JP6015682B2

JP6015682B2 - スプール弁におけるバルブボディの製造方法

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Publication number: JP6015682B2
Application number: JP2014011446A
Authority: JP
Inventors: 晃尾▲崎▼; 修一長瀬
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: US20150209916A1; JP2015137751A; US9776291B2

Description

本発明は、バルブボディに形成されたスプール孔をスプールが軸方向へ移動して流体流路の開閉、切替、調圧、調量等を行うスプール弁におけるバルブボディの製造方法に関する。

スプール弁は、バルブボディの内部でスプールを摺動させることにより、バルブボディ内外を連通させる複数のポートを開閉し、流体流路の開閉、切替、調圧、調量等を行うバルブ装置である（特許文献１参照）。

従来のスプール弁では、複数のポートの内で最も軸方向一端側にあるポートを第１ポートとすると、第１ポートの他端側で主にスプールが摺動するため、第１ポートの軸方向他端側がスプール孔として所定径（スプール孔の仕上径）に加工されている。

そこで、バルブボディの製造方法として、鋳抜き孔形成工程とスプール孔を仕上げる仕上げ工程とを有するものがある。
すなわち、まず、鋳抜き孔形成工程によって、鋳抜きにより仕上径より径小なスプール孔の下孔を第１ポートの軸方向他端側に形成するとともに、下孔の軸方向に略垂直に交差する鋳抜き孔をポートとして形成する。
なお、第１ポートよりも軸方向一端側は仕上径よりも径大な孔が形成されている。

その後、仕上げ工程において、ドリルやリーマ等の切削刃具によって下孔の内周面を切削して所定径のスプール孔に仕上げる。

しかし、この製造方法では、ポートに鋳抜き勾配があるために、刃具を軸方向へ進行させていく際に、刃具の振れが生じるという問題点がある。
すなわち、図９に示すように、仕上げ工程において、下孔１０１へ刃具１０２を進行させようとすると、第１ポート１０３の鋳抜き勾配があるため、第１ポート１０３の径小側のみで第１ポートの内周面に刃具１０２が当接するという片当たり現象が発生する。このため、刃具１０２の振れが生じて、高精度の加工が困難となる場合がある。

この解決策として、スプール孔の仕上げ工程の前に、第１ポートの鋳抜き勾配を取り除くために切削工程を実施する方法も考えられるが、この方法では製造コストが増大するという問題が生じる。

特開平１１−４４３６１号公報

そこで、本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、鋳抜き孔でなるポートを有するスプール弁におけるバルブボディの製造方法であって、高精度に所定径のスプール孔を加工できる製造方法を提供する。

本発明のバルブボディの製造方法が適用されるスプール弁は、軸方向孔を有するとともに、軸方向に略垂直に交差して設けられて軸方向孔を外部に連通させる複数のポートが軸方向に並んで形成されたバルブボディと、軸方向孔内を軸方向に摺動するスプールとを備える。そして、複数のポートの内の最も軸方向一端側に存在するポートを第１ポートとすると、バルブボディの軸方向孔の内で第１ポートよりも軸方向他端側の部分が、スプールが摺動するスプール孔として所定径に形成される。

本発明のスプール弁におけるバルブボディの製造方法は、以下に説明する鋳抜き孔形成工程、径大孔形成工程、仕上げ工程とを備える。
鋳抜き孔形成工程では、第１ポートよりも軸方向一端側に鋳抜き勾配の径大側端を有し、径大側端が所定径よりも小径である軸方向鋳抜き孔を形成するとともに、軸方向鋳抜き孔と略垂直に交差する複数の鋳抜き孔をポートとして形成する。

径大孔形成工程では、軸方向鋳抜き孔の軸方向一端側に、軸方向鋳抜き孔と同軸であって所定径よりも径大な径大孔を、第１ポートとの間に環状の段差面を介して形成する。
仕上げ工程では、径大孔の軸方向一端から、刃具を軸方向鋳抜き孔と同軸に軸方向他端側へ進行させて、軸方向鋳抜き孔の内周面を切削して所定径のスプール孔を形成する。

径大孔形成時に形成される環状の段差面は、内周端が軸方向に垂直な面上に存在している。
そして、仕上げ工程において、進行する刃具は、段差面に当接した後、径大孔と第１ポートとの間の軸方向鋳抜き孔の内周面を切削して段差面を所定径に形成し、その後、この所定径に形成された部分にガイドされながら、第１ポートの軸方向他端側の軸方向鋳抜き孔の内周面を切削して所定径のスプール孔を形成する

