WO2009151223A2 - 스크류 및 그의 제조방법 - Google Patents

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WO2009151223A2
WO2009151223A2 PCT/KR2009/002862 KR2009002862W WO2009151223A2 WO 2009151223 A2 WO2009151223 A2 WO 2009151223A2 KR 2009002862 W KR2009002862 W KR 2009002862W WO 2009151223 A2 WO2009151223 A2 WO 2009151223A2
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우병택
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주식회사 아세아볼트
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/06—Making by means of profiled members other than rolls, e.g. reciprocating flat dies or jaws, moved longitudinally or curvilinearly with respect to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/56—Making machine elements screw-threaded elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/041—Specially-shaped shafts
    • F16B35/044—Specially-shaped ends

Definitions

  • the present invention relates to a screw and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a screw and a method for manufacturing the same for coupling a hard disk drive cover or fastening to an iron plate or the like.
  • a hard disk drive In general, a hard disk drive (HDD) is installed in a main body of a computer, etc., which is an electronic device and a mechanical device that converts digital electronic pulses into a more permanent magnetic field to record and reproduce data. Since a large amount of data can be input and output at high speed, it is widely used as an auxiliary storage device of a computer system.
  • HDD hard disk drive
  • the hard disk drive includes a main body 10 and a cover 30 coupled to the upper side of the main body 10 via a gasket 20.
  • a plurality of female threaded portions 11 are formed, and through holes 21 and 31 are formed in the gasket 20 and the cover 30 corresponding to the female threaded portions 11 so that the screw 40 passes therethrough. .
  • components such as a spindle motor, an actuator, and a head, including a disk, are also mounted in the main body 10 by screws 40, and then the cover 30 is interposed between the main body 10 and the gasket 20. 2, the screw 40 passes through the through holes 31 and 21 of the cover 30 and the gasket 20, and then is fastened to the female screw portion 11 of the main body 10 as shown in FIG. This completes the joining of the hard disk drives.
  • the female threaded portion 11 formed at the edge of the conventional hard disk drive or the main body 10 is used to cut the female threaded portion 11 by a cutting tab or the like due to the characteristics of precision instruments sensitive to foreign matters.
  • the groove 11a is formed in the thread of the female threaded part 11 at the time of processing by performing the rolling process by a rolled tap without a machining.
  • the recess 11a formed in the thread of the female threaded portion 11 is coupled with the incomplete threaded portion 42 having a small diameter to the distal end of the complete threaded portion 41 of the screw 40.
  • the roll processing of such a small diameter and length screw is carried out by placing a material processed into a predetermined shape between the molds having a screw shape and moving at least one of the molds while applying pressure, thereby performing rolling.
  • Rolling has advantages such as shortening of machining time and densification of metal structure compared to cutting, resulting in improved rigidity.
  • a reciprocating type for moving a plate metal die is mainly used, and a cylindrical roll die is used when forming a high precision screw or processing a special screw part.
  • the rod-shaped material is placed between the lower die and the upper die, and rolled, and the screw is formed at the cutting edge of the tip with a thin and fin-shaped fish fin thin and sharp.
  • the pin portion protruding outward has also inherent problems such as making it difficult or impossible to fasten the female screw portion when tightening the screw.
  • the present invention has been invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a screw and a method for manufacturing the same, which is easy to fasten and increase the fastening force even when the depth of the female thread of the counterpart is shallow.
  • Another object of the present invention is to provide a screw and a method of manufacturing the same, which are easy to manufacture, improve productivity and reduce cost.
  • Still another object of the present invention is to provide a screw and a method of manufacturing the same, which prevents an operator from being injured by the pin part by preventing the pin part from being generated at the cutting edge of the screw generated when the screw is rolled. .
  • a head is formed at one end, and a screw is formed at the other outer circumferential surface. It features.
  • the method of manufacturing a screw according to the present invention includes a head forming step of forging and cutting a head part by forging a material supplied onto a wire, and rolling the screw part by fixing and movable dice to the outer peripheral surface of the body formed with the head part. And a thread cutting step for molding and a length cutting step for cutting to a predetermined length by a cutting blade formed on the fixed and movable dice in the screw rolling step.
  • the fastening is very easy and the defect rate is minimized when the depth of the counterpart is fastened to the female thread. It is improved, cost is reduced, and tightening force is increased.
  • the screw is formed on the outer circumferential surface and rolled again the screw cut to a predetermined length to form a smooth outer circumferential surface of the screw portion of the screw can be beautiful appearance and prevent the operator from hurting.
