KR20060000714A

KR20060000714A - 조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR20060000714A
Application number: KR1020040049654A
Authority: KR
Inventors: 신태중
Original assignee: 주식회사 코우
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-06

Abstract

자동차의 조향 장치에 사용되는 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서, 성형시의 타격에 의해 샤프트의 기계적 강도가 저하된다는 문제점을 해결하기 위해서, 중공식 본체부를 소정의 길이로 형성하기 위해 원소재를 절단하는 절단공정, 본체부의 양단부를 모따기하는 모따기공정, 본체부의 외표면을 수세 및 피막 처리하는 피막공정, 본체부에 가해지는 힘의 분배를 위해 본체부의 상부에 대해 예비 성형하는 공정, 상부 샤프트의 장착시 상부 샤프트를 고정시키기 위한 제1의 테이퍼부를 성형함과 동시에 외경 스플라인을 예비 성형하는 공정, 조향휠에 결합되는 나사 전조경부를 예비 성형하는 공정, 나사 전조경부를 성형함과 동시에 본체부의 하부에 내경 스플라인부를 예비 성형하는 공정과 외경 스플라인부와 내경 스플라인부를 성형하는 공정을 마련하였다.

이와 같은 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치를 이용하는 것에 의해 상부 샤프트의 규격을 일정하게 함과 동시에 대량으로 생산할 수 있다는 효과가 얻어진다.

상부 샤프트, 조향 장치, 다이스부, 펀치부, 성형

Description

조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치{Manufacturing Method of Upper Shaft for Steering Apparatus and Apparatus for Manufacturing the Same}

도 1은 조향 장치의 일반적인 구조를 도시한 사시도,

도 2는 상부 샤프트와 하부 샤프트의 결합구조를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 조향장치용 상부 샤프트의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 조향장치용 상부 샤프트의 제조 공정을 도시한 흐름도,

도 5는 도 4에 도시된 각각의 제조공정에 따른 상부 샤프트의 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 조향 장치용 상부 샤프트의 제조 장치를 도 4에 도시된 각각의 공정 단계에 따라 도시한 단면도.

*부호의 설명*

10…본체부, 11…나사 전조경부

12…외경 스플라인부, 13…제1의 테이퍼부,

14…베어링 결합부, 15…제2의 테이퍼부,

16…내경 스플라인부, 17…제3의 테이퍼부,

20…키록 홈부, 100…상부 샤프트

본 발명은 자동차의 조향 장치에 사용되는 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 특히 조향 장치용 상부 샤프트를 다단 성형기에 의해 냉간 가공 처리하여 중공식 일체형으로 제조할 수 있는 상부 샤프트의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.

조향장치는 운전자가 핸들인 조향휠(steering wheel)의 각도를 변화시켜 타이어에 동력을 전달하기 위한 기구로서, 조향휠, 조향축(steering column), 조향기어(steering gear) 및 조향 링크 기구로 구성되어 있다.

즉, 조향휠은 허브(hub), 스포크(spoke), 림(rim)으로 구성되어 있으며, 조향휠의 안쪽에는 보강재로 철심이나 경합금의 소재가 들어있고, 바깥쪽은 합성수지나 경질의 고무로 성형되어 있다. 또, 조향휠은 충돌시 운전자의 가슴을 강타하는 부상을 적게 하기 위하여 합성수지의 사용범위가 확대되고 운전자의 신체 접촉 부위를 넓게 하고, 더 나아가 그 부분이 변형되어 운전자가 충돌하는 에너지를 흡수하는 형식도 사용되고 있다.

또, 조향축은 조향휠의 조작력을 조향기어에 전달하는 축이며, 그 연결 방법에 따라 조향기어에 직접 연결하는 방식과 플랙시블 조인트를 사용하는 방식이 사용되고 있으며, 상부에는 조향휠이 결합되고, 하부에는 조향기어가 결합되어 있다.

