KR20190063183A - Compacting apparatus of helical gear - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a helical gear forming apparatus is capable of forming a helical gear comprising: a gear tooth part including a screw thread inclined in one direction through metal powder; a gear shaft part into which a rotary shaft is inserted; and a gear body part connecting the gear shaft part with the gear tooth part. The helical gear forming apparatus includes: a die; a lower punch unit having a shape corresponding to the helical gear, and installed on the die to be able to be elevated to form a cavity with an open upper part and a screw thread corresponding to the gear tooth part on the inner edge surface thereof; and an upper punch unit installed in the upper part of the lower punch unit, and elevated without spinning towards the lower punch unit along the inner edge surface of the die to press and form the metal powder in the cavity by making the edge come into contact with a flat surface of the lower punch unit.

Description

헬리컬 기어 성형장치{COMPACTING APPARATUS OF HELICAL GEAR}[0001] COMPACTING APPARATUS OF HELICAL GEAR [0002]

본 발명은 금속분말을 이용하여 헬리컬 기어를 성형하는 헬리컬 기어 성형장치에 관한 것으로, 구조 및 작동관계가 단순하여 유지 및 보수를 용이하게 실시할 수 있고, 금속분말을 가압하여 성형시키는 펀치의 교체를 용이하게 할 수 있는 헬리컬 기어 성형장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a helical gear forming apparatus for forming helical gears using metal powders and is capable of easily carrying out maintenance and repairing by simple structure and operation, And more particularly, to a helical gear forming apparatus which can be easily operated.

일반적으로 자동차, 공작기계 등 다양한 기계장치 등에서 가속 또는 감속 및 동력을 전달하기 위한 감속기 또는 동력전달부 등에는 다양한 종류의 기어가 설치된다.In general, various types of gears are installed in a reduction gear unit or a power transmission unit for accelerating or decelerating various kinds of mechanical devices such as an automobile or a machine tool, and for transmitting power.

기어는 회전축에 연결된 톱니바퀴 형상으로 이루어지는 기계부품으로써, 쌍으로 작동하면서 한 기어의 톱니가 다른 기어의 톱니와 맞물리며 작동하여 회전 속도 또는 회전력 등을 가감하거나 전달하는 기능을 수행한다.The gears are mechanical parts formed in a toothed wheel shape connected to a rotating shaft, and the teeth of one gear are engaged with the teeth of the other gears while operating in pairs to perform functions to increase or decrease the rotational speed or rotational force.

이러한 기어는 축의 방향, 나사산의 형태 및 작동구조 등에 따라 여러 종류로 구분되는데, 그 중에 평행한 두 축에 설치되어 회전운동을 전달하기 위한 기어는 스퍼 기어(Spur Gear) 및 헬리컬 기어(Helical Gear) 등이 있다.These gears are classified into various types according to the direction of the shaft, the shape of the thread, and the operating structure. Among them, the gears for transmitting the rotational motion, which are installed on the two parallel shafts, include spur gears and helical gears. .

이때, 헬리컬 기어는 나사산이 일 방향으로 기울어진 형태로 제조된 것으로 전동이 원활하여 소음 및 진동이 적고 큰 동력 전달에 유리한 장점이 있어, 자동차의 소음진동(NVH) 특성을 향상시키기 위해 주로 사용된다.In this case, the helical gear is manufactured in such a manner that the threads are inclined in one direction, and is advantageous for transmitting power with less noise and vibration due to smooth power transmission, and is mainly used for improving the noise vibration (NVH) characteristic of automobile .

상기와 같은 헬리컬 기어를 포함하는 일반적인 기어 제조방법은 크게 절삭 가공법과 비절삭 가공법으로 구분된다.A general gear manufacturing method including the helical gear as described above is roughly classified into a cutting method and a non-cutting method.

절삭 가공법은 호빙(hobing), 세이빙(Shaving) 등 가공방법이 주로 사용되는데, 상기와 같은 절삭 가공법은 비교적 가공 정밀도가 낮으며, 가공 후 표면이 거칠어 버어니싱(Burnishing) 연마 또는 래핑(Lapping) 등 별도의 후처리를 필요로 하는 문제점을 가지고 있었다.In the cutting method, hobbing, shaving, or the like is mainly used. However, the above-mentioned cutting method has a relatively low processing accuracy, and since the surface is rough after being processed, burnishing polishing or lapping, And the like.

한편, 비절삭 가공법에는 주조, 단조, 압연, 압출 및 분말야금과 같은 금속성형 공정을 이용한 소성가공 방법 등이 있다.On the other hand, non-cutting processing methods include plastic working methods using metal forming processes such as casting, forging, rolling, extrusion and powder metallurgy.

상기 비절삭 가공법 중에서 주조법은 생산성 및 품질이 비교적 열위하여 대량 생산에 적합하지 못하기 때문에 소성가공 방법을 이용한 기어 성형법이 주목받고 있다.Among the non-cutting methods, the casting method is not suitable for mass production in order to relatively improve productivity and quality. Therefore, a gear forming method using a plastic working method has attracted attention.

