KR101307523B1 - Controller for angular velocity of steering wheel ultilizing soft magnetic tork - Google Patents

Controller for angular velocity of steering wheel ultilizing soft magnetic tork Download PDF

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KR101307523B1 KR1020110103143A KR20110103143A KR101307523B1 KR 101307523 B1 KR101307523 B1 KR 101307523B1 KR 1020110103143 A KR1020110103143 A KR 1020110103143A KR 20110103143 A KR20110103143 A KR 20110103143A KR 101307523 B1 KR101307523 B1 KR 101307523B1
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Abstract

본 발명의 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치는 회전에 의해 발생되는 자력의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 조타력을 가변적으로 조절할 수 있도록 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치에 있어서, 자력을 발생시키는 외측 자력발생부(11)와, 내측 자력발생부(12)와, 상기 외측 자력발생부(11)의 일측과 내측 자력발생부(12)의 일측을 서로 연결하는 연결부(13)로 이루어지는 폴(Pole)부(10); 상기 내측 자력발생부(12)의 중공(12a)에 고정되며 핸들축이 회전가능하도록 결합되는 허브(Hub)부(20); 로 이루어지며, 상기 폴(Pole)부(10)의 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12) 및 연결부(13)는 일체로 분말소결로 성형되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명의 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치는 핵심부품을 분말야금을 이용하여 소결함으로써 형상제어와 합금 조성 제어가 용이한 효과가 있다.In the steering speed control apparatus using the soft magnetic torque of the present invention, in the steering speed control apparatus using soft magnetic torque to adjust the steering force of the steering wheel according to the vehicle speed in response to the difference in the magnetic force generated by the rotation. The connecting portion 13 which connects the outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12, and one side of the outer magnetic force generating portion 11 and one side of the inner magnetic force generating portion 12 to generate magnetic force, are connected to each other. Pole portion 10 consisting of; A hub portion 20 fixed to the hollow 12a of the inner magnetic force generating portion 12 and coupled to the handle shaft to be rotatable; The outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 of the pole portion 10 is characterized in that the integrally molded by powder sintering.
Accordingly, the steering speed control device using the soft magnetic torque of the present invention has the effect of easy shape control and alloy composition control by sintering the core parts using powder metallurgy.

Description

연자성 토크를 이용한 조향속도 조절 장치{CONTROLLER FOR ANGULAR VELOCITY OF STEERING WHEEL ULTILIZING SOFT MAGNETIC TORK}CONTROLLER FOR ANGULAR VELOCITY OF STEERING WHEEL ULTILIZING SOFT MAGNETIC TORK}

본 발명은 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자력발생의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 토크률의 조절이 가능한 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a steering speed control device using soft magnetic torque, and more particularly to a steering speed control device using soft magnetic torque capable of adjusting the torque rate of the handle according to the vehicle speed by responding to the difference in magnetic force generation. will be.

운전자의 바람직한 조타력은 주행조건에 따라 변화하여 공회전이나 저속주행 중에서는 가벼운 조타력이 적용되고, 고속영역에서는 안정성을 얻을 수 있도록 적당히 무거운 조타력이 좋다. 이를 구현하기 위해 가벼운 핸들 조작력으로 자동차를 선회할 수 있도록 조향속도 조절장치가 요구된다.The driver's preferred steering force changes according to the driving conditions, so that light steering force is applied during idling or low speed driving, and moderately heavy steering force is good to obtain stability in the high speed range. To achieve this, a steering speed control device is required to turn the car with light steering wheel force.

이러한 조향속도 조절장치는 기계식, 전자식, 자력식 등 여러 가지 형태가 있다.These steering speed adjusting devices come in many forms, including mechanical, electronic, and magnetic.

기계식 및 전자식은 차속감응식 파워스티어링(Power-steering) 시스템에 차속 검출 기구와 보조력 제어기구를 추가하여 구성되며 차속의 변화에 대응해서 조종성과 안정성의 평형 상태를 최적화하기 위해 보조력을 가변제어하여 최적 조타력을 얻는 방식이다.The mechanical and electronic system is configured by adding a vehicle speed detection mechanism and an auxiliary force control mechanism to the vehicle speed-sensitive power steering system, and variable control of the assistance force to optimize the balance between maneuverability and stability in response to changes in vehicle speed. To get the best steering power.

자력식은 차속 검출 기구와 자력 제어기구를 추가하여 구성되며 차속의 변화에 대응해서 자력을 가변제어하여 최적 조타력을 얻는 방식이다.The magnetic force type is composed of a vehicle speed detection mechanism and a magnetic force control mechanism, and is a method of obtaining optimum steering force by variably controlling the magnetic force in response to changes in the vehicle speed.

이중에서 자력식의 경우에는 자력을 발생하기 위한 부품에는 기어 형상과 같은 다수의 돌출부가 구비되는 복잡한 형상을 가지므로 절삭가공으로 가공하기 어려워 주조로 제조되는 경우가 대부분이다. 이러한 주조제품은 돌출부 부근에서 응고시에 두께 차이로 인한 수지상 조직이 발생되어 이부분이 취약해지는 주조결함이 발생될 우려가 높다. 또한, 치수 및 복잡한 형상의 제어 및 합금 조성의 제어가 용이하지 않은 문제점이 있다.Among them, in the case of the magnetic force type, the parts for generating the magnetic force have a complicated shape provided with a plurality of protrusions such as a gear shape, so that it is difficult to process by cutting and is often manufactured by casting. Such a cast product has a high risk of casting defects in which the dendritic structure is generated due to the difference in thickness during solidification near the protrusions, thereby weakening this portion. In addition, there is a problem that control of dimensions and complicated shapes and control of alloy composition are not easy.

