KR102508421B1 - 차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법 - Google Patents

차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 타이로드 제조방법은 강관을 준비하는 단계, 강관의 외주면을 확관 또는 축관 공정을 통해 사전 설정된 형상으로 성형하여 로드부를 성형하는 단계, 강관의 내부에 보강부재를 삽입하는 단계 및 강관의 일단에 구 형상의 머리부, 로드부와 연결되는 몸통부 및 머리부와 몸통부를 연결하는 목부를 포함하는 볼 스터드부를 형성하는 단계를 포함하며, 로드부와 볼 스터드부는 일체로 형성되고, 보강부재는 볼 스터드부의 목부가 형성되는 위치에서 강관의 내주면과 결합된다.

Description

차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법{TIE ROD OF STEERING APPARATUS FOR VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고강도 강관을 이용하여 제조하면서 강도를 보강하기 위한 보강부재를 적용하는 차량용 조향장치의 타이로드 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
차량의 조향장치는 차량의 진행 방향을 변경하도록 구성된 장치로서, 운전석에 구비되는 조향 핸들, 조향 핸들에 연결되는 조향 축, 조향 축으로부터 전달된 회전력을 직선운동으로 변환하는 조향 기어부, 이너 볼 조인트를 구비한 랙바, 랙바와 차륜에 연결된 너클을 연결하는 타이로드 등으로 구성된다.
이 중 타이로드는 조향 핸들의 조향 동력을 차륜으로 전달하는 부품으로서, 강봉의 양측에 볼 조인트를 구비하여 랙바와 차륜 사이를 연결하는 기능을 수행한다.
한편, 최근 전기자동차, 자율주행차 등의 개발과 함께 에너지 효율성 증대를 위한 차량의 경량화 기술의 중요성이 점차 커지고 있으며, 개별 차량 부품의 경량화 역시 중요한 이슈로 부각되고 있다.
타이로드 경량화를 위한 방법으로, 속이 빈 중공 형상의 타이로드가 알려져 있다. 도 1은 중공의 타이로드를 예시적으로 나타내는 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 타이로드(1)는 몸체를 이루는 축(10)과, 랙바와 결합되는 구형부(21) 및 축(10)과 구형부(21)를 연결하는 넥(23)(목부)을 포함하는 볼 스터드(20)로 구성될 수 있으며, 타이로드 전체가 중공 형상으로 형성될 수 있다.
하지만, 타이로드 전체를 중공으로 제조하는 종래기술에 따르면 전체 중량을 줄일 수는 있으나, 볼 스터드, 특히 직경의 작은 목부의 강도가 약해질 수 있다. 특히, 제조 과정에서 목부의 내주면에 요철 등이 생겨 두께가 불균등해지고 응력이 집중되는 문제가 있다.
이에 따라, 타이로드의 강도, 내구성을 유지하면서도 경량화를 구현할 수 있는 방법이 여전히 요구되고 있다.
공개실용신안공보 제20-1996-0022183호(1996.07.20)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경량화하면서도 균일하고 우수한 기계적 특성을 지니는 타이로드 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 볼 스터드부, 특히 볼 스터드부의 목부의 좌굴 강도를 향상시킬 수 있는 구조의 타이로드 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 타이로드 제조방법은 강관을 준비하는 단계, 강관의 외주면을 확관 또는 축관 공정을 통해 사전 설정된 형상으로 성형하여 로드부를 성형하는 단계, 강관의 내부에 보강부재를 삽입하는 단계 및 강관의 일단에 구 형상의 머리부, 로드부와 연결되는 몸통부 및 머리부와 몸통부를 연결하는 목부를 포함하는 볼 스터드부를 형성하는 단계를 포함하며, 로드부와 볼 스터드부는 일체로 형성되고, 보강부재는 볼 스터드부의 목부가 형성되는 위치에서 강관의 내주면과 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부재의 외주면에는 돌출부가 형성될 수 있으며, 보강부재를 삽입하는 단계에서, 강관의 내주면에 돌출부가 접하면서 보강부재가 강관에 결합될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 돌출부는 요철, 나사산 및 세레이션 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부재는 목부의 길이와 대응하는 길이로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부재는 중공 파이프형 구조의 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보강부재는 중실 로드형 구조의 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드 제조방법은 볼 스터드부에 고주파 열처리를 수행하는 열처리 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 조향장치의 타이로드 제조방법은 강관을 준비하는 단계, 강관의 내부에 보강부재를 삽입하는 단계, 강관의 외주면을 확관 또는 축관 공정을 통해 사전 설정된 형상으로 성형하여 로드부를 성형하는 단계 및 강관의 일단에 구 형상의 머리부, 로드부와 연결되는 몸통부 및 머리부와 몸통부를 연결하는 목부를 포함하는 볼 스터드부를 형성하는 단계를 포함하며, 로드부와 볼 스터드부는 일체로 형성되고, 