JP2552374B2 - チャンファー研削方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は外周面が円形となり、円周方向に所定の間隔
毎に溝が形成された部品における溝と外周面とのエッジ
部にチャンファー面を研削加工するチャンファー研削方
法に関し、特に、パワーステアリングのバルブシャフト
におけるエッジ部にチャンファーを研削する方法に関す
る。

（従来の技術） 第６図（Ａ）（Ｂ）はパワーステアリングの一例を示
す図であり、フロントハウジング10a内にはピニオン11
が回転自在に装着されており、このピニオン11は、図示
しない車輪に連結されるラック12と噛合っている。前記
フロントハウジング10aと一体となり、ハウジング10を
構成するリアハウジング10b内には、中空のバルブボデ
ィ13が収容されており、このバルブボディ13はピン14に
よってピニオン11に結合されている。

前記ピニオン11の後端部には、トーションバー15の先
端部が圧入されて一体となっており、このトーションバ
ー15と前記バルブボディ13との間には、バルブシャフト
16が組込まれている。このバルブシャフト16はその後端
部で前記トーションバー15の後端部にピン17により固定
されている。前記トーションバー15は、第６図（Ａ）に
示されるように、ステアリングホイール18に連結されて
おり、このホイール18の操舵回転によって、トーション
バー15及びピニオン11を介して、ラック12が軸方向に摺
動することから、車輪の舵取りがなされることになる。

ステアリングホイール18に加える操舵力を補助するた
めに、エンジンにより駆動される油圧ポンプ20の圧油吐
出部21が、リアハウジング10bに形成された流入ポート2
2に接続されている。この流入ポート22は、第６図
（Ａ）に示されるように、バルブボディ13に形成された
環状溝23と連通しており、この環状溝23は、バルブボテ
ィ13に形成された３つの流入側連通孔24と、バルブシャ
フト16に形成された３つの流出側連通孔25とを介して、
バルブシャフト16内の油室26に連通している。リアハウ
ジング10bには、流出ポート27が形成され、前記油室26
内の圧油はバルブシャフト16に形成された他の連通孔28
と前記流出ポート27を介して、タンク29に戻るようにな
っている。

前記流出側連通孔25は、第６図（Ｂ）に示されるよう
に、二次弁ポート溝32と連なっており、これらの二次弁
ポート溝32は、相互に軸心を中心に120°位相がすれて
おり、これらの二次弁ポート溝32に対して60°の位相を
ずらして一次弁ポート溝31がバルブシャフト16に形成さ
れている。これらの弁ポート溝31、32の円周方向の間に
は、６つのスプール部33が形成されている。バルブボデ
ィ13には、右切り用のランド部34aと左切り用のランド
部34bとが、円周方向に交互に形成されている。これら
の右切り用ランド部34aは、油路35によりパワーシリン
ダ37の右用ポート37aに接続され、左切り用ランド部34b
は、油路36によりパワーシリンダ37の左用ポート37bに
接続されている。そして、このパワーシリンダ37内に
は、前記ラック12と一体となったピストン38が設けられ
ている。第６図（Ｂ）において符号39は、前記ラック12
に連結されたタイヤを示す。

第６図（Ｂ）は車両を直進走行状態に設定した場合に
おけるバルブシャフト16とバルブボディ13との回転方向
の相対位置を示しており、このときには、それぞれのス
プール部33の円周方向端部とランド部34a、34bとにより
形成された絞り部40を通って、ポンプ20からの圧油がタ
ンク29に戻ることになり、圧油は内部で渋滞することが
ないので、パワーシリンダ37は作動しない。

次いで、例えば、ステアリングホイール（ハンドル）
18を左に操舵回転したと仮定すると、その回転によりト
ートョンバー15が左に回転してピニオン11を介してラッ
ク12を軸方向に移動するだけでなく、トーションバー15
がねじれることから、バルブシャフト16がバルブボディ
13に対して左方向に相対的に回転する。これにより、圧
油がバルブ内で渋滞して、流路36を介して左用ポート37
bに流入することになり、操舵力がパワーシリンダ37に
よって補助される。

