JPH08502453A - 回転弁の製造の改良又はそれに関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 パワーステアリングの弁の入力軸（４）の溝の端縁に縦トラフを研削して形成する研削機械である。この入力軸は支持体（１４、１５）に回転するように支持される。研削砥石（３０）はトラフ（５）の横断面に対応する横断面の輪郭の周縁を有する。この研削砥石は入力軸に掛合する或る所定深さまで入力軸に向け相対的に移動可能であり、入力軸から後退するように移動可能で、しかも入力軸に対し相対的に軸線方向に移動可能であり、これにより縦トラフ（５）を形成し、トラフの傾斜終端部を生ぜしめる。

Description

【発明の詳細な説明】 回転弁の製造の改良又はそれに関する改良 本発は車輌の液圧パワーステアリング装置に使用するような回転弁の製造に関 するものであり、また特に、国際出願第PCT/AU93/00015号に開示されている独特 の直線ブースト特性を有する低ノイズ回転弁のような弁に関するものである。 一般に、このような回転弁は入力軸を具え、ランドによって分離され、端部が 閉じ、軸線方向に延びる複数個の溝を入力軸の外周縁に組み込んでいる。この入 力軸にスリーブを支承するが、端部が閉じ軸線方向に延びる一連の溝孔がこのス リーブの孔内に設けられている。これ等溝孔は入力軸の溝に整合しているが溝に 対しはみ出した関係にあり、溝孔の１個は他の溝孔のランドより幅が広く、軸線 方向に延びる１組のオリフィスを画成しており、中心位置から入力軸とスリーブ との間の相対回転が生じた時、これ等オリフィスは開閉する。このような相対回 転を弁作動角と称する。入力軸の溝の端縁は特定のオリフィスの形態になるよう な輪郭であり、計量端縁の輪郭と称する。これ等のオリフィスはネットワークと して開口しており、入力軸の溝とスリーブの溝孔との間、従ってエンジンに駆動 される油ポンプとステアリング装置に組み込んだ左右の液圧補助シリンダ室との 間に油を並列に連通させるように作用する液圧ホイートストンブリッジの組をこ れ等のオリフィスは形成している。この技術分野でよく知られているトーション バースプリングによって入力軸とスリーブとは中心位置に押圧されている。入力 トルクの関数として弁内に発生するパワー補助力のレベル間の関数はブースト特 性として知られており、計量端縁の輪郭によって大部分決定される。 ブースト特性の３個の帯域を制御するものとして計量端縁の輪郭を考えるのが 便利である。即ちパーキング帯域に関連する高圧輪郭と、コーナリング帯域に関 連する中間輪郭と、通常最小ブーストが望ましい直線前進駆動に関連する中心帯 域とである。多くの車輌に対して、この臨界的なコーナリング帯域において、運 転者が加える入力トルクとパワー補助力のレベルとの間に真の直線関係、即ち直 線ブースト特性を存在させるべきであるということが次第に受け入れられて来て いる。 同時に、特に弁がパーキングにおけるように高圧で作動しでいる時、非常に低 ノイズルベルを達成することが強調されつつある。面取り部と入力軸の周縁との 間の接合部で約４度と８度との間の傾斜に断面が傾いた浅い面取り部を、パーキ ング帯域に関連する各高圧輪郭に設けることによって通常この低ノイズレベルを 達成している。このようにすることによって、高圧での全体の流れは等しく分割 され、同時に閉じている数個のオリフィス間でこの流れは一連の薄いシート、又 はジェットになる。このような薄いシート、又はジェット状の流れであれば、キ ャビテーション、及びこれに関連して弁がシューシューと鳴る傾向が少ないこと が知られている。面取り部の角度が約８度より大きいと、油の流れと入力軸の隣 接する周縁との間に流れの分離を生じ、キャビテーションを引き起こす。通常、 浅い面取り部は入力軸の軸線に約１度の角度を張り、次にこの面取り部は中間輪 郭として入力軸の溝の端縁に向け延びる。この中間輪郭は一層急傾斜の面取り部 であるが、湾曲した面取り部、又は減少する半径のスクロールの形状であるのが 好適である。このような後者のスクロールの形状の面取り部の概念はヨーロッパ 特許第EPO-0196172号に教示されており、低ノイズ弁についてコーナリング帯域 で直線ブースト関係を達成する手段を提供している。 国際出願第PCT/AU93/00015号の特殊な要旨はコーナリング帯域の面取り部の若 干、又は全部に存在する縦トラフを加えることである。ここに「トラフ」とは、 樋状の溝を意味する。この国際出願のトラフは直線ブースト区域を延長する作用 があり、このトラフが無いと望ましい圧力範囲を通じて約半分で直線性を停止さ せる。これは油のジェットの厚さがパーキング帯域の面取り部に向け減少するか ら油の粘性の抗力が増大し、オリフィス特性が変化するためである。 代表的な例では、トラフは入力軸の外径にほぼ平行で同心の底面を有し、円周 方向には急傾斜で軸線方向に延びる急斜面で終わる。この急斜面は一側ではパー キング帯域の面取り部に達し、他方ではコーナリング帯域の面取り部に、又は縦 溝の側部に開放する。 トラフをパーキング帯域の面取り部より軸線方向には実質的に短くし、コーナ リング帯域の面取り部に隣接させることができる。またトラフを計量端縁の輪郭 の全部、又は若干のみに組み込むことができる。これ等の因子は比較的深いトラ フの使用を可能にし、従ってロール押印法を使用して入力軸を製造することがで きる。