KR20090005196A

KR20090005196A - 자동차의 스티어링 컬럼 유니버설 조인트용 압축 가공된 조인트 요크

Info

Publication number: KR20090005196A
Application number: KR20087028201A
Authority: KR
Inventors: 앙드레 레즈망; 자끄 르와이오; 파스칼 밀레
Original assignee: 제드에프 시스템므 드 디렉씨옹 나캄, 에스.아.에스.
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2009-01-12
Also published as: US7727074B2; ATE542058T1; EP2007995A1; FR2900120B1; BRPI0709526A2; BRPI0709526B1; WO2007119026A1; EP2007995B1; US20090111590A1; FR2900120A1; BRPI0709526A8; CN101421529A; JP2009534603A; CN101421529B

Abstract

조인트 요크는 단일의 부재로 이루어지고 스파이더(spider)를 연결하기 위한 힌지 핀(3)이 끼워지는 홀(13, 14)을 포함하는 두 개의 관절 암(11, 12)으로 이루어진 관절 포크(1)와, 접합부(23)에 의해 연결되는 두 개의 체결부(21, 22) 및 축(4)을 가지는 체결홀(25, 24)을 포함하는 샤프트(5)를 연결하기 위한 연결요소(2)를 구성한다. 네 개에 강화부록(27, 28 - 29, 30)은 대응하는 체결부에 배열되고, 부(21, 22, 23)로 샤프트(5)의 하우징을 형성하기 위하여 짝을 이루며 서로 마주보고 있다.;상기 조인트 요크는 높고 적은 응력이 집중되는 영역에 희망하는 두께를 제공하기 위하여 압축 가공된다.

Description

자동차의 스티어링 컬럼 유니버설 조인트용 압축 가공된 조인트 요크{PRESSED JOINT YOKE FOR A MOTOR VEHICLE STEERING COLUMN UNIVERSAL JOINT}

본 발명은 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재에 관한 것이며, 보다 상세하게는 자동차의 스티어링 컬럼에 사용되고, 더욱 특별하게는 보조 장치(assistance device)가 제공되는 스티어링 컬럼에 사용되는 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재에 관한 것이다.

종래에는 자동차의 스티어링 컬럼(steering column)은 두 개의 부로 구성된다: 상부는 스티어링 윌(steering wheel)에 연결되고, 중간부는 스티어링 윌용 스티어링 로드(steering rod)를 제어하는 기어박스와 연결된다. 상부와 중간부는 카르단 조인트라고 불리는 등속조인트(homokinetic joint)에 의해 서로 연결된다.

또한, 중간부는 등속조인트 또는 카르단 조인트를 통하여 기어박스의 피니언(pinion)에 연결된다. 두 개의 카르단 조인트 각각은 두 개의 요크 부재 사이에 가로편(cross-piece)을 구성한다. 상부의 카르단 조인트와 관련하여 요크 부재 중 하나는 상부에 연결되며, 다른 요크 부재는 중간부(middle portion)에 연결된다.

스티어링 피니언의 카르단 조인트와 관련하여, 요크 부재중 하나는 중간부에 연결되며, 다른 요크 부재는 스티어링 피니언에 연결된다.

스티어링 컬럼은 보조장치를 포함할 때, 보조장치는 전기 시스템 또는 유압 시스템에 존재할 수 있다.

두 시스템 모두는, 보조장치 정렬에 따라 두가지 유형의 보조의 스티어링 기어가 있다: 적어도 하나의 보조장치가 스티어링 컬럼의 상부에 정렬되는, 컬럼 보조 스티어링 기어이거나, 또는 스티어링 랙(steering rack)에 직접 배열되는 피니언 보조 스티어링 기어로, 피니언을 기준으로 랙(rack)을 구동시킨다.

전기 또는 유압 보조 스티어링 기어의 경우에, 높은 토크가 보조 아울렛(outlet), 예를 들어 컬럼의 상부에서 운동 아울렛에 전달된다.

그러므로 높은 토크는 컬럼의 중간부의 윗쪽으로, 예를 들어 컬럼의 중간부의 각 끝에 위치하는 각각의 트랜스미션 카르단 조인트 윗쪽으로 전달되며, 한편 컬럼의 상부상에 그리고, 다른 한편으로, 스티어링 피니언 면에 전달된다. 게다가 각각의 트랜스미션 카르단 조인트는 카르단 조인트의 두 개의 요크 부재(yoke member)를 구성하고, 높은 토크를 전달할 수 있는 카르단 조인트의 네 개의 요크 부재가 있다.

스티어링 기어를 돕는 전기 피니언(pinion electric)과 유압(hydraulic) 피니언의 경우에, 높은 토크는 랙에 직접적으로 적용된다. 그러므로 컬럼의 상부와 중간부에 의해 전달되는 토크는 상대적으로 낮다. 이것은 카르단 조인트의 네 개의 요크 부재에서도 마찬가지이며, 상대적으로 낮은 토크를 전달한다.

