KR102474930B1 - 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치는 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛, 상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 축관 금형, 및 상기 축관 금형의 양측에 배치되어 상기 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 맨드릴을 포함할 수 있다.

Description

자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법{Drive Shaft for Vehicle, Apparatus for Manufacturing the Same and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공형 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에서는 각종 드라이브 샤프트가 사용된다. 드라이브 샤프트는 크게 중실형(Solid type) 드라이브 샤프트와 중공형(Hollow type) 드라이브 샤프트가 있다.

중실형 드라이브 샤프트의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

중실형 드라이브 샤프트는 중실의 소재를 이용하여 만들어진다. 중실의 소재를 선삭가공, 전조성형, 고주파 열처리하여 드라이브 샤프트를 만든다. 그런데 중실형 드라이브 샤프트는 자동차의 중량을 상승시키고 소음 및 회전 진동이 크다는 단점이 있다.

이러한 중실형 드라이브 샤프트의 단점을 보완하기 위하여 근래에는 중공형 드라이브 샤프트가 많이 사용되고 있다. 중공형 드라이브 샤프트를 제조하는 방식은 크게 용접 방식, 스웨이징(Swaging) 방식, 업셋팅(Upsetting) 방식이 있다.

한편, 드라이브 샤프트의 양단부에는 자동차 바퀴, 트랜스미션 등과 연결되는 각종 부품이 조립된다. 드라이브 샤프트의 양단부에 이러한 부품이 효과적으로 조립되기 위하여, 제조 완료된 중공형 드라이브 샤프트의 양단부에 머시닝 가공, 전조성형 등과 같은 가공(이하 편의상 '후가공'이라 함)이 수행된다.

따라서, 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 머시닝 가공, 전조성형과 같은 후가공이 가능한 두께를 가져야 한다. 또한 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 거기에 결합되는 부품을 지지할 수 있는 강도를 가져야 한다.

결국 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 후가공이 가능한 두께, 결합되는 상대 부품을 지지할 수 있는 강도를 가지는 두께 등과 같은 소정 조건을 만족하여야 한다.

용접 방식을 설명한다.

상술한 양단부의 소정 조건을 만족할 수 있도록 환봉을 단조성형하여 양단부를 제조한다. 제조된 양단부를 중공의 소재에 마찰 용접으로 접합하여 드라이브 샤프트를 만든다.

용접 방식에서는 한 개의 드라이브 샤프트를 만들기 위하여, 3개의 서브 부품이 필요하고, 용접 후에 용접 부위의 비드 컷팅, 연마 공정이 추가되어야 한다는 단점이 있다.

스웨이징 방식 및 업셋팅 방식에서는 한 개의 중공 소재를 사용하여 중공형 드라이브 샤프트를 만든다.

스웨이징 방식에서는 스웨이징에 의하여 중공 소재의 양단부의 두께를 증가(증육)시킨다. (특허공개 제10-2011-0105660호 등)

스웨이징 방식에서는 소재의 양단부의 외경이 줄어들고 두께는 증가한다. 소재의 양단부의 외경이 줄어든 만큼 두께가 두꺼워진다. 그런데, 스웨이징 방식에서는 소재는 외경이 줄어들면서 동시에 길이 방향으로도 늘어나므로, 소재가 길이 방향으로 늘어난 만큼은 두께 증가에 기여하지 않는다.

따라서, 스웨이징 방식에서는 소재의 양단부의 두께를 증가시키는 것이 한계가 있고, 따라서 소망하는 두께를 얻기가 어렵다.

업셋팅 방식에서도 한 개의 중공 소재를 사용하여 중공형 드라이브 샤프트를 만든다. 업셋팅 방식에서는 업셋팅에 의하여 중공 소재의 양단부의 두께를 증가시킨다.(특허공개 제10-2020-0036376호 등)

업셋팅 방식에서는 일반적으로 소재의 양단부의 외경이 커지거나 동일하면서 두께는 증가한다. 업셋팅방식에서는 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많아질 수 있다는 문제가 있다. 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많아지면, 드라이브 샤프트 제조 후의 머시닝 공정 등과 같은 후가공에서 가공시간이 늘어나며 재료의 손실이 커진다는 단점이 있다.

