WO2012133985A1 - 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치 - Google Patents

스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치 Download PDF

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WO2012133985A1
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upper shaft
dice
seated
disposed
shaft material
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신태중
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주식회사 두합
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    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes

Definitions

  • the present invention relates to an upper shaft forming apparatus of a steering column, in particular, the upper shaft of the steering column that can be easily processed while maintaining the thickness by using a three-way rotation die during the machining of the groove formed on the outer peripheral surface of the upper of the steering shaft It relates to a molding apparatus.
  • the steering device is to arbitrarily change the direction of movement of the vehicle, and the steering mechanism for transmitting the driver's operating force to the steering gear and the link, the steering gear to reduce the rotation of the operating mechanism to approximately 20: 1 to increase the operating force; It is divided into link mechanism which transmits steering gear operation to front wheel.
  • the operation mechanism is composed of a steering wheel, a steering shaft and a column mechanism, the steering gear rack and the pinion structure, the link mechanism is composed of a tie rod and a knuckle arm connected to the rack of the steering gear. It is.
  • the steering shaft of the steering device configured as described above is a means for transmitting the steering force of the steering wheel to the steering gear, the top of the steering wheel is mounted, the lower end of the steering wheel is connected, the upper side is configured to prevent theft of the vehicle
  • the locking groove is formed.
  • a swaging machine for forming a pipe-shaped raw material cut to a predetermined length to the outer diameter of the multi-stage, and a three-stage on the inner peripheral surface of one end of the shaft formed of the multi-stage outer diameter Separate equipment is required to form the migration.
  • Such a conventional steering shaft requires a large number of equipment for shaping the shape of each part, so it is economically expensive to equip each piece of equipment, and the production time and process are increased due to the increase in manufacturing time and disadvantages. There is this.
  • An object of the present invention is an upper shaft of a steering column whose structure is improved to prevent excessive deformation of the groove formed on the outer circumferential surface of the shaft upper, and to prevent thinning of the groove during the machining. It is to provide a molding apparatus of.
  • the present invention for achieving the above object is disposed to be seated on the upper side of the main body and the upper shaft material of the steering column is seated and the tray portion for transferring the seated upper shaft material back and forth as the external pressure is transmitted, It is arranged to press the outer circumferential surface of the conveyed upper shaft material in three directions to form a groove on the outer circumferential surface of the upper shaft material, and a driving force transmission unit for transmitting a rotational driving force to one of the three-direction dice Characterized in that provided.
  • the three-way dice is driven by receiving the driving force from the driving force transmission unit, the main die is formed with a strip-shaped protrusion on the outer peripheral surface, the first and second are disposed in close proximity to the main die in contact with the main dice and the first and second rotation Auxiliary dice are provided.
  • the main dice are formed to have a larger diameter than the first and second auxiliary dice, and the first and second auxiliary dice are formed to have the same diameter.
  • the tray unit has a base plate disposed to be seated on the bottom surface of the main body, a movable block having a cradle which is arranged to be slidable before and after the base plate and the upper shaft material is seated thereon, and the movement. And a push member for pushing and transferring the upper shaft material disposed in proximity to the block and seated on the cradle.
  • the present invention is to improve the structure to be formed at a uniform pressure without reducing the thickness when forming the groove portion of the upper shaft of the steering column, according to the present invention is uniform in three directions when forming the upper shaft Since one pressure can be applied, the molding workability is improved, and since the thickness is not reduced even after the molding is completed, it has a useful effect of preventing durability deterioration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the upper shaft forming apparatus of the steering column according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a three-way dice that is a major part configuration of the present invention.
  • 3 is a right side view of the present invention.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing the upper shaft material molded through the molding apparatus of the present invention.
