特許 6786061 車軸清磨装置及び車軸清磨方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6786061

(24)【登録日】2020年10月30日

(45)【発行日】2020年11月18日

(54)【発明の名称】車軸清磨装置及び車軸清磨方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 5/46 20060101AFI20201109BHJP

   B24B 5/00 20060101ALI20201109BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20201109BHJP

   B24B 49/16 20060101ALI20201109BHJP

   B60B 17/00 20060101ALI20201109BHJP

【ＦＩ】

   B24B5/46

   B24B5/00 A

   B24B49/14

   B24B49/16

   B60B17/00 B

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-128337(P2016-128337)

(22)【出願日】2016年6月29日

(65)【公開番号】特開2018-1304(P2018-1304A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年4月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516195247

【氏名又は名称】株式会社ランプハウス

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】富田 弘幸

(72)【発明者】

【氏名】荒海 正広

(72)【発明者】

【氏名】後藤 達也

(72)【発明者】

【氏名】島貫 大

【審査官】 山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】 実公昭４０−０３３５８８（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開２００１−０３８５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６０８９９６２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０９５５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０８８１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１０７３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７３１４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ５／４６

Ｂ２４Ｂ ５／００

Ｂ２４Ｂ ４９／１４

Ｂ２４Ｂ ４９／１６

Ｂ６０Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

歯車を収容したギアケースが設けられている列車用の車軸のうち、集電環の取付部及び前記ギアケースの両側の油切り座を含む摺擦部の表面を、汚れを除去して磨く清掃精磨するための車軸清磨装置であって、
前記車軸を軸心回りに回転させる回転手段と、前記車軸の摺擦部表面と当接して当該摺擦部表面を清掃精磨する清磨手段と、前記ギアケースを固定する固定手段と、前記車軸または前記ギアケースを昇降させる昇降手段とを備え、
前記固定手段により前記ギアケースを固定し、かつ、前記昇降手段により前記車軸または前記ギアケースを昇降させて前記ギアケースと前記車軸及び前記歯車の各々との間に隙間を介在させた状態で、前記回転手段により前記車軸を回転させつつ前記清磨手段により当該車軸の摺擦部表面を清掃精磨するように構成されていることを特徴とする車軸清磨装置。

【請求項2】

前記清磨手段のうち前記車軸の摺擦部表面と当接する当接面の温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段が計測した前記当接面の温度が所定値を超えた場合に、前記回転手段を制御して前記車軸の回転を減速または停止させる回転制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の車軸清磨装置。

【請求項3】

前記清磨手段を前記車軸に当接させたときの押し当て荷重を計測する荷重計測手段と、
前記荷重計測手段が計測した前記押し当て荷重が所定値を超えた場合に、前記回転手段を制御して前記車軸の回転を減速または停止させる回転制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の車軸清磨装置。

【請求項4】

前記清磨手段は、作業者に把持される把持部を備え、作業者によりハンドリング可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車軸清磨装置。

【請求項5】

前記車軸は炭素鋼からなり、前記摺擦部に高周波焼入れが施されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車軸清磨装置。

【請求項6】

請求項１に記載の車軸清磨装置を用いた車軸清磨方法であって、
前記固定手段により前記ギアケースを固定させるギア固定工程と、
前記昇降手段により前記車軸または前記ギアケースを昇降させて、前記ギアケースと前記車軸及び前記歯車の各々との間に隙間を介在させる昇降工程と、
前記回転手段により前記車軸を回転させつつ前記清磨手段により当該車軸の摺擦部表面を清掃精磨する清磨工程と、
を含むことを特徴とする車軸清磨方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車を収容したギアケースが設けられた列車用の車軸を清掃精磨する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

列車用の車軸は、加工後の仕上げや再利用時などに表面が清掃精磨される。「清掃精磨」とは、付着した汚れを除去して磨くことをいい、本明細書では「清磨」とも記載する。この清磨作業では、表面のサビ落としはもちろんのこと、例えばフレッチング腐食痕を除去するなどして摺擦部を高精度に磨き上げる必要がある。

