KR101425966B1 - 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 결치 부위를 갖는 스플라인부에 대한 성형이 간단히 이루어질 수 있도록 함과 더불어 가공 정밀도의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 출력샤프트의 전면 및 후면 회전 중심을 지지하면서 상기 출력샤프트가 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 센터부재; 상기 출력샤프트의 저부에 승강 가능하게 설치되면서 상기 출력샤프트를 이루는 결합부의 위치결정면이 선택적으로 안착되는 위치결정지그; 상기 출력샤프트의 둘레면 양측에 각각 위치된 상태로 수평 이동 가능하게 설치됨과 더불어 둘레면이 상기 출력샤프트의 둘레면과 접촉된 상태로 회전되도록 구성되며, 상기 출력샤프트의 결합부에 맞닿는 지지다이와, 상기 지지다이에 결합 고정됨과 더불어 상기 출력샤프트의 스플라인부에 맞닿으면서 상기 스플라인부의 스플라인 및 복수의 결치 부위에 대한 성형을 위한 스플라인 및 결치 부위를 갖는 스플라인다이를 구비하여 이루어진 한 쌍의 성형다이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치가 제공된다.

Description

차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법{form rolling device for form rolling a output shaft of steering apparatus and manufacturing method thereof}

본 발명은 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것으로써, 더욱 구체적으로는 차량용 조향장치에 사용되는 샤프트의 복수의 결치 부위를 갖는 스플라인부의 성형을 위한 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 조향장치는 운전자에 의한 조향 조작이 발생될 경우 이 조작에 따른 조작력을 전달받아 조향 바퀴로 전달함으로써 해당 차량의 진행 방향을 바꿀 수 있도록 하는 장치이다.

이와 같은 차량용 조향장치는 통상적으로 입력샤프트 및 출력샤프트를 갖는 컬럼유니트와, 조향력을 제공받아 해당 차량의 바퀴가 조향되도록 하는 기어박스 그리고, 상기 컬럼유니트와 기어박스를 연결하는 중간축 등을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 컬럼유니트는 입력샤프트와 출력샤프트를 포함하며, 상기 입력샤프트는 운전자의 조향 조작을 위한 핸들로부터 조향력을 제공받는 부위이고, 상기 출력샤프트는 상기 입력샤프트를 통해 제공받은 조향력을 상기 중간축을 통해 기어박스로 전달하는 부위이다.

상기와 같은 차량용 조향장치의 각 구성 중 상기 출력샤프트(10)는 상대 구조물에 따라 다양한 형상으로 형성되며, 기본적으로는 첨부된 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 외주면에 스플라인(12a)이 형성된 스플라인부(12)를 갖는 구조가 주로 사용되고 있다.

상기 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)는 통상 전조(form rolling) 공정을 통해 가공되는데, 최근에는 상기 출력샤프트(10)에 더욱 다양한 기능의 부가를 위해 상기 스플라인부(12)에 한 곳 이상의 결치 부위(12b)를 갖도록 성형됨에 따라 전술된 통상의 전조 공정으로는 상기 결치 부위(12b)를 갖는 스플라인부(12)를 성형할 수가 없었다.

이에 종래에는, 상기 전조 공정을 통한 스플라인부(12)의 성형을 수행한 이후에 별도의 절삭가공을 통해 상기 결치 부위(12b)를 추가로 성형하였다.

하지만, 도시된 바와 같이 둘 이상의 결치 부위(12b)가 성형되는 경우에는 각 결치 부위(12b)를 한 공정에 의해 일괄 성형할 수가 없기 때문에 각 결치 부위(12b)마다 각각의 절삭공정을 개별 진행할 수밖에 없었으며, 특히 도시된 바와 같이 스플라인부(12)가 해당 출력샤프트(10)의 최외측에 형성되는 것이 아닌 내측 부위에 형성되는 구조의 경우 상기 결치 부위(12b)에 대한 가공이 더욱 어려웠기 때문에 작업 효율이 극히 낮을 뿐 아니라 가공 단가의 상승이 야기되었던 문제점이 있다.

