特許 6985495 ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する製作装置および製作装置を用いて少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する方法

(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】6985495

(24)【登録日】2021年11月29日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する製作装置および製作装置を用いて少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 9/00 20060101AFI20211213BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20211213BHJP

   B24B 47/16 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   B24B9/00 601F

   B24B41/06 Z

   B24B47/16

【請求項の数】8

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2020-505470(P2020-505470)

(86)(22)【出願日】2018年9月5日

(65)【公表番号】特表2020-528833(P2020-528833A)

(43)【公表日】2020年10月1日

(86)【国際出願番号】DE2018100754

(87)【国際公開番号】WO2019057238

(87)【国際公開日】20190328

【審査請求日】2020年1月31日

(31)【優先権主張番号】102017121861.0

(32)【優先日】2017年9月21日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】515009952

【氏名又は名称】シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲー

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー ヴァイトナー

(72)【発明者】

【氏名】ホアスト グレディ

(72)【発明者】

【氏名】シュテファン ヴォイヴォーデ

【審査官】 山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０３９１３２７５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−１３５４３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 独国特許発明第００７２９８８５（ＤＥ，Ｃ２）

【文献】 特開平０８−２１５７８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０７６６３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ９／００

Ｂ２４Ｂ ４１／０６

Ｂ２４Ｂ ４７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローラ（２）の少なくとも１つの端面（３ａ，３ｂ）に湾曲した成形部を製作する製作装置（１）であって、
前記ローラ（２）の前記少なくとも１つの端面（３ａ，３ｂ）に湾曲した成形部を研削する研削装置（４）と、
前記研削装置（４）と保持装置（５）との間に前記ローラ（２）を保持する保持装置（５）と、を備える製作装置（１）において、
前記保持装置（５）は、前記研削装置（４）に対して直線運動可能であり、
前記研削装置（４）は研削通路（６）を有しており、該研削通路（６）は、前記ローラ（２）の第１の端面（３ａ）に湾曲した成形部を研削する上側の研削付形部（８ａ）と、前記ローラ（２）の第２の端面（３ｂ）に湾曲した成形部を研削する下側の研削付形部（８ｂ）とを有しており、
前記研削通路（６）の、前記ローラの軸方向における幅は、通路入口（１０）から前記ローラ（２）の進行方向（Ｄ）に向かって先細になるように形成されておりかつ／または前記通路入口（１０）から前記進行方向（Ｄ）に向かって狭まっていることを特徴とする、製作装置（１）。

【請求項2】

前記研削装置（４）は、位置固定されて配置されている、請求項１記載の製作装置（１）。

【請求項3】

前記ローラ（２）は、前記研削装置（４）と前記保持装置（５）との間で前記研削装置（４）と前記保持装置（５）とに接触して配置可能でありかつ／または配置されている、請求項１または２記載の製作装置（１）。

【請求項4】

前記ローラ（２）は、前記研削通路（６）内に配置可能であり、これにより前記ローラ（２）の周面（３ｃ）が前記保持装置（５）に当接することになり、前記第１の端面（３ａ）は、前記研削通路（６）の前記上側の研削付形部（８ａ）に接触すると共に、前記第２の端面（３ｂ）は、前記研削通路（６）の前記下側の研削付形部（８ｂ）に接触することになる、請求項１から３までのいずれか１項記載の製作装置（１）。

【請求項5】

前記ローラ（２）は、前記研削装置（４）に対して方向付けられる前記保持装置（５）の直線運動（Ｌ）により、前記研削装置（４）に沿って転動しかつ前記研削通路（６）を進行方向（Ｄ）に進行するように駆動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の製作装置（１）。

【請求項6】

請求項１から５までのいずれか１項記載の製作装置（１）を用いて、ローラ（２）の少なくとも１つの端面（３ａ，３ｂ）に湾曲した成形部を製作する方法において、
前記保持装置（５）は、前記研削装置（４）に対して直線運動するように駆動されることを特徴とする、方法。