보강부재는 볼 스터드부와 로드부가 형성되는 위치에서 강관의 내주면과 결합된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 조향장치의 타이로드는 중공의 로드부 및 로드부와 일체로 형성되는 볼 스터드부를 포함하고, 볼 스터드부는 구형의 머리부, 로드부의 일단에서 연장되어 형성되는 몸통부 및 머리부와 몸통부를 연결하는 목부를 포함하며, 목부에 삽입된 형태로 목부의 내주면에 밀착되어 결합되는 보강부재를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 고강도의 강관을 이용해 타이로드를 제조함에 따라, 타이로드의 경량화를 구현하면서도 균일하고 우수한 기계적 특성을 지니는 타이로드를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 강관을 이용해 타이로드를 제조하는 과정에서 강도가 약해질 수 있는 부분, 특히 볼 스터드부의 목부에 보강부재를 삽입, 결합함으로써, 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 중공의 타이로드를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 볼 스터드부의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드를 구성하는 강관을 준비하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이로드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성요소의 크기, 두께, 위치 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드(100)는 로드부(110)와 볼 스터드부(120)를 포함하며, 로드부(110)와 볼 스터드부(120)는 경량화를 위하여 중공의 강재로 형성될 수 있다. 즉, 로드부(110)와 볼 스터드부(120)는 하나의 고강도 강관으로 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로드부(110)는 타이로드(100)의 전체적인 몸체를 이루며, 조향장치의 랙바와 차륜에 연결된 너클을 연결하기 위해 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 로드부(110)의 일단부에는 조향장치의 랙바와 연결되는 볼 스터드부(120)가 배치될 수 있으며, 그 반대편 단부에는 차륜의 너클과 연결되는 타이로드 엔드(200)가 배치될 수 있다. 타이로드 엔드(200)의 일단은 로드부(110)에 결합되고 그 반대편에는 볼 조인트가 형성되어 이를 통해 차륜의 너클과 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 볼 스터드부(120)는 랙바와 연결되는 부분으로 로드부(110)의 일단부에서 로드부(110)와 일체로 형성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 볼 스터드부의 단면을 나타내는 도면으로, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드(100)의 볼 스터드부(120)는 구 형상의 머리부(121), 로드부(110)에 연결되는 몸통부(122) 및 머리부(121)와 몸통부(122)를 연결하는 목부(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 머리부(121)는 랙바의 이너 볼 조인트에 결합되는 부분으로 중공의 구 형상으로 형성되며, 마찰이 최대한 낮아지도록 매끈한 표면을 지니게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸통부(122)는 로드부(110)의 일단에서 연장되어 목부(123)와 연결될 수 있다. 몸통부(122)에서 로드부(110)와 연결되는 일단은 로드부(110)의 외경에 대응하는 외경으로 형성되고, 목부(123)와 연결되는 타단은 목부(123)에 대응하는 외경으로 형성될 수 있으며, 일단에서 타단을 향하는 방향으로 외경이 작아지면서 테이퍼가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 목부(123)는 머리부(121)와 몸통부(122) 사이에 형성되어 머리부(121)와 몸통부(122)를 연결할 수 있으며, 회동 시 간섭을 피하기 위해 머리부(121)와 몸통부(122)에 비해 외경이 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 목부(123)의 내부에 보강부재(130)가 삽입, 결합될 수 있다. 보강부재(130)는 목부(123)의 좌굴강도 및 내구성을 향상시키는 기능을 수행할 수 있으며, 이를 위해 목부(123)의 내주면에 밀착되어 결합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보강부재(130)는 중공의 파이프형 구조의 금속으로 형성될 수 있으며, 보강부재(130)의 축방향 길이는 목부(123)의 길이와 대응하거나 또는 그 이상의 길이로 형성될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이, 보강부재(130)의 외주면에는 돌출부, 예를 들어, 요철, 나사산 및 축방향 세레이션 등이 형성될 수 있다. 이와 같이 보강부재(130)의 외주면에 돌출부가 형성되는 경우, 보강부재(130)와 강관 내주면과의 결합 면적이 증대됨으로써, 보강부재(130)가 강관에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.
