등록특허 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년07월01일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2014년06월24일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B21D 53/84

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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) (45) 공고일자 2014년07월01일 (11) 등록번호 (24) 등록일자 2014년06월24일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) B21D 53/84 ( ) B21D 5/12 ( ) B21D 1/02 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2013 년 09 월 13 일 심사청구일자 (56) 선행기술조사문헌 KR B1* KR B1* KR A* KR A* 2013 년 09 월 13 일 * 는심사관에의하여인용된문헌 (73) 특허권자 한국기계연구원 대전광역시유성구가정북로 156 ( 장동 ) (72) 발명자 강성훈 경남창원시성산구창이대로 881 번길 19, 103 동 603 호 ( 대방동, 대방대동황토방아파트 ) 이영선 경남창원시성산구원이대로 774, 301 동 1501 호 ( 상남동, 성원아파트 ) 이호원 경상남도창원시성산구원이대로 878 번길, 206 호 ( 가음동, 기계연구소아파트 ) (74) 대리인 이성재전체청구항수 : 총 7 항심사관 : 최영준 (54) 발명의명칭중공형구동축제조방법 (57) 요약 본발명은원소재판재를이용하여, 중공형구동축을제조하는방법에있어서, 롤형태로구비된원소재판재를, 일방향으로회전시키면서공급하는언코일링 (Uncoiling) 단계와 ; 상기언코일링단계를거친원소재판재의응력을제거하고, 평탄화시키는레벨링 (Leveling) 단계와 ; 상기레벨링단계를거친원소재판재를, 소정의치형을형성된어퍼롤 (Upper Roll) 과, 상기치형롤의하측에구비된로워롤 (Lower Roll) 을이용해서가압성형하여가변단면비대칭소재로성형하는롤링 (Rolling) 단계와 ; 상기롤링단계를거쳐만들어진가변단면비대칭소재를, 가변단면부를중공축의내경부에위치하도록, 튜브형상으로성형하는튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계와 ; 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를거친튜브형태의반제품을용접하여완전한튜브형태로제조하는용접단계와 ; 상기용접단계를거친튜브형상의반제품을, 다단의외형을구비한중공축으로성형하는스웨이징 (Swaging) 단계와 ; 상기스웨이징단계를거친다음에, 상기중공축의양단부에대해서치형부를성형하는치형부성형단계와 ; 상기치형성형단계를거친후치형부에대해서고주파열처리를가하는열처리단계 ; 상기열처리단계를거친후제품의공차및동심도등을체크하는후처리단계 ; 를포함하여구성되는중공형구동축제조방법을제공하는것이다. 그리고, 본발명의제조방법으로제조되는, 중공형구동축은, 축의가운데부분과비교할때양단부소재의두께가더두꺼운것을특징으로한다. 대표도 - 도 1-1 -

2 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 PNK3582 부처명 지식경제부 연구사업명 주요사업 연구과제명 미세조직기반멀티스케일모델링및유한요소해석기술개발 기여율 1/1 주관기관 한국기계연구원부설재료연구소 연구기간 ~

3 특허청구의범위청구항 1 원소재판재를일방향으로공급하는언코일링 (Uncoiling) 단계와 ; 상기원소재판재의응력을제거하고평탄화하는레벨링 (Leveling) 단계와 ; 원주면에대하여경사지게돌출된치형을구비한어퍼롤 (Upper Roll) 과로워롤 (Lower Roll) 사이로평탄화된판재를통과시켜가변단면비대칭소재로성형하는롤링 (Rolling) 단계와 ; 가변단면비대칭소재를굴곡진면이내부에위치하고두꺼운부위가가장자리에위치하는반제품으로성형하는튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계와 ; 상기반제품의원주방향단부를용접하여튜브형태로제조하는용접단계와 ; 상기튜브형상의반제품을성형하여길이방향외측으로갈수록외경이감소하는중공축으로성형하는스웨이징 (Swaging) 단계와 ; 상기중공축의양단부외면에치형부를형성하는치형부성형단계와 ; 상기치형부를고주파열처리하는열처리단계 ; 상기열처리가완료된중공형구동축의공차및동심도등을체크하는후처리단계 ; 로이루어지며, 상기롤링 (Rolling) 단계이후에는, 상기가변단면비대칭소재의외경치수를맞추는사이징공정과, 상기가변단면비대칭소재의진직도를높이기위한스트레이트닝 (Straitening) 공정이실시됨을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 2 제 1 항에있어서, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의폭이각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의길이를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형하는것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 3 제 1 항에있어서, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의높이를각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의두께를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형하는것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 4-3 -