더욱이, 각 결치 부위(12b)에 대한 위치 및 가공 정밀도는 해당 작업자의 숙련도에 따라 크게 달라질 수밖에 없었던 문제점 역시 있다.

본 발명은 전술된 종래 기술에 따른 각종 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 복수의 결치 부위를 갖는 스플라인부에 대한 성형이 간단히 이루어질 수 있도록 함과 더불어 가공 정밀도의 향상을 이룰 수 있도록 한 새로운 형태에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치에 따르면 상대 구성물과 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 측부에 위치되면서 외주면의 원주 방향을 따라 스플라인이 성형됨과 더불어 일부에는 상기 스플라인이 성형되지 않은 복수의 결치 부위를 가지는 스플라인부를 포함하며, 어느 한 임의의 부위에는 위치결정면이 형성된 차량용 조향장치의 샤프트를 가공하는 장치에 있어서, 상기 장치는 상기 샤프트의 전면 및 후면 회전 중심을 지지하면서 상기 샤프트가 회전 가능하게 설치되도록 하는 한 쌍의 센터부재; 상기 샤프트의 위치결정면에 선택적으로 접촉되면서 해당 샤프트의 기준 위치를 셋팅하는 위치결정지그; 그리고, 상기 샤프트의 둘레면 양측에 각각 위치된 상태로 수평 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 샤프트의 양측 둘레면에 접촉된 상태로 동작되면서 상기 샤프트를 가공하도록 구성되며, 상기 샤프트의 결합부에 맞닿는 지지다이와, 상기 지지다이에 일체화됨과 더불어 상기 샤프트의 스플라인부에 맞닿으면서 상기 스플라인부의 스플라인 및 복수의 결치 부위에 대한 성형을 위한 스플라인 및 결치 부위를 갖는 스플라인다이를 구비하여 이루어진 한 쌍의 성형다이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 각 성형다이부는 지지다이와 스플라인다이를 서로 단일체로 형성함으로써 일체화되도록 구성하거나 혹은, 지지다이와 스플라인다이를 개별적으로 형성한 후 서로 결합함으로써 일체화되도록 구성함을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 성형다이부를 이루는 지지다이 및 스플라인다이는 둘레면이 상기 샤프트의 결합부 및 스플라인부의 둘레면과 각각 면접촉되는 원판형으로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 각 성형다이부를 이루는 지지다이 및 스플라인다이는 각 성형다이부 간의 대향면이 상기 샤프트의 결합부 및 스플라인부의 둘레면과 각각 면접촉되는 바(bar)형으로 형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 한 쌍의 성형다이부를 이루는 지지다이의 상기 결합부와 면접촉되는 대향면에는 상기 스플라인다이의 스플라인과 동일한 구조의 스플라인이 형성됨을 특징으로 한다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 조향장치의 출력샤프트 가공방법에 따르면 한 쌍의 센터부재 사이에 샤프트를 회전 가능하게 설치하는 설치단계; 위치결정지그를 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 위치결정면이 안착되도록 하는 위치결정단계; 스플라인이 형성된 지지다이 및 스플라인과 복수의 결치 부위가 동시에 형성된 스플라인다이를 일체화하여 이루어진 어느 한 성형다이부를 수평 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 일측 둘레면에 접촉시키는 제1다이접촉단계; 스플라인이 형성된 지지다이 및 스플라인과 복수의 결치 부위가 동시에 형성된 스플라인다이를 일체화하여 이루어진 다른 한 성형다이부를 수평 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 타측 둘레면에 접촉시키는 제2다이접촉단계; 상기 위치결정지그를 이동시켜 상기 위치결정지그를 샤프트의 위치결정면으로부터 이격시키는 지그복귀단계; 상기 두 성형다이부를 동작시켜 샤프트의 결합부 및 스플라인부에 스플라인을 성형함과 더불어 상기 스플라인부에는 결치 부위를 추가로 성형하는 복합전조단계; 그리고, 상기 복합전조단계가 완료된 샤프트의 결합부 외면을 기계가공하여 상기 결합부 외면에 성형된 스플라인을 제거함과 더불어 규정 치수로 가공하는 기계가공단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 복합전조단계에서 상기 두 성형다이부는 서로 반대의 방향으로 동작되도록 제어함을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법은 출력샤프트에 복수의 결치 부위가 형성되는 스플라인부에 대한 가공이 단일의 장비에서 일괄적으로 수행될 수 있기 때문에 가공 시간을 단축시킬 수 있고, 작업 효율의 향상을 이룰 수 있게 됨으로써 가공 단가의 절감을 이룰 수 있다는 효과를 가진다.

