JPH06504839A - 液圧動力かじ取り装置用弁の製造に使用する装置 - 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】 液圧動力かじ取り装置用弁の製造に使用する装置本発明は例えば車輌用の液圧動 力かじ取り装置に使用される回転弁の部品の製造に関連して使用する装置に関す るものである。前記回転弁がもつ入力シャフトは外周に複数の盲端付きの、溝ラ ンド部によって分離された軸線方向に延びる溝をもつ。入力シャフトに軸支され たスリーブはその穴内に軸線方向に延びる盲端付きスロットの配列をもち、前記 スロットは入力シャフトの溝に適合するが、前記溝に対して下型なり関係にあり 、１つのスロットは他のスロットのランド部より幅が広く、従って相対的回転が 中心位置から入力シャフトとスリーブ間に起こったとき開閉する１組の軸線方向 に延びるオリフィスが形成される。以下前記回転の大きさを弁の作動角度と称す る。入力シャフトの溝の縁はしばしば計量（ｍｅｔｅｒｉｎｇ）と称される特別 のオリフィス形状を成すように輪郭付けされる。これらのオリフィスは、液圧式 ホイートストンブリッジの複数組を形成するネットワークとしてのボート配列を もつ。前記ホイートストンブリッジは入力シャフトの溝とスリーブのスロット間 に、従って機関駆動されるオイルポンプと、かじ取り装置に備えた右側と左側の 液圧式補助シリンダ間にオイルを流通させるために並列に作用する。

かかる回転弁の一般的作用方法は動力かじ取り装置設計の当業者には周知である ので、本明細書では詳細な説明は省略する。

これについての作用の説明は回転弁の概念を説明する“原”特許として一般に認 められている米国特許第３．０２２．７２２号（Ｚｅｉｇｌｅｒ）に記載されて いる。この特許によれば、入力シャフトとスリーブはトーションバーによって中 心位置に向かつて付勢される。従って小さい入力トルクがかじ取り輪に、従って 入力シャフトに加わえられると、入力シャフトとスリーブ間には小さい相対回転 が生じるに過ぎず、かかる小さい弁作動角度に対しては小さい補助動力が弁によ って与えられる。大きな入力トルクに対してはそれに比例して大きな弁作動角度 を発生させて、入力トルクの関数として弁に生じる補助動力レベル間の関係は弁 圧力特性として知られる。従ってこの弁圧力特性は弁作動角度の関数として変化 するオリフィス領域の外形によって決定される。

かかる回転弁は現在は、防火壁取付けされたラック・ビニオンかじ取り装置に通 例設けられるが、この状態では弁から生じるシュラシュラというような騒音がド ライバーに極めて明瞭になる。シュラシュラという騒音は、特に車輌のパーキン グ作動中の如き弁の高圧作動期間中に、オイルが入力シャフトの計量縁輪郭とス リーブスロットの隣接縁によって画成されるオリフィスを流れるときに液圧オイ ルのキャビテーションによってもたらされる。上記の場合圧力は典型的には８Ｍ Ｐａの高さになる。オリフィスはもし計量縁輪郭が輻対深さの高い縦横比（アス ペクト割合）をもつならば、キャビテーションをあまり起こさず、オイルをすべ て何れかの計量縁輪郭に沿って一定の深さの薄いシートとして流れさせること及 び、オイルの流れはオリフィスの前述のネットワーク中で等しく分割されるので 、一層有効にアスペクト割合を増大させることは、動力かじ取り弁の技術分野で 周知である。また、キャビテーションは、もし計量縁輪郭が入力シャフトの外径 を横切る場合、はぼそれに対して接線方向になるならば、あまり起こらず、それ 故約ｌ／１２の勾配より大きくない浅い面取り面を形成するということも周知で ある。典型的には回転弁の高圧作業中、各スリーブスロットの１つの縁はこの面 取り面と入力シャフト外径の交差点から約二分の一度だけ角度的に変位し、こう して形成されたオリフィスの径方向深さは約０．０１２ｍｍになる。

入力シャフトとスリーブか中心位置に向かって角度変位をするにつれて、キャビ テーションの発生は小さくなるようであり、車輌のコーナリング操縦に関連する 弁作動領域に所要の圧力特性を生せしめるために、急勾配の追加の面取り面が時 には計量縁輪郭のずっと下に使用される。

数人の製造業者は特別の機械でこれらの面取り面を研削することによって計量縁 輪郭に所望の精度を得ることを試み、その場合、入力シャフトはその外径を仕上 げ研削するために前に使用したセンタに支持される。かかる面取り面研削機械は 計量縁輪郭の軸線方向長さに等しい幅の大径の円筒形研削車を備え、入力シャフ ト軸線に対して径方向高さを変化させて各入力シャフト溝の縁を連続的に横切る 。

