シャフトを機械加工する方法および装置
本発明は、加工物台（６）を有し、研削ディスク（４）および制御ディスク（５）を備えたディスク装置（３）を有し、軸方向ストッパ装置（７）を有する、段付きシャフト（２）を機械加工する装置（１）に関し、軸方向ストッパ装置（７）は、シャフト（２）の端面部分（９）と接触させて一時的に置くことができ、ストッパ装置（７）のストッパ部分（１１）に対接する点状接触面（１０）を有する接点アダプタ（８）を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段付きシャフトを機械加工する、請求項１および請求項３にそれぞれ従った方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
段付きシャフトを機械加工する先行技術は、心出し穴を使用して研削する。しかし、これには、生産性が低く、シャフトの支持およびそれに伴う変形のために、製造ばらつきが比較的大きいという欠点がある。心出し穴を使用することなく、いわゆるセンタレス研磨を用いて段のないシャフトを機械加工することも同様に公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、先行技術と比較して生産性を高めることができ、製造の精度を改善できる、シャフト、特に、段付きシャフトを機械加工する方法および装置を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的は、請求項１および請求項３の特徴により達成される。
【０００５】
本発明によれば、点状接触を使用して、機械加工中にシャフトを軸方向に案内することで、シャフトの軸方向の振れおよびストッパの角度誤差のために、軸方向のシャフト段差の製造ばらつきを大きくする恐れのある、軸方向に振動するシャフト動作が引き起こされるといったことがなくなり、たとえあるとしても、製造精度にきわめて小さい影響を及ぼすのみであるという利点がもたらされる。
【０００６】
この点について、点状接触は、ストッパに対する可能な限り小さい（中心の点状）接触面と解釈することができ、これは、製造精度に及ぼす上記の悪影響を回避することを可能にする。
【０００７】
従属請求項は、本発明の有益な改良に関する。
【０００８】
点状接触を用いてシャフトを可動案内することは、これが、製造精度をさらに高めることを可能にするので特に有益である。
【０００９】
本発明のさらなる細部、利点、および特徴が、図面に基づいた下記の例示的な実施形態の説明から分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】シャフトを機械加工する装置のきわめて単純化した概略図を示している。
【図２】本発明によるストッパ装置と共に加工物台に置かれたシャフトの斜視図を示している。
【図３】本発明による装置のストッパ装置を説明するための、図２によるシャフトの拡大詳細図を示している。
【図４】図３によるストッパ装置の概略図を示している。
【図５】シャフトを取り外した後のストッパ装置の斜視図を示している。
【図６】単体ケージの斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、シャフト２を機械加工する装置１をきわめて単純化した概略図で示している。シャフト２は、それぞれ直径が異なるシャフト段２Ａ、２Ｂ、２Ｃを見ることができる図２から分かるように段付きシャフトである。
【００１２】
図１は、シャフト２を機械加工するために、装置１が、少なくとも１つの研削ディスク４および１つの制御ディスク５を備えたディスク装置３を有することを示している。この場合に、ディスク４、５は、シャフト２の両側に配置され、共に同じ方向に回転する。シャフト２は反対方向に回転し、機械加工中に、研削ルール（ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｒｕｌｅ）とも呼ばれる加工物台６に載っている。
【００１３】
図２は、加工物台６上のシャフト２を示し、図を簡略化するためにディスク装置３は示されていない。図２は、シャフト２が、例えば、図５からも分かるように、加工物台６に留められた軸方向ストッパ装置７によって、その位置で加工台６上に固定されているのを示している。軸方向ストッパ装置７は、特に、図３〜６を参照して、下記により詳細に説明される。
【００１４】
よって、ストッパ装置７は、その例では、シャフト２の端面部分９に一時的に差し込むことができる接点アダプタ８を有し、このために、シャフト２は、端面部分９に凹部（図ではこれ以上詳細に示さない）を有する。このために、接点アダプタ８は、シャフト２を取り外した後の図５で見ることができるジャーナル２１を有する。シャフト２を接点アダプタ８の穴に差し込むことや、シャフト２と接点アダプタ８との間の接触を端面の摩擦係合を用いて実現することも同様に可能である。
