KR20200009581A - 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 샤프트조인트에 열처리를 할 때 랙에 간단하게 고정시킬 수 있는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법은 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압 소성 변형시켜 샤프트부를 성형하는 공정; 상기 샤프트부의 외측에 스플라인을 성형하는 공정; 상기 샤프트부의 열처리를 위하여 샤프트부를 랙에 걸어 고정시킬 수 있도록 샤프트부의 일측단부에 플랜지부를 형성하는 공정; 상기 샤프트부에 형성된 플랜지부를 랙에 걸어 고정한 상태로 샤프트부에 열처리를 행하는 열처리 공정; 을 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법을 제공한다.

Description

자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법{SHAFT JOINT OF UNIVERSAL JOINT FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열처리를 할 때 랙에 간단하게 고정시킬 수 있도록 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 운전자가 차량의 진행방향을 변경하거나 조절하기 위하여 조향장치가 제공된다.

자동차의 조향장치는 운전석 전방에 설치되어 운전자의 조작에 의해 차량의 진행방향을 바꾸기 위한 스티어링 휠과, 상기 스티어링 휠의 하부에 설치되는 스티어링 칼럼과, 상기 스티어링 휠의 회전운동을 직진운동으로 전환시킴과 동시에 조향력을 증대시켜 타이어의 방향을 변경시키는 기어박스와, 상기 스티어링 칼럼에 전달된 회전력을 기어박스로 전달하기 위한 유니버설 조인트를 포함한다.

유니버설 조인트는 샤프트조인트 및 이 샤프트조인트에 축방향으로 슬립 이동 가능하도록 조립되는 파이프조인트로 구성된다.

상기 샤프트조인트의 외주면 길이방향으로는 스플라인이 형성되고, 파이프조인트의 내주면에는 상기 스플라인과 대응되는 세레이션이 형성되어 샤프트조인트는 파이프조인트에 축 방향으로 치차 결합으로 조립되어 회전토크를 전달할 수 있으면서 축 방향으로 슬립이동 할 수 있도록 되어있다.

그리고 샤프트조인트와 파이프조인트의 일측 끝단부에는 요크부가 각각 형성되어 하나의 요크부는 스티어링 칼럼에 연결되고 또 다른 하나의 요크부는 기어박스에 연결된다.

상기와 같은 유니버설 조인트를 구성하는 샤프트조인트는 샤프트부와 요크부를 각각 제조한 후, 요크부와 샤프트부를 용접으로 연결하여 샤프트 조인트를 제조한다. 이때 샤프트조인트는 요크부를 연결하기 전에 스플라인의 강도를 향상시키기 위하여 열처리가 진행될 수도 있다.

이러한 열처리를 행할 때 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부에서 스플라인이 형성된 구간만 열처리를 해야 하는데, 스플라인이 형성된 부분만 열처리를 하기 어렵다.

즉, 종래의 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부의 열처리는 샤프트부를 바닥에 눕혀놓은 상태에서 열처리를 하게 되므로 스플라인이 형성된 부분과 함께 요크부가 연결되는 부분도 같이 열처리가 행하여진다.

이에 따라 샤프트부에 요크부를 용접으로 연결할 때 용접 시 발생되는 열에 의하여 소재의 특성이 변하여 변형되거나 크랙이 발생될 수 있다.

또한 샤프트부를 바닥에 눕히고 열처리를 행하면 샤프트부의 자중에 의하여 샤프트부가 변형(뒤틀림, 휨)될 수 있으며, 그러면 이를 교정하는 공정이 추가로 행하여지므로 제조시간이 그만큼 길어지고, 교정공정 중 샤프트부 심부에 크랙이 생길수도 있다.

한국공개특허공보 제10-2014-0000000호

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 샤프트조인트에 열처리를 할 때 랙에 간단하게 고정시킬 수 있는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법은 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압 소성 변형시켜 샤프트부를 성형하는 공정; 상기 샤프트부의 외측에 스플라인을 성형하는 공정; 상기 샤프트부의 열처리를 위하여 샤프트부를 랙에 걸어 고정시킬 수 있도록 샤프트부의 일측단부에 플랜지부를 형성하는 공정; 상기 샤프트부에 형성된 플랜지부를 랙에 걸어 고정한 상태로 샤프트부에 열처리를 행하는 열처리 공정; 을 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법을 제공한다.

상기 열처리 공정 시 샤프트부의 플랜지부로부터 일정구간을 제외하고 스플라인이 형성된 부분만 열처리를 행할 수 있다.

상기 열처리 공정 시 샤프트부를 길이방향으로 일자로 세워 위치시킨 상태로 열처리를 행할 수 있다.

또한 본 발명은 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 연결되는 요크부가 일측단에 고정되고 외주면에 스플라인이 형성된 샤프트부로 이루어진 자동차용 조향장치의 샤프트조인트에 있어서,

상기 요크부가 고정되는 샤프트부의 일측 끝단부는 샤프트부를 열처리할 때 랙에 걸어 고정할 수 있도록 외측으로 확장된 플랜지부로 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트를 제공한다.

