JPS6234714A - 円筒形スリーブポート溝加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車等の動力操舵装置（パワーステアリ
ング）において、作動流体回路の切換えや圧力制御を行
うコントロールバルブとしての回転型バルブのスリーブ
のボート溝加工方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

パワーステアリングにおける回転型バルブは。

操舵入力としてのハンドル切り角を検知し、その入力に
応じて出力部であるパワーシリンダへの油圧を制御する
べく機能をする。この種の回転型バルブは１例えば第５
，６図に示すように、弁コアｌと弁スリーブ２から成り
立ち、弁スリーブ２はその円筒内面に通常６個のスリー
ブ・ボート溝３を有し、通常６個のコア・ポート溝４を
有する断面スプライン軸状弁コアｌが弁スリーブ２内で
矢符号（イ）、（ロ）のように揺動することにより、液
圧流体の流入及び流出方向を制御するものである。なお
、５は弁コアｌと一体に形成された入力軸としてのバル
ブシャフト、６はハウジング、７は軸受である。即ち、
図外のハンドルを切ることにより、バルブシャフト５を
介して弁コアｌが時計方向（イ）に揺動すると、流体入
口ボート８から入った液圧流体はコア・ボート溝４のう
ちの液圧溝４ａを経て、スリーブ・ボート溝３ａに導入
され、図示しないパワーシリンダの一方のシリンダ室を
加圧する。同時に、弁スリーブ２のポート溝３ｂ内の流
体は、コア・ボート溝４の流出溝４ｂを経て外部に排出
されるから、パワーシリンダのピストンをは−さんで反
対側にある他方のシリンダ室の圧力は開放される。又、
弁コア１がハンドル操作で反時計方向（ロ）に揺動する
と、弁コア１の液圧溝４ａと弁スリーブ２のボート溝３
ｂが導通される。同時に、弁コアの流出溝４ｂと弁スリ
ーブのボート溝３ａが導通される。かくしてこの回転型
バルブは四方弁としての機能を果たし、パワーシリンダ
への油圧を制御する。

このように機能する従来の回転型バルブのスリーブのボ
ート溝構造としては、例えば、第７．８図に示すような
ものがある。第７図のものは２スリーブ２の内面上に軸
方向に沿う複数のスロー２トをブローチ加工等により形
成した後、そのスロットの両端肩部にアンダカットを設
け、その段部に調質加工されたリング９をブレスばめす
ることにより、両端閉鎖型ボート溝３を形成したもので
ある。

しかしながら、このようにボート溝両端をリング９のは
め込みで閉鎖させたものは、その嵌合公差いかんで、僅
かでもゆるすぎれば分解してしまうし、逆に固すぎれば
スリーブ外周にひずみを生じるおそれがあり、その製造
には多くの困難を伴なう。

第８図のものは、上述の困難さを解消するために提案さ
れたものである（特公昭４９−４９５４１）。このスリ
ーブ２のボー）　１４３は、その溝底１０を図示の如く
円弧状に彫り下げることにより、長手方向の溝端を閉鎖
したボート溝として形成されており、第７図に示したも
ののようなはめあい構造に基づく問題点は生じない。

この円弧状底面ｌＯを有するボート溝３は、第９図に示
すように、被加工物であるスリーブ（以下「ワーク」と
いう）Ｗの内側通路中を高速で円弧状に揺動運動（ハ）
をさせるカッタ１１でワーク内面Ｗａを切削することに
より形成される。完成後の溝の最深部の深さは例えば約
２腸層であり、１回に深さ０．０５＋ｕ＋づつ計４０回
の切削工程が繰り返される。そのため各切削回毎に、カ
ッタ１１の動きに連動させてワークＷをも揺動運動（ニ
）させる。すなわち、カッタ１１の揺動運動（ハ）とワ
ークＷの揺動運動（ニ）との複雑な組合わせ相対運動に
より、ワーク内面Ｗａに対する第１０図に示すようなカ
ッタ１１の運動軌跡を描かせる。

１１ａ、ｌｌｂ、ｌｉｅ・・・・・・・・・は１回毎に
次第に深まるカッタ１１の切削軌跡であり、１２は一定
したはＣ直線状のカッタ復帰軌跡である。この場合、一
つのワークＷのために一時に一本のボート溝しか削らな
いから、ボート溝の本数（通常６本）に合わせ一本完成
毎にワークを割出し回転させて、残り（５本）のボート
溝を切削させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の回転バルブ用スリーブ
のポート溝加工にあっては、カッタを揺動させるのと同
時にワークをも揺動させることにより、カッタによるワ
ークの切削を漸進的に行うものとなっていたため、その
加工設備がカムとクランクの組み合わせに基づく極めて
複雑なものであった。かつ、またボート溝を１本づつ仕
上げていくので加工に時間がかかる、という問題点があ
った・ この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、カッタのみを揺動運動させて一時に２本のボ
ート溝を同時に加工するようにした回転バルブ用スリー
ブのポート溝加工方法およびその装設を提供することに
より上記問題点を解決することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するこの発明は、円筒形スリーブ内壁
に２軸方向に伸びる円弧形状のポート溝を形成するポー
ト溝加工方法において、前記スリーブを固定すると共に
、そのスリーブの内孔の中間部に対向関係に配置した１
対の溝カッタを挿入し、その切刃先端に前記の円弧形状
に合わせた曲線を有する近似楕円形状の運動軌跡を描か
しめ。