도면 5의 참조번호 10에 의해 도시되고 설명되는 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재가 도시되어, 두께의 조절 없이 두꺼운 금속판(metal sheet)을 변형 하여 얻어진다. 이런한 목적에서, 반가공물이 금속판으로부터 절삭되고, 금속판의 두께는 스탬핑으로 최종 형상을 주기 위해서 이것의 연장 능력에 의존한다. 카르단 조인트의 요크 부재(10)는 미도시된 트랜스미션 샤프트(5)에 설치되고 고정되며, 트랜스샤프트의 축은 표시된 6 이다. 체결 시스템(tightening system)은 체결축(4)과 나사에 의해서 제공되며, 트랜스미션 샤프트(5)상에서 요크 부재(10)가 움직이지 않도록 상기 체결나사가 두 개의 클램프(111, 112)상에 서로 더 가깝게 하기 위하여 설치된다. 클램프(111, 112)를 제공하기 위하여, 금속판 자체가 접혀 있다. 트랜스미션 샤프트에 높은 체결 토크와 높은 회전 토크가 있는 경우에, 어떤 미끄러짐이 양 클램프(111, 112)의 각각에 상대적으로 발생한다. 그와 같은 미끄러짐은 체결 나사의 헐거워짐과 트랜스미션 샤프트(5)와 요크 부재(10) 사이의 어떤 움직임을 일으킨다. 강하게 체결되는 경우, 클램프 사이에 어떤 접촉이 있는데, 트랜스미션 샤프트(transmission shaft)상에 체결 부족의 결과를 초래한다.

본 발명의 목적은 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재를 제공하는 것이며, 더욱 상세하게는 보조장치가 제공되는 자동차 스티어링 컬럼을 위한 것이며, 상기 단점을 극복하고, 더 높은 회전 운동과 체결 토크를 트랜스미션 샤프트에 주는 것을 허용하는 카르단 조인트의 요크 부재를 제공하는 것이다; 카르단 조인트의 요크 부재는 체결을 위한 충분한 나사 탭핑 기능을 가지며, 트랜스미션 샤프트를 고정하기 위한 충분한 반작용 기능을 가진다. 이것은 어떤 영역에서 더 높은 성능을 갖기 위함이다.

게다가, 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재는 실질적으로 동등한 크기와 무게를 갖거나, 적어도 작다.

본 발명에 따르면, 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재는 트랜스미션 샤프트에 요크 부재 피벗 축과 조임축을 포함한다.

상기 카르단 조인트의 요크 부재는 스탬핑에의해 전제적으로 하나의 단일부로 이루어지며, 금속판의 변형을 통해 얻어진다. 금속판의 두께는 적은 응력이 집중되는 영역에서 내구성(holding and strength functions)을 유지하기 위하여 정의된다.

상기 금속판는 높은 응력이 집중되는 영역의 부근(vicinity)에서 물질의 잉여(excess of material)를 포함한다. 상기 금속판의 변형은 그와 같은 금속판를 구성하는 섬유질 소재(material fibers)의 어떤 손상 없이, 예를 들어 어떤 접힘 없이, 일어나며 상기 요크 부재는 높고 낮은 압력이 집중되는 지역 각각에 희망하는 크기에서 희망하는 두께를 얻기 위하여 연속적인 섬유질(continuous fibers)로 구성된다.

상기 요크 부재는:

-관통홀(crossing hole)을 각각 구성하며, 관통홀의 축은 가로편(cross-piece)의 피벗 축(pivot axis)인, 두 개의 피벗 암부(pivot arm portion)를 포함하는 피벗 포크(pivot fork),

-접합부를 지나 한쪽에서 다른쪽으로 연결되는 두 개의 체결부를 가지며, 두 개의 체결부 각각 체결홀을 구성하며, 체결홀의 축이 체결축인, 운동 트랜스미션 샤프트 용 연결 요소,

-상기 연결 요소의 대응하는 횡방향 단면 부근에 위치하는 잉여 물질(material excess)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 카르단 조인트의 요크 부재는 체결홀 부근의 체결부에 배열되는 적어도 하나의 강화 부록을 포함한다.

선택적인 실시예에 따르면, 카르단 조인트의 상기 요크 부재는 두 개의 강화 부록을 포함하며, 각각 강화 부록은 대응하는 체결부에서 체결홀 부근의 동일 측에 배열되며, 따라서 서로 마주보고 있다.

본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따르면, 카르단 조인트의 상기 요크 부재는 동일한 체결부에서 체결홀 부근의 양측에 배열되는 두 개의 강화 부록을 포함한다.

본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따르면, 상기 카르단 조인트의 요크 부재는 두 개의 강화 부록을 포함하며, 하나의 강화 부록은 체결부 중 하나에서 체결홀 부근의 일 측에 배열되고, 다른 하나의 강화 부록은 다른 체결부에서 체결홀 부근의 다른 측에 배열된다.

