KR20190036953A - Inner shaft of universal joint for vehicle and method for manufacturing the same, and universal joint for vehicle - Google Patents

Inner shaft of universal joint for vehicle and method for manufacturing the same, and universal joint for vehicle Download PDF

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Abstract

An embodiment of the present invention provides an inner shaft of a universal joint of a vehicle, comprising: a yoke part positioned at one side end portion; and a shaft part provided with an external spline on an outer surface and with a hollow space therein. The present invention forms the hollow space within the inner shaft into which other components are not inserted to reduce weight of the inner shaft, improve the manufacturing process of the inner shaft and save material costs.

Description

차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트 및 이의 제조 방법, 그리고 차량용 유니버설 조인트{INNER SHAFT OF UNIVERSAL JOINT FOR VEHICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND UNIVERSAL JOINT FOR VEHICLE} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an inner shaft of a universal joint for a vehicle, a method of manufacturing the same, and a universal joint for a vehicle. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002]

본 발명은 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트 및 이의 제조 방법, 그리고 차량용 유니버설 조인트에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 구조를 개선한 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트 및 이의 제조 방법, 그리고 차량용 유니버설 조인트에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inner shaft of a universal joint for a vehicle, a method of manufacturing the same, and a universal joint for a vehicle, and more particularly, to an inner shaft of a universal joint for a vehicle improved in structure, a manufacturing method thereof, and a universal joint for a vehicle.

자동차에는 운전자가 차량의 진행 방향을 바꾸기 위한 조향 장치가 구비된다. 일반적으로 조향 장치는 운전석의 전방에 설치되어 운전자의 조작에 의하여 회전하는 핸들과, 핸들의 하부에 설치되는 조향축과, 회전력을 증대시켜 타이어의 방향을 변경하는 조향 기어 박스와, 조향축에 전달된 회전력을 조향 기어 박스로 전달하는 유니버설 조인트를 포함한다. The vehicle is provided with a steering device for changing the traveling direction of the vehicle. [0002] Generally, a steering apparatus includes a steering wheel mounted at the front of a driver's seat and rotated by a driver's operation, a steering shaft provided at a lower portion of the steering wheel, a steering gearbox for changing the direction of the tire by increasing the rotational force, And a universal joint for transmitting the rotational force to the steering gear box.

유니버설 조인트는 세로 방향으로 설치되는 조향축과 가로 방향으로 설치되는 조향 기어 박스에 설치되어 조향축에 전달된 회전력을 조향 기어 박스에 전달하는 역할을 한다. 유니버설 조인트는, 조향축 및 조향 기어 박스 중 하나에 연결되는 외부 샤프트와, 조향축 및 조향 기어 박스 중 다른 하나에 연결되며 일측이 외부 샤프트의 내부로 삽입되는 내부 샤프트를 구비할 수 있다. 이러한 유니버설 조인트가 무거우면, 이를 작동시키기 위한 다른 부품들의 무게도 증가되며 차량의 방향을 바꾸기 위한 힘도 커져야 한다. 이에 따라 재료 비용이 증가하고, 제조 및 조립 공정이 복잡해지며, 차량의 동력이 손실될 수 있다. The universal joint is installed in a longitudinally mounted steering shaft and a transversely installed steering gearbox to transmit the rotational force transmitted to the steering shaft to the steering gear box. The universal joint may include an outer shaft connected to one of the steering shaft and the steering gear box and an inner shaft connected to the other of the steering shaft and the steering gear box and having one side inserted into the inside of the outer shaft. If these universal joints are heavy, the weight of other parts to operate them will also increase, and the force to change the direction of the vehicle must also increase. As a result, the material cost increases, the manufacturing and assembling process becomes complicated, and the power of the vehicle may be lost.

본 발명은 재료 비용을 줄이며 제조 및 조립 공장을 단순화하고 차량의 동력 손실을 최소화할 수 있는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트 및 이의 제조 방법, 그리고 차량용 유니버설 조인트를 제공하고자 한다. The present invention provides an inner shaft of a universal joint for a vehicle, a method of manufacturing the same, and a universal joint for a vehicle, which can reduce a material cost, simplify a manufacturing and assembly plant, and minimize a power loss of a vehicle.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트는, 일측 단부에 위치하는 요크부; 및 상기 요크부로부터 길게 연장되며, 외면에 외부 스플라인을 구비하고 내부에 중공을 구비하는 샤프트부를 포함한다. An inner shaft of a universal joint for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a yoke portion located at one end; And a shaft portion extended from the yoke portion and having an outer spline on the outer surface and having a hollow inside.

상기 중공은 상기 샤프트부가 상기 요크부가 위치한 일측 단부에 반대되는 타측 단부에서 외부로 개방되며 상기 샤프트부의 길이 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. The hollow portion may be opened to the outside at the other end portion opposite to the one end portion of the shaft portion where the yoke portion is located, and may be elongated along the longitudinal direction of the shaft portion.

상기 중공의 길이가 중공의 크기보다 크거나, 상기 중공의 길이가 상기 샤프트부의 길이의 50% 이상이거나, 상기 중공의 길이가 상기 외부 스플라인의 길이보다 클 수 있다. The length of the hollow may be greater than the size of the hollow, the length of the hollow may be at least 50% of the length of the shaft, or the length of the hollow may be greater than the length of the external spline.