【請求項7】

前記ローラ（２）は、前記研削通路（６）内に配置され、これにより前記第１の端面（３ａ）は前記上側の研削付形部（８ａ）に接触すると共に、前記第２の端面（３ｂ）は前記下側の研削付形部（８ｂ）に接触することになり、前記保持装置（５）は、前記ローラ（２）の周面（３ｃ）に当接しかつ／または前記ローラ（２）の前記周面（３ｃ）を押圧し、前記ローラ（２）は、前記保持装置（５）の前記直線運動（Ｌ）によって回転されかつ前記研削通路（６）を前記進行方向（Ｄ）に進行する、請求項６記載の方法。

【請求項8】

前記ローラ（２）が前記研削通路（６）を回転しつつ通走する間に、前記上側の研削付形部（８ａ）により前記第１の端面（３ａ）に湾曲した成形部が研削されると共に、前記下側の研削付形部（８ｂ）により前記第２の端面（３ｂ）に湾曲した成形部が研削される、請求項６または７記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部（Verlauf）を製作する製作装置に関する。この製作装置は、湾曲した成形部を研削するための研削装置と、ローラを保持装置と研削装置との間に保持するための保持装置とを有している。本発明は、製作装置を用いてローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する方法にも関する。

【背景技術】

【0002】

湾曲した面を有する転動体が、従来技術から十分に知られている。湾曲した面は、湾曲した成形部を有するように、適当な装置を用いて研削されることが多い。

【0003】

例えば、刊行物である独国特許出願公開第１９５３１９６５号明細書に記載のころ軸受用の転動体は、１つのころの転動面と２つの端面との間の境界に、それぞれ面取りされた領域を有している。このために、転動面を研削するための外側の研削領域と、端面を研削するための端部研削領域と、面取りされた領域を研削するための丸み付けられた研削領域とを有している研削工具が使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の根底を成す課題は、ローラの湾曲した端面を、費用対効果が高くなるように製作する製作装置を提供することにある。この課題は、請求項１記載の特徴を有する、ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する製作装置と、請求項８記載の特徴を有する、製作装置を用いてローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する方法とによって解決される。本発明の好適なまたは有利な実施形態は、各下位請求項、以下の説明および／または添付の図面から得られる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した、特に球状の成形部を製作するように形成された製作装置が提案される。好適には、ローラは転がり軸受用の転動体として形成されている。例えば、ローラは円筒ころとして形成されている。しかしまた、ローラは針状ころまたは球面ころであってもよい。例えば、ローラは、５ミリメートル、好適には６ミリメートルおよび／または最大８ミリメートルの直径を有している。ローラの長さは、好適には少なくとも４ミリメートル、特に少なくとも２０ミリメートル、特に少なくとも４０ミリメートルおよび／または最大７０ミリメートルである。

【0006】

好適には、少なくとも１つの端面は、ローラの回転軸線に対して軸線方向に配置されている。特に、ローラは、ローラの回転軸線を中心として半径方向に延在する周面を有している。特に、ローラは、回転軸線に対して軸線方向において互いに反対の側に位置するように配置された、第１および第２の端面を有している。

【0007】

製作装置は、研削装置を有している。研削装置は、ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を研削するように形成されている。例えば、研削装置は、直方体形のジョーとして、特に高さよりも大幅に大きな長さを有して形成されている。

【0008】

製作装置は、保持装置を有している。保持装置は、この保持装置と研削装置との間にローラを保持するように形成されている。例えば、保持装置は、長さが高さよりも特に大幅に大きくなっている別の直方体形のジョーとして形成されている。好適には、研削装置と保持装置とは同じ寸法、特に同じ長さおよび／または高さを有している。好適には、研削装置および保持装置は、鋼合金から形成されている。

【0009】

本発明では、保持装置は、研削装置に対して直線運動可能である。好適には、保持装置は研削装置に対して同一方向を向いてかつ／または平行に可動である。特に、製作装置は、研削装置に対して保持装置を直線駆動するためのアクチュエータ、例えばリニアモータを有している。特に、保持装置は、研削装置に対して同一方向を向いてかつ／または平行に直線運動するように、アクチュエータにより駆動される。

【0010】

本発明の好適な構成は、研削装置が位置固定されて配置されていることを想定している。好適には、研削装置は転造機械に研削機械として組み込まれ、そこに位置固定的に固定されている。特に、保持装置も研削機械に組み込まれており、そこで研削装置に対して所定の間隔をあけて直線運動可能であると共に、研削装置に対して同一方向を向いてかつ／または平行に可動である。