이러한 형태는 기어 형상과 같은 다수의 돌출부가 구비되는 내부 자력발생부와 외부 자력발생부가 자성체로 구비되고 이를 서로 연결하는 연결부는 자성체로 구비될 필요가 없으므로 연결부를 비자성체로 하고 내부 자력발생부 및 외부 자력발생부를 자성체로 할 필요성이 있다. 하지만, 주조제품은 이종재질로 제조될 수 없으므로, 비자성체인 연결부와 자성체인 내부 자력발생부 및 외부 자력발생부를 서로 마찰접합하여 접합하는 형태가 있다. 이러한 형태는 접합부위가 취약하여 주조제품에 비해 강도가 저하되는 문제점이 있다.
In this form, since the internal magnetic force generating portion and the external magnetic generating portion provided with a plurality of protrusions such as a gear shape are provided as a magnetic material and the connecting portion connecting them to each other does not have to be provided as a magnetic material, the connection portion is made of non-magnetic material and the internal magnetic generating part and There is a need to make the external magnetic force generating portion magnetic. However, the cast product may not be made of different materials, so there is a form in which the non-magnetic coupling part and the magnetic body inner magnetic generating part and the external magnetic generating part are friction-bonded to each other. This form has a problem in that the strength is reduced compared to the cast product because the joint is weak.

한국공개특허 제10-1990-0011643호(공개일: 1990.08.01)Korean Patent Publication No. 10-1990-0011643 (Published: 1990.08.01) 한국공개특허 제10-2007-0121873호(공개일: 2007.12.28)Korean Patent Publication No. 10-2007-0121873 (published: December 28, 2007) 한국등록특허 제10-0765087호(등록일: 2007.10.01)Korean Patent Registration No. 10-0765087 (Registration Date: 2007.10.01) 한국공개특허 제10-2011-0055849호(공개일: 2011.05.26)Korean Patent Publication No. 10-2011-0055849 (published: 2011.05.26) 한국공개특허 제10-2009-0130932호(공개일: 2009.12.28)Korean Patent Publication No. 10-2009-0130932 (Published: 2009.12.28) 한국등록특허 제10-1034113호(등록일: 2011.05.02)Korea Patent Registration No. 10-1034113 (Registration Date: 2011.05.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 자력발생의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 토크률의 조절이 가능한 조향 속도 조절장치에 사용되는 핵심부품을 분말야금을 이용하여 소결함으로써 형상제어와 합금 조성 제어가 용이하도록 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention, by responsive to the difference in the magnetic force generated by the core parts used in the steering speed control device capable of adjusting the torque rate of the handle according to the vehicle speed By sintering using powder metallurgy to provide a steering speed control apparatus using soft magnetic torque to facilitate shape control and alloy composition control.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절 장치는 회전에 의해 발생되는 자력의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 조타력을 가변적으로 조절할 수 있도록 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치에 있어서,
내주연에 등간격으로 치차형태의 다수의 외부 돌출부(11a)가 구비된 외측 자력발생부(11)와,
내부에 중공(12a)이 형성되며 외주연에 상기 외측 자력발생부(11)의 다수의 외부 돌출부(11a)와 동일하게 배치된 다수의 내부 돌출부(12b)가 구비되고, 상기 외측 자력발생부(11)와 이격되어 이들 사이에 핸들축과 연동되고 자력의 조절이 가능하며 외측 자력발생부(11)의 다수의 외부 돌출부(11a) 및 다수의 내부 돌출부(12b) 사이에서 인력이 작용하고 차량속도에 따른 자력 조절에 의해 핸들의 조타력을 가변적으로 변화시키는 영구자석부(14)가 회전가능하도록 삽입될 공간(12c)이 구비되도록 이격되는 내측 자력발생부(12)와,
상기 외측 자력발생부(11)의 일측과 내측 자력발생부(12)의 일측을 서로 연결하는 연결부(13)로 이루어지는 폴(Pole)부(10);
상기 내측 자력발생부(12)의 중공(12a)에 압입 고정되며 핸들축이 회전가능하도록 결합되는 허브(Hub)부(20); 로 이루어지며,
상기 폴(Pole)부(10)의 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12) 및 연결부(13)는 일체로 분말소결로 성형되고,
상기 폴(Pole)부(10)의 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)는 자성체로 되고, 상기 폴(Pole)부(10)의 연결부(13)는 비자성체로 되고,
상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)의 분말밀도는 6.5 g/cm3 이상이며, 상기 폴(Pole)부(10) 연결부(13)의 분말밀도는 6.0 g/cm3 이상이고,
상기 외측돌출부들의 사이에는, 상기 외측돌출부들이 상기 외측자력발생부의 내주연으로부터 돌출되도록 깊이를 갖는 홈이 형성되고,
상기 내측돌출부들의 사이에는, 상기 내측돌출부들이 상기 외측자력발생부의 외주연으로부터 돌출되도록 깊이를 갖는 다른 홈이 형성되되,
상기 다른 홈의 깊이는 상기 홈의 깊이 보다 깊게 형성되고,
상기 다름 홈은 상기 내측자력발생부의 중공을 따라 폭이 점진적으로 작아지고, 내측면이 곡률을 형성하고,
상기 내측돌출부들의 단부 일측 모서리는 라운드지고, 타측 모서리는 각이 형성된다.
아울러, 상기 폴(Pole)부(10)의 소결온도는 1150~1250℃ 인 것을 특징으로 한다.
Steering speed control device using the soft magnetic torque of the present invention for achieving the above object by soft magnetic torque to variably adjust the steering force of the steering wheel according to the vehicle speed in response to the difference in the magnetic force generated by the rotation In the steering speed control device used,
An outer magnetic force generating portion 11 provided with a plurality of tooth-shaped outer protrusions 11a at equal intervals at an inner circumference,
A hollow 12a is formed therein, and a plurality of inner protrusions 12b are disposed on the outer circumference in the same manner as the plurality of outer protrusions 11a of the outer magnetic force generating portion 11, and the outer magnetic force generating portion ( 11) is spaced apart and interlocked between the handle shaft and the control of the magnetic force and the attraction force between the plurality of outer protrusions (11a) and the plurality of inner protrusions (12b) of the outer magnetic force generating portion 11 and the vehicle speed An inner magnetic force generator 12 spaced apart so that the space 12c to be inserted to be rotatable is provided with a permanent magnet portion 14 which variably changes the steering force of the handle by magnetic force adjustment according to the present invention;
A pole part 10 including a connection part 13 connecting one side of the outer magnetic force generating part 11 and one side of the inner magnetic force generating part 12 to each other;
A hub portion 20 press-fitted into the hollow 12a of the inner magnetic force generating portion 12 and coupled to the handle shaft to be rotatable; Lt; / RTI >
The outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 of the pole portion 10 is integrally molded by powder sintering,
The outer magnetic force generating part 11 and the inner magnetic force generating part 12 of the pole part 10 are made of magnetic material, and the connection part 13 of the pole part 10 is made of nonmagnetic material.
The powder density of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 is 6.5 g / cm 3 or more, and the pole portion 10 of the connection portion 13 Powder density is 6.0 g / cm 3 or more,
Between the outer protrusions, a groove having a depth is formed so that the outer protrusions protrude from the inner circumference of the outer magnetic force generating portion,
Between the inner protrusions, another groove having a depth is formed so that the inner protrusions protrude from the outer periphery of the outer magnetic force generating portion,
The depth of the other groove is formed deeper than the depth of the groove,
The difference groove is gradually smaller in width along the hollow of the inner magnetic force generating portion, the inner surface forms a curvature,
One corner of the end of the inner protrusions is rounded, the other corner is formed with an angle.
In addition, the sintering temperature of the pole portion 10 is characterized in that 1150 ~ 1250 ℃.