상기 외부 스플라인이 오목부의 형상을 가지며 상기 샤프트부의 외면에서 원주 방향으로 일정 간격을 두고 위치하도록 복수의 구비되고, 상기 샤프트의 내면이 상기 외부 스플라인의 오목한 형상에 의하여 굴곡진 부분 또는 상기 중공을 향하여 볼록한 부분을 구비할 수 있다. Wherein the outer spline has a concave shape and a plurality of circumferentially spaced apart circumferential outer surfaces of the shaft portion are formed so that the inner surface of the shaft is curved by the concave shape of the outer spline, Portion.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 유니버설 조인트는, 상술한 내부 샤프트; 및 상기 내부 샤프트가 삽입되는 중공을 내부에 구비하며 내면에 상기 외부 스플라인에 치합되는 내부 스플라인이 형성된 외부 샤프트를 포함한다. A universal joint for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: the above-described inner shaft; And an outer shaft having an inner shaft into which the inner shaft is inserted and having an inner spline formed on the inner surface thereof and engaged with the outer spline.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법은, 일측 단부에 위치하는 요크부, 그리고 상기 요크부로부터 길게 연장되며 외면에 외부 스플라인을 구비하고 내부에 중공을 구비하는 샤프트부를 포함하는 내부 샤프트를 제조하는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법으로서. 복수 횟수로 단조 공정을 수행하여 내부 샤프트를 제조한다. A method of manufacturing an inner shaft of a universal joint for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a yoke portion located at one end portion and a shaft portion extending from the yoke portion and having an outer spline on the outer surface thereof and having a hollow portion therein A method of manufacturing an inner shaft of a universal joint for a vehicle that manufactures an inner shaft. A forging process is performed a plurality of times to manufacture an inner shaft.

상기 차량용 유니버설 조인트의 상기 내부 샤프트의 제조 방법은, 단조 공정에 의하여 요크부, 그리고 상기 중공을 구비하지 않는 샤프트부를 형성하는 단계; 및 복수 횟수의 단조 공정에 의하여 상기 샤프트부의 내부에 상기 중공을 형성하는 단계를 포함한다. The manufacturing method of the inner shaft of the universal joint for a vehicle includes the steps of forming a yoke portion and a shaft portion not having the hollow portion by a forging process; And forming the hollow in the shaft portion by a plurality of forging processes.

상기 중공을 형성하는 단계에서 단조 공정이 세 차례 수행될 수 있다. In the step of forming the hollow, the forging process may be performed three times.

상기 중공을 형성하는 단계 이후에 상기 샤프트부의 외면에 외부 스플라인을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. And forming an outer spline on the outer surface of the shaft portion after the step of forming the hollow.

상기 중공은 상기 샤프트부가 상기 요크부가 위치한 일측 단부에 반대되는 타측 단부에서 외부로 개방되며 상기 샤프트부의 길이 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. The hollow portion may be opened to the outside at the other end portion opposite to the one end portion of the shaft portion where the yoke portion is located, and may be elongated along the longitudinal direction of the shaft portion.

본 실시예에서는 내부에 다른 부품이 삽입되지 않는 내부 샤프트의 내부에 중공을 형성하여, 내부 샤프트의 무게를 줄일 수 있으며 내부 샤프트의 제조 공정을 단순화하고 재료 비용을 절감할 수 있다. 그리고 유니버설 조인트를 구동하기 위한 다른 부품들의 무게도 줄일 수 있으며 차량의 방향을 변경하기 위한 동력도 줄일 수 있다. In this embodiment, a hollow is formed inside the inner shaft in which other parts are not inserted therein, so that the weight of the inner shaft can be reduced, the manufacturing process of the inner shaft can be simplified, and the material cost can be reduced. It also reduces the weight of other components to drive the universal joint and reduces the power to change the direction of the vehicle.

그리고 본 실시예에 따른 제조 방법에 의하면, 요크부 및 중공을 가지는 내부 샤프트의 제조 공정을 단순화할 수 있다. 그리고 복수 횟수로 수행되는 단조에 의하여 요크부 및 중공을 가지는 내부 샤프트부를 형성하여, 내부 샤프트의 조직을 단단하게 할 수 있고 강도 및 구조적 안정성을 향상할 수 있다. 또한, 기존의 단조 설비를 그대로 사용할 수 있어 신규 설비 등을 추가로 설치하지 않아도 된다. According to the manufacturing method of this embodiment, the manufacturing process of the inner shaft having the yoke portion and the hollow can be simplified. By forming the inner shaft portion having the yoke portion and the hollow portion by the forging performed a plurality of times, the structure of the inner shaft can be made rigid and the strength and the structural stability can be improved. In addition, since the existing forging equipment can be used as it is, it is not necessary to additionally install a new equipment.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유니버설 조인트를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유니버설 조인트에 포함된 내부 샤프트를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선에 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 공정을 도시한 도면들이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a universal joint according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing an inner shaft included in the universal joint shown in FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
4A to 4G are views showing a manufacturing process of an inner shaft of a universal joint according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that the present invention is not limited to these embodiments and can be modified into various forms.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or similar parts throughout the specification. In the drawings, the thickness, the width, and the like are enlarged or reduced in order to make the description more clear, and the thickness, width, etc. of the present invention are not limited to those shown in the drawings.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다. Wherever certain parts of the specification are referred to as "comprising ", the description does not exclude other parts and may include other parts, unless specifically stated otherwise. Also, when a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, it also includes the case where another portion is located in the middle as well as the other portion. When a portion of a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "directly on" another portion, it means that no other portion is located in the middle.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트 및 이를 포함하는 차량용 유니버설 조인트, 그리고 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, an inner shaft of a universal joint for a vehicle, a universal joint for a vehicle including the universal joint, and a method for manufacturing an inner shaft of a universal joint for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 유니버설 조인트(이하, 유니버설 조인트)(100)를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 유니버설 조인트(100)에 포함된 내부 샤프트(10)를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 III-III 선에 따라 잘라서 본 단면도이다. 1 is a sectional view showing a universal joint (hereinafter referred to as a universal joint) 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an inner shaft 10 included in the universal joint 100 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view cut along the line III-III of FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 유니버설 조인트(100)는, 외부 샤프트(20)와, 일측이 외부 샤프트(20)의 내부로 삽입되는 내부 샤프트(10)를 구비할 수 있다. 이때, 외부 샤프트(20) 및 내부 샤프트(10) 각각은 내부에 중공(10a, 20a)을 구비할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다. 1 to 3, the universal joint 100 according to the present embodiment may include an outer shaft 20 and an inner shaft 10, one side of which is inserted into the outer shaft 20 . At this time, each of the outer shaft 20 and the inner shaft 10 may have hollows 10a and 20a therein. This will be explained in more detail.

