KR20000016308A - 토오크 조인트 제조 방법 및 성형 다이 - Google Patents

토오크 조인트 제조 방법 및 성형 다이 Download PDF

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KR20000016308A
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알도 아리나
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죤슨 제임스 씨.
노스랍 그루만 코포레이션
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Abstract

길이 및 원주방향 또는 반경 방향의 홈들을 관형 부재(10) 내에 동시에 형성하기 위한 전자기용 외부 다이(64)를 이용하여 형성되는 토오크 조인트(torque joint)를 형성하기 위한 관형 부재(10)의 제작 및 형성 방법. 길이방향의 그리고 원주방향 또는 반경 방향의 홈(76, 78)을 형성하기 위하여, 결합되는 부품의 영역을 둘러싸는 외부 다이(die)(22)는 영역(20)의 내부에 형성되는 내부 코일(16)에 의하여 전자기력이 발생되도록 다이(die)(22)의 원주 내부 면에 가공 처리된 홈(28) 및 리세스(recess)(26)를 구비한다. 포개진 형태의 관형 부재(10)는 외부 다이(die)(22)의 내부를 둘러싸는 면에 형성된 리세스(26) 또는 홈(28)에 삽입되기 위하여 외부로 연장 형성되어 있다. 결과적으로, 관형 부재(10)에 형성된 인터로킹(interlocking) 홈 구조 또는 패턴에 의하여 토오크 조인트가 형성된다.

Description

토오크 조인트 제조 방법 및 성형 다이
본 발명은 토오크 조인트, 조향(steering) 연결, 구동 축 및 이와 유사한 것에서 일반적으로 발생하는 비틀림 및 축 방향 로드에 관련된 승강 항공기 시스템 또는 여러 가지의 물리적인 어플리케이션용 분절 연결과 관련된 자동차의 구동 축, 또는 조향 연결을 위한 토오크 조인트로써 사용될 수 있는 토오크 관 유형의 관형 부재를 제작 또는 성형하기 위한 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명의 또 다른 양상에 따라, 관형 부재 및 삽입된 단부 부품들 내에 길이방향 그리고 원주방향 또는 반경방향의 홈을 전자기적으로 동시에 형성하기 위하여 새로운 외부 다이(die)의 형상으로 만들어지는 장치 설치에 관한 것이며, 특히 토오크 조인트 및 그와 유사한 부재에서 발생하는 비틀림 및 축 방향 로드에 대응하기 위한 장치 설비에 관한 것이다.
본질적으로, 구동 축에서 일반적으로 발생하는 비틀림 및 축 방향의 로드에 대응하기 위한 구동 축과 이와 유사한 부재용 토오크 조인트를 제작하는데 사용하기 위하여 관 또는 단부 부품들에 홈을 형성하는 것이 일반적인 방법이다. 상기와 같은 홈들은 일반적으로 노동 집약적인 그리고 시간을 소모하는 방법에 의하여 관형 부재를 기계 가공하여 만들어진다. 따라서, 제조의 전체공정 가격이 상승하고 경제적으로 비효율적이다.
인터로킹(interlocking)한 관형 부재의 토오크 조인트를 형성하기 위하여 길이방향 및 원주방향으로 형성된 홈들을 결합하는 등각 토오크 관 조인트의 제조에 이용되는 최신의 기술에 따르면, 단부 부품 및 상기 단부 부품 위에 또는 그 내에 위치하는 관(tube)은 단부 부품 내에 홈을 가공하기 위한 필요성을 제거하기 위하여 내부 형상의 다이(die) 부재 또는 멘드릴(mandrel)에 대하여 토오크에 대응하는 홈들을 동시에 형성하여 함께 결합된다.
예를 들면, 길이방향 또는 축 방향의 홈과 원주방향 연장 형성되는 축 방향의 홈을 구비하는 토오크 조인트를 제작하는 방법으로써, 박형 벽 및 그에 따른 가벼운 관형 토오크 관의 중간부를 경유하는 길이 방향 또는 원주 방향의 이송력 및 로드를 구현 방법이 발명자 Arena의 미국 특허 제4,513,488에 공개되어 있다. 상기의 특허에 있어서, 내부 관 및 외부 관은 상호 겹쳐진다. 길이방향 및 원주방향의 홈을 구비하는 멘드릴은 그에 삽입되며, 외부로부터 인가된 변형력에 의하여 관형 부재가 멘드릴 내에 형성된 홈 내에 형성된다. 그리고, 멘드릴 또는 멘드릴의 최소의 소정 부위는 토오크 조인트 형성을 위하여 이용된다.