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상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절 장치는 자력발생의 차이를 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 토크률(Torsional-Rate) 조절이 가능한 조향 속도 조절장치에 사용되는 핵심부품을 분말야금을 이용하여 소결함으로써 형상제어와 합금 조성 제어가 용이하며, 주조에서 발생되는 주조결함이나 마찰접합에 의해 발생되는 접합결함이 발생되지 않고, 복잡한 형상제품에 적용이 가능하며, 공정수가 줄어 생산비 절감을 가져오는 효과가 있다. 아울러, 단일 부품 내에 2가지 이상의 금속층간 구조를 가지는 부품 생산 기술 개발을 통해 2가지 이상의 기계적 특성을 갖도록 요구되는 제품에 적용할 수 있다.
Steering speed control device using the soft magnetic torque of the present invention by the configuration as described above is the core used in the steering speed control device capable of adjusting the torque rate (Torsional-Rate) of the steering wheel according to the vehicle speed by reacting the difference in the magnetic force generation By sintering parts using powder metallurgy, it is easy to control shape and alloy composition, and it is possible to apply to complex shape products without generating casting defects caused by casting or friction welding. It reduces the cost of production. In addition, it can be applied to a product required to have two or more mechanical properties through the development of a part production technology having two or more intermetallic structures in a single component.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치의 폴(Pole)부를 나타낸 사진.
도 3은 본 발명에 의한 허브(Hub)부를 나타낸 사진.
도 4는 본 발명에 의한 폴(Pole)부와 허브(Hub)부가 결합된 상태를 나타낸 사진.
도 5는 본 발명에 의한 폴(Pole)부와 허브(Hub)부의 소결시 가스 사용조건에 따른 소결상태를 나타낸 사진.
도 6은 본 발명에 의한 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치를 나타낸 단면도.
도 7은 성형품의 내경 및 외경의 스프링백(Spring-Back) 데이터를 분석한 그래프.
도 8은 소결온도에 따른 경도변화를 나타낸 그래프.
도 9는 소결온도에 따른 밀도변화를 나타낸 그래프.1 and 2 are photographs showing a pole part of a steering speed control apparatus using soft magnetic torque according to the present invention.
Figure 3 is a photograph showing a hub portion according to the present invention.
4 is a photograph showing a state in which a pole portion and a hub portion are coupled according to the present invention.
5 is a photograph showing a sintered state according to the gas use conditions when sintering the pole (Pole) and the hub (Hub) according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a steering speed control device using a soft magnetic torque according to the present invention.
7 is a graph analyzing the spring-back (Spring-Back) data of the inner diameter and the outer diameter of the molded article.
8 is a graph showing the change in hardness according to the sintering temperature.
9 is a graph showing the density change according to the sintering temperature.

