KR102273435B1 - Motor shaft manufacturing method - Google Patents

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이상협
권익환
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Abstract

The present invention is to provide a method for manufacturing a motor shaft, which can produce a motor shaft that can be used in a powertrain for an ultra-small electric vehicle with high process efficiency at a low cost compared to a conventional method. The method for manufacturing a motor shaft according to an embodiment of the present invention includes the steps of: drawing a hollow material; processing the outer surface of the hollow material; processing the inner surface of the hollow material; and thermally treating the hollow material.

Description

모터 샤프트 제조 방법{Motor shaft manufacturing method}Motor shaft manufacturing method

본 발명은 모터 샤프트 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세히 종래에 비해 적은 비용으로 높은 공정효율을 가지고, 초소형 전기 자동차용 파워트레인에 사용될 수 있는 모터 샤프트를 생산할 수 있는, 모터 샤프트 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor shaft manufacturing method, and more particularly, to a motor shaft manufacturing method capable of producing a motor shaft that can be used in a powertrain for an ultra-small electric vehicle with high process efficiency at a low cost compared to the prior art.

전기차는 모터가 발휘하는 구동력에 의해 차량을 주행시키도록 구성된다. 모터는 그 출력 특성이 엔진과 달리 저속에서도 우수한 토크를 발휘할 수 있고 내연기관인 엔진에 비해 상대적으로 넓은 속도 범위에서 높은 효율을 발휘할 수 있는 장점이 있어서, 별도의 변속기 없이 모터만으로 또는 간단한 감속기를 조합하는 것만으로도 일반적인 차량의 주행특성을 달성하도록 하는 것이 가능하다.The electric vehicle is configured to drive the vehicle by the driving force exerted by the motor. The motor has the advantage of being able to exert excellent torque even at low speeds unlike the engine in its output characteristics and exhibiting high efficiency in a relatively wide speed range compared to the engine, which is an internal combustion engine. It is possible to achieve the driving characteristics of a general vehicle only by itself.

이와 같은 전기차에서 바퀴에 동력을 제공하는 파워트레인의 경우, 하우징과 하우징의 내측에서 회전 가능하게 제공되는 모터 샤프트를 포함한다. 이때, 모터 샤프트는 내측이 비어있는 중공 구조로, 외측 둘레의 일부 구간에는 기어가 형성된 구조로 제공될 수 있다.In the case of a power train that provides power to the wheels in such an electric vehicle, it includes a housing and a motor shaft rotatably provided inside the housing. In this case, the motor shaft may have a hollow structure with an empty inside, and a gear structure may be provided in some sections of the outer circumference.

특허문헌1: 대한민국등록특허공보 제10-0677643호Patent Document 1: Republic of Korea Patent Publication No. 10-0677643

본 발명은 종래에 비해 적은 비용으로 높은 공정효율을 가지고, 초소형 전기 자동차용 파워트레인에 사용될 수 있는 모터 샤프트를 생산할 수 있는, 모터 샤프트 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a motor shaft manufacturing method capable of producing a motor shaft that can be used in a powertrain for an ultra-small electric vehicle with high process efficiency at a low cost compared to the prior art.

본 발명의 일 측면에 따르면, 중공 소재를 인발 가공하는 단계; 상기 중공 소재를 외면 가공하는 단계; 상기 중공 소재를 내면 가공하는 단계; 및 상기 중공 소재를 열처리하는 단계를 포함하는 모터 샤프트 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the method comprising: drawing a hollow material; processing the outer surface of the hollow material; processing the inner surface of the hollow material; And there may be provided a motor shaft manufacturing method comprising the step of heat-treating the hollow material.

또한, 상기 중공 소재는 상기 인발 가공에 의해 치절 가공되어, 길이 방향에 수직한 외측 둘레 방향으로 기어가 형성될 수 있다.In addition, the hollow material may be chiseled by the drawing process to form a gear in an outer circumferential direction perpendicular to the longitudinal direction.

