JPH0524202U - 筒状ワークの内周面の溝形成加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡略且つ小型な構成で筒状ワークの内周面に切
削加工により略円弧状の溝を形成することができると共
に、その溝形成加工の高速化を容易に図ることができ、
さらには、その加工時に高負荷が加わるような場合にも
容易にその負荷に耐え得る構成とすることができる溝形
成加工装置を提供する。 【構成】カッター１５を先端部に有する工具保持体１１
と、工具保持体１１の中間部を揺動自在に支持する揺動
支持体１２と、工具保持体１１の後端部に枢着された公
転体１３と、公転体１３を中心軸２０の回りに公転駆動
する駆動手段１４とを備える。公転体１３を公転駆動す
ることにより、工具保持体１１を筒上ワークＷの内周面
に沿って往復揺動させる。カッター１５は、工具保持体
１１が筒状ワークＷに向かって往路側に揺動された時に
略円弧状の軌跡を描き、復路側に揺動された時に略直線
状の軌跡を描く。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車のパワーステアリング装置に用いられるロータリーバルブの スリーブ等の筒状ワークの内周面に切削加工により溝を形成するための装置に関 する。

【０００２】

【従来の技術】

図５に示すように、例えば、ロータリーバルブのスリーブＷの内周面には、そ の中間部に、該スリーブＷの軸方向に延在する縦断面、略円弧形状のポート溝ａ が該スリーブＷの周方向に間隔を存して複数形成され、この種の、ポート溝ａを を形成する溝形成加工装置としては、従来、例えば特公昭４９−４９５４１号広 報に開示されているものが知られている。

【０００３】 この溝形成加工装置は、ポート溝ａの形成・加工に際して、スリーブＷを揺動 可能に保持すると共に、カッターを先端部に備えた切削工具をスリーブＷ内に挿 入し、この時、該スリーブＷ及び切削工具を共に揺動させながら、該スリーブＷ の内周面の中間部の所定の箇所を切削工具のカッターにより徐々に切削し、これ によって、ポート溝ａを形成するようにしている。

【０００４】 しかしながら、かかる溝形成加工装置では、スリーブＷ及び切削工具の両者を 適当なタイミングで揺動させなければならず、このため、スリーブＷの揺動機構 や切削工具の揺動機構等が複雑なものとなると共に大型化し、また、高価なもの となるという不都合があった。そして、かかる溝形成加工装置では、スリーブＷ 及び切削工具の両者の揺動のタイミングを適切にとりつつ、両者を高速で揺動さ せることは困難であり、従って、溝加工を短時間で効率よく行うことが困難であ った。

【０００５】 また、この種の溝形成加工装置としては、例えば特開昭６２−３４７１４号広 報に開示されているものも知られている。

【０００６】 この溝形成加工装置は、先端部に上下一対のカッターを有するクランクアーム をクランク軸から延設すると共にその中間部で揺動自在に枢支したものであり、 ポート溝ａの加工に際しては、カッターを所定位置に固定保持したスリーブＷ内 に挿入した状態でクランク軸を回動させることにより、両カッターをクランクア ームと共にスリーブＷの略軸方向で往復動させつつ上下に揺動させて、両カッタ ーに略楕円形状の軌跡を同位相で描かせ、この時、その軌跡の半工程において各 カッターによりスリーブＷの内周面を切削し、これによって、スリーブＷの内周 面に上下一対のポート溝ａ，ａを同時に形成するようにしている。

【０００７】 しかしながら、かかる溝形成加工装置では、スリーブＷの一対の溝加工を並行 して行うことができるものの、一般には、両カッターをクランクアームに高精度 の位置関係で取付けることは困難であり、このため、両カッターの軌跡が微妙に 異なるものとなって、各ポート溝ａを高精度で同一形状に加工することが困難な ものとなっていた。

