KR102584794B1 - 등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법 - Google Patents

등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법 Download PDF

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장달수
이현우
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Abstract

등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법은 열간단조를 통해 모재에 예비 페이스 스플라인을 형성하여 중간 성형 제품을 형성하는 단계, 그리고 냉간단조를 통해 상기 예비 페이스 스플라인을 상기 페이스 스플라인으로 추가 성형하는 단계를 포함한다. 상기 예비 페이스 스플라인은 경사지게 형성되는 경사 측면과 상기 경사 측면 사이에 위치하는 바닥을 포함하는 치형을 가지고, 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인의 상기 경사 측면에 압력이 가해져 재료가 상기 바닥을 향해 흐르도록 구성된다.

Description

등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법{Method for forming face spline on constant velocity joint}
본 발명은 자동차의 구동력을 전달하는 요소인 등속조인트에 페이스 스플라인(face spline)을 형성하는 방법에 관한 것이다.
동력 전달 부재인 등속조인트는 자동차의 동력원, 예를 들어 내연기관 엔진이나 전기 모터에서 생성된 구동력을 휠로 전달하는 구동 계통의 일부이다. 알려진 바와 같이 등속조인트는 차량의 주행 시 발행하는 여러 방향의 변위를 흡수하면서 회전 구동력을 전달할 수 있도록 구성되며, 제파 조인트 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
등속조인트는 휠 허브(wheel hub)에 동력 전달이 가능하도록 연결될 수 있으며, 등속조인트와 휠 허브는 통상 스플라인 구조를 통해 함께 회전하도록 서로 연결된다.
등속조인트에 축방향으로 연장되도록 형성된 스플라인을 통해 등속조인트와 휠 허브를 서로 연결하는 것이 일반적인 방식이나, 근래에 등속조인트의 축방향과 수직인 면에 형성되는 스플라인, 소위 페이스 스플라인(face spline)을 통해 등속조인트와 휠 허브를 서로 동력적으로 연결하는 방식이 소개되었다. 페이스 스플라인을 이용하는 방식에서는 등속조인트와 휠 허브가 서로 마주하는 면에 각각 형성된 페이스 스플라인을 통해 함께 회전하도록 서로 연결된다.
등속조인트 또는 휠 허브에 페이스 스플라인을 형성하는 방법들이 소개되었다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1960098호 및 제10-2001883호는 나이프의 가압에 의한 소성 변형을 통해 전방 치형, 즉 페이스 스플라인을 형성하는 방법을 개시하고, 대한민국 등록특허 제10-1573023호 및 제10-1696907호는 열간 단조 공정을 통해 예비적인 휠 허브를 제조한 후 냉간 단조 공정을 통해 페이스 스플라인을 형성하는 방법을 개시한다. 페이스 스플라인을 제조하기 위한 기존의 방법들은 제품의 품질 확보 및 제조 효율의 측면에서 개선의 여지를 가지며, 페이스 스플라인의 기계적 품질을 확보하면서 저비용의 대량생산이 가능한 효율적인 제조 방법이 요구되고 있다.
등록특허공보 제10-1960098호 (등록일: 2019년03월13일) 등록특허공보 제10-2001883호 (등록일: 2019년07월15일) 등록특허공보 제10-1573923호 (등록일: 2015년11월24일) 등록특허공보 제10-1696907호 (등록일: 2017년01월10일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 페이스 스플라인의 기계적 품질을 확보하면서 저비용 대량생산이 가능한 페이스 스플라인을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법은 열간단조를 통해 모재에 예비 페이스 스플라인을 형성하여 중간 성형 제품을 형성하는 단계, 그리고 냉간단조를 통해 상기 예비 페이스 스플라인을 상기 페이스 스플라인으로 추가 성형하는 단계를 포함한다. 상기 예비 페이스 스플라인은 경사지게 형성되는 경사 측면과 상기 경사 측면 사이에 위치하는 바닥을 포함하는 치형을 가지고, 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인의 상기 경사 측면에 압력이 가해져 재료가 상기 바닥을 향해 흐르도록 구성된다.
상기 예비 페이스 스플라인의 상기 바닥은 상기 냉간단조 시에 상기 냉간단조를 위한 냉간단조 금형에 닿지 않도록 구성될 수 있다.
