KR20220147763A - Steering shaft and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a steering shaft and a manufacturing method thereof. For the purpose, the manufacturing method of the steering shaft comprises the steps of: preparing a steering shaft material (10); placing the steering shaft material (10) on a fixing die (110) of an extruder (100), inserting a mandrel (130) into one side of the shaft material (10), and expanding part of the diameter of the shaft material (10) by the operation of a processing punch (120) on an opposite side; and inserting the expanded shaft material (10) into a roller guide body (230) and a roller guide (231) of a rolling molding machine (200) and adjusting a roller guide stopper (220) to mold the shaft material (10) by rolling using a pair of molding rollers (250), which rotate after having the rolling position thereof adjusted. The present invention configured as described above improves productivity by molding the expansion and rolling of the steering shaft more conveniently and precisely, thereby significantly improving the quality and reliability of the steering shaft to meet the various needs of workers and to create a good image.

Description

스티어링 샤프트 및 그 제조방법{Steering shaft and its manufacturing method}Steering shaft and its manufacturing method

본 발명의 실시예는 스티어링 샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 이로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a steering shaft and a method for manufacturing the same, and more particularly, to improve productivity by more conveniently and precisely molding the expansion and rolling of the steering shaft, thereby improving the quality of the steering shaft and It is designed to provide a good image by satisfying the various needs (needs) of workers by significantly improving reliability.

주지하다시피 스티어링 샤프트(steering shaft)는 핸들 회전을 스티어링 기어 박스에 전하는 샤프트로서, 핸들과 기어 박스의 상대 위치에 따라 유니버설 조인트를 가진 것도 있다.As is well known, a steering shaft is a shaft that transmits steering wheel rotation to the steering gearbox, and some have universal joints depending on the relative position of the steering wheel and the gearbox.

또 충돌 사고 시 운전자에게 미치는 충격을 완화시키기 위해 샤프트 끝 부분이 굽혀지도록 한 것도 있다.In addition, some have bent the end of the shaft to mitigate the impact on the driver in case of a crash.

한편, 상기 스티어링 샤프트에는 샤프트 로어(shaft lower)가 구비되는데, 이 샤프트 로어는 스티어링휠의 회전운동을 전달하고 상하 슬라이드 이동하는 조향축의 일부로 샤프트 어퍼(shaft upper)와 조립되고 편측으로는 핀치 요크(pinch yoke)가 연결되는 조향 부품이다.On the other hand, the steering shaft is provided with a shaft lower (shaft lower), which transmits the rotational motion of the steering wheel and is assembled with a shaft upper as a part of the steering shaft that slides up and down and on one side a pinch yoke ( It is the steering component to which pinch yoke) is connected.

일반적인 조향 장치는 운전자로부터 회전토크를 전달받는 스티어링휠과 상기 스트어링휠과 연결된 스트어링 샤프트와 상기 스티어링 샤프트가 내삽토록 되며 조향장치를 차체에 고정토록 하기 위한 스트어링 칼럼 튜브로 이루어진다.A general steering device includes a steering wheel that receives rotational torque from a driver, a steering shaft connected to the steering wheel, and a steering column tube for interpolating the steering shaft and fixing the steering device to a vehicle body.

상기 스티어링 샤프트는 중공의 관 형태로 이루어진 샤프트 어퍼 일단에 샤프트 로어의 단부가 삽입되어 이루어진다.The steering shaft is formed by inserting the lower end of the shaft into one end of the upper shaft formed in the form of a hollow tube.

이때 상기 샤프트에는 도 1(a) 에 도시된 바와 같이 측면 최소경 형상 단조 후 가공 공정과 도 1(b)에 도시된 중앙부 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 거치게 된다.At this time, the shaft is subjected to a machining process after forging into a side minimum diameter shape as shown in FIG.

상기 공정 중 기존 제품은 중량 절감, 사고시 밀려 들어오게 하고, 삽입 충격을 줄이는 등을 위해 일자로 성형한 단조제품의 가운데 부분을 가공하여 형상을 완성 가공하면 가공비, 가공시간 등의 로스(loss)가 발생 "A"부를 가공하지 말고 단조에서 만들어 보고자 스웨이징(swaging) 공법을 사용했다.During the above process, existing products are pushed in in case of an accident, and when the center part of the forged product formed in a straight line is processed to reduce the insertion impact, and the shape is finished, the loss in processing cost and processing time is reduced. The swaging method was used to make the generated "A" part in forging rather than machining it.

그러나 상기한 스웨이징 공법은 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.However, the swaging method has the following problems.

즉, 상기 중간 "A"부분을 작게 성형하기 위해서는 스웨이징(swaging) 공법을 이용해야 하는데, 상기 스웨이징(swaging) 공법은 설비 및 금형의 신규 개발에 따른 개발기간 및 개발비가 대폭 상승하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.That is, in order to form the middle "A" part small, a swaging method must be used. The swaging method is a large-scale method that significantly increases the development period and development cost according to the new development of equipment and molds. A problem occurred.