かつ、ｌサイクル毎にその曲線の曲率半径を漸次変化せ
しめるようにした円筒形スリーブのポート溝加工方法及
び揺動支点を有する摺動受部材及びこの受部材に摺動自
在に支持されたクランクアームを宥するクランクよりな
り、クランク運動を近似楕円運動に変換する溝カッタ駆
動装置と、前記近似楕円運動により対向する２つのポー
ト溝を同時に形成するべく１対の溝カッタをクランクア
ームに連結するカッタ保持装置と、前記揺動支点の移動
装置またはクランク半径可変装置と、割出し装置を具備
する工作物保持装置とを備えた円筒形スリーブのポート
溝加工装置である。

き実施例〕 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１．２．３図はこの発明の一実施例を示す図テする。

ベッド２０上に、ワークＷのポート溝を切削する溝カッ
タの駆動装置２１と、ワークＷを固定的に保持する工作
物保持装置４０が取り付けられている。

溝カッタ駆動装置２１は、次のように構成される。２２
はクランク装置で、クランク軸２３、この軸とクランク
半径Ｒだけ偏心させたクランクピン２４．このクランク
ピンに一端を支持されたクランクアーム２５、クランク
軸２３に取り付けたプーリ兼はずみ車２６、このプーリ
をベルト２７を介して回転駆動させる電動機２８を備え
ている。２９は揺動支点３０を有する摺動受部材として
の摺動スリーブで、この摺動スリーブ２９にクランクア
ーム２５が摺動自在に挿通支持されている。３１はベッ
ド２０上に固定した支持台である。３２はクランクアー
ム２５の先端に着脱可能に取り付けられたカッタ保持装
置で、ワークＷの内壁Ｗａの対向位置に２つの溝ポート
を同時に形成するべく、２個一対の溝カッタ３３．３４
を支持している０図から明らかなように、一方のカッタ
３３は前進時に、他方のカッタ３４は後退時にそれぞれ
溝切削を行うように取り付けられる。

工作物保持装Ｍ４０は次のように構成される。

４１はワークＷを溝切削加工中固定的に保持する主軸、
４２は一対のボート溝が形成される毎にワークＷを所定
角度だけ軸回転させて次の加工位置に位置決めする割出
し装置、４３はワークＷを溝カッタ３３．３４に対し離
接させる軸方向スライドユニットである。

この発明によるポート溝加工は、ワークＷを溝加工中固
定しておき、一方、溝カッタ３３　、３４の切刃先端は
ポート溝底面の円弧状に合わせた曲線を有する近似楕円
形状の運動軌跡を描き、かつ、ｌサイクル毎にその曲線
の曲率半径を漸次変化せしめるという方法でなされる。

この実施例にあっては、上記の「１サイクル毎に近似楕
円形状の曲線の曲率半径を変化させる手段」として、ク
ランク装置２２のクランク半径Ｒを、ｌサイクル毎に漸
次増大させるべく、例えばフェーシング付スピンドルユ
ニットなどのクランク半径可変装着２２Ａが用いられる
。

クランク半径可変装置２２Ａの詳細は、第２図に示され
る。２２Ｂは先端にラック２２Ｃを有する往復動軸であ
り、プーリ兼はずみ車２６にキー２２Ｄを介して一体回
転可能に連結したクランク軸２３の軸心部に設けた貫通
孔２２Ｈに挿通されている。２３ａはクランク軸２３の
ハウジングである。２２Ｆはラック２２Ｃと噛合するピ
ニオンギヤ、２２Ｇはこのピニオンギヤ２２Ｆと噛合す
る他のラックで、両ラック２２Ｃと２２Ｇとは。

