JPH0371210B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の用分野 本発明は弁スリーブの製造方法に関し、特に車
両の液圧操舵装置に使用する弁スーブの製造方法
に関する。

従来の技術 車両用の液圧操舵装置は車両操舵輪の回転運動
の要求する指向補助を制御する制御弁を含む。制
御弁は弁スリーブと弁スリーブ内に同心配置とし
た弁コアを含む。車両操舵輪の回転運動は弁スリ
ーブと弁コアとの相対回転を生ずる。弁スリーブ
と弁コアとの相対回転に際して液圧操舵ポンプか
らの流体流は弁コアと弁スリーブを経て(1)液圧補
助モータ内の一対の流体補助室の一方に(2)液圧補
助モータの流体補助室に他方からリザーバに向け
られる。

弁スリーブは内面に複数の軸線方向に延長する
溝を有する。内面の軸線方向に延長する溝相互間
は軸線方向に延長するランドによつて分離する。
各溝の軸線方向両は弁スリーブのシールランドに
よつて閉鎖される。シールランドの半径は軸線方
向に延長するランドの半径に等しい。シールラン
ドは弁コアに狭い係合とし、弁スリーブと弁コア
との間の軸線方向の流体流を制限する。

出願人の米国特許願第089599号は弁スリーブ内
にシールランドを形成する方法を記載する。弁ス
リーブは管状部材製とし、複数の溝が管状部材の
内面に管状部材の両端面間に延長して形成する。
端面は管状部材の内面から半径方向外方に外面ま
で延長する。各軸線方向に延長する溝は内外面間
のベース面を有する。この方法は第１のポンチを
各溝のベース面と外面との間の端面の少なくとも
一方に接触押圧して各溝付近の材料を内面より半
径方向内方に変位させる。この方法は更に、管状
部材の内面に第２のポンチを接触押圧して内面よ
りを半径方向内方に変位した材料をの一部を軸線
方向に半径方向外方に動かして溝の端部にシール
ランドを形成させる。

上述の出願に記載した方法はスリーブ材料を過
度に半径方向内方に変位させた時に亀裂を発生す
る。特に、スリーブが比較的脆く冷間成形に不適
当な材料SAE−1144鋼材等の場合に著しい。

他の弁スリーブの製造方法として、米国特許第
4419877号、第4614014号がある。これらの特許は
材料の過大な変位による材料の亀裂の問題に言及
しない。特許第4419877号では内面に軸線方向両
端面間に延長する複数の溝を有する管状部材を使
用する。管状部材の両端面に凹面を有するポンチ
を押圧して溝の両端を閉鎖する。ポンチによつて
材料を半径方向内方に変位させて管状部材の軸線
方向両端面に連続した環状ビードを形成して溝の
両端を閉鎖する。特許第4614014号では内面に複
数の溝が両端面間の貫通した管状部材を使用す
る。管状部材の内面に半径方向外方に端面間に環
状溝を機械加工する。各環状溝の壁を工具で押圧
して端面の材料を管状部材の内面より半径方向内
方に変位させる。既知の方法は管状部材の材料を
半径方向内方に変位させる。何れの方法も材料の
過大変位による亀裂の問題に言及しない。

発明の概要 本発明によつて、弁スリーブ溝の両を材料の半
径方向内方変位によつて閉鎖する場合に、内方変
位を限定して材料の亀裂の発生を防ぐ。

本発明による弁スリーブの製造方法は、軸線方
向両端面間に内面に沿う複数の溝が軸線方向に延
長した管状部材を準備する。溝は管状部材の両端
面間に完全に延長する。各端面は管状部材の内面
から半径方向外方に延長する。各溝は内外面間の
位置としたベース面を有する。各溝のベース面と
外面との間の少なくとも一方の端面に第１のポン
チを接触させる。第１のポンチは各溝のベース面
と管状部材の外面との間に押圧係合する。第１の
ポンチは各溝付近の端面の材料を内面よりも半径
方向内方に変位させる。好適な例で、一対の第１
のポンチを軸線方向に管状部材に向けて同時に管
状部材の端面に共に係合して各溝の両端を閉鎖す
る。