しかし、このように軸線方向に短いトラフを使用することは、弁をパーキ ング帯域で作動させている時、全ての面取り部の全長に沿って油を正確に均一に 分散させることを不可能にすることを意味する。これはトラフが存在していない 軸線方向位置でなく、トラフが存在している軸線方向位置に関して実質的に一層 高い圧力でこれ等面取り部のおのおのの始めの位置に油が到達するからである。 これではキャビテーションのレベルを増大させる。低速の油の流れを使用する弁 が設計されているとは言えず、この方法はなお受け入れられる低ノイズレベルを 達成する有効な手段を提供している。比較的高速の油の流れ、又は非常に低いノ イズレベルを求めている他の設計に対しては、計量端縁の輪郭の全部の殆どその 全長に沿ってトラフを延在させ、この場合、トラフを２０〜３０マイクロメータ の浅いものにする必要がある。入力軸の焼入れ、及びその外径の仕上げ研削の前 にロール押印法を実施するから、ロール押印法によって形成したトラフは構成部 材の歪に起因して深さが変化することが避けられない。このような構成部材の歪 はトラフが比較的深ければ許されるが、トラフの深さが僅か２０〜３０マイクロ メータの場合には許されない。 このような場合、入力軸を焼入れし、その外径を仕上げ研削した後、ロール押 印法でなく、研削によってトラフを形成するのが好適である。このトラフを研削 する工程を、計量端縁の面取り部、又は残りの面取り部の研削後に行うのが一層 好適である。しかし、入力軸を機械から取り外すことなく、両方の研削工程を単 一操作で実施することができる。このようにすれば、面取り部に対して相対的な トラフの角度位置決めに必要な非常に高い正確さを達成することができる。しか し、別な後の操作を使用したとしても、この角度関係を正確に再達成することは 、これ等面取り部の角度が浅いことに起因し、非常に困難である。 しかし、底面とトラフの急斜面とによって凹角が形成されるため、このような トラフは通常の面取り部研削機械では研削することができない。この通常の面取 り部研削機械は国際出願第PCT/AU91/00494号に開示されているもので、研削砥石 の軸線を入力軸の軸線にほぼ平行に維持している。特に望ましい特性を有するこ のようなトラフを研削し得る機械、及び方法を本明細書中に説明する。 本発明研削機械はパワーステアリングの弁の入力軸の溝の端縁に縦トラフを研 削して形成する研削機械において、前記入力軸をその軸線の周りに回転するよう 支持する支持手段と、前記入力軸の前記軸線にほぼ直角な軸線を有し前記入力軸 の前記軸線から側方にずれた研削スピンドルと、前記縦トラフの横断面に横断面 が対応する輪郭の周縁を有し前記研削スピンドル上に取り付けられた研削砥石と 、前記研削スピンドルを回転させる研削スピンドル回転手段と、前記研削砥石を 前記入力軸に向けこの入力軸に掛合する或る所定深さまで動かし研削が完了した 時前記研削砥石を後退させる第１移動手段と、前記入力軸に対し相対的に前記研 削砥石を軸線方向に動かして前記入力軸に縦トラフを形成する第２移動手段と、 前記研削砥石を後退させた時前記入力軸を回転させる入力軸回転手段とを具え、 前記研削砥石が前記トラフの傾斜終端部を生ぜしめるような直径を有することを 特徴とする。 入力軸の軸線に通る線に関して互いに鏡面対称である２個の輪郭を研削砥石の 周縁が有するのが好適である。このようにすれば、たとえ入力軸の周縁の周りの 溝の角度間隔、又は溝の幅が不均一であったとしても、入力軸の全ての関連する 溝、又はランドに右側、及び左側のトラフが対称に分散され、従って車輌を左、 又は右に旋回させる運転におけるステアリング装置のブースト特性も対称になる 。 研削砥石にドレッシングをするための円筒ドレッシングホイールと、研削砥石 の軸線に対し相対的にドレッシングホイールの軸線を回転させ上下動させる手段 を含むドレッシングホイールのための支持手段とを具え、研削砥石の表面をドレ ッシングのためドレッシングホイールに接触させるように砥石を例えば上記支持 手段によって相対的に動かし得るようこの研削砥石に対する一位置に上記支持手 段を取り付けるのが本発明研削機械において好適である。 本発明方法はパワーステアリングの弁の入力軸の溝に計量端縁の輪郭を製造す るに当たり、 １．回転弁の入力軸の外周縁にランドによって分離され、端部が閉じ、軸線方 向に延びる複数個の溝をフライス加工、又はホブ加工、又は研削加工によって形 成し、 ２．前記入力軸の軸線に対し軸線がほぼ平行になるよう配置した研削砥石によ って少なくとも１個の溝の端縁に面取り部を研削し、この面取り部を横切る油の 流れの方向にこの面取り部の仕上げ面を生ぜしめ、 ３．前記入力軸の軸線にほぼ軸線が垂直な研削砥石によって少なくとも１個の 面取り部にトラフを研削し、このトラフを横切る油の流れの方向にほぼ垂直な方 向にこのトラフの仕上げ面を生ぜしめることを特徴とする。 上記の工程２と工程３との順序を逆にし、それぞれの溝の傍にトラフをまず研 削し、後で面取り部を形成してもよい。 