KR20120024132A - 캠볼트 성형품 및 이를 이용한 캠볼트 제조공정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 캠 플레이트가 끼워지는 위치를 결정하는 제1홈과 제2홈을 단조를 통해 축부에 형성할 때 축부의 원통부와 제1홈이 만나는 양측 경계면의 라운드값이 서로 다르게 형성되는 동시에 축부의 원통부와 제2홈이 만나는 양측 경계면의 라운드값도 서로 다르게 형성되는 캠볼트 성형품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 제1홈과 제2홈의 양측 경계면의 라운드값이 다른 캠볼트 성형품을 전조할 때 전조다이(특히 왕복동다이)를 제1홈의 큰 라운드값에서 제2홈의 작은 라운드값으로 진행시키면서 나사를 형성하여 제1홈과 제2홈의 형상이 함몰되지 않고 캠 플레이트가 통과할 수 있는 안정적인 전조 공정을 행하는 캠볼트 제조공정에 관한 것이다.

Description

캠볼트 성형품 및 이를 이용한 캠볼트 제조공정{cambolt forming product and method of producing the cambolt}

본 발명은 캠 플레이트가 끼워지는 위치를 결정하는 제1홈과 제2홈을 단조를 통해 축부에 형성할 때 축부의 원통부와 제1홈이 만나는 양측 경계면의 라운드값이 서로 다르게 형성되는 동시에 축부의 원통부와 제2홈이 만나는 양측 경계면의 라운드값도 서로 다르게 형성되는 캠볼트 성형품에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 제1홈과 제2홈의 양측 경계면의 라운드값이 다른 캠볼트 성형품을 전조 할 때 전조다이(특히 왕복동다이)를 제1홈의 큰 라운드값에서 제2홈의 작은 라운드값으로 진행시키면서 나사를 형성하여 제1홈과 제2홈의 형상이 함몰되지 않고 캠 플레이트가 통과할 수 있는 안정적인 전조 공정을 행하는 캠볼트 제조공정에 관한 것이다.

종래 캠볼트의 제조는 먼저 재료를 단조하여 캠볼트 성형품을 성형한 후 축부에 전조를 통해 나사산을 형성하고, 그런 후에 나사산이 형성된 축부에 길이방향으로 제1홈(통상 V홈)과 제2홈(R홈)을 형성한다. 제1홈(통상 V홈)과 제2홈(R홈)은 캠 플레이트의 V돌기와 R돌기가 일정한 방향으로만 끼워지는 지그 역할을 한다(도 5 및 도 6 참조).

그런데, 나사산을 형성한 후 제1홈과 제2홈을 형성할 때 버(burr)가 발생하는데, 이 버는 캠 플레이트의 V돌기와 R돌기가 제1홈과 제2홈을 통과하지 못하고 입구 또는 중간에 걸리게 되어 버를 제거하는 공정(deburring)을 실시해야 한다.

이러한 디버 공정의 추가로 비용이 상승하는 단점을 극복하기 위하여, 제1홈과 제2홈을 단조할 때 먼저 형성한 후 전조받침대를 이용하여 성형품을 강제적으로 회전시켜 이미 홈을 형성하고 있는 축부에 나사를 전조하여 디버 공정을 생략한다는 종래의 기술이 공개특허 제2005-20919호의 공보에 개시되어 있다.

그런데, 도 8과 같이 제1홈(V홈)과 제2홈(R홈)은 축부와 만나는 경계면 모두가 동일한 라운드값(R1=R2=R3=R4=R)을 가지고 있기 때문에, 전조시 한쪽이 눌리면 다른 한쪽이 팽창하는 체적불변의 법칙에 따라 제1홈(V홈)과 제2홈(R홈)의 전조 시작점이 눌리면서 도 9와 같이 화살표 안쪽으로 함몰되어 캠 플레이트가 통과하지 못하는 결과를 초래하게 된다.

이러한 함몰 현상은 라운드값이 작을수록 잘 나타나며, 반대로 라운드값을 크게 하면 함몰되는 현상을 억제시킨다.

그러나 제1홈(V홈)과 제2홈(R홈)을 유지하면서 경계면의 라운드값을 크게 하면 즉 라운드가 거의 직선형태에 가까운 무한대의 반경을 갖도록 하면 캠 플레이트를 반대로 끼워도 도 6과 같이 걸리는 부분이 없어지게 되어 캠 플레이트의 R돌기가 R홈의 라운드측에 그대로 통과되어 제 위치에 끼워지지 않은 채 작업을 행할 수 있다.