一対の第１のポンチは夫々円筒状マンドレルを
有し、ポンチの端面を超えて突出する。ポンチが
弁スリーブの端面に接触して弁スリーブを変形さ
せる時に、マンドレルの少なくとも一部は弁スリ
ーブ内にある。マンドレルの直径は弁スリーブの
内径よりも僅かに小さくする。ポンチが変位材料
を半径方向内方に変位させる時に内方に動く材料
はマンドレルに接触して更に内方に動くのを限定
される。材料の内方への動きを限定することによ
つて材料の亀裂の発生の傾向は最小となる。

実施例 本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。

本発明の方法によつて完成した弁スリーブ２０
を第１，２図に示す。弁スリーブ２０は外面２４
と内面２６とを有する。弁スリーブ２０は一対の
半径方向に延長する端面３２，３４を有する。端
面３２，３４は内面２６から外面２４に延長す
る。内面２６は仕上直径３９を有し第２図に示
す。

複数の環状溝４２を弁スリーブ２０の外面に形
成する。環状溝４２は既知の通り、図示しない液
圧操舵装置ハウジングのポートと弁スリーブ２０
との流体連通を行う。環状溝４２は外面２４の円
周に延長し、弁スリーブ２０に沿つて軸線方向に
離間する。複数の環状シール溝４０を弁スリーブ
２０の外面２４に形成して図示しないシールを収
容し環状溝４２間の流体漏洩を防ぐ。

複数の軸線方向に延長する溝４４を弁スリーブ
２０の内面に形成する。隣接溝間は複数に軸線方
向に延長するランド４６によつて分離する。複数
の半径方向に延長する通路４８が環状溝４２と溝
４４とを流体連通させる。一対のシールランド５
２を弁スリーブ２０の軸線方向両端に形成する。

シールランド５２は弁スリーブ２０の内面に沿
つて円周方向に延長する。軸線方向に延長するラ
ンド４６とランド５２とは内面２６の直径３９と
同じ直径を有する。軸線方向に延長するランド４
６は既知の通り弁コアの軸線方向に延長するラン
ドと共働する。ランド間の共働は弁コアと弁スリ
ーブ間の相対回転に際して弁スリーブ２０の溝４
４を通る流体流を選択的に阻止する。シールラン
ド５２は弁コアの外周に対して密に係合し溝４４
の両端からの軸線方向外方への流体流を防ぐ。軸
線方向に延長する溝４４とランド４６は４個のみ
を示すが、弁スリーブの用途に応じて異なる数の
溝とランドを使用できる。

完成弁スリーブ２０を製造するために、第３図
に示す弁スリーブブランク６２を用意する。弁ス
リーブブランク６２は金属の管状部材６４から形
成する。弁スリーブブランク６２に環状溝４２、
通路４８、シール溝４０を加工する。

弁スリーブブランク６２を図示しない取付具内
に置き、ブローチで第４，５図に示す通り内面２
６に複数の溝４４を形成する。溝４４を形成すれ
ば線方向に延長するランド４６の位置も決定す
る。最初に形成した溝４４は軸線方向に端面３
２，３４間に完全に延長する。各溝４４はベース
面７２と一対のほぼ平行の側面７４ａ，７４ｂを
有する。溝４４のベース面７２は内面２６と外面
２４との間にある。

第６，７図に示す通り、一対の第１のポンチ８
２を弁スリーブブランク６２の端面３２，３４に
軸線方向に動かして力係合とする。第１のポンチ
８２は夫々端面８６から突出する複数の突出部８
４を有する。各突出部８４は弁スリーブブランク
６２の端面３２，３４に係合する平面８８を有す
る。第１のポンチ８２の端面８６から延長する突
出部８４の数は弁スリーブブランク６２の溝４４
の数に相当する。図示の例では４個の突出部８４
が夫々の第１のポンチ８２の端面８６から延長す
る弁スリーブブランク６２のポンチ８２に対する
姿勢は各突出部８４を夫々の溝４４に一致させ
る。

各突出部８４の巾は夫々の溝４４よりも僅かに
大とする。溝４４の巾は第５図に示す溝の側面７
４ａ，７４ｂの間隔によつて定まる。各突出部８
４の巾Ｗは各溝４４に軸線方向に一致した付近の
端面３２，３４の材料のみに係合する。

