KR101464856B1 - 드라이브 샤프트의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

드라이브 샤프트의 제조 방법은 제1 강도를 갖는 금속관의 일측을 축관시켜 제1 샤프트부를 형성하는 단계; 상기 제1 샤프트부와 일체로 형성된 상기 금속관의 중앙부를 인발하여 상기 중앙부의 두께를 감소시키는 인발 단계; 상기 금속관의 상기 일측과 대향 하는 타측의 내측면을 일정 길이로 열처리하여 상기 금속관의 상기 타측의 내측면에 상기 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하는 단계; 및 상기 강도 감소부가 형성된 상기 금속관을 축관 시켜 상기 중앙부의 형상 변형 없이 제2 샤프트부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 샤프트부는 상기 금속관 중 상기 강도 감소부가 형성된 부분을 상기 금속관의 축 방향과 수직한 방향으로 압축력을 가하여 형성된다.

Description

드라이브 샤프트의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING DRIVING SHAFT}

본 발명은 드라이브 샤프트의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 금속관을 축관하여 스플라인을 형성하는 부분을 형성할 때 축관 도중 발생 되는 금속관의 휨, 형상 변형을 방지하며 무게 감소, 진동 발생 억제, 생산 코스트 감소 및 생산 설비 투자를 크게 감소 시키며, 금속관을 축관하는 도중 축의 휨을 방지하는 드라이브 샤프트의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 후륜, 4륜 구동 차량의 경우, 차량의 엔진 출력은 트랜스미션 및 트랜스미션에 연결된 드라이브 샤프트를 통해 차량의 디퍼렌셜 기어에 전달되고, 차량은 디퍼렌셜 기어를 통해 차량의 후륜에 전달된 동력에 의하여 후륜 구동 방식으로 주행된다.

일반적으로 트랜스미션의 동력을 디퍼렌셜 기어로 전달하는 드라이브 샤프트에 인가되는 비틀림 응력은 드라이브 샤프트의 표면에 집중되기 때문에 강도를 유지하면서 차량의 중량을 감소시키기 위해 중공 드라이브 샤프트(Tubular drive shaft)가 널리 사용되고 있다.

드라이브 샤프트는 드라이브 샤프트의 양쪽에 동력 전달을 위한 스플라인(spline)이 형성하기 위해 축관된 후박한 축관부를 갖고, 드라이브 샤프트의 중량을 감소시키기 위해 축관부들 사이는 축관부에 비하여 상대적으로 얇은 두께로 형성된다.

이와 같은 드라이브 샤프트의 구조를 구현하기 위한 제조 방법은 금속관의 일측단을 축관한 후 일측단과 대향하는 타측단을 다시 축관하고, 축관된 양쪽 부분을 고정한 후 인발 공정을 통해 인발을 수행하여 드라이브 샤프트가 제조된다.

그러나, 드라이브 샤프트의 일측단을 축관한 후 일측단과 대향 하는 타측단을 다시 축관 할 때, 축관 되는 부분 및 축관 되지 않는 부분이 동일한 강도를 갖기 때문에 축관 도중 축관 되지 않는 부분이 휘거나 형상 변형되는 불량이 발생 된다.

축관 중 불량이 발생 된 드라이브 샤프트는 재생이 어렵기 때문에 전량 폐기되어야 하는 문제점을 갖는다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 2012년 02월 14일자로 특허 제10-2012-0014634호의 "드라이브 샤프트의 제조 방법"이 출원되어 2012년 11월 05일자로 등록된 등록특허 제10-1199797호에는 금속관의 타측의 내측면을 일정 길이로 열처리하여 금속관의 타측의 내측면에 금속관의 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하고 강도 감소부가 형성된 금속관을 축관 시켜 중앙부의 형상 변형 없이 드라이브 샤프트를 형성하는 기술이 개시되어 있다.

상기 등록특허에서는 강도 감소부가 형성된 금속관을 직경이 점차 작아지는 다수개의 축관 형틀을 이용하여 축관을 수행한다.

