KR100788741B1 - 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법에 관한 것으로서, 특히 도우넛 형상으로 형성된 바디의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠이 인서트사출 방식으로 형성되기 위한 외부링을 형성하며, 상기 축링과 외부링을 두께가 얇은 연결부로서 연결하고, 상기 외부링의 외측 표면에 다수의 결합돌기를 비스듬히 경사지도록 돌출 하되, 상기 결합돌기의 상부와 하부를 절단하여 외부링에 워엄휠이 형성될때 결합돌기가 워엄휠에 의해 완전히 감싸지도록 형성하므로서, 결합돌기가 워엄휠에 완전히 감싸짐에 따라 워엄휠과 보스의 축방향 결합력이 향상되고, 워엄휠 보스를 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조함에 따라 제품의 생산성을 향상시키면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법에 관한 것이다.

워엄휠, 보스, 결합돌기, 경사, 냉간 포머방식, 열간 포머방식,

Description

워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법{Wormwheel boss structure}

도 1 은 종래의 워엄휠이 적용된 조향장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명의 워엄휠 보스를 보인 사시도.

도 3 은 본 발명의 워엄휠 보스를 보인 정면도.

도 4 는 본 발명의 워엄휠 보스를 보인 단면도.

도 5 는 본 발명의 워엄휠 보스를 보인 측면도.

도 6 은 본 발명의 워엄휠 보스 제조과정을 보인 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20: 바디, 21: 축링,

22: 외부링, 23: 연결부,

24: 결합돌기, 25: 워엄휠,

본 발명은 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법에 관한 것으로서, 특히 결합돌기가 워엄휠에 완전히 감싸짐에 따라 워엄휠과 보스의 축방향 결합력이 향상되고, 워엄휠 보스를 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조함에 따라 제품의 생산성을 향상시키면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법에 관한 것이다.

도 1 은 종래의 워엄휠이 적용된 조향장치를 도시한 것으로서,

조향장치의 하우징 내부에 하우징의 윗부분인 입력축과 하우징의 아랫부분인 출력축이 삽입되어 있으며, 상기 입력축과 출력축을 연결하면서 설치된 스프링 강인 토션바(8)의 상단부는 입력축에 일체로 핀 압입되어 있고, 하단부는 출력축에 일체로 핀 압입되어 있어서 핸들을 조타하기 시작하면 출력축에 연결된 기어 및 차량의 타이어가 움직이지 않는 동안에는 조향장치의 출력축이 회전되지 않으므로 하단부는 고정상태로 있게되고, 토션바의 상단부가 고정되어 있는 입력축의 회전으로 인해 토션바(8)가 비틀리게 된다.

상기 토션바(8)를 고정하고 있는 입력축의 외경부에는 원통형태의 슬라이더(11)의 상부 내경부가 억지끼움으로 고정조립되어 있고, 슬라이더(11)의 하부는 출력축의 슬롯 가공된 홈에 스틸볼(11)이 중간에 삽입되어 있다.

따라서, 조향장치의 출력축이 타이어측의 부하에 의해 움직이지 않는 상태에서 입력축이 회전하면 토션바(8)의 비틀림 량과 동일하게 슬라이더(11)가 회전하게 된다.

이때, 상기 슬라이더(11)의 내경부에 출력축의 외경부와 동일하게 스틸볼(10)이 이동할 수 있는 볼그루브(9)가 가공되어 있으므로 작동된다.

상기 입력축 슬라이더(11)의 외경부에 링(14)을 형성하여 슬라이더(11)와 스틸볼(10)의 유격이 유지되도록 하였고, 상기 슬라이더(11)의 외경 상단에는 로타리 포텐셔미터(12)의 레버(13)가 설치된다.

그리고, 상기 슬라이더(11)의 하단에는 별도의 플라스틱 워엄기어(4)가 출력축의 워엄휠(5)과 연결되어 고정되고, 상기 워엄기어(4)는 전동모터(2)의 모터축(3)과 물려 있으면서 감속기의 역할을 수행하게 된다.

상기 설명과 같이 워엄휠(5)은 워엄기어(4)와 맞물려 작동하면서 모터(2)의 회전속도를 감속시키는 기능을 갖게된다.

종래의 워엄휠(5)은 축에 끼워지는 보스의 외곽에 플라스틱재질의 워엄휠(5)을 인서트사출 방식으로 형성하도록 구성된다.