本発明による製品である液圧パワーステアリング装置の回転弁は、ランドによ り分離され軸線方向に延びる複数個の溝を外周縁に有する入力軸と、この入力軸 に支承したスリーブとを具え、この入力軸の溝に整合するが、この溝に対しはみ 出した関係の軸線方向に延びる一連の溝孔を上記スリーブの孔内に設け、このス リーブの溝孔は入力軸のランドより幅が広く、これにより弁内の流体の流れを制 御する軸線方向に延びる１組のオリフィスを画成し、入力軸とスリーブとの間に 中心位置からの相対回転が生じた時、これ等オリフィスを開閉し、入力軸とスリ ーブとを中心位置に押圧するトーションバースプリングを設け、入力軸の少なく とも１個の溝の端縁に１個、又はそれ以上の計量端縁の輪郭を組み込み、入力軸 の外径から内方に斜めに延び入力軸の軸線に平行に配列された浅い面取り部を少 なくとも１個の計量端縁の輪郭に設けた回転弁において、面取り部に軸線方向に 延びるトラフを少なくとも１個の計量端縁の輪郭に組み込み、入力軸の外径にほ ぼ平行にこの外径に同心の底面をトラフに設け、軸線方向に延びる急斜面で円周 方向に一方向にトラフを終わらせ、この急斜面によって面取り部を区切り円周方 向反対方向に上記溝、又は面取り部まで達せしめ、トラフの各端部を傾斜終端部 で終わらせることを特徴とする。 本明細書中に使用する「傾斜終端部」の語は、トラフの急斜面が面取り部、又 は入力軸の外径に交差することによって生ずる第１交差線と、トラフの底面が面 取り部、又は入力軸の外径、又は溝の端縁に交差することによって生ずる第２交 差線との収斂によって構成される入力軸の溝の端縁内のトラフの縦方向の終端部 を意味し、この傾斜終端部によってトラフの終端部の区域におけるトラフの円周 方向の幅と半径方向深さとを徐々に減少させる。 既知の軸線方向に一層短い幾何学形状はもともと面取り部の長さを横切る油の 流れを不均一に分散させる。しかし、本発明の場合には、トラフの傾斜終端部に よって油の流速の急激な変化を少なくする。これにより油の中の粘性による剪断 力を減少させ、従ってこのような終端部が鋭くなっている場合に比較し、キャビ テーションを減らす。直径約３０ｍｍ〜４０ｍｍの研削砥石によって入力軸の外 周縁に対し約５度〜８度の傾斜軸線終端部（即ち研削立上がり）を生ずる。この 傾斜角度は前に生じた面取り部（又は後に生ずる面取り部）と入力軸の外径との 間に円周方向に生ずる角度に類似する角度であり、上述したように流れが分離す るのを防止するため使用される。 本発明により研削したトラフは平均して面取り部の深さより一層深いが、ほぼ 一定深さであるか、又はトラフの急斜面の部分に向け深さを増大しており、面取 り部は徐々に浅くなる。従って、面取り部、トラフ、及びその傾斜終端部を含む 計量端縁の輪郭の全長にわたり油の流れは薄いシートの形状である。幅は広いが 深さが比較的浅いこのようなオリフィスにおいては、油の流れは積層状になる傾 向があり、流れに対する抵抗はオリフィスを区切っている表面の粗さによって著 しく影響を受けることが知られている。例えば研削砥石によって仕上げた表面の ように表面仕上げの不規則性の方向が流れの方向と同一方向の場合に比較し、流 れの方向に直角である時、このような粗さの影響は非常に大きい。 面取り部の深さは非常に浅くせざるを得ないから、国際出願第PCT/AU91/00494 号に開示された面取り部研削機械によって面取り部を形成する場合のように、表 面仕上げの不規則性を油の流れと同一方向にするのが望ましい。表面仕上げの不 規則性の方向に関するこの論点にはドイツ特許第4101671号に開示された面取り 部溝研削機械の主要な欠点の１つを説明している。このドイツ特許では面取り部 の表面仕上げの不規則性は油の流れの方向に垂直に指向している。 一方、トラフとは（その定義によれば）トラフがある面取り部より一層深い。 トラフの表面粗さのレベルが狭い範囲に制御されていれば、本発明の場合のよう に、たとえ表面仕上げの不規則性が油の流れの方向に垂直な方向になっていても 、トラフの深さは一層深いから、トラフの液圧特性を満足に制御することができ る。 上述したところから、本発明の主題であるトラフ研削機械の重要な態様は、研 削砥石の正確な輪郭と、平滑な表面仕上げと、前に形成した面取り部（又は次に 形成する面取り部）に関して入力軸の軸線の周りの角度位置、及び深さについて トラフを正確に位置決めすることとを達成することである。 トラフの表面粗さは、それが常に一定であれば、トラフの深さを調整すること によって補うことができる。しかし、最初に表面を非常に平滑にすることによっ てのみ、砥石のドレッシングとドレッシングとの間に必ず生ずる粗さの変化の作 用を避けることができる。国際出願第PCT/AU91/00496号に記載されているような 中間ゲージングによってこのような粗さの変化の作用を許すことは実際的でない 。しかし、この中間ゲージングの使用は本発明の研削機械に関してなお好適であ る。 国際出願第PCT/AU91/00494号に説明されている方法と装置の要旨の相当部分を 本発明の研削機械に組み込むことができる。実際、２段階の研削操作を実施する 単一機械として２個の機械を組み合わせることができる。それは本発明の一実施 例として説明する構成である。 入力軸の軸線に通る線の周りに配置され相互に鏡面対称である２個の輪郭を研 削砥石の周縁に設けるのが好適である。この結果、関連する入力軸の溝に右、及 び左の計量端縁のトラフが対称に分布し、車輌の右、及び左に旋回する運転の際 、ステアリング装置に等しいブースト特性を与えることになる。 しかし、希望する高い表面仕上げ、及びトラフの希望する形状精度を達成する ため、トラフの横断面を一層特殊な幾何学的形状にするのが好適である。トラフ 研削砥石の周縁に形成するこの特殊な幾何学的形状は２個の鏡面対称のリブを具 え、各リブは断面が同一半径の交差する２個の凹状の弓形部から成る。この弓形 部の内側は研削すべき入力軸の軸線に合致する共通中心を有していてもよく、僅 かに中心をずらしてもよい。