발명자 Arena의 미국 특허 제4,523,872에는, 관형 부재에 의하여 상호 연결된 단부 부재들을 구비하는 토오크 관이 공개되어 있다. 그리고, 단부 부재는 반경방향으로 소정 간격 형성된 수(male) 연장부와, 소정 개수의 축 방향 연장 홈, 각 단부 부재의 외부 직경, 소정의 비율로 형성된 홈 폭 및 길이를 구비하고 있다. 관형 부재의 단부는 관의 벽에 리세스를 형성하고 그리고 반경 내부 방향으로 홈을 형성하기 위하여 전자기 에너지의 외부 어플리케이션을 통하여 단부 부재 및 홈에 결합하는 수(male) 단부 부재 연장부 및 홈들에 형성된다.
다양한 물리적인 어플리케이션에 적절한 토오크 조인트 및 그와 유사한 것들의 형성을 위하여 관형 부재 내에 형성된 홈 형상을 기계적인 또는 전자기적인 모드로 설명하는 다양한 방법 및 장치는 Suh 등의 미국 특허 4,397,171, Ohki 등의 미국 특허 4,598,451, Queyroix의 미국 특허 3,810,372, Grob의 미국 특허 4,125,000, Clements 의 미국 특허 2,233,471, Savon의 미국 특허 1,329,479, 및 Bright 등의 미국 특허 1,291,388에 공개되어 있다.
예를 들면, 구동 축, 항공기 제어 연결장치, 및 이와 유사한 부재를 위한 토오크 조인트의 형성을 위하여, 관형 부재 내에 홈을 형성하는 것을 공개하고 있지만, 상기 각각의 특허는 기계적인 장치 및/또는 길이 방향 및 원주 방향의 홈을 형성하기 위하여 외부로부터 적용되는 전자기력 발생 장치 또는 길이 방향으로 연장되는 홈을 관형 부재에 형성하기 위한 내부 전자기력을 발생하기 위한 장치를 공개하고 있다.
본 발명에 따르면, 상기 공개 자료와는 대조적으로, 그리고 상호 결합하는 관형 부재 및 단부 부품을 이용하여 결합 토오크 조인트를 형성하는 새로운 방법이다. 이 방법에 따르면, 길이 및 원주방향 또는 반경 방향 홈을 동시에 형성을 위하여, 결합되는 부품들을 둘러싸는 외부 다이(die)는 변형되는 영역 내에 형성된 내부 코일을 이용하여 전자기력을 발생하기 위한 다이(die)의 원주 내부 표면에 기계 처리 형성된 홈 또는 리세스를 구비하고 있다. 그리고, 서로 포개진 관형 부재 및 단부 부품 재료는 외부 다이의 내부를 둘러싸는 면에 형성된 리세스 또는 홈으로 삽입되기 위하여 외부로 연장되어 있다. 결과적으로, 관형 부재 및 단부 부품에 형성된 인터로킹 홈 구조 또는 패턴에 따라 축 방향의 비틀림력 및 로드에 대응하기 위한 토오크 조인트가 형성된다.
축 방향 또는 길이방향으로 연장되는 홈 및 원주방향 또는 축 방향의 홈을 구비하는 등각 토오크 관 또는 조인트는 비틀림 및 축 방향 로드에 대응한다. 나아가, 관 또는 관형 부재의 값비싼 변형을 이용함으로써, 압축 변형과는 대조적으로, 재료를 압축하는 동안에 정상적으로 발생하는 축 방향 응력 집중을 감소시킬 수 있다. 반면에, 부재의 팽창은 관성력 모멘트 및 토오크 조인트의 토오크 로딩 능력을 증가시킨다. 그리고, 외부 코일 및 내부 멘드릴 보다 더 많은 전자기력을 발생시키기 위하여 내부 코일의 이용은, 외부 코일을 이용하는데 있어서도 마찬가지로, 반복 사용에 따른 등급이 낮아지지 않도록 하기 위하여 코일을 더욱 안정하게 한다.
독창적인 형성 방법을 통한 등각 토오크 조인트 또는 관형의 부재의 형성은 자동차 견인 링크 또는 조향(steering) 구조, 또는 항공기 제어뿐만 아니라 자동차 구동축용 구동력 또는 로드를 전송하기 위하여 필요한 기계 시스템에서와 같이 넓은 범위의 어플리케이션에 대한 이용을 가능하게 한다. 토오크 조인트는 항공기 또는 이와 유사한 것의 공기 흐름 면 위치를 형성 그리고 제어하기 위하여 메커니즘 내에 위치하는 로드 전송 구조용으로 사용될 수 있다.
