JPH06502807A - 動力操向装置用弁の製造装置 - 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】 動力操向装置用弁の製造装置 肢王公団 本発明は、車両の液圧操向歯車等回転式弁の流路を制御する面の輪郭を形成する ための製造装置に関する。

本主ユ至宜景 上述の回転式弁は、外側表面にランドによって分割された、行き止まりになる、 軸方向に沿った一連の溝孔を形成した入力軸を備える。この入力軸には、入力軸 の溝孔に対応してその空腔内面に行き止まりになる、軸方向に沿った一連の溝孔 を持つスリーブが嵌められるが、互いに重ね合わされた関係では、一方の溝孔が 他方のランドより広幅であり、入力軸がスリーブ内で中立位置から回転する時、 −組の軸方向に延びるオリフィスが両者の相対的回転に伴い開いたり閉じたりす る。これからこの回転の度合いが弁の操作角度になる。入力軸の溝孔の縁部はし ばしば調整をするために、特殊なオリフィス形状となるよう輪郭が決められる。

これらのオリフィスは、それらが入力軸の溝孔とスリーブ内壁のスロットとの間 、及びエンジン駆動油圧ポンプと右手又は左手方向油圧補助シリンダ室との間の 油を連絡するために、平行に働＜−組の油圧のホイートストーン橋を形成するよ うにそのネットワークが構成され、それによって油圧特性が決められる。

上記のような回転弁の一般的な操作方法は動力操向装置関連の技術分野で良く知 られており、本明細書ではこれ以上詳細に述べることはしない。この種の操作の 詳細は、通称回転弁機構の基本特許と言われる米国特許第３，０２２，７７２号 （ジ−グラ−）明細書に記載されている。

今日上記の回転弁は通常耐火壁構造のランク・ピニオン操向歯車機構になってお り、この場合、弁から出るヒス音等の雑音は運転者によく聞こえる。このヒス音 は、特に車両の駐停車時のような高圧操作時に、入力軸の調整縁部の輪郭とそれ に隣合うスリーブのスロットの縁部で構成されるオリフィス内を流れる液圧油の キャビテーシヨンの結果である。動力操向弁の技術分野では、もし入力軸の調整 縁部の輪郭が幅と深さのアスペクト比が高ければ、油がどの調整縁部の輪郭にそ っても定常的な深さで流れるようにするので、それだけオリフィスはキャビテー ションを起こす率が少なくなることが良く知られている。同様に、油の流れが前 述の流路のネットワークに均一に分けられるように、前述のアスペクト比を効果 的に増加させることが重要である。

以上の事から、入力軸の調整縁部の輪郭の間隔が高精度の角度で形成されると共 に、各調整縁部の輪郭をより正確に製造することによって、その延長部に沿って の深さが均一になることが要求される。その中でもとりわけ車両の駐車操作時の 回転弁の高圧制御を行うよう調整縁部の輪郭を精確に工作することが要求される 。この場合、概して８ＭＰａの圧力が現出されるのに対し、調整縁部輪郭の深さ は僅か０．０１２■である。この部分は直接入力軸の外径部分に隣接し、弁の操 作角度の極大値に関連している。しかし、調整縁部の輪郭が受ける圧力が概して ２ＭＰａに下がり、輪郭深さが約０．０２４　ｍＩＩになっても、ヒス雑音を除 去するためには同様に工作の精確さが要求される０回転弁の中央部分に至る調整 縁部輪郭の残りの部分は弁の圧力を決めるのには重要な箇所であるが、弁の騒音 に関しては概して重要ではない。

更に、もし調整縁部の輪郭が、入力軸の外側直径に対し１対１２より大きくない 傾斜部を持った刃状に形成されていれば、キャビテーション現象は起こりにくい ことが良く知られている。

調整縁部のスロープが緩やかな時には、上述した高精度の調整縁部の輪郭の角距 離保持が困難になる。この距離は弁の操作角度を左右するので、弁による騒音の みならず駐車時の操向操作そのものに影響する。

