JPH081376B2 - 液圧動力かじ取り装置用弁の製造に使用する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば車輌用の液圧動力かじ取り装置に使用
される回転弁の部品の製造に関連して使用する装置に関
するものである。前記回転弁がもつ入力シヤフトは外周
に複数の盲端付きの、溝ランド部によって分離された軸
線方向に延びる溝をもつ。入力シヤフトに軸支されたス
リーブはその穴内に軸線方向に延びる盲端付きスロット
の配列をもち、前記スロットは入力シヤフトの溝に適合
するが、前記溝に対して下重なり関係にあり、１つのス
ロットは他のスロットのランド部より幅が広く、従って
相対的回転が中心位置から入力シヤフトとスリーブ間に
起こったとき開閉する１組の軸線方向に延びるオリフィ
スが形成される。以下前記回転の大きさを弁の作動角度
と称する。入力シヤフトの溝の縁はしばしば計量（mete
ring）と称される特別のオリフィス形状を成すように輪
郭付けされる。これらのオリフィスは、液圧式ホイート
ストンブリッジの複数組を形成するネットワークとして
のポート配列をもつ。前記ホイートストンブリッジは入
力シヤフトの溝とスリーブのスロット間に、従って機関
駆動されるオイルポンプと、かじ取り装置に備えた右側
と左側の液圧式補助シリンダ間にオイルを流通させるた
めに並列に作用する。

かかる回転弁の一般的作用方法は動力かじ取り装置設
計の当業者には周知であるので、本明細書では詳細な説
明は省略する。これについての作用の説明は回転弁の概
念を説明する“原”特許として一般に認められている米
国特許第3,022,722号（Zeigler）に記載されている。こ
の特許によれば、入力シヤフトとスリーブはトーション
バーによって中心位置に向かって付勢される。従って小
さい入力トルクがかじ取り輪に、従って入力シヤフトに
加わえられると、入力シヤフトとスリーブ間には小さい
相対回転が生じるに過ぎず、かかる小さい弁作動角度に
対しては小さい補助動力が弁によって与えられる。大き
な入力トルクに対してはそれに比例して大きな弁作動角
度を発生させて、入力トルクの関数として弁に生じる補
助動力レベル間の関係は弁圧力特性として知られる。従
ってこの弁圧力特性は弁作動角度の関数として変化する
オリフィス領域の外形によって決定される。

かかる回転弁は現在は、防火壁取付けされたラック・
ピニオンかじ取り装置に通例設けられるが、この状態で
は弁から生じるシュッシュッというような騒音がドライ
バーに極めて明瞭になる。シュッシュッという騒音は、
特に車輌のパーキング作動中の如き弁の高圧作動期間中
に、オイルが入力シヤフトの計量縁輪郭とスリーブスロ
ットの隣接縁によって画成されるオリフィスを流れると
きに液圧オイルのキャビテーションによってもたらされ
る。上記の場合圧力は典型的には8MPaの高さになる。オ
リフィスはもし計量縁輪郭が幅対深さの高い縦横比（ア
スペクト割合）をもつならば、キャビテーションをあま
り起こさず、オイルをすべて何れかの計量縁輪郭に沿っ
て一定の深さの薄いシートとして流れさせること及び、
オイルの流れはオリフィスの前述のネットワーク中で等
しく分割されるので、一層有効にアスペクト割合を増大
させることは、動力かじ取り弁の技術分野で周知であ
る。また、キャビテーションは、もし計量縁輪郭が入力
シヤフトの外径を横切る場合、ほぼそれに対して接線方
向になるならば、あまり起こらず、それ故約1/12の勾配
より大きくない浅い面取り面を形成するということも周
知である。典型的には回転弁の高圧作業中、各スリーブ
スロットの１つの縁はこの面取り面と入力シヤフト外径
の交差点から約二分の一度だけ角度的に変位し、こうし
て形成されたオリフィスの径方向深さは約0.012mmにな
る。

入力シヤフトとスリーブが中心位置に向かって角度変
位をするにつれて、キャビテーションの発生は小さくな
るようであり、車輌のコーナリング操縦に関連する弁作
動領域に所要の圧力特性を生ぜしめるために、急勾配の
追加の面取り面が時には計量縁輪郭のずっと下に使用さ
れる。

数人の製造業者は特別の機械でこれらの面取り面を研
削することによって計量縁輪郭に所望の精度を得ること
を試み、その場合、入力シヤフトはその外径を仕上げ研
削するために前に使用したセンタに支持される。かかる
面取り面研削機械は計量縁輪郭の軸線方向長さに等しい
幅の大径の円筒形研削車を備え、入力シヤフト軸線に対
して径方向高さを変化させて各入力シヤフト溝の縁を連
続的に横切る。