丁！９０°ずれている。２２Ｈは、ラック２２Ｇがポル
）　２２．Ｉを介して固着され矢符号（ハ）方向に移動
可能なりランクピン支持機構である。このクランクピン
支持機構２２Ｈに支持されたクランクピン２４により、
ベアリング２２Ｊを介してクランクアーム２５が支承さ
れている。２２には前記往復動軸２２Ｂの後端にねじ２
２Ｌを介して一体内に結合したピストン、２２Ｍはピス
トンロッド、２２Ｎは前記ピストン２２にとピストンロ
ッド２２Ｍとを摺動可能に収納すると共に、プーリ兼は
ずみ車２６にポル）２２Ｆで一体回転可能に取り付けら
れた回転シリンダ、２２Ｑはこの回転シリンダ２２Ｎを
ベアリング２２Ｒを介して支承する固定シリンダ、２２
Ｓはこの固定シリンダ２２Ｑの側面に設けられたピスト
ン前進作動用エアの供給口、２２Ｔはピストン後進用エ
ア供給口である。２２Ｕはピストンロッド２２Ｍの末端
に取り付けたストローク規制機構であり、アーム２２ｖ
を介して取り付けたドッグ２２Ｗ、２２Ｘでリミットス
イッチ２２Ｙ、２２Ｚを操作することにより、ピストン
２２にひいては往復動軸２２Ｂの前進限と後退限が規定
される。

第２図は、クランク軸２３とクランクピン２４とが同心
の位置にあり、従ってクランク半径Ｒがゼロの状態を表
わしているが、ピストン２２にの駆動により往復動軸２
２Ｂを矢符号（イ）方向に移動させると、ピニオンギヤ
２２Ｆが矢符号（ロ）方向に揺動し、これによりクラン
クピン支持機構２２８を介してクランクピン２４を矢符
号（ハ）方向に変位させて、クランク半径Ｒを変化させ
ることが可能となる。

工作物保持袋６４０の主軸４１に溝未加工のワークＷを
取り付け、スライドユニット４３を利用して、カッタ３
３．３４が所定の切削開始位置にくるように設定する。

切削すべきボート溝３の最大深さと溝長さは、クランク
装置２２の最大クランク半径、クランクアーム２５の長
さ及び摺動スリーブ２９の揺動支点３０の位置により定
まる。これらを適正に選ぶことにより、溝カッタ３３．
３４の運動軌跡の一部を、所定のボート溝３の長手方向
円弧状底面形状に合わせることが可能である。なお、こ
の場合揺動支点３０は、予めカッタ側に寄せた位置に固
定しておく方が、クランクピン２４の１回転による溝カ
ッタ３３．３４の１揺動量が少なくなる。

また、クランクピン２４とクランク軸２３との距離、す
なわち、クランク半径Ｒもフェーシング付スピンドルユ
ニット２２Ａにより当初は小さく設定しておく、クラン
ク装置２２が第１図で時計方向に１回転すると、溝カッ
タ３３．３４の刃先は、第３図に曲線３３ａ　〜３３ｂ
及び３４ａ〜３４ｂで模式的に示される如き、はＣ楕円
に近い形状の運動軌跡を描く、このとき、カッタ３３は
その往路３３ａでワーク内面Ｗａを円弧状に浅く切削し
、帰路はワーク内面Ｗａから離れた円弧３３ｂをたどっ
て出発点に戻る。一方、カッタ３４は往路ではワーク内
面Ｗａから離れた円弧３３ａ状軌跡をたどり、帰路３４
ｂで円弧状の切削を行う。

上記の１サイクル近似楕円運動が終ると、フェーシング
付スピンドルユニー／　）　２２　Ａの作動でクランク
半径Ｒをいくらか増大させて、次の曲線（３３ｃ、３３
ｄ）と（３４Ｃ，３４ｄ）からなるサイクルを行う、１
回の切削工程で約０．０５＋ｗ厘程度の切込みを与える
ように、以後、各サイクル毎にクランク半径Ｒを漸次増
大させていく、かくして４０サイクルで、約２ｍｍの最
大深さを有する対向した一対のボート溝３ａと３ｂが形
成される。ワークＷが６木のボート溝をもつ円筒形スリ
ーブの場合は、ワークＷを保持している主軸４１に１割
出し装置４２で１２０度の割出しを与えて上記同様のボ
ート溝加工を行い、その後更に１２０度の割出しとボー
ト溝加工を行えばよい、この割出し運動の際に、溝カッ
タ３３．３４をワークＷの内面Ｗａに接熱させぬように
すれば、カッタ駆動装置２１をいちいち停止させる必要
はない、すなわち、クランク装置２２のクランクピン２
４を、フェーシング付スピンドルユニット２２Ａを作動
させて急速に戻すことにより、クランク半径Ｒをカッタ
切込み開始前の長さに迄減少させる。こうして、クラン
ク装置２１の連続運転を停止させることなく割出し運動
を行うこｋが可能となり、２本同時のボート溝加工方式
と相まって、加工時間は更に減少され、加工費の大幅な
低減が実現される。

