JPH03251356A - 溝面取り加工方法 - 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、たとえば自動車のパワーステアリング装置に
おけるロータリ型コントロールバルブのバルブシャフト
のように、円柱形あるいはそれに近似の外形を有する軸
状体の表面の一部に設けられている軸方向の溝に対して
、ＮＣ制御による研削を行なって、溝の両側のエツジに
正確な面取りを施すための加工方法に関するものである
。

〔従来の技術〕

第２図に１として示したものは、パワーステアリング装
置のロークリ型コントロールバルブに用いられるバルブ
シャフトであって、それをスリーブ２の中に挿入した状
態の断面が第３図として示されている。バルブシャフト
１は第１図の右端において運転者が回転操作する図示し
ないステアリングホーイールに連結されると共に、スリ
ーブ２は図示しないピニオンと連結されていて、そのピ
（１） （２） ニオンは車輪の向きを変えるラックと噛合うようになっ
ている。バルブシャフト１とスリーブ２とは第３図の中
心に画かれているトーションバー３の両端にそれぞれ連
結されており、トーションバー３が運転者の操作回転力
によって捩られることにより、相対的な角度変位をして
、バルブシャフト１の周囲に図示例では８本設けられた
軸方向の溝４の両側のランド部５が、スリーブ２の内面
に設けられた軸方向の溝６に対して、中立位置から第３
図のような断面において右又は左へ回転方向にずれるこ
とにより、スリーブ２の内面のランド部７のエツジ７ａ
、７ｂとの間で弁作用をなし、ポート８及び９を通じて
接続される図示されないパワーシリンダ（前述のラック
の動きを助ける）の左右の室へ送る圧油の量及び圧力を
増減調節するようになっている。なお、１０は図示され
ないオイルポンプに通じる圧油の入口ボート、１１は図
示されないオイルタンクに通じる出口ポートを示す。

バルブシャフト１の軸方向の溝４０両側に形成されるラ
ンド部５のエツジ５ａ、５ｂは、ランド部５に対して更
に第６図に示すような面取り５Ｃ・５ｄが精密に施こさ
れた結果生じたものである。

この面取り５ｃ、５ｄは、図示例の場合は８本のランド
部５の両側において合計１６個所設けられるが、これら
は、バルブシャフト１のランド部５とスリーブ２内面の
ランド部７との間で圧油の流量を円滑に増減調節する必
要から設けられるもので、ハンドルの右切りと左切りの
感じが運転者にとって同じで、且つどちらも円滑でなけ
ればならないし、（操舵トルクとパワーシリンダに生じ
る油圧の間の特性にバラツキが生じてはならない。）、
さらに、圧油の流れによって発生するキャビテーション
による異音が異常に高かったり、左右で異音の発生の程
度が異なったりして、パワーステアリングの操舵フィー
リングが損なわれてはならないので、そのような現象を
招くバルブの特性に対して及ぼす影響が大きい面取り５
ｃ、５ｄは、横断面において完全に左右対称である必要
があり、第６図に示す左右の面取り角度α及びβと、面
取り幅Ｕ及びＶの値については、いずれも非常に高い（
３） （４） 加工精度が要求される。

第４図、第５図、及び第７図は、従来から行なわれてい
る溝面取り加工方法を示したもので、ツーリングの略図
である第４図に示すように、被加工物であるバルブシャ
フト１は軸方向の溝４が切削された後に、センター１２
．１３に支持され、ＮＣ制御によって所定の回転を与え
られながら、同じ＜ＮＣ制御によってバルブシャフト１
の半径方向に微細に移動し得る小径の回転砥石１４によ
って研削される。

この場合、被加工物１０回転の軸をＣ軸、回転砥石１４
の中心が直線的に移動する方向の軸をＸ軸という。Ｘ軸
は被加工物の半径方向に設定され、その延長上において
Ｃ軸と交わる。Ｃ軸回転は一方向に限られており、第７
図の場合は回転砥石１４の位置へ溝４の右側のランド部
５が回動して右面取り５０′が形成され、更に回動して
左側のランド部５に左面取り５ｄ’が順次形成される。

第５図から判るように、砥石１４がＸ軸の方向にＸだけ
切り込まれると、面取り幅ｕ＋ｖは大きく変化してＸの
およそ１０倍にもなる。この関係から、面取り幅の精度
を確保するには極めて高い技術が必要となる。たとえば
、Ｃ軸重０２５°の回転に対して、Ｘ軸は１−程度の切
込みとする必要があるので、Ｃ軸回転は１パルス当り０
．００２５°、Ｘ軸の移動は同じ＜　０．１　Ｍという
ように、高精度のＮＣ制御が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の研削方法（第７図）によると、Ｃ軸の回転が一方
向に限られているので、面取りの狙い寸法（計算値）が
第６図のように右面取り５Ｃと左面取り５ｄが対称とな
るように（α−β・ｕ＝ｖ）設定してあっても、研削さ
れた結果は第７図に破線で示す５　ｃ／　・５ｄ’のよ
うに左右非対称の面取りが形成される。つまり、溝４を
挟んで向き合う右面取り５　ｃ／の切込みが浅く、取代
が小さいのに反し、左面取り５ｄ’は目標の計算値に実
質的に一致する。左右の面取り幅の差は、第８図に示す
Ｚの値となる。

