KR102147512B1

KR102147512B1 - 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법

Info

Publication number: KR102147512B1
Application number: KR1020190088802A
Authority: KR
Inventors: 박기근
Original assignee: 주식회사 태진다이텍
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-08-24

Abstract

본 발명은, 일련의 프로그래시브 공정과 트랜스퍼 공정으로 이루어진 하이브리드 공정으로 진행되며, 상기 프로그래시브 공정은, 상기 금속 스트랩의 중앙 부분에 제1 홀을 형성하는 제1 피어싱 단계와; 상기 금속 스트랩을 성형하여, 상기 제1 홀을 개구부로 하며 상기 금속 스트랩에서부터 상향 테이퍼된 제1 테이퍼부를 구비하는 제1 링부를 상기 금속 스트랩에 형성시키는 포밍 단계와; 상기 제1 홀보다 직경이 큰 제2 홀을 상기 제1 링부에 형성하는 제2 피어싱 단계; 및 상기 금속 스트랩에 상기 제2 홀과 동심을 갖되 상기 제2 홀보다 직경이 큰 제3 홀을 형성하여, 내경측에 구비되는 상기 제1 링부와, 외경측에 구비되며 상기 제1 링부와 높이 차이를 갖는 제2 링부로 이루어진 블랭크를 얻는 블랭킹 단계를 포함하고, 상기 트랜스퍼 공정은, 상기 블랭크를 성형하여, 상기 제2 링부에서부터 상향 테이퍼된 제2 테이퍼부를 구비하는 제3 링부를 상기 블랭크의 외경측에 형성시키되, 상기 제3 링부의 외경측 두께를 상대적으로 얇게 형성시키는 포징 단계; 및 상기 제2 테이퍼부의 구조가 상쇄되어 상기 제3 링부와 나란하게 이어지도록 상기 제3 링부를 축 방향으로 구부리는 벤딩 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 제공한다.

Description

허브 베어링 씰의 지지체 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING METAL PART OF HUB BEARING SEAL}

본 발명은 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일련의 프로그래시브 공정과 트랜스퍼 공정으로 이루어진 하이브리드 공정을 통해 허브 베어링 씰의 지지체를 제조함으로써, 형상 및 치수정밀도를 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에 관한 것이다.

허브 베어링 씰은 자동차 축에 설치되어 있는 자동차용 허브 베어링 유닛에 장착되어, 차량 주행 시 허브 베어링 유닛의 내측으로 흙탕물, 이물질 등의 유입을 막고 허브 베어링 유닛의 기밀성을 확보하여 내부 윤활제의 누설을 방지하여, 베어링이 수명을 유지시키는 핵심 기능부품이다.

최근 자동차 산업은 저탄소 친환경 및 에너지 절감을 목표로, 그 형태가 재편되어, 전기, 수소, 하이브리드, 연료전지 같은 자동차 연료원이 대체되고 있지만, 구동 휠 파트는 현재의 시스템에서 연비 향상을 위한 경량화, 전자장치가 부가된 모듈화, 장기 내구성을 위한 성능강화가 핵심쟁점으로 부각되고 있다.

도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 허브 베어링 씰(10)은 자동차용 허브 베어링 유닛(1)의 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 개구부에 설치되어, 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 원주 방향으로 이격되어 배치되어 있는 복수 개의 전동체(7) 측으로 이물질이 침입하는 것을 방지하고 허브 베어링 유닛(1) 내부에 충진되어 있는 그리스(grease)와 같은 윤활제의 누설을 방지하여 베어링의 수명을 유지시키는 구동 휠 파트의 핵심 부품이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 이러한 허브 베어링 씰(10)은 금속 재질로 이루어지고, 축 방향 외측에 구비되며, 내륜(5)에 외접하도록 설치되는 플링거부(13)와, 금속 재질로 이루어지고, 축 방향 내측에 구비되며, 외륜(3)에 내접하도록 설치되는 지지체(15)와, 고무 재질로 이루어지고 플링거부(13)와 지지체(15) 사이에 위치하며 상기 지지체(15)를 인서트로 사출되며 복수 개의 씰립(17a)을 포함하는 씰부재(17)로 이루어진다.

여기서, 종래에는 트랜스퍼 공정을 통해 금속 재질로 이루어지는 플링거부(13)와 지지체(15)를 제조하였다. 하지만, 플링거부(13)와 지지체(15)를 트랜스퍼 공정을 통해 제조하는 종래의 경우에는 전용 트랜스퍼 이송장치가 부착되어 있는 프레스가 필요한데, 보통 작업 속도는 30~60spm(Stroke Per Minute)으로 작동 한계가 존재하고, 조정 부분이 많으나 대응 숙련자가 적으며, 유지 관리 비용이 과다하게 드는 문제가 있으며, 금형 세팅이 어렵고 소요 시간이 많이 드는 문제가 있다.