  • 1 to 3 is a view showing a fastening state of a conventional screw
  • FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a state in which a screw is fastened to a computer hard disk
  • Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of the coupling state of the screw
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a bad state according to the coupling of the screw.
  • Figure 4 is a front view showing a screw according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a method for manufacturing a screw according to the present invention.
  • 6 to 8 are diagrams showing an example of a mold for manufacturing a screw according to the present invention.
  • FIG. 6 is an overall perspective view of a mold
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a bonding state of a mold
  • FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view showing a screw manufactured by the present invention.
  • Figure 9 is an enlarged partial cross-sectional view showing a coupling state of the screw produced by the present invention.
  • 10 to 14 is a view showing a screw according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a front view showing an example of a screw
  • FIG. 11 is a coupling state diagram of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a coupling state diagram of FIG. 12;
  • 14 is a front view showing another modification of the screw.
  • 15 to 16 are diagrams showing another example of a mold for manufacturing a screw according to the present invention.
  • 16 is a partial cross-sectional view showing a state in which the lower portion of the screw produced by the mold is cut
  • 17 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which the lower part of the screw manufactured by the present invention is re-rolled.
  • FIG. 4 is a view showing a screw according to the present invention, the screw 400 has a head portion 410 is formed at one end, the other side is formed with a screw portion 420 forming a complete thread having the same outer diameter as a whole.
  • a cutting portion 430 formed in a straight line is formed at the tip of the screw 400 to form a right angle with respect to the axis center.
  • the manufacturing method of the screw according to the present invention is a material supply process (S10) for supplying a wire material of steel, a head forming process (S20) for forming by forging the head 410 of the screw, and the head A thread part rolling step (S30) for rolling and shaping the threaded portion 420 on the outer circumferential surface of the screw 400 of the material A in which the 410 is molded, and the length of the screw 400 in which the threaded portion 420 is formed is predetermined.
  • Cutting process (S40) for cutting to the length of the, and the completion process (S50) to complete the manufacturing by cutting the length of the screw 400 is performed.
  • the head material in advance in the forging machine for the wire material in the molding step (S20)
  • the material A in which the head 410 is molded at one end, is cut into a predetermined length.
  • Thread portion 420 is machined on the outer peripheral surface of the).
  • the fixed and movable dice 500 and 600 are composed of lower dice 510 and 610 and upper dice 520 and 620 coupled to an upper side of the lower dice 510 and 610. And the movable dice 500, 600 is coupled to the holder not shown to process the screw portion 420.
  • Cutting blades 511 and 611 are formed to protrude from the lower dice 510 and 610 so as to face each other on the upper side, and to form a screw 420 on one side of the upper dice 520 and 620.
  • the screw molding parts 521 and 621 are formed to face each other.
  • the cutting blades 511 and 611 are formed to face each other on the upper surface of the lower dice 510 and 610, the directions are formed in opposite directions to each other, are formed to have a gentle inclination in plan view, the tip The blade is formed to cut the screw 400 to a predetermined length.
  • the lower dice 510, 610 and the upper dice 520, 620 are coupled by engaging jaws 512 and 522 formed to face each other to prevent the lower dice 510, 610 and 620 from being pushed during processing.
  • the drive means such as a separate cylinder in the direction of the arrow in Figure 6 to process the threaded portion 420 on the outer surface of the screw 400.
  • the cutting length of the screw 400 is determined by the distance from the tip of the upper dice 520, 620 to the cutting blade portions 511, 611, that is, the upper portion of the lower dice 510, 610. According to the length of 400) when the die is manufactured is determined in advance.
  • the completed screw 400 is formed of the same diameter as the entire outer diameter of the threaded portion (42).
  • the hard disk drive screw according to the present invention has the outer diameter of the threaded portion 420 of the screw 400 having the same size, and the cutting portion 430 is formed at the front end thereof, thereby forming the hard disk drive.
  • the screw 400 is fastened via the gasket 20 and the cover 30 to the female threaded portion 11 of the main body 10 of the main body 10, the threaded portion 420 is inserted into the recess 11a of the female threaded portion 11 as in the related art. Is not coupled to the defect rate is reduced and the tightening force is increased.
  • the threaded portion 420 is formed on the outer surface of the screw 400 by the operation of the fixed and movable dice 500 and 600, and is cut to a predetermined length by the cutting blades 511 and 611. This shortens the productivity, thereby reducing the manufacturing cost.
  • the screw is not limited to the cutting portion 430 is formed in a straight line at a right angle with respect to the axis center of the screw 400, as shown in Figs. 10 and 11 the iron plate at the lower end of the screw portion 420 A guide part 440 is formed to guide the female thread part 110 of the object 100 to be easily formed.