또한, 상기 외면 가공은 상기 중공 소재의 길이 방향 중 적어도 하나 이상의 영역에 대해서는 생략된 상태로 수행될 수 있다.In addition, the outer surface processing may be performed in an omitted state for at least one region in the longitudinal direction of the hollow material.

또한, 상기 인발 가공 후, 상기 외면 가공 단계에 앞서 상기 중공 소재가 제조 대상 모터 샤프트에 대응되는 길이를 갖도록 양단면이 가공되는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the drawing process, before the outer surface processing step, the method may further include processing both end surfaces so that the hollow material has a length corresponding to the manufacturing target motor shaft.

또한, 상기 열처리 후, 상기 중공 소재의 외면을 연삭 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the heat treatment, the method may further include grinding the outer surface of the hollow material.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 종래에 비해 적은 비용으로 높은 공정효율을 가지고, 초소형 전기 자동차용 파워트레인에 사용될 수 있는 모터 샤프트를 생산할 수 있는, 모터 샤프트 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there can be provided a method of manufacturing a motor shaft, which can produce a motor shaft that can be used in a powertrain for an ultra-small electric vehicle with high process efficiency at a low cost compared to the prior art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 샤프트 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 중공 소재의 인발 공정을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 모터 샤프트를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a motor shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating a drawing process of a hollow material.
3 is a view showing a motor shaft manufactured according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes of elements in the drawings are exaggerated to emphasize a clearer description.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 샤프트 제조 방법을 나타내는 도면이고, 도 2는 중공 소재의 인발 공정을 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 제조된 모터 샤프트를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a method of manufacturing a motor shaft according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a conceptual diagram showing a drawing process of a hollow material, and FIG. 3 is a view showing a motor shaft manufactured according to an embodiment of the present invention It is a drawing.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 모터 샤프트가 제조되는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the motor shaft will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .

본 발명에 따라 제조되는 모터 샤프트는 초소형 전기차의 부품으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 초소형 전기차에서 바퀴의 구동을 위한 동력 전달부로서의 파워트레인의 경우, 하우징과 하우징의 내측에 위치되는 모터 샤프트로 구성될 수 있다. 이 때, 모터 샤프트의 일단은 모터 또는 기어 박스 측에 위치되고, 타단에는 바퀴 측에 위치될 수 있다. 그리고, 모터, 기어 박스는 하우징의 내측에 수용되는 구조로 제공될 수 있다.The motor shaft manufactured according to the present invention can be used as a part of a miniature electric vehicle. Specifically, in the case of a power train as a power transmission unit for driving a wheel in an ultra-small electric vehicle, it may be composed of a housing and a motor shaft positioned inside the housing. At this time, one end of the motor shaft may be located on the motor or gearbox side, and the other end may be located on the wheel side. In addition, the motor and the gear box may be provided in a structure accommodated inside the housing.

먼저, 중공 소재(HM)가 인발 가공 장치(A)에 의해 인발 가공된다(S10). 인발 가공에 사용되는 중공 소재(HM)는 금속성 소재로 내측 중앙 영역이 길이 방향을 따라 비어 있는 배관 구조로 제공된다. 중공 소재(HM)는 인발 가공에 의해 치절 가공되어, 중공 소재(HM)에는 길이 방향에 수직한 외측 둘레 방향으로 기어(GT)가 형성된다.First, the hollow material HM is drawn by the drawing apparatus A (S10). The hollow material (HM) used in the drawing process is a metallic material and is provided as a piping structure in which the inner central region is empty along the longitudinal direction. The hollow material HM is subjected to tooth cutting by drawing processing, and the gear GT is formed in the hollow material HM in an outer circumferential direction perpendicular to the longitudinal direction.