본 발명의 다른 선택적인 실시예에 따르면, 상기 카르단 조인트의 요크 부재는:

-각각의 강화 부록이 스탬핑에 의하여 대응하는 체결부에서 체결홀 부근의 동일 측에 배열되고, 따라서 횡방향 단면(transversal end face)의 부근에서 서로 상대적으로 마주보는 두 개의 강화 부록과,

-각각의 강화 부록이 스탱핌에 의하여 대응하는 체결부에서 체결홀의 부근의 동일 측에 배열되고, 따라서 횡방향 단면의 부근에서 서로 상대적으로 마주보는 두 개의 다른 강화 부록을 포함한다.

유리하게는, 강화 부록은 강화 부록이 배열되는 체결부에서부터 기울어지는 테이퍼링 구간(tapering section)을 가지며, 대응하는 횡방향 단면 부근에 위치하거나 결합된다.

체결력을 향상시키기 위하여, 체결홀 중 하나는, 나사 태핑(screw tapping)을 수용하고, 대응하는 체결부 외측면에 강화 부록으로 둘러싸이게 된다. 상기 강화 부록은 더 작은 홀에서 시작하는 플런징(plunging)가공에 의해 얻어진다.

본 발명에 따르면, 두 개의 마주보는 부록은, 각각의 체결부 및 접합부와 함께, 운동 트랜스미션 샤프트의 하우징을 구성한다.

바람직하게는, 두 개의 마주보는 부록과 접합부는 원형이고, 체결부의 각각의 외부면에 의해 연결되는 내부면을 가진다. 그래서, 상기 내부면은 두 개의 편평부에 의해 연결되고 두 개의 원형부를 구성하는 트랜스미션 샤프트의 치수 및 형상에 매칭(matching)되는 치수 및 형상을 가진다.

특히 본 발명의 관심있는 실시예에 따르면, 상기 요크 부재는

-샤프트의 트랜스미션 축에 대해 양측에 대칭으로(symmetrically) 배열되고, 각각 관통홀을 포함하며, 관통홀의 축은 피벗축인 두 개의 암부를 포함하는 피벗 포크,

-트랜스미션 축에 대해 양측에 대칭으로 배열되며, 접합부(junction portion)에 의해 서로 연결되고, 각각은 체결홀을 포함하며, 체결홀의 축은 체결축인, 두 개의 체결부를 포함하는 연결요소,

-트랜스미션 축으로부터 분기됨으로써, 각각 단을 형성하고 대응하는 체결부(21 22)에 연결되는 두 개의 피벗암부와,

-두 개의 강화 부록은 체결홀의 부근의 동일 측에 마주보며 배열되고, 두 개의 다른 강화 부록은 체결홀의 부근의 다른 측의 부근에 배열되고 상대적으로 다른 강화 부록과 마주보며, 강화 부록 각각은 대응하는 체결부에 연결되며, 접합부와 함께 두 개의 하우징이 트랜스미션 샤프트에 결합 가능한 내부형상을 가지는 네 개의 강화 부록 그리고,

-나사 태핑을 수용하기 위해, 대응하는 체결부의 외측면에서 강화 부록에 의해 둘러싸이는 체결홀 중 하나를 포함한다.

본 발명에 따르면, 카르단 조인트의 요크 부재의 실시예는 아래의 단계를 포함한다:

-네 개의 부록 모두를 형상의 잉여 물질을 가지는 두꺼운 금속판을 절삭하는 단계,

-희망 강도에 따른 열처리(heat treating)단계,

-트랜스퍼 프레스에서의 작업 단계:

1. 두 개의 피벗 암부를 위쪽으로 돌출 형성하고,

2. 두 개의 피벗 암부 각각에 홀을 펀칭하고,

3. 스탬핑에 의해, 잉여 무질을 부록을 위한 형상 네 개 모두의 희망 위치로 이동시키고,

4. 두 개의 체결 홀 각각을 펀칭하며, 두 개의 홀 중 하나는 나사를 수용하기 위한 관통지름을 가지고, 다른 홀은 더 작아서 나사태핑 전에 강화 부록이 플런징에 의해 얻어지고,

5. 체결홀의 강화 부록을 얻기 위하여 플런징에 의하여 잉여 물질을 이동시키고,

6. 대응하는 피벗 암부와 두 개의 체결부를 보다 가깝게 가져오기 위하여 대략 서로 60˚각도로 아래쪽으로 접고,

7. 두 개의 체결부와 두 개의 피벗암부가 서로 평행한 최종형상을 얻기 위하여, 두 개의 체결부 각각을 타격하는 단계.

본 발명에 따르면, 카르단 조인트의 요크 부재는 중간부의 적어도 하나의 끝단의 스티어링 컬럼(steering column)에 형성된다. 그와 같은 출원의 여러가지 실시예에서, 스티어링 컬럼은 컬럼의 상부(top portion)의 전기 보조장치(electric assistance)에 장착된다.