本発明によれば、仕上げ工程にて、刃具を進行させる際、径大孔と第１ポートとの間の軸方向鋳抜き孔の部分の内周面が切削され、刃具はこの部分にガイドされながらさらに進行し、第１ポートの軸方向他端側の加工をする。従って、刃具が第１ポートの軸方向一端側でガイドされながら軸方向他端側へ進行するため、刃具の振れが抑制される。この結果、スプール孔の加工精度が向上する。
なお、刃具は切削し始める際に、まず段差面に当たることになるが、段差面の内周端は軸方向に垂直な面上にあるため、刃具の片当たりを生じない。

スプール弁の断面図である（実施例１）。仕上げ工程前のバルブボディの断面図である（実施例１）。仕上げ工程で刃具を進行させている様子を示す説明図である（実施例１）。仕上げ工程で刃具を進行させている様子を示す説明図である（実施例１）。仕上げ工程後のバルブボディの断面図である（実施例１）。鋳抜き孔形成工程によって軸方向鋳抜き孔及び径大孔の下穴を形成したバルブボディの断面図である（実施例１）。切削により径大孔を形成する様子を示す説明図である（実施例１）。鋳抜きにより径大孔を形成したバルブボディの断面図である（実施例２）。従来のバルブボディの製造方法の問題点を説明する説明図である（従来例）。

本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。

〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の構成を図１〜７を用いて説明する。
この実施例は、車両用自動変速機の油圧制御装置に用いられるスプール弁１の製造に際し、本発明を適用した例である。

スプール弁１は、バルブボディ２とバルブボディ２の内部に摺動自在に配されるスプール３とを有する周知の構造を有する。

バルブボディ２には、図１に示すように、軸方向（図示左右方向）に延びる軸方向孔２ａが設けられている。なお、軸方向孔２ａの軸方向他端（図示右側）は閉鎖されている。そして、軸方向孔２ａの軸方向に略垂直に交差して設けられて軸方向孔２ａをバルブボディ２の外部に対して連通させる複数のポート４が軸方向に並んで形成されている。
複数のポート４は、ポンプ油圧（入力油圧）の供給を受ける入力ポート、制御油圧の供給先（自動変速機の摩擦係合装置等）に油路を介して連通する出力ポート、低圧空間（オイルパン内等）に連通する排出ポート等である。

スプール３は、ポート４の軸方向孔２ａへの開口を開閉するランド５を有している。そして、スプール３の軸方向への移動に伴って、ランド５によりポート間の連通状態が切り替えられる。なお、スプール３はスプリング６により軸方向他端側に付勢されており、スプール３に負荷される油圧とスプリング６の付勢力との釣り合いによって、スプール３が軸方向に変位する。

複数のポート４の内の最も軸方向一端側（図示左側）に存在するポート４を第１ポート４Ａとすると、バルブボディ２の軸方向孔２ａの内で第１ポート４Ａとの交差部よりも軸方向他端側の部分が、スプール３が摺動するスプール孔１０として所定径Ｘに形成されている。

〔バルブボディ２の製造方法〕
本実施例のバルブボディ２の製造方法は、以下に説明する鋳抜き孔形成工程、径大孔形成工程、仕上げ工程とを備える。
まず、図２を用いて、鋳抜き孔形成工程及び径大孔形成工程を説明する。なお、図２は、バルブボディの軸方向一端部を拡大した断面図となっており、軸方向他端側の図示は省略してある。

バルブボディ２はダイカスト成型により成形され、鋳抜き孔形成工程はこのダイカスト成型の際に実施される。
鋳抜き孔形成工程では、ダイカスト成形によりバルブボディ２を成形する際に、軸方向に延びる軸方向鋳抜き孔１２を形成する。この軸方向鋳抜き孔１２は、第１ポート４Ａの位置よりも軸方向一端側に鋳抜き勾配の径大側端１２ａを有して形成される（図２参照）。径大側端１２ａでの孔径ｄは、所定径Ｘよりも小径である。この軸方向鋳抜き孔１２の第１ポート４Ａより軸方向他端側の部分は、後の工程でスプール孔１０として形成されるため、スプール孔１０の下孔となる。従って、以下、軸方向鋳抜き孔１２の第１ポート４Ａより軸方向他端側の部分をスプール孔用下孔１２ｂと呼ぶ。また、この軸方向鋳抜き孔１２の第１ポート４Ａより軸方向一端側の部分は、後述する加工開始部１２ｃをなす。

