KR100964882B1 - 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법 - Google Patents

Abstract

가공정밀도가 향상되고 소재비를 절감시키며 가공속도가 향상되도록 한 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 관한 것이다.

이 가공방법은 원기둥형의 튜브(30a)로부터 제1~6변형샤프트를 순차적으로 가공하여 변형시킴으로써 최종적으로 어퍼샤프트를 가공한다.

본 발명 어퍼샤프트 가공방법은 중공형의 튜브로부터 순차적으로 두께를 감소시키면서 길이를 신장시키고 스플라인이 형성된 맨드렐을 삽입하여 내경 스플라인이 형성되도록 함으로써 가공정밀도가 향상되고 소재비를 절감시키며 가공속도가 향상되도록 한다.

어퍼샤프트, 조향휠, 로워샤프트, 조향장치

Description

조향장치용 어퍼샤프트 가공방법{upper shaft manufacturing method for steering apparatus}

본 발명은 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 관한 것으로서, 특히 가공정밀도가 향상되고 소재비를 절감시키며 가공속도가 향상되도록 한 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 주행중 다른 차량이나 기타 외부의 구조물과 충돌이나 추돌사고시를 대비하여 각종 안전장비를 마련하고 있는바, 그 일례로 조향시스템에는 충돌시 가해지는 충격을 흡수 또는 완충하여 즉, 조향컬럼을 변형시켜 추돌시 운전자의 이동에 의해 부딪히는 가슴부위로 가해지는 충격을 최소화할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 조향컬럼 부분의 변형을 통해 충격을 완충시키는 조향시스템의 충격흡수구조는 도 1 및 도 2를 참조하면, 대쉬보드 부위로 브라켓트(B,B')를 매개로 고정되는 로워/어퍼튜브(LT,RT)내로 수용되면서 조향휠에 결합된 어퍼샤프트(1)와, 이에 연결되어 기어박스로 조향휠의 회전력을 전달하는 로워샤프트(2) 부위에 이들을 서로 결합하는 플라스틱몰딩(1')이 구비된 구조로 되어 있다.

이와 같은 구조의 조향시스템은 차량의 추돌시 그 충격량에 의해 운전자가 조향휠쪽으로 이동되어 충격력(F)을 가하면 조향휠을 통해 어퍼샤프트(1)가 로워샤프트(2)쪽으로 밀려 이동되면서 이 샤프트(1,2)를 서로 연결하는 플라스틱몰딩(1') 부위를 파괴해 운전자에게 전달되는 반발력에 의한 충격을 줄여주게 된다.

이와 같은 조향장치에 있어서, 통상적으로 자동차의 어퍼샤프트는 선삭(turning) 또는 브로칭(broaching)가공을 통하여 중공성형하게 되는 데, 이 경우 장치의 구조가 복잡하고 중실축으로부터 중공축으로 성형하게 되므로 소재비가 많이 소요되며 가공정밀도 및 가공속도가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 가공정밀도가 향상되고 소재비를 절감시키며 가공속도가 향상되도록 한 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은 상단에 스티어링휠이 결합되고 하단부를 통하여 로워샤프트가 슬라이딩 가능하게 결합되는 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 있어서,

상기 어퍼샤프트는 조향휠이 결합되는 제1결합부와, 내경스플라인이 형성되며 상기 로워샤프트가 결합되는 제2결합부와, 상기 제1,2결합부 사이에 형성되는 테이퍼부를 구비하며,

(a) 원기둥형의 튜브를 준비하는 단계와,

(b) 상기 원기둥형 튜브를 제1맨드렐에 삽입하여 상기 제1결합부에 대응되는 선단부를 축경시키면서 상기 테이퍼부에 대응되는 부분에 임시 제1테이퍼부를 형성하여 제1변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(c) 상기 제1변형샤프트를 제2맨드렐에 삽입하여 상기 선단부를 보다 축경시키고 상기 임시 제1테이퍼부의 경사도를 작게함으로써 임시 제2테이퍼부를 형성하여 제2변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(d) 상기 제2변형샤프트를 제3맨드렐에 삽입하여 상기 임시 제2테이퍼부보다 경사도를 작게 하여 상기 테이퍼부를 형성하는 제3변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(e) 상기 제3변형샤프트에 제4맨드렐을 삽입하여 상기 테이퍼부에 경계홈을 형성하여 제4변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(f) 상기 제4변형샤프트를 제5맨드렐에 삽입하여 상기 제2결합부의 길이를 신장시켜서 제5변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(g) 상기 제5변형샤프트를 제6맨드렐에 삽입하여 상기 제2결합부 내경부에 스플라인을 형성하여 제6변형샤프트를 형성시키는 단계와,