특히, 소성가공 방법 중 분말야금법은 금속분말을 가압하여 성형한 후, 고온으로 가열하여 소결시켜 제품을 제조하는 방법으로 타 가공에 비하여 표면 품질 이 우수하여 별도의 후처리 가공이 필요 없고, 균일하고 치밀한 조직을 얻을 수 있는 장점이 있다.Particularly, the powder metallurgy method among the plastic working methods is a method of producing a product by pressurizing and molding a metal powder and then heating and sintering at a high temperature, so that the surface quality is excellent compared with other machining, And it is advantageous to obtain a dense organization.

도 1은 종래 일반적인 헬리컬 기어 성형장치를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a conventional helical gear forming apparatus.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 일반적인 헬리컬 기어 성형장치는 크게 다이(101)와 다이(101)의 내주면에 형성된 나사산에 치합되는 나사산이 외주면에 형성된 상부 펀치(301)와 하부 펀치(201) 및 상부 펀치를 회전시키는 기어박스(401)로 구성되며, 다이(101)와 하부 펀치(201)가 형성하는 캐비티에 금속 분말이 충전되면 상부 펀치(301)를 하부 펀치(201) 방향으로 상부 펀치(301)를 회전시키면서 하강시켜 금속 분말을 가압하여 헬리컬 기어를 성형한 후 취출한다.1, a conventional general helical gear forming apparatus generally includes an upper punch 301, a lower punch 201, and a lower punch 201, which have a die 101 and a thread formed on the inner peripheral surface of the die 101, And a gear box 401 for rotating the upper punch. When the metal powder is filled in the cavity formed by the die 101 and the lower punch 201, the upper punch 301 is pushed in the direction of the lower punch 201 301 are rotated while being lowered to press the metal powder to mold the helical gear and take it out.

그러나 상부 펀치(301)를 하부 펀치(201) 방향으로 이동시 상부 펀치(301)의 외주면과 다이(101)의 내주면에 형성된 나사산이 치합되도록 상부 펀치(301)를 회전시키면서 승강시기 위해서는 동심도가 일치되도록 세팅해야 하는 바, 상부 펀치(301) 또는 하부 펀치(201) 교체 또는 변경시 동심도 셋팅에 장시간이 소요되는 문제점을 가지고 있었다.However, when the upper punch 301 is moved in the direction of the lower punch 201, the upper punch 301 is rotated such that threads formed on the outer peripheral surface of the upper punch 301 and the inner peripheral surface of the die 101 are engaged, It has a problem that it takes a long time to set the concentricity when replacing or changing the upper punch 301 or the lower punch 201. [

또한, 상부 펀치(301)를 회전시키기 위한 별도의 기어박스(401) 및 상부 펀치(301)의 상부 펀치의 상/하 이동시 회전량을 결정하는 가이드 부재(501)를 필요로 하는 바, 초기 비용이 증가될 뿐만 아니라, 구성요소 증가에 따른 유지 보수 비용이 증가되는 문제점을 가지고 있었다.A separate gear box 401 for rotating the upper punch 301 and a guide member 501 for determining the amount of rotation of the upper punch 301 when the upper punch is moved up and down are required. And the maintenance cost is increased due to an increase in the number of components.

KR 10-1522513 B1 (2015. 05. 15.)KR 10-1522513 B1 (May 05, 2015)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조 및 작동을 단순화하여 유지 및 보수를 용이하게 실시할 수 있는 헬리컬 기어 성형장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and provides a helical gear forming apparatus that can simplify structure and operation to facilitate maintenance and repair.

또한, 헬리컬 기어를 성형하기 위한 상부 및 하부 펀치의 교체를 용이하게 실시할 수 있는 헬리컬 기어 성형장치를 제공한다.Further, there is provided a helical gear forming apparatus capable of easily replacing upper and lower punches for forming a helical gear.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치는 금속분말을 이용하여 일방향으로 경사진 나사산이 형성된 기어 치부와 회전축이 삽입되는 기어 축부 및 상기 기어 축부와 기어 치부를 연결하는 기어 바디부로 이루어진 헬리컬 기어를 성형하는 헬리컬 기어 성형장치에 있어서, 다이; 상기 헬리컬 기어에 대응되는 형상으로 마련되되, 그 내주면에 상기 기어 치부에 대응되는 나사산이 형성되고 상방이 개방된 캐비티를 형성하도록 상기 다이에 승강 가능하게 설치된 하부 펀치유닛; 및 상기 하부 펀치유닛의 상방에 설치되고, 상기 다이의 내주면을 따라 상기 하부 펀치유닛 방향으로 무회전 승강되어 가장자리가 상기 하부 펀치유닛의 평면과 접촉하여 상기 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압 성형하는 상부 펀치유닛;을 포함한다.The helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a helical gear having a gear tooth portion formed with a screw thread inclined in one direction using a metal powder, a gear shaft portion having a rotation shaft inserted therein, and a gear body portion connecting the gear shaft portion and the gear tooth portion. A helical gear forming apparatus for forming a helical gear, comprising: a die; A lower punch unit provided in a shape corresponding to the helical gear and having a screw thread corresponding to the gear teeth formed on an inner circumferential surface of the lower punch unit so as to be able to move up and down on the die so as to form a cavity opened upward; And a lower punch unit disposed above the lower punch unit and being lifted up and down in the direction of the lower punch unit along the inner circumferential surface of the die so that the edge contacts the plane of the lower punch unit to press- And an upper punch unit.

