KR920005025B1 - 다층 구동축 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

다층 구동축
첨부된 도면은 본 발명의 실시예에 따른 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 중공 구동축, 2 : 캠,
3 : 단부 플랜지, 4 : 지지 링,
5 : 중공 구동축 외층, 6 : 중공 구동축 내층,
7 : 프로우브, 8 : 압력 유체 통로,
9 : 팽창 구역, 10 : 밀봉부.
본 발명은 구동 요소들이 부착된 중공 구동축에 관한 것이다. 유럽 특허 제EP-A-O, 213,529호에는 캠들, 기어들 또는 베어링 부시들과 같은 구동 요소들을 상용의 관으로 구성되는 중공 구동축에 부착시키는 방법이 기재되어 있는데, 구동 요소들은 중공 구동축상으로 활주되고 상기 구동 요소들이 위치된 관 부분들을 팽창시킴으로써 중공 구동축에 부착되며, 관 자체의 재료는 소성적으로 변형되는 반면에 구동 요소들의 재료는 단지 탄성적으로 변형되게 되므로 구동 요소들의 스프링-백(spring-back)으로 인해 상기 구동 요소들이 중공 구동축 상에 견고하에 고정되게 된다. 나아가서, 공고되지 않은 독일연방공화국 특허 출원 제P 36 33 435.9호 및 P 37 17 516.5호에는 치수 결정 법칙들이 기재되어 있는데, 상기 법칙들에 따르면 축들 사이의 비회전 강제 체결 접속(non-rotating, force-locking connection)을 이루기 위해서는 기하학적 조건 예컨데, 관의 내경 및 외경이 관 및 구동 요소들의 재료 특성들, 특히 그들의 탄성 계수 및 항복점의 함수로서 결정되어야 한다. 상기 발명을 특히 모터 차량 엔진들의 캠축들에 대해 사용하게 되면, 상기 치수결정 법칙들에 의해 요구되는 부품의 치수들은, 설계 및 중량의 이유들로 인해, 항상 이용 가능하게 될 수는 없다는 것이 밝혀졌다. 어떠한 방법으로든 중량을 더욱 감소시키기 위해서는, 중공축의 방사상 외층들이 내층들보다 비틀림 하중에 대해 더 큰 저항 모우먼트를 일으킨다는 점을 고려하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적은 중공 구동축 및 구동요소들의 가능한 치수들이 상기 치수 결정 법칙들을 따르지 않는 경우에 있어서도 구동 요소들이 중공 구동축 상에 충분히 안전하고 견고하게 부착되도록 중공 구동축을 개선하는 것이다. 또한, 비틀림 하중 및 굽힘 하중과 관련하여 선정되는 재료들과 강도 특성의 최적 이용이 보장되어야 한다.
상기 목적은 최소한 두개의 동심 층을 갖는 중공 구동축에 의해 달성된다. 대부분의 경우에 중공 구동축이 두개의 층으로 구성되면 충분하나, 만약 재료들이 예컨데 금속/플래스틱/금속 또는 금속/세라믹/금속 조합과 같이, 접속이 불가능하거나 또는 접속에 많은 어려움이 있는 경우에는 여러개의 층들이 필요하다.
구동 요소들을 중공 구동축에 견고하게 부착하기 위해서는, 소성 변형에 대한 관점 및 저항 모우먼트의 최적 적용이라는 관점에서 중공 구동축의 소성 변형이 특정의 최소 거리에 걸쳐 이루어질 필요가 있다. 이는 중공 구동축의 외층은 강과 같은 고강도 재료로 하고 내층은 알루미늄이나 티타늄 또는 저인장강과 같은 저강도 재료로 함으로써 가능하다. 청구 범위 제3항 및 제5항은 중공 구동축에 필요한 모든 다른 요구 조건도 고려하여, 본 발명의 목적을 완수하는 한 최상의 결과를 가져오는 재료 조합을 제시하고 있다.
