KR19980024022A - 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 성형된 내부나사를 갖는 금속제부품을 회전시키지 않고 심재로부터 용이하게 꺼낼 수 있는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 축방향으로 복수로 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 형성한 제1심재의 축방향중심부에 제2심재를 삽입하고, 제1심재의 수나사부에 금속제 통형상체를 씌우고, 금속제 통형상체의 바깥둘레를 복수의 펀치에 의해서 구심방향으로 가압하여 금속제 통형상체를 변형시킴과 동시에 금속제 통형상체의 내측에 제1심재의 수나사부를 전사하여 암나사부를 형성하고, 제1심재의 축방향 중심부에 삽입되어 있던 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 제거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시킴으로써 내측에 암나사부를 형성한 금속제 통형상체를 돌리지 않고 꺼내는 것이다.

Description

내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치

제1도는, 컵형상의 금속제조시(20)를 가공하기 직전의 상태를 나타내는 종단면도,

제2도는, 제1도에서의 제1심재의 평면도,

제3도는, 제1도에서의 제1심재의 종단면도,

제4도는, 컵형상의 금속제소재(20)를 가공하는 상태를 나타내는 종단면도,

제5도는, 내부나사를 형성한 컵형상의 금속제소재(20)를 꺼내는 상태를 나타내는 종단면도,

제6도는, 종래의 내부나사를 형성한 예로서 리벳너트를 나타낸 횡단면도,

제7도는, 제6도의 리벳너트의 종단면도,

제8도는, 제6도의 리벳너트의 제조방법을 나타낸 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:리벳너트2:샤프트

3:나사산4:나사산부분

5:오목홈부7:심재

8:나사산9:고정부재

10:죠오20:금속제소재

21:금속제소재의 내측면22:암나사

23:암나사의 나사산지름30:제1심재

31:기초부32:관통구멍

33:심재부재34:슬릿

35:수나사부36:경사부

37:탄성변형부38:수나사부의 내측벽면

39:경사부의 내측벽면40:탄성변형부의 내측벽면

41:수나사부의 나사산지름50:제2심재

60:펀치70:누름부

71:링형상부재72:경사내경부

본 발명은 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래, 금속제소재로 이루어진 컵체, 통형상체 등의 피가공체를 수나사 형상의 심재에 씌우고, 피가공체의 바깥둘레를 복수의 펀치로 구심(求心)방향으로 가압하여 피가공체를 변형시킴과 동시에 피가공체의 내측에 심재를 전사(轉寫)한 암나사를 성형하는 것으로서, 예를 들면 미국특허 제5,139,380호 명세서, 동 제3,496,800호 명세서, 동 제3,877,341호 명세서, 동 제4,826,379호 명세서, 동 제4,055,929호 명세서, 스웨덴 특허 제169,556호 명세서, 호주특허 제130,635호 명세서, 영국특허 제152,854호 명세서, 영국특허 제1,439,811호 명세서 등에 의해서 알려져 있다.

제6도 내지 제8도는 영국특허 제1,439,811호 명세서에 기재된 리벳너트(1) 및 그 제조방법을 나타낸 것이다.

샤프트(2)의 내측에는 나사산(3)이 형성되어 있다. 이 나사산(3)은 단속(斷續)하는 6개의 낮은 나사산부분(4)에 의해서 구성되어 있다.

또 샤프트(2)의 바깥측에는, 6개의 세로방향의 오목홈부(5)가 형성되어 있다.

이 리벳너트(1)는 제8도에 나타낸 바와 같이, 샤프트(2)내에 심재(7)를 삽입하고, 앞끝단을 고정부재(9)에 밀어 맞닿게 한 상태에서 샤프트(2)의 바깥둘레에 배치한 죠오(10)로 샤프트(2)를 심재(7)방향으로 눌러 심재(7)의 나사산(8)을 샤프트(2)의 내측에 전사함으로써 제조된다.

그러나, 이 리벳너트(1)의 제조방법에서는 샤프트(2)가 죠오(10)에 의해서 눌려지면, 심재(7)의 나사산(8)에 샤프트(2)가 밀착되기 때문에 심재(7)를 꺼낼 때 심재(7)를 돌리지 않으면 꺼낼 수 없다.

그 때문에, 제6도 및 제7도에 나타내는 리벳너트(1)를 제조하는 것이 곤란하였다.