본 실시예에서는 보강부재가 중공의 파이프형 구조로 형성되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 보강부재가 중실의 로드형 구조로 형성될 수도 있다. 보강부재가 중실의 로드형 구조로 형성되는 경우에도, 그 외주면에는 요철, 나사산, 축방향 세레이션 등의 돌출부가 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 방법은 강관 준비 단계(S110), 로드부 성형 단계(S120), 보강부재 삽입 단계(S130), 볼 스터드부 성형 단계(S140) 및 열처리 단계(S150)를 포함할 수 있다.
우선, 강관 준비 단계(S110)에서는 타이로드를 원주 방향으로 균일한 두께 및 기계적 특성을 지니도록 하기 위해 강관을 용접 강관으로 형성할 수 있다(도 6의 (a) 참조).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드를 구성하는 강관을 준비하는 과정을 나타내는 순서도로서, 도 7을 참조하면 타이로드(100)를 제조하는데 이용되는 강관은 평판 형상의 강판 모재를 일 방향으로 감는 성형 단계(S1111), 감겨진 강판 모재의 양단을 접합하는 용접 단계(S1112), 강관을 냉각하는 냉각 단계(S1113), 강관을 사전 설정된 형상으로 가공하는 사이징 단계(S1114), 강관의 기계적 특성을 향상시키는 열처리 단계(S1116) 및 강관을 제품 단위로 절단하는 절단 단계(S1117)를 거쳐 제조될 수 있다.
이러한 용접 강관의 제조 방법에 따르면, 열처리 단계(S1116)가 절단 단계(S1117) 이전에 수행됨에 따라 상기 강관의 열처리를 전체 제조 과정 속에서 연속적으로 수행할 수 있고, 이에 따라 강관의 강도를 향상시키고 성형성을 확보하면서도 생산성을 현저히 증가시킬 수 있다.
한편, 용접 단계(S1112)에서는 전기 저항 용접이 수행될 수 있으며, 사이징 단계(S1114)와 열처리 단계(S1116) 사이에서는 용접 단계의 전기 저항 용접 과정에서 사용되어 강관의 내부에 고이는 냉각수를 제거하는 냉각수 제거 단계(S1115)를 더 수행할 수 있다. 이러한 냉각수 제거 단계(S1115)는 강관의 하측 부분에 강관의 내부와 외부를 연통하는 홀을 형성하는 방식으로 냉각수를 배출시키거나, 강관을 지표면에 대해 소정의 각도로 기울여 냉각수가 경사를 따라 흘러 배출되도록 하는 방식으로 수행될 수 있다. 이처럼, 열처리 단계(S1116) 이전에 냉각수 제거 단계(S1115)를 통해 강관 내부에 고인 냉각수를 제거함으로써, 열처리 과정에서 냉각수가 폭발적으로 기화하여 발생할 수 있는 안전 사고를 미연에 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 타이로드(100)는 전기 저항 용접을 포함하는 인라인 공정을 통해 제조된 고강도 강관을 이용하여 제조할 수 있으며, 이에 따라 경량화를 달성하면서도 둘레 방향으로 동일한 두께를 지녀 균일하고 우수한 기계적 특성을 지닐 수 있게 된다.
본 실시예에서는 타이로드(100)를 용접 강관으로 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다른 방법으로 강관을 구현하는 것도 가능할 것이다. 예를 들어, 타이로드(100)는 고강도의 심리스(seamless) 강관으로도 이루어질 수 있다.
이어서, 로드부 성형 단계(S120)에서는 준비된 고강도 강관을 사전 설정된 형상으로 성형하여 로드부(110)를 형성할 수 있다(도 6의 (b) 참조). 전술한 바와 같이, 로드부(110)의 일단부에는 볼 스터드부(120)가 로드부(110)와 일체로 형성되고, 그 반대편 단부에는 타이로드 엔드(200)가 결합된다. 이를 위해, 로드부(110)에서, 볼 스터드부(120)와 연결되는 로드부(110)의 일단은 강관 형태를 그대로 유지하는 반면에, 타이로드 엔드(200)가 결합되는 로드부(110)의 타단은 홀을 막는 형태로 성형이 이루어질 수 있다.
