JPS63212452A - ロ−タリ形サ−ボ弁の面取り加工方法 - 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］ 本発明は、ロータリ形サーボ弁の面取り加工力・法に関
するものである。詳しくは複雑な形状の面取り部を有す
る弁部材、例えば動力舵取り装置用ロータリ形サーボ弁
の面取り加工方法に使用できる。

［従来の技術］ 一般に動力舵取り装置に用いるロータリ形サーボ弁（ス
プール弁部材）の原形となる粗サーボ弁１ｂは、第５図
、第６図に示すように円周方向に適当な間隔をおいて相
図溝１１ｂならびに粗ランド部１２ｂが形成されている
。そしてこの粗サーボ弁１ｂの頂部１２１ｂの両側に面
取りＡを施すことで、動力舵取り装置のロータリ形サー
ボ弁として必要な圧力特性を最適に設定すると同時に、
絞り音の発生を抑制している。

従来かかるロータリ形サーボ弁の面取加工として次のよ
うな研削方法が行なわれている。例えば、（１）第５図
に示すように予め相図溝１１ｂが形成された粗サーボ弁
１ｂに対しその中心Ｐ軸線を中心として回転割出す。又
、前記凹溝１１ｂが砥石２・ａと対向した位置で、砥石
２ａを粗サーボ弁１ｂに向って切込み前進（矢印Ｓ１方
向へ移動）−させる。これにより前記粗ランド部１２ｂ
の頂部１２１ｂの両側を各凹溝１１ｂ面に研削し、面取
り部へを得る加工方法。

（２）第６図に示すように粗サーボ弁１ｂを面取り部へ
と同一の形状の倣い部（図示せず）に倣って前後に倣い
運動させ°、かつ砥石２ａを８１方向に切込み前進させ
ることで、前記粗ランド部１２ｂの頂部１２１ｂの両側
を連続的にに研削し、面取り部Ａ＠得る加工方法。

等が実施されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記前者の加工方法では、面取り加工を終
了した製品は粗サーボ弁１ｂの割出し不良によって両側
の面取り部への形状にバラツキが生じる。この場合、前
記研削加工後の製品を、動力舵取り装置のロータリ形サ
ーボ弁として使用すると、その性能上、圧力特性が第７
図の示すように右側の特性傾きｐａと左側の特性傾きｐ
ｂとで差が生じ左右アンバランスとなる問題が生じる。

又後者の加工方法も前者の加工方法の場合と同様に、相
図溝１１ｋ）に対して面取り部Ａを所定位置に正確に研
削することができない。このため面取り部Ａの形状に左
右アンバランスが生じて前者の加工方法の場合と同様、
圧力特性が左右アンバランスとなる問題が生じる。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものでロー
タリ形サーボ弁のランド部の頂部の両側の面取り部の形
状にバラツキが発生しない面取り加工方法を提供するも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、円筒状金属材料の外周部の周方向に一定の間
隔をおいて粗溝ならびに粗ランド部を形成し粗サーボ弁
を得る第１工程と、 該第１工程で形成された該粗サーボ弁を熱処理する第２
工程と、 該第２工程で熱処理された該粗サーボ弁を、中心軸輪を
中心として回転可能に保持すると共に、該粗サーボ弁の
該粗ランド部の頂面の研削、該頂面の両側の面取り、お
よび該粗溝部の側壁を研削してボート面とするボート面
研削を行うねじ状のホブ形砥石を該輪線に対して交差す
る位置に対向配置し、該粗サーボ弁と該ホブ形砥石とを
それぞれその中心軸線の回りで同期回転させながら該粗
ランド部の頂面、該頂面の両側の面取りの研削およびボ
ート面の研削を同時に行う第３工程とからなることを特
徴とするものである。

本発明の方法によればホブ形砥石により粗サーボ弁の頂
面、頂面の面側の面取り、粗溝部の側面を同時に、同一
のホブ形砥石によって研削加工を施してロータリ形サー
ボ弁を形成するものである。