또한, 미국 제3,496,800호 명세서, 동 제3,877,341호 명세서, 동 제4,826,379호 명세서, 호주특허 제130,635호 명세서, 영국특허 제152,854호 명세서, 미국특허 제4,055,929호 명세서 등은, 모두 영국특허 제1,439,811호 명세서와 마찬가지로 가공후에 심재를 돌릴 필요가 있었다.

또, 미국특허 제5,139,380호 명세서에서는 나사는 단속나사인데 나사가 너트의 전둘레에 위치하기 때문에 심재를 돌릴 수 없어 나사를 절삭할 필요가 있다.

또한, 스웨덴특허 제169,556호 명세서에는 심재의 취출에 관한 개시가 없다.

그래서 심재나 죠오의 분해를 자유롭게 하는 것도 생각할 수 있으나, 이 경우에는 제품의 피치를 맞추는 것이 곤란하여 실용성에 걸여되는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적은 성형된 내부나사를 갖는 금속제부품을 회전시키지 않고 심재로부터 용이하게 꺼낼 수 있는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

청구항 1의 발명은 축방향으로 복수로 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 설치한 제1심재의 축방향 중심부에 제2심재를 삽입하고, 제1심재의 수나사부에 금속재 통형상체를 씌우고, 금속제 통형상의 바깥둘레를 복수의 펀치로 구심방향으로 가압하여 금속제 통형상체를 변형시킴과 동시에 금속제 통형상체의 내측에 제1심재의 수나사부를 전사하여 암나사부를 형성하고, 제1심재의 축방향 중심부에 삽입되어 있던 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 제거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시킴으로써 내측에 암나사부를 형성한 금속제 통형상체를 돌리지 않고 꺼내는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 내부나사를 가지는 금속제부품의 제조방법에 있어서, 암나사형성시에 제2심재를 제1심재의 축방향 내벽면에 밀착하고, 제1심재를 강체(剛體)로서 작용시키고, 암나사성형후에 제2심재를 암나사부의 영역으로부터 제거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시킴으로써 형성된 암나사의 나사산지름보다도 제1심재의 수나사부의 나사산지름을 축소시키는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3의 발명은, 축방향으로 복수의 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 설치한 제1심재와, 제1심재의 축방향 중심부에 삽입되는 제2심재와, 제1심재의 수나사부의 주위에 배치되는 복수의 펀치와, 제1심재의 바깥둘레에 배치됨과 동시에 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시키는 누름부재를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4의 발명은, 청구항 3에 기재된 내부나사를 가지는 금속제부품의 제조장치에 있어서, 제1심재는 관통구멍을 가지는 기부(基部)와, 이 기부에 연이어 형성함과 동시에 축방향으로 평행하면서 방사방향으로 등분하여 배치된 슬릿을 통해서 세워 설치하고 또 앞끝단 바깥둘레에 수나사부를 형성한 수나사형상 심재부를 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조장치에 있어서, 각 수나사형상 심재부는 수나사부, 경사부, 수나사부축소를 위한 탄성변형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 6의 발명은, 청구항 3 내지 청구항 5중 어느 1항에 기재된 내부나사를 가지는 금속제부품의 제조장치에 있어서, 누름부재를 제1심재의 수나사형상 심재부의 경사부에 대응하는 경사내경부를 가지는 링형상부재로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

청구항 1 내지 청구항 6의 발명에 있어서는, 먼저 축방향으로 복수로 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 설치한 제1심재의 축방향 중심부에 제2심재를 삽입한다. 이로써 암나사형성시에 제2심재를 제1심재의 축방향 내벽면에 밀착하여 제1심재를 강체로서 작용시킬 수 있다.

다음으로, 제1심재의 수나사부에 금속제 통형상체를 덮는다. 그 후, 금속제 통형상의 바깥둘레를 복수의 펀치에 의해서 구심방향으로 가압하여 금속제 통형상체를 변형함과 동시에 금속제 통형상체의 내측에 제1심재의 수나사부를 전사하여 암나사부를 형성한다. 이어서, 제1심재의 축방향 중심부에 삽입되어 있던 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 제거한다. 이로써 암나사 성형후에 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 철거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시킴으로써 제1심재의 수나사부의 나사산지름을 형성된 암나사의 나사산지름보다도 축소시킬 수 있다.

그 후, 제1심재의 수나사부가 구심방향으로 축소되므로 내측에 암나사부를 형성한 금속제 통형상체를 돌리지 않고 꺼낼 수 있다.

이하, 본 발명을 도면에 나타낸 실시형태에 의거하여 설명한다.