본 발명에 의하면, 카르단 조인트의 스탬핑 가동된 요크 부재는 금속판을 변형하여 구조를 얻는 장점을 가지며, 상기한 금속판을 만드는 소재섬유질을 파괴하는 것 없이 생성하고, 상기 요크 부재는 단지 연속적인 섬유질(fiber)로 이루어지며, 결국 높은 응력이 가해지고 적은 응력이 가해지는 영역을 위한 희망하는 크기의 희망하는 두께를 얻게 된다. 게다가, 본 발명에 의하여 카르단 조인트의 요크 부재는 충분하게 체결하기 위한 나사 태핑기능을 가지며, 또한 트랜스미션 샤프트를 충분하게 고정하기 위한 반작용 기능(reaction function)을 가진다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 대응하는 첨부된 도면을 언급하고, 제한되지 않은 예가 주어지며, 본 발명의 여러개의 구체적인 실시예의 다음의 설명을 이해함으로써 더욱 명백하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 트랜스미션 샤프트측에서 본, 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재의 개시 도면.

도 2는 가로편측에서 본, 도 1에서 보여지는 카르단 조인트의 스탬핑 가공된 요크 부재의 개시 도면.

도 3은 스탬핑하기 전의 절삭된 금속판의 도면.

도 4는 도 3에서 보여지는 절삭된 금속판의 단면을 나타낸 도면.

도 5는 종래기술에 따른 카르단 조인트의 스태핑 가공된 요크 부재의 개시 도면.

도 6은 도 1과 2의 카르단 조인트의 요크 부재를 얻기 위하여 작업을 수행하는 트랜스퍼 프레서(trasfer press)의 개략적인 도면.

도 1과 2에서, 본 발명에 따른 운동(motion) 드랜스미션 샤프트(5)의 카르단 조인트의 요크 부재는 피벗 포크(1) 및 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 연결요소(2)를 포함하며, 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 축은 운동 트랜스미션 축(6)이다.

피벗 포크(1)은 트랜스미션 축(6)을 관통하는 수직면에 대하여 대칭으로 형 성되는 두 개의 피벗 암부(11, 12)로 구성된다. 피벗 암부(11, 12)는 각각 축(6)의 수직면에 직교하는 동일한 축을 따라 정렬되는 관통홀(13, 14)을 포함하며, 이 축은 카르단 조인트의 가로편(cross-piece)의 피벗축(3)이다.

연결요소(2)는 축(6)의 수직면에 대하여 양쪽면과 상대적으로 대칭으로 배열되는 두 개의 체결부(21, 22)로 구성된다. 체결부(21, 22)는 접합부(23)를 거쳐 서로 연결되고, 개별적으로 트랜스미션 샤프트(5)의 체결축(4)인, 축(6)의 수직면에 직교하는 축을 따라 중심이 정렬된 체결홀(25, 24)을 구성한다. 체결홀(24)은 나사 탭핑을 수용하게되며, 해당하는 체결부(22)의 외부면상에 위치하는 강화 부록(26)에 둘러싸여 있다.

이하의 설명에서, 내부는 축(6)의 수직면에 가장 가까운 것을 나타내고, 외부는 가장 먼 것에 대응한다. 강화 부록(26)은 보다 작은 홀로 부터 시작하여 플런징(plunging)작업에 의해서 얻어진다.

체결홀(25)은 관통하는 미도시 된 체결나사를 수용하며, 나사는 태핑된 홀(24)로 끼워지며 나사 머리는 체결부(21)의 외측면에 접경한다.

피벗 포크(1)는 대응하는 체결부(21, 22)에 돌출되어 형성되어 연결되는 두 개의 피벗 암부(11, 12)를 가지며 축(6)의 수직면에 대칭으로 나아간다.

연결요소는 네 개의 강화 부록(27, 28, 29, 30)을 구성한다.

강화 부록(27, 28)은 대응하는 체결홀(25, 24)과 동일측의 체결부(21, 22)상에서 스탬핑에 의하여 배열되며, 서로 상대적으로 마주보게 된다.

강화 부록(27)은 체결부(21)에서 체결홀(25)부근에 위치하고, 강화 부록(28) 은 체결부(22)에서 체결홀(24) 부근(vicinity)에 위치한다.

강화 부록(29, 30)은 대응하는 체결홀(25, 24)의 동일측의 체결부(21, 22)상에서스탬핑에 의하여 배열되며, 결국 상대적으로 서로 마주보게 된다. 강화 부록(29)은 체결홀(25)의 부근의 체결부(21)상에 위치하며, 강화 부록(30)은 체결홀(24) 부근의 체결부(22)상에 위치한다.

강화 부록(27, 28, 29, 30) 각각은 강화 부록이 형성되는, 대응하는 체결부(21 22)로 부터 기울기가 감소하는 테이퍼부(tapering section)를 가진다.

마주보는 강화 부록(27, 28)은 대응하는 체결부(21, 22)에 연결되며, 결국 접합부(23)와 함께 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 하우징을 구성한다. 마주보는 강화 부록(29, 30)은 대응하는 체결부(21, 22)에 연결되며, 결국 접합부(23)와 함께 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 하우징을 구성한다.

그와 같은 방법으로 만들어진 두 개의 하우징은 트랜스미션 샤프트(5)의 형상에 결합되는 형상을 가진다.

