KR20230174849A - 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치 - Google Patents

대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치 Download PDF

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KR20230174849A
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박상균
김광민
이운학
박휘동
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에스제이에프(주)
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Abstract

본 발명의 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치는, 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형하도록 구성된 복수의 튜브요크 성형용 금형을 포함하는 튜브요크 제조장치에 있어서, 외주면에 스플라인부가 형성되어 상기 튜브부의 내부로 삽입됨에 따라 상기 튜브부의 내측에 스플라인이 성형되도록 하는 성형핀이 구비된 스플라인 단조성형금형;을 포함하며, 상기 스플라인 단조성형금형은 다이부와 펀치부로 구성되되, 상기 다이부는 소재를 공급받는 스플라인 성형 다이스 및 상기 스플라인 성형 다이스의 중심에 구비된 상기 성형핀을 포함하여 구성되고, 상기 펀치부는 상기 요크부의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 가이드부를 포함하여 구성된다.
본 발명은 과제 결과물로서 과제정보는 다음과 같다.
[고유번호] 1425161909 [과제번호] S2838879
[부처명] 중소벤처기업부 [전문기관] 중소기업기술정보진흥원
[사업명] 중소기업기술혁신개발사업(시장대응형)
[과제명] 최적 토크 50N·m급 R-EPS용 경량화 Slidig Type IMS 모듈 개발

Description

대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING TUBE YOKE WITH IMPROVED SYMMETRY}
본 발명은 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 요크부의 대칭도가 개선된 튜브요크를 할 수 있도록 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치에 관한 것이다.
일반적인 요크는 자동차의 스티어링이나 엔진의 동력을 전달하는 추진축 등과 같이 회전되는 주축에 대하여 종동축이 동일선상에 있지 않고 소정각도 기울어지게 배치되거나 또는 동일선상에 배치되는 경우 상기 주동축의 동력을 종동축에 원활히 전달하고자 하도록 구성된다.
종래 튜브요크는 요크부와 상기 요크부의 하부에 결합되는 샤프트로 구성되며, 요크부와 샤프트를 별도로 제작한 후 요크브의 하부와 샤프트의 상부를 용접하여 튜브요크를 제작하였다.
그러나, 상술한 바와 같이 요크부와 샤프트를 용접에 의해 제작하는 종래의 튜브요크는 별도의 장치에서 너클부와 샤프트를 제작하여야 하는 번거로움이 있고, 이로 인해 설비비가 증대되며, 용접시 열에 의해 너클부 또는 샤프트의 뒤틀림 등과 같은 변형이 발생될 수 있으며, 용접부위는 취약하므로 사용시 견고하지 못한 문제점을 가지고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크에 대해 개시된 바 있다.
그러나, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크의 경우에는 튜브요크 내면에 스플라인을 형성하기가 어려워서, 스플라인을 형성한 후 교정을 하는 등의 추가 공정이 필요한 단점이 있었다.
또한, 상술한 바와 같이 스플라인 형성의 어려움으로 인하여, 요크부와 샤프트부가 일체로 형성된 튜브요크는 단조공정에서 제작하고, 스플라인 형성은 별도의 가공공정을 통해 제작하는 경우가 있는데, 이는 제작시간의 과도한 증가뿐만 아니라 제조원가 상승이라는 문제점을 유발하고 있다.
또한, 도 11의 상부에 도시된 바와 같이, 요크부와 튜브부가 일체로 형성된 튜브요크에 스플라인을 형성하는 과정에서 요크부의 대칭도를 저하하는 문제가 있었다.