【0003】

ところで、列車用の車軸には、動力伝達用の歯車がギアケース内に収容された状態で圧入等により固定されている場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような車軸の清磨作業では、ギアケースと一緒には車軸を回転させることができず、固定された車軸に対して作業者がサンドペーパーなどで手磨きを行っていた。
そのため、従来の清磨作業は長い作業時間を要するうえに安定して精度良く仕上げることが困難なものとなっており、このような清磨作業の効率化が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−０１１８９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上述の事情を鑑みてなされたもので、歯車を収容したギアケースが設けられた列車用の車軸を、従来に比べて効率的に清磨できるようにすることを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本願の第１の発明は、歯車を収容したギアケースが設けられている列車用の車軸のうち、集電環の取付部及び前記ギアケースの両側の油切り座を含む摺擦部の表面を、汚れを除去して磨く清掃精磨するための車軸清磨装置であって、
前記車軸を軸心回りに回転させる回転手段と、前記車軸の摺擦部表面と当接して当該摺擦部表面を清掃精磨する清磨手段と、前記ギアケースを固定する固定手段と、前記車軸または前記ギアケースを昇降させる昇降手段とを備え、
前記固定手段により前記ギアケースを固定し、かつ、前記昇降手段により前記車軸または前記ギアケースを昇降させて前記ギアケースと前記車軸及び前記歯車の各々との間に隙間を介在させた状態で、前記回転手段により前記車軸を回転させつつ前記清磨手段により当該車軸の摺擦部表面を清掃精磨するように構成したものである。
当該第１の発明に係る車軸清磨装置によれば、ギアケースが固定された状態で車軸が回転され、この車軸の摺擦部表面に清磨手段が当接されて当該摺擦部表面が清磨されるため、車軸を手磨きしていた従来に比べ、仕上げ寸法の高精度化・安定化や作業時間の短縮化を図ることができる。

【0007】

また、望ましくは、前記清磨手段のうち前記車軸の摺擦部表面と当接する当接面の温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段が計測した前記当接面の温度が所定値を超えた場合に、前記回転手段を制御して前記車軸の回転を減速または停止させる回転制御手段と、
を備えるようにする。
これにより、車軸の回転を自動化させたことに伴って従来の手磨きよりも車軸表面が高温化しやすくなるところ、清磨手段の当接面の温度を介して間接的に車軸の表面温度を管理することができるため、高温化による車軸表面の変質等を防ぐことができる。

【0008】

また、望ましくは、前記清磨手段を前記車軸に当接させたときの押し当て荷重を計測する荷重計測手段と、
前記荷重計測手段が計測した前記押し当て荷重が所定値を超えた場合に、前記回転手段を制御して前記車軸の回転を減速または停止させる回転制御手段と、
を備えるようにする。
これにより、清磨手段から車軸表面に加わる荷重を管理することができるため、過大な荷重による車軸表面の損傷等を防ぐことができる。

【0009】

さらに、望ましくは、清磨手段が作業者に把持される把持部を備え、作業者によりハンドリング可能に構成する。
これにより、作業者は身軽に清磨作業を行うことができ、ひいては清磨作業を行いやすくすることができる。
さらに、望ましくは、前記車軸は炭素鋼からなり、前記摺擦部に高周波焼入れが施されているようにする。

【0010】

本願の第２の発明は、上記第１の発明に係る車軸清磨装置を用いた車軸清磨方法であって、
前記固定手段により前記ギアケースを固定させるギア固定工程と、
前記昇降手段により前記車軸または前記ギアケースを昇降させて、前記ギアケースと前記車軸及び前記歯車の各々との間に隙間を介在させる昇降工程と、
前記回転手段により前記車軸を回転させつつ前記清磨手段により当該車軸の摺擦部表面を清掃精磨する清磨工程と、
を含むようにしたものである。
当該第２の発明に係る車軸清磨方法によれば、上述した第１の発明に係る車軸清磨装置と同様の効果を得ることができる。すなわち、ギアケースが固定された状態で車軸が回転され、この車軸の摺擦部表面に清磨手段が当接されて当該摺擦部表面が清磨されるため、車軸を手磨きしていた従来に比べ、仕上げ寸法の高精度化・安定化や作業時間の短縮化を図ることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、歯車を収容したギアケースが設けられた列車用の車軸を、従来に比べて効率的に清磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】車軸清磨装置が備える軸支持装置の正面図である。

