KR101323132B1 - 스티어링 샤프트 가공장치 - Google Patents

스티어링 샤프트 가공장치 Download PDF

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KR101323132B1
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Abstract

본 발명은 샤프트 가공소재를 각각 가공척과 심압대로 견고하게 고정하되 자동차의 핸들조립위치에 위치되는 샤프트 가공소재의 테이퍼진 경사면을 중심으로 하여 양단에 각각 구비된 제1가공부와 제2가공부에 의해 샤프트 가공소재에 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부가 동시에 가공되도록 한 스티어링 샤프트 가공장치를 제공하고자 한다.
이를 위해 본 발명은, 자동차의 핸들이 조립되는 위치에 테이퍼진 경사면(11)이 형성된 샤프트 가공소재(10)의 일단이 장입되어 고정되고 모터(110a)에 의해 회전되는 가공척(110)과; 상기 가공척(110)에 일단이 장입 고정된 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)이 끼워져 지지되고 상기 가공척(110)방향으로 전진하거나 상기 가공척(110)방향으로부터 후진하는 심압대(120)와; 상기 심압대(120)를 중심으로 심압대(120)의 양측단에 각각 위치되어 가공척(110)에 일단이 고정되고 심압대(120)에 테이퍼진 경사면(11)이 지지되는 샤프트 가공소재(10)에 스티어링 휠 결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 각각 가공하는 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)가 포함되어 이루어진다.

Description

스티어링 샤프트 가공장치{PROCESSING EQUIPMENT FOR STEERING SHAFT}
본 발명은 스티어링 샤프트 가공장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티어링 샤프트의 양단부에 각각 가공되어 스티어링 휠과 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 동시에 가공함으로써 가공시간을 크게 단축할 수 있을 뿐만 아니라, 자동차의 핸들위치를 기준으로 하여 스티어링 샤프트를 가공함에 따라 조립성능의 향상과 함께 단위시간에 대해 가공성의 향상 및 생산성의 향상을 기대할 수 있는 스티어링 샤프트 가공장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 조향장치는 바퀴를 회전시켜 자동차의 진행방향을 변경시키는 장치이며, 그 조향과정은 운전자가 스티어링휠을 회동시킴에 따라 이 스티어링휠에 스플라인 또는 세레이션 결합되어 있는 스티어링 샤프트가 회전되고, 그 스티어링 샤프트가 바퀴에 링크적수단으로 연결된 스티어링기어를 동작시켜 차량의 진행방향을 변화시키게 된다.
또한, 스티어링 샤프트의 양단부에는 스티어링 휠과 스티어링 기어가 결합되는 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부가 가공되어 있어 이들 휠결합부와 베어링조립부에 의해 스티어링 휠과 스티어링 기어에 스티어링 샤프트가 견고하게 결합되어 지지됨으로써 조향장치의 작동이 원활하게 수행된다.
이러한 종래 스티어링 샤프트의 가공방법은 금속재질의 소재를 파이프 형태로 압연 또는 압출 가공한 후, 상기 소재의 둘레면에 홈부를 하나씩 기계 가공하여 성형하게 된다.
이와 같은 종래의 스티어링 샤프트는 각 부분의 형상을 성형하기 위한 다수개의 장비가 요구되므로 각 장비를 구비하기 위해서는 경제적인 부담이 크고, 여러 장비를 거쳐 제작되므로 제작시간과 공정이 증가되어 생산성도 떨어지는 단점이 있다.
종래 기술을 살펴보면, 공개특허 제10-2006-0032904호인 스티어링 샤프트의 제조장치가 안출된 바 있으며, 이는 본체와, 파이프를 작업공간으로 이송하는 이송부와, 상기 이송부에 의해 이송된 상기 파이프를 고정 및 회전시키는 주축대와, 상기 주축대에 고정되어 회전하는 상기 파이프의 일단부를 소정의 형상으로 성형하기 위하여 압연가공하는 가공부와, 상기 파이프의 일단부 내주면에 세레이션을 형성하기 위한 공구가 장착되는 공구대로 구성되어 있다.
