JPS63306873A - ロ−タリ形サ−ボ弁の加工方法 - 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１ 本発明は、ロータリ形サーボ弁の面取り加工方法に関づ
るものであるつ 詳しくは、複雑な形状の面取り部を有する弁部材、例え
ば動力舵取り装置用ロータリ形サーボ弁の面取り加工方
法に使用できる。

［従来の技術］ 従来のロータリ形サーボ弁の加工方法を、断面で示す第
７図、第８図、第９図、第１０図を用いて説明する。

従来係るロータリ形サーボ弁の加工方法として、円筒素
材より、凹溝ホブ加工、焼入れ加工、面取り加】〕の３
つの加工工程を経て製品化する加工方法が用いられてい
る。例えば、第７図に示すように円筒木材として円筒状
金属材料１Ｃが準備される。この円筒状金属材料１Ｃは
凹溝ホブ加工によって第８図に示すように円周面に粗間
溝１１ｃおよび粗ランド部１０Ｃが形成される。このよ
うにして形成された粗ロータリー形す°−ボ弁１ｄは、
粗ランド部１０ｃの外周部に第９図で示される焼入れ処
νＰを施される。この焼入れ処理済ロータリー形相寸−
ボ弁１ｅの外周部が第１０図に示すように研削による面
取加工を施され、ランド部１０ｄの頂部１００ｄの両側
１０１ｄを研削した最終形状のロータリー型ザーボ弁１
ｆを得ている。

［発明が解決しようとする問題点］ 一般にロータリ形サーボ弁は、その使用に際して肋り舵
取り装置のインナーバルブとして使用される。このイン
ナーパルプと、その外周部側に一定の間隔を保って配置
されたアウターパルプとの相対回転より、アウターパル
プのランド部とインナーバルブのランド部との位四関係
によって決定されたｉ間を流れる圧力流体の量をコント
ロールすることによって、その性能を発揮し得るもので
ある。なお、この場合、前記コントロールされる圧力流
体の同はインジ−パルプのランド部の面取り形状によっ
て大きく影響されるものである。このため、前２インナ
ーバルブとしく利用されるロータリ形サーボ弁のランド
部の面取り加工時における精度のバラツキを解消づるこ
とが要求されている。

ところが先に述べた従来のロータリ形サーボ弁の加工方
法によると、３工程中のホブ加工により粗間１１：１１
ｃおよび粗うンド部１０ｃ形成しｌｃ後、更に別工程で
粗ランド部の両側に研削による面取用−［を施して［］
−タツリ形−ボ弁の最終形状を（ｑている。このため、
第１０図に示す研削による面取加工終了後のランド部１
０ｄのランド幅の中心ト）１と、ランド部１０ｄの頂面
１００ｄの両側１０１ｄの面取り加工間における集面取
り部りの中心１）２との位置ずれが発生し易く、この部
分で前記圧力流体のコントロール時に影響がでる。

このように従来の加工方法では性能部品（・ある１、１
−クリ形サーボ弁の機能箇所での性能−Ｆのバラツキを
解消し侍ない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたちのぐ、〔
］−クリ形サーボ弁のランド部における頂部の両側を、
研削によって面取り加工を行なう場合、加工後の面取部
の形状にバラツキを発生しない加工方法を提供するもの
である。

［問題点を解決するための手段１ 本発明は、円筒状金属材料の外周部を熱処理する第１工
程と、 該第１工程で熱処理された該金属材料を中心軸線を回転
軸として回転可能に保持しかつ相豆に接近＃１間させな
がら該金属材料の外周面に、サーボ弁のランド部の頂面
、該頂部の両側に伸びるポート傾斜面Ｊ３よび隣り合う
該ポート傾斜面間に形成される溝部の１ＱＩＩｑ１面Ｊ
３よび底面を連続的に研削する第２工程とからなること
を特徴とするものである。

［発明の作用及び９ｈ果］ 本発明のロータリ形サーボ弁の加工方法によれば、第１
１程では、円筒状金属材料の外周部を熱処理する。これ
によって、熱処理済円筒状金属材料が得られ、続く第２
工程での研削加工がし易い状態となる。第２工程では、
前記熱処理済円筒状金属材料が、研削装置にぞの中心軸
を回転軸として回転可能に保持される。研削装置は研削
プログラムに従って前記熱処理済円筒状金属材料の外周
面を研削し、かつ熱処理済円筒状金属材料の外周面より
、その半径方向およびその円周方向の研削゛加工を行な
う。これによってサーボ弁のランド部および溝部を形成
するととしにランド部の頂面および１１面の両側に伸び
るポート傾斜面および隣り合うポート傾斜面間に溝部を
形成し、かつ溝部の側壁面および底面を研削することが
できる。