他の製造業者はそのために、例えば自動車機関の製造
に使用されるものに似たカム研削機械、ねじ切削タッ
プ、えぐり切削タップ、えぐりカッタを使用する。この
場合、ワークピースはセンタに支持され、連続的に回転
し、その間親カムの作用によって研削車に行ったり来た
りする移動を周期的に行う。材料の所望量がワークピー
スの多数回の回転中に研削車の切り込みによって徐々に
除去される。面取り面研削機械の場合の如く、大径の研
削車が用いられる。そのため、深さが増大して研削車が
その溝の反対の縁に衝突するようになる計量縁輪郭部分
を溝の中心線に向かって研削することはできない。入力
シヤフト計量縁輪郭のこの急な傾斜と比較的深い部分は
以下“内部”計量縁輪郭と称し、その外形は一般に弁圧
力特性のオン−センタ領域に影響を与える。この部分は
一般には、上記の面取り面又はカムの研削機械とは異な
る手段によって作られる。前記機械は上記の理由で、
“外部”計量縁輪郭を研削することができるに過ぎな
い。計量縁輪郭の前述の緩く傾斜した楔形部分は弁ノイ
ズ特性と同様、中間及び高作動圧力における弁圧力特性
をも決定する。

中心位置から車輌パーキングに関連する最大作動圧力
の領域への弁の全作動角度は典型的には約3.5度であ
り、そのうち内部と外部の計量縁輪郭は各々約２分の１
を支配する。内部と外部間の接合点は一般に、車輌コー
ナリングに関する弁作動の中間範囲で起こり、その場
合、中断を起こさずに漸進的な又は大体線形の弁圧力特
性をもち、かくしてこの重要な作動モードでの車輌の運
転者による車輌制御を最大限になすことが重要である。
この線形関係を得るため、ヒスを抑制するために必要な
平らな面取り面から始まり、外部計量縁輪郭は増大する
湾曲の螺旋状外形をもつ必要があり、前記湾曲はオリフ
ィス面積と弁作動角度の間に必要な関係を与えることが
できる。上記の実際の製造上の理由から、計量縁輪郭の
内部にこの螺旋状外形を連続させることはできないが、
しかし同じ形式のオリフィス面積対弁作動角度の関係は
長さに沿って横断面形状が変化する計量縁輪郭を使用す
ることによって得ることができる。上記の形状は研削以
外の手段によって作ることができる。このことは、内部
計量縁輪郭には低い作動圧力が関連するため、外部計量
縁輪郭の場合のように均一な薄いシート状流れを生ぜし
める必要はもはやないので、受入れることができる。例
えば、必要な三次元的な計量縁の外形は入力シヤフト溝
を形成するためにフライス削り又はホブ切削工程を使用
することによって大体得ることができる。妥協なしの、
より良い解決策は米国特許第4,651,551号（Bishop）に
記載されたロール圧刻法を用いて得ることができる。こ
の方法は溝の側面に無限の三次元的形状の作成を可能な
らしめる。

それにも拘らず、上記フライス削り、ホブ切削又はロ
ール圧刻加工はすべて入力シヤフトの硬化前に実施され
なければならず、冶金的歪みに起因して、その後円筒形
に研削された外径に対して若干の偏心度を必然的にも
つ。幸いにも、内部計量縁輪郭にとっては、外部輪郭に
適用するようにオリフィスのネットワークにオイル流を
一様に割り当てることはもはや重要ではなく、オリフィ
ス面積と作動角度間に正しい平均的関係を保ては十分で
ある。しかしながら、内部と外部の輪郭間に滑らかな接
続をもつため、従って、途切れない連続した線形圧力特
性をもつためには、外部計量縁輪郭を研削する前に、前
に処理した内部計量縁輪郭を計測するのが極めて望まし
い。理想的にはこの計測は外部計量縁輪郭を研削するの
に使用した研削機械中で、しかしながら実際の研削工程
の直前に実施される。この内部計量縁輪郭は最初に計測
されて、各溝の時計回りと反時計回りの側の各縁の角度
位置が記録され、算術平均角度が計算されるようにな
す。この計算された平均角度は次いで機械の対称の基準
角度と比較され、前記基準に対する入力シヤフトの角度
位置に小さい修正がなされる。その後研削された外部計
量縁輪郭の平均位置は内部計量縁輪郭の平均位置と正確
に対称的となるため、それらの間に最適の接続が得られ
ると共に弁圧力特性に円滑な線形的推移が得られる。こ
のイン−プロセスの計測及び修正処理は本発明の重要な
目的である。

他の実施例としては、しかしあまり理想的ではない
が、この計測は入力シヤフトを切削機械に入れる前に実
施でき、またこの計測は、構成部品に（又は構成部品に
取付けた取付け具に）物理的基準を設定するのに使用す
ることができ、従って、それが最後に切削機械中に置か
れたとき、その正しい角度方位が保証される。