따라서, 상호 소정의 공간 관계를 갖는 축 방향 또는 반경 방향 홈을 구비하는 등각 토오크 조인트의 형성을 위한 방법을 제공하기 위하여, 본 발명은 피봇(pivot) 가능한 개폐부를 형성하기 위한 힌지된 다이부를 구비하는 구조와, 상승 리지부(ridges)가 외부 다이의 내부 원통형 표면에 형성되고, 축 방향 및 원주방향으로 연장되는 구조를 구비하는 외부 다이를 구비함으로써, 토오크 조인트를 형성하기 위한 관형 부재를 중심으로 외부 다이를 닫고(closing) 그리고 래칭(latching)하고, 그리고 외부 다이 내의 상기 영역에서 전자기력을 발생하기 위하여 관형 부재 내에 구비된 내부 코일에 에너지를 제공함으로써, 관형부는 외부 다이의 내부 원통형 벽 구조의 표면부를 결합하기 위하여 팽창된다. 따라서, 토오크 조인트의 관 부재에 인가되는 축 방향 및 비틀림력에 대응하는 관형 부재 내에 형성된 내부를 향한 축 방향 및 원주방향 또는 반경 방향의 홈들을 구비하는 관형 면의 패턴 또는 구조를 구현한다.
그리고, 토오크 조인트를 형성하는 관형 부재 내에 형성된 내부를 향한 홈들을 형성하기 위하여 상승 리지부를 구비하는 외부 다이의 내부 원통형 표면보다는, 축 방향으로 연장 형성되는 그리고 원주방향으로 일정 간격으로 형성된 리세스 및 축 방향 리세스에 해당하는 소정의 축 방향 위치에 형성된 최소한 한 개의 또는 반경 방향의 리세스를 구비함으로써, 관형 부재의 내부로부터 발생하는 전자기력의 발생에 따라, 후자는 내부로 향한 홈들보다는 외부로 향하고 그리고 축 방향 및 반경 방향의 리지부들을 구비하기 위한 변형된 직경을 구비하고 있다.
그리고, 외부 다이의 내부 원통형 표면은 관형 부재의 정확한 축 방향 위치고정 또는 삽입을 구현하기 위하여 일측 단부에 형성된 내부로 연장된 원형 형상의 플랜지 또는 쇼울더를 구비할 수 있으며, 따라서, 관형 부재의 외부 방향의 번형 또는 팽창에 따라, 상기에 설명한 바와 같이, 다이의 원형 플랜지 내부에 위치하고 있는 축 방향 길이의 단부는 토오크 조인트의 단부를 결합하는 작은 직경의 스텝 다운(stepped-down) 단부를 형성하는 원형으로 형성된 소정의 구성을 구비하고 있다.
본 발명에 의한 외부 다이는 관형 부재 및/또는 단부를 중심으로 형성된 작동 위치에서 닫혔을 때, 공지의 방법인 즉, 상호 결합되는 볼트를 통하여, 또는 상호 결합 가능한 볼트를 통하여 래치되는, 또는 로킹 구멍을 통하여 연장되는 핀에 의하여, 또는 릴리즈 가능한 클램핑 장치에 의하여 상호 고정되는 다이들을 구비하고 있다. 외부 다이의 내부 원통형 또는 원주방향의 표면은 기계 가공된 축 방향의 홈들, 및 하나 또는 그 이상의 원주방향으로 또는 반경 방향으로 연장되는 홈들을 구비할 수 있으며, 그리고 상기 홈들보다는 상승 리지로 형성될 수도 있다. 따라서, 등각 관 조인트를 형성하기 위하여 또 다른 관형 부재 또는 삽입된 또는 그 위에 형성된 단부를 구비하는 외부 관형 부재는 외부 다이의 원통형 홈 면과 동일한 직경을 구비하고 있다. 다이의 영역 내에 위치한 영역 내의 관형 부재 내에 위치한 내부 코일로 소정의 자기력 또는 전류를 인가함에 따라, 관형 부재의 재료는 공간부를 채우기 위하여, 또는 상기 리지부 사이에 위치하기 위하여, 그리고 상기 홈 내로 팽창하기 위하여 팽창된다. 따라서, 관형 부재 내에 축 방향 그리고 원주방향의 홈들을 형성하고 그리고 길이 방향의 그리고 비틀림 방향의 로드 또는 힘에 대응하는 토오크 조인트가 구현된다.
따라서, 본 발명은 관을 홈 내로 팽창시키고 그리고 외부 다이 구조의 내부를 둘러싸는 원통형 표면 내에 형성된 리지 사이의 내부 전자기력을 이용하여, 등각 관형 조인트 내에 축 방향 그리고 반지름 방향의 홈들을 형성하는 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명은 등각 토오크 조인트 및 홈으로 만들어진 관형 부재를 형성하기 위한 방법을 제공한다. 따라서, 최소한 축소된 직경 단부 구조가 토오크 조인트 내에 형성된 축 방향 홈들의 단부 중 한 단부 근처에 형성된다.
그리고, 본 발명은 관형 부재를 둘러싸는 그리고 축 방향 및 반경 방향의 홈을 구비하는 등각 토오크 조인트를 형성하기 위하여 내부 전자기력을 이용하여 관형 부재의 팽창을 구현하는 축 방향 그리고 원주방향의 홈 또는 상승 리지를 구비하는 내부 원통형 표면을 구비하는 외부 다이를 제공한다.
