KR100794927B1 - 자동차용 중공형 스티어링 래크바 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차에서 조향을 위하여 핸들을 돌렸을 때 그 조향력을 바퀴에 전달하는 기능을 하는 중요한 부품의 하나인 래크바에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 이러한 래크바를 종래에 비하여 간단하고 효율적으로 경량화 하여 제조하는 방법과 그에 의한 래크바에 관한 것이다.

제조방법의 요지로는 내부에 구멍이 관통하는 파이프 형태의 소재(10)를 필요한 길이로 절단하는 공정과, 절단된 소재를 압출하여 전체적으로 필요한 최대한의 직경을 갖도록 하는 1차 압출공정과, 래크기어(13)가 형성될 기어부(14)만 외경을 줄이는 압출을 가하여 주는 2차 압출공정과, 기어부(14)의 일측면만을 압착하여 평면부(15)를 만들어 주는 3차 압출공정과, 상기 기어부(14)에 브로우치 가공 또는 열간단조를 통하여 래크기어(13)를 형성하는 래크기어 가공 공정과, 가공된 래크기어(13) 부분에 열처리를 가하여 경도를 향상시키는 열처리 공정과, 전체 외경을 연마하여 표면을 단정하게 하는 연마공정 등으로 이루어지는 것이다.

스티어링 휠, 조향장치, 래크바, 제조방법, 파이프, 압출공정

Description

자동차용 중공형 스티어링 래크바 및 그 제조방법{Automobile hollow style steering rack bar and the manufacture method}

도 1은 본 발명에 의한 제조공정 순서도

도 2는 본 발명에 의한 제조공정 순서별 상태도

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10: 소재

10a: 래크바

11: 소직경 구멍

12: 대직경 구멍

13: 래크기어

14: 기어부

15: 평면부

6: 포밍부

17: 구멍

본 발명은 자동차에서 핸들에 의한 방향조작을 바퀴에 전달하는 조향장치의 중요한 한 부품인 래크바(Rack Bar)에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 이러한 래크바를 종래의 중실타입으로부터 중공(中孔) 타입으로 개선하여 구성을 간단하고 경량화하면서도 효율적으로 제조하는 방법과 그에 의한 래크바에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 자동차에서 운전자가 방향전환을 위하여 핸들(스티어링 휠; steering wheel)을 돌릴 경우, 토션바(Torsion Bar)의 회전변위에 따라 피니온밸브(Pinion Valve)가 걔폐되어 유입되는 유압에 의해 파워실린더(Power cyninder) 내의 래크바가 이동되어 바퀴에 조향력을 전달하게 된다.

이러한 기존의 래크바는 환봉을 절삭 가공하여 원하는 직경과 외형 및 래크기어를 형성하여 제조되는 중실형이라 할 수 있는데, 이와 같이 가공에 의해 제조되던 종래의 래크바는 그 무게가 상당히 무거울 수밖에 없었고 따라서 자동차의 전체 무게의 경량화와 연료절감에 방해가 되는 중요한 요소의 하나였다.

또 환봉을 절삭하여 제조함에 따라 외면을 가공하여 원하는 직경을 완성하거나 구멍, 래크기어 등을 형성하여야 하므로 절삭공정이 많아 가공에 시간과 비용이 많이 소요됨은 물론 상당한 재료를 낭비하는 결과로 이어졌던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 관체형의 소재를 이용하여 압출로서 필요한 두께와 길이 등을 얻고 래크기어는 절삭 또는 열간단조를 통하여 형성함으로써 래크바를 제조할 수 있도록 함으로써, 래크바의 무게를 줄이면서 저렴한 비용으로 래크바를 제공하고 소재의 낭비도 최소화할 수 있도록 함 을 목적으로 한 발명이다.

본 발명은 관체형의 소재를 이용하여 압출함으로써 래크바로서 필요한 길이와 두께 및 형상을 얻고 최소한의 가공을 통하여 래크바를 완성토록 함을 특징으로 하는바, 이하 첨부된 도면에 의거 본 발명의 구체적인 제조방법 및 바람직한 구성 실시 예를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 제조공정 순서도, 도 2는 본 발명에 의한 제조공정 순서별 상태도이다.

소재 절단공정

내부에 구멍이 관통하는 파이프 형태의 소재(10)를 준비하여 필요한 길이로 절단하는데, 절단하는 길이는 제조될 제품의 길이나 압출되는 정도에 따라서 미리 설계하여 둘 수가 있다.

1차 압출공정

절단된 소재를 압출하여 전체적으로 필요한 최대한의 직경을 갖도록 압출을 가하면서 래크기어가 형성될 일측부분에는 내부 구멍의 직경이 작은 소직경 구멍(11)이 되게 하고 나머지 부분은 그보다 큰 직경의 대직경 구멍(12)을 갖도록 형성한다.

2차 압출공정

상기 1차로 압출된 소재의 일측, 즉 래크기어(13)가 형성될 기어부(14)만 외경을 줄이는 압출을 가하여 준다.

3차 압출공정

상기 2차 압출공정에서 축소된 기어부(14)의 일측면만을 압착하여 평면부(15)를 만들어 준다.

