KR100754820B1 - 자동차용 트랜스밋션의 기어축 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 수동 트랜스 밋션에 사용되는 기어축(Geared shaft)에 관한 것으로, 특히 제조방법의 개선에 따라 재료비 절감, 중량 절감 등의 목적을 달성하고 향상된 성능의 기어축을 제공토록 하려는 것이다.

그러한 제조방법의 요지로는 기어축(1)을 구성하기 위한 축(10)을 제조하되, S45C 재질의 관체를 이용하고 직경이 적은 부분은 축관을 하여 외형을 완성하고, 축(10)의 외면에 각종 요홈(11)들을 가공하고 조립에 필요한 외면 가공과 표면처리의 공정을 실시하며, 기어(20)(20')를 제조하기 위하여 SNCM강을 소재로 단조하여 기어를 만들기 위한 링 형태의 제품을 만든 후 외면을 가공하여 기어(20)(20')를 완성하고, 상기 기어(20)(20')의 내경을 축(10)의 외경보다 작게 '+'공차로 구성한 후, 결합시에는 축(10)은 냉각시키고 기어(20)(20')는 가열하여 축(10)의 직경을 축소시키고 기어(20)(20')의 내경은 확대되도록 한 후 결합하며, 기어(20)(20')와 축(10)의 맞닿는 부분을 용접하여 결합을 완료하는 것을 특징으로 한다.

트랜스밋션, 기어축, 파워트레인, 가열 및 냉각 결합, 열팽창

Description

자동차용 트랜스밋션의 기어축 및 그 제조방법{Automobile transmission geared shaft and the manufacture method}

도 1은 기어축의 설치상태 예시도

도 2는 본 발명에 의한 기어축의 부분 단면 정면도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1: 기어축

10: 축

20, 20': 기어

본 발명은 자동차의 수동 트랜스밋션에 사용되는 기어가 일체화된 기어축(Geared shaft)에 관한 것으로, 특히 제조방법의 개선에 따라 재료비 절감, 중량 절감 등의 목적을 달성하고 향상된 성능의 기어축을 제공토록 하려는 것이다.

주지된 바와 같이 자동차용 트랜스밋션에는 기어가 축과 일체로 구성되는 기어축이 다수 설치되는데, 이러한 기어축은 엔진으로부터 전달된 회전동력을 운전자의 변속레버 작용에 의해 변속된 상태에서 전달하게 되는 기능을 하는 부품들이다.

이러한 기어축은 종래 축부분과 양측의 기어가 처음부터 완전히 일체로 형성된 상태인데, 하나의 소재를 이용하여 여러 차례 단조 등의 성형으로 직경을 줄이면서 외형을 만든 다음, 외면에 기어를 가공하는 방법으로 제조되는 것으로서, 이러한 방식으로 기어축을 만들게 됨에 따라 제조에 필요한 장치가 대형이어야 하는 문제가 있고 여러 단계의 작업을 거쳐야 하므로 제조에 많은 비용과 시간이 소요되는 단점이 있었다.

따라서 종래 방법으로 제조된 기어축은 전체가 속이 꽉 찬 하나의 재질로 구성되어 무게가 너무 무거운 문제가 있었으므로 전체적으로 경량화가 이루어지고 있는 자동차 산업의 추세에 동조하지 못하는 것이었다.

또한, 재료비가 많이 소요되고 절삭 가공이 많아 재료의 낭비도 많았던 문제로 인하여 전체적인 제조원가의 상승으로 이어졌던 것이다.

상기한 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 자동차용 트랜스밋션의 기어축을 제조함에 있어서, 적절한 재료를 선택하여 축과 기어를 별도로 제조한 후 효율적인 방법으로 축과 기어를 결합하여 하나의 기어축을 구성토록 함으로써 저렴한 비용으로 견고하고 가벼운 기어축을 제공하는 것이 주요한 기술적 과제이다.

본 발명에 의한 기어축의 제조방법과 그러한 방법에 의해 제조된 기어축에 관하여 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 기어축의 설치상태 예시도, 도 2는 본 발명에 의한 기어축의 부분단 면 정면도이다.

본 발명에 의해 출력을 제조하는 방법을 살펴본다.

먼저, 기어축(1)을 구성하기 위한 축(10)을 제조하는데, S45C 재질의 관체를 이용하고 직경이 적은 부분은 축관을 하여 외형을 완성한다.

