KR20180048974A - 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 및 파워 스티어링 장치 - Google Patents

Abstract

랙 톱니가 형성된 제1 부재와, 축측 볼 나사홈(42a)이 형성된 볼 나사축으로서의 제2 부재(7b)를 접합하여 이루어지는 랙축(7)을 구비한 파워 스티어링 장치에 있어서, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 시의 제2 부재(7b)의 회전 속도를 w, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 시의 지석(51)의 회전 속도를 g, 축측 볼 나사홈(42a)의 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때, 「g/(5×p)<w<g/p」의 가공 조건을 만족하도록, 제2 부재(7b)의 축선(Z)을 회전축으로 하여 상기 제2 부재(7b)를 자전시키는 상태에서, 지석(51)을 자전시킴과 더불어 제2 부재(7b) 주위에서 공전시키면서 상기 제2 부재(7b)에 대해 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭을 행하도록 하였다.

Description

파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 및 파워 스티어링 장치

본 발명은 예컨대 차량의 파워 스티어링 장치에 적용되는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법에 관한 것이다.

종래의 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법으로서는, 예컨대 이하의 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다.

이 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법에서는, 상기 나사축의 연삭 시에, 나사축의 나선홈면을 하방으로부터 접촉 지지하는 하방 레스트 슈(rest shoe)와, 상기 나선홈면을 지석의 반대측으로부터 접촉 지지하는 후방 레스트 슈를 설치한 연삭 장치로 나사축을 2방향으로부터 지지한 상태에서 연삭을 행함으로써, 연삭 가공에 따라 복잡하게 변동하는 가공 저항이나 가공물의 자중에 의한 타방향의 힘에 대항 가능하게 하여, 연삭 시에 발생하는 가공물의 흔들림이나 휘어짐에 기초한 나선홈의 홈 반경의 주기적인 변화인 표면파형(WAVINESS)을 억제하고 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2010-99802호 공보

그러나, 상기 종래의 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법은, 전술한 바와 같이, 2방향 지지에 기초한 것으로, 1방향 지지에 의해 행하는 경우에는, 상기 표면파형의 발생 원인의 한 원인인 「지석의 회전수와 가공물의 회전수의 차」를 억제할 필요가 있다.

이 경우에, 상기 지석의 회전수는 가공 조건(연삭 조건)에 따라 저절로 제한되는 한편, 상기 가공물의 회전수를 상기 지석의 회전수에 지나치게 근접시키면, 가공에 필요한 시간(이하, 「사이클 타임」이라고 함)이 지나치게 길어져 버려, 나사축의 제조 비용이 증대해 버리는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 기술적 과제를 감안하여 안출된 것으로, 품질의 향상과 가공 시간의 증대 억제의 양립을 도모할 수 있는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 및 파워 스티어링 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 볼 나사축의 회전축으로부터 축측 볼 나사홈까지의 거리인 홈 반경이 상기 회전축의 둘레 방향에 있어서 주기적으로 변화하도록 형성되는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법으로서, 상기 볼 나사축의 축선을 회전축으로 하여 상기 볼 나사축을 자전시키는 제1 공정과, 상기 제1 공정을 행하면서, 지석을 자전시킴과 더불어 상기 볼 나사축 주위에서 공전시키면서 상기 볼 나사축의 연삭을 행하는 제2 공정을 갖고, 상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 볼 나사축의 회전 속도를 w로, 상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도를 g로, 상기 축측 볼 나사홈의 상기 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 식: g/(5×p)<w<g/p를 만족하도록 행해지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 축측 볼 나사홈의 양호한 면 정밀도를 확보하면서, 상기 축측 볼 나사홈의 가공에 따른 사이클 타임의 연장을 억제할 수 있다.

