랭크를 가압한 상태를 나타낸 도면이고, 그리고

도 5는 종래 기술에 따른 자동차 스타트모터용 베럴의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

10 : 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치 12 : 상부펀치

14 : 하부 다이의 외경 기어부 16 : 블랭크

18 : 하부 다이의 내경 슬리브 캠 카운터 펀치 20 : 예비성형체

22 : 내경 슬리브 캠부 24 : 외경 기어부

26 : 자동차 스타트모터용 베럴 28 : 예비성형체의 경사부

30 : 하부 다이

Claims

자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법에 있어서,

환봉을 적정 중량의 블랭크로 절단 후 상기 블랭크를 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성하는 단계(S1), 피막 처리된 상기 블랭크를 외경 기어부의 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이 속에 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 상기 블랭크를 가압하여 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법.
자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법에 있어서,

환봉을 적정 중량으로 절단 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 인산염피막을 형성하는 단계(S1)를 거쳐 냉간 단조 공정으로 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부를 갖는 예비성형체를 만드는 단계(S1-1), 상기 예비성형체에 구상화소둔 처리 후 이물질 제거를 위한 쇼트처리를 하고 이황화 몰리브덴계 윤활제인 MOLYSOL #430의 MoS2피막을 형성하는 단계(S2), 피막 처리된 상기 예비성형체를 외경 기어부의 다이와 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치로 이루어진 하부 다이 속에 위치시킨 후 상부 펀치를 하강시켜 상기 예비성형체를 가압하여 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 단계(S1-1)에서의 상기 예비성형체는 냉간 단조 공정으로 상, 하면 중심에서 약간 벗어난 곳으로부터 외경쪽으로 위로 기울어진 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조방법.
예비성형체 또는 블랭크를 이용하여 자동차 스타트모터용 베럴을 제조하는 제조장치에 있어서, 상기 제조장치는;

상부펀치와, 상기 상부펀치에 대응하는 외경 기어부 다이와 상기 외경 기어부 다이와 소정의 간격만큼 이격되어 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크를 유동시킬 수 있도록 소정의 간격만큼 이격되게 배치되는 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치를 구비하는 하부 다이를 구비하고, 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크가 상기 하부 다이의 상기 외경 기어부 다이의 기어 외경보다 약간 큰 중앙의 개구부의 선단부에 위치되면 상기 상부 펀치를 하강시켜 상기 예비성형체 또는 상기 블랭크를 가압하여 상기 예비성형체 또는 블랭크의 유동은 상기 외경 기어부 다이와 상기 내경 슬리브 캠부의 카운터 펀치의 이격된 상기 간격으로 유동시켜 한번의 작업으로 상기 베럴의 외경 기어부와 내경 슬리브 캠부를 동시에 성형하는 것을 특징으로 하는 냉간 단조 공법을 이용한 자동차 스타트모터용 베럴의 제조장치.