数多くの製造者が特殊目的の面取り研削機を用いて、上述の調整縁部の輪郭の精 密工作を行ってきた。その研削機は入力軸がその外側直径を円筒状に最終研削す る前に、中央に据えつけられて行われる。このような機械は、調整縁部の輪郭の 軸方向幅と等しい幅を持ち、連続して各入力軸の溝孔の縁部を横断することによ り一連の平滑な面取りを行う、大直径の研削砥石ホイールを備える。ある場合に は各調整縁部輪郭は数多くの平滑な面取りから形成され、例えば１．２又は３箇 所の平滑面取りの場合、通常６個のスロットをもつ入力軸に調整縁部輪郭を形成 するために、３６回に達する砥石ホイールの分離トラバースが必要になる。この 様な製造方法は従って時間を浪費し、且つ製造費が高くなる。

他の製造業者はこのため、車両のエンジンのカムシャフトの製造に用いるのと同 様のカム砥石ホイール、ねじ切りタップ、及び溝切りカッターを用い、被加工物 が中央で支持され連続回転している間に、マスターカムの作用により周期的に砥 石ホイールの方に近づけたり遠ざけたりする方法を採用している。被加工物が多 数回転する間に、砥石ホイールを挿入して行くことにより、必要な量のストック が順次取り去られる０面取り研削機の場合は大径の砥石ホイールが用いられるの で、調整縁部輪郭の中心線に近い部分を研削することは、溝孔が次第に深くなり 、砥石が同一溝孔の反対側の縁部に掛かり、これを擦ることになるので、実施不 可能である。この急勾配の、又比較的法い入力軸調整縁部の輪郭は、以後「内側 」調整縁部輪郭と称し、その面形状は弁の圧力特性の中心部分に影響を与える。

この部分は上記の理由により一般に、「外側」調整縁部輪郭の研削のみが可能な 面取り機又はカム研削機以外の工作手段によって製作される。既述した調整縁部 輪郭の緩やかな傾斜のくさび状部分は、中高圧操作時の弁の圧力特性を決定する とともに、弁の騒音発生をも決定する。

既述した面取り及びカム研削方法において、硬化した入力軸の外径面は、外側調 整縁部輪郭の研削の直前に、その同じ中心線に沿い円筒状に研削されるのが普通 である。何故なら入力軸の硬化前は、これら中心軸は必然的に入力軸工作具の端 に入り込むが、硬化後は金属歪みのために同心円となることは無いためである。

しかし、上と同じ理由で、硬化前に同じ軸中心に研削又はホブ切りによって工作 した入力軸の溝孔列は、硬化後は入力軸の外径面に関し偏心することになる。

今日上に述べた方法で調整縁部輪郭の面取り研削を行う作業者は、軸方向に伸び る入力軸溝孔の側面を絶えず、各溝孔の半径方向に貫入する小径の高速回転研削 ホイールによって矯正している。しかしこの様な矯正作業はカム研削機では実施 することが出来ない。他の方法としてしばしば硬化後の溝孔の歪みを、硬化の直 後に溝孔が隣接している入力軸の外径の固定具内で、入力軸の中心線を矯正する 矯正方法が採用される。このような再矯正された芯は、それに続く入力軸の外径 面の円筒研削と調整縁部輪軸の研削に際し、それに依存して作業することができ る。しかしながら、入力軸溝孔のどんな矯正方法も、工作時間の著しい増加と、 従って工作費用を増大させる結果となる。

しかし入力軸の外径面と芯上の調整縁部輪郭を加工することの主たる欠点は、２ 段階の最初に入力軸を芯上で円筒状に研削することが、通常の芯無しの円筒面研 削より迩かに非能率である事である。一般的に芯無し円筒面研削は中心線上円筒 面研削より逼かに精確に工作をすることが出来、且つ据え付けから取り出しまで の循環時間を短縮しながら、「供給を通して」又は連続した工程で容易に実施す る事が出来る。更に、入力軸の外側直径と中心線上の調整縁部輪郭双方の工程に 於いて、期待される精密さが必ずしも得られず、調整縁部輪郭は依然として入力 軸の外側直径に関して偏心していることもある。この副次的な偏心状態は、典型 的に硬化していない入力軸工具の壊れやすい雌型の中心線の損傷によって起こり 得る。