등록특허 10-0767105(등록일자 2007년10월08일)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 요크부의 대칭도가 개선된 튜브요크를 할 수 있도록 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치는, 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형하도록 구성된 복수의 튜브요크 성형용 금형을 포함하는 튜브요크 제조장치에 있어서, 외주면에 스플라인부가 형성되어 상기 튜브부의 내부로 삽입됨에 따라 상기 튜브부의 내측에 스플라인이 성형되도록 하는 성형핀이 구비된 스플라인 단조성형금형;을 포함하며, 상기 스플라인 단조성형금형은 다이부와 펀치부로 구성되되, 상기 다이부는 소재를 공급받는 스플라인 성형 다이스 및 상기 스플라인 성형 다이스의 중심에 구비된 상기 성형핀을 포함하여 구성되고, 상기 펀치부는 상기 요크부의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 가이드부를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 펀치부는, 펀치 필러; 중심부를 관통하는 중심홀이 형성되어 상기 펀치 필러의 전단부에 적층되는 펀치 케이스; 상기 펀치 케이스의 중심홀에 내장되어 상기 펀치 필러에 의해 후단부가 지지되는 펀치핀 필러; 상기 펀치 케이스의 중심홀에 후단부가 내삽되어 상기 펀치핀 필러에 의해 지지되고, 전단부가 상기 요크부의 내측 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 펀치 케이스의 외부로 노출된 펀치핀; 및 상기 펀치핀의 전단부가 관통하도록 상기 펀치 케이스의 전단부에 적층되어 고정되되, 상기 요크부가 삽입되는 공간을 형성하는 가이드홀이 형성된 가이드 부재;를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 펀치 케이스의 전단부에는 원통형의 안착홈이 형성되고, 상기 가이드 부재는 상기 안착홈의 형상에 대응하는 원통형의 형상으로 형성되며, 상기 가이드 부재를 관통하여 상기 펀치 케이스에 체결되는 볼트에 의해 상기 가이드 부재가 상기 펀치 케이스에 고정될 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 튜브요크 성형용 금형은, 절단된 소재를 공급받는 중심홈 성형 다이스 및 상기 중심홈 성형 다이스에 공급된 소재의 일측을 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 펀치를 포함하는 중심홈 성형금형; 상기 중심홈 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 1차 후방압출 성형 다이스 및 상기 1차 후방압출 성형 다이스로 공급된 소재를 가압하여 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부를 후방압출성형하는 다이핀을 포함하는 1차 후방압출 성형금형; 상기 1차 후방압출 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 2차 후방압출 성형 다이스 및 상기 2차 후방압출 성형 다이스에 공급된 소재의 내경홀로 삽입되어 상기 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출성형하는 다이핀을 포함하는 2차 후방압출 성형금형; 상기 2차 후방압출 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 예비요크 성형 다이스 및 상기 예비요크 성형 다이스에 공급된 소재를 가압하여 상기 소재의 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부를 성형하는 펀치를 포함하는 예비요크 성형금형; 및 상기 예비요크 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 요크성형 다이스, 상기 요크성형 다이스에 공급된 소재를 가압하여 요크부를 성형하는 펀치를 포함하는 요크성형금형;을 포함하여 구성되고, 상기 스플라인 단조성형금형은, 상기 요크성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 중심홈 성형금형, 1차 후방압출 성형금형, 2차 후방압출 성형금형, 예비요크 성형금형, 요크성형금형 및 스플라인 성형금형에는 각각 성형하고자 하는 소재가 각각 공급되고, 상기 중심홈 성형금형, 1차 후방압출 성형금형, 2차 후방압출 성형금형, 예비요크 성형금형, 요크성형금형 및 스플라인 성형금형의 성형동작이 일시에 함께 이뤄지도록 구성됨과 함께 해당 금형에서 성형을 마친 복수의 소재가 복수의 이동장치에 의해 다음 공정의 금형으로 일시에 함께 이동되어 공급되도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크의 요크부의 대칭도가 개선된 튜브요크를 제조할 수 있다는 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 중심홈 성형금형을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 1차 후방압출 성형금형을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 2차 후방압출 성형금형을 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 예비요크 성형금형을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 요크성형금형을 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 스플라인 성형금형을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 스플라인 성형금형의 펀치부를 도시한 평단면 분해도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 스플라인 성형금형의 펀치부를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 구성하는 스플라인 성형금형의 펀치부를 도시한 분해사시도이다.
도 11은 종래의 튜브요크의 제조장치와 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 비교한 도면이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
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 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150), 스플라인 성형금형(160)을 포함하여 구성된다.
상술한 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)에 각각 성형하고자 하는 소재가 각각 공급되어 동시에 함께 성형이 이뤄진다.