  • the outer circumferential surface forming work of the upper shaft of the steering column is performed by turning the part corresponding to the joining part of the snap ring for the screw part and the bearing part by using a CNC lathe by turning, forming the groove on the groove part, and then forming the thread serration and It has a manufacturing process which performs hole processing.
  • the groove forming process may have a process of forming R on the outer circumferential surface of the shaft upper by using two existing interlocking dies, but in this case, plastic deformation may occur during contact with the two dies.
  • the present invention provides a molding apparatus capable of molding not only reducing the thickness during molding of the groove, but also preventing deformation from occurring in the molding process.
  • the configuration is the main body 100 consisting of both side walls and the bottom surface connecting them, and the bottom surface of the main body 100
  • the tray part is arranged to be slidably moved forward and backward along a rail formed on the base plate 210 and the base plate 210, which is disposed to be seated on the bottom surface of the main body 100, and is upper in the upper part.
  • the member 250 is comprised.
  • Push member 250 is a function of pushing the upper shaft material (S) seated on the upper portion of the cradle 230 to enter between the gap of the three-way die as the end is moved back and forth as the air is supplied as an external drive source. Do this.
  • the moving block 220 has a structure in which the front and rear movement force is transmitted and moved back and forth as the external drive source (pneumatic) is supplied.
  • the three-way die has a function of transferring the pressing force onto a portion of the outer circumferential surface of the upper shaft after the upper shaft raw material S enters between three die gaps to be molded.
  • the three-way die is rotated by receiving the driving force from the driving force transmission unit, the main dice 310 and the protruding portion 315 is formed on the outer circumferential surface and the main dice 310 are disposed close to the main dice 310 The first and second auxiliary dice 320 and 330 are rotated in contact with each other.
  • the main dice 310 are formed to have a larger diameter than the first and second auxiliary dice 320 and 330.
  • the first and second auxiliary dice 320 and 330 preferably have the same diameter, but may have different diameters.
  • the driving force transmitting unit includes a rotating motor 410 which is driven to rotate as an external power is applied, and a driving shaft 420 which transmits the rotating force of the rotating motor 410 to the main dice 310.
  • the three-way dice is arranged in a structure in which the main dice 310 is rotated by one drive shaft 420 and the first and second dice in which the rotational force of the main dice 310 is rotated are in contact with each other. It is.
  • the upper shaft forming apparatus of the steering column according to the present invention is formed by forming a fine groove on the outer circumferential surface of the upper shaft raw material S via a bite before forming the groove S1, and then forming an upper shaft material in which the groove is pre-molded ( S) is mounted on the upper portion of the cradle 230 using the robot arm.
  • the cradle 230 is moved backward by the moving block 220 is disposed in the correct position.
  • the push member 250 pushes the upper shaft material S seated on the holder 230 as the external air is supplied to enter the gap of the three-way die.
  • the rotary motor 410 of the driving force transmission unit is driven to rotate, and the driving force of the rotary motor 410 passes through the drive shaft 420 to the main dice 310. Is delivered).
  • the main dice 310 are driven to rotate, and thus the first and second auxiliary dice 320 and 330 are also rotated to work together.
  • the protrusion 315 of the main die 310 transmits the pressing force to the outer circumferential surface of the upper shaft material S, thereby recessing the groove portion recessed inward to the outer circumferential surface of the upper shaft material S. S1) is formed.
  • the groove portion S1 is uniformly pushed out of the three-way die from the three-way die, so that the portion of the groove portion S1 is pushed inward without excessive deformation, and thus molding can be performed without variation in thickness.
  • the robot arm grips the upper shaft material S mounted on the holder 230. Separate from the holder (230).
  • the upper shaft material S in which the forming of the groove part S1 is completed, is transferred to the serration processing machine side through the robot arm to perform the serration molding operation.
  • the thickness of the groove portion is not reduced when the handle is mounted on the completed upper shaft, it has sufficient strength and durability to prevent safety accidents such as component breakage.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치는 양측벽과 이를 연결하는 바닥면으로 이루어지는 본체와, 본체의 바닥면 상에 배치되고 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 소재를 전,후로 이송시키기 위한 트레이부와, 트레이부를 매개로 이송된 어퍼 샤프트 소재의 외주면에 대해 3방향으로 배치되어 어퍼 샤프트 소재의 외주면에 홈부를 가공 성형하기 위한 3방향 다이스와, 3방향 다이스중 일부에 회전 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달부로 구성된다.