그러나, 이와 같이 직경이 점차 작아지는 다수개의 축관 형틀을 이용하여 강도 감소부가 형성된 금속관의 직경을 감소시킬 경우, 제조 시간이 지나치게 증가되고, 다수개의 축관 형틀을 이용해야 하기 때문에 축관 장치가 매우 큰 면적을 차지하게 된다.

또한, 다수개의 축관 형틀들을 이용하여 축관을 할 경우 금속관의 축 방향으로 힘이 가해지기 때문에 금속관이 축이 뒤틀리거나, 축관된 부분과 축관되지 않는 부분의 축이 일치하지 않는 문제점을 갖는다.

또한, 금속관의 축 방향으로 힘을 가하면서 축관 형틀을 이용하여 축관을 수행하기 때문에 금속관의 축 방향으로 과도한 힘이 가해져 축관된 부분과 축관이 진행되지 않은 부분 사이에서 심각한 크랙이 발생 될 수 있다.

본 발명은 스플라인 등을 형성하기 위해 축관을 수행할 때 축관 공정에 의하여 휨, 형상 변형, 진동 발생, 생산 코스트, 중량 및 제조 공정을 단순화하여 생산 설비 투자를 감소시키고, 축관을 수행하는 축관 장치가 차지하는 면적을 감소시키고, 축관 도중 축 뒤틀림이 발생되는 것을 방지하며, 축관 도중 크랙이 발생되는 것을 방지한 드라이브 샤프트 및 이의 제조 방법을 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일실시예로서, 드라이브 샤프트의 제조 방법은 제1 강도를 갖는 금속관의 일측을 축관시켜 제1 샤프트부를 형성하는 단계; 상기 제1 샤프트부와 일체로 형성된 상기 금속관의 중앙부를 인발하여 상기 중앙부의 두께를 감소시키는 인발 단계; 상기 금속관의 상기 일측과 대향 하는 타측의 내측면을 일정 길이로 열처리하여 상기 금속관의 상기 타측의 내측면에 상기 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하는 단계; 및 상기 강도 감소부가 형성된 상기 금속관을 축관 시켜 상기 중앙부의 형상 변형 없이 제2 샤프트부를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제2 샤프트부는 상기 금속관 중 상기 강도 감소부가 형성된 부분을 상기 금속관의 축 방향과 수직한 방향으로 압축력을 가하여 형성된다.

본 발명에 따른 드라이브 샤프트의 제조 방법에 의하면, 드라이브 샤프트 중 스플라인을 형성하기 위해 축관을 형성하는 부분의 내측면에 열처리 공정에 의하여 선택적으로 강도 감소부를 형성하여 축관을 진행하는 도중 축관되지 않는 부분의 휨, 형상 변형, 깨짐 등을 방지하며, 축관을 수행하는 축관 장치가 차지하는 면적을 감소시키고, 축관 도중 축 뒤틀림이 발생되는 것을 방지하며, 축관 도중 크랙이 발생되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1a는 드라이브 샤프트를 제조하기 위한 금속관을 도시한 단면도이다.
도 1b는 드라이브 샤프트의 일측에 제1 샤프트부를 형성하기 위한 포밍 공정을 도시한 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 금속관의 일측에 제1 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도들이다.
도 3a 및 도 3b는 금속관의 중앙부를 인발 하는 단계를 도시한 단면도들이다.
도 4a는 금속관의 제1 샤프트부와 대향하는 타측의 내경을 국부적으로 열처리하는 것을 도시한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 'A' 부분 확대도이다.
도 5a 내지 도 5d는 강도 보강부가 형성된 금속관에 분할 평 금형을 이용하여 제2 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도 및 사시도들이다.
도 6a 및 도 6b는 강도 보강부가 형성된 금속관에 분할 코어 금형을 이용하여 제2 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도 및 사시도이다.
도 7은 제1 및 제2 샤프트부에 스플라인을 형성한 것을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1a 내지 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이브 샤프트의 제조 공정을 도시한 단면도 및 확대도이다.

도 1a는 드라이브 샤프트를 제조하기 위한 금속관을 도시한 단면도이다.

도 1a를 참조하면, 드라이브 샤프트를 제조하기 위한 금속관(1)은 균일한 내경 및 균일한 외경을 갖는 파이프 형상으로 형성되며, 따라서 금속관(1)은 균일한 두께로 형성된다. 또한, 금속관(1)은 균일한 제1 강도(또는 제1 경도)를 갖는다.