本発明の他の目的は、今研削された外部計量縁輪郭の
正確な角度位置を、入力シヤフトが未だ機械中にある間
に後−プロセスの計測をする手段を提供することにあ
る。この角度位置の精度は弁ヒスの大きさのみならず、
弁圧力特性の精度をも、特にかじ取り装置の最大パーキ
ング圧力を発生するのに要する入力トルクの大きさをも
決定する。前述の如く、かかる最大パーキング圧力は典
型的には、ほぼ0.012mmの深さをもつ外部計量縁輪郭上
の１点に発生する。入力シヤフトの外径との交差点に直
接隣接した計量縁輪郭のこの面取り面の浅い傾斜は、か
じ取り装置のパーキングトルクがこの領域の計量縁輪郭
の深さの小さい変動に極めて敏感であることを意味す
る。理想的には、最大パーキング圧力点に一致するほぼ
0.012mmの計量縁輪郭上の１点で外部計量縁輪郭の角度
位置を測定する手段は、入力シヤフトが未だ研削機械中
にある間に所定の入力シヤフトのためのパーキングトル
クを正確に決定することができる。従って、イン−プロ
セスの修正は例えば研削車の磨耗を見越して行うことが
できる。

本発明の他の目的は、研削機械中に未だある間に入力
シヤフトの外径を測定する手段を提供することにある。
このパラメータの知識は上述の精密なイン−プロセスの
修正を行うために必要である。また、入力シヤフト外径
は、液圧漏れを最小限にするために、製造中典型的には
0.008mmの公差まで精密に制御しなければならないが、
入力シヤフトとスリーブ部品間の主ジャーナル界面の作
動摩擦は最小にすることができる。

理想的には、これら３つのすべての計測作業は外部計
量縁輪郭を研削するのに使用する機械内に合体できる単
一の装置によって行うことができる。好適には、前記作
業の第１のものは予備処理した内部計量縁輪郭に対して
研削した外部計量縁輪郭の最適方位を計測、修正するこ
とであるが、この第１作業は処理されたあらゆる構成部
品について行われる。他の２つの作業は研削された外部
計量縁輪郭と入力シヤフト外径の後−プロセス計測であ
るが、これらの作業は運転によって得られる精度を維持
するために必要な時期に定期的に実施してもよい。

計量縁輪郭の小寸法形状の機械的計測は、正確に行う
のは極めて困難であり、上述の好適なかかる輪郭の螺旋
形状又は曲線形状によって悪化される。更に、かかる機
械的計測法は本体、時間がかかり、それ故計量縁輪郭研
削プロセス内の調整のために、経済的観点から実質的で
はない。それ故本発明では、計量縁輪郭の角度位置を液
圧的又は空気圧的に計測するのに、流体が使用される。
この流体は入力シヤフトの外径に接触する凹状弓形シュ
ーに設けたオリフィスに供給される。前記シューの半径
は入力シヤフトの半径より僅かに大きく、それ故オリフ
ィス領域でシューと入力シヤフト間に密な接触を保証す
る。流体回路は、入力シヤフトがシューの下で回転する
ときに、流体の流れに対するオリフィスの有効な絞りを
測定し、それ故計算により、入力シヤフトの外径に配置
された軸線方向に延びる溝の縁の角度位置を測定する。
かかる技術は精度が高くて迅速であるのみならず、それ
は動力かじ取り弁の最後の車輌における作用をシミュレ
イト（又はモデリング）する利点をもつ。前記弁では流
体（殆どの場合自動伝動装置用液体流体）が動力かじ取
りポンプの作動によって動力かじ取り弁のオリフィスを
流れる。

前述の如く、スリーブ穴中の軸線方向に延びる盲端付
きスロットの縁は回転弁内にオリフィスを形成するため
に入力シヤフトの計量縁輪郭と共働し、それ故これらの
スリーブのスロットの正確な角度配置もまた弁ヒスの大
きさ及び弁圧力特性全体の精度を決定するのに重要にな
る。回転弁のスロットは通常はブローチ削り、底フライ
ス削り、冷間成形又はスロット削り法によって作られ、
これらのプロセスはすべてスリーブ穴から径方向に突出
する小さいまくれをのこす傾向がある。前記まくれは、
その後この穴が研磨及び／又はホーニング加工によって
正確な寸法にされるときに除去される。それ故本発明は
スリーブスロットの角度位置のイン−プロセスの計測に
は使用できない。その理由は単に、シューの蜜接領域に
隣接した箇所においてこのまくれが適切な流体密封を阻
止するということにある。しかし、本発明はかかるスロ
ットの後−プロセスの測定のために可変の配置を、即ち
構成部品の検査又は保証の手段として、提供する。仕上
げられたスリーブ穴は直径が極めて正確であり、入力シ
ヤフトの測定に関して前述したものと同様なシューを受
入れるのに理想的に適している。しかしスリーブの場
合、シューは凹状よりはむしろ、凸状の弓形面をもち、
スリーブ穴の半径より僅かに小さい半径をもつことが要
求される。

