WOO BEONG-TAEK (KR)
| KR20030094981A | 2003-12-18 | |||
| KR200248934Y1 | ||||
| JPS5825836A | 1983-02-16 |
김동섭 (KR)
| 일단에는 머리부가 형성되고, 타측 외주면에는 나사부가 형성된 스크류에 있어서, 상기 나사부의 나사산 외경은 동일한 직경으로 이루어지고, 상기 나사부의 선단에는 축방향과 교차하는 절단부가 형성된 것을 특징으로 하는 스크류. |
| 제 1 항에 있어서, 상기 절단부에는 상대물의 암나사부로 안내하는 안내부가 연장 형성된 것을 특징으로 하는 스크류. |
| 제 2 항에 있어서, 상기 안내부는 점차 직경이 작아지는 경사면인 것을 특징으로 하는 스크류. |
| 제 2 항에 있어서, 상기 안내부는 동일한 직경을 가지는 단차부인 것을 특징으로 하는 스크류. |
| 제 4 항에 있어서, 상기 단차부는 모서리에 라운드가 형성된 것을 특징으로 하는 스크류. |
| 와이어 상으로 공급되는 소재를 단조하여 머리부를 단조 성형하고 절단하는 머리부 성형공정; 상기 머리부가 성형된 몸체 외주면에 고정 및 가동다이스에 의해 나사부를 전조 성형하는 나사부 전조공정 및; 상기 나사부 전조 공정에서 고정 및 가동다이스에 형성된 절단날부에 의해 소정의 길이로 절단하는 길이 절단공정을 포함하는 스크류의 제조방법. |
| 제 6 항에 있어서, 상기 고정 및 가동다이스는 서로 대향하는 면에 형성되어 스크류를 일정 길이로 절단하는 절단날부를 가지는 하부다이스와, 상기 하부다이스의 상측에 결합되어 나사부를 전조하는 나사 성형부를 가지는 상부다이스를 포함하는 스크류의 제조방법. |
| 제 7 항에 있어서, 상기 상부 다이스의 나사 성형부에는 절단날부에 의해 일정 길이로 절단된 볼트의 나사부에 다시 롤링하여 표면을 재 전조 가공하는 마무리부가 구비된 것을 특징으로 하는 스크류의 제조방법. |
| 제 8 항에 있어서, 상기 마무리부는 높이가 완성부의 높이보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 스크류의 제조방법. |
본 발명은 스크류 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하드디스크 드라이브 커버를 결합하거나 철판 등에 체결하기 위한 스크류 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 하드디스크 드라이브(HDD, Hard disk drive)는 컴퓨터 등의 본체 내에 설치되는데, 이는 전자장치와 기계장치로 이루어져 디지털 전자 펄스를 보다 영구적인 자기장으로 바꾸어서 데이터를 기록 및 재생하도록 하는 기억장치로서, 대량의 데이터를 고속으로 입, 출력할 수 있기 때문에 컴퓨터 시스템의 보조 기억 장치 등으로 널리 사용되고 있다.
이와 같은 하드디스크 드라이브는 도 1에 도시한 바와 같이 본체(10)와, 이 본체(10)의 상측에 가스켓(20)을 개재하여 결합되는 커버(30)로 구성되며, 상기 본체(10)에는 복수 개의 암나사부(11)가 형성되어 있고, 상기 암나사부(11)와 대응하는 가스켓(20) 및 커버(30)에는 스크류(40)가 관통되도록 관통구멍(21)(31)을 형성하고 있다.
따라서 상기 본체(10)의 내부에 디스크를 비롯한 스핀들 모터, 엑츄에이터, 헤드 등의 구성품들도 스크류(40)에 의해 장착된 후 본체(10)의 상측에는 가스켓(20)을 개재하여 커버(30)가 안착되면, 도 2에 도시한 바와 같이 스크류(40)를 커버(30) 및 가스켓(20)의 관통구멍(31)(21)을 관통시킨 후 본체(10)의 암나사부(11)에 체결함으로써 하드디스크 드라이브의 결합이 완료된다.
그러나 이와 같은 종래의 하드디스크 드라이브의 내부나 본체(10)의 가장자리에 형성된 암나사부(11)는 도 3에 도시한 바와 같이 이물질 등에 민감한 정밀 기기의 특성상 암나사부(11)를 절삭 탭 등에 의한 절삭 가공을 하지 못하고 전조 탭에 의한 전조 가공을 행함으로써 가공시 필수적으로 암나사부(11)의 나사산에는 요홈부(11a)가 형성된다.