본 실시예에 따르면, 강관의 직경을 증가시키는 확관 또는 직경을 감소시키는 축관 등의 성형 공정을 통해 설계 요구에 따라 강관의 길이 방향을 따라서 다른 크기의 직경을 갖는 로드부(110)를 형성할 할 수 있다. 예컨대, 로드부(110)는 일단에서 타단을 향하는 방향을 향하여 단차를 가져 직경이 감소하는 형태로 형성할 수 있다. 다만, 로드부(110)의 단면 형상과 크기는 본 발명의 기술적 사상과는 무관한 것으로 이에 대한 다양한 변형이 가능할 것이다. 예를 들어, 타이로드(100)가 연결하는 조향장치 부품들의 위치, 크기 등에 따라 로드부(110)의 단면이 곡선을 지니도록 휨공정을 수행할 수도 있다.
다음으로, 보강부재 삽입 단계(S130)에서는 강관의 일단부에 보강부재(130)를 삽입하여 강관의 내주면에 보강부재(130)를 결합시킬 수 있다(도 6의 (c) 및 (d) 참조). 보강부재(130)는 중공 파이프형 구조 또는 중실 로드형 구조로 형성될 수 있으며, 보강부재(130)의 외경은 강관의 내경과 실질적으로 동일하게 형성되어 보강부재(130)가 강관에 끼움 결합될 수 있다. 보강부재(130)는 볼 스터드부(120)의 목부(123)와 대응하는 길이로 형성될 수 있으며, 강관에서 볼 스터드부(120)의 목부(123)가 형성되는 부분에 대응하는 위치에 삽입, 결합될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 보강부재(130)의 외주면에는 돌출부 예를 들어, 요철, 나사산 및 축방향 세레이션 등이 형성될 수 있으며, 보강부재(130)를 강관에 삽입하는 과정에서 돌출부가 강관 내주면에 접하면서 보강부재(130)가 강관에 견고하게 결합될 수 있다.
이어서, 볼 스터드부 성형 단계(S140)에서는 강관의 일단에 구 형상의 머리부(121), 로드부(110)와 연결되는 몸통부(122) 및 머리부(121)와 몸통부(122)를 연결하는 목부(123)를 포함하는 볼 스터드부(120)를 형성할 수 있다(도 6의 (e) 참조).
본 실시예에 따르면, 볼 스터드부(120)의 몸통부(122) 및 목부(123)는 확관 또는 축관 등의 성형 공정을 통해 형성될 수 있다. 이때, 머리부(121)와 몸통부(122)에 비해 외경이 작게 형성되는 목부(123)는 앞선 단계에서 강관에 삽입, 결합되는 보강부재(130)가 배치된 위치에 형성할 수 있다. 이처럼, 강관에 보강부재를 삽입, 결합한 상태에서 축관 공정을 수행함으로써, 축관 공정을 수행하는 과정에서 강관 내면에 요철 또는 주름이 형성되거나, 두께가 불균일 하게 형성되는 문제를 해결할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 볼 스터드부(120)의 머리부(121)는 전조 가공 또는 스웨이징 가공을 통해 형성할 수 있다. 예컨대, 반원 형상의 오목한 홈이 형성된 롤러를 이용해 상기 강관의 일 단부를 가압하여 구 형상으로 성형함으로써 볼 스터드부(120)의 머리부(121)를 형성할 수 있다. 여기에서, 스웨이징 가공 등으로 강관의 일 단부를 최대한 압착하더라도 그 끝단에는 여전히 홀이 잔존할 수 있는데, 이 경우, 홀을 통해 상대물 조립 시 주입되는 윤활제가 빨려 들어가 소진되면서 작동 시 상대물과 볼 스터드부 사이에 열이 발생할 수 있으며, 이에 따라 상대물이 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 볼 스터드부의 머리부에 잔존하는 홀에 대하여 플러그 끼움, 용접 등의 공정을 수행하고, 절삭, 연마 등의 기계 가공을 적용하는 방법으로 홀을 메꾸는 공정을 추가로 수행할 수 있다.
