JP2643544B2 - 溝付シート面の加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バルブシート面の加工方法に関するもので
あり、特に全閉状態で微小流量を確保するための溝がシ
ート面に成形されているバルブシートを生産性良く加工
する方法に関する。この方法によって、例えば車両用ブ
レーキシステムにおいて車輪のロック状態の発生を予防
するために、全閉状態となっても最低限の流量を必要と
するバルブ等のシート面が成形される。

〔従来の技術〕

従来は、溝付シート面を成形するためには、先にシー
ト面を加工したあと、切削加工、放電加工あるいは塑性
加工によって溝を成形していた。

切削加工による場合は、シート面を切削加工あるいは
塑性加工した後に、バイト等により溝を彫る。

放電加工による場合は、シート面を切削加工あるいは
塑性加工した後に、放電加工により溝を彫る。

塑性加工による場合は、シート面を塑性加工した後
に、第８図、第９図に示すように、加工すべき溝の深さ
よりも深い溝と相似形状をした突条部30を先端に備えた
パンチで押圧する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の切削加工による方法では、バイ
トの切れ味によってむしれ等が発生して溝の面粗さが変
わるために、溝形状精度が悪くなるという問題がある。

次に、放電加工による方法では、加工時間が長くな
り、さらにミクロンオーダーの精度での加工が困難とい
う問題がある。

塑性加工による方法では、第９図に示すように、シー
ト面にパンチの突条部30を押圧して溝を加工するとき
に、溝の両側に盛り上がりが生じてしまう。このため、
後に盛り上がり部分を削り取る工程が必要となる。

本発明は、上記知見に基づいて、バルブのシート面お
よびシート面の溝を精度良く加工すること、さらには加
工工程を単純化することを解決すべき課題とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、以下の特徴を有する溝付シート面の
加工方法によって解決される。

即ち、本発明に係る溝付シート面の加工方法は、端面
に孔が穿かれたワークに、全閉状態で微小流量を確保す
るための溝付シート面を加工する方法であって、 前記ワークの端面と前記孔とのエッジ部に面取りを施
す工程と、 前記ワークの端面に当接してそのワークとの相対位置
を規制する当接面と、溝成形部位及びシート面成形部位
を備える押圧部とを有するパンチを使用し、前記当接面
が前記ワークの端面に当接するまでそのパンチの押圧部
により前記ワークの面取り部位を押圧する工程とを有し
ている。

〔作用〕

本発明によると、前記パンチの押圧部には溝成形部位
及びシート面成形部位が設けられているため、その押圧
部がワークの面取り部位を押圧することによりそのワー
クには溝とシート面とが同時に成形される。このため、
従来のように、シート面の加工後に溝を加工する方法と
比べて加工工程を単純化できる。また、溝を加工する際
に加工済のシート面の形状を損なうような不都合もな
い。さらに、溝付シート面が成形されるべき部位に予め
面取りが施されるため、角が潰れることによる疵の発生
が防止できる。また、前記当接面がワークの端面に当接
した段階で押圧が終了するため、押圧終了時における前
記パンチとワークとの相対位置関係が一定となり、同一
形状の溝付シート面が精度良く製造される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例を具体的に説明する。

第１図は本発明方法を実施するために開発された装置
の縦断面図を示している。

図中12はパンチ本体であり、ワーク２（バルブシー
ト）の所定の部位にＶ溝を有する円錐状シート面を押圧
成形するための部材である。パンチ本体12は、軸部12b
と押圧部12aとから構成されている。第２図に示すよう
に、押圧部12aにはワーク２に形成されるべきシート面
の円錐頂角と等しい頂角の円錐面が形成されており、さ
らに、シート面に加工されるＶ溝と等しい断面形状の突
条部12cが設けられている。

即ち、前記押圧部12aの円錐面が本発明のシート面成
形部位に相当し、前記突条部12cが本発明の溝成形部位
に相当する。

パンチ本体12の押圧部12aは次の方法で調製される。
即ち、先ずＶ溝を有する円錐状シート面、即ち加工すべ
きシート面と同一形状を有する型を作成する。

ここで、型の材質は冷間ダイス鋼SKD11が使用され精
密に調製される。そしてこの型に対してパンチ本体12と
なる部材を圧接させる。ここで、パンチ本体12となる部
材は焼き入れ前の冷間ダイス鋼SKD11が好適に使用され
る。このようにするとパンチ本体側にシート面の形状が
転写される。そしてこれを焼き入れして硬度をあげる。
これによってパンチ本体12が調整される。