그리고, 본 발명은 내부 전자기력을 이용하여 축 방향 및 원주방향의 홈들을 구비하는 토오크 조인트를 형성하기 위한 외부 다이를 제공한다. 따라서, 상기 외부 다이는 빠른 담힘과 토오크 조인트의 형성을 가능하게 하고, 그리고 토오크 조인트의 제거를 가능하게 하는 다이의 2차 열림을 구현하는 분리된 그리고 힌지된 구조를 구비하고 있다.
다음의 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시 예가 다음의 설명에 의하여 보다 분명해질 것이다.
도 1은 새로운 외부 다이 구조를 이용하여 토오크 조인트 내로 형성되는 관형 부재 및 단부를 개략적으로 도시한 길이방향 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 토오크 조인트를 형성하기 위하여 변형된 위치로 도시된 도 1의 관형 부재 및 단부를 도시하는 도면.
도 3은 열린 상태로 도시된 토오크 조인트를 형성하기 위한 토오크 조인트 및 축 방향으로 형성된 외부 형성 다이의 전개 사시도.
도 4는 도 3과 유사하며, 그리고 토오크 조인트 및 토오크 조인트를 형성하기 위한 형성 다이의 제 2 실시 예를 도시하는 도면.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 관형 부재(10, 12)가 도시되어 있다. 각각의 부재는 가벼운 토오크 조인트를 형성하기 위하여 알루미늄 또는 다른 가벼운 금속으로 만들어진다. 상기 관형 부재(10)의 제1 부재는 슬라이드 가능한 결합으로 삽입되며, 그리고 선택 가능하게 그 상부로 연장되는 제2 관형 부재(12)를 구비하고 있다. 상기 제2 관형 부재(12)는 소정의 구동 구조 또는 그와 유사한 구조(미도시)와 연결되는 단부 연결부를 제공하기 위한 스플라인 단부(14)를 구비한다. 상기 스플라인 단부(14) 대신에, 제2 관형 부재(12)는, 다른 많은 물리적인 응용이 토오크 조인트를 필요로 하는 산업계에서 가능하지만, 자동차 조향 시스템 또는 항공기 외면에서의 공기 흐름면 및 그와 유사한 것들을 제어하기 위한 항공기 작동 연결 시스템용과 같은 링크 연결을 구성하기 위하여 클레비스(clevis)형 또는 두 갈래로 나누어진 구조(미도시)를 구비하는 단부가 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 소정의 전기 코일 부재(16)가 서로 포개진 관형 부재(10, 12)내로 삽입되며, 전자기력을 발생하기 위한 전류의 소스와 연결된다. 환형 다이(22)가 영역(20) 내의 조립된 관형 부재(10, 12)의 외주 원주 면을 둘러싸고 있다. 상기 환형 다이(22)는 반 경 내부 방향으로 돌출되며 원주방향으로 소정 간격으로 형성된 상승 축 방향 리지(26) 및 그 상단부가 관형 부재(10, 12) 중 외부 쪽 부재의 외부 원주면(30)과 접촉하는 최소한 한 개의 원주 리지(28)를 구비하고 있다. 상기의 구성에 따라, 다이(22)의 내부 원통형 면(24) 및 외부 원주 면(30) 사이에 원형 공간부(32)가 형성된다. 관형 부재(10, 12)로 전자기력을 인가함에 따라, 반경 방향으로 그리고 외부 방향으로 상기 관형 부재(10, 12)를 팽창 및 변형시킨다. 원통형 다이 면(24)의 영역 및 표면은 내부로 지지된 상승 리지(26)가 내부 방향으로 지지된 상승 리지(26, 28) 사이로 들어간다. 따라서, 관형 부재(10, 12)의 외부 면(30)을 중심으로 원형의 공간부(32)가 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 및 축 방향의 비틀림력에 대응하여 고정되는 관형 부재 사이에 고정된 연결부를 형성하는, 그리고 상호 인터로킹하는 관형 부재(10, 12) 내에서 반 경 방향으로 그리고 내부 방향으로 연장하는 축 방향 그리고 원주방향의 홈(38, 40)을 형성하기 위한 변형된 관형 부재가 구비되어 있다.