これによって本発明の場合には、素材となる円筒状金属
材料の外周部を熱処理する第１工程と、第１工程で熱処
理された円筒状金属材料を研削装置により研削する第２
工程とのふたつの工程によって、ロータリ形サーボ弁を
形成することができる。かつ円筒状金属材料からロータ
リ形ザーボ弁形状を成形する加工工程は舶記第２工程の
みのひとつの工程によって行なわれるので、ランド部に
対するポート傾斜面の左右アンバランス出等その加工性
能にバラツキがなく、精密なロータリ形ナーボ弁を形成
することができる。

更に又、上記第１工程と第２工程の２つの工Ｐからなる
加工方法であるので、その工程数を従来のしのＪニリ省
１１することができる。これによって第１工程で外周部
を熱処理された円筒状金属材料をワークとして研削加工
する場合、１サイクル加工時間を短縮させることができ
る。

［実施例］ 本発明のロータリ形サーボ弁の加工方法の実施例を、第
１図〜第６図に基づいて説明する。

本発明実施例のロータリ形サーボ弁の加工方法は、第１
工程、第２１稈の順に実施される。

第１工程では、第１同断面で示すような円筒状素材１が
準備され、第２凹所面で示すように王の円周部ＩＱａを
熱処理する。熱処理は高周波焼入れ加工によって行なわ
れる。これによって外周部１０ａの表面を一定の厚さに
焼入れされて硬くなった熱処理済の円筒状金属材料１ａ
は、後で述べる第２工程での研削加工を行ない易くなる
。

第２工程では前記円筒状金属材料１ａが後で述べる研削
プログラムを内蔵する研削装置２（第６図参照）により
中心軸ＭＪＰを中心として回転可能に保持される。研削
装置２は成形しようとするサーボ弁のランド部１０ｂの
頂面１００ｂ、頂面１００ｂの両側に伸びるポート傾斜
面１０１ｂ、１０１ｂおよび隣り合うポート傾斜面１０
１ｂ、１０１ｂ間に形成される溝部１１ｂの側壁面１１
１ｂおよび底面１１０ｂの研削プログラムを内蔵する。

そして前記研削装δ２に保持された円筒状金属材料１ａ
を回転させつつ、その外周部１０ａに回転する砥石２４
４を当接させる。この砥石２４４１よ研削プログラムに
旦づいて円筒状金属材料１ａの半径り向に移動づること
により研削加工を行なう。この場合、第４図及び第５図
に円筒状金属材料ｌ　ａの円周方向く矢印８４方向）の
位置移動と、切込台２２を円筒状金属材料１ａに対し半
径方向（矢印８１、Ｓ２方向）に移動することによる砥
石２４４の回転中心点の加工移動軌跡Ａ１〜ＡＩＯ及び
ｉ￥＋　２砥石２４４による円筒状金属材料１ａの研削
加工形状の変化状態とを合成し展開して示づ。なお、第
４図、第５図中の加工移動軌跡Ａ１〜ＡＩＯは第１〜第
１０段階へと研削加工を段階的に移行していく状態を示
すものである。砥石２４４は展開図で示す第４図鎖線ハ
ツチで示す位置の円筒状金属材料１ａに当接した状態の
研削加工開始位置Ａより順次、相対移動し、かつ砥石２
４４の回転中心点を加工移動軌跡Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ
４、Ａ５、Ａ６のように移動して研削する。これによっ
て砥石２４４は円筒状金属材料１ａを第４図実線及び第
５図２点鎖線で丞す中間加工製位置Ｂのような形状に加
工される。しかるにこの状態ではポート傾斜面１０１ｂ
と溝部１１ｂとの領域が明瞭に区別できない。従って、
引き続いて第５図で示すようにこの中間加工位置Ｂから
は前とは異なる砥石２４４と円筒状金属材料１ａとの相
対加工移動軌跡によって更に研削加工が行われる。すな
わち砥石２４４の回転中心点を加工移動軌跡△７、Ａ８
、Ａ９、Ａ１０等のように移動させつつ研削加工を行な
い、第５図実線で示す最終加工済形状Ｃを得た。これに
よって第３内断面で示すサーボ弁１ｂのランド部１０ｂ
の頂面１００ｂ、頂面１００ｂの両側に伸びるポート傾
斜面１０１ｂ、１０１ｂおよび隣り合うポート傾斜面１
０１　ｂ、　１０１　ｂｌＷ］ニ形成ｇｔｌルＩＷ　１
　ｌ　ｂの側壁面１１　ｌｂ、　１１１ｂＪ３よび底面
１１０ｂの研削が終了し、最終形状のり一−ボ弁１ｂが
形成できる。このような加工移動軌跡Ａ７〜Ａ１０とす
ることでポート傾斜面１０１ｂ、１０１ｂの両端がエツ
ジ状となって溝部１１ｂとの境界が明瞭となる。

