KR100767105B1

KR100767105B1 - 요크 제조 방법

Info

Publication number: KR100767105B1
Application number: KR1020060080935A
Authority: KR
Inventors: 신태중
Original assignee: 주식회사 코우
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2007-10-12

Abstract

본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부(10)를 형성하는 본체부 형성단계(S10)와, 중공의 본체부(10)를 중공의 본체부(10)의 외경과 동일한 직경을 갖는 대경부(51)와 대경부(51)보다 상대적으로 직경이 작은 소경부(53)와 테이퍼부(55)를 갖는 제1다이스(50)에 삽입하여 중공의 본체부(10)의 외경과 동일한 직경의 복수개의 너클부(21,23)를 갖는 너클통체부(20)와 너클통체부(20) 보다 상대적으로 작은 직경의 샤프트(30)와 테이퍼관(40)을 형성하는 제1압출성형단계(S20)와, 복수개의 너클부(21,23)들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 제1너클부(21)를 제외한 나머지 제2너클부(23)들을 트리밍하여 제거하는 트리밍단계(S40)와, 제1너클부(21)의 외면과 내면을 관통하는 관통홀(26)을 형성하는 피어싱단계(S70)와, 샤프트(30)의 내면과 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 스플라인(31,33)을 형성하는 스플라인 성형단계(S80) 및 관통홀(26) 내부에 드릴을 사용하여 제1너클부(21)의 내면과 외면으로 연이어 돌출되는 지지리브(27)를 갖는 베어링결합공(28)을 형성하는 드릴링단계(S90)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 3k는 도 2에 따른 요크 제조 방법을 나타낸 공정도,

도 4는 도 2의 제1압출성형단계를 위한 제1다이스의 개략도,

도 5는 도 2의 제2압출성형단계 후의 너클통체부의 사시도,

도 6은 도 2의 트리밍단계 후의 요크 사시도,

도 7은 도 2의 만곡부 형성단계 후의 요크 사시도

도 8은 샤프트 및 테이퍼관부의 왜곡상태 및 제2스플레이 성형단계에 의해 재성형된 상태를 나타낸 개략 단면도

도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제1스플라인 성형단계를 위한 제1세레이션 성형장치의 구성도,

도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2스플라인 성형단계를 위한 제2세레이션 성형장치의 구성도,

도 11은 본 발명의 요크 제조 방법에 의해 제조된 요크의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체부 20 : 너클통체부

21,23 : 제1,제2너클부 30 : 샤프트

31 : 제1스플라인 40 : 테이퍼관

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(3a)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(3a)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, 트리밍 및 피어싱을 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.

본 발명의 다른 목적은 샤프트와 테이퍼관 경계부분에 스플라인을 두 번 형 성하여 테이퍼관의 경계부분에 형성된 스플라인을 균일하게 성형할 수 있는 요크 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 요크 제조 방법은 주동축의 동력을 종동축에 전달하기 위한 요크 제조 방법에 있어서, 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부를 형성하는 본체부 형성단계; 상기 중공의 본체부를 상기 중공의 본체부의 외경과 동일한 직경을 갖는 대경부와 대경부 보다 상대적으로 직경이 작은 소경부와 테이퍼부를 갖는 제1다이스에 삽입하여 상기 중공의 본체부의 외경과 동일한 직경의 복수개의 너클부를 갖는 너클통체부와 상기 너클통체부 보다 상대적으로 작은 직경의 샤프트와 테이퍼관을 형성하는 제1압출성형단계; 상기 복수개의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 제1너클부를 제외한 나머지 제2너클부들을 트리밍하여 제거하는 트리밍단계; 상기 제1너클부의 외면과 내면을 관통하는 관통홀을 형성하는 피어싱단계; 상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 상기 테이퍼관의 경계부분의 내면에 스플라인을 형성하는 스플라인 성형단계; 및 상기 관통홀 내부에 드릴을 사용하여 상기 제1너클부의 내면과 외면으로 연이어 돌출되는 지지리브를 갖는 베어링결합공을 형성하는 드릴링단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 요크 제조 방법은 상기 제1너클부의 단면적이 상기 트리밍에 의해 제거된 제2너클부들의 단면적 보다 상대적으로 넓게 형성되도록 상기 제1압출성형단계 후 다시 상기 본체부를 압출성형하는 제2압출성형단계를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 요크 제조 방법은 상기 트리밍단계 후 상기 제1너클부 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부를 형성하는 만곡부 형성단계를 더 구비하며, 트리밍단계시 상기 제1너클부의 양측면부에 생성된 덧살을 상기 제1너클부의 내부 쪽으로 말려지도록 다듬질하는 다듬질 성형단계를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스플라인 성형단계는 소경부와 테이퍼부가 형성된 제2다이스에 상기 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 코아에 의해 상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부분의 내면에 제1스플라인을 형성하는 제1스플라인 성형단계 및 상기 제2다이스의 테이퍼부 보다 상대적으로 작은 테이퍼부를 가지는 제3다이스에 상기 제1스플라인이 형성된 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 멘드렐에 의해 상기 샤프트의 내면과 상기 테이퍼관의 경계부분의 내면에 제2스플라인을 형성하는 제2스플라인 성형단계를 구비한 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 3k는 도 2에 따른 요크 제조 방법을 나타낸 공정도이다.