  • the guide portion 440 is preferably formed as an inclined surface 441 so as to decrease in diameter from the upper side to the lower side.
  • the inclined surface 441 has an upper end, that is, the lower end 430 of the threaded portion 420 is preferably formed to have the same or smaller size than the rib diameter D1 of the threaded portion 31.
  • the inclined surface 441 is preferably formed at an angle ⁇ of the lower end 430 of the threaded portion 420 at 30 to 60 °.
  • the inclined surface 441 is formed at the lower end of the threaded portion 420 to guide the small screw 400 to be fastened to the female threaded portion 110, but is not limited to the threaded portion 420 as shown in FIGS. 12 and 13.
  • Guide stepped portion 442 may be formed in the same direction as the axial direction at the end of the).
  • the step portion 442 is formed to have the same diameter, the diameter is preferably formed smaller than or equal to the bone diameter (D1).
  • the guide part 440 has a round 443 formed at the leading edge so that the screw part 420 can be easily fastened when the screw 400 is fastened to the female thread part 110. can do.
  • the screw according to the present embodiment configured as described above is illustrated in FIG. 11 by forming the guide portion 440 having the inclined surface 441 at the lower tip 430 when the screw 400 is fastened from the upper side of the counterpart 100. As described above, the threaded portion 42 is easily and smoothly fastened into the female threaded portion 110 formed on the counterpart 100.
  • the screw part 420 of the screw 400 is more easily fastened to the female thread part 110. .
  • the screw part 420 is prevented from causing a defect due to a trouble with the female screw part 110.
  • Figures 15 to 17 is a view showing a fixed and movable dice 500, 600 for manufacturing a screw according to the present invention.
  • the fixed and movable dice 500 and 600 are provided with lower dice 510 and 610 at the lower side, and upper dice 520 and 620 are coupled to the upper side.
  • the lower dice 510 and 610 are formed with protruding cutting blade portions 511 and 611 for cutting the bolt 400 into a predetermined length on the upper front side facing each other.
  • the cutting blades 511 and 611 are formed to be inclined so as to gradually increase from the inner side to the outer side, and the tip is sharply formed to cut the bolt 400 to a predetermined length by a rolling action.
  • the upper dies 520 and 620 are formed such that the thread forming parts 521 and 621 forming a screw on the outer circumferential surface of the bolt 400 face each other on the front side.
  • an initial part (a), a finished part (b), and a finishing part (c) are respectively formed sequentially.
  • the initial portion (a) is formed in the initial screw on the outer peripheral surface of the bolt material (A), in the finished portion (b) to complete the threaded portion on the outer peripheral surface of the bolt 400 and to the cutting blades (511, 611)
  • the cutting is made to a predetermined length so as to form the cutting portion 430a at the tip, and in the finishing portion (c), the outer circumferential surface of the bolt 400 cut to the predetermined length is rolled again so that the surface of the screw portion is smoothly formed. .
  • the height of the finishing portion (c) is most preferably formed at least larger than the height of the completion portion (b).
  • the length of the bolt 400 is cut to a predetermined length by the cutting blades 511, 611, and then a portion protrudes in the radial direction from the cutting portion 430, or the upper dice 520, 620 and the lower dice 510.
  • the bolt 400 is inserted between the gaps between the 610 and the fin part is formed, the surface of the screw part is smoothed by re-rolling it.
  • the pin portion formed at the tip of the bolt 400 formed after the rolling process prevents the occurrence of a defective rate such as injury to the operator's hand or impossibility of coupling to the female screw portion.
  • rolling is performed by the fixed and movable dice 500 and 600 positioned to face each other to form a screw on the outer circumferential surface of the bolt 400.
  • the screw forming parts 521 and 621 facing each other are moved.
  • the screw is formed in the outer peripheral surface of the raw material A by mutual operation.
  • the outer circumferential surface of the bolt material A in contact with the screw forming portions 521 and 621 is first formed by screwing in the initial portion (a) and then as shown in FIG. 16 in the finished portion (b). As described above, the shaping of the screw is completed and the cutting is performed to a predetermined length while forming a straight cut portion 430a at the tip by mutual operation of the cutting blade portions 511 and 611.
  • the bolt 400 is cut to a predetermined length and the screw is completed on the outer circumferential surface as shown in Fig. 17 while passing through the finishing portion (c) in the case of cutting work or lower dice 510 (610) and upper die The surface is smoothly processed while the pin portion generated by the gap between the 520 and 620 is rolled again.
