WO2014209073A1 - 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법 - Google Patents

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WO2014209073A1
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WO
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worm wheel
fastening hub
worm
stopper
fastening
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PCT/KR2014/005769
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English (en)
French (fr)
Inventor
홍성종
김동민
Original Assignee
남양공업주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0409—Electric motor acting on the steering column
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/22—Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065—Moulded gears, e.g. inserts therefor

Definitions

  • the present invention relates to a worm wheel and a manufacturing method of the electric steering device (Worm wheel for electric power steering system and method for manufacturing the same), in more detail, to minimize the machining site and reduce the thickness to pursue lightweight
  • the present invention relates to a worm wheel and a method for manufacturing the same.
  • the electric power assist steering device assists the driver's steering torque by driving the motor in the electronic control device according to the driving conditions of the vehicle detected by the vehicle speed sensor and the steering torque sensor, thereby providing a light and comfortable steering state at low speed driving.
  • it provides a heavy and stable steering state at high speeds, and provides steering performance to maintain an optimal steering feeling for the driver such as enabling rapid steering operation in response to sudden emergency situations.
  • the electric power assisted steering device can be divided into various types according to the mounting position.
  • the column type electric power assisted steering device is used to fix a steering shaft connecting the steering wheel of the driver's seat and the gearbox at the bottom of the vehicle to the vehicle body.
  • a power assist steering device having an electric motor By installing a power assist steering device having an electric motor in the column portion, the rotational force of the steering wheel operated by the driver can be transmitted to the gearbox by the power assist steering device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main structure of a conventional column-type electric steering device, which is provided with a worm shaft 4 having a worm gear portion 2 formed at an intermediate portion thereof, and worm bearings at both ends of the worm shaft 4.
  • (6) are respectively installed to support the worm shaft (4), the worm shaft (4) and the motor shaft (8) is connected to the structure that the worm shaft (4) is rotated by the drive of the motor (10). .
  • a worm wheel 4 is provided on one side of the outer diameter of the worm 2 so that the worm 2 formed in the middle portion of the worm shaft 4 can be bitten off, and the worm wheel 4 is a steering wheel (not shown) operated by a driver. It is mounted on the steering column 12 for transmitting the rotational force of the), so that the rotational force of the worm shaft 4 by the drive of the motor 10 is transmitted to the steering column (12).
  • These worm wheel gear portions 14 and worm shafts 4 which are meshed in a worm gear manner are mounted inside the housing 16 for protection from the outside.
  • An electronic control device (not shown) provided in the vehicle controls the driving of the motor 10 according to the driving conditions of the vehicle, and a steering wheel whose rotational force of the worm shaft 4 by the driving of the motor 10 controls the driver. By being added to the rotational force of the transfer to the steering column 12, it is possible to keep the steering operation state of the driver soft and stable.
  • the electric steering device uses a worm gear 2 and a worm wheel gear 14 to transmit the driving force of the motor 10 to the steering column 12 as described above, such a worm gear 2 and a worm wheel
  • a gear part 14 is made of a metal material, noise or vibration is generated at the parts in contact with each other, thereby limiting the use thereof.
  • the worm shaft 4 on which the worm gear 2 is formed is made of a metal material such as steel
  • the worm wheel gear portion 14 is formed of a plastic material and is formed of a plastic material, for example, a boss made of a metal such as steel. It was made by molding a blank having
  • the present invention has been made to solve the above technical problem, to prevent the worm wheel gear portion from being separated from the fastening hub portion, and to provide a worm wheel of the electric steering apparatus which can be made lighter and thinner and a method of manufacturing the same.
  • the purpose is to solve the above technical problem, to prevent the worm wheel gear portion from being separated from the fastening hub portion, and to provide a worm wheel of the electric steering apparatus which can be made lighter and thinner and a method of manufacturing the same. The purpose.
  • the fastening hub portion formed with a through hole so that the steering column of the vehicle shaft through, and integrally coupled to the edge portion of the fastening hub portion, the outer side A worm wheel gear part engaged with a worm gear of a worm shaft for applying rotational force to the steering column at an edge, wherein the worm wheel gear part is injection molded integrally with the fastening hub part, and the fastening hub part with the worm wheel along an edge Forming grooves are formed to be recessed in the direction of the through hole so that the molding material of the gear portion is filled.
  • the fastening hub portion is cold forged and pressed.
  • a plurality of forming grooves are formed on the edge of the fastening hub portion so as to be spaced apart at predetermined intervals, and a part of the fastening hub portions corresponding to the forming grooves among the edges of the fastening hub portion is in any one direction of the through hole.