또한 상기 종래 기술은 공정 이동에 따른 타임 로스(TIME LOSS)가 발생하는 문제점이 발생 되었다.In addition, the prior art has a problem in that a time loss (TIME LOSS) occurs due to process movement.

그리고 상기 종래 기술은 스웨이징(swaging) 공정 추가로 인한 작업자 추가 배치 및 중공 타입의 경우 내경 치수 정밀도가 저하되는 문제점도 발생 되었다.In addition, the prior art also caused a problem in that the inner diameter dimensional accuracy is lowered in the case of the additional arrangement of workers and the hollow type due to the addition of a swaging process.

특히 상기 종래 기술은 샤프트의 직경이 큰 것을 작게 만들기 때문에 작업이 까다롭고 비용이 상승하게 되는 문제점이 발생 되었다.In particular, since the prior art makes a small shaft having a large diameter, the operation is difficult and the cost is increased.

한편, 종래 롤링(rolling) 공법도 가공량 과다, 소재 로스(loss) 과다 및 가공시간이 증가되는 커다란 문제점이 발생 되었다.On the other hand, the conventional rolling (rolling) method also has large problems in that the processing amount is excessive, the material loss is excessive, and the processing time is increased.

상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 아래와 같은 선행기술문헌들이 개발되었으나, 여전히 상기한 종래 기술의 문제점을 일거에 해결하지 못하는 커다란 문제점이 발생 되었다.In order to solve the above problems, the following prior art documents have been developed in the prior art, but there is still a big problem in that the problems of the prior art cannot be solved at once.

대한민국 등록특허공보 제0611339호(2006. 08. 03)가 등록된바 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 0611339 (2006.08.03) has been registered. 대한민국 등록특허공보 제1223509호(2013. 01. 11)가 등록된바 있다.Republic of Korea Patent Publication No. 1223509 (Jan. 11, 2013) has been registered. 대한민국 공개특허공보 제2012-0111599호(2012. 10. 10)가 공개된바 있다.Korean Patent Publication No. 2012-0111599 (2012. 10. 10) has been published. 대한민국 공개특허공보 제2012-0111599호(2012. 10. 10)가 공개된바 있다.Korean Patent Publication No. 2012-0111599 (2012. 10. 10) has been published.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 압출성형기, 고정다이, 가공펀치, 맨드릴, 롤링성형기, 롤러가이드스토퍼, 롤러가이드몸체, 성형롤러, 롤러A, 롤러B 및 롤러C가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 상기한 기술적 구성에 의한 본 발명의 제2목적은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제3목적은 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제5목적은 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이고, 제6목적은 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 것이고, 제7목적은 별도 공정의 작업자 배치가 필요 없도록 한 것이고, 제8목적은 롤링 가공시 가공량이 감소하는 효과를 제공하고, 제9목적은 롤링 소재의 로스를 감소시킬 수 있도록 한 것이고, 제10목적은 롤링 가공 시간을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이고, 제11목적은 롤링 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 제12목적은 이로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 스티어링 샤프트 및 그 제조방법을 제공한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and includes an extrusion molding machine, a fixed die, a processing punch, a mandrel, a rolling molding machine, a roller guide stopper, a roller guide body, a molding roller, a roller A, a roller B and The first purpose is that the roller C is provided, and the second object of the present invention by the above-described technical configuration is to improve productivity by more conveniently and precisely molding the expansion and rolling of the steering shaft, and the third The purpose is to make the work simple and to reduce the cost because the diameter of the shaft is enlarged greatly. The purpose of the sixth purpose is to eliminate the need for a separate process for pipe expansion, the sixth purpose is to eliminate the need for a separate facility other than the hydraulic forging facility when expanding the shaft, the seventh purpose is to eliminate the need for worker arrangement for a separate process, and the eighth purpose The purpose is to provide the effect of reducing the processing amount during rolling processing, the ninth purpose is to reduce the loss of the rolling material, the tenth purpose is to significantly reduce the rolling processing time, and the eleventh purpose is to It is intended to improve the precision of rolling processing, and the twelfth purpose is to significantly improve the quality and reliability of the steering shaft, thereby satisfying the various needs (needs) of the workers and providing a good image to the steering shaft and its manufacturing. provide a way

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 스티어링 샤프트 소재를 준비하는 단계; 상기 샤프트 소재를 압출성형기의 고정다이에 위치시키되, 샤프트 소재의 일측 내부에 맨드릴을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치의 작동에 의해 샤프트 소재의 일부 직경을 확관시키는 단계; 및 상기 확관된 샤프트 소재를 롤링성형기의 롤러가이드몸체 및 롤러가이드에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러에 의해 샤프트 소재를 롤링 성형하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법을 제공한다.In order to achieve this object, the present invention relates to a method for manufacturing a steering shaft, the steering shaft preparing the material; Positioning the shaft material on a fixed die of the extruder, inserting a mandrel inside one side of the shaft material, and then expanding a part of the diameter of the shaft material by the operation of a processing punch on the opposite side; and inserting the expanded shaft material into the roller guide body and the roller guide of the rolling molding machine, adjusting the roller guide stopper to adjust the rolling position, and then rolling-molding the shaft material by a pair of forming rollers that are rotated; It provides a method of manufacturing a steering shaft, characterized in that.

