KR101478484B1 - 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면의 프레스 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 조향컬럼용 이너튜브의 제조방법에 관한 것으로 압축지그의 작업 플레이트와 하부 플레이트 사이에 이너튜브를 위치시켜 상부로부터 외력을 가하여 이너튜브의 내주면을 가공하는 것으로 절삭공정을 생략하여 제작비용이 절감되며 생산 효율이 높을 뿐만 아니라, 용접과정에서 일어나는 고열에 의해 재료가 파손되거나 훼손되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.

Description

자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면의 프레스 가공방법{The method of processing the inside of inner tube for steering wheel}

본 발명은 자동차 조향컬럼용 이너튜브의 제조방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 프레스 가공방법에 의한 이너튜브를 제조하되, 이너튜브 내면을 가공함에 있어서 절삭공정을 생략한 것을 특징으로 한다.

일반적으로 종래에는 별도의 파이프 성형라인에 의하여 성형제조된 긴파이프를 일정한 길이로 절단작업을 취한후, 작업자가 절단된 기다란 파이프를 들어서 별도의 클램핑 장치에 일측단을 고정시킨 상태에서 선반 등의 절삭 가공장치에 의한 일측면의 마무리 가공이 끝난 상태에서 클램핑을 해지하고 마무리 가공이 않된 타측단을 재차 클램핑을 한 상태에서 상기한 작업순에 의한 반복작업으로 파이프 절단 양단면을 가공작업을 행하여 왔다.

특히 자동차 조향장치용 컬럼에 사용되는 이너튜브를 제조할 때는 다양한 형상의 클램프, 플랜지 등이 부착되어야 하는 데 이를 위해서는 파이프가 각 부품의 형상과 적합하도록 절삭하는 공정이 필수적이다. 그런데 이러한 종래의 파이프 절단 양 단면의 마무리 가공 작업은 일일이 작업자에 의한 수작업으로 진행되어 왔기 때문에 인력의 낭비, 작업의 번거러움에 의한 작업능률의 저하, 작업의 일련성이 수반되지 못함에 의한 생산성의 저하가 가장 큰 단점으로 지적되어 오고 있다.

상기한 문제를 해결하기 위하여 강구된 기술로서 대한민국 특허공보 특1996-404에는 파이프 자동절삭장치에 대하여 기재되어 있는데 이는 중앙의 공급장치부는 좌우절삭가공장치부의 3개의 구성요소로 이루어지되, 상기 공급장치부는 통상의 제어유니트가 구성되고 양측에 유공압실린더의 작동을 부여받는 다수의 가이드롤을 축착된 양측지지대가 설치되고, 상기 양측지지대에는 연동축이 횡설되어 양단에 연동스프로켓과 복수의 연동스프로켓이 축착되어서 상기 연동스프로켓은 하측일단에 설치되는 감속모터의 구동스프로켓과 체인으로 연결되고 상기 복수의 연동스프로켓는 이들 중심으로 상기 가이드롤의 회전축에 고정되는 종동스프로켓과 순차체인으로 연결하여 이동가능한 지지체에 설치되는 구동모타에서 벨트 연동되는 선반척이 축착되어지되, 이의 전방으로 직교 되어서 유공압실린더을 설치한 고정클램핑 블록이 입설되고 이와 상호 대향되어 상기 유공압실린더의 로드에 이동 클램핑 블록이 연결되어 가이드대 에서 이동 가능케 설치 되어지는 것을 구성상의 특징으로 한다.

상기한 구성상의 특징으로 일정한 길이로 절단된 파이프의 절단 양단면을 순차작동에 의한 동시에 매끈하게 다듬는 마무리 작업을 자동적으로 행할 수 있도록 하여 적은 인력에 의한 짧은 시간 내에 절단파이프의 절단 양단면의 가공작업을 연속적으로 가능하게 하는 효과가 있다.