특히, 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법은 각 성형다이부를 지지다이 및 스플라인다이를 서로 일체화하여 형성함에 따라 복수의 결치 부위를 갖는 스플라인부에 대한 성형이 간단히 이루어질 수 있으면서도 가공 정밀도가 향상될 수 있기 때문에 작업자의 숙련도에 상관없이 항상 일정한 품질을 얻을 수 있다는 효과를 가진다.

도 1은 종래 복수의 결치 부위를 갖는 출력샤프트의 일 예에 대한 외관 구조를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 출력샤프트에 대한 정면도
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 설명하기 위해 나타낸 평면도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도
도 6 내지 도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치의 출력샤프트를 가공하는 과정을 설명하기 위해 나타낸 상태도
도 15 및 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 설명하기 위해 나타낸 측면도

이하, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도 4 내지 도 16을 참조하여 설명하도록 한다.

실시예의 설명에 앞서, 차량용 조향장치의 출력샤프트(10)는 결합부(11)와 스플라인부(12)를 갖는 구성임과 더불어 상기 결합부(11)의 외주면 일부에는 위치 결정을 위한 위치결정면(11a)이 요입 형성되고, 상기 스플라인부(12)에는 외주면을 따라 스플라인(12a)이 성형됨과 더불어 일부에는 상기 스플라인(12a)이 성형되지 않은 복수의 결치 부위(12b)를 갖도록 형성된 첨부된 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같은 구성임을 그 예로 한다. 이와 함께, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치는 상기 구조의 출력샤프트(10)를 가공하기 위한 장치임을 그 예로 한다.

이때, 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11)에 형성되는 위치결정면(11a)은 하나만 형성되도록 할 수도 있지만 실시예로 도시되는 도면에서와 같이 서로 대칭되는 부위(예컨대, 도면상 상면 및 저면)에 각각 형성되도록 구성할 수도 있다.

첨부된 도 4 및 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 나타내고 있다.

이들 도면에 따르면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치는 크게 한 쌍의 센터부재(110,120)와, 위치결정지그(200)와, 한 쌍의 성형다이부(300,400)를 포함하여 이루어지면서 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)에 스플라인(12a) 및 결치 부위(12b)가 단일 공정에서 일괄 성형될 수 있도록 구성됨을 특징으로 제시한다.

이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)는 상기 출력샤프트(10)의 전면 및 후면 회전 중심을 지지하는 구성이다.

상기 출력샤프트(10)의 전면 및 후면의 중앙에는 센터홀(10a,10b)이 각각 형성되고, 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)는 상기 각 센터홀(10a,10b)에 각각 삽입되면서 상기 출력샤프트(10)가 회전 가능하게 설치되는 상태로 지지한다.

다음으로, 상기 위치결정지그(200)는 출력샤프트(10)를 정위치에 위치되도록 보조하는 구성으로써, 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11)에 형성된 위치결정면(11a)과의 일치를 통해 상기 출력샤프트(10)의 원주 방향측 위치가 정위치에 놓이도록 이루어진다.

상기한 위치결정지그(20)는 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)에 의해 지지되는 출력샤프트(10)의 저부에 승강 가능하게 설치되며, 상면은 상기 출력샤프트(10)를 이루는 결합부(11)의 위치결정면(11a)과 대응되는 형상으로 형성되면서 상기 위치결정면(11a) 내에 선택적으로 일치되도록 구성된다.