그러나, 종래기술은 보스와 워엄휠의 결합력이 약하여 축방향의 충격에 의하여 워엄휠이 보스로 부터 분리되는 현상이 빈번히 발생하였고, 종래의 워엄휠용 보스를 단순한 도우넛 형상으로 형성함에 따라 재료비가 상승함은 물론 중량이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 도우넛 형상으로 형성된 바디의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠이 인서트사출 방식으로 형성되기 위한 외부링을 형성하며, 상기 축링과 외부링을 두께가 얇은 연결부로서 연결하고, 상기 외부링의 외측 표면에 다수의 결합돌기를 비스듬히 경사지도록 돌출 하되, 상기 결합돌기의 상부와 하부를 절단하여 외부링에 워엄휠이 형성될때 결합돌기가 워엄휠에 의해 완전히 감싸지도록 형성하므로서, 결합돌기가 워엄휠에 완전히 감싸짐에 따라 워엄휠과 보스의 축방향 결합력이 향상되고, 워엄휠 보스를 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조함에 따라 제품의 생산성을 향상시키면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

청구범위 제 1 항에 의하여,

도우넛 형상으로 형성된 바디의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠이 인서트사출 방식으로 형성되기 위한 외부링을 형성하며, 상기 축링과 외부링을 두께가 얇은 연결부로서 연결하고, 상기 외부링의 외측 표면에 다수의 결합돌기를 돌출형성 하되, 상기 결합돌기의 상부와 하부를 절단하여 외부링에 워엄휠이 형성될때 결합돌기가 워엄휠에 의해 완전히 감싸지도록 형성한 것을 특징으로 한다.

청구범위 제 2 항에 의하여,

상기 결합돌기는 축방향에 대해 일정각도 기울어지거나 또는 축과 동일한 방향인 직선형으로 형성된 기어이빨 형상으로 형성된 것을 특징으로 한다.

청구범위 제 3 항에 의하여,

상기 보스는 냉간포머방식 또는 열간포머방식으로 제조되고, 결합돌기는 프레스에 의해 단조가공되는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제 4 항에 의하여,

워엄휠 보스 제조방법에 있어서,

바 형태로 공급되는 소재를 원하는 길이로 절단하고, 그 절단된 소재를 포머금형으로 가압하여 납작하게 압착시키는 제 1 공정과;

납작하게 압착된 소재를 포머금형으로 가압하여 중앙에 예비홈이 형성되도록 하는 제 2 공정과;

상기 예비홈이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 중앙에 중앙홀을 형성하는 제 3 공정과;

상기 중앙홀이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 내측의 축링과 외측의 외부링 및 상기 축링과 외부링을 연결하는 연결부를 형성하는 제 4 공정과;

상기 제 4 공정 이후 프레스 금형으로 프레싱하여 상기 외부링의 외측 표면상에 비스듬하게 경사지게 돌출되도록 결합돌기를 등간격으로 성형하는 제 5 공정과;

상기 제 5 공정에서 형성된 결합돌기의 상부와 하부를 제거하는 절삭가공을 실시하여 상기 결합돌기가 외부링의 외측면 중간부에만 국한되게 형성되도록 하는 제 6 공정; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

청구범위 제 5 항에 의하여,

상기 제 1 내지 제 4 공정은 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

청구범위 제 6 항에 의하여,

상기 제 4 공정에서 축링, 외부링 및 연결부가 형성된 소재를 어닐링 및 본데 처리하여 소재의 연성을 높여주면서 소재표면에 붙어있는 이물질이 제거되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 도 2 내지 도 6 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 워엄휠의 형성을 위한 보스구조에 관한 것이다.

본 발명의 보스구조는 도 2 내지 도 5 에 도시된 바와같이,

도우넛 형상으로 형성된 바디(20)의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링(21)을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠(25)이 인서트사출 방식으로 형성되기 위한 외부링(22)을 형성한다.

그리고, 상기 축링(21)과 외부링(22)을 두께가 얇은 연결부(23)로서 연결하고, 상기 외부링(22)의 외측 표면에 도 3 (a)와 같이 축방향에 대해 일정각도 기울어지거나 또는 도 3 (b)와 같이 축과 동일한 방향인 직선형으로 형성된 기어이빨 형상의 다수의 결합돌기(24)를 돌출형성 하되, 상기 결합돌기(24)의 상부와 하부를 절단하여 외부링(22) 표면에 워엄휠(25)이 형성될때 결합돌기(24)가 워엄휠(25)에 의해 완전히 감싸지도록 형성한다.