硬化した入力軸を中心線上で加工することの種々の不利益は、硬化後に以下の芯 無し工程を全部行うことによって克服される。

即ち調整縁部の輪郭の芯無し研削に引き続いて入力軸外側直径の芯無し円筒状研 削を行うことである。１１整縁部の輪郭の芯無し研削工程において、いわゆる制 御ホイールは研削工程中、入力軸の回転に呼応して内側及び外側へと移動し、入 力軸の外周面周りの全ての輪郭を漸進的に研削する。しかしながら、前に述べた ように弁の操作角度は緊密に制御する必要があり、又調整縁部輪郭の交点の角度 位置と、入力軸の外側直径も精密に維持する必要がある。入力軸調整縁部輪郭に 芯無し研削方法を用いることにより、研削される各輪郭の深さはこれら輪郭と入 力軸外周直径の正反対の部分（制御ホイールの接触点に対応する）との間の距離 によって定められる。研削された調整縁部輪郭の深さは、輪郭研削作業時のミス ばかりでなく、入力軸外周直径上に施される芯無し研削による円筒形成前作業に よっても変化することになる。　以上のような調整縁部輪郭の芯無し研削作業は 、恐らくこのように誤差が重なる問題のために、業として実施されたことが無か った。

本光里■塁！ 本発明は前記調整縁部の輪郭を芯無し研削する間、入力軸を支持し、調整縁部輪 郭が入力軸の外周直径の正反対の位置ではなく、面上に直接精確に配列されるよ うにする方法に関する。

従って調整縁部輪郭の絶対深度と角度配列は前述した様な誤差の重なり無しに維 持することが出来る。そうして入力軸の芯無し研削の利点を十分に活かすことが 出来る。

本発明は動力操向装置用弁の入力軸の、軸方向に延びる複数の溝孔上に調整縁部 輪郭を研削により形成する研削機であって、前記入力軸を回転自在に支持する支 持装置と、作業面が前記入力軸の中心線と平行に配置された実質円筒状の研削ホ イールと、前記入力軸を回転させる駆動装置と、前記複数の調整縁部輪郭を研削 するため前記入力軸を旋回させる間に前記入力軸の中心線と前記研削ホイールと の間の距離を複数回周期的に増減させる装置とを備え、前記調整縁部輪郭の夫々 は前記入力軸の外周に形成される少なくとも１個の他の調整縁部輪郭と鏡像対称 な輪郭を持つように研削され、時計回り及び反時計回りの双方向に左右対称な複 数組の調整縁部輪郭を形成する研削機に於いて、前記支持装置は、前記入力軸の 外周直径を接線方向に支持する支持面と、前記支持面の内の第１の２面は前記溝 孔の端の一例に軸方向に位置すると共に前記研削ホイールと隣接する入力軸の側 面上で前記研削ホイールの側面の各側に配置さ五、前記支持面の内の第２面又は 複数の支持面は前記第１の２支持面と実質的に直角をなすように配列され入力軸 が前記第１の２支持面と平行な方向に移動しないように規制し、入力軸の前記外 周直径に接している一対の加圧部材が、該部材の各１個は前記溝孔の端部の側面 を軸方向に向けて配置され、前記入力軸を実質的に前記第１の２支持面に対して 加圧するようにし、上記構成により、調整縁部輪郭を研削する間入力軸を芯無し 支持することを特徴とする。

上述した研削機を用いることにより、動力操向調整弁の制作に於いて広範囲の部 品の組み合わせに即応しうる利点がある。

すなわち入力軸とそれを囲むスリーブ部材との直径方向の嵌め合いが極めて精密 な間隔を保つ必要があるので（典型的な場合直径方向で０．００７から０．０１ ２ｍｍ間隔）、通常は約０．０２５ａｓの領域のやや大きめのスリーブ及び入力 軸を制作し、弁組み立て作業に於いて部品を選択しながら両者の嵌め合い度合い を試験している。これに対し本発明による芯無し研削機を用いれば、研削対象の 入力軸の絶対直径の値に関係なく、調整縁部輪郭の精確な配列が達成される。こ の事は、前述した従来法の調整縁部輪郭の精確な角度配置を達成するために連続 的に深度を調整する必要があった従来工法では達成不可能である。又、入力軸の 外周直径と調整縁部輪郭との間の偏心誤差は本発明方法により除去される。

