(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速ジョイント用のジョイントインナ部分（１１）のボールトラック（１２）とガイドウェブ（１３）とを１回のチャッキングで加工する方法であって、
少なくとも１つの１番目のボールトラック（１２）を第１の回転位置で機械的に加工するステップと、
前記ジョイントインナ部分（１１）を、少なくとも１つの別のボールトラック（１２）を加工するための第２の回転位置へ回転させるステップと、
を含む方法において、
前記ジョイントインナ部分（１１）を前記第１の回転位置から前記第２の回転位置へ回転させる間、少なくとも１つのガイドウェブ（１３）を機械的に加工し、
前記ガイドウェブ（１３）を、前記ジョイントインナ部分（１１）の長手方向軸線（Ａ）と直交する回転軸線（Ｒ３１）周りに回転する、所定の加工輪郭（３２）を備えたウェブ加工工具（３１）によって加工することを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記第２の回転位置が、周方向で次のまたは次の次の、加工されるべきボールトラック（１２）に相当することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の回転位置から前記第２の回転位置への回転を連続的に行うことを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記ウェブ加工工具（３１）が、１つのボールトラック（１２）の加工の間、前記ガイドウェブ（１３）の機械的な加工のために必要となる加工位置に留まることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ウェブ加工工具（３１）を、前記少なくとも１つの１番目のボールトラック（１２）の機械的な加工の間、初期位置から前記加工位置へ向かって前記回転軸線（Ｒ３１）方向に送り、前記別のボールトラック（１２）の機械的な加工の際にも、前記加工位置に留めることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
最後のガイドウェブ（１３）の機械的な加工の後に、前記ウェブ加工工具（３１）を、前記加工位置から前記初期位置へ向かって半径方向に引き戻すことを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ボールトラック（１２）の機械的な加工の間、前記加工輪郭（３２）が前記ジョイントインナ部分（１１）に対して非接触になるように、前記加工位置における前記ジョイントインナ部分（１１）に対する前記ウェブ加工工具（３１）を位置決めすることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
１つのボールトラック（１２）を機械的に加工するために、フライス削り法または研削法を使用し、かつ／または
１つのガイドウェブ（１３）を機械的に加工するために、フライス削り法または研削法を使用することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
先に加工されたボールトラック（１２）に対して相対的に周方向で少なくとも９０°ずらされている、それぞれ１つのガイドウェブ（１３）を機械的に加工することを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
等速ジョイント用のジョイントインナ部分（１１）のボールトラック（１２）とガイドウェブ（１３）とを１回のチャッキングで加工する装置であって、
チャック軸線（Ｚ）と同軸な長手方向軸線（Ａ）を有するジョイントインナ部分（１１）を緊締するためのチャックユニット（４１）と、
前記ジョイントインナ部分（１１）を前記チャック軸線（Ｚ）周りに１つの回転位置から次の回転位置へ徐々に回転させるための調節ユニットと、
前記ジョイントインナ部分（１１）の各回転位置で前記ボールトラック（１２）を機械的に加工するための回転駆動可能なトラック加工工具（２１）と、
前記ガイドウェブ（１３）を機械的に加工するための回転駆動可能なウェブ加工工具（３１）と、
を備え、
前記ジョイントインナ部分（１１）の前記ガイドウェブ（１３）が前記ジョイントインナ部分（１１）の１つの回転位置から次の回転位置への回転時にその都度、機械的に加工されるように、前記トラック加工工具（２１）が周方向で前記ウェブ加工工具（３１）に対して相対的に配置されている、ジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを加工する装置において、
前記ウェブ加工工具（３１）が、前記ジョイントインナ部分（１１）の前記長手方向軸線（Ａ）と直交する回転軸線（Ｒ３１）周りに回転駆動可能であり、さらに前記ウェブ加工工具（３１）が、１つの回転位置から次の回転位置への前記ジョイントインナ部分（１１）の回転時にその都度少なくとも１つのウェブ面（１３）を機械的に加工するために形成されている加工輪郭（３２）を有することを特徴とする、ジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを加工する装置。
【請求項１１】
前記加工輪郭（３２）が、前記ガイドウェブ（１３）を機械的に加工するための機能領域を有し、該機能領域が、前記回転軸線（Ｒ３１）周りの回転時に１つの環状の軌跡を描くことを特徴とする、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記ジョイントインナ部分（１１）の横断面で見て、前記加工輪郭（３２）との係合領域で１つのガイドウェブ（１３）に接した接線（Ｔ）が、前記回転軸線（Ｒ３１）に対して所定の角度で延びていることを特徴とする、請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
前記加工輪郭（３２）が、少なくとも１つの工具切刃（３３）を有することを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記加工輪郭（３２）が、研削面を有することを特徴とする、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