외부 샤프트(20)의 내부에 내부 샤프트(10)가 슬라이딩되어 결합되며, 외부 샤프트(20) 및 내부 샤프트(10) 중 하나가 조향축에 연결되고 다른 하나가 조향 기어 박스에 연결된다. 일 예로, 내부 샤프트(10)가 조향축에 연결되고, 외부 샤프트(20)가 조향 기어 박스에 연결될 수 있다. 그러면, 조향축에 연결된 내부 샤프트(10)가 조향축의 회전력에 의하여 회전되어 조향 기어 박스에 연결된 외부 샤프트(20)에 회전력을 전달할 수 있다. An inner shaft 10 is slidably coupled to the inside of the outer shaft 20 and one of the outer shaft 20 and the inner shaft 10 is connected to the steering shaft and the other is connected to the steering gear box. In one example, the inner shaft 10 is connected to the steering shaft, and the outer shaft 20 can be connected to the steering gear box. Then, the inner shaft 10 connected to the steering shaft can be rotated by the rotational force of the steering shaft to transmit the rotational force to the outer shaft 20 connected to the steering gear box.

외부 샤프트(20)는, 일측 단부에 위치하는 요크부(210)와, 요크부(210)로부터 길게 연장되며 내부에 내부 샤프트(10)가 슬라이딩되어 삽입될 수 있는 중공(20a)을 구비하는 샤프트부(220)를 구비할 수 있다. The outer shaft 20 includes a yoke 210 located at one end and a shaft 209 extending from the yoke 210 and having a hollow 20a into which the inner shaft 10 can slide, (220).

외부 샤프트(20)의 요크부(210)는 조향축 또는 조향 기어 박스에 연결되기 위한 부분으로서, 일 예로, 조향 기어 박스에 연결될 수 있다. 요크부(210)는 양측면이 개방된 홈(210a)을 사이에 두고 서로 이격되는 두 개의 요크 부분을 포함할 수 있다. 그리고 요크부(210)를 구성하는 두 개의 요크 부분을 다른 부품 등을 연결하기 위한 홀(210b)이 형성될 수 있다. The yoke portion 210 of the outer shaft 20 is a portion for connecting to the steering shaft or the steering gear box, and may, for example, be connected to the steering gear box. The yoke portion 210 may include two yoke portions spaced apart from each other with a groove 210a opened on both sides thereof. And a hole 210b for connecting the two yoke portions constituting the yoke portion 210 with other components.

외부 샤프트(20)의 샤프트부(220)의 외면은 대략적인 원형의 평면 형상을 가지면서 길게 연장될 수 있다. 샤프트부(220)의 내면에는 길이 방향으로 연장되는 내부 스플라인(220a)이 형성될 수 있다. The outer surface of the shaft portion 220 of the outer shaft 20 may have a substantially circular planar shape and may be elongated. An internal spline 220a extending in the longitudinal direction may be formed on the inner surface of the shaft portion 220. [

그러나 상술한 외부 샤프트(20)의 형상은 일 예로 제시한 것일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 외부 샤프트(20)의 형상, 또는 이에 포함된 요크부(210), 그리고 중공(20a) 및 내부 스플라인(220a)을 구비한 샤프트부(220)의 형상으로는 알려진 다양한 형상이 적용될 수 있다. However, the shape of the external shaft 20 described above is merely an example, and the present invention is not limited thereto. Therefore, various shapes known as the shape of the outer shaft 20, or the shape of the shaft portion 220 including the yoke portion 210 and the hollow portion 20a and the inner spline 220a, may be applied.

내부 샤프트(10)는, 일측 단부에 위치하는 요크부(110)와, 요크부(110)로부터 길게 연장되며 내부에 외부 샤프트(20)의 중공(20a)에 슬라이딩되어 삽입되는 샤프트부(120)를 구비할 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는 내부 샤프트(10)가 요크부(110)와 샤프트부(120)가 단일의 몸체로 형성된 일체의 구조로 형성되어 구조적 안정성이 우수하다. The inner shaft 10 includes a yoke portion 110 located at one end portion thereof and a shaft portion 120 extending from the yoke portion 110 and slidably inserted into the hollow portion 20a of the outer shaft 20, . As described above, according to the present embodiment, the inner shaft 10 is formed as a single body in which the yoke portion 110 and the shaft portion 120 are formed as a single body, and thus the structural stability is excellent.