특히, 「w<g/p」를 만족함으로써, 축측 볼 나사홈의 연삭 가공 후에 양호한 정밀 다듬질이 가능해지고, 「g/(5×p)<w」를 만족함으로써, 상기 축측 볼 나사홈의 연삭 가공에 따른 사이클 타임의 필요 이상의 연장을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 파워 스티어링 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 감속 기구 근방의 확대 단면도이다.
도 3은 연삭 가공 후 및 정밀 다듬질 후의 표면파형의 상태를 나타낸 도면이며, (a)는 100 ㎐의 표면파형, (b)는 200 ㎐의 표면파형을 도시한다.
도 4는 표면파형의 피치와 정밀 다듬질 가공에 의한 저감량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 5는 표면파형의 피치와 정밀 다듬질 가공의 사이클 타임의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 제2 부재의 제조 방법을 도시하며, 축측 볼 나사홈의 연삭 가공에 관한 개략도이다.
도 7은 도 6의 A-A선 단면도이다.
도 8은 제2 부재의 제조 방법을 도시하며, 축측 볼 나사홈의 정밀 다듬질 전 가공에 관한 개략도이다.
도 9는 제2 부재의 제조 방법을 도시하며, 축측 볼 나사홈의 정밀 다듬질 가공에 관한 개략도이다.

이하, 본 발명에 따른 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 및 파워 스티어링 장치의 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 서술한다. 한편, 하기 실시형태에서는, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 등을, 종래와 마찬가지로, 자동차의 파워 스티어링 장치에 적용한 것을 나타내고 있다.

도 1은 파워 스티어링 장치의 시스템 구성을 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 랙축의 축선 방향을 따르는 전달 기구 주변의 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이 파워 스티어링 장치는, 축방향 일단측이 스티어링 휠(1)과 일체 회전 가능하게 연계되는 입력축(2)과, 축방향 일단측이 도시 외의 토션 바를 통해 입력축(2)의 타단측에 상대 회전 가능하게 연결되고, 그 타단측이 랙·피니언 기구(4)를 통해 전타륜(轉舵輪; 5L, 5R)에 연계되는 출력축(3)과, 입력축(2)의 외주측에 배치되고, 상기 입력축(2)과 출력축(3)의 상대 회전 변위량에 기초하여 조타 토크를 검출하는 토크 센서(6)와 상기 토크 센서(6)나 도시 외의 차속 센서 등 각종 센서의 검출 결과에 기초하여 운전자의 조타 토크에 따른 조타 어시스트 토크를 후술하는 랙축(7)에 부여하는 모터 유닛(30)과, 상기 모터 유닛(30)의 출력(회전력)을 감속하면서 후술하는 랙축(7)의 축방향 이동력으로 변환하여 전달하는 전달 기구(20)로 주로 구성된다.

상기 랙·피니언 기구(4)는, 출력축(3)의 일단부 외주에 형성되는 도시 외의 피니언 톱니와 상기 출력축(3)의 일단부에 대략 직교하도록 배치되는 랙축(7)의 축방향 미리 정해진 범위에 형성되는 도시 외의 랙 톱니가 맞물려 이루어지는 것으로, 출력축(3)의 회전 방향을 따라 랙축(7)이 축방향으로 이동하도록 이루어진다. 그리고, 랙축(7)의 각 단부는 각각 타이 로드(8) 및 너클 아암(9)을 통해 좌우의 전타륜(5R, 5L)에 연계되고, 랙축(7)이 축방향으로 이동하여 타이 로드(8)를 통해 너클 아암(9)이 인장됨으로써, 상기 각 전타륜(5R, 5L)의 방향이 변경되도록 이루어진다.

상기 랙축(7)은, 특히 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 외주에 도시 외의 랙 톱니를 갖고, 상기 랙·피니언 기구(4)를 구성하는 제1 부재(7a)와, 외주에 후술하는 축측 볼 나사홈(42a)을 갖고, 후술하는 볼 나사(40)를 구성하는 볼 나사축인 제2 부재(7b)를 접합함으로써 구성되며, 랙·피니언 기구(4)를 수용하는 일단측의 제1 하우징(11)과 전달 기구(20)를 수용하는 타단측의 제2 하우징(12)을 일체로 구성하여 이루어지는 하우징(10)의 내부에, 축방향을 따라 이동 가능하게 배치된다.