前記加工輪郭（３２）は、前記ボールトラック（１２）が加工される前記ジョイントインナ部分（１１）の各回転位置で、それぞれ前記ジョイントインナ部分（１１）に対して非接触になるように形成されていることを特徴とする、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
前記トラック加工工具（２１）が、フィンガ形工具であり、該フィンガ形工具の回転軸線（Ｒ２１）が、前記ジョイントインナ部分（１１）の前記長手方向軸線（Ａ）に対して実質的に半径方向に向けられている、または
前記トラック加工工具（２１）が、ディスク形工具であり、該ディスク形工具の回転軸線（Ｒ２１）が、前記ジョイントインナ部分（１１）の前記長手方向軸線（Ａ）に間隔を置いて交差していることを特徴とする、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントのジョイントインナ部分を加工する方法および装置に関する。このようなジョイントインナ部分は、長手方向軸線Ａを有し、かつ少なくとも１つのガイド面を含み、このガイド面によってジョイントインナ部分はボールケージ（保持器）に対して角度変化に対応して傾動可能に案内されている。このガイド面には、全周にわたって分配された複数のボールトラックが形成されており、これらのボールトラックはガイド面を、相応する複数のガイドウェブに分割している。ボールトラックは、等速ジョイントの、トルクを伝達するボールを収容するために形成されている。
【０００２】
このような形式の等速ジョイントは、上で述べたジョイントインナ部分の他に、外側のボールトラックを備えたジョイントアウタ部分と、それぞれ１つの内側のボールトラックと外側のボールトラックとから成るトラックペア内に案内されている、トルクを伝達するボールと、ボールケージとを含む。ボールケージは、周方向分配された複数のケージ窓を備えており、これらのケージ窓内では、複数のボールが１つの平面内に保持されている。両ジョイント部分のうちのいずれか一方のジョイント部分にトルクが導入されると、導入されたトルクは、周方向分配されたボールを介して、両ジョイント部分のうちの他方のジョイント部分へ伝達される。この場合に、ボールはジョイントの屈曲時にボールトラックに沿って移動する。
【０００３】
種々様々なタイプの等速ジョイントが知られている。可動性の点では、基本的に固定式ジョイントとスライド式ジョイントとに分類される。固定式ジョイントは、実質的に、ジョイントインナ部分とジョイントアウタ部分との間の角度変化に対応した傾動運動を実施することができ、そして、製作誤差および規定された軸方向遊びは別として、摺動手段を有しない。このような固定式ボール等速ジョイントは、本出願人により、たとえばＡＣジョイント（angular contact）、ＵＦジョイント（undercut free）、ＳＩＯジョイントおよびＴＢＪ（twin ball joint）の形に構成される。固定式等速ジョイントの特殊構造が、いわゆる「カウンタトラックジョイント」である。カウンタトラックジョイントは、２つのグループのボールトラックが設けられていて、両グループのボールトラックが、互いに逆向きの方向に開いていることにより特徴付けられている。カウンタトラックジョイントは、本出願人により、たとえばＳＸジョイントとして構成される。
【０００４】
スライド式ジョイントは、角度変化に対応した傾動性の他に、ジョイントインナ部分とジョイントアウタ部分との間の軸方向の可動性をも有することにより特徴付けられている。これによって、スライド式等速ジョイントは駆動シャフトの入力部分と出力部分との間の長さ補償を可能にする。たとえば、スライド式等速ジョイントは、トルク伝達のためにアクスルディファレンシャルを自動車のホイールに結合させるサイドシャフトに設けられた伝動装置側のジョイントとして使用され得る。しかし、スライド式等速ジョイントは、トランスミッションとアクスルディファレンシャルとの間でのトルク伝達のための長手方向駆動シャフト（プロペラシャフト）においても使用される。スライド式等速ジョイントは、本出願人により、たとえばＤＯジョイント（double offset）、ＶＬジョイント（Verschiebegelenk Loebro）またはＳＣジョイント（crosstrack）として構成される。
【０００５】
ジョイントインナ部分を製作する場合、ワーク（工作物）につき１回の共通のチャッキングで、まず個々のボールトラックにおける加工ステップを行い、引き続きガイドウェブにおける加工ステップを行うことが知られている。
【０００６】
国際公開第２００６／０５８５５６号に対応する独国特許第１１２００４００１１７０号明細書に基づき、上で挙げた形式のジョイントインナ部分を加工する方法および装置が公知である。この場合、それぞれ少なくとも１つのボールトラックと、少なくとも１つのガイドウェブとが、同時に機械的に加工される。同時加工は、回転する工具を用いて行われる。ガイドウェブを製作するための工具は、ディスク形工具として形成されており、このディスク形工具の回転軸線は、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に間隔を置いて交差しており、この場合、送りは、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に対して半径方向でしか行われない。ボールトラックを製作するためには、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に間隔を置いて交差している回転軸線を有するディスク形工具が使用される、またはジョイントインナ部分の長手方向軸線に対して実質的に半径方向に向けられている回転軸線を有するフィンガ形工具が使用される。
【０００７】