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본 발명은 상기와 같은 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 일련의 프로그래시브 공정과 트랜스퍼 공정으로 이루어진 하이브리드 공정을 통해 허브 베어링 씰의 지지체를 제조함으로써, 형상 및 치수정밀도를 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 본 발명은, 금속 스트랩을 가공하여 허브 베어링 씰의 지지체를 제조하는 방법으로서, 일련의 프로그래시브 공정과 트랜스퍼 공정으로 이루어진 하이브리드 공정으로 진행되며, 상기 프로그래시브 공정은, 상기 금속 스트랩의 중앙 부분에 제1 홀을 형성하는 제1 피어싱(piercing) 단계와; 상기 금속 스트랩을 성형하여, 상기 제1 홀을 개구부로 하며 상기 금속 스트랩에서부터 상향 테이퍼된 제1 테이퍼부를 구비하는 제1 링부를 상기 금속 스트랩에 형성시키는 포밍(forming) 단계와; 상기 제1 홀보다 직경이 큰 제2 홀을 상기 제1 링부에 형성하는 제2 피어싱 단계; 및 상기 금속 스트랩에 상기 제2 홀과 동심을 갖되 상기 제2 홀보다 직경이 큰 제3 홀을 형성하여, 내경측에 구비되는 상기 제1 링부와, 외경측에 구비되며 상기 제1 링부와 높이 차이를 갖는 제2 링부로 이루어진 블랭크를 얻는 블랭킹(blanking) 단계를 포함하고, 상기 트랜스퍼 공정은, 상기 블랭크를 성형하여, 상기 제2 링부에서부터 상향 테이퍼된 제2 테이퍼부를 구비하는 제3 링부를 상기 블랭크의 외경측에 형성시키되, 상기 제3 링부의 외경측 두께를 상대적으로 얇게 형성시키는 포징(forging) 단계; 및 상기 제2 테이퍼부의 구조가 상쇄되어 상기 제3 링부와 나란하게 이어지도록 상기 제3 링부를 축 방향으로 구부리는 벤딩(bending) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 제공한다.

여기서, 상기 포징 단계에서는 포징용 펀치와 이에 대응하는 포징용 다이를 사용하여 상기 블랭크를 성형하며, 상기 포징용 펀치의 하측면과 상기 포징용 다이의 상측면은 서로 대응되는 구조로 이루어지되, 상기 제3 링부의 상측면에 접촉되는 상기 포징용 펀치의 하측면은 평면으로 이루어지고, 상기 제3 링부의 하측면에 접촉되는 상기 포징용 다이의 상측면에는 단턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 포징용 펀치의 하측면은 상기 제2 링부의 내경측 상측면과 접촉하게 되는 제1 평면과, 상기 제1 평면의 내경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되어 상기 제1 테이퍼부의 상측면과 접촉하게 되는 제1 경사면과, 상기 제1 평면의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되는 제2 경사면과, 상기 제2 경사면의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡되는 제2 평면으로 이루어지며, 상기 포징용 다이의 상측면은 상기 제1 평면과 대응되는 제3 평면과, 상기 제3 평면의 외경측 단부에 구비되며 상기 제2 경사면과 대응되는 제3 경사면과, 상기 제3 경사면의 외경측 단부에 구비되며 서로 이어져 상기 단턱을 이루는 제4 평면과, 상기 제4 평면의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되는 제4 경사면과, 상기 제4 경사면의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡되는 제5 평면으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 벤딩 단계에서는 벤딩용 펀치와 이에 대응하는 벤딩용 다이 및 벤딩용 패드를 사용하여 상기 블랭크를 성형하며, 상기 벤딩용 펀치의 하측면은 상기 제1 평면과 대응되는 제6 평면과, 상기 제1 경사면과 대응되는 제5 경사면으로 이루어지고, 일측면은 상기 제6 평면의 외경측 단부로부터 수직하게 상향 절곡되는 제1 수직면으로 이루어지며, 상기 제1 수직면과 마주하게 되는 상기 벤딩용 다이의 일측면은 제2 수직면으로 이루어지고, 상기 벤딩용 패드의 상측면에는 상기 제6 평면과 대응되는 제7 평면과, 상기 제5 경사면과 대응되는 제6 경사면이 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 벤딩 단계 완료 후 제조되는 상기 허브 베어링 씰의 지지체는 자동차용 허브 베어링 유닛의 외륜과 내륜 사이의 개구부에 설치되며, 상기 지지체는 원형으로 이루어지는 본체와, 상기 본체의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 형성되되 축 방향 일측으로 경사지게 형성되는 경사부와, 원형으로 이루어지며 상기 경사부의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 연장되고 상기 내륜의 외측면과 이격되는 제1 연장부와, 원통형으로 이루어지며 상기 본체의 외경측 단부로부터 축 방향으로 연장되고 상기 외륜의 내측면과 접하는 제2 연장부와, 원통형으로 이루어지며 상기 제2 연장부의 단부측 외경면에서 반경 방향으로 내향 형성되어 상기 제2 연장부의 외경면과 단차를 이루는 단차부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 경사부와 제1 연장부는 상기 프로그래시브 공정을 통해 상기 금속 스트랩에 형성되며, 상기 제2 연장부와, 단차부는 상기 트랜스퍼 공정을 통해, 내경측에 상기 경사부와 제1 연장부가 형성되어 있는 상기 블랭크의 외경측에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 일련의 프로그래시브 공정과 트랜스퍼 공정으로 이루어진 하이브리드 공정을 통해 허브 베어링 씰의 지지체 중 하나인 지지체를 제조함으로써, 형상 및 치수정밀도를 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다단 공법을 적용함으로써, 제조되는 허브 베어링 씰의 지지체의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 서보 실린더를 사용하여 블랭크를 정밀 이송함으로써, 생산 수율을 최적화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 포징 단계에서 지지체의 단차부를 일체로 형성함으로써, 종래에 이러한 단차부를 형성하기 위해 수행했던 별도의 추가 공정을 생략할 수 있고, 그 결과, 공정을 간소화할 수 있다.