상기 열간단조는 상부 금형과 하부 금형을 포함하는 열간단조 금형을 이용하여 수행될 수 있고, 상기 하부 금형은 상기 예비 페이스 스플라인의 형성을 위한 분리 가능한 치형부를 포함할 수 있다.
상기 열간단조는 열간단조 금형을 이용하여 수행될 수 있고, 상기 열간단조 금형은 냉각을 위한 냉각 시스템을 포함할 수 있다.
상기 냉간단조는 냉간단조 금형, 그리고 상기 냉간단조 금형에 놓인 상기 중간 성형 제품에 프레싱 포스를 가할 수 있도록 구성되는 냉간단조 펀치를 이용하여 수행될 수 있다. 여기서 상기 냉간단조 펀치는 선단면, 그리고 상기 선단면 근처에 형성되는 경사면을 포함할 수 있다.
상기 경사면은 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인에 대응하는 위치에 구비될 수 있고, 상기 경사면은 40도 이하의 각도를 가질 수 있다.
상기 경사면은 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인에 대응하는 위치에 구비될 수 있고, 상기 중간 성형 제품은 상기 냉간단조 시에 상기 냉간단조 펀치가 삽입되는 개방 공간을 포함할 수 있다. 상기 개방 공간은 바닥면과 상기 바닥면을 둘러싸는 경사면을 형성할 수 있고, 상기 냉간단조 펀치의 상기 경사면은 상기 개방 공간의 상기 경사면의 각도보다 작거나 같도록 구성될 수 있다.
상기 냉간단조 펀치의 상기 선단면은 상기 냉간단조 시에 상기 개방 공간의 상기 바닥면에 닿지 않도록 구성될 수 있다.
상기 냉간단조는 상기 예비 페이스 스플라인의 치형의 성형량은 치폭의 4% 내지 20%가 되도록 수행될 수 있다.
상기 중간 성형 제품에 대해 윤활 피막처리를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 윤활 피막처리를 수행하는 단계에서 상기 윤활 피막처리는 상기 예비 페이스 스플라인에 국부적으로 이루어지는 페이스 스플라인을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 등속조인트는 상기한 본 발명의 실시예에 따른 방법들 중 어느 하나에 의해 형성되는 페이스 스플라인을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 페이스 스플라인의 기계적 품질을 확보하면서 저비용 대량생산이 가능한 페이스 스플라인을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법에 의해 형성된 페이스 스플라인을 구비하는 등속조인트의 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 등속조인트가 휠 허브(wheel hub)와 체결된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 개략적 흐름도를 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 열간단조 공정의 수행을 위한 열간 단조 금형을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 열간단조 공정의 수행을 위한 열간 단조 금형의 냉각 시스템을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 열간단조 공정의 각 단계를 차례로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 냉간단조 공정의 수행을 위한 금형, 중간 성형 제품, 냉간단조 펀치를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 냉간단조 공정을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 열간단조 공정에 의해 얻어진 중간 가공품과 냉간단조의 수행을 위한 펀치를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 냉간단조 공정에 의해 중간 가공품의 형상 변화를 보여주는 도면이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 방법이 적용될 수 있는 등속조인트(10)는 소위 제파 조인트라고 불리는 형태의 등속조인트일 수 있으며, 아웃터 조인트 멤버(12), 그리고 아웃터 조인트 멤버(12) 내에 배치되는 이너 조인트 멤버(13), 아웃터 조인트 멤버(12)와 이너 조인트 멤버(13) 사이에 회전 동력을 전달할 수 있도록 배치되는 복수의 동력 전달 볼(14), 그리고 복수의 동력 전달 볼(14)을 수용하는 볼 케이지(15)를 포함한다. 동력 전달 볼(14)은 아웃터 조인트 멤버(12)와 이너 조인트 멤버(13)에 각각 구비되는 볼 그루브(ball groove)에 배치되어 이너 조인트 멤버(13)의 회전 동력을 아웃터 조인트 멤버(12)로 전달할 수 있도록 구성될 수 있다. 구동 샤프트(16)가 이너 조인트 멤버(12)와 함께 회전하도록 이너 조인트 멤버(13)에 체결된다. 아웃터 조인트 멤버(12)는 일측이 개방되는 U자형 단면을 갖는 컵(cup) 형상을 가질 수 있으며, 부트(17)가 아웃터 조인트 멤버(12)의 개방측 단부와 구동 샤프트(16)에 각각 체결될 수 있다. 이러한 등속조인트의 구성요소 및 작동원리는 이 분야에 속하는 통상의 기술자에게 자명하므로 이에 해당 상세한 설명은 생략한다.