【００１５】
図３および図４はまた、接点アダプタ８が、シャフト２の端面２０とストッパ部分１１との間に配置された点状接触面１０を有することを示している。導入部ですでに説明したように、「点状」という用語は、本発明によれば、シャフト２の製造精度を高めることを可能にする接触面１０を意味すると解釈できる。図４では、前記点状接触面１０は、これは必須ではないが、図４の概略図に点の態様で形成されている。実際上、点状接触面１０は、前記接触面１０の面構造を意味するとも解釈できることが図３から分かる。
【００１６】
図４は、接点アダプタ８が、ストッパ装置７内で移動可能な態様で案内されるのを特に示している。図３〜６に示した実施形態では、ストッパ装置７は、このために、例えば、ストッパ部分１１が固定されたケージ１２を有し、このストッパ部分１１は、点状接触面１０がシャフト２の製造中に支持される相対面１３を有する。
【００１７】
図３〜５に示した実施形態では、ストッパ装置７は、図３および図５で、ねじ連結器１２を用いて互いに連結された２つのケージ部分１２Ａ、１２Ｂを有し、ケージ部分１２Ａ、１２Ｂの間に配置されたストッパ要素１１はスペーサとして機能する。
【００１８】
ケージ部分１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ、特に、図４の概略図から分かるように、接点アダプタ８をケージ内に移動可能な態様で保持するように、接点アダプタ８の連結領域１７を囲んで係合し、保持カラー１８の後ろで係合する保持つめ１４、１５を有する。この場合に、点状接触面１０は、接点アダプタ８の先端領域１９に形成される。
【００１９】
前記実施形態では、保持つめ１４、１５は、ケージ部分１２Ａ、１２Ｂの一体部品であり、略半円形構造であって、特に、図４から所望されるように、ケージ１２と接点アダプタ８との間の、図４に示す隙間により、接点アダプタ８を可動案内できるようにすることが図５の図解から分かる。前記案内により、特に、端面２０の軸方向の振れ、ならびに相対面１３の粗面性および角度誤差を点状接触面１０と併用して補償することが可能である。
【００２０】
図６に示すように、ケージは、一体で形成することもできる。このために、保持つめ１４、１５は、接点アダプタ８を保持するための開口２６を有するＵ字形状のブラケット２５に置き換えられている。
【００２１】
上記の開示に加えて、図１〜６の概略図が、本明細書で明示的に参照される。
【符号の説明】
【００２２】
１ 装置
２ シャフト
２Ａ〜２Ｃ シャフト段
３ ディスク装置
４ 研削ディスク
５ 制御ディスク
６ 加工物台／研削ルール
７ ストッパ装置
８ 接点アダプタ
９ シャフトの端面部分
１０ 接触面／点状接触部
１１ ストッパ部分
１２ ケージ
１２Ａ、１２Ｂ ケージ部分
１３ ストッパに対する相対面
１４、１５ 保持つめ
１６ ねじ連結器
１７ 連結領域
１８ 保持カラー
１９ 先端領域
２０ シャフトの端面
２１ ジャーナル
２５ 単体ケージ
２６ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、段付きシャフトを機械加工する、請求項１および請求項３にそれぞれ従った方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
段付きシャフトを機械加工する先行技術は、心出し穴を使用して研削する。しかし、これには、生産性が低く、シャフトの支持およびそれに伴う変形のために、製造ばらつきが比較的大きいという欠点がある。心出し穴を使用することなく、いわゆるセンタレス研磨を用いて段のないシャフトを機械加工することも同様に公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、本発明の目的は、先行技術と比較して生産性を高めることができ、製造の精度を改善できる、シャフト、特に、段付きシャフトを機械加工する方法および装置を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的は、請求項１および請求項３の特徴により達成される。
【０００５】
本発明によれば、点状接触を使用して、機械加工中にシャフトを軸方向に案内することで、シャフトの軸方向の振れおよびストッパの角度誤差のために、軸方向のシャフト段差の製造ばらつきを大きくする恐れのある、軸方向に振動するシャフト動作が引き起こされるといったことがなくなり、たとえあるとしても、製造精度にきわめて小さい影響を及ぼすのみであるという利点がもたらされる。
【０００６】
この点について、点状接触は、ストッパに対する可能な限り小さい（中心の点状）接触面と解釈することができ、これは、製造精度に及ぼす上記の悪影響を回避することを可能にする。
【０００７】
従属請求項は、本発明の有益な改良に関する。
【０００８】