各突出部８４の平面８８は第６図に示す第１の
ポンチ８２が軸線方向に弁スリーブブランク６２
に向けて動く時の動きの方向に対して角度Ｎを有
する。角度Ｎは平面８８の前縁９０即ち半径方向
外方部が弁スリーブブランク６２の端面３２，３
４に係合する突出部８４の第１の部分となる。各
前縁９０は突出部８４が端面３２，３４内に入る
時に弁スリーブブランク６２から材料の一部を剪
断する。平面８８は第１のポンチ８２の進行する
方向に対して後方に傾斜する。かくして、第８図
に示す通り、突出部８４の係合する材料９２は第
１のポンチ８２の進行に伴つて半径方向内方に押
され、材料が内面２６の半径方向内方に変位す
る。第１のポンチ８２は溝４４の端部付近の材料
９２のみを半径方向内方に変位させる。変位した
材料９２は溝４４の両端を閉鎖する。第１のポン
チ８２は溝４４の両端付近の材料のみを変位させ
るため、米国特許第4419877号に記載する方法に
比較して弁スリーブブランク６２を変形させる危
険は少ない。

弁スリーブ６２はSAE−1144鋼等の材料を使
用するのが好適である。SAE−1144鋼は機械加
工材料で冷間成形鋼ではなく比較的脆いため冷間
成形で過度に成形すれば材料に亀裂の生ずること
がある。

弁スリーブブランク６２の内方半径方向変位を
限定するために、第１のポンチ８２は夫々第６図
に示すマンドレル１４０をポンチ８２の端面８６
を超えて軸線方向に突出させる。マンドレル１４
０はポンチ８２が軸線方向に動く時にポンチ８２
と共に軸線方向に動きランド５２を形成する。ポ
ンチ８２が弁スリーブ６２の端面３２に接触した
時に、マンドレル１４０は弁スリーブ６２内にあ
り材料の半径方向内方の流れを限定する。

各マンドレル１４０はシヤンク部１４２とほぼ
円筒形のヘツド端部１４４を有する。ヘツド端部
１４４は後向きの肩部１５０と前面１５２と円筒
形外側面１５２と前面１５４とを有する。外側面
１５２と前面１５４とは曲面の隅面１５６で結合
する。マンドレルの少なくとも円筒外側面１５２
は窒化チタニウム被覆で表面化し、工具寿命を長
くし、マンドレル１４０と弁スリーブブランク６
２の材料間のかじりと溶着とを防ぐ。

マンドレル１４０は第１のポンチ８２内に軸線
方向に係合する。マンドレルヘツド端部１４４の
後部１６１はポンチ８２の孔１６２に滑合する。
マンドレル１４０のシヤンク部１４２はポンチ８
２の孔１６に嵌合する。マンドレルのヘツド端部
１４４の後向き肩部１５０はポンチ８２の前向き
肩部１６０に接触する。

マンドレル１４０のヘツド端部１４４の外径１
６６は弁スリーブ６２の内径３９より小さい。第
１のポンチ８２が弁スリーブ６２内を軸線方向内
方に動いて弁スリーブを変形する時に、マンドレ
ルのヘツド端部１４４は弁スリーブ６２の孔内に
係合する。マンドレルのヘツド端部１４４の外径
１６６はポンチ８２の変位させる材料の半径方向
内方の動きを限定するに充分な大きさを有する。

好適な例で、マンドレル１４０は別個の部材と
して第１のポンチ８２に固着する。しかし、マン
レル１４０を第１のポンチ８２と一体とすること
もでき第１のポンチ８２と分離することもでき
る。重要な点は、第１のポンチ８２が端面３４に
接触する時にマンドレル１４０の少なくとも一部
が弁スリーブ６２内にあることである。好適な例
でマンドレル１４０は第１のポンチ８２の半径方
向中心にある。第１のポンチ８２はマンドレル１
４０を固着した時に、第１のポンチ８２が弁スリ
ーブブランク６２に係合した時に弁スリーブブラ
ンク６２と同心となる。かくして、ブランク６２
の材料は半径方向内方に均等に変形される。