상기 하부 펀치유닛은, 상기 다이 하부에 설치된 하부 프레임; 상기 다이 내주면을 따라 승강이 가이드 될 수 있도록, 일측이 상기 다이 내주면에 접촉되고 타측은 상기 하부 프레임에 승강 가능하도록 설치되고, 일측 내주면에 상기 기어 치부에 대응되는 나사산을 갖는 하부 가이더 치부가 형성된 하부 가이더; 및 외주면에 상기 하부 가이더 치부에 치합되는 나사산이 형성되어 상기 하부 가이더 내부에 상기 하부 가이더 치부를 따라 회전 승강 되도록 상기 하부 프레임에 설치되는 하부 펀치부;를 포함할 수 있다.Wherein the lower punch unit comprises: a lower frame provided below the die; A lower guider having a lower guider portion having a thread corresponding to the gear teeth on an inner circumferential surface on one side so as to be able to be guided along the inner circumferential surface of the die so that one side thereof is in contact with the inner circumferential surface of the die, ; And a lower punch portion provided on the lower frame such that a thread engaging with the lower guider portion is formed on an outer circumferential surface of the lower guider and is vertically moved up and down along the lower guider portion.

바람직하게, 상기 하부 가이더 및 하부 펀치부가 승강함에 따라, 상기 하부 가이더의 내주면 및 하부 펀치부의 평면은 금속분말이 충전되는 상기 캐비티를 형성할 수 있고, 상기 상부 펀치유닛은, 상기 다이의 내주면을 따라 무회전 승강 되면서 그 저면 가장자리가 상기 하부 가이더의 평면과 접촉되어 상기 캐비티 내부에 충전된 금속 분말을 가압하여 상기 헬리컬 기어를 성형하는 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, as the lower guider and the lower punch portion are elevated and lowered, the inner circumferential surface of the lower guider and the plane of the lower punch portion can form the cavity in which the metal powder is filled, and the upper punch unit is arranged along the inner circumferential surface of the die And the bottom edge of the bottom is brought into contact with the plane of the lower guider to press the metal powder filled in the cavity to mold the helical gear.

상기 하부 펀치부는, 외주면에 상기 하부 가이더 치부에 치합되는 제1 하부 펀치 치부가 형성되어 상기 하부 가이더의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 치부의 저면을 성형하는 제1 하부 펀치; 상기 제1 하부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 바디부의 저면을 성형하는 제2 하부 펀치; 및 상기 제2 하부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 축부의 저면을 성형하는 제3 하부 펀치;를 포함할 수 있다.The lower punch portion includes: a first lower punch having a first lower punch tooth portion formed on an outer circumferential surface thereof to be engaged with the lower guidder portion and forming a bottom surface of the gear tooth portion while being lifted along an inner circumferential surface of the lower guider; A second lower punch for vertically moving along the inner circumferential surface of the first lower punch to form a bottom surface of the gear body; And a third lower punch for forming a bottom surface of the gear shaft portion while being elevated along the inner circumferential surface of the second lower punch.

상기 상부 펀치유닛은, 상기 하부 가이더와 상기 제1 하부 펀치에 대응되는 두께로 형성되고, 가장자리는 상기 하부 가이더의 평면과 접촉되도록 상기 캐비티 방향으로 무회전 승강되어 상기 기어 치부의 평면을 성형하는 제1 상부 펀치; 상기 제2 하부 펀치와 대향하게 설치되고, 상기 제1 상부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 바디부의 평면을 성형하는 제2 상부 펀치; 및 상기 제3 하부 펀치와 대향하게 설치되고, 상기 제2 상부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 축부의 평면을 성형하는 제3 하부 펀치;를 포함할 수 있다.Wherein the upper punch unit is formed to have a thickness corresponding to the lower guider and the first lower punch and the edge is raised and lowered in the cavity direction so as to be in contact with the plane of the lower guider, 1 upper punch; A second upper punch installed opposite to the second lower punch and forming a plane of the gear body part while being lifted along an inner circumferential surface of the first upper punch; And a third lower punch installed to face the third lower punch and forming a plane of the gear shaft portion while being raised and lowered along the inner peripheral surface of the second upper punch.

상기 하부 펀치유닛은, 일측이 상기 하부 프레임 내측 저면에 접촉되고 타측은 상기 하부 가이더의 저면에 접촉되어 상기 하부 가이더에 복원력을 제공하는 스프링;을 더 포함할 수 있다.The lower punch unit may further include a spring, one side of which is in contact with the inner bottom surface of the lower frame and the other of which is in contact with the bottom surface of the lower guider to provide a restoring force to the lower guider.

상기 하부 가이더는, 상기 다이의 저면 및 상기 하부 프레임의 평면 내벽에 접촉되어 그 승강을 제한하도록 그 측면에 수직 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 스토퍼를 더 포함할 수 있다.The lower guider may further include a pair of stoppers vertically spaced from the sides of the die to contact the bottom surface of the die and the planar inner wall of the lower frame to limit the vertical movement thereof.