다음으로, 상기 한 쌍의 성형다이부(300,400)는 상기 출력샤프트(10)를 이루는 스플라인부(12)에 스플라인(12a) 및 결치 부위(12b)를 성형하는 구성이다.

상기 한 쌍의 성형다이부(300,400)는 상기 위치결정지그(200)에 안착되는 출력샤프트(10)의 둘레면 양측에 각각 위치되면서 서로 간의 대향 방향으로 수평 이동 가능하게 설치됨과 더불어 둘레면이 상기 출력샤프트(10)의 둘레면과 면접촉된 상태로 회전 가능하게 설치된 원판형으로 형성되며, 도면상 상기 출력샤프트(10)의 우측에 위치되는 제1성형다이부(300)와 상기 출력샤프트(10)의 좌측에 위치되는 제2성형다이부(400)로 구성된다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 각 성형다이부(300,400)가 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11)에 맞닿는 지지다이(310,410)와, 상기 지지다이(310,410)에 결합됨과 더불어 상기 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)에 맞닿으면서 상기 스플라인부(12)의 스플라인(12a) 및 복수의 결치 부위(12b)를 성형하는 스플라인다이(320,420)를 포함하여 구성됨을 제시한다.

이때, 상기 스플라인다이(320,420)의 둘레면에는 상기 출력샤프트(10)에 성형될 스플라인(12a) 및 결치 부위(12b)와 대응되는 형상의 스플라인(321,421) 및 결치 부위(322,422)가 각각 형성된다. 상기 결치 부위(322,422)의 갯수 및 크기는 출력샤프트(10)에 형성된 결치 부위(12b)의 사용 목적에 따라 달리 설계된다.

상기와 같이 성형다이부(300,400)를 스플라인다이(320,420)에 지지다이(310,410)를 부가하여 일체화한 이유는 전조 공정이 진행되는 도중 상기 지지다이(310,410)가 출력샤프트(10)의 결합부(11)를 지지할 수 있도록 하여 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)에 스플라인(12a) 및 결치 부위(12b)의 성형이 정밀하게 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 스플라인다이(320,420)로만 성형다이부(300,400)를 구성할 경우 출력샤프트(10)의 결합부(11)와 스플라인부(12) 간 경계 부위에 대한 가공이 정밀하게 이루어지지 못할 우려가 있을 뿐 아니라 상기 스플라인부(12)에 대한 전조가 진행되는 도중 성형다이부(300,400)에 의한 가압력이 상기 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)에만 집중됨에 따라 상기 출력샤프트(10)가 정위치를 이탈할 우려가 존재한다. 이에 따라 본 발명의 실시예에서는 지지다이(310,410)의 추가적인 제공을 통해 출력샤프트(10)의 스플라인부(12) 뿐만 아니라 결합부(11)로도 가압력이 분산될 수 있도록 하여 더욱 정밀한 가공이 진행될 수 있도록 한 것이다.

특히, 본 발명의 실시예에서는 상기 한 쌍의 성형다이부(300,400)를 이루는 지지다이(310,410)의 둘레면에도 상기 스플라인다이(320,420)의 스플라인(321,421)과 동일한 구조의 스플라인(311,411)을 형성하여 전조 공정이 진행되는 도중 출력샤프트(10)의 결합부(11)에도 스플라인(11b)이 함께 성형될 수 있도록 함으로써 상기 스플라인부(12)에 결치 부위(12b)를 형성할 때 야기될 수 있는 순간적인 출력샤프트(10)의 헛돎이나 기울어짐이 방지될 수 있도록 함을 제시한다.