한편, 상기 제1 하우징(11)과 상기 제2 하우징(12)은, 제2 하우징(12)의 접합 단부에 돌출 형성되는 볼록부(12a)와 제1 하우징(11)의 접합 단부에 뚫려 형성되는 오목부(11a)를 감합(嵌合)시킴으로써, 후술하는 각 축선(L1, L2) 상의 위치 결정을 도모하면서, 하우징(10)과 모터 유닛(30)을 체결하는 복수(본 실시형태에서는 3개)의 볼트(13)로, 모터 유닛(30)과 함께 체결 고정된다.

상기 전달 기구(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 후술하는 전동 모터(31)의 출력축(31a)의 선단부 외주에 일체 회전 가능하게 설치되고, 상기 출력축(31a)의 축선(L1)을 중심으로 회전하는 입력측 풀리(21)와, 랙축(7)의 외주에 상대 회전 가능하게 설치되고, 상기 입력측 풀리(21)의 회전력에 기초하여 랙축(7)의 축선(L2)을 중심으로 회전하는 출력측 풀리(22)와, 상기 출력측 풀리(22)와 랙축(7) 사이에 개재되고, 상기 출력측 풀리(22)의 회전을 감속하면서 랙축(7)의 축방향 운동으로 변환하는 볼 나사(40)와, 입력측 풀리(21)와 출력측 풀리(22)에 걸쳐 감기게 되고, 입력측 풀리(21)의 회전을 출력측 풀리(22)에 전달함으로써 상기 양 풀리(21, 22)의 동기 회전에 이바지하는 벨트(23)로 주로 구성되고, 상기 양 하우징(11, 12)의 접합 단부 사이에 구획되는 전달 기구 수용부(14) 내에 수용 배치된다.

상기 볼 나사(40)는, 랙축(7)을 포위하는 통 형상으로 형성되고, 상기 랙축(7)에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 너트(41)와, 랙축(7)의 외주에 형성되는 나선형의 축측 볼 나사홈(42a)과 너트(41)의 내주에 형성되는 나선형의 너트측 볼 나사홈(42b)에 의해 구성되는 미리 정해진 리드각을 갖는 볼 순환홈(42)과, 상기 볼 순환홈(42) 내에서 구름운동(轉動) 가능하게 개재되는 복수의 볼(43)과, 상기 볼 순환홈(42)의 양단부를 연결하여 상기 볼 순환홈(42)의 양단부 사이에 있어서의 볼(43)의 순환에 이바지하는 통 형상의 접속 부재인 튜브(도시 외)로 주로 구성된다.

이때, 상기 축측 볼 나사홈(42a)은, 후술하는 연삭 가공 후에 발생하는 홈 반경의 주기적인 변화인 표면파형이, 「200<표면파형<1000(단위: ㎐)」이라고 하는 미리 정해진 주파수 영역의 범위 내에 들어가도록 형성(연삭)된다.

여기서, 상기 표면파형은 「표면파형=L/P」에 의해 정의할 수 있기 때문에, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 시에 있어서의 제2 부재(7b)의 회전 속도를 w, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 시에 있어서의 지석(51)의 회전 속도를 g, 축측 볼 나사홈(42a)의 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 하고, 상기 표면파형의 정의에 기초하여 상기 표면파형의 주파수 영역을 변형함으로써, 「g/(5×p)<w<g/p」라고 하는 축측 볼 나사홈(42a)의 가공 조건이 도출된다. 환언하면, 상기 축측 볼 나사홈(42a)은 상기 가공 조건으로 연삭 가공되고, 이에 의해 축측 볼 나사홈(42a)의 표면파형을 상기 미리 정해진 주파수 영역에 들어가게 할 수 있다.

그리고, 상기 연삭 가공 조건의 기초가 되는 상기 표면파형의 미리 정해진 주파수 영역에 대해서는, 이하의 2가지의 고찰의 결과로부터 도출된 것이다.

(고찰 1)

먼저, 상기 주파수 영역의 하한인 「200<표면파형」에 대해서는, 후술하는 연삭 공정 후의 표면파형을 복수의 주파수(본 실시형태에서는, 대표예로서, 100 ㎐ 및 200 ㎐를 예로 설명함)로 설정하고, 도 3에 기초하여, 그 후의 정밀 다듬질 공정 후의 표면파형을 비교함으로써 고찰을 행하였다.