それ故、本発明は、ワークピースの内部円筒形穴面又
は外部円筒面に配置された軸線方向に延びる溝の縁の角
度位置を測定・記録する装置において、シューと、前記
シューの或る小領域にわたって前記面と密接させるため
に前記シューを押圧する手段を備え、前記領域はオリフ
ィスと共働し、前記オリフィスは前記密接領域から充満
チャンバまで延び、更に、前記充満チャンバへ流体を供
給する手段と、前記ワークピースと前記シュー間に相対
的回転を起こさせる手段と、前記相対的回転中に前記縁
が前記オリフィスを横切るときに前記オリフィスから出
る前記流体の流れの絞り度を測定する手段と、前記相対
的回転を測定するための角度位置測定装置を備え、前記
ワークピースの前記相対的角度位置が前記溝の連続する
縁が前記オリフィスを横断するときに前記オリフィスの
予定の絞り度に対応する各相対的回転位置で記録される
ことを特徴とする溝の縁の角度位置を測定・記録する装
置を提供する。

以下、本発明をより良く理解できるように、本発明の
好適実施例を図につき詳述する。

第１図は動力かじ取り装置の弁ハウジング中に設けた
回転弁の横断面図である。

第２図は回転弁を包囲するスリーブ部品と入力シヤフ
トの第１図の平面AA上の横断面図である。

第３図は入力シヤフト計量縁輪郭と隣接するスリーブ
スロット縁間に形成されたオリフィスの細部を示す第２
図の領域Ｂの拡大図である。

第４図は計測装置を備えた計量縁輪郭研削機械の斜視
図で、簡明化のため計測装置を入力シヤフトから後退さ
せて示した図である。

第５図は入力シヤフトと接触する計測装置を示す第４
図の平面CC上の横断面図である。

第６図は計測に使用する流体をガスとした計測装置の
細部を示す第４図の平面CC上の横断面図である。

第７図は計測装置のシューの細部を示す入力シヤフト
を除去している第６図のＤ方向で見た図である。

第８図は第４図の平面CC上の拡大横断面図で、予備−
フライス削り、ホブ切削又はロール圧刻した溝の角度位
置を測定するために、計量縁輪郭を研削する前の入力シ
ヤフトの外径に接触する計測装置のシューの細部を示す
図である。

第９図は第６図に示す計測装置の充満チャンバで記録
された空気圧力の典型的線図である。

第10図は第４図の平面CC上の拡大横断面図で、輪郭の
角度位置を測定するために計量縁輪郭を研削した後の入
力シヤフトの外径に接触する計測装置のシューの細部を
示す図である。

第11図は計測に使用する流体を液体とした計測装置の
細部を示す第４図の平面CC上の横断面図である。

第12図は使用流体をガスとしたスリーブスロットの角
度位置を測定するのに使用した計測装置の他の実施例の
横断面図である。

第13図は第12図の平面EE上の横断面図である。

第14図は第13図のＦ方向に見た図である。

第15図は計測装置のシューの細部を示す、スリーブを
除去している第13図のＧ方向に見た図である。

第１図に示すように、弁ハウジング１はポンプ入口と
戻し連結部２と３及び右側と左側のシリンダ連結部４と
５を夫々備える。かじ取り装置ハウジング６に弁ハウジ
ング１を取付ける。このかじ取り装置ハウジングは機械
的かじ取り素子、例えばボールレース８により軸支され
かつシール９を備えたピニオン７を含む。３つの主弁素
子は入力シヤフト10と、この上に軸支したスリーブ11
と、トーションバー12を備える。トーションバー12は一
端をピン13によって入力シヤフト10に定着し、同様に他
端をピン14によってピン７に定着する。これはまたブシ
ュ15によって入力シヤフト10のためのジャーナル（軸
首）を提供する。スリーブ11がもつ環状延長部はスロッ
ト16をもち、前記スロットはピニオン７から径方向に延
びるピン17に掛合する。

第２図においては、入力シヤフト10は外周に６個の軸
線方向に延びる盲端付き溝18を備える。これらの溝はス
リーブ11の適合する内径において６個の対応する軸線方
向に延びる盲端付きスロット19に下重なり状態に配列さ
れる。スリーブ11は外周に、シールによって分離した一
連の軸線方向に離間した周溝20a、20b、20cを備える。
入力シヤフト10の径方向孔21は一つ置きの溝18を入力シ
ヤフト10の中心孔22に連結し、それ故戻りオイルがポン
プ戻し連結部３に流れる。

スリーブ11の径方向孔23は入力シヤフト10の残余の一
つ置きの溝18を中心周溝20bに連結し、従って入口ポー
ト２に連結する。一つ置きのスリーブスロット19は径方
向孔24によって対応する周溝20a、20cに、従ってシリン
ダ連結部４と５に連結される。

第２図に示すように、図示の弁の中心位置に、６個の
溝18と６個のスロット19の下重なり配列によっては12個
の軸線方向に延びるオリフィス25が形成される。オリフ
ィス面積は弁作動角度の関数として、即ち入力シヤフト
10とスリーブ11の、中心位置からの相対的回転の関数と
して変化する。