このためロータリ形サーボ弁の頂部の両側の面取りがバ
ランスのとれた形状に加工出来る。殊に動力舵取り装置
用ロータリ形サーボ弁としての使用時に微妙な圧力変化
を得るために必要とする加工精度が得られる。

なお、上記スプール弁部材の溝部の範囲としては、底面
と、前記底面に接続する直立した両側のボート面とを含
む。

又、ランド部の範囲としては、頂面と、前記頂面から前
記溝部のボート面に接続する部分、即ち両側の面取り゛
部分を含む。

粗サーボ弁とは、面取り加工前の中間加工製品を称する
もので、円筒状金属材料の外周部の円周方向に一定の間
隔をおいて粗溝部ならびに粗ランド部を形成したもので
ある。前記粗溝部ならびに粗ランド部を形成する手段と
しては円筒状金属材料の外周部を研削による粗加工ある
いは切削による粗加工あるいは鍛造等により粗成形され
たものをいう。

粗サーボ弁の熱処理は、面取り加工時に溝部あるいはラ
ンド部の研削を行う場合に、その研削加工を容易にする
ための前処理である。即ち、前記熱処理は研削面となる
粗サーボ弁の表面に対し、予め焼入れ加工し、その表面
を硬くした状態で研削を行うことによって研削加工がし
易く、かつ加工精度を得るために行なうものである。又
、熱処理としては従来の高周波焼入れあるいはその他の
焼入れ方法を用いることができる。

研削工程で用いるホブ形砥石は、粗サーボ弁の粗ランド
部の頂面の研削、頂面の両側の面取り、粗溝部の底部の
両側壁を同時に研削成形できる形状を備えたものを使用
する。

なお、前記粗サーボ弁を形成するために用いる金属材料
としては焼入れ加工が可能な金属であることが好ましい
。

［発明の作用］ 本発明のロータリ形サーボ弁の面取り加工方法によれば
、第１工程では円筒状金属材料の外周部の周方向に一定
の間隔をおいて粗溝ならびに粗ランド部を形成すること
により粗サーボ弁が得られる。続く第２工程で前記粗サ
ーボ弁が熱処理されて引き続く第３工程で研削加工がし
易い状態となる。第３工程で前記第２工程による熱処理
後の粗サーボ弁が中心軸線を中心として回転可能に保持
される。これと共にねじ状のホブ形砥石を、粗サーボ弁
の中心軸線に対して交差する位置に対向配置する。次に
粗サーボ弁と前記ホブ形砥石とをそれぞれの中心軸線の
回りで同期回転させながら粗ランド部の粗頂面、該粗頂
面の両側の面取りの研削および粗溝部の側壁を研削して
ボート面とするボート面研削を同時に行なう。

［実施例］ 本発明のロータリ形サーボ弁の面取り加工方法の実施例
を第１図、第２図、第３図、第４図に基づいて説明する
。

本発明実施例のロータリ形サーボ弁の面取り加工方法は
、第１工程、第２工程、第３工程の順に実施される。

第１工程で、第４図２点鎖線の示す円筒状金属材料の外
周部１０の周方向に、第４図実線で示すような一定間隔
の粗溝部１１ならびに粗ランド部１２を形成し、粗サー
ボ弁１を得る。

即ち、本実施例では切削加工により粗加工することによ
って第４因に示す粗サーボ弁１が得られる。

第２工程で、前記第１工程で形成された粗す−手 ボ弁１寺熱処理を行なう。熱処理は高周波焼入れ加工に
よって行われる。これによって粗サーボ弁１の粗溝部１
１ならびに粗ランド部１２の表面が一定の深さに焼入れ
されて硬くなり、サーボ弁１の耐摩耗性が向上する。し
かるにこの第２工程終了時点では、粗サーボ弁１の必要
なＮ度は確保されておらず、第３工程の研削加工で所要
の精度が得られる。

