KR20060061850A - 기계 요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량을 위한 전동기를 포함하는 래크 앤드 피니언 스티어링의 도움으로 래크를 위한 기계 요소에 관한 것이다. 상기 기계 요소에는 기어 작동부를 위해 원통형 외부면 상에서 연장되는 기어 형태로 제1 치형부(2.1)가 축방향 길이의 적어도 일부분에 걸쳐 제공된다. 기어는 공지된 프로파일 연속 롤링에 의해 축방향으로 제조되고, 이때 프로파일 연속 롤링은 기어의 목적하는 축방향 연장부에 상응하게 부분 연속적으로 삽입되는 것을 나타낸다.

기계 요소, 기어 작동부, 전동기, 래크 앤드 피니언 스티어링, 치형부

Description

기계 요소{MACHINE ELEMENT}

본 발명은 기어 작동부를 위해, 원통형 외부면 상에서 연장되는 기어의 형태로 적어도 축방향 길이의 일부분에 걸쳐 제1 치형부를 갖는 기계 요소에 관한 것이다.

이러한 유형의 기계 요소는, 예를 들면 이송 기능, 스티어링(steering) 기능 또는 제동 기능을 수행하기 위한 상이한 기어 작동부에서 다양하게 사용된다.

래크(rack) 스티어링을 위한 래크로서 형성되는 이러한 유형의 기계 요소는 제WO 02/076808 A1호로부터 공지되어 있다. 상기 파워 스티어링에서 수동식 스티어링은 래크와 구동 연결되어 있는 전동기에 의해 지원된다. 이때 전동기는 통상적인 스티어링 장치의 서보 지원을 위한 기능을 수행하고, 서보 지원 시에 통상적인 방식으로 스티어링 요구가 스티어링 핸들로부터 스티어링 스핀들을 통해, 래크를 작동시키는 피니언 상으로 전달된다. 스티어링 스핀들 접속부와 피니언 사이에 토크 측정 장치가 장착된다. 토크 측정 장치는 스티어링 스핀들 접속부와 피니언 사이의 상대 모멘트를 측정하고 전자-구성요소에 의해 전동기의 구동을 제어한다.

언급된 공개 문헌의 도2에 도시된, 차량용 래크 스티어링을 위한 래크는 두 개의 치형부 영역을 포함한다. 치형 피니언이 맞물리는 평면형 치형부 및 전동기 와 연결된 기어 홈이 맞물리는 기어 형태로 외부면에 배치된 또 다른 치형부를 포함한다.

상이하게 형성된 표면 기하구조 또는 상이하게 형성된 치형부 영역으로 인해, 상기 유형의 래크는 연속 공정에서 연속적인 프로파일 롤링에 의해 제조될 수 없고 후속적으로 원하는 길이에 상응하게 간단히 길이를 변경할 수 없다.

본 발명의 목적은 상기 유형으로 형성되는 기계 요소를 저렴하게 제조하는 것이다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 따라 전제부와 관련하여, 기어는 공지된 프로파일 연속 롤링에 의해 축 방향으로 형성되며, 이때 프로파일 연속 롤링은 기어의 원하는 축 방향 연장부에 상응하게 부분 연속적으로 수행됨으로써 달성된다.

기계 요소의 해당되는 영역은 우선 서로 이격되어 있고 이어서 서로를 향해 접근하는, 회전하는 두 개의 프로파일 롤링 공구 사이에 도입되는 것으로 이해될 수 있다. 기계 요소는 자체 회전 시에 회전하는 프로파일 롤링 공구 사이에서 프로파일 롤링 공구의 음각 형태를 유지하고 프로파일 롤링 공구에 의해 축 방향으로 점차적으로 연속하며 움직인다. 기계 요소의 목적하는 기능상의 길이에 기어가 제공되면, 프로파일 롤링 공구는 서로 멀어지게 움직이고 기계 요소가 제거될 수 있고, 이때 기어의 진입 영역 및 진출 영역이 가공 조건에 따라 제공된다.

