KR100889901B1 - 홈을 낸 가공부품 형성용의 스플리트 다이 - Google Patents

Abstract

금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법은, 관형상 벽(12)을 지닌 적당한 관형상 블랭크(11)를 준비하는 공정과, 상기 블랭크의 내부 관형상 벽면(15)과 맞물리는 면을 지닌 내부 부재(17)와, 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면(16)과 맞물리는 적당하게 성형된 면을 지닌 복수의 외부부재(18)사이에 상기 관형상 벽을 압착하는 공정을 구비함으로써, 상기 블랭크(11)의 외부 관형상 벽면(15)상에 홈(23)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

홈을 낸 가공부품 형성용의 스플리트 다이{SPLIT DIE FOR FORMING GROOVED WORKPIECES}

본 발명은 관형상 패스너(fastener)를 형성하는 방법, 특히, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법에 관한 것이다.

이러한 패스너는, 가공부품 혹은 소재를 통해 적당한 개구내에 패스너를 삽입하고, 관형상 패스너의 적어도 일부를 방사상으로 확장시켜 상기 가공부품과 맞물리게 함으로써 2개이상의 가공부품을 함께 죄는 데 사용된다. 통상, 관형상 패스너에는, 근방의 가공부품의 면과 접촉하는, 일단부에 방사상으로 확대된 머리부가 구비되어 있다. 이 경우, 패스너는, 가공부품의 모두, 또는 단지 상기 머리부로부터 가장 먼 가공부품에만 맞물려도 된다. 상기 관형상 패스너의 방사상 확장(혹은 팽창)은, 그의 구멍을 통해 맨드릴의 머리부를 밀거나 당김으로써 성취해도 된다.

이러한 패스너 및 그들의 설치방법은, 기계적 조립산업에 있어서 잘 알려져 있다.

본 발명은, 소수의 제조조작을 필요로 하는, 이러한 패스너를 형성하는 개량된 간단한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 그의 일측면에 있어서, 첨부된 청구의 범위의 청구항 제 1항에 정의된 바와 같이 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법을 제공한다. 또, 본 발명의 바람직한 특징은 청구항 제 2항 내지 제 5항에 기재되어 있다. 본 발명은, 본 발명에 의한 방법에 의해 제조된 패스너를 포함한다.

이상, 본 발명에 의하면, 소수의 제조조작을 필요로 하는, 상기 모든 홈 및 기타 형태를 지닌 관형상 패스너를 형성하는 개량된 간단한 방법을 제공하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 몇몇 구체적인 실시형태에 대해서 실시예를 통해 첨부도면을 참조해서 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3에 있어서, "a", "b", "c", .... , "k"를 끝에 붙인 각 도면은, 일반적으로, 3개의 실시예의 방법에 대해 각각 대응하는 도면이다.

먼저, 도 1a 내지 도 1n에 기재된 방법을 참조하면, 도 1a 및 도 1b는 사용 된 블랭크를 나타내며, 그 중, 도 1a는 도 1b의 1A -1A선을 따른 축방향 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 1B - 1B선을 따른 횡단면도이다(나머지 도면의 대부분도, 공학 도면 실무에 있어서 공통인 바와 같이, 이러한 쌍을 이루며, 그중 하나는 축방향 단면도, 나머지 하나는 횡단면도이다. 독자는 이것에 대해 친숙하므로, 각 쌍의 도면간의 관계에 대해서는 더이상 언급하지 않는다). 블랭크(11)는 방사상으로 확대된 머리부(13)(일단부에 있어서의 소위 "팬 헤드"형상)를 지닌 길이가 긴 관형상 몸체벽(12)을 지닌다. 또, 블랭크는, 그의 전체 길이를 통해서 뻗어 있는 원통형 구멍(14)을 지녀, 내부의 관형상 벽면(15)을 제공한다. 관형상 벽(12)은 원통의 외부벽면(16)을 지닌다.

구멍(14) 및/또는 벽(12), (15)은 3각 원형 또는 6각형 형상과 같은 비원통형상이어도 되는 것으로 이해하면 된다.

블랭크의 내부 벽면(15)은, 구멍(14)내의 억지끼워맞춤부(a close fit)인 원형 지지핀(17)(도 1c 및 도 1d)상에 지지되어 있다.