즉, 상기 결합돌기(24)는 도 2 와 도 3 (a)에 도시된 바와같이 일정각도 경사지게 비스듬히 형성되거나 또는 도 3 (b)와 같이 축방향과 동일하게 직선형으로 형성면서 그 상부와 하부가 절삭가공에 의해 제거되어 외부링(22)의 중간부분에만 부분적으로 돌출된 형태를 취한다.

이에따라, 상기 외부링(22) 표면에 플라스틱 재질의 워엄휠(25)을 인서트사출에 의해 형성하게되면, 도 4 에 도시된 바와같이 워엄휠(25)에 상기 결합돌기(24)가 완전히 묻혀지게 되어 축방향 외력이 가해지더라도 상기 결합돌기(24)의 상측과 하측 단부가 워엄휠(25)의 움직임을 막아주게 되므로 워엄휠(25)과 보스의 결합력이 축방향에 대해 한층 더 향상되는 효과를 기대할 수 있게된다.

그리고, 상기 축링(21)과 외부링(22) 사이를 두께가 얇은 연결부(23)로서 연결함에 따라 제품의 중량을 현저히 줄여줄 수 있게된다.

한편, 도 6 은 본 발명의 워엄휠 보스의 제조과정을 보인 도면으로서, 이 도면을 참조하여 본 발명의 워엄휠 보스 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 바 형태로 길게 공급되는 소재를 도 6 (a)와 같이 원하는 길이로 절단하고, 그 절단된 소재를 포머금형으로 가압하여 도 6 (b)와 같이 납작하게 압착시킨다.(제 1 공정)

상기 납작하게 압착된 소재를 포머금형으로 가압하여 소재의 중앙에 도 6 (c)와 같이 예비홈(40)을 형성하여 소재의 단면 형상이 "

" 모양이 되도록 한다.(제 2 공정)

상기 예비홈(40)을 형성하는 이유는 다음 공정에서 소재의 중앙에 중앙홀(41)을 형성할때 금형에 가해지는 부하를 감소시켜 금형의 수명을 연장시킬 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기 예비홈(40)이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 소재의 중앙에 중앙홀(41)을 형성하고(제 3 공정), 상기 중앙홀(41)이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 소재의 내측에 축링(21)이 형성되도록 하면서 소재의 외측에 외부링(22)이 형성되도록 하고, 상기 축링(21)과 외부링(22)이 두께가 얇은 연결부(23)에 의해 연결되도록 한다.(제 4 공정)

상기 제 4 공정 이후에는 외부링(22)의 외측에 결합돌기(24)를 형성하는 작업을 실시한다.

결합돌기(24)의 형성작업은 프레스 장치를 이용하여 형성한다.

즉, 프레스 금형으로 소재를 프레싱하여 상기 외부링(22)의 외측 표면상에 다수의 결합돌기(24a)가 등간격으로 비스듬하게 경사지게 돌출되도록 한다.(제 5 공정)

상기 제 5 공정에서 형성된 결합돌기(24a)는 외부링(22)의 상측 끝단과 하측 끝단에 이르도록 길게 형성된 것이며, 이러한 결합돌기(24a)를 절삭가공하여 도 6 (g)와 같이 결합돌기(24a)의 상부와 하부를 제거하여 완전한 결합돌기(24)를 형성한다.

본 발명의 제조과정 중에서 상기 제 1 내지 제 4 공정은 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조한다.

냉간 포머방식은 소재의 가공이 상온 상태에서 이루어지도록 하는 것이며, 열간 포머방식은 소재를 고온상태로 가열하여 재질이 연해지도록 한 상태에서 가공 하는 것이고, 포머방식은 소재의 절단에서 여러단계의 가공을 하나의 포머장치에서 연속적으로 이루어지게 되므로 제품의 생산속도를 향상시킬 수 있게된다.

한편, 상기 제 4 공정에서 축링(21), 외부링(22) 및 연결부(23)가 형성된 소재를 어닐링 및 본데 처리하여 소재의 연성을 높여주면서 소재표면에 붙어있는 이물질이 제거되도록 하면 제 5 공정에서의 프레스 가공에 의한 결합돌기(24) 성형 작업이 매우 용이해지고, 정밀도가 높은 제품을 제조할 수 있게된다.