한편, 도 3 중, (a)는 표면파형이 100 ㎐인 경우, (b)는 표면파형이 200 ㎐인 경우이며, 각각 실선이 정밀 다듬질 전, 파선이 정밀 다듬질 후의 표면파형(1주기분)에 따른 산의 높이(H)를 나타내고 있고, 모두 원주 길이(L)가 200 ㎜인 가공물(50)을 이용하여 시험을 행하였다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 표면파형이 100 ㎐인 경우에는, 상기 표면파형의 하나 분량의 길이인 피치 길이(이하, 간단히 「피치」라고 함)(P)가 1 ㎜로 비교적 넓어, 정밀 다듬질을 행해도 표면파형을 충분히 저감할 수 없다.

한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 표면파형이 200 ㎐인 경우에는, 피치(P)는 0.2 ㎜로 비교적 좁기 때문에, 정밀 다듬질에 의해 표면파형을 충분히 저감할 수 있다.

따라서, 상기 시험 결과로부터, 표면파형은 적어도 200 ㎐보다 큰 것이 바람직하다고 고찰할 수 있다.

(고찰 2)

한편, 상기 주파수 영역의 상한인 「표면파형<1000」에 대해서는, 정밀 다듬질 공정에 있어서의 표면파형의 저감량(X)과 사이클 타임(T)의 관계로부터 고찰을 행하였다.

한편, 도 4는 정밀 다듬질 공정에 있어서의 표면파형의 저감량(X)과 피치(P)의 관계를, 도 5는 피치(P)마다의 사이클 타임(T)과 표면파형에 따른 산의 높이(H)의 관계를, 각각 도시한 것이다.

즉, 피치(P)를 1 ㎜ 이상으로 설정한 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 정밀 다듬질 공정에 있어서의 표면파형의 저감량(X)을 충분히 확보하는 것이 곤란해진다. 게다가, 피치(P)를 1 ㎜ 이상으로 설정하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 정밀 다듬질 공정에 있어서 상기 산의 높이(H)를 0.2 ㎛까지 저감하기 위해서 필요한 시간[사이클 타임(T)]이 대폭 증대해 버려, 생산성의 저하를 초래해 버린다.

한편, 피치(P)를 0.2 ㎜ 이하로 설정한 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 정밀 다듬질 공정에 있어서의 표면파형의 저감량(X)은 충분하지만, 상기 저감량(X)에 거의 변화가 보여지지 않는다. 덧붙여, 피치(P)를 0.2 ㎜ 이하로 설정하기 위해서는, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 공정에 있어서 가공물을 보다 느리게 회전시키지 않으면 안 되기 때문에, 상기 연삭에 필요한 사이클 타임이 증대해 버려, 생산성의 저하를 초래해 버린다.

이와 같이, 상기 표면파형의 저감량(X)과 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 및 정밀 다듬질에 따른 사이클 타임의 관계를 고려하면, 표면파형은 적어도 1000 ㎐보다 작은 것이 바람직하다고 고찰할 수 있다.

상기 모터 유닛(30)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 출력축(31a)이 돌출 설치된 축방향 일단측이 제2 하우징(12)에 지지 고정되고, 입력측 풀리(21)를 회전 구동함으로써 전달 기구(20)를 통해 랙축(7)에 조타 어시스트력을 발생시키는 전동 모터(31)와, 상기 전동 모터(31)의 타단측에 부설되고, 조타 토크나 차량 속도 등의 미리 정해진 파라미터에 따라 상기 전동 모터(31)를 구동 제어하는 전자 컨트롤러(32)가 일체적으로 구성된 것이다.

이하, 상기 랙축(7)의 제조 방법, 특히 제2 부재(7b)의 제조 방법에 대해, 도 6 내지 도 9에 기초하여 설명한다. 한편, 도 6은 제2 부재(7b)의 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공 공정을 나타낸 개략도, 도 7은 도 6의 A-A선을 따르는 단면도이다. 또한, 도 8은 제2 부재(7b)에 있어서의 한 쌍의 피지지 영역(50a, 50a)의 정밀 다듬질 가공 공정을 나타낸 개략도이고, 도 9는 제2 부재(7b)의 축측 볼 나사홈(42a)의 정밀 다듬질 가공 공정을 나타낸 부분 확대도이다.