4 제 1 항에있어서, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계에있어서, 투입되는원소재판재를 "U' 형으로성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 1차튜브롤포밍과, 상기 1차튜브롤포밍을거친소재의양끝단을접하도록성형하는다수쌍의좌 / 우롤로구성되는 2차튜브롤포밍과, 상기 2차튜브롤포밍을거친제품을원형단면을가지도록성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 3차튜브롤포밍으로구성되며, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를마친반제품은중앙부와비교해서양단부의두께가더두꺼운것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 5 제 1 항에있어서, 상기용접단계에있어서, 용접부위에전류를투입시켜, 그전기적저항열을이용하여용접함으로써중공축을제조하는전기저항용접 (ERW, Electric resisteance welding) 에의하는것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 6 제 1 항에있어서, 상기용접단계에있어서, 레이저광선의출력을이용하여, 열영향범위가좁은레이저용접 (Laser welding) 에의하는것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 7 제 1 항에있어서, 상기스웨이징 (Swaging) 단계에있어서, 일방향에투입되는상기중공축에대해서, 상기중공축의외주면에대해서방사상으로다수개의해머 (Hammer) 가구비되고, 상기해머가상기중공축의방사상으로왕복운동하면서, 상기중공축의외경부를가압하여다단의형상을가지는가압성형하여, 중앙부에비해서양단부의두께가더두꺼운중공형구동축으로성형하는것을특징으로하는중공형구동축제조방법. 청구항 8 삭제 명세서 [0001] [0002] 기술분야본발명은중공형구동축제조방법과이에의한중공형구동축에관한것이다. 상세하게는, 중공 ( 속이빈 ) 의내경부를가진중공축을제조함에있어서, 기존의단조 + 가공 ( 중실, solid drive shaft) 방식이나냉간드로잉 (cold drawing)+ 용접방식으로제조된것보다두께가더욱얇고다단의형상을가진내경부의성형을가능하게하여차량의경량화가가능하게하고, 고강도및고정도화시킬수있는중공형구동 - 4 -

5 축의제조방법에관한것이다. [0003] 그리고, 본발명의제조방법으로제조되는, 중공형구동축은, 축의가운데부분과비교할때양단부소재의두 께가더두꺼워서, 일반적인중공형구동축대비뛰어나내구성및강도그리고품질을가지는것을특징으로 한다. [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] [0014] [0015] 배경기술최근들어, 자동차의경량화를위해부품모듈의소형화및집적화가가속화되고, 마그네슘및알루미늄등경량소재적용이불가한중실형구동부품의중공화에대한요구가급증하고있다. 업계의동향을보면, 2002년자동차의중공형부품적용비율이전무하였으나, 2010년에는그비율이 10% 로증가하였다. 기존의심리스튜브 (seamless tube) 를적용하거나, 중실소재로부터다양한공정을적용하여중공화한후중공부품을성형하는경우, 복잡한프로세스로인해중공부품의단가가상승한다는문제점이있다. 현재, 자동차경량화를위한구동부품은중실형타입에서현재에는전세계적으로중실 / 중공복합형이주로적용되고있다. 중실 / 중공복합형구동부품은양끝단의 stub shaft와중간부분의중공형튜브를마찰용접에의해결합되어최종부품으로가공한다. 이타입은중실형에비해경량화효과는있으나마찰용접부위의강도와강성이저하되는단점이있다. 따라서, 미래형자동차의환경규제및연비향상에능동적으로대처하고, 저가의고품질중공부품을개발하고, 경량화고특성중공소재의부품을개발하고자하는필요성이요구된다. 일반적으로, 종래차량의중실형중공형샤프트는철 (Fe) 을기지로하여 0.36 ~ 0.44 wt% 탄소 (C), 0.15 ~0.35 wt% 규소 (Si), 1.35 ~ 1.65 wt% 망간 (Mn) 등을포함하여구성된다. 이러한종래중공형샤프트는단조 + 가공 ( 중실, solid drive shaft) 방식이나, 냉간드로잉 (cold drawing)+ 용접방식으로제조된다. 단조 + 가공 ( 중실, solid drive shaft) 방식의경우, 먼저단조로 Blank를제작한후, 이 Blank를외경부선삭가공하여중공형샤프트의형상및스플라인등을형성한다음, 고주파를이용하여열처리로마무리함으로써중공형샤프트가제조된다. 또한, 냉간드로잉 (cold drawing)+ 용접방식의경우는중공형샤프트의중앙부를기준으로좌, 우측부의형상을냉간드로잉 (cold drawing) 방식으로성형한후좌, 우두개의형상을 Laser 혹은마찰등의방법으로용접하여그형상을제작하고, 양끝단부의스플라인등을성형한다음, 고주파열처리로마무리하는방법으로중공형샤프트가제조된다. 이러한중공형샤프트는중공형이아닌중실형으로제작됨으로써, 차체의중량이상승하며, 중공으로제작되더라도일체형성형이아닌두부분을따로성형하여접합하는방식으로인해그정도를유지하기가힘들다. 따라서, 중공형샤프트가회전할때다른차체부품과의간섭및공진이발생하여소음이크게발생하는문제점이있었다. 또한이러한중공형샤프트는엔진에서발생된구동력을트랜스미션을거쳐휠에전달하는역할을하므로, 강도가많이요구되는부품인데, 상기조성물로제조된중공형샤프트는강도가좋지못한문제점이있다. 발명의내용 [0016] 해결하려는과제본발명에따른실시예의목적은, 자동차등에사용되는중공형구동축을제조함에있어서, 각부분의두께가서로상이하고, 다단의복잡한내경부형상을가진중공형구동축을제조하는방법을제공함으로써, 경량화를충족하고, 높은동심도등을만족시킴으로써, 소음과진동등과같은 NVH(Noise-Vibration-Harshness) 특성을 - 5 -