点状接触を用いてシャフトを可動案内することは、これが、製造精度をさらに高めることを可能にするので特に有益である。
【０００９】
本発明のさらなる細部、利点、および特徴が、図面に基づいた下記の例示的な実施形態の説明から分かる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】シャフトを機械加工する装置のきわめて単純化した概略図を示している。
【図２】本発明によるストッパ装置と共に加工物台に置かれたシャフトの斜視図を示している。
【図３】本発明による装置のストッパ装置を説明するための、図２によるシャフトの拡大詳細図を示している。
【図４】図３によるストッパ装置の概略図を示している。
【図５】シャフトを取り外した後のストッパ装置の斜視図を示している。
【図６】単体ケージの斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、シャフト２を機械加工する装置１をきわめて単純化した概略図で示している。シャフト２は、それぞれ直径が異なるシャフト段２Ａ、２Ｂ、２Ｃを見ることができる図２から分かるように段付きシャフトである。
【００１２】
図１は、シャフト２を機械加工するために、装置１が、少なくとも１つの研削ディスク４および１つの制御ディスク５を備えたディスク装置３を有することを示している。この場合に、ディスク４、５は、シャフト２の両側に配置され、共に同じ方向に回転する。シャフト２は反対方向に回転し、機械加工中に、研削ルール（ｇｒｉｎｄｉｎｇ ｒｕｌｅ）とも呼ばれる加工物台６に載っている。
【００１３】
図２は、加工物台６上のシャフト２を示し、図を簡略化するためにディスク装置３は示されていない。図２は、シャフト２が、例えば、図５からも分かるように、加工物台６に留められた軸方向ストッパ装置７によって、その位置で加工台６上に固定されているのを示している。軸方向ストッパ装置７は、特に、図３〜６を参照して、下記により詳細に説明される。
【００１４】
よって、ストッパ装置７は、その例では、シャフト２の端面部分９に一時的に差し込むことができる接点アダプタ８を有し、このために、シャフト２は、端面部分９に凹部（図ではこれ以上詳細に示さない）を有する。このために、接点アダプタ８は、シャフト２を取り外した後の図５で見ることができるジャーナル２１を有する。シャフト２を接点アダプタ８の穴に差し込むことや、シャフト２と接点アダプタ８との間の接触を端面の摩擦係合を用いて実現することも同様に可能である。
【００１５】
図３および図４はまた、接点アダプタ８が、シャフト２の端面２０とストッパ部分１１との間に配置された点状接触面１０を有することを示している。導入部ですでに説明したように、「点状」という用語は、本発明によれば、シャフト２の製造精度を高めることを可能にする接触面１０を意味すると解釈できる。図４では、前記点状接触面１０は、これは必須ではないが、図４の概略図に点の態様で形成されている。実際上、点状接触面１０は、前記接触面１０の面構造を意味するとも解釈できることが図３から分かる。
【００１６】
図４は、接点アダプタ８が、ストッパ装置７内で移動可能な態様で案内されるのを特に示している。図３〜６に示した実施形態では、ストッパ装置７は、このために、例えば、ストッパ部分１１が固定されたケージ１２を有し、このストッパ部分１１は、点状接触面１０がシャフト２の製造中に支持される相対面１３を有する。
【００１７】
図３〜５に示した実施形態では、ストッパ装置７は、図３および図５で、ねじ連結器１２を用いて互いに連結された２つのケージ部分１２Ａ、１２Ｂを有し、ケージ部分１２Ａ、１２Ｂの間に配置されたストッパ要素１１はスペーサとして機能する。
【００１８】
ケージ部分１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ、特に、図４の概略図から分かるように、接点アダプタ８をケージ内に移動可能な態様で保持するように、接点アダプタ８の連結領域１７を囲んで係合し、保持カラー１８の後ろで係合する保持つめ１４、１５を有する。この場合に、点状接触面１０は、接点アダプタ８の先端領域１９に形成される。
【００１９】
前記実施形態では、保持つめ１４、１５は、ケージ部分１２Ａ、１２Ｂの一体部品であり、略半円形構造であって、特に、図４から所望されるように、ケージ１２と接点アダプタ８との間の、図４に示す隙間により、接点アダプタ８を可動案内できるようにすることが図５の図解から分かる。前記案内により、特に、端面２０の軸方向の振れ、ならびに相対面１３の粗面性および角度誤差を点状接触面１０と併用して補償することが可能である。
【００２０】
図６に示すように、ケージは、一体で形成することもできる。このために、保持つめ１４、１５は、接点アダプタ８を保持するための開口２６を有するＵ字形状のブラケット２５に置き換えられている。
【００２１】
上記の開示に加えて、図１〜６の概略図が、本明細書で明示的に参照される。