パンチ本体12は、後記する方法でパンチホルダ14に固
定される。即ち、パンチ本体12とパンチホルダ14とが一
体化されてパンチ100が構成される。

パンチホルダ14は中央部分に円筒状凹部14aを有する
略円柱形状の部材であり、パンチ本体12がワーク２に対
して一定方向から、所定の深さまで押圧が可能なよう
に、パンチ本体12を保持するものである。

パンチ本体12の軸部12bはその外周部分がパンチホル
ダ14の円筒状凹部14aの内壁面に密着した状態で、かつ
摺動可能に、同凹部14aに収納される。これによって、
パンチ本体12は外周方向の動きが規制される。

図中16は、所定の厚みを有する板状のシムである。シ
ム16はパンチ本体12の押圧部12aがパンチホルダ14の当
接面14bから突出する寸法を調整するための部材であ
り、パンチ本体12の軸端12eとパンチホルダ14の円筒状
凹部14aの底面14eとの間に介装される。このため、異な
る厚みのシム16を入れ換えれば、前記押圧部12aをパン
チホルダ14の当接面14bから希望の寸法だけ突出させる
ことが可能となる。

パンチ本体12は、所定の厚みのシム16を介してパンチ
ホルダ14の円筒状凹部14aに収納された後に、セットボ
ルト17によってパンチホルダ14に固定される。なお、パ
ンチ本体12にはセットボルト17の先端が嵌合されるべき
切欠き12fが設けられており、この切欠き12fの面が所定
の傾斜を持っているために、セットボルト17が締めつけ
られると、パンチ本体12は図中上方の力を受けてシム16
を押圧する。これによって、ガタツキ防止が図られる。

パンチホルダ14の外側には円筒状のガイド18が密着状
態で位置しており、パンチホルダ14はセットボルト19に
よって同ガイド18に固定される。

即ち、上記パンチ本体12、パンチホルダ14、及びガイ
ド18は一体で動作する。なお、ガイド18に設けられた孔
18bは空気抜きの孔である。

第１図中10は、ワーク２を支えるためのワーク受け台
である。

ワーク受け台10はパンチホルダ14と等しい外径を有す
る円柱状の部材であり、中心部にワーク２の周方向（図
中左右方向）の動きを規制する凹部10aが設けられてい
る。そして、ワーク受け台10の外周には前記ガイド18が
密着状態で位置しており、摺動が可能な構造となってい
る。

これによって、ワーク受け台10の軸芯とパンチ本体12
の軸芯とは一致することになり、パンチ本体12はワーク
受け台10に対して軸方向から接近あるいは離隔可能とな
る。

第５図（Ａ）はシート面が加工される前のワーク２の
断面図である。ワーク２はフランジ部2aと円柱部2bとか
ら構成され、内部には流路用の孔2dが形成されている。
図中6bはシート面が加工されるべき部位であり、同部位
6bは（Ｂ）に示すように予め所定の曲率Ｒで面取りが行
われている。これによって、同部位6bがパンチ本体12の
押圧部12aによって押圧されたときに、シート面に角が
潰れることによる疵が発生することがない。なお、同部
位6bは（Ｃ）に示すようにＣ面取りを行っておいてもよ
い。

図中2eは後記するワーク２の基準面である。

ワーク２は、第１図に示すように、その円柱部2bが前
記ワーク受け台10の凹部10aに収納されて外周方向の動
きが規制されるとともにフランジ部2aの下面2cがワーク
受け台10の上面10cによって支えられる。これによっ
て、ワーク２は軸方向（第１図中下方向）の動きが規制
され、さらにワーク２の軸芯とパンチ本体12の軸芯とは
一致する。ここで、ワーク２の材質としてはS45C（機械
構造用炭素鋼鋼材）やSCr415（クロム鋼）等が好適に使
用される。