이렇게 상기 암나사부(11)의 나사산에 형성된 요홈부(11a)에는 스크류(40)의 완전 나사부(41)의 선단에 직경이 작게 형성된 불완전 나사부(42)가 결합됨으로써 불량이 발생되고, 이에 따라 생산성이 저하되고 코스트가 상승될 뿐만 아니라 체결력이 저하되는 등의 문제점들이 있었다.
또한 종래 스크류의 선단은 직선으로 형성됨으로써 상대물의 암나사부에 체결할 때 암나사부의 깊이가 얕게 되어 체결 불량이 발생하는 등의 문제점도 내재되어 있었다.
종래 이러한 스크류는 기계 가공하는 것이 매우 어려울 뿐만 아니라 생산성이 현저하게 저하되므로 전조 가공을 행하여 제조하게 된다.
이러한 직경 및 길이가 작은 스크류의 전조가공은 소정 형상으로 가공된 재료를 나사가 형성된 금형의 사이에 위치시키고 압력을 가하면서 상기 금형 중 적어도 어느 하나의 금형을 이동시키면 전조 가공이 이루어지게 되며, 이러한 전조 가공은 절삭 가공에 비하여 가공 시간이 단축되고 금속의 조직이 치밀해짐으로써 향상된 강성을 가지게 되는 등의 장점을 가진다.
특히 전조 가공으로 스크류를 제조할 때에는 판형의 금속제 금형을 이동시키는 왕복식이 주로 사용되고, 정밀도가 높은 스크류 등의 성형이나 특수한 스크류 부품의 가공 시에는 원통 모양의 롤형 금형을 사용하게 된다.
종래에 이와 같은 스크류를 제조하기 위해서는 하부 다이스와 상부 다이스의 사이에 봉 형상의 소재를 위치시키고 전조 가공을 행하게 되는데, 이때 성형되는 스크류는 선단의 절단부에 얇은 두께의 물고기 지느러미 형상의 두께가 얇고 날카로운 핀부가 형성됨으로써 작업자가 다칠 염려가 있을 뿐만 아니라 외측으로 돌출된 핀부는 스크류의 체결시 암나사부에 체결을 어렵게 하거나 체결을 불가능 하게 하는 등의 문제점들도 내재되어 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 상대물의 암나사부의 깊이가 얕은 경우에도 체결이 용이하고 체결력을 증대시킬 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조가 용이하고 생산성을 향상시키며 코스트를 절감할 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스크류를 전조 가공할 때 발생하는 스크류의 선단 절단부에 핀부가 발생되지 않도록 하여 외관이 미려하고 핀부에 의해 작업자가 다치는 것을 방지할 수 있는 스크류 및 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 스크류는, 일단에는 머리부가 형성되고, 타측 외주면에는 나사부가 형성된 스크류에 있어서, 상기 나사부의 나사산 외경은 동일한 직경으로 이루어지고, 상기 나사부의 선단에는 축방향과 교차하는 절단부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 의한 스크류의 제조방법은, 와이어 상으로 공급되는 소재를 단조하여 머리부를 단조 성형하고 절단하는 머리부 성형공정과, 상기 머리부가 성형된 몸체 외주면에 고정 및 가동다이스에 의해 나사부를 전조 성형하는 나사부 전조공정 및 상기 나사부 전조 공정에서 고정 및 가동다이스에 형성된 절단날부에 의해 소정의 길이로 절단하는 길이 절단공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 불완전 나사부가 삭제되고 나사산의 직경이 동일한 직경을 가지고 선단에 안내부가 형성됨으로써 상대물의 깊이가 얕은 암나사부에 체결될 때 체결이 매우 용이하게 되고 불량률이 최소화되며, 이에 따라 생산성이 향상되고 코스트가 절감되며 체결력이 증대되는 등의 효과를 가진다.
또한, 외주면에 나사부가 성형되고 소정의 길이로 절단된 스크류를 다시 전조 가공하여 스크류의 나사부 외주면이 매끄럽게 형성되어 외관이 미려하고 작업자가 다치는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 3은 종래 스크류의 체결 상태를 도시한 도면으로서,
도 1은 컴퓨터 하드 디스크에 스크류가 체결되는 상태를 도시한 분해 사시도이고,
도 2는 스크류의 결합 상태 확대 단면도이고,
도 3은 스크류의 결합에 따른 불량 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 스크류를 도시한 정면도.