예를 들어, 휠 베어링(20)은 휠 허브(21)와 롤링 베어링(22)을 포함한다. 휠 허브(21)는 대략 원통 형상을 가지며, 롤링 베어링(22)은 휠 허브(21)를 회전 가능하게 지지한다. 롤링 베어링(22)은 휠 허브(21)의 외주면에 축방향으로 끼워져 체결되는 내륜(23), 내륜(23)의 반경방향 외측에 위치하는 상태로 차체나 너클과 같은 자동차의 고정체에 고정적으로 체결되는 외륜(24), 그리고 내륜(23)과 외륜(24) 사이 또는 휠 허브(21)와 외륜(24) 사이에 개재되는 볼 형태의 롤링 요소(25)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 롤링 요소(25)가 2열로 배치될 수 있다.
체결 볼트(fastening bolt)(26)가 휠 허브(21)와 아웃터 조인트 멤버(12)를 축방향으로 고정되게 서로 체결한다. 아웃터 조인트 멤버(12)는 샤프트부(121), 숄더부(122) 및 마우스부(123)를 포함할 수 있으며, 체결 볼트(26)는 샤프트부(121)에 체결될 수 있다. 한편, 휠 허브(21)와 아웃터 조인트 멤버(12)는 페이스 스플라인(101, 102)를 각각 구비하며 페이스 스플라인(101, 102)의 치합을 통해 함께 회전하도록 서로 체결된다.
아웃터 조인트 멤버(12)의 페이스 스플라인(101)은 숄더부(122)의 외주면에 휠 허브(21)를 마주하도록 형성될 수 있다. 그리고 휠 허브(21)의 페이스 스플라인(102)은 아웃터 조인트 멤버(12)의 페이스 스플라인(101)을 마주하는 면에 형성된다. 아웃터 조인트 멤버(12)와 휠 허브(21)가 페이스 스플라인(101, 102)을 통해 회전적으로 구속되는 상태로 서로 체결됨으로써, 아웃터 조인트 멤버(12)의 회전에 의해 휠 허브(21)가 회전된다. 이에 의해 등속조인트(10)의 회전 동력이 휠 허브(21)로 전달될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법은 위에서 설명한 등속조인트(10)의 아웃터 조인트 멤버(12)의 페이스 스플라인(101)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이하에서 상기한 아웃터 조인트 멤버(12)에 페이스 스플라인(101)을 형성하는 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 공정을 개략적으로 보여주는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법은 열간단조(hot forging) 공정(31), 소준(normalizing) 공정(32), 쇼트 공정(33), 윤활 피막처리 공정(34) 그리고 냉간단조(cold forging) 공정(35)을 포함할 수 있다. 이하에서 이들 공정에 대해 차례로 설명한다.
열간단조 공정(31)
금속 재질의 모재를 가열하여 고온 상태에서 모재에 대한 열간단조 공정이 수행된다. 열간단조 공정에 의해 아웃터 조인트 멤버 및 페이스 스플라인의 개략적이 형상이 1차적으로 성형된다.
도 4는 열간단조 공정의 수행을 위한 금형을 도시한다. 도 4를 참조하면, 열간단조의 수행을 위한 열간단조 금형(40)을 상부 금형(41)과 하부 금형(42)을 분리하여 형성한다. 상부 금형(41)은 아웃터 조인트 멤버의 외형에 대응하는 성형 공간(411)을 구비할 수 있으며, 모재가 성형 공간(411)에 삽입된 상태에서 단조 펀치에 의해 단조 성형이 이루어질 수 있다. 페이스 스플라인(101)을 형성하기 위한 치형부(43)가 하부 금형(42)에서 분리 가능하도록 구성된다. 즉 단조 공정의 반복적 수행에 의해 마모가 심하게 이루어지는 치형부(43)만 교체 가능하도록 함으로써, 단조 공정을 위한 금형 비용을 줄일 수 있다.
도 5는 열간단조 공정의 수행을 위한 금형에 냉각 시스템이 적용된 예를 도시한다. 도 5를 참조하면, 고온에서 이루어지는 열간단조 공정 중 금형을 냉각할 수 있는 냉각 시스템(50)을 적용함으로써 고온 조건에서의 급속한 금형의 마모를 방지할 수 있으며, 이에 의해 금형의 수명을 증대할 수 있다.
