KR20120114116A - 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 제조방법 - Google Patents

하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20120114116A
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장종민
김광순
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Abstract

본 발명은 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 이를 이용한 캠샤프트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하이드로포밍 공법을 이용하여 일체로 형성되어 내구성을 유지하면서도 경량화를 극대화 할 수 있는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 이를 이용한 캠샤프트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 이를 이용한 캠샤프트 제조방법은, 관 형태의 샤프트와; 상기 샤프트와 일체로 형성되되, 상기 샤프트 외면상에서 다수 개가 상호 이격 형성되는 튜브와; 상기 튜브와 일체로 형성되되, 상기 튜브 외면상에 형성되는 타원형태의 로브;가 하이드로포밍 공법을 이용하여 일체로 형성된다.

Description

하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 제조방법{USING HYDROFORMING FOR LIGHTWEIGHT CAMSHAFT AND IT'S MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 캠샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이드로포밍 공법을 이용하여 일련의 몸체로 샤프트 및 로브를 성형할 수 있어 내구성이 향상되는 동시에, 경량화 목적에도 부합될 수 있는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 캠샤프트 제조방법에 관한 것이다.
캠샤프트(camshaft)는, 사이클 기관에서, 흡기 또는 배기 밸브를 개폐하기 위한 다수의 캠이 길이 방향을 따라 설치된 축을 말한다.
도 1은 일반적인 캠샤프트를 나타낸 도면이다. 도 1을 살펴보면 확인할 수 있듯이, 기존의 캠샤프트의 경우, 중공 관 형태가 아니라 중실 봉 형태의 샤프트(10) 외면 상에 등 간격으로 다수 개의 로브(30)가 억지 끼워 맞춤 되어 고정 결합되는 구조를 가졌다.
다만, 이와 같은 방식으로 캠샤프트를 제조할 경우에는, 작업이 까다로운 탓에 작업자의 수고가 증가됨은 물론, 작업에 소요되는 시간이 증가되어, 결과적으로는 캠샤프트의 생산성 저하를 초래하였다.
그 외에도, 상기와 같은 방식으로 캠샤프트를 제조할 경우에는, 중실 봉 형태의 샤프트(10)를 부품으로 사용함에 따라, 캠샤프트의 자체 중량이 무거워져 최근의 차량 경량화 추세에도 반하는 원인으로 작용하였다.
본 발명의 목적은, 캠샤프트의 제조에 요구되는 공정이 간단하게 하여, 제품 성형을 신속하게 수행할 수 있는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다수의 부품 결합을 배제하는 동시에, 하이드로포밍을 통해 부품 간의 결합력을 강화시켜, 내구한도가 증가될 수 있는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 하나의 사상에 따르면, 관 형태의 샤프트; 및 상기 샤프트가 내부 중공을 통해 관입한 상태에서 하이드로포밍 되며, 상기 하이드로포밍 된 샤프트에서 외연이 부풀어 형성된 확관부를 통해 면접하여 다수 개가 연결되는 타원형태의 로브;를 포함하여, 상기 로브가 상기 하이드로포밍 된 샤프트와 일련의 몸체로 연결 성형되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 샤프트는 원형의 폐단면을 형성하며, 상기 로브는 타원형의 폐단면을 형성할 수 있다.
그리고, 상기 샤프트는, 내경으로부터 외경까지의 두께가 1 ~ 3 mm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 로브는, 상기 하이드로포밍 된 샤프트의 상기 확관부를 통해 다수 개가 각각 90도씩 어긋나게 고정 연결될 수 있다.
