JPWO2013160995A1

JPWO2013160995A1 - スリーブ部材の製造方法

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Publication number: JPWO2013160995A1
Application number: JP2013535602A
Authority: JP
Inventors: 光作松原
Original assignee: Meikoseiki.ltd.
Current assignee: Meikoseiki.ltd.
Priority date: 2012-04-24
Filing date: 2012-04-24
Publication date: 2015-12-21
Anticipated expiration: 2032-04-24
Also published as: CN104254419A; KR101482545B1; CN104254419B; WO2013160995A1; KR20140029460A; JP5580485B2

Abstract

スリーブ部材（１）を形成するための素材本体（８１）と、素材本体（８１）から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部（８２）とを有する棒状又は管状の素材（８）を準備し、素材本体（８１）を旋盤のチャック（７１）により把持して捨てボス部（８２）の外周面を切削加工して基準把持面（８２５）を形成し、捨てボス部（８２）の基準把持面（８２５）を旋盤のチャック（７２）により把持して素材本体（８１）の外周面及び内周面を切削加工し、その後、素材本体（８１）から捨てボス部（８２）を除去する。

Description

本発明は、各種の機械装置に組み込まれるスリーブ部材の製造方法に関する。

例えば、電磁スプール弁、あるいは、オートトランスミッション制御用のリニアソレノイドバルブ等には、油圧経路の一部をなすスリーブ部材が組み込まれている（特許文献１参照）。スリーブ部材は、基本形状が円筒状であり、その外周面と内周面とを連通するように設けられたポート溝を備えている。スリーブ部材は、通常は、アルミニウム合金などの金属材料からなる棒状あるいは管状の素材を切削加工することによって製造される。

特開平１１−１４８５７５号公報

ところで、近年の電磁スプール弁やオートトランスミッション制御用のリニアソレノイドバルブの高性能化に伴って、これらの機械装置に組み込まれるスリーブ部材にも寸法精度のさらなる向上が求められている。しかしながら、従来の製造方法では必ずしも満足がいく寸法精度が得られているとはいえない。

従来のスリーブ部材の製造方法としては、材料歩留まり向上の観点から、最終製品に近い形状に鋳造した素材を用いて切削する方法が採られている。また、切削時には、その素材の内周面と外周面の両方を加工する必要がある。そのため、例えば、旋盤のチャックによりワークの外周面を直接把持して内周面を加工する場合には、チャックの把持力によって若干変形した状態で内周加工が行われることとなる。そのため、最終的に得られる内径寸法の精度が悪くなる場合がある。また、内周加工と外周加工とにおいて、チャックする基準面が異なるため、内周面と外周面の同軸度の精度が十分に得られない場合も生じうる。

本発明は、このような背景に鑑み、従来の製造方法を改善し、従来よりも寸法精度の高いスリーブ部材を得ることができるスリーブ部材の製造方法を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、円筒形状を呈し、その外周面及び内周面を切削加工してなるスリーブ部材を製造する方法であって、
上記スリーブ部材を形成するための素材本体と、該素材本体から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部とを有する棒状又は管状の素材を準備し、
上記素材本体を旋盤のチャックにより把持して上記捨てボス部の外周面を切削加工して基準把持面を形成し、
上記捨てボス部の上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して上記素材本体の外周面及び内周面を切削加工し、
その後、上記素材本体から上記捨てボス部を除去することを特徴とするスリーブ部材の製造方法にある。

上記スリーブ部材の製造方法においては、上記のごとく、切削前の素材として、上記素材本体の軸方向に上記捨てボス部を一体的に設けた素材を用いる。そして、素材本体を切削加工する前に、上記捨てボス部の外周面を切削加工して上記基準把持面を形成する。その後の素材本体を加工する際には、原則として、上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して素材本体への切削加工を施す。

このような工程を採ることによって、上記スリーブ部材の外周面及び内周面の切削加工、つまり上記素材本体への切削加工を行う際には、いずれも上記捨てボス部に設けた基準把持面を旋盤のチャックにより把持して行うことができる。これにより、素材本体を切削する際にチャックにより把持する面を、常に同じ面に設定することができ、チャック把持面の違いによる加工ずれが生じることを防止することができる。