従って、トラフ研削砥石の周縁のこれ等弓形部は３ 個（後者のように中心をずらしていれば４個）の円環状の全ての同一の幾何学的 形状の部分を具え、この形態によって、ドレッシング中、研削砥石の回転軸線に 直角に回転軸線を配置した円筒状ドレッシングホイール（好ましくはダイヤモン ドめっきしたドレッシングホイール）を使用することによってこのようなトラフ 研削砥石の表面を形成することができる。一方、研削砥石の輪郭の弓形部の代わ りに、交差する直線、又は上述したように対称に配置された他の形状を使用して もよい。使用する円環状の部分が狭いため、直線や、その他の形状で類似させる ことができるのである。 この研削砥石が立方晶窒化ホウ素（C.N.B.）タイプであるのが好適である。こ の砥石は（通常セラミック砥石をドレッシングするのに使用されるような）単一 先端のダイヤモンドを使用してドレッシングするのは困難である。上述のドレッ シングホイールを使用することによって、ダイヤモンドドレッシングホイールに 若干の摩耗を生じても、（C.N.B.）タイプの研削砥石の形状の精度、及び対称性 が劣下することがない。また、正確な形状の輪郭を有する金属素材に電気めっき によってC.N.B.材料を付着させることができる。上述のドレッシング手段はこの 研削砥石に次の「ツルーイング」作業を行うのに適用することができる。 国際出願第PCT/AU91/00496号に記載してあるように予め機械加工した形状に関 して面取り部を研削する前に、入力軸を指向させる手段も本発明に適用すること ができる。このゲージング技術も本発明により作られるトラフの深さを定めるの に使用することができ、またこの技術により予め（又は次に）研削する面取り部 に対するトラフの関係を決定することができる。 添付図面を参照して例を挙げて本発明を説明する。 第１図は本発明研削機械により研削したトラフを設けた計量端縁の輪郭の斜視 図である。 第２図は入力軸に垂直な平面上の計量端縁の輪郭の横断面図である。 第３図は面取り部研削機械に一体の本発明トラフ研削機械の斜視図である。 第４図はトラフ研削砥石の軸線に平行な方向の入力軸、及びトラフ研削砥石の 部分拡大断面図である。 第５図は研削砥石をドレッシングする幾何学的形状を詳細に示すためトラフ研 削砥石に接触している入力軸の直角断面図である。 第６図は研削砥石に接触しているドレッシングホイールの斜視図である。 第７図は第６図の部分Ａの拡大図である。 第８図はトラフ研削機械に組み込んだドレッシング装置の詳細を示す図である 。 第９図は入力軸を無心状態に支持した本発明の他の実施例によるトラフ研削機 械の部分斜視図である。 第１０図は無心支持パッドと圧力ロールとの詳細を示す第９図のトラフ研削機 械の部分斜視図である。 第１１図は入力軸の無心支持体の好適な幾何学的形状（及び代案の形状）を示 す図である。 国際出願第PCT/AU93/00015号には入力軸の計量端縁の輪郭部と隣接するスリー ブ端縁との間に形成したオリフィスと、延長直線ブースト特性を生ずるようにし た構造と、パーキング帯域への迅速推移と、低ノイズ特性との詳細を示している 。その明細書に開示した発明の一実施例によれば、トラフの長さは全計量端縁の 輪郭部の長さの約半分か、又はそれ以下であるのが好適である。このようなトラ フはいわゆるロール押印法によって製造することができる。上述したように、こ こに「トラフ」とは、樋状の溝を意味する。 しかし、上述したように、若干のパワーステアリング弁はこの構造を使用して 達成される以上に低ノイズレベルを必要とし、従って、トラフを一層浅くする必 要があり、計量端縁の輪郭部の全長の半分以上、場合によりこの全長に近似する 長さまでの長さにトラフの長さを定める必要がある。このようにすることによっ て、油の流れが面取り部の全長にわたり均一に分散し、この結果、キャビテーシ ョンに発生するノイズを抑止するのに役立つ。従って、トラフは実質的に一層浅 くすることが必要であり、急斜面４６（上記出願の第４図参照）が平坦な面取り 部３９に出合う点４７のような点を全ての輪郭上について正確に同一になるよう にする必要がある。このような輪郭の１個のみに発生したキャビテーションでも 許容できない弁ノイズを生ずるのに十分である。この同時係属出願に援用したロ ール押印法によって得られる公差よりも、この必要な公差が一層小さい。従って 本発明の研削方法は適切である。 第１図、及び第２図は、この明細書の主題である機械、及び方法によって製造 した入力軸の計量端縁の輪郭部の一般外観を示す。ここで、入力軸の溝１はフラ イス加工、ホブ加工、又は研削加工によって形成し、溝の端縁２の間隔の精度を 向上させるためロール押印加工によってこの溝を変更しても、変更しなくともよ い。 面取り部３は国際出願第PCT/AU93/00015号の第１４図の面取り部３９とほぼ同 一であり、放物線状のスクロールの形状に溝の端縁２に向け延長するのが好適で ある。トラフ５は底面６と急斜面７とから成る。第１図は計量端縁の輪郭部の種 々の部分についての表面仕上げの方向を示している。この図面から明らかなよう に、面取り部３における表面仕上げ方向は円周方向に指向しており、即ち面取り 部を横切る油の流れの方向と同一方向である。トラフ５の表面仕上げの方向は軸 線方向に指向しており、即ちトラフを横切る油の流れの方向に垂直である。 この構造の特殊な要旨はトラフ５が縦方向に面取り部３内に没入していること に関する。第１図に明示するように、トラフ５の傾斜した終端部は２個の交線、 即ち上部の線８３と下部の線８３との収斂によって達成されている。