（発明が解決しようとする課題） 第６図（Ｃ）は第６図（Ｂ）に示されたバルブシャフ
ト16の一部を示す図であり、この図では、前述したそれ
ぞれの弁ポート溝31、32のうちの１つが符号41で示され
ている。この図に示すように、溝41の端面Ｆとバルブシ
ャフト16の外周面とのなすエッジ部Ｅには、チャンファ
ーＧを形成している。このチャンファーＧは研削によっ
て所定の段差寸法Ｓに研削加工されており、その精度は
±0.003mmという高い精度が要求されている。この理由
は、このチャンファーＧによって第６図（Ｂ）に示され
た絞り部40が形成されることになり、その絞り部40が所
定の精度となっていないと、ステアリングホイール18を
左右方向に操舵回転、つまりハンドルを左右に切ったと
きに、左右方向で操舵トルクが相違してしまうことにな
るからである。

このチャンファーＧの研削は、バルブシャフト16に対
して所定数、例えば第６図（Ｂ）に示されるように６つ
の弁ポート溝を切削加工した後に、各々の溝の両端面Ｆ
における前記エッジ部Ｅについて、図示する場合には12
個所について研削加工を行なっている。

この研削加工のために、これまで種々の加工方法が試
みられているが、高い精度で能率良く加工し得ることが
困難であった。例えば、１つの弁ポート溝の両端面Ｆに
おける隣接し合う２つのエッジ部を研削砥石によりチャ
ンファー加工した後に、所定の寸法Ｓとなっているかを
計測し、更にバルブシャフト16を割出し回転して、他の
弁ポート溝を位置決めするようにした試みがなされた。
しかし、この方式では弁ポート溝の中心位置の位置決め
精度が良好とならず、更に加工能率が良好でないのみな
らず、隣り合うチャンファー部で段差が発生することが
あった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
であり、高い精度で能率良くチャンファーの研削加工を
行ない得るようにすることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、円形となった外
周面を有し、円周方向に所定の間隔毎に複数の溝が形成
されたワークのうち、前記溝と前記外周面とのなすエッ
ジ部にチャンファーを研削加工するチャンファー研削方
法であって、研削加工を施すワーク個々に対し、複数の
前記溝のうち何れか１つの溝の中心位置を検出器で測定
してその中心位置データを記憶し、前記中心位置を基準
として前記エッジ部の全ての割出し位置のデータを記憶
し、何れか１つの前記エッジ部を研削砥石により研削し
た後に、研削加工後のチャンファーの段差を前記検出器
で検出して、所定の段差となる砥石の移動距離を記憶
し、それぞれ既にに記憶された割出し位置と砥石の移動
距離とにより、他の全てのエッジ部を順次研削加工する
ようにしたことを特徴とするチャンファー研削方法であ
る。

（作用） 研削加工を施すワーク個々に対し、複数の溝のうち、
何れか１つの溝の中心位置が検出器によってまず求めら
れる。この中心位置を基準として、この溝を含めて、全
ての溝の両端面とワークの外周面とのなすエッジ部、つ
まり研削加工すべき部位の位置が、ワークを回転するこ
とによって検出器により求められる。そして、何れか１
つの溝の加工すべき部位に対して研削砥石によりチャン
ファー面を加工する。このときに、研削終了後のチャン
ファー面の段差を検出器により求め、その段差の値が所
定の値となっているか否かを算出し、所定の値となって
いれば、その値を記憶する。更に、それぞれ記憶された
加工すべき位置のデータと段差とのデータに基いて、他
の全てのチャンファー面を加工する。

（実施例） 次に、本発明を図示する一実施例に基いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の研削方向を具体化した研削装置の概
略構造を示す図であり、ワークであるバルブシャフト16
は、主軸頭50に設けられたチャック51により一端部で把
持されて、主軸頭50に設けられたサーボモータ52により
Ｙ軸方向に回転するようになっている。バルブシャフト
16の他端部はセンター53により回転自在に支持されるよ
うになっている。バルブシャフト16の上方に位置して研
削砥石54を有する研削機55が、上下方向つまりＺ軸方向
に移動自在に設けられており、このＺ軸方向の移動は、
サーボモータ56により行なわれるようになっている。

ワーク16に隣接させてこれに接触する接触子を有する
検出器57が設けられている。この検出器57はマイクロコ
ンピュータ等からなる演算処理部CPU58からの信号によ
り、検出回路59を介して作動するようになっている。ま
た、前記それれぞれのサーボモータ52、56は、モータド
ライバー60、61を介して、前記CPU58からの制御信号に
より作動が制御されるようになっている。