본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, 설정된 길이로 관 형태의 샤프트를 마련하는 샤프트준비단계; 상기 샤프트 외면 상에서 다수 개의 확관부가 등 간격으로 형성될 수 있도록, 상기 확관부가 형성되는 위치를 설정하는 튜브위치설정단계; 상기 설정된 위치 상에 타원형 로브를 사전 배치하는 로브위치배치단계; 및 준비된 금형 틀 속에 상기 로브가 사전 배치된 상기 샤프트를 설치한 후, 상기 샤프트의 중공을 통해 고압수를 주입하여 상기 설정된 위치에서 상기 확관부를 확관 팽창시키도록 하이드로포밍을 실시하는 하이드로포밍단계;를 포함하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 제조방법을 제공할 수 있다.
이때, 상기 하이드로포밍단계에서, 상기 확관부의 확관율은 5 ~ 7%인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 하이드로포밍단계는, 상기 샤프트의 중공을 통해 고압수가 주입됨에 따라, 상기 샤프트의 길이 방향에 대해 기 설정된 위치 구간에서 상기 샤프트가 확관 팽창되어 부풀어진 형태의 상기 확관부를 형성할 때, 상기 확관부가 상기 로브의 내경 쪽으로 밀착되어 상기 샤프트 및 상기 로브가 일련의 몸체로 연결 성형될 수 있다.
본 발명에 따르면, 캠샤프트의 제조에 요구되는 공정이 간단하게 하여, 제품 성형 작업의 효율을 향상시킬 수 있음은 물론, 더욱 신속하게 제품을 생산할 수 있도록 해주는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 부품 결합을 배제함에 따라 제품 경량화를 도모할 수 있으며, 하이드로포밍을 통해 샤프트와 로브 간의 결합력을 강화하여 제품 수명이 증가될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 캠샤프트를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트의 측 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트의 부위별 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트를 이용한 캠샤프트 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 이를 이용한 캠샤프트 제조방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 발명을 구성하는 구성요소들의 크기는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"고 기재된 경우, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소와 접하여 설치될 수 있고, 소정의 이격거리를 두고 설치될 수도 있으며, 이격거리를 두고 설치되는 경우엔 상기 어떤 구성요소를 상기 다른 구성요소에 고정 내지 연결시키기 위한 제3의 수단에 대한 설명이 생략될 수도 있다.
이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 자동차의 4 사이클 기관에서, 흡, 배기 밸브를 개폐하기 위한 캠을 설치한 축인 캠샤프트에서, 샤프트(110)와, 로브(130)를 하이드로포밍 성형을 통하여 일체로 형성되도록 한다.
이를 위해, 관 형태의 샤프트(110)의 길이 방향으로 하이드로포밍이 실시됨에 따라, 기 설정된 샤프트(110)의 위치 상에 다수 개의 확관부(120)가 확관되어 팽창 성형되며, 이의 외면으로 로브(130)가 접합되는 캠샤프트의 구조를 중심으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 캠샤프트는, 4 사이클 기관에서 흡, 배기 밸브를 개폐하는 작용을 수행하기 위해 다수의 캠이 설치된 축 부재를 말한다. 본 발명에서는, 캠이 설치한 축을 지칭하는 구성으로서 샤프트(110)가 이에 해당된다.
샤프트(110)는 관 형태로 형성되어 하이드로포밍 공법을 통해 일체로 형성된다. 이어서 상기 샤프트(110) 외면 일부 구간에는 하이드로포밍 공정에 의해 구간 별로 확관되어 팽창된 다수의 확관부(120)가 형성될 수 있다. 즉, 샤프트(110) 내로 주입된 고압수의 수압에 의해 상기 샤프트(110) 상에서 로브(130)가 연결될 구간에서는 관의 외경이 부풀어 팽창될 수 있는데, 이러한 확관 팽창 부위를 확관부(120)라 지칭한다. 이러한 확관부(120)의 외면으로 타원형태의 로브(130)가 면접 연결되어 일련의 몸체로 성형됨에 따라 본 발명에 따른 캠샤프트가 제조될 수 있다.
여기서, 로브(130)는, 상기 확관부(120)가 형성된 구간으로 연결 성형되며, 캠샤프트 내에서 실질적인 작용, 예를 들면 4 사이클 기관에서 흡기, 배기 밸브를 개폐하는 작용을 수행한다.
