KR20200110707A - 조향 서포트 요크 - Google Patents

조향 서포트 요크 Download PDF

Info

Publication number
KR20200110707A
KR20200110707A KR1020207026176A KR20207026176A KR20200110707A KR 20200110707 A KR20200110707 A KR 20200110707A KR 1020207026176 A KR1020207026176 A KR 1020207026176A KR 20207026176 A KR20207026176 A KR 20207026176A KR 20200110707 A KR20200110707 A KR 20200110707A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
support yoke
less
shape
item
low friction
Prior art date
Application number
KR1020207026176A
Other languages
English (en)
Inventor
베라라가반 스리니바산
라메쉬 두라이라즈
스리칸트 골라푸디
이맘 카심 하디마니
Original Assignee
생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션 filed Critical 생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
Publication of KR20200110707A publication Critical patent/KR20200110707A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D3/00—Steering gears
    • B62D3/02—Steering gears mechanical
    • B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
    • B62D3/123—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type characterised by pressure yokes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

서포트 요크 성형 방법은, 재료 제공 단계; 거친 형태를 성형하기 위하여 재료를 형상화하는 단계, 상기 형상화 단계는 재료의 융점 미만의 온도에서 수행되고; 및 거친 형태의 열처리 단계를 포함한다. 실시태양에서, 열처리 단계는 용체화 및 시효 처리를 포함한다. 실시태양에서, 방법은 기계 가공 단계를 포함한다. 실시태양에서, 서포트 요크는 래크 및 피니언 조립체에 사용된다. 실시태양에서, 서포트 요크는 조향 요크일 수 있다.