본 발명의 실시예에 따르면, 상부 펀치유닛을 회전시키기 위한 기어박스 및 상부 펀치의 상/하 이동시 회전량을 결정하는 가이드 장치 등을 필요로 하지 않아 구조가 단순하여 유지 및 보수를 용이하게 실시할 수 있으며, 초기 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, there is no need for a gear box for rotating the upper punch unit and a guide device for determining the amount of rotation when the upper punch is moved up and down, so that the structure is simple, And can reduce the initial cost.

또한, 헬리컬 기어의 크기 및 형상 변경 등에 따른 상부 및 하부 펀치유닛 교체시 별도의 동심도 세팅 공정을 생략할 수 있어 교체시간을 단축시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Further, when the upper and lower punch units are replaced by changing the size and shape of the helical gear, it is possible to omit a separate concentricity setting process, thereby shortening the replacement time and improving the productivity.

도 1은 종래 일반적인 헬리컬 기어 성형장치를 보여주는 도면이고,
도 2는 일반적인 헬리컬 기어를 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치를 보여주는 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치의 작동을 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 펀치유닛의 작동을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a conventional helical gear forming apparatus,
2 is a view for explaining a general helical gear,
3 is a sectional view showing a helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention,
4 is a view for explaining the operation of the helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention,
5 is a view for explaining operation of a lower punch unit according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments. For reference, the same numbers in this description refer to substantially the same elements and can be described with reference to the contents described in the other drawings under these rules, and the contents which are judged to be obvious to the person skilled in the art or repeated can be omitted.

도 2는 일반적인 헬리컬 기어를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a general helical gear.

도 2에 도시된 바와 같이, 헬리컬 기어(10)는 회전축이 삽입되는 중공이 형성된 기어 축부(12)와 외주면을 따라 일 방향으로 경사진 나사산이 형성된 기어 치부(11) 및 기어 축부(12)와 기어 치부(11)를 매개하는 기어 바디부(13)로 구성된다.As shown in FIG. 2, the helical gear 10 includes a gear shaft portion 12 having a hollow to which a rotation shaft is inserted, a gear tooth portion 11 and a gear shaft portion 12 having threads threaded in one direction along the outer circumferential surface, And a gear body portion 13 that communicates with the gear teeth portion 11.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치를 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치는 중공이 형성되어 승강 가능하게 설치된 다이(100)와 헬리컬 기어(10)에 대응되는 형상으로 마련되되, 금속분말이 충전될 수 있도록 그 평면이 개방된 캐비티를 형성하도록 다이(100)에 승강 가능하게 설치된 하부 펀치유닛(200) 및 하부 펀치유닛(200)의 상부에 하부 펀치유닛(200) 방향으로 무회전 승강 되면서 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압하여 헬리컬 기어(10)를 성형하는 상부 펀치유닛(300)을 포함한다.3, the helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention includes a die 100 provided with a hollow and capable of being raised and lowered, and a helical gear having a shape corresponding to the helical gear 10, The lower punch unit 200 and the lower punch unit 200 which are vertically movable on the die 100 so as to form a cavity whose plane is opened so as to be filled, And an upper punch unit 300 for forming the helical gear 10 by pressing the metal powder filled in the cavity.

이때, 제조하고자 하는 헬리컬 기어(10)의 기어 치부(11)를 형성하기 위한 나사산이 하부 펀치유닛(200)의 내부에 형성됨에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 펀치유닛(300)은 다이(100)의 내주면을 따라 무회전 승강 되면서 하부 펀치유닛(200)과 캐비티 내부에 충전된 금속 분말을 가압 성형할 수 있게 된다.At this time, the thread for forming the gear teeth 11 of the helical gear 10 to be manufactured is formed inside the lower punch unit 200, so that the upper punch unit 300 according to the embodiment of the present invention The metal powder charged in the lower punch unit 200 and the cavity can be pressure-molded while being lifted and lowered along the inner peripheral surface of the die 100.

이에, 종래 헬리컬 기어 성형장치에서 기어 치부(11)에 대응되는 형상을 갖는 나사산이 형성된 상부 펀치(301)를 그에 대응되는 나사산을 갖는 다이(101) 내부로 회전시키기 위한 별도의 기어박스(401) 등을 필요로 하지 않아 그 구조 및 작동을 단순화할 수 있는 효과가 있다.A separate gear box 401 for rotating the upper punch 301 having a thread corresponding to the gear teeth 11 in the conventional helical gear forming apparatus into a die 101 having a corresponding thread, So that the structure and operation can be simplified.

또한, 헬리컬 기어(10)의 크기 등 변경 및 유지보수 등에 따른 펀치 교체시 별도의 동심도 조절과정을 생략할 수 있어 교체 시간을 단축시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, since the concentricity adjusting process can be omitted when the punch is changed due to the change of the size of the helical gear 10, maintenance, or the like, the replacement time can be shortened and the productivity can be improved.

