KR20120131020A

KR20120131020A - 나사전조탭

Info

Publication number: KR20120131020A
Application number: KR1020110049187A
Authority: KR
Inventors: 김영좌
Original assignee: 김영좌
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-04
Also published as: WO2012161506A2; WO2012161506A3

Abstract

본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만드는 나사전조탭에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조탭에 있어서, 상기 나사산부는 상기 나사산상에 나사산을 따라 소정의 간격을 두고 돌출되며, 소재의 관통홀 표면을 가압하여 소재를 소성가공하여 소재에 암나사산을 형성하는 복수 개의 꼭지부를 추가로 포함하며, 상기 챔퍼부의 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가지도록 하여 상기 챔퍼부의 꼭지부 각각에 작용하는 소성저항을 균일하게 하고, 상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성하여 소재의 소성유동저항을 최소화하고 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성하여 완성된 암나사의 탄성복원에 의한 암나사와 나사전조탭 간의 마찰저항을 줄이고 가공유의 공급을 원활하게 하여, 향상된 수명을 가지는 나사전조탭에 대한 것이다.

Description

나사전조탭{Thread rolling tap}

본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만드는 나사전조탭에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조탭에 있어서, 상기 나사산부는 상기 나사산에서 외측방향으로 나사산을 따라 소정의 간격을 두고 돌출되며, 소재의 관통홀 표면을 가압하여 소재를 소성가공하여 소재에 암나사산을 형성하는 복수 개의 꼭지부를 추가로 포함하며, 상기 챔퍼부에 형성되는 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가지도록 하여 상기 챔퍼부의 꼭지부 각각에 작용하는 소성저항을 균일하게 하고, 상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성하여 소재의 소성유동저항을 최소화하고 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성하여 완성된 암나사의 탄성복원에 의한 암나사와 나사전조탭 간의 마찰저항을 줄이고 윤활유의 공급을 원활하게 하여, 향상된 수명을 가지는 나사전조탭에 대한 것이다.

나사전조탭은 소재를 소성가공하여 암나사를 제조하는 공구로 다양한 형태와 특성을 가지도록 개발되어 현재 널리 사용되고 있다. 도 1은 종래의 나사전조탭의 (a) 정면도, (b) A-A선 단면도이고, 도 2는 도 1의 (a)의 B-B선 단면도이고, 도 3은 종래의 나사전조탭을 사용하여 암나사를 제조하는 방법을 설명하기 위한 참고도이고, 도 4는 종래의 나사전조탭의 꼭지부당 가공소성량을 설명하기 위한 참고도이고, 도 5는 종래의 나사전조탭의 꼭지부당 걸리는 부하를 설명하기 위한 참고도인데, 이하에서는 도 1 내지 5를 참조하여 종래의 나사전조탭과 상기 나사전조탭을 사용하여 암나사를 제조하는 방법을 살펴보기로 한다.

상기 나사전조탭은 나사산(51)이 형성되며, 직선형태로 테이퍼진 챔퍼부(52)와 상기 챔퍼부(52)에서 연장되는 평행부(53)를 포함하는 나사산부(5)를 포함하며, 상기 나사산부(5)는 상기 나사산(51)에서 외측방향으로 나사산(51)을 따라 소정 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 꼭지부(54)와 인접하는 상기 꼭지부(54)를 연결하는 여유부(relife, 55)를 포함하여, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 그 단면의 형상이 다각형의 형상(통상적으로 3 내지 10각형의 형상을 가짐)을 가지며, 상기 챔퍼부(52)에 형성된 꼭지부(54)는 소재(100)의 관통홀 표면을 가압하여 소재를 소성가공하여 소재(100)에 암나사산을 형성한다. 상기와 같은 구성을 가지는 나사전조탭을 도 3에 도시된 바와 같이 소재(100)의 관통홀(110)에 삽입하여 회전, 전진시키면, 상기 관통홀(100) 표면에 상기 나사전조탭의 나사산(51)에 대응하는 암나사산(110)이 형성되어 암나사를 제조할 수 있다.