また、上記素材本体への加工時には、上記捨てボス部の上記基準把持面が存在するため、上記素材本体の内周面を切削加工する場合に素材本体の外周面をチャックにより把持する必要がない。そのため、素材本体がチャックの把持力により変形した状態で切削加工することによる不具合も回避することができる。

このように、上記スリーブ部材の製造方法によれば、従来よりも寸法精度の高いスリーブ部材を得ることができる。

実施例１における、素材の外形状を示す説明図。実施例１における、素材の捨てボス部加工時を示す説明図。実施例１における、素材をチャックにより把持している状態を軸方向から見た説明図。実施例１における、素材の素材本体加工時を示す説明図。実施例１における、素材の捨てボス部除去加工時を示す説明図。実施例１における、得られたスリーブ部材の断面形状を示す説明図。実施例２における、素材の断面形状を示す説明図。実施例３における、素材の素材本体の内周面加工時を示す説明図。

上記スリーブ部材の製造方法において、上記素材本体の切削加工は、上記のごとく事前に設けた上記捨てボス部の上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して実施する。上記素材本体への加工は、そのすべてを一つの旋盤により実施してもよいし、複数の工程に分けて複数の別の旋盤を用いて行ってもよい。旋盤を変更する場合には、チャックにより把持する面として同じ上記基準把持面を用いることにより、切削精度を十分に維持することが可能である。

なお、寸法精度の要求が低い部位の切削加工を行う場合に、上記基準把持面以外の部分をチャックにより把持することは可能である。

また、上記素材の材質としては特に制限はされないが、例えば種々の金属素材を適用可能である。この中でも、アルミニウム合金は、比較的軽量で剛性も高く、スリーブ部材の素材として好適である。アルミニウム合金としては、種々の材質を適用可能であるが、高シリコンアルミニウム合金や、ＡＤＣ１２、ＡＤＣ３等を例示することができる。

また、上記素材としては、ダイカストなどの鋳造によって作製した素材を準備することが好ましい。鋳造によって素材を作製することにより、少なくとも上記素材本体は最終製品形状に近づけることが容易となり、歩留まりの向上が図れる。また、鋳造によれば、捨てボス部の作製も容易である。

また、上記基準把持面を形成する際には、上記捨てボス部の軸方向端面を切削加工して基準端面を形成してもよい。この場合には、その後の素材本体への加工時において、上記捨てボス部の基準端面を旋盤の軸端面に当接させた状態で上記基準把持面をチャックによって把持することができ、より安定した把持状態が得られると共に、軸方向の加工精度も従来以上に高めることができる。

また、上記基準把持面の軸方向長さＬ₀と、上記素材の全長Ｌとは、０．１Ｌ≦Ｌ₀≦０．３Ｌの関係にすることができる。この場合には、上記基準把持面をチャックにより把持するだけである程度安定した把持状態を得ることができる。Ｌ₀が０．１Ｌ未満の場合には、安定した把持力が得られにくくなる。一方、Ｌ₀が０．３Ｌを超える場合には、把持状態の安定性が飽和し、捨てボス部が大きくなりすぎて材料歩留まり上好ましくない。なお、基準把持面の軸方向長さＬ₀の絶対値は、素材の全長Ｌが大きいほど大きくすることが好ましい。

また、上記基準把持面の外径寸法Ｄ₀と、上記素材本体の外径寸法Ｄとは、０．５Ｄ≦Ｄ₀≦２．５Ｄの関係にすることができる。この場合には、上記捨てボス部の剛性を適切な範囲にすることができ、基準把持面をチャックにより把持することによる把持状態を安定化させることができる。Ｄ₀が０．５Ｄ未満の場合には、捨てボス部の剛性が低くなり、安定した把持力が得られにくくなる。一方、Ｄ₀が２．５Ｄを超える場合には、捨てボス部が大きくなりすぎて材料歩留まり上好ましくない。なお、基準把持面の外形寸法Ｄ₀の絶対値は、素材本体の外形寸法Ｄが大きいほど大きくすることが好ましい。