이하, 본 발명의 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a steering speed control apparatus using the soft magnetic torque and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치의 폴(Pole)부를 나타낸 사진이고, 도 3은 본 발명에 의한 허브(Hub)부를 나타낸 사진이며, 도 4는 본 발명에 의한 폴(Pole)부와 허브(Hub)부가 결합된 상태를 나타낸 사진이고, 도 5는 본 발명에 의한 폴(Pole)부와 허브(Hub)부의 소결시 가스 사용조건에 따른 소결상태를 나타낸 사진이며, 도 6은 본 발명에 의한 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치를 나타낸 단면도이다.1 and 2 are photographs showing a pole part of a steering speed control apparatus using soft magnetic torque according to the present invention, Figure 3 is a photograph showing a hub part according to the present invention, Figure 4 is a present invention Is a photograph showing a state in which the pole portion and the hub portion are coupled to each other, and FIG. 5 shows the sintering state according to the gas use condition when sintering the pole portion and the hub portion according to the present invention. Figure 6 is a cross-sectional view showing a steering speed control device using a soft magnetic torque according to the present invention.

본 발명에 따른 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치는 회전에 의해 발생되는 자력의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 조타력을 가변적으로 조절할 수 있으며, 이러한 원리는 이미 공지된 것이다.The steering speed control apparatus using the soft magnetic torque according to the present invention can variably adjust the steering force of the handle according to the vehicle speed by responding to the difference in the magnetic force generated by the rotation, this principle is already known.

본 발명에 따른 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치는 폴(Pole)부(10)와 허브(Hub)부(20)로 이루어진다.Steering speed control device using a soft magnetic torque according to the present invention is composed of a pole (Pole) 10 and the hub (Hub) (20).

상기 폴(Pole)부는 자력이 발생되는 부분으로 외측 자력발생부(11)와, 내측 자력발생부(12) 및 연결부(13)로 구성된다.The pole part is a portion in which magnetic force is generated and includes an outer magnetic force generating portion 11, an inner magnetic force generating portion 12, and a connecting portion 13.

상기 외측 자력발생부(11)는 내주연에 등간격으로 치차형태의 외부 돌출부(11a)가 구비된다. 상기 외측 자력발생부(11)는 내측 자력발생부(12)와 함께 자력이 발생되는 부분으로 상기 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12) 사이에 위치하는 영구자석부(14)에 의해 자력이 발생되며 인력 작용에 의해 회전속도의 변화가 발생되게 된다. 영구자석부(14)에 공급되는 자력이 크게 되면 영구자석부(14)가 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)를 당기는 힘이 크게 되어 핸들의 조타력이 크게 되며, 반대로 영구자석부(14)에 공급되는 자력이 작게 되면 영구자석부(14)가 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)를 당기는 힘이 작게 되어 핸들의 조타력이 작게 된다.The outer magnetic force generating portion 11 is provided with a tooth-shaped outer protrusion 11a at regular intervals on the inner circumference. The outer magnetic force generating portion 11 is a portion in which magnetic force is generated along with the inner magnetic force generating portion 12 and is disposed between the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12. Magnetic force is generated by the change of rotational speed by the action of the attraction. When the magnetic force supplied to the permanent magnet portion 14 is increased, the force of pulling the outer magnetic force generation portion 11 and the inner magnetic force generation portion 12 by the permanent magnet portion 14 becomes large, so that the steering force of the handle increases. When the magnetic force supplied to the permanent magnet portion 14 is small, the force for pulling the outer magnetic force generation portion 11 and the inner magnetic force generation portion 12 of the permanent magnet portion 14 becomes small, so that the steering force of the handle is small.

상기 내측 자력발생부(12)는 내부에 중공(12a)이 형성되며 외주연에 상기 외측 자력발생부(11)의 외부 돌출부(11a)와 동일하게 배치된 내부 돌출부(12b)가 구비된다. 또한, 상기 내측 자력발생부(12)는 상기 외측 자력발생부(11)와 이격되어 이들 사이에 영구자석부(14)가 회전가능하도록 삽입될 공간(12c)이 구비된다. 상기 영구자석부(14)는 핸들축과 연동되고 자력의 조절이 가능하며 외측 자력발생부(11)의 외부 돌출부(11a) 및 내부 돌출부(12b) 사이에서 인력이 작용하고 차량속도에 따른 자력 조절에 의해 핸들의 조타력을 가변적으로 변화시키는 역할을 한다.The inner magnetic force generating unit 12 has a hollow 12a formed therein and an inner protrusion 12b disposed on the outer circumference thereof in the same manner as the outer protrusion 11a of the outer magnetic generating unit 11. In addition, the inner magnetic force generating portion 12 is spaced apart from the outer magnetic force generating portion 11 is provided with a space 12c to be inserted so that the permanent magnet portion 14 therebetween. The permanent magnet portion 14 is interlocked with the handle shaft, the magnetic force can be adjusted, the attraction force between the outer protrusion 11a and the inner protrusion 12b of the outer magnetic force generating portion 11 and the magnetic force control according to the vehicle speed It serves to variably change the steering force of the handle.