国際公開第２００７／０９６３３６号に基づき、ワークに、ざる底球面状の切欠きを切削加工により製作する装置および方法が公知である。この公知の装置は、チャック装置を含み、このチャック装置内にワークが緊締可能である。この装置はさらに、切削加工工具を含み、この切削加工工具は、工具軸線周りに回転する。ワーク軸線と工具軸線とは、製作時に工具のセンタ領域がワークと係合しないように互いに対して傾けられている。
【０００８】
独国特許出願公開第１００５６１３２号明細書に基づき、等速ジョイントのジョイントインナ部分を加工する方法が公知である。この公知の方法では、ケージトラックとして用いられる外側輪郭も、ボール転動トラックも、切削加工により加工される。ボール転動トラックの加工は、ディスク形の工具により行われ、このディスク形の工具は、ボール転動トラックに対して直角に位置する回転軸線を有する。ディスク形の工具の直径は、ボール転動トラック幅の数倍である。
【０００９】
特開昭５７−１７３４１３号公報に基づき、ワークの球面を加工する方法が公知である。ワークは、ワーク回転軸線周りに低速の回転速度で回転させられ、工具の円筒状の切刃は、工具回転軸線周りに高い速度で回転する。工具回転軸線はワーク回転軸線に角度を持って交差している。
【００１０】
本発明の根底を成す課題は、ジョイントインナ部分を製作するための、高い製作精度での迅速な加工を可能にする合理的な方法を提案すること、ならびに当該方法を実施するための相応する装置を提供することである。
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の方法では、等速ジョイント用のジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを１回のチャッキングで加工する方法であって、
少なくとも１つの１番目のボールトラックを第１の回転位置で機械的に加工するステップと、
前記ジョイントインナ部分を、少なくとも１つの別のボールトラックを加工するための第２の回転位置へ回転させるステップと、
を含む方法において、
前記ジョイントインナ部分を前記第１の回転位置から前記第２の回転位置へ回転させる間、少なくとも１つのガイドウェブを機械的に加工するようにした。
【００１２】
提案された方法を用いると、ジョイントインナ部分を、高い製作精度で、しかも最小限の加工時間で製造することができる。具体的には、ボールトラックおよびガイドウェブの加工のために、従来汎用の手段ではボールトラックの加工のためだけに必要とされていた時間だけで十分となる。ガイドウェブの加工が、それぞれ２つのボールトラックの加工と加工との間で１つの回転位置から次の回転位置への回転の枠内で行われることに基づき、つまりガイドウェブの加工が時間的にずらされていることに基づき、両加工プロセスは互いに影響し合わない。
【００１３】
上記方法を用いると、特にジョイントインナ部分の外面とボールケージの内面との間の相対的なガイドが設定されているようなジョイントタイプのすべてに用いられるジョイントインナ部分を加工することができる。このことは、冒頭で挙げたジョイントタイプのすべてであってもよい。加工の完了したジョイントインナ部分は、長手方向軸線と、トルクを伝達するボールを収容するための、全周にわたって分配された複数のボールトラックと、周方向でそれぞれ２つのボールトラックの間に形成された複数のガイドウェブとを含む。全周にわたって分配された複数のガイドウェブは、一緒になって、ボールケージの球面状の内面に対してジョイントインナ部分を案内するための、特に球面状の１つのガイド面を形成する。ボールトラックの個数、ひいてはガイドウェブの個数は、ジョイントタイプに関連していて、偶数個または奇数個であってもよく、たとえば５個、６個、７個、８個または１０個であってもよい。
【００１４】
ボールトラックの加工、ひいては相応してガイドウェブの加工も、周方向で徐々に１つ１つ順次に、もしくはペア毎に１ペア１ペア順次に行われる。１番目のボールトラックもしくは１番目のボールトラックペアの機械的な加工の後に、ジョイントインナ部分はボールトラックのピッチ角もしくはトラックペアのピッチ角だけ、周方向で第１の回転位置に続く第２の回転位置へ回転させられる。次いで、この第２の回転位置においては、２番目のボールトラックもしくは２番目のトラックペアが加工される。互いに異なって形成された複数のボールトラックを備えた等速ジョイント、たとえば一方の方向に開いた第１のボールトラックと、逆向きの方向に開いた第２のボールトラックとが、全周にわたって交互に配置されているようなカウンタトラックジョイントの場合には、好ましくは、まずすべての第１のボールトラックが加工され、次いですべての第２のボールトラックが加工される。このためには、ジョイントインナ部分が、１つの第１のボールトラックの加工後に、相応してピッチ角２つ分、送られて、次の第１のボールトラックにまで回転させられる。最後の第１のボールトラックの加工後に、ジョイントインナ部分は次いで、１番目の第２のボールトラックのところまでピッチ角１つ分だけ回転させられ、そして、第２のボールトラックの加工が１つ１つ順次に行われる。回転移動に関しては、加工工具をジョイントインナ部分に対して回転させることも理論的には可能であるが、しかしこのことは、ジョイントインナ部分を回転させるよりも技術的に手間がかかる。
【００１５】
「ツインボールジョイント」、つまり周方向で隣接し合ったそれぞれ２つのボールトラックが互いに平行な平面に延在するようなジョイント、のためのジョイントインナ部分の場合には、１つのトラックペアを一緒に加工することが可能となる。これに相応して、ツインボールジョイントは偶数個のボールおよびボールトラック、特に８個のボールおよびボールトラックを有する。
【００１６】
「割出し」とも呼ばれる、１つの回転位置から次の回転位置への回転は、特に連続的に行われ、すなわち中断なしに行われる。１つの回転位置から次の回転位置へのピッチ角は、ボールトラックの個数および構成から得られる。たとえば、半径方向平面に延びる６個のボールトラックを備えたジョイントインナ部分の場合には、１つの回転位置から次の回転位置へのピッチ角は相応して６０°となる。
【００１７】
