KR100699749B1 - 테이퍼 세레이션 샤프트의 세레이션 가공방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이퍼 세레이션 샤프트의 세레이션 가공방법 및 그 장치를 개시한다. 본 발명은 테이퍼 샤프트를 회전수단에 장착하여 회전시키고, 테이퍼상의 외주에 세레이션이 형성된 테이퍼 세레이션 다이스를 홀더에 회전 가능하게 장착한 후, 테이퍼 세레이션 다이스를 회전하는 테이퍼 샤프트와 동일한 방향성을 갖도록 위치시켜 테이퍼 샤프트의 외주에 소정의 접촉각으로 가압 접촉시킴으로써, 테이퍼 샤프트의 외주에 테이퍼 세레이션 다이스와 동일한 형태로 세레이션을 가공한다. 특히 테이퍼 세레이션 다이스의 세레이션 이끝각을 그 소경부와 대경부가 동일하도록 형성하고, 테이퍼 세레이션 다이스의 테이퍼 각도를 테이퍼 샤프트의 테이퍼 각도보다 크게 형성하여, 테이퍼 샤프트에 가공된 세레이션의 골깊이가 대경부 쪽으로 갈수록 점차 깊어지도록 가공한다.

본 발명은 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 날카롭고 정밀하게 가공할 수 있음은 물론 보스와의 압입 결합력을 극대화시킬 수 있어 원동체의 토크를 슬립 없이 정확하게 전달할 수 있다.

테이퍼 세레이션, 와이퍼, 피벗샤프트, 세레이션, 세레이션 샤프트

Description

테이퍼 세레이션 샤프트의 세레이션 가공방법 및 그 장치{Method and apparatus for forming serration on the surface of tapered shaft}

도1은 자동차의 와이퍼시스템을 개략적으로 나타낸 부분확대 평면도,

도2는 종래 테이퍼 세레이션 가공방법의 일례를 개략적으로 나타낸 정면도,

도3은 종래 테이퍼 세레이션 가공방법의 다른 예를 개략적으로 나타낸 부분 단면도,

도4a 및 도4b는 도3에 도시된 종래 테이퍼 세레이션 다이스를 나타낸 발췌 측면도와 단면도,

도5는 종래의 방법으로 가공된 테이퍼 세레이션 샤프트를 개략적으로 도시한 발췌 측면도,

도6a 및 도6b는 도5의 A-A선 및 B-B선 단면도들,

도7은 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 가공장치를 나타낸 분해 사시도,

도8은 도7의 결합상태를 나타낸 것으로 커버를 제외한 측면도,

도9는 도8의 Ⅸ-Ⅸ선을 따라 취한 회전 단면도,

도10a 및 도10b는 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 가공장치의 테이퍼 세레 이션 다이스를 나타낸 발췌 측면도와 단면도,

도11은 본 발명의 테이퍼 세레이션 다이스와 테이퍼 샤프트간의 가공접촉 상관관계를 나타낸 정면도,

도12는 본 발명 장치에 의해 가공된 테이퍼 세레이션 샤프트를 개략적으로 나타낸 정면도,

도13a 및 도13b는 도12의 C-C선 및 D-D선 단면도들,

도14는 본 발명으로 가공된 테이퍼 세레이션 샤프트에 레버플레이트가 압입된 상태를 보여주는 단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10: 홀더 11: 장착면

12: 수용구멍 13: 고정축

20: 테이퍼 세레이션 다이스 21: 테이퍼 세레이션

23: 지지샤프트 24: 스페이서

30: 커버 θ: 이끝각

h₁: 소경부 골깊이 h₂: 대경부 골깊이

S: 피벗샤프트 T: 테이퍼 세레이션

T_s: 테이퍼부 A: 와이어아암

H: 보스구멍 N: 너트

본 발명은 동력전달용 축이음에 사용되는 테이퍼 세레이션 샤프트(taper serration shaft)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 매우 정밀하게 가공할 수 있어 테이퍼 세레이션 샤프트가 피동체와 견고하게 압입(壓入) 고정됨으로써 원동체의 동력을 슬립(slip:헛돌음) 없이 정확하게 전달할 수 있게 하는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 기계기구류에서 원동체의 동력을 피동체에 전달하기 위해 사용되는 축이음에는 키(key) 이음과, 스플라인(spline)축 이음 및 세레이션축 이음 등이 널리 이용되고 있다.

