(57)【要約】【課題】加工制御を容易に行うことができるうえ、溝幅並びに溝長さに対する汎用性を向上させることができ、しかも加工工程の短縮化を実現することができる凹溝形成方法を提供する。【解決手段】金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝２１ａを同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を外径コレットで当接支持し、前記凹溝と複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレット２３を芯金２４で押し広げることによって前記凹溝２１ａを形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を外径コレットで当接支持し、前記凹溝と複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で押し広げることによって前記凹溝を形成することを特徴とする凹溝形成方法。
【請求項２】
金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を外径コレットで当接支持し、前記凹溝と１対１で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で押し広げることによって前記凹溝を形成することを特徴とする凹溝形成方法。
【請求項３】
金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、
前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットに前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、
前記凹溝と１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを前記金属製円筒体に挿入する挿入ステップと、
前記外径コレットと前記内径コレットとの相対位置を前記凹溝形成位置と一致するように位置決めする位置決めステップと、
前記内径コレットを押し広げる芯金を前記内径コレット内に挿入する芯金挿入ステップと、
前記芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、
前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、
を有することを特徴とする凹溝形成方法。
【請求項４】
金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、
前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットと前記凹溝に１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットとの間に前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、
前記内径コレットを押し広げる芯金を前記内径コレット内に挿入する芯金挿入ステップと、
前記芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、
前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、
を有することを特徴とする凹溝形成方法。
【請求項５】
金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、
前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットと前記凹溝に１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットとの間に前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、
前記内径コレット内に予め挿入された芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、
前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、
を有することを特徴とする凹溝形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製円筒体に凹溝を形成する形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、車両の操舵輪に連動連結されたラック軸に固着されたパワーピストンがパワーシリンダに摺動自在に嵌合され、このパワーピストンに作用する油圧によって操舵輪によるラック軸の移動を補助する操舵補助力を発生させる油圧式パワーステアリング装置に用いられる金属製円筒体に凹溝を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は、このような凹溝を有する金属製円筒体の一例を示す。
【０００４】
図６において、１はギヤハウジングで、このギヤハウジング１にはラック軸２が摺動可能に貫通されている。ラック軸２の両端は操向車輪（図示せず）に連結されている。また、ラック軸２の一端外周にはラック歯２ａが形成され、このラック歯２ａはギヤハウジング１に回転可能に軸承されたピニオン軸３に噛合されている。ピニオン軸３はサーボ弁４を介してステアリングハンドル（図示せず）に連結されている。
【０００５】
ラック軸２上にはピストン５が設けられている。このピストン５はパワーシリンダ６に摺動可能に嵌装されている。パワーシリンダ６の一端はギヤハウジング１の一端に嵌着されている。また、パワーシリンダ６は、ピストン５によってシリンダ左室６ａとシリンダ右室６ｂとに区画されている。
【０００６】
各シリンダ室６ａ，６ｂの端部付近には、圧油の導入または排出を行うためのポート７，ポート８が設けられている。このポート７，ポート８は管継手９，管継手１０及び配管１１，配管１２を介してサーボ弁４に接続されている。サーボ弁４は、ステアリングハンドルに一端が連結された入力軸（図示せず）と、ピニオン軸３に連結された出力軸（図示せず）との相対回転により作動され、ポンプ１３から供給される作動油をパワーシリンダ６のシリンダ室６ａ又はシリンダ室６ｂの一方へ分配し、他方から作動油をタンク１４へ還流させる。