  • the present invention provides a screw or bolt having the same diameter, or a screw for fastening the components to a metal or plastic product having a small depth, as well as combining a cover with a component such as a spindle motor, a disk, an actuator, a head, and the like in a hard disk drive. And it will be possible to apply to their manufacturing method. It may be possible to apply to all screws which have a full thread and are fastened to female threads formed in counterpart holes of small iron plate material.

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Abstract

본 발명은 하드디스크 드라이브 커버를 결합하거나 철판 등에 체결하기 위한 스크류 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 종래에는 스크류의 하부에 불완전 나사부가 형성됨으로써 상대물의 암나사부의 깊이가 얕은 경우에는 체결력이 저하될 뿐만 아니라 체결 불량이 발생하는 등의 문제점들이 있는데 이를 해결하기 위하여, 일단에는 머리부가 형성되고, 타측 외주면에는 나사부가 형성된 스크류에 있어서, 상기 나사부의 나사산 외경은 동일한 직경으로 이루어지고, 상기 나사부의 선단에는 축방향과 교차하는 절단부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크류 및 와이어 상으로 공급되는 소재를 단조하여 머리부를 단조 성형하고 절단하는 머리부 성형공정과, 상기 머리부가 성형된 몸체 외주면에 고정 및 가동다이스에 의해 나사부를 전조 성형하는 나사부 전조공정 및 상기 나사부 전조 공정에서 고정 및 가동다이스에 형성된 절단날부에 의해 소정의 길이로 절단하는 길이 절단공정을 포함하는 스크류의 제조방법이 제공된다. 따라서 상대물의 깊이가 얕은 암나사부에 체결될 때 체결이 매우 용이하게 되고 불량률이 최소화되며, 이에 따라 생산성이 향상되고 코스트가 절감되며 체결력이 증대된다.

Description

스크류 및 그의 제조방법
본 발명은 스크류 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하드디스크 드라이브 커버를 결합하거나 철판 등에 체결하기 위한 스크류 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 하드디스크 드라이브(HDD, Hard disk drive)는 컴퓨터 등의 본체 내에 설치되는데, 이는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생하도록 하는 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 입, 출력할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 하드디스크 드라이브는 도 1에 도시한 바와 같이 본체(10)와, 이 본체(10)의 상측에 가스켓(20)을 개재하여 결합되는 커버(30)로 구성되며, 상기 본체(10)에는 복수 개의 암나사부(11)가 형성되어 있고, 상기 암나사부(11)와 대응하는 가스켓(20) 및 커버(30)에는 스크류(40)가 관통되도록 관통구멍(21)(31)을 형성하고 있다.
따라서 상기 본체(10)의 내부에 디스크를 비롯한 스핀들 모터, 엑츄에이터, 헤드 등의 구성품들도 스크류(40)에 의해 장착된 후 본체(10)의 상측에는 가스켓(20)을 개재하여 커버(30)가 안착되면, 도 2에 도시한 바와 같이 스크류(40)를 커버(30) 및 가스켓(20)의 관통구멍(31)(21)을 관통시킨 후 본체(10)의 암나사부(11)에 체결함으로써 하드디스크 드라이브의 결합이 완료된다.
그러나 이와 같은 종래의 하드디스크 드라이브의 내부나 본체(10)의 가장자리에 형성된 암나사부(11)는 도 3에 도시한 바와 같이 이물질 등에 민감한 정밀 기기의 특성상 암나사부(11)를 절삭 탭 등에 의한 절삭 가공을 하지 못하고 전조 탭에 의한 전조 가공을 행함으로써 가공시 필수적으로 암나사부(11)의 나사산에는 요홈부(11a)가 형성된다.
이렇게 상기 암나사부(11)의 나사산에 형성된 요홈부(11a)에는 스크류(40)의 완전 나사부(41)의 선단에 직경이 작게 형성된 불완전 나사부(42)가 결합됨으로써 불량이 발생되고, 이에 따라 생산성이 저하되고 코스트가 상승될 뿐만 아니라 체결력이 저하되는 등의 문제점들이 있었다.
또한 종래 스크류의 선단은 직선으로 형성됨으로써 상대물의 암나사부에 체결할 때 암나사부의 깊이가 얕게 되어 체결 불량이 발생하는 등의 문제점도 내재되어 있었다.
종래 이러한 스크류는 기계 가공하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 생산성이 현저하게 저하되므로 전조 가공을 행하여 제조하게 된다.
이러한 직경 및 길이가 작은 스크류의 전조가공은 소정 형상으로 가공된 재료를 나사가 형성된 금형의 사이에 위치시키고 압력을 가하면서 상기 금형 중 적어도 어느 하나의 금형을 이동시키면 전조 가공이 이루어지게 되며, 이러한 전조 가공은 절삭 가공에 비하여 가공 시간이 단축되고 금속의 조직이 치밀해짐으로써 향상된 강성을 가지게 되는 등의 장점을 가진다.