凹皿■呈車広豆所 本発明を表示するために、以下の図面は本発明の望ましい実施例を示す。

図１は本発明による研削機の全体の見取り図を示す。

図２は図工のＤＤ線で切断した、研削機内での人力軸の支持方法を示す、入力軸 を含む拡大断面図である。

図３は図１のＤＤ線で切断した、研削機の断面図。

図４は図１内に示すカムを軸方向から見た図。

図５は入力軸の１つの溝孔の調整縁部輪郭の拡大図。

図１は又、研削ホイール１が、本機の基１ｉ！６の部分を成す側路５上を滑動す るスライド４が支持するジャーナル３により軸受された枢動軸２に取り付けられ ているという、本発明の研削機の基本的な構造を、図式的に示している。

裏施五傅反肌 図２及び図３を参照すると、入力軸７は二対の耐磨耗支持パッドにより、回転可 能に支持されている。第一対８及び８ａは研削ホイールの端部の各面側に、入力 軸７の溝孔部分の端の前後に軸方向に離して配置され、第二対９及び９ａ　（図 １では明瞭でない）は入力軸７の下側に置かれ、第一対日及び８ａと平行な方向 の支持を行う。ローラ１０及び１１はヨーク１３のピン１２上に枢着され、ヨー ク１３自身は支持パッド８．８ａ、９及び９ａを支えているフォーク状支持ブロ ック１５内のピン１４によって枢支されている。バネ１６はローラ１０及び１１ と入力軸７の外周直径面との間の圧力を維持しながら、研削完了後の入力軸７の 取り出しの際、ヨーク１３が引込むことが出来るようになっている。

フォーク状支持ブロック１５は揺動台５２に固着され、台５２は枢軸１７及び１ ８、即ち同一軸１９周りを揺動するように枢支される。枢軸１７及び１８は機械 の基ｇ１６の一部となるペデスタル２０及び２１によって支持されている。

入力軸７は機械加工された２個の平面２２を有し、該平面はオルダム継手の円盤 ２４の前面に下着されたチャック２３の２個のジゴーによって把持されている。

継手の後部は主動スピンドル２６のフランジ２５を形成する。チャック２３の開 閉方法は通常使用されているものを用いる。主動スピンドル２６は揺動台５２の 部分をペデスタル２７により枢支され、軸に固着されたウオーム歯車により回転 される。ウオーム軸３０と一体形成されたウオーム２９は緩い自由な方法でウオ ーム歯車２８と噛み合い、揺動台５２から垂直に立ち上がっているジャーナル板 ３１及び３２内で回転するが、軸方向に滑動しないように枢支されている。ウオ ーム軸３０はジャーナル板３１の前方（図１に於いて）に延長しており、該延長 部にビニオン歯車３３が切削加工されると共に、ジャーナル板３２の後方にも延 長され、モータ３６のピニオン３５に噛み合う歯車３４を支持している。モータ ３６は揺動台５２の一部分として一体形成されたブラケット３７上に取り付けら れ、従って枢軸１７．１日の周りを揺動する。歯車３８は軸３９に支持され、ウ オーム軸３０のビニオン歯車３３と噛み合う。軸３９はジャーナル板３１．３２ に回転自在に、但し軸方向には滑動しないように取り付けられる。

ビニオン歯車３３、歯車３８、ウオーム２９及びウオーム歯車２８の歯車比は、 ６個の溝孔を持つ入力軸を研削するように定められ、主動スピンドル２６の１回 転につき軸３９は６回転する。