이 중, 세레이션축 이음은 잇수가 많아서 피치(pitch)가 조밀하고 이높이도 낮아 측압강도가 크기 때문에 동일 지름의 스플라인 샤프트보다 큰 회전력을 전달할 수 있을 뿐 아니라, 피동체와의 결합력이 우수하여 유동도 없기 때문에 동력전달의 정밀도가 대단히 높아 전달동력의 크기에 관계없이 정확한 동력전달이 요구되는 각종 기계기구류에 폭넓게 이용되고 있다.

특히, 세레이션은 이(tooth)가 삼각단면의 톱니형 구조를 갖는 특징을 이용하여 테이퍼 면에 세레이션을 형성함으로써 피동체의 보스(boss)에는 세레이션을 형성하지 않고 강제 압입방식으로 견고하게 고정하는 소위 테이퍼 세레이션 샤프트로 구성하여, 비교적 큰 동력의 정밀한 전달이 요구되는 경우에 이용하고 있기도 하다.

예를 들어, 자동차의 와이퍼시스템(wiper system)에 있어서도 와이퍼모터의 동력을 와이퍼아암에 전달하기 위한 피벗샤프트(pivot shaft)에 테이퍼 세레이션 샤프트가 사용되고 있다.

즉, 와이퍼시스템은 도1에 도시한 바와 같이, 와이퍼모터(M)의 회전동력이 링크기구(L)에 의해 직선 왕복운동으로 변환되고, 이는 다시 레버플레이트(lever plate:P)에 의해 왕복 각운동으로 변환되어 와이퍼아암(A)이 압입 고정되는 피벗샤프트(S)를 소정각도로 왕복 각운동시킴으로써 와이퍼아암(A)을 구동시키는 것이다.

이러한 피벗샤프트(S)는 하단에 평 세레이션(도시하지 않음)을 구비하여 레버플레이트(P)와 결합되고, 상단부에 테이퍼 세레이션(T)과 수나사(B)를 연속으로 구비하여 와이퍼아암(A)의 보스구멍(H)을 테이퍼 세레이션(T) 부위에 강제로 압입시킨 후 그 위에서 수나사(B)에 너트(N)를 체결함으로써 레버플레이트(P)와 와이퍼아암(A)을 전동 가능하게 연결한다.

그런데, 종래에는 도2에 도시한 바와 같이, 회전하는 샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)에, 홀더(holder:2)에 회전 가능하게 장착된 롤러모양의 평 세레이션 다이스(1) 를 수직으로 눌러줌으로써 세레이션을 가공하였기 때문에 테이퍼 세레이션(T)이 정밀하게 가공되지 못할 뿐 아니라 소경(小經)부와 대경(大經)부의 골깊이가 동일하여 압입에 따른 결합력도 그다지 크지 않은 문제가 있었다.

즉, 테이퍼부(T_s)는 양 단부의 둘레가 달라 서로 원주속도가 다른데 이의 각도와 높이가 양단에서 같은 평 세레이션 다이스(1)로 가공하기 때문에 소경부와 대경부의 잇수가 균일하게 형성되지 않을 뿐 아니라 테이퍼부(T_s)의 양단부에서 슬립과 뒤틀림이 야기되어 세레이션의 이끝이 무디고 문드러지는 등 정확하고 정밀하게 형성되지 못하는 것이며, 소경부와 대경부에서의 골깊이도 동일하게 형성되는 것이다.