第３図は第２図の領域Ｂの拡大図であり、入力シヤフ
ト10の１つの溝18の計量縁輪郭26とスリーブ11の１つの
スロット19の相互作用する隣接縁27の間に形成される１
つのオリフィス25の細部を示す。本実施例の回転弁で
は、すべての12個の計量縁輪郭26は同じ外形をもち、一
つ置きの計量縁輪郭は図示のものと面対称形をなす。計
量縁輪郭26はこの場合、弁が中心位置にあるときの縁27
に対する方位で示される。入力シヤフト10とスリーブ11
の間に相対的回転が起こると、縁27は順次、位置27a、2
7b、27cに移動し。中心位置からのこれらの回転は弁作
動角度28a、28b、28cに夫々対応する。外部計量縁輪郭
と称される計量縁輪郭26は点30として示す入力シヤフト
10の外径29との交差点から点32、33として示す内部計量
縁輪郭31との交差点まで延びる。

外部計量縁輪郭26の点30と34間の部分は実質上平らな
面取り部をなし、その後点32に近づくにつれて次第に凸
状をなす。この場合、それは溝18の中心線35に対して直
角をなしており、それ故大直径の研削車によってそれ以
上研削することはできない。前記研削車の外周は、図示
の尺度では、直線に近い線36として表される。外部計量
縁輪郭26は点34と32の間に螺旋形状をもち、該弁に必要
な線形圧力特性を与えるのを助ける。

内部計量縁31は溝18の側面の湾曲性を表す２つの線と
して示す。前記溝は当業者には周知のフライス削り、ホ
ブ切削又はロール圧刻法によって形成する。外部計量縁
輪郭26を研削する前には、内部計量縁輪郭31は点37と38
の間の面で軸線方向に延在する湾曲線に沿って入力シヤ
フトの外径29の円筒面に交差するように延びる。

（点27aにおいて）スリーブスロット縁27がそれを点3
2へ最も近く接近させる弁作動角度28aまで、オリフィス
25（第２図に示す）によって起こされる圧力上昇は内部
計量縁輪郭31の形状によって制御されることが認められ
る。他方、弁作動角度28a−28cの範囲にわたってオリフ
ィス25によって生じる圧力上昇は専ら外部計量縁輪郭26
の形状によって制御される。点39においては、外部計量
縁輪郭26の深さ、即ち距離27c−39は典型的には0.012mm
であり、車輌パーキング用に十分な圧力を発生する。

第４図は計量縁輪郭研削機械の主な特徴を示す。この
機械では大直径の研削車40がジャーナル42中に収容され
た軸線41をもつスピンドルに軸支される。前記ジャーナ
ルは機械ベース45の一部をなす滑り面44内で作動するス
ライダ43に担持される。入力シヤフト10は止まりセンタ
46と回りセンタ47上で回転するよう支持される。止まり
センタ46は台48を介して揺動プラットフォーム49に取付
けられる。回りセンタ47は主ワークスピンドル50から突
き出る。前記ワークスピンドルは台51中で回転するよう
に軸支され、前記台は揺動プラットフォーム49に取付け
られている。揺動プラットフォーム49はピボット53、54
を介して軸線52の回りに揺動するように軸支され、前記
ピボットは夫々機械ベース45から延びる台55と56に担持
される。入力シヤフト10は機械切削された２つの平面部
57をもち、前記平面部は、回りセンタ47を包囲しかつ主
ワークスピンドル50によって駆動されるチャック58の２
つの浮動ジョーによって掴持される。チャック58のジョ
ーは慣例の手法で開閉される。

主ワークスピンドル50はウオーム齒車59によって駆動
され、それにより得られる回転角度は台51に取付けられ
た中空シヤフト角度エンコーダ60によって精密に測定さ
れる。ウオームシヤフト62と一体のウオーム61はウオー
ム齒車59に緩み無しの状態で噛み合い、揺動プラットフ
ォーム49から垂直に延びるジャーナル板63中で回転と軸
線方向摺動をなすように軸支される。ウオームシヤフト
62はジャーナル板63の前方に延び（第４図）、切削され
たピニオン歯65をもち、ジャーナル板64の後方に延びて
モータ68のピニオン67に噛み合う齒車66を支持する。モ
ータ66はブラケット69に取付けられ、前記ブラケットは
揺動プラットフォーム49の一体部分をなし、従ってピボ
ット53と54の回りにそれと共に揺動する。齒車70はシヤ
フト71に担持され、ウオームシヤフト62のピニオン歯65
と噛み合う。シヤフト71はジャーナル板63、64中で回転
自在に軸支されるが、軸線方向の摺動は阻止される。

ジャーナル板64の後部に取付けたステッパーモータ72
は中空の親ねじをもち、これによって、コンピュータに
よって駆動される適当な動力源からの指令に応じてウオ
ームシヤフト62を軸線方向に摺動させる。このウオーム
シヤフト62の軸線方向摺動中、ピニオン歯65は長いた
め、軸線方向において固定された齒車70との噛み合いを
維持する働きをなし、同様に、モータ68のピニオン67も
長いため、齒車66との噛み合いを維持する働きをする。
それ故、ウオームシヤフト62のこの軸線方向摺動は主ワ
ークスピンドル50の全回転角度に小さい回転角度増分を
加えたり又は引いたりすることができる。