또한, 조향기어는 조향휠의 회전을 감속함과 동시에 운동방향을 바꾸어 주고 조향력을 증대시켜 조향 링크기구에 전달하는 기구이다.

상술한 바와 같은 조향 장치의 구조의 일 예에 대해 도 1 및 도 2에 따라 설명한다.

도 1은 조향 장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 상부 샤프트와 하부 샤프트의 결합구조를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 조향 장치 중 조작기구는 조향휠(1), 샤프트(2) 등으로 구성되어 있다.

샤프트(2)는 충격사고 등의 경우에 운전자의 부상을 경감시키는 구조를 갖추고 있으며, 이는 충돌시 차체파손(제1차 충격)시에 샤프트가 운전자측으로 돌출하여 운전자에게 위해를 주는 것을 방지함과 동시에 운전자가 관성으로 조향휠에 접촉(제2차 충격) 했을 때의 충격을 완화시키기 위함이다.

이러한 샤프트(2)의 구조는 도 1의 A-A선에 따른 단면도인 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 샤프트(3)와 하부 샤프트(4)로 구분되며, 상부 샤프트(3)의 쟈켓(5)에 핀(6)으로 하부 샤프트(4)가 결합된다.

또, 하부 샤프트(4)는 인너튜브에 베어링(7)으로 결합 내장되어 있고, 상부 샤프트(3)는 아웃튜브에 베어링(7)으로 결합 내장되어 있어 인너-아웃 튜브가 고정되고, 하부 및 상부 샤프트가 회전되면서 조작력을 전달하도록 되어 있다.

또한, 하부 샤프트(4)의 외주에는 스틸볼(8)이 압입되어 있어 충격시 하부 샤프트(4)가 쟈켓(5)내로 압입될 때 스틸볼(8)이 쟈켓(5) 내주면을 긁고 지나가면서 쟈켓(5)을 소성 변형시키고, 이에 상당하는 충격에너지가 감소되도록 되어 있 다.

그러나, 상기한 바와 같은 조향장치에 사용되는 상부 샤프트(3)는 봉(rod)형상으로 제작되어 차체의 중량을 증가시킬 뿐만 아니라, 상부 샤프트(3)와 하부 샤프트(4)를 결합하기 위한 공간인 쟈켓(5)을 마련해야 하므로, 그 조립 공정이 증가하게 된다는 문제점도 있었다.

또, 상기의 조향 장치용 상부 샤프트를 제조하기 위해서는 회전하는 캠으로 급속 반복 타격하여 성형하는 스웨이징 머신(swaging machine)을 사용하며, 성형시의 타격에 의해 샤프트의 기계적 강도가 저하된다는 문제점도 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술의 일 예가 대한민국 공개 특허공보 2002-0005781호에 개시되어 있다.

즉, 상기 공보에 개시된 자동차 조향축용 샤프트의 제조방법의 기술에 있어서는 파이프형 원소재를 사용하며, 제품의 성형방식을 개선하기 위해, 일련의 절단공정에 의해 분리된 파이프형 원소재의 표면에 비누성 분말을 도포하는 단계와, 상기 비누성 분말이 도포된 파이프형 원소재의 내경이 변화하지 않도록 상기 파이프형 원소재의 일측단부를 소정의 제1 계산식에 의해 산출된 제1 성형압조력에 의해 1차 가압하는 단계, 상기 1차 가압이 완료된 파이프형 원소재의 다른 일측단부를 소정의 제2 계산식에 의해 산출된 제2 성형압조력에 의해 2차 가압하는 단계, 상기 2차 가압이 완료된 파이프형 원소재의 다른 일측단부를 소정의 제3 계산식에 의해 산출된 제3 성형압조력에 의해 3차 가압하는 단계, 상기 3차 가압이 완료된 파이프형 원소재의 다른 일측단부를 소정의 제4 계산식에 의해 산출된 제4 성형압조력에 의해 4차 가압하는 단계, 상기 4차 가압이 완료된 파이프형 원소재의 다른 일측단부를 소정의 제5 계산식에 의해 산출된 제5 성형압조력에 의해 5차 가압하는 단계로 형성되는 자동차 조향축용 샤프트의 제조방법을 제안하고 있다.