네 개의 강화 부록(27, 28, 29, 30)은 각각 31, 32, 33 그리고 34로 표시된 내측면을 가진다. 두 개의 체결부(21, 22)는 각각 내측면(35, 36)을 가지고 접합부(23)는 내측면(37)을 가진다. 강화 부록의 내측면(31, 32, 33, 34)과 접합부(23)는 내측면(37)은 직경과 유사한 원형부이며, 내측면(37)은 체결부(21, 22)의 평평한 내측면(35, 36) 각각에 의해 연결되고, 상기 내측면(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)은 두 개의 편평부에 의해 연결되며 두 개의 원형부를 구성하는 운동 트랜스미션 샤프트의 치수 및 형상에 대응하는 치수 및 형상을 가진다.

다른 접합 되는 형상은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 형성된다.

본 발명의 다양한 실시예에서, 카르단 조인트의 요크 부재는 체결홀(25, 24) 부근의 체결부(21, 22)에 배열되는 하나의 단일 강화 부록 (27, 28, 29, 30)을 구성한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 카르단 조인트의 요크 부재는 두 개의 강화 부록(27, 28 또는 29, 30)을 구성한다. 각각의 강화 부록은 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 동일측에 배열되며, 결국 상대적으로 서로 마주보게 된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 카르단 조인트의 요크 부재는 두 개의 강화 부록(27, 29 또는 28, 30)을 구성한다. 양 부록은 동일한 체결부(21 또는 22)에서 체결홀(25 또는 24) 부근의 양 측에 배열된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 카르단 조인트의 요크 부재는 두 개의 강화 부록(27, 30 또는 28, 29)을 구성한다. 강화 부록(27, 29 또는 28, 30)은 체결부(21, 22)중 하나에서 체결홀(25, 24) 부근의 일 측에 배열된다. 다른 강화 부록(30, 28 또는 29, 27)은 다른 체결부(22, 21)에서 체결홀(24, 25) 부근의 다른 측에 배열된다. 게다가, 선택적인 실시예에서 두가지 경우:가 있는데, 첫번째 경우는 체결부(21)와 체결부 (22)의 두 개의 부록(27, 30)이 서로 돌출하고, 두번째 경우는 체결부(22)와 체결부(21)의 두 개의 부록(28, 29)이 상대적으로 서로 돌출한다.

본 발명에 따르면, 카르단 조인트의 요크 부재는 스탬핑으로 이루어진 하나 의 단일 구성요소로 형성된다. 상기 요크 부재는 도 3과 도 4에 도시된 금속판 절삭(cut out)(7)의 변형에 의해 얻을 수 있다. 금속판(7)은 비교적 적은 압력을 가져오는 낮은 힘에 지배되는 요크 부재의 영역에서 내구성(holding and strengt functions)을 보장하기 의한 정의된 두께를 가진다.

상기 금속판(7)은 체결부(21)의 양면 각각에 잉여 물질(27, 29)를 포함하고, 체결부(22)의 양 면 각각에 잉여 물질(28, 30)을 포함한다. 두 개의 체결부(21, 22)는 잉여 물질(27, 28)의 다른 측에, 두 개의 피벗 암부(pivot arm portion) 형태의 두 개의 컷 아웃(11, 12)이 배열되는, 세 개 직사각형 모두 컷 아웃을 형성하는 접합부(23)에 의해 연결된다.

도 3과 도 4에 도시된 강화 부록(26)은 금속판 cut out(7)부분이 아니라, 아래에서 설명할 생산방법인 플런징에 의해 얻어진다.

잉여 물질은 높은 힘이 가해지는 영역의 부근에 위치하며, 높은 압력에 이르고, 스탬핑을 통해, 결국 강화 부록(27, 28, 29, 30)을 얻게 된다.

상기 금속판의 변형은 아래에 설명되는 방법, 예를 들어 상기 금속판을 구성하는 소재 섬유질(material fiber)의 어떤 손상 없는 방법에 의해 일어나며, 요크 부재는 계속적인 섬유질로 단지 만들어지고, 결국 높은 응력이 집중되고 낮은 압력이 집중된 영역 각각을 위해, 희망하는 크기의 희망하는 두께를 얻게 된다.

체결부(21, 22)의 영역은 운동 트랜스미션 샤프트(5)와 접촉하는 내측면(35, 36)을 가지며, 스티어링 휠의 토크를 스티어링 랙에 전달한다.

접합부(23)의 영역은 트랜스미션 샤프트(5)상에 요크 부재의 위치 접합부인 내측면(37)을 가진다.

실시예의 다른 미도시된 모드에서, 내측면(35, 36, 37)은 긴 원통형의 샤프트(5)에 설치되기 위하여 긴 원통형상과 함께 전체적으로 하나로 연결된다.

관통홀(13, 14)의 영역은 가로편을 지지하는 받쳐진 부싱(bushings)과 공유영역이다.

강화 부록(27, 28)의 영역은 트랜스미션 샤프트(5)상에 접합부(abutment)인 내측면(31, 32)을 가지고 나사의 체결력에 반작용을 제공하며, 그래서 강화 부록(27, 28)에 의해 이루어진 클램프(plier)는 그들 사이에 접촉하지 않는다.