このような研削装置を用いて、本発明の研削方向によ
りバルブシャフトつまりワーク16を加工する手順につい
て第２図に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
尚、ワーク16の形状は、前述したものと同様であり、第
３図に、その形状が示されている。この図には、加工す
べきチャンファーについて、１つの弁ポート溝41につ
き、その右側に位置する部分を符号Ｒを付して示し、左
側の部分を符号Ｌを付して示している。

まず、第１図に示された研削装置に対して、第３図に
示されるように６つの弁ポート溝41が予め切削加工され
たバルブシャフト16を、チャック51に把持させてセンタ
ー53で支持する。このときには、６つの弁ポート溝41の
何れか１つの溝の中心が検出器57の位置となるように、
あまり高い精度とすることなく、バルブシャフト16が装
着されることになる。このようにして、ワーク16が装着
されたことが、ステップ70で判断されると、検出器57に
ほぼ対応した位置の溝について、その溝41の位置が検出
器57によりステップ71で測定される。

この溝位置検出の手順を示すと第４図の通りであり、
検出器57の先端を溝41の中に進入させ、両端面Ｆに検出
器57の先端が接触するまで、Ｘ軸方向に水平移動させ
る。これにより、検出器の移動量から、その溝の中心位
置がCPU58で演算される。これにより、６つの溝のうち
の１つの溝の中心位置が求められることになり、溝相互
の円周方向の中心位置は、所定の精度で形成されている
ことから、１つの溝の中心位置が求められたならば、他
の溝についてはその中心位置を測定することは行なわな
い。

この状態から、検出器57を所定の検出位置に移動させ
た後に、ステップ72でサーボモータ52によりワーク16を
Ｙ軸方向に回転し、ステップ73で溝中心からR1の位置ま
での距離を検出器57で測定して、その値をCPU58内の記
憶媒体に格納する。同様にして、Ｙ軸回転と各加工部の
測定とを、L6まで合計12個所について行なう。12個所目
の距離の測定とその値の記憶は、ステップ76で終了す
る。

このようにして、各加工部位の位置データが記憶され
た後に、各部位の研削加工がなされることになる。ま
ず、ステップ77では、記憶されたデータに基いてＹ軸を
割出し回転し、第１番目の加工部位R1を研削砥石54で加
工する。この加工が終了したならば、検出器57を用いて
加工されたチャンファーの加工量つまり段差Ｓを測定
し、その段差が設定量よりも少なければ、ステップ79で
再加工が実行される。また、設定量よりも多く加工され
てしまった場合には、修復不可能なので、装置をストッ
プしてそのワークを廃棄する。ステップ79で再加工した
後に、再度検出器57を用いてステップ80で段差Ｓの量を
測定し、上述と同様な処理を行なう。段差Ｓの量が設定
値よりも少ない場合には、この再加工を所定の回数繰返
すことになる。

そして、ステップ78または80で段差が設定値となった
ことが判断されたならば、この段差を得るために要する
サーボモータ56による砥石54のＺ軸方向の位置決め移動
距離が記憶媒体内に格納される。したがって、以降の加
工に際しては、記憶された移動距離のデータで段差の量
が設定される。このように、R1部が加工された後に、砥
石54をL1の部分に位置決めすべく、ステップ82で既に記
憶されたＹ軸方向の割出し角度だけワーク16をＹ軸方向
に回転し、更に、既に記憶された段差の量となるように
砥石54をＺ軸方向に移動させて、L1の研削加工を行な
う。ステップ82の加工が終了した後は、Ｙ軸割出しを行
なって、R2の部分の加工を行なう。このときにも、L1の
加工と同様に段差を測定することなく、記憶された距離
だけ砥石54をＺ軸方向に移動することによって、所望の
段差が得られることになる。これを残りの加工部位につ
いて、同様の手順で行ない、ステップ84で12個所全ての
加工が完了したことが判断されたならば、処理が終了す
ることになる。

