KR100655940B1

KR100655940B1 - 요크 제조 방법

Info

Publication number: KR100655940B1
Application number: KR1020060017466A
Authority: KR
Inventors: 신태중
Original assignee: 주식회사 코우
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2006-12-11
Anticipated expiration: 2026-02-22

Abstract

본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부(10)를 형성하는 본체부 형성단계(S10), 중공의 본체부(10)를 압출성형하여 상대적으로 직경이 큰 너클통체부(20)와 상대적으로 직경이 작은 샤프트(30)를 형성하는 압출성형단계(S20), 너클통체부(20)를 프레스에 의해 확장시켜 상호 경계가 구획되도록 복수의 너클부(21,23)를 형성하는 예비성형단계(S30), 내부에 성형홈(41)을 갖는 다이스(40)에 본체부(10)를 삽입 장착하고, 다이스(40)의 성형홈(41)과 대응되는 형상을 갖는 펀치(50)를 다이스(41)에 장착된 본체부(10)에 삽입하여 각 너클부(21,23)를 분할시키는 펀칭단계(S40), 복수의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 너클부(21)를 제외한 나머지 너클부(23)를 절단하여 제거시키는 절단단계(S50), 샤프트(30) 내면에 스플라인(31)을 형성하는 스플라인 형성단계(S60) 및 절단되지 않은 너클부(21)에 선반가공에 의해 관통홀(25)을 형성하는 가공단계(S70)로 구성된다.

요크, 너클, 스플라인, 샤프트

Description

요크 제조 방법{YOKE MANUFACTURING METHO}

도 1은 일반적인 요크의 사시도,

도 2는 본 발명의 요크 제조 방법의 순서도,

도 3a 내지 도 3h는 도 2에 따른 요크 제조 방법을 나타낸 공정도,

도 4는 도 2의 본 발명의 예비성형단계 후의 너클통체부의 사시도,

도 5는 도 2의 본 발명의 펀칭단계를 위한 펀칭과 다이스의 도면이고,

도 6은 도 2의 본 발명의 펀칭단계 후의 너클통체부의 도면이고,

도 7은 도 2의 본 발명의 절단단계 후의 너클통체부의 도면이고,

도 8은 도 2의 본 발명의 가공단계 후의 너클통체부의 도면이고,

도 9는 도 2의 본 발명의 스플라인 형성단계를 위한 스웨이징 장치의 구성도,

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 스플라인 형성단계를 위한 세레이션 성형장치의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체부 20 : 너클통체부

21,23 : 너클부 30 : 샤프트

31 : 스플라인 40 : 다이스

41 : 성형홈 50 : 펀치

본 발명은 요크 제조 방법에 관한 것으로, 특히 중공의 파이프 상부에 너클부를 형성하고 너클부 하부의 파이프 내면에 스플라인이 형성된 샤프트를 형성하여 너클부와 샤프트를 일체로 형성함으로써 내구성 및 작업의 효율성 등을 향상시킬 수 있는 요크 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 요크의 사시도이다.

도 1에 도시된 일반적인 요크는 자동차의 스티어링이나 엔진의 동력을 전달하는 추진축 등과 같이 회전되는 주축에 대하여 종동축이 동일선상에 있지 않고 소정각도 기울어지게 배치되거나 또는 동일선상에 배치되는 경우 상기 주동축의 동력을 종동축에 원활히 전달하고자 하는 경우 주로 이용되는 것으로, 요크는 상부에 너클부(2)를 형성하고 너클부(2) 하부의 파이프 내면에 스플라인(2a)이 형성된 샤프트(3)로 구성됩니다.

종래의 경우 너클부(2) 형상의 성형홈이 형성된 성형틀에 주물을 주입한 다음 일정 시간이 지난 후 상기 성형틀의 성형홈에서 식혀진 너클부(2)를 얻게되는 주물성형방식에 의해 제작하고, 중공의 파이프 내면에 스플라인(2a)이 형성된 샤프트(3)를 제작하고, 샤프트(3) 상부와 너클부(2) 하부를 용접하여 요크를 제작한다.

이와 같이 너클부와 샤프트를 용접에 의해 제작하는 종래의 요크는 별도의 장치에서 너클부와 샤프트를 제작하여야 하는 번거로움이 있고, 이로 인해 설비비가 증대되며, 용접시 열에 의해 너클부 또는 샤프트의 뒤틀림 등과 같은 변형이 발생될 수 있으며, 용접부위는 취약하므로 사용시 견고하지 못한 문제점을 가지고 있다.