또한 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트에 관한 것으로, 압출성형기의 고정다이와 가공펀치 및 맨드릴에 의해 스티어링 샤프트 소재의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기의 한 쌍의 성형롤러에 의해 샤프트 소재의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 샤프트를 제공한다.Also, the present invention relates to a steering shaft manufactured by a method for manufacturing a steering shaft, in which a small diameter of a steering shaft material is greatly expanded by a fixed die of an extruder, a processing punch, and a mandrel, and then a pair of rolling molding machines is formed Provided is a steering shaft characterized in that the rolling molding part concavely entered between the both concave and convex parts of the shaft material is formed by a roller, followed by final finishing correction, forging, and micro-processing.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 압출성형기, 고정다이, 가공펀치, 맨드릴, 롤링성형기, 롤러가이드스토퍼, 롤러가이드몸체, 성형롤러, 롤러A, 롤러B 및 롤러C가 구비되도록 한 것이다.As described in detail above, the present invention is such that an extruder, a fixed die, a processing punch, a mandrel, a rolling molding machine, a roller guide stopper, a roller guide body, a forming roller, a roller A, a roller B and a roller C are provided.

상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention according to the above technical configuration is to improve productivity by more conveniently and precisely molding the expansion and rolling of the steering shaft.

또한 본 발명은 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이다.In addition, since the present invention greatly expands the diameter of the shaft, the operation is simple and the cost can be reduced.

그리고 본 발명은 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.And the present invention is to improve the dimensional accuracy of the inner and outer diameters of the shaft.

또한 본 발명은 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이다.In addition, the present invention eliminates the need for a separate process for expanding the shaft.

그리고 본 발명은 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 것이다.And, the present invention eliminates the need for a separate facility other than the hydraulic forging facility when the shaft is expanded.

또한 본 발명은 별도 공정의 작업자 배치가 필요 없도록 한 것이다.In addition, the present invention is to eliminate the need for an operator arrangement of a separate process.

그리고 본 발명은 롤링 가공시 가공량이 감소하는 효과를 제공한다.And the present invention provides an effect of reducing the processing amount during rolling processing.

특히 본 발명은 롤링 소재의 로스를 감소시킬 수 있도록 한 것이다.In particular, the present invention is to reduce the loss of the rolling material.

아울러 본 발명은 롤링 가공 시간을 대폭 감소시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is intended to significantly reduce the rolling processing time.

더하여 본 발명은 롤링 가공의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the present invention is to improve the precision of rolling processing.

본 발명은 상기한 효과로 인해 스티어링 샤프트의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 작업자들의 다양한 욕구(니즈)를 충족시켜 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.The present invention is a very useful invention in which the quality and reliability of the steering shaft are significantly improved due to the above-described effect, thereby satisfying the various desires (needs) of the workers and providing a good image.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention for achieving these effects will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 의(a)는 종래 측면 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 보인 것이고,
도 1 의(b)는 종래 중앙부 최소경 형상 단조 후 가공 공정을 보인 것이다.
도 2 는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 압출성형기의 요부 구성
도.
도 3 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 과
정을 도시한 요부 확대도.
도 4 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 정면 구성
도.
도 5 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 측면 요부
구성도.
도 6 은 본 발명 롤링성형기의 롤러만을 보인 확대 구성도.
도 7 은 본 발명 롤러의 상,하단부를 보인 확대 구성도.
도 8 은 본 발명 스티어링 샤프트의 실제 제품 사진.Figure 1 (a) shows the processing process after forging the conventional side minimum diameter shape,
Figure 1 (b) shows the conventional processing process after forging the smallest diameter shape of the central part.
2 is a main part configuration of an extruder for pipe expansion molding of the steering shaft of the present invention;
do.
(a) (b) (c) (d) (e) (f) of Figure 3 is a process for expanding the steering shaft of the present invention
An enlarged view of the main part showing the still life.
Figure 4 is a front configuration of the rolling molding machine for rolling molding the steering shaft of the present invention;
do.
5 is a side main part of the rolling molding machine for rolling molding the steering shaft of the present invention;
Diagram.
6 is an enlarged configuration view showing only the rollers of the rolling molding machine of the present invention.
7 is an enlarged configuration view showing the upper and lower ends of the roller of the present invention.
8 is an actual product photo of the steering shaft of the present invention.