ピニオン歯65、齒車70、ウオーム61、ウオーム齒車59
の比率は、６個の溝を有する入力シヤフトを研削すると
き、シヤフト71は主ワークスピンドル50の１回転につい
て６回転をなす。第６図を参照すれば、カム73はシヤフ
ト71に取付けられ、從動子ピン74に接触し、前記ピンは
スライダ75に軸支され、スライダ75は揺動プラットフォ
ーム49から延びる穴76内に収容される。スライダ75はそ
の下端が機械ベース45に固定されたピン77に載る。頭付
きピン79によって揺動プラットフォーム49に対して押圧
されたばね78はカム73を從動子ピン74と接触させ、スラ
イダ75をピン77と接触させておき、カム73の突起形状に
応じて揺動プラットフォーム49の確実な、緩み無しの揺
動を保証する。揺動プラットフォーム49のこの揺動は入
力シヤフト10を研削車40から連続して送入、送出する働
きをなし、それによって外部計量縁輪郭26を研削する。
ステッパーモータ72の作用、それ故ウオームシヤフト62
の軸線方向摺動成分はカム73の回転位置に関して主ワー
クスピンドル50の回転の位相調節に影響を与えることが
できる。

揺動プラットフォーム49はピン80のためのジャーナル
をもつ。前記ピンは計測装置81のためのヒンジ連結部を
提供する。第４図では、計測装置81は図示を簡明にする
ため、入力シヤフト10の外径29と接触しないように引っ
込めて示している。第５図では、計測装置81はアーチ形
のシュー82が入力シヤフト10の円筒形外径29に接触する
位置に揺動させられて、以下説明する手法で軸線方向に
延びる溝18の縁の角度位置の測定を可能にする。

第６、７図は計測装置81の拡大図であり、この装置は
ばち形部分83によってアーチ形シュー82を支持する。ア
ーチ形シュー82は軸線方向に整列したスリット84の形を
なすオリフィスをもつ。前記スリットは中間接触領域85
の中心に置かれる。前記領域は小さいブリッジ領域87に
よって案内領域86に連結される。全表面85、86、87（第
７図に影線で示す）は同じ半径をもつが、研削すべき最
大直径の入力シヤフトより僅かに大きい半径をもつ。ブ
リッジ領域87の目的は、内部計量縁輪郭31の鋭い縁が
（外部計量輪郭26を研削する前に）密接領域85の僅かに
上昇したかどに引っ掛からないことを保証することにあ
る。便利な調整されかつろ過された一定圧力源から校正
されたオリフィス89と可撓性パイプ90を通してスリット
84は空気を供給された充満チャンバ88と連通する。充満
チャンバ88内の圧力は圧力トランスジューサ91によって
測定される。

第８図は外部計量縁輪郭26を研削する前に内部計量縁
輪郭31の角度位置を計測するときに使用される位置にあ
るシュー82とスリット84の密接領域85を示す拡大図であ
る。スリット84は通常は、軸線方向に延びる溝18の中心
部分に配置される。内部計量縁輪郭31は、もし（図示の
如き）ホブ切削の如き方法によって作られるならば、し
ばしば凹状になるので、スリット84は溝の最も幅の広い
セクションを横切る。もし、計量縁輪郭31はもしフライ
ス削り又はロール圧刻法によって作られるならば、凹状
になるか又は直線状側面をもつものになり、後者の場
合、輪郭31として表された２つの線は重なるだろう。ス
リット84はほぼ閉鎖に近い点に相当する図示の位置で内
部計量縁輪郭31の縁37を横切るので、空気流に対する大
きな絞りが保証され、圧力トランスジューサ91によって
測定された充満チャンバ88中の圧力は急上昇する。この
圧力上昇は流量の減少によって起こされる。スリット84
の絞り度を計測する最も良い方策は、計測の瞬間におけ
るこのスリットの有効面積が校正されたオリフィス89の
面積と同じ程度であるときに得られる。

第９図は圧力トランスジューサ91で測定した圧力曲線
を示し、これは縦座標に圧力を示し、大気圧93と供給又
は逃がし圧力94間の範囲内で周期的に増減する圧力を示
す。この曲線の横座標は角度エンコーダ60によって測定
した入力シヤフト10の角度回転位置に相当する。連続す
る位置95a−ｆは、スリット84が内部計量縁輪郭31の12
個の連続する縁37を横切るときに、基準圧力96を発生す
るようスリット84に十分な絞りが生ぜしめられる点を表
す。角度エンコーダ60によって測定される対応する角度
位置は、入力シヤフトの回りで時計回りと反時計回りの
すべての縁の中間の又は平均の位置を計算するために、
コンピュータに入力される。この計算が終了すると、外
部計量縁輪郭26の研削の前に、前述の如くステッパーモ
ータ72によって、位相補正が入力シヤフト10の角度位置
に対して行われる。この計測と補正処理を用いれば、外
部計量縁輪郭26の最後の配置は対称的となり、それ故、
最適には、予備切削された内部計量縁輪郭31の配置に対
して或る角度をなして配置される。