파이프의 절삭을 간단하게 하는 또 다른 기술로는 등록특허 10-1251326를 참조할 수 있다. 상기 문헌은 관체를 이탈 없이 가압할 수 있도록 내부 상측에 상부 걸림턱이 형성되어 있고, 하측으로 관체의 곡선을 형성하기 위한 곡률반경이 형성되어 있는 상부금형의 하측에 위치하며, 관체의 하측을 지지할 수 있도록 하부걸림턱이 형성되어 있으며, 관체의 하측을 파손없이 원활히 구부릴 수 있도록 하부 곡률반경을 구비하고 있는 1차 하부금형을 준비하는 단계와;

1차 하부금형의 상측 외경과 일치하는 관체를 1차 하부금형에 끼우는 단계와;

상기 상부금형과 1차 하부 금형 중에서 선택되는 하나의 금형이 직선이동하여 상부 걸림턱이 관체의 상측에 닿아 압력을 가하여, 관체의 하측이 1차 하부금형의 하부 곡선부에 닿아 구부러지게 하는 단계와;

1차 하부금형을 2차 하부금형으로 교체하여 하측이 구부러진 관체를 2차 하부금형의 상측에 끼워 넣은 단계와;

상기 상부금형과 2차 하부 금형 중에서 선택되는 하나의 금형이 직선 이동하여 상부금형과 2차 하부 금형이 맞닿게 되면서 그 사이에 위치하게 되는 관체는 상부 금형의 상부 곡선부와 2차 하부 금형의 직각부에 의해 두께가 보상되면서 내측은 직각부가 형성되고 외측은 곡선을 가지는 일체형 파이프 플랜지의 성형방법을 구성상의 특징으로 한다.

그러나 상기 특1996-404는 절삭공정이 반드시 수반되어야 하고, 상기 등록특허 10-1251326는 파이프 플랜지의 제조방법이라는 점을 특징으로 한다. 본 발명은 자동차 조향장치용 컬럼에 사용되는 이너튜브를 절삭공정을 생략한 일체형으로 제조한다는 점에서 아직까지 그 예를 찾아볼 수 없는 발명이라 할 수 있다.

특1996-404, 등록특허 10-1251326

없음

본 발명은 절삭공정을 생략한 자동차 조향컬럼용 이너튜브를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로 압축지그 상에 이너튜브를 위치시키고 유압프레스를 통해 수직방향으로 힘을 가하여 이너튜브 내주면을 가공하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은

자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면을 가공하는 방법에 있어서

압축지그(10)의 작업 플레이트(15)와 하부 플레이트(17) 사이에 이너튜브(20)를 위치시키는 단계와;

상기 압축지그(10)의 상부로부터 외력을 가하여 수직바(13)를 밑으로 이동시켜 상기 이너튜브(20)의 내주면을 가공하는 것을 특징으로 하되,

상기 압축지그(10)는 선반이나 작업대 위에 위치하여 상기 압축지그를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임(19)과;

상기 베이스 프레임(19)상에 수직한 방향으로 형성된 하부 지지대(18)와;

상기 하부 지지대(18)의 상부에 위치하여 이너튜브(20)의 하부를 고정시키는 하부 플레이트(17)와;

상기 하부 플레이트(17)와 상부 플레이트(12)를 연결하고 작업 플레이트(15)의 이동을 가이드 하는 가이드 바(14)와;

상기 가이드 바(14)의 중간 지점에 위치하고 상부가 수직바(13)의 하부와 체결되며 하부는 펀칭부(16)가 부착되어 외력이 가해지면 상기 수직바(13)가 밑으로 이동함에 따라 밑으로 이동하는 작업 플레이트(15)와;

상기 작업 플레이트(15)의 하부에 부착되어 이너튜브(20)의 내주면을 가공하는 펀칭부(16)로 구성되는 것을 특징으로 한 절삭공정을 생략한 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면을 가공하는 방법을 과제 해결을 위한 수단으로 제공한다.