그러나, 상기 공보에 개시된 기술에 있어서는 단순히 파이프형 원소재의 일측 단부 또는 다른 일측 단부를 계산식에 의해 산출된 성형압조력에 의해 여러번의 가압 단계를 반복적으로 진행하는 기술에 대해서만 기재되어 있을 뿐, 샤프트의 구조를 어떤 형상으로 가공하는지에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않았다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 중공식 일체형의 조향장치용 샤프트를 다단 성형기에 의해 대량 생산하여 그 제조비용을 저감할 수 있는 조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상부 샤프트 자체의 중량을 감소시키면서 기계적 강도를 유지할 수 있는 조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상부 샤프트의 제조과정에 있어서 후처리공정을 원활하게 실행할 수 있으며, 또한 조향 장치의 각각의 구성요소와의 결합을 용이하게 실행할 수 있는 조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 조향장치용 상부 샤프트의 제조방법은 중공식 일체형으로서 조향장치의 조향휠에 결합되는 상부 샤프트의 제조방법에 있어서, [a] 중공식 본체부를 소정의 길이로 형성하기 위해 원소재를 절단하는 절단공정, [b] 상기 본체부의 양단부를 모따기하는 모따기공정, [c] 상기 본체부의 외표면을 수세 및 피막 처리하는 피막공정, [d] 상기 본체부에 가해지는 힘의 분배를 위해 상기 본체부의 상부에 대해 예비 성형하는 공정, [e] 상기 상부 샤프트의 장착시 상기 상부 샤프트를 고정시키기 위한 제1의 테이퍼부를 성형함과 동시에 외경 스플라인을 예비 성형하는 공정, [f] 상기 조향휠에 결합되는 나사 전조경부를 예비 성형하는 공정, [g] 상기 나사 전조경부를 성형함과 동시에 상기 본체부의 하부에 내경 스플라인부를 예비 성형하는 공정과 [h] 상기 외경 스플라인부와 상기 내경 스플라인부를 성형하는 공정을 포함하며, 상기 공정 [d] 내지 [h]는 순차적으로 실행되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조방법에 있어서, 상기 공정 [d] 내지 [h]는 냉간 가공에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조방법에 있어서, 상기 공정 [f]와 공정[g]는 동시에 실행되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조방법에 있어서, 상기 공정 [d] 내지 공정[h]는 5단 성형기에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조방법에 있어서, 상기 공정 [d] 내지 공정[h]는 4단 성형기에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 조향장치용 상부 샤프트의 제조장치는 소정의 길이를 갖는 중공식 일체형의 본체부를 다수의 다이스부와 다수의 펀치부로 가공하여 조향장치의 조향휠에 결합되는 상부 샤프트를 제조하기 위한 장치에 있어서, [a] 상기 본체부의 하부를 제1의 다이스부로 고정시키고 상기 본체부의 상부를 제1의 펀치부로 예비 성형하는 수단, [b] 제1의 펀치부로 상기 본체부의 상부에 제1의 테이퍼부를 성형함과 동시에 외경 스플라인부를 예비 성형하는 수단, [c] 상기 조향휠에 결합되는 나사 전조경부를 제3의 펀치부로 예비 성형하는 수단, [d] 제2의 다이스부로 상기 본체부의 하부에 내경 스플라인부를 성형함과 동시에 제4의 펀치부로 상기 나사 전조경부를 성형하는 수단, [e] 상기 외경 스플라인과 상기 내경 스플라인을 성형하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조장치에 있어서, 상기 수단 [a] 내지 [e]는 5단 성형기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 상부 샤프트의 제조장치에 있어서, 상기 수단 [a] 내지 [e]는 냉간 가공에 의해 실행되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

또한, 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 그 반복적인 설명은 생략한다.