Description

조향 서포트 요크{STEERING SUPPORT YOKE}
본 개시는 서포트 요크, 더욱 상세하게는 단조 서포트 요크에 관한 것이다.
전형적으로, 차량들은 래크 및 피니언 기어 조립체를 이용하여 스티어링 휠로부터 운전 중의 휠로 운동을 전달한다. 이들 시스템에서, 스티어링 휠은 래크 축의 치형과 일치하는 기어치를 포함하는 피니언 기어와 결합된다. 피니언 기어가 회전하면, 운동은은 타이 로드에 연결되는 래크 축의 선형 운동으로 전달된다. 이어 타이 로드는 회전 휠을 돌려, 차량을 회전시킨다. 피니언 및 래크 축 간의 적합한 고박을 보장하기 위하여, 조향 서포트 요크 조립체를 사용하여 래크를 피니언 기어로 강제하는 편향력 (biasing force)을 제공한다. 서포트 요크는 또한 "서포트 요크 조립체," "서포트 요크 슬리퍼," 또는 "퍽"이라고도 칭한다. 피니언 기어가 회전할 때 래크 축 (전형적으로 강재)은 서포트 요크를 따라 활주된다. 서포트 요크의 접촉면에 저마찰 베어링을 이용하면 축 및 서포트 요크 간의 마찰이 최소화될 수 있다. 이들 조향 시스템은 기계식, 유압식 또는 전기식일 수 있다.
서포트 요크 및 이의 형성 방법에 대한 개선이 지속적으로 요구된다.
실시태양들은 실시예로 설명되며 첨부 도면에 국한되지 않는다.
도 1은 실시태양에 의한 전형적인 조향 조립체 사시도이다.
도 2는 실시태양에 의한 래크 및 피니언 조향 시스템의 부분 단면도이다.
도 3은 다이 주조 서포트 요크에서 관찰되는 미세조직의 SEM 사진이다.
도 4는 실시태양에 의한 단조 서포트 요크에서 관찰되는 미세조직의 SEM 사진이다.
도 5는 실시태양에 의한 단조 서포트 요크의 사시도이다.
도 6은 실시태양에 따라 서포트 요크를 형성하는 공정 단계들을 보이는 순서도이다.
도 7은 주조 및 냉간 단조 서포트 요크들의 상대 강도에 대한 비교 그래프이다.
당업자들은 도면들에서 요소들이 단순하고 간결하게 도시되며 반드시 척도에 따라 도시된 것이 아니라는 것을 이해할 것이다. 예를들면 도면들에서 일부 요소들의 치수는 본 발명 실시태양들에 대한 이해를 돕기 위하여 다른 요소들보다 과장될 수 있다.
하기 상세한 설명은 도면들과 함께 본원의 교시의 이해를 위하여 제공된다. 하기 논의는 본 발명의 특정 구현예들 및 실시태양들에 집중될 것이다. 이러한 논의는 본 교시를 설명하기 위한 것이고 본 발명의 범위 또는 적용 가능성을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그러나, 다른 실시태양들이 본원에 개시된 교시들을 바탕으로 적용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "구성한다(comprises)", "구성하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", "가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하기 위한 것이다. 예를들면, 특징부들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이러한 특징부들에만 한정될 필요는 없으며 명시적으로 열거되지 않거나 이와 같은 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징부들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는"은 포괄적인 의미의 "또는"을 가리키며 배타적인 의미의 "또는"을 가리키지 않는다. 예를들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 어느 하나에 의해 만족된다: A가 참이고 (또는 존재하고) B는 거짓이며 (또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며 (또는 존재하며), A와 B 모두가 참 (또는 존재한다)이다..
또한, "하나의 (a)" 또는 "하나의 (an)"은 여기에서 설명되는 요소들과 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의성을 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해 행해진다. 이 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미한다는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다. 예를들면, 단일 사항이 본원에 기재되면, 하나 이상의 사항이 단일 사항을 대신하여 적용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 사항이 본원에서 기재되면, 단일 사항이 하나 이상의 사항을 대신할 수 있는 것이다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 재료, 방법 및 실시예들은 예시적인 것일 뿐이고 제한적이지 않다. 본원에 기재되지 않는 한, 특정 재료 및 공정과 관련된 많은 상세 사항들은 통상적이고 참고 서적들 및 서포트 요크 분야의 기타 자료들에서 발견될 수 있다.
본원에 기술된 하나 이상의 실시태양들에 의한 서포트 요크 형성 공정은 포괄적으로 재료 제공 단계 및 거친 형태를 형성하기 위한 재료 형상화 단계를 포함하고, 형상화 단계는 재료 융점 미만의 온도에서 수행된다. 공정은 서포트 요크를 형성하기 위하여 거친 형태를 기계 가공하는 단계를 더욱 포함한다. 실시태양에서, 재료를 형상화하는 단계는 단조에 의해 수행된다. 더욱 구체적인 실시태양에서, 재료를 형상화하는 단계는 냉간 단조에 의해 수행된다. 예를들면, 형상화 단계는 프레스, 예컨대 유압 프레스에 의해 수행된다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 조향 조립체 (2)의 분해도이다. 조립체는 래크 축 (도 1에서 미도시) 치형과 일치하는 나선형 피니언 기어 (4)를 포함한다. 서포트 요크 조립체 (6)는 피니언 하우징 (8)에 삽입되고 편향력을 제공하여, 래크 축는 피니언 기어 (4)와 적당한 고박을 유지한다. 상세하게는, 서포트 요크 조립체 (6)는 래크 축과 피니언 기어 (4) 사이 편향력을 제공하는 서포트 요크 (10)를 포함한다. 시스템은 그리스, 예를들면, 리튬 그리스로 윤활된다.
도 2는 도 1 조향 조립체 (2)의 부분 단면도이다. 피니언 기어 (4)는 서포트 요크 (10)의 조력으로 기계적 접촉을 유지하는 래크 축 (12)과 결합된다. 서포트 요크 (10)는 스프링 (14)에 의해 피니언 기어 (4)에 기대어 편향된다. 스프링 (14)은 캡 (16)으로 눌려지고 유지된다. 캡 (16)은 예를들면, 나사 체결로 하우징 (20)에 고정된다. O-링 (18)은 서포트 요크 (10)를 둘러싸는 채널에 안착된다. O-링 (18)은 또한 하우징 (20) 내면을 둘러싸는 홈에 안찰될 수 있다. 운전자가 차량의 스티어링 휠을 회전시키면, 피니언 기어 (4)가 회전되어, 래크 축 (12)은 도 2에 도시된 바와 같이 페이지 안쪽 또는 바깥쪽으로 활주된다. 래크 축 (12)은 기어 및 축이 함께 맞물리도록 편향력을 유지하는 정치 서포트 요크 (10)에 대하여 활주된다. 편향력이 강할수록 소음이 덜한 조향 기구를 달성하는데 도움이 되지만, 스프링 (14)에 의해 더욱 강한 힘이 제공되면 서포트 요크 (10) 및 래크 축 (12) 간에 상당한 마찰 및 이에 따른 마모가 발생한다.
현재 서포트 요크는 전형적으로 금속 합금 주조 또는 플라스틱 사출 성형으로 제조된다. 서포트 요크는 사용 중 반복적 하중 및 열 사이클 문제 및 과도한 용융 관련 재료 손실이 있다는 것을 알았다. 예를들면, 서포트 요크를 주조하면 다양한 공극, 수축공, 미세조직, 블로우 홀, 핀홀, 또는 산화물이 서포트 요크 몸체에 도입된다. 또한, 슬롯에 부어진 용융 금속의 초기 층을 주조하는 동안 슬리브가 먼저 고화되고 작은 부분들로 잘라지고 잔류 용융 금속 중에 파편들로서 분배된다. 이러한 파편들은 콜드 플레이크라고 칭한다. 이들 콜드 플레이크는 비-균질 서포트 요크 몸체 미세조직을 형성하고 이는 기계적 특성을 감소시킨다. 특히, 예를들면, 더 많은 콜드 플레이크, 블로우 홀, 핀홀, 공극, 또는 산화물이 도입되어 미세조직이 덜 균일화될수록, 서포트 요크의 기계적 강도는 감소된다. 도 3은 가압 주조 서포트 요크 단면 미세조직의 SEM 사진이다. 다수의 기공들이 보이고 적어도 3개의 형태학적 상들이 존재한다. 제1 상은 알루미늄, 철, 및 규소가 풍부한 백색 결정 (grains) 또는 입자, 예컨대 금속간 Al3(Fe, Si, Mn, Cr)을 포함한다. 제2 상은 아연, 구리, 및 규소가 매우 낮은 중량비이며 알루미늄이 풍부한 회색 결정을 포함한다. 제3 상은 알루미늄, 규소, 구리, 및 아연이 풍부한 미세하게 분포된 작은 결정을 포함한다. 금속간 물질은 재료에 강도를 부여하지만, 알루미늄은 합금 원소들 - 구리, 아연, 및 규소와 무관하게 상대적으로 연질이므로 알루미늄 풍부 영역들이 존재하면 전체 재료 강도가 감소된다. 또한, 금속간 물질은 변형 하중 조건에서 크랙 개시 부위로 작용하여 재료를 더욱 취성으로 만든다.