第８，９，１１図に示す通り、一対の第１のポ
ンチ８２によつて弁スリーブブランク６２の端面
３２，３４から変位された材料９２は３部分から
成る。変位材料９２の３部分とは各溝４４のベー
ス７２の付近の材料９４と各溝の各側面７４ａ，
７４ｂ付近の材料９６と内面２６の半径方向内方
に突出した材料９８とを含む。第１１図に示す通
り、材料９８はマンドレル１４０の外側面１５２
に係合して半径方向内方運動を限定された平面９
９を有する。

溝４４の両端が閉鎖された後に、第１のポンチ
８２とマンドレル１４０とを弁スリーブブランク
６２の端面３２，３４との係合から取外す。一対
の第１のポンチ８２とマンドレル１４０とを取外
した後に、第１０，１１図に示す一対の第２のポ
ンチ１０２を弁スリーブブランク６２内に係合さ
せて材料９８を軸線方向に半径方向外方に変位さ
せてシーランド５２を形成させる。各第２のポン
チ１０２は端部１０６で直径１１２としたほぼ円
筒形本体部１０４を有する。円筒形本体部１０４
と端部１０６とはテーパした切頭円錐形面１０８
に結合する。第２のポンチ１０２は軸線方向に互
いに近接して弁スリーブブランク６２の両開放端
に入る。第２のポンチ１０２は内面２６から半径
方向内方に延長した変位材料９２の部分に係合す
る。

第２のポンチ１０２が軸線方向に弁スリーブブ
ランク６２内に進入すれば、テーパした切頭円錐
形面１０８は変位材料９８に接触する。第１１図
に点線で示す変位材料９８はポンチ１０２が軸線
方向に弁スリーブブランク６２内に進入する時に
テーパした切頭円錐形面１０８に沿つて押され
る。変位材料９８はテーパした切頭円錐形面１０
８に半径方向外方に押されてシールランド５２の
外端部１２２を形成する。テーパした切頭円錐形
面１０８は更に変位材料９８を弁スリーブブラン
ク６２の溝４４内に軸線方向に押してシールラン
ドド５２の内端部１２４を形成させる。これによ
つて比較的長いシールランド５２を形成し、既知
の過程では変位材料９８を機械加工除去するのに
比較して著しく長い。

第２のポンチ１０２の円筒形本体部１０４は
夫々外径１１２を有し、第１，２図に示す仕上弁
スリーブ２０の内面２６の仕上直径３９とほぼ等
しい。第２のポンチ１０２が弁スリーブ６２に作
用した後に、弁スリーブブランク６２の内径３９
をブローチ及びホーンで研磨して最終寸法とし、
第１図に示す仕上弁スリーブ２０を形成する。

本発明による弁スリーブをマンドレル１４０の
ヘツド端部１４４の外径0.694in（17.6mm）として
使用した。一対の第１のポンチ８２を使用し半径
方向内方に変位した材料９８の内径は0.694inと
なつた。一対の第２のポンチ１０２の外径
0.720in（18.2mm）を使用し、材料９８を半径方向
外方に押して直径を0.720inとした。溝端部ラン
ド５２を含む内径を加工して内径を0.724in（18.3
mm）の仕上面とした。