도 1b는 드라이브 샤프트의 일측에 제1 샤프트부를 형성하기 위한 포밍 공정을 도시한 단면도이다.

도 1b를 참조하면, 균일한 두께 및 균일한 제1 강도를 갖는 금속관(1)의 일측에는 후술 될 제1 샤프트부를 형성하기 위한 축관 형틀에 용이하게 삽입될 수 있도록 포밍 공정이 수행되어 금속관(1)의 일측에는 포밍부(2)가 형성된다.

도 2a 내지 도 2e는 금속관의 일측에 제1 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도들이다.

도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 직경이 점차 작아지는 다수개의 축관 형틀(3a,3b,3c,3d,3e)들에 의한 축관 가공에 의하여 금속관(1)의 일측은 단계적으로 외경 및 내경이 감소되고, 이로 인해 도 2e에 도시된 바와 같이 금속관(1)의 일측에는 축관된 제1 샤프트부(4)가 형성된다. 제1 샤프트부(4)는 금속관(1)의 일측의 외경 및 내경을 축관 하는 과정에서 금속관(1)의 두께보다 후박한 두께로 형성된다.

제1 샤프트부(4)는, 예를 들어, 열간 가공 및 온간 가공 중 어느 하나에 의하여 가공될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제1 샤프트부(4)는 후박한 금속관(1)의 일측단을 축관하여 형성되기 때문에 제1 샤프트부(4)를 형성하는 도중 제1 샤프트부(4)가 형성되지 않는 금속관(1)의 휨, 형상 변형 등은 발생 되지 않는다.

도 3a 및 도 3b는 금속관의 중앙부를 인발 하는 단계를 도시한 단면도들이다.

도 3a를 참조하면, 일측에 제1 샤프트부(4)가 형성된 금속관(1)에는 환봉 형상을 갖는 맨드릴(6)이 삽입된다. 맨드릴(6)의 외경은 금속관(1)의 내경보다 작게 형성된다.

맨드릴(6)이 제1 샤프트부(4)가 형성된 금속관(1)에 삽입된 후 인발 형틀(5a)로 맨드릴(6) 및 금속관(1)이 제공되어 금속관(1) 중 제1 샤프트부(4)와 일체로 형성된 부분의 두께는 인발 형틀(5a)에 의하여 감소 되면서 금속관(1)은 1차적으로 인발 된다. 또한, 맨드릴의 형상은 이형화 하여 드라이브 샤프트의 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에서 금속관(1) 중 제1 샤프트부(4)와 대향하는 금속관(1)의 타측은 인발되지 않는다. 이는 금속관(1) 중 제1 샤프트부(4)와 대향 하는 상기 타측에는 제2 샤프트부(4)가 형성되기 때문이다.

이하, 금속관(1) 중 인발 형틀(5a)에 의하여 인발 되어 두께가 감소 된 부분을 중앙부(7)로서 정의하기로 한다.

도 3b를 참조하면, 금속관(1)의 중앙부(7)가 인발 형틀(5a)에 의하여 1차적으로 인발 된 후, 금속관(1)의 중앙부(7)에는 중앙부(7)의 내경 보다 작은 외경을 가는 맨드릴(8)이 다시 삽입되고, 금속관(1)의 중앙부(7)는 새로운 인발 형틀(5b)에 의하여 2차적으로 인발 된다.

2차적으로 인발 된 금속관(1)의 중앙부(7)는 요구되는 외경 및 요구되는 두께로 형성되며, 금속관(1)의 중앙부(7)의 두께는 인발 되지 않은 금속관(1)의 두께 및 제1 샤프트부(4)에 비하여 상대적으로 얇게 형성된다. 금속관(1)의 중앙부(7)는 제1 샤프트부(4)와 동일하게 제1 강도(또는 제1 경도)로 형성된다.