도 2, 도 3a 내지 도 3k에 도시된 바와 같이 본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부(10)를 형성하는 본체부 형성단계(S10)와, 중공의 본체부(10)를 중공의 본체부(10)의 외경과 동일한 직경을 갖는 대경부(51)와 대경부(51) 보다 상대적으로 직경이 작은 소경부(53)와 테이퍼부(55)를 갖는 제1다이스(50)에 삽입하여 중공의 본체부(10)의 외경과 동일한 직경의 복수개의 너클부(21,23)를 갖는 너클통체부(20)와 너클통체부(20) 보다 상대적으로 작은 직경의 샤프트(30)와 테이퍼관(40)을 형성하는 제1압출성형단계(S20)와, 복수개의 너클부(21,23)들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 제1너클부(21)를 제외한 나머지 제2너클부(23)들을 트리밍하여 제거하는 트리밍단계(S40)와, 제1너클부(21)의 외면과 내면을 관통하는 관통홀(26)을 형성하는 피어싱단계(S70)와, 샤프트(30)의 내면과 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 스플라인(31,33)을 형성하는 스플라인 성형단계(S80) 및 관통홀(26) 내부에 드릴을 사용하여 제1너클부(21)의 내면과 외면으로 연이어 돌출되는 지지리브(27)를 갖는 베어링결합공(28)을 형성하는 드릴링단계(S90)로 구성된다.

본 발명의 요크 제조 방법은 제1너클부(21)의 단면적이 트리밍단계(S40)에서 트리밍에 의해 제거된 제2너클부(23)들의 단면적 보다 상대적으로 넓게 형성되도록 제1압출성형단계(S20) 후 다시 본체부(10)를 압출성형하는 제2압출성형단계(S30)를 더 구비한다.

또한, 본 발명의 요크 제조 방법은 트리밍단계(S40) 후 제1너클부(21) 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부(25)를 형성하는 만곡부 형성단계(S50)를 더 구비하며, 트리밍단계(S40)시 제1너클부(21)의 양측면부에 생성된 덧살(24)을 제1너클부의 내부쪽으로 말려지도록 다듬질하는 다듬질 성형단계(S60)를 더 구비할 수 있다.

제1너클부(21)는 "ㄷ"자 형상을 가지고, 제2너클부(23)는 원호형상을 갖는다.

또한, 스플라인 성형단계(S80)는 소경부와 테이퍼부(103)가 형성된 제2다이스(100)에 제1너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30)를 진입시켜 외주면에 세레이션부(121)가 형성된 코아(120)에 의해 샤프트(30)의 내면과 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 제1스플라인(31)을 형성하는 제1스플라인 성형단계(S81) 및 제2다이스(100)의 테이퍼부(103) 보다 상대적으로 작은 테이퍼부(203)를 가지는 제3다이스(200)에 제1스플라인(31)이 형성된 제1너클부(21)를 갖는 샤프트(30)를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 멘드렐(210)에 의해 샤프트(30)의 내면과 상기 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 제2스플라인(33)을 형성하는 제2스플라인 성형단계(S83)로 구성된다.

제1스플라인 성형단계(S81)는 제1너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30)가 진입되는 소경부와 테이퍼부(103)를 갖는 제2다이스(100)와, 선단부 외주면에 세레이션부(121)가 형성되어 샤프트(30)가 진입되는 코아(120)와, 샤프트(30)를 제2다이스(100) 및 코아(120)에 진입되도록 가압시키는 제1펀치블럭(150)과, 코아(120) 및 제2다이스(100)로부터 제1너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트를 분리시키기 위한 코아(120)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1스트리퍼(130)와, 제1스트리퍼(130)를 샤프트(30)가 이탈되는 방향으로 밀어내는 제1이젝터핀(140)으로 구성되어 샤프트(30)의 내면과 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계부분 내면에 제1스플라인(31)을 형성한다.