도 1은 허브 베어링 씰이 설치되어 있는 자동차용 허브 베어링 유닛을 나타낸 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 허브 베어링 씰의 일부를 나타낸 단면 사시도이며,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 공정순으로 나타낸 공정 흐름도이고,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 나타낸 공정 모식도이며,
도 5는 도 4의 공정 모식도를 구체화한 상세도이고,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에서, 포징 단계에 사용되는 금형 구조를 나타낸 부분 단면 사시도이며,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에서, 벤딩 단계에 사용되는 금형 구조를 나타낸 부분 단면 사시도이고,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 통해 제조된 허브 베어링 씰의 지지체의 일부를 나타낸 부분 단면 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에 대해 상세히 설명한다.

아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 공정순으로 나타낸 공정 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 나타낸 공정 모식도이며, 도 5는 도 4의 공정 모식도를 구체화한 상세도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에서, 포징 단계에 사용되는 금형 구조를 나타낸 부분 단면 사시도이며, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법에서, 벤딩 단계에 사용되는 금형 구조를 나타낸 부분 단면 사시도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 통해 제조된 허브 베어링 씰의 지지체의 일부를 나타낸 부분 단면 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법은, 판상의 금속 스트랩(S)을 가공하여 자동차용 허브 베어링 유닛(1)의 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 개구부에 설치되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체, 예컨대, 플링거부(13)와 함께 허브 베어링 씰(10)을 이루는 지지체(15)를 제조하는 방법이다. 하기에서는 지지체의 도면부호를 15로 부여하여 설명한다.

이러한 본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법은 일련의 프로그래시브 공정(S100)과 트랜스퍼 공정(S200)으로 이루어진 하이브리드 공정으로 진행된다. 허브 베어링 씰(10)을 이러한 하이브리드 공정을 통해 제조하면, 형상 및 치수정밀도를 향상시킬 수 있고, 제조비용을 줄일 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.

먼저, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 프로그래시브 공정(S100)은 지지체(15)를 이루는 경사부(도 8의 15b)와 제1 연장부(도 8의 15c)를 금속 스트랩(S)에 형성시키기 위한 공정이다.

이러한 프로그래시브 공정(S100)은 순차적으로 진행되는 제1 피어싱(piercing) 단계(S110)와, 포밍(forming) 단계(S120)와, 제2 피어싱 단계(S130)와, 블랭킹(blanking) 단계(S140)를 포함한다.

먼저, 상기 제1 피어싱 단계(S110)는 공급되는 판상의 금속 스트랩(S)의 중앙 부분에 제1 홀(31)을 형성하는 단계이다. 도시하진 않았지만, 제1 피어싱 단계(S110)에서는 피어싱용 펀치와 피어싱용 다이를 사용하여 제1 홀(31)을 형성한다. 제1 피어싱 단계(S110)에서는 피어싱용 펀치를 하강시켜, 피어싱용 펀치와 피어싱용 다이 사이에 위치하는 금속 스트랩(S)을 펀칭 가압하고, 이를 통해, 금속 스트랩(S)에 원형의 제1 홀(31)을 형성한다.

그 다음, 포밍(forming) 단계(S120)는 금속 스트랩(S)을 성형하여, 중앙 부분에 제1 홀(31)이 형성되어 있는 금속 스트랩(S)에 제1 링부(21)를 형성시키는 단계이다. 구체적으로, 포밍 단계(S120)에서는 금속 스트랩(S)을 성형하여, 제1 홀(31)을 개구부로 하며 금속 스트랩(S)에서부터 상향 테이퍼된 제1 테이퍼부(21a)를 구비하는 제1 링부(21)를 금속 스트랩(S)에 형성시킨다. 상기 제1 테이퍼부(21a)의 내측으로 외경측이 제1 테이퍼부(21a)에 연결되어 상향 이격된 링형이 형성된다. 여기서, 제1 테이퍼부(21a)는 최종 제조되는 지지체(15)의 경사부(도 8의 15b)를 이루게 된다.

도시하진 않았지만, 포밍 단계(S120)에서는 포밍용 펀치와 포밍용 다이를 사용하여, 금속 스트랩(S)에 제1 링부(21)을 형성시킨다. 포밍 단계(S120)에서는 포밍용 펀치를 하강시켜, 포밍용 펀치와 포밍용 다이 사이에 위치하는 금속 스트랩(S)을 가압 성형하여, 금속 스트랩(S)에 제1 링부(21)를 형성시킨다. 여기서, 포밍용 다이는 제1 홀(31)보다 직경이 작은 링형의 평면과, 이 평면의 원주에서부터 하향 테이퍼된 테이퍼면으로 이루어진 돌출부를 상측면에 구비할 수 있고, 포밍용 펀치는 포밍용 다이의 상측면 구조와 대응되는 표면 구조를 하측면에 구비할 수 있다.

그 다음, 제2 피어싱 단계(S130)는 제2 홀(32)을 제1 링부(21)의 내경측에 형성하는 단계이다. 제2 피어싱 단계(S130)에서는 제1 홀(31)과 동심을 가지는 제2 홀(32)을 제1 링부(21)에 형성한다. 이에 따라, 제1 링부(21)의 폭은 줄어들게 되며, 이와 같이, 제2 피어싱 단계(S130)를 통해 폭이 줄어든 제1 링부(21)는 최종 제조되는 지지체(15)의 제1 연장부(도 8의 15c)를 이루게 된다. 상기 포밍 단계(S120)에서 제1 링부(21)의 내경에 발생하는 직경 변화를 제거하기 위한 것으로 내경 일부(21e)가 제거된다.

