【手続補正書】
【提出日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  自動車のディスクブレーキの平坦面の加工方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールボスのフランジの平坦な面を表面加工する方法において、
機械加工される表面をもつフランジを有するホイールボスをモータ車両に取り付ける据付け面を形成した軸受外レースを有するホイール軸受に取り付け；
軸受外レースの据付け面を静止工作物キャリアに固定して、それによってホイールボスを工作物キャリアに据付け；
ホイールボスとフランジをボス軸線を中心に回転させ；そして
回転するフランジに加工工具を係合させて、それによってフランジを機械加工させる工程から成ることを特徴とする方法。
【請求項２】
さらに、フランジの表面を検知し；                                                フランジの表面の平坦性からの偏向を表わすセンサーの角度依存軸方向変位を検出し、  そして許容公差範囲内に入る軸方向変位の測定により表面の機械加工を終える工程から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工作物キャリアが工作機械の駆動されるスピンドルを包囲し、さらにボスにスピンドルを弾力的に連結させる工程から成ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
工具はディスクのリムとフランジの表面に係合させる回転カップ形状研磨ディスクであり、そのディスクはボスの回転軸線と平行な軸線を中心に回転されるが、しかしその回転軸線から横方向に偏っていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、フランジの表面を検知し；                                                フランジの表面の平坦性からの偏向を表わすセンサーの角度依存軸方向変位を検出し、  そして許容公差範囲内に入る軸方向変位の測定により表面の機械加工を終える工程から成ることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
工作物キャリアが工作機械の駆動されるスピンドルを包囲し、さらにボスにスピンドルを弾力的に連結させる工程から成ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ブレーキディスク、ホイールボスとホイール軸受を有するブレーキディスク組立体を機械加工する方法において、
ボス軸線に心合せしてスリーブを有するホイールボスにスリーブから半径方向に保護するフランジを取り付け、ホイール軸受がスリーブに取り付けられた軸受内レースとモータ車両に取り付けるために軸方向に働いた据付け面を形成した軸受外レースとを有し；      環状静止工作物キャリアに軸方向に軸受外レースの据付け面を固定して、それによってホイールボスを工作物キャリアに据付けて；
ボスがモータ車両に据付けられるときにブレーキディスクがボスに押圧される力にほぼ等しい力によりブレーキディスクに保持ディスクを押圧することにより実質的に軸線と垂直に延びる一対の対向面を有するブレーキディスクをフランジに固定し；
ホイールボスとブレーキディスクを軸線を中心に回転させ；そして
機械加工工具と回転ブレーキディスクの面とを係合させ、それによってそれら面を表面加工する行程から成ることを特徴とする方法。
【請求項８】
ディスク面は平らに機械加工されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
工具がボス軸線に平行なホイール軸線を中心に回転される回転砥石車であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、フランジの表面を検知し、それによりフランジの表面の平坦性からの偏向を表わすセンサーの角度依存軸方向変位を検出し；そして
許容公差範囲内に入る軸方向変位の測定により表面の機械加工を終える工程から成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
工作物キャリアが工作機械の駆動スピンドルを包囲し、さらにボスにスピンドルを弾力的に連結させる工程から成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
ボスとブレーキディスクは回転駆動により上からの係合によって回転されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】  
ターンテーブルがそれぞれの工作物キャリアを備えた一対の加工ステーションを有し、さらに、ボスと軸受を備える仕上り機械加工ブレーキディスクを加工ステーションの一方から降ろし、他方の作業ステーションにおいてブレーキディスクを機械加工しながらボスと軸受を備える未加工ブレーキディスクを一方の加工ステーションに取り付ける工程から成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】  
さらに、面の機械加工中にボスと軸受にディスクを軸方向に押圧する工程から成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１５】  
据付け面が複数のクランプによってキャリアに固定されていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