하지만, 예를 들어 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부(52)의 나사산(51)의 수가 3이고 상기 나사산(51)의 단면의 형상이 사각형의 형상을 가지는 경우, 도 1의 (a)와 같이 챔퍼부의 나사전조탭에 있어서는 상기 챔퍼부(52)의 꼭지부(54)는 12개가 형성되는데(도면에서 a1은 상기 챔퍼부(52)의 최선단에 위치하는 꼭지부를 a12는 상기 챔퍼부(52)의 최후단에 위치하는 꼭지부를 나타낸다), 도 2에 도시된 바와 같이 일정한 챔퍼각(α)을 가지는 경우 도 4에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부의 꼭지부의 절삭깊이(e1, e2,??, e11, e12)가 일정하여 상기 챔퍼부(52)의 꼭지부(54)당 소성가공량은 일정하게 된다. 상기 소재(100)는 상기 챔퍼부(52)의 꼭지부(54)에 의해 소성변형이 계속 진행될수록 가공경화가 증대되는데 상기 챔퍼부(52)의 꼭지부(54)당 소성가공량이 일정하여 상기 꼭지부(54)에 걸리는 부하는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 평행부(53)에 인접하는 꼭지부(54)일수록 크게 되어 결국 꼭지부의 마모, 발열, 가공토오크의 증가가 크게 되어 상기 나사전조탭이 쉽게 손상되는 문제가 있다.

또한, 상기 나사전조탭은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부(52)나 상기 평행부(53)의 나사산(51)의 산정(511)의 모양이 길이방향으로 나사산부(5) 전체에 걸쳐 동일한 형상을 하고 있어 소재(100)에 암나사산 형성시 소재(100)의 유동성이 떨어지고, 윤활유 공급이 원활하지 못하여 상기 꼭지부(54)의 마모, 발열, 가공토오크 증대로 인해 상기 나사전조탭의 수명이 단축되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만들 때 생기는 꼭지부의 마모, 발열, 가공토오크의 증가를 최소화하여 수명이 향상된 나사전조탭을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만들 때 생기는 소재의 가공경화 증가에 대응하여 챔퍼부의 꼭지부가 평행부에 가깝게 위치할수록 상기 꼭지부의 소성가공량이 감소되도록 하여, 상기 챔퍼부의 꼭지부 각각에 작용하는 소성저항을 균일하게 할 수 있는 나사전조탭을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 챔퍼각을 가지도록 하여, 상기 챔퍼부의 꼭지부가 평행부에 가깝게 위치할수록 상기 꼭지부의 소성가공량을 감소시킬 수 있는 나사전조탭을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성하여 소재의 소성유동저항을 최소화하고, 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성하여 완성된 암나사의 탄성복원에 의한 암나사와 나사전조탭 간의 마찰저항을 줄이고 윤활유의 공급을 원활하게 할 수 있는 나사전조탭을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나사전조탭은 외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조탭에 있어서, 상기 나사산부는 상기 나사산에서 외측방향으로 나사산을 따라 소정의 간격을 두고 돌출되며, 소재의 관통홀 표면을 가압하여 소재를 소성가공하여 소재에 암나사산을 형성하는 복수 개의 꼭지부를 추가로 포함하며, 상기 챔퍼부에 형성되는 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나사전조탭은 외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조텝에 있어서, 상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성되고, 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나사전조탭에 있어서 상기 챔퍼부의 챔퍼각은 1 피치당 달라지며, 평행부쪽으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나사전조탭에 있어서 상기 챔퍼부의 꼭지부는 1 피치당 복수개가 존재하고, 각각의 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 챔퍼각을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 나사전조탭에 있어서 상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성되고, 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에서 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만들 때 생기는 꼭지부의 마모, 발열, 가공토오크의 증가를 최소화하여 수명이 향상된 나사전조탭을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소재를 소성가공하여 암나사를 만들 때 생기는 소재의 가공경화 증가에 대응하여 챔퍼부의 꼭지부가 평행부에 가깝게 위치할수록 상기 꼭지부의 소성가공량이 감소되도록 하여, 상기 챔퍼부의 꼭지부 각각에 작용하는 소성저항을 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 챔퍼각을 가지도록 하여, 상기 챔퍼부의 꼭지부가 평행부에 가깝게 위치할수록 상기 꼭지부의 소성가공량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성하여 소재의 소성유동저항을 최소화하고, 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성하여 완성된 암나사의 탄성복원에 의한 암나사와 나사전조탭 간의 마찰저항을 줄이고 윤활유의 공급을 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 나사전조탭의 (a) 정면도, (b) 단면도.
도 2는 도 1의 (a)의 B-B선 단면도.
도 3은 종래의 나사전조탭을 사용하여 암나사를 제조하는 방법을 설명하기 위한 참고도.
도 4는 종래의 나사전조탭의 꼭지부당 가공소성량을 설명하기 위한 참고도.
도 5는 종래의 나사전조탭의 꼭지부당 걸리는 부하를 설명하기 위한 참고도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 사시도.
도 7은 도 6의 C-C선의 단면도.
도 8은 도 6의 D-D선의 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 챔퍼각이 변화함을 설명하기 위한 참고도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 가공소성량을 설명하기 위한 참고도.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 걸리는 부하를 설명하기 위한 참고도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나사전조탭에서 챔퍼부와 평행부의 산정의 변화를 설명하기 위한 참고도.