도시하진 않았지만, 제3 피어싱 단계(S130)에서는 피어싱용 펀치와 피어싱용 다이를 사용하여 제2 홀(32)을 제1 링부(21)에 형성한다. 제2 피어싱 단계(S130)에서는 피어싱용 펀치를 하강시켜, 피어싱용 펀치와 피어싱용 다이 사이에 위치하는 금속 스트랩(S)의 제1 링부(21) 표면을 펀칭 가압하고, 이를 통해, 금속 스트랩(S)의 제1 링부(21)에 원형의 제2 홀(32)을 형성한다.

여기서, 제1 피어싱 단계(S110)를 통해 금속 스트랩(S)에 제1 홀(31)을 형성한 다음, 포밍 단계(S120)를 통해 금속 스트랩(S)에 제1 링부(21)를 형성시키고, 그 다음, 다시 제2 피어싱 단계(S130)를 통해 제2 홀(32)을 형성하는 이유는 이러한 다단 공법을 통해, 제조되는 지지체(15)의 치수 정밀도를 향상시키기 위함이다.

상기 블랭킹(blanking) 단계(S140)는 금속 스트랩(S)에 제2 홀(32)과 동심을 갖되 제2 홀(32)보다 직경이 큰 제3 홀(33)을 형성하는 단계이다. 이를 통해, 블랭킹 단계(S140)에서는 내경측에 제1 링부(21)가 구비되고, 외경측에 제1 테이퍼부(21a)로 인해 제1 링부(21)와 높이 차이를 갖는 제2 링부(22)로 이루어진 링 형태의 블랭크(20)를 얻게 된다.

도시하진 않았지만, 블랭킹 단계(S140)에서는 블랭킹용 펀치와 플랭킹용 다이를 사용하여 금속 스트랩(S)에 제3 홀(33)을 형성한다. 블랭킹 단계(S140)에서는 블랭킹용 펀치를 하강시켜, 블랭킹용 펀치와 블랭킹용 다이 사이에 위치하는 금속 스트랩(S)의 표면을 펀칭 가압하고, 이를 통해, 금속 스트랩(S)으로부터 블랭크(20)를 분리한다.

이때, 블랭크(20)의 내경측에 구비되는 제1 링부(21)와, 제1 테이퍼부(21a)는 각각, 최종 제조되는 지지체(15)의 제2 연장부(도 8의 15c)와 경사부(도 8의 15b)를 이루게 되고, 외경측은 후속 공정으로 진행되는 트랜스퍼 공정(S200)을 통해 지지체(15)의 제2 연장부(15d)와 단차부(15e)를 이루도록 성형되는데, 이에 대해서는 하기에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.

이러한 블랭킹 단계(S140)를 끝으로, 본 발명의 실시 예에 따른 프로그래시브 공정(S100)이 완료되며, 연이어서, 프로그래시브 공정(S100)을 통해 획득한 블랭크(20)를 성형하여 최종적으로 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)를 완성하는 트랜스퍼 공정(S200)이 진행된다. 이때, 블랭크(20)는 서보 실린더(도시하지 않음)에 의해 트랜스퍼 공정(S200)이 진행되는 금형 측으로 정밀 이송되며, 이를 통해, 생산 수율을 최적화할 수 있게 된다.

다음으로, 프로그래시브 공정(S100)이 완료된 후 프로그래시브 공정(S100)을 통해 획득한 블랭크(20)를 성형하기 위해, 연이어 진행되는 트랜스퍼 공정(S200)은 순차적으로 진행되는 포징(forging) 단계(S210)와, 벤딩(bending) 단계(S220)를 포함한다.

먼저, 포징 단계(S210)는 프로그래시브 공정(S100)을 통해 획득한 블랭크(20)를 성형하는 단계이다. 이러한 포징 단계(S210)에서는 제2 링부(22)에서부터 상향 테이퍼된 제2 테이퍼부(23a)를 구비하는 제3 링부(23)를 블랭크(20)의 외경측에 형성시킨다. 이때, 포징단계(S210)에서는 제3 링부(23)의 외경측 두께를 상대적으로 얇게 형성시킨다.

이를 위해, 도 6에 도시한 바와 같이, 포징 단계(S210)에서는 포징용 펀치(110)와 이에 대응하는 포징용 다이(120)를 사용하여 블랭크(20)를 성형한다. 이때, 블랭크(20)의 내경측에 형성되어 있으며 최종 제조되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)의 경사부(도 8의 15b)와 제1 연장부(도 8의 15c)를 이루게 될 성형 완료된 제1 테이퍼부(21a)와 제1 링부(21)는 그 하측면이 이에 상응하는 형상으로 이루어진 포징용 패드(130)에 의해 지지될 수 있고, 제1 링부(21)의 상측면은 이에 상응하는 형상으로 이루어진 다른 포징용 패드(130)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 포징용 패드(130)에 의해 하측면이 지지되는 제1 테이퍼부(21a)의 상측면은 포징용 펀치(110)와 접촉하게 된다.

또한, 포징용 펀치(110)의 측부에는 스트리퍼편(140)이 부착되어 포징용 펀치(110)의 변형을 방지하고, 포징용 펀치(110)가 하강되어 블랭크(20)를 가압한 후 다시 상승될 때, 포징용 펀치(110)에 딸려 올라가는 블랭크(20)를 포징용 펀치(110)로부터 떨어뜨리는 역할을 하게 된다.