보다 상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 펀치유닛(200)은 다이(100) 하부에 설치된 하부 프레임(210)과 일측이 다이(100)의 내주면을 따라 무회전 승강 가능하도록 하부 프레임(210)에 설치된 하부 가이더(220) 및 하부 가이더(220) 내벽에 접촉되어 승강 되도록 하부 프레임(210)에 설치된 하부 펀치부(230)를 포함한다.The lower punch unit 200 according to an embodiment of the present invention includes a lower frame 210 installed on the lower side of the die 100 and a lower frame 210 on one side thereof, And a lower punch 230 installed on the lower frame 210 so as to be raised and lowered in contact with the inner wall of the lower guider 220.

먼저, 다이(100)는 그 내부로 삽입된 상부 펀치유닛(300) 및 하부 펀치유닛(200)의 승강을 가이드 하도록 상부 펀치유닛(300) 및 하부 펀치유닛(200) 외경에 대응되는 직경을 갖는 중공이 형성된다.The die 100 has a diameter corresponding to the outer diameter of the upper punch unit 300 and the lower punch unit 200 so as to guide up and down the upper punch unit 300 and the lower punch unit 200 inserted into the die 100 A hollow is formed.

하부 가이더(220)는 그 내주면에 헬리컬 기어(10)의 기어 치부(11)에 대응되는 나사산이 형성된 하부 가이더 치부(221)가 형성되고, 하부 펀치부(230)는 그 외주면에 하부 가이더 치부(221)에 치합되는 나사산이 형성되어 회전 승강 되면서 하부 가이더(220)와 평면이 개방된 캐비티를 형성한다.The lower guider 220 has a lower guider portion 221 having a thread corresponding to the gear teeth 11 of the helical gear 10 formed on the inner circumferential surface thereof and a lower guider portion 221 221 are formed and rotated and elevated to form a cavity whose plane is open with the lower guider 220.

이에, 상부 펀치유닛(300)이 다이(100)의 내주면을 따라 하강하여 그 가장자리가 하부 가이더(220)의 평면과 접촉되면서 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압하여 헬리컬 기어(10)를 성형하게 된다.Thus, the upper punch unit 300 is lowered along the inner circumferential surface of the die 100, and the edge of the upper punch unit 300 is brought into contact with the plane of the lower guider 220 to press the metal powder filled in the cavity to mold the helical gear 10 do.

이에, 상방으로 분리되는 상부 펀치유닛(300)의 외주면에 나사산을 형성하지 않을 수 있어 상부 펀치유닛(300)을 회전시키기 위한 구성 등을 필요로 하지 않아 구조를 단순화시킬 수 있고, 상부 및 하부 펀치유닛(300, 200) 교체시 별도의 동심도를 일치시키기 위한 작업을 생략할 수 있어 유지 및 보수를 용이하게 실시할 수 있는 효과가 있다.Accordingly, since no screw thread is formed on the outer circumferential surface of the upper punch unit 300 which is separated upward, the structure for rotating the upper punch unit 300 is not required, so that the structure can be simplified, When replacing the units 300 and 200, it is possible to omit the work for matching the concentricity, thereby facilitating maintenance and repair.

본 발명의 일 실시예에 따른 하부 펀치부(230)는 하부 가이더 치부(221)에 치합되는 제1 하부 펀치 치부(231a)가 형성되고, 제조하고자 하는 헬리컬 기어(10)의 기어 치부(11) 저면을 성형하는 제1 하부 펀치(231)와 제1 하부 펀치(231)의 내주면을 따라 승강 되면서 기어 바디부(13)의 저면을 성형하는 제2 하부 펀치(232) 및 제2 하부 펀치(232)의 내주면을 따라 승강 되면서 기어 축부(12)의 저면 및 헬리컬 기어(10)의 중공을 형성하는 제3 하부 펀치(233)로 구성된다.The lower punch portion 230 according to the embodiment of the present invention is formed with the first lower punch tooth portion 231a to be engaged with the lower guider tooth portion 221 and the gear teeth portion 11 of the helical gear 10 to be manufactured, A second lower punch 232 and a second lower punch 232 which form the bottom surface of the gear body portion 13 while being lifted along the inner circumferential surface of the first lower punch 231, And a third lower punch 233 which forms the hollow of the gear shaft 12 and the hollow of the helical gear 10. [

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상부 펀치유닛은 제1, 제2, 제3 하부 펀치(231, 232, 233)에 대향하는 위치에 승강 가능하게 설치되어 기어 치부(11), 기어 바디부(13) 및 기어 축부(12)의 평면을 각각 성형하는 제1 상부 펀치(310), 제2 상부 펀치(320) 및 제3 상부 펀치(330)로 구성된다.Meanwhile, the upper punch unit according to the embodiment of the present invention can be elevated and lowered at positions opposed to the first, second, and third lower punches 231, 232, and 233 and includes a gear teeth 11, A second upper punch 320 and a third upper punch 330 for forming planes of the gear shaft 13 and the gear shaft 12, respectively.