割出しの間、複数のガイドウェブのうちの１番目のガイドウェブが、回転するウェブ加工工具の加工輪郭に沿って移動するので、このガイドウェブの外面は相応して機械的に加工される。ウェブ加工工具は、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に対して半径方向の回転軸線周りに回転する。ウェブ加工工具の加工輪郭は、好ましくは、ジョイントインナ部分の横断面で見て、加工されたガイドウェブと加工輪郭との間の係合領域でウェブの外面に接している仮想接線が、上記回転軸線に対して所定の角度で延びるように形成されている。この接線は工具回転軸線周りの回転時に、頂点が回転軸線上に位置する１つの円錐体を形成する。具体的に云うと、加工輪郭は、第１の実施態様では、１つのまたは周方向分配された複数の切刃もしくはカッティングエッジにより形成されていてもよい。この切刃もしくはカッティングエッジは、回転軸線周りの回転時に、加工されたガイドウェブとの各接触点において１つの環状体を規定する。択一的な別の実施態様では、加工輪郭は、工具回転軸線周りに環状に延びる研削面もしくはこのような研削面を備えた研削体の一部によって形成されていてもよい。研削面は、たとえば円錐状または球面状の形状を有していてもよく、これによって円錐区分もしくは球面区分が一緒に包含されていることが望ましい。
【００１８】
好適な方法実施では、ウェブ加工工具が、１つのボールトラックの加工の間、ガイドウェブの機械的な加工のために必要となる加工位置に留まる。これによって、ジョイントインナ部分の加工の開始時における接近移動と、ジョイントインナ部分の加工の終了時における離脱移動しか必要とならない。特に、ウェブ加工工具が、１番目のボールトラックもしくは１番目のトラックペアの機械的な加工の間、初期位置から加工位置へ向かって半径方向に送られるようになっている。この加工位置にウェブ加工工具は、最後のガイドウェブが加工されるまで留まることができる。最後のガイドウェブの加工の終了後に、ウェブ加工工具は加工位置から再び初期位置へ向かって半径方向に引き戻される。しかし、ウェブ加工工具を、１つのボールトラックの加工のためにその都度ジョイントインナ部分から再び僅かに半径方向に離脱させることも考えられる。このことは、特に球面状の加工輪郭を使用する場合に、ウェブ加工工具がボールトラックの加工プロセスを損なわないようにするために有利になり得る。
【００１９】
好都合な実施態様では、ウェブ加工工具は加工位置において、内側円錐面が、ボールトラックの機械的な加工の間、ジョイントインナ部分に対して非接触となるように配置されている。言い換えれば、ウェブ加工工具の加工面の幾何学的形状もしくは配置形式は、加工されるべきウェブが初期回転位置を起点として割出し開始時にまず加工面と係合し、そして次の回転位置への到達とともに、つまり割出しの終了時に、再び加工面との係合から解除されるように設定されている。ウェブ加工工具は１つの回転位置から次の回転位置へのこのような回転の間、自軸線周りに回転しながら位置固定のままとなる。
【００２０】
ボールトラックの機械的な加工は、フィンガ形工具またはディスク形工具を使用して、フライス削り技術を用いても、研削技術を用いても、行われ得る。ガイドウェブの機械的な加工のためには、同じくフライス削り法または研削法が使用され得る。ボールトラックの加工のためにも、ガイドウェブの加工のためにも、フライス削り法を使用することは、フライス削り法が乾式に実施され得る点で有利である。フライス削りを用いたボールトラックの加工および研削を用いたガイドウェブの加工、または研削を用いたボールトラックの加工およびフライス削りを用いたガイドウェブの加工、も考えられる。
【００２１】
上で挙げた課題を解決するために本発明によれば、等速ジョイント用のジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを１回のチャッキングで加工する装置であって、ジョイントインナ部分を緊締するためのチャックユニットと、前記ジョイントインナ部分の各回転位置で前記ボールトラックを機械的に加工するための回転駆動可能なトラック加工工具と、前記ガイドウェブを機械的に加工するための回転駆動可能なウェブ加工工具と、前記ジョイントインナ部分を長手方向軸線周りに１つの回転位置から次の回転位置へ徐々に回転させるための調節ユニットと、を備え、前記トラック加工工具は周方向で前記ウェブ加工工具に対して相対的に、前記ジョイントインナ部分の前記ガイドウェブが前記ジョイントインナ部分の１つの回転位置から次の回転位置への回転時にその都度、機械的に加工されるように配置されている、ジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを加工する装置が提案される。
【００２２】
本発明による装置を用いると、上で挙げた方法の場合と同じ、効率の良い製作の利点が得られるので、これに関しては繰り返しを避けるために、上記説明を参照するものとする。もちろん、方法に関連したすべての特徴は装置にも適用され得るし、逆に装置に関連した特徴は方法にも適用され得る。構成スペース技術的には、ウェブ加工工具がトラック加工工具に対して相対的に周方向に少なくとも９０°ずらされていると好都合である。特に、両工具は互いに対してほぼ直径方向で互いに向かい合って位置するように配置されていてもよく、これによって１８０°±３０°の配置、つまり１５０°〜２１０°の配置も、一緒に包含されていると望ましい。
【００２３】
ウェブ加工工具は、特にジョイントインナ部分の長手方向軸線に対して半径方向に延びる回転軸線周りに回転駆動可能である。好適な実施態様では、ウェブ加工工具が、内側の加工輪郭を有し、この加工輪郭は、１つの回転位置から次の回転位置へのジョイントインナ部分の回転時に各ウェブ面を機械的に加工するために形成されている。この加工輪郭は、ウェブ加工工具の長手方向断面で見て、１つの機能領域を有する。機能領域とは、所望のウェブ輪郭を形成するために、ジョイントインナ部分の割出し時に各ウェブの外面と加工係合している領域を意味する。この限りでは、機能領域は加工領域または係合領域とも呼ぶことができる。１つのガイドウェブの加工の間、ウェブ加工工具は工具回転軸線周りに回転し、この場合、機能領域は１つの環状体を規定する。特に加工輪郭は、ジョイントインナ部分の横断面で見て、係合領域において、加工されたガイドウェブに接した接線が、工具回転軸線に対して所定の角度を成して延びるように形成されている。