이러한 구성의 종래 기술은 스티어링 샤프트의 조립부를 각각 휠결합부와 베어링조립부를 가공할 때, 각각 따로 가공함으로써 가공시간이 많이 지연되는 문제점이 있다.
이와 같이 가공시간이 지연되면, 하나의 스티어링 샤프트를 가공시간이 증가되어 스티어링 샤프트의 가공에 따른 생산성이 크게 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래 기술은 샤프트 가공소재가 지지되는 위치가 불안정하여 가공기를 이용하여 가공할 때 샤프트 가공소재의 위치가 틀어지거나 하여 정교한 가공이 어렵고, 이와 같이 정교하지 못한 가공에 의해 불량률이 증가하는 또 다른 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 10-0876550(등록일 2008.12.23.) 대한민국 공개특허 10-2006-0032904(공개일 2006.04.18.)
본 발명은 종래 스티어링 샤프트를 가공함에 따라 야기되는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 샤프트 가공소재를 회전시키는 척과 상기 척방향으로 이동되는 심압대롤 구비되어 스티어링 샤프트를 가공함에 있어서, 샤프트 가공소재의 테이퍼진 경사면이 지지되도록 하여 샤프트 가공소재가 척과 심압대에 의해 견고하게 지지되어 회전되고 2개의 가공부에 의해 스티어링 샤프트의 휠결합부와 베어링조립부가 동시에 가공되도록 함에 따라 가공시간의 단축은 물론 자동차의 핸들조립 위치인 테이퍼기준경을 기준으로 하여 스티어링 샤프트를 가공함에 따라 조립성능의 향상과 함께 단위시간에 대해 가공성의 향상 및 생산성의 향상을 기대할 수 있는 스티어링 샤프트 가공장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치는, 자동차의 핸들이 끼워지는 위치에 오도록 테이퍼진 경사면이 형성된 샤프트 가공소재의 일단이 장입되어 고정되고 모터에 의해 회전되는 가공척과; 상기 가공척에 일단이 장입 고정된 샤프트 가공소재의 테이퍼진 경사면이 끼워져 지지되고 상기 가공척방향으로 전진하거나 상기 가공척방향으로부터 후진하는 심압대와; 상기 심압대를 중심으로 심압대의 양측단에 각각 위치되어 가공척에 일단이 고정되고 심압대에 테이퍼진 경사면이 지지되는 샤프트 가공소재에 스티어링 휠 결합부와 베어링조립부를 각각 가공하는 제1가공부 및 제2가공부를 구비하며,
상기 가공척은, 상기 샤프트 가공소재의 일단이 장입되고 장입된 샤프트 가공소재의 외면을 파지하는 파지부가 형성되고 내부가 중공형성되며 상기 모터에 의해 회전되는 지지체와; 상기 파지부의 외면과 밀착되는 내면이 형성되는 가이드체와; 상기 내부가 중공형성된 지지체의 내부에 위치되고 상기 지지체의 파지부에 의해 외면이 밀착되는 샤프트 가공소재의 일단면이 밀착되는 밀착체와; 상기 지지체의 내부에 위치되고 상기 밀착체의 외면에 끼워지며 상기 지지체를 상기 가이드체측으로 항상 밀어주는 스프링을 구비한 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 심압대는, 상기 샤프트 가공소재에 형성된 테이퍼진 경사면이 끼워지는 경사면끼움부가 형성되고 상기 경사면끼움부를 베어링이 포설한 베어링지지체와; 상기 베어링지지체의 하부가 상단에 핀결합되고 하단에 레일부가 형성된 전후진이동체와; 상기 전후진이동체의 하단에 형성된 레일부가 밀착되는 가이드레일과; 상기 전후진이동체의 후면에 연결되는 실린더봉을 갖는 전후진실린더가 포함되어 이루어진다.