강화 부록(29, 30)의 영역은 부록(27, 28)의 영역과 같은 기능을 갖는 내측면(33, 34)을 가진다. 그러나 체결나사가 관통하는 다른 면에 배치되고, 체결력의 회복의 균형을 이룬다.

강화 부록(26)의 영역은 체결 행동과 나사 탭핑 고정에 관하여 고객의 명세서(customer's specifications) 충족하기 위해 충분한 태핑 길이를 주도록 적응된다.

현재의 기술 상태에서 스탬핑 가공된 금속판 요크 부재를 얻기 위하여, 종래기술은:

-단조 또는 압연을 통해 변하여지는 두께보다 적은 두께를 필요하지 않는 영역에서 중요한 가공 경화를 포함하고, 적은 두께의 금속판이 요구되지 않는 영역에서의 중요한 가공경화(work-hardenings)를 포함하거나,

-또는, 도 5에서와 같이 복수개의 상기 금속판의 가능성(possibilities)을 한계짓고, 클램프 접음 영역 (111, 112)에서 약하여진 특징과 비균질한 영역으로, 너무 조여진(tighened) 외부의 섬유질인, 금속판 자체를 접는다.

이하에서 설명하는 본 발명의 방법은, 소재의 이동은 압연하고, 플런징하고, 엠보싱(embossing)에 의해 이루어지며, 이것은 소재의 섬유질이 손상 없이 일어나며, 결국 희망하는 크기에서 희망하는 두께를 얻는다.

바람직한 이동 방향에 의존하여 적당한 형상으로 사용되는 장비는 매우 경쟁적인 비용으로 현재의 생산수단에 사용된다.

초과 두께(over-thickness)를 가진 모든 영역은 크게 치우친 영역(biased regions)에 배열되고, 본 발명의 사용되어진 방법에 의해 향상된 표면 특징을 가지고, 물질의 이송방법에 관련된 가공경화(work-hardening)에 의해 경화로 이른다.

도 1과 도 2에 도시된 상술한 카르단 조인트의 요크 부재를 생산하는 방법은:

-4개 부록(27, 28, 29, 30) 모두를 형상의 잉여 물질을 가지는 두꺼운 금속판(7)을 절삭하는 단계,

-희망 강도에 의하는 열처리(heat treating) 단계,

-도 6에서 보이는 것과 같이 이동 프레스(transfer press)(8)에서 여러가지 작업 단계:

1. 지지대 Ⅰ에서 윗쪽으로 두 개의 피벗 암부를 돌출형성(offsetting)하고,

2. 지지대 Ⅱ에서 암부(11, 12) 각각에 홀(13, 14)을 펀칭(punching)하고,

3. 스탬핑에 의해, 소재를 지지대 Ⅲ에서 부록을 위한 형상 네 개 모두의 희 망 위치로 이동(shifting)시키고,

4. 두 개의 체결홀(25, 24) 각각을 펀칭하고, 두 개의 홀 중 하나(25)는 나사를 적용하기 위한 관통 직름을 가지고, 다른 홀(24)은 더 작아서 지지대 Ⅳ에서 나사 태핑전에 강화 부록(26)이 플런징 가공에 의해 얻어지고,

5. 지지대 Ⅴ에서 체결홀(24)의 강화 부록(26)을 얻기 위해서 플런징에 의한 물질을 이송하고,

6. 지지대 Ⅵ에서 서로 대응하는 피벗 암부(11, 12)와 체결부(21, 22)를 보다 밀접하게 하기 위해서 대략 60˚로 아랫 방향으로 접고(folding),

7. 지지대 Ⅶ에서 체결부(21, 22)와 피벗암부(11, 12)가 서로 평행한 최종 형상을 얻기 위하여, 체결부(21, 22) 각각을 단조(hitting)하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 카르단 조인트의 요크 부재는 끝단중 하나 또는 중간부의 각 끝단에 스티어링 컬럼에 형성될 수 있다.

게다가 카르단 조인트의 요크 부재는 컬럼의 상부에 형성되는 전기보조장치 스티어링 컬럼에서 사용될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 스탬핑 가공된 금속판 요크 부재는 체결 홀딩과 전통적으로 스탬핑 가공된 요크 부재의 특징에 중요하게 더 높은 나사 태핑 강도(strength) 특징을 갖는다.

요크 부재를 강화하기 위하여 채택되는 영역은 더이상 접음(folding)에 의해서 이루어지지 않으며, 변형(deforming)을 통해서 이루어지며, 높은 토크 하에서 조여지는 나사에 기인한 압력을 보다 잘 지탱하는 균질(homogeneous)의 접합부 영역을 이끈다.

모든 접합부 영역은 기계 작업이 보다 신뢰할 수 있고 트리밍(trimming) 작업이 중요하게 단순화되는 것으로 특징된다.

두 개의 강화 부록(27, 28), 접합부(23)뿐만 아니라 두 개의 체결부(21, 22), 체결부 (21, 22)는 피벗 포크(1)의 두 개의 피벗 암부(11, 12)와 마주보는 횡단일반면에 들어간다. 상기 일반적인 면은 강화 부록(27)의 횡방향 단면(43)과 강화 부록(28)의 횡방향 단면(44)을 구성하는 횡방향 단면(41)이다.