他の製造業者はそのために、例えば自動車機関の製造に使用されるものに似たカ ム研削機械、ねじ切削タップ、えぐり切削タップ、えぐりカッタを使用する。こ の場合、ワークピースはセンタに支持され、連続的に回転し、その間親カムの作 用によって研削車に行ったり来たりする移動を周期的に行う。材料の所望量がワ ークピースの多数回の回転中に研削車の切り込みによって徐々に除去される。面 取り面研削機械の場合の如く、大径の研削車が用いられる。そのため、深さが増 大して研削車がその溝の反対の縁に衝突するようになる計量縁輪郭部分を溝の中 心線に向かって研削することはできない。入力シャフト計量縁輪郭のこの急な傾 斜と比較的深い部分は以下“内部”計量縁輪郭と称し、その外形は一般に弁圧力 特性のオン−センタ領域に影響を与える。この部分は一般には、上記の面取り面 又はカムの研削機械とは異なる手段によって作られる。前記機械は上記の理由で 、“外部”計量縁輪郭を研削することができるに過ぎない。計量縁輪郭の前述の 緩く傾斜した楔形部分は弁ノイズ特性と同様、中間及び高作動圧力における弁圧 力特性をも決定する。

中心位置から車輌パーキングに関連する最大作動圧力の領域への弁の全作動角度 は典型的には約３．５度であり、そのうち内部と外部の計量縁輪郭は各々約２分 の１を支配する。内部と外部間の接合点は一般に、車輌コーナリングに関する弁 作動の中間範囲で起こり、その場合、中断を起こさずに漸進的な又は大体線形の 弁圧力特性をもち、かくしてこの重要な作動モードでの車輌の運転者による車輌 制御を最大限になすことが重要である。この線形関係を得るため、ヒスを抑制す るために必要な平らな面取り面から始まり、外部計量縁輪郭は増大する湾曲の螺 旋状外形をもつ必要があり、前記湾曲はオリフィス面積と弁作動角度の間に必要 な関係を与えることができる。上記の実際の製造上の理由から、計量縁輪郭の内 部にこの螺旋状外形を連続させることはできないが、しかし同じ形式のオリフィ ス面積対弁作動角度の関係は長さに沿って横断面形状が変化する計量縁輪郭を使 用することによって得ることができる。上記の形状は研削以外の手段によって作 ることができる。このことは、内部計量縁輪郭には低い作動圧力が関連するため 、外部計量縁輪郭の場合のように均一な薄いシート状流れを生せしめる必要はも はやないので、受入れることができる。例えば、必要な三次元的な計量縁の外形 は入力シャフト溝を形成するためにフライス削り又はホブ切削工程を使用するこ とによって大体得ることができる。妥協なしの、より良い解決策は米国特許第４ ．６５１．５５１号（Ｂｉｓｈｏｐ）に記載されたロール圧刻法を用いて得るこ とができる。この方法は溝の側面に無限の三次元的形状の作成を可能ならしめる 。

それにも拘らず、上記フライス削り、ホブ切削又はロール圧刻加工はすべて入力 シャフトの硬化前に実施されなければならなず、冶金的歪みに起因して、その後 円筒形に研削された外径に対して若干の偏心度を必然的にもつ。幸いにも、内部 計量縁輪郭にとっては、外部輪郭に適用するようにオリフィスのネットワークに オイル流を一様に割り当てることはもはや重要ではなく、オリフィス面積と作動 角度間に正しい平均的関係を保ては十分である。しかしながら、内部と外部の輪 郭間に滑らかな接続をもつため、従って、途切れない連続した線形圧力特性をも つためには、外部計量縁輪郭を研削する前に、前に処理した内部計量縁輪郭を計 測するのが極めて望ましい。理想的にはこの計測は外部計量縁輪郭を研削するの に使用した研削機械中で、しかしながら実際の研削工程の直前に実施される。こ の内部計量縁輪郭は最初に計測されて、各溝の時計回りと反時計回りの側の各線 の角度位置が記録され、算術平均角度が計算されるようになす。この計算された 平均角度は次いで機械の対称の基準角度と比較され、前記基準に対する入力シャ フトの角度位置に小さい修正がなされる。その後研削された外部計量縁輪郭の平 均位置は内部計量縁輪郭の平均位置と正確に対称的となるため、それらの間に最 適の接続か得られると共に弁圧力特性に円滑な線形的推移が得られる。このイン −プロセスの計測及び修正処理は本発明の重要な目的である。

他の実施例としては、しかしあまり理想的ではないが、この計測は入力シャフト を切削機械に入れる前に実施でき、またこの計測は、構成部品に（又は構成部品 に取付けた取付は具に）物理的基準を設定するのに使用することができ、従って 、それが最後に切削機械中に置かれたとき、その正しい角度方位が保証される。