구체적인 실시 형태로서, 상기 로브(130)는 상기 샤프트(110)의 길이방향으로 각각이 90도씩 서로 어긋나게 고정되어 다수 개가 연결되는 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 샤프트(110)와 로브(130) 간의 연결 관계에 따라, 상기 샤프트(110)가 축 회전할 때, 상기 로브(130)는 상기 샤프트(110)와 동일 방향으로 회전하게 되며, 그 결과 인접 배치된 흡기, 배기 밸브의 개폐 조절을 담당할 수 있게 된다.
그리고 샤프트(110) 상에서 상기 로브(130)가 배치되는 개수 및 형태는 캠샤프트의 제조 시 제품 목적에 따라 또는 제품 주문자의 요구에 따라 다양하게 설계 변형될 수 있으며, 도시된 실시예에 의해 본 발명이 굳이 제한될 필요는 없다.
도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트의 측 단면을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 샤프트(110)에 대해 길이 방향을 따라 일정 구간 별로 로브(130)가 일체로 연결 고정되는데, 상기 로브(130)가 연결되는 구간에서 상기 샤프트(110)는 하이드로포밍 되어, 일정 크기로 부풀어 확관되어 팽창한다. 이와 같이 하이드로포밍이 실시됨에 따라 관이 부풀어 확관 팽창되는 부위가 확관부(120)에 해당된다.
특히, 상기 샤프트(110)의 단면 치수로서, 내경으로부터 외경까지의 두께는 1 ~ 3 mm 범위 내에서 선정되는 것이 바람직하다.
만일, 상기 샤프트(110)의 두께가 1mm 미만이면, 하이드로포밍에 의해서 확관부(120)의 모양으로 부풀어 팽창될 경우, 두께가 너무 작아져서 제품의 구조강도가 약화됨은 물론, 내구성에 악영향을 끼칠 수 있다. 이와 반대로, 상기 샤프트(110)의 두께가 3 mm를 초과하면, 샤프트(110)의 중공을 통해 주입되는 고압수에 의한 하이드로포밍 성형이 잘 이루어지지 않을 수 있으며, 이로 인해, 제품 성형성에 악영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 바람직한 실시 형태로서, 상기 샤프트(110)의 두께 범위를 1 ~ 3mm 이내로 제한한다.
도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트를 부위별 절단면을 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 샤프트(110)는 관 형태의 부재로서, 그 단면 형상이 원형의 폐 단면을 형성한다. 그리고 로브(110)는 상기 샤프트(110)의 길이 방향에 따라 등 간격으로 이격하여 고정되는 타원 형태의 부재로서, 타원형의 폐 단면을 형성한다. 그리고, 특히, 상기 샤프트(110)가 하이드로포밍 공정에 의해 부풀어져 확관 형성되는 구간인 확관부(120)의 경우에도, 상기 샤프트(110)와 동일 형태의 원형 폐 단면을 형성하나, 상기 샤프트(110)에 비해 확관 된 크기를 갖는다. 이와 같이, 로브(130)는 샤프트(110)의 길이 구간 내에서 확관 팽창된 확관부(120)의 외면으로 면접되어 밀착 고정된다.
도 5는 본 발명에 따른 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 먼저, 설정된 길이로 관 형태의 샤프트를 마련한다(S100).
여기서, '설정된 길이'란 캠샤프트 제품의 길이에 대응하여, 이와 동일하거나, 또는 하이드로포밍을 통해 확관부의 확관 팽창 시, 길이 방향으로 미소 변위만큼 수축이 발생될 수 있음을 고려하여 이보다 약간 더 길게 설정한 길이를 말한다.
또한, 이 단계에서 마련되어야 할 샤프트는 원형 폐 단면을 갖는 중공관 부재로서, 샤프트의 내경으로부터 외경까지의 두께 범위는 1 ~ 3mm인 것이 좋다.