본 발명에 따른 해결 방안의 장점은 부분적인 기능 영역을 갖는 상기 유형의 기계 요소가 이러한 무절삭 변형 공정에 의해 저렴한 비용으로 제조될 수 있다는 것이다. 이는 특히 치형부 영역에서 절삭 선가공 및 후가공을 필요로 하지 않는다. 또한, 상기 부분 연속적인 프로파일 연속 롤링에 의해 기어 프로파일의 축방향 연장부가 기능상 필수적인 길이로 한정될 수 있는데, 이는 특히 직경이 협소한 경우 기계 요소의 안정성에 특히 효과가 있다. 부분 연속적인 프로파일 연속 롤링은 펀칭 공정에서의 프로파일 롤링과는 반대로 현저히 더 좁은 공구 폭을 필요로 하고 이로써 보다 적은 변형력을 필요로 하는 추가의 장점을 갖는다. 또한, 펀칭 공정에 비해 부분 연속적인 프로파일 연속 롤링에 의해 더욱 양호한 품질의 치형부를 달성할 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예는 종속항에 기재된다.

청구항 제2항에 따라 기계 요소에는 청구항 제3항에 따라 평면형으로 형성되는 제2 치형부가 제공된다.

본 발명에 따른 추가의 실시예는 제4항에 따라 제공되고, 여기서 기계 요소는 차량용 전동기를 갖는 래크-파워 스티어링을 위한 일체형으로 형성된 래크로서 형성되고, 래크-파워 스티어링은 스티어링되는 휠과 작동 연결되고, 스티어링 핸들과 연결되는 치형 피니언은 래크의 제1 치형부 내로 맞물리고, 전동기의 회전 운동을 기어 작동부의 래크의 축 방향 운동으로 전환시키기 위해 제공되고, 기어를 포함하는 기어 스핀들은 기어 홈에 의해 둘러싸여서, 배치된 두 개의 롤링 본체 사이에서 한편으로는 기어 스핀들의 기어 쪽으로 그리고 다른 한편으로는 기어 홈의 기어 쪽으로 롤링링된다.

이하, 본 발명은 차량의 래크 스티어링을 위한 래크를 갖는 실시예에서 보다 상세하게 설명된다.

도1은 기어 작동부를 갖는 래크의 측면도이다.

도2는 래크의 사시도이다.

도3a 내지 3c는 래크의 프로파일이 도시된 개략도이다.

도4는 차량용 래크-파워 스티어링의 단면도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 하우징(1) 내에 래크(2)가 종방향 변위 가능하게 지지되고, 상기 래크는 도시되지 않은 방식으로 오른쪽 및 왼쪽에서 스티어링 링키지와 연결되고, 상기 스티어링 링키지는 마찬가지로 도시되지 않은 스티어링되는 에지에 작동 연결된다. 래크(2)는 기어가 래크(2)의 외부면에 대해 배치되어 있는 제1 치형부(2.1)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 제1 치형부(2.1)는 래크(2)의 축방향 일부 영역에만 연장된다. 또한, 파워 스티어링에는 벨트(6)를 통해 기어 작동부(7)와 연결되는 전동기(5)가 포함된다. 또한, 래크(2)에는 피니언(3)과 맞물리는 평면형 제2 치형부(2.2)가 포함되고, 피니언은 스티어링 스핀들(4)과 연결되고, 스핀들은 마찬가지로 도시되지 않은 스티어링 핸들에 의해 작동된다.

운전자에 의해 치형 피니언(3)이 스티어링 핸들과 스티어링 스핀들(4)을 통해 오른쪽 또는 왼쪽으로 주연 방향으로 작동되면, 스티어링 스핀들(4)과 치형 피니언(3) 사이에 장착된 토크-측정 장치에 의해 이들 사이의 상대 모멘트가 측정된 다. 여기서 토크-측정 장치는 벨트(6)를 통해 기어 작동부(7)와 연결된 전동기(5)의 구동을 제어한다. 기어 작동부(7)의 기어 홈 회전 시 래크(2)는 축 방향으로 화살표에 상응하게 오른쪽 또는 왼쪽으로 움직여서 바퀴의 목적하는 스티어링 전향이 이루어진다.