먼저, 금속 소재를 둥근 막대 형상으로 형성한 가공물(50)의 외주면에 축측 볼 나사홈(42a)을 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 이 축측 볼 나사홈(42a)이 형성된 가공물(50)을, 후술하는 지석(51)과 대향하는 측을 한 쌍의 레스트(52, 52)에 의해 지지한 상태에서, 도면 중의 축선(Z)을 회전축으로 하여 자전시키고(본 발명에 따른 제1 공정), 대략 원반 형상의 지석(51)을 자전시킴과 더불어 볼 나사축인 상기 축측 볼 나사홈(42a)이 형성된 가공물(50) 주위에서 공전시키면서, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭을 행한다(본 발명에 따른 제2 공정). 한편, 이때, 상기 지석(51)의 회전수는 일정한 채로, 도 7에 도시된 바와 같이, 가공물(50)과 지석(51)을 동일한 방향으로 회전시킴으로써 행한다.

또한, 상기 연삭에 대해서는, 복수 회, 즉 도 6 중에 굵은 화살표로 나타낸 바와 같이, 축측 볼 나사홈(42a)의 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후에 타단측으로부터 일단측으로 되돌아가도록, 왕복하여 행하는 것이 바람직하다.

계속해서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 축측 볼 나사홈(42a)을 연삭한 가공물(50)의 외주면이며 후술하는 축측 볼 나사홈(42a)의 정밀 다듬질 공정에서 한 쌍의 레스트(55, 55)에 의해 지지되는, 미리 정해진 한 쌍의 축방향 영역(이하, 「피지지 영역」이라고 함)(50a, 50a)에 대해, 정밀 다듬질 가공을 행한다.

이러한 정밀 다듬질 가공을 행함으로써, 가공물(50)의 진원도(眞圓度)가 향상되어, 후술하는 축측 볼 나사홈(42a)의 정밀 다듬질 공정에 있어서의 레스트(55, 55)에 의한 가공물(50)의 지지에 따른 위치 정밀도가 향상되는 결과, 이에 의해, 축측 볼 나사홈(42a)에 대한 양호한 정밀 다듬질이 가능해져, 상기 표면파형을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 이때, 상기 정밀 다듬질 가공은, 가공물(50)의 상기 양 피지지 영역(50a, 50a) 사이이며 상기 가공에 관련된 지석(53)을 근접시키는 측과 대향하는 측을 레스트(54)에 의해 지지한 상태에서 행해진다. 이에 의해, 상기 양 피지지 영역(50a, 50a)의 안정된 정밀 다듬질 가공이 가능해져, 상기 양 피지지 영역(50a, 50a)의 진원도를 더욱 높일 수 있다.

그 후, 상기 축측 볼 나사홈(42a)에 대해, 정밀 다듬질 가공으로서의 주지의 필름 래핑 가공을 행한다. 구체적으로는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 각 피지지 영역(50a, 50a)을 레스트(55, 55)에 의해 지지한 상태에서, 가공물(50)의 축측 볼 나사홈(42a)과 이것에 대향 배치되는 롤러(56) 사이에 연마 필름(57)을 개재하고, 롤러(56)를 회전시켜 상기 연마 필름(57)을 축측 볼 나사홈(42a)의 일단측으로부터 타단측(본 실시형태에서는 도 9 중의 우측으로부터 좌측)으로 보냄으로써, 축측 볼 나사홈(42a)이 정밀 다듬질 가공된다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따른 파워 스티어링 장치나, 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법에 의하면, 상기 「g/(5×p)<w<g/p」의 가공 조건을 만족하도록 축측 볼 나사홈(42a)을 연삭 가공함으로써, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 양호한 면 정밀도를 확보하면서, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공에 따른 사이클 타임의 연장을 억제할 수 있다.