次にこの装置の機能を説明する。この構造を有する装
置が駆動されると、パンチ本体12の押圧部12aは軸方向
（図中上方向）からワーク２のシート面が加工されるべ
き部位6bに当接して加圧する。これによって、ワーク２
の所定位置にはＶ溝を有するシート面が転写成形され
る。そして、前記パンチホルダ14の当接面14bとワーク
２の基準面2eとが当接した状態で押圧が終了する。

第１図は押圧が終了時の装置の状態が示されている。

押圧終了のタイミングがパンチホルダ14の当接面14b
とワーク２の基準面2eとが当接したタイミングであるた
めに、加工終了時においてパンチ100とワーク２の相対
位置は一定となり、同一形状のシート面に加工される。

第３図はシート面が形成後のワーク２の断面図であ
り、第７図はその斜視図である。図中６は円錐状のシー
ト面であり、図中6aはシート面６に形成されたＶ溝であ
る。

第４図にシート面６のＶ溝6a部分の断面形状が示され
ている。このように、シート面６とＶ溝6aとの双方にパ
ンチ本体12の押圧部12aが密着した状態で加圧されるた
め、Ｖ溝6aの両端が盛り上がることもなく良好な成形が
なされる。なお、Ｖ溝6aを形成するために押し出された
鋼はＶ溝6aの両端部6cに盛り上がりを生じさせるが、こ
の盛り上がり部はシート面６以外の部分であるために、
バルブの流量制御特性には特に影響を及ぼさない。

上記の方法で形成されるシート面６およびＶ溝6aの寸
法としては以下に示す値が一般的に使用され、必要精度
が確保される。

シート径Ａ（7.4mm） シート径Ｂ（6.8mm） Ｖ溝角度θ（75゜±0.1゜） Ｖ溝幅Ｃ（0.2±0.005mm） Ｖ溝底部曲率ｒ（0.06±0.01mm） 第６図は前記シート面６を備えるバルブの全閉状態が
示されており、シート面６に球状の弁体４が当接してい
る。弁体４はシート面６のほぼ中央部分において前記シ
ート面６と接触しているため、前述したＶ溝6aの両端部
6cの盛り上がりには接触することはない。このため、前
記Ｖ溝6aの両端部6cの盛り上がりが弁体４の動作に影響
を与えることもない。

このように、本実施例によると、一回の押圧動作によ
ってＶ溝6aを備えたシート面６が同時に形成される。さ
らに、パンチ本体12とパンチホルダ14との間に介装され
るシム16の厚みによって、ワーク２のシート面が加工さ
れるべき部位とパンチ本体12の押圧部12aとの間隔が調
整でき、加工精度が最良となるパンチ本体12の位置を選
定できる。

〔発明の効果〕

本発明によると、溝付シート面の形状に一致する外形
を有するパンチがワークの所定部位に押圧されることに
より、塑性加工により前記部位に溝とシート面とが同時
に成形される。これによって製作工程の単純化が図れ
る。

さらに、パンチに設けられた当接面によってワークと
の相対位置関係が一定化するために溝付シート面を精度
良く製作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る溝付シート面を加工す
る装置の縦断面図、第２図はパンチ本体12の詳細図、第
３図はワーク２の完成断面図、第４図は第３図のIV−IV
矢視図、第５図は加工前のワーク２の断面図、第６図は
溝付シート面を有するバルブの製品断面図、第７図はシ
ート面６の斜視図である。 第８図は従来のシート面のＶ溝のみを塑性加工により形
成する方法図、第９図は第８図のIX−IX矢視図である。 ２……ワーク（バルブシート） ６……シート面 6a……Ｖ溝 10……ワーク受け台 12……パンチ本体 12a……押圧部 12b……突条部 14……パンチホルダ 16……シム 18……ガイド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端面に孔が穿かれたワークに、全閉状態で
   微小流量を確保するための溝付シート面を加工する方法
   であって、 前記ワークの端面と前記孔とのエッジ部に面取りを施す
   工程と、 前記ワークの端面に当接してそのワークとの相対位置を
   規制する当接面と、溝成形部位及びシート面成形部位を
   備える押圧部とを有するパンチを使用し、前記当接面が
   前記ワークの端面に当接するまでそのパンチの押圧部に
   より前記ワークの面取り部位を押圧する工程と、 を有することを特徴とする溝付シート面の加工方法。