본 발명은 가공척에 먼저 샤프트 가공소재의 일단을 삽입한 후에 심압대를 샤프트 가공소재측으로 이동시켜 샤프트 가공소재의 외면에 형성된 테이퍼진 경사면을 심압대에 끼워 고정한 다음 제1가공부 및 제2가공부로 스티어링 휠에 결합되는 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 가공함으로써 샤프트의 가공소재를 자동차의 핸들조립위치인 테이퍼진 경사면을 기준으로 하여 가공하기 때문에 조립성능을 일정하게 하며 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 동시에 가공할 수 있어 가공공정을 크게 줄일 수 있어 작업시간의 단축을 유도하여 생산성 및 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 전체 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 가공척의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 심압대의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 가공척에 샤프트 가공소재가 결합된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 심압대가 가공척으로 이동하여 샤프트 가공소재를 고정하는 상태의 구성도이다.
도 6은 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치에 의해 샤프트 가공소재의 가공이 이루어지는 것을 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도시된 바와 같이 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치는, 자동차의 핸들이 조립되는 위치에 테이퍼진 경사면(11)이 형성된 샤프트 가공소재(10)의 일단이 장입되어 고정되고 모터(110a)에 의해 회전되는 가공척(110)과, 상기 가공척(110)에 일단이 장입 고정된 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)이 끼워져 지지되는 베어링지지체(121)이 구비되고 상기 가공척(110) 방향으로 전진하거나 상기 가공척(110) 방향으로부터 후진하는 심압대(120)와, 상기 심압대(120)의 베어링지지체(121)를 중심으로 베어링지지체(121)의 양단에 각각 위치되어 상기 가공척(110)에 일단이 고정되고 심압대(120)에 테이퍼진 경사면(11)이 지지되는 샤프트 가공소재(10)에 스티어링 휠 결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 각각 가공하는 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)가 포함되어 이루어진다.
상기 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)는, 상기 심압대(120)의 베어링지지체(121)를 중심으로 하여 베어링지지체(121)의 양단에 각각 위치되는 것으로, 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)는, 일반적으로 소재를 황삭가공 또는 정삭가공하는 가공기를 사용한다.
이와 같이 구성되는 본 발명은, 심압대(120)의 베어링지지체(121)에 상기 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)이 끼워져 지지되는 바, 상기 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)은, 본 발명에 의해 가공된 스티어링 샤프트의 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부가 각각 스티어링 휠과 스티어링 기어에 결합될 때 자동차의 핸들이 조립되는 위치에 위치되는 것이다.
이와 같이 자동차의 핸들이 조립되는 위치에 위치되는 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)을 상기 심압대(120)의 베어링지지체(121)에 끼워 지지하고 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)에 의해 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 동시에 가공함에 따라, 조립성능을 일정하게 하며 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 동시에 가공할 수 있어 가공공정을 크게 줄일 수 있어 작업시간의 단축을 유도하여 생산성 및 작업효율성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 가공척(110)은, 상기 샤프트 가공소재(10)의 일단이 장입되고 장입된 샤프트 가공소재(10)의 외면을 파지하는 파지부(111a)가 형성되고 내부가 중공형성되며 상기 모터(110a)에 의해 회전되는 지지체(111)와, 상기 파지부(111a)의 외면(111b)에 밀착되는 내면(112a)이 형성되는 가이드체(112)와, 상기 내부가 중공형성된 지지체(111)의 내부에 일단이 장입되어 상기 지지체(111)의 파지부(111a)에 의해 외면이 밀착되는 샤프트 가공소재(10)의 일단이 밀착되는 밀착체(113)와, 상기 지지체(111)의 내부에 위치되고 상기 밀착체(113)의 외면에 끼워지며 상기 지지체(111)를 상기 가이드체(112)측으로 항상 밀어주는 스프링(114)이 포함되어 이루어진다.
또한, 상기 파지부(111a)의 외면(111b)과, 상기 파지부(111a)의 외면(111b)과 밀착되는 상기 가이드체(112)의 내면(112a)은, 서로 대응되도록 상기 지지체(111)에 일단이 장입된 샤프트 가공소재(10)측으로 갈수록 협곡지게 경사지게 형성되어 이루어진다.
이와 같이 구성된 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 가공척(110)은, 스티어링 가공소재(10)의 일단이 먼저 끼워지는 것으로, 스티어링 가공소재(10)의 일단을 상기 지지체(111)의 파지부(111a) 내부측으로 10mm 정도 끼워 장입한다.