本発明の他の目的は、今研削された外部計量縁輪郭の正確な角度位置を、入力シ ャフトが未だ機械中にある間に後−プロセスの計測をする手段を提供することに ある。この角度位置の精度は弁ヒスの大きさのみならず、弁圧力特性の精度をも 、特にかじ取り装置の最大パーキング圧力を発生するのに要する入力トルクの大 きさをも決定する。前述の如く、かかる最大パーキング圧力は典型的には、はぼ ０．０１２ｍｍの深さをもつ外部計量縁輪郭上の１点に発生する。入力シャフト の外径との交差点に直接隣接した計量縁輪郭のこの面取り面の浅い傾斜は、かじ 取り装置のパーキングトルクがこの領域の計量縁輪郭の深さの小さい変動に極め て敏感であることを意味する。理想的には、最大パーキング圧力点に一致するほ ぼ０．０１２ｍｍの計量縁輪郭上の１点で外部計量縁輪郭の角度位置を測定する 手段は、入力シャフトが未だ研削機械中にある間に所定の入力シャフトのための パーキングトルクを正確に決定することができる。従って、イン−プロセスの修 正は例えば研削車の磨耗を見越して行うことができる。

本発明の他の目的は、研削機械中に未だある間に入力シャフトの外径を測定する 手段を提供することにある。このパラメータの知識は上述の精密なイン−プロセ スの修正を行うために必要である。また、入力シャフト外径は、液圧漏れを最小 限にするために、製造中典型的には０．００８ｍｍの公差まで精密に制御しなけ ればならないが、入力シャフトとスリーブ部品間の主ジャーナル界面の作動摩擦 は最小にすることができる。

理想的には、これら３つのすべての計測作業は外部計量縁輪郭を研削するのに使 用する機械内に合体できる単一の装置によって行うことができる。好適には、前 記作業の第１のものは予備処理した内部計量縁輪郭に対して研削した外部計量縁 輪郭の最適方位を計測、修正することであるが、この第１作業は処理されたあら ゆる構成部品について行われる。他の２つの作業は研削された外部計量縁輪郭と 入力シャフト外径の後−プロセス計測であるが、これらの作業は運転によって得 られる精度を維持するために必要な時期に定期的に実施してもよい。

計量縁輪郭の小寸法形状の機械的計測は、正確に行うのは極めて困難であり、上 述の好適なかかる輪郭の螺旋形状又は曲線形状によって悪化される。更に、かか る機械的計測法は本来、時間かかかり、それ故計量縁輪郭研削プロセス内の調整 のために、経済的観点から実際的ではない。それ故本発明では、計量縁輪郭の角 度位置を液圧的又は空気圧的に計測するのに、流体が使用される。この流体は入 力シャフトの外径に接触する凹状弓形シューに設けたオリフィスに供給される。

前記シューの半径は入力シャフトの半径より僅かに大きく、それ故オリフィス領 域でシューと入力シャフト間に密な接触を保証する。流体回路は、入力シャフト がシューの下で回転するときに、流体の流れに対するオリフィスの有効な絞りを 測定し、それ故計算により、入力シャフトの外径に配置された軸線方向に延びる 溝の縁の角度位置を測定する。かかる技術は精度が高くて迅速であるのみならず 、それは動力かじ取り弁の最後の車輌における作用をシミュレイト（又はモデリ ング）する利点をもつ。前記弁では流体（殆どの場合自動伝動装置用液圧流体） が動力かじ取りポンプの作動によって動力かじ取り弁のオリフィスを流れる。

前述の如く、スリーブ穴中の軸線方向に延びる盲端付きスロットの縁は回転弁内 にオリフィスを形成するために入力シャフトの計量縁輪郭と共働し、それ故これ らのスリーブのスロットの正確な角度配置もまた弁ヒスの大きさ及び弁圧力特性 全体の精度を決定するのに重要になる。回転弁のスロットは通常はブローチ削り 、底フライス削り、冷間成形又はスロット削り法によって作られ、これらのプロ セスはすべてスリーブ穴から径方向に突出する小さいま（れをのこす傾向がある 。前記まくれは、その後この穴が研磨及び／又はホーニング加工によって正確な 寸法にされるときに除去される。それ故本発明はスリーブスロットの角度位置の イン−プロセスの計測には使用できない。その理由は単に、シューの密接領域に 隣接した箇所においてこのまくれが適切な流体密封を阻止するということにある 。しかし、本発明はかかるスロットの後−プロセスの測定のために可変の配置を 、即ち構成部品の検査又は保証の手段として、提供する。

仕上げられたスリーブ穴は直径が極めて正確であり、入力シャフトの測定に関し て前述したものと同様なシューを受入れるのに理想的に適している。しかしスリ ーブの場合、シューは凹状よりはむしろ、凸状の弓形面をもち、スリーブ穴の半 径より僅かに小さい半径をもつことが要求される。

それ故、本発明は、ワークピースの内部円筒形大面又は外部円筒面に配置された 軸線方向に延びる溝の縁の角度位置を測定・記録する装置において、シューと、 前記シューの成る小領域にわたって前記面と密接させるために前記シューを押圧 する手段を備え、前記領域はオリフィスと共働し、前記オリフィスは前記密接領 域から充満チャンバまで延び、更に、前記充満チャンバへ流体を供給する手段と 、前記ワークピースと前記シュー間に相対的回転を起こさせる手段と、前記相対 的回転中に前記縁が前記オリフィスを横切るときに前記オリフィスから出る前記 流体の流れの絞り度を測定する手段と、前記相対的回転を測定するための角度位 置測定装置を備え、前記ワークピースの前記相対的角度位置が前記溝の連続する 縁が前記オリフィスを横断するときに前記オリフィスの予定の絞り度に対応する 各相対的回転位置で記録されることを特徴とする溝の縁の角度位置を測定・記録 する装置を提供する。