상기 외측 자력발생부(11) 및 상기 내측 자력발생부(12)는 상기 영구자석부(14)와 인력이 발생되어야 하므로 자성체로 된다. 종래에 사용되는 제품은 PASC-60을 사용하였다.The outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 is a magnetic material because the permanent magnet 14 and the attraction force should be generated. The conventionally used product used PASC-60.

상기 연결부(13)는 상기 외측 자력발생부(11)의 일측과 내측 자력발생부(12)의 일측을 서로 연결한다.The connection part 13 connects one side of the outer magnetic force generating part 11 and one side of the inner magnetic force generating part 12 to each other.

이때, 상기 연결부(13)는 외측 자력발생부(11) 및 상기 내측 자력발생부(12)와는 달리 비자성체로 된다. 종래에 사용되는 제품은 SUS304L을 사용하였다.At this time, the connecting portion 13 is made of a non-magnetic material, unlike the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12. The product used conventionally used SUS304L.

상기 외측 자력발생부(11)와 상기 내측 자력발생부(12) 및 상기 연결부(13)는 일체로 분말소결로 성형된다. 따라서, 자력을 발생하기 위해 기어 형상과 같은 다수의 돌출부가 구비되는 복잡한 형상으로 된 상기 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12)가 분말소결로 성형되므로 주조제품에서 돌출부 부근에서 응고시에 두께 차이로 인한 수지상 조직이 발생되는 주조결함이 발생되지 않고 치수 및 복잡한 형상의 제어 및 합금 조성의 제어가 용이하게 된다. 분말야금 제조공정은 분말을 배합하여 혼합한 다음 원하는 형상으로 된 금형에 삽입하여 압축성형한 후에 이동식 소결로나 고온로에 넣고 고온으로 소결하는 과정을 거친다. 여기서 소결은 고온으로 가열하였을 때 융점 이하의 온도에서도 분말의 입자가 서로 부착하여 굳어지는 현상을 말한다.The outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 is integrally molded by powder sintering. Therefore, since the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 are formed by powder sintering in a complicated shape having a plurality of protrusions such as a gear shape to generate a magnetic force, solidification near the protrusions in the cast product Casting defects in which dendritic structures are generated due to thickness differences at the time are not generated, and control of dimensions and complex shapes and control of alloy composition are facilitated. Powder metallurgy manufacturing process is to mix and mix the powder, insert into a mold of the desired shape and compression molding, and then put into a mobile sintering furnace or a high temperature furnace and sintering at high temperature. Here, sintering refers to a phenomenon in which powder particles adhere to each other and harden when heated to a high temperature even at a temperature below the melting point.

아울러, 상기 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12) 및 연결부(13)가 일체로 분말소결로 성형되므로, 이종재질로 제조될 수 있다.In addition, since the outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 is integrally molded by powder sintering, it can be made of a heterogeneous material.

인은 충격저항을 저하시키고 뜨임취성을 촉진하는 역할을 한다. 또한, 인은 균일하게 분포되면 별문제가 되지 않지만 철과 결합하여 취약한 편석을 발생시키게 되고 이러한 편석은 풀림처리를 해도 균질화되지 않으므로 분말야금을 위한 분말혼합시에 균일하게 분포되도록 충분한 혼합을 하여야 한다.Phosphorus lowers impact resistance and promotes temper brittleness. In addition, if phosphorus is uniformly distributed, it does not cause any problem, but it binds with iron to generate fragile segregation. Since the segregation is not homogenized even by annealing treatment, sufficient mixing must be performed so as to be uniformly distributed during powder mixing for powder metallurgy.

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상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)의 분말조성은 상기 폴(Pole)부(10) 연결부(13)의 분말조성에 비해 철의 함량이 높고 탄소 함량이 낮다. 아울러, 상기 폴(Pole)부(10) 연결부(13)는 크롬과 니켈의 성분을 갖도록 하여 내식성을 부여한다.The powder composition of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 is higher than that of the powder composition of the pole portion 10, the connecting portion 13. High and low carbon content In addition, the pole part 10, the connection part 13 has a component of chromium and nickel to impart corrosion resistance.

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이와 같이 상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)와 연결부(13)를 이종재질로 제조되도록 함으로써 연결부(13)가 영구자석부(14)에 의해 영향을 받지 않도록 한다. 또한, 일체로 분말소결로 성형됨으로써 비자성체인 연결부와 자성체인 내부 자력발생부 및 외부 자력발생부를 서로 마찰접합하여 접합하는 형태에 비해 접합부위가 취약한 결점을 보완할 수 있게 된다.In this way, the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 to be made of a heterogeneous material, the connecting portion 13 to the permanent magnet portion 14 Not affected by In addition, by integrally molded by powder sintering, it is possible to compensate for the defects in which the joint is weak compared to the form in which the non-magnetic connection portion, the internal magnetic generating portion and the external magnetic generating portion are magnetically bonded to each other.

상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)의 분말밀도는 6.5 g/cm3 이상이며, 상기 폴(Pole)부(10) 연결부(13)의 분말밀도는 6.0 g/cm3 이상인 것이 바람직하다.The powder density of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 is 6.5 g / cm 3 or more, and the pole portion 10 of the connection portion 13 The powder density is preferably 6.0 g / cm 3 or more.