두 개의 횡방향 단면(43, 44)은 횡방향 단면(41)에 결합되거나 가까운 상기 면(41)에 인접하여 형성된다.

두 개의 강화 부록(29, 30), 접합부 뿐만아니라 강화부(21, 22)는 피벗 포크의 피벗 암부(11, 12)의 면에 위치한 횡단일반면(transversal common face)으로 들어간다. 상기 일반면은 강화 부록(29)의 횡방향 단면(45)과 강화 부록(30)의 횡방향 단면(46)을 구성하는 횡방향 단면(42)이다

본 발명의 특징은 체결부에 플라스틱 변형으로 더 좋은 강도를 가지며, 자동차의 어셈블리의 스티어링 랙의 피니언에 더 좋은 접촉을 갖도록한다. 그와 같은 특징은 스티어링 컬럼에 체결과 높은 회전토크의 전달에 기본적이다. 결국, 본 발명에 따르면, 설명한 것과 같이, 금속판(7)의 변형은, 예를 들어 어떤 접힘 없이, 상기 금속판을 구성하는 소재의 섬유를 손상시키지 않고 일어난다.

실시예에서, 부록(29, 30)은 금속판을 부분적으로 절삭하여 만들어진다. 그 와 같은 절삭공정은 피니언을 고정하는 것을 활용하기 위하여 제공된다.

Claims

트랜스미션 샤프트(5)상에 요크 부재 피벗축(3) 및 체결축(4)을 포함하는 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 카르단 조인트의 요크 부재에 있어서,

상기 카르단 조인트의 요크 부재는 스탬핑에 의해 금속판(7)을 변형시킴으로써 단일 부재로 이루어지고, 적은 응력이 집중되는 영역에서 내구성을 만족시킬 수 있도록 그 두께가 정의되고,

상기 금속판(7)은 높은 응력이 집중되는 강화 영역의 근처에 잉여 물질(26, 27, 28, 29, 30)을 포함하고,

금속판의 변형은 금속판을 구성하는 접합부의 손상 없이, 즉 어떠한 접힘 없이 일어나며, 따라서 상기 요크 부재가 연속적인 접합부로만 구성되어 응력이 높은 곳 및 응력이 낮은 곳에서 원하는 사이즈에서 원하는 두께를 얻을 수 있고,

상기 요크 부재는 각각 관통홀(13, 14)을 포함하는 두 개의 피벗 암부(11, 12)를 포함하고, 관통홀(13, 14)의 축이 가로대의 피벗 축(3)인 피벗 포크(1)와,

운통 트랜스 미션 샤프트(5)를 위한 연결 요소(2)로서, 각각 체결홀(25, 24)을 포함하는 두 개의 체결부(21,22)를 포함하고, 체결홀(25, 24)의 축이 체결축(4)인 연결 요소(2) 및 상기 연결 요소(2)의 대응되는 횡방향 단면(41, 42)에 근접한 곳에 배열되는 잉여 물질(27, 28, 29, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 카르단 조인트 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트 상기 요크 부재는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 근처 및 대응하는 횡방향 단면(41, 42)의 근처에 배열되는 적어도 하나의 강화 부록(27, 28, 29, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트 상기 요크 부재는 두 개의 강화 부록(27, 28 - 29, 30)을 포함하며, 각각의 강화 부록은 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 동일측과, 대응하는 횡방향 단면(41, 42)에 부근(proximate)에 배열되며, 따라서 상대적으로 서로 마주보는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트의 상기 요크 부재는 동일한 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 양측 및 대응하는 횡방향 단면(41, 42)의 부근에 배열되는 두 개의 강화 부록(27, 29 - 28, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트의 상기 요크 부재는 두 개의 강화 부록(27, 30 - 28, 29)을 포함하며, 하나의 강화 부록(27, 29 - 28, 30)은 체결부(21, 22) 중 하나에서 체결홀(25, 24) 부근의 일측에 배열되고, 다른 강화 부록(30, 28 - 29, 27)은 다른 체결부(21, 22)에서 체결홀(24, 25) 부근의 다른 측에 배열되고, 두 개의 강화 부록은 대응하는 횡방향 단면(41, 42)의 부근에 배열되는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트의 상기 요크 부재는:

각각의 강화 부록이 스탬핑에 의하여 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 동일 측에 배열되고, 따라서 횡방향 단면(41)의 부근에서 서로 상대적으로 마주보는 두 개의 강화 부록(27, 28)과,

각각의 강화 부록이 스탱핌에 의하여 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24)의 부근의 동일 측에 배열되고, 횡방향 단면(42)의 부근에서 서로 상대적으로 마주보는 두 개의 다른 강화 부록(29, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

카르단 조인트의 상기 요크 부재는:

각각의 강화 부록이 스탬핑에 의하여 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 동일 측에 배열되고, 따라서 서로 마주보며, 그리고 체결홀의 횡방향 단면(43, 44)은 횡방향 단면(41)과 합쳐지는 두 개의 강화 부록(27, 28)과,