이에, 서로 대향하는 제1 상부 펀치(310) 및 제1 하부 펀치(231)가 캐비티 내부의 금속분말을 가압하여 기어 치부(11)를 성형하고, 서로 대향하는 제2 상부 펀치(320) 및 제2 하부 펀치(232)가 기어 바디부(13)를 성형하며, 서로 대향하는 제3 상부 펀치(330) 및 제3 하부 펀치(233)가 기어 축부(12)를 성형함으로써 헬리컬 기어(10)를 성형하게 된다.Accordingly, the first upper punch 310 and the first lower punch 231 opposed to each other press the metal powder in the cavity to form the gear teeth 11, and the second upper punch 320 and the second upper punch The lower punch 232 forms the gear body portion 13 and the third upper punch 330 and the third lower punch 233 opposed to each other form the gear shaft portion 12 to form the helical gear 10 .

이때, 제1 상부 펀치(310)의 두께는 하부 가이더(220) 및 제1 하부 펀치(231)의 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.The thickness of the first upper punch 310 is preferably equal to the thickness of the lower guider 220 and the first lower punch 231.

왜냐하면, 그 가장자리가 하부 가이더(220)의 평면과 접촉되면서 제1 하부 가이더(220)와 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압하여 기어 치부(11)를 형성할 수 있도록 구성함으로써, 헬리컬 기어(10)의 나사산에 대응하여 회전되는 구성 없이 기어 치부(11)를 성형할 수 있어 기어 박스(401) 등 별도의 회전장치를 생략할 수 있기 때문이다.The first lower guider 220 and the metal powder filled in the cavity are pressed against the planar surface of the lower guider 220 so that the gear teeth 11 can be formed. The gear teeth 11 can be formed without being rotated in accordance with the thread of the gear box 401, and a separate rotating device such as the gear box 401 can be omitted.

바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 펀치유닛(220)은 일측이 하부 프레임(210)의 내측 저면에 접촉되고 타측은 하부 가이더(220)의 저면에 접촉되어 헬리컬 기어(10)를 성형하는 과정에서 하강된 하부 가이더(220)에 초기 위치로 복원될 수 있도록 복원력을 제공하는 스프링(240)을 더 포함할 수 있다.Preferably, the lower punch unit 220 according to the embodiment of the present invention has one side contacting the inner bottom surface of the lower frame 210 and the other side contacting the bottom surface of the lower guider 220 to form the helical gear 10 The lower guider 220 may further include a spring 240 that provides a restoring force so that the lower guider 220 can be restored to an initial position.

본 발명에서 스프링(240)은 코일 스프링을 사용하였으나, 이에 한정하지 않고, 판 스프링, 토션 스프링 등 하부 가이더에 복원력을 제공할 수 있는 다양한 종류의 스프링이 선택적으로 사용될 수 있다.In the present invention, a coil spring is used as the spring 240, but various types of springs capable of providing restoring force to the lower guider such as a leaf spring and a torsion spring can be selectively used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 가이더(220)는 그 외주면에 상하로 이격 배치되어 그 승강을 제한하는 한 쌍의 스토퍼(222)를 더 포함할 수 있으며, 한 쌍의 스토퍼(222)는 각각 다이(100)의 저면 및 하부 프레임(210)의 상면 하부에 각각 접촉되면서 하부 가이더(220)의 이동거리를 제한한다.The lower guider 220 according to an embodiment of the present invention may further include a pair of stoppers 222 spaced up and down on the outer circumference of the lower guider 220, Respectively contact the bottom surface of the die 100 and the bottom surface of the lower frame 210 to limit the movement distance of the lower guider 220.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 한 쌍의 스토퍼(222)는 링(ring) 형상으로 마련된 것을 사용한 것을 특징으로 하나, 이에 한정하지 않고 하부 가이더(220)의 이동을 제한할 수 있는 다양한 형상의 스토퍼를 선택적으로 사용할 수 있다.In this case, the pair of stoppers 222 according to one embodiment of the present invention are provided in a ring shape. However, the present invention is not limited thereto, and various shapes Can be selectively used.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치의 작동관계에 대하여 설명한다.Hereinafter, operation of the helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치의 작동을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 펀치유닛의 작동을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining the operation of the helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the operation of the lower punch unit according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 평면이 개방된 캐비티가 마련되면, 캐비티 내부에 금속분말을 충전한다.As shown in Figs. 4 and 5, when a cavity with a flat surface is provided, metal powder is filled in the cavity.

금속분말이 충전되면 상부 펀치유닛(300)을 하강시켜 그 가장자리가 하부 가이더(220)의 평면에 접촉시켜 분말이 캐비티의 평면을 닫아 폐쇄된 캐비티를 형성한다.When the metal powder is filled, the upper punch unit 300 is lowered and its edge contacts the plane of the lower guider 220 so that the powder closes the plane of the cavity to form a closed cavity.

상기와 같이 금속분말이 충전되어 폐쇄된 캐비티가 마련되면, 캐비티가 다이(100)의 중앙에 위치하도록 상부 펀치유닛(300) 및 하부 펀치유닛(200)을 하강시킨다. When the cavities filled with the metal powder are provided as described above, the upper punch unit 300 and the lower punch unit 200 are lowered so that the cavities are positioned at the center of the die 100.

이에, 성형 과정 중 금속분말이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있으며, 성형을 용이하게 하여 제조되는 헬리컬 기어(10)의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Accordingly, it is possible to prevent the metal powder from flowing out to the outside during the molding process, and it is possible to improve the quality of the helical gear 10 manufactured by facilitating the molding.