관형상 벽(12)의 외부에는, 스플리트 다이형태의 외부 다이부재(18)가 4개 구비되어 있다. 블랭크는 이들 사이에 삽입되어, (도 1c에 표시한 바와 같이) 머리부(13)의 바로 밑부분은 부재(18)의 단부면중 1세트에 맞닿아 있고, 해당 부재의 다른 쪽 단부는 블랭크의 관형상 벽(12)의 꼬리쪽 단부를 넘어 돌출하고 있다. 몸체(12)의 외벽(16)을 향해 면해 있는 각 부재(18)의 내면에는, 홈(19)이 형성되어 있다. 이들 부재(18)는 초기에는 약간 이간되어 공간(21)을 형성하고, 그 공간 내에 블랭크의 몸체벽(12)을, 도 1c 및 도 1d에 표시된 바와 같이, 간극을 두고 도입할 수 있다. 또, 인접하는 다이 부재(18)사이에는 방사상 갭(22)이 있다.

다음에, 블랭크의 관형상 벽(12)은, 도 1f에 있어서 화살표 A로 표시된 방향으로, 지지핀(17)을 향해 방사상의 내부로 4개의 다이부재(18)를 강제로 밀어붙임으로써 도 1e 및 도 1f에 표시된 바와 같이 방사상으로 압착(squeeze)되고 있다. 다이부재의 홈을 낸 면들은, 브랭크의 관형상 몸체벽(12)의 외부 벽면(16)과 맞물려서, 이들 외부벽면을 변형시킨다. 또, 블랭크의 내부벽(15)은, 강고한 지지핀(17)과 접촉해서 방사상의 내부로 이동하는 것이 방지된다. 몸체벽(12)의 방사상의 외부는, 다이 부재(18)에 있어서의 홈(19)의 형상에 대해 대략 상응하는 형상으로 되도록 변형되므로, 관형상 몸체의 외부벽면(16)에 원주 홈(circumferential grooves)(23)이 형성된다(도 1g 참조). 도 1f에 표시한 바와 같이, 4개의 다이부재(18)는 단지 각 다이부재와 다음의 다이부재 사이에 감소된 방사상 갭(22)을 남길 정도까지만 함께 폐쇄된다. 이들 갭은, 블랭크상에 형성된 나사산으로부터 방사상의 바깥쪽으로 돌출하는 돌출부(24)를 수용하는 동시에, 그들을 형성하도록 돕는다. 이들은, 관형상 벽(12)의 금속에 대한 압착작용에 의해 일어나고, 도1f에 표시되어 있다. 이들은 도 1m(표시된 도 1f의 일부의 확대도임)에, 또한 도 1f의 x-x선상의 부분확대단면도인 도11에도 확대되어 표시되어 있다. 돌출부(24)는 블랭크의 벽상의 홈(23)의 골부분에 형성되어, 해당 홈의 산부분을 약간 넘도록 방사상의 바깥쪽으로 뻗는다. 상기 돌출부(24)는 홈(23)의 산부분을 넘어 뻗을 필요가 없는 것을 알 수 있을 것이다.

변형된 구성이 도 1m에 대응하는 확대도인 도 1n에 표시되어 있다. 이 변 형예에 있어서는, 각 다이(18)의 측벽이 더욱 떨어져서, 블랭크상의 홈(23)이 충분히 형성되었을 때, 도 1n에 표시된 바와 같이, 다이(18)의 인접하는 벽끼리 서로 접촉하게 된다. 그러나, 다이들의 홈을 낸 면 근방에 적당한 공간(25)이 남아 돌출부(24)를 수용하게 된다.

다음에, 4개의 다이를, 도 1g 및 도 1h에 표시한 바와 같이, 도 1h에 있어서의 화살표 B로 표시한 방향으로 재차 멀리 떨어뜨리고, 이것에 의해, 관형상 몸체(11)의 외부면상에 형성되어 있는 홈(23)이 다이 부재에 있어서의 홈(19)과의 상호 맞물림으로부터 해방된다. 이어서, 블랭크를 지지한 채, 지지핀(17)을 다이 사이로부터 축방향으로 후퇴시킬 수 있다. 다음에, 블랭크에서 지지핀을 밀어 빼내서, 도 1j 및 도 1k에 표시한 바와 같이 형성된 블랭크를 남긴다.