한편, 포징 단계(S210)에서 사용되는 포징용 펀치(110)의 하측면과 포징용 다이(120)의 상측면은 서로 대응되는 구조로 이루어진다. 이때, 포징 단계(S210)를 통해 제2 링부(22)로부터 성형될 제3 링부(23)의 상측면과 접촉하게 되는 포징용 펀치(110)의 하측면은 평면으로 이루어지고, 제3 링부(23)의 하측면과 접촉하게 되는 포징용 다이(120)의 상측면에는 단턱(120a)이 형성되어 있다.

이와 같이, 제3 링부(23)의 상측면과 하측면에 각각 접촉하게 되는 포징용 펀치(110)의 하측면과 포징용 다이(120)의 상측면이 다른 부분과 달리 비대칭 구조로 이루어짐에 따라, 제3 링부(23)의 외경측 두께는 상대적으로 얇게 형성된다. 즉, 포징 단계(S10)를 통해, 제3 링부(23)의 외경측 하측면이 단턱(120a)에 의해 계단 형태로 형성되며, 이는, 최종 제조되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)의 단차부(15e)를 이루게 된다.

이하, 포징용 펀치(110)와 포징용 다이(120)의 구조에 대해 보다 상세하게 설명하기로 한다.

포징용 펀치(110)는 그 하측면에 제1 평면(111)과, 제1 경사면(112)과, 제2 경사면(113)과, 제2 평면(114)을 구비한다.

제1 평면(111)은 포징용 펀치(110)의 하강 시 제2 링부(22)의 내경측 상측면과 접촉하게 되는 면이다.

제1 경사면(112)은 제1 평면(111)의 내경측 단부에 구비된다. 제1 경사면(112)은 제1 평면(111)의 내경측 단부로부터 상향 경사지게 형성된다. 제1 경사면(112)은 제1 테이퍼부(21a)의 상측면과 접촉하게 되는 면으로, 제1 테이퍼부(21a)와 동일한 기울기를 갖는다.

제2 경사면(113)은 제1 평면(111)의 외경측 단부에 구비된다. 제2 경사면(113)은 제1 평면(111)의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성된다. 제2 경사면(113)은 평판형으로 이루어진 제2 링부(22)의 외경측 상측면에 접촉되는 면으로, 포징용 펀치(110)의 하강 시 이와 접촉되는 제2 링부(22)의 외경측 상측면을 가압하여, 제2 테이퍼부(23a)를 형성시킨다. 이때, 제2 링부(22)의 외경측은 제2 경사면(113)과 대응되는 포징용 다이(120)의 제3 경사면(122) 사이에서 압착 변형되어, 제2 테이퍼부(23a)로 성형된다.

제2 평면(114)은 제2 경사면(113)의 외경측 단부에 구비된다. 제2 평면(114)은 제2 경사면(113)의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡된다. 제2 평면(114)은 평판형으로 이루어진 제2 링부(22)의 외경측 상측면에 접촉되는 면으로, 포징용 펀치(110)의 하강 시 이와 접촉되는 제2 링부(22)의 외경측 상측면을 펀칭 가압하여, 제3 링부(23)를 형성시킨다. 이때, 제2 링부(22)는 제2 평면(114)과 대응되는 포징용 다이(120)의 단턱(120a), 보다 상세하게는 단턱(120a)을 이루는 제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125) 사이에서 압착 변형되어, 제3 링부(23)로 성형된다.

여기서, 제3 링부(23)의 상측면은 제2 평면(114)에 의해 평면을 이루는 반면, 제3 링부(23)의 외경측 하측면은 상기 단턱(120a)에 의해 계단 형태로 이루어진다. 이와 같이, 제3 링부(23)의 외경측 하측면에 형성되는 계단 구조는 최종 제조되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)의 단차부(도 8의 15e)를 이루게 된다.

한편, 포징용 다이(120)는 그 상측면에 제3 평면(121)과, 제3 경사면(122) 및 제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125)이 이어져 이루는 단턱(120a)을 구비한다.

제3 평면(121)은 포징용 펀치(110)의 제1 평면(111)과 대응되는 면이다. 제3 평면(121)은 포징용 펀치(110)의 하강 시 제2 링부(22)의 내경측 하측면과 접촉하게 되는 면이다.

제3 경사면(122)은 제3 평면(121)의 외경측 단부에 구비된다. 제3 경사면(122)은 제3 평면(121)의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성된다. 제3 경사면(122)은 평판형으로 이루어진 제2 링부(22)의 외경측 하측면에 접촉되는 면으로, 포징용 펀치(110)의 하강 시 이와 접촉되는 제2 링부(22)의 외경측 하측면을 가압하여, 제2 테이퍼부(23a)를 형성시킨다. 이러한 제3 경사면(122)은 포징용 펀치(110)의 제2 경사면(113)과 대응되게 형성되며, 제2 경사면(113)의 상대면으로 작용하게 된다.

제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125)은 제3 경사면(122)의 외경측 단부에 차례로 구비된다. 제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125)은 서로 이어져 단턱(120a)을 이룬다. 이때, 제4 평면(123)은 제3 경사면(122)의 외경측 단부에 구비되며, 외측으로 절곡 형성된다. 또한, 제4 경사면(124)은 제4 평면(123)의 외경측 단부에 구비되며, 제4 평면(123)의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성된다.

그리고 제5 평면(125)은 제4 경사면(124)의 외경측 단부에 구비되며, 제4 경사면(124)의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡 형성된다.