왜냐하면, 업셋팅 가공된 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많으면, 머시닝 가공 등에서 불필요하게 증육된 부분을 선삭해야 하기 때문에 가공 시간의 늘어나고 재료의 손실이 커지게 되기 때문이다.

한국 공개특허공보 제10-2011-0105660호 한국 공개특허공보 제10-2020-0036376호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예의 목적은 소망하는 증육량을 효율적으로 얻을 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 목적은 후가공이 효율적이며 재료의 손실을 줄일 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 목적은 스웨이징 방식 및 업셋팅 방식의 단점을 개선할 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예의 목적은 제조 공정을 간소화할 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로 부터 통상의 기술자에게 이해될 수 있다.

본 발명에서는 축관 단계와 업셋팅 단계를 수행하어, 자동차용 드라이브 샤프트의 양단부를 소망하는 두께로 증육할 수 있다. 즉, 소재의 양단부는 축관 단계에서 1차적으로 증육되고 업셋팅 단계에서 2차적으로 증육된다. 축관 단계와 업셋팅 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.

이를 위하여, 본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치는, 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛; 상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며, 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 축관 금형; 및 상기 축관 금형의 양측에 배치되어 상기 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 맨드릴을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 클램핑 유닛은, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지는 고정금형과, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지며 상기 고정금형에 선택적으로 접촉되는 이동금형을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 축관 금형의 제1입구부 및 제2입구부는 테이퍼질 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 소재의 양단부를 가열하는 가열 유닛을 더욱 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 가열 유닛은, 상기 소재의 양단부로 인출입 가능한 코일과, 상기 코일에 전기적으로 연결되는 고주파 가열기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트는, 상술한 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치에 의하여 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법은, 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 고정 단계; 상기 소재의 양단부를 축관하여, 상기 소재의 양단부를 1차로 증육시키는 축관 단계; 및 상기 소재의 양단부를 업셋팅하여, 상기 소재의 양단부를 2차로 증육시키는 업셋팅 단계를 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 축관 단계는, 상기 소재에 대응하는 홀을 가지는 축관 금형이 상기 소재로 전진하여, 상기 소재의 양단부가 상기 축관 금형의 홀에 삽입되어 수행될 수 있다.

예시적인 실시예에 의하면, 상기 업셋팅 단계는, 맨드릴이 상기 축관 금형의 홀을 통하여 상기 소재로 전진하여 수행될 수 있다.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.

상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계에서 1차적으로 소재의 양단부를 증육하고, 업셋팅 단계에서 2차적으로 소재의 양단부를 증육한다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 소재의 양단부에서 소망하는 증육량을 효과적으로 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 소재의 양단부에서 소망하는 증육량을 효과적으로 얻을 수 있으므로, 불필요한 증육량을 최소화할 수 있다. 따라서, 후가공이 효율적이며 재료의 손실을 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 스웨이징 방식의 단점 즉 소재의 양단부의 증육량의 한계, 업셋팅 방식의 단점 즉 불필요한 증육의 발생을 개선할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계 및 업셋팅 단계를 실질적으로 동시에 수행하여 자동차용 드라이프 샤프트를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 제조 공정을 간소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 가열 유닛의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

아래에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 따라서 본 발명은 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에서는 발명의 이해를 돕기 위하여 특정 구성요소는 과장되거나 축소되어 도시될 수 있으며, 본 발명의 도면에 그려진 형태로 한정되는 것은 아니다.

설명의 번잡을 피하기 위하여, 본 실시예의 구성요소 중에 종래 기술과 동일한 구성요소의 상세한 설명은 생략하며, 본 실시예의 주제와 관련된 내용에 위주로 설명한다.

본 발명은 크게 드라이브 샤프트를 만드는 소재를 가열하는 가열 단계, 소재의 양단부의 두께를 증가시키는 증육 단계를 포함할 수 있다. 증육 단계는 축관 단계 및 업세팅 단계를 포함할 수 있다.

먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법의 가열 단계의 실시예를 설명한다.

가열단계는 소재(3)의 중앙부(32)의 좌우에 위치하는 양단부(34)를 국부적으로 가열하는 공정이다. 소재(3)는 중공의 소재(3)가 사용될 수 있다. 소재(3)는 중공의 환봉, 파이프 등이 사용될 수 있다.

소재(3)의 양단부(34)는 고주파 가열방식으로 가열될 수 있다. 소재(3)의 양단부(34)를 고주파 가열방식으로 가열하기 위하여 고주파 가열유닛이 사용될 수 있다. 고주파 가열유닛은 코일(5), 상기 코일(5)에 연결된 고주파 가열기(미도시)를 포함할 수 있다.

도 1(a)에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 좌우측에 소정거리 이격되어 코일(5)이 위치할 수 있다.

도 1(b)에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열하기 위하여, 코일(5)이 소재(3)의 양단부(34) 방향으로 전진하여 인입될 수 있다.

소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열하므로, 코일(5)은 소재의 중앙부(32)까지는 진입하지 않고, 양단부(34)에 위치할 수 있다.

이 상태에서 고주파 가열기가 동작하면 코일(5)이 발열하여, 소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열할 수 있다. 소재(3)의 양단부(34)의 가열이 완료되면 코일(5)이 후진하여 원래 위치로 복귀할 수 있다.

한편, 가열된 소재(3)의 양단부(34)는 증육 단계에 의하여 두께가 증가될 수 있다. 본 실시예의 증육 단계는 축관 단계 및 업세팅 단계를 포함할 수 있다.

먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 실시예를 설명한다. 이하 증육 단계에 주로 사용되는 제조장치를 편의상 '증육장치'라 한다.

증육장치는 클램핑 유닛(5), 축관 금형(7), 맨드릴(9)을 포함할 수 있다. 클램핑 유닛(5)은 소재(3)가 움직이지 않도록 고정하는 장치히다. 축관 금형(7)은 소재(3)의 양단부(34)를 1차적으로 증육하는 장치이다. 맨드릴(9)은 소재(3)의 양단부(34)를 2차적으로 증육하는 장치이다.

클램핑 유닛(5)의 좌우측에는 소정거리 이격되어 축관 금형(7)이 위치할 수 있다. 축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5) 방향으로 전후진할 수 있다.

축관 금형(7)의 좌우측에는 소정거리 이격되어 맨드릴(9)이 위치할 수 있다. 맨드릴(9)은 축관 금형(7) 방향으로 전후진할 수 있다.

클램핑 유닛(5), 축관 금형(7), 맨드릴(9)을 상세히 설명한다.

클램핑 유닛(5)을 설명한다.

클램핑 유닛(5)은 고정금형(52)과 이동금형(54)을 포함할 수 있다. 고정금형(52)에는 소재(3)가 놓여질 수 있다. 이를 위하여, 고정금형(52)의 상면에는 소재(3)의 형상에 대응하는 홈(522)이 구비될 수 있다. 홈(522)의 단면은 반원형일 수 있다. 홈(522)의 반경은 소재(3)의 반경과 동일할 수 있다.

이동금형(54)은 고정금형(52)으로 접근 또는 후퇴하여 소재(3)를 고정하거나 고정을 해제할 수 있다. 이동금형(54)은 수평, 수직 프레스 방식으로 상하 또는 좌우로 이동할 수 있다. 이동금형(54)의 하면에는 소재(3)의 형상에 대응하는 홈(542)이 구비될 수 있다. 홈(542)의 단면은 반원형일 수 있다. 홈(542)의 반경은 소재(3)의 반경과 동일할 수 있다.

다음으로, 축관 금형(7)을 설명한다.

축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5)의 좌우측에 위치할 수 있으며, 상기 클램핑 유닛(5) 방향으로 전진 또는 후퇴할 수 있다.