제2스플라인 성형단계(S83)는 제1스플라인(31)이 성형된 제1너클부(21)를 갖는 샤프트(30)가 진입되는 제3다이스(200)와, 제1너클부(21)를 갖는 샤프트(30)를 제3다이스(200)에 가압하여 진입시키는 제2펀치블럭(260)과, 제3다이스(200) 내부에 승강가능하게 마련되고 선단 외주면에 세레이션부가 형성되며 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계 부근까지 진입되는 멘드렐(220)과, 멘드렐(220)에 슬라이딩가능하게 결합되는 제2스트리퍼(230)와, 제2스트리퍼(230)를 연동하여 멘드렐(220)로부터 제1너클부(21)를 갖는 샤프트(30)를 이젝팅시키는 이젝터핀(240)과, 멘드렐(220)을 제1너클부(21)를 갖는 샤프트(30)의 이젝팅방향으로 탄성바이어스시키는 탄성수단(250)에 의해 샤프트(30)와 테이퍼관(40)의 경계부분(A) 내면에 제2스플라인(33)을 형성한다.

샤프트(30)가 진입되는 제2,제3다이스(100,200)의 중앙부분과 코아(120)와 멘드렐(220)의 세레이션부를 육각형으로 형성하여 샤프트(30)의 외면을 육각형상으로 형성하고, 제1,제2스플라인(31,33)을 육각형으로 형성시킨다.

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.

원형톱 절단기를 사용하여 중공의 본체부(10)를 형성할 시 양단부는 날카로운 면을 가지게 되므로 중공의 본체부(10)의 양단부를 면취가공할 수도 있으며, 면 취가공 후 후공정을 원활하게 작업 진행하도록 윤활유 또는 인산염피막 등을 중공의 본체부(10)의 표면에 도포할 수도 있다.

도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1압출성형단계(S20)는 중공의 본체부(10)의 외경과 동일한 직경을 갖는 대경부(51)와 대경부(51) 보다 상대적으로 직경이 작은 소경부(53)와 테이퍼부(55)를 갖는 제1다이스(50) 내에 중공의 본체부(10)를 삽입하여 압출성형하여 대경부(51)에 의해 본체부(10)의 외경과 동일한 직경의 너클통체부(20)가 성형되고, 소경부(53)에 의해 너클통체부(20) 보다 상대적으로 작은 직경의 샤프트(30)가 성형되고, 테이퍼부(55)에 의해 너클통체부(20)의 외경보다 작아지도록 경사진 테이퍼관(40)이 성형된다. 즉, 제1압출성형단계(S20)는 너클통체부(20), 테이퍼관(40) 및 샤프트(30)가 연속되어 일체로 성형된다. 도 4에서 미설명부호 57은 성형완료된 본체부(10)를 외부로 배출시키는 이젝터이다.

중공의 파이프(10)의 두께가 얇을 경우 테이퍼관(40)이 소정의 원하는 형상으로 성형 되지 않을 수 있으므로 도 3c에 도시된 바와 같이 수차례의 제1압출성형단계(S20)를 진행하여 샤프트(30)의 외경이 점점 작아지도록, 즉 축관이 되도록 샤프트(30)를 성형시키고, 이를 위해 테이퍼관(40)에는 다수의 테이퍼부(41,43)들이 형성된다.

도 3d 및 도 5에 도시된 바와 같이 제2압출성형단계(S30)는 제1너클부(21)의 단면적이 후공정인 트리밍단계(S40)에서 트리밍에 의해 제거된 제2너클부(23)들의 단면적 보다 상대적으로 넓게 형성되도록 제1압출성형단계(S20) 후 다시 본체 부(10)를 압출성형한다. 즉, 도 3d의 평면도에 도시된 바와 같이 제1너클부(21)는 "ㄷ"자 형상을 가지고, 제2너클부(23)는 원호형상을 갖도록 성형한다. 이와 같이 제1너클부(21)의 단면적이 제2너클부(23)의 단면적 보다 넓게 형성함으로써 제1너클부(21)의 강도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 후공정인 트리밍단계(S40)에서 제2너클부(23)를 쉽게 트리밍할 수 있으므로 너클통체부(20)로부터 제2너클부(23)를 쉽게 제거할 수 있다.