본 발명에 적용된 스티어링 샤프트 및 그 제조방법은 도 2 내지 도 8 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.The steering shaft and its manufacturing method applied to the present invention are configured as shown in FIGS. 2 to 8 .

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And the terms to be described later are terms set in consideration of the function in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the producer, so the definition should be made based on the content throughout this specification.

또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the bars shown in the drawings.

먼저, 본 발명은 스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 스티어링 샤프트 소재(10)를 준비하는 단계를 거친다.First, the present invention relates to a method of manufacturing a steering shaft, the steering shaft Steps to prepare the material (10) go through.

이후 상기 샤프트 소재(10)를 압출성형기(100)의 고정다이(110)에 위치시키되, 샤프트 소재(10)의 일측 내부에 맨드릴(130)을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치(120)의 작동에 의해 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계를 거친다.After that, the shaft material 10 is placed on the fixed die 110 of the extruder 100, and the mandrel 130 is inserted into one side of the shaft material 10, and then the opposite side processing punch 120 is operated. Through the step of expanding a part of the diameter of the shaft material (10).

이어서 상기 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼(220)를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계;를 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.Then, insert the expanded shaft material 10 into the roller guide body 230 and the roller guide 231 of the rolling molding machine 200, adjust the roller guide stopper 220 to adjust the rolling position, and then rotate a pair of The steering shaft is manufactured through the step of rolling molding the shaft material 10 by the forming roller 250 .

특히 상기 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계는 다음의 각 단계를 거쳐 이루어지게 된다.In particular, the step of expanding a part of the diameter of the shaft material 10 is performed through each of the following steps.

즉, 본 발명은 고정다이(110)에 삽입된 샤프트 소재(10)를 가공펀치(120)로 가압하여 축관을 압출하는 1공정 스플라인 예비성형단계를 거친다.(도3a)That is, the present invention undergoes a one-step spline preforming step of extruding the shaft tube by pressing the shaft material 10 inserted into the fixed die 110 with a processing punch 120 (FIG. 3a).

이후 1공정 성형품을 2공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 2공정 상부 세레이션부를 예비 성형하는 단계를 거친다.(도3b)After that, the step 1 molded product is seated on the step 2 fixed die and pressurized with a processing punch to preform the upper serration part of the step 2 (Fig. 3b).

이어서 2공정 성형품을 3공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 3공정 상부 세레이션을 2단 성형하는 단계를 거친다.(도3c)Then, after placing the 2nd step molded product on the 3rd step fixing die, press it with a processing punch to form the 3rd step upper serration in two stages (Fig. 3c).

이후 3공정 성형품을 4공정 고정다이에 안착시킨 후 성형품 내측에 치수와 형상을 갖는 다이핀을 삽입 후 가공펀치로 가압하여 4공정 샤프트 소재의 일측을 확관시키는 단계를 거친다.(도3d)After that, after the 3-step molded product is seated on the 4-step fixed die, a die pin having the size and shape is inserted inside the molded product and pressurized with a processing punch to expand one side of the 4-step shaft material (Fig. 3d).

이때 상기 4공정은 스플라인부 확관 성형 공정 및 세레이션부 정밀 치수 성형 고정을 수행하게 되고, 아울러 세레이션부의 정밀 치수 성형도 동시에 이루어지게 된다.At this time, in the 4th step, the spline part expansion forming process and the serration part precision dimensional shaping and fixing are performed, and the serration part precision dimension shaping is also made at the same time.

이어서 4공정 성형품을 5공정 고정다이에 안착시킨 후 후공정인 롤링공정의 공정품 삽입과정에서 간섭을 방지하기 위해 5공정인 몸통부 치수를 보정해주는 단계를 거친다.(도3e)Then, after the 4th step molded product is seated on the 5th step fixed die, a step of correcting the dimensions of the body of the 5th step is performed in order to prevent interference in the process of inserting the processed product of the rolling process, which is the post step (Fig. 3e).

이때 상기 5공정은 샤프트 소재 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨 등을 보정해주게 된다.At this time, step 5 corrects buckling or bending that may exist in the shaft material body.

이후 5공정 성형 후 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스플라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 6공정 단계를 거친다.(도3f)Thereafter, after the 5-step molding, the rolling process and the machining process are preceded, and then the 6-process step of forging the spline and the serration part is performed (Fig. 3f).

이때 상기 6공정은 제품 공정 상 롤링 및 가공을 먼저 진행함이 바람직하다.In this case, in step 6, it is preferable that rolling and processing are performed first in the product process.

한편, 상기 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계는 아래와 같은 기술 사상이 포함된다.On the other hand, the step of rolling molding the shaft material 10 includes the following technical idea.