즉, 상기 어닐링 작업은 소재를 가열온도 800℃ 이상에서 90분 이상 가열한 뒤 소재를 서서히 공냉시켜 소재의 결정립이 미세화되면서 연성이 높아지도록 하는 것이며, 상기 본데처리는 열처리된 소재를 알카리성 수용액에 넣어 소재표면의 이물질을 제거하여 윤활성이 향상되도록 하는 작업으로서, 포머방식으로 제 4 공정을 실시한 이후 가공된 소재에 어닐링 및 본데처리를 실시하면 소재의 연성이 높아짐은 물론 표면에 이물질이 제거되면서 윤활성이 향상되므로 이후 프레스방식으로 제 5 공정을 실시할 때 결합돌기(24)의 가공이 매우 용이해짐은 물론 소재의 연성이 증대되므로 금형의 마모율을 더욱 낮춰줄 수 있게되어 수명을 연장시킬 수 있으며, 보다 정밀하게 결합돌기(24)를 가공할 수 있게된다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 도우넛 형상으로 형성된 바디의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠이 인서트사 출 방식으로 형성되기 위한 외부링을 형성하며, 상기 축링과 외부링을 두께가 얇은 연결부로서 연결하고, 상기 외부링의 외측 표면에 다수의 결합돌기를 비스듬히 경사지도록 돌출 하되, 상기 결합돌기의 상부와 하부를 절단하여 외부링에 워엄휠이 형성될때 결합돌기가 워엄휠에 의해 완전히 감싸지도록 형성하므로서, 결합돌기가 워엄휠에 완전히 감싸짐에 따라 워엄휠과 보스의 축방향 결합력이 향상되고, 워엄휠 보스를 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조함에 따라 제품의 생산성을 향상시키면서 원가를 절감시킬 수 있도록 한 워엄휠 보스 구조와 그 워엄휠 보스 제조방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (6)

1. 도우넛 형상으로 형성된 바디(20)의 중앙부에 축이 끼워지기 위한 축링(21)을 형성하고, 외측에는 플라스틱재 워엄휠(25)이 인서트사출 방식으로 형성되기 위한 외부링(22)을 형성하며, 상기 축링(21)과 외부링(22)을 두께가 얇은 연결부(23)로서 연결하고, 상기 외부링(22)의 외측 표면에 다수의 결합돌기(24)를 돌출형성 하되, 상기 결합돌기(24)의 상부와 하부를 절단하여 외부링(22)에 워엄휠(25)이 형성될때 결합돌기(24)가 워엄휠(25)에 의해 완전히 감싸지도록 형성한 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 결합돌기(24)는 축방향에 대해 일정각도 기울어지거나 또는 축과 동일한 방향인 직선형으로 형성된 기어이빨 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 구조.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보스는 냉간포머방식 또는 열간포머방식으로 제조되고, 결합돌기(24)는 프레스에 의해 단조가공되는 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 구조.
4. 워엄휠 보스 제조방법에 있어서,

   바 형태로 공급되는 소재를 원하는 길이로 절단하고, 그 절단된 소재를 포머금형으로 가압하여 납작하게 압착시키는 제 1 공정과;

   납작하게 압착된 소재를 포머금형으로 가압하여 중앙에 예비홈(40)이 형성되도록 하는 제 2 공정과;

   상기 예비홈(40)이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 중앙에 중앙홀(41)을 형성하는 제 3 공정과;

   상기 중앙홀(41)이 형성된 소재를 포머금형으로 프레싱하여 내측의 축링(21)과 외측의 외부링(22) 및 상기 축링(21)과 외부링(22)을 연결하는 연결부(23)를 형성하는 제 4 공정과;

   상기 제 4 공정 이후 프레스 금형으로 프레싱하여 상기 외부링(22)의 외측 표면상에 비스듬하게 경사지게 돌출되도록 결합돌기(24a)를 등간격으로 성형하는 제 5 공정과;

   상기 제 5 공정에서 형성된 결합돌기(24a)의 상부와 하부를 제거하는 절삭가공을 실시하여 상기 결합돌기(24a)가 외부링(22)의 외측면 중간부에만 국한되게 형성되도록 하는 제 6 공정; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 1 내지 제 4 공정은 냉간 포머방식 또는 열간 포머방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 제조방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 제 4 공정에서 축링(21), 외부링(22) 및 연결부(23)가 형성된 소재를 어닐링 및 본데 처리하여 소재의 연성을 높여주면서 소재표면에 붙어있는 이물질이 제거되도록 하는 것을 특징으로 하는 워엄휠 보스 제조방법.

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