청구범위 제6항의 본 발명의 실시예의 경우, 중공 구동축은 내층들상에 외층들을 수축시켜서 제조함으로써, 구동 요소들을 지지하는 구동축 부분들이 다음 단계에서 팽창될때 먼저 감소되어야 하는 상기 내층들이 초기 인장되도록 한다. 상기와 같이 함으로써 만약 필요한 팽창율이 구동축에 높은 응력들을 가할 때에 장점을 갖게 된다.
청구 범위 제7항의 다른 예에서는, 독립 공정으로 또는 구동 요소들을 부착시키기 위한 축의 팽창과 관련하여 내층들을 외층들내로 소성 팽창시키는 방법이 기재되어 있다.
구동 요소들이 부착되는 구역에서만 중공 구동축이 팽창되는 경우에, 상술한 형태의 중공 구동축의 구성에 대하여, 중공 구동축의 모든 층들이 소성 팽창되어야 하고 구동 요소들은 단지 탄성 팽창되어야 한다.
첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서 캠축의 전체 부분의 축방향 종단면을 나타내는 도면이다. 캠(2) 및 단부 플랜지(3)은 중공 구동축(1)이 부착되어 있고, 중공 구동축은 그 외부면이 구동 요소들[본 경우에는, 캠(2)들 및 플랜지(3)]에 의해 점유되는 구역에서 내측으로부터 팽창된다. 중량을 감소시키기 위해, 중공 구동축(1)은 예컨대 강(steel)과 같은 고강도 재료로 제조된 외층(5) 및 예컨대 알루미늄이나 티타늄 또는 저인장강과 같은 저강도 재료로 제조된 내층(6)으로 구성될 수 있다. 외층(5)의 강도 및 표면은 별도의 다른 기계가공이 없이도 마찰 베어링 또는 로울러베어링(도시안됨)들내로 삽입될 수 있도록 될 수 있다. 캠(2) 및 단부 플랜지(3)의 고정은 중공축내로 삽입된 유압 프로우브(probe)(7)에 의해 단일 작동으로 이루어지며, 상기 프로우브의 내부에서, 분로들이 마련되어 있는 압력 유체 통로(8)을 통해, 환상 밀봉부(10)들에 의해 축방향으로 제한되는 팽창 구역(9)들로 압력 유체가 공급될 수 있다. 중공 구동축(1)의 팽창 구역들은 소성 변형되는 반면, 캠(2) 및 단부 플랜지(3)은 단지 탄성 변형되어 팽창 공정이 끝난후에 스프링 백되고, 그 결과 상기 부품들 사이에 견고한 강제 체결 접속이 이루어지게 된다. 만약 상기 부품들의 치수 및 상기 부 품들의 재료 특성이 충분한 팽창율을 허용하지 않으면, 지지링(4)들만 소성변형되도록 하고 구동요소(2, 3)들 뿐만 아니라 중공축(1)의 최소한 특정 층(5, 6)들은 단지 탄성 변형되도록 할 수도 있다.

Claims (5)

  1. 두개의 동심층(5, 6)들을 갖는 중공 구동축(1)에 있어서, 외층(5)는 강과 같은 고강도 재료로 만들어지고 내층(6)은 알루미늄이나 티타늄 또는 저인장강과 같은 저강도 재료로 만들어지고, 구동 요소(2, 3)들이 구동 요소 내측의 중공 구동축 부분들의 소성 팽창에 의해 중공 구동축(1)에 접속되는 것을 특징으로 하는 중공 구동축.
  2. 제1항에 있어서, 외층(5)가 고인장강으로 만들어지고 내층(6)이 알루미늄 또는 티타늄으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중공 구동축.
  3. 제1항에 있어서, 외층(5)가 고인장강으로 만들어지고 내층(6)이 저인장강으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중공 구동축.
  4. 제1항, 제2항 및 제3항중 어느 하나의 항에 있어서, 외층(5)가 내층(6)상으로 수축되는 것을 특징으로 하는 중공 구동축.
  5. 제1항, 제2항 및 제3항중 어느 하나의 항에 있어서, 내층(6)이 외층(5)로 소성 팽창되는 것을 특징으로 하는 중공 구동축.
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