만일, 샤프트의 두께가 1mm 미만일 경우에는, 하이드로포밍에 의해 부위별로 확관 팽창 시, 두께가 너무 줄어들어 제품의 강도가 약화될 수 있으며, 제품의 내구한도가 단축될 수 있는 문제가 제기될 수 있다. 이와 반대로, 샤프트의 두께가 3mm를 초과할 경우에는, 샤프트의 중공을 통해 주입되는 고압수의 수압에 의해서 하이드로포밍 성형이 원활하게 수행되기 어려우며, 그 결과 제품 성형이 어려워질 수 있는 문제가 제기될 수 있다. 즉, 본 발명에서는, 이러한 임계적 의의를 고려하여, 본 단계에서 마련하는 샤프트의 두께 치수를 1 ~ 3mm 이내로 제한한다.
다음 단계로서, 적정 길이 및 두께 범위에 부합되는 중공관 형태의 샤프트가 준비되면, 샤프트 내에서 로브가 결합되기 위한 구간, 즉, 하이드로포밍에 의해 샤프트 내에서 확관 팽창되어 확관부가 형성될 구간의 위치를 설정한다(S200).
여기서, 상기 확관부는, 샤프트와 별개의 부재를 의미하는 것이 아니라, 중공관 형태의 샤프트의 길이 방향을 따라, 하이드로포밍 공정에 의해 등 간격으로 확관 팽창하여 부풀어진 부위를 의미한다. 그리고, 이러한 확관부가 형성된 위치 상에 다수의 로브가 결합되어 연결된다.
즉, 이 단계는, 다수의 로브가 결합될 부위, 다시 말해 하이드로포밍 공정에 의해 샤프트 내에서 확관부가 형성될 구간 위치를 설정하는 단계이다.
그 다음 단계로서, 앞서 확관부가 형성될 구간 위치가 설정되고 나면, 상기 설정된 위치 상에 타원형 로브를 미리 배치한다(S300).
로브는 샤프트 내에서 등 간격 구간별로 형성된 확관부 상에 고정되되, 샤프트와 일련의 몸체를 형성하여야 한다. 특히, 구체적인 실시예로서, 확관부가 형성되는 구간마다 하나씩의 로브가 개별적으로 고정 배치되는데, 로브는 샤프트의 길이 방향으로 90도씩 서로 어긋나게 고정되는 것이 바람직하다.
이로써, 샤프트를 기준 중심축으로 하여, 다수 개의 로브가 각각의 작용 용도에 따라 서로 다른 방향으로 돌출되도록 배치 고정될 수 있다.
그 다음으로, 샤프트 내에 로브의 배치가 이루어지고 나면, 하이드로포밍 공정이 실시된다(S400).
이 단계에서의 하이드로포밍은, 샤프트의 중공을 통해 고압수가 주입됨으로써, 기 설정된 확관부 형성 위치에서 샤프트가 확관되어 팽창하게 된다. 그리고 확관부가 부풀게 형성되게 된다. 그 결과, 부풀게 형성된 확관부와 대면하는 다수의 로브는 샤프트의 외면 상에 면접하여 결합되게 된다.
특히, 이러한 하이드로포밍 공정을 실시하기 위해서는, 제조하기 위한 캠샤프트의 성형 형상에 대응하는 금형 틀을 미리 준비하여야 한다. 다만, 이러한 금형 틀의 형상 및 구조는 제조되어야 할 캠샤프트의 성형 형상에 따라 조금씩 다른 형태로 준비될 수 있으므로, 본 발명은 이러한 금형 틀의 형상 및 구조에 대해서는 굳이 제한될 필요가 없다.