【０００７】
一方、ピストン５のストロークエンド付近のパワーシリンダ６の内周面には、連通溝１５が周方向の複数位置（例えば、周方向に９０°の等間隔）に形成されている。連通溝１５の両端には、図６（Ｂ）に示すように、溝深さが徐々に浅くなるテーパ状の案内部１５ａが各々形成されている。
【０００８】
他方、このテーパ状の案内部１５ａを有する連通溝１５は、図６（Ｃ）に示すように、砥石１６を用いてパワーシリンダ６の内周面に形成される。
【０００９】
砥石１６は、図６（Ｂ）に示すように、パワーシリンダ６の穴中心線Ｌ１と平行な軸線Ｌ２回りに回転されるようになっており、砥石１６の外周面には、ストレート部１６ａと、このストレート部１６ａの両端にパワーシリンダ６の内周面から離れる方向に傾斜するテーパ部１６ｂとが形成されている。また、砥石１６の直径ｒは、図６（Ｃ）に示すように、パワーシリンダ６の内周面直径Ｒに対して、Ｒ＞ｒとなっている。
【００１０】
そして、この砥石１６を軸線Ｌ２回りに回転させ、砥石の回転中心を偏心させ（砥石偏心加工）、パワーシリンダ６の内周面に砥石１６の外周面を押圧して研削することにより連通溝１５が形成される。この際、砥石１６のテーパ部１６ｂによって、連通溝１５の両端において溝深さが徐々に浅くなるとともに、砥石１６の回転軸線Ｌ２と直交する方向の幅が徐々に狭くなるテーパ状の案内部１５ａが各々形成される。
【００１１】
ステアリングハンドルが操舵されると、ピニオン軸３が回転し、ラック軸２が例えば図６（Ａ）の右方向に移動されると同時に、サーボ弁４の作動によりポンプ１３からの作動油がポート７からパワーシリンダ６のシリンダ左室６ａに供給され、ピストン５が図６（Ａ）の一点鎖線に示す中立位置から実線に示す位置の方向（右方向）に移動される。
【００１２】
このようにして、ピストン５がストロークエンド付近以外の位置では、シリンダ左室６ａに供給される全ての作動油によって、ハンドル操舵にパワーアシストが付与され、ラック軸２の両端の図略の操向車輪は所望の向きに偏向される。
【００１３】
これに対し、ピストン５がストロークエンド付近に達すると、連通溝１５の端部に形成されたテーパ状の案内部１５ａにより、円スリット形状の連通溝１５とピストン５とで形成される作動油の流出開口面積は徐々に大きくなり、シリンダ室６ａとシリンダ室６ｂとが連通し、シリンダ左室６ａに供給された高圧の作動油が連通溝１５を介してスムーズにシリンダ右室６ｂに供給され、シリンダ右室６ｂのポート８からタンク１４に作動油が還流される。
【００１４】
これによって、高圧側であるシリンダ左室６ａの圧抜きがなされ、ピストン５がストロークエンドに達した状態においてポンプ１３の圧力がリリーフ圧まで上昇しない。
【００１５】
また、シリンダ左室６ａから連通溝１５を経てシリンダ右室６ｂに流入する作動油は、連通溝１５のテーパ状の案内部１５ａによって案内され、流れ方向が均一なスムーズな流れとなるので、シュー音が低減される。
【００１６】
さらに、テーパ状の案内部１５ａにより、圧抜き時に作動油の流出開口面積が徐々に大きくなるため、圧抜き開始時の急激な圧力降下を防止でき、ハンドルフィーリングの向上に寄与することができる。
【００１７】
【特許文献１】特許第３２６１９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、上記の如く構成された凹溝形成方法にあっては、連通溝１５を形成する位置を厳密とする場合、砥石１６の位置決め等の制御が容易ではないという問題が生じていた。
【００１９】
また、連通溝１５の周方向の溝幅は、砥石１６の直径に依存しており、幅狭の連通溝１５と形成することが困難であるといったように、汎用性に乏しいという問題も称していた。
【００２０】
さらに、連通溝１５は、一つの砥石１６によって形成されるため、連通溝１５を一つ形成するために１工程を要し、作業工程が長くなってしまい、複数の連通溝１５を形成するには不向きであった。
という問題があった。
【００２１】
本発明は、上記問題を解決するため、加工制御を容易に行うことができるうえ、溝幅並びに溝長さに対する汎用性を向上させることができ、しかも加工工程の短縮化を実現することができる凹溝形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
その目的を達成するため、請求項１に記載の凹溝形成方法は、金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を外径コレットで当接支持し、前記凹溝と複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で押し広げることによって前記凹溝を形成することを特徴とする。
【００２３】
請求項２に記載の凹溝形成方法は、金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を外径コレットで当接支持し、前記凹溝と１対１で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で押し広げることによって前記凹溝を形成することを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の凹溝形成方法は、金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットに前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、前記凹溝と１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを前記金属製円筒体に挿入する挿入ステップと、前記外径コレットと前記内径コレットとの相対位置を前記凹溝形成位置と一致するように位置決めする位置決めステップと、前記内径コレットを押し広げる芯金を前記内径コレット内に挿入する芯金挿入ステップと、前記芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の凹溝形成方法は、金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットと前記凹溝に１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットとの間に前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、前記内径コレットを押し広げる芯金を前記内径コレット内に挿入する芯金挿入ステップと、前記芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項５に記載の凹溝形成方法は、金属製円筒体の内壁面に所定長さの凹溝を同一周面上に複数形成するに際し、前記金属製円筒体の外壁面のうち少なくとも凹溝形成位置に対応した部位を含む所定範囲面を当接支持する外径コレットと前記凹溝に１対１若しくは複数組で対応し且つ前記金属製円筒体の半径方向に沿って変位可能なパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットとの間に前記金属製円筒体を挿入する挿入ステップと、前記内径コレット内に予め挿入された芯金を稼動して前記内径コレットを押し広げる加工ステップと、前記金属製円筒体を取り出す離型ステップと、を有することを特徴とする。