이와 같이, 제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125)으로 이루어진 단턱(120a)은 포징용 펀치(110)의 제2 평면(114)의 상대면으로 작용하게 된다. 이때, 제4 평면(123)과, 제4 경사면(124)과, 제5 평면(125)으로 이루어진 단턱(120a)은 포징용 펀치(110)의 제2 평면(114)과 비대칭 구조를 이룬다. 이에 따라, 이들 사이에서 압착 변형되어 만들어진 제3 링부(23)의 상측면은 평면으로 이루어지게 되고, 제3 링부(23)의 하측면은 외경측의 높이가 상대적으로 낮은 계단 형태로 이루어지게 된다. 즉, 제3 링부(23)의 외경측 두께는 상대적으로 얇게 형성된다. 이와 같이, 포징용 펀치(110)의 제2 평면(114)과 포징용 다이(120)의 단턱(120a)이 이루는 비대칭 구조에 의해 제3 링부(23)의 외경측 하측면에 형성되는 계단 구조는 최종 제조되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)의 단차부(도 8의 15e)를 이루게 된다.

종래에는 이러한 단차부(도 8의 15e)를 형성하기 위해, 모든 성형 공정 완료 후 별도의 공정을 추가 수행하였으나, 본 발명의 실시 예에서는 포징 단계(S210)에서 단차부(도 8의 15e)를 일체로 형성한다.

포징 단계(S210)에서는 포징용 펀치(110)를 하강시켜, 포징용 펀치(110)와 포징용 다이(120) 사이에 위치하는 블랭크(20)에 형성되어 있는 제2 링부(22)의 표면을 가압하고, 이를 통해, 제2 링부(22)의 외경측을 제2 테이퍼부(23a)와 제3 링부(23)로 성형하고, 특히, 성형된 제3 링부(23)의 외경측 하측면에 계단 구조를 형성시킨다. 이를 통해, 포징 단계(S210)에서는 제3 링부(23)의 외경측 두께를 나머지 부분보다 상대적으로 얇게 만든다. 이때, 외경측이 제3 링부(23)로 성형되어 남겨진 제2 링부(22)의 내경측은 최종 제조되는 지지체(15)의 본체(15a)를 이루게 된다.

그 다음, 벤딩 단계(S220)는 제3 링부(23)를 축 방향(도면기준 위쪽)으로 구부리는 단계이다. 벤딩 단계(S220)에서는 제2 테이퍼부(23a)의 구조가 상쇄되어 제3 링부(23)와 나란하게 이어지도록 제3 링부(23)를 축 방향으로 구부린다.

여기서, 구부려져 나란하게 이어진 제2 테이퍼부(23a)와 제3 링부(23)는 최종 제조되는 지지체(15)의 제2 연장부(도 8의 15d)를 이루게 되며, 제2 연장부(도 8의 15d)의 단부측에 구비되는 계단 구조는 지지체(15)의 단차부(도 8의 15e)를 이루게 된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 이러한 벤딩 단계(S220)에서는 벤딩용 펀치(210)와 이에 대응하는 벤딩용 다이(220) 및 벤딩용 패드(230)를 사용하여 블랭크(20)를 성형한다. 이때, 블랭크(20)의 내경측에 형성되어 있으며 최종 제조되는 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)의 제1 연장부(도 8의 15c)와, 경사부(도 8의 15b)와, 본체(15a)를 이루게 될 성형 완료된 제1 링부(21)와, 제1 테이퍼부(21a)와, 제2 링부(22)는 그 하측면이 이에 상응하는 형상으로 이루어진 벤딩용 패드(230)에 의해 지지될 수 있다. 이때, 벤딩용 패드(230)의 상측면에는 제2 링부(22)의 하측면과 접하게 되는 제7 평면(231)과, 제1 테이퍼부(21a)의 하측면과 접하게 되는 제6 경사면(232)과, 제1 링부(21)의 하측면과 접하게 되는 제8 평면(233)이 구비된다.

벤딩용 펀치(210)는 그 하측면에 제6 평면(211)과, 제5 경사면(212)을 구비한다.

제6 평면(211)은 벤딩용 패드(230)의 제7 평면(231)과 대응되는 면으로, 제7 평면(231)의 상대면으로 작용하게 된다. 제6 평면(211)은 벤딩용 펀치(210)의 하강 시 제2 링부(22)의 상측면과 접촉하게 된다.

제5 경사면(212)은 벤딩용 패드(230)의 제6 경사면(232)과 대응되는 면으로, 제6 경사면(232)의 상대면으로 작용하게 된다. 제5 경사면(212)은 벤딩용 펀칭(210)의 하강 시 제1 테이퍼부(21a)의 상측면과 접촉하게 된다.

또한, 벤딩용 펀치(210)는 그 일측면에 제1 수직면(213)을 구비한다.

제1 수직면(213)은 제6 평면(211)의 외경측 단부에 구비된다. 제1 수직면(213)은 제6 평면(211)의 외경측 단부로부터 수직하게 상향 절곡되어 이루어진다.

한편, 벤딩용 다이(220)는 제2 수직면(221)을 구비한다. 제2 수직면(221)은 벤딩용 펀치(210)의 제1 수직면(213)과 마주하게 되는 벤딩용 다이(220)의 일측면에 구비된다.

벤딩 단계(S220)에서는 제2 테이퍼부(23a)와 제3 링부(23)가 벤딩용 다이(220)의 상측에 위치한 상태에서, 제1 테이퍼부(21a)와 제2 링부(22)와 접촉되는 벤딩용 펀치(210)를 하강시킴으로써, 제2 테이퍼부(23a)의 구조가 상쇄되어 제3 링부(23)와 나란하게 이어지도록 제3 링부(23)를 구부린다. 벤딩용 펀치(210)의 하강 시 제3 링부(23)는 벤딩용 다이(220)의 상측면과 만나 구부려지게 되고, 벤딩용 펀치(210)가 계속 하강함에 따라, 서로 마주하는 벤딩용 펀치(210)의 제1 수직면(213)과 벤딩용 다이(220)의 제2 수직면(221) 사이에 위치하게 된다.