즉, 본 발명은 샤프트 소재(10)를 롤링 위치에 위치시키되, 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 왼쪽 성형롤러는 고정된 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 롤릴 성형하고, 이후 이젝터 망치(240)로 가이드 이젝터(245)를 타격하여 성형된 샤프트 소재(10)를 밀어내어 인출시킴이 바람직하다.That is, in the present invention, the shaft material 10 is placed in the rolling position, the left forming roller among the pair of forming rollers 250 is fixed, and the right forming roller is adjusted to roll the shaft material 10, After that, it is preferable to push out the molded shaft material 10 by hitting the guide ejector 245 with the ejector hammer 240 .

또 한편, 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고,On the other hand, the pair of forming rollers 250 is formed with a concave-convex portion 255 on the outer circumferential surface to form a concave-convex shape in a portion where the pressure is applied in contact with the shaft material 10,

상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 같는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 된다.The pair of forming rollers 250 includes a roller A 251, a roller B 252, and a roller C 253, and a roller B located between the roller A 251 and the roller C 253 ( 252) is formed so that the shape of the cross-section, whose circumference is not a perfect circle, gradually equals the height (L), so that the rolling part located between the concave and convex parts is concave.

이때 상기 롤러B(252)의 단면 형상은 시작점의 단면이 직각에 가깝고, 끝단면은 모따기 형상으로 이루어져 샤프트 소재(10)가 급격하게 압력을 받는 것을 방지하고, 흔들림을 최소화하여 치수 정밀도를 향상시키고, 후가공시 미가공 등의 가공 불량을 최소화 하며 최적의 가공여유를 적용함이 바람직하다.At this time, the cross-sectional shape of the roller B 252 has a cross-section at the starting point close to a right angle, and a chamfer-shaped end surface to prevent the shaft material 10 from being subjected to abrupt pressure, and to minimize shaking to improve dimensional accuracy. During post-processing, it is desirable to minimize processing defects such as unprocessing and to apply the optimum processing allowance.

본 발명은 상기 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)를 제공하게 되는데, 압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.The present invention provides a steering shaft 10 manufactured by the method for manufacturing the steering shaft, which is a steering shaft material by a fixed die 110 of an extruder 100, a processing punch 120, and a mandrel 130. The small diameter of (10) is greatly expanded, and then the rolling molding part concavely entered between the both concavo-convex parts of the shaft material 10 by a pair of molding rollers 250 of the rolling molding machine 200 is formed, and then The steering shaft is manufactured through final finishing correction, forging, and microfabrication.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.On the other hand, the present invention can be variously modified and can take various forms in applying the above-described components.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.And it is to be understood that the present invention is not limited to the particular form mentioned in the above detailed description, but rather, it is intended to cover all modifications and equivalents and substitutes falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. should be understood as

상기와 같이 구성된 본 발명 스티어링 샤프트 및 그 제조방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The effect of the present invention steering shaft and its manufacturing method configured as described above will be described as follows.

우선, 본 발명은 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.First, the present invention is to improve productivity by more conveniently and precisely molding the expansion and rolling of the steering shaft.

이를 위해 본 발명에 적용된 도 2 는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 압출성형기(100)의 요부 구성도로, 샤프트 소재(10)의 내측에 제품 치수를 만족하는 맨드릴(130)를 삽입한다. 그렇게 되면 단조시 샤프트 소재 내경의 인장력 증가로 확관되는 성형공법을 제공하게 된다.For this purpose, FIG. 2 applied to the present invention is a structural diagram of the main part of the extruder 100 for expansion-molding the steering shaft of the present invention, the shaft The mandrel 130 satisfying the product dimensions is inserted inside the material 10 . This provides a forming method that expands the tube by increasing the tensile force of the inner diameter of the shaft material during forging.

특히 도 3 의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)는 본 발명 스티어링 샤프트를 확관 성형하는 과정을 도시한 요부 확대도로, (a)는 제1공정으로 스플라인 예비성형 공정이고, (b)는 제2공정으로 세레이션부 예비성형 공정이고, (c)는 제3고정으로 세레이션부를 2단 성형하는 공정이고, (d)는 제4공정으로 스플라인 확관 성형공정 및 세레이션부 정밀치수 성형 공정을 나타낸 것이고, (e)는 제5고정으로 몸통부에 있을 수 있는 좌굴 또는 휨 등을 보정해주는 것이고, (f)는 제6공정으로 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스를라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 공정을 보인 것이다.In particular, (a) (b) (c) (d) (e) (f) of FIG. 3 is an enlarged view showing the process of expanding the steering shaft of the present invention, (a) is a spline preforming as the first process process, (b) is a second process, a preforming process of the serration part, (c) is a process of forming a serration part in two stages by a third fixing process, (d) is a spline expansion forming process as a fourth process, and The serration part precision dimension forming process is shown, (e) is to correct buckling or bending that may exist in the body part with the fifth fixation, and (f) is the sixth process, which precedes the rolling process and machining process. It shows the process of forging and forming the after-throw line and the serration part.