上部の線８ ３は急斜面７が面取り部３に交差することによって生じ、下部の線８３は底面６ が面取り部３に交差することによって生じている。上述したように、トラフ５の このような傾斜した終端部によって、トラフの鋭い終端部の場合に通常発生する 油内の剪断力を減少させ、従って油が隣接する弁室内に排出する際、渦を形成す る可能性を減少させる。このことは、入力軸の溝から隣接するスリーブの溝への 外方に向く流れを受ける計量端縁の輪郭部の場合に特に当てはまる。例として、 ３０ｍｍ）又は４０ｍｍの直径の研削砥石を使用して約３０マイクロメートルの 深さを有するトラフ５の傾斜した満足な終端部を得ることができる。トラフ５の 深さが一層浅いので、国際出願第PCT/AU93/00015号の第４図に示す場合に比較し 、急斜面７は入力軸の円筒面に対し一層浅く傾斜している。本発明の好適な形状 では、計量端縁の輪郭部の製造を容易にするためと、溝の両端縁に関してこの計 量端縁の輪郭部を一層対称にするため、底面６と急斜面７とは中心８、９の周り に等しい半径１０の弓形に構成されている。この半径は、中心軸線を中心１３に 示す入力軸の円筒周縁１２の半径１１に必ずしも等しくない。このようにして表 面７が凸状になることは機能上の損失とならず、後に説明するように製造の便宜 を考慮しなければ平坦にすることもできる。 中心８と中心１３とを合致させてもよく、その場合、トラフ５の底面６は参考 に図示した計量スリーブの孔１２に対し半径方向に均一な深さである。代案とし て、中心８を中心１３の左に移動してもよく、これにより、国際出願第PCT/AU93 /00015号の第８図に示すように、トラフ５は急斜面７に向け深さを増大する。 第３図は本発明により製造した研削機械の一般構成を示す。この場合、通常の 円筒形削盤におけるように、入力軸４をセンター１４、１５間に支持し、駆動板 １６を有する駆動支持体８５を入力軸４に掛合させて、この入力軸４を回転させ る。 機械ベース８０上に主軸台１７を取り付け、この主軸台にサーボ制御駆動モー タ１８を設け、適切なベルト、歯車を介して駆動板１６を駆動する。角度符号器 １９によって駆動板１６の回転を監視する。通常のように心押台２０によって心 押台センター１５を支持する。 面取り部研削砥石２１を砥石ヘッド摺動台２２上に支持する。軸線２３を有す る適切なスピンドル軸受をこの摺動台２２に収容し、ベルト２５を介してモータ ２４によってこれ等軸受を駆動する。これ等の構成は全て通常のものである。 砥石ヘッド摺動台２６を機械ベース８０上に支持し、サーボモータ２８によっ て駆動される親ねじ２７を摺動台２６に設ける。このサーボモータによって面取 り部研削砥石２１の軸線２３を図示のような作動位置と間隙位置２９との間に速 やかに動かし、更に次に説明するように入力軸４を研削するため、又は面取り部 研削砥石２１をドレッシングするため面取り部研削砥石２１を前進させる。 計量端縁の輪郭部の面取り部３（図示の入力軸には６個の溝に対し全部で１２ 個の面取り部がある）を研削する作用は、入力軸４の回転を開始し、同時に面取 り部研削砥石２１を第１溝の端縁に掛合させて行う。国際出願第PCT/AU91/00494 号に説明しているように、駆動モータ１８を制御して可変回転速度で入力軸４を 回転させる。入力軸を回転させる際、サーボモータ２８によって親ねじ２７を駆 動し、面取り部研削砥石２１を前後に送り、入力軸４の仕上げた計量端縁の輪郭 部を溝の１２個の端縁で研削する。次に砥石ヘッド摺動台２２を後退させ、面取 り部研削砥石２１の軸線２３を間隙位置２９に動かし、次に１個の溝のトラフ５ の研削に適する位置で入力軸４の回転を停止させる。 トラフ研削砥石３０をスピンドル３１に取り付け、高速モータ８４によって駆 動される軸線３６の周りにトラフ研削スピンドルハウジング３２内で回転し得る ようトラフ研削砥石３０を支承する。ハウジング３２を摺動台３３に取り付け、 通常のように歯車、及び親ねじ（図示せず）を有するサーボモータ３５によって 摺動路３４内で摺動台３３を側方に移動させる。 第３図に示す位置では、トラフ研削砥石３０は停止位置８１にあるが、サーボ モータ３５を介して入力軸の軸線方向にトラフ研削砥石３０を迅速に後退位置４ ６まで３７の方向（第４図参照）に送ることができる。摺動路３４の下端に摺動 体３８を設け、サーボモータ４１により駆動される親ねじ４０によって摺動路３ ９内で摺動体３８を移動させることができるようにする。この構成を使用してト ラフ研削砥石３０を前進させ、その軸線３６を後退位置４６から研削開始位置４ ７まで４２の方向に動かす。位置４７においては、トラフ５を形成するのに必要 な全深さまで、計量端縁の輪郭部の予め研削した面取り部３にトラフ研削砥石３ ０は貫入し終わっている。 トラフ研削砥石３０の周縁（第５図参照）に２個のリブを設置し、溝１の対向 端縁を同時に研削し得るようにする。これ等のリブは互いに鏡面対称の輪郭を有 するから溝１の対向する計量端縁の輪郭部は精密に同一形状である。 サーボモータ３５を再び作動し、トラフ研削砥石３０を３７の方向に緩やかに 送り、端部研削位置４８に達せしめ、ここでトラフ５を完全に形成する。ここで サーボモータ４１を反対方向に再び作動し、トラフ研削砥石３０を端部研削位置 ４８から位置４９に後退させ、そこでこの砥石を後退位置４６に急速に戻す。こ こで、主軸台の駆動モータ１８を付勢し、角度符号器１９で測って６０度にわた り駆動板１６を回転し、次の対をなすトラフを研削する位置に入力軸４の次の溝 を位置させる。