내부 샤프트(10)의 요크부(110)는 조향축 또는 조향 기어 박스에 연결되기 위한 부분으로서, 일 예로, 조향축에 연결될 수 있다. 요크부(110)는 양측면이 개방된 홈(110a)을 사이에 두고 서로 이격되는 두 개의 요크 부분을 포함할 수 있다. 그리고 요크부(110a)를 구성하는 두 개의 요크 부분에는 다른 부품 등을 연결하기 위한 홀(110b)이 형성될 수 있다. The yoke portion 110 of the inner shaft 10 is a portion for connecting to the steering shaft or the steering gear box, and may, for example, be connected to the steering shaft. The yoke portion 110 may include two yoke portions spaced apart from each other with a groove 110a opened on both sides thereof. The two yoke parts constituting the yoke part 110a may be formed with a hole 110b for connecting other parts or the like.

내부 샤프트(10)의 샤프트부(120)의 외면에는 외부 샤프트(20)의 외부 스플라인(220a)에 치합되도록 샤프트부(120)의 길이 방향으로 연장되는 외부 스플라인(120a)이 형성될 수 있다. 외부 스플라인(220a)과 내부 스플라인(120a)이 서로 치합되도록 외부 샤프트(20)의 중공(20a) 내에 내부 샤프트(10)를 삽입시키면, 내부 샤프트(10)의 회전이 외부 샤프트(20)에 그대로 전달할 수 있다. 이에 따라 내부 샤프트(10)의 회전력을 외부 샤프트(20)의 회전력에 전달할 수 있으며 내부 샤프트(10)는 외부 샤프트(20) 내부에서 길이 방향으로 슬라이딩 또는 유동될 수 있다. An outer spline 120a extending in the longitudinal direction of the shaft portion 120 may be formed on the outer surface of the shaft portion 120 of the inner shaft 10 to mate with the outer spline 220a of the outer shaft 20. [ When the inner shaft 10 is inserted into the hollow 20a of the outer shaft 20 so that the outer splines 220a and the inner splines 120a are engaged with each other, . Accordingly, the rotational force of the inner shaft 10 can be transmitted to the rotational force of the outer shaft 20, and the inner shaft 10 can slide or flow in the longitudinal direction within the outer shaft 20.

본 실시예에서는 외부 샤프트(20)에 삽입되는 내부 샤프트(10)의 내부(특히, 샤프트부(120)의 내부)에도 중공(10a)이 형성된다. 중공(10a)은 요크부(110)가 형성된 일측과 반대되는 타측에서 외부로 개방되며 샤프트부(120)의 내부에서 이의 길이 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 이와 같은 형상을 가져 중공(10a)을 쉽게 형성할 수 있으며 충분한 부피로 형성할 수 있다. In this embodiment, the hollow 10a is also formed in the interior of the inner shaft 10 inserted into the outer shaft 20 (in particular, the inside of the shaft portion 120). The hollow 10a may be opened to the outside from the other side opposite to the one side where the yoke 110 is formed and may be elongated along the longitudinal direction thereof in the shaft 120. [ With such a shape, the hollow 10a can be easily formed and a sufficient volume can be formed.

이와 같이 내부에 다른 부품이 삽입되지 않는 내부 샤프트(10)의 내부에 중공(10a)을 형성하면, 내부 샤프트(10)의 무게를 줄일 수 있으며 내부 샤프트(10)의 제조 공정을 단순화하고 재료 비용을 절감할 수 있으며, 유니버설 조인트(100)를 구동하기 위한 다른 부품들의 무게도 줄일 수 있으며 차량의 방향을 변경하기 위한 동력도 줄일 수 있다. 일 예로, 토크를 전달하는 부품의 무게를 15% 가량 저감할 수 있다. 반면, 종래에는 외부 샤프트에 삽입되는 내부 샤프트는 내부가 전체적으로 채워진 형상을 가지므로, 내부 샤프트의 무게가 커서 이를 작동시키기 위한 다른 부품들의 무게도 증가되며 차량의 방향을 바꾸기 위한 힘도 컸었다. 이에 따라 재료 비용이 증가하고, 제조 및 조립 공정이 복잡해지며, 차량의 동력이 손실되는 등의 문제가 있었다. When the hollow 10a is formed inside the inner shaft 10 in which other parts are not inserted therein, the weight of the inner shaft 10 can be reduced, the manufacturing process of the inner shaft 10 can be simplified, The weight of other components for driving the universal joint 100 can be reduced, and the power for changing the direction of the vehicle can be reduced. For example, the weight of a component that transmits torque can be reduced by about 15%. On the other hand, conventionally, since the inner shaft inserted into the outer shaft has a shape filled with the inside, the weight of the inner shaft is large, so that the weight of other parts for operating the shaft is increased and the force for changing the direction of the vehicle is also great. As a result, the material cost increases, the manufacturing and assembling process becomes complicated, and the power of the vehicle is lost.

본 실시예에서는, 일 예로, 중공(10a)의 길이가 평면에서의 중공(10)의 크기(일 예로, 내경)보다 더 크고, 중공(10a)의 길이가 샤프트부(120)의 길이의 50% 이상(일 예로, 60% 이상)일 수 있다. 그리고 중공(10a)의 길이가 외부 스플라인(120a)의 길이보다 클 수 있다. 즉, 외부 스플라인(120a)은 요크부(110)의 반대측에 인접하여 상대적으로 짧은 길이로 샤프트부(120)의 외부면에 형성될 수 있고, 중공(10a)은 샤프트부(120)의 내부에서 요크부(110)의 반대측으로부터 요크부(110)를 향하여 상대적으로 긴 길이를 가지도록 연장될 수 있다. 이와 같이 중공(10a)이 충분한 길이로 형성되어 내부 샤프트(10)의 무게를 줄이는 효과를 최대화할 수 있다. In this embodiment, for example, the length of the hollow 10a is larger than the size (for example, the inner diameter) of the hollow 10 in the plane, and the length of the hollow 10a is 50 Or more (for example, 60% or more). The length of the hollow 10a may be greater than the length of the external spline 120a. That is, the external spline 120a may be formed on the outer surface of the shaft portion 120 with a relatively short length adjacent to the opposite side of the yoke portion 110, and the hollow portion 10a may be formed inside the shaft portion 120 May extend from the opposite side of the yoke portion 110 toward the yoke portion 110 so as to have a relatively long length. Thus, the hollow 10a is formed to have a sufficient length, and the effect of reducing the weight of the inner shaft 10 can be maximized.