以下、本発明をより良く理解できるよう、本発明の好適実施例を図につき詳述す る。

第１図は動力かじ取り装置の弁ハウジング中に設けた回転弁の横断面図である。

第２図は回転弁を包囲するスリーブ部品と入力シャフトの第１図の平面ＡＡ上の 横断面図である。

第３図は入力シャフト計量縁輪郭と隣接するスリーブスロット縁間に形成された オリフィスの細部を示す第２図の領域Ｂの拡大図である。

第４図は計測装置を備えた計量縁輪郭研削機械の斜視図で、簡明化のため計測装 置を入力シャフトから後退させて示した図である。

第５図は入力シャフトと接触する計測装置を示す第４図の平面ＣＣ上の横断面図 である。

第６図は計測に使用する流体をガスとした計測装置の細部を示す第４図の平面Ｃ Ｃ上の横断面図である。

第７図は計測装置のシューの細部を示す入力シャフトを除去している第６図のＤ 方向で見た図である。

第８図は第４図の平面ＣＣ上の拡大横断面図で、予備−フライス削り、ホブ切削 又はロール圧刻した溝の角度位置を測定するために、計量縁輪郭を研削する前の 入力シャフトの外径に接触する計測装置のシューの細部を示す図である。

第９図は第６図に示す計測装置の充満チャンバで記録された空気圧力の典型的線 図である。

第１０図は第４図の平面ＣＣ上の拡大横断面図で、輪郭の角度位置を測定するた めに計量縁輪郭を研削した後の入力シャフトの外径に接触する計測装置のシュー の細部を示す図である。

第１１図は計測に使用する流体を液体とした計測装置の細部を示す第４図の平面 ＣＣ上の横断面図である。

第１２図は使用流体をガスとしたスリーブスロットの角度位置を測定するのに使 用した計測装置の他の実施例の横断面図である。

第１３図は第１２図の平面ＥＥ上の横断面図である。

第１４図は第１３図のＦ方向に見た図である。

第１５図は計測装置のシューの細部を示す、スリーブを除去している第１３図の Ｇ方向に見た図である。

第１図に示すように、弁ハウジングｌはポンプ入口と戻し連結部２と３及び右側 と左側のシリンダ連結部４と５を夫々備える。かじ取り装置ハウジング６に弁ハ ウジングｌを取付ける。

このかじ取り装置ハウジングは機械的かじ取り素子、例えばボールレース８によ り軸支されかつシール９を備えたビニオン７を含む。３つの主弁素子は入力シャ フトｌＯと、この上に軸支したスリーブ１１と、トーシヨンバー１２を備える。

トーションバー１２は一端をピン１３によって人力シャフトＩＯに定着し、同様 に他端をピン１４によってピン７に定着する。これはまたブシュ１５によって入 力シャフトＩＯのためのジャーナル（袖口）を提供する。スリーブ１１がもつ環 状延長部はスロワ）１６をもち、前記スロットはピニオン７から径方向に延びる ピン１７に掛合する。

第２図においては、入力シャフトｌＯは外周に６個の軸線方向に延びる盲端付き 溝１８を備える。これらの溝はスリーブ１１の適合する内径において６個の対応 する軸線方向に延びる盲端付きスロットＩ９に下重なり状態に配列される。スリ ーブｌｌは外周に、シールによって分離した一連の軸線方向に離間した周溝２０ ａ、２０ｂ、２０ｃを備える。入力シャフト１０の径方向孔２１は一つ置きの溝 １８を入力シャフト１０の中心孔２２に連結し、それ故戻りオイルがポンプ戻し 連結部３に流れる。

スリーブ１１の径方向孔２３は入力シャフトｌＯの残余の一つ置きの溝１８を中 心周溝２０ｂに連結し、従って入口ボート２に連結する。一つ置きのスリーブス ロット１９は径方向孔２４によって対応する周溝２０ａ、２０ｃに、従ってシリ ンダ連結部４と５に連結される。

第２図に示すように、図示の弁の中心位置に、６個の溝１８と６個のスロット１ ９の下重なり配列によっては１２個の軸線方向に延びるオリフィス２５が形成さ れる。オリフィス面積は弁作動角度の関数として、即ち入力シャフトｌＯとスリ ーブｌｌの、中心位置からの相対的回転の関数として変化する。

第３図は第２図の領域Ｂの拡大図であり、入力シャフトｌＯの１つの溝１８の計 量縁輪郭２ＧとスリーブＩ■の！つのスロワ）１９の相互作用する隣接縁２７の 間に形成される１つのオリフィス２５の細部を示す。本実施例の回転弁では、す べての１２個の計量縁輪郭２６は同じ外形をもち、一つ置きの計量縁輪郭は図示 のものと面対称形をなす。計量縁輪郭２６はこの場合、弁が中心位置にあるとき の縁２７に対する方位で示される。