  • the first stopper part may be bent in parallel with the first stopper part, and a second stopper part may be formed in a direction opposite to the distal end of the first stopper part.
  • a preferred embodiment of the method for manufacturing a worm wheel of the electric steering apparatus a plurality of through holes through which the steering column is axially penetrated, and a plurality of shaping grooves having a "U" shape along the edge thereof are formed toward the through holes.
  • the bending process may further include forming a second stopper part rounded in the opposite direction to the distal end of the first stopper part, and after the bending process, injection molding a worm wheel gear part integrally with the fastening hub part.
  • the process may further include.
  • the method may further include a cold forging process for cold forging the steel, which is a raw material of the fastening hub unit, before the pressing process.
  • the worm wheel gear portion is prevented from being separated from the fastening hub portion, it improves the reliability of the product, of course, has a higher durability, more It has the effect of making it thinner and lighter.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the main part structure of a column type electric steering apparatus used in the prior art
  • Figure 2 is a perspective view showing a preferred embodiment of the worm wheel of the electric steering apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a partial cutaway perspective view taken along line A-A of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.
  • Figure 5 is a perspective view showing a fastening hub portion of the configuration of the worm wheel of the electric steering apparatus according to the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the fastening hub of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a flow chart showing the manufacturing procedure of the worm wheel manufacturing method of the electric steering apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual view illustrating a cold forging method applied before a pressing process of the manufacturing process of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the bending process of FIG. 7.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a preferred embodiment of the worm wheel of the electric steering apparatus according to the invention
  • Figure 3 is a partial cutaway perspective view taken along the line AA of Figure 2
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of Figure 2
  • 5 is a perspective view showing a fastening hub portion of the worm wheel of the electric steering apparatus according to the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the fastening hub portion of FIG. 5
  • FIG. 7 is a worm wheel of the electric steering apparatus according to the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a cold forging method applied before a pressing process in the manufacturing process of FIG. 7, and
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the bending process of FIG. 7.
  • the configuration overlapping with the conventional configuration will be described with reference to the conventional reference numeral (see FIG. 1).
  • worm wheel 100 of the electric steering apparatus is formed so that the steering column 12 of the vehicle through the shaft.
  • Worm wheel gear unit is integrally coupled to the rim of the rim, and the gear groove 125 is meshed with the worm gear unit 2 of the worm shaft 4 to apply a rotational force to the steering column 12 on the outer edge ( 120).
  • the shaft of the steering column 12 is supported by the boss 119 corresponding to the inner circumferential surface of the through hole 105 of the fastening hub 110.
  • the worm shaft 4 is connected to the shaft of the drive motor 10, not shown, is rotated, the outer circumferential surface of the worm shaft 4 is provided with a worm gear portion 2, the worm gear portion 2 is a worm wheel A spiral gear shape may be formed to be engaged with the gear groove 125 of the gear unit 120.
  • the drive motor 10 When the drive motor 10 is rotated, the worm shaft 4 is rotated while the worm gear 2 is rotated at the same time, the gear groove of the worm wheel gear 120 is engaged with the gear shape of the worm gear 2 As the worm wheel gear 120 is rotated by the 125, the fastening hub part 110 is rotated, so that the steering column 12 is supported through the shaft through the through hole 105 of the fastening hub part 110. Will be rotated.
  • the worm wheel gear 120 may be made of a resin material which is injection molded integrally with the fastening hub 110. Therefore, it creates an advantage that can bring the overall weight of the worm wheel 100 of the electric steering apparatus according to the present invention.
  • the fastening hub 110 is formed through cold forging or press working as a kind of steel.
  • the fastening hub 110 is processed by cold forging, in which a steel is used as a raw material, and then processed to be closer to the final shape in a forging method and then cooled.
  • the fastening hub 110 according to the present invention can be manufactured only by a cold forging process or a pressing process, respectively, but performing both cold forging and pressing processes minimizes the machining site and the processing amount and increases the dimensional accuracy of the product. More effective.
  • the fastening hub portion was produced by a hot forging method.
  • hot forging has a problem that deformation occurs when not sufficiently managed during forging due to a large variation in area, and a large amount of processing for satisfying dimensions, and a heavy weight of the product.
  • the environment for performing hot forging is a high temperature, there is a problem that the environment deteriorates due to defects such as decarburization, surface defects, scratches caused by SCALE, and high temperature work.
  • the present invention by applying a process for cold forging the steel material, which is the raw material of the fastening hub portion, it is possible to minimize the machining portion and the amount of processing, it is possible to significantly increase the dimensional accuracy of the product. In addition, due to the increase in material strength due to work hardening, it exhibits high rigidity even at a thin thickness.