특히 전조 가공으로 스크류를 제조할 때에는 판형의 금속제 금형을 이동시키는 왕복식이 주로 사용되고, 정밀도가 높은 스크류 등의 성형이나 특수한 스크류 부품의 가공 시에는 원통 모양의 롤형 금형을 사용하게 된다.
종래에 이와 같은 스크류를 제조하기 위해서는 하부 다이스와 상부 다이스의 사이에 봉 형상의 소재를 위치시키고 전조 가공을 행하게 되는데, 이때 성형되는 스크류는 선단의 절단부에 얇은 두께의 물고기 지느러미 형상의 두께가 얇고 날카로운 핀부가 형성됨으로써 작업자가 다칠 염려가 있을 뿐만 아니라 외측으로 돌출된 핀부는 스크류의 체결시 암나사부에 체결을 어렵게 하거나 체결을 불가능 하게 하는 등의 문제점들도 내재되어 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 상대물의 암나사부의 깊이가 얕은 경우에도 체결이 용이하고 체결력을 증대시킬 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 생산성을 향상시키며 코스트를 절감할 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스크류를 전조 가공할 때 발생하는 스크류의 선단 절단부에 핀부가 발생되지 않도록 하여 외관이 미려하고 핀부에 의해 작업자가 다치는 것을 방지할 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 스크류는, 일단에는 머리부가 형성되고, 타측 외주면에는 나사부가 형성된 스크류에 있어서, 상기 나사부의 나사산 외경은 동일한 직경으로 이루어지고, 상기 나사부의 선단에는 축방향과 교차하는 절단부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 스크류의 제조방법은, 와이어 상으로 공급되는 소재를 단조하여 머리부를 단조 성형하고 절단하는 머리부 성형공정과, 상기 머리부가 성형된 몸체 외주면에 고정 및 가동다이스에 의해 나사부를 전조 성형하는 나사부 전조공정 및 상기 나사부 전조 공정에서 고정 및 가동다이스에 형성된 절단날부에 의해 소정의 길이로 절단하는 길이 절단공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 불완전 나사부가 삭제되고 나사산의 직경이 동일한 직경을 가지고 선단에 안내부가 형성됨으로써 상대물의 깊이가 얕은 암나사부에 체결될 때 체결이 매우 용이하게 되고 불량률이 최소화되며, 이에 따라 생산성이 향상되고 코스트가 절감되며 체결력이 증대되는 등의 효과를 가진다.
또한, 외주면에 나사부가 성형되고 소정의 길이로 절단된 스크류를 다시 전조 가공하여 스크류의 나사부 외주면이 매끄럽게 형성되어 외관이 미려하고 작업자가 다치는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 3은 종래 스크류의 체결 상태를 도시한 도면으로서,
도 1은 컴퓨터 하드 디스크에 스크류가 체결되는 상태를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 스크류의 결합 상태 확대 단면도이고,
도 3은 스크류의 결합에 따른 불량 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 스크류를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 설명하는 블록도.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 스크류를 제조하는 금형의 일례를 도시한 도면으로서,
도 6은 금형의 전체 사시도이고,
도 7은 금형의 결합 상태를 나타내는 사시도이고,
도 8은 본 발명에 의해 제조되는 스크류를 도시한 일부 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의해 제조된 스크류의 결합 상태를 도시한 일부 확대 단면도.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크류를 도시한 도면으로서,
도 10은 스크류의 일례를 도시한 정면도이고,
도 11은 도 10의 결합 상태 도면이고,
도 12는 스크류의 변형례를 도시한 정면도이고,
도 13은 도 12의 결합 상태 도면이고,
도 14는 스크류의 다른 변형례를 도시한 정면도이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명에 의한 스크류를 제조하는 금형의 다른 례를 도시한 도면으로서,
도 15는 금형의 전체 사시도이고,
도 16은 금형에 의해 제조되는 스크류의 하부가 절단되는 상태를 도시한 일부 단면도이고,
도 17은 본 발명에 의해 제조되는 스크류의 하부가 재 전조가공하는 상태를 도시한 일부 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 스크류를 도시한 도면으로서, 스크류(400)는 일단에 머리부(410)가 형성되어 있고, 타측에는 전체적으로 동일한 외경을 가지는 완전 나사부를 형성한 나사부(420)가 형성되어 있으며, 상기 스크류(400)의 선단에는 축 중심에 대하여 직각을 이루도록 일직선으로 형성된 절단부(430)가 형성되어 있다.