상기와 같이 성형 준비가 완료되면, 사전에 설정된 가압 순서에 따라 제1~3 상부 펀치(310, 320, 330) 및 제1~3 하부 펀치(231, 232, 233)를 순차적으로 작동시켜 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압하여 헬리컬 기어(10)를 성형한다.When the molding preparation is completed as described above, the first to third upper punches 310, 320, and 330 and the first to third lower punches 231, 232, and 233 are sequentially operated according to a preset pressing sequence, So that the helical gear 10 is formed.

헬리컬 기어(10)의 성형이 완료되면, 하부 펀치유닛(200)을 고정한 상태에서 다이(100)를 하강시키고, 상부 펀치유닛(300)을 상승시킨 후 성형된 헬리컬 기어(10)를 취출한다.When the formation of the helical gear 10 is completed, the die 100 is lowered while the lower punch unit 200 is fixed, the upper punch unit 300 is lifted, and the molded helical gear 10 is taken out.

헬리컬 기어(10)의 취출이 완료되면, 다이(100)를 상승시키고 다이(100)가 상승함에 따라 스프링(240)이 하부 가이더(220)에 복원력을 제공하여 초기 위치로 이동시켜 새로운 헬리컬 기어(10)를 성형할 캐비티를 형성하고 작업이 종료된다.When the removal of the helical gear 10 is completed, the die 100 is lifted and the spring 240 moves to the initial position by providing the restoring force to the lower guider 220 as the die 100 is lifted, 10) is formed and the operation is completed.

본 발명의 일 실시예에 따른 헬리컬 기어 성형장치는 헬리컬 기어를 제조하는 장치로서 설명하고 있으나, 구동전달 효율을 향상시키고자 외주면에 나사산이 형성된 모터 드리븐 파워 스티어링(MDPS, Motor Driven Power Steering) 등의 모터 풀리 등과 같이 외주면에 나사산이 형성된 원기둥 형상의 다양한 부품을 제조할 수 있다.The helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention is described as an apparatus for manufacturing a helical gear. However, the helical gear forming apparatus according to an embodiment of the present invention is not limited to the motor driven power steering (MDPS) It is possible to manufacture various cylindrical parts in which threads are formed on the outer peripheral surface such as a motor pulley.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. It can be understood that

10: 헬리컬 기어 11: 기어 치부
12: 기어 축부 13: 기어 바디부
100: 다이 200: 하부 펀치유닛
210: 하부 프레임 220: 하부 가이더
221: 하부 가이더 치부 222: 스토퍼
230: 하부 펀치부 231: 제1 하부 펀치
231a: 제1 하부 펀치 치부 232: 제2 하부 펀치
233: 제3 하부 펀치 300: 상부 펀치유닛
310: 제1 상부 펀치 320: 제2 상부 펀치
330: 제3 상부 펀치10: Helical gear 11:
12: gear shaft part 13: gear body part
100: Die 200: Lower punch unit
210: lower frame 220: lower guider
221: lower guider portion 222: stopper
230: lower punch portion 231: first lower punch
231a: first lower punch tooth part 232: second lower punch part
233: third lower punch 300: upper punch unit
310: first upper punch 320: second upper punch
330: third upper punch

Claims (7)