따라서 본 발명의 요크 제조 방법은 제2압출성형단계(S30)를 진행하지 않고, 제1압출성형단계(S20) 후 제2너클부(23)를 트리밍하여 제거할 수도 있으나, 제2압출성형단계(S30)의 공정을 추가함으로써 제1너클부(21)의 강도를 증가시키고, 제2너클부(23)의 제거도 편리하게 할 수 있다.

도 3e, 도 3f 및 도 6에 도시된 바와 같이 트리밍단계(S40)는 복수개의 너클부(21,23)들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 제1너클부(21)를 제외한 나머지 한 쌍의 제2너클부(23)들을 순차적으로 트리밍하여 제거한다.

도 3g 및 도 7에 도시된 바와 같이 만곡부 형성단계(S50)는 트리밍단계(S40) 후 제1너클부(21) 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부(25)를 형성한다.

도 3h에 도시된 바와 같이 다듬질 성형단계(S60)는 트리밍단계(S40)시 제1너클부(21)의 양측면부에 생성된 덧살(24)을 제1너클부(21)의 내부쪽으로 말려지도록 제1너클부(21)의 양측 단부를 사이징하여 다듬질하여 제1너클부(21)의 양측 단부(24a)는 라운드 형상을 갖도록 한다.

도 3i에 도시된 바와 같이 피어싱단계(S70)는 제1너클부(21)의 외면과 내면 을 관통하는 관통홀(26)을 형성하여 후공정인 드릴링단계(S90)시 용이하게 베이렁결합공(28)을 형성할 수 있다.

도 3j에 도시된 바와 같이 스플라인 성형단계(S80)는 샤프트(30)의 내면과 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 제1스플라인(31)을 형성하는 제1스플라인 성형단계(S81)와 제1스플라인이 형성된 샤프트와 테이프관 경계부분(A)에 테이퍼관(40)의 테이퍼부를 더 축소시킨 후 다시 제2스플라인을 형성하는 제2스플라인 성형단계(S83)를 수행한다. 이와 같이 샤프트(30)의 내면과 테이퍼관(40)의 경계부분(A)의 내면에 두 번 스플라인(31,33)을 형성하는 이유는 제1스플라인 성형단계(S81)에서 제1스플라인(31) 성형시 테이퍼관(40)의 경계부에서 탄성변형이 발생되어 제1스플라인(31)은 도 8에 도시된 바와 같이 테이퍼관(40)의 경계부에서 왜곡된 스플라인(31a)이 발생하게 된다. 이에 따라서 샤프트(30)에 결합된 상대축의 진입이 원활하지 못하게 되고 요크의 강성이 저하되게 된다.

즉, 도 8에 도시된 바와 같이 제2스플라인 성형단계(S83)는 제1스플라인(31)이 형성된 샤프트와 테이프관 경계부분(A)에 테이퍼관(40)의 테이퍼부를 더 축소시킨 후 다시 제2스플라인(33)을 형성하므로 제2스플라인(33)이 성형된 샤프트의 외경(30b)은 제1스플라인(31)이 성형된 샤프트의 외경(30a)에 비해 안쪽으로 치우치게 된다. 따라서 제2스플라인(33)이 성형된 샤프트(30)의 내경은 좁아져서 2차 성형에 의한 재성형된 제2스플라인(33)과 1차 성형에 의해 형성된 왜곡된 제1스플라인(31a)과는 동일축 또는 재성형된 제2스플라인(33)이 왜곡된 제1스플라인(31a) 보다 더 안쪽에 위치하도록 하여 샤프트(30)에 결합된 상대축의 진입이 원활하게 동 작할 수 있게 된다.

도 9a 및 도 9b는 제1스플라인 성형단계(S81)를 위한 제1세레이션 성형장치의 구성도이고, 도 10a 및 도 10b는 제2스플라인 성형단계(S83)를 위한 제2세레이션 성형장치의 구성도이다.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이 제1세레이션 성형장치는 제1너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30)가 진입되는 소경부와 테이퍼부(103)를 갖는 제2다이스(100)와, 선단부 외주면에 세레이션부(121)가 형성되며 샤프트(30)가 진입되는 코아(120)와, 샤프트(30)를 제2다이스(100) 및 코아(120)에 진입되도록 가압시키는 제1펀치블럭(150)과, 코아(120) 및 제2다이스(100)로부터 샤프트(30)를 분리시키기 위한 코아(120)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1스트리퍼(130)와 제1스트리퍼(130)를 샤프트(30)가 이탈되는 방향으로 밀어내는 이젝터핀(140)으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 제1세레이션 성형장치를 사용하여 본 발명의 제1스플라인 성형단계(S81)는 제1펀치블럭(150)에 의해 제2다이스(100)의 중앙부분에 너클부(21)가 형성된 샤프트(30)를 진입시키고, 제1펀치블럭(150)을 더 가압하여 선단부 외주면에 세레이션부(121)가 형성된 코아(120)로 샤프트(30) 내부를 진입시켜 샤프트(30) 내부와 테이퍼관(40)의 경계부분(A)에 제1스플라인(31)을 형성시킨다.