다음에 본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 도 5를 참조하면서 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 스크류의 제조방법은 강재의 와이어 소재를 공급하는 소재 공급공정(S10)과, 스크류의 머리부(410)를 단조하여 성형하는 머리부 성형공정(S20)과, 상기 머리부(410)가 성형된 소재(A)의 스크류(400) 외주면에 나사부(420)를 전조하여 성형하는 나사부 전조공정(S30)과, 상기 나사부(420)가 성형된 스크류(400)의 길이를 소정의 길이로 절단하는 절단공정(S40)과, 상기 스크류(400)의 길이를 절단하여 제조를 완성하는 완성 공정(S50)을 수행한다.
본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 상세하게 설명하면, 먼저 소재 공급공정(S10)에서 와이어 상태의 소재가 공급되면, 머리부 성형공정(S20)에서 와이어 상태의 소재를 단조기계에서 미리 가공된 금형으로 외력을 가하면 일단에 머리부(410)가 성형된 소재(A)가 소정의 길이로 절단된다.
이어서 나사부 전조공정(S30)에서 한 쌍의 다이스 즉, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 서로 대향하도록 위치된 고정다이스(500)와 가동다이스(600)를 이용하여 전조가공을 행하면 소재(A)의 외주면에 나사부(420)가 가공된다.
상기 고정 및 가동다이스(500)(600)는 하부다이스(510)(610)와, 이 하부다이스(510)(610)의 상측에 결합되는 상부다이스(520)(620)로 구성되며, 상기 고정 및 가동다이스(500)(600)는 미도시 된 홀더에 결합되어 나사부(420)를 가공하게 된다.
상기 하부다이스(510)(610)에는 상부 일측에 서로 대향하도록 절단날부(511)(611)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 상부다이스(520)(620)의 일측 면에는 나사부(420)를 성형하기 위한 나사 성형부(521)(621)가 대향하여 형성되어 있다.
상기 절단날부(511)(611)는 하부다이스(510)(610)의 상측 전면에 서로 대향하도록 형성되고, 방향은 서로 반대방향으로 형성되며, 평면에서 보아 완만한 경사도를 가지도록 형성되고, 선단은 칼날이 형성되어 스크류(400)를 소정의 길이로 절단하게 된다.
상기 하부다이스(510)(610) 및 상부다이스(520)(620)는 서로 대향하여 형성된 걸림턱(512)(522)에 의해 결합되어 가공 중에 밀리는 것이 방지된다.
따라서 전 공정에서 머리부(410)가 가공된 스크류(400) 소재가 고정 및 가동다이스(500)(600)의 사이로 공급되면, 상기 고정다이스(500)가 고정된 상태에서 그 대향 측의 가동다이스(600)는 별도의 실린더 등의 구동 수단에 의해 도 6에서 화살표 방향으로 이동하면서 스크류(400)의 외측 면에 나사부(420)를 가공하게 된다.
즉 도 8에 도시한 바와 같이 전 공정에서 머리부(410)가 가공된 스크류(400) 소재가 고정 및 가동다이스(500)(600)의 사이로 공급되면 가동다이스(600)가 일측으로 이동하면서 스크류(400) 소재에 압력을 가하여 스크류(400)의 몸체 외주면에 나사부(420)를 성형하게 되고, 이와 동시에 상기 스크류(400)의 선단에는 미리 정해진 길이에 맞게 형성된 절단날부(511)(611)에 의해 절단이 이루어짐으로써 절단부(430)가 형성된다.
상기 스크류(400)의 절단 길이는 상부다이스(520)(620)의 선단에서 절단날부(511)(611) 즉, 하부다이스(510)(610)의 상부까지의 거리로 정해지며, 이는 스크류(400)의 길이에 따라 다이스를 제작할 때 미리 정하게 된다.
그리고 제조가 완료된 스크류(400)는 나사부(42)의 외경 전체가 동일한 직경으로 형성된다.
이와 같이 제조된 본 발명에 의한 하드디스크 드라이브용 스크류는 도 9에 도시한 바와 같이 스크류(400)의 나사부(420)의 외경이 동일 크기로 형성되고 선단에 절단부(430)가 형성됨으로써 하드디스크 드라이브의 본체(10)의 암나사부(11)에 가스켓(20) 및 커버(30)를 개재하고 스크류(400)를 체결하면 종래와 같이 암나사부(11)의 요홈부(11a)에 나사부(420)가 결합되지 않게 되어 불량률이 감소되고 체결력이 증대되는 것이다.