本発明にあっては、外周面が円形となり、円周方向に
複数の溝が形成されたバルブシャフトのようなワークに
対して、溝と外周面とのなすエッジ部分をチャンファー
加工するために、検出器を用いて何れか１つの溝の中心
部を求め、ワークを順次回転することによって、加工す
べき部位を検出器により測定し、その距離のデータを記
憶媒体に格納する。また、１つの加工部位を加工して、
そのチャンファーの段差が所定の値となっているか否か
を検出器で検出し、適正な段差の量つまり研削砥石の移
動ストロークが記憶されることになる。そして、以降の
チャンファー部は、それぞれ記憶されたＹ軸割出しの距
離と、砥石の移動ストロークを呼び出して、加工するこ
とになる。

第５図は、第１図に示された研削装置の詳細を示す図
であり、支柱63には前記研削機55が上下方向つまりＺ軸
方向に摺動自在となっており、更にこの研削機55は紙面
に垂直な方向にも摺動するようになっている。第５図に
はセンター53が示されているが、このセンター53を有す
る台座部64を支持するボルスター部65は、第１図に示さ
れた主軸頭50と共に、水平方向つまりＸ軸方向に移動自
在となっている。これにより、砥石54とワークとのＸ軸
方向の相対位置が設定されることになる。

検出器57は支柱63にＸ軸方向に移動自在となった摺動
梁66の先端に設けられており、この検出器57は上下方向
にも摺動するようになっている。

尚、加工すべきワークとしては、上述したような６つ
の弁ポート溝を有するバルブシャフト以外に、溝の数や
ワークの用途は種々のものとすることが可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、研削加工を施すワーク
個々に対し、複数の溝のうちの何れか１つの中心位置が
検出器によって求められ、その位置を基準としてワーク
の回転方向の位置を設定するようにしたので、ワークの
位置決め精度が向上することになった。また、他の溝の
中心位置も既に求められた中心位置を基にして推測する
ことになり、全ての溝の加工を迅速に行なうことができ
た。更に、研削加工する前に、全ての加工すべき部位の
位置を検出し、それを記憶するようにし、その記憶デー
タによって、ワークを割出し回転するようにした結果、
割出し位置の検出と研削加工とを交互に行なう必要がな
くなることからも、加工能率が大幅に向上することにな
った。そして、チャンファー面の段差寸法は、砥石の摩
耗を考慮して、最初の部位を加工したときに、段差寸法
を検出器によって測定するようにしたので、砥石の移動
ストロークが補正されて、高精度の段差寸法でチャンフ
ァー面を加工することが可能となった。

このように、個々のワークに応じて、既にワークに複
数形成されている溝と外周面とのなすエッジ部に、高精
度かつ高能率にチャンファー研削加工を施すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチャンファー研削加工方法を具体化し
た研削装置の一例を示す概略構成図、第２図は本発明の
研削加工工程を示すフローチャート、第３図はワークの
詳細を示す断面図、第４図は第３図に示されたワークの
一部を示す拡大断面図、第５図は第１図に示された研削
装置の一部を示す正面図、第６図（Ａ）はワークとして
のバルブシャフトが組込まれることになるパワーステフ
リングの詳細を示す断面図、第６図（Ｂ）は同図（Ａ）
におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図、第６図（Ｃ）はワーク
に形成されたチャンファー面を示す拡大断面図である。 16…バルブシャフト、41…弁ポート溝、R1〜R6…エッジ
部、L1〜L6…エッジ部、54…研削砥石、57…検出器、58
…CPU。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円形となった外周面を有し、円周方向に所
   定の間隔毎に複数の溝が形成されたワークのうち、前記
   溝と前記外周面とのなすエッジ部にチャンファーを研削
   加工するチャンファー研削方法であって、研削加工を施
   すワーク個々に対し、複数の前記溝のうち何れか１つの
   溝の中心位置を検出器で測定してその中心位置データを
   記憶し、前記中心位置を基準として前記エッジ部の全て
   の割出し位置を検出器で測定してそのデータを記憶し、
   何れか１つの前記エッジ部を研削砥石により研削した後
   に、研削加工後のチャンファーの段差を前記検出器で検
   出して、所定の段差となる砥石の移動距離を記憶し、そ
   れぞれ既に記憶された割出し位置と砥石の移動距離とに
   より、他の全てのエッジ部を順次研削加工するようにし
   たことを特徴とするチャンファー研削方法。