【図2】車軸清磨装置が備える軸支持装置の平面図である。

【図3】一方の支持台に支持された軸支部を示す図である。

【図4】ギアケースを固定した状態のギア固定ユニットを示す図である。

【図5】清磨具の（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）下面図である。

【図6】車軸清磨装置の概略の制御構成を示すブロック図である。

【図7】車軸清磨装置による車軸の清磨作業の流れを示すフローチャートである。

【図8】実施例の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0014】

［車軸清磨装置の構成］
まず、本実施形態における車軸清磨装置の構成について説明する。
図１及び図２は、本実施形態における車軸清磨装置が備える軸支持装置１０の正面図及び平面図である。

【0015】

本実施形態における車軸清磨装置は、列車用の車軸９０の表面を清掃精磨するためのものである。「清掃精磨」とは、付着した汚れを除去して磨くことをいい、本明細書では「清磨」とも記載する。当該車軸清磨装置は、図１及び図２に示すように、この車軸９０を支持する軸支持装置１０を備えている。
車軸９０は、本実施形態においては新幹線用のものであり、部分的に高周波焼入れなどの熱処理が施された炭素鋼からなるものである。この車軸９０には、中央よりもやや一端寄りの部分に動力伝達用のギアユニットが取り付けられている。具体的には、歯車９１がギアケース９２内に収容された状態で圧入等により車軸９０に固定されており、当該車軸９０はギアケース９２両側面の挿通孔９２ａに挿通されて当該ギアケース９２を貫通している（図４（ｂ）参照）。

【0016】

軸支持装置１０は、車軸９０の両端を軸支する一対の支持台２０，２０（２０Ａ，２０Ｂ）を備えている。これら一対の支持台２０，２０は、基台７０上に立設されており、車軸９０の端部を軸支する軸支部３０を昇降可能にそれぞれ支持している。
具体的に、各支持台２０は、脚台２１上に立設されたガイド部２２で軸支部３０を昇降可能に支持している。ガイド部２２には、送りねじ２３及びリニアガイド２４がそれぞれ上下に延在するように設けられており、軸支部３０の背板３１に固定された可動体２５が、リニアガイド２４に案内されつつ送りねじ２３の回転によって上下に移動するように当該ガイド部２２に取り付けられている（図３（ｂ）参照）。送りねじ２３の下端は、脚台２１内で所定の減速比のギアボックス２６の出力軸と連結されている。ギアボックス２６は、一対の支持台２０，２０における２つのものが、互いの入力軸を側方向きに対向させるように配置されている。これら２つのギアボックス２６，２６の入力軸には、当該２つのギアボックス２６の中間地点に設けられた昇降用モーター２７の出力軸の両端が、それぞれ連結ロッド２８を介して連結されている。
このような構成により、昇降用モーター２７の駆動による連結ロッド２８の回転に伴って、一対の支持台２０，２０では、各々においてギアボックス２６を介して送りねじ２３が回転し、可動体２５が上下に移動する結果、互いの軸支部３０が同時に同じ量だけ昇降する。

【0017】

図３（ａ），（ｂ）は、支持台２０Ａに支持された軸支部３０を示す図であり、このうち（ａ）が正面から見た図、（ｂ）が、可動体２５に支持された軸支部３０を右側方から見た図である。なお、図３（ｂ）では、後述の軸押さえユニット３５の図示を省略している。
軸支部３０は、図２及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、背板３１の下端に固定されたベース板３２上に、車軸９０のジャーナル部９０ａを軸支する一対のローラー３３，３３と、車軸９０の端面と当接して当該車軸９０の軸方向への移動を規制する軸押さえユニット３５とを備えている。

【0018】

一対のローラー３３，３３は、ベース板３２のうち車軸９０中央側の端部に並設されており、車軸９０のジャーナル部９０ａを当該一対のローラー３３，３３の間に載置させた状態で軸支する。
また、当該一対のローラー３３，３３のうち、一方の支持台２０Ａに設けられた１つのローラー３３には、ベース板３２の下面に取り付けられた回転用モーター３４に駆動されるベルト３４１が、当該ローラー３３と同軸上のプーリー３３１に張架されている。そのため、回転用モーター３４の駆動に伴って支持台２０Ａの当該ローラー３３が回転し、車軸９０を回転させるようになっている。