（５） （６） このように左右非対称の面取りが施されたバルブシャフ
ト１をコントロールバルブに使用すると、パワーステア
リングの左右の操舵フィーリングが異なるなど、前述の
ような諸問題を生じるから、従来は、実際に加工を行な
ってみて、左右の面取り幅ｕ＋Ｖから寸法差Ｚを測定し
、溝４の右側のランド部５を研削する時だけ切込み量が
大となるように、ＮＣ制御のプログラムを補正して研削
を実施し、寸法を再び測定して再補正するというような
、試行錯誤を繰返す手間のかかる作業を必要とした。こ
の作業は、寸法の測定やプログラムの修正に時間がかか
り、きわめてはん雑である上に、機種ごとに面取り幅Ｕ
・Ｖや角度α、βも異なるので、切替える度に、そのよ
うな作業を反復しなければならない。本発明は従来技術
のこのような問題の解決策として考え出されたものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

従来技術において、第７図に示す右側の面取り５　ｃ　
／が計算値からはずれる原因は、右回りのＣ軸回転をす
る被加工物と、Ｘ軸上を外径側から接近する回転砥石１
４とが、初めて接触して切込みが開始される点では、面
取り５　ｃ／の面は被加工物の外表面に対する接線の方
向に近いものであり、取代が小さく、切込みの角度も１
８０°に近い鈍角であることから、砥石１４が被加工物
の表面において滑って逃げる傾向が強く、砥石１４の食
い付きが悪いためと考えられるので、本発明においては
その点を改善するために、−射的に、円柱形あるいはそ
れに近似の外形を有する軸状体の被加工物の表面に軸方
向に設けられている溝の両側のエツジに対してＮＣ制御
による研削を行なって面取りを施すにあたり、前記被加
工物の軸と実質的に平行な軸上で回転する回転砥石を最
初に前記被加工物の前記溝の中に位置させ、一方向の回
転を前記被加工物に与えると共に、前記回転砥石の前記
軸を前記被加工物に対して半径方向に移動させることに
より、前記溝の一方のエツジを研削して一方の面取りを
行ない、その後、再び前記回転砥石を前記溝の中へ復帰
させ、前記一方向の回転とは反対（７） （８） 方向の回転を前記被加工物に与えると共に、前記回転砥
石の前記軸を前記被加工物に対して半径方向に移動させ
ることにより、前記溝の他方のエツジを研削して他方の
面取りを行なうことを特徴とする、軸状体表面の溝面取
り加工方法を提供する。

〔作　用〕

本発明の溝面取り加工方法によれば、回転砥石は溝の中
からランド部に向って研削を始めるという形を、同じよ
うに右側及び左側の両方で反対向きに行なうことになる
ので、いずれの場合も砥石の食い付きが良くなって切れ
味が良いだけでなく、左右の研削条件が実質的に均等で
あるから、たとえば左右対称形に面取りする場合では、
左右共に同じようなプログラムによって計算通りに面取
りが実現される。

〔実施例〕

第１図は本発明の加工方法を実施する場合の被加工物の
一例であるバルブシャフト１と、回転砥石１４との研削
開始前における相対的な位置関係と、両者の運動方向を
例示したものである。

本発明加工方法の特徴として、右回り及び左回りの両方
に行なわれる研削は、いずれも溝４の中から開始される
ので、回転砥石１４は、被加工物であるバルブシャフト
１がＣ軸上で実質的に右又は左のいずれの方向にも回転
を始めていないか、あるいは回転を始めた直後であって
も、砥石１４と接触する程の角度変位を生じていない間
に、Ｘ軸上をＮＣ制御によって被加工物の溝４の中へ進
入する。

被加工物であるバルブシャフト１は、まず実線の矢印で
示したように、ＮＣ制御により右方向のＣ軸回転を与え
られ、溝４のエツジ１５が回転している砥石１４に接触
して研削が始まる。バルブシャフト１のＣ軸回転につれ
て、回転砥石１４はＮＣ制御によりＸ軸上を矢印のよう
にバルブシャフト１から遠ざかるので、まず前半の工程
で左側の面取り５ｄが形成される。