이로 인해 와이퍼아암(A)의 압입성이 좋지 못해 결합력이 떨어짐으로써 토크 전달능력이 낮고, 장기간 사용시 피벗샤프트(S)가 와이퍼아암(A)의 보스구멍(H)에 대해 헛도는 현상이 발생하기도 하였다.

또한, 종래의 다른 가공방법으로 도3에 도시한 바와 같이, 샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)와 동일한 테이퍼를 갖는 3개의 테이퍼 세레이션 다이스(3)를 홀더(4)에 샤프트(S)의 테이퍼부와 반대로 향하여 마주보도록 등각도 간격으로 장착한 후, 회전하는 샤프트(S)가 각 테이퍼 세레이션 다이스(3) 사이로 끼워지도록 홀더(4)를 이동시키는 기술이 알려져 있다.

그러나 이러한 방법 역시 테이퍼 세레이션(T)을 정밀하게 가공할 수 없음은 물론 세레이션의 골깊이가 테이퍼부(T_s)의 소경부와 대경부에서 동일하기 때문에 와이퍼아암(A)과의 압입성이 떨어져 토크 전달능력이 좋지 못하고 피벗샤프트(S)가 헛도는 문제가 있었다.

즉, 테이퍼 세레이션 다이스(3)는 도4a 및 도4b에 도시한 바와 같이, 이끝의 각도(α)(β)가 소경부에서 대경부로 갈수록 점차 증가(α〈β)하면서 소경부와 대경부에 걸쳐 동일한 이높이(골깊이:h)로 구성되는데, 종래의 경우 테이퍼 세레이션 다이스(3)와 샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)가 반대로 맞닿아 회전하기 때문에 도5 내지 도6b에 도시한 바와 같이 테이퍼부(T_s)의 소경부쪽은 비교적 양호하게 세레이션이 가공되지만, 대경부쪽은 양자간의 속도차이에 의해서 세레이션의 수효만 소경부와 같을 뿐 오히려 작은 피치를 갖는 테이퍼 세레이션 다이스(3)의 소경부에 접촉하기 때문에 이끝이 짓눌리고 문드러져 무디게 형성되는 것이다.

더욱이, 샤프트(S)의 소경부가 테이퍼 세레이션 다이스(3)의 대경부에 접촉하여 큰 이끝각(β)을 가지게 되고, 그 대경부는 테이퍼의 특성상 소경부보다 더 큰 이끝각(γ)을 가지게 되는 바, 와이퍼아암(A)과의 압입성이 상당히 불량하여 토크의 정확한 전달이 어려울 뿐 아니라 피벗샤프트(S)가 헛도는 현상까지 발생하는 것이다.

이에 따라 테이퍼 세레이션(T)을 단조가공으로 제작하기도 하는데, 이 경우 테이퍼 세레이션(T)이 어느 정도 양호하기는 하지만, 제품의 조직이 변하여 단류선 (metal flow)에 의한 특정부위의 파단위험이 높고 강도가 떨어지는 문제가 있다.

또한, 경우(샤프트의 전체적인 형상)에 따라 후가공이 필요하기도 하여 원가상승요인으로 작용하고, 수명이 짧은 단점도 있다.

본 발명은 상술한 종래의 제반문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 문드러짐 없이 매우 정밀하게 가공함으로써 테이퍼 세레이션 샤프트가 피동체와 견고하게 압입 고정되어 원동체의 토크를 슬립 없이 정확하게 전달하도록 할 수 있는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 테이퍼 세레이션의 이높이(골깊이)가 대경부쪽으로 갈수록 증가시켜 압입 결합력을 극대화시킬 수 있는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상술한 목적들을 구현하는데 적합한 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공장치를 제공하는 것이다.

