KR102488890B1 - 스티어링 샤프트 및 그 제조방법 - Google Patents

스티어링 샤프트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스티어링 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 스티어링 샤프트 소재(10)를 준비하는 단계; 상기 샤프트 소재(10)를 압출성형기(100)의 고정다이(110)에 위치시키되, 샤프트 소재(10)의 일측 내부에 맨드릴(130)을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치(120)의 작동에 의해 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계; 및 상기 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼(220)를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계;가 포함된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

Description

스티어링 샤프트 및 그 제조방법{Steering shaft and its manufacturing method}
본 발명의 실시예는 스티어링 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 스티어링 샤프트(steering shaft)는 핸들 회전을 스티어링 기어 박스에 전하는 샤프트로서, 핸들과 기어 박스의 상대 위치에 따라 유니버설 조인트를 가진 것도 있다.
또 충돌 사고 시 운전자에게 미치는 충격을 완화시키기 위해 샤프트 끝 부분이 굽혀지도록 한 것도 있다.
한편, 상기 스티어링 샤프트에는 샤프트 로어(shaft lower)가 구비되는데, 이 샤프트 로어는 스티어링휠의 회전운동을 전달하고 상하 슬라이드 이동하는 조향축의 일부로 샤프트 어퍼(shaft upper)와 조립되고 편측으로는 핀치 요크(pinch yoke)가 연결되는 조향 부품이다.
일반적인 조향 장치는 운전자로부터 회전토크를 전달받는 스티어링휠과 상기 스트어링휠과 연결된 스트어링 샤프트와 상기 스티어링 샤프트가 내삽토록 되며 조향장치를 차체에 고정토록 하기 위한 스트어링 칼럼 튜브로 이루어진다.
상기 스티어링 샤프트는 중공의 관 형태로 이루어진 샤프트 어퍼 일단에 샤프트 로어의 단부가 삽입되어 이루어진다.
이때 상기 샤프트에는 도 1(a) 에 도시된 바와 같이 측면 최소경 형상 단조 후 가공 공정과 도 1(b)에 도시된 중앙부 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 거치게 된다.
상기 공정 중 기존 제품은 중량 절감, 사고시 밀려 들어오게 하고, 삽입 충격을 줄이는 등을 위해 일자로 성형한 단조제품의 가운데 부분을 가공하여 형상을 완성 가공하면 가공비, 가공시간 등의 로스(loss)가 발생 "A"부를 가공하지 말고 단조에서 만들어 보고자 스웨이징(swaging) 공법을 사용했다.
그러나 상기한 스웨이징 공법은 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.
즉, 상기 중간 "A"부분을 작게 성형하기 위해서는 스웨이징(swaging) 공법을 이용해야 하는데, 상기 스웨이징(swaging) 공법은 설비 및 금형의 신규 개발에 따른 개발기간 및 개발비가 대폭 상승하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.
또한 상기 종래 기술은 공정 이동에 따른 타임 로스(TIME LOSS)가 발생하는 문제점이 발생 되었다.
그리고 상기 종래 기술은 스웨이징(swaging) 공정 추가로 인한 작업자 추가 배치 및 중공 타입의 경우 내경 치수 정밀도가 저하되는 문제점도 발생 되었다.
특히 상기 종래 기술은 샤프트의 직경이 큰 것을 작게 만들기 때문에 작업이 까다롭고 비용이 상승하게 되는 문제점이 발생 되었다.
한편, 종래 롤링(rolling) 공법도 가공량 과다, 소재 로스(loss) 과다 및 가공시간이 증가되는 커다란 문제점이 발생 되었다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.