また、鋳抜き孔形成工程では、軸方向鋳抜き孔１２と略垂直に交差する複数の鋳抜き孔１４をポート４として形成する（図２参照。なお、図２では第１ポート４Ａのみ記載）。ポート４は鋳抜き孔であるため、バルブボディ２の側面に鋳抜き勾配の径大側端１４ａを有する形状となっている。

径大孔形成工程では、軸方向鋳抜き孔１２の軸方向一端側に、第１ポート４Ａとの間において、軸方向鋳抜き孔１２と同軸であって所定径Ｘよりも径大な径大孔１６を形成する。
径大孔１６の内周面と軸方向鋳抜き孔１２の内周面との間には環状の段差面１８が形成
される。段差面１８は、径大孔１６の底面ともいえる。
この段差面１８の内周端１８ａは、図２に示すように、軸方向に垂直な１つの仮想面Ｙ
上に存在している。すなわち、径大孔１６と軸方向鋳抜き孔１２との境界面は軸方向に垂
直な面となっている。

次に、仕上げ工程について図３及び図４を用いて説明する。
仕上げ工程では、ドリルやエンドミル等の刃具２０によって、軸方向鋳抜き孔１２の内周面を切削して所定径Ｘに仕上げる。
図３に示すように、径大孔１６の軸方向一端の開口から、刃具２０を軸方向鋳抜き孔１２と同軸に軸方向他端側へ進行させて、軸方向鋳抜き孔１２の内周面を切削する。

進行する刃具２０は、まず、段差面１８に当接する（図３参照）。その後、径大孔１６と第１ポート４Ａとの間の軸方向鋳抜き孔１２の部分（加工開始部１２ｃ）の内周面を切削する（図４参照）。
その後、スプール孔用下孔１２ｂの内周面を切削して、所定径Ｘのスプール孔１０が形成される（図５参照）。
なお、スプール孔用下孔１２ｂの内周面を切削し始める際、第１ポート４Ａには鋳抜き勾配があるため、第１ポート４Ａの径小側のみで第１ポートの内周面に刃具２０が当接するという片当たり現象が発生するが、刃具２０は加工開始部１２ｃにガイドされながら進行するため、刃具２０の振れが抑制される（図４参照）。

ここで、図６、図７を用いて、上述の鋳抜き孔形成工程及び径大孔形成工程の詳細を説明する。
鋳抜き孔形成工程では、所定の鋳抜き勾配を有する鋳抜きピンによって、バルブボディ２に鋳抜き孔２２を形成するとともに、この鋳抜き孔２２に直交する鋳抜き孔１４を形成する（図６参照）。鋳抜き孔１４は、上述のポート４を成す。

鋳抜き孔２２は、軸方向一端側が径大端側となるような鋳抜き勾配を有している。この鋳抜き孔２２の一部が軸方向鋳抜き孔１２をなしている。そして、鋳抜き孔２２の内、軸方向鋳抜き孔１２の軸方向一端側の部分は径大孔１６の下孔となる。

そして、径大孔形成工程では、段差面１８を介して径大孔１６を形成するため、径大孔１６の下孔をなす鋳抜き孔２２の軸方向一端部の内周面を、所定径Ｘより径大な刃具２５にて切削する（図７参照）。これにより、所定径Ｘより径大な径大孔１６及び段差面１８が形成され、図２に示すような仕上げ工程前の状態となる。
すなわち、本実施例では、径大孔１６を切削加工により形成する。

〔本実施例の作用効果〕
本実施例によれば、鋳抜き孔形成工程によって、加工開始部１２ｃとスプール孔用下孔１２ｂとからなる所定径Ｘより径小な軸方向鋳抜き孔１２を形成する。また、径大孔形成工程によって、加工開始部１２ｃの軸方向一端側に所定径Ｘより径大な径大孔１６を形成する。