예를 들어, 냉각 시스템(50)은 냉각수를 저장하는 냉각수 저장조(51), 냉각수의 냉각을 위한 열교환이 이루어질 수 있도록 구성되는 라디에이터(52), 냉각수를 순환시키는 펌프(53) 그리고 냉각수가 순환하는 냉각수 순환 라인(54)을 포함할 수 있다. 냉각수 순환 라인(54)은 냉각수 저장조(51), 라디에이터(52), 펌프(53) 및 금형(40)을 경유하는 냉각수 순환 라인을 형성할 수 있도록 구성된다. 이에 의해 단조 펀치(56)에 의해 열간단조가 이루어지는 동안 및/또는 열간단조 수행 후 금형의 냉각이 이루어질 수 있으며, 이에 의해 금형 수명을 증대시킬 수 있다.
도 6은 열간단조 공정을 보여주는 도면이며 (a), (b), (c), (d)에는 열간단조 공정을 주요 과정이 순차적으로 도시되어 있다. 상부 금형(41)과 하부 금형(42)이 형합된 상태에서 단조 펀치(56)의 작용에 의해 모재(1)의 소성 변형이 이루어져 중간 성형 제품(2)이 얻어진다. 앞에서 설명한 바와 같이, 열간단조 금형(40)은 페이스 스플라인의 성형을 위한 치형부를 포함하며, 이에 의해 중간 성형 제품(2)은 예비적으로 가공된 예비 페이스 스플라인(4)을 포함한다.
소준 공정(32)
소준은 단조에 따른 열처리 공정이며 인성이나 기계적 성질 등의 개선을 위해 이루어진다. 소준 공정은 열간단조에 의해 얻어진 성형 제품을 미리 정해진 온도까지 가열한 후 대기 중에서 공냉시킴으로써 수행될 수 있다. 소준 공정을 통해 단조에 의해 얻어진 성형 제품 내부의 잔류응력이 제거될 수 있고 조대화한 결정입자를 미세화할 수 있다.
쇼트 공정(33)
쇼트 공정은 성형 제품의 표면을 깨끗하게 마무리하기 위한 표면 처리 공정이다. 예를 들어 쇼트 공정은 쇼트 블라스트(shot blast)를 통해 열간단조 공정을 통해 얻어진 성형 제품의 표면처리를 수행할 수 있다.
윤활 피막처리 공정(34)
윤활 피막처리 공정은 냉간단조 공정(35)의 수행 전 중간 성형 제품의 표면에 윤활피막을 형성하는 공정이다. 본 발명의 실시예에서는 공정 작업 시간 및 비용을 줄이기 위해 페이스 스플라인이 형성되는 부분, 즉 예비 페이스 스플라인(4)에만 국부적으로 윤활 피막처리를 수행할 수 있다.
냉간단조 공정(35)
열간단조 공정에 의해 얻어진 성형 제품에 대해 소준 공정, 쇼트 공정, 윤활 피막처리 공정을 수행한 후 얻어지는 중간 성형 제품(2)에 대해 냉간단조 공정(35)이 수행된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 냉간단조 공정의 수행을 위한 금형, 중간 성형 제품, 냉간단조 펀치를 보여주는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 페이스 스플라인을 형성하는 방법의 냉간단조 공정을 보여주는 도면이다. 도 7은 중간 성형 제품(2)에 냉간단조 펀치(71)가 접촉되기 전의 상태를 보여주며, 도 8은 냉간단조 펀치(71)의 작용에 의해 중간 성형 제품(2)의 변형이 이루어진 상태를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조하면, 냉간단조 공정을 위한 냉간단조 금형(71)은 페이스 스플라인(101)의 성형을 위한 치형부(711)를 구비한다. 중간 성형 제품(2)이 냉간단조 금형(71) 상에 놓인 상태에서 냉간단조 펀치(76)가 화살표 방향으로 이동하여 중간 성형 제품(2)을 펀칭함으로써 냉간단조 성형이 이루어질 수 있다. 도 8에는 냉간단조 펀치(76)가 화살표 방향으로 이동하여 중간 성형 제품(2)에 밀착된 상태가 도시되어 있다. 이 과정에서 냉간단조 펀치(76)의 프레싱 포스에 의해 소재의 흐름이 발생하고 냉간단조 금형(71)의 치형부(711)에 의해 페이스 스플라인(301)이 형성된다.