また、上記捨てボス部は、内部を空洞に設けた中空構造体であってもよい。例えば、比較的小径のスリーブ部材を加工する場合には、捨てボス部をスリーブ部材よりも大径化することが把持状態の安定化に有効である。この場合に、捨てボス部の剛性を維持できる範囲で中空構造を採用することによって、材料歩留まりの悪化を抑制することができる。

また、上記捨てボス部は、内部に空洞を有しない中実構造体であってもよい。例えば、比較的大径のスリーブ部材を加工する場合には、捨てボス部を中実構造体とすることによって剛性を確保したままスリーブ部材よりも小径化することができ、捨てボス部を含む素材の外径を必要以上に大きくすることを抑制することができる。

また、上記捨てボス部が中空構造である場合には、その肉厚を１．５ｍｍ〜７．０ｍｍ程度にすることが好ましい。また、上記捨てボス部が中実構造である場合には、その径が大きい方が剛性向上効果が高いので切削加工には望ましいが、材料歩留まりの悪化を招くことから、素材本体と同等程度に設定することが好ましい。

また、上記製造方法は、様々な用途のスリーブ部材を製造する際に適用可能であるが、特に、寸法精度の要求が高い部品を製造する場合には有効である。寸法精度の要求が高いものとしては、例えば、オートトランスミッション制御用リニアソレノイドバルブに組み込まれるスリーブ部材がある。そのほかには、エンジン吸排気の量とタイミングを油圧によりコントロールするバルブに組み込まれるスリーブ部材、産業機械用油圧ソレノイドバルブに組み込まれるスリーブ部材、建設機械用油圧ソレノイドバルブに組み込まれるスリーブ部材、さらには、燃料供給用ポンプ、アイドリングストップ用ポンプなどの各種ポンプに組み込まれるスリーブ部材などがある。これらのスリーブ部材の寸法は、通常、外径Ｄ’が１４ｍｍ〜２５ｍｍ程度、全長Ｌ’が３０ｍｍ〜８０ｍｍ程度の範囲に設定される。

（実施例１）
上記スリーブ部材の製造方法につき、図１〜図６を用いて説明する。本例において製造するスリーブ部材１は、オートトランスミッション制御用リニアソレノイドバルブに組み込まれるものであって、図６に示すごとく、基本形状が円筒状であり、その外周面１１及び内周面１２が切削加工されており、ポート溝２１を備えたものである。スリーブ部材１の一端側には、本体部分よりも小径化した先端部１４が設けられており、その外周面１４１、端面１４２及び内周面１４３も切削加工が施されている。また、スリーブ部材１の他端側には、本体部分よりも大径化したフランジ部１５が設けられており、その外周面１５１、端面１５２及び内周面１５３も切削加工が施されている。

スリーブ部材１を製造するに当たっては、まず、スリーブ部材１を形成するための素材本体８１と、素材本体８１から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部８２とを有する棒状又は管状の素材８を準備する。本例の素材８は、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）からなり、ダイカストにより作製したものである。

素材８の素材本体８１は、図１及び図２に示すごとく、スリーブ部材１の形状に近い形状を有しており、複数の溝部等が予め設けられている。また、素材８の捨てボス部８２は、素材本体８１の一端から軸方向に一体的に延設されている。捨てボス部８２は、内部を空洞に設けた中空構造体よりなると共に、その外径寸法を素材本体８１よりも大きく設定してある。

素材８の寸法は、図１、図２、図５に示すごとく、全長Ｌが６０ｍｍ、捨てボス部８２の外周面に形成される基準把持面８２５の軸方向長さＬ₀が１０ｍｍ、捨てボス部８２の外周面に形成される基準把持面８２５の外径寸法Ｄ₀が３０ｍｍとなるように設定した。素材本体８１の外径寸法Ｄは２０ｍｍである。また、捨てボス部８２の肉厚ｔは３．５ｍｍに設定した。

このような素材８を用いて、まずは、図２、図３に示すごとく、素材８のボス部８２を設けていない先端部を旋盤の軸端面７１５に当接させると共に、素材本体８１を旋盤のチャック７１により把持し、図示しないバイトに対して素材８を相対回転させながら両者の軸方向及び径方向の相対位置を変化させ、捨てボス部８２の外周面を切削加工して基準把持面８２５を形成する。また、この工程では、さらに、捨てボス部８２５の軸方向端面をも切削加工して基準端面８２６を形成する。