  • the fastening hub 110 may be formed after the cold forging process, such that the through hole 105 is formed through press working, and the forming grooves 117 to be described below are simultaneously formed. That is, as shown in FIG. 9, the forming groove 117 may be formed by piercing or trimming before the bending process described later.
  • a plurality of forming grooves 117 may be formed in the fastening hub part 110 to be recessed toward the through hole 105 so that the molding material of the worm wheel gear part 120 is permeated along the edge. Molding groove 117 may be formed so that the recessed portion of the inner side has a "U" shape.
  • the worm wheel gear 120 is made of a resin material as described above, and is preferably manufactured by a molding method. Therefore, a groove into which the molding material penetrates needs to be formed to form a rigid fixing force (or coupling force) between the worm wheel gear part 120 and the fastening hub part 110.
  • the molding groove formed in the fastening hub part 110 may be formed. 117).
  • the molding groove 117 is a portion where the molding material is filled when the molding material is poured into a mold.
  • the plurality of forming grooves 117 may be provided to be spaced a predetermined distance around the circumference along the edge of the fastening hub portion 110 so as to be partitioned into a plurality of first stoppers 111 to be described later.
  • the edge of the fastening hub 110, the first stopper 111 may be bent in a direction parallel to the penetrating direction of the through hole 105 of the fastening hub 110 by the bending process. .
  • the first stopper part 111 serves to prevent the worm wheel gear part 120 from being spaced outwardly (radial direction) and to prevent any deviation from the outside. As a result, the worm wheel gear 120 may be fixed to the fastening hub part 110 with a stronger fixing force by the first stopper part 111.
  • the first stopper part 111 is preferably formed by performing a bending process in a state where the forming groove 117 is formed (that is, after press working).
  • the plurality of forming grooves 117 may be provided to partition the first stopper part 111 into a plurality of parts. That is, the forming groove 117 is not formed only in the plurality of first stopper portions 111, but adjacent to the first stopper portion 111 is formed to prevent any flow in the circumferential direction of the fastening hub portion 110. It may be formed to overlap a portion of the fastening hub 110.
  • the second stopper part 115 rounded in a direction opposite to the distal end of the first stopper part 111 with a plurality of molding grooves 117 therebetween. Is formed.
  • the second stopper part 115 engages the worm wheel gear part 120 made of a resin material which is injection-molded together with the first stopper part 111 in the up and down direction so that the worm wheel gear part 120 is moved outward (radial direction). It serves to prevent play.
  • the worm wheel gear 120 may be fixed to the fastening hub 110 with a stronger fixing force.
  • a preferred embodiment of the manufacturing method of the worm wheel 100 of the electric steering apparatus according to the present invention, the through-hole 105 through which the steering column 12 is axially penetrated, and the shape of the "U" shape along the rim Press process (S10) for pressing the fastening hub 110 to form a plurality of grooves 117 facing the through-hole 105, and after the pressing process (S10), a plurality of forming grooves 117 corresponding to And a bending process (S20) of forming the first stopper part 111 by bending a part of the fastening hub part 110 in a direction parallel to the penetrating direction of the through hole 105.
  • the first stopper part 111 to be bent in the bending process S20 may form a portion constituting an edge of the fastening hub part 110 among a part of the fastening hub part 110 corresponding to the plurality of forming grooves 117. Will say.
  • the bending process (S20), as shown in FIG. 9, includes a plurality of forming grooves 117 among the edges of the fastening hub part 110 to be inclined at an angle (reference numeral “A” in FIG. 9).
  • the edge of the bent fastening hub 110 is bent in parallel with the boss 119 in the opposite direction (see reference numeral “B” in FIG. 9).
  • the first stopper part 111 is formed by changing the edge of the fastening hub part 110 in the “B” direction in the bending process S20, the first stopper part 111 is rounded in the opposite direction.
  • the forklift second stopper 115 is formed.
  • the bending process (S20) may further include an injection process (S30) for injection molding the worm wheel gear unit 120 integrally with the fastening hub (110).
  • the injection process (S30) the molding material constituting the worm wheel gear 120 as the molding groove 117 penetrates into the first stopper part 111 to be finally bonded to each other to have a more firm fixing force.
  • the injection step (S30) it is preferable that the injection molding by insert injection method. That is, after inserting the fastening hub 110 into a mold mold not shown in advance, by pouring a molding material into the molded mold mold, it is possible to manufacture a preferred embodiment of the worm wheel according to the present invention. .
  • the process is simple and has a more firm fixing force, and creates an advantage that can be reduced in weight.
  • the present invention by preventing the worm wheel gear portion from being separated from the fastening hub portion, it is possible to manufacture the worm wheel of the electric steering apparatus having high reliability and strong durability.