삭제

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 샤프트 의 테이퍼 세레이션 가공방법은, 테이퍼 샤프트를 회전수단에 장착하여 회전시키고, 테이퍼상의 외주에 세레이션이 형성된 테이퍼 세레이션 다이스를 홀더에 회전 가능하게 장착한 후, 테이퍼 세레이션 다이스를 회전하는 테이퍼 샤프트와 동일한 방향성을 갖도록 위치시켜 테이퍼 샤프트의 외주에 소정의 접촉각으로 가압 접촉시킴으로써, 테이퍼 샤프트의 외주에 테이퍼 세레이션 다이스와 동일한 형태로 세레이션을 가공하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 가공방법의 한 바람직한 특징에 의하면, 테이퍼 세레이션 다이스의 세레이션 이끝각을 그 소경부와 대경부가 동일하도록 형성하고, 테이퍼 세레이션 다이스의 테이퍼 각도를 테이퍼 샤프트의 테이퍼 각도보다 크게 형성하여, 테이퍼 샤프트에 가공된 세레이션의 골깊이가 대경부 쪽으로 갈수록 점차 깊어지도록 가공함으로써 피동체와의 압입 결합력을 증대시킨다.

또한, 상술한 세 번째 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공장치는, 중앙에 수용구멍을 가지며, 중심에 대해 동일한 방향으로 소정각도를 이루는 복수의 장착면을 외주에 등각도 간격으로 갖는 홀더; 테이퍼상의 외주에 세레이션을 가지고 소경부가 홀더의 장착면을 향하도록 위치되며, 홀더의 각 장착면에 수직으로 설치되는 샤프트에 회전 가능하게 장착되어 회전하는 테이퍼 샤프트의 외주에 그와 동일방향을 이루면서 동시에 가압 접촉되는 복수의 테이퍼 세레이션 다이스; 테이퍼 세레이션 다이스의 대경부 쪽에서 각 테이퍼 세레이션 다이스들을 감싸주도록 각 샤프트에 체결되며, 중앙에 테이퍼 샤프트가 출입하는 안내구멍을 갖는 커버;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 가공장치의 한 바람직한 특징에 의하면, 테이퍼 세레이션 다이스의 세레이션 이끝각이 그 소경부와 대경부에서 동일한 각도로 형성되고, 테이퍼 세레이션 다이스의 테이퍼 각도가 테이퍼 샤프트의 테이퍼 각도보다 크게 구성된다.

삭제

이에 따라 본 발명은, 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 문드러짐 없이 날카롭고 정밀하게 가공할 수 있어 테이퍼 세레이션 샤프트가 피동체와 강하게 압입 고정되어 원동체의 토크를 슬립 없이 정확하게 전달할 수 있게 한다.

더욱이, 테이퍼 세레이션의 골깊이(이높이)가 대경부쪽으로 갈수록 점차 증가하여 보스와의 압입 결합력을 극대화시킬 수 있게 되므로 테이퍼 세레이션 샤프트의 신뢰성과 토크 전달능력 및 내구성 향상 등에 큰 효과를 발휘하게 된다.

이와 같은 본 발명의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도7 내지 도10에서, 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공장치는, 홀더(10)와, 이 홀더(10)의 둘레에 등각도 간격으로 배치되어 홀더(10)의 중심에 대해 소정각도를 이루도록 장착되는 3개의 테이퍼 세레이션 다이스(20)와, 이 테이퍼 세레이션 다이스(20)들을 감싸주는 커버(30)로 구성된다.

홀더(10)는 예를 들어 적정높이를 갖는 원기둥의 외주에 테이퍼 세레이션 다이스(20)가 각각 회전 가능하게 장착되는 3개의 장착면(11)을 면치 가공하여 구성된다. 각 장착면(11)은 동일방향을 향하도록 홀더(10)의 중심에 대하여 소정각도로 경사지게 형성되며, 이에 따라 홀더(10)는 대략 각뿔대 형태를 취한다. 여기서, 장착면(11)의 경사각은 예컨대 피벗샤프트(S)의 테이퍼각에 따라 결정된다.