단조 서포트 요크는 이러한 기계적 취약점을 최소화 또는 제거하기 위하여 적용될 수 있다는 것을 알았다. 특히, 단조를 통하여 유사한 다이 주조 서포트 요크와 비교할 때 더욱 균질한 미세조직 (도 4) 및 강도가 증가되는 서포트 요크를 생성할 수 있다. 더욱 상세하게는, 단조는 서포트 요크 재료의 수지상 조직을 해체할 수 있다. 이를 통해 더욱 등방 특성의 서포트 요크가 형성될 수 있다. 또한, 단조는 미세조직에 소성 변형을 도입시킨다. 이러한 소성 변형은 더욱 높은 석출 핵 형성 부위를 제공하여 서포트 요크 재료에 더욱 미세한 석출물이 분포된다. 또한, 단조 서포트 요크의 미세조직에 존재하는 석출물 AlMgSi는 서포트 요크의 기계적 특성, 예를들면, 경도 및 압축 강도를 증가시킨다.
전통적인 주조 및 사출 성형 설계와 비교할 때 단조 서포트 요크와 연관된 더욱 높은 강도에는 상대적으로 제조 시간 및 비용 증가가 필요하다. 단조에는 다-단계, 다중-기계 공정이 요구되고 이는 작업자 작업 시간, 자원, 및 기계 가공 증가가 필요하다. 단조 공정들 간에는, 단조 서포트 요크는 기계들 사이로 옮겨지고, 이동식 래크 또는 조립 라인 및 추가 생산 작업 공간이 요구된다. 정밀한 서포트 요크 단조에 필요한 정밀 기계 및 다이는 전형적으로 고가이고 작업 및 유지에 비용이 소요된다. 또한, 원재료 잉곳은 재료가 용융 상태가 되지 않도록 충분한 기계적 특성을 가져야 한다.
도 5는 본원에 기재된 실시태양에 의한 서포트 요크 (100)의 사시도를 포함한다. 서포트 요크 (100)는 일반적으로 측벽 (102) 및 만곡 상면 (104)을 포함한다. 측벽 (102) 및 만곡 상면 (104)은 연속적일 수 있다. 또한, 측벽 (102) 및 만곡 상면 (104)은 예를들면 일체식 구조로 형성되어 일 부품일 수 있다.
실시태양에서, 측벽 (102)은 서포트 요크 (100)에 내부 공동을 형성할 수 있다. 내부 공동은 측벽 (102) 내경을 정의할 수 있다. 내경 범위는 20 mm 내지 40 mm, 예컨대 25 mm 내지 35 mm, 또는 30 mm 내지 31 mm이다. 측벽 (102) 외경 범위는 20 mm 내지 40 mm, 예컨대 25 mm 내지 35 mm, 또는 30 mm 내지 31 mm이다. 특정 실시태양에서, 측벽 (104)은 일정한 두께를 가질 수 있다.
스프링 (14) (도 2)은 적어도 부분적으로 서포트 요크의 내부 공동에 삽입되고 만곡 상면 아래에 배치되는 스프링 퍼치 (perch)에 대하여 편향력을 제공한다. 스프링 (14)에 의해 제공되는 편향력은 서포트 요크 (100)의 만곡 상면 (104)을 래크 축 (12)으로 밀어, 래크 축 (12) 및 피니언 기어 (4) 간에 적당한 고박을 유지한다.
실시태양에서, 서포트 요크 (100)는 비커스 피라미드 수 (비커스 경도)가 적어도 125, 예컨대 적어도 126, 적어도 127, 적어도 128, 적어도 129, 또는 적어도 130이다. 또 다른 실시태양에서, 비커스 경도는 150 이하, 예컨대 145 이하, 또는 140 이하이다. 주조 서포트 요크의 비커스 경도는 125 미만이었다. 따라서, 주조 서포트 요크는 예컨대 조향 조립체에서 경험하는 하중 조건에 노출될 때 더욱 쉽게 변형된다.
특정 실시태양에서, 서포트 요크 (100)의 만곡 상면 (104)은 저마찰 재료를 포함한다. 저마찰 재료는 고분자, 예컨대 불소고분자를 포함한다. 저마찰 재료는 만곡 상면 (104)에, 예를들면, 기계적 부착에 의해 또는 핫멜트 접착제에 의한 적층으로 부착된다. 불소고분자는 예를들면 PTFE일 수 있다. 저마찰 재료는 하나 이상의 필러 예컨대 흑연, 유리, 방향족 폴리에스테르 (EKONOL®), 청동, 아연, 질화붕소, 카본 및/또는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 하나의 실시태양은 흑연 및 폴리에스테르 필러 모두를 포함한다. 고분자 예컨대 PTFE 중 이들 필러 농도는 1% 이상, 5% 이상, 10% 이상, 20% 이상 또는 25중량% 이상이다. 만곡 상면 (104) 및 저마찰 재료 사이, 또는 저마찰 재료에 매몰되는 추가 층들, 예컨대 청동 메쉬가 또한 사용될 수 있다. 이러한 재료는 Saint-Gobain Performance Plastics Inc. 에서 입수되는 제품 NORGLIDE® 라인을 포함한다. 적합한 NORGLIDE 제품 예시로는 NORGLIDE PRO, M, SM, T 및 SMTL을 포함한다. 저마찰 재료 두께는 만곡 상면 (104)을 따라 가변 또는 일정할 수 있다. 저마찰 재료의 평균 두께는 30μm, 50μm, 75μm, 100μm, 150μm, 200μm, 또는 250μm 이상. 저마찰 재료가 두꺼울수록 서포트 요크 (100) 서비스 기간 중 더욱 일정한 베어링 하중을 제공한다.
추가 실시태양에서, 만곡 상면 (104) 또는 저마찰 재료는 표면 일부가 다른 부분보다 더 높게 텍스쳐될 수 있다. 텍스쳐링은 다수의 피크 (peaks) 및 골 (valleys)을 포함한다. 피크는 인접 골보다10μm, 20μm, 50μm, 100μm 또는 200μm 이상 높다. 표면의 텍스쳐릴은 그리스를 보유할 수 있는 다수의 보관소가 제공된다. 텍스쳐는 표면을 따라 패턴화 또는 무작위일 수 있고 일정할 수 있다. 하나의 실시태양에서, 패턴화된 텍스쳐 표면은 플루오로카본 층을 스크린, 예컨대 청동 메쉬에 적층함으로써 형성된다. 조립 시, 강재 래크 축의 매끄러운 표면이 접촉면에 걸쳐 다수의 높은 점들 또는 피크에서 서포트 요크와 접촉한다. 접촉점들은 표면에 걸쳐 분포되어 서포트 요크 및 래크 축 간의 힘은 만곡 영역의 넓은 부분에 지지된다. 예를들면, 접촉점들은 만곡 표면 영역의 50% 이상, 70% 이상, 80% 이상 또는 90% 이상에서 존재할 수 있다. 힘은 실질적으로 만곡 영역의 중앙 및 모서리 부분 사이에 실질적으로 균일하게 분포된다. 따라서, 서포트 요크에 의해 원통형 래크 축에 인가되는 압력은 실질적으로 베어링 표면의 폭 및 길이를 따라 균등할 수 있다.
도 6은 본원에 기술된 하나 이상의 실시태양들에 의한 서포트 요크 (100) 형성 공정에 대한 예시적 흐름도이다. 공정은 일반적으로 제1 단계 (200)인 재료 제공 단계, 제2 단계 (202)인 재료를 형상화하는 단계, 제3 단계 (204)인 재료 열처리 단계, 및 제4 단계 (206)인 재료의 기계 가공 단계를 포함한다. 당업자는 전체 개시 사항들을 독해한 후 4 단계 각각은 임의 개수의 부-단계 또는 추가 단계를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 당업자는 4 단계들이 상이한 순서로 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그러나, 상이한 순서로 수행하면 서포트 요크 (100)의 강도 및 효율성이 감소된다는 것을 알았다.
공정 제1 단계 (200)는 재료 제공 단계를 포함한다. 재료는 일반적으로 알루미늄, 또는 알루미늄-함유 재료를 포함한다. 특정 실시태양에서, 재료는 알루미늄 합금을 포함한다. 또 다른 실시태양에서, 재료는 적어도 95 wt. % 알루미늄, 예컨대 적어도 95.5 wt. % 알루미늄, 적어도 96 wt. % 알루미늄, 적어도 96.5 % wt. % 알루미늄, 적어도 97 wt. % 알루미늄, 적어도 97.5 wt. % 알루미늄, 또는 적어도 98 wt. % 알루미늄을 포함한다. 더욱 구체적인 실시태양에서, 재료는 적어도 95.8 wt. % 알루미늄 및 98.6 wt. % 이하의 알루미늄을 가지는 재료를 포함한다. 재료는 규소, 마그네슘, 크롬, 구리, 철, 망간, 주석, 아연, 또는 이들 조합을 더욱 포함한다. 재료는 0.4 wt. % 내지 0.8 wt. %의 규소를 포함한다. 재료는 0.8 wt. % 내지 1.2 wt. %의 마그네슘을 포함한다. 재료는 0.04 wt. % 내지 0.35 wt. %의 크롬을 포함한다. 재료는 0.15 wt. % 내지 0.4 wt. %의 구리를 포함한다. 재료는 0.7 wt. % 이하의 철을 포함한다. 재료는 0.15 wt. % 이하의 망간을 포함한다. 재료는 0.15 wt. % 이하의 주석을 포함한다. 재료는 0.25 wt. % 이하의 아연을 포함한다.
실시태양에서, 재료의 인장강도는 125 MPa 이하, 예컨대 120 MPa 이하, 115 MPa 이하, 또는 110 MPa 이하이다. 추가 실시태양에서, 재료의 인장강도는 50 MPa 이상, 예컨대 75 MPa 이상, 또는 100 MPa 이상이다. 또 다른 실시태양에서, 재료의 최대 항복 강도는 80 MPa 이하, 예컨대 70 MPa 이하, 60 MPa 이하, 50 MPa 이하, 또는 40 MPa 이하이다. 추가 실시태양에서, 재료의 최대 항복 강도는 10 MPa 이상, 예컨대 20 MPa 이상, 또는 30 MPa 이상이다. 또 다른 실시태양에서, 재료의 파단연신율은 10% 내지 50%, 예컨대 15% 내지 40%, 20% 내지 35%, 또는 25% 내지 30%이다.
더욱 구체적인 실시태양에서, 재료는 알루미늄 6061 합금으로 형성된다.