도 5는 본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 설명하는 블록도.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 의한 스크류를 제조하는 금형의 일례를 도시한 도면으로서,
도 6은 금형의 전체 사시도이고,
도 7은 금형의 결합 상태를 나타내는 사시도이고,
도 8은 본 발명에 의해 제조되는 스크류를 도시한 일부 확대 단면도이다.
도 9는 본 발명에 의해 제조된 스크류의 결합 상태를 도시한 일부 확대 단면도.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스크류를 도시한 도면으로서,
도 10은 스크류의 일례를 도시한 정면도이고,
도 11은 도 10의 결합 상태 도면이고,
도 12는 스크류의 변형례를 도시한 정면도이고,
도 13은 도 12의 결합 상태 도면이고,
도 14는 스크류의 다른 변형례를 도시한 정면도이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명에 의한 스크류를 제조하는 금형의 다른 례를 도시한 도면으로서,
도 15는 금형의 전체 사시도이고,
도 16은 금형에 의해 제조되는 스크류의 하부가 절단되는 상태를 도시한 일부 단면도이고,
도 17은 본 발명에 의해 제조되는 스크류의 하부가 재 전조가공하는 상태를 도시한 일부 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 스크류를 도시한 도면으로서, 스크류(400)는 일단에 머리부(410)가 형성되어 있고, 타측에는 전체적으로 동일한 외경을 가지는 완전 나사부를 형성한 나사부(420)가 형성되어 있으며, 상기 스크류(400)의 선단에는 축 중심에 대하여 직각을 이루도록 일직선으로 형성된 절단부(430)가 형성되어 있다.
다음에 본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 도 5를 참조하면서 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 스크류의 제조방법은 강재의 와이어 소재를 공급하는 소재 공급공정(S10)과, 스크류의 머리부(410)를 단조하여 성형하는 머리부 성형공정(S20)과, 상기 머리부(410)가 성형된 소재(A)의 스크류(400) 외주면에 나사부(420)를 전조하여 성형하는 나사부 전조공정(S30)과, 상기 나사부(420)가 성형된 스크류(400)의 길이를 소정의 길이로 절단하는 절단공정(S40)과, 상기 스크류(400)의 길이를 절단하여 제조를 완성하는 완성 공정(S50)을 수행한다.
본 발명에 의한 스크류의 제조방법을 상세하게 설명하면, 먼저 소재 공급공정(S10)에서 와이어 상태의 소재가 공급되면, 머리부 성형공정(S20)에서 와이어 상태의 소재를 단조기계에서 미리 가공된 금형으로 외력을 가하면 일단에 머리부(410)가 성형된 소재(A)가 소정의 길이로 절단된다.
이어서 나사부 전조공정(S30)에서 한 쌍의 다이스 즉, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이 서로 대향하도록 위치된 고정다이스(500)와 가동다이스(600)를 이용하여 전조가공을 행하면 소재(A)의 외주면에 나사부(420)가 가공된다.
상기 고정 및 가동다이스(500)(600)는 하부다이스(510)(610)와, 이 하부다이스(510)(610)의 상측에 결합되는 상부다이스(520)(620)로 구성되며, 상기 고정 및 가동다이스(500)(600)는 미도시 된 홀더에 결합되어 나사부(420)를 가공하게 된다.
상기 하부다이스(510)(610)에는 상부 일측에 서로 대향하도록 절단날부(511)(611)가 돌출 형성되어 있으며, 상기 상부다이스(520)(620)의 일측 면에는 나사부(420)를 성형하기 위한 나사 성형부(521)(621)가 대향하여 형성되어 있다.
상기 절단날부(511)(611)는 하부다이스(510)(610)의 상측 전면에 서로 대향하도록 형성되고, 방향은 서로 반대방향으로 형성되며, 평면에서 보아 완만한 경사도를 가지도록 형성되고, 선단은 칼날이 형성되어 스크류(400)를 소정의 길이로 절단하게 된다.
상기 하부다이스(510)(610) 및 상부다이스(520)(620)는 서로 대향하여 형성된 걸림턱(512)(522)에 의해 결합되어 가공 중에 밀리는 것이 방지된다.
따라서 전 공정에서 머리부(410)가 가공된 스크류(400) 소재가 고정 및 가동다이스(500)(600)의 사이로 공급되면, 상기 고정다이스(500)가 고정된 상태에서 그 대향 측의 가동다이스(600)는 별도의 실린더 등의 구동 수단에 의해 도 6에서 화살표 방향으로 이동하면서 스크류(400)의 외측 면에 나사부(420)를 가공하게 된다.