이하에서는 본 발명에 따른 나사전조탭을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 사시도이고, 도 7은 도 6의 C-C선의 단면도이고, 도 8은 도 6의 D-D선의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시에에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 챔퍼각이 변화함을 설명하기 위한 참고도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 가공소성량을 설명하기 위한 참고도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭의 꼭지부당 걸리는 부하를 설명하기 위한 참고도이고, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 나사전조탭에서 챔퍼부와 평행부의 산정의 변화를 설명하기 위한 참고도이다.

도 6 내지 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 나사전조탭은 자루(1)와, 상기 자루(1)에서 연장되며 외면을 따라 나사산(21)이 형성되어 소재에 암나사산을 형성하기 위해 구비된 나사산부(2)를 포함한다.

상기 나사산부(2)는 곡선형으로 테이퍼진 챔퍼부(22)와, 상기 챔퍼부(22)에서 연장되는 평행부(23)와, 상기 나사산(21)에서 외측방향으로 나사산(21)을 따라 소정 간격을 두고 돌출되는 복수 개의 꼭지부(24)와, 인접하는 상기 꼭지부(24)를 연결하는 여유부(relife, 25)를 포함한다. 상기 나사산부(2)에는 상기 꼭지부(24)와 상기 여유부(25)가 형성되므로, 상기 나사산부(22)를 나사산 루트를 따라 절단하였을 때 그 단면의 모양이 다각형의 형상을 가지게 된다. 예컨대, 상기 나사산부(22)의 그 단면의 형상은 도 7에 도시된 바와 같이 사각형 형상을 가질 수 있다.

상기 챔퍼부(22)에는 곡선형으로 테이퍼지도록 배열된 나사산이 형성되며, 상기 평행부(23)에는 상기 챔퍼부(22)의 나사산에서 연속적으로 연장되는 평행으로 배열된 나사산이 형성된다. 상기 챔퍼부(22)는 실질적으로 소재에 암나사산이 형성되도록 소송가공하며, 상기 평행부(23)는 상기 챔퍼부(22)에 의해 상기 소재에 형성된 암나사산을 다듬질하고, 상기 나사전조탭이 상기 소재 내에서 진행의 직진성을 유지하도록 한다.

상기 챔퍼부(22)에 형성되는 꼭지부는 상기 소재에 암나사산을 형성하기 위해 소재의 관통홀 표면을 가압하여 상기 소재를 소성변형시킨다. 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부는 상기 평행부(23)에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가지며, 바람직하게는 상기 챔퍼부(22)의 챔퍼각은 1 피치당 달라지며 평행부(23)쪽으로 갈수록 작아지며, 더욱 바람직하게는 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부는 1 피치당 복수개가 존재하고 각각의 꼭지부는 상기 평행부(23)에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 챔퍼각을 가진다. 즉, 예를 들어 상기 챔퍼부의 나사산의 수가 n이고 상기 나사산의 단면의 형상이 m각형의 형상을 가지는 경우, 상기 챔퍼부에는 n×m개의 꼭지부가 존재하고 상기 꼭지부는 각기 다른 챔퍼각을 가지게 된다.,

