KR20100012278A - 분말기어성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 분말기어성형기는 캐비티를 밀폐하는 하부 코어를 승강 및 회전 가능하게 함께 결합하여 승강 실린더의 피스톤 상부와 결합시키고, 동시에 피스톤 하부는 피니언기어를 결합하고 랙기어로 원하는 각도로 회동가능하게 설치하여 캐비티에 성형 된 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어 성형품의 탈거시에 헬리컬기어 성형품에 최초 구동력을 제공함으로써 캐비티로부터 고각도의 헬리컬 기어 성형품의 탈거가 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

헬리컬기어, 성형, 분말, 캐비티, 상부 코어, 하부 코어

Description

분말기어성형기{POWDER METALLURGY GEAR MOLDING DEVICE}

본 발명은 분말기어성형기에 관한 것으로서, 특히 30도 이상의 고각도의 나선각을 갖는 헬리컬기어의 성형 후 캐비티에 형성된 헬리컬기어 성형품에 최초 구동력을 발생시켜 캐비티로부터 성형품의 탈거가 원활하게 이루어지게 한 분말기어성형기에 관한 것이다.

종래에도 30도 미만의 나선각을 갖는 헬리컬기어를 분말기어성형기로 성형하여 생산하고 있다.

그러나 현재 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어를 종래의 방식의 분말성형기로 제조하는 경우, 다이 플레이트의 다이에 위치한 캐비티에 성형된 30도 이상의 고각도 헬리컬기어 성형품을 캐비티로 부터 탈거가 용이하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

헬리컬기어의 나선각 또는 비틀림각(나선이 축방향과 이루는 각)은 나선각이 클수록 축 방향의 동시 물림 이수가 증가하여 물음율이 좋아지고, 나선 이빨(helical tooth)의 물림이 원활하게 이루어져서 고속회전에서도 소음이 발생되지 않는 장점을 갖는다.

따라서 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어 성형품의 제조 및 탈거가 용이하게 이루어지는 헬리컬기어 성형기가 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 종래 헬리컬기어 분말기어성형기의 단점을 해결하기 위해 개발된 것으로서 본 발명의 목적은 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어성형품을 캐비티로부터 파손되지 않고 원활하게 탈거할 수 있는 분말기어성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 분말기어성형기는 캐비티가 형성된 다이 부분과 하부캐비티를 승강 및 회전 가능하게 함께 결합하여 승강 실린더의 피스톤 상부와 결합시키고, 동시에 피스톤 하부는 피니언기어를 결합하고 랙기어로 원하는 각도로 회동가능하게 설치하여 캐비티에 성형 된 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어 성형품의 탈거시에 헬리컬기어 성형품에 성형시의 회전속도보다 크게 최초 구동력을 제공함으로써 달성된다.

본 발명의 분말기어성형기는 30도 이상의 나선각을 갖는 고각도의 헬리컬기어 성형시에 캐비티 내의 헬리컬기어 성형품에 최초구동력을 제공하여 캐비티로부터 고각도의 헬리컬 기어 성형품의 탈거가 파손 되지 않고 원활하게 이루어지게 하는 효과가 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 분말 기어 성형기의 일 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 분말기어 성형기는 상부 코어(3)를 지지하는 상부 몸체와 하부 코어(9)를 지지하는 하부 몸체로 구성된다.

상부 코어(3)는 램(도시되지 않음)으로 승강 구동되는 상부 램 플레이트(1)에 회전 가능하게 장착되고, 상부 코어(3)의 승강 거리를 제한하도록 가이드 플레이트(2)가 상부 램 플레이트(1)에 현수되게 설치된다. 상부 램 플레이트(1)가 하강될 때 가이드 플레이트(2)가 가이드 포스트(8)와 접촉하면 가이드 플레이트(2)가 멈추어 진다. 이 후 상부 램 플레이트(1)는 상부 램 플레이트(1)와 가이드 플레이트(2) 사이에 설치된 실린더(4)의 로드(5)가 압입되면서 상부 코어(3)가 회전하여 캐비티(11)에 충전(充塡)된 분말을 압축한다.

상부 코어(3)는 외주면에 30도 이상의 나선각을 갖도록 헬리컬 기어 이빨(G1)이 형성된다.