도 4a는 금속관의 제1 샤프트부와 대향하는 타측의 내경을 국부적으로 열처리하는 것을 도시한 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 'A' 부분 확대도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 금속관(1)에 제1 샤프트부(4) 및 인발 공정을 수행한 후 금속관(1) 중 제1 샤프트부(4)와 대향하는 타측에는 제1 샤프트부(4)와 유사한 후술 될 제2 샤프트부가 형성된다.

제2 샤프트부를 형성하기 위해서는 금속관(1)의 상기 타측을 축관해야 하는데 인발 공정에 의하여 금속관(1)의 중앙부의 두께가 얇아진 상태에서 금속관(1)의 상기 타측을 축관 형틀을 이용하여 축관할 경우 중앙부에 휨, 형상 변형 또는 깨짐이 발생 될 수 있다.

이와 같은 불량의 원인은 금속관(1) 중 인발에 의하여 두께가 얇아진 중앙부 및 제2 샤프트부가 형성될 부분이 모두 동일하게 제1 강도(또는 제1 경도)를 갖기 때문이다.

본 발명의 일실시예에서는 금속관(1) 중 제1 샤프트부(4)와 대향하는 금속관(1)의 상기 타측의 내측면에 제2 샤프트부를 형성하기 위해 열처리 공정이 수행되며 이로 인해 금속관(1)의 상기 타측의 내측면에는 강도 감소부(9)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 금속관(1)의 상기 타측의 내측면에 열처리 공정에 의하여 형성된 강도 감소부(9)는 제2 샤프트부를 형성하기에 적합한 길이로 형성되며, 강도 감소부(9)는 금속관(1)의 내측면을 따라 형성된다.

예를 들어, 강도 감소부(9)를 형성하기 위한 열처리 공정은 고주파를 이용하는 고주파 열처리 공정을 포함할 수 있으며, 열처리 공정에서 열처리 조건은 금속관(1)을 이루는 소재에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서는 고주파 열처리에 의하여 금속관(1) 중 제2 샤프트부가 형성될 금속관(1)의 내측면에 풀림(annealing) 열처리를 하여 강도 감소부(9)를 형성한다.

본 발명의 일실시예에서, 강도 감소부(9)의 두께는 금속관(1)의 전체 두께 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하며, 강도 감소부(9)의 두께는 금속관(1)의 재질 특성에 따라 서로 다르게 형성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 금속관(1)의 내측면 중 제2 샤프트부가 형성될 부분에 선택적으로 강도 감소부(9)를 형성할 경우, 제2 샤프트부가 형성될 부분은 인발 가공된 금속관(1)의 중앙부의 제1 강도(또는 제1 경도) 보다 낮은 제2 강도(또는 제2 경도)를 갖게 된다.

금속관(1) 중 제2 샤프트부가 형성될 부분에 강도 감소부(9)를 형성한 후 제2 샤프트부를 형성할 경우, 제2 샤프트부가 형성될 부분의 강도가 감소되어 보다 쉽게 가공될 뿐만 아니라 제2 샤프트부가 형성되지 않는 부분의 휨, 형상 변형 및 깨짐을 방지할 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 강도 보강부가 형성된 금속관에 분할 평 금형을 이용하여 제2 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도 및 사시도들이다.

도 5a 및 도 5b는 강도 보강부(9)가 내측에 형성된 금속관(1)의 축관을 수행하기 이전 상태를 도시한 단면도 및 사시도이다. 도 5c 및 도 5d는 강도 보강부(9)가 내측에 형성된 금속관(1)의 축관을 수행한 후 상태를 도시한 단면도 및 사시도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)의 축관을 수행하기 위해서 강도 보강부(9)와 대응하는 금속관(1)의 외주면에는 상호 마주하게 배치된 한 쌍의 분할 평 금형(9a, 9b)들이 배치된다.

한 쌍의 분할 평 금형(9a,9b)들은 금속관(1)과 마주하지 않은 각 외측면은 상호 평행하게 배치되며, 분할 평 금형(9a,9b)들 중 금속관(1)과 접촉되는 각 내측면들은 각 외측면에 대하여 경사지게 형성된다.