이와 같이 스티어링 가공소재(10)의 일단을 상기 지지체(111)의 파지부(111a) 내부측으로 끼워 장입하면, 상기 스티어링 가공소재(10)의 일단이 장입할 때에는 상기 파지부(111a)의 외면(111b)이 상기 가이드체(112)의 내면(112a)으로부터 밀리게 되고 스티어링 가공소재(10)의 일단이 끼워지고 난 후에는 상기 지지체(111)의 내부에 구비된 스프링(114)에 의해 상기 밀착체(113)가 스티어링 가공소재(10)의 일단에 밀착되면서 스프링(113)의 미는 힘에 의해 상기 지지체(111)가 가이드체(112)측으로 밀려짐으로써 스티어링 가공소재(10)의 일단이 견고하게 지지된다.
상기 심압대(120)는, 상기 샤프트 가공소재(10)에 형성된 테이퍼진 경사면(11)이 끼워지는 경사면끼움부(121a)가 형성되고 상기 경사면끼움부(121a)를 베어링(121b)이 포설한 베어링지지체(121)와, 상기 베어링지지체(121b)의 하부가 상단에 핀(122a)결합되고 하단에 레일부(122b)가 형성된 전후진이동체(122)와, 상기 전후진이동체(122)의 하단에 형성된 레일부(122b)가 밀착되는 가이드레일(123)과, 상기 전후진이동체(122)의 후면에 연결되는 실린더봉(124a)을 갖는 전후진실린더(124)가 포함되어 이루어진다.
상기 심압대(120)의 전후진이동체(122)는, 상기 전후진실린더(124)에 의해 전진 및 후진이동되는 것으로, 상기 전후진실린더(124)의 실린더봉(124a)이 상기 전후진이동체(122)의 후면에 연결되어 있기 때문에, 실린더봉(124a)이 인출되면 상기 전후진이동체(122)는, 상기 전후진이동체(122)의 하단에 형성된 레일부(122b)가 상기 가이드레일(123)을 타고 전진이동된다.
이와 같이 구성된 본 발명인 스티어링 샤프트 가공장치의 심압대(120)가 상기 가공척(110)의 지지체(111)에 일단이 끼워진 스티어링 가공소재(10)측으로 이동되면, 상기 심압대(120)의 베어링지지체(121)에 형성된 경사면끼움부(121a)에 상기 스티어링 가공소재(10)의 외면에 형성된 테이퍼진 경사면(11)이 끼워져 위치된다.
이 때, 상기 심압대(120)가 스티어링 가공소재(10)를 상기 가공척(110)측으로 밀어주게 되고, 가공척(110)의 지지체(111) 내부에 구비된 스프링(114)에 의해 상기 스티어링 가공소재(10)는 상기 심압대(120)측으로 밀리는 힘이 동시에 작용되어 스티어링 가공소재(10)가 견고하게 지지된다.
상기와 같이 스티어링 가공소재(10)가 가공척(110)과 심압대(120)에 의해 견고하게 지지되면, 상기 제1가공부(130)와 제2가공부(130a)에 의해 스티어링 가공소재(10)의 양단 외면에 각각 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부가 가공된다.
이 때, 상기 전후진이동체(122)의 전면측에는 상기 전후진이동체(122)의 전진동작을 제어하는 스토퍼(125)가 더 구비되고, 상기 스토퍼(125)는, 상기 전후진이동체(122)의 레일부(122b)가 가이드되어 이동되는 상기 가이드레일(123)의 전방측에 볼트체결된 브라켓(125a)에 의해 결합되어 이루어져 있음에 따라, 스토퍼(125)에 상기 전후진이동체(122)의 전면이 닿게 되면 제1가공부(130)와 제2가공부(130a)가 작동되어 가공작업이 진행되는 것으로, 이를 위해 제1가공부(130)와 제2가공부(130a)는 전기적으로 연결되어 제어되는 것이 바람직하다.
제1가공부(130)와 제2가공부(130a)에 의해 스티어링 가공소재(10)의 양단 외면에 각각 스티어링 휠결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부의 가공완료 후, 배출실린더(126)를 작동하여 경사면끼움부(121a)에 끼워진 스티어링 가공소재(10)를 배출시킨다.