Description

스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치
본 발명은 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치에 관한 것으로, 특히 스티어링 샤프트의 어퍼의 외주면에 형성되는 홈부의 가공작업시 3방향 회전 다이스를 이용하여 두께를 유지하면서 간편하게 가공할 수 있는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 조향장치는 자동차의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 것으로 운전자의 조작력을 조향기어와 링크로 전달하기 위한 조작기구와, 상기 조작기구의 회전을 대략 20:1로 감속하여 조작력을 크게 하는 조향기어 및 조향기어의 작동을 앞바퀴에 전달하는 링크기구로 구분된다.
여기서, 상기 조작기구는 스티어링 휠, 스티어링 샤프트 및 칼럼 기구로 구성되고, 상기 조향기어 랙과 피니언의 구조로 구성되며, 상기 링크기구는 상기 조향기어의 랙과 연결되는 타이로드 및 너클 암 등으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성되는 조향장치 중 스티어링 샤프트는 스티어링 휠의 조작력을 조향기어에 전달하는 수단으로 상단부에는 스티어링 휠이 장착되고, 하단부에는 조향기어가 연결되도록 구성되며, 상단 측부에는 차량의 도난을 방지하기 위한 록킹홈이 형성된다.
또한, 상기 스티어링 샤프트는 상측으로 갈수록 외경이 작아지는 다단의 파이프형상으로, 일측 단부 내주면에는 세레이션이 형성된다.
이때, 상기와 같은 형상의 스티어링 샤프트를 제작하기 위하여, 소정의 길이로 절단된 파이프형상의 원자재를 다단의 외경으로 성형하기 위한 스웨이징 성형기와, 다단의 외경으로 성형된 샤프트의 일측 단부 내주면에 세레이션을 형성시키기 위한 별도의 장비가 요구된다.
이와 같은 종래의 스티어링 샤프트는 각 부분의 형상을 성형하기 위한 다수개의 장비가 요구되므로 각 장비를 구비하기 위해서는 경제적인 부담이 크고, 여러 장비를 거쳐 제작되므로 제작시간과 공정이 증가되어 생산성도 떨어지는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 샤프트 어퍼의 외주면에 형성되는 홈부의 가공 작업이 과도한 변형이 발생하는 것을 방지함과 아울러, 가공작업시 홈부의 두께가 얇아지는 것을 방지하도록 그 구조가 개선된 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트의 성형장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체의 상측에 안착되도록 배치되고 스티어링 칼럼의 어퍼 샤프트 소재가 안착되며 외부 압력이 전달됨에 따라 상기 안착된 어퍼 샤프트 소재를 전,후로 이송시키기 위한 트레이부와, 상기 이송된 어퍼 샤프트 소재의 외주면을 3방향에서 가압하도록 배치되어 상기 어퍼 샤프트 소재의 외주면에 홈부를 형성하기 위한 3방향 다이스와, 상기 3방향 다이스들 중 하나에 회전 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 3방향 다이스는 상기 구동력 전달부로부터 구동력을 전달받아 회전 구동되고 외주면에 띠 형태의 돌출부가 형성된 주 다이스와, 상기 주 다이스와 근접되게 배치되어 상기 주 다이스와 접촉되어 연동 회전되는 제 1,2보조 다이스를 구비한다.
상기 주 다이스는 상기 제 1,2보조 다이스보다 직경이 크게 형성되고, 상기 제 1,2보조 다이스는 동일한 직경을 갖도록 형성된다.
상기 트레이부는 상기 본체의 바닥면 상측에 안착되도록 배치되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트 상측에 전,후 슬라이딩 이동 가능하도록 배치되고 상부에 상기 어퍼 샤프트 소재가 안착되는 거치대를 갖는 이동블럭과, 상기 이동블럭과 근접되게 배치되고 상기 거치대에 안착된 어퍼 샤프트 소재를 밀어서 이송시키기 위한 푸쉬부재를 구비한다.
본 발명은 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트의 홈부 성형시 두께를 축소시키지 않으면서 균일한 압력으로 성형할 수 있도록 그 구조가 개선된 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 어퍼 샤프트의 성형 작업시 3방향에서 균일한 압력을 가할 수 있으므로 성형 작업성이 향상되고, 성형이 완료된 후에도 두께가 축소되지 않으므로 내구성 저하를 예방할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 주요 부분 구성인 3방향 다이스를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 우측면도.
도 4는 본 발명의 평면도.
도 5는 본 발명 성형장치를 통해 성형된 어퍼 샤프트 소재를 나타낸 단면도.
스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트의 외주면 성형작업은 CNC선반을 이용하여 나사부와 베어링 결합을 위한 스냅링의 결합 부위에 해당하는 부위를 선삭 가공으로 홈 가공하고, 홈부에 대해 R 성형한 후에, 나사산 세레이션 성형 및 홀 가공을 수행하는 제조 공정을 갖는다.
홈부 성형과정은 기존 2개의 맞물려 회전되는 다이스를 이용하여 샤프트 어퍼의 외주면에 R 성형하는 공정을 가질 수 있으나, 이 경우에는 2개의 다이스와 접촉되는 과정에서 소성 변형이 발생할 우려가 있다.