용어 "블랭크"는, 일관성과 편의성의 점에서 이 단계에서 사용된다. 관형상 패스너는 이 단계에서 완전히 제작되어 있는 것이어도 된다. 또는, 홈을 낸 블랭크에 또다른 제조단계, 예를 들면, 열처리 및/또는 표면처리를 실시해도 된다.

본 발명에 의한 방법의 제 2실시예는, 도 2a 내지 도 2k에 표시되어 있으며, 이들 도면은, 전술한 바와 같이, 각각 도 1a 내지 도 1k에 대응하며, 동일한 부분에는 동일한 참조번호로 표기되어 있다. 본 제 2실시예는, 전체적으로 제 1방법과 유사하고, 그의 변형예로서 고려할 수도 있다. 따라서, 본 제 2방법에 대해서는 제 1방법과 다른 부분에 대해서만 상세히 설명한다.

도 2a에 표시한 바와 같이, 블랭크(11)의 머리부(13)에는, 자리파기구멍(counterbore)(26)이 형성되어 있다. 지지핀(17)의 단부면(34)(도 2c)은, 익스팬더 핀(36)의 단부면(35)과 접촉하고, 해당 익스팬더 핀(36)에는, 원추형 테이퍼(28)에 의해 지지핀의 직경과 융합되는 익스팬더 부(27) 또는 큰 직경부가 형성되어 있다. 4개의 다이(18)는, 초기에, 함께 폐쇄되므로, 그들의 측면사이에 방사상 갭이 없고, 그들의 방사상 내부 홈면은, 도 2c 및 도 2d에 표시한 바와 같이, 블랭크의 관형상 몸체벽(12)의 외벽(16)과의 사이에 작은 갭을 형성하고 있다. 또, 지지핀(17)은, 블랭크의 머리부(13)쪽을 향한 방향, 즉 도 2c에 있어서 상향으로 블랭크에 대해서 당겨지게 된다. 테이퍼(28), 그리고, 이어서, 익스팬더 부(27)는 블랭크의 구멍(14)에 점진적으로 들어간다. 블랭크는, 블랭크 머리부(13)와 접촉해서 반력을 받는 지지공구(29)에 의해 축방향으로 위쪽으로 이동하는 것이 방지된다. 이와 같이 해서, 관형상 몸체벽(12)은 방사상으로 확장되어, 그의 바깥 부분이 다이부재 내의 홈(19)내로 압착되므로, 관형상 벽 내에 외부 원주홈을 형성한다. 블랭크의 머리부(13)내의 자리파기구멍(26)은 익스팬더부(27)를 수용하므로, 머리부(13)가 방사상으로 확장되지 않는다. 이것이, 도 2e 및 도 2f에 표시된 위치이다. 다이(18)사이에 방사상 갭이 없으므로, 블랭크의 홈을 낸 외부면으로부터 돌출부가 형성되지 않게 된다. 다음에, 다이(18)는, 도 2g 및 도 2h에 표시한 바와 같이, 방사상으로 후퇴되어, 외부에 홈을 낸 블랭크가 익스팬더부(27)를 밀어내어 도 2j 및 도 2k에 표시되어 있는 결과가 얻어진다. 상기 제 1방법과 같이 다이 사이에 방사상 갭을 남김으로써 돌출부를 형성해도 된다.

도 3a 내지 도 3m에 표시한 제 3실시예의 방법은, 외부다이면의 맞물림 직경 의 효과적인 감소와 내부 지지체의 맞물림 직경의 증가를 조합시킨 점에서, 상기 두가지 방법의 특징을 조합한 것으로 여겨진다.