第10図は研削後に外部計量縁輪郭26の角度位置を計測
するときに使用される位置でシュー82とスリット84の密
接領域85を示す拡大図である。かかる仕上げ測定処理で
は、単一の輪郭の計測で十分であるが、代案として、す
べての12個の輪郭を計測してもよい。密接領域85は外部
計量縁輪郭26上の点39に隣接した（今）仕上げ研削した
入力シヤフト10の外径に接触する状態で示しており、点
39はほぼ0.012mm深さをもち、かじ取り装置（前述の如
き）の輪郭を決定する最大のパーキング作用力（effort
s）上の点に相当する。従って、入力シヤフト10の外周
を巡る12個の外部計量縁輪郭26上の点39の角度位置を計
測することによって、回転弁によって生じたパーキング
作用力を（製造中に）測定することが可能になる。それ
故この方法は入力シヤフト成分を“イン−プロセス”計
測する実行可能な方法を構成し、これは“全体的品質管
理”の管理方法の目的と両立する。

第11図においては、スリット84と対応する内部と外部
の計量縁輪郭31と26の間に（夫々）生じる絞り度はガス
状流体よりはむしろ液体を用いて測定される。シュー82
の一般的形状は第６、７図に示すものと同形であり、ス
リット84は計測装置81中の大きい方の充満チャンバ97と
連通する。予定の調整された流量で流体が可撓性パイプ
90によって充満チャンバ97に供給され、充満チャンバ97
中の圧力が圧力トランスジューサ91によって再び測定さ
れる。入力シヤフトがランド部98を横切っているときに
スリット84が閉ざされたとき、可撓性パイプ90中に流体
の流れを停滞させるのは望ましくないので、圧力逃がし
弁99を備えてその状態にある流れをバイパスさせ、シュ
ー82が入力シヤフトとの接触状態から押し離されないよ
うになす。当然、圧力逃がし弁99は計量縁輪郭の角度位
置の計算に用いられる基準圧力より高い圧力で“吹き出
し”するよう調節される。

計測システムの応答性を改善するため、前記システム
は可変速度でモータ68を回転するよう配置される。それ
故、密接触領域85が計測すべき計量縁輪郭部分に隣接す
る期間中、入力シヤフト10の角速度は減少させられ、液
圧又は空気圧式測定システムの応答遅れの影響を減少さ
せる。

第12、13、14、15図はスリーブ11の穴100内のスロッ
ト19の縁27の角度配置を測定するために使用する場合
の、計測装置81の別の実施例を示す。簡明化のため、こ
の実施例を説明するのに使用する参照数字は元の実施例
のもの（即ち入力シヤフト用の計測装置）と同じにし
た。

計測装置81は基本的に円筒形であり、凸状弓形シュー
82と、半球形先端付きの案内アーム101によって穴100内
を案内される。案内アーム101は枢着レバー102に取付け
られ、従って対抗するばね103によって穴100に対してば
ね負荷される。ばね103は計測装置81の本体内に収容さ
れる。案内アーム101は計測装置81の両端に軸線方向に
配置され、それ故スロット19から軸線方向に変位した領
域で穴100に接触する。従って、測定中にスリーブ11と
計測装置81間に相対的回転が起こると、案内アーム101
は穴100内の連続した、とぎれない直径平面に沿って接
触する。このため確実に、計測装置81は穴100内で同心
的に案内され、軸線方向に整列したスリット84を有する
シュー82の密接領域85は穴100と面接触状態に保たれ
る。案内領域86と小さいブリッジ領域87は前述の実施例
の場合と同じに機能する。軸線方向整列は、案内アーム
101と同じ直径平面内で穴100に接触する追加の案内領域
104によって援助される。

密接領域85と穴100の間の整合性を維持するために凸
状弓形シュー82の半径はスリーブ穴100の半径より僅か
に小さくしなければならないことは認められる。前述と
同様に、すべての領域85、86、87はこの同じ半径内にあ
る。

計測装置81のこの第二実施例の空気圧的機能は前述の
ものと同じであるが、第11図につき前述したものと類似
の更に他の実施例も使用できる。この場合流体媒体はガ
スよりはむしろ液体とする。

計測装置81とスリーブ11の間の相対的回転運動はこれ
らの部品の何れか（又は実際に両方とも）を回転させる
これによって、行うことができる。しかし特に、スリー
ブ11は外部のコレットに支持して回転させる。計測装置
は、一旦スリーブ穴100内に挿入されると、不動に保持
される。勿論、この場合、計測装置81は径方向（回転方
向ではない）に小さい順応性をもって取付けて、スリー
ブ穴100に適合させなければならない。このスリーブ穴
は必ずしもその外径と完全に同心でなくてもよい。

