JP3717944B2 - みぞ穴付き部品及びその製造方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は部品の穴内に複数の長手方向に延在するみぞ穴を作る方法及び装置に関するものである。かかる部品の一例は自動車用動力かじ取り回転弁である。更に詳細には本発明は種々のみぞ穴形状をもつスリーブとその製造方法に関するものである。
背景技術
本発明に最も近い関係のある先行技術は米国特許第５，３２８，３０９号（Ｂｉｓｈｏｐ等）、米国特許第５，２９２，２１４号（Ｂｉｓｈｏｐ等）、及び米国特許第５，３９０，４０８号（Ｂｉｓｈｏｐ等）に記載されているものである。これらの先行技術文献は“みぞ穴加工機械”であり、これは動力かじ取り弁スリーブの穴内にみぞ穴を切削するものである。これらの機械の設計は、切削スピンドル上に据え付けられた指状切削工具によって丸削りされた素材の穴から各みぞ穴を切り出して形成することを必要とするものであり、この切削スピンドルは一連の徐々に深くなる切削及び戻りストローク中に軸線の回りに角度的往復動をして、（通常は）閉鎖したチャンバ又は長手方向断面で弓形をなす液圧ポートを形成することを必要とする。スリーブはワーク保持コレット中に保持され、このコレットは次いで、ワーク保持スピンドル上に据え付けられ、このスピンドルは切削スピンドル軸線に対して直角をなしかつこの軸線に対して片寄っている回転軸線をもつ。各みぞ穴の完成時にワーク保持スピンドルを精密に割り出しすることによって、所望数のみぞ穴がスリーブに正確に機械切削され、その数は大部分の自動車用部品としては通常は４、６又は８個である。
かかる先行技術のみぞ穴切削機械は通常は、切削時に切削スピンドル軸線から最も遠くにある穴表面に各みぞ穴を長手方向に形成するよう配置されている。この点につき、各切削ストローク中の切削工具の弓形経路に関して、みぞ穴は必然的に凹形の底をもっていた。このことにより、形成することができるみぞ穴の性質と形状が制限されてきた。一般的に使用される凹形のみぞ穴は盲端付き（blind-ended）であったが、或る設計では、凹形のみぞ穴はスリーブからのオイル戻りを提供するようスリーブ穴表面の軸方向先端の何れか一方又は両方から出て行く。
みぞ穴形状の上記制限はかじ取り装置弁の設計に制限を加えてきたことは明らかであり、本発明の目的はかかる制限を解消するものである。
発明の要約
本発明は第１の形態として、スリーブの穴内に長手方向に配列したみぞ穴を切削するみぞ穴切削機械であって、スリーブを保持するワーク保持装置と、切削スピンドル上に据え付けられた少なくとも１つの切削工具を備え、前記切削スピンドルの軸線は前記スリーブの軸線から片寄っておりかつ実質上その軸線に対して直角をなしており、更に、前記穴の表面に対して前記工具の切削ストロークをなすために角度的往復動をなすよう前記切削スピンドルを支持する手段と、スリーブの前記穴に対して徐々に深くなる連続する切削を前記切削工具に実行させるための送入手段とを備えてなる機械において、前記切削工具が前記みぞ穴の少なくとも１つで切削しているとき、切削工具が切削スピンドルの前記軸線に実質上最も近い場所で前記穴の表面に掛合することを特徴とする機械を提供する。
好適には、切削作業は実質上直径平面内で行われ、それ故前記切削スピンドルの前記軸線に最も近い前記場所が実質上この直径平面内にある。
好適には、前記切削工具はそれが掛合する穴の表面に対して凸形の経路を動くよう適用される。
本発明は第２の形態として、スリーブの穴内に長手方向に配列したみぞ穴を切削するみぞ穴切削機械であって、前記スリーブを保持するワーク保持装置と、少なくとも１つの工具ヘッドを担持する切削手段を備え、前記工具ヘッドは切削スピンドル上に据え付けられるか又はその切削スピンドルと一体をなしており、前記切削スピンドルの軸線は前記スリーブの軸線から片寄っておりかつその軸線に対して実質上直角をなしており、更に、前記穴の表面に対して前記切削手段の切削ストロークをなすために角度的往復動をなすよう前記切削スピンドルを支持する手段と、スリーブの前記穴に対して徐々に深くなる連続する切削を前記切削手段に実行させるための送り込み手段とを備えてなる機械において、前記切削手段が２つ又はそれ以上の独立した切削工具を備えていることを特徴とする機械を提供する。