대한민국 등록특허공보 제0611339호(2006. 08. 03)가 등록된바 있다. 대한민국 등록특허공보 제1223509호(2013. 01. 11)가 등록된바 있다. 대한민국 공개특허공보 제2012-0111599호(2012. 10. 10)가 공개된바 있다. 대한민국 공개특허공보 제2012-0111599호(2012. 10. 10)가 공개된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 압출성형기, 고정다이, 가공펀치, 맨드릴, 롤링성형기, 롤러가이드스토퍼, 롤러가이드몸체, 성형롤러, 롤러A, 롤러B 및 롤러C가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이고, 제6목적은 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 것이고, 제7목적은 별도 공정의 작업자 배치가 필요 없도록 한 것이고, 제8목적은 롤링 가공시 가공량이 감소하는 효과를 제공하고, 제9목적은 롤링 소재의 로스를 감소시킬 수 있도록 한 것이고, 제10목적은 롤링 가공 시간을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이고, 제11목적은 롤링 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제12목적은 이로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 스티어링 샤프트 및 그 제조방법을 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 스티어링 샤프트 소재를 준비하는 단계; 상기 샤프트 소재를 압출성형기의 고정다이에 위치시키되, 샤프트 소재의 일측 내부에 맨드릴을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치의 작동에 의해 샤프트 소재의 일부 직경을 확관시키는 단계; 및 상기 확관된 샤프트 소재를 롤링성형기의 롤러가이드몸체 및 롤러가이드에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러에 의해 샤프트 소재를 롤링 성형하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트에 관한 것으로, 압출성형기의 고정다이와 가공펀치 및 맨드릴에 의해 스티어링 샤프트 소재의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기의 한 쌍의 성형롤러에 의해 샤프트 소재의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 샤프트를 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 압출성형기, 고정다이, 가공펀치, 맨드릴, 롤링성형기, 롤러가이드스토퍼, 롤러가이드몸체, 성형롤러, 롤러A, 롤러B 및 롤러C가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
또한 본 발명은 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 것이다.
또한 본 발명은 별도 공정의 작업자 배치가 필요 없도록 한 것이다.
그리고 본 발명은 롤링 가공시 가공량이 감소하는 효과를 제공한다.
특히 본 발명은 롤링 소재의 로스를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.
아울러 본 발명은 롤링 가공 시간을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이다.
더하여 본 발명은 롤링 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 의(a)는 종래 측면 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 보인 것이고,
도 1 의(b)는 종래 중앙부 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 보인 것이다.
도 2 는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 압출성형기의 요부 구성
도.
도 3 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 과
정을 도시한 요부 확대도.
도 4 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 정면 구성
도.
도 5 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 측면 요부
구성도.
도 6 은 본 발명 롤링성형기의 롤러만을 보인 확대 구성도.
도 7 은 본 발명 롤러의 상,하단부를 보인 확대 구성도.
도 8 은 본 발명 스티어링 샤프트의 실제 제품 사진으로 롤링가공과 세레이
션가공을 보인 것이다.
본 발명에 적용된 스티어링 샤프트 및 그 제조방법은 도 2 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 스티어링 샤프트 소재(10)를 준비하는 단계를 거친다.
이후 상기 샤프트 소재(10)를 압출성형기(100)의 고정다이(110)에 위치시키되, 샤프트 소재(10)의 일측 내부에 맨드릴(130)을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치(120)의 작동에 의해 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계를 거친다.
이어서 상기 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼(220)를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계;를 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.
특히 상기 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계는 다음의 각 단계를 거쳐 이루어지게 된다.
즉, 본 발명은 고정다이(110)에 삽입된 샤프트 소재(10)를 가공펀치(120)로 가압하여 축관을 압출하는 1공정 스플라인 예비성형단계를 거친다.(도3a)
이후 1공정 성형품을 2공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 2공정 상부 세레이션부를 예비 성형하는 단계를 거친다.(도3b)
이어서 2공정 성형품을 3공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 3공정 상부 세레이션을 2단 성형하는 단계를 거친다.(도3c)
이후 3공정 성형품을 4공정 고정다이에 안착시킨 후 성형품 내측에 소재를 확관시키도록 치수와 형상을 갖는 다이핀을 삽입 후 가공펀치로 가압하여 스플라인 확관성형공정 및 세레이션부 정밀치수성형공정을 수행하는 4공정인 샤프트 소재의 일측을 확관시키는 단계를 거친다.(도3d)
이때 상기 4공정은 스플라인부 확관 성형 공정 및 세레이션부 정밀 치수 성형 고정을 수행하게 되고, 아울러 세레이션부의 정밀 치수 성형도 동시에 이루어지게 된다.