【０００８】 また、かかる溝形成加工装置では、各カッターの軌跡が略楕円形状となるため 、その半工程において各カッターがスリーブの内周面を切削した後に残りの半工 程において原位置に復帰する際には、該カッターがこれを取付けたクランクアー ムの先端部と共にその研削箇所からスリーブＷの軸心側に比較的大きく離反する こととなる。このため、各カッターによる切削時に各カッターに高負荷が加わる ような場合に、該カッターを取付けたクランクアームの先端部の径を大きくして その剛性を高めようとしても、該クランクアームとスリーブＷとの干渉を避ける ために該クランクアームの先端部の径をあまり大きくできず、従って、各カッタ ーに加わる高負荷に耐え得る十分な剛性を確保することが困難であるという不都 合があった。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】 本考案はかかる不都合を解消し、簡略且つ小型な構成でロータリーバルブのス リーブ等の筒状ワークの内周面に切削加工により略円弧状の溝を形成することが できると共に、その溝形成加工の高速化を容易に図ることができ、さらには、そ の加工時に高負荷が加わるような場合にも容易にその負荷に耐え得る構成とする ことができる溝形成加工装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案はかかる目的を達成するために、所定の位置に保持された筒状ワークの 内周面にその軸方向に延在する略円弧形状の溝を切削加工により形成するための 装置において、前記溝の切削加工に際して前記筒状ワークに挿入される切削工具 を先端部に備え、該筒状ワークの略軸心方向に延在する工具保持体と、該工具保 持体の中間部を前記筒状ワークの内周面に沿って揺動自在に支持する揺動支持体 と、該工具保持体の後端部の位置に所定の回転軸心の回りに公転自在に設けられ 、その公転により工具保持体を揺動させるべく該工具保持体の後端部に枢着され た公転体と、該公転体を公転駆動する駆動手段とを備え、前記揺動支持体と公転 体とは、該公転体の半周期の公転時に前記切削工具を前記筒状ワークの内周面を 略円弧状に切削する軌跡を描かせて揺動させ、さらに、該公転体の残りの半周期 の公転時に該切削工具を該筒状ワークの内周面から離反した位置で該筒状ワーク の軸心と略平行な軌跡を描かせて揺動させる位置関係で配設されていることを特 徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案によれば、前記切削工具を前記筒状ワークに挿入した状態で前記駆動手 段により前記公転体を公転駆動すると、前記揺動支持体の揺動支点を中心として 該切削工具が前記工具保持体と共に該筒状ワークの内周面に沿って揺動する。

【００１２】 この時、該切削工具は、公転体の半周期の公転においては、筒状ワークの内周 面に向かって略円弧状の軌跡を描いて揺動し、この時、筒状ワークの内周面を略 円弧状に切削される。

【００１３】 また、切削工具は、公転体の残りの半周期の公転においては、筒状ワークの内 周面から離反した位置で、筒状ワークの軸心と略平行な直線的な軌跡を描いて原 位置に復帰し、以下、かかる切削工具の往復運動が繰り返される。

【００１４】

【実施例】

本考案の溝形成加工装置の一例を図１乃至図４に従って説明する。

【００１５】 図１は該溝形成加工装置の平面図、図２乃至図４はその作動説明図である。

【００１６】 図１で、１は前記ポート溝ａ（図５参照）を形成すべき筒状ワークであるスリ ーブＷを着脱自在に保持するワーク保持ユニット、２は該スリーブＷの内周面に 切削加工によりポート溝ａを形成する加工ユニットであり、これらは基台３上に 設けられている。

【００１７】 ワーク保持ユニット１は、基台３上に敷設されたガイドレール４上を基台３の 長手方向に移動自在に設けられたスライドテーブル５と、該スライドテーブル５ 上にガイドレール４と直交して敷設されたガイドレール６上を基台３の幅方向に 移動自在に設けられたスライドテーブル７と、該スライドテーブル７上に立設さ れた取付部８に回動自在に取付けられた回転保持部９とを備えている。