【００２４】
第１の可能な実施態様では、加工輪郭が、１つの工具切刃または工具回転軸線を中心にして周方向分配された複数の工具切刃によって形成されていてもよく、この工具切刃の個数は、たとえば４個〜１０個であってもよい。この場合、工具切刃のそれぞれ１部分領域だけが、特に実質的には点状の領域だけが、機械的な加工のためにジョイントインナ部分と係合する。このような加工領域は、工具回転軸線周りの回転時に１つの円環状体もしくは仮想内側円錐面を描く。これらの切刃は、加工領域において真っ直ぐか、または湾曲させられていてもよく、その場合、切刃は仮想延長線上で工具軸線と交差するか、または工具軸線に対して斜めに延びていてもよい。択一的な別の実施態様では、加工輪郭が研削面を有していてもよい。この研削面は、相応して、ガイドウェブを加工するための機能領域を含むか、もしくはこのような研削面を備えた研削体の一部であってもよい。研削面は好ましくは内側円錐状に形成されているので、加工領域は１つの円環状体を描くように形成されている。
【００２５】
内側の加工輪郭は、特に、ボールトラックが加工される回転位置においてこの加工輪郭がその都度、ジョイントインナ部分に対して非接触となるように形成されており、かつ／または機械的な加工のためにジョイントインナ部分に対して相対的に、ボールトラックが加工される回転位置においてこの加工輪郭がその都度、ジョイントインナ部分に対して非接触となるように配置されている。このことは、各ボールトラック加工プロセスに対する影響を有することなしに、ウェブ加工工具が、ボールトラックの加工時でも、加工位置に位置固定に留まり得ることを可能にする。
【００２６】
可能な実施態様では、トラック加工工具が、フィンガ形工具であり、このフィンガ形工具の回転軸線は、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に対して実質的に半径方向に向けられている。択一的な別の実施態様では、トラック加工工具が、ディスク形工具であり、このディスク形工具の回転軸線は、ジョイントインナ部分の長手方向軸線に間隔を置いて交差している。
【００２７】
以下に、有利な実施形態を図面につき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】等速ジョイント用のジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを加工する本発明による方法を実施するための本発明による装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】等速ジョイントのジョイントインナ部分を示す斜視図である。
【図３】図１に示した装置を、本発明による方法の実施の枠内で１つのボールトラックを加工する際の状態で示す長手方向断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って断面した装置断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って断面した装置断面図である。
【図６】図１に示した装置を、本発明による方法の実施の枠内でジョイントインナ部分の外面を加工する際の状態で示す、ジョイントインナ部分の長手方向軸線を半径方向で見た図である。
【図７】図６に示した装置の長手方向断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って断面した装置断面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿って断面した装置断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿って断面した装置断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿って断面した装置断面図である。
【図１２】図８のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿って断面した装置断面図である。
【図１３】等速ジョイント用のジョイントインナ部分のボールトラックとガイドウェブとを加工する本発明による方法を実施するための本発明による装置の第２実施形態を示す斜視図である。
【００２９】
以下に、図１〜図１２について、共通に説明する。等速ジョイント用のジョイントインナ部分１１のボールトラックおよびガイドウェブの本発明における加工が図示されている。ジョイントインナ部分１１の加工は、本発明による装置もしくは本発明による方法によって行われる。等速ジョイントは、角度変化に応じて互いに相対的に傾動可能であるジョイントインナ部分とジョイントアウタ部分との間でのトルク伝達のために用いられる一種の回転ジョイントである。特に、等速ジョイントは、内側のボールトラックを備えたジョイントインナ部分と、外側のボールトラックを備えたジョイントアウタ部分と、それぞれ１つの内側のボールトラックと外側のボールトラックとから成るトラックペア内に案内されている複数のボールと、周方向分配された複数のケージ窓を備えたボールケージ（保持器）とを含み、このボールケージ内で、これらのボールは１つの共通の平面に保持される。この限りでは、等速ジョイントはボール等速ジョイントまたはボール等速回転ジョイントとも呼ぶことができる。
【００３０】