本発明には多くの変更が可能であり、それにより上述
した利点の殆どを得ることができることは動力式かじ取
り装置の当業者には明らかであろう。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークピースの内部円筒形穴面又は外部円
   筒面に配置された軸線方向に延びる溝の縁の角度位置を
   測定・記録する装置において、シューと、前記シューの
   或る領域にわたって前記面と密接させるために前記シュ
   ーを押圧する手段を備え、前記領域はオリフィスと共働
   し、前記オリフィスは前記密接領域から充満チャンバま
   で延び、更に、前記充満チャンバへ流体を供給する手段
   と、前記ワークピースと前記シュー間に相対的回転を起
   こさせる手段と、前記相対的回転中に前記縁が前記オリ
   フィスを横切るときに前記オリフィスから出る前記流体
   の流れの絞り度を測定する手段と、前記相対的回転を測
   定するための角度位置測定装置を備え、前記ワークピー
   スの前記相対的角度位置が前記溝の連続する縁が前記オ
   リフィスを横断するときに前記オリフィスの予定の絞り
   度に対応する各相対的回転位置で記録されることを特徴
   とする溝の縁の角度位置を測定・記録する装置。
2. 【請求項２】前記シューは前記外部円筒面上の溝の角度
   位置を測定・記録するために前記外部円筒面の半径より
   僅かに大きい半径の凹状弓形面をもつことを特徴とする
   請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】前記シューは前記円筒形穴面の内側の溝の
   角度位置を測定・記録するために前記内部円筒形穴面の
   半径より僅かに小さい半径の凸状弓形面をもつことを特
   徴とする請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】前記シューの前記密接領域に設けた前記オ
   リフィスは前記円筒面の軸線にほぼ平行な方向に延びる
   スリットをもつことを特徴とする請求項１から３の何れ
   か１項に記載の装置。
5. 【請求項５】流体を供給する手段はガスを供給する手段
   とし、前記ガスは供給源から供給され、前記供給源は実
   質上一定の圧力をもち、前記絞り度を測定する前記手段
   は前記供給源と前記充満チャンバ間に介在する校正され
   たオリフィスと、前記充満チャンバ内の圧力を測定する
   圧力測定手段を備えたことを特徴とする請求項１から４
   の何れか１項に記載の装置。
6. 【請求項６】前記最初に挙げたオリフィスが前記軸線方
   向に延びる溝の前記縁によって部分的に閉鎖されて、前
   記予定の絞り度を生じたとき、前記校正されたオリフィ
   スが前記密接領域に設けた前記最初に挙げたオリフィス
   の有効面積にほぼ一致する横断面積をもつことを特徴と
   する請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】流体を供給する手段は液体を供給する手段
   とし、前記液体は前記軸線方向に延びる溝の前記縁が前
   記オリフィスを横断する期間中実質上一定の流量で供給
   源から供給され、前記供給源は予定の最大圧力をもち、
   前記オリフィスから出る流れの前記絞り度を測定する手
   段は前記供給源と前記オリフィス間に配置した圧力測定
   手段を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１
   項に記載の装置。
8. 【請求項８】動力かじ取り入力シヤフトの予備機械加工
   した軸線方向に延びる溝の縁に計量輪郭を研削する機械
   であって、前記入力シヤフトの軸線に平行にドレッシン
   グされる表面をもつ円筒形研削車と、前記予備機械加工
   した軸線方向に延びる溝の前記縁の平均位置に対して精
   密に前記計量縁輪郭を連続的に研削するよう前記入力シ
   ヤフトの研削車間の距離を周期的に増減させる駆動手段
   とをもつ機械において、計量縁輪郭が前記予備機械加工
   した軸線方向に縁びる縁の平均位置に対して対称的に研
   削されることを保証するために、前記記録された角度位
   置を分析しそして正確な角度を計算するためのコンピュ
   ータ手段を含み、更に、前記予備機械加工した軸線方向
   に延びる縁に従って前記駆動手段を角度的に調節する手
   段と、前記計算された修正角度に従って前記駆動手段を
   角度的に調節する手段を含むことを特徴とする請求項１
   に記載の装置。
9. 【請求項９】前記オリフィスが前記軸線方向に延びる溝
   の前記縁を横切るたびに、前記入力シヤフトの回転速度
   を予定の遅い速度に減少させる手段をもつことを特徴と
   する請求項８に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記測定に使用される前記流体は前記研
    削に使用される冷却剤と同じか又は前記冷却剤と混和で
    きることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記シューは径方向位置測定手段をもっ
    ていて前記入力シヤフトの外径を測定することができ、
    従って、各前記計量縁輪郭と前記入力シヤフト間の真の
    径方向距離を計算することができると共に、連続的に処
    理される前記入力シヤフトに小さい直径変動があるにも
    拘らず、研削されたすべての前記計量縁輪郭間の精密な
    角度関係を計算することができることを特徴とする請求
    項８から10の何れか１項に記載の装置。