【００１８】 この場合、回転保持部９は、その軸心が基台３の長手方向に向けられ、その先 端部にスリーブＷを同心に着脱自在に挿着・保持する。そして、回転保持部９は 、取付部８を介してモータ１０に接続され、後述の溝形成加工の際には、保持し たスリーブＷの内周面に一つのポート溝ａ（図５参照）が形成される毎に、該モ ータ１０の駆動下に所定の角度毎に回動される。

【００１９】 尚、スライドテーブル５，７は、それぞれ図示しないシリンダ等により回転保 持部９と共にガイドレール４，６上を移動される。

【００２０】 加工ユニット２は、基台３上に回転保持部９に向かってその軸心と概略平行に 延在して配設されたロッド状の工具保持体１１と、該工具保持体１１の回転保持 部９寄りの前部を揺動自在に支持する揺動支持体１２、工具保持体１１の後端部 を支持する公転体１３と、公転体１３を公転駆動する駆動手段１４とを備え、工 具保持体１１の先端部の側部には、切削工具であるカッター１５が突設・固着さ れている。この場合、工具保持体１１の先端部は、前記回転保持部９にスリーブ Ｗを保持した状態で該回転保持部９を前記スライドテーブル７と共に工具保持体 １１に向かって前進させることによりスリーブＷに挿入され、この時カッター１ ５がスリーブＷの内周面に対向する。

【００２１】 揺動支持体１２は、工具保持体１１の前部から支軸１６を介して揺動自在に側 方に延設されたリンクアーム１７を有し、このリンクアーム１７の先端部は、基 台３上に立設された支持部１８上に固定支軸１９を介して枢着されている。

【００２２】 かかる構成により、揺動支持体１２は、支持部１８にリンクアーム１７を介し て工具保持体１１を支持し、このとき、リンクアーム１７が固定支軸１９を支点 として前記回転保持部９に向かって接近・離反するように揺動することにより、 工具保持体１１をカッター１５と共に、回転保持部９に保持されるスリーブＷの 内周面に沿って揺動自在としている。

【００２３】 公転体１３は、工具保持体１１の後端部の位置で基台３上に回動自在に立設し た中心軸２０に一体に回動自在に挿着された回転板２１の周縁上部に突設された ピン状のものであり、この回転板２１の回動により中心軸２０の回りに公転自在 とされている。そして、工具保持体１１の後端部は、この公転体１３に枢着され 、公転体１３と共に中心軸２０の回りに公転自在とされている。

【００２４】 かかる構成により、工具保持体１１は、公転体１３の公転に伴って、前記揺動 支持体１２の固定支軸１９を揺動支点として、回転保持部９に保持されるスリー ブＷの内周面に沿って工具保持体１１の概略長手方向に揺動する。

【００２５】 この場合、公転体１３と揺動支持体１２のリンクアーム１７等との位置関係は 例えば、次のような位置関係とされている。

【００２６】 すなわち、リンクアーム１７と工具保持体１１とを連結する前記支軸１６と、 公転体１３の公転中心である中心軸２０とは、リンクアーム１７が同図実線示の ように回転保持部９に保持したスリーブＷの軸心と直交する向きにある時には、 該スリーブＷの軸心と平行な直線Ｃ上に並ぶようになっている。

【００２７】 また、公転体１３がワーク保持ユニット１から最も離反する位置（同図実線示 の状態から９０度時計回りに公転した仮想線示の位置、以下、最後方公転位置と いう）では、リンクアーム１７は同図実線示の状態から中心軸２０に最も近づく 位置（ワーク保持ユニット１から離反する側に揺動した仮想線示の位置、以下、 最後方揺動位置という）に揺動し、且つ、公転体１３がワーク保持ユニット１に 最も離反する位置（最後方公転位置から１８０度時計回りに公転した仮想線示の 位置、以下、最前方公転位置という）では、リンクアーム１７は同図実線示の状 態からワーク保持ユニット１に最も接近する仮想線示の位置（以下、最前方揺動 位置という）に揺動するようになっている。