(h) 축압기의 축압에어로 슬라이딩 작동되는 실린더에 제7맨드렐을 연결하여 왕복작동되도록 하고, 상기 제7맨드렐의 이동경로상에 상기 제7맨드렐 및 제6변형샤프트가 통과되는 구멍이 형성된 사이징다이스를 고정설치하고, 상기 사이징다이스의 구멍을 통해 상기 제6변형샤프트를 상기 제7맨드렐에 삽입하여 상기 사이징다이스와의 사이에서 상기 제6변형샤프트의 제2결합부를 신장시켜서 어퍼샤프트를 형성시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명 어퍼샤프트 가공방법은 중공형의 튜브로부터 순차적으로 두께를 감소시키면서 길이를 신장시키고 스플라인이 형성된 맨드렐을 삽입하여 내경 스플라인이 형성되도록 함으로써 가공정밀도가 향상되고 소재비를 절감시키며 가공속도가 향상되도록 한다.

이하 본 발명 실시예의 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 대하여 설명한다.

도 4g를 참조하면, 어퍼샤프트(30)는 조향휠이 결합되는 육각단면형상의 제1결합부(31)와, 내경스플라인이 형성되며 로워샤프트가 결합되는 제2결합부(33)와, 상기 제1,2결합부(31)(33) 사이에 형성되는 테이퍼부(32)를 구비한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명 가공방법을 실현하기 적합한 가공장치를 나타낸 것으로서, 도 5a 내지 도 5f는 각각 도 7의 A-A선, B-B선, C-C선, D-D선, E-E선 및 F-F선 단면도이다.

본 발명 실시예의 가공방법은 도 7에서와 같이, 순차적으로 변형된 변형샤프트(30b~30f)들을 고정블럭(10)에 순차적으로 이동삽입시킴으로써 가공하게 된다.

(a) 먼저 도 3에서와 같이 원기둥형의 튜브(30a)를 준비한다.

(b) 이어서, 도 7의 A-A선 단면을 나타낸 도 5a 및 도 4a를 참조하면, 상기 원기둥형 튜브(30a)를 고정블럭(10)내의 제1맨드렐(11)에 삽입하고 제1다이스(21)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 제1결합부(31)에 대응되는 선단부를 축경시키면서 상기 테이퍼부(32)에 대응되는 부분에 임시 제1테이퍼부를 형성하여 도 4a에서와 같이 제1변형샤프트(30b)를 형성시킨다.

이때 제1다이스(21)와 제1맨드렐(11) 사이에서 원기둥형 튜브(30a)의 선단부 가압되어 축경되고 임시 제1테이퍼부가 형성되게 된다.

(c) 이어서, 도 7의 B-B선 단면을 나타낸 도 5b 및 도 4b를 참조하면, 상기 제1변형샤프트(30b)를 클램핑하여 인접한 고정블럭(10)에 삽입시킨다.

상기 제1변형샤프트(30b)를 고정블럭(10)내의 제2맨드렐(12)에 삽입하고 제2다이스(22)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 선단부를 보다 축경시키고 상기 임시 제1테이퍼부의 경사도를 보다 작게함으로써 임시 제2테이퍼부를 형성하여 도 4b에서와 같이 제2변형샤프트(30c)를 형성시킨다.

(d) 이어서, 도 7의 C-C선 단면을 나타낸 도 5c 및 도 4c를 참조하면, 상기 제2변형샤프트(30c)를 고정블럭(10)의 제3맨드렐(13)에 삽입하고 제3다이스(23)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 임시 제2테이퍼부보다 경사도를 작게 하여 도 4c에서와 같이 테이퍼부가 형성된 제3변형샤프트(30d)를 형성시킨다.

(e) 이어서, 도 7의 D-D선 단면을 나타낸 도 5d 및 도 4d를 참조하면, 상기 제3변형샤프트(30d)를 고정블럭(10)의 제4맨드렐(14)을 삽입하고 제4다이스(24)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 테이퍼부에 경계홈을 형성하면서 도 4d에서와 같이 제4변형샤프트(30e)를 형성시킨다.

(f) 이어서, 도 7의 E-E선 단면을 나타낸 도 5e 및 도 4e를 참조하면, 상기 제4변형샤프트(30e)를 고정블럭(10)의 제5맨드렐(15)에 삽입하고 제5다이스(25)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 제2결합부(33)의 길이를 신장시켜 도 4e와 같은 제5변형샤프트(30f)를 형성시킨다.

(g) 이어서, 도 7의 F-F선 단면을 나타낸 도 5f 및 도 4f를 참조하면, 상기 제5변형샤프트(30f)를 고정블럭(10)의 제6맨드렐(16)에 삽입하고 제6다이스(26)가 마련된 가동블럭(20)을 이동가압하여서, 상기 제2결합부(33) 내경부에 스플라인(33a)을 형성하여 도 4f에서와 같은 제6변형샤프트(30g)를 형성시킨다.