본질적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 영역(20)에 의하여 정의되는 다이(22) 내의 포개진 형상의 관형 부재의 직경은 외부 다이(22)의 내부의 원통형 면(24)의 방향으로 팽창되어 있어, 원주방향으로 소정 간격으로 그리고 축 방향으로 형성된 홈(38) 및 관형 부재(10, 12) 내에 형성된 최소한 하나의 반경 방향의 홈(40)은 팽창된 표면으로부터 반경 방향으로 그리고 내부방향으로 연장되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무거운 또는 딱딱한 금속을 구비하고 또는 혼성 또는 밀도 높은 플라스틱 물질 구조를 구비하는 외부 다이(22)는 개방 가능하고 폐쇄 가능한 다이 구조, 예를 들면, 둘, 세 개 또는 더 많은 수의 힌지된 다이 영역으로 이루어진 다이 구조를 형성하기 위하여 사용되는 복수개의 피봇 가능하게 힌지 결합된 영역을 구비하고 있다. 본 실시 예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 소정의 힌지구조(48)에 의하여 하나의 에지부(46)를 따라 짝으로 이루어진 두 개의 반원 형상의 반 형상부(halves)(42)가 피봇 결합되어 있으며, 그 내부에는, 다이 반형 상부의 반대편 단부에 형성된 플랜지 구조(50, 52)는 다이의 폐쇄된 위치에서 잠금 볼트의 통로 또는 가상 선으로 도시된 바와 같이 다이를 폐쇄된 구멍 구조 내로 래칭하기 위한 소정의 클램핑 장치를 도 1 및 도 2에 도시된 관형 부재(10, 12)를 중심으로 연장되도록 하는 상호 정렬된 구멍(54)을 구비하고 있다. 다이(22)의 영역 내에 형성된 포개진 관형 부재(10, 12) 내로 삽입되는 내부 코일 부재(16)에 의한 전자기력을 구현함에 따라, 외부방향으로 팽창된 변형된 관형 부재는 다이(22)의 내부 면과 접촉하며, 복수개의 원주방향으로 소정의 간격으로 그리고 축 방향으로 연장되는 홈(38) 및 변형된 관형 부재(10, 12) 내에 형성된 최소한 한 개의 반경 방향으로 연장되는 홈(40)을 형성하기 위하여 다이 표면(24) 상에 형성된 반경 방향 그리고 내부 방향으로 연장되는 리지(26, 28) 사이의 공간부 또는 소정 구역을 채우게 된다.
도면에는 길이 방향 및 축 방향의 홈(38)의 축 길이의 중간부 정도에, 단지 한 개의 단일 원형 또는 반경 방향의 홈(40)이 형성되어 있지만, 소정의 어플리케이션을 위하여 필요하다면, 관형 부재(10, 12)를 따라 영역(20) 내의 소정 위치에서 축 방향으로 소정 간격으로 형성된 하나 또는 그 이상의 반경 방향의 홈(40)을 형성할 수 있다.
팽창 또는 형성 공정을 완료하고, 외부 다이(22)는 토오크 조인트를 제거하기 위하여, 그리고 토오크 조인트를 형성하기 위하여, 내부 코일(16)을 삽입하고 그리고 사이클을 반복하는 상호 포개진 관형 부재(10, 12)의 세트의 위치를 고정시키는 힌지 구조(48)에서 분리되어 흔들리는 다이 반형 상부(42, 44)에 의하여 개방된다. 도 4의 실시 예에 있어서, 유사한 또는 일치하는 요소는 도 3에서와 같은 동일한 참조번호가 주어진다. 외부 다이(64)의 내부 원통형 면(62)의 한 에지(60)는 관형 부재(10, 12)가 축 방향으로 삽입되는 정도를 제어하기 위하여 작은 직경의 원형 형상의 그리고 내부로 연장되는 플랜지 또는 쇼울더(66)를 구비하고 있다. 따라서, 이전의 실시 예에서 기술한 바와 같이, 내부 코일 부재(16)를 경유하여 전자기력의 인가함에 따라, 토오크 조인트를 형성하기 위하여 축 방향 또는 길이방향의 홈들 및 반경 방향의 홈을 형성할 뿐만 아니라, 이와 동시에, 외부 형성 다이(64)로부터 돌출되는 관 요소(12) 중 한 요소의 긴 형상 홈 또는 스플라인 단부(14) 가까이 작은 직경의 원형부(68)를 형성한다.
나아가, 본 발명의 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 토오크 조인트의 관형 부재(10, 12) 내에 형성된 반경 내부 방향으로 연장되는 축 및 반경 홈들을 형성하는 반경 내부 방향으로 연장된 리지(26, 28)보다는, 도 4의 실시 예에서는, 관형 부재(10, 12) 내에 형성된 코일부재(16)에 의하여 전자기력이 발생됨에 따라, 관형 부재(10, 12)의 직경이 변형되지 않은 상태로 남아있게 하기 위하여, 외부 다이(64)의 표면(62)은 원주방향으로 소정 간격으로 그리고 축 방향으로 형성된 리세스(70)와 최소한 하나의 반경 방향의 리세스(72)구비하고 있다. 그러나, 그 부위는 외부 다이(64)의 원통형 표면(62) 내에 형성된 리세스(70, 71) 내로 팽창 또는 변형됨에 따라, 토오크 조인트를 형성하는 관형 부재(10, 12) 내에 상승 축 방향 및 반경 방향의 리지(76, 78)를 형성하게 된다. 본 실시 예에서, 축 방향 리지의 수는 가변적이며, 토오크 조인트용의 물리적인 어플리케이션에 의하여 선택되며, 필요하면, 축 방향 리지의 축 방향 길이를 따라 소정 간격으로 형성된 그리고 하나 또는 그 이상의 축 방향 리지를 구비할 수 있다.