【００２８】 加工ユニット２の駆動手段１４は、前記回転板２１の側方で基台３上に固設さ れたモータ２１と、モータ２１の駆動軸２１ａに一体に回動自在に挿着された駆 動プーリ２２と、前記中心軸２０に一体に回動自在に挿着された被動プーリ２３ とを備え、両プーリ２２，２３はプーリベルト２４を介して接続されている。

【００２９】 かかる構成により、駆動手段１４は、モータ２１により駆動プーリ２２、プー リベルト２４、被動プーリ２３及び中心軸２０を介して回転板２１を例えば時計 回りに回動させ、これにより、公転体１３を中心軸２０の回りに公転させるよう にしている。

【００３０】 次に、かかる溝形成加工装置の作動を図１を参照しつつ図２乃至図４に従って 説明する。

【００３１】 図１及び図２において、前記スリーブＷの内周面にポート溝ａ（図５参照）を 形成する際には、該スリーブＷをワーク保持ユニット１の回転保持部９に挿着し た後に、前記スライドテーブル７を回転保持部９及びスリーブＷと共に工具保持 体１１に向かって前進させ、これにより、工具保持体１１の先端部をカッター１ ５と共にスリーブＷに所定の位置まで挿入する。

【００３２】 次いで、前記駆動手段１４のモータ２１を作動させて公転体１３を中心軸２０ の回りに時計回りに回動させ、これによって、工具保持体１４をその概略長手方 向に往復揺動させる。

【００３３】 この時、前記カッター１５は、工具保持体１１と共に、スリーブＷ内でその内 周面に沿って以下に説明するような軌跡を描いて往復揺動する。

【００３４】 すなわち、図２において、工具保持体１４がワーク保持ユニット１側に向かっ て往路方向に揺動する際には、公転体１３が、前記最後方公転位置（同図実線示 の状態）から前記最前方公転位置に向かって時計方向に中心軸２０の回りに公転 し、これに伴って、前記リンクアーム１７が前記最後方揺動位置（同図実線示の 状態）から前記最前方揺動位置に向かって前記固定支軸１９を揺動支点として揺 動する。

【００３５】 この時、工具保持体１１の先端部のカッター１５は、工具保持体１１と共にリ ンクアーム１７の固定支軸１９の回りにスリーブＷ内に進入する向きに揺動する 。また、この時、公転体１３が最後方公転位置から最前方公転位置に向かって時 計回りに公転するに伴って、その公転運動の前半では、リンクーアーム１７に連 結された工具保持体１１の前部は、スリーブＷの軸心と直交する方向においてス リーブＷの内周面のカッター１５に対向する箇所に接近する側に移動し、さらに 、公転体１３に連結された工具保持体１１の後端部は、スリーブＷの軸心と直交 する方向において該工具保持体１１の前部の移動と逆向きに移動する。

【００３６】 そして、かかる公転体１３の公転運動の後半では、工具保持体１１の前部は、 スリーブＷの軸心と直交する方向においてスリーブＷの内周面のカッター１５に 対向する箇所から離反する側に移動し、さらに、工具保持体１１の後端部は、ス リーブＷの軸心と直交する方向において該工具保持体１１の前部の移動と逆向き に移動する。

【００３７】 このため、工具保持体１１の先端部のカッター１５は、工具保持体１１の往路 方向への揺動の際には、スリーブＷの内周面に沿ってこれに徐々に接近、離反す るようにこの往路方向に移動し、従って、図４に示すような円弧状の軌跡Ｘａを 描く。

【００３８】 一方、図３において、工具保持体１１がスリーブＷから抜脱する向きに復路方 向に揺動する際には、公転体１３が、前記最前方公転位置（同図実線示の状態） から前記最後方公転位置に向かって時計方向に中心軸２０の回りに公転し、これ に伴って、前記リンクアーム１７が前記最前方揺動位置（同図実線示の状態）か ら前記最後方揺動位置に向かって前記固定支軸１９を揺動支点として揺動する。