이후, 중공 소재(HM)는 제조 대상 모터 샤프트에 대응되는 길이를 갖도록, 양단면이 가공된다(S20). 이 때, 인발 가공되는 중공 소재(HM)가 복수의 모터 샤프트 이상의 길이를 갖는 경우, 절단된 후, 양단면에 대해 가공이 이루어 질 수 있다. 또한, 양단면 가공과 함께 양측 센터 기준면이 가공될 수 있다.Thereafter, both end surfaces of the hollow material HM are processed to have a length corresponding to the manufacturing target motor shaft (S20). At this time, when the hollow material HM to be drawn has a length greater than or equal to a plurality of motor shafts, after being cut, processing may be performed on both end surfaces. In addition, both center reference planes can be machined together with double-sided machining.

이후, 중공 소재(HM)의 외면 가공이 수행된다(S30). 중공 소재(HM)의 외면 가공은 선반을 이용한 선삭 가공으로 수행된다. 이 때, 선삭 가공은 중공 소재(HM)의 길이 방향 중 적어도 하나 이상의 영역에 대해서는 생략된 상태로 수행된다. 이에 따라, 외면 가공이 수행된 이후, 중공 소재(HM)의 외면에 있어 적어도 하나 이상의 영역에는 인발 가공 과정에서 형성된 기어가 위치된다. 중공 소재(HM)의 외면 가공에 있어, 영역별로 선삭되는 두께가 상이한 2개 이상의 영역을 포함할 수 있다. 중공 소재(HM)는 외면 가공에 의해, 길이 방향을 따라 외측 둘레의 형상이 제조하고자 하는 모터 샤프트에 대응되는 형상을 갖게 된다.Then, the outer surface processing of the hollow material (HM) is performed (S30). The outer surface machining of the hollow material (HM) is performed by turning using a lathe. At this time, the turning operation is performed in a state in which at least one region in the longitudinal direction of the hollow material HM is omitted. Accordingly, after the outer surface machining is performed, the gear formed in the drawing process is located in at least one area on the outer surface of the hollow material HM. In the outer surface processing of the hollow material HM, two or more regions having different thicknesses to be turned for each region may be included. The hollow material HM has a shape corresponding to the motor shaft to be manufactured in the shape of the outer periphery along the longitudinal direction by the outer surface processing.

이후, 중공 소재(HM)이 내면 가공이 수행된다(S40). 중공 소재(HM)의 내면 가공은 선반을 이용한 선삭 가공으로 수행된다. 선삭 가공의 두께는 일단에서 타단으로 갈수록 작아지도록 제공되어, 중공 소재(HM)의 내경은 일단에서 타단으로 갈수록 작아 지도록 형성될 수 있다. 중공 소재(HM)는 외면 가공에 의해, 인발 가공 과정에서의 내면 변형이 제거되고, 제조하고자 하는 모터 샤프트에 대응되는 형상을 갖게 된다.Thereafter, the inner surface of the hollow material HM is processed (S40). The inner surface machining of the hollow material (HM) is performed by turning using a lathe. The turning thickness may be provided to decrease from one end to the other end, and the inner diameter of the hollow material HM may be formed to decrease from one end to the other end. The hollow material (HM) has an outer surface processing, the inner surface deformation in the drawing process is removed, and has a shape corresponding to the motor shaft to be manufactured.

이후, 중공 소재(HM)는 열처리 공정이 수행된다(S50). 열처리는 고주파 교류가 흐르는 코일의 내측에 위치시켜, 고주파 유도가열을 통해 이루어 질 수 있다. 이에 따라, 중공 소재(HM)는 기설정 강도를 갖게 된다. 이후, 중공 소재(HM)는 추가적으로 템퍼링 처리될 수 있다.Thereafter, a heat treatment process is performed on the hollow material HM ( S50 ). Heat treatment may be performed through high-frequency induction heating by placing it inside a coil through which high-frequency alternating current flows. Accordingly, the hollow material HM has a preset strength. Thereafter, the hollow material HM may be additionally tempered.