제1 단계 (200)에서 제공될 때, 재료는 잉곳 형태일 수 있다. 재료를 가공하여 단조용 소형 판재 (smaller blank)를 형성한다. 특정 실시태양에서, 소형 판재는 적어도 15 그램, 예컨대 적어도 20 그램, 적어도 25 그램, 또는 적어도 30 그램이다. 또 다른 실시태양에서, 소형 판재는 50 그램 이하, 예컨대 45 그램 이하, 40 그램 이하, 또는 35 그램 이하일 수 있다. 또한, 소형 판재 범위는 15 그램 내지 50 그램, 예컨대 20 그램 내지 45 그램, 25 그램 내지 40 그램, 또는 30 그램 내지 35 그램이다. 더욱 구체적인 실시태양에서, 소형 판재들 간 표준 편차는 5 그램 이하, 예컨대 4 그램 이하, 3 그램 이하, 2 그램 이하, 또는 1 그램 이하이다. 더욱 상세하게는, 표준 편차는 0.5 그램 미만, 예컨대 0.25 그램 미만, 0.1 그램 미만, 또는 0.05 그램 미만이다.
공정 제2 단계 (202)는 재료를 형상화하는 단계를 포함하여 거친 형태 (rough shape)를 형성한다. 거친 형태는, 일반적으로 상기 서포트 요크 (100)와 유사한 환상 측벽 및 만곡 상면을 가진다. 실시태양에서, 제2 단계 (202)는 재료 융점 미만의 온도에서 수행된다. 예를들면, 알루미늄 6061 합금의 경우, 형상화 단계는 550℃ 미만, 예컨대 500℃ 미만, 450℃ 미만, 400℃ 미만, 350℃ 미만, 300℃ 미만, 250℃ 미만, 200℃ 미만, 150℃ 미만, 100℃ 미만, 50℃ 미만, 또는 0℃ 미만에서 수행된다. 재료 융점 아래의 온도에서의 형상화 단계란 명백하게 용융 재료를 이용하는 주조, 가압 주조, 사출 성형, 또는 임의의 기타 유사 공정 이용을 배제할 의도이다.
특정 실시태양에서, 제2 단계 (202)는 압축력을 인가하여, 예를들면, 단조에 의해 수행될 수 있다. 더욱 상세하게는, 제2 단계 (202)는 냉간 단조에 의해 수행된다. 상기와 같이, 이로써 단일 상 미세조직이 생기고, 재료 강도가 증가된다. 냉간 단조는 실온에서 또는 근처에서 수행될 수 있다.
실시태양에서, 공정 제2 단계 (202)는 재료를 성형 도구에 삽입하고, 성형 도구를 결합하여 재료를 거친 형태로 형상화하고, 거친 형태를 성형 도구에서 제거하는 단계를 포함한다. 특정 실시태양에서, 성형 도구는 프레스일 수 있고, 예를들면, 유압 프레스, 공압 프레스, 또는 기계식 프레스일 수 있다. 성형 도구는 적어도 100 톤의 힘, 예컨대 적어도 115 톤의 힘, 적어도 130 톤의 힘, 적어도 145 톤의 힘, 적어도 150 톤의 힘, 적어도 200 톤의 힘, 또는 적어도 250 톤의 힘을 제공하여 미성형 재료를 성형한다. 또 다른 실시태양에서, 성형 도구는 500 톤 이하의 힘을 제공한다.
특정 실시태양에서, 유압 프레스를 이용하여 재료를 거친 형태로 형상화한다. 더욱 특정한 실시태양에서, 유압 프레스의 실린더 압력 범위는 10 MPa 내지 15 MPa, 예컨대 대략 12 MPa; 이젝터 압력 범위는 1 MPa 내지 5 MPa, 예컨대 대략 2 MPa이고; 사이클 시간 범위는 2 초 내지 30 초, 예컨대 대략 18 초; 절단 (cut off) 범위는 120 mm 내지 175 mm, 예컨대 대략 150 mm; 슬로우 (slow) 범위는 500 mm 내지 700 mm, 예컨대 대략 600 mm; 말단 절단 (end cut off) 범위는 600 mm 내지 800 mm, 예컨대 대략 720 mm; 및 오일 온도 범위는 25℃ 내지 75℃, 예컨대 대략 50℃이다.
본원에 기술된 하나 이상의 실시태양들에 의하면, 제2 단계 (202)는 반복적으로 진행되어 성형 도구 교체 전에 적어도 50,000개의 거친 형태들, 예컨대 적어도 55,000개의 거친 형태들, 적어도 60,000개의 거친 형태들, 적어도 65,000개의 거친 형태들, 적어도 70,000개의 거친 형태들, 또는 적어도 75,000개의 거친 형태들을 성형한다. 성형 도구 교체는 성형 도구 또는 성형 도구의 기타 설비에 들어있는 압축력 형성에 필요한 하나 이상의 다이 교체를 포함한다. 실시태양에서, 제2 단계 (202)는 반복적으로 수행되어 성형 도구 교체 전에 1,000,000개 이하의 거친 형태들을 성형한다.
공정 제3 단계 (204)는 거친 형태의 열처리 단계를 포함한다. 실시태양에서, 제3 단계 (204)는 석출 경화에 의해 수행된다. 또 다른 실시태양에서, 제3 단계 (204)는 거친 형태의 용체화 및 시효 (ageing)에 의해 수행된다. 더욱 상세하게는, 용체화는 450℃ 내지 600℃, 예컨대 500℃ 내지 550℃에서 진행된다. 특정 실시태양에서, 용체화는 대략 530℃에서 진행된다. 더욱 상세하게는, 용체화는 200 분 내지 300 분, 예컨대 230 분 내지 250 분, 또는 235 분 내지 245 분 수행된다. 특정 실시태양에서, 용체화는 대략 240 분 수행된다. 용체화 이후, 거친 형태는 150℃ 내지 200℃, 예컨대 160℃ 내지 190℃, 또는 170℃ 내지 180℃에서 시효 처리된다. 특정 실시태양에서, 시효 처리는 대략 175℃에서 수행된다. 175℃에서, 최적 재료 강도가 달성된다는 것을 확인하였다. 실시태양에서, 시효 처리는 400 분 내지 550 분, 예컨대 450 분 내지 500 분 수행된다. 특정 실시태양에서, 시효 처리는 대략 480 분 동안 수행된다.
제3 단계 (204)는 거친 형태의 ◎칭 (quenching)을 더욱 포함한다. 특정 실시태양에서, ◎칭은 용체화 이후 및 시효 이전에 수행된다. 더욱 구체적인 실시태양에서, ◎칭은 용체화 직후 진행된다. 이러한 방식으로, 거친 형태는 용체화 후30 분 이내에, 예컨대 용체화 후15 분 이내에, 용체화 후5 분 이내에, 또는 용체화 후1 분 이내에 ◎칭 처리된다.
실시태양에서, ◎칭 처리는 적어도 부분적으로 거친 형태를 액체가 담긴 용기에 담지하여 수행된다. 더욱 상세하게는, ◎칭 처리는 거친 형태를 액체가 담긴 용기에 완전 담지하여 수행된다. 실시태양에서, 액체는 물을 포함한다. 실시태양에서, 액체는 대략 실온이다. 그러나, ◎칭 처리는 실온 또는 이상에서 진행될 수 있다. 특정 실시태양에서, ◎칭 처리는 적어도 1 분, 예컨대 적어도 2 분, 적어도 3 분, 적어도 4 분, 또는 적어도 5 분 진행된다. 추가 실시태양에서, ◎칭은 50 분 이하, 예컨대 40 분 이하, 30 분 이하, 20 분 이하, 10 이하 분, 또는 6 분 이하 진행될 수 있다. 특정 실시태양에서, ◎칭 처리는 대략 5 분이다.
실시태양에서, 제3 단계 (204)는 실온 또는 근처에서 거친 형태의 냉각 단계를 더욱 포함한다. 더욱 구체적인 실시태양에서, 냉각 단계는 용체화가 완료된 후 진행된다. 특히, 거친 형태를 용체화 오븐에서 꺼내고 서서히 실온으로 낮춘다. 하나 이상의 실시태양들에 의하면, 거친 형태가 냉각되는데 적어도 10 분, 예컨대 적어도 20 분, 또는 적어도 30 분 소요된다. 냉각 단계 말기에서, 거친 형태는 실온 또는 근처일 수 있다. 이때, 제4 단계 (206)를 수행하기에 적당하다.
실시태양에서, 거친 형태의 인장강도는 적어도 275 MPa, 예컨대 적어도 280 MPa, 적어도 285 MPa, 적어도 290 MPa, 적어도 295 MPa, 적어도 300 MPa, 또는 적어도 305 MPa이다. 또 다른 실시태양에서, 거친 형태의 인장강도는 400 MPa 이하, 예컨대 375 MPa 이하, 350 MPa 이하, 340 MPa 이하, 330 MPa 이하, 325 MPa 이하, 320 MPa 이하, 또는 315 MPa 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 거친 형태의 최대 항복 강도는 적어도 245 MPa, 예컨대 적어도 250 MPa, 적어도 255 MPa, 적어도 260 MPa, 적어도 265 MPa, 또는 적어도 270 MPa이다. 추가 실시태양에서, 거친 형태의 최대 항복 강도는 300 MPa 이하, 예컨대 295 MPa 이하, 290 MPa 이하, 285 MPa 이하, 또는 280 MPa 이하이다. 또 다른 실시태양에서, 거친 형태의 파단연신율은 적어도 5%, 예컨대 적어도 6%, 적어도 7%, 적어도 8%, 적어도 9%, 적어도 10%, 적어도 11%, 또는 적어도 12%이다. 또 다른 실시태양에서, 거친 형태의 파단연신율은 20% 이하, 예컨대 19% 이하, 18% 이하, 또는 17% 이하이다. 특정 실시태양에서, 거친 형태의 파단연신율 범위는 10% 내지 20%, 예컨대 12% 내지 18%이다.
공정 제4 단계 (206)는 거친 형태에 대한 기계 가공 단계를 포함하고 서포트 요크 (100)를 형성한다. 기계 가공은, 예를들면: 거친 형태에 대한 밀링, 연마, 연삭, 샌딩, 샌드블라스팅, 어블레이팅, 또는 임의의 이들 조합을 수행을 포함한다. 특정 실시태양에서, 적어도 하나의 원주방향 채널이 서포트 요크 측벽 (102)에 형성된다. O-링이 원주방향 채널에 배치된다. O-링은 하우징 (20) 내에서 서포트 요크 (100)를 정렬시키고 (도 2) 조립체 성능을 높인다.
제4 단계 (206) 수행 후, 4 mm 측정 길이를 가지는 Mitutoyo 표면 거칠기 측정 시험기 모델 SJ-210으로 측정할 때 서포트 요크 (100)의 표면 거칠기 Ra는 0.6 미크론 이하이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, “표면 거칠기”란 측정 길이를 이용한 측정 프로필의 피크 및 트로프 (troughs)의 평균 높이를 의미한다. 추가 실시태양에서, Ra 는 0.55 미크론 이하, 예컨대 0.53 미크론 이하, 0.51 미크론 이하, 0.49 미크론 이하, 0.48 미크론 이하, 0.47 미크론 이하, 또는 0.46 미크론 이하일 수 있다. 또 다른 실시태양에서, Ra 는 적어도 0.35이다. 다이 주조 서포트 요크는 일반적으로 표면 거칠기가 적어도 0.65 미크론이고, 더욱 전형적으로 표면 거칠기는 0.85 미크론 내지 0.90 미크론이다. 표면 거칠기, Ra가 감소되면 서포트 요크 (100)의 활주 특성이 개선되어, 정지 마찰 및 마찰 저항성이 더욱 낮아 더욱 매끄럽다.