図２には、等速ジョイント用のジョイントインナ部分１１の一例が図示されている。等速ジョイントのジョイントインナ部分１１は、しばしば「ボールハブ」または「インナレース（inner race）」とも呼ばれる。ジョイントインナ部分１１の長手方向軸線は、符号「Ａ」で示されており、引き続き、使用される工具の配置および移動を説明するための基準として繰り返し用いられる。ジョイントインナ部分１１には、周方向分配された複数のボールトラック１２が設けられていることが判る。これらのボールトラック１２は、長手方向に実質的に不変の横断面を有する。ボールトラックは、特にほぼ半円形の円形トラックとして形成されていてもよい、またはボールトラックは、所属のボールとの２点接触を得るための横断面輪郭、たとえば楕円形またはゴシック形の横断面輪郭を有していてもよい。ボールトラック１２内には、等速ジョイントの、トルクを伝達するボール（図示しない）が長手方向可動に案内され得る。ボールトラック１２は、全周にわたって分配された複数のウェブによって互いに分離される。ウェブは外側のウェブ面１３を備えており、ウェブ面１３はジョイントインナ部分１１の部分球状の仮想ガイド面の部分面である。「外面」とも呼ぶことのできるこれらのガイド面を用いて、ジョイントインナ部分１１はボールケージに対して、もしくはボールケージの内面（図示しない）に対して、相対的に屈曲可能に案内される。通常、ジョイントインナ部分１１の上記ガイド面は、球体の１帯区分である。しかし、上記ガイド面は、真ん中の過剰旋削加工部または平坦部によって中断されていてもよいので、その場合、ガイド面は仮想ガイド面として、軸方向で互いに間隔を置いて配置された２つの球帯を形成し、両球帯の間には、ガイド機能を有しない中間領域が位置する。ガイドウェブ１３には、もしくはボールトラック１２の輪郭画定縁部には、それぞれ面取り部１４，１５が設けられていることが判る。長手方向軸線Ａに対して同軸的に、ジョイントインナ部分１１は貫通開口１６を有し、この貫通開口１６は内側の軸歯列１７を備えている。貫通開口１６は、駆動側のシャフトピンを差し込むために設けられている。
【００３１】
本発明による装置は、ボールトラック１２を回転式に加工するための第１の回転式の工具２１と、ガイドウェブ１３を回転式に加工するための第２の回転式の工具３１とを含む。トラック加工工具２１の回転軸線は、符号「Ｒ２１」で示されており、ウェブ加工工具３１の回転軸線は、符号「Ｒ３１」で示されている。本発明による装置は、さらにチャックユニット４１を含み、このチャックユニット４１にジョイントインナ部分１１が収容されている。一点鎖線で示した円弧形の矢印Ｐ１１は、両工具２１，３１に対して相対的な長手方向軸線Ａ周りのジョイントインナ部分１１の回転調節手段を示す。しかし、相応する調節ユニット（図示しない）を用いて実現され得る、このような移動手段は、１つのオプションであるに過ぎない。択一的な別の構成では、両工具２１，３１も、ジョイントインナ部分１１に対して長手方向軸線Ａ周りに回転調節可能に構成されていてもよい。
【００３２】
ジョイントインナ部分１１のボールトラック１２およびウェブ面１３は、１回のチャッキングで加工される。トラック加工工具２１は、周方向において、ウェブ加工工具３１に対して相対的に、ジョイントインナ部分１１のガイドウェブ１３がそれぞれ１つの回転位置から次の回転位置へのジョイントインナ部分１１の回転時に機械的に加工されるように配置されている。回転は、調節ユニットによって徐々に長手方向軸線Ａ周りに１つの回転位置から次の回転位置へ向かって行われる。回転位置は、加工されるべきボールトラックの個数もしくは加工されるべきボールトラックペアの個数により得られるピッチ角により規定されている。たとえば、全周にわたって半径方向平面に規則的に配置された６つのボールトラック１２を備えたジョイントインナ部分１１の場合には、ジョイントインナ部分１１は、相応してそれぞれ１つの所属のボールトラック１２を加工するための６つの回転位置を有する。ピッチ角は、相応して６０°である。相応して、全周にわたって規則的に分配された８つのボールトラックを備えたジョイントインナ部分の場合には、ジョイントインナ部分は４５°のピッチ角を有するので、このことから、相応して、ボールトラックを加工するための８つの回転位置が生ぜしめられる。１番目のボールトラック１２を加工するための所定の回転位置から、次のボールトラックを加工するための次の回転位置への回転は、「割出し」とも呼ばれる。
【００３３】
図１〜図１２に示した本実施形態では、トラック加工工具２１がフィンガ形工具である。フィンガ形工具２１は、相応して、形成されるべきボールトラック１２に方向付けられていて、このボールトラック１２に対して相対的に移動させられる。半径方向平面Ｅ１２に位置するボールトラック１２を加工するために、フィンガ形工具２１は、このフィンガ形工具２１の回転軸線Ｒ２１がジョイントインナ部分１１の長手方向軸線Ａに所定の角度を成して交差するように方向付けられる。ボールトラックが別の形状を有する場合には、フィンガ形工具２１の方向付けおよび移動ストロークが、相応して調整される。たとえば、いわゆる「ツインボールジョイント」の場合、すなわちそれぞれ２つの隣接したボールトラック１２が平行平面に延在しているようなジョイントの場合には、フィンガ形工具２１は、その回転軸線Ｒ２１が、ジョイントインナ部分１１の長手方向中心平面に対して平行に延びる平面に位置するように移動させられる。このことは、ジョイントインナ部分１１の長手方向軸線Ａに対して相対的なフィンガ形工具２１の回転軸線Ｒ２１の所定の当付け角で行われ得る。具体的には、この場合、フライス工具２１が使用される。このフライス工具２１は、全周にわたって分配された個々の切刃２３もしくは切刃セグメントを備えたフライスヘッド２２を有する。フライスヘッド２２の外側輪郭もしくは方向付けは、形成されるべきボールトラック１２の横断面輪郭に合わせて調整される。円形のトラック輪郭の場合には、たとえば球面状の加工輪郭を有するフライスヘッド２２が使用され得る。このフライスヘッド２２は、その回転軸線Ｒ２１がジョイントインナ部分１１の長手方向軸線Ａに対して直角に位置するように移動させられる。ボールとの２点接触のための非円形のトラック横断面を形成するためには、図５に図示したように、フィンガ形工具２１が、相応して角度を持って当て付けられ得る。
【００３４】
ウェブ加工工具３１は、トラック加工工具２１に対して相対的に周方向に著しくずらされている。この場合、両工具がその都度の加工のために十分なスペースを有するようにするためには、少なくとも９０°の周方向ずれが好都合である。ウェブ加工工具３１の回転軸線Ｒ３１は、ジョイントインナ部分１１の長手方向軸線Ａに対して半径方向に延びている。すなわち、回転軸線Ｒ３１は長手方向軸線Ａに直角に交差している。特に図１〜図７から判るように、ウェブ加工工具３１は内側円錐状の加工輪郭３２を有し、この加工輪郭３２は、１つの回転位置から次の回転位置へのジョイントインナ部分１１の回転時に少なくとも１つのウェブ面１３を機械的に加工するように形成されている。