本発明を好適な実施例について説明したが実施
例並びに図面は例示であつて発明を限定するもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によつて製造した弁スリ
ーブの拡大縦断面図、第２図は第１図の２−２線
に沿う端面図、第３図は弁スリーブブランクの縦
断面図、第４図は第３図の弁スリーブブランクに
軸線方向に延長する溝を形成した断面図、第５図
は第４図の５−５線に沿う端面図、第６図は弁ス
リーブブランクに第１のポンチとマンドレルを挿
入した断面図、第７図は第６図のポンチの端面
図、第８図は第１のポンチで加工後の弁スリーブ
ブランクの断面図、第９図は第８図の９−９線に
沿う端面図、第１０図は第２のポンチの係合した
弁スリーブブランクの断面図、第１１図は弁スリ
ーブブランクの材料の変位を示す第１０図の部分
拡大図である。 ２０……弁スリーブ、２６……内面、３２，３
４……端面、４２……環状溝、４４……軸線溝、
４６，５２……ランド、６２……弁スリーブブラ
ンク、８２……第１のポンチ、８４……突出部、
９２……変位材料、１０２……第２のポンチ、１
０８……切頭円錐形面、１４０……マンドレル、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁スリーブの製造方法であつて、 軸線方向両端面間に内面に沿う複数の溝が軸線
   方向に延長した管状部材を準備し、各端面は管状
   部材の内面から半径方向外方に外面に延長し、各
   溝は内外面間の位置としたベース面を有し、 各溝のベース面と外面との間の少なくとも一方
   の端面に第１のポンチを接触させて各溝付近の端
   面の材料を内面よりも半径方向内方に変位させ、 材料の半径方向内方に延長する端面の変位した
   材料に第２のポンチを接触させて変位した材料の
   一部を部材の長手方向と半径方向外方に動かして
   各溝の端部にシールランドを形成させることを特
   徴とする弁スリーブの製造方法。 ２ 前記第１のポンチを接触させる過程は第１の
   ポンチの対を軸線方向両端面に無理に接触させて
   各溝付近の端面の材料を内面の半径方向に変位さ
   せる過程を含むことを特徴とする請求項１記載の
   方法。 ３ 第２のポンチを接触させる過程は一対の第２
   のポンチを同時に端面の変位した材料に無理に接
   触させて変位した材料の一部を部材の長手軸線に
   沿つて及び半径方向外方に動かす各溝の両端にシ
   ールランドを形成させる過程を含むことを特徴と
   する請求項２記載の方法。 ４ 第１のポンチを接触させる過程は第１のポン
   チを軸線方向に管状部材の端面に向けて動かして
   端面に無理に係合させ、第１のポンチは軸線方向
   端面を有する本体と、端面から軸線方向に突出し
   て管状部材の端面に係合する複数の突出部とを含
   み、突出部の数は管状部材の軸線方向に延長する
   溝の数に相当させ、各複数の突出部は夫々の溝よ
   り広い平面を有して管状部材の端面に係合させ、
   この平面は第１のポンチの管状部材に向う動きの
   方向に関して鋭角を形成し前縁は第１のポンチの
   最外縁付近にあることを特徴とする請求項１記載
   の方法。 ５ 第２のポンチを接触させる過程は第２のポン
   チを管状部材内を軸線方向に動かして変位した材
   料に無理に係合させ、第２のポンチは管状部材の
   内面の直径にほぼ等しい外径を有する本体部と、
   内面の直径より小さな直径を有する端部と端部と
   本体部を連結するテーパ部とを含むことを特徴と
   する請求項１記載の方法。 ６ 第２のポンチを接触させる過程は変位した材
   料の一部を半径方向外方に管状部材の内面の直径
   にほぼ等しい直径部分に動かす過程を含むことを
   特徴とする請求項１記載の方法。 ７ 前記第１のポンチを端面の少なくとも１方に
   接触させる過程はマンドレルを管状部材内に置き
   材料をマンドレルと係合させて管状部材の端面の
   材料の半径方向内方の変位を限定する過程を含む
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ８ 第１のポンチを端面の少なくとも１方に接触
   させる過程はマンドレルを第１のポンチと共に動
   かして第１のポンチが端面に接触する時にマンド
   レルの少なくとも１部を管状部材内に位置決めす
   る過程を含むことを特徴とする請求項７記載の方
   法。 ９ 前記第１のポンチを接触させる過程は一対の
   第１のポンチを管状部材の軸線方向両端面に同時
   に押圧接触させて各溝付近の端面の材料を内面よ
   りも半径方向内方に変位させる過程を含み、前記
   マンドレルを管状部材の内側に置く過程は第１の
   ポンチの夫々に対して共働する一対のマンドレル
   を管状部材の内側に置く過程を含む請求項７記載
   の方法。 １０ 一対の第１のポンチを管状部材の軸線方向
   両端面に接触させる過程は各マンドレルを共働す
   る第１のポンチと共に動かして第１のポンチが端
   面に接触した時に各マンドレルの少なくとも一部
   を管状部材の内側とする過程を含む請求項８記載
   の方法。