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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 차량의 조향 컬럼이 축 관통하도록 관통홀이 형성된 체결 허브부와, 상기 체결 허브부의 테두리부에 일체로 결합되고, 외측 테두리에 상기 조향 컬럼에 회전력을 부가하는 웜샤프트의 웜 기어와 치합되는 웜휠기어부를 포함하고, 상기 웜휠기어부는 상기 체결 허브부에 일체로 사출 성형되되, 상기 체결 허브부에는, 테두리를 따라 상기 웜휠 기어부의 몰딩 재료가 채워지도록 상기 관통홀 방향으로 함몰되게 가공된 성형홈이 형성됨으로써, 그 제조방법이 비교적 간단하면서도, 경량화를 추구할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법
본 발명은 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법(Worm wheel for electric power steering system and method for manufacturing the same)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가공 부위를 최소화하고 두께를 감소시켜 경량화를 추구할 수 있는 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법에 관한 것이다.
차량에 구비되는 조향장치의 최근 기술 동향은 조향 상태의 안정성 및 부드럽고 편안한 조향감 등 안전과 함께 운전자의 편리성을 추구하는 방향으로 연구개발이 이루어지고 있다. 이러한 개발 추세에 따라 운전자의 조향감을 향상시키기 위한 방법으로 유압식 또는 전동식 등의 다양한 동력 보조 조향장치들이 개발되고 있는데, 유압식에 비해 전동식이 경량화되고 에너지 소모량이 적으며 차량 연비가 향상되는 이점 때문에 전동식 동력 보조 조향장치들의 사용이 늘어나고 있는 추세에 있다.
일반적으로, 전동식 동력 보조 조향장치는 차속 센서 및 조향 토크 센서 등에서 감지한 차량의 운행 조건에 따라 전자 제어 장치에서 모터를 구동시켜 운전자의 조향 토크를 보조함으로써, 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향 상태를 제공하고, 고속 운행시에는 무겁고 안정적인 조향 상태를 제공하며, 돌발적인 비상 상황에서는 이에 대처하여 급속한 조향 운전이 가능하도록 하는 등 운전자에게 최적의 조향감을 유지할 수 있도록 하는 조향성능을 제공한다.
이러한 전동식 동력 보조 조향장치는 장착되는 위치에 따라 여러 가지 종류로 나눠질 수 있는데, 컬럼 타입 전동식 동력 보조 조향장치는 운전석의 조향휠과 차량 하부의 기어박스를 연결하는 조향축을 차체에 고정하기 위한 조향컬럼 부위에 전동 모터를 구비한 동력 보조 조향장치를 설치하여, 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력이 동력 보조 조향장치에 의해서 기어박스에 전달될 수 있도록 하는 장치이다.
도 1은 종래에 사용하는 컬럼 타입 전동식 조향장치의 요부 구조를 나타낸 단면도로서, 중간부에 웜 기어부(2)가 형성된 웜샤프트(4)가 구비되고, 웜샤프트(4)의 양단에는 웜베어링(6)이 각각 설치되어 웜샤프트(4)를 지지하며, 웜샤프트(4)와 모터축(8)이 연결되어 모터(10)의 구동에 의해 웜샤프트(4)가 회전하는 구조로 되어 있다.
웜샤프트(4)의 중간부에 형성된 웜(2)과 이물림될 수 있도록 웜(2)의 외경 일측에는 웜휠(4)이 구비되며, 웜휠(4)은 운전자가 조작하는 조향휠(미도시)의 회전력을 전달하는 조향 컬럼(12)에 장착되어, 모터(10)의 구동에 의한 웜샤프트(4)의 회전력이 조향 컬럼(12)에 전달되게 한다. 웜기어 방식으로 치합되는 이들 웜휠기어부(14)와 웜샤프트(4)는 외부로부터의 보호를 위해 하우징(16)의 내부에 장착되어 있다.
차량의 운행 조건에 따라 차량에 구비된 전자제어장치(미도시)가 모터(10)의 구동을 제어하고, 모터(10)의 구동에 의한 웜샤프트(4)의 회전력이 운전자가 조작하는 조향휠의 회전력에 부가되어 조향 컬럼(12)에 전달됨으로써, 운전자의 조향 운전 상태를 부드럽고 안정적으로 유지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 전동식 조향장치는 상술한 바와 같이 조향 컬럼(12)에 모터(10)의 구동력을 전달하기 위해서 웜 기어(2)와 웜휠기어부(14)를 이용하는데, 이러한 웜 기어(2)와 웜휠기어부(14)를 금속 재질로 만들 경우에 서로 접촉되는 부위에서 소음 또는 진동이 발생하여 사용상 제한을 받아왔다.