본 실시예에서는 보강부재(130)가 목부(123)의 내주면에만 결합되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 보강부재(130)의 길이를 머리부(121)까지 연장하는 것도 가능할 것이다. 이 경우, 머리부(121)의 내주면과 결합되는 보강부재(130)는 앞서 설명한 머리부(121)의 성형 공정 시 머리부(121)와 함께 구 형상으로 성형될 수 있으며, 보강부재(130)의 단부가 연결되어 고정되는 구조로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 볼 스터드부(120), 특히 머리부(121) 및 목부(123)에 대하여 부분 열처리 공정을 수행하는 열처리 단계(S150)가 추가적으로 수행될 수 있다. 여기서, 사용되는 열처리 공정은 예를 들어, 코일을 이용한 고주파 열처리일 수 있으며, 이러한 열처리 공정을 통해 머리부(121) 및 목부(123)의 강도를 향상시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이로드의 제조 방법에 따르면 타이로드 전체를 고강도 강관으로 제조하여 경량화를 구현하면서도, 균일하고 우수한 기계적 특성을 지니게 할 뿐만 아니라 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 강도가 약해지거나 응력이 집중될 수 있는 부분, 예를 들어 볼 스터드부의 목부에 보강부재를 삽입, 결합함으로써, 좌굴강도, 내구성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 보강부재가 볼 스터드부의 목부의 내주면에 결합되는 구조의 타이로드를 설명하였으나, 이와 달리 보강부재가 볼 스터드부의 머리부와 로드부로 연장된 형태로 내주면과 결합되는 구조의 타이로드를 제조하는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이로드의 단면을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이로드의 제조 과정을 나타내는 순서도로서, 이하에서는 이들 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.
우선, 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 타이로드(100')는 앞선 실시예와 마찬가지로, 로드부(110')와 볼 스터드부(120')를 포함하며, 로드부(110')와 볼 스터드부(120')는 경량화를 위하여 하나의 고강도 강관으로 일체로 형성될 수 있다. 로드부(110') 및 볼 스터드부(120')의 세부적인 구조와 구성은 앞선 실시예와 동일하므로 여기서는 설명을 생략한다.
본 실시예에서는 보강부재(130')가 로드부(110')와 머리부(121'), 몸통부(122') 및 목부(123')를 포함하는 볼 스터드부(120')의 내부에 전체적으로 삽입, 결합되어 이중 구조를 갖는다는 점에서 앞선 실시예와 차이를 보인다.
본 실시예에 따르면, 보강부재(130')는 중공의 파이프형 구조의 금속으로 형성될 수 있으며, 보강부재(130')의 축방향 길이가 볼 스터드부(120') 및 로드부(110')를 포함하는 타이로드(100') 전체의 길이와 대응한 길이로 형성될 수 있다. 또한, 앞선 실시예와 마찬가지로 보강부재(130')의 외주면에는 요철, 나사산 및 축방향 세레이션 등의 돌출부가 형성될 수 있음은 물론이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 타이로드(100')의 제조방법은 강관 준비 단계(S210), 보강부재 삽입 단계(S220), 로드부 성형 단계(S230), 볼 스터드부 성형 단계(S240) 및 열처리 단계(S250)를 포함할 수 있다.
강관 준비 단계(S210)에서 강관은 앞선 실시예와 동일한 방법으로 준비한다. 예를 들어, 강판 모재를 감아 전기 저항 용접을 수행하는 방식으로 강관을 형성할 수 있다. 본 실시예에서도 기계적 특성을 향상시키는 열처리 공정 등을 인라인 공정으로 수행함으로써 고강도 강관으로 형성하고, 원주 방향으로 균일한 두께 및 기계적 특성을 지니도록 한다.
이어서, 보강부재 삽입 단계(S220)에서는 보강부재(130')를 강관에 삽입하여 강관의 내주면에 보강부재(130')를 결합시킬 수 있다. 보강부재(130')는 강관의 축방향 길이와 대응하는 길이로 형성될 수 있으며, 보강부재(130')의 외경은 강관의 내경과 실질적으로 동일하게 형성되어 보강부재(130')가 강관에 끼움 결합될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 강관에 보강부재를 삽입하는 방식으로 강관과 보강부재를 결합하는 것으로 설명하였으나, 보강부재의 외주면에 강판 모재를 감아 강관을 형성하는 방식으로 강관과 보강부재를 결합하는 것도 가능할 것이다.