도 7은 다이 주조 서포트 요크, 열처리 되지 않은 단조 서포트 요크, 및 상기된 실시태양에 의한 열처리된 단조 서포트 요크의 상대 강도를 비교한 그래프이다. 각각의 서포트 요크는 동일한, 또는 실질적으로 동일한 구성, 크기 및 공간 배열을 가진다. 설명된 바와 같이, 열처리 되지 않은 단조 서포트 요크 (라인 300으로 표기)는 유사한 다이 주조 서포트 요크 (라인 302로 표기)보다 낮은 경도를 가진다. 따라서, 래크 및 피니언 조립체 내에서 서포트 요크를 장기간 사용하면 반복적 사이클 후 고장 나므로 당업자는 단조 서포트 요크 사용을 회피할 것이다. 이와는 반대로, 열처리된 단조 서포트 요크 (라인 304로 표기)는 다이 주조 서포트 요크 (302)와 비교하여 더욱 높은 강도를 가진다. 따라서, 하중 조건 범위에 걸쳐 열처리된 단조 서포트 요크 (304)는 다이 주조 서포트 요크 (302)보다 더욱 강하다.
많은 상이한 양태들 및 실시태양들이 가능하다. 이들 양태 및 실시태양 일부가 하기된다. 본 명세서를 독해한 후, 당업자는 이들 양태 및 실시태양은 단지 예시적인 것이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시태양들은 하기 나열된 사항들 중 임의의 하나 이상의 항목들에 따른다.
항목 1. 서포트 요크 성형 방법으로서,
재료 제공 단계;
거친 형태를 성형하기 위하여 재료를 형상화하는 단계, 형상화 단계는 재료의 융점 미만의 온도에서 수행되고;
거친 형태의 열처리 단계를 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 2. 항목 1에 있어서, 형상화 단계는 반복적으로 수행되어 거친 형태 성형에 사용되는 성형 도구 교체 전에 적어도 50,000개의 거친 형태들, 예컨대 적어도 55,000개의 거친 형태들, 적어도 60,000개의 거친 형태들, 적어도 65,000개의 거친 형태들, 적어도 70,000개의 거친 형태들, 또는 적어도 75,000개의 거친 형태들을 형성화하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 3. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 단계는 압축력 인가에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 4. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 단계는 단조에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 5. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 단계는 냉간 단조에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 6. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 단계는,
재료를 성형 도구에 삽입하고;
재료를 거친 형태로 형상화하기 위하여 성형 도구를 결합하고;
거친 형태를 성형 도구에서 제거하는 단계를 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 7. 항목 6에 있어서, 미성형 재료를 형상화하기 위하여 성형 도구는 적어도 100 톤의 힘, 예컨대 적어도 115 톤의 힘, 적어도 130 톤의 힘, 적어도 145 톤의 힘, 적어도 150 톤의 힘, 적어도 200 톤의 힘, 또는 적어도 250 톤의 힘을 제공할 수 있는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 8. 항목 6 및 7 중 어느 하나의 항목에 있어서, 성형 도구는 프레스를 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 9. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 방법은,
서포트 요크를 형성하기 위하여 거친 형태를 기계 가공하는 단계를 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 10. 항목 9에 있어서, 기계 가공 단계는: 밀링, 연마, 연삭, 샌딩, 샌드블라스팅, 어블레이팅 (ablating), 또는 이들 조합을 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 11. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 열처리 단계는 석출 경화에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 12. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 열처리 단계는:
서포트 요크의 용체화 (solutionizing); 및
서포트 요크의 시효 (ageing)에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 13. 항목 12에 있어서, 용체화는 450℃ 내지 600℃에서 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 14. 항목 12 및 13 중 어느 하나의 항목에 있어서, 용체화는 대략 530℃에서 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 15. 항목 12-14 중 어느 하나의 항목에 있어서, 용체화는 200 분 내지 300 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 16. 항목 12-15 중 어느 하나의 항목에 있어서, 용체화는 230 분 내지 250 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 17. 항목 12-16 중 어느 하나의 항목에 있어서, 용체화는 대략 240 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 18. 항목 12-17 중 어느 하나의 항목에 있어서, 시효는 150℃ 내지 200℃에서 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 19. 항목 12-18 중 어느 하나의 항목에 있어서, 시효는 대략 175℃에서 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 20. 항목 12-19 중 어느 하나의 항목에 있어서, 시효는 400 분 내지 550 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 21. 항목 12-20 중 어느 하나의 항목에 있어서, 시효는 대략 480 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 22. 항목 12-21 중 어느 하나의 항목에 있어서, 열처리 단계는,
용체화 후 서포트 요크의 ◎칭 단계를 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 23. 항목 22에 있어서,◎ 칭은 1 분 내지 50 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 24. 항목 22 및 23 중 어느 하나의 항목에 있어서, ◎칭은 대략 5 분 동안 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 25. 항목 22-24 중 어느 하나의 항목에 있어서, ◎칭은 적어도 부분적으로 서포트 요크를 유체에 담지하여 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 26. 항목 22-25 중 어느 하나의 항목에 있어서, ◎칭은 서포트 요크를 유체에 완전 담지하여 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 27. 항목 22-26 중 어느 하나의 항목에 있어서, ◎칭은 적어도 부분적으로 서포트 요크를 물에 담지하여 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 28. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서,
서포트 요크를 10℃ 내지 100℃로 냉각 단계를 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 29. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서,