분말밀도는 주로 압축압력, 분말의 조성, 분말의 경도에 따라 결정된다.The powder density is mainly determined by the compression pressure, the composition of the powder, and the hardness of the powder.

밀도가 클수록, 즉, 같은 체적에 분말의 양이 많아지기 때문이며 강도와 탄성계수뿐 아니라 전기전도도도 좋아지게 되며, 외력에 대한 저항성도 커지게 되고, 정밀도 및 치수안정성이 좋아지게 되므로 최소밀도 이상을 유지하는 것이 중요하다.The greater the density, that is, the greater the amount of powder in the same volume, the better the strength and modulus of elasticity, the higher the electrical conductivity, the greater the resistance to external forces, and the better the precision and dimensional stability. It is important to keep.

상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)와 연결부(13)의 분말밀도를 각각 6.5 g/cm3 이상과 6.0 g/cm3 이상으로 하게 되면 성형금형에 대비하여 치수변화, 즉, 스프링백(Spring-Back) 현상(금속분말의 탄성 성질로 발생되는 현상)이 줄어들어 정밀도 및 치수안정성이 좋아지게 된다.When the powder density of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 is 6.5 g / cm 3 or more and 6.0 g / cm 3 or more, respectively Compared to the molding die, the dimensional change, that is, the spring-back phenomenon (phenomena caused by the elastic properties of the metal powder) is reduced, thereby improving precision and dimensional stability.

이때, 분말을 압축하는 압력은 50~80ton로 하는 것이 바람직하다. 분말을 압축하는 압력이 너무 작으면 분말밀도가 낮아지게 되고, 압력이 너무 크면 스프링백 현상이 크게 되어 정밀도 및 치수안정성이 나빠지게 된다.At this time, it is preferable that the pressure which compresses a powder shall be 50-80 tons. If the pressure for compressing the powder is too small, the powder density is low, if the pressure is too high, the spring back phenomenon becomes large, the accuracy and dimensional stability worsens.

이때, 연속 복합분말 성형을 위한 피딩장치가 필요하다.At this time, a feeding device for continuous compound powder molding is required.

상기 폴(Pole)부(10)의 소결온도는 1150~1250℃인 것이 바람직하다.The sintering temperature of the pole portion 10 is preferably 1150 ~ 1250 ℃.

상기 폴(Pole)부(10)의 소결온도는 분말이 고상인 상태에서 소결이 이루어지는 온도이며 액상소결에 비해 조밀화 되지 않고 요구되는 강도특성을 얻을 수 있다.The sintering temperature of the pole part 10 is the temperature at which the powder is sintered in a solid state and can obtain the required strength characteristics without densification as compared with liquid phase sintering.

이때, 소결시간은 도입부(온도상승 및 바인더제거) 2~3시간, 본소결(접합) 2~4시간, 취출부(냉각 및 안정화) 2~3시간 인 것이 바람직하며, 벨트타입 연속소결로 피딩시간은 30mm/min(12inch기준)이 적당하다.In this case, the sintering time is preferably 2-3 hours for the inlet (temperature rise and binder removal), 2 to 4 hours for the main sintering (bonding), and 2 to 3 hours for the ejection unit (cooling and stabilization), and is fed by belt type continuous sintering. The time is appropriate for 30mm / min (12inch).

상기 허브(Hub)부(20)는 상기 내측 자력발생부(12)의 중공(12a)에 고정되며 핸들축이 회전가능하도록 결합된다.The hub portion 20 is fixed to the hollow 12a of the inner magnetic force generating portion 12 and coupled to the handle shaft to be rotatable.

상기 허브(Hub)부(20)와 상기 내측 자력발생부(12)의 중공(12a)과의 결합은 압입고정되도록 한다. 상기 허브(Hub)부(20)는 주조제품을 사용하여도 무방하며, 소결제품을 사용하여도 무방하다. 종래에 사용되는 제품은 PASC-45에 상당하는 제품을 사용하였다.The coupling between the hub portion 20 and the hollow 12a of the inner magnetic force generating portion 12 is press fit. The hub 20 may use a cast product, or may use a sintered product. The product used conventionally used the product equivalent to PASC-45.

상기 허브(Hub)부(20)의 소결시 분말조성은 C 0.1wt%이하, P 0.3~0.6wt%, S 1.0wt%이하, Mn 0.15wt%이하, Cu 0.1wt%이하, O 0.15wt%이하, 나머지는 Fe로 구성된다.Powder composition during sintering of the hub portion 20 is 0.1 wt% or less of C, 0.3 to 0.6wt% of P, 1.0 wt% or less of Mn, 0.15 wt% or less of Mn, 0.1 wt% or less of Cu, and 0.15 wt% of O. Hereinafter, the remainder is composed of Fe.

상기 폴(Pole)부(10) 소결시 발생된 도 5의 (a)에서와 같은 발청 현상을 N2 gas 투입 량과 보조가스의 로내 투입량의 조건변경을 실시하여 제거함으로써 도 5의 (b)에서와 같은 안정적인 템퍼 컬러(temper color)를 획득하였다.5 (b) by removing the rust phenomena as shown in (a) of FIG. 5 generated during sintering of the pole part 10 by changing the conditions of the N 2 gas input amount and the auxiliary gas input amount of the auxiliary gas. A stable temper color was obtained as in.