즉 도 8에 도시한 바와 같이 전 공정에서 머리부(410)가 가공된 스크류(400) 소재가 고정 및 가동다이스(500)(600)의 사이로 공급되면 가동다이스(600)가 일측으로 이동하면서 스크류(400) 소재에 압력을 가하여 스크류(400)의 몸체 외주면에 나사부(420)를 성형하게 되고, 이와 동시에 상기 스크류(400)의 선단에는 미리 정해진 길이에 맞게 형성된 절단날부(511)(611)에 의해 절단이 이루어짐으로써 절단부(430)가 형성된다.
상기 스크류(400)의 절단 길이는 상부다이스(520)(620)의 선단에서 절단날부(511)(611) 즉, 하부다이스(510)(610)의 상부까지의 거리로 정해지며, 이는 스크류(400)의 길이에 따라 다이스를 제작할 때 미리 정하게 된다.
그리고 제조가 완료된 스크류(400)는 나사부(42)의 외경 전체가 동일한 직경으로 형성된다.
이와 같이 제조된 본 발명에 의한 하드디스크 드라이브용 스크류는 도 9에 도시한 바와 같이 스크류(400)의 나사부(420)의 외경이 동일 크기로 형성되고 선단에 절단부(430)가 형성됨으로써 하드디스크 드라이브의 본체(10)의 암나사부(11)에 가스켓(20) 및 커버(30)를 개재하고 스크류(400)를 체결하면 종래와 같이 암나사부(11)의 요홈부(11a)에 나사부(420)가 결합되지 않게 되어 불량률이 감소되고 체결력이 증대되는 것이다.
또한 고정 및 가동다이스(500)(600)의 작동에 의해 스크류(400)의 외측면에 나사부(420)가 성형됨과 동시에 절단날부(511)(611)에 의해 소정의 길이로 절단됨으로써 제조 공정이 단축되어 생산성이 향상되고 이로 인하여 제조 코스트가 절감되는 것이다.
한편 상기 스크류는 절단부(430)가 스크류(400)의 축 중심에 대하여 직각을 이루며 일직선상으로 형성되는데 한정하는 것은 아니며, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 나사부(420)의 하부 선단에는 철판 재질인 대상물(100)의 암나사부(110)에 체결이 용이하도록 안내하는 안내부(440)가 형성되어 있다.
상기 안내부(440)는 상측에서 하측으로 갈수록 직경이 작아지도록 경사면(441)으로 형성됨이 바람직하다.
상기 경사면(441)은 상단, 즉 나사부(420)의 하부 선단(430)은 나사부(31)의 골지름(D1)과 동일하거나 작은 크기로 형성됨이 바람직하다.
상기 경사면(441)은 나사부(420)의 하부 선단(430)과 이루는 각도(α)가 30~60°로 형성됨이 바람직하다.
한편 상기 나사부(420)의 하단에 경사면(441)을 형성하여 작은 나사(400)가 암나사부(110)에 체결되도록 안내하는데 한정하는 것은 아니고, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이 나사부(420)의 선단에 축방향과 동일한 방향으로 안내용 단차부(442)를 형성할 수도 있다.
상기 단차부(442)는 동일한 직경을 가지도록 형성되며, 그 직경은 골지름(D1)보다 작거나 동일하게 형성됨이 바람직하다.
또한 도 14에 도시한 바와 같이 상기 안내부(440)는 선단 모서리에 라운드(443)를 형성하여 암나사부(110)에 스크류(400)를 체결할 때 나사부(420)가 용이하게 체결될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 실시예에 의한 스크류는 상대물(100)의 상측에서 스크류(400)를 체결할 때 하부 선단(430)에 경사면(441)을 가지는 안내부(440)가 형성됨으로써 도 11에 도시한 바와 같이 상대물(100)에 형성된 암나사부(110) 내에 나사부(42)가 용이하고 원활하게 체결된다.
또한 상기 스크류(400)의 하부 선단(430)에 나사부(420)를 안내하기 위한 단차부(442)를 가지는 안내부(440)가 형성된 경우에도 도 13에 도시한 바와 같이 상대물(100)의 암나사부(110)에 상기 나사부(420)가 용이하고 원활하게 체결된다.
더욱이 상기 스크류(400)의 하부 선단(430)에 라운드부(443)를 가지는 안내부(440)가 형성된 경우에도 암나사부(110)에 스크류(400)의 나사부(420)가 더욱 용이하게 체결된다.
따라서 스크류(400)의 체결 시에 나사부(420)가 암나사부(110)와의 트러블에 의해 불량이 발생되는 것이 방지되는 것이다.