도 10a 및 도 10b는 제2스플라인 성형단계(S83)를 위한 제2세레이션 성형장치는 제2다이스(100)의 테이퍼부(103)보다 상대적으로 작은 직경의 테이퍼부(203)가 형성되며 샤프트(30)가 진입되는 제3다이스(200)와, 샤프트(30)를 제3다이스(200)에 가압하여 진입시키는 제2펀치블럭(260)과, 제3다이스(200) 내부에 승강 가능하게 마련되고 선단 외주면에 세레이션이 형성되며 샤프트(30)에 진입되는 멘드렐(220)과, 멘드렐(220)에 슬라이딩가능하게 결합되는 제2스트리퍼(230)와, 제2스트리퍼(230)를 연동하여 멘드렐(220)로부터 제1너클부(21)가 일체로 형성된 샤프트(30)를 이젝팅시키는 이젝터핀(240)과, 멘드렐(220)을 샤프트(30)의 이젝팅방향으로 탄성바이어스시키는 탄성수단(스프링;250)으로 구성된다.

이와 같은 제2세레이션 성형장치는 제3다이스(200)에 제1스플라인(31)이 형성된 샤프트(30)를 진입시키고, 제2펀치블럭(260)으로 가압하여 제1스플라인(31)이 형성된 샤프트(30)의 외경보다 상대적으로 작은 테이퍼부(203)에 진입시키면서 멘드렐(220)이 샤프트(30)의 내부로 진입되도록 한다.

이때 제1스플라인(31)이 형성된 샤프트(30)의 외경은 테이퍼부(203)에 의해서 좁아지게 되고 또한 멘드렐(220)에 의해서 도 7에 도시된 바와 같이 제2스플라인(33)이 성형된 샤프트(30)의 내경은 좁아져서 2차 성형에 의한 재성형된 제2스플라인(33)과 1차 성형에 의해 형성된 왜곡된 제1스플라인(31a)과는 동일축 또는 재성형된 제2스플라인(33)이 왜곡된 제1스플라인(31a) 보다 더 안쪽에 위치하도록 하여 샤프트(30)에 결합된 상대축의 진입이 원활하게 동작할 수 있게 된다.

샤프트(30)가 진입되는 제2,제3다이스(100,200)의 중앙부분과 코아(120)와 멘드렐(220)의 세레이션부를 육각형으로 형성하여 샤프트(30)의 외면을 육각형상으로 형성하고, 제1,제2스플라인(31,33)을 육각형으로 형성시킬 수 있으며, 요크의 사용 용도에 따라 샤프트(30)의 외면을 원형, 오각형, 32각형 등으로 형성할 수 있으며, 또한 제1,제2스플라인(31,33)도 오각형, 32각형 등의 여러 형상으로 형성할 수 있다.

도 3k 및 도 11에 도시된 바와 같이 드릴링단계(S90)는 관통홀(26) 내부에 플로워드릴을 사용하여 드릴링하여 관통홀(26) 내부로 진입되는 플로워드릴의 진입부와 접촉되는 마찰열에 의해 상하측으로 부풀어 올라오게 되어 제1너클부(21)의 내면과 외면으로 연이어 돌출되는 지지리브(27)를 형성하여 베어링결합공(28)을 형성한다.

본 발명의 요크 제조 방법은 중공의 파이프를 압출성형, 트리밍 및 피어싱을 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 있고, 샤프트와 테이퍼관 경계부분에 스플라인을 두 번 형성하여 테이퍼관의 경계부분에 형성된 스플라인을 균일하게 성형할 수 있다.