축(10)의 외면에 각종 요홈(11)들을 가공하고 조립에 필요한 외면 가공과 표면처리의 공정을 실시한다.

기어(20)(20')를 제조하기 위하여 SNCM강을 소재로 단조하여 기어를 만들기 위한 링 형태의 제품을 만든다.

상기 기어(20)(20')를 위한 링 형태의 제품을 제조함에 있어서, 기어(20)(20')의 내경을 축(10)의 외경보다 작게 '+'공차로 구성한 후, 결합시에는 축(10)은 냉각시키고 기어(20)(20')용 링을 가열하여 축(10)의 직경을 축소시키고 링의 내경은 확대되도록 한 후 결합함으로써, 축(10)의 온도가 상승하고 링의 온도가 상승하면 반대로 축(10)의 외경은 확대되고 링의 내경은 축소됨으로써 강한 힘으로 맞물리게 되는 것이다.

이러한 상태에서 링과 축(10)의 맞닿는 부분을 용접하여 결합을 완료하는 것이다.

그후 링의 외면에 기어 이빨 가공 및 센터링 가공하여 기어(20)(20')를 완성한다.

이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 기어축(1)은 도면과 같이 축(10)이 관체형으로 구성되고 외면에는 두 개의 기어(20)(20')가 축(10)의 외면에 강제결합되 고 용접으로 인하여 일체화된 것이다.

도면 중 미설명된 부호 2는 차동장치, 3은 후진용 공회전 기어이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 축(10)이 SNCM강을 이용하여 내부가 빈 관체형으로 제조됨을 인하여 강도를 유지함과 동시에 종래에 비하여 경량화될 수 있는 여건이 구비되는 것이며, 재료비 또한 절감될 수가 있는 것이다.

또한, 축(10)은 길이가 긴 S45C 재질의 관체를 이용하여 제조하면서 완성되는 기어축의 길이를 감안하여 일정한 길이로 절단한 후, 양단부의 축관과 기타 부분을 가공하는 공정만으로 제조가 완료되고, 여기에 별도로 제조된 SNCM강으로 만들어진 기어(20)(20')를 결합하기만 하면 제조가 완료되므로 제조가 간편하고 제조에 소요되는 시간을 절감할 수도 있다.

또한, 기어(20)(20')는 별도의 소재를 이용하여 단조로 링 형태를 만든 후 축과 결합 후 외면에 기어 이빨을 가공하기만 하면 제조가 완료되므로 이러한 기어 가공작업이 매우 편리하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 관체형의 소재를 이용하여 축을 만들고, 단조를 통하여 기어를 만든 후 열팽창과 축소를 이용한 결합방식을 통하여 결합하여 제조를 완료하게 됨으로써 기존 일체형의 제품에 비하여 충분한 강도를 유지하면서도 기어축의 무게를 줄이고 재료비의 절감을 이룩하게 되는 것이며, 그에 따라 자동차 산업에서의 중요한 과제인 경량화와 원가절감을 이룩하는데 큰 도움이 되는 유용한 발명이라 할 수 있다.

Claims (2)

1. 기어축(1)을 구성하기 위한 축(10)을 제조하되, S45C 재질의 관체를 이용하고 직경이 적은 부분은 축관을 하여 외형을 완성하고,

   축(10)의 외면에 각종 요홈(11)들을 가공하고 조립에 필요한 외면 가공과 표면처리의 공정을 실시하며,

   기어(20)(20')를 제조하기 위하여 SNCM강을 소재로 단조하여 기어를 만들기 위한 링 형태의 제품을 만든 후 축과 결합하며,

   상기 링을 축과 결합함에 있어서는 내경을 축(10)의 외경보다 작게 '+'공차로 구성한 후, 결합시에는 축(10)은 냉각시키고 링은 가열하여 축(10)의 직경을 축소시키고 링의 내경은 확대되도록 한 후 결합하며,

   링과 축(10)의 맞닿는 부분을 용접하여 결합을 완료한 후, 외면에 기어 이빨가공 및 센터링 가공하여 기어(20)(20')를 완성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 트랜스밋션의 기어축 제조방법.
2. 제1항의 방법으로 축(10)이 관체형으로 구성되고 외면에는 두 개의 기어(20)(20')가 축(10)의 외면에 강제결합되고 용접으로 인하여 일체화된 것을 특징으로 하는 자동차용 트랜스밋션의 기어축.

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