このサイクルを繰り返し、第４図に矩形として示す順次の位置４ ７、４８、４９、４６にトラフ研削砥石３０を動かす。 全ての６個の溝孔の研削が完了した時、サーボモータ３５を再び作動し、トラ フ研削砥石３０のスピンドル軸線３６を後退位置４６から、第３図に示す位置で ある停止位置８１（第４図参照）まで復帰させる。面取り部研削砥石２１によっ て生じた面取り部研削の幅は長さ４３として示されており、トラフ研削砥石３０ の移動距離は長さ４４として示されており、これ等の長さは通常、それぞれ１５ ｍｍ）及び１０ｍｍである。トラフ研削砥石３０の掛合深さが通常３０マイクロ メートルであることに起因し、面取り部３内でトラフを研削する際、砥石のＲに よって端部に生ずる研削立上がりまでの付加的長さ８２（第１図参照）は各方向 で約１ｍｍであり、第１図、及び第４図に示すトラフ５の全長４５は１２ｍｍで ある。長さ８２にわたり生ずるこの研削立上がりはこの区域でトラフ５の斜めの 終端部８３となるので、上述したようにノイズを抑止ずる利点がある。 トラフ研削砥石３０の対向するリブについて鏡面対称にする手段を第５図、及 び第６図を参照して説明する。 C.B.N.（立方晶窒化ホウ素）研削砥石は焼入れ鋼の研削に非常に適しており、 ドレッシングを行ってから次のドレッシングまでに大量の材料を研削除去するこ とができることが知られている。通常の研削砥石材料を使用すると多くのドレッ シングが必要になる小径の砥石を使用する場合、このことは特に重要である。 C.B.N.はダイヤモンドに近い硬度を有するから、C.B.N.研削砥石はダイヤモン ドドレッシング工具を使用しないと正確な形状にドレッシングできない。（通常 の研削砥石のドレッシングに使用する技術であるが）必要な形状の通路に対応す る通路に研削砥石を横切って先端が尖ったダイヤモンドを横切らせることにより ドレッシングを行うと、ダイヤモンドの先端は迅速に摩耗し、形状の正確さが短 時間に失われる。例えば円筒砥石をドレッシングする時、この問題を解決するた め、ダイヤモンド群を被着したドレッシング工具を使用し、何百という個々のダ イヤモンドの間にドレッシング作用を分散させる。更に、実際の研削中に研削砥 石の表面を移動させる方向以外の方向にC.B.N.研削砥石の表面を横切ってこのよ うなダイヤモンド群被着ドレッシング工具を移動させるのが必須のことである。 これにより、このドレッシング工具の表面の不規則性がC.B.N.砥石の表面に移さ れるのを防止する。この方法では、例えば、円筒形、円錐形、又は円環状のよう なある種の研削砥石の表面のみをドレッシングできるに過ぎない。上述したよう にトラフ５の底面６は円環状であるのが望ましく、トラフ研削砥石３０の２個の リブの全ての４個の面を同時にドレッシングするのが望ましいから、トラフの急 斜面７を研削する研削砥石の表面も円環状にすべきである。本発明の好適な一形 状によれば、ダイヤモンド群被着ドレッシング工具は非常に短い円筒状であり、 その周縁をダイヤモンドでめっきし、２個のリブの全ての４個の面をドレッシン グするよう４個の順次の位置においてC.B.N.研削砥石のスピンドルに直角なスピ ンドル上で回転するようこのドレッシング工具を配置する。 第５図の右側において、トラフ研削砥石３０の周縁にC.B.N.材料を結合する。 この材料は凹所５０によって２個のリブ３０ａ、３０ｂを分離した形状である。 このリブの外面は断面で見て、それぞれ中心５５、５６、５７、５８を有する４ 個の弓形形状５１、５２、５３、５４を具える。従って、これ等の弓形形状は軸 線が中心線３６上にある円環体のセグメントであり、弓形形状の輪郭は中心５６ 、５７、５８、５９を有する。本発明の好適な一形状によれば、全ての４個の弓 形形状の半径は等しく、その半径は入力軸４の外周縁の半径より僅かに小さい。 ダイヤモンドめっきしたドレッシングホイール６０を第６図に示し、ドレッシ ング中、このドレッシングホイールをトラフ研削砥石３０に掛合させ、この砥石 ３０をその軸線３６の周りに回転させながら、このドレッシングホイール６０を 軸線６２の周りに回転させる。このドレッシングホイールの外周縁６１をダイヤ モンドでめっきする。 トラフ研削砥石３０の上部リブ３０ａを第７図に拡大して示す。この図面は２ 個の表面を掛合させる性質上、ホーニング作用が得られることを示しており、ド レッシングホイール６０の周縁が円環状を占め、周縁６１上の全てのダイヤモン ドの先端が上部リブ３０ａの円環状面５１、５２、５３、５４をドレッシングす る役割を等しく分担し合っている。 ドレッシング作用の機構は第３図、及び第８図に一層明示する。この場合、入 力軸４の研削は完了しており、研削砥石３０のドレッシングを実施するため、入 力軸を正に除去しようとしている。この目的のため、摺動体３８によって研削砥 石の軸線３６を４２の方向に位置３６ａに動かし、ここでモータ６４と駆動ベル ト６５とによって軸６３上で回転するよう配置したドレッシングホイール６０に この研削砥石を接触させる。 コラム６８上に摺動可能に支持され回転しないようキー止めされたハウジング ６７から突出するアーム６６に軸６３を支持する。サーボモータ７０によって駆 動される親ねじ６９を使用して軸６３の軸線を入力軸４の軸線に対する種々の高 さに位置決めすることができる。