도 3a 및 도 3b에 표시한 바와 같이, 블랭크(11)는, 제 2실시예의 방법에 사용된 도 2a 및 도 2b에 표시된 것과 동일하다. 마찬가지로, 지지핀(17)은 확대된 직경의 익스팬더 위치(27)까지 테이퍼(28)에 의해 결합된다. 도 3c 및 도 3d에 표시된 바와 같이, 초기에 블랭크는 지지핀(17) 상에 놓이고, 다이(18)의 홈을 낸 내벽들 사이에 삽입된다. 다음에, 이들 다이를 도 3e 및 도 3f에 표시된 위치까지 방사상의 안쪽으로 전진시켜, 도 3e 및 도 3f에 표시한 바와 같이, 다이 내의 홈 사이의 융기부분들을 외부벽면(16)에 부분적으로 도입하고 있으며, 이것은 도 3l의 확대도에 보다 명확하게 표시되어 있다. 몸체벽(12)은 지지핀(17)에 의해 안쪽 변형에 대항해서 지지되어 있다. 이어서, 지지핀(17)은 블랭크의 머리부(13)에 접촉하고 있는 지지공구(29)의 반발에 대항해서 관형상 블랭크 내로 축방향으로 위쪽으로 밀어올려져서, 익스팬더부(27)가 관형상 벽(12)의 구멍에 들어가서 그것을 방사상으로 확대시킨다. 이와 같이 해서, 벽재료의 외부는 도 3g 및 도 3h에 표시한 바와 같이, 다이의 홈 내로 강제로 들어간다. 도 3m의 확대도에 도시한 바와 같이, 상기 재료는, 다이의 홈을 완전히 채우지 않아도 된다.

다음에, 다이를 방사상으로 후퇴시켜서 블랭크와의 맞물림을 해방하고, 다음에 익스팬더부(27)를 밀어내서 도 3j 및 도 3k에 예시된 결과를 얻도록 한다. 도 3h에 표시한 바와 같이, 다이(18)들이 함께 있으면, 이들 사이에 방사상 갭(22)이 존재하므로, 도 3j 및 도 3k에 표시한 바와 같이, 돌출부(24)가 압출된다.

상기 실시예에 있어서는, 블랭크의 재료가 마그네슘을 2.5% 함유하는 알루미늄 5052로 이루어져 있고, 성형후, 관형상 몸체 혹은 기둥의 몸체의 길이는 7.0㎜이고, 그의 외부직경은 3.4㎜, 그의 구멍의 내부직경은 1.6㎜, 머리부의 직경은 6.0㎜, 머리부의 두께는 0.9㎜이다. 다른 재료 및/또는 치수를 이용해도 되는 것은 물론이다.

본 발명은, 상기 예의 상세로 제한되지 않고, 예를 들면, 다이부재(18)의 내부면상에 적절한 형태의 홈(19)을 부여함으로써, 다른 바람직한 형태의 외부홈을 블랭크의 외부의 관형상 벽상에 형성해도 된다. 따라서, 도 4a 및 도 4b는, 나선형 홈(31)을 지닌 패스너를 예시하고 있고, 이것은 나사부(나선형 홈을 형성하도록 함께 결합된 다수의 원주 또는 근사 원주 홈으로 이루어진 것으로 생각할 수 있음)를 제공한다. 상기 나사부의 일단부 또는 양단부에는 나사가 형성되어 있지 않은 부분(33)이 있어도 된다. 이러한 나선형 나사부가 상기 제 1실시예의 방법에 의해 형성되어 있다면, 방사상 돌출부가 형성되어, 이들이 설치된 패스너의 헐거워짐에 대한 저항성을 제공할 것이다. 이것은 도 5a 및 도 5b에 예시되어 있다. 도 6a 및 도 6b에는 세로로 긴 홈(32)을 지닌 패스너가 예시되어 있다. 본 발명의 방법은, 이들 모든 홈 및 기타 형태를 지닌 관형상 패스너를 형성하는 방법을 제공한다.

도 1a 내지 도 1n은 제 1방법을 예시한 도면

도 2a 내지 도 2k는 제 2방법을 예시한 도면

도 3a 내지 도 3m은 제 3방법을 예시한 도면

도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b, 그리고 도 6a 및 도 6b는 형성된 관형상 패스너의 가능한 다른 홈형태를 예시한 도면.