먼저, 본 발명이 적용되는 상부 샤프트(100)의 구조를 도 3에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 조향 장치용 상부 샤프트(100)의 단면도이다.

도 3에 있어서, (10)은 중공식 일체형의 본체부이고, 통상의 샤프트용 금속재로 이루어진다.

(11)은 조향휠과 결합되는 나사 전조경부이고, (12)는 상부 샤프트(100)의 자체 회전을 방지하기 위한 외경 스플라인부이며, (13)은 상부 샤프트(100)를 조향 장치에 장착시 상부 샤프트의 위치를 고정시키기 위한 제1의 테이퍼부이다.

또, (14)는 도 2에 도시된 바와 같은 인너튜브의 베어링을 결합하기 위한 베어링 결합부이고, (15)는 베어링 결합부(14)를 본체부(10)의 외경보다 작게 유지하기 위한 제2의 테이퍼부이다.

또한, 도 3에 있어서, (16)은 도 2에 도시된 바와 같은 하부 샤프트에 결합하기 위한 내경 스플라인부이고, (17)은 내경 스플라인부(16)를 본체부(10)의 외경보다 작게 유지하기 위한 제3의 테이퍼부이다.

(18)은 상부 샤프트(100)의 제작 공정중의 버그를 제거하기 위해 나사 전조경부(11)의 전단에 V형 또는 U형 등으로 가공된 제1의 모따기부이고, (19)는 내경 스플라인부(16)의 전단에 제1의 모따기부(18)와 마찬가지의 목적으로 마련된 제2의 모따기부이다.

또, (20)은 본체부(10)의 적정 위치에 관통해서 마련되고, 라이트 스위치, 워셔 스위치 등의 스위치 조작 기구를 삽입하기 위한 키록 홈부이다.

다음에, 도 3에 도시된 바와 같은 상부 샤프트(100)의 제조 방법에 대해 도 4 및 도 5에 따라 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 조향 장치용 상부 샤프트의 제조 공정을 도시한 흐름 도이고, 도 5는 도 4에 도시된 각각의 제조 공정에 따른 상부 샤프트의 단면도이다.

먼저, 통상의 상부 샤프트(100)의 형성시 사용되는 파이프형의 중공식 금속재를 원형톱 절단기 등을 사용하여 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 소정의 길이로 절단하여 본체부(10)를 형성한다(스텝S10).

다음에, 작업 완료 후, 추가 가공을 하거나 후속하는 공정에서 버그에 의한 문제점을 해소하기 위해, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 본체부(10)의 양단부를 모따기하여 제1 및 제2의 모따기부(18), (19)를 형성한다(스텝S20).

그 후, 본체부(10)의 외표면을 수세하고, 인산염으로 피막처리한 다음, 중화작업, 수세작업 등을 하고 건조시켜 후속 공정의 실행시 가압 과정이 만족스럽게 실행되도록 피막 처리한다(스텝S30).

다음에, 상부 샤프트(100)의 주요 구성부, 예를 들어 나사 전조경부(11), 외경 스플라인부(12), 제1의 테이퍼부(13), 베어링 결합부(14)의 성형시, 본체부(10)에 인가되는 힘의 분배를 위해, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 본체부(10)의 상부를 예비 성형한다(스텝S40). 이와 같은 본체부(10)의 상부의 예비 성형에 의해 제2의 테이퍼부(15)가 완성되며, 본체부(10)에 변형이 발생하지 않는 범위 내에서 가능한 한 작은 직경을 유지하도록 성형한다.

이어서, 상부 샤프트(100)를 조향 장치에 장착할 때, 도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, 상부 샤프트(100)를 고정시키기 위한 제1의 테이퍼부(13)를 성형함과 동시에 외경 스플라인부(12)를 형성하기 위해, 본체부(10)의 전단부를 예비 성형한 다(스텝S50).