이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.
10 : 샤프트 가공소재 11 : 경사면
110 : 가공척 110a : 모터
111 : 지지체 111a : 파지부
111b : 파지부 외면 112 : 가이드체
112a : 가이드체 내면 113 : 밀착체
114 : 스프링 120 : 심압대
121 : 베어링지지체 121a : 경사면 끼움부
121b : 베어링 122 : 전후진이동체
122a : 핀 122b : 레일부
123 : 가이드레일 124 : 전후진실린더
124a : 실린더봉 125 : 스토퍼
125a : 브라켓 126 : 배출실린더
130 : 제1가공부 130a : 제2가공부

Claims (5)

  1. 자동차의 핸들이 조립되는 위치에 테이퍼진 경사면(11)이 형성된 샤프트 가공소재(10)의 일단이 장입되어 고정되고 모터(110a)에 의해 회전되는 가공척(110)과;
    상기 가공척(110)에 일단이 장입 고정된 샤프트 가공소재(10)의 테이퍼진 경사면(11)이 끼워져 지지되는 베어링지지체(121)가 구비되고 상기 가공척(110)방향으로 전진하거나 상기 가공척(110)방향으로부터 후진하는 심압대(120)와;
    상기 심압대(120)의 베어링지지체(121)를 중심으로 베어링지지체(121)의 양단에 각각 위치되어 상기 가공척(110)에 일단이 고정되고 심압대(120)에 테이퍼진 경사면(11)이 지지되는 샤프트 가공소재(10)에 스티어링 휠 결합부와 스티어링 샤프트의 베어링조립부를 각각 가공하는 제1가공부(130) 및 제2가공부(130a)를 구비하며,
    상기 가공척(110)은 상기 샤프트 가공소재(10)의 일단이 장입되고 장입된 샤프트 가공소재(10)의 외면을 파지하는 파지부(111a)가 형성되고 내부가 중공형성되며 상기 모터(110a)에 의해 회전되는 지지체(111)와, 상기 파지부(111a)의 외면(111b)에 밀착되는 내면(112a)이 형성되는 가이드체(112)와, 상기 내부가 중공형성된 지지체(111)의 내부에 일단이 장입되어 상기 지지체(111)의 파지부(111a)에 의해 외면이 밀착되는 샤프트 가공소재(10)의 일단이 밀착되는 밀착체(113)와, 상기 지지체(111)의 내부에 위치되고 상기 밀착체(113)의 외면에 끼워지며 상기 지지체(111)를 상기 가이드체(112)측으로 항상 밀어주는 스프링(114)을 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트 가공장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 파지부(111a)의 외면(111b)과,
    상기 파지부(111a)의 외면(111b)과 밀착되는 상기 가이드체(112)의 내면(112a)은 서로 대응되도록 상기 지지체(111)에 일단이 장입된 샤프트 가공소재(10)측으로 갈수록 협곡지게 경사지게 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트 가공장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 심압대(120)는,
    상기 샤프트 가공소재(10)에 형성된 테이퍼진 경사면(11)이 끼워지는 경사면끼움부(121a)가 형성되고 상기 경사면끼움부(121a)를 베어링(121b)이 포설한 베어링지지체(121)와;
    상기 베어링지지체(121b)의 하부가 상단에 핀(122a)결합되고 하단에 레일부(122b)가 형성된 전후진이동체(122)와;
    상기 전후진이동체(122)의 하단에 형성된 레일부(122b)가 밀착되는 가이드레일(123)과;
    상기 전후진이동체(122)의 후면에 연결되는 실린더봉(124a)을 갖는 전후진실린더(124)가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트 가공장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 전후진이동체(122)의 전면측에는 상기 전후진이동체(122)의 전진동작을 제어하는 스토퍼(125)가 더 구비되고,
    상기 스토퍼(125)는, 상기 전후진이동체(122)의 레일부(122b)가 가이드되어 이동되는 상기 가이드레일(123)의 전방측에 볼트체결된 브라켓(125a)에 의해 결합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스티어링 샤프트 가공장치.
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