한편, 상기 한 쌍의 성형다이부(300,400)를 이루는 각 스플라인다이(320,420)의 결치 부위(322,422) 서로 간은 전조 공정이 진행되는 도중 출력샤프트(10)의 중심과 동일 수평선상에 위치되지 않도록 각각 형성됨이 바람직하다. 즉, 제1성형다이부(300)의 결치 부위(322)와 제2성형다이부(400)의 결치 부위(422)는 출력샤프트(10)의 중심과 서로 동일 수평선상에 위치되지 않도록 하는 것이다. 이는, 상기 출력샤프트(10)를 이루는 스플라인부(12)의 양측에 동시에 결치 부위(12b)가 형성될 경우 스플라인다이(320,420)와의 접촉이 순간적으로 해제됨에 따라 출력샤프트(10)의 헛돎 문제가 야기되어 정밀 성형이 이루어지지 못할 우려가 존재하기 때문이다.

이와 함께, 상기 한 쌍의 성형다이부(300,400)를 이루는 각 스플라인다이(320,420)의 결치 부위(322,422)는 전조 공정이 진행되는 도중 출력샤프트(10)의 위치결정면(11a)이 성형된 부위 혹은, 그 반대 부위와는 동일 선상에 위치되지 않도록 각각 형성됨이 바람직하다. 이 역시 출력샤프트(10)의 스플라인부(12)에 대한 정밀 성형이 이루어지지 못할 우려를 해소할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 성형다이부(300,400)를 이루는 지지다이(310,410)와 스플라인다이(320,420)는 서로 볼팅이나 용접 혹은, 여타의 다양한 결합 방법으로 서로 간이 일체를 이루면서 동시에 회전될 수 있도록 구성된다.

물론, 상기 각 성형다이부(300,400)를 이루는 지지다이(310,410)와 스플라인다이(320,420)는 서로 단일물로 형성하여 일체화되도록 구성할 수도 있다. 즉, 각 성형다이부(300,40))의 전체적인 크기나 스플라인(12a)의 형성 부위에 대한 폭 그리고, 제조 작업 등 다양한 요인을 고려하여 상기 각 다이(310,410,320,420)를 일체형으로 형성하거나 혹은, 서로 분리된 개별 구조로 형성한 후 결합과정을 통해 서로 일체화되도록 구성할 수 있는 것이다.

하기에서는, 전술된 본 발명의 실시예에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 이용한 출력샤프트(10)의 가공 과정에 대하여 첨부된 도 6 내지 도 14를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, 첨부된 도 4 및 도 5와 같은 최초의 상태에서 가공장치를 이루는 한 쌍의 센터부재(110,120) 사이에 출력샤프트(10)를 회전 가능하게 설치하는 설치단계를 수행한다.

즉, 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)를 출력샤프트(10)의 전면 및 후면 중심에 각각 맞물려 지지하도록 함으로써 상기 출력샤프트(10)는 해당 위치에서 회전 가능한 상태로 유지될 수 있는 것이다. 물론 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)는 상기 출력샤프트(10)의 회전에 간섭을 제공할 정도로 가압하지는 않도록 하여야 한다. 이는, 첨부된 도 6에 도시된 바와 같다.

이때, 상기 출력샤프트(10)는 그의 결합부(11)에 위치결정면(11a)이 요입 형성된 상태임과 더불어 상기 결합부(11)와 스플라인부(12)의 외경은 동일하게 가공된 상태로 제공된다.

다음으로, 첨부된 도 7 및 도 8과 같이 위치결정지그(200)를 상향 이동시켜 상기 위치결정지그(200)의 상면이 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)에 의해 지지되는 출력샤프트(10)의 위치결정면(11a)과 일치되도록 하는 위치결정단계를 수행한다.

이러한 위치결정단계는, 상기 위치결정지그(200)를 상향 이동시키는 도중 작업자가 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)에 의해 지지되고 있는 출력샤프트(10)를 선택적으로 회전시켜 상기 출력샤프트(10)에 형성된 위치결정면(11a)이 상기 위치결정지그(200)와 일치되도록 함으로써 수행된다.