금형 틀이 준비되면, 로브가 사전 배치된 샤프트를 장착하게 되는데, 이후, 샤프트의 중공을 통해 고압수를 주입한다. 고압수가 지닌 높은 수압의 작용으로 인하여 샤프트 내에서 확관부가 확관 팽창되며, 그 결과 확관부는 로브부의 내면을 밀착 가압하여 상호 간에 견고한 결합이 이루어지게 된다. 이와 같은 방식으로 캠샤프트가 제조되기 위한 하이드로포밍단계는 마무리될 수 있다.
여기서, 샤프트 내에서 하이드로포밍을 통해 확관 되는 확관부의 확관율은 5 ~ 7% 이내로 제한되는 것이 바람직하다. 바람직한 확관부의 확관율을 샤프트의 두께 치수 범위와도 연관 관계가 있을 수 있으나, 본 단계에서는 샤프트의 두께를 1 ~ 3mm로 제한하였으므로, 이러한 치수 범위를 전제로 한 바람직한 확관율을 제시한다.
만일, 확관부의 확관율이 5% 미만이면, 샤프트의 확관 팽창이 미미하여, 로브와의 견고한 결합이 이루어지기 어려우며, 그 결과 제조된 캠샤프트 부품의 사용상 불량을 초래할 수 있다. 이와 반대로, 확관부의 확관율이 7%를 초과하게 되면, 확관부의 두께가 너무 얇아져 샤프트와 로브의 결합 부위가 취약해질 수 있으며, 그 결과 내구한도가 단축되거나, 사용 중 구조적인 결함을 초래할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 바람직한 확관부의 확관율은 5 ~ 7% 이내로 제한하는 것이 바람직하다.
이러한 전 단계(S100, S200, S300, S400)를 통해, 제조되는 캠샤프트는 공정이 간단하여 제품 생산성이 향상될 수 있으며, 샤프트와 로브 만의 구성을 통해 캠샤프트를 제조할 수 있어 제품 경량화를 도모할 수 있다. 아울러, 성형 공정으로 주지 검증된 하이드로포밍 방식을 이용함에 따라, 구조적으로 강인한 캠샤프트를 제조할 수 있다.
이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 효과를 분명하게 입증해보기로 한다.
실시예
본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것일 뿐, 어떠한 의미에서도 본 발명이 제한되는 것으로 해석되어선 안 된다. 나아가, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 샤프트와 로브의 중량비교
하기 [표 1]에 기재된 조건에서의 바람직한 본 발명의 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 및 이를 이용한 캠샤프트 제조방법의 실시예 1 ~ 2 및 종래의 캠샤프트 비교예 1에 따른 소재의 중량과 경량화에 따라 비교해 보았다.
[표 1]에서 제품 강의 무게의 단위는 그램(g), 경량화 비율은 퍼센트(%)의 단위를 공통적으로 적용하였다. 그리고 샤프트와 로브는 모두 스틸(steel) 재질을 이용하였다.
샤프트(shaft) 로브(lobe) 총중량(g) 경량화(%) 비 고
실시예1 370 290 660 37.8% 일체형
실시예2 390 310 700 34.0% 일체형
비교예1 770 290 1060 - 접합
본 발명에 따른, 실시예1에서의 샤프트의 무게는 370g이고, 로브의 무게는 290g이며, 샤프트와 로브의 무게를 합한 총 중량은 660g이다. 실시예2에서의 샤프트의 무게는 390g이고, 로브의 무게는 310g이며, 이를 합한 총 중량은 700g이다.
이에 반해, 기존의 제품인 캠샤프트의 경우, 샤프트의 무게는 770g이고, 로브의 무게는 290g이며, 이를 합한 총 중량은 1060g인 것을 확인할 수 있다.
이러한 [표 1]을 통해 확인할 수 있는 결과는, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 경우는 하이드로포밍을 통해 중공관 형태의 샤프트를 로브와 결합하였을 경우, 기존의 제품인 비교예1에 비해 경량화가 뚜렷하게 이루어졌음을 알 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예1의 경우, 기존의 캠샤프트인 비교예1에 비해 37.4%의 중량 경량화가 이루어졌으며, 본 발명에 따른 실시예2의 경우, 비교예1에 비해 34.0%의 중량 경량화가 이루어졌음을 확인할 수 있다.