【符号の説明】
【００２２】
１ 装置
２ シャフト
２Ａ〜２Ｃ シャフト段
３ ディスク装置
４ 研削ディスク
５ 制御ディスク
６ 加工物台／研削ルール
７ ストッパ装置
８ 接点アダプタ
９ シャフトの端面部分
１０ 接触面／点状接触部
１１ ストッパ部分
１２ ケージ
１２Ａ、１２Ｂ ケージ部分
１３ ストッパに対する相対面
１４、１５ 保持つめ
１６ ねじ連結器
１７ 連結領域
１８ 保持カラー
１９ 先端領域
２０ シャフトの端面
２１ ジャーナル
２５ 単体ケージ
２６ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
段付きシャフト（２）を機械加工する方法であって、
−前記シャフト（２）を加工物台（６）に置く方法ステップと、
−前記シャフト（２）の端面（２０）を加工物受け（６）の軸方向ストッパ部分（１１）に接触させて置く方法ステップと、
−機械加工すべき前記シャフト（２）の領域（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）を研削する方法ステップと、
を有し、
前記シャフト（２）の前記端面（２０）は、点状接触部（１０）により前記ストッパ部分（１１）と接触して置かれる、方法。
【請求項２】
前記点状接触部（１０）は移動可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
段付きシャフト（２）を機械加工する装置（１）であって、
−加工物台（６）を有し、
−研削ディスク（４）および制御ディスク（５）を備えたディスク装置（３）を有し、
−軸方向ストッパ装置（７）を有する、
装置（１）において、
−前記軸方向ストッパ装置（７）は接点アダプタ（８）を有し、
その接点アダプタを前記シャフト（２）の端面部分（９）と接触させて一時的に置くことができ、
その接点アダプタは、前記ストッパ装置（７）のストッパ部分（１１）と対接するための点状接触面（１０）を有する、装置。
【請求項４】
前記ストッパ装置（７）は、前記ストッパ部分（１１）が固定されたケージ（１２）を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接点アダプタ（８）は、移動可能な態様で案内される、請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ストッパ装置（７）は、前記加工物台（６）に固定される、請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記接点アダプタ（８）は、前記シャフトの前記端面部分（９）に解放可能に差し込まれる、請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
シャフトを機械加工する装置のストッパ装置（７）であって、
−点状接触面（１０）を備えた接点アダプタ（８）を有し、
−前記点状接触面（１０）に対する相対面（１３）を備えたストッパ部分（１１）を有する、ストッパ装置。
【請求項９】
前記接点アダプタ（８）は、移動可能な態様で案内される、請求項８に記載のストッパ装置。
【請求項１０】
前記接点アダプタ（８）が移動可能な態様で案内されるケージ（１２）を特徴とする、請求項９に記載のストッパ装置。
【請求項１１】
前記ストッパ部分（１１）は、前記ケージ（１２）内に固定される、請求項１０に記載のストッパ装置。
【請求項１２】
前記ケージ（１２）は、スペーサとして機能する前記ストッパ部分（１１）を用いて互いに連結できる２つのケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）を有し、前記ケージ部分（１２Ａ，１２Ｂ）は、前記接点アダプタ（８）を可動案内するための保持つめ（１４、１５）を有する、請求項１０または請求項１１に記載のストッパ装置。
【請求項１３】
前記ケージ（２５）は一体で形成され、前記ストッパ部分（１１）を前記シャフト（２）と接触させて置くことができる開口（２６）を有する、請求項１０または請求項１１に記載のストッパ装置。
【請求項１４】
前記ケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）を連結するために、前記ケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）および前記ストッパ部分（１１）を貫通するねじ連結器（１６）が設けられる、請求項１２に記載のストッパ装置。
【請求項１】
段付きシャフト（２）を機械加工する方法であって、
−前記シャフト（２）を加工物台（６）に置く方法ステップと、
−前記シャフト（２）の端面（２０）を加工物受け（６）の軸方向ストッパ部分（１１）に接触させて置く方法ステップと、