한편, 홈부 성형과정시 바이트로 절삭하는 경우, 두께가 다른 부위보다 얇아지기 때문에 핸들과의 장착후에 파손될 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 홈부의 성형 가공시 두께를 축소하지 않고도 성형이 가능할 뿐만 아니라, 성형 과정에서 변형이 발생하는 것을 예방할 수 있는 성형 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 그 구성은 양측벽과 이를 연결하는 바닥면으로 이루어지는 본체(100)와, 본체(100)의 바닥면 상에 배치되고 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 소재(S)를 전,후로 이송시키기 위한 트레이부와, 트레이부를 매개로 이송된 어퍼 샤프트 소재(S)의 외주면에 대해 3방향으로 배치되어 어퍼 샤프트 소재(S)의 외주면에 홈부(S1)를 가공 성형하기 위한 3방향 다이스와, 3방향 다이스중 일부에 회전 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달부로 구성된다.
더 상세히 설명하면, 트레이부는 본체(100)의 바닥면 상측에 안착되도록 배치되는 베이스 플레이트(210)와, 베이스 플레이트(210) 상측에 형성된 레일을 따라 전,후 슬라이딩 이동 가능하도록 배치되고 상부에 어퍼 샤프트 소재(S)가 안착되는 거치대(230)를 갖는 이동블럭(220)과, 이동블럭(220)과 근접되게 배치되고 거치대(230)에 안착된 어퍼 샤프트 소재(S)를 밀어서 이송시키기 위한 푸쉬부재(250)로 구성된다.
푸쉬부재(250)는 외부의 구동원인 에어가 공급됨에 따라 단부가 전,후로 이동되어 상기 거치대(230) 상부에 안착된 어퍼 샤프트 소재(S)를 3방향 다이스의 틈새 사이로 진입시키도록 밀어내는 기능을 수행한다.
이동블럭(220)은 외부 구동원(공압)이 공급됨에 따라 전,후 이동력이 전달되어 전,후로 이동되는 구조로 되어 있다.
3방향 다이스는 어퍼 샤프트 소재(S)가 3개의 다이스 틈새 사이로 진입된 후에 어퍼 샤프트의 외주면 일부위에 가압력을 전달하여 성형하는 기능을 갖는 것이다.
또, 3방향 다이스는 구동력 전달부로부터 구동력을 전달받아 회전 구동되고 외주면에 띠 형태의 돌출부(315)가 형성된 주 다이스(310)와, 주 다이스(310)와 근접되게 배치되어 상기 주 다이스(310)와 접촉되어 연동 회전되는 제 1,2보조 다이스(320,330)로 구성된다.
주 다이스(310)는 제 1,2보조 다이스(320,330)보다 더 큰 직경을 갖도록 형성된다.
제 1,2보조 다이스(320,330)는 동일한 직경을 갖는 것이 바람직하지만, 서로 다른 직경을 가질 수도 있다.
구동력 전달부는 외부 전원이 인가됨에 따라 구동 회전되는 회전 모터(410)와, 회전 모터(410)의 회전력을 주 다이스(310) 측에 전달하는 구동축(420)으로 구성된다.
즉, 3방향 다이스는 하나의 구동축(420)을 매개로 주 다이스(310)가 회전 동작되고, 회전 동작되는 주 다이스(310)의 회전력이 접촉된 제 1,2다이스를 연동 회전시키는 구조로 배치된 것이다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치는, 홈부(S1) 성형 작업전에 바이트를 매개로 어퍼 샤프트 소재(S)의 외주면에 미세한 홈 형태로 형성한 후에, 홈이 미리 성형된 어퍼 샤프트 소재(S)를 로봇 팔을 이용하여 거치대(230)의 상부에 안착시킨다.
이때, 거치대(230)는 이동블럭(220)에 의해 후진 동작되어 정 위치에 배치된다.
이후에, 푸쉬부재(250)가 외부 에어가 공급됨에 따라 거치대(230)에 안착된 어퍼 샤프트 소재(S)를 3방향 다이스의 틈새 내부로 진입되도록 밀어내는 기능을 수행한다.
어퍼 샤프트 소재(S)가 3방향 다이스의 틈새 내부로 진입된 후에는, 구동력 전달부의 회전 모터(410)가 회전 구동되고, 회전 모터(410)의 구동력이 구동축(420)을 거쳐 주 다이스(310)에 전달된다.
이어서, 주 다이스(310)가 회전 구동되고, 이로 인해 제 1,2보조 다이스(320,330)도 같이 연동되게 회전된다.
3방향 다이스가 회전 구동됨에 따라 주 다이스(310)의 돌출부(315)가 어퍼 샤프트 소재(S)의 외주면에 내측으로 가압력을 전달함으로써, 어퍼 샤프트 소재(S)의 외주면에 내측으로 함몰된 홈부(S1)가 형성된다.
이때, 홈부(S1)는 3방향 다이스로부터 3방향 외부에서 균일한 가압력이 전달되므로, 과도한 변형없이 홈부(S1) 부위가 내측으로 밀려 들어가서 두께의 편차없이 성형작업을 수행할 수 있다.
이후에, 이동블럭(220)이 전진 동작되어 어퍼 샤프트 소재(S)가 본체(100)로부터 이격된 위치까지 이동되면, 로봇 팔이 거치대(230)에 거치된 어퍼 샤프트 소재(S)를 파지하여 거치대(230)로부터 분리시킨다.
또한, 도면에는 미도시되어 있지만, 홈부(S1) 성형이 완료된 어퍼 샤프트 소재(S)는 로봇 팔을 매개로 세레이션 가공기 측으로 이송시켜 세레이션 성형 작업을 수행한다.
이 세레이션 성형작업은 기존의 것과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
따라서, 본 발명은 성형이 완료된 어퍼 샤프트에 핸들이 장착된 경우에 홈부 부위의 두께가 축소되지 않았기 때문에, 충분한 강도와 내구성을 가지게 되어 부품 파손 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