(h) 이어서 도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 축압기(60)의 축압에어로 슬라이딩 작동되는 실린더(63)에 제7맨드렐(61)을 연결하여 왕복작동되도록 하고, 상기 제7맨드렐(61)의 이동경로상에 상기 제7맨드렐(61) 및 제6변형샤프트(30g)가 통과되는 구멍이 형성된 다각형의 사이징다이스(62)를 고정설치하고, 도 6b에서와 같이 상기 사이징다이스(62)의 구멍을 통해 상기 제6변형샤프트(30g)를 상기 제7맨드렐(61)에 삽입하고, 가동블럭(70)을 이동가압하여 상기 사이징다이스(62)와의 사이에서 상기 제6변형샤프트(30g)의 두께를 감축시킴으로써 제2결합부를 신장시켜서 어퍼샤프트(30)를 형성시키고, 도 6c 및 도 6d에서와 같이 실린더(63)를 우측으로 돌출시켜 어퍼샤프트(30)를 취출해낸다.

도 1은 어퍼샤프트가 적용된 조향장치의 요부를 나타낸 개략도,

도 2는 도 1의 개략 단면도,

도 3은 원기둥 튜브를 나타내 단면도,

도 4a 내지 도 4g는 원기둥형 튜브로부터 어퍼샤프트가 가공되는 변형과정을 나타낸 단면도,

도 5a 내지 도 5f는 도 7의 A-A선, B-B선, C-C선, D-D선, E-E선 및 F-F선 단면도로서, 원기둥형 튜브로부터 어퍼샤프트의 형성과정을 나타낸 장치단면도,

도 6a 내지 도 6d는 어퍼샤프트의 제2결합부를 형성하는 과정을 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명 어퍼샤프트 가공방법에 적용되는 장치를 나타낸 사시도이다.

Claims (1)

1. 상단에 스티어링휠이 결합되고 하단부를 통하여 로워샤프트가 슬라이딩 가능하게 결합되는 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법에 있어서,

   상기 어퍼샤프트(30)는 조향휠이 결합되는 제1결합부(31)와, 내경스플라인이 형성되며 상기 로워샤프트가 결합되는 제2결합부(33)와, 상기 제1,2결합부(31)(33) 사이에 형성되는 테이퍼부(32)를 구비하며,

   (a) 원기둥형의 튜브(30a)를 준비하는 단계와,

   (b) 상기 원기둥형 튜브(30a)를 제1맨드렐(11)에 삽입하여 상기 제1결합부(31)에 대응되는 선단부를 축경시키면서 상기 테이퍼부(32)에 대응되는 부분에 임시 제1테이퍼부를 형성하여 제1변형샤프트(30b)를 형성시키는 단계와,

   (c) 상기 제1변형샤프트(30b)를 제2맨드렐(12)에 삽입하여 상기 선단부를 보다 축경시키고 상기 임시 제1테이퍼부의 경사도를 작게함으로써 임시 제2테이퍼부를 형성하여 제2변형샤프트(30c)를 형성시키는 단계와,

   (d) 상기 제2변형샤프트(30c)를 제3맨드렐(13)에 삽입하여 상기 임시 제2테이퍼부보다 경사도를 작게 하여 상기 테이퍼부(32)를 형성하는 제3변형샤프트(30d)를 형성시키는 단계와,

   (e) 상기 제3변형샤프트(30d)에 제4맨드렐(14)을 삽입하여 상기 테이퍼부(32)에 경계홈을 형성하여 제4변형샤프트(30e)를 형성시키는 단계와,

   (f) 상기 제4변형샤프트(30e)를 제5맨드렐(15)에 삽입하여 상기 제2결합부(33)의 길이를 신장시켜서 제5변형샤프트(30f)를 형성시키는 단계와,

   (g) 상기 제5변형샤프트(30f)를 제6맨드렐(16)에 삽입하여 상기 제2결합부(33) 내경부에 스플라인(33a)을 형성하여 제6변형샤프트(30g)를 형성시키는 단계와,

   (h) 축압기(60)의 축압에어로 슬라이딩 작동되는 실린더(63)에 제7맨드렐(61)을 연결하여 왕복작동되도록 하고, 상기 제7맨드렐(61)의 이동경로상에 상기 제7맨드렐(61) 및 제6변형샤프트(30g)가 통과되는 구멍이 형성된 사이징다이스(62)를 고정설치하고, 상기 사이징다이스(62)의 구멍을 통해 상기 제6변형샤프트(30g)를 상기 제7맨드렐(61)에 삽입하여 상기 사이징다이스(62)와의 사이에서 상기 제6변형샤프트(30g)의 제2결합부를 신장시켜서 어퍼샤프트(30)를 형성시키는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 조향장치용 어퍼샤프트 가공방법.

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