도 9는 상기 나사전조탭을 전진 또는 후진시키지 않고 제자리에서 90도씩 회전시킨후 절단한 확대단면도이고, 도 10은 꼭지부가 작은 챔퍼각을 가질수록 가공소성량이 감소되는 것을 설명하기 위한 참고도이고, 도 11은 꼭지부당 가공소성량이 변화함에 따라 각 꼭지부에 걸리는 부하를 설명하기 위한 참고도인데, 도 6 내지 11을 참조하여 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부당 부하를 일정하게 유지시킬 수 있는 원리를 살펴보면, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이 상기 나사산(21)의 단면의 형상이 사각형의 형상을 가지는 경우, 도 6 및 8에 도시된 바와 같은 나사전조탭에 있어서는 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부는 12개가 형성되는데(도면에서 b1은 상기 챔퍼부(22)의 최선단에 위치하는 꼭지부를 b12는 상기 챔퍼부(22)의 최후단에 위치하는 꼭지부를 나타낸다), 도 8 및 9에 도시된 바와 같이 챔퍼각(β, γ, δ, β1, β2, β3)이 상기 평행부(22)에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작게 되어(β>γ>δ, β>β1>β2>β3), 도 10에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부의 꼭지부의 절삭깊이(f1, f2,??, f11, f12)가 상기 평행부(23)에 가깝게 위치할 수로 작아져 상기 평행부(23)에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가진다. 따라서, 챔퍼부가 평행부에 대해서 직선형태로 기울어진 종래의 나사전조탭과 달리, 본 발명에 따른 나사전조탭은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부(22)의 나사산이 상기 평행부(23)에 대하여 곡선형태로 기울어져 배열되게 된다. 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부에 의해 소성변형이 계속 진행될수록 상기 소재의 가공경화가 증대하는데 반해 상기 평행부(23)에 가깝게 위치하는 상기 챔퍼부(22)의 꼭지부일수록 가공경화량이 감소하여, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 챔버부(11)의 꼭지부당 걸리는 부하가 일정하게 되어, 암사사 형성시 생기는 꼭지부의 마모, 발열, 가공토오크의 증가를 최소화하여 수명이 향상된 나사전조탭을 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 8 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 챔퍼부(22)의 산정(221)은 나사전조탭의 길이방향으로 라운드지게 형성되고, 상기 평행부(23)의 산정(231)은 나사전조탭의 길이방향으로 평평하게 형성되며, 바람직하게는 상기 챔퍼부(221)의 산정(221)은 상기 평행부(23)에 가깝게 위치할수록 큰 곡률반경을 가진다.

상기 챔퍼부(22)의 산정(221)이 길이방향으로 라운드지게 형성되므로 상기 소재의 소성유동저항을 최소화할 수 있고, 상기 평행부(23)의 산정(23)은 길이방향으로 평평하게 형성되어 소재와의 접촉면적이 감소되므로 상기 소재에 형성된 암나사산의 탄성복원에 의한 소재와 나사전조탭 간의 마찰저항을 줄이고 윤활유의 공급을 원활하게 할 수 있어, 상기 나사전조탭이 수명을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 자루 2: 나사산부 21: 나사산
22: 챔퍼부 23: 평행부 24: 꼭지부
25: 여유부 221, 231: 산정

Claims

외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조탭에 있어서,
상기 나사산부는 상기 나사산에서 외측방향으로 나사산을 따라 소정의 간격을 두고 돌출되며, 소재의 관통홀 표면을 가압하여 소재를 소성가공하여 소재에 암나사산을 형성하는 복수 개의 꼭지부를 추가로 포함하며,
상기 챔퍼부에 형성되는 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 소성가공량을 가지는 것을 특징으로 하는 나사전조탭.
외면을 따라 나사산이 형성되고, 테이퍼진 챔퍼부와 상기 챔퍼부에서 연장되는 평행부를 가진 나사산부를 포함하는 나사전조텝에 있어서,
상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성되고, 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 나사전조탭.
제1항에 있어서, 상기 챔퍼부의 챔퍼각은 1 피치당 달라지며, 평행부쪽으로 갈수록 작아지는 것을 특징으로 하는 나사전조탭.
제3항에 있어서, 상기 챔퍼부의 꼭지부는
1 피치당 복수개가 존재하고, 각각의 꼭지부는 상기 평행부에 가깝게 위치하는 꼭지부일수록 작은 챔퍼각을 가지는 것을 특징으로 하는 나사전조탭.
제4항에 있어서,
상기 챔퍼부의 산정은 길이방향으로 라운드지게 형성되고, 상기 평행부의 산정은 길이방향으로 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 나사전조탭.