예를 들어, 제1소재가 중심홈 성형금형(110)에서 성형된 후 이동장치를 통해 1차 후방압출 성형금형(120)으로 공급되는데, 이때, 제1소재의 이동과 함께 새로운 제2소재가 중심홈 성형금형(110)으로 동시에 공급된다.
또한, 제1소재가 1차 후방압출 성형금형(120)에서 성형된 후 2차 후방압출 성형금형(130)으로 공급되는데, 이때, 제1소재의 이동과 함께 제2소재가 1차 후방압출 성형금형(120)으로 동시에 공급됨은 물론 새로운 새로운 제3소재가 중심홈 성형금형(110)으로 동시에 공급된다.
상술한 바와 같이, 하나의 소재가 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)을 따라 순차적으로 이송되면서 성형이 이루어짐은 물론, 소재가 연속적으로 공급되어 성형되도록 구성된다.
즉, 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)의 성형동작이 일시에 함께 이뤄지도록 구성됨과 함께 해당 금형에서 성형을 마친 복수의 소재가 각각 이동장치에 의해 다음 공정의 금형으로 일시에 함께 이동되어 공급되도록 구성되는 것이다.
상술한 바와 같이, 소재가 연속적으로 공급됨과 함께 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150) 및 스플라인 성형금형(160)의 성형동작이 일시에 함께 이뤄져 모든 성형동작이 단번에 이뤄지기 때문에, 본 발명의 일실시예에 따른 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치의 1싸이클 동작(펀치가 다이스로 이동하여 소재를 성형한 후 복귀하는 1회의 동작)마다 하나의 완성품을 제작할 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 중심홈 성형금형(110), 1차 후방압출 성형금형(120), 2차 후방압출 성형금형(130), 예비요크 성형금형(140), 요크성형금형(150), 스플라인 성형금형(160)의 구조에 대해 개략적으로 살펴본다.
상기 중심홈 성형금형(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 절단된 소재를 공급받는 중심홈 성형 다이스(111)가 구비된 다이부 및 상기 중심홈 성형 다이스(111)에 공급된 소재를 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 펀치핀(113)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성된다.
소재 일측에 형성된 상기 중심홈은 상기 중심홈 성형 다이스(111)에 구비된 다이핀(111P)을 통해 성형될 수 있다.
상기 중심홈 성형금형(110)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 중심홈이 형성될 수 있게 된다.
상기 1차 후방압출 성형금형(120)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 중심홈 성형금형(110)과 이웃하여 배치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 중심홈 성형금형(110)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 소재를 공급받는 1차 후방압출 성형 다이스(121)와 상기 1차 후방압출 성형 다이스(121)로 공급된 소재를 가압하여 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부를 후방압출성형하는 다이핀(121P)이 구비된 다이부 및 소재의 일측을 가압하여 상기 소재를 성형하는 펀치핀(123)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성되며, 상기 펀치핀(123)이 소재를 가압함에 따라 1차 후방압출이 이뤄질 수 있다.
상기 1차 후방압출 성형금형(120)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 내경홀이 형성된 튜브부가 후방압출되어 성형될 수 있게 된다.
상기 2차 후방압출 성형금형(130)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 1차 후방압출 성형금형(120)과 이웃하여 배치되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 1차 후방압출 성형금형(120)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 2차 후방압출 성형 다이스(131)와 상기 2차 후방압출 성형 다이스(131)에 공급된 소재의 내경홀로 삽입되어 상기 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출성형하는 다이핀(131P)이 구비된 다이부 및 소재의 일측을 가압하여 상기 소재를 성형하는 펀치핀(133)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성되며, 상기 펀치핀(133)이 소재를 가압함에 따라 2차 후방압출이 이뤄질 수 있다.
상기 2차 후방압출 성형금형(130)의 1싸이클 동작 시 소재의 일측에 형성된 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출되어 성형될 수 있게 된다.
상기 예비요크 성형금형(140)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 2차 후방압출 성형금형(130)과 이웃하여 배치되며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 2차 후방압출 성형금형(130)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 예비요크 성형 다이스(141)가 구비된 다이부 및 상기 예비요크 성형 다이스(141)에 공급된 소재를 가압하여 상기 소재의 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부를 성형하는 펀치핀(143)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성된다.