이에 따라, 웜 기어(2)가 형성된 웜샤프트(4)는 강(鋼)과 같은 금속 재질로 만들어지고, 웜휠기어부(14)는 예컨대 강과 같은 금속으로 이루어진 보스에다 플라스틱 재질로 형성되고 치형상부를 갖는 블랭크를 일체로 성형하여 만들어졌다.
그런데, 근래에 조향 보조력이 고출력화가 진행됨에 따라 양쪽 웜 기어 및 웜휠기어부의 마모가 증대하고 이로 인하여 백래쉬의 발생을 피할 수 없으며, 이와 같은 백래쉬에 의해 진동 및 래틀노이즈가 일어나게 되고, 특히 오프로드(offroad) 상에서는 이러한 진동 및 래틀노이즈가 차량의 실내에까지 전달되어 운전자에게 불쾌감을 야기시키는 문제점이 있었다.
아울러, 플라스틱 재질의 블랭크가 강한 마찰에 의하여 보스로부터 밀려나거나 이탈되는 문제점이 야기되었고, 이를 해결하기 위하여 보다 두꺼운 웜휠의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 체결 허브부로부터 웜휠기어부가 이탈되는 것을 방지함과 아울러, 보다 가볍고 보다 얇게 제작할 수 있는 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예는, 차량의 조향 컬럼이 축 관통하도록 관통홀이 형성된 체결 허브부와, 상기 체결 허브부의 테두리부에 일체로 결합되고, 외측 테두리에 상기 조향 컬럼에 회전력을 부가하는 웜샤프트의 웜 기어와 치합되는 웜휠기어부를 포함하고, 상기 웜휠기어부는 상기 체결 허브부에 일체로 사출 성형되되, 상기 체결 허브부에는, 테두리를 따라 상기 웜휠 기어부의 몰딩 재료가 채워지도록 상기 관통홀 방향으로 함몰되게 가공된 성형홈이 형성된다.
여기서, 상기 체결 허브부는, 냉간 단조 및 프레스 가공되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 체결 허브부의 테두리에는, 상기 성형홈이 소정 간격으로 이격되게 복수개 형성되고, 상기 체결 허브부의 테두리 중 상기 성형홈 사이에 해당하는 상기 체결 허브부의 일부는, 상기 관통홀의 관통방향 중 어느 일방향과 평행되게 벤딩되어 제1 스토퍼부를 형성하고, 상기 제1 스토퍼부의 선단부에 대하여 반대방향으로 라운드진 제2 스토퍼부가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠의 제조방법의 바람직한 일실시예는, 조향 컬럼이 축 관통되는 관통홀과, 테두리를 따라 "Ｕ"자 형상의 성형홈이 상기 관통홀을 향하게 복수개 형성되도록 체결 허브부를 프레스 가공하는 프레스 공정과, 상기 프레스 공정 후, 상기 복수개의 성형홈 사이에 해당하는 상기 체결 허브부의 일부를 상기 관통홀의 관통방향과 평행되는 방향으로 벤딩시켜 제1 스토퍼부를 성형하는 벤딩 공정을 포함한다.
여기서, 상기 벤딩 공정은, 상기 제1 스토퍼부의 선단부에 반대 방향으로 라운드진 제2 스토퍼부를 형성하는 공정을 더 포함하고, 상기 벤딩 공정 후, 상기 체결 허브부에 일체로 웜휠기어부를 사출 성형하는 사출 공정을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 상기 프레스 공정 전 상기 체결 허브부의 원 재료인 강재를 냉간 단조시키는 냉간 단조 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예에 따르면, 웜휠기어부를 체결 허브부로부터 이탈되는 것을 방지하므로, 제품의 신뢰성을 향상시킴은 물론, 보다 강한 내구성을 가지므로, 보다 얇고 보다 가볍게 제작할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 종래에 사용되는 컬럼 타입 전동식 조향장치의 요부 구조를 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2의 A-A선을 따라 취한 일부 절개 사시도이고,
도 4는 도 2의 B-B선을 따라 취한 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠의 구성 중 체결 허브부를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 5의 체결 허브부를 절개한 단면도이며,
도 7은 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 제조방법의 제작 순서를 나타낸 순서도이며,
도 8은 도 7의 제조 공정 중 프레스 공정 전 적용되는 냉간 단조 공법을 나타낸 개념도이고,
도 9는 도 7의 벤딩 공정을 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 따라 취한 일부 절개 사시도이며, 도 4는 도 2의 B-B선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠의 구성 중 체결 허브부를 나타낸 사시도이며, 도 6은 도 5의 체결 허브부를 절개한 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 제조방법의 제작 순서를 나타낸 순서도이 며, 도 8은 도 7의 제조 공정 중 프레스 공정 전 적용되는 냉간 단조 공법을 나타낸 개념도이고, 도 9는 도 7의 벤딩 공정을 나타낸 개념도이다. 종래의 구성과 중첩되는 구성에 대하여는 종래의 도면부호(도 1 참조)를 지시하여 설명한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠(100)의 바람직한 일실시예는, 차량의 조향 컬럼(12)이 축 관통하도록 관통홀(105)이 형성된 체결 허브부(110)와, 체결 허브부(110)의 테두리부에 일체로 결합되고, 외측 테두리에 상기 조향 컬럼(12)에 회전력을 부가하는 웜샤프트(4)의 웜 기어부(2)와 치합되는 기어홈(125)이 형성된 웜휠기어부(120)를 포함한다. 조향 컬럼(12)의 축은 체결 허브부(110)의 관통홀(105) 내주면에 해당하는 보스부(119)에 의하여 지지된다.