好適には第１実施例では、少なくとも１つの切削工具はそれが掛合している穴の表面に対して凸形の経路を動くよう適用される。
好適には第２実施例では、少なくとも１つの切削工具はそれが掛合している穴の表面に対して凹形の経路を動くよう適用される。
本発明は第３の形態として、スリーブの穴内に形成した連絡みぞ穴の一配列を含む回転弁用の一体スリーブにおいて、前記みぞ穴のうちの１つのみぞ穴の底の少なくとも一部分が凸形をなすことを特徴とする一体スリーブを提供する。
好適には、１実施例では、凸形の底部分をもつ前記みぞ穴は前記穴表面の少なくとも１つの軸線方向先端まで長手方向に延在する戻しみぞ穴である。
以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の１実施例のみぞ穴切削機械を部分切除して示す斜視図である。
図２は図１の実施例の工具ヘッドと切削手段の立面図である。
図３は切削工具に関連して示す盲端付きみぞ穴をもつ直径平面内にあるスリーブの部分垂直断面図である。
図４は切削工具に関連して示す凸形みぞ穴部分をもつ直径平面内にあるスリーブの部分垂直断面図である。
図５は工具ヘッドと切削手段の第２実施例の立面図である。
図６は工具ヘッドと切削手段の第３実施例の立面図である。
図７（ａ）乃至７（ｅ）は種々のみぞ穴形状をもつ５個のスリーブを夫々示す断面図である。
本発明実施のモード
図１はワーク保持スピンドル３のコレット２中にスリーブ１を保持するみぞ穴切削機械を示す。このスピンドルは機台中で回転と軸線方向摺動の両方をなすよう据え付けられている。工具ヘッド５は切削スピンドル７から延在しかつ本例では切削スピンドルと一体をなしている。切削手段は切削工具ホルダー１００と１０１からなり、これらは夫々工具ヘッド５に据え付けられたアーム（又は指状突出部）６、８を設けられている。工具ホルダー１００と１０１のアーム６、８は夫々切削工具９、１１用の取付台を提供する。切削スピンドル７はほぼ４５度の角度にわたり角度的に振動し、切削工具９、１１は最上位置に示されている。切削スピンドル７はスピンドルキャリヤ１２内で軸線１０の回りに回転するよう軸支され、前記キャリヤ自体は切削カプセル１４内で軸線１３を中心として軸支されている。
切削作業中、切削工具９、１１のうちの一方だけは何時でも使用されており、軸線１０の回りの切削スピンドル７の往復動は使用されている切削工具に弓形の切削ストロークを与えるが、スピンドルキャリヤ１２の振動は切削ストロークの端において必要な引っ込み運動を与える。
切削工具９、１１に往復運動を与えるカム駆動装置は米国特許第５，２９２，２１４号（Ｂｉｓｈｏｐその他）に完全に記載されているので、ここでは詳述しない。前記駆動装置は切削カプセル１４内収容されている。送り込み機械はカム駆動される機械型式のものであり、上に引用した先行技術文献中に記載されているか、又は適当な数値制御されるサーボ駆動機構からなるものであり、このサーボ駆動機構は切削カプセル１４とスリーブ間に線形の相対的水平運動を与え、それによって切削作業中切削工具の１つを送入するための手段を提供する。
ワーク保持スピンドルはまた、上で引用した先行技術の米国特許第５，３２８，３０９号（Ｂｉｓｈｏｐその他）に記載されたものに作動が類似してもよい軸線方向（垂直）の線形運動をするよう適用され、又は代案として、適当な数値制御されるサーボ駆動手段を用いることができる。これによって、スリーブは軸線方向で切削工具に妨害されることがない。しかし、もう１つの図示していない実施例では、ワークホルダースピンドルと切削工具間の垂直の相対的線形運動は、垂直に可動の切削カプセルを準備すうことによって、達成することができる。