【0019】

軸押さえユニット３５は、車軸９０と当接する樹脂製の突当て部材３６と、突当て部材３６を回転可能に支持する軸受部３７と、軸受部３７を支持する台座部３８と、車軸９０の軸方向への移動を抑える軸押さえシリンダ３９とを備えている。
このうち、突当て部材３６は、車軸９０のセンタ穴９０ｂのうち端部の面取り部分に対応した形状の凸部３６１を端面に有しており、当該凸部３６１をセンタ穴９０ｂに嵌めた状態で車軸９０の端面と当接して連れ回るようになっている。
軸受部３７は、突当て部材３６に連結された回転軸３７１を内蔵のジャーナル及びスラストの各軸受（図示省略）で支持している。
台座部３８は、車軸９０の軸方向に沿った一対のガイドレール３８１，３８１上に取り付けられており、図示しない駆動モータに駆動されることにより、当該一対のガイドレール３８１，３８１上を突当て部材３６及び軸受部３７とともに移動可能となっている。
台座部３８と軸受部３７との間には所定厚さのシム３８２を挿入可能になっており、このシム３８２の有無（または厚さの変更）により軸受部３７及び突当て部材３６の高さを調節し、ジャーナル部９０ａの径が異なる車軸９０にも対応できる（車軸９０と突当て部材３６の中心軸を一致させることができる）ように構成されている。また、台座部３８には、シム３８２を検知するためのシム検知センサー３８３（図６参照）が設けられている。
軸押さえシリンダ３９は、軸方向への車軸９０の移動に伴って台座部３８が接近してきたときに、その反対方向へ台座部３８を押圧することにより、車軸９０の軸方向への一定量以上の移動を規制する。

【0020】

軸支持装置１０の基台７０上のうち、手前側の端部であって、一対の支持台２０，２０の中間よりもやや他方の支持台２０Ｂ側寄りの部分には、ギアケース９２を固定するためのギア固定ユニット４０が設けられている。
図４（ａ），（ｂ）は、ギアケース９２を固定した状態のギア固定ユニット４０を示す図であり、このうち（ａ）が正面から見た図、（ｂ）が左側方から見た図である。
これらの図に示すように、ギア固定ユニット４０は、脚台４１と、脚台４１上に車軸９０の軸方向に沿って設けられたガイドレール４２と、ガイドレール４２上に移動可能に取り付けられた一対の固定具４３，４３とを備えている。
一対の固定具４３，４３は、ギアケース９２と当接する樹脂製の当接部４４をそれぞれ有するとともに、ギアケース９２の端部を車軸９０の軸方向に挟持して固定するように互いの当接部４４を対向させている。各固定具４３では、当接部４４が２つのリニアブッシュ４５によって移動可能に支持されるとともに、当該当接部４４が圧縮ばね４６によってギアケース９２に近接する方向に押圧されている。また、各固定具４３には、当接部４４がギアケース９２に当接したことを検知する当接検知センサー４７が設けられている。

【0021】

また、本実施形態における車軸清磨装置は、車軸９０と当接してその表面を清磨する清磨具５０を備えている。
図５（ａ）〜（ｃ）は、清磨具５０の正面図、側面図及び下面図である。
これらの図に示す様に、清磨具５０は、車軸９０の表面を清磨するためのサンドペーパーＰを保持する下部のペーパーホルダー部５１と、清磨作業を行う作業者に把持される上部のハンドル部５５とを備えている。

【0022】

ペーパーホルダー部５１は、略矩形平板状に形成されており、その下面の幅方向中央が、車軸９０の清磨対象部よりも大きな曲率半径の凹状の円弧面５１ａとなっている。この円弧面５１ａの幅方向の両側には、円弧面５１ａ上に被せたサンドペーパーＰをばね５２１の付勢力で押さえるペーパー押さえ５２がそれぞれ設けられている。
また、円弧面５１ａには、幅方向中央部の所定範囲に亘って、複数（本実施形態では、幅方向に５列，厚さ方向に３段の１５個）の温度計測孔５１ｂ，…が形成されている。これら複数の温度計測孔５１ｂ，…の各々には、熱電対（シース熱電対）５３が、先端を円弧面５１ａとほぼ面一にした状態で内側（上側）から挿通されている。各熱電対５３の基端側は、ペーパーホルダー部５１の幅方向の側方から引き出され、後述する制御部６４に接続されている。

【0023】

ハンドル部５５は、ペーパーホルダー部５１よりもやや厚さ方向に薄い略矩形平板状に形成されている。このハンドル部５５の上端部には、幅方向に沿った円柱状のハンドルバー５６が設けられており、作業者が当該ハンドルバー５６を把持して清磨具５０をハンドリング可能となっている。