한편, 예비요크 성형 다이스(141)가 구비된 다이부는 상기 내경홀에 삽입되는 다이핀(141P)을 더욱 구비한다.
상기 예비요크 성형금형(140)의 1싸이클 동작 시 소재의 타측에 요크부를 성형하기 위한 예비요크부가 성형될 수 있게 된다.
상기 요크성형금형(150)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 예비요크 성형금형(140)과 이웃하여 배치되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 예비요크 성형금형(140)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치(미도시)를 통해 공급받는 요크성형 다이스(151)가 구비된 다이부 및 상기 요크성형 다이스(151)에 공급된 소재를 가압하여 요크부를 성형하는 펀치핀(153)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 요크성형 다이스(151)가 구비된 다이부는 상기 내경홀에 삽입되어 내경홀의 형상을 완성시키기 위한 다이핀(151P)을 더욱 구비한다.
상기 요크성형금형(150)의 1싸이클 동작 시 소재의 타측에 요크부가 성형될 수 있게 된다.
상기 스플라인 성형금형(160)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 요크성형금형(150)과 이웃하여 배치되며, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 요크성형금형(150)을 통해 성형된 소재를 별도의 이송장치를 통해 공급받는 스플라인 성형 다이스(161)와 상기 튜브부의 내부로 삽입되어 상기 튜브부의 내측에 스플라인(SP)을 성형하도록 외주면에 스플라인부(161P-a)가 형성된 성형핀(161P)이 구비된 다이부 및 소재의 일측을 가압하여 상기 소재를 성형하는 펀치핀(163)이 구비된 펀치부를 포함하여 구성된다.
상기 스플라인 성형금형(160)의 1싸이클 동작 시 소재의 튜브부의 내측에 스플라인(SP)이 형성될 수 있게 된다.
상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 단면은 오목한 요부(凹部)와 볼록한 철부(凸部)가 교번적으로 형성된다.
한편, 상기 스플라인 성형금형(160)을 구성하는 펀치부는 튜브요크의 대칭도를 개선하기 위하여 상기 요크부의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 가이드부를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 스플라인 성형금형(160)을 구성하는 펀치부, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 펀치 필러(PF), 중심부를 관통하는 중심홀(PC-h)이 형성되어 상기 펀치 필러(PF)의 전단부에 적층되는 펀치 케이스(PC), 상기 펀치 케이스(PC)의 중심홀(PC-h)에 내장되어 상기 펀치 필러(PF)에 의해 후단부가 지지되는 펀치핀 필러(PPF), 상기 펀치 케이스(PC)의 중심홀(PC-h)에 후단부가 내삽되어 상기 펀치핀 필러(PPF)에 의해 지지되고, 전단부가 상기 요크부의 내측 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 펀치 케이스(PC)의 외부로 노출된 펀치핀(163) 및 상기 펀치핀(163)의 전단부가 관통하도록 상기 펀치 케이스(PC)의 전단부에 적층되어 고정되되, 상기 요크부가 삽입되는 공간을 형성하는 사각 형상의 가이드홀(PG-h)이 형성된 가이드 부재(PG)를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 펀치 케이스(PC)의 전단부에는 원통형의 안착홈(PC-a)이 형성되고, 상기 가이드 부재(PG)는 상기 안착홈(PC-a)의 형상에 대응하는 원통형의 형상으로 형성되며, 상기 가이드 부재(PG)를 관통하여 상기 펀치 케이스(PC)에 체결되는 볼트 등의 체결수단에 의해 상기 가이드 부재(PG)가 상기 펀치 케이스(PC)에 고정된다.
따라서, 종래에는 도 11의 상부에 도시된 바와 같이, 요크부와 튜브부가 일체로 형성된 튜브요크에 스플라인을 형성하는 과정 중 튜브부의 극히 일부분만 다이부에 걸쳐진 상태에서 펀치부의 펀치로 가압을 함에 따라 자중에 의한 요크부의 처짐이 발생하여 대칭도를 저해하는 문제가 있으나, 본원발명의 스플라인 성형금형(160)은 이러한 대칭도 저하 문제를 개선할 수 있게 된다.