第３工程では、まず前記第２工程で熱処理された粗サー
ボ弁１を中心軸線Ｐ１を中心として回転可能に保持する
。次いで、粗サーボ弁１の粗ランド部１２の頂面１２１
の研削、頂面１２１の両側１２１ａ、１２１ｂの面取り
、および粗溝部１１の側壁１１１ａ、１１１ｂを研削し
てボート面とするボート面研削を行う。このためねじ状
のホブ形砥石２を前記中心軸線Ｐ１に対して交差する位
置に対向配置し、粗サーボ弁１と前記ホブ形砥石２とを
それぞれの中心軸線Ｐ１及びＰ２の回りで同期回転させ
る。かつこれと共に両者間には引回溝１１と平行な方向
への相対的送り動作（第１図の紙面に対して垂直方向及
び第３図の矢印Ｓ３、Ｓ４方向への移動）並びに相互に
接近する方向への相対的切込み動作（第１図及び第３図
の矢印Ｓ１方向への移動）を与える。これによって粗ラ
ンド部１２の頂面１２１の両側１２１ａ、１２１ｂの面
取り研削と、粗溝部１１の側１１１１ａ、１１１ｂの研
削とが同時に進行する。こうして第２図に示すように、
ランド部１２ａの頂面１２１の両側に面取り部Ａ１２１
．８１２１及び溝部１１ａの両側にボート面Ａ１１１、
Ｂ１１１が形成される。

次に、第３工程を実施するに際して使用する研削加工？
！１３を第３図に基づいて以下に説明する。

研削加工機３はベッド３０と、コラム３１と、駆動部制
御系統３２を備えている。

ベッド３０は、その上面に砥石台３０１を水平方向に往
復移動できるように装着している。砥石台３０１は前記
ホブ形砥石２を回転可能に保持すると共にホブ形砥石２
の回転速度を制御する砥石駆動モータＭ３を装着してい
る。又、ベッド３０は前記砥石台３０１を水平方向に往
復駆動するための砥石台駆動モータＭ２を備えている。

この砥石台駆動モータＭ２は砥石台３０１に連結された
送り出しナツト３０２に螺合する送り出しロッド３０３
に対し正逆回転及び回転速度、回転量等を制御する。

コラム３１は垂直方向に往復摺動する工作物支持台３１
１を備えている。又、コラム３１は工作物支持台３１１
を垂直方向に往復摺動するための工作物支持台駆動モー
タＭ４を備えている。この工作物支持台駆動モータＭ４
は工作物支持台３１０に連結された送り出しナツト３１
２に螺合する送り出しロッド３１３に対し正逆回転及び
回転速度、回転量等をｌｌ１ｌＪ御する。又、工作物支
持台３１１は粗サーボ弁１を回転可能に保持するセンタ
部３１４、把持部３１５及び前記把持部３１５を粗サー
ボ弁１と共に回転制御するワーク駆動モータＭ１を備え
ている。ワーク駆動モータＭ１は前記把持部３１５に保
持された粗サーボ弁１に対し回転速度、回転量を制御す
る。

駆動部制御系統３２は演算処理装置３３と、出力インタ
ーフェース３４と、第１、第２、第３、第４ドライブユ
ニツト３５１．３５２．３５３．３５４、とからなる。

演惇処理装［３３は予じめ設定された各種データを記憶
し、研削加工Ｉ１３の操作オペレターが入力する指示に
基づいて演算し、その結果を出力インターフェース３４
に指令信号３３ａとして出力するものである。

出力インターフェース３４は前記指令信号３３ａに基ず
いて、第１〜第４ドライブユニツト３５１〜３５４にそ
れぞれ駆動信号３４８〜３４ｄを出力するものである。

第１〜ｊｖ４ドライブユニツト３５７〜３５４は前記駆
動信号３４ａ〜３４ｄに基づいて格駆動モータＭ１、Ｍ
２、Ｍ３、Ｍ４に駆動出力３５ａ１５ｂ１３５ｃ、３５
ｄを、次のように駆動制御する。即ち、第１ドライブユ
ニツト３５１は前記ワーク駆動モータＭ１の駆動時期、
駆動速度を制御する。第２ドライブユニツト３５２は前
記砥石台駆動モータＭ２の回転速度及び回転量、回転方
向を制御する。第３ドライブユニツト３５３は前記砥石
駆動モータＭ１の回転速度をＩＩ　ｔｍする。第４ドラ
イブユニツト８５４は工作物支持台駆動モータＭ４の回
転速度及び回転量、回転方向を制御する。