この発明は、自動車用のホイール軸受ユニットとブレーキディスクから成るディスクブレーキの平坦な面を加工する方法に関する。ホィール軸受ユニットにはホイールボスと、転がり軸受装置と、車両に固定するための組立面を有する軸受外レースとがある。ホイールボスにはブレーキディスクを組み立てるためのフランジ面がある。
【０００２】
【背景技術】
リング状のフランジ面が回転軸に対して正確に直角になっていないなら、ボスと共に回転するブレーキディスクは、衝撃とも称される揺動運動あるいは軸方向の回転角度に依存するずれ運動を行う。回転角度に依存する僅かなずれ運動あるいは揺動運動はブレーキをかける時にブレーキペダルに伝わる振動として感知される。ブレーキディスクが大きければ、ホイールボスのフランジ面の加工誤差がそれだけ強く感じる。それ故、説明した作用は、特に小型運搬車両、積み込み装置、トラックおよび類似の実用車両で生じる。
【０００３】
周知の処置の範囲内でホイールボスの面は、このホイールボスを転がり軸受装置および軸受リングと共にホイール軸受ユニットに組み込む前に仕上げ加工される。ホイール軸受ユニットを車両に組み込まれた後にブレーキディスクのフランジ面のところに規則正しくホイールボスの回転運動で乱れた衝撃が確認できる。回転運動に依存するずれ運動は実用車でホイールボスについて測定するとしばしば 40 〜 60 μm の範囲にある。直径の増加と共に衝撃も強くなる。ブレーキディスクの外側直径には 100μm までになる軸方向の回転角度に依存するずれ運動が生じる。これ等のずれ運動はブレーキを操作する時でも乱れた振動としてブレーキペダルに伝達される。
【０００４】
【発明の開示】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、車両に組み込まれているディスクブレークのブレーキディスクで測定できる衝撃が比較的小さくなるように加工を行うことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の内容および上記課題の解決策は、
機械加工される表面をもつフランジを有するホイールボスをモータ車両に取り付ける据付け面を形成した軸受外レースを有するホイール軸受に取り付け；
軸受外レースの据付け面を静止工作物キャリアに締め付け且つそれによってホイールボスを工作物キャリアに据付け；
ホイールボスとフランジをボス軸線を中心に回転させ；そして
回転するフランジに加工工具を係合させてそれによってフランジを機械加工させる工程から成ることを特徴とするホイールボスのフランジの平坦な面を表面加工する方法にある。
【０００７】
さらに、この発明の内容および上記課題の解決策は、  
ボス軸線に心合せしてスリーブを有するホイールボスにスリーブから半径方向に保護するフランジを取り付け、ホィール軸受がスリーブに取り付けられた軸受内レースとモータ車両に取り付けるために軸方向に働いた据付け面を形成した軸受外レースとを有し；      環状静止工作物キャリアに軸方向に軸受外レースの据付け面を固定してそれによってホイールボスを工作物キャリアに据付けて；
ボスがモータ車両に据付けられるときにブレーキディスクがボスに押圧される力にほぼ等しい力によりブレーキディスクに保持ディスクを押圧することにより実質的に軸線と垂直に延びる一対の対向面を有するブレーキディスクをフランジに固定し；
ホイールボスとブレーキディスクを軸線を中心に回転させ；そして機械加工工具と回転ブレーキディスクの面を係合させ、それによってそれら面を表面処理する行程から成ることを特徴とするブレーキディスク、ホイールボスとホイール軸受を有するブレーキディスク組立体を機械加工する方法にある。  
【０００８】
この発明による内容によれば、軸受外レースとホイールボスを個別部品として仕上げ加工するのでなく、予備組立したホイール軸受ユニットに付いて加工を行う。その場合、車輪ボスのフランジ面もしくは予め組み立てたブレーキディスクの制動面を加工する。この場合、ホイール軸受ユニットのホイールボスは必ずスピンドルとして働くので、乗物に後で組み込んだ状態と同じ状況になる。この発明は、冒頭に述べた回転角度に依存する乱れたずれ運動、つまり衝撃をこの方法でほぼ排除できることに基づいている。何故なら加工後に軸受外レースの組立面とホイールボスのフランジ面もしくはブレーキ板の制動面が正確に面平行に向いているからである。ホイールボスを軸受外レースの組立面と共に工作物キャリアに装着し、切削面が工作物キャリアに平行に向いている切削工具で構造部品を加工するなら、組立面とブレーキディスクの制動面の間に必要な面平行性が保証される。同じことは、他の切削加工、例えば旋盤、フライス等にも当てはまる。
【０００９】
この発明による方法に従いブレーキディスクの制動面を加工する時、押圧板と締付ボルトを用いてブレーキディスクをホイールボスに対して予備応力を加え、制動面を加工する前に、自動車に対して後の使用に合わせて加える一定の予備応力で締付ボルトを締める。
【００１０】
この発明による方法の有利な構成によれば、加工すべき面をセンサで検知し、回転角度に依存する軸方向のずれ運動を測定する。センサの測定値が許容範囲内にあれば、加工を停止する。
【００１１】
ホイールボスは、主にリング状に形成された工作物キャリアを介して保持し、柔軟なアダプター部材を介在させてホイールボスに結合する工作機械のスピンドルで駆動される。柔軟なアダプター部材により工作物キャリアに装着された加工すべき構造部品群とスピンドルの回転軸の間の僅かな偏心度を相殺できる。
【００１２】
この発明による方法の他の構成は、加工すべき構造部品群に上部で結合するスピンドルにより車軸ボスを駆動している。加工中に軸方向に遊びのある軸受では、転がり軸受装置の軸方向の遊びを除去するため初期負荷をホイール軸受ユニットに与えると有効である。