상기 펀칭부(16)는 작업 플레이트(15)와 걸쳐지기 위한 단턱부(161)와; 이너튜브(20)의 외주면이 삽설되는 홈부(162)와; 상기 홈부(162)의 하부에 형성된 베이링 단(163)으로 구성되는 것을 특징으로 하고,

상기 외력은 상기 이너튜브(20)에 대하여 수직방향으로부터 5~7bar의 압력으로 55mm/min~150mm/min의 속도로 10~20초간 가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자동차 조향컬럼용 이너튜브의 제조방법에 의하면 기존의 제조방법과는 달리 튜브 생산 시, 절삭 및 용접하는 공정이 생략되므로 제작비용이 절감되며 생산 효율이 높을 뿐만 아니라, 용접과정에서 일어나는 고열에 의해 재료가 파손되거나 훼손되는 문제를 미연에 방지하여 제품의 안정성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면의 프레스 가공방법을 정면에서 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용된 압축지그의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용된 압축지그를 사용한 작업형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에서 사용된 압축지그를 사용한 또 다른 작업형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에서 사용된 압축지그의 구성요소인 펀칭부를 개략적으로 나타낸다.

이하 도면과 실시예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면의 프레스 가공방법을 정면에서 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 압축지그(10)는 베이스 프레임(19)과, 하부 지지대(18)와, 하부 플레이트(17)와, 작업 플레이트(15)와, 가이드 바(14)와, 수직바(13)와, 상부 플레이트(12)와, 실린더(11)로 구성되며, 상기 작업 플레이트(15)의 하부에 펀칭부(16)가 부착된다.

베이스 프레임(19)은 선반이나 작업대 위에 위치하여 상기 압축지그를 전체적으로 지지한다.

상기 베이스 프레임(19)상에 수직한 방향으로 4개의 하부 지지대(18)가 형성되어 있다.

상기 하부 지지대(18)의 상부에는 하부 플레이트(20)가 위치하는 데 상기 하부 플레이트(17)는 이너튜브의 하부를 고정시키는 역할을 담당한다. 상기 하부 플레이트(17)의 중앙부에는 중심축이 형성되어 있는데, 상기 중심축에 이너튜브를 고정시킨다. 그리하여 도 1에 도시된 바와 같이 이너튜브의 상부가 펀칭부(16)의 홈부에 밀착되고 이너튜브의 하부가 하부 플레이트(20)상에 위치하여 고정된다.

상기 작업 플레이트(15)는 상부가 수직바(13)의 하부와 체결되며 하부는 펀칭부(16)가 부착되도록 구성되어 있는 데, 이런 구성을 통해서 외부로부터 유압실린더 등과 같은 외력이 가해지면 상기 수직바(13)가 밑으로 이동하고 이에 따라 작업 플레이트(15) 및 작업 플레이트(15)에 부착된 펀칭부(16)가 밑으로 이동하면서 이너튜브의 내주면을 가공하게 된다.

상기 가이드 바(14)는 하부 플레이트(17)와 상부 플레이트(12)를 연결하고 중간 지점에 상기 작업플레이트(15)가 위치하도록 구성되어 작업플레이트(15)의 이동을 가이드 한다.

상기 수직바(13)는 하부가 상기 작업 플레이트(15)의 상부와 체결되어 외력이 가해지면 상기 작업 플레이트(15)를 밑으로 이동시키는 역할을 담당한다.

상기 작업 플레이트(15)의 하부에 펀칭부(16)가 부착된다.

상기 펀칭부(16)는 작업 플레이트(15)와 걸쳐지기 위한 단턱부(161)와; 이너튜브(20)의 외주면이 삽설되는 홈부(162)와; 상기 홈부(162)의 하부에 형성된 베이링 단(163)으로 구성되어 있다.