한국공개특허 제2005-20919호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 캠 플레이트의 위치 결정을 충실히 행하면서 전조 시 홈 쪽으로 함몰되는 것을 방지한 캠볼트 성형품 및 이를 이용한 캠볼트 제조공정을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 캠볼트 성형품은,

머리부, 캠와셔, 축부 및 상기 축부에 제1홈과 제2홈이 형성되는 캠볼트 성형품으로서,

상기 제1홈과 상기 축부가 만나는 제1-1경계면인 제1-1라운드(R1-1)의 값과 제1-2경계면인 제1-2라운드(R1-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,

상기 제2홈과 상기 축부가 만나는 제2-1경계면인 제2-1라운드(R2-1)의 값과 제2-2경계면인 제2-2라운드(R2-2)의 값이 서로 다르게 형성되어 있다.

이 구성에 의하면, 전조 시작점에 해당하는 부위에 라운드값이 더 큰 위치에 둘 수 있어 전조시 홈으로 함몰되는 현상을 방지한다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 캠볼트 성형품은,

상기 제1홈과 상기 제2홈은 서로 마주보게 배치되되, 상기 제1홈은 V홈이고, 상기 제2홈은 R홈으로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 캠볼트 성형품은,

상기 R1-1과 상기 R2-2 각각은 라운드2(R2)의 값으로 형성되고, 상기 R1-2와 상기 R2-1 각각은 R2의 값보다 작은 라운드1(R1)의 값으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 캠볼트 성형품은,

상기 R2는 1.5~2.5 R1 인 것이 바람직하다.

본 발명의 청구항 5에 기재된 캠볼트 제조공정은,

머리부, 캠와셔, 축부 및 상기 축부에 제1홈과 제2홈이 형성되는 캠볼트 성형품을 고정전조다이와 왕복동전조다이에 배치하는 단계;

상기 고정전조다이에 대해 상기 왕복동전조다이를 전진시켜 상기 축부에 나사산을 형성하는 단계를 포함하되,

상기 제1홈과 상기 축부가 만나는 제1-1경계면인 제1-1라운드(R1-1)의 값과 제1-2경계면인 제1-2라운드(R1-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,

상기 제2홈과 상기 축부가 만나는 제2-1경계면인 제2-1라운드(R2-1)의 값과 제2-2경계면인 제2-2라운드(R2-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,

상기 왕복동전조다이가 상기 제1홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제2홈 중 작은 값의 라운드로 진행하고, 상기 고정전조다이에는 상기 제2홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제1홈 중 작은 값의 라운드가 진행되면서 상기 나사산이 형성되거나,

상기 왕복동전조다이가 상기 제2홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제1홈 중 작은 값의 라운드로 진행하고, 상기 고정전조다이에는 상기 제1홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제2홈 중 작은 값의 라운드가 진행되면서 상기 나사산이 형성된다.

이 구성에 의하면, 라운드가 큰 쪽에서 작은 쪽으로 밀고 나가기 때문에 큰 쪽의 라운드에서 체적변화가 생겨 나사산이 형성되기 시작하여 홈 쪽으로 밀리더라도 큰 쪽의 라운드에서 충분히 밀리는 양을 커버링하기 때문에 홈의 원형을 그대로 유지시킬 수 있다.

이상의 설명으로부터 명백하듯이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

단조할 때 미리 V홈과 R홈의 경계면 라운드를 다르게 하여, V홈의 큰 라운드에서 R홈의 작은 라운드를 향하는 방향으로 축부가 회전하도록 전조다이를 이동시키거나, 반대로 R홈의 큰 라운드에서 V홈의 작은 라운드를 향하는 방향으로 축부가 회전하도록 전조다이를 이동시키면 V홈과 R홈 안쪽으로 밀려 함몰되는 현상을 방지하여 캠 플레이트의 정상적인 통과를 허용한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캠볼트 성형품을 V홈 및 R홈을 바라보는 방향으로 도시한 사시도.
도 3은 도 1의 3-3선을 취하여 본 횡단면도.
도 4는 캠볼트 성형품을 전조 가공한 캠볼트와 캠 플레이트의 통과 전후를 도시한 사시도.
도 5는 캠 플레이트가 홈을 정상적으로 통과한 상태를 보여주는 단면도.
도 6은 캠 플레이트가 홈에 정상적으로 통과하지 못하고 걸린 상태를 보여주는 단면도.
도 7은 캠볼트 성형품을 전조하는 공정을 간략하게 도시한 평면도.
도 8은 종래 캠볼트 성형품의 축부 횡단면도.
도 9는 도 8의 캠볼트 성형품에 전조에 따른 흠결을 설명하기 위한 사시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명하는데, 본 실시예의 캠볼트 성형품은 순차적인 단조공정에 의해 일체로 형성되는 것으로 설명하지만, 캠와셔는 별도의 부품으로 하고 나머지 구성을 단조공정으로 형성할 수 있는 것도 포함한다.