次に、図４に示すごとく、捨てボス部８２の基準端面８２６を、チャック７２の中心位置において軸方向に向いて配置されている旋盤の軸端面７２５に当接させると共に、捨てボス部８２の基準把持面８２５を旋盤のチャック７２により把持することにより、素材８を旋盤にセットする。

そして、図示しないバイトに対して素材８を相対回転させながら両者の軸方向及び径方向の相対位置を変化させ、素材本体８１の外周面８１１及び内周面８１２を切削加工する。この工程は、複数の工程に分けてもよいが、本例では１工程で一つの旋盤により実施した。この工程の実施により、素材本体８１の形状は、捨てボス部８２に連結されている側の端部以外が得ようとするスリーブ部材１の形状となるように仕上げられた（図５参照）。

次に、図５に示すごとく、実質的にスリーブ部材１と同じ形状となった素材本体８１をチャック７３により把持すると共にその先端を旋盤の軸端面７３５に当接させて素材８を旋盤にセットする。そして、図示しないバイトに対して素材８を相対回転させながら両者の軸方向及び径方向の相対位置を変化させ、素材本体８１、つまりスリーブ部材１から捨てボス部８２を除去すると共に、フランジ部１５の外周面１５１、端面１５２及び内周面１５３を切削加工した。これにより、図６に示すごとく、スリーブ部材１が得られる。

このように、本例のスリーブ部材の製造方法においては、上記のごとく、切削前の素材８として、素材本体８１の軸方向に捨てボス部８２を一体的に設けた素材を用いる。そして、素材本体８１を切削加工する前に、捨てボス部８２の外周面を切削加工して基準把持面８２５を形成する。そして、その後素材本体８１を加工する際には、原則として、基準把持面８２５を旋盤のチャック７２により把持して素材本体８１への切削加工を施す。

このような工程を採ることによって、スリーブ部材１の外周面及び内周面の切削加工、つまり素材本体８１への切削加工を行う際には、いずれも捨てボス部８２に設けた基準把持面８２５を旋盤のチャックにより把持して行うことができる。これにより、素材本体８１を切削する際にチャックにより把持する面を、常に同じ面に設定することができ、チャック把持面の違いによる加工ずれが生じることを防止することができる。

また、従来においては、捨てボス部８２を設けていなかったので、少なくとも内周面８１２加工時には素材本体８１の外周面をチャックにより保持しなければならなかった。しかし、本例では、上述したように、捨てボス部８２の基準把持面８２５が存在するため、素材本体８１の内周面８１２を切削加工する場合においても素材本体８１の外周面８１１をチャックにより把持する必要がない。そのため、素材本体８１がチャックの把持力により変形した状態で切削加工することによる不具合も回避することができる。

したがって、本例のスリーブ部材の製造方法によれば、従来よりも寸法精度の高いスリーブ部材１を得ることができる。

（実施例２）
本例では、図７に示すごとく、実施例１の素材８に代えて、中実構造の捨てボス部８３を設けた素材８０２を用いる例である。すなわち、本例の素材８０２は、スリーブ部材１を形成するための素材本体８１と、素材本体８１から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部８３とを有する素材である。このその材８０２も、アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）からなり、ダイカストにより作製したものである。

素材８０２の寸法は、図７に示すごとく、全長Ｌが６０ｍｍ、捨てボス部８３の外周面に形成される基準把持面８３５の軸方向長さＬ₀が１０ｍｍ、捨てボス部８３の外周面に形成される基準把持面８３５の外径寸法Ｄ₀が２０ｍｍとなるように設定した。素材本体８１の外径寸法Ｄは２０ｍｍである。その他は、実施例１と同様である。