그리고, 도 4에는, 다이 면(62)에 형성된 리세스(70, 72)가 반경 및 외부방향으로 형성되어 있지만, 이러한 요소들은 반경 및 외부방향으로 돌출된 리지보다는 관형 부재 내에 반경 및 내부 방향의 홈들을 형성하기 위하여 도 3에 도시된 외부 다이(22)에서와 같이 상승 면 부분 또는 리지 요소의 형태로 반경 및 내부 방향으로 연장 형성될 수 있다.
이전에 실시 예에서와 같이, 관 및 단부가 다이 내에 형성되고 난 이후에, 외부 다이(64)는 닫힌 위치 내에 있는 다이를 구비하는 관의 인터로킹을 방지하기 위하여 최소한 두 개의 다이 반 형상부(76, 78) 또는 그 이상의 힌지 다이 섹션으로 구성된다. 다이 반 형상부, 또는 필요하면 다이tm 섹션은 소정의 피봇 또는 힌지 구조(80)에 의하여 상호 연결되고 그리고 다이 반 형상부 반대편 단부 상에 형성된 플랜지 구조(82, 84) 내에 형성된 구멍(86, 88)을 통하여 연장되는 볼트에 의하여 상호 로킹된다. 그리고, 소정의 유형의 클램핑 구성이 토오크 조인트를 형성하는 동안에 폐쇄된 래치 위치 내에 다이 반 형상부를 유지하기 위하여 사용될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예가 기술되었지만, 여러 가지 수정 및 변화가 본 발명의 정신을 벗어남이 없이 가능하다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 그리고 기술된 내용에 한정되지 않고, 그리고 하기에 기술된 청구범위의 내용에도 한정되지 않는다.

Claims (28)

  1. 관형 부재 사이의 중복 영역을 제공하기 위하여 다른 관형 부재의 단부내로 삽입되는 관형 부재의 일단을 구비하는 두 개의 관형 부재 사이에서의 토오크 (torque) 조인트 제조 방법에 있어서,
    (a) 중복 영역의 외부 표면을 마주하는 내부 원통형 표면을 구비하는 환형 다이(die)를 구비하는 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 단계로서,
    상기 환형 다이의 내부 표면은 복수 개의 원주 방향으로 소정 간격으로 이격되어 축 방향으로 연장되는 리지(ridge)와 상기 내부 면을 중심으로 연장 형성되는 최소한 한 개의 반경 방향의 리지를 구비하며, 상기 리지는 상기 관형 부재의 외부 원주 면을 접촉하기 위하여 반경 방향으로 그리고 내부 방향으로 돌출되며, 상기 다이의 내부 표면은 상기 관형 부재의 외부 원주 면과 같이 환형 공간부를 형성하는, 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 단계;
    (b) 전기 에너지의 소스(source)에 연결된 코일 수단을 환형 다이 내에서 중복 영역 내로 연장하기 위하여 상기 관형 부재 내로 삽입하는 단계;
    (c) 상기 토오크 조인트를 형성하는 축 방향 및 반경 방향의 홈들의 해당하는 패턴을 형성하기 위하여 상기 관형 부재 위로 내부 다이 표면상에 리지 패턴을 형성하기 위하여 상기 중복 영역 내로 관형 부재를 반경 및 외부 방향으로 팽창시키는 변형력을 발생하기 위하여 코일 수단에 의하여 상기 중복 영역 내에 형성된 관형 부재의 내부로 전자기력을 제공하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 부재들은 상기 환형 다이의 내부 원통형 표면과 일치하는 외부 직경을 형성하기 위하여 상기 중복 영역 내로 팽창되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 내부 원통형 표면의 에지에 형성된 원형 내부로 연장되는 쇼울더(shoulder)를 구비하며, 상기 쇼울더는 관형 부재의 상기 다이 내로의 축 방향 삽입을 제한하고 그리고 상기 전자기력에 의한 관형 부재의 팽창에 따라 형성된 홈 근처의 관형 부재 상에 감소된 직경 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 상기 다이 섹션에서의 오픈된 위치에서 상기 관형 부재의 삽입과 인출을 구현하며, 그리고 상기 다이 섹션의 닫힌 위치에서 상기 관형 부재의 변형을 구현하기 위하여 힌지식으로 상호 연결된 복수개의 짝을 이루는 다이 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 축 방향 홈들은 토오크 조인트로 인가되는 축 방향 및 비틀림 로드에 대응하는 소정의 홈 패턴을 제공하기 위하여 상기 축 방향 홈들의 축 방향을 따라 소정 간격으로 형성된 관형 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 관형 부재 중 최소한 한 부재는 토오크 조인트용의 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  7. 제 1 항에서,