구체적으로, 본원발명의 스플라인 성형금형(160)의 구성에 따르면, 튜브요크의 튜브부의 극히 일부가 다이부에 걸쳐지게 되지만, 상기 가이드 부재(PG)의 가이드홀(PG-h)의 내부와 상기 펀치핀(163)의 외측면이 이루는 공간으로 튜브요크의 요크부가 삽입되어 걸쳐지게 됨에 따라 튜브요크의 양단이 모두 안정적으로 걸쳐지게 되어 처짐이 발생하지 않게 되며, 이로 인해 튜브요크의 튜브부에 스프라인을 형성하는 과정에서 대칭도 저하 문제를 해소할 수 있게 된다.
이하, 상술한 바와 같은 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치를 이용한 튜브요크의 제조방법에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 튜브요크 제조방법은, 튜브요크 단조성형공정(S100), 스플라인 단조성형공정(S200)을 포함하여 구성된다.
상기 튜브요크 단조성형공정(S100)은 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형하는 공정으로서, 예를들어, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄질 수 있다.
먼저, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄진 튜브요크 단조성형공정(S100)에 대하여 설명하도록 한다.
상기 중심홈 성형공정(S110)은 절단된 소재를 중심홈 성형 다이스로 공급한 후 펀치로 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 중심홈 성형공정(S110)은 전술한 중심홈 성형금형(110)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 1차 후방압출 성형공정(S120)은 상기 소재를 1차 후방압출 성형 다이스로 공급한 후 다이핀을 전진이동시켜 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부가 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 1차 후방압출 성형공정(S120)은 전술한 1차 후방압출 성형금형(120)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 2차 후방압출 성형공정(S130)은 상기 소재를 2차 후방압출 성형 다이스에 공급한 후 다이핀을 전진이동시켜 소재 일측의 튜브부의 길이가 증가되도록 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 2차 후방압출 성형공정(S130)은 전술한 2차 후방압출 성형금형(130)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 예비요크 성형공정(S140)은 상기 소재를 예비요크 성형 다이스에 공급한 후 펀치로 가압하여 소재 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부가 성형되게 하는 공정이다.
예를 들어, 상기 예비요크 성형공정(S140)은 전술한 예비요크 성형금형(140)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 요크성형공정(S150)은 상기 소재를 요크성형 다이스에 공급한 후 요크성형펀치로 가압하여 요크부가 성형되게 함과 동시에, 다이핀으로 내경홀을 완전하게 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 요크성형공정(S150)은 전술한 요크성형금형(150)을 통해 이뤄질 수 있다.
상술한 바와 같이, 중심홈 성형공정(S110), 1차 후방압출 성형공정(S120), 2차 후방압출 성형공정(S130), 예비요크 성형공정(S140) 및 요크성형공정(S150)으로 이뤄진 튜브요크 단조성형공정(S100)을 통해 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형할 수 있다.
상기 튜브요크 단조성형공정(S100) 이후에, 스플라인 단조성형공정(S200)이 진행되며, 구체적으로, 상기 스플라인 단조성형공정(S200)은 외주면에 스플라인부(161P-a)가 형성된 성형핀(161P)이 상기 튜브요크의 튜브부 내부로 삽입되도록 하여 상기 튜브부의 내측에 스플라인(SP)을 성형하는 공정이다.
예를 들어, 상기 스플라인 단조성형공정(S200)은 전술한 스플라인 성형금형(160)을 통해 이뤄질 수 있다.
상기 성형핀(161P)의 스플라인부(161P-a)의 단면은 오목한 요부(凹部)와 볼록한 철부(凸部)가 교번적으로 형성된다.