6 만족시키고, 제조공정을단순화함으로써낮은제조단가로도제작할수있는제조방법을제공하는것에있다. [0017] [0018] [0019] [0020] [0021] [0022] [0023] [0024] [0025] [0026] 과제의해결수단상기와같은목적을달성하기위한본발명의실시예에의한중공형구동축제조방법은, 원소재판재를이용하여, 중공형구동축을제조하는방법에있어서, 롤형태로구비된원소재판재를, 일방향으로회전시키면서공급하는언코일링 (Uncoiling) 단계와 ; 상기언코일링단계를거친원소재판재의응력을제거하고, 평탄화시키는레벨링 (Leveling) 단계와 ; 상기레벨링단계를거친원소재판재를, 소정의치형을형성된어퍼롤 (Upper Roll) 과, 상기치형롤의하측에구비된로워롤 (Lower Roll) 을이용해서가압성형하여가변단면비대칭소재로성형하는롤링 (Rolling) 단계와 ; 상기롤링단계를거쳐만들어진가변단면비대칭소재를, 가변단면부를중공축의내경부에위치하도록, 튜브형상으로성형하는튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계와 ; 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를거친튜브형태의반제품을용접하여완전한튜브형태로제조하는용접단계와 ; 상기용접단계를거친튜브형상의반제품을, 다단의외형을구비한중공축으로성형하는스웨이징 (Swaging) 단계와 ; 상기스웨이징단계를거친다음에, 상기중공축의양단부에대해서치형부를성형하는치형부성형단계와 ; 상기치형성형단계를거친후치형부에대해서고주파열처리를가하는열처리단계 ; 상기열처리단계를거친후제품의공차및동심도등을체크하는후처리단계 ; 를포함하여구성된다. 그리고, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의폭이각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의길이를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형하는것을특징으로한다. 그리고, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의높이를각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의두께를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형하는것을특징으로한다. 한편, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계에있어서, 투입되는원소재판재를 "U' 형으로성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 1차튜브롤포밍과, 상기 1차튜브롤포밍을거친소재의양끝단을접하도록성형하는다수쌍의좌 / 우롤로구성되는 2차튜브롤포밍과, 상기 2차튜브롤포밍을거친제품을원형단면을가지도록성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 3차튜브롤포밍으로구성되며, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를마친반제품은중앙부와비교해서양단부의두께가더두꺼운것을특징으로한다. 그리고, 상기용접단계에있어서, 용접부위에전류를투입시켜, 그전기적저항열을이용하여용접함으로써중공축을제조하는전기저항용접 (ERW, Electric resisteance welding) 에의하는것을특징으로한다. 그리고, 상기용접단계에있어서, 레이저광선의출력을이용하여, 열영향범위가좁은레이저용접 (Laser welding) 에의하는것을특징으로한다. 그리고, 상기스웨이징 (Swaging) 단계에있어서, 일방향에투입되는상기중공축에대해서, 상기중공축의외주면에대해서방사상으로다수개의해머 (Hammer) 가구비되고, 상기해머가상기중공축의방사상으로왕복운동하면서, 상기중공축의외경부를가압하여다단의형상을가지는가압성형하여, 중앙부에비해서양단부의두께가더두꺼운중공형구동축으로성형하는것을특징으로한다. 한편, 상기중공형구동축은, 축의중앙부와비교할때, 양단부소재의두께가더두꺼운것을특징으로한다. [0027] 발명의효과 제안되는본실시예에따르면, 경량화를충족하고, 다단의복잡한형상가공을거친이후에도동심도를만족함 으로써, 소음과진동등과같은 NVH(Noise-Vibration-Harshness) 특성을만족시키는중공형구동축의제조방법 - 6 -