全ての溝加工が完了した後、スライドユニット４３が左
方に後退し、ワークＷの着脱を容易にする。

第４，５図には、他の実施例を示す。

この実施例は、「１サイクル毎に近似楕円形状の曲線の
曲率半径を変化させる手段」として、クランク半径Ｒを
漸次増大させる代りに、摺動スリーブ２９の揺動支点３
０を揺動支点移動装置５０Ａにより漸次移動させるよう
にした点が上記第一実施例と異なっている。

すなわち、第４図において、摺動スリーブ２９の支持台
５０は、ベッド２０上に載置した摺動台５１を介して、
例えば、シリンダアクチュエータ５２により矢符号（へ
）、（Ａ）の方向に移動可能である。前記支持台５０．
摺動台５１．シリンダアクチュエータ５２により移動装
置を構成する。

一方、クランク装器２２におけるクランクピン２４は固
定され、従ってクランク半径は一定である。ボート溝３
の切込み開始時は、支持台５０、つまり、揺動支点３０
を矢符号（ト）の方へ移動させて、カッタ３３．３４側
に近づけ、力７夕の拙動量を少なくしておく、これによ
りワーク内面Ｗａの切削は極めて浅い切込み量から開始
される。■サイクル毎に、揺動支点３０を矢符号（へ）
の方向、すなわち、カッタ３３．３４より遠去ける方向
に少しづつ移していく、これによりボート溝は徐々に（
例えば０．０５■■づつ）深く切削されていく、このと
き各カー２夕３３．３４の刃先の描く軌跡は、第５図に
示すように深くなるにつれ漸次曲率半径が減少する近似
楕円形状の曲線群で示される。

この実施例における割出し操作時には、揺動支点３０を
、カッタ切込み開始前の位置迄、急速に矢符号（ト）方
向に移動させれば、各カッタ３３．３４とワーク内面Ｗ
ａとの干渉を防止できる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば。

円筒形スリーブの複数本のボート溝を切削するのに、一
対の溝カッタのみを揺動運動させると共にワークＷは固
定支持したま覧で行うものとしたため、極めて簡単な加
工設備で、しかも同時に２本づつの溝切削が回旋となり
、生産性の向上と大幅なコストダウンを実現できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図はこの発明に係る一実施例を示し、第１
図は円筒形スリーブのボート溝加工装置の部分切欠き側
面図、第２図はクランク半径可変装置の縦断平面図、第
３因はカッタの加工曲線の模式図、第４．５図は他の実
施例を示し、第４図はボート溝加工装置の部分切欠き側
面図、第５“図はカッタの加工曲線の模式図、第６図は
円筒形スリーブを有する回転型バルブの要部断面図、第
７図は第６図の■−■断面図、第８図は従来の円筒形ス
リーブのボート溝の一例を示す断面図、第９図は従来の
他のボート溝の一例を示す断面図、第１０図は第９図の
ボート溝の加工原理を説明する部分拡大図、第１１図は
第１Ｏ図に示したもののカッタの描く運動軌跡を表わす
図である。 Ｗａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（スリーブ
）内壁２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・溝カ
ッタ駆動装置２４・・・・・・・・・・・・・・・・・
・クランク２５・・・・・・・・・・・・・・・・・・
クランクアーム２９・・・・・・・・・・・・・・・・
・・摺動受部材３０・・・・・・・・・・・・・・・・
・・揺動支点３２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・カッタ保持装置Ｒ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・クランク半径４０・・・・・・・・・・・・
・・・・・・工作物保持装置４２・・・・・・・・・・
・・・・・・・・割出し装置５０Ａ・・・・・・・・・
・・・・・・揺動支点の移動装置２２Ａ・・・・・・・
・・・・・・・・クランク半径可変装賃３ｂ 第６図 第１０図 第１１図 一１唾画ｄ−デ＜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒形スリーブ内壁に、軸方向に伸びる円弧形状
   のポート溝を形成するポート溝加工方法において、前記
   スリーブを固定すると共に、そのスリーブの内孔の中間
   部に対向関係に配置した１対の溝カッタを挿入し、その
   切刃先端に前記円弧形状に合わせた曲線を有する近似楕
   円形状の運動軌跡を描かしめ、かつ、１サイクル毎にそ
   の曲線の曲率半径を漸次変化せしめることを特徴とする
   円筒形スリーブのポート溝加工方法。
2. （２）揺動支点を有する摺動受部材及びこの受部材に摺
   動自在に支持されたクランクアームを有するクランクよ
   りなり、クランク運動を近似楕円運動に変換する溝カッ
   タ駆動装置と、前記近似楕円運動により対向する２つの
   ポート溝を同時に形成するべく１対の溝カッタをクラン
   クアームに連結するカッタ保持装置と、前記揺動支点の
   移動装置またはクランク半径可変装置と、割出し装置を
   具備する工作物保持装置とを備えたことを特徴とする円
   筒形スリーブのポート溝加工装置。