그 후, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같이, 조향 장치의 조향휠에 결합된 나사 전조경부(11)를 예비 성형한다(스텝S60).

다음에, 도 5의 (f)에 도시된 바와 같이, 나사 전조경부(11)를 성형함과 동시에 하부 샤프트와 결합된 내경 스플라인부(16)를 형성하기 위해, 본체부(10)의 하부를 예비 성형한다(스텝S70).

이어서, 도 5의 (g)에 도시된 바와 같이, 회전방지용 외경 스플라인부(12)와 하부 샤프트와 결합될 내경 스플라인부(16)에 각각 스플라인을 성형한다(스텝S80).

그 후, 후처리 공정에 있어서 필요에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 키록 홈부(20)를 형성하는 것에 의해 중공식 일체형 상부 샤프트(100)가 완성된다.

상술한 스텝S40 내지 스텝S80의 각각의 처리 공정은 상온에서의 소성 변형을 실행하는 냉간 가공에 의해 실행된다.

또, 상술한 스텝S40 내지 스텝S80의 각각은 5단 성형기에 의해 실행되며, 각각의 본체부(10)가 순차 이동하는 것에 의해 실행되므로, 상부 샤프트(100)를 동일 규격으로 대량 생산할 수 있다.

또한, 상기 실시예의 설명에 있어서는 5단 성형기에 의해 스텝S40 내지 스텝S80이 각각 실행되는 구조를 설명하였지만, 상부 샤프트(100)의 규격에 있어서 나사 전조경부(11)가 어느 정도의 오차, 예를 들어 0.4㎜ 정도의 오차를 허용하는 경우, 상술한 스텝S60과 스텝S70을 동시에 실행해도 좋다.

즉, 도 5의 (e)와 도 5의 (f)의 공정에 있어서, 나사 전조경부(11)의 예비 성형 및 나사 전조경부(11)의 성형을 동시에 실행하고, 또한 내경 스플라인부(16)를 예비 성형하는 4단 성형기에 의해 실행해도 좋다.

다음에, 도 5의 (c) 내지 도 5의 (g)에 도시된 각각의 과정을 실행하는 본 발명에 따른 상부 샤프트(100)의 제조 장치의 기능 및 구동에 대해 도 6에 따라 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 조향 장치용 상부 샤프트의 제조장치를 도 4에 도시된 각각의 공정 단계에 따라 도시한 단면도이다.

또, 이하의 설명에 있어서, 본체부(10)를 지지시키는 기능을 구비한 금형을 다이스부라 하고, 좌우로 이동 가능한 금형을 펀치부로 정의하여 기술한다.

먼저, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 소정의 길이를 갖고, 양단부가 모따기 처리된 파이프형의 중공식 일체형 본체부(10)를, 예를 들어 브이블록 지그와 같은 기능을 갖는 제1의 다이스부(200)에 장착한다.

제1의 다이스부(200)에 장착된 본체부(10)의 하부에 대응하여 삽입된 다이스부용 밀핀(210)에 의해 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 본체부(10)의 상부가 제1의 다이스부(200)의 외부로 밀려 나가고, 이 본체부(10)의 상부를 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 예비 성형하기 위해 제1의 펀치부(300)내에 삽입된다.

이 제1의 펀치부(300)는 제2의 테이퍼부(15)의 외경에 대응하는 금형으로 이루어지고, 본체부(10)의 상부는 소정의 길이 이상으로 신장되지 못하도록 제1의 펀치부용 밀핀(310)에 의해 저지된다.

본체부(10)의 상부의 예비 성형 후, 제1의 펀치부(300)가 본체부(10)에서 분 리되고, 제2의 펀치부(320)가 예비 성형된 본체부(10)의 상부에 삽입된다.