【0011】

本発明の好適な実施形態では、ローラは、研削装置と保持装置との間に、好適には形状接続式に配置可能である。任意には、ローラは中間嵌めまたはプレス嵌めで、研削装置と保持装置との間に配置されている。好適には、研削装置と保持装置とは、ローラに接触している。特に、保持装置は、ローラを保持しかつ研削装置に押し当てる保持面を有しているので、ローラが研削装置から外れる恐れはない。特に好適には、保持面には、保持面の摩擦係数を高めるコーティングまたは材料層または例えば刻み目等の表面構造が設けられている。これにより、研削装置と保持装置との間でのローラの確実な保持を有利に保証することができる。特に、これにより、特に保持装置の直線運動時および／または直線運動中に、研削装置と保持装置との間をローラが滑り抜けることを防止できる。

【0012】

研削装置の好適な設計上の実現は、研削装置が通路開口を備えた研削通路を有していることを想定している。例えば、研削通路は上側の研削付形部と、下側の研削付形部とを有している。好適には、上側および下側の研削付形部は、通路開口および／または研削通路の枠に沿って延在している。好適には、上側の研削付形部は、ローラの第１の端面に湾曲した成形部を研削するように形成されている。特に、下側の研削付形部は、ローラの第２の端面に湾曲した成形部を研削するように形成されている。特に好適には、上側および下側の研削付形部は、例えば立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）から成る耐摩耗性のコーティングを有しており、これにより、研削時および／または研削中の摩耗を回避または先延ばしすることができる。任意には、研削通路は通路開口に対向して位置するように配置された通路壁を有している。

【0013】

本発明の好適な構成は、ローラは少なくとも部分的に研削通路内に配置可能であることを想定している。このために、好適には、製作装置は、ローラを研削装置に、特に研削通路内に供給するように形成された供給装置を有している。任意には、供給装置はローラを、研削通路への入口を形成する通路入口に置く。供給装置は、例えばロボットアームのグリッパであってよい。

【0014】

ローラが研削通路内、特に通路入口に配置されると、ローラの回転軸線は、両研削付形部の間で好適には直立して、鉛直方向および／または垂直方向に延在しかつ／または通路壁に対して同一方向を向いてかつ／または平行に延在することになる。特に、ローラは、第１の端面が研削通路の上側の研削付形部に接触しかつ／または第２の端面が研削通路の下側の研削付形部に接触するように、研削通路内、特に通路入口に配置可能である。特に、ローラが研削通路内、特に通路入口に配置されると、ローラの周面に保持装置の保持面が当接するようになっている。特に、これにより、保持装置はローラを保持するかまたは研削通路の方向に押圧して、各端面をそれぞれの研削付形部に位置決めするようになっている。

【0015】

本発明の好適な実施形態では、ローラは、研削装置に対して方向付けられる保持装置の直線運動により、研削装置に沿って転動しかつ研削通路を通走方向に通走するように駆動可能である。好適には、保持装置は、研削通路内に配置されたローラを、保持装置の直線運動によって、ローラの回転軸線を中心として回転しつつ研削通路に沿って進行するように駆動する。特に、ローラは、通路入口から、好適には加工が完了したローラの放出が行われる通路端部まで、研削通路を通走する。各端面とそれぞれの研削付形部とが接触していることにより、ローラが回転して研削通路を通走する際にかつ／またはその最中に、第１および第２の端面の湾曲した成形部の研削が行われる。

【0016】

好適には、上側の研削付形部および下側の研削付形部は、通路壁に対して斜めに、角度を成してかつ／または所定のアールまたはアール延在長さで配置されている。これにより、研削通路の通走時および／または通走中に、上側の研削付形部により、ローラの少なくとも１つの端面、特に第１の端面に湾曲した成形部を製作すると共に、下側の研削付形部により第２の端面に湾曲した成形部を製作することができるようになっている。任意には、加工が完了したローラには、本発明による製作装置および／または本発明による方法によってのみ形成することができる、特別な表面トポグラフィが生じている。