次に第２１゜程を実施するに際して使用する研削装置２
を第６図に基づいて以下に説明する。

研削装置２はベット２０と、駆動部υノ御系統２１を備
えている。

ベラＩ・２０は、その上面に切込台２２と、ワ・−り保
持台２３とを備えている。

切込台２２はベット２０上に固定された案内レール２２
６および２２７上を矢印Ｓ１、Ｓ２方向に１１復移動可
能に保持されている。この切込台２２Ｆには砥石回転駆
動モータ２２１および砥石台２２２を備えている。砥石
台２２２は一喘２２３ａに砥石２４４を装着した回転軸
２２３を回転白石に保持している。この回転軸２２３の
他端２３３ｂと、前記砥石回転駆動用モータ２２１の回
転軸２２１ａとの間に駆動用ベルト２２８が張設されて
いる。これにより砥石回転駆動用モータ２２１の駆動は
駆動用ベルト２２８により回転軸２２３に伝達される。

史に切込台２２はベラ１−２０に装着された切込台送り
出し用モータ２２３の駆動により矢印８１、Ｓ２方向に
移動ぐきる。この切込台送り出し用モータ２２３はエン
コーダ２２４と、切込台２２に連結された送り出し±ッ
ト（図示せず）に螺合する送り出しロッド２２５を備え
ている。前記切込台送り出し用モータ２２３は後で述べ
る第１駆動回路２１ａから伝達された駆動信号により、
駆動時期、駆動方向、駆動速度および駆動量、をｔ１１
１！Ｉｔされると共に、送り出しロッド２２５を駆動す
る。

ワーク保持台２３は主軸駆動用モータ２３１と、心押台
２３３を備えている。前記心押台２３３のセンター２３
４及び主軸駆動用〔−夕２３１のセンター２３５は前記
円筒状金属材料１ａの両端を保持して回転できるように
構成されている。又、主軸駆動用モータ２３１はエンコ
ーダー２３２を備えている。

駆動部制御系統２１は第１駆肋回路２１ａと、第２駆動
回路２１ｂと、演緯処理装置２１０とからなる。

第１駆動回路２１　ａは、演篩処理装置２１０と、ｎｑ
記切込台送り出し用モータ２２３及びエンコーダ−２２
４に接続すると共に、第１出力インターフエース２１１
と、第１パルスカウンタ２１２とを備えている。第１駆
動回路２１ａは前記駆動信号２１３ａに基づいて前記切
込台送り出し用ｔ−タ２２３の駆動量ｆｉ＋、駆動方向
、駆動速度、駆動Ｆｉｔ等を２．１１　＊Ｉｌする。第
１出力インターフエース２１１は前記指令信号２１０ａ
に基づいて、切込台送り出し田七−夕２２３に駆動信号
２１１ａを出力するものである。また、第２インターフ
エース２１３は主軸駆動用モータ２３１に駆動ｉｔ号２
１３８を出力するものである。又、第１パルスカウンタ
２１２は切込台送り出し用モータ２２３の回転量を検出
する第１エンコーダー２２４からの出力を前記第１出力
インターフエース２１１を介して演咋処理装Ｍ２１０に
入力する。これによって演算処Ｍ！装置２１０は前記第
１インターフエース２１１に前記情報をフィードバック
させる。