서포트 요크를 대략 22℃로 냉각 단계를 더욱 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 30. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 적어도 부분적으로 알루미늄을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 31. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 적어도 95 wt. % 알루미늄, 예컨대 적어도 95.5 wt. % 알루미늄, 적어도 96 wt. % 알루미늄, 적어도 96.5 % wt. % 알루미늄, 적어도 97 wt. % 알루미늄, 적어도 97.5 wt. % 알루미늄, 또는 적어도 98 wt. % 알루미늄을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 32. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 적어도 95.8 wt. % 알루미늄을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 33. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 알루미늄 합금을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 34. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 마그네슘을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 35. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 적어도 0.8 wt. % 마그네슘을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 36. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 재료는 알루미늄 6061 합금을 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 37. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크는 단일 상 형태를 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 38. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 주조 공정으로 형성되는 조향 서포트 요크와 비교할 때 상기 서포트 요크는 더욱 균일한 형태를 가지는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 39. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크의 평균 표면 거칠기 Ra는 0.6 미크론 이하, 예컨대 0.55 미크론 이하, 예컨대 0.53 미크론 이하, 0.51 미크론 이하, 0.49 미크론 이하, 0.48 미크론 이하, 0.47 미크론 이하, 또는 0.46 미크론 이하인, 서포트 요크 성형 방법.
항목 40. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크의 비커스 경도는 적어도 125, 예컨대 적어도 126, 적어도 127, 적어도 128, 적어도 129, 또는 적어도 130인, 서포트 요크 성형 방법.
항목 41. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크의 비커스 경도는 150 이하, 예컨대 145 이하, 또는 140 이하인, 서포트 요크 성형 방법.
항목 42. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크는 측벽 및 만곡 상면이 형성된 몸체를 가지는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 43. 항목 42에 있어서, 만곡 상면은 측벽과 연속되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 44. 항목 42 및 43 중 어느 하나의 항목에 있어서, 측벽은 서포트 요크의 내부 공동을 형성하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 45. 항목 42-44 중 어느 하나의 항목에 있어서, 측벽 외경 범위는 20 mm 내지 40 mm, 예컨대 25 mm 내지 35 mm, 또는 30 mm 내지 31 mm인, 서포트 요크 성형 방법.
항목 46. 항목 42-44 중 어느 하나의 항목에 있어서, 측벽 내경 범위는 10 mm 내지 30 mm, 예컨대 15 mm 내지 20 mm, 또는 17 mm 내지 18 mm인, 서포트 요크 성형 방법.
항목 47. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 서포트 요크는 일체 구조를 가지는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 48. 항목 42-47 중 어느 하나의 항목에 있어서, 측벽은 일정한 두께를 형성하는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 49. 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 있어서, 형상화 단계는 열처리 전에 진행되는, 서포트 요크 성형 방법.
항목 50. 조향 서포트 요크로서,
측벽 및 만곡 상면이 형성되고, 단일 상 형태 (morphology)의 재료를 가지는 몸체를 포함하는, 조향 서포트 요크.
항목 51. 항목 50에 있어서, 재료는 알루미늄 6061 합금을 포함하는, 조향 서포트 요크.
항목 52. 항목 50 및 51 중 어느 하나의 항목에 있어서, 몸체의 비커스 경도는 적어도 125, 예컨대 적어도 127, 또는 적어도 130인, 조향 서포트 요크.
항목 53. 차량용 래크 및 피니언 조향 기어 조립체에 사용되는 서포트 요크 몸체 제조 방법으로서,
특정 형상 및 치수의 재료 제공 단계;
형상을 만들기 위한 재료 단조 단계;
서포트 요크 몸체를 만들기 위해 형상을 기계 가공하는 단계; 및
서포트 요크 몸체를 열 처리하는 단계를 포함하는, 서포트 요크 몸체 제조 방법.
항목 54. 항목 53에 있어서, 서포트 요크 몸체의 열처리 단계는,
서포트 요크 몸체의 용체화;
서포트 요크 몸체를 물에 ◎칭;
서포트 요크 몸체를 시효 처리; 및
서포트 요크 몸체를 실온에서 냉각 단계를 포함하는, 서포트 요크 몸체 제조 방법.
항목 55. 조향 서포트 요크 조립체 조립 방법으로서,
선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 의한 서포트 요크 성형 단계; 및
래크 및 피니언 조립체에 서포트 요크를 장착하는 단계를 포함하는, 조향 서포트 요크 조립체 조립 방법.
항목 56. 항목 55에 있어서, 래크 및 피니언 조립체는 차량 조향 조립체의 서브 부품인, 조향 서포트 요크 조립체 조립 방법.
항목 57. 래크 및 피니언 조립체로서,
래크;
피니언; 및
항목 1-54 중 어느 하나의 항목에 의하고 피니언을 래크에 편향시키는 서포트 요크를 포함하는, 래크 및 피니언 조립체.
항목 58. 서포트 요크는 조향 서포트 요크인, 선행 항목들 중 어느 하나의 항목에 의한 공정, 조향 서포트 요크, 방법, 또는 래크 및 피니언 조립체.
상기되는 모든 특징부들이 요구되지는 않으며, 특정한 특징부의 일부는 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 특징부들이 기술된 것들에 추가하여 제공될 수 있다. 게다가, 특징부들이 기술되는 순서가 반드시 이들이 구현되는 순서일 필요는 없다.
명백성을 위하여 개별 실시태양들에서 기재된 소정의 특징부들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공된다. 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기술된 다양한 특징부들은 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다.
장점들, 다른 이점들, 및 문제점들에 대한 해결방안이 특정한 실시태양들과 관련하여 상기되었다. 그러나, 장점들, 이점들, 문제들에 대한 해결방안, 및 임의의 장점, 이점, 또는 해결방안을 발생하게 하거나 더 현저하게 할 수 있는 임의의 특징(들)이 청구항들의 일부 또는 전부의 중요하거나, 요구되거나, 또는 필수적인 특징으로 해석되지 말아야 한다.
명세서 및 본원에 개시된 실시태양들은 다양한 실시태양들 구조에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위할 목적으로 제공된다. 명세서 및 설명들은 본원에 기재된 구조 또는 방법들을 이용하는 모든 요소들 및 장치 및 시스템의 특징부들에 대한 전적이고 종합적인 설명으로 기능하지 않을 수 있다. 개별 실시태양들은 단일 실시태양의 조합으로도 제공되고, 반대로, 간결성을 위하여 단일 실시태양에 기재된 다양한 특징부들은, 개별적 또는 임의의 부조합으로도 제공될 수 있다. 또한, 범위 값들에 대한 언급은 범위에 속하는 각각 및 모든 값들을 포함한다. 본 명세서를 읽은 후 당업자들에게 많은 기타 실시태양들이 명백할 수 있다. 기타 실시태양들이 적용될 수 있고 본 발명에서 유래될 수 있고, 따라서 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변형은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 가능하다. 따라서, 본 발명은 제한적이 아닌 단지 예시적으로 간주된다.