또한 너클부는 주물성형방식에 의해 제작되므로 내구성 내식성이 약해 비교적 작은 충격에도 쉽게 파손됨은 물론 부식이 잘되고, 내구성을 높여주기 위해 담금질이나 뜨임이나 불림 등과 같이 금속의 결정구조를 변화시켜 강도나 경도를 높여줌과 동시에 부식을 방지하기 위해 니켈 등으로 요크의 표면을 도금해야 하므로 요크의 가격이 높아지게 되고, 요크 제작에 따른 가공 공정이 많고 또 요크 제작에 오랜 시간이 소요되며 그로 인해 제품의 가격이 높아 경쟁력이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 중공의 파이프를 압출성형, 예비성형, 펀칭, 절단 등을 행하여 파이프 상부에 너클부를 형성하고 너클부 하부의 파이프 내면에 스플라인이 형성된 샤프트를 형성하여 너클부와 샤프트를 일체로 형성함으로써 내구성이 뛰어난 고품질의 요크를 제작함은 물론 보다 효율적이면서도 용이하게 요크를 제작하여 작업의 효율성 등을 향상시킴으로써 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있는 요크 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 요크 제조 방법은 주동축의 동력 을 종동축에 전달하기 위한 요크 제조 방법에 있어서, 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부를 형성하는 본체부 형성단계; 상기 중공의 본체부를 압출성형하여 상대적으로 직경이 큰 너클통체부와 상대적으로 직경이 작은 샤프트를 형성하는 압출성형단계; 상기 너클통체부를 프레스에 의해 확장시켜 상호 경계가 구획되도록 복수의 너클부를 형성하는 예비성형단계; 내부에 성형홈을 갖는 다이스에 상기 본체부를 삽입 장착하고, 다이스의 성형홈과 대응되는 형상을 갖는 펀치를 다이스에 장착된 본체부에 삽입하여 상기 각 너클부를 분할시키는 펀칭단계; 상기 복수의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 너클부를 제외한 나머지 너클부를 절단하여 제거시키는 절단단계; 상기 샤프트 내면에 스플라인을 형성하는 스플라인 형성단계; 및 상기 절단되지 않은 너클부에 선반가공에 의해 관통홀을 형성하는 가공단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 가공단계는 상기 절단되지 않은 너클부 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

스플라인 형성단계는 스웨이징 장치를 사용하여 스플라인을 형성하거나 상단부에 개구가 형성된 중공의 다이케이스에 슬라이딩 가능하게 결합되는 중공의 다이스의 중앙부분에 상기 너클부가 형성된 샤프트를 진입시키고, 상기 다이케이스 내부에 그 길이방향으로 마련되고 그 선단부 외주면에 세레이션부가 형성된 코아를 상기 샤프트 내부에 진입시켜 상기 샤프트 내부에 스플라인을 형성시킨 후 상기 코아 및 다이스로부터 상기 너클부가 형성된 샤프트를 분리시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 요크 제조 방법을 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 요크 제조 방법의 순서도이고, 도 3a 내지 도 3h는 도 2에 따른 요크 제조 방법을 나타낸 공정도이다.

도 2, 도 3a 내지 도 3h에 도시된 바와 같이 본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부(10)를 형성하는 본체부 형성단계(S10), 중공의 본체부(10)를 압출성형하여 상대적으로 직경이 큰 너클통체부(20)와 상대적으로 직경이 작은 샤프트(30)를 형성하는 압출성형단계(S20), 너클통체부(20)를 프레스에 의해 확장시켜 상호 경계가 구획되도록 복수의 너클부(21,23)를 형성하는 예비성형단계(S30), 내부에 성형홈(41)을 갖는 다이스(40)에 본체부(10)를 삽입 장착하고, 다이스(40)의 성형홈(41)과 대응되는 형상을 갖는 펀치(50)를 다이스(41)에 장착된 본체부(10)에 삽입하여 각 너클부(21,23)를 분할시키는 펀칭단계(S40), 복수의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 너클부(21)를 제외한 나머지 너클부(23)를 절단하여 제거시키는 절단단계(S50), 샤프트(30) 내면에 스플라인(31)을 형성하는 스플라인 형성단계(S60) 및 절단되지 않은 너클부(21)에 선반가공에 의해 관통홀(25)을 형성하는 가공단계(S70)로 구성된다.