前記のように構成された研削加工１１ｆｆ３を用いたロ
ータリ形サーボ弁の面り方法の実施例の作用を以下に説
明する。

第１工程で粗サーボ弁１が得られた後、第２工程で粗サ
ーボ弁１の粗溝部１１及び粗ランド部１２の表面に焼入
れされる。この後、前記第３工程を実施するに際して第
３図に示す研削加工機３の工作物支持台３１１のセンタ
ー３１４に、第２工程で熱処理された粗サーボ弁１の一
端１０１が保持され、他１１０２が把持部３１５に把持
される。

これによって粗サーボ弁１は工作物支持台３１１に中心
軸ｓｐｉを中心として回転可能に垂直装着され、かつワ
ーク駆動モータＭ１に連動可能となる。前記粗サーボ弁
１は工作物支持台３１１とともに矢印Ｓ３、Ｓ４方向に
移動することができる。

一方ネジ状のホブ形砥石２が工作機３の砥石台３０１上
に前記粗サーボ弁１の中心軸線Ｐ１に対して交差する中
心軸線Ｐ２を中心にして回転可能に保持される。このホ
ブ型砥石２は矢印８１１方向に回転しながらベッド３３
上を矢印Ｓ１、Ｓ２方向に摺動する砥石台３０１ととも
に移動可能である。

なお、前記ネジ状のホブ型砥石２は、第２図に示すよう
な凹部２１及び凸部２２からなる断面形状を備えている
。即ち、ホブ型砥石２の凹部２１及び凸部２２の各研削
面２１ａ、２２ａ１２２ｂ１２２ｃは第１図、第４図の
示す粗サーボ弁１の粗ランド部１２の頂面１２１の研削
、頂面１２１の両側１２１ａ、１２１ｂの面取り、およ
び粗溝部１１の側壁１１’ｌａ、１１１ｂを同時に研削
する。

これによって第２図の示す研削後のランド部１２ａに面
取り部Ａ１２１、Ｂ１２１及び溝部１１の両側にボート
面Ａ１１１．８１１１を形成することが可能な形状であ
る。

前記のように研削加工機３に粗サーボ弁１及びホブ型砥
石２が装着された状態で演算処理装置３３からの指令信
号３３ａに基づいて前記出力インターフェース３４から
第１ドライブユニツト３５１〜第４ドライブユニツト３
５４へ第１駆動信号３４８〜第４駆動信号３４６を出力
する。これに基ずいて作動する第１ドライブユニツト３
５１〜第４ドライブユニツト３５４は、各駆動出力３５
ａ〜３５ｂを、それぞれワーク駆動モータＭ１、砥石台
駆動モータＭ２、砥石駆動そ一タＭ３、工作物支持台駆
動モータＭ４に与え制御する。するとワーク駆動モータ
Ｍ１によって粗サーボ弁１の回転速度が制御される。こ
れとともに砥石駆動モータＭ３によって砥石台３２上の
ホブ形砥石２の回転速度がｔＩＩＩＩＩｌされる。又、
砥石駆動モータＭ２は砥石台３０１を矢印Ｓ１及びＳ２
方向への移動及びその移動量を制御する。又、工作物支
持台駆動モータＭ４は工作物支持台３１１を矢印Ｓ３及
びＳ４方向への移動及びその移動量をＩｌｉ！Ｊ　ｔｉ
ｌｌする。

これによって砥石台３０１の粗サーボ弁１に接近あるい
は遠ざかる方向への移動量と、ホブ形砥石２の回転速度
および切出し量が制御されつつ、粗サーボ弁１とホブ形
砥石２とをそれぞれの中心軸［ＩＰｌ及びＰ２の回りで
同期回転させる。これと同時に両者間に粗サーボ弁１の
凹溝１１と平行な方向への相対的送り動作（第３図の矢
印Ｓ３、Ｓ４方向への移動）ならびに相互に接近する方
向への相対的切込み動作（第３図の矢印Ｓ１方向への移
動）を与えて前記粗ランド部１２の和項面１−２１、和
項１ｆｉｉ１２１の両側１２１ａ、１２１ｂの面取りお
よび粗目溝部１１の側壁１１１ａ１１１１ｂを研削して
ボート面とするボート面研削を同時に行う。