Claims (9)

  1. 서포트 요크 성형 방법으로서,
    재료 제공 단계;
    냉간 단조에 의해 거친 형태를 성형하기 위하여 알루미늄 합금을 포함하는 재료를 형상화하는 단계로서, 상기 형상화 단계는 재료의 융점 미만의 온도에서 수행되는, 상기 형상화 단계;
    상기 거친 형태의 열처리 단계; 및
    상기 거친 형태에 저마찰 재료를 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 열처리 단계는 상기 재료에 AlMgSi의 석출물을 도입하며,
    상기 저마찰 재료는 고분자를 포함하고 30μm 이상의 평균 두께를 가지며,
    상기 형상화 단계에서 형상화된 거친 형태의 재료는 측벽 및 만곡 상면이 형성된 몸체를 가지며,
    상기 몸체는 단일 상 형태를 가지는 재료를 포함하며,
    상기 만곡 상면은 래크 축과 함께 활주하며,
    상기 서포트 요크의 평균 표면 거칠기 Ra는 0.6 미크론 이하이며,
    상기 서포트 요크는 50 kＮ 하중에서 0.5 mm의 변형을 가지며,
    상기 몸체는 단일 상 미세조직을 가지는 재료를 포함하며,
    상기 몸체의 측벽은 일정한 두께로 이루어지며,
    상기 거친 형태에 저마찰 재료를 부착하는 단계는 스크린 상에서의 텍스쳐링(texturing)에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
  2. 제1항에 있어서, 방법은,
    서포트 요크를 형성하기 위하여 거친 형태를 기계 가공하는 단계를 추가로 포함하는, 서포트 요크 성형 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 열처리 단계는 석출 경화에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열처리 단계는:
    상기 서포트 요크의 용체화 (solutionizing); 및
    상기 서포트 요크의 시효 (ageing)에 의해 수행되는, 서포트 요크 성형 방법.
  5. 제1항에 있어서, 다이 주조 공정으로 형성되는 조향 서포트 요크와 비교할 때 상기 서포트 요크는 더욱 균일한 형태를 가지는, 서포트 요크 성형 방법.
  6. 차량용 래크 및 피니언 조향 기어 조립체에 사용되는 서포트 요크 몸체 제조 방법으로서,
    특정 형상 및 치수의 알루미늄 합금을 포함하는 재료 제공 단계;
    형상을 만들기 위한 재료 냉간 단조 단계로서, 상기 냉간 단조 단계는 재료의 융점 미만의 온도에서 수행되는, 상기 냉간 단조 단계;
    서포트 요크 몸체를 만들기 위해 형상을 기계 가공하는 단계;
    상기 서포트 요크 몸체를 열 처리하는 단계로서, 상기 열처리 단계는 재료에 AlMgSi의 석출물을 도입하는, 상기 열처리 단계; 및
    상기 서포트 요크 몸체에 저마찰 재료를 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 저마찰 재료는 고분자를 포함하고 30μm 이상의 평균 두께를 가지며,
    상기 냉간 단조 단계에서 형상화된 형상의 재료는 측벽 및 만곡 상면이 형성된 몸체를 가지고, 단일 상 형태를 가지며,
    상기 만곡 상면은 래크 축과 함께 활주하며,
    서포트 요크의 평균 표면 거칠기 Ra는 0.6 미크론 이하이며,
    상기 서포트 요크는 50 kＮ 하중에서 0.5 mm의 변형을 가지며,
    상기 몸체는 단일 상 미세조직을 가지는 재료를 포함하며,
    상기 몸체의 측벽은 일정한 두께로 이루어지며,
    상기 서포트 요크 몸체에 저마찰 재료를 부착하는 단계는 스크린 상에서의 텍스쳐링(texturing)에 의해 수행되는, 서포트 요크 몸체 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 서포트 요크 몸체의 열처리 단계는,
    상기 서포트 요크 몸체의 용체화 단계;
    상기 서포트 요크 몸체를 물에 ◎칭하는 단계;
    상기 서포트 요크 몸체의 시효 처리 단계; 및
    상기 서포트 요크 몸체를 실온에서 냉각하는 단계를 포함하는, 서포트 요크 몸체 제조 방법.
  8. 조향 서포트 요크로서,
    알루미늄 합금을 포함하고 측벽 및 만곡 상면이 형성되는 냉간 단조된 몸체를 포함하며,
    상기 만곡 상면은 래크 축과 함께 활주하고,
    상기 조향 서포트 요크에 저마찰 재료가 부착되며,
    상기 저마찰 재료는 고분자를 포함하고 30μm 이상의 평균 두께를 가지며,
    서포트 요크의 평균 표면 거칠기 Ra는 0.6 미크론 이하이며,
    상기 서포트 요크는 50 kＮ 하중에서 0.5 mm의 변형을 가지며,
    상기 몸체는 단일 상 미세조직을 가지는 재료를 포함하며,
    상기 몸체의 측벽은 일정한 두께로 이루어지며,
    상기 몸체의 열처리에 의해 상기 재료에 AlMgSi의 석출물이 도입되며,
    상기 조향 서포트 요크에 저마찰 재료를 부착하는 것은 스크린 상에서의 텍스쳐링(texturing)에 의해 수행되는,조향 서포트 요크.
  9. 제8항에 있어서, 상기 재료는 알루미늄 6061 합금을 포함하는, 조향 서포트 요크.
KR1020207026176A 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크 KR20200110707A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN3698/CHE/2014 2014-07-30
IN3698CH2014 2014-07-30
PCT/US2015/038009 WO2016018548A1 (en) 2014-07-30 2015-06-26 Steering support yoke