각 장착면(11)에는 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 장착을 위한 고정구멍(11a)이 그에 수직으로 형성되고, 홀더(10)의 중앙에는 피벗샤프트(S)의 수나사(B)를 수용할 수 있도록 수용구멍(12)이 중심방향으로 형성된다.

그리고 홀더(10)의 후단에는 이를 실린더와 같은 왕복이송수단에 장착하기 위한 고정축(13)이 적절히 연장 형성된다.

테이퍼 세레이션 다이스(20)는 외주가 소정각도로 테이퍼 진 원뿔대로 구성되어 외주에 테이퍼 세레이션(21)을 가지며, 중앙에는 회전구멍(22)을 갖는다. 이러한 테이퍼 세레이션 다이스(20)는 홀더(10)의 각 장착면(11)에 형성된 고정구멍(11a)에 지지샤프트(23)를 돌출되게 설치하고, 그 회전구멍(22)을 통해 지지샤프트(23)에 회전 가능하게 결합됨으로써 홀더(10)의 각 장착면(11)에 수직으로 지지된다.

이때, 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)들은 그 소경부가 홀더(10)의 장착면 (11)에 대향하도록 결합되어 세레이션(T)을 가공할 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)와 동일한 방향(정방향)을 향하도록 배치된다. 즉, 테이퍼 세레이션 다이스(20)와 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)가 일정한 각도(τ)를 이루면서 서로 경사지게 접촉(도11 참조)됨으로써 소경부는 소경부끼리 그리고 대경부는 대경부끼리 접촉하도록 배치되는 것이다.

바람직하기로, 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 양 단부쪽 지지샤프트(23)에는 예컨대 복수의 와셔들로 이루어진 스페이서(spacer:24)가 결합되는데, 이때 각 스페이서(24)는 테이퍼 세레이션 다이스(20)가 그 축방향 쪽으로 약간 유동될 수 있도록 홀더(10)의 장착면(11)과 커버(30) 사이에 유동여유를 부여한다.

이는 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)들 사이로 피벗샤프트(S)가 진입하여 그 테이퍼부(T_s)와 압착할 때 발생되는 순간적인 큰 접촉압력을 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 유동으로 적절히 완화시켜 장치에 가해지는 충격을 줄여주면서 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)에 양호한 세레이션(T)이 가공되도록 하기 위함이다.

한편, 이러한 구성만으로도 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s) 외주에 종래보다 양호한 세레이션(T)을 가공할 수 있으나, 본 발명 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 테이퍼 세레이션(21)은 바람직하기로 도10a 및 도10b에 도시한 바와 같이, 그 소경부와 대경부의 이끝각(θ)이 서로 동일하게 구성되어 골깊이(이높이, h₁＜h₂)가 대 경부로 갈수록 점차 깊어지도록 구성된다.

즉, 테이퍼의 경우 그 소경부와 대경부의 지름차이에 의해 세레이션의 이끝각은 대경부로 갈수록 증가하는 것이 일반적이지만, 본 발명의 경우 소경부와 대경부의 이끝각(θ)이 동일하게 구성되기 때문에 골깊이가 대경부로 갈수록 점차 깊어지면서 지름차이에 의한 양자간의 이끝각에 대한 편차를 보상해주는 것이다.

이와 함께 본 발명의 테이퍼 세레이션 다이스(20)는 도11에 도시한 바와 같이, 그 테이퍼각(ω)이 피벗샤프트(S) 테이퍼부(T_s)의 테이퍼각(φ)보다 약간 크게 구성되는데, 이는 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 테이퍼 세레이션(21) 골깊이가 대경부로 갈수록 커지는 바, 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)에 그와 동일한 형태로 세레이션(T)을 가공하기 위함이다.