한 쌍의 분할 평 금형(9a,9b)들 중 어느 하나의 분할 평 금형(9a)은 제1 방향(FD)으로 내측면이 금속관(1)과 접촉된 상태로 이동되고, 한 쌍의 분할 평 금형(9a,9b)들 중 나머지 하나인 분할 평 금형(9b)은 제1 방향(FD)과 반대 방향인 제2 방향(SD)으로 내측면이 금속관(1)과 접촉된 상태로 이동된다.

이때, 분할 평 금형(9a,9b)들은 상호 간격이 벌어지거나 좁혀지지 않고 수평 상태로 이동된다.

도 5c 및 도 5d를 참조하면, 분할 평 금형(9a,9b)들이 제1 방향(FD) 및 제2 방향(SD)으로 이동됨에 따라 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)에는 분할 평 금형(9a,9b)에 의하여 축 방향과 수직한 압축력을 받게 되고 이로 인해 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)은 축 방향과 수직한 압축력에 의하여 축관 되고, 이로 인해 도 5d에 도시된 바와 같이 금속관(1)의 상기 타측에는 축관된 제2 샤프트부(10)가 형성된다.

본 발명의 일실시예에서, 분할 평 금형(9a,9b)들을 이용하여 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)을 축관함으로써 복수개의 축관 형틀을 이용하여 축관을 수행할 때에 비하여 축관 장치가 차지하는 면적을 크게 감소시키고, 축관 도중 금속관(1)의 축 뒤틀림이 발생 되는 것을 방지하며, 축관 도중 축관이 진행되는 부분과 축관이 진행되지 않는 부분의 경계에 크랙이 발생되는 것을 방지한다.

한편, 제2 샤프트부(10)는 금속관(1)의 상기 타측의 외경 및 내경을 분할 평 금형(9a,9b)를 이용하여 축관 하는 과정에서 금속관(1)의 중앙부의 두께보다 후박한 두께로 형성된다.

분할 평 금형(9a,9b)에 의하여 형성된 제2 샤프트부(10)는, 예를 들어, 열간 가공 및 온간 가공 중 어느 하나에 의하여 가공될 수 있다.

본 발명의 일실시예에서, 제2 샤프트부(10)는 상대적으로 얇은 두께로 형성된 금속관(1)의 중앙부의 제1 강도(또는 제1 경도) 보다 낮은 제2 강도(또는 제2 경도)로 형성되기 때문에 제2 샤프트부(10)를 형성하는 도중 금속관(1)의 중앙부의 휨, 형상 변형 등은 발생 되지 않는다.

한편, 금속관(1)의 중앙부의 휨, 형상 변형, 깨짐 등을 방지하기 위하여 제2 샤프트부(10)의 내측면에 강도 감소부(9)를 형성할 경우, 제2 샤프트부(10)의 강도가 낮아져서 제2 샤프트부(10)가 큰 응력에서 파손될 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 강도 감소부(9)를 형성 및 강도 감소부(9)를 이용하여 제2 샤프트부(10)를 형성한 후에는 제1 샤프트부(4), 제1 샤프트부(4)와 일체로 형성된 금속관(1)의 중앙부, 상기 중앙부와 일체로 형성된 제2 샤프트부(10)를 함께 다시 열처리한다.

열처리 공정은 고주파 열처리 공정을 통해 수행될 수 있고, 열처리 공정에 의하여 제1 샤프트부(4), 상기 중앙부 및 제2 샤프트부(10)의 강도는 증가 된다.

도 6a 및 도 6b는 강도 보강부가 형성된 금속관에 복수개의 분할 코어 금형을 이용하여 제2 샤프트부를 형성하는 과정을 도시한 단면도 및 사시도이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)의 축관을 수행하기 위해서 강도 보강부(9)와 대응하는 금속관(1)의 외주면에는 금속관(1)의 외주면과 상호 마주하게 배치된 복수개의 분할 코어 금형(9c, 9d, 9e)들이 배치된다.

분할 코어 금형(9c, 9d, 9e)들은, 예를 들어, 3 개로 이루어지며, 분할 코어 금형(9c, 9d, 9e)들의 내측면은 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)의 외주면과 접촉된다.

