KR101707913B1 - 디퍼렌셜 조립체를 위한 웰드 - Google Patents

Abstract

디퍼렌셜 조립체의 2개의 구성요소를 접합하는데 웰드가 채용된다. 상기 웰드는, 웰드의 웰드 루트에 응력 해방 패킷을 생성하도록 2개의 구성요소 중 하나를 향해 경사진 센터 라인을 갖는다. 일부 구성에서, 2개의 구성요소는 철 및 침탄강과 같은 상이한 재료로 이루어지고, 웰드 필러 금속으로서는 고 니켈 합금 와이어가 채용된다. 상기 강 상의 침탄층은 용접 공정 전에 제거되지 않으므로, 상기 웰드는 철, 상기 강 구성요소로부터의 침탄층 및 상기 웰드 필러 금속의 혼합물로서 형성된다.

Description

디퍼렌셜 조립체를 위한 웰드{WELD FOR DIFFERENTIAL ASSEMBLY}

본 출원은 2014년 7월 17일자로 출원된 미국 가출원 62/025,721호를 우선권으로 하며, 그 전체 내용은 본원에 참고로 편입된다.

본 개시내용은 웰드에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 개시내용은 디퍼렌셜 조립체를 위한 웰드에 관한 것이다.

본란에서의 기재는 본 개시내용에 관한 배경 정보만을 제공하며, 종래기술을 구성할 수 있거나 구성하지 않을 수도 있다.

자동차 트랜스미션을 위한 일반적인 디퍼렌셜 조립체는 몇 가지의 구성요소를 구비한다. 예를 들면, 디퍼렌셜 조립체는 하우징과, 상기 하우징에 부착된 디퍼렌셜 커버를 구비할 수 있다. 커버는 하우징에 볼트 결합될 수 있거나, 또는 커버와 하우징은 함께 용접될 수 있다. 커버와 하우징이 함께 용접되는 경우, 2개의 구성요소는 상이한 재료로 이루어질 수 있다. 일부 구성에서, 하나의 구성요소는 침탄강(carburized steel)으로 이루어진다. 이러한 구성에서, 강 구성요소 상의 침탄층은 기계가공에 의해 제거되므로, 디퍼렌셜 조립체의 조립 시에 비용 및 시간을 추가한다.

본 발명은 디퍼렌셜 조립체의 2개의 구성요소를 접합하기 위한 웰드를 제공한다. 상기 웰드는, 웰드의 웰드 루트에 응력 해방 패킷을 생성하도록 2개의 구성요소 중 하나를 향해 경사진 센터 라인을 갖는다. 일부 구성에서, 2개의 구성요소는 철 및 침탄강과 같은 상이한 재료로 이루어지고, 웰드 필러 금속으로서는 고 니켈 합금 와이어(high nickel alloy wire)가 채용된다. 상기 강 상의 침탄층은 용접 공정 전에 제거되지 않으므로, 상기 웰드는 철, 상기 강 구성요소로부터의 침탄층 및 상기 웰드 필러 금속의 혼합물로서 형성된다.

본원에 제공된 설명으로부터 또 다른 특징, 이점 및 적용 영역이 명백해질 것이다. 그 설명 및 특정례는 예시를 위한 것으로서, 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다.

본원에 첨부된 도면은 단지 예시이며, 본 개시내용의 범위를 제한할 의도의 것이 아니다. 도면에서의 구성요소는 반드시 축척되지 않으며, 본 발명의 원리를 도시할 때 강조될 수 있다. 더욱이, 도면에서, 유사한 참조부호는 도면을 통해 대응하는 부품을 지칭한다.
도 1은 자동차용 디퍼렌셜 조립체의 사시도,
도 2는 v-자형 웰드와 함께 접합된 디퍼렌셜 조립체를 위한 디퍼렌셜 커버와, 하우징에 대한 단면도,
도 3은 본 발명의 원리에 따른 웰드와 함께 접합된 도 1의 디퍼렌셜 조립체의 디퍼렌셜 커버와, 하우징에 대한 단면도.

하기의 설명은 단지 예시이며, 본 개시내용, 적용 또는 용도를 제한할 의도의 것이 아니다.

도 1은 자동차 트랜스미션용 디퍼렌셜 조립체(10)를 도시한다. 디퍼렌셜 조립체는 하우징(16)에 접합된 디퍼렌셜 커버(12)를 구비한다. 특정한 구성에서, 커버는 침탄강으로 이루어지고, 하우징은 연성철로 이루어진다.