본 발명에 의한 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법은 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부의 요크부가 연결되는 끝단부에 플랜지부가 형성되어 열처리 시 플랜지부를 랙에 고정할 수 있어 열처리를 할 때 자중에 의하여 샤프트부가 뒤틀리거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

또한 플랜지부를 랙에 걸어 고정시킨 상태에서 열처리 작업을 할 수 있으므로 열처리 작업을 쉽게 할 수 있고, 또 열처리 구간만 정확하게 열처리를 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법에 제공된 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부의 정면도이다.
도 2는 도 1의 샤프트조인트의 샤프트부에 형성된 플랜지부를 나타내는 부분절개 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 및 그 제조방법에 제공된 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부의 정면도이고, 도 2는 도 1의 샤프트조인트의 샤프트부에 형성된 플랜지부를 나타내는 부분절개 단면도이다.

본 발명에 따른 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법은, 준비된 소재를 성형하여 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부(100)와 요크부(미도시)를 각각 제조한다.

샤프트조인트의 샤프트부(100) 성형은 소정의 직경과 길이를 갖는 소재를 도시되지 않은 이송장치에 의하여 순차적으로 설치된 다이스를 차례로 이동하면서 이들 각각의 다이스와 대응되는 방향으로 설치된 펀치로 소재를 가압 소성 변형시켜 성형할 수 있다.

이렇게 성형된 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부(100)는 일정길이를 갖는 원통형의 단면으로 이루어지며, 그 다음 공정으로 샤프트부(100)에 스플라인(110)을 성형한다.

스플라인(110) 성형 공정에서는 금형의 내주면이 스플라인 형태로 가공된 다이스를 사용하여 단조가공으로 스플라인을 성형할 수 있다.

이러한 스플라인 성형공정은 샤프트부(100)의 전체길이에 걸쳐 성형할 수도 있고, 본실시예에서와 같이 요크부가 연결되는 부분의 일정구간을 제외하고 그 나머지 구간에 성형할 수 있다.

샤프트부(100)에 가공된 스플라인(110)은 이와 조립되는 파이프조인트(미도시)의 내주면에 형성된 세레이션과 대응되는 형상으로 성형한다.

그리고 이렇게 샤프트조인트를 구성하는 샤프트부(100)에 스플라인(110)이 성형되면, 스플라인(110)의 강도 및 내마모성을 높일 수 있도록 열처리공정을 행할 수 있다.

이를 위하여 샤프트부(100)를 랙에 걸어 고정시킬 수 있도록 샤프트부(100)의 일측단부에 플랜지부(120)를 성형하는 공정을 행한다.

이러한 공정으로 형성된 샤프트부(100)에 형성된 플랜지부(120)로 인하여 스플라인(110)을 열처리를 할 때 샤프트부(100)를 랙에 쉽게 걸어 고정시킬 수 있다.

또한 열처리 공정 시 샤프트부(100)가 랙에 걸려 고정되어 있으므로 열처리하고자 하는 스플라인(110)이 형성된 부분만 정확하게 열처리를 할 수 있다.

그리고 이와 같은 열처리 공정 시 샤프트부(100)를 길이방향으로 일자로 세워 위치시킨 상태로 열처리를 행할 수 있으므로, 종래와 같이 열처리를 할 때 자중에 의하여 샤프트부가 뒤틀리거나 휘어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 열처리 공정은 예를 들면 소재의 변형에 대한 안정성이 우수한 플라즈마 열처리공정을 이용한다.

이러한 플라즈마 열처리공정은 샤프트부(100)의 스플라인(110) 이 형성된 부분만 열처리를 하고 이 이외의 부분은 열처리를 하지 않는다.

상기와 같은 공정을 통하여 제조된 샤프트부(100)는 플랜지부(120) 쪽 끝단부에 다른 공정을 통하여 제조된 된 요크부(미도시)를 용접으로 연결하면 샤프트조인트의 제조가 완료된다.

그리고 또 다른 공정으로 제조된 퍄이프조인트와 축 방향으로 치차 결합하여 스티어링 칼럼과 기어박스에 각각 연결하면 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예가 예시를 목적으로 설명되어 있으나 이에 제한되지는 않으며, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것도 가능하다.

100: 샤프트부
110: 스플라인
120: 플랜지부

Claims (4)

1. 소재를 다이스에 삽입하고 펀치로 가압 소성 변형시켜 샤프트부를 성형하는 공정;
   상기 샤프트부의 외측에 스플라인을 성형하는 공정;
   상기 샤프트부의 열처리를 위하여 샤프트부를 랙에 걸어 고정시킬 수 있도록 샤프트부의 일측단부에 플랜지부를 형성하는 공정;
   상기 샤프트부에 형성된 플랜지부를 랙에 걸어 고정한 상태로 샤프트부에 열처리를 행하는 열처리 공정;
   을 포함하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 열처리 공정 시 샤프트부의 플랜지부로부터 일정구간을 제외하고 스플라인이 형성된 부분만 열처리를 행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 열처리 공정 시 샤프트부를 길이방향으로 일자로 세워 위치시킨 상태로 열처리를 행하는 것을 행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트 제조방법.
4. 자동차의 조향장치를 구성하는 스티어링 칼럼과 연결되는 요크부가 일측단에 고정되고 외주면에 스플라인이 형성된 샤프트부로 이루어진 자동차용 조향장치의 샤프트조인트에 있어서,
   상기 요크부가 고정되는 샤프트부의 일측 끝단부는 샤프트부를 열처리할 때 랙에 걸어 고정할 수 있도록 외측으로 확장된 플랜지부로 이루어진 자동차용 유니버설 조인트의 샤프트조인트.

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