축관 금형(7)에는 내부를 관통하는 홀(72)이 구비될 수 있다. 홀(72)은 직경이 작은 원통형일 수 있다. 홀(72)의 방향은 소재(3)의 축방향에 대응할 수 있다. 홀(72)의 직경은 소재(3)의 외경보다 작을 수 있다.

홀(72)의 전방(클램핑 유닛과 인접한 방향)에 있는 제1입구부(74)의 직경은 상기 홀(72)의 직경보다 클 수 있다. 제1입구부(74)는 테이퍼진 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1입구부(74)의 직경은 축관 금형(7)의 안쪽으로 갈수록 작아질 수 있다.

홀(72)의 후방(제1입구부(74)의 반대편)에 있는 제2입구부(76)의 직경은 상기 홀(72)의 직경보다 클 수 있다. 제2입구부(76)는 테이퍼진 형상일 수 있다. 예를 들어, 제2입구부(76)의 직경은 축관 금형(7)의 안쪽으로 갈수록 작아질 수 있다.

맨드릴(9)을 설명한다.

맨드릴(9)은 축관 금형(7)의 좌우측에 위치하며, 상기 축관 금형(7) 방향으로 전진 또는 후퇴할 수 있다.

맨드릴(9)은 몸체부(92)와 상기 몸체부(92)에 연결된 돌출부(94)를 포함할 수 있다. 맨드릴(9)은 이동 방향은 소재(3)의 축방향에 대응할 수 있다. 상기 돌출부(94)의 직경은 소재(3)의 내경보다 작을 수 있다. 상기 몸체부(92)의 직경은 소재(3)의 내경보다 크고, 축관 금형(7)의 홀(72)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다.

도 2 내지 도 5를 참조하여, 드라이브 샤프트의 제조방법의 실시예를 설명한다.

상술한 바와 같이, 코일(5)에 의하여 소재(3)의 양단부(34)가 국부적으로 가열될 수 있다. 양단부(34)가 가열된 소재(3)를 고정하는 고정 단계를 설명한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 클램핑 유닛(5)의 고정금형(52)의 홈(522)에 소재(3)의 중앙부(32)가 놓여질 수 있다. 즉 양단부(34)가 국부적으로 가열된 소재(3)는 고정금형(52)으로 이송되어, 소재(3)의 가열되지 않은 중앙부(32)가 고정금형(52)의 홈(522)에 놓여 질 수 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 이동금형(54)이 고정금형(52) 방향으로 이동하여 소재(3)의 중앙부(32)를 압착 고정할 수 있다.

고정 단계가 완료되면, 클램핑 유닛(5)에 의하여 소재(3)의 중앙부(32)는 압착 고정되고, 양단부(34)는 클램핑 유닛(5)의 외부로 노출된 상태가 될 수 있다. 이 상태에서 증육 단계 즉 축관 단계 및 업셋팅 단계가 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하여, 소재(3)의 양단부(34)가 1차로 증육되는 축관 단계를 설명한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 클램핑 유닛(5)에 소재(3)가 고정되면 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5) 방향 즉 소재(3)로 접근할 수 있다. 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)으로 전진하면, 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)로 삽입된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)를 지나 홀(72)로 이동하면서 증육될 수 있다.

소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)의 경사면에 의하여 외경이 점차 작아질 수 있다. 제1입구부(74)를 통과한 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 홀(72)을 지나면서 직경은 작아지고 두께가 증가할 수 있다. 소재(3)의 단부는 가열된 상태이기 때문에 증육이 더욱 용이할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)에 닿게 되면, 축관 금형(7)의 이동이 정지될 수 있다.

도 4 및 도 5에서는, 편의상 1차 증육되어 직경이 작아지고 두께는 커진 양단부(34)를 도면 부호 '342'로 표시한다.

1차 증육이 완료된 상태에서는 소재(3)의 양단부(342)의 외경 및 내경이 작아진 상태가 될 수 있다. 또한, 소재(3)의 중앙부(32)와 양단부(342)의 사이(344)는 약간 경사질 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하여, 소재(3)의 양단부(34)가 2차로 증육되는 업셋팅 단계를 설명한다.