【００２７】
尚、上述した同一周面上とは、金属円筒体の軸線方向に沿う所定範囲の幅を意味し、その所定範囲の幅内に軸線方向又は周方向に延在する凹溝を複数形成するものとする。
【００２８】
従って、ここで想定しうる凹溝とは、軸線方向に沿う一定長さで周方向に均等に形成されるものは勿論、その凹溝の長さが軸線方向若しくは周方向に沿って異なるもの、軸線方向若しくは周方向に千鳥足状にズレているもの等が含まれる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の凹溝形成方法によれば、凹溝と複数組で対応したパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で押し広げることによって一度に複数の凹溝を形成することができる。
【００３０】
本発明の凹溝形成方法によれば、凹溝と１対１で対応したパンチ部を有する分割シリンダ状の内径コレットを芯金で同時に押し広げることによって一度に凹溝を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の凹溝形成方法を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１において、２１は被加工パイプである金属製円筒体、２２は金属製円筒体２１の加工部付近を包囲する外径コレット、２３は外径コレット２１に支持されて金属製円筒体２１の内部に挿入された内径コレット、２４は内径コレット２３の加工部付近を押し広げる芯金である。
【００３３】
外径コレット２２は、ベース２５に一端が固定された円筒形状を呈しており、その他端には金属製円筒体２１の外周面を当接支持する厚肉部２２ａが一体に形成されている。また、この厚肉部２２ａの内壁面には金属製円筒体２１の凹溝加工時における塑性変形に伴う表面側への膨出を許容する凹部２２ｂが形成されている。尚、厚肉部２２ａの周辺は、支持部材２６、支持部材２７、支持部材２８によって強度的に保護されている。
【００３４】
内径コレット２３は、ベース２５に一端が固定されている。また、内径コレット２３は、図２に示すように、金属製円筒体２１に形成される凹溝２１ａを形成するために、この凹溝２１ａと複数組（例えば、３組）で対応したパンチ部２３ａを有する複数の分割ブロック２３ｂを備えている。
【００３５】
この際、分割ブロック２３ｂに形成されたパンチ部２３ａは、図３に示すように、分割ブロック２３ｂの中心に形成されたパンチ部２３ａを基準とした分割ブロックを半径方向に変位させた場合、左右に離間した他のパンチ部２３ａの変位は厳密には半径方向とは若干のずれが発生する。即ち、中心から左右に離間した他のパンチ部２３ａは、矢印イに示すように、半径方向とはズレた変位となってしまう。そこで、パンチ部２３ａは、このようなズレをパンチ部２３ａの突出高さ（≒凹溝２１ａの溝深さ）考慮して傾斜した断面台形に形成されている。
【００３６】
芯金２４は、金属製円筒体２１の軸線方向に沿って変位可能とされ、内径コレット２３の傾斜面と芯金２４の傾斜面との協働により芯金２４を金属製円筒体２１の軸線方向に沿って変位させることにより、分割ブロック２３ｂが広がる方向に変位して金属製パイプ２１に凹溝２１ａを形成する。
【００３７】
この際、凹溝２１ａには、パンチ部２３ａの押し出し力により、テーパ状に塑性変形したテーパ部分２１ｂが形成される。このテーパ部分２１ｂは、上述した従来技術での案内部１５ａに相当する機能を具備することができる。従って、このようなテーパ部分２１ｂが不要な場合には、外径コレット２２に凹部２２ｂを設ける必要はない。
【００３８】
尚、芯金２４は、図４に示すように、金属製円筒体２１の他端側から挿入してもよい。
【００３９】
ベース２５には、金属製円筒体２１の一端と突き当たることにより金属製円筒体２１の軸線方向に沿う凹溝形成位置を位置決めする突き当て部２５ａが形成されている。
【００４０】
上記の構成において、金属製円筒体２１を外径コレット２２と内径コレット２３との間にセットした後、芯金２４を軸線方向に沿って変位させると、内径コレット２３の分割ブロック２３ｂが強制的に外方へと変位し、これにより凹溝２１ａが形成される。
【００４１】
ところで、上記実施の形態では、凹溝２１ａを複数組で形成する分割ブロック２３ｂとしたが、図５に示すように、凹溝２１ａと１対１で対応した分割ブロック一体のパンチ部２３ａとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の凹溝形成方法に用いられる金型の断面図である。
【図２】本発明の凹溝形成方法に用いられる金型の断面図である。
【図３】本発明の凹溝形成方法に用いられる金型の要部の断面図である。
【図４】本発明の凹溝形成方法に用いられる金型の他例の断面図である。
【図５】本発明の凹溝形成方法に用いられる金型のさらに他例の断面図である。
【図６】従来の凹溝形成方法で形成された凹溝を有する金属製円筒体の一例を示し、（Ａ）はラックアンドピニオン形動力舵取装置の全体構成を示す断面図、（Ｂ）は要部の断面図、（Ｃ）は凹溝形成状態の説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
２１…金属製円筒体
２１ａ…凹溝
２２…外径コレット
２３…内径コレット
２４…芯金
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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