한편, 도 15 내지 도 17은 본 발명에 의한 스크류를 제조하기 위한 고정 및 가동다이스(500)(600)를 나타내는 도면이다.
도면에서, 상기 고정 및 가동 다이스(500)(600)는 하측에 하부 다이스(510)(610)가 구비되고, 그 상측에는 상부 다이스(520)(620)가 각각 결합된다.
상기 하부 다이스(510)(610)에는 서로 대향하는 상부 전면 측에 볼트 (400)를 소정의 길이로 절단하는 절단날부(511)(611)가 돌출 형성되어 있다.
상기 절단날부(511)(611)는 내측에서 외측으로 갈수록 점차 돌출 량이 크게 되도록 경사지게 돌출 형성되고 선단이 날카롭게 형성됨으로써 롤링 작용에 의해 볼트(400)를 소정의 길이로 절단하게 된다.
상기 상부 다이스(520)(620)는 상기 볼트(400)의 외주면에 나사를 성형하는 나사 성형부(521)(621)가 전면 측에 서로 대향하도록 형성되어 있다.
상기 나사 성형부(521)(621)는 초기부(a), 완성부(b) 및 마무리부(c)가 각각 순차적으로 형성되어 있다.
상기 초기부(a)는 볼트 소재(A)의 외주면에 초기 나사를 성형하고, 상기 완성부(b)에서는 볼트(400)의 외주면에 나사부를 완성함과 아울러 절단날부(511)(611)에 의해 선단에 절단부(430a)를 형성하도록 소정의 길이로 절단이 이루어지며, 상기 마무리부(c)에서는 소정의 길이로 절단된 볼트(400)의 외주면을 다시 롤링하여 나사부의 표면이 매끄럽게 형성되도록 한다.
상기 마무리부(c)의 높이는 적어도 완성부(b)의 높이보다 크게 형성됨이 가장 바람직하다.
이는 절단날부(511)(611)에 의해 볼트(400)의 길이가 소정의 길이로 절단된 후 절단부(430)에서 지름 방향으로 일부분이 돌출되거나 상부 다이스(520)(620)와 하부 다이스(510)(610)의 사이 틈 사이에 볼트(400)가 삽입되어 핀(fin)부가 형성되는 경우에 이를 재 전조 가공함으로써 나사부의 표면이 매끄럽게 되도록 한다.
따라서 전조 가공 후에 형성된 볼트(400)의 선단에 형성된 핀부에 의해 작업자의 손이 다치거나 암나사부에 결합이 불가능하게 되는 등의 불량률의 발생을 미연이 방지하게 된다.
따라서 본 실시예에서는, 서로 대향하도록 위치된 고정 및 가동 다이스(500)(600)에 의해 전조 가공을 행하여 볼트(400)의 외주면에 나사를 성형하게 된다.
즉 상기 고정 다이스(500)와 가동 다이스(600)의 사이에 머리부가 미리 성형된 볼트 소재(A)를 위치시키고 가동 다이스(600)를 이동시키면 서로 대향하는 나사 성형부(521)(621)의 상호 작동에 의해 소재(A)의 외주면에는 나사가 성형된다.
즉, 상기 나사 성형부(521)(621)에 접촉된 볼트 소재(A)의 외주면은 먼저 초기부(a)에서 1차적으로 나사가 성형되고 이어서 완성부(b)에서 도 16에 도시한 바와 같이 나사의 성형이 완성됨과 동시에 절단날부(511)(611)의 상호 작동에 의해 선단에 직선상의 절단부(430a)를 형성하면서 소정의 길이로 절단이 이루어진다.
그리고 소정의 길이로 절단되고 외주면에 나사가 완성된 볼트(400)는 도 17에 도시한 바와 같이 계속적으로 마무리부(c)를 통과하면서 혹시 절단 작업이나 하부 다이스(510)(610) 및 상부 다이스(520)(620)의 사이 틈새에 의해 발생된 핀부가 다시 롤링되면서 표면이 매끄럽게 가공되는 것이다.
본 발명은 하드디스크 드라이브 내의 스핀들 모터, 디스크, 엑츄에이터, 헤드 등의 구성품과 커버를 결합하는 것은 물론 깊이가 작은 금속 또는 플라스틱 제품에 구성품들을 체결하기 위한 스크류, 또는 나사부가 동일한 직경을 가지는 스크류나 볼트 및 이들의 제조방법에 적용하는 것이 가능할 것이다. 완전 나사부를 가지고 깊이가 작은 철판 재질의 상대물 구멍에 형성된 암나사부에 체결되는 모든 나사에 적용하는 것이 가능할 것이다.