다음으로, 로드부 성형 단계(S230)에서는 설계 요구에 따라 강관에 대해 확관 내지 축관 공정을 수행한다. 또한, 타이로드(200)가 연결하는 부품 사이의 상대 위치에 따라 휨공정을 수행할 수도 있다.
볼 스터드부 성형 단계(S240)에서는 전조 가공 또는 스웨이징 가공을 통해 강관의 일 단부에 머리부(121')를 포함하는 볼 스터드부(120')를 형성한다. 예컨대, 반원 형상의 오목한 홈이 형성된 롤러를 이용해 상기 강관의 일 단부를 가압하여 구 형상으로 성형함으로써 머리부(121')를 포함하는 볼 스터드부(120')를 형성할 수 있다. 또한, 앞선 실시예와 마찬가지로, 머리부의 성형 공정에서 형성될 수 있는 홀에 대하여 용접, 플러그 끼움 등의 추가 공정을 수행할 수 있다. 한편, 볼 스터드부(120'), 특히 머리부(121') 및 목부(123')에 대하여 부분 열처리 공정을 수행하는 열처리 단계(S250)가 추가적으로 수행될 수 있다. 여기서, 열처리 공정은 예를 들어, 고주파 열처리일 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 보강부재가 타이로드 전체 길이와 대응하는 길이로 형성되어 결합되는 것으로 설명하였으나, 보강부재의 길이는 필요에 따라서 변경 가능하며, 예를 들어, 볼 스터드부의 머리부에서 로드부의 일부 구간에 대응하는 길이로 형성하여 결합하는 것도 가능할 것이다.
이처럼, 본 발명의 다른 실시예에 따른 타이로드의 제조 방법에 따르면 타이로드 전체를 고강도 강관으로 제조하면서 내부에 보강부재를 삽입, 결합하여 전체적으로 이중 구조의 타이로드를 형성함으로써, 경량화를 구현하면서도 강도, 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예들에 의해 설명하였으나, 상기 실시예는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100, 100': 타이로드
110, 110': 로드부
120, 120': 볼 스터드부
121, 121': 머리부
122, 122': 몸통부
123, 123': 목부
130, 130': 보강부재
200: 타이로드 엔드

Claims (9)

  1. 차량용 조향장치의 타이로드 제조방법으로서,
    강관을 준비하는 단계;
    상기 강관의 외주면을 확관 또는 축관 공정을 통해 사전 설정된 형상으로 성형하여 로드부를 성형하는 단계;
    상기 강관의 내부에 보강부재를 삽입하는 단계; 및
    상기 강관의 일단에 구 형상의 머리부, 상기 로드부와 연결되는 몸통부 및 상기 머리부와 상기 몸통부를 연결하는 목부를 포함하는 볼 스터드부를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 로드부와 상기 볼 스터드부는 일체로 형성되고, 상기 보강부재는 상기 볼 스터드부의 상기 목부가 형성되는 위치에서 상기 강관의 내주면과 결합되며,
    상기 보강부재의 외주면에는 요철, 나사산 및 세레이션 중 어느 하나로 형성되는 돌출부가 형성되고,
    상기 보강부재를 삽입하는 단계에서, 상기 강관의 내주면에 상기 돌출부가 접하면서 상기 보강부재가 상기 강관에 결합되며,
    상기 보강부재의 외경은 상기 강관의 내경과 동일하게 형성되고, 상기 보강부재 길이는 상기 목부의 길이와 대응하는 길이로 형성되며, 상기 보강부재는 상기 목부가 형성되는 위치와 대응되는 위치에 삽입되고,
    상기 볼 스터드부를 형성하는 단계에서는, 상기 강관의 내주면에 상기 보강부재가 결합된 상태에서 축관 공정을 통해 상기 목부가 형성되는,
    타이로드 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 중공 파이프형 구조의 금속으로 이루어지는,
    타이로드 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보강부재는 중실 로드형 구조의 금속으로 이루어지는,
    타이로드 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 볼 스터드부에 고주파 열처리를 수행하는 열처리 단계를 더 포함하는
    타이로드 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
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