축관 단계와 실질적으로 동시에 업셋팅 단계가 수행될 수 있다. 즉, 축관 금형(7)이 소재(3) 방향으로 전진하여, 축관 금형(7)의 제1입구부(74)로 소재(3)가 삽입되면서 동시에 축관 금형(7)의 제2입구부(76) 방향으로 맨드릴(9)이 전진할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 축관 단계에서 축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5)과 닿게 되어, 축관 금형(7)의 이동이 정지될 수 있다. 이 상태에서 맨드릴(9)은 계속 전진하여, 축관 금형(7)의 제2입구부(76)에 삽입될 수 있다.

도 6에 도시한 바와 같이, 축관 금형(7)의 제2입구부(76)로 삽입된 맨드릴(9)은 계속 전진할 수 있다. 맨드릴(9)의 돌출부(94)의 직경은 축관 단계를 거친소재(3)의 내경보다 작을 수 있다. 따라서, 맨드릴(9)이 홀(72)의 중심 방향으로 계속 전진하면, 맨드릴(9)의 돌출부(94)가 소재(3)의 양단부(342)의 중공부로 삽입될 수 있다.

맨드릴(9)이 소재(3) 양단부(342)의 중공부로 삽입된 상태에서, 맨드릴(9)이 더욱 전진하면 맨드릴(9)의 몸체부(92)가 소재(3) 양단부(342)를 계속 밀 수 있다. 따라서 소재(3)의 양단부(342)에서 소재(3)는 축방향으로 압축되며, 소재(3)의 유동이 내면으로 이동하면서 맨드릴(9)과 접촉되어 두께가 증가할 수 있다. 소재(3)의 양단부(342)는 가열된 상태이기 때문에 증육이 더욱 용이하다.

도 6에서는, 편의상 1차 증육된 양단부(34)를 도면 부호 '342'로 표시하고, 2차 증육된 양단부(34)를 도면 부호 '346'으로 표시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 2차 증육된 양단부(346)의 두께는 1차 증육된 양단부(342)의 두께보다 크다.

도 7은 2차 증육이 완료된 상태를 도시한 것이다.

2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 외경은 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 외경과 동일할 수 있다. 왜냐하면, 2차 증육 단계에서도 1차 증육된 소재(3)의 양단부(342)는 축관 금형(7)의 홀(72)에 위치한다. 따라서, 1차 증육된 소재(3)의 양단부(342)의 외경은 축관 금형(7)의 홀(72)에 의하여 외부 반경방향으로 확장되는 것이 저지되므로, 양단부(342)의 외경은 변화할 수 없기 때문이다.

반면에, 2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 내경은 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 내경보다 작아질 수 있다. 왜냐하면, 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 내경보다 맨드릴(9)의 돌출부(94)의 외경이 작기 때문에 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)는 맨드릴(9)의 돌출부(94) 방향으로 증육되기 때문이다.

따라서, 2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 두께는 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 두께보다 커질 수 있다.

도 8 내지 도 9를 참조하여, 증육이 완료된 소재(3)를 꺼내는 것을 설명한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 먼저 맨드릴(9)이 축관 금형(7)에서 분리될 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 그 다음에는 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)에서 분리될 수 있다. 그 다음에는 클램핑 유닛(5)의 고정금형(52)에서 이동금형(54)이 분리될 수 있다. 그러면 고정금형(52)에서 증육이 완료된 소재(3)를 꺼낼 수 있다.

도 10은 고정금형(52)에서 분리된 드라이브 샤프트이다.

소재(3)의 양단부(346)의 외경/내경은 중앙부(32)의 외경/내경보다 작다. 소재(3)의 양단부(346)의 두께는 중앙부(32)의 두께보다 크다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계와 업셋팅 단계를 실질적으로 동시에 수행하여 소망하는 증육량을 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 불필요한 증육을 하지 않을 수 있고 따라서 드라이브 샤프트의 후가공에서 소재의 손실을 최소화할 수 있다.