양단 포밍공정

양단 끝의 일부 구간을 포밍하여 직경이 축소되는 포밍부(16)를 형성함과 동시에 기어부(14) 끝부분의 포밍부(16) 내부에는 일정 깊이로 구멍(17)을 형성한다.

이러한 공정과 동시에 휨을 교정하는 공정을 추가할 수도 있다.

단면 및 전장맞춤

양단면을 다듬어 줌과 동시에 전체 길이가 정해진 길이의 범위 내가 되도록 선삭가공을 통하여 맞추어 주며, 동시에 상기 바로 전 공정에서 형성한 구멍(17)에 탭가공을 통하여 나사를 형성하여 준다.

래크기어 형성 공정

상기 기어부(14)에 브로우치 가공을 통하여 래크기어(13)를 형성한다.

또한 래크기어(13)를 형성하는 다른 방법으로 기어부(14)를 국부적으로 가열한 후 열간단조 공정을 통하여 형성할 수도 있다.

(래크기어 정삭)

열간 단조를 통하여 래크기어(13) 형성할 경우에는 다시 한 번 래크기어(13)를 정삭하여 정밀도를 향상시킨다.

래크기어 열처리 공정

가공된 래크기어(13) 부분에 열처리를 가하여 경도를 향상시킨다.

연마공정

전체 외경을 연마하여 표면을 단정하게 한다.

휨교정 완성 공정

휨교정을 실시하여 래크바(10a)의 제조를 완료한다.

이러한 공정순서에 의해 제조되는 래크바(10a)는 파이프형(관체형) 소재(10)를 이용하여 압출로 제조되고, 전체적으로 길이를 관통하는 대직경 구멍(11)과 소직경 구멍(12)을 갖는 중공타입(관체형)으로 구성되면서 래크기어(13)가 형성되는 부분은 다른 부분에 비하여 두께가 두껍게 구성되는 것이다.

또한 래크기어(13)는 압출에 의해 직경이 축소된 후 다시 만들어진 평면부(15)에 브로우치 가공 또는 열간단조를 통하여 구성됨을 특징으로 한다.

이러한 제조방법에 의해 제조되고 구성되는 본 발명에 의하면 전체적으로 가공을 최소화하도록 관체형의 소재(10)를 이용하면서 압출에 의해 대체적인 형상이 완성되는 것으로, 종래 전체가 절삭에 의해 제조되던 래크바에 비하여 조직이 매우 치밀해 지는 결과가 되고 그에 따라 내마모성이 크게 증대되고 경도와 견고성이 크게 향상되는 것이라 할 수 있다.

특히 래크기어(13)가 형성되는 부분은 압출에 의해 다른 부분에 비하여 두께를 두껍게 만든 평면부(15)를 구성한 후, 이러한 부분을 이용하여 래크기어(13)를 가공하거나 또는 열간단조를 통하여 형성하게 되므로 래크기어(13)에 작용하는 많은 힘과 응력을 잘 견딜 수 있게 되는 것이다.

또한 상기와 같이 압출에 의해 제조가 되면서도 중앙에는 관통하는 구멍을 가지게 되므로 종래에 비하여 무게를 절감할 수도 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면 자동차의 스티어링 장치 중에서 상당히 중요한 역할을 하는 부분의 하나인 래크바를 간단하고 간편하게 제조할 수 있게 되는 것으로서, 저렴한 비용으로 제조가 가능하면서도 경량화를 이룰 수 있어서 연료의 절감에 기여하게 되고, 종래에 비하여 견고하고 강도가 향상된 래크바를 제공할 수 있게 되는 등 자동차 산업의 기술적 발전에 일조할 수 있게 되는 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 내부에 구멍이 관통하는 파이프 형태의 소재(10)를 준비하여 제조될 제품의 길이나 압출되는 정도를 감안하여 필요한 길이로 절단하는 공정과;

   절단된 소재를 압출하여 전체적으로 필요한 최대한의 직경을 갖도록 압출을 가하는 1차 압출공정과;

   상기 1차로 압출된 소재의 일측, 즉 래크기어(13)가 형성될 기어부(14)만 외경을 줄이는 압출을 가하여 주는 2차 압출공정과;

   상기 2차 압출공정에서 축소된 기어부(14)의 일측면만을 압착하여 평면부(15)를 만들어 주는 3차 압출공정과;

   상기 기어부(14)에 브로우치 가공 또는 열간단조를 통하여 래크기어(13)를 형성하는 래크기어 가공 공정과;

   가공된 래크기어(13) 부분에 열처리를 가하여 경도를 향상시키는 래크기어 열처리 공정;

   전체 외경을 연마하여 표면을 단정하게 하는 연마공정과;

   으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 래크바 제조방법.
2. 파이프형(관체형) 소재(10)를 이용하여 압출로 제조되고, 전체적으로 길이를 관통하는 구멍을 갖는 관체형으로 구성되면서 래크기어(13)가 형성되는 부분은 다른 부분에 비하여 두께가 두껍게 구성되고, 래크기어(13)는 압출에 의해 직경이 축소된 후 다시 만들어진 평면부(15)에 브로우치 가공 또는 열간단조를 통하여 구성됨을 특징으로 하는 자동차용 스티어링 래크바.

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