여기서, 웜샤프트(4)는 미도시의 구동모터(10)의 축에 연결되어 회전되고, 웜샤프트(4)의 외주면에는 웜 기어부(2)가 구비되며, 웜 기어부(2)는 웜휠기어부(120)의 기어홈(125)과 치합되도록 나선형의 기어 형상이 형성될 수 있다.
구동모터(10)가 회전되면, 웜샤프트(4)가 회전되면서 웜 기어부(2)가 동시에 회전되고, 웜 기어부(2)의 기어 형상에 치합되어 있는 웜휠기어부(120)의 기어홈(125)에 의하여 웜휠기어부(120)가 회전되면서 체결 허브부(110)가 회전되고, 이로 인하여 체결 허브부(110)의 관통홀(105)을 축 관통하여 지지되는 조향 컬럼(12)이 회전되게 되는 것이다.
웜휠기어부(120)는 체결 허브부(110)에 일체로 사출 성형되는 수지 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠(100)의 전체적인 경량화를 가져올 수 있는 이점을 창출한다.
한편, 체결 허브부(110)는, 일종의 강재로써 냉간 단조 또는 프레스 가공을 통해 형성된다. 보다 상세하게는, 도 8을 참조하면, 체결 허브부(110)는, 원 재료가 되는 강재에 열을 가한 후 단조 방식으로 점점 최종 형상에 가깝도록 가공한 다음 냉각시키는 냉간 단조 공법으로 가공한다.
본 발명에 따른 체결 허브부(110)는 냉간 단조 공정 또는 프레스 공정만으로 각각 제작할 수 있지만, 냉간 단조와 프레스 공정을 모두 수행하는 것이 가공부위 및 가공량을 최소화하고, 제품의 치수정밀도를 높이는 데에 보다 효과적이다.
본 발명에 따른 체결 허브부 제조공정을 종래기술과 비교하여 설명하면, 종래기술에 따른 웜휠 제조방법에 의할 때, 상기 체결 허브부를 열간단조공법으로 제작하였다. 하지만, 열간단조는 면적의 편차가 크므로 단조시에 충분한 관리를 하지 않으면 변형이 생기는 문제가 발생하고, 치수 만족을 위해 가공량이 많아지며, 제품의 중량이 무거워지는 문제가 있었다. 또한, 열간단조를 행하기 위한 환경이 고온이기 때문에 탈탄, 표면불량, SCALE에 의한 타흔흠 등의 결점과 고온작업 때문에 환경이 악화되는 문제가 있었다.
이에 비해, 본 발명에서는 상기 체결 허브부의 원 재료인 강재를 냉간 단조시키는 공정을 적용하여, 가공부위 및 가공량을 최소화할 수 있고, 제품의 치수정밀도를 크게 높일 수 있다. 또한 가공경화에 의한 소재강도의 증가로 얇은 두께에서도 높은 강성을 나타내기 때문에, 제품의 살빼기를 통한 경량화가 가능한 이점이 있다.
체결 허브부(110)는 냉간 단조 공정 후, 프레스 가공을 통해 관통홀(105)이 형성됨은 물론 후술하는 성형홈(117)이 동시에 형성되도록 가공 형성될 수 있다. 즉, 도 9에 참조된 바와 같이, 후술하는 벤딩 공정 전에 미리 성형홈(117)을 피어싱 또는 트리밍하여 형성할 수 있다.