커버(30)는 홀더(10)의 장착면(11)에 지지된 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)가 이탈되지 못하도록 지지해줄 수 있으면 되므로 여러 가지 형태로 구성될 수 있는데, 예를 들어 도시된 바와 같이 홀더(10)의 외면에 대응하도록 그 내·외주에 3개의 지지면(31)이 중심에 대하여 경사지게 면치 가공된 구성을 가지면서 한쪽 끝은 폐쇄된다.

각 지지면(31)에는 홀더(10)에 고정된 지지샤프트(23)의 선단에 볼트(33)로 체결하기 위한 체결구멍(31a)이 그에 수직으로 형성되고, 폐쇄된 한쪽 면의 중앙에는 가공물, 예컨대 피벗샤프트(S)의 출입을 안내하는 안내구멍(32)이 형성된다.

다음, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 가공장치를 사용하여 피벗샤프트의 테이퍼부에 세레이션을 가공하는 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 가공장치를 예를 들어 선반 등의 베드(bed) 위에 설치된 실린더(도시하지 않음)에 홀더(10)의 고정축(13)을 이용하여 장착하고, 주축(도시하지 않음)에 세레이션을 가공한 피벗샤프트(S)와 같은 가공물을 세레이션 가공장치와 동축으로 고정한다.

이 상태에서, 도9에 도시한 바와 같이 피벗샤프트(S)를 회전시키고, 세레이션 가공장치를 피벗샤프트(S) 쪽으로 이동시켜 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)가 커버(30)의 안내구멍(32)을 통해서 홀더(10)의 둘레에 장착된 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)들 사이에 끼워 넣는다.

그러면, 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 테이퍼 세레이션(21)에 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)가 각도(τ)를 이루면서 동일방향을 향하도록 압착되고, 이에 따라 각 테이퍼 세레이션 다이스(20)가 피벗샤프트(S) 테이퍼부(T_s)와의 마찰력에 의해 함께 회전되면서 테이퍼부(T_s)의 외주에 세레이션(T)을 가공하게 된다.

이와 같이 본 발명은 테이퍼 세레이션 다이스(20)가 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(Ts)와 각도(τ)를 두고 정방향으로 접촉하기 때문에 테이퍼부(T_s)에 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 테이퍼 세레이션(21)과 동일한 형태로 세레이션(T)이 문드러짐 없이 정확하게 가공된다.

따라서 예컨대 피동체인 와이퍼아암(A) 보스구멍(H)과의 압입성이 크게 향상되어 헛도는 현상이 최소화됨으로써 원동체의 토크를 정확하게 전달할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 테이퍼 세레이션 다이스(20)의 테이퍼 세레이션(21) 이끝각(θ)이 그 소경부와 대경부에서 동일하게 구성되어 소경부에서 대경부로 갈수록 깊어지는 골깊이(h₁＜h₂)를 가지면서 그 테이퍼각(ω)이 피벗샤프트(S) 테이퍼부(T_s)의 테이퍼각(φ)보다 크게 구성되는 바, 피벗샤프트(S)의 테이퍼부(T_s)에 세레이션(T)을 지극히 선명하고 정확하게 가공할 수 있게 된다.

이에 따라 본 발명의 세레이션 가공장치에 의해 테이퍼부(T_s)에 세레이션(T)이 가공된 피벗샤프트(S)는 도12 내지 도13b에 도시한 바와 같이, 그 테이퍼 세레이션(T)의 소경부와 대경부에서 동일한 이끝각(θ)을 가지면서 이끝이 문드러짐 없이 날카롭게 형성됨은 물론 대경부의 골깊이(h₂)가 소경부의 골깊이(h₁)보다 깊게 형성되게 된다.

그러므로 도14에 도시한 바와 같이, 피벗샤프트(S)의 테이퍼 세레이션(T)이 예를 들어 와이퍼아암(A)의 보스구멍(H)에 압입할 경우 세레이션(T)이 보스구멍(H)의 내주를 균일하고 정확하게 파고들게 됨은 물론, 세레이션(T)의 골깊이(h₁, h₂)가 대경부로 갈수록 점차 깊어지기 때문에 너트(N)의 조임에 따라 더욱 깊이 파고들어 대단히 견고한 압입 결합력을 가지게 된다.