7 을제공할수있게된다. [0028] [0029] [0030] 따라서, 상기제조방법을통해서제조된중공형구동축이장착된자동차는그주행성능및연비가향상되고, 운전자및탑승자또한소음및진동이저감됨으로승차감이좋아진다는장점이있다. 또한, 본발명의실시예에의할때, 두께가더욱얇고다단의형상을가진내경부의성형을가능하게하여차량의경량화가가능하게하고, 고강도및고정도화시킬수있고, 제조공정을단순화함으로써낮은제조원가로제조할수있는중공형구동축의제조방법과이에의한중공형구동축에관한것이다. 한편, 기존의중공형샤프트와대비할때, 원소재가양단부의두께가더두꺼운가변단면비대칭판재를이용함으로써, 최종제품은치형이성형되는양단부의두께가더두꺼워짐으로써, 제품의내구성과강도등이기존중공형제품대비월등하게우수한점을가지게된다. [0031] 도면의간단한설명 도 1 은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법을나타낸블럭도이다. 도 2는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의언코일링단계와, 레벨링단계를나타낸도면이다. 도 3은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의롤링단계를나타낸도면이다. 도 4는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의류브롤포밍단계를나타낸도면이다. 도 5는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의용접단계를나타낸도면이다. 도 6은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의튜브롤포밍단계를거친제품의변화상태와, 내경부의단면형상을나타낸도면이다. 도 7은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의튜브롤포밍단계를거친제품에대해서실시할수도있는사이징과, 스트레이트닝공정에대해서나타낸도면이다. 도 8은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의스웨이징단계를나타낸도면이다. 도 9는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의스웨이징단계및치형부성형단계를거친제품의형상과, 내경부의형상구조에대해서설명하는도면이다. [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] 발명을실시하기위한구체적인내용이하에서는본발명의구체적인실시예를도면과함께상세히설명하도록한다. 그러나, 본발명의사상이제시되는실시예에제한된다고할수없으며, 또다른구성요소의추가, 변경, 삭제등에의해서, 퇴보적인다른발명이나본발명사상의범위내에포함되는다른실시예를용이하게제안할수있다. 도 1은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법을나타낸블럭도이다. 살펴보면, 본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법은다음과같이구성된다. 우선, 원소재판재를이용하여, 중공형구동축을제조하는방법에있어서, 롤형태로구비된원소재판재를, 일방향으로회전시키면서공급하는언코일링 (Uncoiling) 단계와 ; 상기언코일링단계를거친원소재판재의응력을제거하고, 평탄화시키는레벨링 (Leveling) 단계와 ; 상기레벨링단계를거친원소재판재를, 소정의치형을형성된어퍼롤 (Upper Roll) 과, 상기치형롤의하측에구비된로워롤 (Lower Roll) 을이용해서가압성형하여가변단면비대칭소재로성형하는롤링 (Rolling) 단계와 ; 상기롤링단계를거쳐만들어진가변단면비대칭소재를, 가변단면부를중공축의내경부에위치하도록, 튜브형상으로성형하는튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계와 ; 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를거친튜브형태의반제품을용접하여완전한튜브형태로제조하는용접단계와 ; 상기용접단계를거친튜브형상의반제품을, 다단의외형을구비한중공축으로성형하는스웨이징 (Swaging) 단계와 ; 상기스웨이징단계를거친다음에, 상기중공축의양단부에대해서치형부를성형하는치형부성형단계와 ; 상기치형성형단계를거친후치형부에대해서고주파열처리를가하는열처리단계 ; 상기열처리단계를거친후제품의공차및동심도등을체크하는후처리단계 ; 를포함하여구성된다