한편, 도 4 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기(200)의 정면 구성도로, 상기 롤링성형기(200)는 롤러가이드베이스(210)의 상단에 롤러가이드샤프트(221)가 구비되고, 상기 롤러가이드샤프트의 양단에는 각각 롤러가이드스토퍼(22)와 이젝트망치(240)가 구비된다. 또한 상기 롤러가이드샤프트의 상단에는 롤러가이드(231)가 구비된 롤러가이드몸체(230)가 구비되고 그리고 상기 롤러가이드몸체에는 한 쌍의 성형롤러(250)가 구비된다. 이때 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 같는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 된다.On the other hand, Figure 4 is a front configuration view of the rolling molding machine 200 for rolling molding the steering shaft of the present invention, the rolling molding machine 200 is provided with a roller guide shaft 221 on the upper end of the roller guide base 210, the A roller guide stopper 22 and an ejection hammer 240 are provided at both ends of the roller guide shaft, respectively. In addition, a roller guide body 230 provided with a roller guide 231 is provided on the upper end of the roller guide shaft, and a pair of forming rollers 250 are provided on the roller guide body. At this time, the pair of forming rollers 250 includes a roller A 251 , a roller B 252 , and a roller C 253 , and a roller B located between the roller A 251 and the roller C 253 . (252) is formed so that the shape of the cross-section, the circumference of which is not a perfect circle, is formed so that the rolling portion located between the two concavo-convex portions is concave by applying a shape having the same height (L) gradually.

또 한편 도 5 는 본 발명 스티어링 샤프트를 롤링 성형하는 롤링성형기의 측면 요부 구성도이고, 도 6 은 본 발명 롤링성형기의 롤러만을 보인 확대 구성도이고, 도 7 은 본 발명 롤러의 상,하단부를 보인 확대 구성도로, 왼쪽 성형롤러는 시계방향으로 회전하고, 오른쪽 성형롤러는 반시계방향으로 회전하게 되고, 특히 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하게 된다.On the other hand, FIG. 5 is a block diagram of a side main part of a rolling molding machine for rolling molding a steering shaft of the present invention, FIG. 6 is an enlarged configuration diagram showing only the rollers of the rolling molding machine of the present invention, and FIG. 7 is an upper and lower part of the roller of the present invention In an enlarged configuration view, the left forming roller rotates clockwise, and the right forming roller rotates counterclockwise, and in particular, the pair of forming rollers 250 has a concave-convex portion 255 formed on the outer peripheral surface of the shaft material ( 10) and the concave-convex shape is formed in the area where pressure is applied.

상기한 본원발명을 보다 구체적으로 설명하면 압출성형기(100)에서 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스토퍼(22)를 조정하여 한 쌍의 성형롤러(250)의 롤링 위치를 맞춘다.When the above-described present invention is described in more detail, the shaft expanded in the extruder 100 Insert the material 10 into the roller guide body 230 and the roller guide 231 of the rolling molding machine 200, and adjust the roller guide stopper 22 to match the rolling position of the pair of forming rollers 250.

이때 상기 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 좌측 성형롤러는 고정되고, 우측 성형롤러는 유동체 이므로 벌려진 상태로 위치하게 된다.At this time, among the pair of forming rollers 250, the left forming roller is fixed, and the right forming roller is positioned in an open state because it is a fluid.

상기한 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 성형한 후 이젝터마치(240)로 가이드이젝터(245)를 타격하여 샤프트 소재를 밀어 내어 외부로 인출시키게 된다.After shaping the shaft material 10 by adjusting the right shaping roller in the above state, the guide ejector 245 is hit with the ejector machi 240 to push the shaft material out to take it out.

특히 상기 과정에서 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고, 상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 같는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형하게 되고, 상기 높이(L)는 약 3~5mm이고, 양 롤러B(252) 사이의 좁은 간격은 약 10~12mm이고, 넓은 간격은 약 18~20mm가 바람직하다.In particular, in the process, the pair of forming rollers 250 has an uneven portion 255 formed on an outer peripheral surface thereof to form a concave-convex shape in a portion to which pressure is applied in contact with the shaft material 10, and the pair of forming rollers A 250 is composed of a roller A 251, a roller B 252, and a roller C 253, and the roller B 252 located between the roller A 251 and the roller C 253 has a round circumference. By applying a shape whose cross-sectional shape is not the same as the height (L), the rolling part located between the concave and convex parts is formed to be concavely formed, the height (L) is about 3 to 5 mm, and both roller B (252) ), the narrow interval between them is about 10 to 12 mm, and the wide interval is preferably about 18 to 20 mm.

이때 상기 롤러B(252)의 단면 형상은 시작점의 단면이 직각에 가깝고, 끝단면은 모따기 형상으로 이루어져 샤프트 소재(10)가 급격하게 압력을 받는 것을 방지하고, 흔들림을 최소화하여 치수 정밀도를 향상시키고, 후가공시 미가공 등의 가공 불량을 최소화 하며 최적의 가공여유를 적용함이 바람직하다.At this time, the cross-sectional shape of the roller B 252 has a cross-section at the starting point close to a right angle, and a chamfer-shaped end surface to prevent the shaft material 10 from being subjected to abrupt pressure, and to minimize shaking to improve dimensional accuracy. During post-processing, it is desirable to minimize processing defects such as unprocessing and to apply the optimum processing allowance.