도1 및 도2에 도시된 래크(2)는 외부면에 배치된 기어 형태로 둘러싸인 제1 치형부(2.1) 및 평면형 제2 치형부(2.2)를 갖는 것을 분명히 나타냄으로써, 위치 고정적으로 배치된 기어 작동부(7)의 벨트 풀리(7.1) 회전 시에 래크(2)가 각각의 회전방식에 따라 축 방향으로 변위된다.

도3a, 도3b 및 도3c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 서로 축에 평행하게 이격되어 있는 적어도 두 개의 프로파일 롤링 공구(8, 9)가 제공된다. 프로파일 롤링(8)은 도시되지 않은 슬라이드 상에 회전 가능하게 고정되는 반면, 프로파일 롤링(9)은 마찬가지로 도시되지 않은 또 다른 슬라이드 상에 회전 가능하게 지지된다. 두 슬라이드는 서로를 향해 움직일 수 있거나 서로로부터 멀어질 수 있어서, 롤링의 간극 크기가 조절될 수 있다. 동일한 회전수로 작동하는 두 프로파일 롤링 공구(8, 9)의 회전 방향은 화살표로 표시된 바와 같이 동일하다. 이로써 프로파일 연속 롤링과 함께 래크(2)의 회전 방향은 반대 방향이 된다. 이러한 냉간 압연 프로세스의 경우, 이제 래크(2)는 작업실 내로의 도시되지 않은 적합한 공급 방향에 의해, 즉 두 개의 프로파일 롤링 공구(8, 9) 사이에 근접하는 롤링 간극 내로 도입된다. 롤링 공구의 회전 시에 래크(2)도 회전하고 두 개의 롤링 공구(8, 9) 사이에서 축 방향으로 점차적으로 연속적으로 당겨진다. 도3a 내지 도3c로부터 분명히 알 수 있는 바와 같이, 래크(2)는 원하는 래크(2)의 작동 길이가 기어로 둘러싸인 제1 치형부(2.1) 길이로 제공될 때 까지 화살표 방향으로 프로파일 롤링 공구(8, 9)를 관통하여 움직인다. 따라서, 상기 작동 길이는 축 방향에서 보면 프로파일 롤링 공구(8, 9)의 축 방향 폭 보다 더 크다.

<도면 부호의 설명>

1 : 하우징

2 : 래크

2.1 : 제1 치형부

2.2 : 제2 치형부

3 : 피니언

4 : 스티어링 스핀들

5 : 전동기

6 : 벨트

7 : 기어 작동부

7.1 : 벨트 풀리

8 : 프로파일 롤링 공구

9 : 프로파일 롤링 공구

Claims (4)

1. 기어 작동부를 위해 원통형 외부면 상에서 연장되는 기어의 형태로 적어도 축방향 길이의 일부분에 걸쳐 제1 치형부(2.1)를 갖는 기계 요소에 있어서,

   기어는 공지된 프로파일 연속 롤링에 의해 축 방향으로 형성되며, 이때 프로파일 연속 롤링은 기어의 원하는 축 방향 연장부에 상응하게 부분 연속적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 기계 요소.
2. 제1항에 있어서, 제2 치형부(2.2)가 제공되는 것을 특징으로 하는 기계 요소.
3. 제2항에 있어서, 제2 치형부(2.2)는 평면형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기계 요소.
4. 제1항에 있어서, 기계 요소는 차량용 전동기(5)를 갖는 래크-파워 스티어링을 위한 일체형으로 형성된 래크(2)로서 형성되고, 래크-파워 스티어링은 스티어링되는 핸들과 작동 연결되고, 스티어링 핸들과 연결되는 치형 피니언(3)은 래크(2)의 제2 치형부(2.2) 내로 맞물리고, 전동기(5)의 회전 운동을 기어 작동부(7)의 래크(2)의 축 방향 운동으로 전환시키기 위해 제공되고, 기어를 포함하는 기어 스핀들은 기어 홈에 의해 둘러싸여서, 배치된 두 개의 롤링 본체 사이에서 한편으로는 기어 스핀들의 기어 내에서 그리고 다른 한편으로는 기어 홈의 기어 내에서 롤링링되는 것을 특징으로 하는 기계 요소.

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