入力シャフトＩＯとスリーブ１１の間に相対的回転が起こると、縁２７は順次、 位置２７ａ、２７ｂ、２７ｃに移動し。中心位置からのこれらの回転は弁作動角 度２８ａ、２８ｂ、２８ｃに夫々対応する。外部計量縁輪郭と称される計量縁輪 郭２６は点３０として示す入力シャフトｌＯの外径２９との交差点から点３２． ３３として示す内部計量縁輪郭３１との交差点まで延びる。

外部計量縁輪郭２６の点３０と３４間の部分は実質上平らな面取り部をなし、そ の後点３２に近づくにつれて次第に凸状をなす。この場合、それは溝１８の中心 線３５に対して直角をなしており、それ散大直径の研削車によってそれ以上研削 することはできない。前記研削車の外周は、図示の尺度では、直線に近い線３６ として表される。外部計量縁輪郭２６は点３４と３２の間に螺旋形状をもち、該 弁に必要な線形圧力特性を与えるのを助ける。

内部計量縁３１は溝１８の側面の湾曲性を表す２つの線として示す。前記溝は当 業者には周知のフライス削り、ホブ切削又はロール圧刻法によって形成する。外 部計量縁輪郭２６を研削する前には、内部計量縁輪郭３１は点３７と３８の間の 面で軸線方向に延在する湾曲線に沿って入力シャフトの外径２９の円筒面に交差 するように延びる。

（点２７ａにおいて）スリーブスロット縁２７がそれを点３２へ最も近（接近さ せる弁作動角度２８ａまで、オリフィス２５（第２図に示す）によって起こされ る圧力上昇は内部計量縁輪郭３Ｉの形状によって制御されることが認められる。

他方、弁作動角度２８ａ−２８ｃの範囲にわたってオリフィス２５によって生じ る圧力上昇は専ら外部計量縁輪郭２６の形状によって制御される。点３９におい ては、外部計量縁輪郭２６の深さ、即ち距離２７ｃｍ３９は典型的には０．０１ ２ｍｍであり、車輌パーキング用に十分な圧力を発生する。

第４図は計量縁輪郭研削機械の主な特徴を示す。この機械では大直径の研削車４ ０がジャーナル４２中に収容された軸線４１をもつスピンドルに軸支される。前 記ジャーナルは機械ベース４５の一部をなす滑り面４４内で作動するスライダ４ ３に担持される。入力シャフトｌＯは止まりセンタ４６と回りセンタ４７上で回 転するよう支持される。止まりセンタ４６は台４８を介して揺動プラットフォー ム４９に取付けられる。回りセンタ４７は主ワークスピンドル５０から突き出る 。前記ワークスビンドルは台５１中で回転するように軸支され、前記台は揺動プ ラットフォーム４９に取付けられている。揺動プラットフォーム４９はピボット ５３．５４を介して軸線５２の回りに揺動するように軸支され、前記ピボットは 夫々機械ベース４５から延びる台５５と５６に担持される。入力シャフトＩＯは 機械切削された２つの平面部５７をもち、前記平面部は、回りセンタ４７を包囲 しかつ主ワークスピンドル５０によって駆動されるチャック５８の２つの浮動ジ ョーによって掴持される。チャック５８のジョーは慣例の手法で開閉される。

主ワークスピンドル５０はウオーム歯車５９によって駆動され、それにより得ら れる回転角度は台５１に取付けられた中空シャフト角度エンコーダ６０によって 精密に測定される。ウオームシャフト６２と一体のウオーム６１はウオーム歯車 ５９に緩み無しの状態で噛み合い、揺動プラットフォーム４９から垂直に延びる ジャーナル板６３中で回転と軸線方向摺動をなすように軸支される。ウオームシ ャフト６２はジャーナル板６３の前方に延び（第４図）、切削されたピニオン歯 ６５をもち、ジャーナル板６４の後方に延びてモータ６８のビニオン６７に噛み 合う歯車６６を支持する。モータ６６はブラケット６９に取付けられ、前記ブラ ケットは揺動プラットフォーム４９の一体部分をなし、従ってピボット５３と５ ４の回りにそれと共に揺動する。歯車７０はシャフト７１に担持され、ウオーム シャフト６２のピニオン歯６５と噛み合う。シャフト７１はジャーナル板６３． ６４中で回転自在に軸支されるが、軸線方向の摺動は阻止される。

ジャーナル板６４の後部に取付けたステッパーモータ７２は中空の親ねじをもち 、これによって、コンピュータによって駆動される適当な動力源からの指令に応 じてウオームシャフト６２を軸線方向に摺動させる。このつオームシャフト６２ の軸線方向摺動中、ピニオン歯６５は長いため、軸線方向において固定された歯 車７０との噛み合いを維持する働きをなし、同様に、モータ６８のビニオン６７ も長いため、歯車６６との噛み合いを維持する働きをする。それ故、つオームシ ャフト６２のこの軸線方向摺動は主ワークスピンドル５０の全回転角度に小さい 回転角度増分を加えたり又は引いたりすることができる。