체결 허브부(110)에는, 테두리를 따라 웜휠기어부(120)의 몰딩 재료가 스며들도록 관통홀(105)을 향하여 함몰되게 복수개의 성형홈(117)이 형성될 수 있다. 성형홈(117)은 대략 내측의 함몰된 부분이 "Ｕ"자 형상을 갖도록 형성될 수 있다.
웜휠기어부(120)는 상술한 바와 같이 수지 재질로 이루어지는 바, 몰딩 공법에 의하여 제조되는 것이 바람직하다. 따라서, 웜휠기어부(120)와 체결 허브부(110) 사이의 견고한 고정력(또는 결합력)을 위하여 몰딩 재료가 스며드는 홈이 가공 형성될 필요가 있는데, 체결 허브부(110)에 형성된 상기 성형홈(117)이 바로 그것이다.
성형홈(117) 내부로는 웜휠기어부(120)의 형성을 위해, 몰딩 재료를 금형에 부을 경우 몰딩 재료가 채워지는 부분이다.
아울러, 복수개의 성형홈(117)은 후술하는 제1 스토퍼부(111)를 복수개로 구획되도록 체결 허브부(110)의 테두리를 따라 둘레 전체에 소정 간격 이격되도록 구비될 수 있다.
한편, 체결 허브부(110)의 테두리에는, 제1 스토퍼부(111)가 벤딩 공정에 의하여 체결 허브부(110)의 관통홀(105)의 관통 방향과 평행되는 방향으로 벤딩되어 형성될 수 있다.
제1 스토퍼부(111)는, 웜휠기어부(120)가 외측(경방향)으로 유격되는 것을 방지함은 물론, 외측으로 임의 이탈되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이로써, 제1 스토퍼부(111)에 의하여 웜휠기어부(120)가 체결 허브부(110)에 보다 견고한 고정력으로 고정될 수 있게 된다.
제1 스토퍼부(111)는 성형홈(117)이 형성된 상태에서(즉, 프레스 가공 후에) 벤딩 공정을 수행하여 형성하는 것이 공정상 바람직하다.
복수개의 성형홈(117)은 제1 스토퍼부(111)를 복수개로 구획되도록 구비될 수 있다. 즉, 성형홈(117)은 복수개의 제1 스토퍼부(111)에만 형성되는 것이 아니라, 체결 허브부(110)의 원주 방향에 대한 임의 유동을 방지하기 위하여 제1 스토퍼부(111)가 형성된 인접하는 체결 허브부(110)의 일부에 오버랩되도록 형성될 수 있다.
제1 스토퍼부(111)를 벤딩 공정에 의하여 형성하면, 복수개의 성형홈(117)을 각각 사이에 두고 제1 스토퍼부(111)의 선단부에 대하여 반대 방향으로 라운드진 제2 스토퍼부(115)가 형성된다.
제2 스토퍼부(115)는 제1 스토퍼부(111)와 함께 사출 성형되는 수지 재질의 웜휠기어부(120)를 상하 방향에서 모두 걸림되도록 함으로써 웜휠기어부(120)가 외측(경방향)으로 유격되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이와 같은 제1 스토퍼부(111) 및 제2 스토퍼부(115)에 의하여 웜휠기어부(120)가 체결 허브부(110)에 보다 견고한 고정력으로 고정될 수 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠(100)의 제조방법의 바람직한 일실시예는, 조향 컬럼(12)이 축 관통되는 관통홀(105)과, 테두리를 따라 "Ｕ"자 형상의 성형홈(117)이 관통홀(105)을 향하게 복수개 형성되도록 체결 허브부(110)를 프레스 가공하는 프레스 공정(S10)과, 프레스 공정(S10) 후, 복수개의 성형홈(117) 사이에 해당하는 체결 허브부(110)의 일부를 관통홀(105)의 관통 방향과 평행되는 방향으로 벤딩시켜 제1 스토퍼부(111)를 성형하는 벤딩 공정(S20)을 포함한다.
벤딩 공정(S20)에서 벤딩되는 제1 스토퍼부(111)는 상기 복수개의 성형홈(117) 사이에 해당하는 체결 허브부(110)의 일부 중 체결 허브부(110)의 테두리를 구성하는 부분을 말한다고 할 것이다.
특히, 벤딩 공정(S20)은, 도 9에 참조된 바와 같이, 체결 허브부(110)의 테두리 중 복수개의 성형홈(117)이 포함되도록 소정 각도 경사진 방향(도 9의 도면부호 "A" 참조)으로 1차 벤딩시킨 후, 벤딩된 체결 허브부(110)의 테두리 끝 부분을 반대 방향(도 9의 도면부호 "B" 참조)으로 보스부(119)와 평행되게 벤딩시키는 공정이다. 특히, 벤딩 공정(S20)에서 "B" 방향으로 체결 허브부(110)의 테두리를 변경하여 제1 스토퍼부(111)를 형성할 때, 제1 스토퍼부(111)의 선단부의 반대 방향으로 라운드지게 제2 스토퍼부(115)가 형성된다.