즉, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 위치공정용 제1의 테이퍼부(13)의 외경에 대응하고 외경 스플라인부(12)의 외경에 대응하는 금형으로 이루어지고, 또한 예비 성형된 본체부(10)의 상부의 내경을 유지하는 맨드릴(mandrel)이 장착된 제2의 펀치부(320)에 본체부(10)의 상부가 삽입된다.

또, 제1의 펀치부(320)에는 맨드릴을 좌우로 이동시키기 위한 취출핀(330)이 마련되어 있다.

또한, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)의 설명에서는 다이스부를 동일 부호로 설명하였지만, 도 6의 (a)의 제1의 다이스부(200)와 제1의 펀치부(300)가 각각 대응하는 구조로 마련되고, 도 6의 (b)의 다이스부와 제2의 펀치부(320)가 각각 대응하는 구조로 마련되며, 이하의 설명에서도 마찬가지이다.

다음에 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 제2의 펀치부(320)에 의해 가공된 본체부(10)는 순차 이동되어 제3의 펀치부(340)에 삽입된다.

즉, 도 5의 (e)에 도시된 바와 같은 본체부(10)의 성형을 위해, 제3의 펀치부(340)는 나사 전조경부(11)의 예비 성형에 대응하는 금형으로 이루어지고, 본체부(10)의 상부가 소정의 길이 이상으로 신장되지 못하도록 제3의 펀치부용 밀핀(350)에 의해 저지된다.

그 후, 도 6의 (d)에 도시된 바와 같이, 제3의 펀치부(340)에 의해 가공된 본체부(10)는 다시 순차 이동되어 제2의 다이스부(220)와 제4의 펀치부(360)에 삽입된다.

즉, 도 5의 (f)에 도시된 바와 같은 본체부(10)의 성형을 위해, 제2의 다이스부(220)는 내경 스플라인부(16)의 예비 성형에 대응하는 금형으로 이루어지고, 본체부(10)의 하부가 소정의 길이 이상으로 신장되지 못하도록 본체부(10)는 밀핀에 의해 저지된다. 또, 제4의 펀치부(360)는 나사 전조경부(11)의 성형에 대응하는 금형으로 이루어지고, 본체부(10)의 상부가 소정의 길이 이상으로 신장되지 못하도록 밀핀(350)에 의해 저지된다.

다음에, 도 6의 (e)에 도시된 바와 같이, 제2의 다이스부(220)와 제4의 펀치부(360)에 의해 가공된 본체부(10)는 다시 순차 이동되어 제3의 다이스부(230)와 제5의 펀치부(370)에 삽입된다.

즉, 도 5의 (g)에 도시된 바와 같은 본체부(10)의 성형을 위해, 제3의 다이스부(230)는 취출핀(240)과 내경 스플라인 펀치(250)를 구비하고, 내경 스플라인부(16)에 있어서 내경 스플라인을 성형한다. 또, 제5의 펀치부(370)도 제3의 다이스부(230)에 의한 내경 스플라인의 성형과 함께 외경 스플라인부(12)에 있어서 외경 스플라인을 성형한다.

그 후, 후처리 가공에 있어서 필요에 따라 도 3에 도시된 바와 같은 키록 홈부(20)를 형성하는 것에 의해 중공식 일체형 상부 샤프트(100)가 완성된다.

상술한 바와 같은 다수의 다이스부와 펀치부의 각각의 수단에 의한 상부 샤프트(100)의 제작 공정은 상온에서의 소성 변형을 실행하는 냉간 가공에 의해 실행된다.

또, 상술한 다수의 다이스부와 펀치부의 각각은 5단 성형기에 의해 실행되 며, 각각의 본체부(10)가 순차 이동하는 것에 의해 실행되므로, 상부 샤프트(100)를 동일 규격으로 대량 제조할 수 있다.