ピニオン歯６５、歯車７０、ウオーム６１、ウオーム歯車５９の比率は、６個の 溝を有する入力シャフトを研削するとき、シャフト７１は主ワークスピンドル５ ０の１回転について６回転をなす。第６図を参照すれば、カム７３はシャフト７ １に取付けられ、従動子ピン７４に接触し、前記ビンはスライダ７５に軸支され 、スライダ７５は揺動プラットフォーム４９から延びる穴７６内に収容される。

スライダ７５はその下端が機械ベース４５に固定されたビン７７に載る。頭付き ビン７９によって揺動プラットフォーム４９に対して押圧されたばね７８はカム ７３を従動子ビン７４と接触させ、スライダ７５をビン７７と接触させておき、 カム７３の突起形状に応じて揺動プラットフォーム４９の確実な、緩み無しの揺 動を保証する。揺動プラットフォーム４９のこの揺動は入力シャフトｌＯを研削 車４０から連続して送入、送出する働きをなし、それによって外部計量縁輪郭２ ６を研削する。ステッパーモータ７２の作用、それ故つオームシャフト６２の軸 線方向摺動成分はカム７３の回転位置に関して主ワークスピンドル５０の回転の 位相調節に影響を与えることができる。

揺動プラットフォーム４９はビン８０のためのジャーナルをもつ。前記ビンは計 測装置８１のためのヒンジ連結部を提供する。第４図では、計測装置８１は図示 を簡明にするため、入力シャフトＩＯの外径２９と接触しないよう引っ込めて示 している。第５図では、計測装置８１はアーチ形のシュー８２が入力シャフトＩ Ｏの円筒形外径２９に接触する位置に揺動させられて、以下説明する手法で軸線 方向に延びる溝１８の縁の角度位置の測定を可能にする。

第６．７図は計測装置８１の拡大図であり、この装置はばち形部分８３によって アーチ形シュー８２を支持する。アーチ形シュー８２は軸線方向に整列したスリ ット８４の形をなすオリフィスをもつ。前記スリットは中間接触領域８５の中心 に置かれる。前記領域は小さいブリッジ領域８７によって案内領域８６に連結さ れる。全表面８５．８６．８７（第７図に影線で示す）は同じ半径をもつが、研 削すべき最大直径の入力シャフトより僅かに大きい半径をもつ。ブリッジ領域８ ７の目的は、内部計量縁輪郭３１の鋭い縁が（外部計量輪郭２６を研削する前に ）密接領域８５の僅かに上昇したかどに引っ掛からないことを保証することにあ る。便利な調整されかつろ過された一定圧力源から校正されたオリフィス８９と 可撓性パイプ９０を通してスリット８４は空気を供給された充満チャンバ８８と 連通ずる。充満チャンバ８８内の圧力は圧力ドランスジューサ９１によって測定 される。

第８図は外部計量縁輪郭２６を研削する前に内部計量縁輪郭３１の角度位置を計 測するときに使用される位置にあるシュー８２とスリット８４の密接領域８５を 示す拡大図である。スリット８４は通常は、軸線方向に延びる溝１８の中心部分 に配置される。内部計量縁輪郭３１は、もしく図示の如き）ホブ切削の如き方法 によって作られるならば、しばしば凹状になるので、スリット８４は溝の最も幅 の広いセクションを横切る。もし、計量縁輪郭３１はもしフライス削り又はロー ル圧刻法によって作られるならば、凹状になるか又は直線状側面をもつものにな り、後者の場合、輪郭３１として表された２つの線は重なるだろう。スリット８ ４はほぼ閉鎖に近い点に相当する図示の位置で内部計量縁輪郭３１の縁３７を横 切るので、空気流に対する大きな絞りが保証され、圧力ドランスジューサ９１に よって測定された充満チャンバ８８中の圧力は急上昇する。この圧力上昇は流量 の減少によって起こされる。スリット８４の絞り度を計測する最も良い方策は、 計測の瞬間におけるこのスリットの有効面積が校正されたオリフィス８９の面積 と同じ程度であるときに得られる。

第９図は圧力ドランスジューサ９１で測定した圧力曲線を示し、これは縦座標に 圧力を示し、大気圧９３と供給又は逃がし圧力９４間の範囲内で周期的に増減す る圧力を示す。この曲線の横座標は角度エンコーダ６０によって測定した入力シ ャフト１０の角度回転位置に相当する。連続する位置９５ａ−ｆは、スリット８ ４が内部計量縁輪郭３１の１２個の連続する縁３７を横切るときに、基準圧力９ ６を発生するようスリット８４に十分な絞りが生ぜしめられる点を表す。角度エ ンコーダ６０によって測定される対応する角度位置は、入力シャフトの回りで時 計回りと反時計回りのすべての縁の中間の又は平均の位置を計算するために、コ ンピュータに入力される。この計算が終了すると、外部計量縁輪郭２６の研削の 前に、前述の如くステッパーモータ７２によって、位相補正が入力シャフトｌＯ の角度位置に対して行われる。この計測と補正処理を用いれば、外部計量縁輪郭 ２６の最後の配置は対称的となり、それ故、最適には、予備切削された内部計量 縁輪郭３１の配置に対して成る角度をなして配置される。