    상기 코일 수단은 상기 중복 영역 내에서 상기 관형 부재의 내부 직경과 가깝게 일치하는 상기 관형 부재 내로 삽입 가능한 전자기 코일 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  8. 관형 부재 사이의 중복 영역을 제공하기 위하여 다른 관형 부재 내로 삽입되는 관형 부재의 일단을 구비하는 두 개의 관형 부재 사이에서의 토오크 조인트 제조 방법에 있어서,
    (a) 중복 영역의 외부 표면을 마주하는 내부 원통형 표면을 구비하는 환형 다이(die)를 구비하는 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 단계로서,
    상기 환형 다이의 내부 면은 복수개의 원주방향으로 소정 간격으로 축방향으로 연장되는 리세스(recess)와 상기 내부 면을 중심으로 연장되는 최소한 한 개의 반경 방향 리세스를 구비하며, 상기 리세스들은 상기 내부 면이 상기 관형 부재의 외부 원주 면과 접촉하게 하기 위하여 반경 방향으로 그리고 외부 방향으로 연장되어 있는, 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 단계;
    (b) 전기 에너지의 소스에 연결된 코일 수단을 환형 다이 내에서 중복 영역 내로 연장하기 위하여 상기 관형 부재 내로 삽입하는 단계;
    (c) 상기 토오크 조인트를 형성하는 축 방향 및 반경 방향으로 팽창한 홈들의 해당하는 패턴을 형성하기 위하여 상기 관형 부재 위로 내부 다이 표면상에 리세스 패턴을 형성하기 위하여 상기 중복 영역 내로 관형 부재를 반경 및 외부 방향으로 팽창시키는 변형력을 발생하기 위하여 코일 수단에 의하여 상기 중복 영역 내에 형성된 관형 부재의 내부로 전자기력을 제공하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 관형 부재는 상기 환형 다이의 내부 원통형 표면의 구성과 일치하는 외부 직경을 형성하기 위하여 상기 중복 영역 내에서 팽창하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 내부 원통형 표면의 에지에 형성된 원형 내부로 연장되는 쇼울드(shoulder)를 구비하며, 상기 쇼울드는 관형 부재의 상기 다이 내로의 축 방향 삽입을 제한하고 그리고 상기 전자기력에 의한 관형 부재의 변형에 따라 형성된 홈 근처의 관형 부재 상에 감소된 직경 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 상기 다이 섹션에서의 오픈된 위치에서 상기 관형 부재의 삽입과 인출을 구현하며, 그리고 상기 다이 섹션의 닫힌 위치에서 상기 관형 부재의 변형을 구현하기 위하여 힌지식으로 상호 연결된 복수개의 짝을 이루는 다이 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수개의 축 방향 홈들은 토오크 조인트로 인가되는 축 방향 및 비틀림 로드에 대응하는 소정의 홈 패턴을 제공하기 위하여 상기 축 방향 홈들의 축 방향을 따라 소정 간격으로 형성된 관형 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 관형 부재 중 최소한 한 부재는 토오크 조인트용의 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 코일 수단은 상기 중복 영역 내에서 상기 관형 부재의 내부 직경과 가깝게 일치하는 상기 관형 부재 내로 삽입 가능한 전자기 코일 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트 제조 방법.