これによって第２図に示すように研削加工された後のサ
ーボ弁１ａはそのランド部１２ａの頂面１２１Ｃの両側
に左右均一な面取りＡｌ２１、Ｂ１２１を形成すること
ができる。

又前記研削時にはホブ形砥石２およびワークとなる粗サ
ーボ弁１の加工時の回転速度はできる限り高速とするこ
とが望ましい。

［発明の効果］ 本発明による加工方法によれば、一定の形状に粗加工さ
れると共に、熱処理された後の粗サーボ弁が粗ランド部
の頂面の研削、頂面の両側の面取り、および粗溝部の側
壁を１つのホブ形砥石によって同時に研削を行うもので
ある。このためホブ形砥石と粗サーボ弁とが前記複数の
各研削加工面と安定した状態で当接し、かつ粗サーボ弁
の研削加工ができ、研削加工時変が向上する。これによ
って粗ランド部の頂面の両側の面取りは均等に研削され
加工精度を向上したものが得られる。又、このようなサ
ーボ弁を動力舵取装置用ロータリ形サーボ弁として使用
した場合には、左右の面取り部の形状にバラツキがなく
、微妙な圧力の変化が影響するサーボ弁の圧力特性が安
定し、かつ左右の面取り部による圧力特性のバランスが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のサーボ弁の面取り加工方法の
研削状態を示し、粗サーボ弁１及びホブ型砥石２を示す
正面図である。第２図は研削加工後のサーボ弁１ａの一
部及びホブ型砥石２の一部を断面で示す拡大正面図であ
る。第３図は研削加工に用いる研削加工機３およびホブ
形砥石２と粗サーボ弁１が研削加工機３に取付けられた
状態を示す説明図である。第４図は研削工程前の粗サー
ボ弁１を示す拡大正面図、第５図、第６図は従来の粗サ
ーボ弁１ｂのランド部の頂面の両側の面取り加工方法を
示す正面図である。第７図は従来の面取り加工方法によ
るロータリ形サーボ弁を動力舵取装置に用いた場合の特
性傾向を示す図である。 １・・・粗ザーボ弁　　　　１ａ・・・サーボ弁１１ａ
・・・溝部 １１・・・粗溝部　　　１１１ａ、１１１ｂ・・・側壁
１２・・・粗ランド部　　　１２ａ・・・ランド部１２
１．１２１ｃ・・・頂面 １２１ａ１１２１ｂ−・・頂面の両側 Ａｌ２１、Ｂ１２１・・・面取り部 Ａ１１１、Ｂ１１１・・・ボート面 ２・・・ホブ形砥石 ３・・・研削加工機 ３２・・・駆動部制御系統 特許出願人　　　豊田工機株式会社 代理人　　　　弁理士　大川　宏 同　　　　　弁理士　丸山明夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状金属材料の外周部の周方向に一定の間隔を
   おいて粗溝ならびに粗ランド部を形成し粗サーボ弁を得
   る第１工程と、 該第１工程で形成された該粗サーボ弁を熱処理する第２
   工程と、 該第２工程で熱処理された該粗サーボ弁を、中心軸線を
   中心として回転可能に保持すると共に、該粗サーボ弁の
   該粗ランド部の頂面の研削、該頂面の両側の面取り、お
   よび該粗溝部の側壁を研削してボート面とするボート面
   研削を行うねじ状のホブ形砥石を該軸線に対して交差す
   る位置に対向配置し、該粗サーボ弁と該ホブ形砥石とを
   それぞれその中心軸線の回りで同期回転させながら該粗
   ランド部の頂面、該頂面の両側の面取りの研削およびボ
   ート面の研削を同時に行う第３工程とからなることを特
   徴とするロータリ形サーボ弁の面取り加工方法。