즉, 상기 「w<g/p」를 만족함으로써, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공 후의 정밀 다듬질에 의해 상기 표면파형을 충분히 저감하는 것이 가능해져, 양호한 면 정밀도를 갖는 축측 볼 나사홈(42a)을 얻을 수 있다.

또한, 상기 「g/(5×p)<w」를 만족함으로써, 전술한 바와 같이, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 공정에 있어서의 가공물(50)의 회전수를 필요 이상으로 떨어뜨릴 필요가 없어지는 결과, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공에 따른 사이클 타임이 필요 이상으로 연장되어 버리는 문제가 억제되어, 제2 부재(7b)의 양호한 생산성을 확보할 수 있다.

게다가, 상기 축측 볼 나사홈(42a)에 있어서의 표면파형의 피치(P)가 0.2 ㎜ 미만이 되도록 했을 때 정밀 다듬질에 의한 축측 볼 나사홈(42a)의 면 정밀도의 향상 정도는 비교적 작기 때문에, 상기 피치(P)가 0.2 ㎜ 이상이 되도록 함으로써, 상기 표면파형의 저감 효과가 현저한 주파수 영역에서 정밀 다듬질을 행하면서, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공에 따른 사이클 타임의 필요 이상의 연장도 억제할 수 있다.

또한, 상기 제1 공정 및 제2 공정에서는, 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭 가공을 복수 회 행함으로써, 1회만의 연삭에서는 얻어지지 않는 면 정밀도를 얻는 것이 가능해져, 축측 볼 나사홈(42a)의 면 정밀도의 한층 더한 향상에 이바지하게 된다.

게다가, 이러한 복수 회의 연삭 시에, 축측 볼 나사홈(42a)의 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후에 타단측으로부터 일단측으로 되돌아가도록 연삭의 진행 방향을 변경하여 행함으로써, 일방향의 연삭만으로는 제거할 수 없는 요철의 제거가 가능해져, 축측 볼 나사홈(42a)에 대해 보다 매끄러운 구름운동면을 형성할 수 있다.

또한, 상기 제1 공정 및 제2 공정에서는, 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭에 있어서의 지석(51)의 회전 속도를 일정한 상태로 행함으로써, 축측 볼 나사홈(42a)의 구름운동면의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제1 공정 및 제2 공정에서는, 지석(51)과 제2 부재(7b)를 동일 방향으로 회전시키는 상태에서 상기 축측 볼 나사홈(42a)의 연삭을 행하기 때문에, 지석(51)으로부터의 입력이 가공물(50)에 적절히 전달되어, 축측 볼 나사홈(42a)에 대해 보다 매끄러운 구름운동면을 형성할 수 있다. 한편, 지석(51)과 제2 부재(7b)를 상반되는 방향으로 회전시키는 경우, 지석(51)의 회전에 대해 가공물(50)이 도피하는 방향으로 회전하기 때문에, 지석(51)으로부터의 입력이 저하되어 버려, 표면파형이 증대해 버리게 된다.

본 발명은 상기 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 적용하는 파워 스티어링 장치의 사양 등에 따라 임의로 변경할 수 있다.

이상 설명한 실시형태에 기초한 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법 및 파워 스티어링 장치로서는, 예컨대 이하에 서술하는 양태의 것이 고려된다.

즉, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법은, 그 하나의 양태에 있어서, 스티어링 휠의 회전에 따라 전타륜을 전타시키는 단면 대략 원형의 축 부재로서, 그 외주면에 있어서의 축선 방향의 미리 정해진 범위에 나선형의 축측 볼 나사홈을 갖는 볼 나사축과; 상기 볼 나사축을 포위하는 것과 같은 환형으로 형성되고, 그 내주면에 상기 축측 볼 나사홈과 함께 나선형의 볼 순환홈을 구성하는 너트측 볼 나사홈을 가지며, 상기 볼 나사축에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 너트와; 상기 볼 순환홈 내에 구름운동 가능하게 설치되는 복수의 볼과; 상기 너트를 회전 구동하여, 상기 너트의 회전이 상기 볼 나사축의 축방향 이동으로 변환됨으로써 상기 볼 나사축에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터를 구비하는, 파워 스티어링 장치에 이용되고, 상기 회전축으로부터 상기 축측 볼 나사홈까지의 거리인 홈 반경이 상기 회전축의 둘레 방향에 있어서 주기적으로 변화하도록 형성되는 상기 볼 나사축의 제조 방법으로서, 상기 볼 나사축의 축선을 회전축으로 하여 상기 볼 나사축을 자전시키는 제1 공정과, 상기 제1 공정을 행하면서, 지석을 자전시킴과 더불어 상기 볼 나사축 주위에서 공전시키면서 상기 볼 나사축의 연삭을 행하는 제2 공정을 갖고, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 볼 나사축의 회전 속도를 w로, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도를 g로, 볼 나사홈의 상기 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 식: g/(5×p)<w<g/p를 만족하도록 행해진다.