이렇듯, 상기 위치결정지그(200)의 상면과 상기 출력샤프트(10)의 위치결정면(11a) 간이 서로 일치됨으로써 상기 출력샤프트(10)의 가공 시작 부위가 정위치를 이룰 수 있게 되며, 상기 위치결정지그(200)의 상면이 상기 위치결정면(11a)에 맞물려 있는 상태에서는 상기 출력샤프트(10)의 회전이 방지된다.

상기한 과정을 통해 출력샤프트(10)에 대한 위치 결정이 완료되면 첨부된 도 9 내지 도 12와 같이 제1성형다이부(300) 및 제2성형다이부(400)를 각각 순차적으로 수평 이동시켜 출력샤프트(10)의 양측 둘레면에 접촉시키는 제1다이접촉단계 및 제2다이접촉단계를 순차적으로 수행한다.

상기 제1성형다이부(300)의 이동은 상기 제1성형다이부(300)의 둘레면이 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)에 의해 지지되는 출력샤프트(10)의 우측 둘레면에 접촉될 때까지 수행되며, 상기 제1성형다이부(300)와 출력샤프트(10) 간이 서로 맞닿게 되면 상기 제1성형다이부(300)의 수평 이동을 중지함과 동시에 제2성형다이부(400)를 수평 이동시켜 상기 제2성형다이부(400)의 둘레면이 상기 한 쌍의 센터부재(110,120)에 의해 지지되는 출력샤프트(10)의 타측 둘레면에 접촉되도록 한다.

이때, 상기 접촉이라 함은 단순한 맞닿음이 아닌 가공을 위한 일정 깊이까지의 가압상태를 이루는 접촉을 의미하며, 이러한 접촉이 이루어진 상태에서는 각 성형다이부(300,400) 이외의 외력(예컨대, 위치결정지그로부터 제공받는 외력 혹은, 각 센터부재로부터 제공받은 외력)이 해제된다 하더라도 상기 출력샤프트(10)의 원치않는 낙하나 이동이 방지된다.

다음으로, 상기 각 성형다이부(300,400)와 출력샤프트(10) 간의 접촉이 완료되면 첨부된 도 13과 같이 위치결정지그(200)를 하향 이동시켜 원위치로 복귀시킴으로써 상기 위치결정지그(200)를 출력샤프트(10)의 위치결정면(11a)으로부터 이격되도록 하는 지그복귀단계를 수행한다.

이에 따라, 상기 출력샤프트(10)는 상기 위치결정지그(200)에 의한 회전 방지 상태가 해제되어 각 성형다이부(300,400)의 회전에 의한 회전이 가능한 상태를 이룬다.

다음으로, 상기 두 성형다이부(300,400)를 회전시켜 출력샤프트(10)의 결합부(11) 및 스플라인부(12)에 스플라인(12a)을 각각 성형함과 더불어 상기 스플라인부(12)에는 결치 부위(12b)를 추가로 성형하는 복합전조단계를 수행한다.

이때, 상기 두 성형다이부(300,400)는 서로 반대 방향으로 회전되도록 하며, 각 성형다이부(300,400)의 회전 속도는 각 성형다이부(300,400)의 크기나 가공 정밀도 및 가공 크기 등을 고려하여 결정된다.

그리고, 상기한 복합전조단계를 통해 첨부된 도 14와 같이 출력샤프트(10)에 스플라인(12a) 및 결치 부위(12b)의 성형이 완료되면 상기 출력샤프트(10)의 가공 및 설치 과정과는 역순으로 상기 출력샤프트(10)를 취출한 후 별도의 기계 가공장치(도시는 생략됨)를 이용하여 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11) 외면을 기계 가공하는 기계가공단계를 수행한다.

이때, 상기 기계 가공은 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11) 외면에 성형된 스플라인(11b)을 제거함과 더불어 상기 결합부(11)의 외경을 규정 치수로 가공함으로써 수행된다.

결국, 전술된 각 과정의 순차적인 수행을 통해 차량용 조향장치의 출력샤프트(10)에 대한 스플라인부(12) 및 결합부(11)에 대한 가공이 완료되며, 상기 출력샤프트(10)는 첨부된 도 2와 같이 복수의 결치 부위(12b) 및 스플라인(12a)를 가지는 구조로 성형된다.