同様に、サーボモータ４１によって研削砥石３ ０を４２の方向に調整し、ドレッシングホイール６０の軸線に対する相対的な研 削砥石３０の位置が中心５５、５６、５７、５８のような第５図に示す位置を次 に占められるようにする。 このドレッシング操作により研削砥石３０に与えられる形状の正確さの精度は サーボモータ４１、７０により与えられる運動の精度のみにより定まる。ドレッ シングホイール６０の正確な半径は摩耗により徐々に減少するが、ドレッシング される形状の精度にはあまり影響を与えない。これは使用される円環状の面の部 分が狭いことと、いずれの場合でも正確な対称性になっているためである。円環 状面５１、５２、５３、５４の交線７１の正確な対称性も維持される。 再び第８図において、ここで間隙位置２９（第３図参照）に示した面取り部研 削砥石２１を、ダイヤモンドドレッシング工具７３に支持したダイヤモンド群７ ２によってドレッシングすることができる。ハウジング３２からブラケットによ ってドレッシング工具７３を取り付ける。研削砥石をドレッシングするため、サ ーボモータ３５を使用して、面取り部研削砥石２１の表面を横切ってこのダイヤ モンドを動かす。 第９図に、本発明の他の実施例を示し、単一操作でトラフ５と面取り部３との 両方を研削中、無心状態に入力軸４を支持する。 入力軸に浅い面取り部を研削する時、無心状態に支持することは、国際出願第 PCT/AU91/00495号に記載されているが、機械から入力軸を除去せず、トラフを無 心研削するには、本発明のこの他の実施例を構成する無心支持部材の特別に異な る幾何学的性質を使用する必要がある。 上述の国際出願の特別な要旨は次の通りである。無心研削のよく知られた技術 と異なり、無心支持部材は４個の耐摩耗パッドを具え、その内の２個のパッドは 研削砥石の両側に密接して配置され、他の２個のパッドは入力軸の下方に最初の ２個のパッドに対し直角に設置されている。 これによって、水平平面内の入力軸の位置は入力軸の円筒面と研削砥石の両側 のパッドとの間の接触によって決定され、研削する輪郭の深さは入力軸の直径と 無関係である。従って、スリーブと入力軸とを選択的に組み立てる広く使用され る技術を使用すれば、対向する面取り部を横切る幅は維持され、弁組立体のブー スト特性も正確に制御される。 この構成は本発明として記載した方法に使用することはできず、これは耐摩耗 パッドは面取り部研削砥石２１とトラフ研削砥石３０との両方から離れているこ とが必要なためである。従って、この耐摩耗パッドは入力軸４の軸線を通る水平 平面から若干離れて入力軸４の外径に接触するように配置されていなければなら ない。 第１０図、第１１図において、この構成はセンタ１４、１５と心押台２０との 代わりに、研削中に入力軸４を正確に支持する手段として支持ブロック９０と耐 摩耗パッド９１、９２とを使用する。駆動支持体１５と駆動板１６との代わりに 、この構成ではチャック９３を設け、オルダム継手９４を設けることによって回 転上の遊びがなく主軸台１７のスピンドル上でチャック９３は自由に浮動する。 上述の同時係属出願に使用した４個の耐摩耗パッドの代わりに２個の耐摩耗パッ ド９１、９２を使用するのが便利であり、これ等パッドの全長の一部に沿って切 除し、面取り部研削砥石２１のための間隙を設ける。 支持ブロック９０の縦方向の凹所９５によって入力軸４を支持ブロック９０内 に大体位置させる。レバー９８、９９上に支承し、ばね１００、１０１によって 入力軸４に接触するように押圧される圧力ロール９６、９７によって入力軸４を パッド９１、９２に接触するように維持する。 代表的なパッド９１、９２は水平平面の上下に約２５度の位置で入力軸４に接 触する（第１１図参照）。入力軸４が図示の方向に回転中、作用する摩擦力に起 因し、入力軸４は下方に移動する傾向があるから、図示のように圧力ロール９６ 、９７を入力軸４より僅か下方に設定するのが有利である。パッド９１、９２は 水平平面内では入力軸４に接触せず、水平平面に対し約２５度傾いているから、 入力軸４の直径が僅かに変化しても、面取り部と、その中に研削したトラフとの 深さの変化はこのような直径の変化の約２０分の１程度に過ぎない。 他の変形では、入力軸が支持体から長い距離突出していても、入力軸を一層良 く支持する目的のため、上記の同時係属出願に教示されているように、パッド９ ２の代わりに２個のパッド９２ａを入力軸の直ぐ下に配置する。この場合は、９ ６ａとして鎖線で示すように圧力ロール９６、９７を入力軸４の軸線より若干高 く設置するのが有利である。 適切な有名メーカーのサーボ制御駆動モータ１８、及びサーボモータ２８、３ ５、４１、７０としてはSiemens社の1FT5062がある。サーボモータ２８、３５、 ４１、７０は正確な位置決めのために角度符号器を内蔵ずる必要がある。適切な 有名メーカーのモータ２４としてはDemag社のKBA112がある。適切な有名メーカ ーの角度符号器１９としてはHeidenhain社のROD250がある。高速モータ８４は電 気的に駆動してもよいし圧縮空気で駆動してもよい。 