상기와 가이 본 발명은 상기 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)를 제공하게 되는데, 압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고, 이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 스티어링 샤프트를 제조하게 된다.The above and Guy The present invention provides a steering shaft 10 manufactured by the method for manufacturing the steering shaft, which is formed by the fixed die 110 of the extruder 100, the processing punch 120 and the mandrel 130. The small diameter of the steering shaft material 10 is enlarged, and then the rolling forming part concavely entered between the both concavo-convex portions of the shaft material 10 is formed by a pair of forming rollers 250 of the rolling forming machine 200 . Then, the steering shaft is manufactured through final finishing correction, forging, and microfabrication.

한편, 도 8 은 본 발명 스티어링 샤프트의 실제 제품 사진으로 압출성형기(100)와 롤링성형기(200)를 이용하여 스티어링 샤프트의 확관과 롤링을 보다 편리하고 정밀하게 성형하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 직경이 작은 것을 크게 확관시키기 때문에 작업이 간단하고 코스트를 절감할 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 내,외경 치수 정밀도를 향상시킬 수 있도록 한 것이고, 샤프트의 확관을 위한 별도의 공정이 필요 없도록 한 것이고, 샤프트의 확관시 유압 단조 설비 외 별도의 설비가 필요 없도록 한 효과를 제공하게 된다.On the other hand, Figure 8 is an actual product photo of the steering shaft of the present invention, using the extruder 100 and the rolling molding machine 200 to more conveniently and precisely mold the expansion and rolling of the steering shaft to improve productivity. , It is designed to simplify work and reduce costs because it greatly expands the diameter of the shaft. This provides the effect of not needing a separate facility other than the hydraulic forging facility when the shaft is expanded.

본 발명 스티어링 샤프트 및 그 제조방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.The technical idea of the steering shaft and its manufacturing method of the present invention is that it is possible to repeatedly implement the same results, and in particular, by implementing the present invention as described above, it is possible to promote technological development and contribute to industrial development, so it is worth protecting.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 샤프트 소재
100: 압출성형기
110: 고정다이
120: 가공펀치
130: 맨드릴
200: 롤링성형기
220: 롤러가이드스토퍼
230: 롤러가이드몸체
250: 성형롤러
251: 롤러A
252: 롤러B
253: 롤러C<Explanation of symbols for main parts of the drawing>
10: shaft Material
100: extruder
110: fixed die
120: processing punch
130: mandrel
200: rolling molding machine
220: roller guide stopper
230: roller guide body
250: forming roller
251: roller A
252: roller B
253: Roller C

Claims (5)