한편, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치는 전술된 실시예의 구조로만 실시될 수 있는 것으로 한정되지는 않는다.

예컨대, 출력샤프트에 형성되는 위치결정면(11a)은 전술된 실시예에서와 같이 결합부(11)의 외주면에만 형성되는 것으로 한정되지 않는다. 즉, 상기 위치결정면(11a)과 이에 안착되는 위치결정지그(200)는 출력샤프트(10)에 스플라인(12a)을 가공하기 위한 가공 위치에 상기 출력샤프트(10)가 정확히 안착되도록 하는 역할만 수행하면 됨에 따라 작업성이나 기능성 등을 고려하여 임의의 다양한 위치(예컨대, 출력샤프트를 이루는 여타 부위의 외주면이나 내주면) 및 형상으로 형성할 수 있으며, 이로 인해 상기 위치결정면(11a)에 선택적으로 안착되는 위치결정지그(200)의 구조나 위치 역시 다양하게 변경될 수도 있다.

또한, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치를 이루는 한 쌍의 성형다이부(300,400)를 이루는 지지다이(310,410) 및 스플라인다이(320,420)는 각각 원판형으로 형성되는 구조로만 한정되지도 않는다.

즉, 첨부된 도 15 및 도 16과 같이 상기 지지다이(310,410) 및 스플라인다이(320,420)는 출력샤프트(10)와의 대향면에 스플라인(311,411)이 형성되면서 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11) 및 스플라인부(12)의 둘레면과 각각 면접촉되는 바(bar)형의 래크(rack) 구조로 형성할 수도 있으며, 이의 경우 한 쌍의 성형다이부(300,400)는 출력샤프트(10)에 접촉시킨 상태에서 서로 반대 방향을 향해 상하 이동시킴으로써 상기 출력샤프트(10)의 결합부(11) 및 스플라인부(12)에 스플라인(11b,12a)을 형성하도록 구성된다.

또 한편, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치는 전술된 실시예에서와 같은 차량용 조향장치의 출력샤프트(10)를 가공하는 장치로만 사용되는 것으로 한정되지 않는다.

즉, 본 발명의 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치는 도시되지는 않았지만 차량용 조향장치의 입력샤프트에 결치 부위를 갖는 스플라인을 가공하는 장치에도 그 적용이 가능할 뿐 아니라 여타의 다양한 샤프트에 결치 부위를 갖는 스플라인을 가공하는 장치에도 그 적용이 가능하며, 이에 관련하여는 후술될 특허청구범위에 기재된 내용에 따른다.

이렇듯, 본 발명에 따른 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치 및 이를 이용한 가공방법은 복수의 결치 부위(12b)가 형성되는 스플라인부(12)에 대한 가공이 단일의 장비에서 일괄적으로 수행될 수 있기 때문에 가공 시간을 단축시킬 수 있고, 작업 효율의 향상을 이룰 수 있게 됨으로써 가공 단가의 절감을 이룰 수 있게 된 장점을 가진다.

특히, 복수의 결치 부위(12b)를 갖는 스플라인부(12)에 대한 성형이 간단히 이루어질 수 있으면서도 가공 정밀도가 향상될 수 있기 때문에 작업자의 숙련도에 상관없이 항상 일정한 품질을 얻을 수 있게 된 장점을 가진다.