제1도 내지 제5도는, 청구항 1 내지 청구항 6에 기재된 내부나사를 가지는 금속제부품의 제조방법 및 그 장치를 컵형상의 금속제소재(20)에 적용한 일실시형태를 나타낸다.

제1심재(30)는 제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같이, 관통구멍(32)을 가지는 기부(31)와, 이 기부(31)에 연이어 형성함과 동시에, 축방향에 평행하면서도 방사방향으로 등분하여 배치된 6개의 슬릿(34)을 통해서 세워 설치하고, 앞끝단 바깥둘레에 수나사부(35)를 설치한 수나사형상 심재부(33)를 구비하고 있다.

각 수나사형상 심재부(33)는, 앞끝단으로부터 기부(31)를 향해서 수나사부(35), 경사부(36), 수나사부축소를 위한 탄성변형부(37)를 구비하고 있다.

각 수나사형상 심재부(33)의 축방향 중심부에는 기부(31)의 관통구멍(32)과 동심원의 관통구멍이 형성되어 있고, 수나사부(35)의 내측의 벽면(38)은 관통구멍(32)과 같은 지름이며, 경사부(36)의 내측 벽면(39) 및 탄성변형부(37)의 내측 벽면(40)은 관통구멍(32)보다 큰 지름으로 되어 있다.

여기에서 탄성변형부(37)의 내측 벽면(40)의 지름은, 경사부(36)의 내측 벽면(39)의 지름보다 크게 되어 있다. 즉, 탄성변형부(37)는 수나사형상 심재부(33) 중에서 가장 가는 부위로 외력을 받으면 휘어질 수 있도록 되어 있다.

또 경사부(36)는, 수나사부(35)와 탄성변형부(37)를 연결함과 동시에 후술하는 링형상부재의 경사내경부와 걸어맞춤된다.

이상에서와 같이 제1심재(30)는, 축방향에 평행하면서도 방사방향으로 등분하여 배치된 6개의 슬릿(34)으로 수나사부(35)를 분할하고 있지만, 심재로서는 일체적으로 제작되어 있다.

제1심재(30)는 거부(31)를 부착부로서 제조장치에 부착된다.

제2심재(50)는 관통구멍(32)과 거의 같은 지름의 봉재이다. 그리고, 제1심재(30)와는 다른 장치에 부착되고, 단독으로 이동할 수 있다.

펀치(60)는 본 예에서는 6개 있고, 제1심재(30)의 수나사부(35)에 대하여 수평방향으로 개폐할 수 있도록 이동된다. 누름부재(70)는 제1심재(30)의 바깥둘레에 배치되어 있다.

누름부재(70)는 제1심재(30)의 수나사형상 심재부(33)의 경사부(36)에 대응하는 경사내경부(72)를 갖는 링형상부재(71)에 의해 구성되어 있다. 이 링형상부재(71)는 유압실린더 등의 구동원에 의해서 작동된다.

다음으로, 이와 같은 구성된 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조장치에 의한 컵형상의 금속제소재(20)의 내부나사를 눌러 만드는 것에 대하여 설명한다.

제1도는, 컵형상의 금속제소재(20)를 가공하기 직전의 상태를 나타낸다.

제1심재(30)의 축방향 중심부에는 제2심재(50)가 삽입되어 있다. 이로써 암나사 형성시에 제2심재(50)를 제1심재(30)의 축방향 내벽면(38)에 밀착하여 제1심재(30)를 강체로서 작용시킬 수 있다.

다음으로 제4도에 나타낸 바와 같이, 제1심재(30)의 수나사부(35)에 컵형상의 금속제소재(20)를 씌운다. 그 후 컵형상의 금속제소재(20)의 바깥둘레를 6개의 펀치(60)로 구심방향으로 가압하여 컵형상의 금속제소재(20)를 변형시킴과 동시에 컵형상의 금속제소재(20)의 내측(21)에 제1심재(30)의 수나사부(35)를 전사하여 암나사부(22)를 형성한다.

이어서 제5도에 나타낸 바와 같이, 제1심재(30)의 축방향 중심부에 삽입되어 있던 제2심재(30)를 탄성변형부(37)의 내측 벽면(40)까지 후퇴시킨다.