스티어링 샤프트의 제조방법에 관한 것으로,
스티어링 샤프트 소재(10)를 준비하는 단계;
상기 샤프트 소재(10)를 압출성형기(100)의 고정다이(110)에 위치시키되, 샤프트 소재(10)의 일측 내부에 맨드릴(130)을 삽입하고, 이후 반대편 가공펀치(120)의 작동에 의해 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계; 및
상기 확관된 샤프트 소재(10)를 롤링성형기(200)의 롤러가이드몸체(230) 및 롤러가이드(231)에 삽입하고 롤러가이드스톱퍼(220)를 조정하여 롤링 위치를 맞춘 후 회전되는 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
To a method for manufacturing a steering shaft,
steering shaft preparing the material 10;
The shaft material 10 is placed on the fixed die 110 of the extruder 100 , and the mandrel 130 is inserted into one side of the shaft material 10 , and then by the operation of the opposite processing punch 120 . Enlarging a partial diameter of the shaft material (10); and
The expanded shaft material 10 is inserted into the roller guide body 230 and the roller guide 231 of the rolling molding machine 200, the roller guide stopper 220 is adjusted to adjust the rolling position, and then a pair of moldings are rotated A method of manufacturing a steering shaft, characterized in that it includes; rolling molding the shaft material (10) by means of a roller (250).
 청구항 1 에 있어서,
상기 샤프트 소재(10)의 일부 직경을 확관시키는 단계는,
고정다이(110)에 삽입된 샤프트 소재(10)를 가공펀치(120)로 가압하여 축관을 압출하는 1공정 스플라인 예비성형단계;
이후 1공정 성형품을 2공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 2공정 상부 세레이션부를 예비 성형하는 단계;
이어서 2공정 성형품을 3공정 고정다이에 안착시킨 후 가공펀치로 가압하여 3공정 상부 세레이션을 2단 성형하는 단계;
이후 3공정 성형품을 4공정 고정다이에 안착시킨 후 성형품 내측에 치수와 형상을 갖는 다이핀을 삽입 후 가공펀치로 가압하여 4공정 샤프트 소재의 일측을 확관시키는 단계;
이어서 4공정 성형품을 5공정 고정다이에 안착시킨 후 후공정인 롤링공정의 공정품 삽입과정에서 간섭을 방지하기 위해 5공정인 몸통부 치수를 보정해주는 단계; 및
이후 5공정 성형 후 롤링공정 및 가공 공정을 선행한 후 스플라인 및 세레이션부를 단조 성형하는 6공정 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of expanding a part of the diameter of the shaft material 10 is,
One-step spline preforming step of extruding the shaft tube by pressing the shaft material 10 inserted into the fixed die 110 with a processing punch 120;
Thereafter, the step of preforming the upper serration part in the second process by placing the molded product in the first process on the fixed die in the second process and pressurizing it with a processing punch;
Subsequently, the step of forming the upper serration of the third step by placing the molded product in the second step on the third step fixed die and pressing it with a processing punch;
After seating the 3-step molded product on the 4-step fixing die, inserting a die pin having dimensions and a shape inside the molded product and pressing with a processing punch to expand one side of the 4-step shaft material;
Then, after the 4-step molded product is seated on the 5-step fixed die, correcting the dimensions of the body of the 5th step in order to prevent interference in the process of inserting the processed product of the rolling process, which is a post-process; and
After the 5 step forming, the rolling process and the machining process are preceded, and then the 6 step step of forging the spline and the serration part;
 청구항 1 에 있어서,
상기 샤프트 소재(10)를 롤링 성형하는 단계는,
샤프트 소재(10)를 롤링 위치에 위치시키되, 한 쌍의 성형롤러(250) 중에서 왼쪽 성형롤러는 고정된 상태에서 우측 성형롤러를 조정하여 샤프트 소재(10)를 롤릴 성형하고, 이후 이젝터 망치(240)로 가이드 이젝터(245)를 타격하여 성형된 샤프트 소재(10)를 밀어내어 인출시킴을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of rolling molding the shaft material 10,
The shaft material 10 is placed in the rolling position, and the left forming roller among the pair of forming rollers 250 is fixed and the right forming roller is adjusted to roll the shaft material 10, and then the ejector hammer 240 ) by hitting the guide ejector 245 to push out the molded shaft material 10 and take it out.
 청구항 1 또는 3 에 있어서,
상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 외주면에는 요철부(255)가 형성되어 샤프트 소재(10)와 맞닿아 압력이 가해지는 부위에 요철형상을 성형하고,
상기 한 쌍의 성형롤러(250)는 롤러A(251)와 롤러B(252) 및 롤러C(253)로 이루어지되, 상기 롤러A(251)와 롤러C(253)의 사이에 위치한 롤러B(252)는 둘레가 진원이 아닌 단면의 형상이 점진적으로 높이(L)를 같는 형상을 적용하여 양 요철부의 사이에 위치한 롤링부가 오목하게 들어가게 성형함을 특징으로 하는 스티어링 샤프트의 제조방법.
4. The method according to claim 1 or 3,
The pair of forming rollers 250 is formed with a concave-convex portion 255 on the outer peripheral surface to form a concave-convex shape in a portion where the pressure is applied in contact with the shaft material 10,
The pair of forming rollers 250 includes a roller A 251, a roller B 252, and a roller C 253, and a roller B located between the roller A 251 and the roller C 253 ( 252) is a method of manufacturing a steering shaft, characterized in that the shape of the cross section, whose circumference is not a perfect circle, is formed to be concavely formed by applying a shape having the same height (L) as the perimeter and the rolling part located between the concave and convex parts.
 청구항 1 항의 스티어링 샤프트의 제조방법에 의해 제조된 스티어링 샤프트(10)에 관한 것으로,
압출성형기(100)의 고정다이(110)와 가공펀치(120) 및 맨드릴(130)에 의해 스티어링 샤프트 소재(10)의 직경이 작은 것을 크게 확관시키고,
이후 롤링성형기(200)의 한 쌍의 성형롤러(250)에 의해 샤프트 소재(10)의 양 요철부 사이에 오목하게 들어간 롤링 성형부를 성형하고, 이어서 최종 마무리 교정 및 단조 그리고 미세 가공을 거쳐 이루어짐을 특징으로 하는 스티어링 샤프트.
It relates to a steering shaft (10) manufactured by the method for manufacturing the steering shaft of claim 1,
The small diameter of the steering shaft material 10 is greatly expanded by the fixed die 110, the processing punch 120, and the mandrel 130 of the extruder 100,
After that, the rolling molding part concavely entered between the concave and convex parts of the shaft material 10 is formed by a pair of molding rollers 250 of the rolling molding machine 200, and then the final finishing correction, forging, and microfabrication are performed. Characterized steering shaft.
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