도 2를 참조하면, 디퍼렌셜 커버(12)는 v-형상의 웰드(20)에 의해 하우징(16)에 접합될 수 있다. 그러나, 이와 같은 웰드 설계는 v-형상의 웰드의 팁부에 웰드 루트(14)를 생성한다. 이러한 구성은 디퍼렌셜 커버(12)와 하우징(16) 사이의 크랙이 웰드 루트(14)에 도입되기 때문에 웰드 루트(14)에 고응력 집중을 생성한다. 더욱이, 이러한 구성의 경우, 침탄강 커버(12)는 하우징(16)과 커버(12)가 함께 용접되기 전에 기계가공에 의해 제거되는 침탄층(22)을 구비한다.

도 3은 본 발명의 원리에 따른 하우징(16)과 커버(12)를 접합하는 경사진 웰드(30)를 도시한다. 웰드 센터 라인(26)은 y-축으로부터 각도(α)에 있다. 경사진 웰드(30)는 웰드의 상부에 깊이(d) 및 폭(w)을 갖는다. 깊이(d)는 약 2 mm 내지 약 12 mm일 수 있고, 폭(w)은 약 0.8 mm 내지 약 5 mm일 수 있다. 경사진 웰드(30)는 응력 집중을 감소시키도록 웰드 루트(24)에 응력 해방 패킷(stress release packet)을 위한 공간을 생성하는 한편, 전술한 웰드(20)는 이러한 패킷을 생성하지 않는다. 따라서, 경사진 웰드(30)는 웰드(20)보다 더 큰 축방향 응력을 취할 수 있다. 경사 각도(α)는 약 ±5° 내지 약 ±30°로 변경될 수 있다. 즉, 웰드 센터 라인(26)은 y-축의 양측부로부터 경사질 수 있다.

경사진 웰드(30)는 일반적으로 하우징(16) 상의 평탄면(23)과, 커버(12)측 상의 단차면(25)을 구비한다. 이러한 단차면(25)은 침탄층(22)의 웰드 필러 금속과의 혼합을 강화함으로써, 경사진 웰드(30)는 하우징(16)으로부터의 철, 커버(12)로부터의 강, 및 웰드 필러 금속으로 형성된다. (높은 니켈(예컨대, 최소 15% Ni을 가짐) 합금 와이어는 웰드 필러 금속으로서 채용될 수 있다.) 여기서, 침탄층을 제거하는데에 기계가공이 요구되지 않는다.

웰드(30)를 생성하기 위해, 센터 라인(26)으로부터 약 -13°내지 약 13°의 각도로 레이저빔이 지향되어, 웰드 설계 요건 및 응력 조건에 따라서, 철의 하우징(16)측 또는 강의 커버(12)측을 향해 중심이 벗어난다.

본 발명의 설명은 단지 예시이며, 본 발명으로부터 벗어나지 않는 변경이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변경은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않는다.

Claims (10)

1. 2개의 구성요소를 접합하기 위한 조인트에 있어서,
   상기 2개의 구성요소 중 하나를 향해 비스듬히 경사진 센터 라인을 갖는 웰드를 포함하며,
   상기 웰드는, 상기 웰드의 루트에 응력 해방 패킷(stress release packet)을 구비하고,
   경사진 웰드는 상기 2개의 구성요소 중 하나 상의 평탄면과, 상기 2개의 구성요소 중 다른 하나 상의 단차면을 구비하고,
   상기 응력 해방 패킷은 상기 웰드의 루트에만 형성되어 상기 2개의 구성요소 중 하나 내에만 형성되는,
   조인트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 2개의 구성요소는 상이한 재료로 이루어지는,
   조인트.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 구성요소 중 하나는 철로 이루어지는,
   조인트.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 구성요소 중 하나는 강으로 이루어지는,
   조인트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 웰드는 0.8 mm 내지 5 mm의 폭을 갖는,
   조인트.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 웰드는 2 mm 내지 12 mm의 깊이를 갖는,
   조인트.
   
7. 제1항에 있어서,
   y-축으로부터의 상기 센터 라인의 각도는 ±5°내지 ±30°인,
   조인트.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 웰드의 일측부는 단차면을 구비하고,
   상기 단차면은 침탄층(carburized layer)과 웰드 필러 금속(weld filler metal)의 혼합을 강화하고,
   상기 웰드 필러 금속은 니켈을 갖는 금속으로 이루어지며,
   상기 금속은 최소 15% Ni을 갖는,
   조인트.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 웰드는 상기 2개의 구성요소들 사이의 영역 내에 레이저빔을 지향시킴으로써 생성되고,
   상기 레이저빔은 상기 센터 라인으로부터 ±13°의 각도로 지향되는,
   조인트.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 구성요소는 디퍼렌셜 조립체의 구성요소인,
    조인트.

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