【0017】

本発明の好適な実施形態では、研削通路は、ローラの通走方向に先細になるように形成されている。好適には、研削通路は通走方向に狭まっている。特に、通路入口は、通路端部よりも大きな幅を有している。研削通路を通ってローラが通走する際にかつ／またはその最中に、少なくとも１つの端面を研削することにより、軸方向においてローラの長さ適合が行われるため、研削通路が先細になりかつ／または徐々に狭まることは、少なくとも１つの端面と、対応する研削通路の研削付形部との継続的な接触を保証するために好適でありかつ有利である。

【0018】

本製作装置により、ローラにおける湾曲した端面の効率的で廉価な製作、特に大量生産を提供することができる。特に、ローラの加工を完了するサイクル数を、従来の製作装置に比べて有利に増やすことができる。

【0019】

本発明の別の対象を形成するのは、ここまでの説明および／または請求項１〜７に記載した製作装置を用いて、ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する方法である。この方法の枠内で、保持装置は特に、研削装置に対して直線運動するように、アクチュエータにより駆動される。

【0020】

好適な方法ステップでは、ローラは研削通路内に配置され、その結果、周面が保持装置に当接することになり、第１の端面が上側の研削付形部に接触すると共に、第２の端面が下側の研削付形部に接触することになる。好適には、ローラは研削装置に対する保持装置の直線運動により、第１および第２の研削通路を特に回転しつつ通走するように駆動される。

【0021】

別の好適な方法ステップでは、ローラが研削通路を回転しつつ通走する間に、上側の研削付形部により第１の端面に湾曲した成形部が研削されると共に、下側の研削付形部により第２の端面に湾曲した成形部が研削される。

【0022】

本発明の別の特徴、利点および作用は、以下の本発明の好適な実施例の説明に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】研削装置および保持装置を用いて、ローラの少なくとも１つの端面に湾曲した成形部を製作する製作装置を示す図である。

【図2】研削装置に形成された研削通路を示す平面図および側面図である。

【図3】研削通路内にローラが配置された、図２に示した研削通路を示す図である。

【図4】研削通路の通路入口の平面図および通路入口の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

互いに対応するまたは同じ構成部材には、図中、それぞれ同じ符号を付してある。

【0025】

図１に示す製作装置１は、ローラ２の少なくとも１つの端面３ａ，３ｂにおける湾曲した成形部の製作用に、好適には費用対効果の高い大量生産用に形成されている。製作装置１は、研削装置４と保持装置５とを有している。ローラ２は、研削装置４と保持装置５との間に配置されており、特に研削装置４と保持装置５との間で形状接続式に保持されており、特に締め込まれている。

【0026】

ローラ２は、転がり軸受用の転動体として、特に円筒ころ、針状ころまたは球面ころとして形成されている。ローラ２は、例えば５ミリメートル、好適には６ミリメートルおよび／または最大８ミリメートルの直径を有している。ローラ２の長さは、好適には少なくとも４ミリメートル、特に少なくとも２０ミリメートル、特に少なくとも４０ミリメートルおよび／または最大７０ミリメートルである。

【0027】

図３により正確に示すように、ローラ２は、ローラ２の回転軸線Ｘに対して半径方向に配置された周面３ｃを有している。ローラ２は、軸方向において互いに反対の側に位置するように配置された、第１の端面３ａおよび第２の端面３ｂを有している。

【0028】

製作装置１の研削装置４および保持装置５は、図１に示したように直方体形の鋼ジョーとして形成されており、転造機械に研削機械として組み込むことができる。別の工作機械が用いられてもよい。研削機械内には研削装置４が位置固定されて不動に取り付けられている。保持装置５は、研削装置４に対して直線運動可能である。このために、製作装置１は、保持装置５を直線運動させることができるアクチュエータ（図示せず）、例えばリニアモータを有している。

【0029】

保持装置５の直線運動Ｌに際して、保持装置５は研削装置４に対して間隔をあけてかつ研削装置４に対して同一方向に向けられかつ／または平行に運動する。

【0030】

研削装置４は研削通路６を有しており、研削通路６は、通路開口と、通路壁７と、上側の研削付形部８ａおよび下側の研削付形部８ｂとを有している。上側の研削付形部８ａおよび下側の研削付形部８ｂは、通路壁７に対向して位置する通路開口に沿って延在している。上側の研削付形部８ａは、ローラ２の第１の端面３ａを研削するように形成されているので、そこに湾曲した、特に球状の成形部が生じることになる。下側の研削付形部８ｂは、ローラ２の第２の端面３ｂを研削するように形成されているので、ここにも湾曲した、特に球状の成形部が生じることになる。