第２駆動回路２１ｂは演痒処理装ｆｆ１２１０と、主軸
駆動用モータ２３１と、エンコーダー２３２とに接続す
ると共に第２出力インターフエース２１３と、第２パル
スカウンタ２１４とを備えている。第２駆動回路２１ｂ
Ｌｔ前記駆動信号２１３ａに基づいてｌｙＩ記主軸ｇ肋
用モータ２３１の駆１７１速度、駆動量、駆動方向を制
＠する。

演篩処理装置２１０は予め次のように設定された研削プ
ログラムを保持している。即ち、このプログラムは成形
しようとするサーボ弁１ｂのランド部１０ｂの頂１ｉｉ
１００ｂ、頂面１０１ｂの両側に伸びるポート傾斜面１
０１ｂ、１０１ｂおよび隣り合うポート傾斜面１０１ｂ
、１０１ｂ間に形成される溝部１１の側壁面１１１およ
び底面１１ｏｂの研削を行なうものである。

演口５１！１埋装置２１０は、研削装置２の０肋時に、
前記研削プログラムに基づいて第１駆動回路２１ａの第
１出力インターフエース２１１および第２駆動回路２１
ｂの第２出力インターフエース２１３に指令信＠２１０
ａおよび２１０ｂを出力するものである。

前記のように構成された研削装置２を用いた第２工程の
作用を以下に説明する。

第１工程で外周部１０を熱処理された後の円筒状金属材
料１ａは第６図に示す研削加工様２の心押台２３３のセ
ンター２３４および主軸用駆動モータ２３１のセンター
２３５間に両端が保持される。

一方、砥石台２２２の回転軸２２３上に砥石２４４が回
転可能に保持される。

前記のように円筒状金属材料１ａおよび磁石２４４が装
着された状態で研削ｇ置２が作動する。

）ると演痒５１！ｌ理装置２は前記プログラムに襲づい
てからの指令信号２１０ａおよび２１０ｂを前記第１出
ノＪインターフエース２１１および第２インターフエー
ス２１３に出力する。これによって第１、第２出７Ｊイ
ンターフエース２１１．２１３から第１、第２駆動回路
２１ａ、２１ｔ）は第１駆動信号２１１ａおよび第２駆
動信号２１３ａをぞれぞれ出力する。この各駆動出力２
１１ａおよび２１３ａは切込台送出し用モータ２２３お
よび主軸駆動用モータ２３１を相互に関連をとりながら
駆動制御する。すると主軸駆動用モータ２３１は前記潰
砕処理装置２１０からのプログラムに基づいて、駆動用
、駆動速度、駆動方向を制御されつつ、円筒状金属材料
１ａを一定の方向に回動する。又、この状態で切込台２
２が移動し、砥石２４４を円筒状金属材料１ａの半径方
向（矢印Ｓ１、Ｓ２方向）及び円周方向く矢印Ｓ３方向
）に相対移動させる。かつこの砥石２４４は前記円筒状
金ｍ材料１ａの外周部１０ａを研削加工する。なお、こ
の場合、前記のように回動する砥石２４４は第４図で示
す研削加工開始位置Ａよりの研削加工に伴ない順次、円
筒状金属材料１ａに対し円筒状金属材料１ａの回転と関
連をとりながら相対移動する。

かつ砥石２４４はその回転中心点を加工移動軌跡Ａ１、
Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６のような移動を行ないつ
つ前記円筒状金属材料１ａの外周面１０ａを研削加工し
て中間加工済位置Ｂに到達する。従って円筒状金属材料
１ａの外周部１０ａはその円周部１０ｂを連続して加工
されるとともに、研削される市の多い箇所および少ない
箇所に応じて凹凸部を形成し次第にその起伏面の差を押
し広めでいく。このように一定の起伏面の高低差が生じ
中間加工済位ｆｆＢに）！シた場合、切込台送出し用七
−夕２２３に対して演算処理装置２１０から指令が出さ
れ砥石２４４を第５図に示すような研削加工に伴なう移
動軌跡Ａ７、八８、Ａ９、Ａ１０に沿って移動させる。