Claims

주동축의 동력을 종동축에 전달하기 위한 요크 제조 방법에 있어서,

중공의 파이프를 절단하여 중공의 본체부를 형성하는 본체부 형성단계;

상기 중공의 본체부를 상기 중공의 본체부의 외경과 동일한 직경을 갖는 대경부와 대경부 보다 상대적으로 직경이 작은 소경부와 테이퍼부를 갖는 제1다이스에 삽입하여 상기 중공의 본체부의 외경과 동일한 직경의 복수개의 너클부를 갖는 너클통체부와 상기 너클통체부 보다 상대적으로 작은 직경의 샤프트와 테이퍼관을 형성하는 제1압출성형단계;

상기 복수개의 너클부들 중 적어도 상호 대향되는 한 쌍의 제1너클부를 제외한 나머지 제2너클부들을 트리밍하여 제거하는 트리밍단계;

상기 제1너클부의 외면과 내면을 관통하는 관통홀을 형성하는 피어싱단계;

상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 상기 테이퍼관의 경계부분의 내면에 스플라인을 형성하는 스플라인 성형단계; 및

상기 관통홀 내부에 드릴을 사용하여 상기 제1너클부의 내면과 외면으로 연이어 돌출되는 지지리브를 갖는 베어링결합공을 형성하는 드릴링단계를 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 요크 제조 방법은 상기 제1너클부의 단면적이 상기 트리밍에 의해 제거된 제2너클부들의 단면적 보다 상대적으로 넓게 형성되도록 상기 제1압출성형단계 후 다시 상기 본체부를 압출성형하는 제2압출성형단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1너클부는 "ㄷ"자 형상을 가지고, 상기 제2너클부는 원호형상을 갖는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 요크 제조 방법은 상기 트리밍단계 후 상기 제1너클부 상단의 단부를 트리밍하여 만곡부를 형성하는 만곡부 형성단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 요크 제조 방법은 트리밍단계시 상기 제1너클부의 양측면부에 생성된 덧살을 상기 제1너클부의 내부쪽으로 말려지도록 다듬질하는 다듬질 성형단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 스플라인 성형단계는 소경부와 테이퍼부가 형성된 제2다이스에 상기 제1너클부를 갖는 샤프트를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 코아에 의해 상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부분의 내면에 스플라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 스플라인 성형단계는

소경부와 테이퍼부가 형성된 제2다이스에 상기 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 코아에 의해 상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부분의 내면에 제1스플라인을 형성하는 제1스플라인 성형단계; 및

상기 제2다이스의 테이퍼부 보다 상대적으로 작은 테이퍼부를 가지는 제3다이스에 상기 제1스플라인이 형성된 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 진입시켜 외주면에 세레이션부가 형성된 멘드렐에 의해 상기 샤프트의 내면과 상기 테이퍼관의 경계부분의 내면에 제2스플라인을 형성하는 제2스플라인 성형단계를 구비한 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제1스플라인 성형단계는 상기 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트가 진입되는 소경부와 테이퍼부를 갖는 제2다이스와, 선단부 외주면에 세레이션부가 형성되어 상기 샤프트가 진입되는 코아와, 상기 샤프트를 상기 제 2다이스 및 코아에 진입되도록 가압시키는 제1펀치블럭과, 상기 코아 및 제2다이스로부터 상기 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 분리시키기 위한 상기 코아에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제1스트리퍼와 상기 제1스트리퍼를 상기 샤프트가 이탈되는 방향으로 밀어내는 제1이젝터핀을 구비하여 상기 샤프트의 내면과 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부분 내면에 제1스플라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 제2스플라인 성형단계는 상기 제1스플라인이 성형된 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트가 진입되는 제3다이스와, 상기 제1너클부를 갖는 샤프트를 상기 제3다이스에 가압하여 진입시키는 제2펀치블럭과, 상기 제3다이스 내부에 승강가능하게 마련되고 선단 외주면에 세레이션부가 형성되며 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부근까지 진입되는 멘드렐과, 상기 멘드렐에 슬라이딩가능하게 결합되는 제2스트리퍼와, 상기 제2스트리퍼를 연동하여 상기 멘드렐로부터 제1너클부가 일체로 형성된 샤프트를 이젝팅시키는 제2이젝터핀과, 상기 멘드렐을 상기 제1너클부를 갖는 샤프트의 이젝팅방향으로 탄성바이어스시키는 탄성수단을 구비하여 상기 샤프트와 테이퍼관의 경계부분 내면에 제2스플라인을 형성하는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 샤프트가 진입되는 제2,제3다이스의 중앙부분과 상기 코아와 멘드렐의 세레이션부를 육각형으로 형성하여 상기 샤프트의 외면을 육각형상으로 형성하고, 상기 제1,제2스플라인을 육각형으로 형성시키는 것을 특징으로 하는 요크 제조 방법.