금속분말을 이용하여 일방향으로 경사진 나사산이 형성된 기어 치부와 회전축이 삽입되는 기어 축부 및 상기 기어 축부와 기어 치부를 연결하는 기어 바디부로 이루어진 헬리컬 기어를 성형하는 헬리컬 기어 성형장치에 있어서,
다이;
상기 헬리컬 기어에 대응되는 형상으로 마련되되, 그 내주면에 상기 기어 치부에 대응되는 나사산이 형성되고 상방이 개방된 캐비티를 형성하도록 상기 다이에 승강 가능하게 설치된 하부 펀치유닛; 및
상기 하부 펀치유닛의 상방에 설치되고, 상기 다이의 내주면을 따라 상기 하부 펀치유닛 방향으로 무회전 승강되어 가장자리가 상기 하부 펀치유닛의 평면과 접촉하여 상기 캐비티 내부에 충전된 금속분말을 가압 성형하는 상부 펀치유닛;을 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
A helical gear forming apparatus for forming a helical gear comprising a gear tooth portion formed with a threaded tooth inclined in one direction using a metal powder, a gear shaft portion into which a rotating shaft is inserted, and a gear body portion connecting the gear shaft portion and the gear tooth portion,
die;
A lower punch unit provided in a shape corresponding to the helical gear and having a screw thread corresponding to the gear teeth formed on an inner circumferential surface of the lower punch unit so as to be able to move up and down on the die so as to form a cavity opened upward; And
A lower punch unit provided above the lower punch unit and raised and lowered in the direction of the lower punch unit along the inner circumferential surface of the die so that the edge contacts the plane of the lower punch unit to press- And a punch unit.
청구항 1에 있어서,
상기 하부 펀치유닛은,
상기 다이 하부에 설치된 하부 프레임;
상기 다이 내주면을 따라 승강이 가이드 될 수 있도록, 일측이 상기 다이 내주면에 접촉되고 타측은 상기 하부 프레임에 승강 가능하도록 설치되고, 일측 내주면에 상기 기어 치부에 대응되는 나사산을 갖는 하부 가이더 치부가 형성된 하부 가이더; 및
외주면에 상기 하부 가이더 치부에 치합되는 나사산이 형성되어 상기 하부 가이더 내부에 상기 하부 가이더 치부를 따라 회전 승강 되도록 상기 하부 프레임에 설치되는 하부 펀치부;를 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method according to claim 1,
The lower punch unit includes:
A lower frame provided below the die;
A lower guider having a lower guider portion having a thread corresponding to the gear teeth on an inner circumferential surface on one side so as to be able to be guided along the inner circumferential surface of the die so that one side thereof is in contact with the inner circumferential surface of the die, ; And
And a lower punch portion provided on the lower frame such that a thread engaging with the lower guider portion is formed on an outer circumferential surface of the lower guider portion and is vertically moved up and down along the lower guider portion within the lower guider.
청구항 2에 있어서,
상기 하부 가이더 및 하부 펀치부가 승강함에 따라, 상기 하부 가이더의 내주면 및 하부 펀치부의 평면은 금속분말이 충전되는 상기 캐비티를 형성하고,
상기 상부 펀치유닛은,
상기 다이의 내주면을 따라 무회전 승강 되면서 그 저면 가장자리가 상기 하부 가이더의 평면과 접촉되어 상기 캐비티 내부에 충전된 금속 분말을 가압하여 상기 헬리컬 기어를 성형하는 것을 특징으로 하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method of claim 2,
As the lower guider and the lower punch portion are raised and lowered, the inner surface of the lower guider and the plane of the lower punch portion form the cavity in which the metal powder is filled,
The upper punch unit includes:
Wherein the bottom surface of the lower guider is in contact with a plane of the lower guider so that the metal powder charged in the cavity is pressed to form the helical gear while being lifted up and down along the inner circumferential surface of the die.
청구항 2에 있어서,
상기 하부 펀치부는,
외주면에 상기 하부 가이더 치부에 치합되는 제1 하부 펀치 치부가 형성되어 상기 하부 가이더의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 치부의 저면을 성형하는 제1 하부 펀치;
상기 제1 하부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 바디부의 저면을 성형하는 제2 하부 펀치; 및
상기 제2 하부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 축부의 저면을 성형하는 제3 하부 펀치;를 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method of claim 2,
The lower punch portion
A first lower punch for forming a bottom surface of the gear teeth portion by forming a first lower punch tooth portion on an outer circumferential surface and engaging with the lower guidder portion and being lifted along an inner circumferential surface of the lower guider;
A second lower punch for vertically moving along the inner circumferential surface of the first lower punch to form a bottom surface of the gear body; And
And a third lower punch for vertically moving along the inner circumferential surface of the second lower punch to form the bottom surface of the gear shaft portion.
청구항 4에 있어서,
상기 상부 펀치유닛은,
상기 하부 가이더와 상기 제1 하부 펀치에 대응되는 두께로 형성되고, 가장자리는 상기 하부 가이더의 평면과 접촉되도록 상기 캐비티 방향으로 무회전 승강되어 상기 기어 치부의 평면을 성형하는 제1 상부 펀치;
상기 제2 하부 펀치와 대향하게 설치되고, 상기 제1 상부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 바디부의 평면을 성형하는 제2 상부 펀치; 및
상기 제3 하부 펀치와 대향하게 설치되고, 상기 제2 상부 펀치의 내주면을 따라 승강 되면서 상기 기어 축부의 평면을 성형하는 제3 하부 펀치;를 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method of claim 4,
The upper punch unit includes:
A first upper punch formed to have a thickness corresponding to the lower guider and the first lower punch and whose edge is raised and lowered in the cavity direction so as to be in contact with a plane of the lower guider to form a plane of the gear teeth;
A second upper punch installed opposite to the second lower punch and forming a plane of the gear body part while being lifted along an inner circumferential surface of the first upper punch; And
And a third lower punch opposed to the third lower punch and forming a plane of the gear shaft portion while being moved up and down along the inner circumferential surface of the second upper punch.
청구항 4에 있어서,
상기 하부 펀치유닛은,
일측이 상기 하부 프레임 내측 저면에 접촉되고 타측은 상기 하부 가이더의 저면에 접촉되어 상기 하부 가이더에 복원력을 제공하는 스프링;을 더 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method of claim 4,
The lower punch unit includes:
Further comprising: a spring, one side of which is in contact with the inner bottom surface of the lower frame, and the other of which is in contact with the bottom surface of the lower guider to provide a restoring force to the lower guider.
청구항 2에 있어서,
상기 하부 가이더는,
상기 다이의 저면 및 상기 하부 프레임의 평면 내벽에 접촉되어 그 승강을 제한하도록 그 측면에 수직 방향으로 이격 배치된 한 쌍의 스토퍼를 더 포함하는, 헬리컬 기어 성형장치.
The method of claim 2,
The lower guider includes:
Further comprising a pair of stoppers spaced vertically from the sides of the die to contact the bottom surface of the die and the planar inner wall of the lower frame to limit its elevation.
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