또한 고정 및 가동다이스(500)(600)의 작동에 의해 스크류(400)의 외측면에 나사부(420)가 성형됨과 동시에 절단날부(511)(611)에 의해 소정의 길이로 절단됨으로써 제조 공정이 단축되어 생산성이 향상되고 이로 인하여 제조 코스트가 절감되는 것이다.
한편 상기 스크류는 절단부(430)가 스크류(400)의 축 중심에 대하여 직각을 이루며 일직선상으로 형성되는데 한정하는 것은 아니며, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 나사부(420)의 하부 선단에는 철판 재질인 대상물(100)의 암나사부(110)에 체결이 용이하도록 안내하는 안내부(440)가 형성되어 있다.
상기 안내부(440)는 상측에서 하측으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사면(441)으로 형성됨이 바람직하다.
상기 경사면(441)은 상단, 즉 나사부(420)의 하부 선단(430)은 나사부(31)의 골지름(D1)과 동일하거나 작은 크기로 형성됨이 바람직하다.
상기 경사면(441)은 나사부(420)의 하부 선단(430)과 이루는 각도(α)가 30~60°로 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 나사부(420)의 하단에 경사면(441)을 형성하여 작은 나사(400)가 암나사부(110)에 체결되도록 안내하는데 한정하는 것은 아니고, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 나사부(420)의 선단에 축방향과 동일한 방향으로 안내용 단차부(442)를 형성할 수도 있다.
상기 단차부(442)는 동일한 직경을 가지도록 형성되며, 그 직경은 골지름(D1)보다 작거나 동일하게 형성됨이 바람직하다.
또한 도 14에 도시한 바와 같이 상기 안내부(440)는 선단 모서리에 라운드(443)를 형성하여 암나사부(110)에 스크류(400)를 체결할 때 나사부(420)가 용이하게 체결될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 의한 스크류는 상대물(100)의 상측에서 스크류(400)를 체결할 때 하부 선단(430)에 경사면(441)을 가지는 안내부(440)가 형성됨으로써 도 11에 도시한 바와 같이 상대물(100)에 형성된 암나사부(110) 내에 나사부(42)가 용이하고 원활하게 체결된다.
또한 상기 스크류(400)의 하부 선단(430)에 나사부(420)를 안내하기 위한 단차부(442)를 가지는 안내부(440)가 형성된 경우에도 도 13에 도시한 바와 같이 상대물(100)의 암나사부(110)에 상기 나사부(420)가 용이하고 원활하게 체결된다.
더욱이 상기 스크류(400)의 하부 선단(430)에 라운드부(443)를 가지는 안내부(440)가 형성된 경우에도 암나사부(110)에 스크류(400)의 나사부(420)가 더욱 용이하게 체결된다.
따라서 스크류(400)의 체결 시에 나사부(420)가 암나사부(110)와의 트러블에 의해 불량이 발생되는 것이 방지되는 것이다.
한편, 도 15 내지 도 17은 본 발명에 의한 스크류를 제조하기 위한 고정 및 가동다이스(500)(600)를 나타내는 도면이다.
도면에서, 상기 고정 및 가동 다이스(500)(600)는 하측에 하부 다이스(510)(610)가 구비되고, 그 상측에는 상부 다이스(520)(620)가 각각 결합된다.
상기 하부 다이스(510)(610)에는 서로 대향하는 상부 전면 측에 볼트 (400)를 소정의 길이로 절단하는 절단날부(511)(611)가 돌출 형성되어 있다.
상기 절단날부(511)(611)는 내측에서 외측으로 갈수록 점차 돌출 량이 크게 되도록 경사지게 돌출 형성되고 선단이 날카롭게 형성됨으로써 롤링 작용에 의해 볼트(400)를 소정의 길이로 절단하게 된다.
상기 상부 다이스(520)(620)는 상기 볼트(400)의 외주면에 나사를 성형하는 나사 성형부(521)(621)가 전면 측에 서로 대향하도록 형성되어 있다.
상기 나사 성형부(521)(621)는 초기부(a), 완성부(b) 및 마무리부(c)가 각각 순차적으로 형성되어 있다.
상기 초기부(a)는 볼트 소재(A)의 외주면에 초기 나사를 성형하고, 상기 완성부(b)에서는 볼트(400)의 외주면에 나사부를 완성함과 아울러 절단날부(511)(611)에 의해 선단에 절단부(430a)를 형성하도록 소정의 길이로 절단이 이루어지며, 상기 마무리부(c)에서는 소정의 길이로 절단된 볼트(400)의 외주면을 다시 롤링하여 나사부의 표면이 매끄럽게 형성되도록 한다.