상기 외력은 이너튜브에 대하여 수직방향으로부터 5~7bar의 압력으로 55mm/min~150mm/min의 속도로 10~20초간 가하는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 당업자라면 압축지그의 크기 및 이너튜브의 재질 등에 따라 적절히 선택하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명에서 사용된 압축지그의 형상을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에서 사용된 압축지그를 사용한 작업형태를 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에서 사용된 압축지그를 사용한 또 다른 작업형태를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에서 사용된 압축지그의 구성요소인 펀칭부를 개략적으로 나타낸다. 상기 펀칭부(16)는 이너튜브(20) 내주면을 가공하기 위한 것으로 전술한 바와 같이 상기 작업 플레이트(15)의 하부에 부착된다.

상기 펀칭부(16)는 작업 플레이트(15)와 걸쳐지기 위한 단턱부(161)와; 이너튜브(20)의 외주면이 삽설되는 홈부(162)와; 상기 홈부(162)의 하부에 형성된 베이링 단(163)으로 구성되어 있다.

상기 단턱부(161)는 상기 작업 플레이트(15)와의 부착을 위한 것으로 상기 단턱부(16)를 통해 상기 펀칭부(16)가 작업 플레이트(15)와 부착되면 수직바(13)가 하강할 때, 작업 플레이트(15)가 하강하면서 펀칭부도 함께 하강하게 되고 이때 이너튜브의 외주면을 가공할 수 있는 것이다.

상기 홈부(162)는 이너튜브(20)의 외주면이 삽설되는 공간이다. 이를 통해 이너튜브가 안전하게 고정되어 펀칭부(16)의 하강에 따른 내주면 가공 작업을 원활하게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

압축지그(10), 실린더(11), 상부 플레이트(12), 수직바(13), 가이드 바(14), 작업 플레이트(15), 펀칭부(16), 단턱부(161), 홈부(162), 베어링 단(163), 하부 플레이트(17), 하부 지지대(18), 베이스 프레임(19), 이너튜브(20)

Claims (3)

1. 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면을 가공하는 방법에 있어서
   압축지그(10)의 작업 플레이트(15)와 하부 플레이트(17) 사이에 이너튜브(20)를 위치시키는 단계와;
   상기 압축지그(10)의 상부로부터 외력을 가하여 수직바(13)를 밑으로 이동시켜 상기 이너튜브(20)의 내주면을 가공하는 것을 특징으로 하되,
   상기 압축지그(10)는 선반이나 작업대 위에 위치하여 상기 압축지그를 전체적으로 지지하는 베이스 프레임(19)과;
   상기 베이스 프레임(19)상에 수직한 방향으로 형성된 하부 지지대(18)와;
   상기 하부 지지대(18)의 상부에 위치하여 이너튜브(20)의 하부를 고정시키는 하부 플레이트(17)와;
   상기 하부 플레이트(17)와 상부 플레이트(12)를 연결하고 작업 플레이트(15)의 이동을 가이드 하는 가이드 바(14)와;
   상기 가이드 바(14)의 중간 지점에 위치하고 상부가 수직바(13)의 하부와 체결되며 하부는 펀칭부(16)가 부착되어 외력이 가해지면 상기 수직바(13)가 밑으로 이동함에 따라 밑으로 이동하는 작업 플레이트(15)와;
   상기 작업 플레이트(15)의 하부에 부착되어 이너튜브(20)의 내주면을 가공하는 펀칭부(16)로 구성되어 있고,
   상기 펀칭부(16)는 작업 플레이트(15)와 걸쳐지기 위한 단턱부(161)와; 이너튜브(20)의 외주면이 삽설되는 홈부(162)와; 상기 홈부(162)의 하부에 형성된 베이링 단(163)으로 구성되며,
   상기 외력은 상기 이너튜브(20)에 대하여 수직방향으로부터 5~7bar의 압력으로 55mm/min~150mm/min의 속도로 10~20초간 가하는 것을 특징으로 한 절삭공정을 생략한 자동차 조향컬럼용 이너튜브 내면을 가공하는 방법
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