이후, 중공 소재(HM)는 외면 연삭 공정이 수행된다(S6). 외면 연삭 공정에서, 중공 소재(HM)의 외면에는 길이 방향에 수직한 둘레를 따라 비원형을 갖는 구간이 생성되도록 가공될 수 있다. 열처리 공정이 수행된 후, 외면 연삭이 이루어 짐에 따라, 연삭의 정도를 효과적으로 조절할 수 있다. 이에 따라, 중공 소재(HM)는 모터 샤프트로의 제조가 완료된다.Thereafter, the hollow material HM is subjected to an outer surface grinding process (S6). In the external grinding process, the outer surface of the hollow material HM may be machined to create a section having a non-circular shape along a perimeter perpendicular to the longitudinal direction. After the heat treatment process is performed, as the outer surface is ground, the degree of grinding can be effectively controlled. Accordingly, the manufacturing of the hollow material HM into the motor shaft is completed.

본 발명의 실시 예에 따른 모터 샤프트 제조 방법에 따르면, 모터 샤트프가 짧은 공정시간에 생산되고, 공정을 수행하는 비용이 절감된다. 구체적으로, 인발 과정을 통해 기어가 형성되어, 기어의 형성 및 외면 형상의 기본 가공이 하나의 공정으로 수행되어, 공정 시간이 단축되고, 생산성이 크게 향상된다. 또한, 기어 이외의 모터 샤프트의 형상 가공은 대부분 선삭을 통해완료 되어, 공정 시간이 짧아, 생산성이 향상된다.According to the motor shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the motor shaft is produced in a short process time, and the cost of performing the process is reduced. Specifically, the gear is formed through the drawing process, and the formation of the gear and the basic processing of the outer surface shape are performed in one process, thereby reducing the process time and greatly improving the productivity. In addition, most of the shape processing of motor shafts other than gears is completed through turning, which shortens the process time and improves productivity.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The above detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in the specific application field and use of the present invention are possible. Accordingly, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed as including other embodiments.

Claims (5)

중공 소재를 인발 가공하는 단계;
상기 중공 소재가 제조 대상 모터 샤프트에 대응되는 길이를 갖도록 양단면이 가공되는 단계;
상기 중공 소재를 외면 가공하는 단계;
상기 중공 소재를 내면 가공하는 단계;
상기 중공 소재를 열처리하는 단계; 및
상기 중공 소재의 외면을 연삭 가공하는 단계를 포함하되,
상기 중공 소재는 상기 인발 가공에 의해 치절 가공되어, 상기 중공 소재에는 길이 방향에 수직한 외측 둘레 방향으로 기어가 형성되고,
상기 양단면이 가공되는 단계는 양측 센터 기준면이 함께 가공되고,
상기 외면 가공은 상기 중공 소재의 길이 방향 중 적어도 하나 이상의 영역에 대해서는 생략된 상태로 수행되어 상기 중공 소재의 외면에 있어 적어도 하나 이상의 영역에는 상기 인발 가공 과정에서 형성된 기어가 위치되고,
상기 외면 가공 및 상기 내면 가공은 선삭 가공으로 수행되는 모터 샤프트 제조 방법.
drawing the hollow material;
processing both end surfaces so that the hollow material has a length corresponding to a motor shaft to be manufactured;
processing the outer surface of the hollow material;
processing the inner surface of the hollow material;
heat-treating the hollow material; and
Including the step of grinding the outer surface of the hollow material,
The hollow material is chiseled by the drawing process, the hollow material is formed with a gear in the outer circumferential direction perpendicular to the longitudinal direction,
In the step of processing both end surfaces, both center reference surfaces are processed together,
The outer surface processing is performed in a state of being omitted for at least one region in the longitudinal direction of the hollow material, so that the gear formed in the drawing process is located in at least one region on the outer surface of the hollow material,
The motor shaft manufacturing method in which the outer surface processing and the inner surface processing are performed by turning.
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