따라서 본 발명의 테이퍼 세레이션 가공방법 및 장치에 의해 가공된 테이퍼 세레이션 샤프트는 피동체와 견고하게 압입 고정되어 원동체의 토크를 슬립(헛돌음) 없이 정확하게 전달할 수 있으며, 장기간이 경과하더라도 헛도는 현상은 발생되지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법 및 그 장치와 이에 의해 가공된 테이퍼 세레이션 샤프트에 의하면, 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 문드러짐 없이 날카롭고 정밀하게 가공할 수 있어 테이퍼 세레이션 샤프트가 피동체와 강하게 압입 고정되어 원동체의 토크를 슬립 없이 정확하게 전달할 수 있게 한다.

특히, 테이퍼 세레이션의 골깊이(이높이)가 대경부쪽으로 갈수록 점차 증가하므로 보스와의 압입 결합력을 극대화시킬 수 있어 피동체와의 슬립을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

그러므로 본 발명은, 테이퍼 세레이션 샤프트의 신뢰성과 토크 전달능력 및 내구성 향상 등에 크게 기여하는 매우 우수한 효과를 가진다.

Claims (5)

1. 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 가공하기 위한 방법으로서,

   상기 테이퍼 샤프트를 회전수단에 장착하여 회전시키고, 테이퍼상의 외주에 세레이션이 형성된 테이퍼 세레이션 다이스를 홀더에 회전 가능하게 장착한 후,

   상기 테이퍼 세레이션 다이스를 상기 회전하는 테이퍼 샤프트와 동일한 방향성을 갖도록 위치시켜 테이퍼 샤프트의 외주에 소정의 접촉각으로 가압 접촉시킴으로써,

   상기 테이퍼 샤프트의 외주에 테이퍼 세레이션 다이스와 동일한 형태로 세레이션을 가공하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 테이퍼 세레이션 다이스의 세레이션 이끝각을 그 소경부와 대경부가 동일하도록 형성하고, 상기 테이퍼 세레이션 다이스의 테이퍼 각도를 상기 테이퍼 샤프트의 테이퍼 각도보다 크게 형성하여,

   상기 테이퍼 샤프트에 가공된 세레이션의 골깊이가 대경부 쪽으로 갈수록 점차 깊어지도록 가공하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공방법.
3. 테이퍼 샤프트의 외주에 세레이션을 가공하기 위한 장치로서,

   중앙에 수용구멍을 가지며, 중심에 대해 동일한 방향으로 소정각도를 이루는 복수의 장착면을 외주에 등각도 간격으로 갖는 홀더;

   테이퍼상의 외주에 세레이션을 가지고 소경부가 상기 홀더의 장착면을 향하도록 위치되며, 홀더의 각 장착면에 수직으로 설치되는 샤프트에 회전 가능하게 장착되어 회전하는 테이퍼 샤프트의 외주에 그와 동일방향을 이루면서 동시에 가압 접촉되는 복수의 테이퍼 세레이션 다이스;

   상기 테이퍼 세레이션 다이스의 대경부 쪽에서 각 테이퍼 세레이션 다이스들을 감싸주도록 상기 각 샤프트에 체결되며, 중앙에 상기 테이퍼 샤프트가 출입하는 안내구멍을 갖는 커버;로 이루어진 것을 특징으로 하는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 테이퍼 세레이션 다이스의 세레이션 이끝각이 그 소경부와 대경부에서 동일한 각도로 형성되고, 테이퍼 세레이션 다이스의 테이퍼 각도가 상기 테이퍼 샤프트의 테이퍼 각도보다 크게 구성된 것을 특징으로 하는 테이퍼 세레이션 샤프트의 테이퍼 세레이션 가공장치.
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