Claims (5)

1. 관형상 벽을 지닌 관형상 블랭크를 준비하는 공정과;

   상기 블랭크의 내부 관형상 벽면과 맞물리는 면을 지닌 지지핀과, 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 맞물리는, 성형된 면을 지닌 복수의 외부부재 사이에서 상기 관형상 벽을 압착하는 공정을 구비함으로써;

   상기 블랭크의 외부 관형상 벽면 상에 홈을 형성하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법에 있어서,

   상기 압착은, 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 상기 외부부재의 성형된 면과의 맞물림 직경의 감소에 의해 달성되고, 상기 외부부재들은, 상기 관형상 블랭크의 외부 벽면에 대해서 폐쇄되어, 그 위에 홈들을 형성한 후, 이들 외부부재가 후퇴되어 상기 블랭크가 해방될 때까지 서로 동일한 간격을 둔 관계로 유지되고, 상기 블랭크의 상기 내부 관형상 벽면은 상기 지지핀에 의해 방사상으로 안쪽으로 이동되는 것이 방지되고,

   상기 외부부재는, 상기 블랭크의 상기 외부 관형상 벽면에 대해서 폐쇄되었을 때, 상기 외부 관형상 벽면에 홈을 형성하고, 또한 그 위에 방사상으로 뻗은 돌출부를 복수개 형성하고,

   상기 외부 부재가 상기 블랭크의 외부의 관형상 벽면에 대해서 폐쇄되어 각 부재와 다음의 부재사이에 공간을 남김으로써, 상기 홈으로부터의 돌출부를 수용하고,

   상기 압착은, 상기 블랭크의 내부 관형상 벽면과 상기 지지핀과의 맞물림 직경의 증가, 및 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 상기 외부부재의 성형된 면과의 맞물림 직경의 감소에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하고,

   상기 외부부재들은 먼저 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면에 대해 점진적으로 폐쇄되어 상기 외부 관형상 벽면과 맞물리고, 적어도 부분적으로 그 안에 홈들을 형성하고, 상기 지지핀은, 증가하는 직경으로 상기 블랭크의 내부 관형상 벽면과 맞물림으로써, 상기 홈들의 상기 형성을 돕는 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법.
2. 관형상 벽을 지닌 관형상 블랭크를 준비하는 공정과;

   상기 블랭크의 내부 관형상 벽면과 맞물리는 면을 지닌 지지핀과, 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 맞물리는, 성형된 면을 지닌 복수의 외부부재 사이에서 상기 관형상 벽을 압착하는 공정을 구비함으로써;

   상기 블랭크의 외부 관형상 벽면 상에 홈을 형성하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법에 있어서,

   상기 압착은, 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 상기 외부부재의 성형된 면과의 맞물림 직경의 감소에 의해 달성되고, 상기 외부부재들은, 상기 관형상 블랭크의 외부 벽면에 대해서 폐쇄되어, 그 위에 홈들을 형성한 후, 이들 외부부재가 후퇴되어 상기 블랭크가 해방될 때까지 서로 동일한 간격을 둔 관계로 유지되고, 상기 블랭크의 상기 내부 관형상 벽면은 상기 지지핀에 의해 방사상으로 안쪽으로 이동되는 것이 방지되고,

   상기 외부부재는, 상기 블랭크의 상기 외부 관형상 벽면에 대해서 폐쇄되었을 때, 상기 외부 관형상 벽면에 홈을 형성하고, 또한 그 위에 방사상으로 뻗은 돌출부를 복수개 형성하고,

   상기 외부 부재가 상기 블랭크의 외부의 관형상 벽면에 대해서 폐쇄되어 각 부재와 다음의 부재사이에 공간을 남김으로써, 상기 홈으로부터의 돌출부를 수용하고,

   상기 압착은, 상기 블랭크의 내부 관형상 벽면과 상기 지지핀과의 맞물림 직경의 증가, 및 상기 블랭크의 외부 관형상 벽면과 상기 외부부재의 성형된 면과의 맞물림 직경의 감소에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하고,

   상기 지지핀은 그의 길이를 따라 변화하는 외부 직경을 지녀, 상기 관형상 블랭크에 대해서 축방향으로 이동함으로써, 직경을 증가시켜, 상기와 같은 블랭크의 내부의 관형상 벽면과 맞물리는 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 블랭크의 외부의 관형상 벽면상의 홈들은 원주 홈의 형태인 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 블랭크의 외부의 관형상 벽면상의 홈들은 나사산 형상인 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 블랭크의 외부의 관형상 벽면상의 홈들은 세로로 긴 홈의 형태인 것을 특징으로 하는, 금속으로부터 방사상으로 확장가능한 외부에 홈을 낸 관형상 패스너를 형성하는 방법.

Images