이러한 벤딩 단계(S220)가 끝나면, 본 발명의 실시 예에 따른 일련의 프로그래시브 공정(S100)과 트랜스퍼 공정(S200)으로 이루어진 하이브리드 공정이 완료되며, 도 8에 도시한 바와 같은 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)가 제조된다.

본 발명의 실시 예에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법을 통해 제조된 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)는 지지체로서, 다른 지지체인 플링거부(13)와 함께 자동차용 허브 베어링 유닛(1)의 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 개구부에 설치된다. 이때, 지지체(15)는 외륜(3)의 내측면에 접하는 형태로 축 방향 내측에 설치되고, 플링거부(13)는 내륜(5)의 외측면에 접하는 형태로 축 방향 외측에 설치된다. 이러한 허브 베어링 씰(10)의 지지체(15)는 이를 감싸는 고무재질로 이루어지는 씰부재(17)의 형상을 유지 및 지지한다.

이러한 지지체(15)는 본체(15a)와, 경사부(15b)와, 제1 연장부(15c)와, 제2 연장부(15d)와, 단차부(15e)로 이루어진다.

본체(15a)는 원형으로 이루어진다. 이때, 지지체(15)를 외륜(3)과 내륜(5) 사이에 설치하는 경우, 본체(15a)는 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 개구부에 반경 방향으로 수직하게 배치된다.

경사부(15b)는 본체(15a)의 내경측 단부에 구비된다. 경사부(15b)는 본체(15a)의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 연장 형성된다. 이때, 경사부(15b)는 축 방향 외측으로 경사지게 형성된다.

제1 연장부(15c)는 원형으로 이루어진다. 제1 연장부(15c)는 경사부(15b)의 내경측 단부에 구비된다. 제1 연장부(15c)는 경사부(15b)의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 연장 형성된다. 이때, 지지체(15)를 외륜(3)과 내륜(5) 사이에 설치하는 경우, 제1 연장부(15c)의 단부는 내륜(5)의 외측면과 이격되는 형태로 배치된다.

이러한 경사부(15b)와 제1 연장부(15c)는 하이브리드 공정이 진행되는 과정에서, 프로그래시브 공정(S100)을 통해 금속 스트랩(S)에 형성된다.

제2 연장부(15d)는 원통형으로 이루어진다. 제2 연장부(15d)는 본체(15a)의 외경측 단부에 구비된다. 제2 연장부(15d)는 본체(15a)의 외경측 단부로부터 축 방향 외측으로 연장 형성된다. 이때, 지지체(15)를 외륜(3)과 내륜(5) 사이에 설치하는 경우, 제2 연장부(15d)의 외경면은 외륜(3)의 내측면과 접하는 형태로 배치된다.

단차부(15e)는 원통형으로 이루어진다. 단차부(15e)는 제2 연장부(15d)의 단부측 외경면에서 반경 방향으로 내향 형성된다. 이러한 단차부(15e)는 제2 연장부(15d)와 동일한 내경을 갖는다. 또한, 단차부(15e)는 제2 연장부(15d)보다 작은 외경을 갖는다. 이를 통해, 지지체(15)를 외륜(3)과 내륜(5) 사이에 설치하는 경우, 단차부(15e)는 제2 연장부(15d)의 외경면과 단차를 이루고, 그 결과, 외륜(3)의 내측면과 이격되는 형태로 배치된다.

이러한 제2 연장부(15d)와, 단차부(15e)는 하이브리드 공정이 진행되는 과정에서, 트랜스퍼 공정(S200)을 통해, 내경측에 경사부(15b)와 제1 연장부(15c)가 형성되어 있는 블랭크(20)의 외경측에 형성된다.

지금까지 본 발명에 따른 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10; 허브 베어링 씰 13; 플링거부
15; 지지체(지지체) 17; 씰부재
20; 블랭크 21; 제1 링부
21a; 제1 테이퍼부 22; 제2 링부
23; 제3 링부 23a; 제2 테이퍼부
31; 제1 홀 32; 제2 홀
33; 제3 홀 110, 210; 펀치
120, 220; 다이 120a; 단턱
130, 230; 패드 140; 스트리퍼편
1; 허브 베어링 유닛 3; 외륜
5; 내륜 7; 전동체
S; 스트랩