本発明は次に記載する請求の範囲から逸脱することなく種々の変更を加えるこ とができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パワーステアリングの弁の入力軸の溝の端縁に縦トラフを研削して形成する 研削機械において、前記入力軸をその軸線の周りに回転するよう支持する支持手 段と、前記入力軸の前記軸線にほぼ直角な軸線を有し前記入力軸の前記軸線から 側方にずれた研削スピンドルと、前記縦トラフの横断面に横断面が対応する輪郭 の周縁を有し前記研削スピンドル上に取り付けられた研削砥石と、前記研削スピ ンドルを回転させる研削スピンドル回転手段と、前記研削砥石を前記入力軸に向 けこの入力軸に掛合する或る所定深さまで動かし研削が完了した時前記研削砥石 を後退させる第１移動手段と、前記入力軸に対し相対的に前記研削砥石を軸線方 向に動かして前記入力軸に縦トラフを形成する第２移動手段と、前記研削砥石を 後退させた時前記入力軸を回転させる入力軸回転手段とを具え、前記研削砥石が 前記トラフの傾斜終端部を生ぜしめるような直径を有することを特徴とするパワ ーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを研削する研削機械。 ２．前記研削砥石の周縁は前記入力軸の前記軸線に通る線に関して互いに鏡面対 称である２個の輪郭を有する請求の範囲１に記載のパワーステアリングの入力軸 の溝の端縁に縦トラフを研削する研削機械。 ３．鏡面対称である各前記輪郭はその断面に同一直径の少なくとも２個の交差す る凹形の弓形形状を有する請求の範囲２に記載のパワーステアリングの入力軸の 溝の端縁に縦トラフを研削する研削機械。 ４．前記研削砥石にドレッシングをするための円筒ドレッシングホイールと、前 記研削砥石の軸線に対し相対的に前記ドレッシングホイールの軸線を回転させ上 下動させる手段を含む前記ドレッシングホイールのための支持手段とを具え、前 記研削砥石の表面をドレッシングのため前記ドレッシングホイールに接触させる ように前記研削砥石を相対的に動かし得るようこの砥石に対する一位置 に前記支持手段を取り付けた請求の範囲１〜３のいずれか１項に記載のパワース テアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを研削する研削機械。 ５．前記ドレッシングホイールはほぼ円筒状で、その周縁にダイヤモンド群を有 し、少なくとも３個の順次の位置において前記砥石の軸線に対しほぼ直角なスピ ンドル上で回転するよう前記ドレッシングホイールを配置した請求の範囲４に記 載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを研削する研削機械。 ６．前記研削砥石の研磨面に立方晶窒化ホウ素（C.B.N.）材料を設けた前記請求 の範囲のいずれか１項に記載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラ フを研削する研削機械。 ７．前記入力軸を回転するよう支持する支持手段に隣接して取り付けられ前記入 力軸の前記軸線にほぼ平行な軸線の周りに回転するよう配置された面取り部研削 砥石と、前記入力軸に対し接近及び離間するように前記面取り部研削砥石を相対 的に動かす手段とを具え、前記トラフの研削前、又は後に前記入力軸の溝の端縁 に面取り部を研削するように前記面取り部研削砥石を構成配置した前記請求の範 囲のいずれか１項に記載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを 研削する研削機械。 ８．研削中に前記入力軸をセンター間で支持する手段を設けた前記請求の範囲の いずれか１項に記載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを研削 する研削機械。 ９．研削中に前記入力軸を支持するための無心支持部材を設けた請求の範囲１〜 ７のいずれか１項に記載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に縦トラフを 研削する研削機械。 １０．前記研削砥石の両側に密接して配置した２組の耐摩耗パッドを前記無心支 持部材が具える請求の範囲９に記載のパワーステアリングの入力軸の溝の端縁に 縦トラフを研削する研削機械。 １１．パワーステアリングの弁の入力軸の溝に計量端縁の輪郭を製造するに当た り、 １．回転弁の入力軸の外周縁にランドによって分離され、端部が閉じ、軸線方 向に延びる複数個の溝をフライス加工、又はホブ加工、又は研削加工によって形 成し、 ２．前記入力軸の軸線に対し軸線がほぼ平行になるよう配置した研削砥石によ って少なくとも１個の溝の端縁に面取り部を研削し、この面取り部を横切る油の 流れの方向にこの面取り部の仕上げ面を生ぜしめ、 ３．前記入力軸の軸線にほぼ軸線が垂直な研削砥石によって少なくとも１個の 面取り部にトラフを研削し、このトラフを横切る油の流れの方向にほぼ垂直な方 向にこのトラフの仕上げ面を生ぜしめる ことを特徴とするパワーステアリングの弁の入力軸の溝に計量端縁の輪郭を製造 する方法。 １２．パワーステアリングの弁の入力軸の溝に計量端縁の輪郭を製造するに当た り、 １．回転弁の入力軸の外周縁にランドによって分離され、端部が閉じ、軸線方 向に延びる複数個の溝をフライス加工、又はホブ加工、又は研削加工によって形 成し、 ２．前記入力軸の軸線にほぼ軸線が垂直になるよう配置した研削砥石によって 少なくとも１個の溝の傍に前記入力軸の外周縁にトラフを研削し、このトラフを 横切る油の流れの方向にほぼ垂直な方向にこのトラフの仕上げ面を生ぜしめ、 ３．前記入力軸の軸線に対し軸線がほぼ平行になるよう配置した研削砥石によ って少なくとも１個の溝の端縁に面取り部を研削し、この面取り部を横切る 油の流れの方向にこの面取り部の仕上げ面を生ぜしめることを特徴とするパワー ステアリングの弁の入力軸の溝に計量端縁の輪郭を製造する方法。