상기 스플라인 단조성형공정(S200)을 위한 스플라인 성형금형(160)은 튜브요크의 튜브부와 요크부가 각각 다이부와 펀치부에 걸쳐 지지가 된 상태로 스플라인(SP)이 형성되도록 함에 따라 처짐이 발생하지 않게 되며, 이로 인해 튜브요크의 튜브부에 스프라인을 형성하는 과정에서 대칭도 저하 문제를 해소할 수 있게 된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
110:중심홈 성형금형 120:1차 후방압출 성형금형
130:2차 후방압출 성형금형 140:예비요크 성형금형
150:요크성형금형 160:스플라인 성형금형

Claims (5)

  1. 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압하여 튜브부와 요크부로 이뤄진 튜브요크를 성형하도록 구성된 복수의 튜브요크 성형용 금형을 포함하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치에 있어서,
    외주면에 스플라인부가 형성되어 상기 튜브부의 내부로 삽입됨에 따라 상기 튜브부의 내측에 스플라인이 성형되도록 하는 성형핀이 구비된 스플라인 단조성형금형;을 포함하며,
    상기 스플라인 단조성형금형은 다이부와 펀치부로 구성되되,
    상기 다이부는 소재를 공급받는 스플라인 성형 다이스 및 상기 스플라인 성형 다이스의 중심에 구비된 상기 성형핀을 포함하여 구성되고,
    상기 펀치부는 상기 요크부의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 가이드부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펀치부는,
    펀치 필러;
    중심부를 관통하는 중심홀이 형성되어 상기 펀치 필러의 전단부에 적층되는 펀치 케이스;
    상기 펀치 케이스의 중심홀에 내장되어 상기 펀치 필러에 의해 후단부가 지지되는 펀치핀 필러;
    상기 펀치 케이스의 중심홀에 후단부가 내삽되어 상기 펀치핀 필러에 의해 지지되고, 전단부가 상기 요크부의 내측 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 상기 펀치 케이스의 외부로 노출된 펀치핀; 및
    상기 펀치핀의 전단부가 관통하도록 상기 펀치 케이스의 전단부에 적층되어 고정되되, 상기 요크부가 삽입되는 공간을 형성하는 가이드홀이 형성된 가이드 부재;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펀치 케이스의 전단부에는 원통형의 안착홈이 형성되고,
    상기 가이드 부재는 상기 안착홈의 형상에 대응하는 원통형의 형상으로 형성되며,
    상기 가이드 부재를 관통하여 상기 펀치 케이스에 체결되는 볼트에 의해 상기 가이드 부재가 상기 펀치 케이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 튜브요크 성형용 금형은,
    절단된 소재를 공급받는 중심홈 성형 다이스 및 상기 중심홈 성형 다이스에 공급된 소재의 일측을 가압하여 소재 일측에 중심홈이 성형되게 하는 펀치를 포함하는 중심홈 성형금형;
    상기 중심홈 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 1차 후방압출 성형 다이스 및 상기 1차 후방압출 성형 다이스로 공급된 소재를 가압하여 소재 일측에 내경홀이 형성된 튜브부를 후방압출성형하는 다이핀을 포함하는 1차 후방압출 성형금형;
    상기 1차 후방압출 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 2차 후방압출 성형 다이스 및 상기 2차 후방압출 성형 다이스에 공급된 소재의 내경홀로 삽입되어 상기 튜브부의 길이가 증가되도록 후방압출성형하는 다이핀을 포함하는 2차 후방압출 성형금형;
    상기 2차 후방압출 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 예비요크 성형 다이스 및 상기 예비요크 성형 다이스에 공급된 소재를 가압하여 상기 소재의 타측에 안내홈이 형성된 예비요크부를 성형하는 펀치를 포함하는 예비요크 성형금형; 및
    상기 예비요크 성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받는 요크성형 다이스, 상기 요크성형 다이스에 공급된 소재를 가압하여 요크부를 성형하는 펀치를 포함하는 요크성형금형;을 포함하여 구성되고,
    상기 스플라인 단조성형금형은, 상기 요크성형 다이스와 이웃하여 배치되어 소재를 공급받도록 구성된 것을 특징으로 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 중심홈 성형금형, 1차 후방압출 성형금형, 2차 후방압출 성형금형, 예비요크 성형금형, 요크성형금형 및 스플라인 성형금형에는 각각 성형하고자 하는 소재가 각각 공급되고, 상기 중심홈 성형금형, 1차 후방압출 성형금형, 2차 후방압출 성형금형, 예비요크 성형금형, 요크성형금형 및 스플라인 성형금형의 성형동작이 일시에 함께 이뤄지도록 구성됨과 함께 해당 금형에서 성형을 마친 복수의 소재가 복수의 이동장치에 의해 다음 공정의 금형으로 일시에 함께 이동되어 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 대칭도가 개선된 튜브요크의 제조장치.
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