  15. 관형 부재 사이에 중복 영역을 제공하기 위하여 다른 관 부재의 일단 내로 삽입되는 한 관 부재의 일단을 구비하는 두 개의 관 부재 사이에서 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조에 있어서,
    (a) 상기 환형 다이의 내부 면이 복수개의 원주 방향으로 소정 간격 형성되고 그리고 축 방향으로 연장되는 리지와 상기 내부 면을 중심으로 연장하는 최소한 한 개의 반경 방향 리지를 구비하며, 상기 리지는 상기 관형 부재의 외부 원주 면과 접촉하기 위하여 반경 및 내부 방향으로 돌출되어 있으며, 상기 다이의 내부 면은 관형 부재의 외부 원주 면을 구비하는 원형 공간부를 정의하는데 있어서, 상기 중복 영역의 외부 면과 마주하는 내부 원통형 면을 구비하는 환형 다이를 구비하는 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 다이 구조와;
    (b) 상기 환형 다이 내에 형성된 중복 영역으로 연장되기 위하여, 상기 관형 부재 내로 삽입되는 전기 에너지의 소스에 연결되는 코일 수단과;
    (c) 토오크 조인트를 형성하는 축 방향 및 반경 방향 홈의 해당하는 패턴을 형성하기 위하여 상기 관형 부재 위로 내부 다이 면 상에 형성된 리지 패턴을 형성하기 위하여 중복 영역 내에 관형 부재를 반경 방향으로 그리고 외부 방향으로 팽창하는 변형력을 발생시키기 위하여 상기 중복 영역 내에 형성된 관형 부재의 내부로 전자기력을 제공하기 위한 코일 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 관형 부재는 환형 다이의 내부 원통형 면과 일치하는 외부 직경을 형성하기 위하여 상기 중복 영역 내에 팽창되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 내부 원통형 표면의 에지에 형성된 원형 내부로 연장되는 쇼울더(shoulder)를 구비하며, 상기 쇼울더는 관형 부재의 상기 다이 내로의 축 방향 삽입을 제한하고 그리고 상기 전자기력에 의한 관형 부재의 팽창에 따라 형성된 홈 근처의 관형 부재 상에 감소된 직경 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 상기 다이 섹션에서의 오픈된 위치에서 상기 관형 부재의 삽입과 인출을 구현하며, 그리고 상기 다이 섹션의 닫힌 위치에서 상기 관형 부재의 변형을 구현하기 위하여 힌지식으로 상호 연결된 복수개의 짝을 이루는 다이 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 복수개의 축 방향 홈들은 토오크 조인트로 인가되는 축 방향 및 비틀림 로드에 대응하는 소정의 홈 패턴을 제공하기 위하여 상기 축 방향 홈들의 축 방향을 따라 소정 간격으로 형성된 관형 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 관형 부재 중 최소한 한 부재는 토오크 조인트용의 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 코일 수단은 상기 중복 영역 내에 상기 관형 부재의 내부 직경과 근접되게 일치하는 상기 관형 부재 내로 삽입 가능한 전자기 코일 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  22. 관형 부재 사이에 중복 영역을 제공하기 위하여 다른 관 부재의 일단 내로 삽입되는 한 관 부재의 일단을 구비하는 두 개의 관형 부재 사이에서 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조에 있어서,
    (a) 상기 환형 다이의 내부 면이 복수개의 원주 방향으로 소정 간격으로 형성되고 그리고 축 방향으로 연장되는 리세스와 상기 내부 면을 중심으로 연장하는 최소한 한 개의 반경 방향 리세스를 구비하며, 상기 리세스는 상기 내부 면이 상기 관형 부재의 외부 원주 면과 접하기 위하여 반경 방향 및 외부 방향으로 연장되는데 있어서, 상기 중복 영역의 외부 면과 마주하는 내부 원통형 면을 구비하는 환형 다이를 구비하는 관형 부재의 중복 영역을 둘러싸는 다이 구조와;
    (b) 상기 환형 다이 내에 형성된 중복 영역으로 연장되기 위하여, 상기 관형 부재 내로 삽입되는 전기 에너지의 소스에 연결되는 코일 수단과;
    (c) 토오크 조인트를 형성하는 축 방향 및 반경 방향 홈의 해당하는 패턴을 형성하기 위하여 상기 관형 부재 위로 내부 다이 면 상에 형성된 리세스 패턴을 형성하기 위하여 중복 영역 내에 관형 부재를 반경 방향으로 그리고 외부 방향으로 팽창하는 변형력을 발생시키기 위하여 상기 중복 영역 내에 형성된 관형 부재의 내부로 전자기력을 제공하기 위한 코일 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 관형 부재들은 상기 환형 다이의 내부 원통형 표면의 구성과 일치하는 외부 직경을 정의하기 위하여 상기 중복 영역 내로 팽창되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 내부 원통형 표면의 에지에 형성된 원형 내부로 연장되는 쇼울더(shoulder)를 구비하며, 상기 쇼울더는 관형 부재의 상기 다이 내로의 축 방향 삽입을 제한하고 그리고 상기 전자기력에 의한 관형 부재의 변형에 따라 형성된 홈 근처의 관형 부재 상에 감소된 직경 영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 환형 다이는 상기 다이 섹션에서의 오픈된 위치에서 상기 관형 부재의 삽입과 인출을 구현하며, 그리고 상기 다이 섹션의 닫힌 위치에서 상기 관형 부재의 변형을 구현하기 위하여 힌지식으로 상호 연결된 복수개의 짝을 이루는 다이 섹션을 구비하는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
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    상기 복수개의 축 방향 홈들은 토오크 조인트로 인가되는 축 방향 및 비틀림 로드에 대응하는 소정의 홈 패턴을 제공하기 위하여 상기 축 방향 홈들의 축 방향을 따라 소정 간격으로 형성된 관형 부재에 형성되는 것을 특징으로 하는 토오크 조인트를 제조하기 위한 다이 구조.
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