특히, 최근 추세에 따르면, 에너지 소비 문제에 수반되어 각종 운송수단(예: 차량, 철도차량, 항공기, 선박)에 대해서도 연비 향상에 대한 관심이 극심하게 고조되고 있다. 이러한 연비 향상을 고려할 때, 제품의 경량화를 도모할 수 있다는 의미는 매우 유용한 효과를 가진다는 것을 알 수 있다.
즉, 기존의 캠샤프트에서 이용되었던 다수의 부품을 조립 또는 접합하는 방식과 달리, 본 발명에서는 하이드로포밍 공법을 이용하여 샤프트 내에 다수의 로브를 견고하게 결합시킬 수 있으며, 그 결과 제품 경량화 문제를 해결할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 캠샤프트의 제조에 요구되는 공정이 간단하여 제품 생산 속도를 향상시킬 수 있다.
나아가 본 발명에 따르면, 기존에 다수의 부품을 서로 체결하고 접합하여 캠샤프트를 제조하였던 방식을 버리고, 관형의 샤프트를 준비하여 하이드로포밍을 실시하였다. 그 결과 샤프트 내에서 확관 팽창된 확관부가 로브와 밀착 가압되어 견고하게 결합되는 방식을 이용함으로써, 제품 경량화를 효과적으로 개선할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
S100: 샤프트마련단계
S200: 확관부위치설정단계
S300: 로브배치단계
S400: 하이드로포밍단계
110: 샤프트
120: 확관부
130: 로브

Claims (7)

  1. 관 형태의 샤프트; 및
    상기 샤프트가 내부 중공을 통해 관입한 상태에서 하이드로포밍 되며, 상기 하이드로포밍 된 샤프트에서 외연이 부풀어 형성된 확관부를 통해 면접하여 다수 개가 연결되는 타원형태의 로브;를 포함하여,
    상기 로브가 상기 하이드로포밍 된 샤프트와 일련의 몸체로 연결 성형되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는 원형의 폐단면을 형성하며, 상기 로브는 타원형의 폐단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는, 내경으로부터 외경까지의 두께가 1 ~ 3 mm인 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로브는, 상기 하이드로포밍 된 샤프트의 상기 확관부를 통해 다수 개가 각각 90도씩 어긋나게 고정되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트.
  5. 설정된 길이로 관 형태의 샤프트를 마련하는 샤프트준비단계;
    상기 샤프트 외면 상에서 다수 개의 확관부가 등 간격으로 형성될 수 있도록, 상기 확관부가 형성되는 위치를 설정하는 튜브위치설정단계;
    상기 설정된 위치 상에 타원형 로브를 사전 배치하는 로브위치배치단계; 및
    준비된 금형 틀 속에 상기 로브가 사전 배치된 상기 샤프트를 설치한 후, 상기 샤프트의 중공을 통해 고압수를 주입하여 상기 설정된 위치에서 상기 확관부를 확관 팽창시키도록 하이드로포밍을 실시하는 하이드로포밍단계;를 포함하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하이드로포밍단계에서,
    상기 확관부의 확관율은 5 ~ 7%인 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 하이드로포밍단계는,
    상기 샤프트의 중공을 통해 고압수가 주입됨에 따라, 상기 샤프트의 길이 방향에 대해 기 설정된 위치 구간에서 상기 샤프트가 확관 팽창되어 부풀어진 형태의 상기 확관부를 형성할 때, 상기 확관부가 상기 로브의 내경 쪽으로 밀착되어 상기 샤프트 및 상기 로브가 일련의 몸체로 연결 성형되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍을 이용한 경량화 캠샤프트 제조방법.
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