【0024】

ペーパーホルダー部５１とハンドル部５５とは、それぞれの幅方向中央部でロードセル５７を介して連結・固定されている。このロードセル５７は、幅方向と直交する上下方向への荷重を計測可能となっており、車軸９０に対する清磨具５０の押し当て荷重を計測する。

【0025】

続いて、本実施形態における車軸清磨装置の制御構成について説明する。
図６は、本実施形態における車軸清磨装置の概略の制御構成を示すブロック図である。
この図に示すように、本実施形態における車軸清磨装置は、操作部６１と、表示部６２と、警報部６３と、制御部６４とを備えている。

【0026】

操作部６１は、作業者による各種操作を受け付ける部分である。具体的に、操作部６１は、軸支持装置１０の近傍に設置された回転用モーター３４駆動（ＯＮ／ＯＦＦ切替）用のフットペダルや、車軸９０の回転数設定用のボリューム、非常停止ボタンなど（いずれも図示省略）を備えており、これらの操作状態に対応する信号を制御部６４に出力する。

【0027】

表示部６２は、図示しないディスプレイを備えており、制御部６４から入力される表示信号に基づいて、軸支持装置１０の状態や熱電対５３の温度計測値などの各種情報をディスプレイに表示する。

【0028】

警報部６３は、図示しないスピーカーや赤色ランプを備えており、制御部６４から入力されるアラーム信号に基づいて、スピーカーからアラーム音を出力したり赤色ランプを点灯させたりする。

【0029】

制御部６４は、操作部６１から入力される操作信号等に応じて、表示部６２及び警報部６３や軸支持装置１０の各部の動作を制御し、車軸清磨装置を統括的に制御する。また、制御部６４は、後述するように、軸支持装置１０のシム検知センサー３８３及び当接検知センサー４７や、清磨具５０の熱電対５３及びロードセル５７からの入力信号に基づいて、昇降用モーター２７及び回転用モーター３４の駆動や表示部６２及び警報部６３の動作を制御する。

【0030】

［車軸清磨装置による車軸の清磨手順］
続いて、本実施形態における車軸清磨装置による車軸９０の清磨作業手順について説明する。
図７は、この清磨作業の流れを示すフローチャートである。

【0031】

図７に示すように、まず作業者は、車軸９０の各ジャーナル部９０ａを各支持台２０の一対のローラー３３上に載せるようにして、当該車軸９０を軸支持装置１０に搭載する（ステップＳ１）。この状態では、ギアケース９２が車軸９０（または歯車９１）と接触しており、車軸９０はスムーズに回転しない。なお、このときには、各支持台２０では軸支部３０が下限位置まで降下しているとともに、軸押さえユニット３５の突当て部材３６は車軸９０の端面から離間している。
またこのとき、作業者は、車軸９０の種類（ジャーナル部９０ａの径）に対応させて、車軸９０と突当て部材３６の中心軸が一致するように、必要に応じて軸押さえユニット３５の軸受部３７と台座部３８との間にシム３８２を挿入する。

【0032】

次に、作業者は、ギア固定ユニット４０によりギアケース９２を固定する（ステップＳ２）。具体的に、作業者は、一対の固定具４３，４３をガイドレール４２上で移動させて各当接部４４をギアケース９２の端部に両側から十分な押圧力で当接させることにより、当該ギアケース９２を車軸９０の軸方向に挟持して所定の高さで固定する。

【0033】

次に、作業者は、操作部６１への所定の入力操作により、制御部６４に昇降用モーター２７を駆動させて一対の支持台２０，２０の軸支部３０を上昇させ、車軸９０を上昇させる（ステップＳ３）。これにより、ギアケース９２と車軸９０及び歯車９１の各々との間に隙間が介在した状態となり、車軸９０はギアケース９２に拘束されることなくスムーズに回転可能となる。
またこのとき、制御部６４により、各軸支部３０において軸押さえユニット３５の台座部３８が移動されて突当て部材３６が車軸９０の端面に当接されることにより、車軸９０の両端面が押さえられて当該車軸９０の軸方向への移動が規制される。