(실시예)(Example)

1. 기계적 물성
1. Mechanical Properties

강도시험 결과 Strength test result 시험항목Test Items 단위unit 시험결과Test result 시험방법Test Methods PASC-60PASC-60 PASC-45PASC-45 SUSSUS 복합성형Complex molding 인장강도The tensile strength MPaMPa 415415 332332 119119 231231 ASTM E8ASTM E8 항복강도Yield strength MPaMPa 308308 253253 -- 215215 연신율Elongation %% 10.510.5 6.56.5 0.40.4 1.21.2

여기에서 복합성형은 상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)와 연결부(13)를 일체로 분말 소결 성형한 것을 나타낸다.Here, the composite molding refers to the powder sintering molding of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12, and the connecting portion 13 integrally.

인장강도의 경우에는 PASC 계열보다 낮은 것으로 나타났으나 순수 SUS 보다 높은 것으로 나타났다.Tensile strength was lower than that of PASC series, but higher than that of pure SUS.

또한, 항복강도의 경우에는 PASC 계열보다 약간 낮은 것으로 나타났으나, 순수 SUS와는 달리 항복강도를 가짐을 알 수 있다.In addition, the yield strength was slightly lower than the PASC series, but unlike the pure SUS, the yield strength was found to be.

아울러, 연신율의 경우에는 분말야금 소결 특성상 연신율은 떨어지나 순수 SUS에 비해 높은 것으로 나타났다.In addition, in the case of the elongation, the elongation is decreased due to the powder metallurgy sintering characteristics, but was higher than that of the pure SUS.

결론적으로 인장강도 및 항복강도는 PASC 계열보다 떨어지나, 순수 SUS에 비해 높아 충분히 종래의 제품을 대체할 수 있을 것으로 사료된다.
In conclusion, tensile strength and yield strength are lower than those of PASC series, but higher than pure SUS.

2. 성형성2. Formability

도 7은 성형품의 내경 및 외경의 스프링백(Spring-Back) 데이터를 분석한 그래프이다.7 is a graph analyzing the spring-back data of the inner diameter and the outer diameter of the molded article.

도시된 바와 같이 금형 치수에 대한 성형품의 치수변화인 스프링백은 내경 및 외경의 치수변화는 종래의 제품과 거의 비슷한 것으로 나타나 충분히 종래의 제품을 대체할 수 있을 것으로 사료된다.
As shown, springback, which is a dimensional change of a molded article with respect to a mold dimension, is considered that the dimensional change of the inner diameter and the outer diameter is almost similar to that of a conventional product, so that it can sufficiently replace the conventional product.

3. 소결온도3. Sintering temperature

도 8은 소결온도에 따른 경도변화를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the change in hardness according to the sintering temperature.

소결온도별 경도는 다른 원재료에 비하여 다소 작게 측정되었으며, 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)와 연결부(13)를 일체로 분말 소결한 2단 성형은 경우에는 원소재의 경도보다 작게 나타났다.The hardness of each sintering temperature was measured to be smaller than that of other raw materials, and two-stage powder sintered integrally with the pole part 10, the outer magnetic force generating part 11, the inner magnetic force generating part 12, and the connecting part 13 were integrally formed. Molding appeared to be smaller than the hardness of the raw material in the case.

도시된 바와 같이, 소결온도가 1150℃, 1200℃, 1250℃ 고온로의 경우에는 2단 성형의 경도값이 약간 높은 것으로 나타났다.As shown, when the sintering temperature is 1150 ℃, 1200 ℃, 1250 ℃ high temperature furnace, the hardness value of the two-stage molding was found to be slightly higher.

도 9는 소결온도에 따른 밀도변화를 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the density change according to the sintering temperature.

소결온도별 밀도변화에 대한 추이는 PASC 계열의 목표값인 6.9를 만족할 것으로 판단되며, SUS 층의 목표값이 6.2를 만족할 것으로 판단된다.The trend of density change by sintering temperature is expected to meet the target value of 6.9, PASC series, and the target value of SUS layer is expected to meet 6.2.

도시된 바와 같이, 소결온도가 1150℃, 1200℃, 1250℃ 고온로의 경우에는 2단 성형의 밀도값이 높아지는 것으로 나타났다.
As shown, in the case of sintering temperature of 1150 ℃, 1200 ℃, 1250 ℃ high temperature furnace, it was shown that the density value of the two-stage molding.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

10 : 폴(Pole)부 11 : 외측 자력발생부 11a: 외부 돌출부
12 : 내측 자력발생부 12a: 중공 12b: 내부 돌출부
12c: 공간 13 : 연결부 14 : 영구자석부
20 : 허브(Hub)부10: pole portion 11: outer magnetic force generating portion 11a: outer protrusion
12: inner magnetic force generating portion 12a: hollow 12b: inner projection
12c: space 13: connection 14: permanent magnet
20: Hub

Claims (6)