도 3을 참조하면, 중공(10a) 및 외부 스플라인(120a)를 구비하는 샤프트부(120)가 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 오목부의 형상을 가지는 복수의(일 예로, 6개의) 외부 스플라인(120a)이 샤프트부(120)의 외면에서 원주 방향으로 일정 간격을 두고 위치할 수 있고, 이에 대응하여 중공(10a)에 오목부가 형성되거나 샤프트부(120)의 내부에 중공(10a)을 향한 볼록부가 형성될 수 있다. 또는, 중공(10a) 또는 샤프트부(120)의 내부에서 외부 스플라인(120a)에 대응하는 부분들 사이에서 굴곡진 부분을 구비할 수 있다. 이에 따라 일 예로, 중공(10a) 및 샤프트부(120)의 내면이 복수의 꼭지점을 가지면서 이를 연결하는 복수의 평면 또는 굴곡면을 가질 수 있다. 일 예로, 중공(10a) 및 샤프트부(120)의 내면이 대략적인 육각형을 가질 수 있다. 여기서, 원주 방향에서 일정 간격으로 이격되어, 일 예로, 방사상으로 위치하며, 내부를 향하여 오목하게 형성된 외부 스플라인(120a)의 사이에 대응하도록 샤프트부(120)의 내면에 오목부(10b)가 형성되거나 중공(10a)이 볼록하게 돌출한 볼록부(돌출부)가 위치할 수 있다. 이때, 오목부(10a) 또는 볼록부의 곡률 반경이 외부 스플라인(120a)의 곡률 반경보다 더 클 수 있다. 그러면, 외부 스플라인(120a)의 구조에 따른 강도 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 외부 스플라인(120a)과 관계 없이 중공(10a)이 원형의 형상을 가질 수도 있다. 그 외에도 중공(10a) 및 외부 스플라인(120a)를 구비하는 샤프트부(120)가 다양한 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 3, the shaft portion 120 having the hollow 10a and the external splines 120a may have various planar shapes. 3 (a), a plurality of (e.g., six) external splines 120a having a concave shape are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction on the outer surface of the shaft portion 120, A concave portion may be formed in the hollow portion 10a or a convex portion facing the hollow portion 10a may be formed in the shaft portion 120 in correspondence thereto. Alternatively, it may have a bent portion between portions corresponding to the outer spline 120a in the hollow 10a or the shaft portion 120. Accordingly, for example, the inner surface of the hollow portion 10a and the shaft portion 120 may have a plurality of planes or curved surfaces connecting and connecting the plurality of vertexes. In one example, the inner surface of the hollow portion 10a and the shaft portion 120 may have a rough hexagon. Here, the concave portion 10b is formed on the inner surface of the shaft portion 120 so as to correspond to the space between the outer splines 120a, which are spaced apart from each other in the circumferential direction, for example, Or convex portions (protruding portions) where the hollow 10a protrudes convexly can be located. At this time, the radius of curvature of the concave portion 10a or the convex portion may be larger than the radius of curvature of the external spline 120a. Thus, it is possible to effectively prevent the strength reduction according to the structure of the external spline 120a. However, the present invention is not limited thereto. Therefore, as shown in Fig. 3 (b), the hollow 10a may have a circular shape irrespective of the external spline 120a. In addition, the shaft portion 120 having the hollow 10a and the external spline 120a may have various shapes.

요크부(110)에서 샤프트부(120)와 인접한 부분에는 요크부(110)와 샤프트부(120)를 연결하면서 강도를 효과적으로 분산하는 경사부(112)가 위치할 수 있다. The inclined portion 112 may be located at a portion of the yoke 110 adjacent to the shaft portion 120 to effectively disperse the strength while connecting the yoke portion 110 and the shaft portion 120. [

이하에서는 상술한 구조의 내부 샤프트(10)의 제조 방법을 도 4a 내지 도 4g를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of manufacturing the inner shaft 10 having the above-described structure will be described in detail with reference to FIGS. 4A to 4G.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시예에 따른 유니버설 조인트(도 1의 참조부호 100, 이하 동일)의 내부 샤프트(10)의 제조 공정을 도시한 도면들이다. 참조로, 도 4a 내지 도 4f는 단면도들이고, 도 4g는 정면도이다. FIGS. 4A to 4G are views showing a manufacturing process of the inner shaft 10 of the universal joint (reference numeral 100 in FIG. 1, hereinafter the same) according to the embodiment of the present invention. 4A to 4F are sectional views, and Fig. 4G is a front view.