본 발명의 실시예에서는 냉간단조 성형성의 최적화를 위해 냉간단조 펀치(76)와 냉간단조의 대상인 중간 성형 제품(2)의 형상의 최적화가 이루어진다.
도 9의 (a)에는 냉간단조 펀치(76)가 도시되어 있고 도 9의 (b)에는 냉간단조가 이루어지는 중간 성형 제품(2)의 단면이 도시되어 있다. 중간 성형 제품(2)은 앞에서 설명된 열간단조 공정에 의해 형성된 형상을 가지며, 냉간단조 펀치(76)가 삽입되는 개방 공간(3)과 예비 페이스 스플라인(4)을 구비한다. 예비 페이스 스플라인(4)은 냉간단조 공정의 수행 후 앞에서 설명한 페이스 스플라인(101)으로 최종 성형된다.
냉간단조 펀치(76)는 선단면(761), 그리고 선단면(761) 근처에 형성되는 경사면(762)을 구비한다. 예를 들어 경사면(762)은 선단면(761)을 둘러싸도록 형성될 수 있으며 대략 예비 페이스 스플라인(4)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 선단면(761)은 대략 원 형상을 가질 수 있으며, 경사면(762)은 외측 단이 후방으로 경사진 띠 형상을 가질 수 있다. 이때, 냉간단조 펀치(76)의 외경(POD)은 예비 페이스 스플라인(4)의 외경(OOD)보다 크거나 같게 한다(POD≥OOD). 이에 의해 냉간단조 펀치(76)의 프레싱 포스가 예비 페이스 스플라인(4)이 형성된 부분에 균일하게 가해질 수 있다.
냉간단조 펀치(76)의 경사면(762)의 경사각(PA)은 40도 이하로 형성된다. 이에 의해 냉간단조 펀치(76)의 프레싱 포스가 예비 페이스 스플라인(4)이 형성된 부분에 균일하게 가해질 수 있다.
중간 성형 제품(2)의 개방 공간(90)은 바닥면(91)과 바닥면(91)을 둘러싸는 경사면(92)을 구비한다. 중간 성형 제품(2)의 바닥면(91)과 경사면(92)은 냉간단조 펀치(76)의 선단면(761)과 경사면(762)에 대략 대응하는 위치에 형성된다. 이때, 냉간단조 펀치(76)의 경사면(762)의 경사각(PA)은 중간 성형 제품(2)의 경사면(92)의 경사각(OA)보다 작거나 같게 형성된다(PA≤OA). 이에 의해 냉간단조 펀치(76)의 프레싱 포스가 중앙 부분에 집중되지 않고 예비 페이스 스플라인(4)의 전체에 걸쳐 골고루 전달될 수 있다.
나아가, 도 8에 도시된 바와 같이, 냉간단조 펀치(76)의 선단면(761)은 단조 공정 중 중간 성형 제품(2)의 개방 공간(90)의 바닥면(91)에 닿지 않게 형성된다. 즉 단조 공정 시 냉간단조 펀치(76)의 선단면(761)과 개방 공간(90)의 바닥면(91) 사이에 간격(G)이 존재한다. 이에 의해 스플라인의 품질이 향상될 수 있다.
도 10은 냉간단조 공정에 의해 스플라인 치의 성형을 보여준다. 도 10의 (a)에는 냉간단조가 이루어지기 전의 상태가 도시되어 있고, 도 10의 (b)에는 냉간단조가 이루어진 후의 상태가 도시되어 있다. 도 10에서 냉간단조가 이루어지기 전의 스플라인 치는 점선으로 도시되어 있고 냉간단조가 이루어진 후의 스플라인 치는 실선으로 도시되어 있다. 예비 페이스 스플라인(4)이 냉간단조 금형(71)의 치형부(711)에 올려진 상태로 냉간단조 펀치(76)의 프레싱 포스가 가해지면 예비 페이스 스플라인(4)의 치형의 소성 변형이 일어나면서 최종적인 페이스 스플라인(101)이 형성된다. 예비 페이스 스플라인(4)의 치형은 서로 반대 방향으로 경사지게 형성되는 경사 측면(401)과 그 사이에 위치하는 평평한 바닥(402)을 포함한다. 이때, 점선으로 표시된 예비 페이스 스플라인(4)의 치형의 평평한 바닥(402)이 냉간단조 금형(71)의 치형부(711)의 골의 바닥에 닿지 않도록 형성되며, 치형의 측면을 형성하는 경사 측면(401)이 치형부(711)의 경사 측면(712)에 접촉하여 경사 측면(401)에 먼저 힘이 가해지도록 구성된다. 이에 의해 예비 페이스 스플라인(4)의 치형의 경사 측면(401)에 압력이 가해져 치형의 평평한 바닥(402)이 개구로 작용하여 재료 흐름이 바닥면을 향하게 된다. 이에 의해 냉간단조의 성형성이 향상될 수 있다.