분할 코어 금형(9c, 9d, 9e)들은 금속관(1)의 외주면에 금속관(1)의 축방향에 대하여 수직한 방향으로 압축력을 가하여 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)을 축관시킨다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에서, 복수개의 분할 코어 금형(9c,9d,9e)들을 이용하여 강도 보강부(9)가 형성된 금속관(1)을 축관함으로써 복수개의 축관 형틀을 이용하여 축관을 수행할 때에 비하여 축관 장치가 차지하는 면적을 크게 감소시키고, 축관 도중 금속관(1)의 축 뒤틀림이 발생 되는 것을 방지하며, 축관 도중 축관이 진행되는 부분과 축관이 진행되지 않는 부분의 경계에 크랙이 발생되는 것을 방지한다.

본 발명의 일실시예에서, 복수개의 분할 코어 금형(9c,9d,9e)들을 이용하여 금속관(1)을 축관할 때, 금속관(1) 및/또는 분할 코어 금형(9c,9d,9e)들은 회전하면서 축관될 수 있다.

도 7은 제1 및 제2 샤프트부에 스플라인을 형성한 것을 도시한 단면도이다.

도 7을 참조하면, 도 5a 내지 도 5d 또는 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 분할 평 금형(9a,9b) 또는 분할 코어 금형(9c,9d,9e)을 이용하여 제2 샤프트부(10)가 형성되면, 제1 샤프트부(4)의 외주면 및 제2 샤프트부(10)의 외주면에 각각 스플라인(12a, 12b)을 형성한 후 다양한 선삭 가공 및 도장 공정을 수행하여 드라이브 샤프트가 제조된다.

비록 본 발명의 일실시예에서는 도 1a 내지 도 7에 도시된 바와 같이 금속관의 일측단에 제1 샤프트부를 형성하고, 제1 샤프트부 및 맨드릴을 이용하여 인발 공정을 수행한 후 제1 샤프트부와 대향하는 금속관의 타측 내측면에 강도 감소부를 형성한 후 강도 감소부가 형성된 금속관에 분할 평 금형 또는 분할 코어 금형을 이용하여 제2 샤프트부를 형성한 것이 도시 및 설명되고 있다.

도 1a 내지 도 7에 도시된 드라이브 샤프트의 제조 방법은 드라이브 샤프트의 양쪽에 스플라인이 각각 형성된 구조에 특히 적합하다.

그러나, 드라이브 샤프트는 어느 한쪽에만 스플라인이 형성되는 구조도 가질 수 있는 바, 이와 같이 어느 한쪽에만 스플라인이 형성되는 구조에서는 균일한 두께 및 제1 강도를 갖고 일측으로부터 소정 길이로 형성된 축관 영역이 형성된 금속관을 마련하고, 축관 영역의 내측면을 열처리하여 축관 영역에 상기 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하는 열처리 공정을 수행한 후 강도 감소부가 형성된 금속관의 축관 영역을 분할 평 금형 또는 분할 코어 금형을 이용하여 축관시켜 금속관의 휨 없이 상기 금속관에 축관 된 샤프트부를 형성하여 드라이브 샤프트를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 도 1a 내지 도 7에 도시된 드라이브 샤프트의 제조 방법에서는 금속관에 제1 샤프트부를 형성하고, 인발 공정을 수행한 후 제2 샤프트부가 형성될 위치에 열처리 공정을 수행하는 것이 도시 및 설명되고 있으나, 금속관의 내측면의 열처리 공정은 제1 샤프트부를 형성하기에 앞서 수행, 인발 공정을 수행하기에 앞서 수행되어도 무방하다. 즉, 열처리 공정은 제2 샤프트부를 형성하기 이전 단계 중 어느 하나의 단계에서 수행하여도 무방하다.