상부 코어(3)에 의해 가압되는 분말을 수용하도록 캐비티(11)가 다이플레이트(7)에 형성된다. 캐비티(11) 내에도 상기 상부 코어(3)의 헬리컬 기어 이빨(G1)이 맞물리도록 암나사 형태의 헬리컬 기어 이빨(G2)이 형성된다. 캐비티(11)의 하부는 소정량의 분말이 충전되도록 하부 코어(9)로 밀폐되고, 하부 코어(9)의 외주면에도 상기 상부코어(3)의 헬리컬 기어 이빨(G1)과 마찬가지로 캐비티(11)의 헬리컬 기어 이빨(G2)과 맞물리도록 헬리컬 기어 이빨(G3)이 형성된다. 여기에서 헬리 컬 기어 이빨(G1, G2, G3)들은 30도 이상의 고각도의 비틀림각으로 동일하게 구성된다.

다이 플레이트(7)의 캐비티(11)는 하부 코어(9)에 의해 밀폐되고, 캐비티(11) 중앙에 코어 로드(10)가 설치된다.

코어 로드(10)는 캐비티(11)에 충전(充塡)된 분말(P)이 상부 코어(3)에 의해 가압될 때 상부 코어(3)의 중앙에 형성된 코어 로드(10) 수용홈(3-1)에 결합되며 성형 된 헬리컬 기어의 중앙에 구멍이 형성되게 하는 역할을 한다.

코어 로드(10)는 상기에서 설명한 바와 같이 하부 코어(9)와 함께 지지 되어 회전되거나 하부 코어(9)와 별도로 지지 되어 회전되지 않게 설치될 수 있다.

캐비티(11)는 승강 실린더(12) 내에서 승강되는 피스톤(13)의 상부 피스톤 로드(13-1)에 결합 된 하부 코어(9)에 의해 밀폐된다. 피스톤(13)은 실린더(12) 내면과의 밀폐를 위해 링(14)이 결합 된다. 여기에서 미설명부호 15 및 15-1은 피스톤(13)의 상부 또는 하부에서 유압이 작용되어 피스톤(13)을 상,하로 승강되게 하는 유압통로이다.

또한 하부 코어(9)를 회전구동시키기 위해 피스톤(13)의 하부 피스톤 로드(13-2)에 피니언기어(16)가 결합되고, 이 피니언기어(16)에는 승강 실린더(12)로 직선이동되는 랙기어(19)가 맞물린다. 승강 실린더(12)의 작동에 의해 랙기어(19)가 피니언기어(16)를 회전구동시키면 피니언기어(16)가 결합 된 하부 피스톤 로드(13-2)가 회전되고, 피스톤(13)의 상부 피스톤 로드(13-1)와 결합 된 하부 코어(9)도 회전된다. 여기에서 랙기어(19)를 구동하는 승강 실린더(12)는 유압 실린더이다. 그러나, 모터, 공압 실린더, 기타 이에 상응하는 수단이 유압실린더 대신에 사용될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 분말기어성형기의 작동을 이하 설명한다.

본 발명의 분말기어성형기의 캐비티(11) 속으로 분말을 충전시킨다. 분말은 캐비티(11)의 입구까지 충전한다. 캐비티(11)에 분말(P)의 충전이 완료된 다음 상부 램(도시되지 않음)이 작동되어 상부 램 플레이트(1)와 가이드 플레이트(2)가 함께 하강한다. 가이드 플레이트(2)가 다이 플레이트(7)의 상면에 설치된 가이드 스토퍼(8)에 접촉되어 하강이 멈추어 진다. 이때, 상부 코어(3)는 캐비티(11) 입구에 위치된다.

이후 상부 램이 더욱 하강 됨과 동시에 상부 램 플레이트(1)에 장착된 상부 코어(3)가 회전되면서 캐비티(11)에 충전된 분말을 압축한다. 상부 코어(3)는 상부 램 플레이트(1)에 가이드 플레이트(2)를 현수되게 연결하는 실린더(4)와 로드(5)의 작동이 멈추어질 때까지 회전 작동된다.

다이 플레이트(7)의 캐비티(11) 내주면에 고각도의 헬리컬기어 이빨(G2)이 형성되어 있고, 상부 코어(3)의 외주면에도 이에 상응하여 고각도의 헬리컬기어 이빨(G1)이 형성되어 있으므로 상부 코어(3)에 의해 분말이 압축되면 캐비티(11) 내에 원하는 형태의 고각도 헬리컬기어 성형품이 제조된다.

캐비티(11) 내의 충전 분말이 압축되어 고각도 헬리컬 기어 성형품이 제조된 다음 상부 코어(3)는 반대 방향으로 회전됨과 동시에 상부 램 플레이트(1)가 실린더(4)의 로드(5)에 의해 상승됨에 따라 상부 코어(3)가 다이 플레이트(7) 상방으로 이동한다. 가이드 플레이트(2)는 여전히 가이드 스토퍼(8)에 접촉된 상태이다.