이어서 4공정 성형품을 5공정 고정다이에 안착시킨 후 후공정인 롤링공정의 공정품 삽입과정에서 간섭을 방지하기 위해 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨을 다이의 압출공정을 통해 보정하는 5공정인 치수를 보정해주는 단계를 거친다.(도3e)
이때 상기 5공정은 샤프트 소재 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨 등을 보정해주게 된다.
이후 5공정 성형 후 샤프트 소재의 치수 정밀도 향상을 위해 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스플라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 6공정 단계를 거친다.(도3f)
이때 상기 6공정은 제품 공정 상 롤링 및 가공을 먼저 진행함이 바람직하다.
한편, 상기 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계는 아래와 같은 기술 사상이 포함된다.
즉, 본 발명은 샤프트 소재(10)를 롤링 위치에 위치시키되, 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 왼쪽 성형롤러는 고정된 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 롤릴 성형하고, 이후 이젝터 망치(240)로 가이드 이젝터(245)를 타격하여 성형된 샤프트 소재(10)를 밀어내어 인출시킴이 바람직하다.
또 한편, 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고,
상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 갖는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 된다.
이때 상기 롤러B(252)의 단면 형상은 시작점의 단면이 직각에 가깝고, 끝단면은 모따기 형상으로 이루어져 샤프트 소재(10)가 급격하게 압력을 받는 것을 방지하고, 흔들림을 최소화하여 치수 정밀도를 향상시키고, 후가공시 미가공 등의 가공 불량을 최소화 하며 최적의 가공여유를 적용함이 바람직하다.
본 발명은 상기 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)를 제공하게 되는데, 압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 스티어링 샤프트 및 그 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명에 적용된 도 2 는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 압출성형기(100)의 요부 구성도로, 샤프트 소재(10)의 내측에 제품 치수를 만족하는 맨드릴(130)를 삽입한다. 그렇게 되면 단조시 샤프트 소재 내경의 인장력 증가로 확관되는 성형공법을 제공하게 된다.
특히 도 3 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 과정을 도시한 요부 확대도로, (a)는 제1공정으로 스플라인 예비성형 공정이고, (b)는 제2공정으로 세레이션부 예비성형 공정이고, (c)는 제3고정으로 세레이션부를 2단 성형하는 공정이고, (d)는 제4공정으로 스플라인 확관 성형공정 및 세레이션부 정밀치수 성형 공정을 나타낸 것이고, (e)는 제5고정으로 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨 등을 보정해주는 것이고, (f)는 제6공정으로 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스를라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 공정을 보인 것이다.
한편, 도 4 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기(200)의 정면 구성도로, 상기 롤링성형기(200)는 롤러가이드베이스(210)의 상단에 롤러가이드샤프트(221)가 구비되고, 상기 롤러가이드샤프트의 양단에는 각각 롤러가이드스토퍼(22)와 이젝트망치(240)가 구비된다. 또한 상기 롤러가이드샤프트의 상단에는 롤러가이드(231)가 구비된 롤러가이드몸체(230)가 구비되고 그리고 상기 롤러가이드몸체에는 한 쌍의 성형롤러(250)가 구비된다. 이때 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 갖는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 된다.
또 한편 도 5 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 측면 요부 구성도이고, 도 6 은 본 발명 롤링성형기의 롤러만을 보인 확대 구성도이고, 도 7 은 본 발명 롤러의 상,하단부를 보인 확대 구성도로, 왼쪽 성형롤러는 시계방향으로 회전하고, 오른쪽 성형롤러는 반시계방향으로 회전하게 되고, 특히 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하게 된다.
상기한 본원발명을 보다 구체적으로 설명하면 압출성형기(100)에서 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스토퍼(22)를 조정하여 한 쌍의 성형롤러(250)의 롤링 위치를 맞춘다.
