스프링 조립체 제조방법

스프링 조립체 제조방법{Method of manufacturing spring assembly}

본 발명은, 예를들어, 자동차 자동변속기의 클러치기구에서 다중 디스크 클러치를 복귀시키기 위한 복원 스프링수단으로서 사용되는 스프링 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 스프링 조립체는(자세히 도시되어 있지는 않지만) 2개의 환형판과, 이러한 환형판들 사이에서 일정한 간격을 가지고 원주방향으로 배열된 다수의 압축 코일스프링을 포함한다. 실제 조립시, 상기 환형판의 내면들중의 관련된 하나와 마주하도록 형성된 돌기부의 외주변상에 상기 압축 코일스프링의 각 말단 선회부가 세팅되는 상태를 얻게 된다. 그 후, 코킹펀치(caulking punch)를 사용함으로써 각각의 돌기부의 직경이 외측으로 확대된다. 따라서, 상기 압축 코일스프링의 각 말단 선회부가 관련된 돌기부의 외주면과 관련된 환형판의 내면 사이에서 둘러싸이게 됨으로써 지지된다.

이러한 구성에 의해, 각 압축 코일스피링의 한쪽 말단 선회부를 관련된 환형판에 조립하는 단계에서, 상기 코킹펀치가 관련된 돌기부에 쉽게 근접할 수 있게 됨으로써, 상기 돌기부가 비교적 쉽게 코킹될 수 있게 된다. 그러나, 각 압축 코일스피링의 다른쪽 말단 선회부를 관련된 환형판에 조립하는 단계에서는 상기 코킹펀치가 환형판들 사이의 영역내에 쉽게 삽입될 수 없다. 이 경우, 매우 난해하고 번잡한 작업이 강제적으로 실행된다.

따라서, 이에 대한 대응책으로서 다음과 같은 방법이 제안되었다. 즉, 각각의 압축 코일스프링의 동일한 한쪽 말단 선회부를 관련된 환형판에 조립하는 경우에는, 일반적인 코킹펀치를 사용하여 관련된 돌기부가 코킹되었으나, 상기 압출 코일스프링의 타측 말단 선회부를 관련된 환형판에 조립하는 경우에는, 종방향 스플릿 펀치와 확장핀(spreading pin)을 사용하여 코킹작업이 수행된다.

구체적으로, 상기 종방향 스플릿 펀치는 상기 돌기부의 내경보다 약간 작은 외경을 가지며, 상기 종방향 스플릿 펀치의 단부는 스플릿 홈에 의해 확장될 수 있도록 분할된다. 상기 확장핀은 타측 환형판과 관련된 돌기부내에 삽입될 수 있는 외경을 갖는다.

따라서, 코킹될 타측 환형판의 측면에 제공된 돌기부의 내측에 상기 확장핀의 상기 종방향 스플릿 펀치의 단부는 뾰족한 단부가 면하게 되는 한편, 상기 종방향 스플릿 펀치의 단부가 이미 코킹된 일측 환형판과 관련된 돌기부의 내측으로부터 삽입되어 하강된다. 그후, 상기 확장핀의 뾰족한 단부는 상기 스플릿 홈내로 안내되므로써, 상기 종방향 스플릿 펀치의 단부가 확장된다. 결과적으로, 상기 돌기부는 외측으로 확장 및 코킹될 수 있게 된다 (일본특허 제3288458호 참조).

상기 제조방법에 따르면, 종방향 스플릿 펀치와 확장핀을 사용함으로써, 상기 타측 환형판과 관련된 돌기부가 쉽게 코킹될 수 있으며, 이에 따라, 타측 환형판과 압축 코일스프링을 서로 조립시키는 작업이 개성된다. 그러나, 상기 돌기부를 코킹시키는 경우에는, 상기 돌기부가 전체 원주부 걸쳐 균일하게 확장되지 않고, 상기 종방향 스플릿 펀치의 스플릿 홈을 통해 분할된 단부에서 부분적으로만 확장되므로써, 상기 타측 환형판에 대한 압축 코일스프링의 지지력이 저하된다. 따라서, 상기 압축 코일스프링의 결합이 해제될 염려가 있으며, 또한, 상기 종방향스플릿 펀치 자체의 단부가 상기 스플릿 홈을 통해 분할됨으로써, 상기 종방향 스플릿 펀치의 단부의 강도 약해지며, 이에 따라, 상기 종방향 스플릿 펀치가 쉽게 파손 및 마멸될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조된 스프링 조립체를 나타내는 주요부의 분해 사시도.