【００１３】
工作物キャリアは位置決めして配置されるか、あるいは加工ステーションの送り装置に導入する。加工すべきホイール軸受ユニットあるいはホイール軸受ユニットと組み込んだブレーキディスクとから成る構造部品群をターンテーブル（回転台）の工作物キャリアに装着し、ターンテーブルの回転運動により工作機械の作業領域に導入すると好ましい。この工作機械には構造部品群に連結するホイールボスの回転駆動部用のスピンドルおよび回転駆動可能な少なくとも一つの加工工具がある。加工ステーションは、例えばブレーキディスクを両面加工する二重側面研削機械として設計される。
【００１４】
この発明による方法は、加工すべき面を回転する砥石車で平坦に研磨する自動車用のディスクブレーキの平坦な面を仕上げ加工するのに適している。砥石車としては、例えば回転軸がホイールボスの回転軸に対して平行にずらして配置されている研磨ホイールを使用できる。
【００１５】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、ただ一つの実施例を示す図面に基づきこの発明を説明する。
【００１６】
【実施例】
図１に示す工具装置により自動車用のホイール軸受ユニットを用いてホイールボス２のフランジ面１を加工する。加工すべきフランジ面１はブレーキディスクの接続面である。
【００１７】
平坦に研磨する前に、ホイールボス２を転がり軸受装置３および軸受外レース４と共に組み込んでホイール軸受ユニットにする。軸受外レースには車両に固定するための組立面５がある。ホイール軸受ユニットは軸受外レース４の組立面５で固定された工作物キャリア６に取り付けられている。工作物キャリア６は精密加工されるリングとして形成され、工作機械の固定台７の上に位置決めされる。例えば星型に配置された緊張クランプ８によりホイール軸受ユニットの軸受外レース４は工作物キャリアに固定される。
【００１８】
ホイールボス２は工作機械のスピンドル９により回転駆動される。このスピンドル９はリング状に形成された工作物キャリア６を貫通し、柔軟なアダプタ部材１０を中間接続してホイールボス２に結合する。ホイールボスを平坦研磨する砥石車としては図示していない駆動部に接続する研磨ホイール１１を使用する。研磨ホイール１１は回転し、方向矢印で示す軸方向の送り運動を行う。
【００１９】
研磨作業中、回転するホイールボス２のフランジ面１をセンサ１２で検査する。例えば接触ピンのセンサ１２により、衝撃とも称される回転角度に依存するフランジ面１の軸方向のずれ運動を測定する。センサ１２の測定値が許容公差の範囲内に留まっていると研磨作業を止める。加工後にはフランジ面１について未だ測定可能な軸方向のずれ運動は２〜８μm の間にあり、平均すると４μm となる。
【００２０】
図５では 69 個の加工部品に対してホイールボス２のフランジ面１のずれ運動が測定されている。線分Ｉは従来の技術で加工した構造部品群に対する測定結果を示す。その際、ホイールボスのフランジ面を仕上げ加工し、次いでこれ等の部品を組み立ててホイール軸受ユニットにした。回転角度に依存するずれ運動は 24 と 74 μm の間の範囲内にあり、平均して 51 μm である。線分 II はこの発明による方法で加工したホイール軸受ユニットのフランジ面１に関する測定結果を示す。衝撃、つまり回転角度に依存するずれ運動は平均で僅か４μm にすぎない。
【００２１】
図３に示す工具配置も、ホイール軸受ユニットとこのホイール軸受ユニットのホイールボス２に固定されたブレーキディスク１３とを有するディスクブレーキの平坦な面を加工するために使用される。このホィール軸受ユニットは先に説明した方法で工作物キャリア６に装着される。その前にあるいはそれに引き続きブレーキディスク１３をホイールボス２に固定する。これには、ブレーキディスク１３を押圧板１４と締付ボルト１５でホイールボス２に固定する。その場合、締付ボルト１５は自動車への後の使用に合わせた一定の付勢応力で締められている。次いで、ホイールボス２を回転駆動し、ブレーキディスク１３が両側の面１３′，１３″について加工される。この加工は軸方向に送る回転駆動される砥石車１６′，１６″を使用して制動面１３′，１３″を面研磨するものである。ホイールボス２は上側で加工すべき構造部品群に結合するスピンドル１７で駆動される。研磨加工中には転がり軸受装置の軸方向の遊びを除去するため軸方向の初期負荷がホイールボス２に加わる。
【００２２】
図４は、ロット生産の範囲内で自動加工を可能にする設備を示す。ホイール軸受ユニットとブレーキディスク１３から成る構造部品群をターンテーブル１８の工作物キャリア６に装着し、ターンテーブル１８の動きにより工作機械の作業領域に導入される。この工作機械には、構造部品群に連結するホイールボス２の回転駆動用のスピンドル１７と、ブレーキディスク１３の両側面加工用の回転駆動される砥石車１６とがある。
【００２３】
実施例では、加工すべき面は平坦に研磨された。他の加工方法、例えば旋盤もしくはフライスを排除すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】  自動車のホイールボスのところのフランジ面を平坦研磨する工具装置の一部断面図にした側面図を示す。
【図２】  図１の線分 II − II の断面図を示す。
【図３】  この発明による方法でブレーキディスクを両面研磨する工具装置を示す。
【図４】  自動車用のディスクブレーキを加工する設備を示す。
【図５】  従来の技術と比較して、自動車に組み込んだ後のこの発明による方法で平坦に研磨したホイールボスのフランジ面に関する測定値を示す。