이때 상기 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 좌측 성형롤러는 고정되고, 우측 성형롤러는 유동체 이므로 벌려진 상태로 위치하게 된다.
상기한 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 성형한 후 이젝터마치(240)로 가이드이젝터(245)를 타격하여 샤프트 소재를 밀어 내어 외부로 인출시키게 된다.
특히 상기 과정에서 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고, 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 갖는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 되고, 상기 높이(L)는 약 3~5mm이고, 양 롤러B(252) 사이의 좁은 간격은 약 10~12mm이고, 넓은 간격은 약 18~20mm가 바람직하다.
이때 상기 롤러B(252)의 단면 형상은 시작점의 단면이 직각에 가깝고, 끝단면은 모따기 형상으로 이루어져 샤프트 소재(10)가 급격하게 압력을 받는 것을 방지하고, 흔들림을 최소화하여 치수 정밀도를 향상시키고, 후가공시 미가공 등의 가공 불량을 최소화 하며 최적의 가공여유를 적용함이 바람직하다.
상기와 가이 본 발명은 상기 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)를 제공하게 되는데, 압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.
한편, 도 8 은 본 발명 스티어링 샤프트의 실제 제품 사진으로 압출성형기(100)와 롤링성형기(200)를 이용하여 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이고, 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 효과를 제공하게 된다.
본 발명 스티어링 샤프트 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 샤프트 소재
100: 압출성형기
110: 고정다이
120: 가공펀치
130: 맨드릴
200: 롤링성형기
220: 롤러가이드스토퍼
230: 롤러가이드몸체
250: 성형롤러
251: 롤러A
252: 롤러B
253: 롤러C

Claims (5)

  1. 스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 스티어링 샤프트 소재(10)를 준비하는 단계; 상기 샤프트 소재(10)를 압출성형기(100)의 고정다이(110)에 위치시키되, 샤프트 소재(10)의 일측 내부에 맨드릴(130)을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치(120)의 작동에 의해 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계; 및 상기 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼(220)를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계;가 포함되되,
    상기 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계는, 고정다이(110)에 삽입된 샤프트 소재(10)를 가공펀치(120)로 가압하여 축관을 압출하는 1공정 스플라인 예비성형단계; 이후 1공정 성형품을 2공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 2공정 상부 세레이션부를 예비 성형하는 단계; 이어서 2공정 성형품을 3공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 3공정 상부 세레이션을 2단 성형하는 단계; 이후 3공정 성형품을 4공정 고정다이에 안착시킨 후 성형품 내측에 소재를 확관시키도록 치수와 형상을 갖는 다이핀을 삽입 후 가공펀치로 가압하여 스플라인 확관성형공정 및 세레이션부 정밀치수성형공정을 수행하는 4공정인 샤프트 소재의 일측을 확관시키는 단계; 이어서 4공정 성형품을 5공정 고정다이에 안착시킨 후 후공정인 롤링공정의 공정품 삽입과정에서 간섭을 방지하기 위해 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨을 다이의 압출공정을 통해 보정하는 5공정인 치수를 보정해주는 단계; 및 이후 5공정 성형 후 샤프트 소재의 치수 정밀도 향상을 위해 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스플라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 6공정 단계;가 포함되고,
    상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고, 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 갖는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하되,
    상기 롤러B(252)의 단면 형상은 시작점의 단면이 직각에 가깝고, 끝단면은 모따기 형상으로 이루어져 샤프트 소재(10)가 급격하게 압력을 받는 것을 방지하고, 흔들림을 최소화하여 치수 정밀도를 향상시키고, 후가공시 미가공 가공 불량을 최소화 하며 가공여유를 적용하도록 함을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계는,
    샤프트 소재(10)를 롤링 위치에 위치시키되, 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 왼쪽 성형롤러는 고정된 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 롤릴 성형하고, 이후 이젝터 망치(240)로 가이드 이젝터(245)를 타격하여 성형된 샤프트 소재(10)를 밀어내어 인출시킴을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1 항의 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)에 관한 것으로,
    압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고,
    이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 샤프트.
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