8 [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] [0048] [0049] [0050] [0051] [0052] [0053] [0054] 그리고, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의폭이각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의길이를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형한다. 그리고, 상기롤링단계에있어서, 상기어퍼롤은, 원주면상에구비된치형의높이를각각다르게구비함으로써, 판재의성형부의두께를다르게성형할수있고, 상기로워롤은상기어퍼롤의하측에구비되고, 상기어퍼롤과반대방향으로회전하고, 상기어퍼롤의원주면과가압접촉하여투입되는판재코일의일면을가압성형한다. 한편, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계에있어서, 투입되는원소재판재를 "U' 형으로성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 1차튜브롤포밍과, 상기 1차튜브롤포밍을거친소재의양끝단을접하도록성형하는다수쌍의좌 / 우롤로구성되는 2차튜브롤포밍과, 상기 2차튜브롤포밍을거친제품을원형단면을가지도록성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 3차튜브롤포밍으로구성되며, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를마친반제품은중앙부와비교해서양단부의두께가더두껍게된다. 그리고, 상기용접단계에있어서, 용접부위에전류를투입시켜, 그전기적저항열을이용하여용접함으로써중공축을제조하는전기저항용접 (ERW, Electric resisteance welding) 에의할수있다. 그리고, 상기용접단계에있어서, 레이저광선의출력을이용하여, 열영향범위가좁은레이저용접 (Laser welding) 에의할수있다. 그리고, 상기스웨이징 (Swaging) 단계에있어서, 일방향에투입되는상기중공축에대해서, 상기중공축의외주면에대해서방사상으로다수개의해머 (Hammer) 가구비되고, 상기해머가상기중공축의방사상으로왕복운동하면서, 상기중공축의외경부를가압하여다단의형상을가지는가압성형하여, 중앙부에비해서양단부의두께가더두꺼운중공형구동축으로성형한다. 한편, 상기중공형구동축은, 축의중앙부와비교할때, 양단부소재의두께가더두꺼운것을특징으로한다. 도 2는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의언코일링단계와, 레벨링단계를나타낸도면이다. 살펴보면, 롤형태로구비된원소재판재를구비하고, 준비하는단계가선행한다. 그리고, 소정의회전을발생시키는구동모터와고정장비등을이용하여, 일방향으로회전시키면서공급하는언코일링 (Uncoiling) 단계를실시한다. 다음으로, 상기언코일링단계를거친원소재판재의응력을제거하고, 평탄화시키는레벨링 (Leveling) 단계를실시한다. 상기롤형태의원소재판재에는, 롤형태로의형상을유지하려는응력이남아있어작업시에정확한형상과치수를내기어려움으로, 소재에남아있는응력을제거하기위해서레벨링단계가수행된다. 도 3은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의롤링단계를나타낸도면이다. 한편, 상기레벨링단계를거친원소재판재를, 소정의치형을형성된어퍼롤 (Upper Roll) 과, 상기치형롤의하측에구비된로워롤 (Lower Roll) 을이용해서가압성형하여가변단면비대칭소재로성형하는롤링 (Rolling) 단계가수행된다. 상기어퍼롤에는, 소정의형상을가진치형이형성되고, 상기치형의형상과형성되는위치는성형하고자하는판재의형상에따라달라진다. 이때, 상기어퍼롤에형성된치형의높이와폭의변화에따라서, 제조되는가변단면비대칭단면을가진롤의형상이각각달라지게된다. 한편, 상기어퍼롤과로워롤의직경의경우동일한것이일반적이지만, 제조되는제품의형상및제품을제조하는속도에따라서각각다른직경을가진어퍼롤과로워롤로구비될수있다. 또한, 투입되는소재의이송속도에대해서, 상기어퍼롤과로워롤의회전속도에따라서도제품의단면형상이달라질수있다. 그리고, 요구되는제품의형상에따라서, 상기어퍼롤과로워롤의상하위치가서로바뀌어서공정을수행할수도있다