도 2는 압축 코일 스프링의 큰 직경을 갖는 단부 선회부와 작은 직경을 갖는 단부 선회부가 환형판의 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기와에 각각 조립되는 상태를 나타내는 설명도.

도 3은 상기 환형판의 큰 직경을 갖는 돌기부에서 압축 코일 스프링의 큰 직경을 갖는 단부 선회부를 코킹시키는 공정을 나타내는 설명도.

도 4는 상기 환형판의 큰 직경을 갖는 돌기부에서 압축 코일 스프링의 큰 직경을 갖는 단부 선회부가 코킹된 상태를 나타내는 설명도.

도 5는 상기 환형판의 작은 직경을 갖는 돌기부에서 압축 코일 스프링의 작은 직경을 갖는 단부 선회부를 코킹시키는 공정을 나타내는 설명도.

도 6은 상기 환형판의 작은 직경을 갖는 돌기부에서 압축 코일 스프링의 작은 직경을 갖는 단부 선회부가 코킹된 상태를 나타내는 설명도.

본 발명은 이러한 종래의 제조방법이 갖는 문제점들을 효과적으로 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따르면, 2개의 환형판과 압축 코일스프링들을 포함하며, 상기 압축 코일스프링들이 상기 2개의 환형판상에 형성된 돌기부들에 코킹됨으로써 환형판에 각기 조립되도록 하는 스프링 조립체 제조방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 각각의 환형판에 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부를 형성하는 한편, 상기 압축 코일스프링에는 큰 직경의 돌기부와 연결되는 큰 직경의 말단 선회부와 작은 직경의 돌기부와 연결되는 작은 직경의 말단 선회부를 형성하는 단계와, 상기 큰 직경을 갖는 돌기부의 외주변부상에 큰 직경의 말단 선회부를 배치하는 단계와, 상기 큰 직경을 갖는 돌기부의 내경보다 큰 직경부를 갖는 펀치를 내부로 삽입하여 상기 큰 직경을 갖는 돌기부의 직경을 확대시킴으로써, 상기 압축 코일스프링의 큰 직경을 갖는 말단 선회부를 각각의 환형판에 조립하는 단계와, 상기 작은 직경을 갖는 돌기부의 외주변부상에 작은 직경의 말단 선회부를 배치하는 단계 및 상기 작은 직경을 갖는 말단 선회부의 내경보다 큰 직경부를 갖는 펀치를 � ��대된 큰 직경의 돌기부의 내측으로 부터 내부로 삽입하여 상기 작은 직경을 갖는 돌기부의 직경을 확대시킴으로써, 상기 압축 코일스프링의 작은 직경을 갖는 말단 선회부를 각각의 환형판에 조립하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상기 제1방법에 따르면, 상기 2개의 환형판은 동일한 형상을 가지며, 상기 한쪽 환형판의 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부는 타측 환형판의 돌기부들과 대향된다.

따라서, 본 발명의 상기 제1방법에 따르면, 상기 각각의 환형판에는 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부가 각각의 환형판에 형성되는 한편, 상기 큰 직경의 돌기부와 연결되는 큰 직경의 말단 선회부와 작은 직경의 돌기부와 연결되는 작은 직경의 말단 선회부가 각각의 압축 코일스프링에 형성된다. 그후, 각각의 돌기부는 펀치에 의해 원주부 전체에 걸쳐 직경이 확대된다. 상기 압축 코일스프링의 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부를 환형판에 조립시키는 것과 관련해서, 종래의 방법과 비교하면, 각 압축 코일스프링의 말단 선회부는 안정적이고 확실하게 지지되며, 또한, 종래의 방법에서 사용되는 종방향 스플릿 펀치를 사용할 필요가 없다. 따라서, 코킹공구의 수명이 비약적으로 향상된다.

이에 더불어, 본 발명의 제2방법에 따르면, 상기 2개의 환형판은 동일한 형상을 가지며, 상기 한쪽 환형판의 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부는 타측 환형판의 돌기부들과 대향됨으로써, 환형판들이 상하부에서 공통적으로 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 제2방법은 매우 경제적이다.