상부 코어(3)가 완전히 상방으로 복귀 이동된 후 다이 플레이트(7)의 캐비티(11)에 있는 성형된 헬리컬기어 성형품은 30도 이상의 고각도의 비틀림각을 가지므로 성형품의 탈거가 용이하게 이루어지지 않는다.

이때, 본 발명의 하부에 설치된 실린더(20)를 작동시키면 하부 코어(9)가 회전구동됨과 동시에 상승 된다. 즉 실린더(20)가 작동하여 랙기어(19)가 직선이동되고, 랙기어(19)와 맞물린 피니언기어(16)가 일 방향으로 회전한다. 랙기어(19)는 피니언기어(16)의 접촉봉(18)이 소정 각도로 설치된 리미트스위치(18)에 접촉할 때까지 직선이동한다.

상기와 같이 하부 코어(9)의 회전 및 상승에 따라서 고각도의 헬리컬기어 성형품의 탈거가 이 캐비티(11)로부터 원활하게 이루어진다.

이후 실린더(20)가 다시 작동되어 랙기어(19)가 본래의 위치로 복귀됨에 따라서 피니언기어(16)가 반대 방향으로 회전되고 동시에 승강 실린더(12)로 공급되는 유압을 상방의 유압통로(15)로 공급하여 피스톤(13)을 하부로 복귀 이동시킨다.

이와 같이 분말(P)이 캐비티(11)에 충전되고, 상부 코어(3)가 하강되어 분말을 압축하여 캐비티(11) 내에 고각도 헬리컬기어 성형품이 제조되고, 다시 상부 코어가 상승된 다음 하부 코어가 실린더, 랙 및 피니언기어로 구성되는 회전구동장치에 의해 고각도 헬리컬기어 성형품에 성형시의 회전속도 보다 크게 최초 구동력을 발생시킴과 동시에 피스톤(13)을 상승시켜 다이 플레이트(7) 위로 고각도 헬리컬기어 성형품을 탈거시키는 작업이 연속하여 반복적으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 분말기어 성형기는 외륜 헬리컬기어의 성형을 설명하였으나 하부 코어와 상부 코어의 구조를 다양한 형태로 변경하여 다양한 형태를 갖는 고각도의 외륜 헬리컬기어 또는 내륜 헬리컬기어를 성형할 수 있다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위, 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시 가능하며, 이와 같은 변경· 변형 등에 의한 것은 당연히 본 발명의 범위에 속한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 분말기어성형기의 일 실시예의 작동 상태 전,후를 보여주는 단면도.

도 2는 분말기어성형기의 하부코어를 회전구동시키기 위한 회전구동장치의 일 실시예를 보여주는 사시도.

도 3은 도 2의 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 상부 램 플레이트 2: 가이드 플레이트

3: 상부 코어 4: 실린더

5: 로드 6: 베어링

7: 다이 플레이트 8: 가이드 스토퍼

9: 하부 코어 10: 코어 로드

11: 캐비티 12: 승강 실린더

13: 피스톤 13-1: 상부 피스톤 로드

13-2: 하부 피스톤 로드 14: 링

15, 15-2: 유압통로 16: 피니언기어

17: 접촉봉 18: 리미트 스위치

19: 랙기어 20: 실린더

P: 분말

Claims (5)

1. 상부 코어를 승강시키는 상부 몸체와, 하부 코어를 승강시키는 하부 몸체로 구성되는 분말기어성형기에 있어서,

   하부 몸체의 하부 코어는 하부코어를 승강시키는 승강장치 및 회전시키는 회전구동장치가 구비되고, 캐비티에 충전(充塡)된 분말을 상부 코어가 압축하여 성형 된 고각도의 헬리컬기어 성형품의 탈거시에 하부 코어의 회전 및 승강이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말기어성형기.
2. 청구항 1에 있어서,

   하부코어를 승강시키는 승강장치는 실린더로 구동되는 피스톤에 연결된 것을 특징으로 하는 분말기어성형기.
3. 청구항 1에 있어서,

   하부코어를 회전시키는 회전구동장치는 피스톤의 하부에 결합된 피니언기어, 피니언기어와 맞물리는 랙기어, 및 랙기어를 구동하는 실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 분말기어성형기.
4. 청구항 3에 있어서,

   실린더는 유압 실린더 또는 모터인 것을 특징으로 하는 분말기어성형기.
5. 청구항 1에 있어서,

   헬리컬기어는 나선각이 30도 이상인 것을 특징으로 하는 분말기어성형기.

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