これによれば、仕上げ工程において刃具２０を進行させる際、径大孔１６と第１ポート４Ａとの間の加工開始部１２ｃの内周面が切削され、刃具２０はこの部分にガイドされながらさらに進行し、第１ポート４Ａの軸方向他端側の加工をする（図４参照）。従って、刃具２０が第１ポートの軸方向一端側でガイドされながら軸方向他端側へ進行するため、刃具２０の振れが抑制される。この結果、スプール孔１０の加工精度が向上する。
なお、刃具２０は加工開始部１２ｃを切削し始める際に、まず段差面１８に当たることになるが、段差面１８の内周端１８ａは軸方向に垂直な面上にあるため、刃具２０の片当たりを生じない。

〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に、図８を用いて説明する。
なお、実施例１と同じ符号は、同一の機能物を示すものであって、先行する説明を参照する。
本実施例のバルブボディの製造方法では、径大孔１６が鋳抜きによって形成されている。
すなわち、鋳抜き孔形成工程と径大孔形成工程とを同時に行っている。
具体的には、段付き形状の鋳抜きピンを用いて鋳抜き孔２６を形成し、鋳抜き形状に現われる段差面を段差面１８とし、段差面１８よりも軸方向一端側の部分を径大孔１６として、段差面１８よりも軸方向他端側を軸方向鋳抜き孔１２として、仕上げ工程を行う。

本実施例によっても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

１スプール弁、２バルブボディ、３スプール、４ポート、４Ａ第１ポート、１０スプール孔、１２軸方向鋳抜き孔、１２ａ径大側端、１４鋳抜き孔、１６径大孔、１８段差面、１８ａ段差面の内周端

Claims

軸方向孔（２ａ）を有するとともに、前記軸方向孔（２ａ）に略垂直に交差して設けられて前記軸方向孔（２ａ）を外部に連通させる複数のポート（４）が軸方向に並んで形成されたバルブボディ（２）と、前記軸方向孔（２ａ）内を軸方向に摺動するスプール（３）とを備え、
前記複数のポート（４）の内の最も軸方向一端側に存在するポート（４）を第１ポート（４）とすると、
前記バルブボディ（２）の前記軸方向孔（２ａ）の内で前記第１ポート（４）よりも軸方向他端側の部分が、前記スプール（３）が摺動するスプール孔（１０）として所定径Ｘに形成されるスプール弁（１）におけるバルブボディ（２）の製造方法であって、
前記第１ポート（４）よりも軸方向一端側に鋳抜き勾配の径大側端（１２ａ）を有し、前記径大側端（１２ａ）が前記所定径Ｘよりも小径である軸方向鋳抜き孔（１２）を形成するとともに、前記軸方向鋳抜き孔（１２）と略垂直に交差する複数の鋳抜き孔（１４）を前記ポート（４）として形成する鋳抜き孔形成工程と、
前記軸方向鋳抜き孔（１２）の軸方向一端側に、前記軸方向鋳抜き孔（１２）と同軸であって前記所定径Ｘよりも径大な径大孔（１６）を、前記第１ポート（４）との間に環状の段差面（１８）を介して形成する径大孔形成工程と、
前記径大孔（１６）の軸方向一端から、刃具（２０）を前記軸方向鋳抜き孔（１２）と同軸に軸方向他端側へ進行させて、前記軸方向鋳抜き孔（１２）の内周面を切削して前記所定径Ｘの前記スプール孔（１０）を形成する仕上げ工程とを備え、
前記環状の段差面（１８）の内周端（１８ａ）は、軸方向に垂直な面上に存在し、
前記仕上げ工程において、進行する前記刃具（２０）は、前記段差面（１８）に当接した後、前記径大孔（１６）と前記第１ポート（４）との間の前記軸方向鋳抜き孔（１２）の内周面を切削して前記段差面（１８）の内周端（１８ａ）を前記所定径Ｘに形成し、その後、該所定径Ｘに形成された前記内周端にガイドされながら、前記第１ポート（４）の軸方向他端側の前記軸方向鋳抜き孔（１２）の内周面を切削して前記所定径Ｘの前記スプール孔（１０）を形成することを特徴とするスプール弁におけるバルブボディの製造方法。
請求項１に記載のスプール弁におけるバルブボディの製造方法において、
前記径大孔（１６）を切削加工により形成することを特徴とするスプール弁におけるバルブボディの製造方法。
請求項１に記載のスプール弁におけるバルブボディの製造方法において、
前記径大孔（１６）を鋳抜きにより形成することを特徴とするスプール弁におけるバルブボディの製造方法。
自動変速機用油圧制御装置に用いられる前記スプール弁の製造に適用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のスプール弁におけるバルブボディの製造方法。