【００３５】
図３〜図５には、図１に示した装置が、ボールトラック１２を加工する間の第１の方法ステップにおいて示されている。この場合、図３は、ジョイントインナ部分１１もしくはチャック装置４１の長手方向軸線Ａと、ウェブ加工工具３１の回転軸線Ｒ３１とを通る切断平面に沿って断面した長手方向断面図を示している。ジョイントインナ部分１１に対して相対的なウェブ加工工具３１の移動は、トラック加工工具２１の回転軸線Ｒ２１が、製作されるべきボールトラック１２に沿って移動させられるように行われる。この移動は、この場合、特に図４および図５から判るように、長手方向軸線Ａに対して半径方向に延びる半径方向平面Ｅ２１内で行われる。
【００３６】
矢印Ｐ２１で概略的に図示されているフィンガ形工具２１の合成送り移動は、長手方向軸線Ａと回転軸線Ｒ２１とを通るように形成された平面Ｅ２１内で行われる。この場合にフィンガ形工具２１は、回転軸線Ｒ２１が、ボールトラック１２に沿ったフィンガ形工具２１の移動時に、トラック曲線の各点において、トラック曲線の各点に対する仮想接線に対して相対的に規定された当付け角αを成すように移動させられる。ボールトラック１２に沿ったフィンガ形工具２１の移動方向は、チャック装置４１に接近する方向またはチャック装置４１から離れる方向に案内され得る。本実施形態では、ボールトラック１２が、長手方向断面で見て円弧状に形成されている。しかし、もちろん、あらゆる別のボールトラック形状も形成され得る。
【００３７】
トラック加工工具２１は、ジョイントインナ部分１１の第１の軸方向端部から、形成されるべきボールトラック１２を通って、反対の側の第２の軸方向端部１８へ移動し、さらにこの第２の軸方向端部１８を越えて移動する。この場合、トラック加工工具２１は、移動ストロークの終端部において、製作されたボールトラック１２との係合を解除される。この位置は、たとえば図１に図示されている。
【００３８】
ウェブ加工工具３１は、好ましくは、ジョイントインナ部分１１の１番目のボールトラック１２の加工の間、所定の加工位置へ移動させられる。このためには、ウェブ加工工具３１は、その回転軸線Ｒ３１が半径方向でジョイントインナ部分の長手方向軸線Ａもしくはチャック軸線Ｚの方向に向くように作業位置へ移動させられる。この作業位置では、ウェブ加工工具３１がジョイントインナ部分１１に近付けられている。この場合に、ウェブ加工工具３１の回転軸線Ｒ３１は、ジョイントインナ部分１１の長手方向軸線Ａに対して半径方向に延びている。しかし、もちろん、ウェブ加工工具３１を、トラック加工の前でも、またはトラック加工の後でも、移動させることができる。
【００３９】
１番目のボールトラック１２１の完全な加工の後に別のボールトラック１２２の加工へ移行するためには、ジョイントインナ部分１１が、チャック軸線Ｚ周りにボールトラック１２の１ピッチ角だけ回転させられる。すなわち、本実施形態のジョイントインナ部分の場合には、６０°だけ回転させられる。この過程は「割出し」とも呼ばれる。
【００４０】
１つの回転位置から次の回転位置への割出しの間、ジョイントインナ部分１１のウェブの加工が、ウェブ加工工具３１によって行われる。図６〜図１２には、このような割出し移動時の中間位置が図示されている。２つのガイドウェブ１３１，１３２が設けられていることが判る。これらのガイドウェブ１３１，１３２は、ウェブ加工工具３１に設けられた中空室３４内に突入するように延びていて、回転しているウェブ加工工具３１の加工輪郭３２によって相応して加工される。特に図７から判るように、ウェブ加工工具３１の内側の周面には、複数の切刃が全周にわたって分配されて配置されている。これらの切刃のカッティングエッジ３３は一緒になって加工輪郭３２を形成している。カッティングエッジ３３は本実施形態では真っ直ぐであり、工具回転軸線Ｒ３１に対して鋭角の角度を成して延びている。この場合、カッティングエッジ３３の仮想延長線は、回転軸線Ｒ３１上の一点に集束している。ウェブ加工工具３１の回転時に、カッティングエッジ３３は、内側円錐状の加工輪郭を形成し、この加工輪郭は機械的な加工のためにウェブの外面１３と係合する。特に図８から判るように、第１の回転位置から第２の回転位置への割出しの間、１番目のガイドウェブ１３１が、回転するウェブ加工工具３１の加工面３２に沿ってウェブ加工工具３１の中空室に突入し、それに対して、この１番目のガイドウェブ１３１に隣接した２番目のガイドウェブ１３２はこの中空室から進出するように回転させられる。最初の割出し移動の際には、両ガイドウェブ１３１，１３２が、回転するウェブ加工工具３１の加工面３２と接触するので、両ガイドウェブの外面１３１，１３２が、相応して機械的に加工される。引き続き行われる別の各割出し移動の際には、実質的にそれぞれウェブ加工工具３１に進入回転する方のガイドウェブ１３１だけが加工面３２によって機械的に加工され、ウェブ加工工具３１から進出回転する方のガイドウェブ１３２は、先行した割出し移動の枠内で既に加工されていて、所望の輪郭を有している。
【００４１】
割出し移動の終了時では、それぞれのウェブが中央位置に位置している。すなわち、ウェブはウェブ加工工具３１の回転軸線Ｒ３１上に同心的に位置している。この位置は、図３〜図５に示したボールトラック１２の加工位置に相当している。すなわち、最初の割出し移動の終了とともに、第２の回転位置が達成されており、この第２の回転位置では、１番目のボールトラック１２１に隣接した２番目のボールトラック１２２が、相応してトラック加工工具２１によって加工され得る。このためには、トラック加工工具２１が、既に先に１番目のボールトラック１２１に沿って移動させられたのと同様に、２番目のボールトラック１２２に沿って移動させられる。
【００４２】