【0031】

保持装置５は、研削通路６内でローラ２を保持するための保持面９を有している。保持面９には、摩擦係数を高めるコーティングが任意に設けられているので、研削装置４と保持装置５との間でのローラ２の確実な保持が保証されると共に、ローラ２の滑落も回避できるようになっている。

【0032】

図２には、研削装置４の研削通路６の平面図および側面図が示されている。図３には、研削通路６内に部分的に配置されたローラ２の詳細図が示されている。

【0033】

ローラ２は、回転軸線Ｘが鉛直方向に、垂直方向にまたは直立して延在しかつ通路壁７に対して同一方向を向くように、部分的に研削通路６内に配置されている。ローラ２は両端面３ａ，３ｂでもって研削付形部８ａ，８ｂに接触している。この位置で、ローラ２は図１に示した保持装置５によって保持され、特に研削通路６内へ押し込まれる。

【0034】

保持装置５は、アクチュエータにより作動されて、直線運動Ｌを実施する。これによりローラ２は通走方向Ｄに、回転軸線Ｘを中心として回転し、その結果ローラ２は、通走方向Ｄにおいて研削通路６を通って移動することになる。このときまたはこの最中に、上側の研削付形部８ａにより、ローラ２の第１の端面３ａに湾曲した成形部が研削されると共に、下側の研削付形部８ｂにより、第２の端面３ｂに湾曲した成形部が研削される。

【0035】

図４には、研削通路６の通路入口１０の平面図および通路入口１０の側面図が示されている。ローラ２は通路入口１０を介して研削通路６内へ挿入され、次いで通走方向Ｄでの回転運動に基づき、端面３ａ，３ｂに湾曲した成形部が付与されてよい。研削通路６内にローラ２を挿入するために、製作装置１（図１）は、例えばロボットアームおよび／またはグリッパとして形成された供給装置（図示せず）を有している。研削通路６を完全に通走した後で、ローラ２は通路端部１２に放出され、例えば搬送ベルトにより搬出される。

【0036】

通路入口１０は、通走方向Ｄに引き続き延在する研削通路６よりも大きな幅Ｗを有している。特に、研削通路６は、通走方向Ｄ内で先細になっているかまたは狭まっている。これは必要なことである。なぜなら、ローラ２は、通路入口１０への挿入時および研削前には、研削通路６内での研削中または研削後よりも、軸方向において大きな高さを有しているからである。特に、ローラ２の高さＨ（図３）は、端面３ａ，３ｂにおける湾曲した成形部の研削時および／または研削中に減少するため、研削通路６は、先細になりかつ／または狭まることにより、ローラ２の高さＨに適合されている。

【0037】

上側の研削付形部８ａおよび下側の研削付形部８ｂには、例えば立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）から成る耐摩耗性のコーティングが設けられているので、耐用年数を延ばすと共に、摩滅を遅らせることができる。研削付形部８ａ，８ｂは、通路壁７に対して横方向に、角度を成してまたは所定のアールまたはアール延在長さで延在している（図３も参照）。特に、研削付形部８ａ，８ｂは、端面３ａ，３ｂの湾曲した成形部を研削することができるように形成された段部および／またはアールまたはアール成形部１１により形成されている。

【0038】

図１に示した製作装置１により、有利には、転動体に湾曲した端面を研削するための従来の製作装置に比べ、サイクル数を増大することができる。これにより、湾曲した端面３ａ，３ｂを有するローラ２を、費用対効果が高くなるように製作することができる。

【符号の説明】

【0039】

１ 製作装置
２ ローラ
３ａ 第１の端面
３ｂ 第２の端面
３ｃ 周面
４ 研削装置
５ 保持装置
６ 研削通路
７ 通路壁
８ａ 上側の研削付形部
８ｂ 下側の研削付形部
９ 保持面
１０ 通路入口
１１ 段部および／またはアール
Ｄ 通走方向
Ｈ 高さ
Ｌ 直線運動
Ｗ 幅
Ｘ 回転軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】