図２は工具ヘッド５と切削工具９と１１を離して示す立面図を示し、これらの切削工具は切削工具ホルダー１００、１０１のアーム６、８上に夫々据え付けられている。この実施例では、切削工具ホルダー１００と１０１の各々はお互いに独立しておりかつ夫々工具ヘッド５に個別に着脱自在に取り付けられているが、切削工具ホルダー１００と１０１は単一部品として形成してもよいことは容易に理解されるだろう。
図３は既知の型式の盲端付きの凹状の弓形みぞ穴１５を穴１６内に切削するときに、工具ホルダー１００のアーム６上に据え付けられる切削工具９に関連するスリーブ１を示す。切削工具９の角度的往復動は穴１６の実質的に直径平面内（即ち横断面平面内）にあり、切削スピンドル軸線１０から最も遠い直径平面内の穴１６の表面１７に掛合する。かかる配置では、切削工具９の切削チップ１８は工具ヘッド５から外方に突出する。
切削カプセル１４は工具ヘッド５に対して線形に（水平に）可動でありかつワーク保持スピンドルは軸線方向（垂直に）移動できるので、スリーブ１は、穴１６の表面１７のもう１つの部分にみぞ穴又はみぞ穴の一部分を切削するために使用されるように位置を変えられることができる。
図４は切削工具ホルダー１０１のアーム８に据え付けられた切削工具１１に関連しするスリーブ１を示す。切削工具１１の角度的往復動は実質的に穴１６の直径平面内にあり、切削スピンドル軸線１０に最も近い直径平面内の穴１６に掛合する。切削工具１１の切削チップ２０は工具ヘッド５に向かって内方に突出する。かかる配置は、１０２に示される如く凹形よりもむしろ凸形をなすみぞ穴底又はみぞ穴底の部分が切削されることを可能にする。凸形部分をもつみぞ穴底の使用については後述するが、これらは図７（ｂ）乃至（ｅ）に示されている。
図２に示す工具ヘッド５の第１実施例は凹形と凸形のみぞ穴部分を夫々切削することができる指状切削工具ホルダー１００と１０１を使用するが、第２実施例（図５に示す如き）では２つの指状切削工具ホルダー１０３と１０４をもつことができ、これらの両ホルダーは凹形の底部分をもつみぞ穴を切削するためのものである。かかる実施例は切削工具１０９と１１１上に異なった幅の切削チップを使用することによって、図１に示す如き単一機械でスリーブに２つの異なった幅のみぞ穴を切削加工するために使用することができる。
図６に示す如き第３実施例では、２つの指状切削工具ホルダー１０５と１０６の両方が凹形底部分をもつみぞ穴を切削するために配置される。かかる実施例は切削工具１０７と１０８上に異なった幅の切削チップを使用することによって、図１に示す如き単一機械でスリーブに２つの異なった幅のみぞ穴を切削加工するために使用することができる。
図７（ａ）乃至（ｅ）に示す如く、みぞ穴２１（ａ）乃至２１（ｅ）の５個の異なった実施例がスリーブ（ａ）乃至（ｅ）内に夫々示されている。明瞭にするために、スリーブの外側形態は省略されており、寸法は適切に変更されている。説明を簡単にするため、１つのみぞ穴だけが各スリーブに示されている。５個の実施例のすべては本発明の第１実施例の機械で切削することができる。
図７（ａ）は凹形底をもつ盲端付き弓形みぞ穴２１（ａ）をもつスリーブ１（ａ）を示す。このみぞ穴は図３に示すみぞ穴１５と同様であり、好適にはスリーブの入口みぞ穴として使用することができる。みぞ穴２１（ａ）は図３に示す工具配置につき前述した慣例の手法で切削され、その場合、切削工具９の角度的往復動は穴１６の直径平面内にあり、切削スピンドル軸線１０から最も遠く離れた直径平面内で穴１６（ａ）の表面１７（ａ）に掛合する。
図７（ｂ）は弓形みぞ穴２１（ｂ）をもつスリーブ１（ｂ）を示し、このみぞ穴は凸形底をもち、スリーブ１（ｂ）の穴１６（ｂ）の軸線方向の両先端で開放して終端している。このみぞ穴は好適にはスリーブ上の戻しみぞ穴として使用することができる。みぞ穴２１（ｂ）は図４に示す工具配置につき前述した手法で切削され、その場合、切削工具１１の角度的往復動は穴１６（ｂ）の直径平面内にあり、切削スピンドル軸線１０に最も近い直径平面内で穴１６（ｂ）の表面１７（ｂ）に掛合する。