또한, 도 1a 내지 도 7에 도시된 드라이브 샤프트의 제조 방법에서는 제1 샤프트, 중앙부 및 제2 샤프트부를 전체적으로 다시 열처리하는 것이 도시 및 설명되고 있지만, 이와 다르게, 강도 감소부가 형성된 제2 샤프트부의 강도를 증가시키기 위해 제2 샤프트부만 선택적으로 열처리를 하여도 무방하다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 드라이브 샤프트 중 스플라인을 형성하기 위해 축관을 형성하는 부분의 내측면에 열처리 공정에 의하여 선택적으로 강도 감소부를 형성하여 축관을 진행하는 도중 축관되지 않는 부분의 휨, 형상 변형, 깨짐 등을 방지하며, 축관을 수행하는 축관 장치가 차지하는 면적을 감소시키고, 축관 도중 축 뒤틀림이 발생되는 것을 방지하며, 축관 도중 크랙이 발생되는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

1...금속관 2...포밍부
3a,3b,3c,3d,3e...축관 형틀 4...제1 샤프트부
7...중앙부 6,8...맨드릴
9...강도 감소부 9a, 9b...분할 평 금형
9c,9d,9e...분할 코어 금형 10...제2 샤프트부
12a,12b...스플라인

Claims (8)

1. 제1 강도를 갖는 금속관의 일측을 축관시켜 제1 샤프트부를 형성하는 단계;
   상기 제1 샤프트부와 일체로 형성된 상기 금속관의 중앙부를 인발하여 상기 중앙부의 두께를 감소시키는 인발 단계;
   상기 금속관의 상기 일측과 대향 하는 타측의 내측면을 일정 길이로 열처리하여 상기 금속관의 상기 타측의 내측면에 상기 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하는 단계; 및
   상기 강도 감소부가 형성된 상기 금속관을 축관 시켜 상기 중앙부의 형상 변형 없이 제2 샤프트부를 형성하는 단계를 포함하며,
   상기 제2 샤프트부는 상기 금속관 중 상기 강도 감소부가 형성된 부분을 상기 금속관의 축 방향과 수직한 방향으로 압축력을 가하여 형성되고,
   상기 제2 샤프트부는 상기 금속관의 외주면에 접촉되는 경사면을 갖는 분할 평 금형들을 서로 다른 방향으로 이동시켜 상기 금속관의 외주면에 상기 축 방향과 수직한 방향으로 상기 압축력을 가하여 형성되는 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
2. 삭제
3. 제1 강도를 갖는 금속관의 일측을 축관시켜 제1 샤프트부를 형성하는 단계;
   상기 제1 샤프트부와 일체로 형성된 상기 금속관의 중앙부를 인발하여 상기 중앙부의 두께를 감소시키는 인발 단계;
   상기 금속관의 상기 일측과 대향 하는 타측의 내측면을 일정 길이로 열처리하여 상기 금속관의 상기 타측의 내측면에 상기 제1 강도보다 낮은 제2 강도를 갖는 강도 감소부를 형성하는 단계; 및
   상기 강도 감소부가 형성된 상기 금속관을 축관 시켜 상기 중앙부의 형상 변형 없이 제2 샤프트부를 형성하는 단계를 포함하며,
   상기 제2 샤프트부는 상기 금속관 중 상기 강도 감소부가 형성된 부분을 상기 금속관의 축 방향과 수직한 방향으로 압축력을 가하여 형성되고,
   상기 제2 샤프트부는 상기 금속관의 외주면에 접촉되는 복수개의 분할 코어 금형들을 상기 금속관의 상기 축 방향과 수직한 방향으로 상기 금속관의 외주면에 압축력을 가하여 형성되는 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 인발 단계는
   상기 제1 샤프트부가 형성된 금속관에 맨드릴을 삽입하는 단계; 및
   상기 맨드릴이 삽입된 상기 금속관을 인발 금형에 삽입하여 상기 중앙부의 두께를 감소시키는 단계를 포함하는 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 열처리 단계는 상기 금속관의 상기 타측의 내측면에 고주파를 제공하는 고주파 열처리 단계를 포함하는 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 샤프트부들을 형성하는 각 단계들에서, 상기 제1 및 제2 샤프트부들은 열간 가공 및 온간 가공 중 어느 하나에 의하여 형성되는 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 금속관의 내측면으로부터 열처리 된 상기 강도 감소부의 두께는 상기 금속관의 두께 이하로 형성된 드라이브 샤프트의 제조 방법.
   
8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   제2 샤프트부를 형성하는 단계 이후, 상기 제1 샤프트부, 상기 중앙부 및 상기 제2 샤프트부를 다시 열처리하는 단계를 더 포함하는 드라이브 샤프트의 제조 방법.

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