カム４２はスライダ４１内の軸受に支持された追従ピン４０と接し、スライダ４ １は揺動台５２から延長しているボス４３内を滑動する。

スライダ４１の下端は機械の基礎６上に植設されたピン４４の上に載置されてい る。バネ４５も同様に一方を頭付きピン５３によって基礎６に固着され、カム４ ２を追従ピン４０に接するようにし、且つスライダ４１がピン４４に接するよう に保持し、カム４２の耳たぶ状プロフィル（図４に詳細に示す）に従って揺動台 ５２が積極的な、たるみ無しの揺動運動を行うようにしている。

いまモータ３６を始動させると、主動スピンドル２６及び入力軸７は図中矢印方 向に回転しはしめ、スライド４は直ちに入力軸７の研削のために小距離だけ移動 する。研削ホイール１の幅は調整縁部輪郭の全幅を同時研削する大きさになって いる。

図５は前に図２で示した、既に機械加工された軸方向に伸びる溝孔４６の一つを 研削ホイール１の軸２と整列させた部分を拡大して示す。カム４２のプロフィル は、研削ホイール１が点４７と点４８との間は平滑な、点４８と点４９との間は 渦巻き型の調整縁部輪郭を研削し形成するような形状となっている。点５０は弁 が駐車時の操作の最大圧力を実現するように、調整縁部輪郭の深さが０．０１２ １１１１となる点に対応している。

カム４２は（図示のように）６個の溝孔を持つ入力軸の合計１２個の調整縁部輪 郭の全てを形成するために６回転し、又（図示しないが）８個の溝孔を持つ入力 軸の合計１６個の調整縁部輪郭の全てを形成するために８回転する。

当該技術分野に精通した者であれば、概説された本発明の精神又はその範囲を逸 脱しない程度で、種々の変形及び／又は改良が可能である。従って、本発明の実 施例は全て例示されたものであって、これらに限定されるものではない。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．動力操向装置用弁の入力軸の、軸方向に延びる複数の溝孔上に調整縁部輪郭 を研削により形成する研削機であって、前記入力軸を回転自在に支持する支持装 置と、作業面が前記入力軸の中心線と平行に配置された実質円筒状の研削ホイー ルと、前記入力軸を回転させる駆動装置と、前記複数の調整縁部輪郭を研削する ため前記入力軸を旋回させる間に前記入力軸の中心線と前記研削ホイールとの間 の距離を複数回周期的に増減させる装置とを備え、前記調整縁部輪郭の夫々は前 記入力軸の外周に形成される少なくとも１個の他の調整縁部輪郭と鏡像対称な輪 郭を持つように研削され、時計回り及び反時計回りの双方向に左右対称な複数組 の調整縁部輪郭を形成する研削機に於いて、前記支持装置は、前記入力軸の外周 直径を接線方向に支持する支持面と、前記支持面の内の第１の２面は前記溝孔の 端の一側に軸方向に位置すると共に前記研削ホイールと隣接する入力軸の側面上 で前記研削ホイールの側面の各側に配置され、前記支持面の内の第２面又は複数 の支持面は前記第１の２支持面と実質的に直角をなすように配列され入力軸が前 記第１の２支持面と平行な方向に移動しないように規制し、入力軸の前記外周直 径に接している一対の加圧部材が、該部材の各１個は前記溝孔の端部の側面を軸 方向に向けて配置され、前記入力軸を実質的に前記第１の２支持面に対して加圧 するようにし、上記構成により、調整縁部輪郭を研削する間入力軸を芯無し支持 することを特徴とする、動力操向装置用弁の入力軸の調整縁部輪郭を研削する製 造装置。
2. ２．前記加圧部材が前記入力軸の中心線に平行な長手方向軸に枢着された２個の ローラである、請求項１に記載の研削装置。
3. ３．前記入力軸と前記研削ホイールとの間の距離を周期的に増減させる装置が前 記支持面を形成する揺動台から構成され、前記揺動台は前記入力軸の中心線と平 行な長手方向軸の回りに枢支され、前記入力軸の中心線及び前記研削ホイールの 回転軸を含む平面に対し直角になるように配置され、回転可能なカム装置が前記 駆動装置と同期して回転し、前記カムに追従する追従装置が前記揺動台を前記入 力軸の回転に同期して周期的に揺動するように前記揺動台に取り付けられている ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の研削装置。