각각의 강화 부록이 스탬핑에 의하여 대응하는 체결부(21, 22)에서 체결홀(25, 24) 부근의 동일 측 배열되고, 따라서 서로 마주보며, 그리고 체결홀의 횡방향 단면(45, 46)은 횡방향 단면(42)과 합쳐지는 두 개의 다른 강화 부록(29, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제2항에 있어서,

강화 부록(27, 28, 29, 30)은 강화 부록이 배열된 체결부(21, 22)에서 부터 감소하는 테이퍼링 구간을 가지는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제1항에 있어서,

체결홀 중 하나(24)는 나사 태핑을 수용기 위해 대응하는 체결부(22)의 외측면에 강화 부록(26)으로 둘러싸이며, 상기 강화 부록(26)은 더 작은 홀에서 시작하는 플런징 가공에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제 3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

두 개의 마주보는 부록(27, 28 - 29, 30)은, 각각의 체결부(21, 22) 및 접합부(23)와 함께, 운동 트랜스미션 샤프트(5)의 하우징을 구성하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제10항에 있어서,

두 개의 마주보는 부록(27, 28 - 29, 30)과 접합부(23)는 원형이고 체결부(21, 22)의 각외측면(35, 36)에 의해 연결된 내측면(31, 32, 33, 34, 37)을 가지며, 상기 내측면(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37)은 두 개의 편평부에 의해 연결되는 두 개의 원형부를 구성하는 트랜스미션 샤프트(5)의 치수 및 형상과 일치하는 치수 및 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제11항에 있어서,

상기 요크 부재는:

샤프트(5)의 트랜스미션 축(6)에 대해 양측에 대칭으로 배열되고, 각각 관통홀을 포함하며, 관통홀의 축이 피벗축(3)인 두 개의 피벗 암부(11, 12)를 포함하는 피벗포크(1)와,

트랜스미션 축(6)에대해 양면에 대칭으로 배열되며, 서로 접합부에 의해서 연결되고, 각각은 체결홀(25, 24)을 포함하며, 체결홀의 축은 체결축(4)인 두 개의 체결부(21,22)를 포함하는 연결요소(2)와,

트랜스미션 축(6)으로부터 분기됨으로써, 각각 단을 형성하고 대응하는 체결부(21 22)에 연결되는 두 개의 피벗암부(11, 12)와,

두 개의 강화 부록(27, 28)은 체결홀(25, 24)의 부근의 동일 측에 마주보며 배열되고, 두 개의 다른 강화 부록(29, 30)은 체결홀(25, 24)의 부근의 다른 측의 부근에 배열되고 상대적으로 다른 강화 부록과 마주보며, 강화 부록(27, 28, 29, 30) 각각은 대응하는 체결부(21, 22)에 연결되며, 접합부(23)와 함께 두 개의 하우징이 트랜스미션 샤프트에 결합 가능한 내부형상을 가지는 네 개의 강화 부록(27, 28, 29, 30) 그리고,

나사 태핑을 수용하기 위해, 대응하는 체결부(22)의 외측면에서 강화 부록(26)에 의해 둘러싸이는 체결홀 중 하나(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제12항의 카르단 조인트의 요크 부재를 제조하는 방법에 있어서,

네 개의 부록(27, 28, 29, 30)모두를 위한 형상의 잉여 물질을 가지는 두꺼운 금속판을 절삭하는 단계,

희방 강도에 따른 열 처리 단계,

트랜스퍼 프레스에서의 작업 단계(8):

1. 두 개의 피벗 암부(11, 12) 를 위쪽으로 돌출 형성하고,

2. 두 개의 피벗 암부(11, 12) 각각에 홀(13, 14)을 펀칭하고,

3. 스탬핑에 의해, 잉여 무질을 부록을 위한 형상 네 개 모두의 희망 위치로 이동시키고,

4. 두 개의 체결 홀(25, 24) 각각을 펀칭하며, 두 개의 홀 중 하나(25)는 나사를 수용하기 위한 관통지름을 가지고, 다른 홀(24)은 더 작아서 나사태핑 전에 강화 부록(26)이 플런징에 의해 얻어지고,

5. 체결홀(24)의 강화 부록(26)을 얻기 위하여 플런징에 의하여 잉여 물질을 이동시키고,

6. 대응하는 피벗 암부(11, 12)와 두 개의 체결부(21, 22)를 보다 가깝게 가져오기 위하여 대략 서로 60˚각도로 아래쪽으로 접고,

7. 두 개의 체결부(21, 22)와 두 개의 피벗암부(11, 12)가 서로 평행한 최종형상을 얻기 위하여, 두 개의 체결부(21, 22) 각각을 타격하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재 생산 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

카르단 조인트의 상기 요크 부재는 중간부의 적어도 일단에서 스티어링 컬럼내에 배열되는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.
제14항에 있어서,

스티어링 컬럼은 컬럼의 상부에 전기 보조장치가 장착되는 것을 특징으로 하는 운동 트랜스미션 샤프트의 카르단 조인트의 요크 부재.