상기 마무리부(c)의 높이는 적어도 완성부(b)의 높이보다 크게 형성됨이 가장 바람직하다.
이는 절단날부(511)(611)에 의해 볼트(400)의 길이가 소정의 길이로 절단된 후 절단부(430)에서 지름 방향으로 일부분이 돌출되거나 상부 다이스(520)(620)와 하부 다이스(510)(610)의 사이 틈 사이에 볼트(400)가 삽입되어 핀(fin)부가 형성되는 경우에 이를 재 전조 가공함으로써 나사부의 표면이 매끄럽게 되도록 한다.
따라서 전조 가공 후에 형성된 볼트(400)의 선단에 형성된 핀부에 의해 작업자의 손이 다치거나 암나사부에 결합이 불가능하게 되는 등의 불량률의 발생을 미연이 방지하게 된다.
따라서 본 실시예에서는, 서로 대향하도록 위치된 고정 및 가동 다이스(500)(600)에 의해 전조 가공을 행하여 볼트(400)의 외주면에 나사를 성형하게 된다.
즉 상기 고정 다이스(500)와 가동 다이스(600)의 사이에 머리부가 미리 성형된 볼트 소재(A)를 위치시키고 가동 다이스(600)를 이동시키면 서로 대향하는 나사 성형부(521)(621)의 상호 작동에 의해 소재(A)의 외주면에는 나사가 성형된다.
즉, 상기 나사 성형부(521)(621)에 접촉된 볼트 소재(A)의 외주면은 먼저 초기부(a)에서 1차적으로 나사가 성형되고 이어서 완성부(b)에서 도 16에 도시한 바와 같이 나사의 성형이 완성됨과 동시에 절단날부(511)(611)의 상호 작동에 의해 선단에 직선상의 절단부(430a)를 형성하면서 소정의 길이로 절단이 이루어진다.
그리고 소정의 길이로 절단되고 외주면에 나사가 완성된 볼트(400)는 도 17에 도시한 바와 같이 계속적으로 마무리부(c)를 통과하면서 혹시 절단 작업이나 하부 다이스(510)(610) 및 상부 다이스(520)(620)의 사이 틈새에 의해 발생된 핀부가 다시 롤링되면서 표면이 매끄럽게 가공되는 것이다.
본 발명은 하드디스크 드라이브 내의 스핀들 모터, 디스크, 엑츄에이터, 헤드 등의 구성품과 커버를 결합하는 것은 물론 깊이가 작은 금속 또는 플라스틱 제품에 구성품들을 체결하기 위한 스크류, 또는 나사부가 동일한 직경을 가지는 스크류나 볼트 및 이들의 제조방법에 적용하는 것이 가능할 것이다. 완전 나사부를 가지고 깊이가 작은 철판 재질의 상대물 구멍에 형성된 암나사부에 체결되는 모든 나사에 적용하는 것이 가능할 것이다.

Claims (9)

  1. 일단에는 머리부가 형성되고, 타측 외주면에는 나사부가 형성된 스크류에 있어서,
    상기 나사부의 나사산 외경은 동일한 직경으로 이루어지고, 상기 나사부의 선단에는 축방향과 교차하는 절단부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크류.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절단부에는 상대물의 암나사부로 안내하는 안내부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스크류.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 안내부는 점차 직경이 작아지는 경사면인 것을 특징으로 하는 스크류.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 안내부는 동일한 직경을 가지는 단차부인 것을 특징으로 하는 스크류.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단차부는 모서리에 라운드가 형성된 것을 특징으로 하는 스크류.
  6. 와이어 상으로 공급되는 소재를 단조하여 머리부를 단조 성형하고 절단하는 머리부 성형공정;
    상기 머리부가 성형된 몸체 외주면에 고정 및 가동다이스에 의해 나사부를 전조 성형하는 나사부 전조공정 및;
    상기 나사부 전조 공정에서 고정 및 가동다이스에 형성된 절단날부에 의해 소정의 길이로 절단하는 길이 절단공정을 포함하는 스크류의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정 및 가동다이스는 서로 대향하는 면에 형성되어 스크류를 일정 길이로 절단하는 절단날부를 가지는 하부다이스와, 상기 하부다이스의 상측에 결합되어 나사부를 전조하는 나사 성형부를 가지는 상부다이스를 포함하는 스크류의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 다이스의 나사 성형부에는 절단날부에 의해 일정 길이로 절단된 볼트의 나사부에 다시 롤링하여 표면을 재 전조 가공하는 마무리부가 구비된 것을 특징으로 하는 스크류의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마무리부는 높이가 완성부의 높이보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 스크류의 제조방법.
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