또한, 캠볼트 성형품은 단조공정 이외에도 주조공정 등에 의해 제조되는 것을 포함하는 것으로 한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 캠볼트 성형품을 R홈 및 V홈을 바라보는 방향으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 3-3선을 취하여 본 횡단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 캠볼트 성형품(1)은 수회의 단조 공정을 거쳐 머리부(3), 캠와셔(5), 축부(7) 및 축부(7)의 길이방향으로 형성되는 제1홈(9a)과 제2홈(9b)을 일체로 구성하여 있다.

제1홈(9a)과 제2홈(9b)은 통상 캠 플레이트(30)의 관통공(39) 양측에 형성되는 V돌기(39a)와 R돌기(39b)와 대응되게 단조V홈(9a)과 단조R홈(9b)으로 구현되어 있다.

하지만, V홈(V돌기)과 R홈(R돌기)에 국한되지 않고 다른 형상의 홈으로도 위치결정을 구현될 수 있음은 당업자라면 자명하다 할 것이다.

또한, V홈(9a)과 R홈(9b)은 서로 180도 위치인 마주보게 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이 V홈(9a)과 아래의 축부(7')가 만나는 제1-1경계면인 제1-1라운드(R1-1)의 값과 V홈(9a)과 위의 축부(7'')가 만나는 제1-2경계면인 제1-2라운드(R1-2)의 값이 서로 다르게 형성되어 있다. 모든 라운드는 외측으로 볼록한 원호형상을 그린다. (반대로 V홈과 R홈은 내측으로 볼록한 원호형상을 그린다)

즉, R1-1의 값은 라운드2(R2)의 값이고, R1-2의 값은 라운드1(R1)의 값으로 서로 다르다.

V홈(9a)과 마찬가지로, R홈(9b)과 아래의 축부(7'')가 만나는 제2-1경계면인 제2-1라운드(R2-1)의 값과 R홈(9b)과 위의 축부(7')가 만나는 제2-2경계면인 제2-2라운드(R2-2)의 값이 서로 다르게 형성되어 있다.

즉, R2-1의 값은 라운드1(R1)의 값이고, R2-2의 값은 라운드2(R2)의 값으로 서로 다르다.

도 3에 도시한 바와 같이, R1-1과 R2-2는 라운드가 같은 값은 갖는 R2로서 서로 대각선 방향에 배치되고, R2-1과 R1-2는 라운드가 같은 값은 갖는 R1로서 서로 대각선 방향에 배치되어 있다.

이때, R2는 1.5~2.5 R1으로 구현되는 것이 바람직하다. 즉 R2가 1.5R1 이만인 경우에는 홈 안쪽으로 함몰되는 경향이 보이며, R2가 2.5R1 초과인 경우에는 경계면에 나사산이 형성되지 않는 부분이 생기거나 나사산이 생기더라도 다른 축부에 비해 골의 깊이가 덜 깊어 너트 체결이 잘 안 되는 경우가 생긴다.

이와 같이 R2가 R1보다 크게 형성된 캠볼트 성형품(1)은 도 7과 같은 평행나사전조다이(50)에서 도 4와 같은 캠볼트(10)를 생산한다.

평행나사전조다이(50)는 고정전조다이(50a)와 왕복동전조다이(50b)로 구성되어 있다.

캠볼트 성형품(1)의 축부(7)가 고정전조다이(50a)와 왕복동전조다이(50b) 사이에 배치된 후, 왕복동전조다이(50b)를 아래의 화살표 방향으로 이동시키면 캠볼트 성형품(1)을 반시계방향으로 회전시키면서 아래로 같이 이동되면서 나사부(7a)와 같은 나사산이 형성되게 된다.