9 [0055] [0056] [0057] [0058] [0059] [0060] [0061] [0062] [0063] [0064] [0065] [0066] [0067] [0068] [0069] [0070] [0071] [0072] [0073] [0074] [0075] [0076] 도 4는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의류브롤포밍단계를나타낸도면이다. 살펴보면, 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계에있어서, 투입되는원소재판재를 "U' 형으로성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 1차튜브롤포밍과, 상기 1차튜브롤포밍을거친소재의양끝단을접하도록성형하는다수쌍의좌 / 우롤로구성되는 2차튜브롤포밍과, 상기 2차튜브롤포밍을거친제품을원형단면을가지도록성형하는다수쌍의상 / 하롤로구성되는 3차튜브롤포밍으로구성될수있다. 상기튜브롤포밍 (Tube roll forming) 단계를실시하는장치의구성은본발명의실시예에나타난구성이외에도당업자의설계변경이가능한범위내에서구성의변경은가능하다. 도 5는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의용접단계를나타낸도면이다. 상기용접단계에있어서, 용접부위에전류를투입시켜, 그전기적저항열을이용하여용접함으로써중공축을제조하는전기저항용접 (ERW, Electric resisteance welding) 에의할수있다. 또한, 상기용접단계에있어서, 레이저광선의출력을이용하여, 열영향범위가좁은레이저용접 (Laser welding) 에의할수있다. 본발명의실시예에서수행되는용접단계에서적용되는용접의방법은언급된용접형태이외에도다양한용접방법이적용가능하다. 도 6은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의튜브롤포밍단계를거친제품의변화상태와, 내경부의단면형상을나타낸도면이다. 도 7은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의튜브롤포밍단계를거친제품에대해서실시할수도있는사이징과, 스트레이트닝공정에대해서나타낸도면이다. 상기튜브롤포밍단계를거친제품에대해서, 보다정밀한외경치수와, 진직도가요구되는경우에는, 보다정확한외경치수와공차를구비하기위해서사이징 (Sizing) 공정이수행될수있다. 상기사이징공정은, 한쌍이상으로구비된롤러가, 상기튜브롤포밍단계를거친제품의외경부에방사상을위치및구비되어, 투입되는반제품의외경부를가압성형하여요구되는치수로성형하게된다. 또한, 중공축의특성상, 보다정밀한진직도를요구되는경우에는, 스트레이트닝 (Straitening) 공정이수행될수있다. 상기스트레이트닝공정은, 같은평면상에위치하는것이아닌, 소정의예각으로구성되는한쌍의곡면을가진롤러의접촉면으로소재를투입함으로써수행된다. 도 8은본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의스웨이징단계를나타낸도면이다. 살펴보면, 상기스웨이징 (Swaging) 단계에있어서, 일방향에투입되는상기중공축에대해서, 상기중공축의외주면에대해서방사상으로다수개의해머 (Hammer) 가구비되고, 상기해머가상기중공축의방사상으로왕복운동하면서, 상기중공축의외경부를가압하여다단의형상을가지는가압성형하여중공형구동축으로성형하여수행된다. 이때, 상기투입되는중공축의내경부에맨드렐 ( 미도시 ) 가삽입되어, 상기중공축의동심도와, 더불어내경부의치수를보다정밀하게가공할수있게된다. 도 9는본발명의실시예에따른중공형구동축제조방법의스웨이징단계및치형부성형단계를거친제품의형상과, 내경부의형상구조에대해서설명하는도면이다. 다음으로, 상기중공형구동축에대해서치형성형단계를수행한다. 상기치형성형단계를거친후치형부에대해서고주파열처리를가하는열처리단계를거치게된다상기전조단계를거친후치형부에대해서고주파열처리를가하는열처리단계를거치게된다. 상기와같은단계를거친, 본발명에따른중공형구동축은종래중실형드라이브샤프트에비해중량이절감되고, 회전시다른차체와공진되는현상이줄어들어별도의댐퍼가필요없게된다. 그리고, 본발명의실시예에따른, 중공형구동축제조방법에의해서제조된중공형구동축은가운데부분에비해서, 치형이성형되는양단부의두께가더두껍게성형된다

10 [0077] 이러한특징으로인해서, 동력을전달하는자동차의기어와결합되는부분과, 그리고자동차의바퀴와결합하는 양단부의두께가보강되어중공축임에도불구하고, 결합의강도가뛰어나서높은내구성과품질을가져오게된 다. [0078] 부호의설명 도면부호없음 도면 도면

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