실시예

이하, 첨부된 도면에 도시된 양호한 실시예를 근거로 본 발명을 상세히 설명한다. 기본적으로, 본 발명에 따른 스프링 조립체 제조방법은 종래의 스프링 조립체 제조방법과 유사하게, 2개의 상하부 환형판들(1A 및 1B)과, 상기 환형판들((1A및 1B) 사이에서 각 환형판의 원주방향으로 배열된 다수의 압축 코일 스프링(2)을 포함한다. 상기 2개의 환형판(1A 및 1B)의 각각에 형성된 돌기부들(3 및 4)을 외측으로 확장시킴으로써, 상기 압축 코일 스프링(2)의 각 단부 선회부(2a 및 2b)가 상기 돌기부(2a 또는 2b)의 외주면과 환형판(1A 또는 1B)의 내주면 사이에 둘러싸여져 있는 것을 전제로 하지만, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 점들을 특징으로 한다.

즉, 먼저, 2개의 환형판들(1A 및 1B)과 관련하여, 서로 마주하는 내면에 원통형의 돌기부들을 형성하는 경우, 버어링(burring) 공정에 의해 다수의 큰 직경을 갖는 돌기부(3)와 작은 직경을 갖는 돌기부(4)가 상기 각각의 환형판(1A, 1B)에 일정한 간격을 가지고 교대로 하나씩 형성되어, 상기 환형판들(1A 및 1B)의 위상이 서로 엇갈리게 되며, 또한, 한쪽 환형판(1A 또는 1B)에 형성된 큰 직경의 돌기부와 작은 직경의 돌기부들이 다른 환형판에 형성된 돌기부들에 대향되도록 함으로써, 동일한 형상으로 형성된 2개의 환형판들(1A 및 1B)이 상하부에서 공통적으로 사용될 수 있게 된다.

또한, 각 환형판(1A, 1B)에 형성된 큰 직경의 돌기부(3)와 관련되는 압축 코일스프링(2)의 말단 선회부(2a)는 관련된 큰 직경의 돌기부(3)의 외주변상에 설치될 수 있도록 큰 직경을 갖는 형상으로 형성되며, 이와 반대로, 각 환형판(1A, 1B)에 형성된 작은 직경의 돌기부(4)와 관련되는 압축 코일스프링(2)의 말단 선회부(2b)는 관련된 작은 직경의 돌기부(4)의 외주변상에 설치될 수 있도록 작은 직경을 갖는 형상으로 형성됨으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 큰 직경의 말단 선회부(2a)가 각 환형판(1A, 1B)의 큰 직경을 갖는 돌기부(3)에 조립되고, 작은 직경의 말단 선회부(2b)는 각 환형판(1A, 1B)의 작은 직경을 갖는 돌기부(4)에 조립된다.

따라서, 이러한 구성에 따라, 상기 다수의 압축 코일 스프링(2)이 2개의 환형판(1A 및 1B) 사이에 배치되는 경우, 먼저, 상기 압축 코일 스프링(2)의 큰 직경을 갖는 말단 선회부(2a)가 2개의 환형판(1A, 1B)에 형성된 큰 직경의 돌기부(3)에 조립된다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 압축 코일 스프링(2)의 큰 직경을 갖는 말단 선회부(2a)가 환형판(1A, 1B)의 큰 직경을 갖는 돌기부의 외주변부상에 설치되는 상태를 얻게 된다. 그런다음, 상기 큰 직경을 갖는 돌기부(3)의 내경(D1)보다 큰 직경(D2)의 부분을 갖는 펀치(5)가 압축 코일 스프링(2)의 작은 직경의 말단 선회부(2b)로부터 큰 직경을 갖는 돌기부(3) 내로 삽입되며, 계속해서, 상기 큰 직경의 돌기부(3)는 외측으로 직경이 확대된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 압축 코일스프링(2)의 큰 직경을 갖는 말단 선회부(2a)가 큰 직경을 갖는 돌기부(3)의 외주변면과 환형판(1A 또는 1B)의 내면 사이에 둘러싸이게 된다. 따라서, 이 때, 다음의 부등식 D1〈 D2이 성립되지만, 말할 필요도없이, 상기 직경(D2)은 압축 코일스프링(2)의 작은 직경을 갖는 말단 선회부(2b)의 내경(D3)보다 작다.