그 후 링형상 부재(71)를 도시하지 않은 유압실린더로 제1심재(30)의 수나사형상 심재부재(33)의 경사부(36)를 향해서 이동시켜 경사내경부(72)가 경사부(36)에 접하여 누르도록 한다. 이로써 수나사형상 심재부(33)는 탄성변형부(37)가 휘어지는 것에 의해 수나사부(35)가 구심방향으로 축소되고, 제1심재(30)의 수나사부(35)의 나사산지름(41)을 형성된 암나사(22)의 나사산지름(23)보다도 축소시킬 수 있다.

따라서, 내측에 암나사부(22)를 형성한 컵형상의 금속제소재(20)는 제1심재(30)로부터 상대회전없이 걸어맞춤을 풀 수 있다. 즉, 내측에 암나사부(22)를 형성한 컵형상의 금속제소재(20)를 돌리지 않고 꺼낼 수 있다.

이와 같이 하여 내측에 암나사부(22)를 형성한 컵형상의 금속제소재(20)를 돌리지 않고 꺼낸 후, 누름부재(70)를 제1도의 상태를 되돌린다. 이로써 다음 가공을 준비한다.

또한, 상기 실시형태에서는 컵형상의 금속제소재(20)에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 내면에 암나사를 눌러 만드는 것이면 그 형상은 임의로 적용할 수 있다.

또한 6개의 슬릿(34)을 설치한 경우에 대하여 설명하였으나, 그 개수는 임의로 적용할 수 있다. 누름부재(70)에 의해서 조작을 용이하게 하기 위해서는 다수 설치하는 것이 바람직하나, 가공공수를 고려하면, 6 내지 8개 정도가 바람직하다.

또한, 펀치(50)의 수는, 수나사부(35)의 수에 의해서 증감한다.

이상에서와 같이, 청구항 1 내지 청구항 6의 발명에 의하면, 내부나사 형성후에 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소할 수 있으므로, 내부나사를 형성한 통형상체를 수나사부로부터 용이하게 분리하는 것이 가능하게 되고, 종래와 같이 심재 또는 내부나사를 형성한 통형상체를 돌리지 않고, 내부나사를 형성한 통형상체를 얻을 수 있다.

제1심재가 일체적인 것으로 구성되어 있으므로, 얻어진 내부나사의 피치가 맞지 않게 된다는 문제는 발생하지 않는다.

Claims (6)

1. 축방향으로 복수로 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 형성한 제1심재의 축방향 중심부에 제2심재를 삽입하고, 제1심재의 수나사부에 금속제 통형상체를 씌우고, 금속제 통형상체의 바깥둘레를 복수의 펀치로 구심방향으로 가압하여 금속제 통형상체를 변형시킴과 동시에 금속제 통형상체의 내측에 제1심재의 수나사부를 전사하여 암나사부를 형성하며, 제1심재의 축방향 중심부에 삽입되어 있던 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 제거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시켜 내측에 암나사부를 형성한 금속제 통형상체를 돌리지 않고 꺼내는 것을 특징으로 하는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 암나사 형성시에 상기 제2심재를 제1심재의 축방향 내벽면에 밀착하여 제1심재를 강체로서 작용시키고, 암나사 성형후에 제2심재를 수나사부의 영역으로부터 제거하여 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시켜 제1심재의 수나사부의 나사산지름을 형성된 암나사의 나사산지름보다도 축소시키는 것을 특징으로 하는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조방법.
3. 축방향으로 복수의 분할됨과 동시에 바깥둘레에 수나사부를 설치한 제1심재와,

   제1심재의 축방향 중심부에 삽입되는 제2심재와,

   제1심재의 수나사부의 주위에 배치되는 복수의 펀치와,

   제1심재의 바깥둘레에 배치됨과 동시에 제1심재의 수나사부를 구심방향으로 축소시키는 누름부재를 구비한 것을 특징으로 하는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1심재는, 관통구멍을 가지는 기부와, 이 기부에 연이어 형성됨과 동시에 축방향에 평행하면서도 반사방향으로 등분하여 배출된 슬릿을 통해서 세워 설치하고, 또 앞끝단 바깥둘레에 수나사부를 형성한 수나사형상 심재부를 구비한 것을 특징으로 하는 내부 나사를 갖는 금속제부품의 제조장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 각 수나사형상 심재부는, 수나사부, 경사부, 수나사부 축소를 위한 탄성변형부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 내부나사를 갖는 금속제부품의 제조장치.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 누름부재는, 제1심재의 수나사형상 심재부의 경사부에 대응하는 경사내경부를 가지는 링형상부재에 의해서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내부나사를 갖는 금속제품의 제조장치.