−機械加工すべき前記シャフト（２）の領域（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）を研削する方法ステップと、
を有し、
前記シャフト（２）の前記端面（２０）は、点状接触部（１０）により前記ストッパ部分（１１）と接触して置かれる、方法。
【請求項２】
前記点状接触部（１０）は移動可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
段付きシャフト（２）を機械加工する装置（１）であって、
−加工物台（６）を有し、
−研削ディスク（４）および制御ディスク（５）を備えたディスク装置（３）を有し、
−軸方向ストッパ装置（７）を有する、
装置（１）において、
−前記軸方向ストッパ装置（７）は接点アダプタ（８）を有し、
その接点アダプタを前記シャフト（２）の端面部分（９）と接触させて一時的に置くことができ、
その接点アダプタは、前記ストッパ装置（７）のストッパ部分（１１）と対接するための点状接触面（１０）を有する、装置。
【請求項４】
前記ストッパ装置（７）は、前記ストッパ部分（１１）が固定されたケージ（１２）を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記接点アダプタ（８）は、移動可能な態様で案内される、請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記ストッパ装置（７）は、前記加工物台（６）に固定される、請求項３〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記接点アダプタ（８）は、前記シャフトの前記端面部分（９）に解放可能に差し込まれる、請求項３〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
シャフトを機械加工する装置のストッパ装置（７）であって、
−点状接触面（１０）を備えた接点アダプタ（８）を有し、
−前記点状接触面（１０）に対する相対面（１３）を備えたストッパ部分（１１）を有する、ストッパ装置。
【請求項９】
前記接点アダプタ（８）は、移動可能な態様で案内される、請求項８に記載のストッパ装置。
【請求項１０】
前記接点アダプタ（８）が移動可能な態様で案内されるケージ（１２）を特徴とする、請求項９に記載のストッパ装置。
【請求項１１】
前記ストッパ部分（１１）は、前記ケージ（１２）内に固定される、請求項１０に記載のストッパ装置。
【請求項１２】
前記ケージ（１２）は、スペーサとして機能する前記ストッパ部分（１１）を用いて互いに連結できる２つのケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）を有し、前記ケージ部分（１２Ａ，１２Ｂ）は、前記接点アダプタ（８）を可動案内するための保持つめ（１４、１５）を有する、請求項１０または請求項１１に記載のストッパ装置。
【請求項１３】
前記ケージ（２５）は一体で形成され、前記ストッパ部分（１１）を前記シャフト（２）と接触させて置くことができる開口（２６）を有する、請求項１０または請求項１１に記載のストッパ装置。
【請求項１４】
前記ケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）を連結するために、前記ケージ部分（１２Ａ、１２Ｂ）および前記ストッパ部分（１１）を貫通するねじ連結器（１６）が設けられる、請求項１２に記載のストッパ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１２−５０７４０８（Ｐ２０１２−５０７４０８Ａ）
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３４５９８（Ｐ２０１１−５３４５９８）
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６０５７６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５３６６５
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５００１２４３７８）ボーグワーナー インコーポレーテッド (302)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０６０５７６
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０５３６６５
【国際公開日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５００１２４３７８）ボーグワーナー インコーポレーテッド (302)
【Ｆターム（参考）】
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