【0034】

次に、作業者は、操作部６１への所定の入力操作により、制御部６４に回転用モーター３４を駆動させて車軸９０を軸心回りに回転させる（ステップＳ４）。
但し、軸押さえユニット３５のシム検知センサー３８３により車軸９０の種類に適合したシム３８２の挿入状態が検知されない（つまり、車軸９０と突当て部材３６の中心軸が一致していない）場合や、ギア固定ユニット４０の当接検知センサー４７により各固定具４３の当接部４４とギアケース９２との当接が検知されない（つまり、ギアケース９２が適切に固定されていない）場合には、制御部６４は、車軸９０が回転可能な状態にないものとして回転用モーター３４を駆動させずに、表示部６２にその旨を表示させる。

【0035】

次に、作業者は、清磨具５０を使用して車軸９０の表面を清磨する（ステップＳ５）。具体的に、作業者は、サンドペーパーＰを取り付けた清磨具５０の円弧面５１ａを回転中の車軸９０の表面に押し当てて、当該表面を清磨する。この清磨作業では、車軸９０全体に対するサビ落としに加え、特に、集電環の取付部やギアケース９２両側の油切り座（いずれも図示省略）といった摺擦部が所定の精度まで清磨される。

【0036】

次に、清磨具５０の複数の熱電対５３による計測温度が所定の異常温度に達したか否かと、ロードセル５７による計測荷重が所定の過大荷重に達したか否かとが、制御部６４により判定される（ステップＳ６）。つまり、車軸９０表面からサンドペーパーＰを介した清磨具５０の円弧面５１ａが異常な高温に達したか否か、或いは、作業者による車軸９０への清磨具５０の押し当て荷重が過大な値に達したか否かが判定される。なお、本実施形態では、異常温度として、車軸９０表面に対する熱処理の効果が損なわれ得る温度よりも十分低い温度値が予め設定されている。
そして、少なくとも１つの熱電対５３の計測温度が異常温度に達したか、或いは、ロードセル５７の計測荷重が過大荷重に達したかの少なくとも一方の判定がされた場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、制御部６４により、回転用モーター３４が制御されて車軸９０の回転が停止され（後述のステップＳ１１）、清磨作業が終了する。

【0037】

また、いずれの熱電対５３の計測温度も異常温度に達しておらず、ロードセル５７の計測荷重も過大荷重に達していない場合には（ステップＳ６；Ｎｏ）、複数の熱電対５３による計測温度が、異常温度よりも低い所定の警報温度に達したか否かが、制御部６４により判定される（ステップＳ７）。
そして、少なくとも１つの熱電対５３の計測温度が警報温度に達したと判定された場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）、制御部６４により、回転用モーター３４が制御されて車軸９０の回転が例えば半分の回転数などに減速されるとともに、警報部６３が動作される（ステップＳ８）。またこの場合、作業者は清磨作業を中断する。
その後、この減速状態が所定時間保持されて、複数の熱電対５３による全ての計測温度が警報温度以下まで低下したことが確認されたら、制御部６４により回転用モーター３４が制御されて車軸９０の回転が当初の回転数まで上昇される（ステップＳ９）。そして、作業者は清磨作業を再開する（ステップＳ５）。
なお、車軸９０の回転を減速させた後に、いずれかの熱電対５３の計測温度が異常温度に達した場合には、制御部６４により回転用モーター３４が制御されて車軸９０の回転が停止され、清磨作業が終了する。

【0038】

また、いずれの熱電対５３の計測温度も警報温度に達していない場合（ステップＳ６；Ｎｏ）、作業者による終了操作が行われたか否かが制御部６４により判定され（ステップＳ１０）、終了操作が行われていない場合には（ステップＳ１０；Ｎｏ）、清磨作業が継続される（ステップＳ５）、
一方、作業者による終了操作が行われた場合には（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、制御部６４により回転用モーター３４が制御されて車軸９０の回転が停止され（ステップＳ１１）、清磨作業が終了する。

【0039】

［実施例］
続いて、本実施形態における車軸清磨装置の実施例について説明する。
本実施例では、本実施形態における車軸清磨装置を用いて車軸９０の清磨作業を実施したときの油切り座の外径寸法のばらつき（最大値と最小値の差）を計測し、従来の手磨きによるものと比較した。ここで、従来の手磨きとは、回転していない車軸に対して作業者が手作業でサンドペーパーを掛けて行う清磨作業である。