도 4a에 도시한 바와 같이, 유니버설 조인트(100)의 내부 샤프트(10)를 제조하기 위한 소재(102)를 준비한다. 소재(102)는 절단 공정을 통하여 소정의 외경을 가지면서 일정한 길이를 가지는 일종의 원기둥 형상을 가질 수 있다. 소재(102)의 제조 공정 또는 절단 공정으로는 알려진 다양한 방법이 사용될 수 있다. As shown in Fig. 4A, a material 102 for manufacturing the inner shaft 10 of the universal joint 100 is prepared. The material 102 may have a cylindrical shape having a predetermined outer diameter and a predetermined length through a cutting process. Various methods known as the manufacturing process or the cutting process of the material 102 can be used.

이어서, 도 4b 내지 도 4f에 도시한 바와 같이, 소재(도 4a의 참조부호 102, 이하 동일)를 가압 소성 변형 시켜 요크부(110) 및 중공(10a)을 가지는 샤프트부(120)로 구성된 내부 샤프트(10)를 형성한다. 본 실시예에서는 가압 소성 변형이 복수 횟수로 이루어지는 단조 공정에 의하여 수행될 수 있다. 이와 같이 단조 공정을 복수 횟수로 수행하여 내부 샤프트(10)를 형성하는 것에 의하여 제조 공정을 단순화할 수 있으며 기존 단조 장치를 그대로 이용할 수 있어 설비 부담을 줄일 수 있다. Then, as shown in Figs. 4B to 4F, the inner surface of the shaft portion 120 having the yoke portion 110 and the hollow portion 10a by press-plastic-deforming the material (102 in Fig. 4A, Thereby forming the shaft 10. In this embodiment, the pressing and plastic deformation can be performed by a forging process comprising a plurality of times. Since the forging process is performed a plurality of times to form the inner shaft 10, the manufacturing process can be simplified and the existing forging device can be used as it is, thereby reducing the installation burden.

좀더 구체적으로, 도 4b 및 도 4c에 도시한 바와 같이 단조에 의하여 요크부(110), 그리고 중공(10a)을 가지지 않는 샤프트부(120)를 형성한 다음, 도 4d 내지 도 4f에 도시한 바와 같이 단조에 의하여 샤프트부(120)의 내부에 중공(10a)을 형성할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다. More specifically, as shown in Figs. 4B and 4C, the yoke portion 110 and the shaft portion 120 having no hollow 10a are formed by forging. Then, as shown in Figs. 4D to 4F The hollow portion 10a can be formed in the shaft portion 120 by forging. This will be explained in more detail.

도 4b에 도시한 바와 같이, 단조에 의하여 소재(102)를 예비 성형하여 요크부(110)로 성형될 제1 부분(104a)과 샤프트부(120)로 성형될 제2 부분(104b)을 가지는 예비 성형 부재(104)를 형성한다. 이때, 제1 부분(104a)의 직경이 제2 부분(104b)의 직경보다 클 수 있으며, 제1 부분(104a)의 길이가 제2 부분(104b)의 길이보다 작을 수 있다. 이러한 형상에 의하여 추후의 단조 공정에 의하여 요크부(110) 및 샤프트부(120)를 안정적으로 형성할 수 있다. 이어서, 도 4c에 도시한 바와 같이, 단조에 의하여 제1 부분(104a)의 내부 부분을 가압하여 양측면이 개방된 홈(110a)을 사이에 두고 서로 이격되는 두 개의 요크 부분을 포함하는 요크부(110)를 형성한다. 이와 같이 두 단계의 단조에 의하여 요크부(110)를 형성하는 것에 의하여 요크부(110)의 형상을 불량 없이 안정적으로 형성할 수 있다. The first part 104a to be molded into the yoke part 110 and the second part 104b to be molded into the shaft part 120 are formed by preliminarily molding the material 102 by forging, Thereby forming the preformed member 104. At this time, the diameter of the first portion 104a may be greater than the diameter of the second portion 104b, and the length of the first portion 104a may be less than the length of the second portion 104b. By this shape, the yoke portion 110 and the shaft portion 120 can be stably formed by a subsequent forging process. Then, as shown in Fig. 4C, the inner portion of the first portion 104a is pressed by forging so that the yoke portion including two yoke portions spaced apart from each other with the groove 110a opened on both sides thereof 110). By forming the yoke portion 110 by the two-step forging, the shape of the yoke portion 110 can be stably formed without defects.

이어서, 도 4d 내지 도 4f에 도시한 바와 같이, 복수 횟수의 단조를 통하여 샤프트부(120)의 길이를 증가시키면서 샤프트부(120)의 내면에 길이 방향으로 연장되는 중공(10a)을 형성한다. 이때, 요크부(110)가 형성된 일측에 반대되는 타측에 샤프트부(120)보다 작은 면적을 가지는 가압 부재(예를 들어, 펀치)(도시하지 않음)를 이용하여 단조 공정을 수행하여 타측에서 외부로 개방되는 중공(10a)을 형성할 수 있다. 4D to 4F, the hollow portion 10a extending in the longitudinal direction is formed on the inner surface of the shaft portion 120 while increasing the length of the shaft portion 120 through a plurality of forging operations. At this time, a forging process is performed by using a pressing member (for example, a punch) (not shown) having an area smaller than that of the shaft portion 120 on the other side opposite to one side where the yoke portion 110 is formed, The hollow 10a can be opened.