여기서, 벤딩 공정(S20) 후, 체결 허브부(110)에 일체로 웜휠기어부(120)를 사출 성형하는 사출 공정(S30)을 더 포함할 수 있다. 사출 공정(S30)시 성형홈(117)으로 웜휠기어부(120)를 구성하게 될 몰딩 재료가 스며들어감으로써 최종적으로 제1 스토퍼부(111)와 상호 결합되어 보다 견고한 고정력을 갖게 되는 것이다.
또한, 사출 공정(S30)은, 인서트 사출 방식으로 사출 성형됨이 바람직하다. 즉, 미리 마련된 미도시의 금형 성형틀에 체결 허브부(110)를 삽입한 후, 형합된 금형 성형틀 내부로 몰딩 재료를 부어 넣음으로써 본 발명에 따른 웜휠의 바람직한 일실시예를 제작할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠(100)의 제조방법에 의하면, 공정이 단순하면서도 보다 견고한 고정력을 가지면서, 경량화를 추구할 수 있는 이점을 창출한다.
이상, 본 발명에 따른 전동식 조향장치의 웜휠 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
본 발명에 따르면, 웜휠기어부를 체결 허브부로부터 이탈되는 것을 방지함으로써, 높은 신뢰성과 강한 내구성을 가진 전동식 조향장치의 웜휠을 제조할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량의 조향 컬럼이 축 관통하도록 관통홀이 형성된 체결 허브부와;
    상기 체결 허브부의 테두리부에 일체로 결합되고, 외측 테두리에 상기 조향 컬럼에 회전력을 부가하는 웜샤프트의 웜 기어와 치합되는 웜휠기어부를 포함하고,
    상기 웜휠기어부는 상기 체결 허브부에 일체로 사출 성형되되, 상기 체결 허브부에는, 테두리를 따라 상기 웜휠 기어부의 몰딩 재료가 채워지도록 상기 관통홀 방향으로 함몰되게 가공된 성형홈이 형성된 전동식 조향장치의 웜휠.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 체결 허브부는, 냉간 단조 또는 프레스 가공되는 전동식 조향장치의 웜휠.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 체결 허브부의 테두리에는, 상기 성형홈이 소정 간격으로 이격되게 복수개 형성되고,
    상기 체결 허브부의 테두리 중 상기 성형홈 사이에 해당하는 상기 체결 허브부의 일부는, 상기 관통홀의 관통방향 중 어느 일방향과 평행되게 벤딩되어 제1 스토퍼부를 형성하고, 상기 제1 스토퍼부의 선단부에 대하여 반대방향으로 라운드진 제2 스토퍼부가 형성되는 전동식 조향장치의 웜휠.
  4. 조향 컬럼이 축 관통되는 관통홀과, 테두리를 따라 "Ｕ"자 형상의 성형홈이 상기 관통홀을 향하게 복수개 형성되도록 체결 허브부를 프레스 가공하는 프레스 공정과;
    상기 프레스 공정 후, 상기 복수개의 성형홈 사이에 해당하는 상기 체결 허브부의 일부를 상기 관통홀의 관통방향과 평행되는 방향으로 벤딩시켜 제1 스토퍼부를 성형하는 벤딩 공정을 포함하는 전동식 조향장치의 웜휠 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 벤딩 공정은, 상기 제1 스토퍼부의 선단부에 반대 방향으로 라운드진 제2 스토퍼부를 형성하는 공정을 더 포함하고,
    상기 벤딩 공정 후, 상기 체결 허브부에 일체로 웜휠기어부를 사출 성형하는 사출 공정을 더 포함하는 전동식 조향장치의 웜휠 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 프레스 공정 전 상기 체결 허브부의 원 재료인 강재를 냉간 단조시키는 냉간 단조 공정을 더 포함하는 전동식 조향장치의 웜휠 제조방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004217051A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Koyo Seiko Co Ltd 電動式パワーステアリング装置、歯車及び歯車の製造方法
JP2004314846A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
WO2013084613A1 (ja) * 2011-12-07 2013-06-13 日本精工株式会社 ウォームホイールおよび電動式パワーステアリング装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004217051A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Koyo Seiko Co Ltd 電動式パワーステアリング装置、歯車及び歯車の製造方法
JP2004314846A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置
WO2013084613A1 (ja) * 2011-12-07 2013-06-13 日本精工株式会社 ウォームホイールおよび電動式パワーステアリング装置

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