이때, 도 10을 참조하면, 예비 페이스 스플라인(4)의 치형의 경사면의 성형량(F)이 치형의 폭의 4% 내지 20%가 되도록 한다. 여기서 치형의 폭은 치형의 중간 높이, 즉 이웃하는 골의 끝부분을 연결한 선과 산의 정상의 중간 지점에서의 치형의 폭을 의미한다. 이에 의해 성형성 및 제품 품질의 향상이 달성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10: 등속조인트
20: 휠 베어링
1: 모재
2: 중간 성형 제품
101, 102: 페이스 스플라인
40: 열간단조 금형
50: 냉각 시스템
71: 냉간단조 금형
76: 냉간단조 펀치

Claims (11)

  1. 등속조인트에 페이스 스플라인을 형성하는 방법에 있어서,
    열간단조를 통해 모재에 예비 페이스 스플라인을 형성하여 중간 성형 제품을 형성하는 단계, 그리고
    냉간단조를 통해 상기 예비 페이스 스플라인을 상기 페이스 스플라인으로 추가 성형하는 단계를 포함하고,
    상기 예비 페이스 스플라인은 경사지게 형성되는 경사 측면과 상기 경사 측면 사이에 위치하는 바닥을 포함하는 치형을 가지고,
    상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인의 상기 경사 측면에 압력이 가해져 재료가 상기 바닥을 향해 흐르도록 구성되고,
    상기 예비 페이스 스플라인의 상기 바닥은 상기 냉간단조 시에 상기 냉간단조를 위한 냉간단조 금형에 닿지 않도록 구성되는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 열간단조는 상부 금형과 하부 금형을 포함하는 열간단조 금형을 이용하여 수행되고,
    상기 하부 금형은 상기 예비 페이스 스플라인의 형성을 위한 분리 가능한 치형부를 포함하는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 열간단조는 열간단조 금형을 이용하여 수행되고,
    상기 열간단조 금형은 냉각을 위한 냉각 시스템을 포함하는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 냉간단조는 냉간단조 금형, 그리고 상기 냉간단조 금형에 놓인 상기 중간 성형 제품에 프레싱 포스를 가할 수 있도록 구성되는 냉간단조 펀치를 이용하여 수행되고,
    상기 냉간단조 펀치는 선단면, 그리고 상기 선단면 근처에 형성되는 경사면을 포함하는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 경사면은 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인에 대응하는 위치에 구비되고,
    상기 경사면은 40도 이하의 각도를 갖는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 경사면은 상기 냉간단조 시에 상기 예비 페이스 스플라인에 대응하는 위치에 구비되고,
    상기 중간 성형 제품은 상기 냉간단조 시에 상기 냉간단조 펀치가 삽입되는 개방 공간을 포함하고,
    상기 개방 공간은 바닥면과 상기 바닥면을 둘러싸는 경사면을 형성하고,
    상기 냉간단조 펀치의 상기 경사면은 상기 개방 공간의 상기 경사면의 각도보다 작거나 같도록 구성되는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 냉간단조 펀치의 상기 선단면은 상기 냉간단조 시에 상기 개방 공간의 상기 바닥면에 닿지 않도록 구성되는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 냉간단조는 상기 예비 페이스 스플라인의 치형의 성형량은 치폭의 4% 내지 20%가 되도록 수행되는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 중간 성형 제품에 대해 윤활 피막처리를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 윤활 피막처리를 수행하는 단계에서 상기 윤활 피막처리는 상기 예비 페이스 스플라인에 국부적으로 이루어지는 페이스 스플라인을 형성하는 방법.
  11. 제1항, 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 형성되는 페이스 스플라인을 포함하는 등속조인트.
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