회전에 의해 발생되는 자력의 차이에 감응함으로써 차량속도에 따라 핸들의 조타력을 가변적으로 조절할 수 있도록 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치에 있어서,
내주연에 등간격으로 치차형태의 다수의 외부 돌출부(11a)가 구비된 외측 자력발생부(11)와,
내부에 중공(12a)이 형성되며 외주연에 상기 외측 자력발생부(11)의 다수의 외부 돌출부(11a)와 동일하게 배치된 다수의 내부 돌출부(12b)가 구비되고, 상기 외측 자력발생부(11)와 이격되어 이들 사이에 핸들축과 연동되고 자력의 조절이 가능하며 외측 자력발생부(11)의 다수의 외부 돌출부(11a) 및 다수의 내부 돌출부(12b) 사이에서 인력이 작용하고 차량속도에 따른 자력 조절에 의해 핸들의 조타력을 가변적으로 변화시키는 영구자석부(14)가 회전가능하도록 삽입될 공간(12c)이 구비되도록 이격되는 내측 자력발생부(12)와,
상기 외측 자력발생부(11)의 일측과 내측 자력발생부(12)의 일측을 서로 연결하는 연결부(13)로 이루어지는 폴(Pole)부(10);
상기 내측 자력발생부(12)의 중공(12a)에 압입 고정되며 핸들축이 회전가능하도록 결합되는 허브(Hub)부(20); 로 이루어지며,
상기 폴(Pole)부(10)의 외측 자력발생부(11)와 내측 자력발생부(12) 및 연결부(13)는 일체로 분말소결로 성형되고, 이종재질로 형성되며,
상기 폴(Pole)부(10)의 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)는 자성체로 되고, 상기 폴(Pole)부(10)의 연결부(13)는 비자성체로 되고,
상기 폴(Pole)부(10) 외측 자력발생부(11) 및 내측 자력발생부(12)의 분말밀도는 6.5 g/cm3 이상이며, 상기 폴(Pole)부(10) 연결부(13)의 분말밀도는 6.0 g/cm3 이상이고,
상기 다수의 외부 돌출부의 사이에는, 상기 다수의 외부 돌출부가 상기 외측자력발생부의 내주연으로부터 돌출되도록 깊이를 갖는 홈이 형성되고,
상기 다수의 내부 돌출부의 사이에는, 상기 다수의 내부 돌출부가 상기 외측자력발생부의 외주연으로부터 돌출되도록 깊이를 갖는 다른 홈이 형성되되,
상기 다른 홈의 깊이는 상기 홈의 깊이 보다 깊게 형성되고,
상기 다른 홈은 상기 내측자력발생부의 중공을 따라 폭이 점진적으로 작아지고, 내측면이 곡률을 형성하고,
상기 다수의 내부 돌출부의 단부 일측 모서리는 라운드지고, 타측 모서리는 각이 형성되는 것을 특징으로 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치.
In the steering speed control device using a soft magnetic torque to adjust the steering force of the steering wheel in accordance with the vehicle speed by responding to the difference in the magnetic force generated by the rotation,
An outer magnetic force generating portion 11 provided with a plurality of tooth-shaped outer protrusions 11a at equal intervals at an inner circumference,
A hollow 12a is formed therein, and a plurality of inner protrusions 12b are disposed on the outer circumference in the same manner as the plurality of outer protrusions 11a of the outer magnetic force generating portion 11, and the outer magnetic force generating portion ( 11) is spaced apart and interlocked between the handle shaft and the control of the magnetic force and the attraction force between the plurality of outer protrusions (11a) and the plurality of inner protrusions (12b) of the outer magnetic force generating portion 11 and the vehicle speed An inner magnetic force generator 12 spaced apart so that the space 12c to be inserted to be rotatable is provided with a permanent magnet portion 14 which variably changes the steering force of the handle by magnetic force adjustment according to the present invention;
A pole part 10 including a connection part 13 connecting one side of the outer magnetic force generating part 11 and one side of the inner magnetic force generating part 12 to each other;
A hub portion 20 press-fitted into the hollow 12a of the inner magnetic force generating portion 12 and coupled to the handle shaft to be rotatable; Lt; / RTI >
The outer magnetic force generating portion 11, the inner magnetic force generating portion 12 and the connecting portion 13 of the pole portion 10 is integrally formed by powder sintering, is formed of a dissimilar material,
The outer magnetic force generating part 11 and the inner magnetic force generating part 12 of the pole part 10 are made of magnetic material, and the connection part 13 of the pole part 10 is made of nonmagnetic material.
The powder density of the pole portion 10, the outer magnetic force generating portion 11 and the inner magnetic force generating portion 12 is 6.5 g / cm 3 or more, and the pole portion 10 of the connection portion 13 Powder density is 6.0 g / cm 3 or more,
Between the plurality of outer protrusions, grooves having a depth are formed so that the plurality of outer protrusions protrude from the inner circumference of the outer magnetic force generating portion,
Between the plurality of inner protrusions, another groove having a depth is formed so that the plurality of inner protrusions protrude from the outer periphery of the outer magnetic force generating portion,
The depth of the other groove is formed deeper than the depth of the groove,
The other groove is gradually smaller in width along the hollow of the inner magnetic force generating portion, the inner surface forms a curvature,
One end edge of the plurality of inner protrusions is rounded, the other edge is a steering speed control device using a soft magnetic torque, characterized in that the angle is formed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 폴(Pole)부(10)의 소결온도는 1150~1250℃ 인 것을 특징으로 하는 연자성 토크를 이용한 조향속도 조절장치.The method of claim 1,
Steering speed control device using a soft magnetic torque, characterized in that the sintering temperature of the pole (10) is 1150 ~ 1250 ℃.
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