Claims

금속 스트랩(S)을 가공하여 허브 베어링 씰의 지지체(15)를 제조하는 방법으로서, 일련의 프로그래시브 공정(S100)과 트랜스퍼 공정(S200)으로 이루어진 하이브리드 공정으로 진행되며, 상기 프로그래시브 공정(S100)은, 상기 금속 스트랩(S)의 중앙 부분에 제1 홀(31)을 형성하는 제1 피어싱(piercing) 단계(S110)와;
상기 금속 스트랩(S)을 성형하여, 상기 제1 홀(31)을 개구부로 하며 상기 금속 스트랩(S)에서부터 상향 테이퍼된 제1 테이퍼부(21a)를 구비하는 제1 링부(21)를 상기 금속 스트랩(S)에 형성시키는 포밍(forming) 단계(S120)와;
내경측에 제2 홀(32)을 상기 제1 링부(21)에 형성하는 제2 피어싱 단계(S130); 및
상기 금속 스트랩(S)에 상기 제2 홀(32)과 동심을 갖되 상기 제2 홀(32)보다 직경이 큰 제3 홀(33)을 형성하여, 내경측에 구비되는 상기 제1 링부(21)와, 외경측에 구비되며 상기 제1 링부(21)와 높이 차이를 갖는 제2 링부(22)로 이루어진 블랭크(20)를 얻는 블랭킹(blanking) 단계(S140)를 포함하고,
상기 트랜스퍼 공정(S200)은, 상기 블랭크(20)를 성형하여, 상기 제2 링부(22)에서부터 상향 테이퍼된 제2 테이퍼부(23a)를 구비하는 제3 링부(23)를 상기 블랭크(20)의 외경측에 형성시키되, 상기 제3 링부(23)의 외경측 두께를 상대적으로 얇게 형성시키는 포징(forging) 단계(S210); 및 상기 제2 테이퍼부(23a)의 구조가 상쇄되어 상기 제3 링부(23)와 나란하게 이어지도록 상기 제3 링부(23)를 축 방향으로 구부리는 벤딩(bending) 단계(S220)를 포함하며;
상기 벤딩 단계(S220) 완료 후 제조되는 상기 허브 베어링 씰의 지지체(15)는 자동차용 허브 베어링 유닛(1)의 외륜(3)과 내륜(5) 사이의 개구부에 설치되며, 상기 지지체(15)는 원형으로 이루어지는 본체(15a)와, 상기 본체(15a)의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 형성되되 축 방향 일측으로 경사지게 형성되는 경사부(15b)와, 원형으로 이루어지며 상기 경사부(15b)의 내경측 단부로부터 반경 방향으로 연장되고 상기 내륜(5)의 외측면과 이격되는 제1 연장부(15c)와, 원통형으로 이루어지며 상기 본체(15a)의 외경측 단부로부터 축 방향으로 연장되고 상기 외륜(3)의 내측면과 접하는 제2 연장부(15d)와, 원통형으로 이루어지며 상기 제2 연장부(15d)의 단부측 외경면에서 반경 방향으로 내향 형성되어 상기 제2 연장부(15d)의 외경면과 단차를 이루는 단차부(15e)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 포징 단계(S210)에서는 포징용 펀치(110)와 이에 대응하는 포징용 다이(120)를 사용하여 상기 블랭크(20)를 성형하며,
상기 포징용 펀치(110)의 하측면과 상기 포징용 다이(120)의 상측면은 서로 대응되는 구조로 이루어지되, 상기 제3 링부(23)의 상측면에 접촉되는 상기 포징용 펀치(110)의 하측면은 평면으로 이루어지고, 상기 제3 링부(23)의 하측면에 접촉되는 상기 포징용 다이(120)의 상측면에는 단턱(120a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법.
제2항에 있어서,
상기 포징용 펀치(110)의 하측면은 상기 제2 링부(22)의 내경측 상측면과 접촉하게 되는 제1 평면(111)과, 상기 제1 평면(111)의 내경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되어 상기 제1 테이퍼부(21a)의 상측면과 접촉하게 되는 제1 경사면(112)과, 상기 제1 평면(111)의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되는 제2 경사면(113)과, 상기 제2 경사면(113)의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡되는 제2 평면(114)으로 이루어지며,
상기 포징용 다이(120)의 상측면은 상기 제1 평면(111)과 대응되는 제3 평면(121)과, 상기 제3 평면(121)의 외경측 단부에 구비되며 상기 제2 경사면(113)과 대응되는 제3 경사면(122)과, 상기 제3 경사면(122)의 외경측 단부에 구비되며 서로 이어져 상기 단턱(120a)을 이루는 제4 평면(123)과, 상기 제4 평면(123)의 외경측 단부로부터 상향 경사지게 형성되는 제4 경사면(124)과, 상기 제4 경사면(124)의 외경측 단부로부터 외측으로 절곡되는 제5 평면(125)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법.
제3항에 있어서,
상기 벤딩 단계(S220)에서는 벤딩용 펀치(210)와 이에 대응하는 벤딩용 다이(220) 및 벤딩용 패드(230)를 사용하여 상기 블랭크(20)를 성형하며,
상기 벤딩용 펀치(210)의 하측면은 상기 제1 평면(111)과 대응되는 제6 평면(211)과, 상기 제1 경사면(112)과 대응되는 제5 경사면(212)으로 이루어지고, 일측면은 상기 제6 평면(211)의 외경측 단부로부터 수직하게 상향 절곡되는 제1 수직면(213)으로 이루어지며,
상기 제1 수직면(213)과 마주하게 되는 상기 벤딩용 다이(220)의 일측면은 제2 수직면(221)으로 이루어지고,
상기 벤딩용 패드(230)의 상측면에는 상기 제6 평면(211)과 대응되는 제7 평면(231)과, 상기 제5 경사면(212)과 대응되는 제6 경사면(232)이 구비되는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 경사부(15b)와 제1 연장부(15c)는 상기 프로그래시브 공정(S100)을 통해 상기 금속 스트랩(S)에 형성되며, 상기 제2 연장부(15d)와, 단차부(15e)는 상기 트랜스퍼 공정(S200)을 통해, 내경측에 상기 경사부(15b)와 제1 연장부(15c)가 형성되어 있는 상기 블랭크(20)의 외경측에 형성되는 것을 특징으로 하는 허브 베어링 씰의 지지체 제조방법.