상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법의 바람직한 양태에 있어서, 상기 축측 볼 나사홈의 상기 홈 반경의 주기적인 변화의 하나 분량의 길이는 0.2 ㎜ 이상이다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈을 복수 회 연삭하는 공정을 포함한다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈의 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후, 상기 타단측으로부터 상기 일단측을 향해 연삭하는 공정을 포함한다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도 g가 일정한 상태에서 행해진다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 지석과 상기 볼 나사축을 동일한 방향으로 회전시키는 상태에서 행해진다.

또한, 다른 관점에서, 파워 스티어링 장치는, 스티어링 휠의 회전에 따라 전타륜을 전타시키는 단면 대략 원형의 축 부재로서, 그 외주면에 있어서의 축선 방향의 미리 정해진 범위에 나선형의 축측 볼 나사홈을 갖는 볼 나사축과; 상기 볼 나사축을 포위하는 것과 같은 환형으로 형성되고, 그 내주면에 상기 축측 볼 나사홈과 함께 나선형의 볼 순환홈을 구성하는 너트측 볼 나사홈을 가지며, 상기 볼 나사축에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 너트와; 상기 볼 순환홈 내에 구름운동 가능하게 설치되는 복수의 볼과; 상기 너트를 회전 구동하여, 상기 너트의 회전이 상기 볼 나사축의 축방향 이동으로 변환됨으로써 상기 볼 나사축에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터를 구비하는, 파워 스티어링 장치로서, 상기 축측 볼 나사홈은, 상기 볼 나사축의 축선을 회전축으로 하여 상기 볼 나사축을 자전시키는 상태에서, 지석을 자전시킴과 더불어 상기 볼 나사축 주위에서 공전시키면서 상기 볼 나사축을 연삭함으로써, 상기 회전축으로부터 상기 축측 볼 나사홈까지의 거리인 홈 반경이 상기 회전축의 둘레 방향에 있어서 주기적으로 변화하도록 형성되고, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 볼 나사축의 회전 속도를 w로, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도를 g로, 볼 나사홈의 상기 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때, 식: g/(5×p)<w<g/p를 만족하도록 형성된다.

상기 파워 스티어링 장치의 바람직한 양태에 있어서, 상기 축측 볼 나사홈의 상기 홈 반경의 주기적인 변화의 하나 분량의 길이는 0.2 ㎜ 이상이다.

다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈을 복수 회 연삭하는 공정을 포함한다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈의 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후, 상기 타단측으로부터 상기 일단측을 향해 연삭하는 공정을 포함한다. 상기 축측 볼 나사홈의 상기 홈 반경의 주기적인 변화의 하나 분량의 길이는 0.2 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 7에 기재된 파워 스티어링 장치.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 축측 볼 나사홈은, 복수 회 연삭됨으로써 형성된다.

또 다른 바람직한 양태에서는, 상기 파워 스티어링 장치의 양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 축측 볼 나사홈은, 그 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후, 상기 타단측으로부터 상기 일단측을 향해 연삭함으로써 형성된다.