図７（ｃ）は３つの別個の弓形みぞ穴部分を含むみぞ穴をもつみぞ穴２１（ｃ）を有するスリーブ１（ｃ）を示し、このみぞ穴はスリーブ１（ｃ）の穴１６（ｃ）の表面１７（ｃ）の軸線方向の両先端で開放して終端している。中心みぞ穴部分は凹形底をもつが、２つの外側の弓形みぞ穴部分は凸形底をもつ。このみぞ穴はまた好適には、スリーブ上の戻しみぞ穴として使用することができる。みぞ穴２１（ｃ）は図３に示す工具配置によってみぞ穴の中心凹形部分を切削することによって切削加工されるが、２つの外側の凸形部分は図４の工具配置によって切削加工することができる。第１実施例の機械は凸形と凹形の両部分を切削するために適用される二重ヘッド付き工具をもち、前記みぞ穴２１（ｃ）の凸形と凹形の両部分は同じ機械で切削することができる。
図７（ｄ）はスリーブ１（ｄ）の穴１６（ｄ）の表面の軸線方向の両先端で開放して終端している。みぞ穴２１（ｄ）の中心底部分は実質上平らであるが、２つの外側の弓形みぞ穴部分は凸形底をもつ。このみぞ穴もまた好適にはスリーブ上の戻しみぞ穴として使用することができる。２つの外側の弓形みぞ穴部分は図４に示した工具配置つき前述した手法で切削することができる。みぞ穴２１（ｄ）の実質上平らな中心部分は代案として、実質上平らな大きな円弧半径をもつ凸形となすことができる。
図７（ｅ）はスリーブ１（ｅ）の穴１６（ｅ）の表面１７（ｅ）の対向した軸線方向の先端に２つの凸形みぞ穴部分をもつスリーブ２１（ｅ）を有するスリーブ１（ｅ）を示す。２つの凸形みぞ穴部分は図４に示す工具配置につき前述した手法で切削することができる。
図７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示すみぞ穴、並びに凸形みぞ穴底部分を使用する他の図示していないみぞ穴形状は、本出願人の“動力かじ取り装置用の回転弁”と称する国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９６／００２６６号及び“動力かじ取り装置弁”と称する国際特許出願ＰＣＴ／ＡＵ９６／００２６７号に開示されており、この開示内容は本願の参考資料となすものである。
本発明はその精神と範囲を逸脱することなく他の多くの変更、変形を成し得るものであることは当業者には明らかであろう。

Claims (3)

1. スリーブの穴内に長手方向に配列したみぞ穴を切削するみぞ穴切削機械であって、前記スリーブを保持するワーク保持装置と、切削手段を担持する少なくとも１つの工具ヘッドを備え、前記工具ヘッドは切削スピンドル上に又は切削スピンドルと一体に据え付けられており、前記切削スピンドルの軸線は前記スリーブの軸線から片寄っておりかつ実質上そのスリーブの軸線に対して直角をなしており、更に、前記穴の表面に対して前記切削手段のストロークをなすために角度的往復動をなすよう前記切削スピンドルを支持する手段と、スリーブの前記穴に対して徐々に深くなる連続する切削を前記切削手段に実行させるための送り込み手段とを備えてなる機械において、前記切削手段が２つの指状突出部を含み、前記指状突出部の各々は切削工具を担持し、前記切削工具は互いに独立しており、かつ前記２つの指状突出部のうちの一方によって担持された切削工具は、他方の指状突出部によって担持された切削工具上の切削チップの幅とは異なった幅の切削チップをもつことを特徴とする機械。
2. 前記２つの指状突出部とそれらの夫々の切削工具のうちの少なくとも一方は、それが掛合している穴の表面に対して凸形の経路を動くよう適用されることを特徴とする請求項１に記載の機械。
3. 前記２つの指状突出部とそれらの夫々の切削工具のうちの少なくとも一方は、それが掛合している穴の表面に対して凹形の経路を動くよう適用されることを特徴とする請求項１に記載の機械。

Images