가공단계(S70)는 절단되지 않은 너클부(21) 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부(27)를 형성한다.

스플라인 형성단계(S60)는 스웨이징 장치(100)를 사용하여 스플라인을 형성 할 수 있다. 또한 스플라인 형성단계(S60)는 상단부에 개구가 형성된 중공의 다이케이스(210)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 중공의 다이스(280)의 중앙부분에 너클부(21)가 형성된 샤프트를 진입시키고, 다이케이스(210) 내부에 그 길이방향으로 마련되고 그 선단부 외주면에 세레이션부(221)가 형성된 코아(220)를 샤프트(30) 내부에 진입시켜 샤프트(30) 내부에 스플라인(31)을 형성시킨 후 코아(220) 및 다이스(280)로부터 너클부(21)가 형성된 샤프트(30)를 분리시킨다.

상기의 구성에 따른 본 발명인 요크 제조 방법의 동작은 다음과 같다.

도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 본체부 형성단계(S10)는 중공의 파이프를 원형톱 절단기 등을 사용하여 소정의 길이로 절단하여 중공의 본체부(10)를 형성한다.

압출성형단계(S20)는 도 3b에 도시된 바와 같이 본체부(10)를 압출성형하여 상대적으로 직경이 큰 너클통체부(20)와 상대적으로 직경이 작은 샤프트(30)를 형성한다.

예비성형단계(S30)는 도 3c 및 도 4에 도시된 바와 같이 너클통체부(20)를 프레스에 의해 확장시켜 상호 경계가 구획되도록 복수의 너클부(21,23)를 형성한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 너클통체부(20) 내에 너클통체부(20) 보다 직경이 큰 펀치를 삽입하여 너클통체부(20)를 확장시켜 제1너클부(21)와 제2너클부(23)의 경계가 구분된다.

펀칭단계(S40)는 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 성형홈(41)을 갖는 다이스 (40)에 본체부(10)를 삽입 장착하고, 다이스(40)의 성형홈(41)과 대응되는 형상을 갖는 펀치(50)를 다이스(41)에 장착된 본체부(10)에 삽입하여 도 6, 도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이 제1너클부(21)와 제2너클부(23)를 분할시킨다. 펀칭단계(S40)는 도 3d 또는 도 3e에 도시된 바와 같이 한 번의 펀칭단계를 행할 수도 있으나, 펀칭단계(S40)는 먼저 도 3d에 도시된 바와 같이 직경이 작은 펀치(50)를 사용하여 제1너클부(21)와 제2너클부(23)를 분할시키고, 도 3e에 도시된 바와 같이 첫 번째 펀치보다 직경이 큰 펀치를 사용하여 제2너클부(23)를 제1너클부(21)로부터 더 벌려놓을 수도 있다. 이와 같이 펀칭단계(S40)를 두 차례 행함으로써 후공정인 절단단계(S50)에서 제2너클부(23)를 용이하게 너클통체부(20)로부터 분리시킬 수 있다.

절단단계(S50)는 도 7 및 도 3f에 도시된 복수의 너클부들(21,23) 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 너클부(21)를 제외한 나머지 너클부(23)를 절단하여 제거시킨다. 너클부(23)가 절단된 부위는 트리밍 과정을 행할 수도 있다.

스플라인 형성단계(S60)는 도 3g에 도시된 바와 같이 너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30) 내면에 일반적인 방법에 의해 스플라인(31)을 형성한다.

가공단계(S70)는 도 8 및 도 3h에 도시된 바와 같이 절단되지 않은 너클부(21)에 선반가공에 의해 베어링결합을 위한 관통홀(25)을 형성하고, 절단되지 않은 너클부(21) 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부(27)를 형성한다.

스플라인 형성단계(S60)는 도 9에 도시된 바와 같이 외주면에 세레이션부가 형성된 맨드릴을 너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30) 내부에 삽입하고 회전하 는 캠으로 고속 반복 타격하여 성형하여 샤프트(30) 내면에 스플라인(31)을 형성하는 스웨이징 장치(100)를 사용할 수 있다.