10. 출력샤프트 11. 결합부
11a. 위치결정면 12a, 11b. 스플라인
12. 스플라인부 12b. 결치 부위
110,120. 센터부재 200. 위치결정지그
300,400. 성형다이부 310,410. 지지다이
311,411. 스플라인 320,420. 스플라인다이
321,421. 스플라인 322,422. 결치 부위

Claims (7)

1. 상대 구성물과 결합되는 결합부와, 상기 결합부의 측부에 위치되면서 외주면의 원주 방향을 따라 스플라인이 성형됨과 더불어 일부에는 상기 스플라인이 성형되지 않은 복수의 결치 부위를 가지는 스플라인부를 포함하며, 어느 한 임의의 부위에는 위치결정면이 형성된 차량용 조향장치의 샤프트를 가공하는 장치에 있어서,
   상기 장치는
   상기 샤프트의 전면 및 후면 회전 중심을 지지하면서 상기 샤프트가 회전 가능하게 설치되도록 하는 한 쌍의 센터부재;
   상기 샤프트의 위치결정면에 선택적으로 접촉되면서 해당 샤프트의 기준 위치를 셋팅하는 위치결정지그; 그리고,
   상기 샤프트의 둘레면 양측에 각각 위치된 상태로 수평 이동 가능하게 설치됨과 더불어 상기 샤프트의 양측 둘레면에 접촉된 상태로 동작되면서 상기 샤프트를 가공하도록 구성되며, 상기 샤프트의 결합부에 맞닿는 지지다이와, 상기 지지다이에 일체화됨과 더불어 상기 샤프트의 스플라인부에 맞닿으면서 상기 스플라인부의 스플라인 및 복수의 결치 부위에 대한 성형을 위한 스플라인 및 결치 부위를 갖는 스플라인다이를 구비하여 이루어진 한 쌍의 성형다이부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 각 성형다이부는
   지지다이와 스플라인다이를 서로 단일체로 형성함으로써 일체화되도록 구성하거나 혹은, 지지다이와 스플라인다이를 개별적으로 형성한 후 서로 결합함으로써 일체화되도록 구성함을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 각 성형다이부를 이루는 지지다이 및 스플라인다이는
   둘레면이 상기 샤프트의 결합부 및 스플라인부의 둘레면과 각각 면접촉되는 원판형으로 형성됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 각 성형다이부를 이루는 지지다이 및 스플라인다이는
   각 성형다이부 간의 대향면이 상기 샤프트의 결합부 및 스플라인부의 둘레면과 각각 면접촉되는 바(bar)형으로 형성됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치.
5. 제 3 항 또는, 제 4 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 성형다이부를 이루는 지지다이의 각 부위 중 상기 결합부와 면접촉되는 대향면에는 상기 스플라인다이의 스플라인과 동일한 구조의 스플라인이 형성됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공장치.
6. 한 쌍의 센터부재 사이에 샤프트를 회전 가능하게 설치하는 설치단계;
   위치결정지그를 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 위치결정면이 밀착되도록 하는 위치결정단계;
   스플라인이 형성된 지지다이 및 스플라인과 복수의 결치 부위가 동시에 형성된 스플라인다이를 일체화하여 이루어진 어느 한 성형다이부를 수평 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 일측 둘레면에 접촉시키는 제1다이접촉단계;
   스플라인이 형성된 지지다이 및 스플라인과 복수의 결치 부위가 동시에 형성된 스플라인다이를 일체화하여 이루어진 다른 한 성형다이부를 수평 이동시켜 상기 한 쌍의 센터부재에 의해 지지되는 샤프트의 타측 둘레면에 접촉시키는 제2다이접촉단계;
   상기 위치결정지그를 이동시켜 상기 위치결정지그를 샤프트의 위치결정면으로부터 이격시키는 지그복귀단계;
   상기 두 성형다이부를 동작시켜 샤프트의 결합부 및 스플라인부에 스플라인을 성형함과 더불어 상기 스플라인부에는 결치 부위를 추가로 성형하는 복합전조단계; 그리고,
   상기 복합전조단계가 완료된 샤프트의 결합부 외면을 기계가공하여 상기 결합부 외면에 성형된 스플라인을 제거함과 더불어 규정 치수로 가공하는 기계가공단계를 포함하여 진행됨을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복합전조단계에서 상기 두 성형다이부는
   서로 반대의 방향으로 동작되도록 제어함을 특징으로 하는 차량용 조향장치의 샤프트 가공방법.

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