이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 왕복동전조다이(50b)가 V홈(9a) 중 큰 라운드값인 R2에서 시작하여 위의 축부(7'')를 거쳐 R홈(9b) 중 작은 라운드값인 R1으로 회전 진행하고, 고정전조다이(50a)에서는 R홈(9b) 중 큰 라운드값인 R2에서 시작하여 아래의 축부(7')를 거쳐 V홈(9a) 중 작은 라운드값인 R1가 회전 진행되게 한다.

물론, V홈(9a)의 위치가 고정전조다이(50a)측에 위치하고, R홈(9b)이 왕복동전조다이(50b)에 위치하더라도 R홈(9b)의 큰 라운드값에서 V홈(9a)의 작은 라운드값으로 회전하게 이동시키면 된다.

이와 같이, 고정전조다이(50a)와 왕복동전조다이(50b)는 R2->7''->R1과 R2->7'->R1 순서로 회전하면서 이동되게 전조를 행하기 때문에, 나사산이 형성될 때 눌린 만큼의 체적이 생겨 V홈과 R홈의 안쪽으로 밀리기 전에 큰 라운드값(R2)의 경계면에서 나사산이 다 형성되어 V홈(9a)과 R홈(9b) 안쪽으로 함몰되지 않고 단조된 홈을 그대로 유지하여 디버 가공을 생략할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있음은 해당기술분야의 당업자라면 자명하다 할 것이다.

본 발명은 나사 전조시 단조홈으로의 함몰을 방지하기 위한 볼트라면 어느 볼트라도 좋다.

1 : 캠볼트 성형품 3 : 머리부
5 : 캠와셔 7 : 축부
7a : 나사부 7b : 원통부
9a : 제1홈(V홈) 9b : 제2홈(R홈)
10 : 캠볼트 30 : 캠 플레이트
39 : 삽입공 39a : V돌기
39b : R돌기 50 : 평행나사전조다이
50a : 고정전조다이 50b : 왕복동전조다이

Claims (5)

1. 머리부, 캠와셔, 축부 및 상기 축부에 제1홈과 제2홈이 형성되는 캠볼트 성형품으로서,
   상기 제1홈과 상기 축부가 만나는 제1-1경계면인 제1-1라운드(R1-1)의 값과 제1-2경계면인 제1-2라운드(R1-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,
   상기 제2홈과 상기 축부가 만나는 제2-1경계면인 제2-1라운드(R2-1)의 값과 제2-2경계면인 제2-2라운드(R2-2)의 값이 서로 다르게 형성되는 캠볼트 성형품.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1홈과 상기 제2홈은 서로 마주보게 배치되되,
   상기 제1홈은 V홈이고, 상기 제2홈은 R홈인 캠볼트 성형품.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 R1-1과 상기 R2-2 각각은 라운드2(R2)의 값으로 형성되고,
   상기 R1-2와 상기 R2-1 각각은 R2의 값보다 작은 라운드1(R1)의 값으로 형성되는 큰 캠볼트 성형품.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1-1라운드(R1-1)의 값은 상기 제1-2라운드(R1-2)의 값보다 크게 형성되고,
   상기 제2-1라운드(R2-1)의 값은 상기 제2-2라운드(R2-2)의 값보다 작게 형성되는 캠볼트 성형품.
   
5. 머리부, 캠와셔, 축부 및 상기 축부에 제1홈과 제2홈이 형성되는 캠볼트 성형품을 고정전조다이와 왕복동전조다이에 배치하는 단계;
   상기 고정전조다이에 대해 상기 왕복동전조다이를 전진시켜 상기 축부에 나사산을 형성하는 단계를 포함하되,
   상기 제1홈과 상기 축부가 만나는 제1-1경계면인 제1-1라운드(R1-1)의 값과 제1-2경계면인 제1-2라운드(R1-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,
   상기 제2홈과 상기 축부가 만나는 제2-1경계면인 제2-1라운드(R2-1)의 값과 제2-2경계면인 제2-2라운드(R2-2)의 값이 서로 다르게 형성되고,
   상기 왕복동전조다이가 상기 제1홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제2홈 중 작은 값의 라운드로 진행하고, 상기 고정전조다이에는 상기 제2홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제1홈 중 작은 값의 라운드가 진행되면서 상기 나사산이 형성되거나,
   상기 왕복동전조다이가 상기 제2홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제1홈 중 작은 값의 라운드로 진행하고, 상기 고정전조다이에는 상기 제1홈 중 큰 값의 라운드에서 시작하여 상기 축부를 거쳐 상기 제2홈 중 작은 값의 라운드가 진행되면서 상기 나사산이 형성되는 캠볼트 제조공정.
   

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