【００３９】 この時、工具保持体１１の先端部のカッター１５は、工具保持体１１と共にス リーブＷ内から抜脱する向きに揺動する。また、この時、公転体１３が最前方公 転位置から最後方公転位置に向かって時計回りに公転するに伴って、その公転運 動の前半では、リンクーアーム１７に連結された工具保持体１１の前部は、スリ ーブＷの軸心と直交する方向においてスリーブＷの内周面のカッター１５に対向 する箇所に接近する側に移動し、さらに、公転体１３に連結された工具保持体１ １の後端部は、スリーブＷの軸心と直交する方向において該工具保持体１１の前 部の移動と同じ向きに移動する。

【００４０】 そして、かかる公転体１３の公転運動の後半では、工具保持体１１の前部は、 スリーブＷの軸心と直交する方向においてスリーブＷの内周面のカッター１５に 対向する箇所から離反する側に移動し、さらに、工具保持体１１の後端部は、ス リーブＷの軸心と直交する方向において該工具保持体１１の前部の移動と同じ向 きに移動する。

【００４１】 このため、工具保持体１１の先端部のカッター１５は、工具保持体１１の復路 方向への揺動の際には、工具保持体１４の復路方向への揺動の際には、図４に示 すように、スリーブＷの内周面に沿ってその軸方向に直線的な軌跡Ｘｂを描く。

【００４２】 従って、カッター１５は、工具保持体１４の上記の往復揺動の際に、図４に示 すように、スリーブＷの内周面に沿って略弓形状の軌跡Ｘを描いて往復動するこ ととなる。

【００４３】 そして、このようにカッター１５を往復動させた状態で、次に、図１に示すワ ーク保持ユニット１のスライドテーブル５を前記ガイドレール４上で移動させる ことにより、スリーブＷの内周面のカッター１５に対向する箇所を該カッター１ ５に徐々に接近させる。

【００４４】 この時、カッター１５は、その円弧状の軌跡Ｘａに沿った往路方向への移動時 に該スリーブＷの内周面を徐々に切削し、これによって、その切削箇所に前記ポ ート溝ａ（図５参照）が形成される。また、この時、カッター１５は、その直線 状の軌跡Ｘｂに沿った復路方向への移動時には、該スリーブＷの切削箇所から離 反した状態で該切削箇所に沿ってスリーブＷの軸方向に移動して原位置に復帰す る。

【００４５】 そして、このようにスリーブＷの内周面に一つのポート溝ａが形成された後に は、該カッター１５が再びスリーブＷの内周面から軸心側に離反された状態で、 前記回転保持部７がスリーブＷと共に前記モータ１０（図１参照）により所定角 度回動されて他のポート溝ａを形成すべき箇所がカッター１５に対向され、この 状態で再び前記と同様に他のポート溝ａが形成される。以下、かかる作動を繰り 返すことにより、スリーブＷに複数のポート溝ａが形成される。

【００４６】 このように、本実施例の溝形成加工装置においては、スリーブＷの内周面に略 円弧形状のポート溝ａを切削・形成するためのカッター１５の往復運動を、工具 保持体１１、リンクアーム１７、公転体１３等による簡略且つ小型な構成で行わ しめることができる。そして、カッター１５の往復運動においては、スリーブＷ の内周面の切削を行わない復路方向への移動時に該スリーブＷの内周面に沿って 直線的に移動させるようにしているので、その非切削時のカッター１５及び工具 保持体１１のスリーブＷの軸心側への移動量を小さなものとすることができ、従 って、工具保持体１１の先端部の径を大きくしてその剛性を高めても支障なくカ ッター１５の往復運動を行わしめることができ、切削時にカッター１５に加わる 負荷が大きい場合であっても該カッター１５及び工具保持体１１をその負荷に充 分耐え得る構成とすることができる。

【００４７】 尚、本実施例では、工具保持体１１の往路方向への揺動時にカッター１５によ り溝形成加工を行うようにしたが、これと逆に工具保持体１１の復路方向への揺 動時に溝形成加工を行うようにすることも可能であることはもちろんである。