또한, 상기 실시예의 설명에 있어서는 5단 성형기에 의해 도 6의 (a) 내지 도 6의 (e)의 각각의 수단에 의해 실행되는 구조를 설명하였지만, 상부 샤프트(100)의 규격에 있어서 나사 전조경부(11)가 어느 정도의 오차, 예를 들어 0.4㎜ 정도의 오차를 허용하는 경우, 제2의 펀치부(340)와 제4의 펀치부(360)를 하나의 펀치부로 구성하여 나사 전조경부(11)의 예비 성형 및 나사 전조경부(11)의 성형을 동시에 실행하고, 또한 제2의 다이스부(220)에 의해 내경 스플라인부(16)를 예비 성형하는 4단 성형기에 의해 실행해도 좋다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

즉, 상기 실시예에 있어서는 자동차용 상부 샤프트의 제조 방법 및 제조 장치에 관하여 기술하였지만 이에 한정되는 것은 아니고, 파이프형의 중공식 일체형 샤프트가 적용되는 기구에 적용할 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 중공식 일체형으로서 조향장치의 조향휠에 결합되는 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조 장치에 의하면, 상부 샤프트의 규격을 일정하게 함과 동시에 대량으로 생산할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 본 발명의 조향 장치용 상부 샤프트의 제조방법 및 그 제조장치에 의 하면, 상부 샤프트 자체의 중량을 감소시키면서 기계적 강도를 유지할 수 있다는 효과도 얻어진다.

Claims

중공식 일체형으로서 조향장치의 조향휠에 결합되는 상부 샤프트의 제조방법에 있어서,

[a] 중공식 본체부를 소정의 길이로 형성하기 위해 원소재를 절단하는 절단공정,

[b] 상기 본체부의 양단부를 모따기하는 모따기공정,

[c] 상기 본체부의 외표면을 수세 및 피막 처리하는 피막공정,

[d] 상기 본체부에 가해지는 힘의 분배를 위해 상기 본체부의 상부에 대해 예비 성형하는 공정,

[e] 상기 상부 샤프트의 장착시 상기 상부 샤프트를 고정시키기 위한 제1의 테이퍼부를 성형함과 동시에 외경 스플라인을 예비 성형하는 공정,

[f] 상기 조향휠에 결합되는 나사 전조경부를 예비 성형하는 공정,

[g] 상기 나사 전조경부를 성형함과 동시에 상기 본체부의 하부에 내경 스플라인부를 예비 성형하는 공정,

[h] 상기 외경 스플라인부와 상기 내경 스플라인부를 성형하는 공정을 포함하며, 상기 공정 [d] 내지 [h]는 순차적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 공정 [d] 내지 [h]는 냉간 가공에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 공정 [f]와 공정[g]는 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 공정 [d] 내지 공정[h]는 5단 성형기에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 공정 [d] 내지 공정[h]는 4단 성형기에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조방법.
소정의 길이를 갖는 중공식 일체형의 본체부를 다수의 다이스부와 다수의 펀치부로 가공하여 조향장치의 조향휠에 결합되는 상부 샤프트를 제조하기 위한 장치에 있어서,

[a] 상기 본체부의 하부를 제1의 다이스부로 고정시키고 상기 본체부의 상부를 제1의 펀치부로 예비 성형하는 수단,

[b] 제1의 펀치부로 상기 본체부의 상부에 제1의 테이퍼부를 성형함과 동시에 외경 스플라인부를 예비 성형하는 수단,

[c] 상기 조향휠에 결합되는 나사 전조경부를 제3의 펀치부로 예비 성형하는 수단,

[d] 제2의 다이스부로 상기 본체부의 하부에 내경 스플라인부를 성형함과 동시에 제4의 펀치부로 상기 나사 전조경부를 성형하는 수단,

[e] 상기 외경 스플라인과 상기 내경 스플라인을 성형하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조장치.
제6항에 있어서,

상기 수단 [a] 내지 [e]는 5단 성형기로 이루어진 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조장치.
제6항에 있어서,

상기 수단 [a] 내지 [e]는 냉간 가공에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 상부 샤프트의 제조장치.