第１θ図は研削後に外部計量縁輪郭２６の角度位置を計測するときに使用される 位置でシュー８２とスリット８４の密接領域８５を示す拡大図である。かかる仕 上げ測定処理では、単一の輪郭の計測で十分であるが、代案として、すべての１ ２個の輪郭を計測してもよい。密接領域８５は外部計量縁輪郭２６上の点３９に 隣接した（今）仕上げ研削した入力シャフトＩＯの外径に接触する状態で示して おり、点３９はほぼ０．０１２ｍｍ深さをもち、かじ取り装置（前述の如き）の 輪郭を決定する最大のパーキング作用力（ｅｆｆｏｒｔｓ）上の点に相当する。

従って、入力シャフト１０の外周を巡る１２個の外部計量縁輪郭２６上の点３９ の角度位置を計測することによって、回転弁によって生じたパーキング作用力を （製造中に）測定することが可能になる。それ故この方法は入力シャフト成分を “イン−プロセス２計測する実行可能な方法を構成し、これは“全体的品質管理 ”の管理方法の目的と両立する。

第１１図においては、スリット８４と対応する内部と外部の計量縁輪郭３１と２ ６の間に（夫々）生じる絞り度はガス状流体よりはむしろ液体を用いて測定され る。シュー８２の一般的形状は第６．７図に示すものと同形であり、スリット８ ４は計測装置８１中の大きい方の充満チャンバ９７と連通する。予定の調整され た流量で流体が可撓性バイブ９０によって充満チャンバ９７に供給され、充満チ ャンバ９７中の圧力が圧力ドランスジューサ９１によって再び測定される。入力 シャフトがランド部９８を横切っているときにスリット８４が閉ざされたとき、 可撓性バイブ９０中に流体の流れを停滞させるのは望ましくないので、圧力逃が し弁９９を備えてその状態にある流れをバイパスさせ、シュー８２が入力シャフ トとの接触状態から押し離されないようになす。当然、圧力逃がし弁９９は計量 縁輪郭の角度位置の計算に用いられる基準圧力より高い圧力で“吹き出し”する よう調節される。

計測システムの応答性を改善するため、前記システムは可変速度でモータ６８を 回転するよう配置される。それ故、密接触領域８５が計測すべき計量縁輪郭部分 に隣接する期間中、入力シャフトｌＯの角速度は減少させられ、液圧又は空気圧 式測定システムの応答遅れの影響を減少させる。

第１２．１３．１４．１５図はスリーブ１１の穴１００内のスロット１９の縁２ ７の角度配置を測定するために使用する場合の、計測装置８１の別の実施例を示 す。簡明化のため、この実施例を説明するのに使用する参照数字は元の実施例の もの（即ち入力シャフト用の計測装置）と同じにした。

計測装置８１は基本的に円筒形であり、凸状弓形シュー８２と、半球形先端付き の案内アーム１０１によって穴１００内を案内される。案内アーム１０１は枢着 レバー１０２に取付けられ、従って対抗するばね１０３によって穴１００に対し てばね負荷される。ばね１０３は計測装置８１の本体内に収容される。

案内アーム１０１は計測装置８１の両端に軸線方向に配置され、それ故スロット １９から軸線方向に変位した領域で穴１００に接触する。従って、測定中にスリ ーブ１１と計測装置８１間に相対的回転が起こると、案内アームｌｏｔは穴１０ ０内の連続した、とぎれない直径平面に沿って接触する。このため確実に、計測 装置８１は穴１００内で同心的に案内され、軸線方向に整列したスリット８４を 有するシュー８２の密接領域８５は穴１００と面接触状態に保たれる。案内領域 ８６と小さいブリッジ領域８７は前述の実施例の場合と同じに機能する。　軸線 方向整列は、案内アーム１０１と同じ直径平面内で穴１００に接触する追加の案 内領域１０４によって援助される。

密接領域８５と穴１００の間の整合性を維持するために凸状弓形シュー８２の半 径はスリーブ穴１００の半径より僅かに小さくしなければならないことは認めら れる。前述と同様に、すべての領域８５．８６．８７はこの同じ半径内にある。

計測装置８１のこの第二実施例の空気圧的機能は前述のものと同じであるが、第 １１図につき前述したものと類似の更に他の実施例も使用できる。この場合流体 媒体はガスよりはむしろ液体とする。