【００４８】 この場合には、例えば、公転体１３を本実施例の場合と逆方向に回動させれば 、明らかにカッター１５の軌跡が本実施例の場合と逆向きとなるので、該カッタ ー１５の刃先を工具保持体１１の復路方向へ向けることにより、本実施例と同様 に溝形成加工装置が構成される。

【００４９】

【考案の効果】

上記の説明から明らかなように、本発明によれば、先端部に切削工具を有する 工具保持体の中間部を揺動支持体により、筒状ワークの内周面に沿って揺動自在 に支持すると共に、該工具保持体の後端部に枢着された公転体を駆動手段により 、所定の回転軸心回りに公転させることにより、該切削工具を筒上ワークの内周 面に沿って往復揺動させ、さらに、揺動支持体と公転体との位置関係を適切に設 定することにより、該公転体の半周期の公転時に切削工具を筒状ワークの内周面 を略円弧状に切削する軌跡を描かせて揺動させ、さらに、該公転体の残りの半周 期の公転時に該切削工具を該筒状ワークの内周面から離反した位置で該筒状ワー クの軸心と略平行な軌跡を描かせて揺動させるようにしたことによって、筒状ワ ークの内周面に略円弧形状の溝を形成するための切削工具の駆動を極めて簡略且 つ小型な構成で行うことができる。

【００５０】 そして、このように、簡略且つ小型な構成としたことによって、工具保持体や 切削工具等の可動部の慣性重量を小さなものとすることができると共に、公転体 を高速で回動させるだけで、切削工具を所定の軌跡を描かせて高速で往復運動さ せることができるので、筒状ワークの溝形成加工を短時間で行うことができると 共に、精度の良い加工を行うことができる。

【００５１】 また、切削工具の往復運動において、筒状ワークの非切削時に該切削工具を筒 状ワークの略軸心方向に直線的に移動させるようにしたことによって、該切削工 具の筒状ワークの径方向への移動量を小さなものとすることができ、従って、該 切削工具を比較的大きなものとしてその剛性を高めるようにしても該切削工具が 筒状ワークと干渉せずに支障なく往復運動することができ、該切削工具に高負荷 が加わるような場合であっても、その負荷に充分耐え得る構成とすることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の溝形成加工装置の一例の平面図、

【図２】溝加工形成装置の作動説明図、

【図３】溝加工形成装置の作動説明図、

【図４】溝加工形成装置の作動説明図、

【図５】溝を形成した筒状ワークの縦断面図。

【符号の説明】

１１…工具保持体、１２…揺動支持体、１３…公転体、
１４…駆動手段、１５…カッター（切削工具）、Ｗ…ス
リーブ（筒状ワーク）、ａ…ポート溝、Ｘ…軌跡

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の位置に保持された筒状ワークの内周
   面にその軸方向に延在する略円弧形状の溝を切削加工に
   より形成するための装置において、前記溝の切削加工に
   際して前記筒状ワークに挿入される切削工具を先端部に
   備え、該筒状ワークの略軸心方向に延在する工具保持体
   と、該工具保持体の中間部を前記筒状ワークの内周面に
   沿って揺動自在に支持する揺動支持体と、該工具保持体
   の後端部の位置に所定の回転軸心の回りに公転自在に設
   けられ、その公転により工具保持体を揺動させるべく該
   工具保持体の後端部に枢着された公転体と、該公転体を
   公転駆動する駆動手段とを備え、前記揺動支持体と公転
   体とは、該公転体の半周期の公転時に前記切削工具を前
   記筒状ワークの内周面を略円弧状に切削する軌跡を描か
   せて揺動させ、さらに、該公転体の残りの半周期の公転
   時に該切削工具を該筒状ワークの内周面から離反した位
   置で該筒状ワークの軸心と略平行な軌跡を描かせて揺動
   させる位置関係で配設されていることを特徴とする筒状
   ワークの内周面の溝形成加工装置。