왜냐하면, 축관 단계만 수행하면 소재의 양단부의 외경이 작아지고 길이는 길어지므로 두께 증가가 한계가 있다. 그런데, 본 실시예에서는 축관 단계 후에 업셋팅 단계를 수행한다. 따라서, 축관 단계에서 작아진 소재의 양단부의 외경을 그대로 유지하면서 길어진 부분을 압축하여 소재의 양단부를 내경 방향으로 증육시킨다. 따라서, 소망하는 소재의 증육량을 효과적으로 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 스웨이징 방식과 업셋팅 방식의 단점을 해결할 수 있다. 왜냐하면, 종래의 스웨이징 방식만 사용하는 경우에는 소재 양단부의 두께 증가가 한계가 있고 여러 단계의 공정이 필요하다. 종래의 업셋팅 방식만 사용하는 경우에는 소재 양단부의 불필요한 증육이 발생하고 여러 단계의 공정이 필요하다.

그런데 본 실시예에서는 축관 단계 1회 및 업셋팅 단계 1회를 실질적으로 동시에 수행하여, 소망하는 증육량을 얻으면서도 공정이 간단해진다. 또한, 본 실시예에서는 소재의 양단부를 국부적으로 가열하여 축관 단계를 수행하므로, 종래의 냉간단조 방식의 단점을 개선할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 실시예 및 도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 따라서 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형도 본 발명의 범주이다.

3 : 소재 5 : 코일
5 : 클램핑 유닛 7 : 축관 금형
9 : 맨드릴

Claims (9)

1. 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛;
   상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며, 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 각각의 축관 금형; 및
   상기 각각의 축관 금형의 양측에서 상기 각각의 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 각각의 맨드릴을 포함하고,
   상기 각각의 축관 금형을 상기 클램핑 유닛 방향으로 전진시켜 각각의 상기 제1입구부에 상기 소재의 양단부를 삽입하고 압축시켜 1차적으로 상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가하도록 증육이 수행되는 축관; 및 각각의 상기 제2입구부로 상기 각각의 맨드릴을 전진시켜서 상기 소재의 양단부의 중공부에 상기 각각의 맨드릴을 삽입하고 가압하여 2차적으로 상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가하도록 증육이 수행되는 업셋팅을 수행하되,
   상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가된 자동차용 드라이브 샤프트를 제조하기 위하여 상기 축관 및 상기 업셋팅을 동시에 수행 가능한, 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 클램핑 유닛은, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지는 고정금형과, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지며 상기 고정금형에 선택적으로 접촉되는 이동금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 축관 금형의 제1입구부 및 제2입구부는 테이퍼진 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 소재의 양단부를 가열하는 가열 유닛을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 가열 유닛은, 상기 소재의 양단부로 인출입 가능한 코일과, 상기 코일에 전기적으로 연결되는 고주파 가열기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.
6. 삭제
7. 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치를 이용한 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법에 있어서,
   상기 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치는, 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛; 상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며, 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 각각의 축관 금형; 및 상기 각각의 축관 금형의 양측에서 상기 각각의 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 각각의 맨드릴을 포함하고,
   (A) 상기 각각의 축관 금형을 상기 클램핑 유닛 방향으로 전진시켜 각각의 상기 제1입구부에 상기 소재의 양단부를 삽입하고 압축시켜 1차적으로 상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가하도록 증육을 수행하는 축관 단계; 및
   (B) 각각의 상기 제2입구부로 상기 각각의 맨드릴을 전진시켜서 상기 소재의 양단부의 중공부에 상기 각각의 맨드릴을 삽입하고 가압하여 2차적으로 상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가하도록 증육을 수행하는 업셋팅 단계를 포함하되,
   상기 소재의 양단부의 외경을 감소시키고 두께는 증가된 상기 자동차용 드라이브 샤프트를 제조하기 위해, 상기 축관 단계 및 상기 업셋팅 단계를 동시에 수행하는, 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법.
8. 삭제
9. 삭제

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