【0040】

図８は、本実施例の結果を示すグラフであって、清磨作業を実施した車軸における油切り座の寸法ばらつきを、車軸本数（何本目の車軸か）を横軸としてプロットしたものである。
この図に示すように、本実施形態における車軸清磨装置を用いた清磨作業（機械磨き）では、従来の手磨きによるものに比べ、寸法ばらつき自体が総じて大幅に低減できている、すなわち仕上げ寸法をより高精度化できていることが分かる。また、機械磨きでは、寸法ばらつきの分布も手磨きに比べて小さくまとまっており、作業者の作業練度等に依らずに仕上げ寸法をより安定化できていることが分かる。

【0041】

［効果］
以上のように、本実施形態によれば、ギアケース９２が固定された状態で車軸９０が回転され、この車軸９０の摺擦部の表面に清磨具５０が当接されて当該摺擦部の表面が清磨されるため、車軸を手磨きしていた従来に比べ、仕上げ寸法の高精度化・安定化や作業時間の短縮化を図ることができる。したがって、ギアケース９２内に収容された歯車９１が一体化された車軸９０を、従来に比べて効率的に清磨することができる。

【0042】

また、清磨具５０のうちサンドペーパーＰを介して車軸９０の摺擦部表面と当接する円弧面５１ａの温度が計測され、この円弧面５１ａの温度が所定の警報温度（または異常温度）を超えた場合に、車軸９０の回転が減速（または停止）される。
これにより、車軸９０の回転を自動化させたことに伴って従来の手磨きよりも車軸９０表面が高温化しやすくなるところ、清磨具５０の円弧面５１ａの温度を介して間接的に車軸９０の表面温度を管理することができる。したがって、高周波焼入れされた車軸９０であっても、この熱処理効果が損なわれ得る温度（例えば約１５０℃）までの高温化を防ぐことができ、ひいては高温化による車軸９０表面の変質等を防ぐことができる。

【0043】

また、清磨具５０を車軸９０に当接させたときの押し当て荷重が計測され、この押し当て荷重が所定の過大荷重を超えた場合に、車軸９０の回転が停止される。
これにより、清磨具５０から車軸９０表面に加わる荷重を管理することができるため、過大な荷重による車軸９０表面の損傷等を防ぐことができる。

【0044】

また、清磨具５０がハンドルバー５６を備え、作業者によりハンドリング可能に構成されているので、作業者は身軽に清磨作業を行うことができ、ひいては清磨作業を行いやすくすることができる。

【0045】

［変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0046】

例えば、上記実施形態では、清磨具５０が作業者によりハンドリング可能なものであることとしたが、当該清磨具５０を軸支持装置１０と一体的に構成し、モーター駆動などにより車軸９０に押し当て可能なものとしてもよい。

【0047】

また、作業者がギア固定ユニット４０の一対の固定具４３，４３を手動で移動させてギアケース９２を固定することとしたが、一対の固定具４３，４３をモーター駆動可能に構成するなどして、ギアケース９２の固定を自動化してもよい。

【0048】

また、清磨作業におけるステップＳ３では、車軸９０を上昇させることにより、ギアケース９２と車軸９０及び歯車９１の各々との間に隙間を介在させることとしたが、当該隙間を設けることが可能であれば、車軸９０を上昇でなく下降させてもよい。
さらに、ギアケース９２を固定状態のまま昇降可能な昇降手段を設け、車軸９０でなくギアケース９２を昇降させることにより、上記の隙間を設けることとしてもよい。

【0049】

また、ロードセル５７の計測荷重が所定の過大荷重に達した場合に車軸９０の回転を停止させることとしたが、この計測荷重が上記の過大荷重よりも小さい所定荷重に達した場合に車軸９０の回転を減速させる処理を加えてもよい。

【0050】

また、本明細書においては、「清磨」なる用語を、主として「元の状態に綺麗に戻すための磨き」という意味で使用しているが、本発明に係る車軸清磨装置及び車軸清磨方法は、この「清磨」を行うものに限定されず、高精度に磨き上げる「精磨」を行う装置及び方法にも適用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１０ 軸支持装置
２０ 支持台
２２ ガイド部
２７ 昇降用モーター
３０ 軸支部
３４ 回転用モーター
４０ ギア固定ユニット
４３ 固定具
５０ 清磨具
５１ａ 円弧面
５３ 熱電対
５６ ハンドルバー
５７ ロードセル
６４ 制御部
９０ 車軸
９１ 歯車
９２ ギアケース
Ｐ サンドペーパー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】