이어서, 상기 압축 코일스프링(2)의 작은 직경을 갖는 말단 선회부(2b)가 2개의 환형판(1A 및 1B)에 형성된 작은 직경의 돌기부(4)들 중 관련된 하나에 조립된다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 2개의 환형판(1A 및 1B)중의 하나는 하나의 돌기부 만큼의 차이로 다른 환형판과 위상이 어긋나도록 배열됨으로써,한쪽 환형판(1A)에 형성된 큰 직경의 돌기부와 작은 직경의 돌기부가 다른 환형판(1B)의 돌기부들과 개별적으로 마주하게 된다. 따라서, 각 압축 코일스프링(2)의 작은 직경을 갖는 말단 선회부(2b)가 관련된 작은 직경의 돌기부(4)의 외주변부상에 설치되는 상태를 얻게된다. 그 후, 작은 직경을 갖는 돌기부(4)의 내경(D4)보다 큰 직경부(D5)를 갖는 펀치(6)가, 이미 코킹된 큰 직경을 갖는 돌기부(3)의 내측으로부터 각 환형판(1A, 1B)의 작은 직경을 갖는 돌기부(4)의 방향으로 삽입된다. 이에 따라, 각각의 작은 직경을 갖는 돌기부의 직경이 확장되어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 압축 코일스프링(2)의 작은 직경을 갖는 말단 선회부(2b)가 관련된 환형판(1A, 1B)의 내면과 관련된 작은 직경을 갖는 돌기부(4)의 외주변면 사이에서 그 전체 원주부에 걸쳐 둘러싸이게 됨으로써 지지된다. 따라서, 이 때, 다음의 부등식이 성립된다: D4〈 D5〈 D1.

특히, 이 경우, 모든 펀치(6)가 상부 또는 하부로부터 각 환형판(1A, 1B)의 이미 코킹된 큰 직경을 갖는 돌기부(3)의 내측으로 동시에 삽입되면, 상기 압축 코일스프링(2)의 작은 직경을 갖는 말단 선회부(2b)들이 환형판들(1A 및 1B)에 동시에 조립될 수 있게 됨으로써, 작업성이 매우 향상된다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 상기 양쪽 환형판(1A 및 1B)의 대향되는 큰 직경의 돌기부(3)와 작은 직경의 돌기부(4)는 그 전체 원주부에 걸쳐 직경이 균일하게 확대될 수 있고, 종래의 제조방법과 비고하여, 상기 압축 코일스프링(2)이 각각의 환형판(1A, 1B)에서 안정적이고 확실하게 유지될 수 있으며, 또한, 조립작업이 크게 단순화된다. 더욱이, 종래의 제조방법에서 필요로 했던 종방향 스플릿 펀치를 사용할 필요가 없다. 따라서, 코킹공구(5 및 6)의 내구성이 크게 향상된다.

또한, 전술된 실시예에 있어서, 상기 큰 직경의 돌긱부(3)와 작은 직경의 돌기부(4)가 각각의 환형판(1A, 1B)에 교대로 하나씩 형성되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 조립될 압축 코일스프링(2)의 수가 짝수인 경우, 다수의 큰 직경을 갖는 돌기부 세트와 작은 직경을 갖는 돌기부 세트가 세트별로 교대로 형성될 수도 있으며, 선택적으로, 본 발명은, 상기 스프링 조립체가 한쪽 환형판(1A 또는 1B)의 한쪽 측면의 절반부에 큰 직경을 갖는 돌기부(3)들을 형성하고, 나머지 절반부에는 작은 직경을 갖는 돌기부(4)들을 형성함으로써 제조되도록 할 수도 있다. 또한, 상기 큰직경의 돌기부들과 작은 직경의 돌기부들을 교대로 형성함으로써 환형판(1A, 1B)의 경도 균일화를 이룰 수 있다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 상술된 구성을 채용함으로서, 각각의 환형판에 큰 직경의 돌기부와 작은 직경의 돌기부들이 형성된다. 한편, 각각의 압축 코일스프링에는 큰 직경을 갖는 돌기부에 연결되는 큰 직경의 말단 선회부와 작은 직경을 갖는 돌기부에 연결되는 작은 직경의 말단 선회부가 형성되며, 그 후, 각각의 돌기부가 펀치에 의해 원주부 전체에 걸쳐 직경이 확장된다. 상기 압축 코일스프링의 큰 직경을 갖는 돌기부와 작은 직경을 갖는 돌기부를 환형판에 조립시키는 것과 관련해서, 종래의 방법과 비교하면, 각 압축 코일스프링의 말단 선회부는 안정적이고 확실하게 지지되며, 또한, 종래의 방법에서 사용되는 종방향 스플릿 펀치를 사용할 필요가 없다. 따라서, 코킹공구의 수명이 비약적으로 향상된다.