또한 스플라인 형성단계(S60)는 도 10a 및 도 10b에 도시된 세레이션 성형장치를 사용하여 스플라인(31)을 형성할 수 있으며, 세레이션 성형장치는 세레이션 성형장치는 상단부에 개구(211)가 형성된 중공의 다이케이스(210)에 슬라이딩 가능하게 결합되며 너클부(21)가 형성된 샤프트(30)가 진입되는 중공의 다이스(280)와, 다이케이스(210) 내부에 그 길이방향으로 마련되고 그 선단부 외주면에 세레이션부(221)가 형성되며 샤프트(30)가 진입되는 코아(220)와, 샤프트(30)를 다이스(280) 및 코아(220)에 진입되도록 가압시키는 가압수단과, 코아(220) 및 다이스(280)로부터 샤프트(30)를 분리시키기 위한 코아(220)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 스트리퍼(230)와 스트리퍼(230)를 샤프트(30)가 이탈되는 방향으로 밀어내는 이젝터핀(240)으로 구성된다.

상기 가압수단은 상기 다이케이스(210) 내부에 유압을 발생 및 배출시키는 통상의 유압을 발생하는 유압펌프(270)와 어큐뮤레이터(260)로 구성된 유압수단과, 다이스(280)에 결합된 샤프트(30) 및 다이스(280)를 코아(220)측으로 가압시키는 펀치블럭(300)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 세레이션 성형장치를 사용하여 본 발명의 스플라인 형성단계(S60)는 상단부에 개구가 형성된 중공의 다이케이스(210)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 중공의 다이스(280)의 중앙부분에 너클부(21)가 형성된 샤프트를 진입시키고, 다이케이스(210) 내부에 그 길이방향으로 마련되고 그 선단부 외주면에 세레 이션부(221)가 형성된 코아(220)를 샤프트(30) 내부에 진입시켜 샤프트(30) 내부에 스플라인(31)을 형성시킨 후 코아(220) 및 다이스(280)로부터 너클부(21)가 형성된 샤프트(30)를 분리시켜 샤프트(30) 내면에 스플라인(31)을 형성시킨다.

본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 압출성형, 예비성형, 펀칭, 절단 등을 행하여 파이프 상부에 너클부를 형성하고 너클부 하부의 파이프 내면에 스플라인이 형성된 샤프트를 형성하여 너클부와 샤프트를 일체로 형성함으로써 내구성이 뛰어난 고품질의 요크를 제작함은 물론 보다 효율적이면서도 용이하게 요크를 제작하여 작업의 효율성 등을 향상시킴으로써 제품의 가격 경쟁력을 높일 수 있다.

Claims

주동축의 동력을 종동축에 전달하기 위한 요크 제조 방법에 있어서,

중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부를 형성하는 본체부 형성단계;

상기 중공의 본체부를 압출성형하여 상대적으로 직경이 큰 너클통체부와 상대적으로 직경이 작은 샤프트를 형성하는 압출성형단계;

상기 너클통체부를 프레스에 의해 확장시켜 상호 경계가 구획되도록 복수의 너클부를 형성하는 예비성형단계;

내부에 성형홈을 갖는 다이스에 상기 본체부를 삽입 장착하고, 다이스의 성형홈과 대응되는 형상을 갖는 펀치를 다이스에 장착된 본체부에 삽입하여 상기 각 너클부를 분할시키는 펀칭단계;

상기 복수의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 너클부를 제외한 나머지 너클부를 절단하여 제거시키는 절단단계;

상기 샤프트 내면에 스플라인을 형성하는 스플라인 형성단계; 및

상기 절단되지 않은 너클부에 선반가공에 의해 관통홀을 형성하는 가공단계를 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 가공단계는 상기 절단되지 않은 너클부 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부를 형성하는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 스플라인 형성단계는 스웨이징 장치를 사용하여 스플라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 스플라인 형성단계는 상단부에 개구가 형성된 중공의 다이케이스와, 상기 다이케이스에 슬라이딩 가능하게 결합되는 중공의 다이스의 중앙부분에 상기 너클부가 형성된 샤프트를 진입시키고, 상기 다이케이스 내부에 그 길이방향으로 마련되고 그 선단부 외주면에 세레이션부가 형성된 코아(220)를 상기 샤프트 내부에 진입시켜 상기 샤프트 내부에 스플라인을 형성시킨 후 상기 코아 및 다이스로부터 상기 너클부가 형성된 샤프트를 분리시키는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.