次に、制御装置により被加工物であるバルブシ（９） （１０） ャフト１は、第１図中の破線矢印のようにＣ軸上で逆回
転を与えられ、第１図に示された位置まで戻る。この間
に回転砥石１４もＸ軸上を移動して溝４の中へ戻される
。そしてＮＣ制御によるバルブシャフト１のＣ軸通回転
と、回転砥石１４のＸ軸上の移動により、回転砥石１４
は溝４のエツジ１６と接触して再び研削が始まり、右側
の面取り５Ｃが形成される。この工程においては、砥石
１４の回転方向は、必要に応じて第１図の矢印方向と逆
方向としてもよい。

この場合、バルブシャフト１の加工例として、被加工物
のＣ軸回転及びＣ軸通回転は、ロータリーエンコーダに
よるｌパルス当り０．００２５°程度の割出し回転、回
転砥石１４のＸ軸上の移動は１パルス当り０．１角程度
とする。

なお、図示実施例では、溝４の左側の面取り５ｄの加工
を先に行ない、次に右側の面取り５Ｃの加工を行なうよ
うに説明したが、Ｃ軸回転とＣ軸通回転の順序を変えれ
ば、先に右側の面取り５Ｃから行なうことができること
は言うまでもないし、バルブシャフト１のように、溝４
が多数あるものでは、被加工物にＣ軸回転又はＣ軸通回
転のいずれか一方を続けて同じ方向に与えることによっ
て、先にすべての溝４左側のみ又は右側のみの面取りを
行ない、次いで回転方向を切替えて反対側の面取りを続
けて行なうというようなことも可能である。

〔発明の効果〕

本発明による溝面取り加工方法によれば、溝のエツジの
面取りは左右とも溝の中から回転砥石が研削を始めると
いう均等の条件であるため、片方だけ面取りの精度が低
下するというようなことがなく、左右対称に計算通りに
仕上げることが可能となる。また、すべて溝側からの研
削であるため、砥石の食い付きが良く、砥石が被加工物
の面で滑って逃げることがない。

したがって、従来のように、片方だけＮＣ制御のプログ
ラムを補正するような必要もなく、同様なプログラムに
よって左右共に高精度に仕上がる（１１） （１２） ばかりか、加工に要する時間も短縮され、その分だけ生
産性が向上する。

さらに、研削によって発生するパリも、左右両側で同じ
ような形になり、たとえば自動車のパワーステアリング
装置のバルブシャフトの場合、油のキャビテーションに
よって発生する異音も、ハンドルの右切り、左切り共に
同レベルとなり、操舵のフィーリングが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための回転砥石と被加
工物の一部切断正面図、第２図はパワーステアリング用
のバルブシャフトの側面図、第３図はパワーステアリン
グ用ロータリ型バルブの第２図ＩＩＩ−ＩＵ線における
横断正面図、第４図は溝面取り加工を実施する装置の斜
視図、第５図は切込み量と面取幅の関係を説明する正断
面図、第６図は目標の面取りを示す被加工物の正断面図
、第７図は従来の溝面取り加工方法を示す一部切断正面
図、第８図は従来方法によって加工された被加工物の溝
面取り誤差を示す正断面図である。 ｌ・・・バルブシャフト、 ３・・・トーションバー ５・・・ランド部、 ５ｃ、５ｄ・・・面取り、 ７・・・ランド部、 ８．９・・・ボート、 １１・・・出口ポート、 １４・・・回転砥石、 α、β・・・面取り角度、 Ｚ・・・寸法差。 ２・・・スリーブ、 ４０・・軸方向の溝、 ５ａ、５ｂ・・・エツジ、 ６・・・軸方向の溝、 ７ａ、７ｂ・・・エツジ、 １０・・・入口ボート、 １２．１３・・・センター １．５．１６・・・エツジ、 ｕ、ｖ・・・面取り幅、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円柱形あるいはそれに近似の外形を有する軸状体の被加
   工物の表面に軸方向に設けられている溝の両側のエッジ
   に対してＮＣ制御による研削を行なって面取りを施すに
   あたり、前記被加工物の軸と実質的に平行な軸上で回転
   する回転砥石を最初に前記被加工物の前記溝の中に位置
   させ、一方向の回転を前記被加工物に与えると共に、前
   記回転砥石の前記軸を前記被加工物に対して半径方向に
   移動させることにより、前記溝の一方のエッジを研削し
   て一方の面取りを行ない、その後、再び前記回転砥石を
   前記溝の中へ復帰させ、前記一方向の回転とは反対方向
   の回転を前記被加工物に与えると共に、前記回転砥石の
   前記軸を前記被加工物に対して半径方向に移動させるこ
   とにより、前記溝の他方のエッジを研削して他方の面取
   りを行なうことを特徴とする、軸状体表面の溝面取り加
   工方法。