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197031716A Division KR20190126183A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200110707A true KR20200110707A (ko) 2020-09-24

Family

ID=55179209

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207026176A KR20200110707A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크
KR1020197031716A KR20190126183A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크
KR1020177004210A KR20170031754A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197031716A KR20190126183A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크
KR1020177004210A KR20170031754A (ko) 2014-07-30 2015-06-26 조향 서포트 요크

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160031474A1 (ko)
JP (2) JP2017534501A (ko)
KR (3) KR20200110707A (ko)
DE (1) DE112015003111T5 (ko)
WO (1) WO2016018548A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107215384B (zh) * 2016-03-22 2021-11-05 福特环球技术公司 车辆转向机构
US10933903B2 (en) * 2017-08-02 2021-03-02 Steering Solutions Ip Holding Corporation Rack adjuster plug assembly for vehicle
CN111424152B (zh) * 2020-04-02 2021-12-03 江苏轩辕特种材料科技有限公司 一种掺杂稀土元素钇的6061铝合金生产用热处理加工设备
US11787463B2 (en) * 2021-07-21 2023-10-17 Segway Technology Co., Ltd. Steering apparatus and all-terrain vehicle

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000142428A (ja) * 1998-11-06 2000-05-23 Koyo Seiko Co Ltd ラックピニオン式ステアリング装置
US7213434B2 (en) * 2001-12-26 2007-05-08 Showa Denko K.K Method for manufacturing universal joint yoke, forging die and preform
JP4553323B2 (ja) * 2003-11-10 2010-09-29 昭和電工株式会社 成形品の製造方法
JP2011522733A (ja) * 2008-06-20 2011-08-04 サン−ゴバン パフォーマンス プラスティックス コーポレイション ステアリングヨーク
JP2011530443A (ja) * 2008-08-05 2011-12-22 アルコア インコーポレイテッド 摩擦低減テクスチャ表面を有する金属シート及びプレート並びにそれらの製造方法
FR2938553B1 (fr) * 2008-11-14 2010-12-31 Alcan Rhenalu Produits en alliage aluminium-cuivre-lithium
KR101247798B1 (ko) * 2011-03-30 2013-03-26 (주)대림엠티아이 자동차 스티어링 샤프트용 요크 제조장치
JP5962977B2 (ja) * 2012-07-09 2016-08-03 株式会社ジェイテクト ラック軸支持装置およびこれを用いたステアリング装置
JP2014046708A (ja) * 2012-08-29 2014-03-17 Jtekt Corp 車両用ステアリング装置
HUE039106T2 (hu) * 2012-09-30 2018-12-28 Saint Gobain Performance Plastics Corp Kardánvilla egység

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016018548A1 (en) 2016-02-04
JP2017534501A (ja) 2017-11-24
DE112015003111T5 (de) 2017-03-23
US20160031474A1 (en) 2016-02-04
KR20190126183A (ko) 2019-11-08
JP2020007638A (ja) 2020-01-16
KR20170031754A (ko) 2017-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020007638A (ja) シール
KR101827498B1 (ko) 판 재료로부터 복잡한 형상의 부품을 성형하는 방법
CN106170577A (zh) 由板材金属合金成形零件的方法
CN106735225B (zh) 一种喷射成形锻造铝合金制动盘制动鼓的方法
US10442241B2 (en) Methods and apparatus to produce high performance axisymmetric components
EP2891814B1 (en) Method for the production of brake pads and associated brake pad
JP2008073763A (ja) 車両ホイールの製造方法
JP2010137284A (ja) 恒温鍛造成型方法及び恒温鍛造成型装置
EP2074237B1 (fr) Procede de fabrication de pieces forgees a chaud en alliage de magnesium
CN110202109B (zh) 一种半固态触变-塑性复合多段成形工艺
JP2002254132A (ja) マグネシウム合金部材の熱間鍛造成形方法
CN106687230A (zh) 用于金属板成形的液压压力机的操作方法
CN110434264B (zh) 一种晶须增强铝基复合材料的约束多向模锻方法
JP4146364B2 (ja) 塑性加工部材の製造方法
JP4666659B2 (ja) マグネシウム合金製鍛造薄肉筐体およびその製造方法
JP5588884B2 (ja) マグネシウム合金鍛造ピストンの製造方法およびマグネシウム合金鍛造ピストン
KR20160022161A (ko) 압축기용 풀리 제조방법
US20160024622A1 (en) Process for producing a component made of heat-treated cast iron
KR20170041623A (ko) 금형 가열장치
JP2015172215A (ja) すべり軸受用アルミニウム圧延合金およびすべり軸受
JP2022119603A (ja) アルミニウム合金板加工方法
JP2022119602A (ja) アルミニウム合金板加工方法
JP5501532B1 (ja) 鋳造用中空金型及びその製造方法
TW201211494A (en) Contoured thickness blank for ammunition cartridges
CN114619213A (zh) 一种低应力组合式轻合金轮毂加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X601 Decision of rejection after re-examination