計測装置８１とスリーブ１１の間の相対的回転運動はこれらの部品の何れか（又 は実際に両方とも）を回転させるこれによって、行うことができる。しかし特に 、スリーブ１１は外部のコレットに支持して回転させる。計測装置は、一旦スリ ーブ穴１００内に挿入されると、不動に保持される。勿論、この場合、計測装置 ８１は径方向（回転方向ではない）に小さい順応性をもって取付けて、スリーブ 穴１００に適合させなければならない。このスリーブ穴は必ずしもその外径と完 全に同心でなくてもよい。

本発明には多くの変更が可能であり、それにより上述した利点の殆どを得ること ができることは動力式かじ取り装置の当業者には明らかであろう。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ワークピースの内部円筒形穴面又は外部円筒面に配置された軸線方向に延び る溝の縁の角度位置を測定・記録する装置において、シューと、前記シューの或 る領域にわたって前記面と密接させるために前記シューを押圧する手段を備え、 前記領域はオリフィスと共働し、前記オリフィスは前記密接領域から充満チャン バまで延び、更に、前記充満チャンバへ流体を供給する手段と、前記ワークピー スと前記シュー間に相対的回転を起こさせる手段と、前記相対的回転中に前記縁 が前記オリフィスを横切るときに前記オリフィスから出る前記流体の流れの絞り 度を測定する手段と、前記相対的回転を測定するための角度位置測定装置を備え 、前記ワークピースの前記相対的角度位置が前記溝の連続する縁が前記オリフィ スを横断するときに前記オリフィスの予定の絞り度に対応する各相対的回転位置 で記録されることを特徴とする溝の縁の角度位置を測定・記録する装置。
2. ２．前記シューは前記外部円筒面上の溝の角度位置を測定・記録するために前記 外部円筒面の半径より僅かに大きい半径の凹状弓形面をもつことを特徴とする請 求項１に記載の装置。
3. ３．前記シューは前記円筒形穴面の内側の溝の角度位置を測定記録するために前 記内部円筒形穴面の半径より僅かに小さい半径の凸状弓形面をもつことを特徴と する請求項１に記載の装置。
4. ４．前記シューの前記密接領域に設けた前記オリフィスは前記円筒面の軸線にほ ぼ平行な方向に延びるスリットをもつことを特徴とする請求項１から３の何れか １項に記載の装置。
5. ５．流体を供給する手段はガスを供給する手段とし、前記ガスは供給源から供給 され、前記供給源は実質上一定の圧力をもち、前記絞り度を測定する前記手段は 前記供給源と前記充満チャンバ間に介在する校正されたオリフィスと、前記充満 チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段を備えたことを特徴とする請求項１か ら４の何れか１項に記載の装置。
6. ６．前記最初に挙げたオリフィスが前記軸線方向に延びる溝の前記縁によって部 分的に閉鎖されて、前記予定の絞り度を生じたとき、前記校正されたオリフィス が前記密接領域に設けた前記最初に挙げたオリフィスの有効面積にほぼ一致する 横断面積をもつことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. ７．流体を供給する手段は液体を供給する手段とし、前記液体は前記軸線方向に 延びる溝の前記縁が前記オリフィスを横断する期間中実質上一定の流量で供給源 から供給され、前記供給源は予定の最大圧力をもち、前記オリフィスから出る流 れの前記絞り度を測定する手段は前記供給源と前記オリフィス間に配置した圧力 測定手段を含むことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の装置。
8. ８．動力かじ取り入力シヤフトの予備機械加工した軸線方向に延びる溝の縁に計 量縁輪郭を研削する機械であって、前記入力シヤフトの軸線に平行にドレッシン グされる表面をもつ円筒形研削車と、前記予備機械加工した軸線方向に延びる溝 の前記縁の平均位置に対して精密に前記計量線輪郭を連続的に研削するよう前記 入力シヤフトの研削車間の距離を周期的に増減させる駆動手段とをもつ機械にお いて、計量縁輪郭が前記予備機械加工した軸線方向に延びる縁の平均位置に対し て対称的に研削されることを保証するために、前記記録された角度位置を分析し そして正確な角度を計算するためのコンピュータ手段を含み、更に、前記予備機 械加工した軸線方向に延びる縁に従って前記駆動手段を角度的に調節する手段と 、前記計算された修正角度に従って前記駆動手段を角度的に調節する手段を含む ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
9. ９．前記オリフィスが前記軸線方向に延びる溝の前記縁を横切るたびに、前記入 力シヤフトの回転速度を予定の遅い速度に減少させる手段をもつことを特徴とす る請求項８に記載の装置。
10. １０．前記測定に使用される前記流体は前記研削に使用される冷却剤と同じか又 は前記冷却剤と混和できることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
11. １１．前記シューは径方向位置測定手段をもっていて前記入力シヤフトの外径を 測定することができ、従って、各前記計量縁輪郭と前記入力シヤフト間の真の径 方向距離を計算することができると共に、連続的に処理される前記入力シヤフト に小さい直径変動があるにも拘らず、研削されたすべての前記計量縁輪郭間の精 密な角度関係を計算することができることを特徴とする請求項８から１０の何れ か１項に記載の装置。