好都合な方法実施によれば、ウェブ加工工具３１は、１つのボールトラック１２の加工の間、ガイドウェブ１３の機械的な加工のために必要となる加工位置に留まる。すなわち、ウェブ加工工具３１は、一度しか送られない。つまり、ウェブ加工工具３１は、ジョイントインナ部分１１の加工の開始時に、たとえば１番目のボールトラック１２の加工の前または間にしか送られない。最後のウェブ１３６の加工が終了した後でしか、ウェブ加工工具３１は再びジョイントインナ部分１１から引き離されない。ジョイントインナ部分１１からの離脱は、ウェブ加工工具３１を長手方向軸線Ａから離れる方向で半径方向に移動させることによって行われる。次いで、加工の終了したジョイントインナ部分１１が、チャック装置４１から取り出され、次のジョイントインナ部分が、加工のために緊締され得る。
【００４３】
ボールトラック１２の加工中にウェブ加工工具３１が製作プロセスに対して不都合な影響を与えないようにするために、ウェブ加工工具３１は、トラック加工工具２１が加工位置に位置している場合には、ジョイントインナ部分１１に対して非接触である。ウェブ加工工具３１の加工面３２の幾何学的形状は、好ましくは、加工されるべきウェブ面１３が、初期回転位置を起点として割出し開始時に、まずこの加工面と係合し、そして次の回転位置への到達とともに再び加工面３２との係合から解除されるように形成されている。この位置では、ウェブ加工工具３１の加工面３２と、中空室内に配置されたウェブとの間に、特に図４および図５から判るように、ギャップが存在している。ウェブ加工工具３１は、１つの回転位置から次の回転位置へのこのような回転の間、自軸線周りに回転しながら位置固定のままとなる。
【００４４】
ボールトラック１２１〜１２６の加工、ひいては相応してガイドウェブ１３１〜１３６の加工は、ステップバイステップ式に周方向で１つ１つ順次に行われる。１番目のボールトラック１２１の機械的な加工の後に、ジョイントインナ部分１１は、ボールトラック１２のピッチ角だけ回転させられて、周方向で第１の回転位置に続いた第２の回転位置へ到達する。次いで、この第２の回転位置において、２番目のボールトラック１２２が加工される。引き続き、ジョイントインナ部分１１は、ピッチ角だけ移動させられて、次の回転位置に到達し、この回転位置において、次のボールトラック１２３が加工される。このプロセスは、すべてのボールトラックが加工されるまで繰り返される。それぞれ１つの回転位置から次の回転位置への割出し移動の際に、その都度、ウェブ１３の加工が行われる。
【００４５】
図１３には、本発明の変化形として、ジョイントインナ部分１１のボールトラック１２およびガイドウェブ１３の本発明における加工の第２実施形態が示されている。この第２実施形態は、図１〜図１２に示した実施形態に十分に相当しているので、共通の構成については上記説明を参照するものとする。この場合、同じ構成要素もしくは互いに対応し合う構成要素については、図１〜図１２における符号と同じ符号で示されている。
【００４６】
図１３の装置は、図１と同様に３次元で示されている。図１に示した構成とは異なり、トラック加工工具２１は、図１３に示した第２実施形態では、ディスク形のプロファイルを有する。このディスク形工具２１は、回転軸線Ｒ２１周りに回転するフライス工具または研削工具として形成されていてもよい。この場合、回転軸線Ｒ２１はジョイントインナ部分の長手方向軸線Ａに、間隔を持って交差している。１つのボールトラック１２を加工するために、トラック加工工具２１は、その回転軸線Ｒ２１が、形成されるべきボールトラックの輪郭に対して等間隔に位置するように動かされる。この場合、トラック加工工具２１はボールトラック１２を、第１の軸方向端部から反対の側の第２の軸方向端部１８へ向かって通り抜けるように移動する。トラック加工の終了時に、トラック加工工具２１はボールトラック１２から進出するので、トラック加工工具２１はボールトラック１２とはもはや係合していない。引き続き、ジョイントインナ部分１１は、次のボールトラック１２を加工するために割出し移動によって回転させられ、この場合、割出し移動の間、それぞれウェブ加工工具３１と係合するウェブ面１３の加工が行われる。
【００４７】
両実施形態は、ジョイントインナ部分１１の製作を高い製作精度で、しかも特に短い加工時間で可能にするので有利である。ガイドウェブ１３の加工は、所要の割出し移動中の時間を利用して行われるので、ガイドウェブ１３のための付加的な加工時間は必要とならない。ガイドウェブ１３の加工が、それぞれ２つのボールトラック１２の加工と加工との間に、１つの回転位置から次の回転位置への回転の枠内で行われる、つまり時間的にずらされて行われる、ことにより、両加工ステップが互いに影響を与え合うことはない。本発明による方法もしくは本発明による装置を用いると、ジョイントインナ部分１１の外面とボールケージの内面との間の相対的なガイドが行われるようになっている、球面状の外面または少なくとも部分的に球面状の外面を有するすべてのジョイントインナ部分１１を加工することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１１  ジョイントインナ部分
１２  ボールトラック
１３  ガイドウェブ／ウェブ面
１４  面取り部
１５  面取り部
１６  貫通開口
１７  歯列
１８  端部
２１  トラック加工工具
２２  フライスヘッド
２３  切刃
３１  ウェブ加工工具
３２  加工輪郭
３３  切刃
３４  中空室
４１  チャックユニット
Ａ  長手方向軸線
Ｅ  平面
Ｐ  矢印（移動方向）
Ｒ  回転軸線
Ｚ  チャック軸線
【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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【図７】
0006793844.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006793844.tif 000010
【図１０】
0006793844.tif 000011
【図１１】
0006793844.tif 000012
【図１２】
0006793844.tif 000013
【図１３】
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