Claims (10)

1. 스티어링 휠의 회전에 따라 전타륜(轉舵輪)을 전타시키는 단면 대략 원형의 축 부재로서, 그 외주면에 있어서의 축선 방향의 미리 정해진 범위에 나선형의 축측 볼 나사홈을 갖는 볼 나사축과,
   상기 볼 나사축을 포위하는 환형으로 형성되고, 그 내주면에 상기 축측 볼 나사홈과 함께 나선형의 볼 순환홈을 구성하는 너트측 볼 나사홈을 가지며, 상기 볼 나사축에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 너트와,
   상기 볼 순환홈 내에 구름운동(轉動) 가능하게 설치되는 복수의 볼과,
   상기 너트를 회전 구동하여, 상기 너트의 회전이 상기 볼 나사축의 축방향 이동으로 변환됨으로써 상기 볼 나사축에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터
   를 구비하는, 파워 스티어링 장치에 이용되고,
   상기 볼 나사축의 축선인 상기 볼 나사축의 회전축으로부터 상기 축측 볼 나사홈까지의 거리인 홈 반경이 상기 회전축의 둘레 방향에 있어서 주기적으로 변화하도록 형성되는 상기 볼 나사축의 제조 방법으로서,
   상기 볼 나사축의 축선을 회전축으로 하여 상기 볼 나사축을 자전시키는 제1 공정과,
   상기 제1 공정을 행하면서, 지석을 자전시킴과 더불어 상기 볼 나사축 주위에서 공전시키면서 상기 볼 나사축의 연삭을 행하는 제2 공정
   을 포함하고,
   상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 볼 나사축의 회전 속도를 w로,
   상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도를 g로,
   상기 축측 볼 나사홈의 상기 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때,
   상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은,
   식: g/(5×p)<w<g/p
   를 만족하도록 행해지는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 축측 볼 나사홈의 상기 홈 반경의 주기적인 변화의 하나 분량의 길이는 0.2 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈을 복수 회 연삭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 축측 볼 나사홈의 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후, 상기 타단측으로부터 상기 일단측을 향해 연삭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도 g가 일정한 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 공정 및 상기 제2 공정은, 상기 지석과 상기 볼 나사축을 동일한 방향으로 회전시키는 상태에서 행해지는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치용 나사축의 제조 방법.
7. 스티어링 휠의 회전에 따라 전타륜을 전타시키는 단면 대략 원형의 축 부재로서, 그 외주면에 있어서의 축선 방향의 미리 정해진 범위에 나선형의 축측 볼 나사홈을 갖는 볼 나사축과,
   상기 볼 나사축을 포위하는 환형으로 형성되고, 그 내주면에 상기 축측 볼 나사홈과 함께 나선형의 볼 순환홈을 구성하는 너트측 볼 나사홈을 가지며, 상기 볼 나사축에 대해 상대 회전 가능하게 설치되는 너트와,
   상기 볼 순환홈 내에 구름운동 가능하게 설치되는 복수의 볼과,
   상기 너트를 회전 구동하여, 상기 너트의 회전이 상기 볼 나사축의 축방향 이동으로 변환됨으로써 상기 볼 나사축에 조타 어시스트력을 부여하는 전동 모터
   를 구비하는, 파워 스티어링 장치로서,
   상기 축측 볼 나사홈은, 상기 볼 나사축의 축선을 회전축으로 하여 상기 볼 나사축을 자전시키는 상태에서, 지석을 자전시킴과 더불어 상기 볼 나사축 주위에서 공전시키면서 상기 볼 나사축을 연삭함으로써, 상기 회전축으로부터 상기 축측 볼 나사홈까지의 거리인 홈 반경이 상기 회전축의 둘레 방향에 있어서 주기적으로 변화하도록 형성되고,
   상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 볼 나사축의 회전 속도를 w로,
   상기 축측 볼 나사홈의 연삭 시에 있어서의 상기 지석의 회전 속도를 g로,
   상기 축측 볼 나사홈의 상기 회전축 둘레 1바퀴의 둘레 길이를 p로 했을 때,
   식: g/(5×p)<w<g/p
   를 만족하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 축측 볼 나사홈의 상기 홈 반경의 주기적인 변화의 하나 분량의 길이는 0.2 ㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 축측 볼 나사홈은, 복수 회 연삭됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 축측 볼 나사홈은, 그 일단측으로부터 타단측으로 연삭한 후, 상기 타단측으로부터 상기 일단측을 향해 연삭함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 스티어링 장치.

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