本例では、図７に示すごとく、最初に捨てボス部８３の外周面及び軸方向端面を切削加工して基準把持面８３５及び基準端面８３６を形成したのち、基準把持面８３５をチャックにより把持した状態で素材本体８１の加工を行うことができる。つまり、本例の場合にも、実施例１と同様の製造工程によりスリーブ部材１を製造することができる。これにより、上記と同様の作用効果が得られ、寸法精度の高いスリーブ部材１を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図８に示すごとく、素材本体８１の内周面の加工の際に、捨てボス部８２が存在する側の端面からしかバイトを挿入できない構成の素材８０３を加工する場合の実施例である。この場合には、同図に示すごとく旋盤の軸端面７４５から比較的長い距離延長したチャック７４を用いて、素材８０３の両端の配置を実施例１の場合と比べて反転させた状態で捨てボス部８２を把持する。これにより、チャック把持面を共通化させることを実現することができ、精度の高い加工が可能である。

【０００２】
内周加工が行われることとなる。そのため、最終的に得られる内径寸法の精度が悪くなる場合がある。また、内周加工と外周加工とにおいて、チャックする基準面が異なるため、内周面と外周面の同軸度の精度が十分に得られない場合も生じうる。
［０００６］
本発明は、このような背景に鑑み、従来の製造方法を改善し、従来よりも寸法精度の高いスリーブ部材を得ることができるスリーブ部材の製造方法を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
［０００７］
本発明の一態様は、円筒形状を呈し、その外周面及び内周面を切削加工してなり、外形Ｄ’が１４ｍｍ〜２５ｍｍ、全長Ｌ’が３０ｍｍ〜８０ｍｍの寸法範囲のスリーブ部材を製造する方法であって、
上記スリーブ部材を形成するための素材本体と、該素材本体の一端から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部とを有する、鋳造により作製された棒状又は管状の素材を準備し、
上記素材本体を旋盤のチャックにより把持して上記捨てボス部の外周面を切削加工して基準把持面を形成すると共に、上記捨てボス部の軸方向端面を切削加工して基準端面を形成し、
上記素材本体の外周面及び内周面を切削加工するに当たっては、常に、上記捨てボス部の上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して行い、
その後、上記素材本体から上記捨てボス部を除去することを特徴とするスリーブ部材の製造方法にある。
発明の効果
［０００８］
上記スリーブ部材の製造方法においては、上記のごとく、切削前の素材として、上記素材本体の軸方向に上記捨てボス部を一体的に設けた素材を用いる。そして、素材本体を切削加工する前に、上記捨てボス部の外周面を切削加工して上記基準把持面を形成する。その後の素材本体を加工する際には、原則として、上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して素材本体への切削加工を施す。
［０００９］
このような工程を採ることによって、上記スリーブ部材の外周面及び内周面の切削加工、つまり上記素材本体への切削加工を行う際には、いずれも上

Claims

円筒形状を呈し、その外周面及び内周面を切削加工してなるスリーブ部材を製造する方法であって、
上記スリーブ部材を形成するための素材本体と、該素材本体から軸方向に延長して一体的に設けられた捨てボス部とを有する棒状又は管状の素材を準備し、
上記素材本体を旋盤のチャックにより把持して上記捨てボス部の外周面を切削加工して基準把持面を形成し、
上記捨てボス部の上記基準把持面を旋盤のチャックにより把持して上記素材本体の外周面及び内周面を切削加工し、
その後、上記素材本体から上記捨てボス部を除去することを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記基準把持面を形成する際には、上記捨てボス部の軸方向端面を切削加工して基準端面を形成することを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１又は２に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記基準把持面の軸方向長さＬ₀と、上記素材の全長Ｌとは、０．１Ｌ≦Ｌ₀≦０．３Ｌの関係にあることを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記基準把持面の外径寸法Ｄ₀と、上記素材本体の外径寸法Ｄとは、０．５Ｄ≦Ｄ₀≦２．５Ｄの関係にあることを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記捨てボス部は、内部を空洞に設けた中空構造体よりなることを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記捨てボス部は、内部に空洞を有しない中実構造体よりなることを特徴とするスリーブ部材の製造方法。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスリーブ部材の製造方法において、上記スリーブ部材は、オートトランスミッション制御用リニアソレノイドバルブに組み込まれるものであることを特徴とするスリーブ部材の製造方法。