본 실시예에서와 같이 샤프트부(120)의 내면에서 길게 형성되는 중공(10a)을 한 번의 단조를 통하여 형성하면, 중공(10a) 형성 시 샤프트부(120)가 원하지 않게 변형되거나 불량이 발생할 수 있다. 이를 고려하여 본 실시예에서는 복수 횟수(일 예로, 세 차례)의 단조를 거쳐 중공(10a)을 형성하여 중공(10a)의 형성 시에 샤프트부(120)가 원하지 않게 변형되거나 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 좀더 구체적으로, 첫 번째 단조 공정에서 샤프트부(120)의 내부에 제1 중공 길이를 가지는 중공(10a)을 형성하면서 샤프트부(120)를 제1 길이로 늘이고, 두 번째 단조 공정에서 샤프트부(120)의 내부에 제1 중공 길이보다 큰 제2 중공 길이를 가지는 중공(10a)을 형성하면서 샤프트부(120)를 제1 길이보다 큰 제2 길이로 늘이고, 세 번째 단조 공정에서 샤프트부(120)의 내부에 제2 중공 길이보다 큰 제3 중공 길이를 가지는 중공(10a)을 형성하면서 샤프트부(120)를 제2 길이보다 큰 제3 길이로 늘일 수 있다. 단조 횟수가 네 차례 이상 반복되면 제조 공정의 시간이 증가하고, 중공(10a)이 형성된 후의 샤프트부(120)의 두께 또는 강도가 충분하지 않을 수 있다. If the hollow 10a formed long in the inner surface of the shaft portion 120 is formed through one forging as in this embodiment, the shaft portion 120 may be undesirably deformed or defective when the hollow 10a is formed have. In consideration of this, in the present embodiment, the hollow portion 10a is formed through a plurality of forgings (e.g., three times), and the shaft portion 120 is undesirably deformed or defective when the hollow portion 10a is formed . More specifically, in the first forging process, the shaft portion 120 is extended to the first length while the hollow portion 10a having the first hollow length is formed in the shaft portion 120, and the shaft portion 120 120, the shaft portion 120 is extended to a second length greater than the first length while the hollow portion 10a having a second hollow length larger than the first hollow length is formed, and in the third forging process, the shaft portion 120 The hollow portion 10a having a third hollow length larger than the second hollow length may be formed inside the hollow portion 10a and the shaft portion 120 may be extended to a third length larger than the second length. If the number of times of forging is repeated four times or more, the time of the manufacturing process is increased and the thickness or strength of the shaft portion 120 after the hollow 10a is formed may not be sufficient.

이어서, 도 4g에 도시한 바와 같이, 샤프트부(120)의 외면에 외부 스플라인(120a)을 형성한다. 외부 스플라인(120a)은 스웨이징, 프레스, 포밍기를 이용한 성형, 전조(rolling) 공법 등의 다양한 방법을 이용하여 형성될 수 있다. Then, as shown in Fig. 4G, an external spline 120a is formed on the outer surface of the shaft portion 120. [ The external spline 120a may be formed using various methods such as swaging, pressing, forming using a forming machine, and rolling.

도면에 도시하지는 않았지만, 외부 스플라인(120a)을 형성하기 이전 또는 이후에 요크부(110)에 홀(도 2의 참조부호 110b, 이하 동일)을 형성하는 공정을 더 수행할 수 있다. 일 예로, 외부 스플라인(120a)을 형성하기 이전에 요크부(110)에 홀(110b)을 형성할 수 있다. 이러한 홀(110a)을 형성하는 공정으로는 알려진 다양한 공정이 적용될 수 있다. Although not shown in the drawing, a step of forming a hole (reference numeral 110b in FIG. 2, hereinafter the same) in the yoke portion 110 before or after the external spline 120a is formed can be further performed. For example, the hole 110b may be formed in the yoke 110 before the external spline 120a is formed. Various processes known as the process for forming the hole 110a can be applied.

본 실시예에 따른 내부 샤프트(10)의 제조 방법에 의하면, 요크부(110) 및 중공(10a)을 가지는 내부 샤프트(10)의 제조 공정을 단순화할 수 있다. 그리고 복수 횟수로 수행되는 단조에 의하여 요크부(110) 및 중공(10a)을 가지는 내부 샤프트(10)를 형성하여, 내부 샤프트(10)의 조직을 단단하게 할 수 있고 강도 및 구조적 안정성을 향상할 수 있다. 또한, 기존의 단조 설비를 그대로 사용할 수 있어 신규 설비 등을 추가로 설치하지 않아도 된다. 그리고 요크부(110)와 샤프트부(120)가 일체의 구조로 형성되어 용접, 코킹 등의 공정이 필요하지 않으므로 신뢰성을 향상할 수 있으며 제조 공정을 단순화하고 재료 비용을 절감할 수 있다. According to the manufacturing method of the inner shaft 10 according to the present embodiment, the manufacturing process of the inner shaft 10 having the yoke portion 110 and the hollow 10a can be simplified. The inner shaft 10 having the yoke portion 110 and the hollow portion 10a is formed by forging which is performed a plurality of times so that the structure of the inner shaft 10 can be made hard and the strength and the structural stability can be improved . In addition, since the existing forging equipment can be used as it is, it is not necessary to additionally install a new equipment. In addition, since the yoke portion 110 and the shaft portion 120 are formed integrally with each other, a process such as welding and caulking is not required, so that the reliability can be improved, the manufacturing process can be simplified, and the material cost can be reduced.

본 실시예에 따른 외부 샤프트(20)는 알려진 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있으며, 제조된 내부 샤프트(10)와 외부 샤프트(20)가 서로 조립되어 유니버설 조인트(100)를 구성할 수 있다. 이러한 유니버설 조인트(100)의 내부 샤프트(10)를 조향축에 연결하고 외부 샤프트(20)를 조향 기어 박스에 연결하여, 사용할 수 있다. The outer shaft 20 according to the present embodiment may be formed by various known methods and the manufactured inner shaft 10 and the outer shaft 20 may be assembled together to form the universal joint 100. [ The inner shaft 10 of the universal joint 100 is connected to the steering shaft and the outer shaft 20 is connected to the steering gear box.