すると砥石２４４は回転しつつ、加工移動軌跡△７、Ａ
８、Ａ９、ＡＩＯに沿って研削加工を行なう。

なお、上記砥石による研削加工時に、円筒状金ｆｉｌｉ
４４料１ａに当接する砥石２４４の加工移動方向の転換
は、第４図及び第５図に示す各加工移動軌跡Ａ１〜Ａ６
及びＡ７〜Ａ１ｏと、直線Ｙ１〜Ｙ６及びＹ７〜Ｙ１４
との交叉点で行なわれる。

このようにしてワークである円筒状金属材料１ａはその
外周部１０ａに第３図及び第５図に示すようなランド部
１０ｂおよび溝部１１ｂを形成できる。かつランド部１
０ｂの頂面１ｏｏｂおよび頂１１ｎ１００ｂの両側に伸
びるポート傾斜面１０１ｂ、１０１ｂおよび隣り合う各
ポート傾斜面１０１ｂ、１０１ｂ間に形成される溝部１
１の側壁面１１１および側面１１０を形成した最終形状
のサーボ弁１ｂを形成づることができる。

従って発明実施例のロータリ形サーボ弁の加工方法によ
れば、第１図、第２図、第３図に示すように予め準備さ
れた円筒状金属材料１を素材としてその外周部を熱処理
する第１工程と、第１工程で熱５１！Ｌ１＋！Ｉされた
熱処理済の円筒状金属材料１ａの外周部１０ａを研削加
工する第２工程とにより最終的なロータリ形サーボ弁形
状を得ることができる。

これによって、従来の加工方法と比較して］枚数を節減
することができる。更に又１つの研削装置によりランド
部１０ａおよび溝部１１を同時に研削加工するものであ
るのでその加工精１Ｍを向上させることができる。

なお本実施例においては、研削装置２に回転自在に保持
された円筒状金属材料１ａに対してその外周部１０ａ８
研削加工する砥石２４４を演算処理装置２１０からの指
令に基づいて（予め設定された研削プログラムにそって
）回転する砥石２４４の中心点を加工移動軌跡Ａ１−Ａ
１０１．：沿って変化せしめる場合にて説明したが、こ
れに限定されるものて１はなく、研石２４４を做い運動
させることによって、目的とするロータリ形サーボ弁形
状に加工することも可能である。この場合には従来の做
い加工機を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明ロータリ形サーボ弁の加工方法
の実施例を示すもので、第１図は円筒状金ｒ４Ｂ材料１
の断面形状を示す断面図である。第２図（は第１図で示
す円筒状金属材料１を熱処理した後の円筒状金属材料１
ａの断面を示す断面図である。第３図は第２図における
焼入れ処理後の円筒状ｊ＞ｆｆ１Ｕ料１ａの外周部１０
ａを研削加工した後のロータリー形サーボ弁１ｂの断面
を示すものである。第４図は砥石２４４による円筒状金
属材料１ａの外周部１０ａの加工途中の砥石２４４の移
動軌跡と、円筒状金属材料１ａの加工状態とを合成して
示す展開断面図である。第５図は第４図と同じ（砥石２
４４による円筒状金属材料１ａの最終形状に至るまでの
砥石２４４の移動軌跡と、円筒状金属材料１ａの加工状
態とを合成して示す展開断面図である。第６図は研削加
工に用いる研削装置２および砥石２４４とが研削装置２
に取り付ｔ）られた状態を示す説明図である。第７図〜
第１０図ｔよ従来の円筒状金属材料１Ｇの素材状態から
最終形状までの工程を示す断面図である。第７図は円筒
状金属材料１Ｃの形状を示す断面図である。 第８図は凹溝ボブ加工後の和〇−タリー形サーボ弁１ｄ
の断面形状を示す断面図である。第９図は焼入れ後の状
態を示す粗ロータリー形１ノーボ弁１ｅの断面図である
。第１０図は面取り加工後の最終形状を示すロータリー
形サーボ弁１丁の断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）円筒状金属材料の外周部を熱処理する第１工程と
   、 該第１工程で熱処理された該金属材料を中心軸線を回転
   軸として回転可能に保持しかつ相互に接近離間させなが
   ら該金属材料の外周面に、サーボ弁のランド部の頂面、
   該頂面の両側に伸びるポート傾斜面および隣り合う該ポ
   ート傾斜面間に形成される溝部の側壁面および底面を連
   続的に研削する第２工程とからなることを特徴とするロ
   ータリ形サーボ弁の加工方法。