Claims (5)

  1. 본체의 상측에 안착되도록 배치되고 스티어링 칼럼의 어퍼 샤프트 소재가 안착되며 외부 압력이 전달됨에 따라 상기 안착된 어퍼 샤프트 소재를 전,후로 이송시키기 위한 트레이부와,
    상기 이송된 어퍼 샤프트 소재의 외주면을 3 방향에서 가압하도록 배치되어 상기 어퍼 샤프트 소재의 외주면에 홈부를 형성하기 위한 3방향 다이스와,
    상기 3방향 다이스들 중 하나에 회전 구동력을 전달하기 위한 구동력 전달부를 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 3방향 다이스는 상기 구동력 전달부로부터 구동력을 전달받아 회전 구동되고 외주면에 띠 형태의 돌출부가 형성된 주 다이스와,
    상기 주 다이스와 근접되게 배치되어 상기 주 다이스와 접촉되어 연동 회전되는 제 1,2보조 다이스를 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 주 다이스는 상기 제 1,2보조 다이스보다 직경이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 트레이부는 상기 본체의 바닥면 상측에 안착되도록 배치되는 베이스 플레이트와,
    상기 베이스 플레이트 상측에 전,후 슬라이딩 이동 가능하도록 배치되고 상부에 상기 어퍼 샤프트 소재가 안착되는 거치대를 갖는 이동블럭과,
    상기 이동블럭과 근접되게 배치되고 상기 거치대에 안착된 어퍼 샤프트 소재를 밀어서 이송시키기 위한 푸쉬부재를 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 트레이부는 상기 본체의 바닥면 상측에 안착되도록 배치되는 베이스 플레이트와,
    상기 베이스 플레이트 상측에 전,후 슬라이딩 이동 가능하도록 배치되고 상부에 상기 어퍼 샤프트 소재가 안착되는 거치대를 갖는 이동블럭과,
    상기 이동블럭과 근접되게 배치되고 상기 거치대에 안착된 어퍼 샤프트 소재를 밀어서 이송시키기 위한 푸쉬부재를 구비한 것을 특징으로 하는 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치.
PCT/KR2011/004020 2011-04-01 2011-06-01 스티어링 컬럼의 어퍼 샤프트 성형장치 WO2012133985A1 (ko)

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