상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Features, structures, effects and the like according to the above-described embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to only one embodiment. Further, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified in other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

100: 유니버설 조인트
10: 내부 샤프트
110: 요크부
120: 샤프트부
10a: 중공
120a: 외부 스플라인
20: 외부 샤프트
210: 요크부
220: 샤프트부
20a: 중공
220a: 내부 스플라인100: universal joint
10: Inner shaft
110: yoke part
120: shaft portion
10a: hollow
120a: External spline
20: outer shaft
210: yoke part
220: shaft portion
20a: hollow
220a: Internal spline

Claims (10)

일측 단부에 위치하는 요크부; 및
상기 요크부로부터 길게 연장되며, 외면에 외부 스플라인을 구비하고 내부에 중공을 구비하는 샤프트부
를 포함하는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트. A yoke portion located at one end; And
A shaft portion extending longitudinally from the yoke portion and having an external spline on an outer surface thereof and having a hollow portion therein,
And an inner shaft of the universal joint for a vehicle. 제1항에 있어서,
상기 중공은 상기 샤프트부가 상기 요크부가 위치한 일측 단부에 반대되는 타측 단부에서 외부로 개방되며 상기 샤프트부의 길이 방향을 따라 길게 연장되는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트. The method according to claim 1,
Wherein the hollow portion is extended outwardly from the other end portion opposite to one end portion of the shaft portion where the yoke portion is located and extends along the longitudinal direction of the shaft portion. 제2항에 있어서,
상기 중공의 길이가 중공의 크기보다 크거나;
상기 중공의 길이가 상기 샤프트부의 길이의 50% 이상이거나;
상기 중공의 길이가 상기 외부 스플라인의 길이보다 큰 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트.3. The method of claim 2,
The length of the hollow being greater than the size of the hollow;
The length of the hollow being at least 50% of the length of the shaft portion;
And the hollow is longer than the outer spline. 제1항에 있어서,
상기 외부 스플라인이 상기 샤프트부의 외면에서 원주 방향에서 복수로 위치하고,
상기 외부 스플라인의 사이에 대응하도록 상기 샤프트부의 내면에 오목부가 형성되거나 상기 중공이 볼록하게 돌출한 볼록부를 구비하는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트.The method according to claim 1,
Wherein the outer splines are located in plural in the circumferential direction on the outer surface of the shaft portion,
And an inner shaft of the universal joint for a vehicle having a concave portion formed on an inner surface of the shaft portion to correspond to the space between the outer splines or a convex portion protruding from the hollow portion. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 내부 샤프트; 및
상기 내부 샤프트가 삽입되는 중공을 내부에 구비하며 내면에 상기 외부 스플라인에 치합되는 내부 스플라인이 형성된 외부 샤프트
를 포함하는 차량용 유니버설 조인트. An inner shaft according to any one of claims 1 to 4; And
And an outer shaft having an inner spline formed on the inner surface thereof and engaging with the outer spline,
And a universal joint for a vehicle. 일측 단부에 위치하는 요크부, 그리고 상기 요크부로부터 길게 연장되며 외면에 외부 스플라인을 구비하고 내부에 중공을 구비하는 샤프트부를 포함하는 내부 샤프트를 제조하는 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법에 있어서,
복수 횟수로 단조 공정을 수행하여 내부 샤프트를 제조하는, 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법. A method of manufacturing an inner shaft of a universal joint for a vehicle, comprising: a yoke portion located at one end portion; and a shaft portion extending from the yoke portion and having an outer spline on an outer surface thereof and having a hollow therein,
A method for manufacturing an inner shaft of a universal joint for a vehicle, wherein the inner shaft is manufactured by performing a forging process a plurality of times. 제6항에 있어서,
상기 차량용 유니버설 조인트의 상기 내부 샤프트의 제조 방법은,
단조 공정에 의하여 요크부, 그리고 상기 중공을 구비하지 않는 샤프트부를 형성하는 단계; 및
복수 횟수의 단조 공정에 의하여 상기 샤프트부의 내부에 상기 중공을 형성하는 단계
를 포함하는, 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법. The method according to claim 6,
A method of manufacturing the inner shaft of a universal joint for a vehicle,
Forming a yoke portion and a shaft portion not having the hollow portion by a forging process; And
Forming the hollow in the shaft portion by a plurality of forging steps
Of the universal joint of the vehicle. 제7항에 있어서,
상기 중공을 형성하는 단계에서 단조 공정이 세 차례 수행되는, 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the forging step is performed three times in the step of forming the hollow. 제7항에 있어서,
상기 중공을 형성하는 단계 이후에 상기 샤프트부의 외면에 외부 스플라인을 형성하는 단계를 더 포함하는, 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법. 8. The method of claim 7,
Further comprising forming an outer spline on the outer surface of the shaft portion after the step of forming the hollow. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI > 제7항에 있어서,
상기 중공은 상기 샤프트부가 상기 요크부가 위치한 일측 단부에 반대되는 타측 단부에서 외부로 개방되며 상기 샤프트부의 길이 방향을 따라 길게 연장되는, 차량용 유니버설 조인트의 내부 샤프트의 제조 방법. 8. The method of claim 7,
Wherein the hollow is open to the outside at the other end opposite to one end of the shaft portion where the yoke portion is located and extends elongated along the longitudinal direction of the shaft portion.
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