(57)【要約】【課題】  付加された光学的符号化リングを備える伝導軸を提供すること。【解決手段】  光学的符号化リングをブローチ加工と、ローリングによるかしめとにより伝導軸に組み付ける。【選択図】      図２
2005076887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的符号化リング（６）を備える伝導軸（２，３）の製造方法であって：
光学的符号化リング（６）を受容する受容領域（１０）であって、リングの軸方向（Δ）の溝（１２）の付いた少なくとも一つの溝付リング（１１）を有する受容領域（１０）を伝導軸（２）が具備するように、伝導軸（２）を作製する工程と；
光学的符号化リング（６）が、一方の側に光学的符号化のための少なくとも一つの外周表面（８）を具備し、他方の側に受容領域（１０）の形状とほぼ同じ形状の軸方向孔（１５）であって、受容領域（１０）の最大直径（Ｒ11）未満の内径（Ｒ15）を有する軸方向孔（１５）を具備し、また軸方向孔（１５）の内径（Ｒ15）未満の直径（Ｒ16）を有する内側カラー（１６）を具備するように、光学的符号化リング（６）を作製する工程と；
溝（１２）を内側カラー（１６）に係合させることなく、溝（１２）を内側カラー（１６）の方へ、軸方向孔（１５）の内壁に係合させるように、光学的符号化リング（６）を伝導軸（２，３）により受容領域のレベルでブローチ加工する工程と；
伝導軸（２，３）に適合した符号化リング（６）を、内側カラー（１６）の反対側に位置する符号化リング（６）の表面のレベルで溝付リング（１１）に対してローリングする工程と；を含んでなる伝導軸（２，３）の製造方法。
【請求項２】
内側カラー（１６）が、溝付リング（１１）を含む受容領域（１０）の最小径（Ｒ10）以下の内径（Ｒ16）を有することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
溝付リング（１１）が、符号化リング（６）受容領域（１０）に対して浮き彫り式に配列されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
溝（１２）の基底部のレベルにおける溝付リング（１１）の直径（Ｒ12）が、受容領域（１０）の直径（Ｒ10）より大であることを特徴とする、請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
溝付リング（１１）が、軸方向断面で、台形又は三角形の形状を示すことを特徴とする、請求項３又は４に記載の製造方法。
【請求項６】
溝（１２）が、横断面で、台形又は三角形の形状を示すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
符号化リング（６）受容領域が、少なくとも二つの互いに軸方向に分かれた溝付リング（１１）を有するように、伝導軸（２，３）が作製されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
二つの溝付リング（１１）の間の符号化リングの材料をかしめるように、二つの溝付リング（１１）の間に位置する受容領域（１０）の表面（１３）に対向して位置する符号化リング（６）の表面で符号化リング（６）のローリング工程が実施されることを特徴とする、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
伝導軸（２，３）が、鋼から作られること、及び符号化リング（６）が、伝導軸（２，３）の硬さより小さな硬さを有する金属又は合金から作られることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
符号化リング（６）が、洋白から作られることを特徴とする、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
各々が光学的符号化リング（６）を備えて、軸回転で互いに対して可動で、トルク棒（４）によって回転可能に接続された二本の伝導軸（２，３）を具備するねじりゲージの製造方法であって：
請求項１〜１０のいずれか一項に記載された製造方法により、伝導軸（２，３）の各々を作製する工程と；
トルク棒（４）によって伝導軸（２，３）を組み立てる工程と；を含んでなるねじりゲージの製造方法。
【請求項１２】
二本の伝導軸（２，３）の組立の後に、光学的符号化リング（６）のローリング工程が実施されることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
少なくとも一つの付加された光学的符号化リング（６）を具備することを特徴とする伝導軸。
【請求項１４】
光学的符号化リング（６）が、伝導軸より軟らかい材料から作られることを特徴とする、請求項１３に記載の伝導軸。
【請求項１５】
光学的符号化リング（６）が、洋白から作られることを特徴とする、請求項１４に記載の伝導軸。
【請求項１６】
請求項１３に記載の伝導軸であって、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法により獲得されたことを特徴とする伝導軸。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の二本の伝導軸を具備するねじりゲージであって、前記二本の伝導軸が、互いに対して回転で可動で、トルク棒（４）によって回転可能に接続されており、また前記二本の伝導軸の各々が、ブローチイング及びローリングされた光学的符号化リング（６）を具備する、ねじりゲージ。
【請求項１８】
光学的符号化リング（６）が隣り合うことを特徴とする、請求項１７に記載のねじりゲージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転運動によって誘発される可動装置の位置を再現するために使用されるシステムの技術領域に関係する。
【背景技術】
【０００２】
より詳しくは本発明は、機械システムが動力駆動として知られたものを生み出すために回転されることを保証するために、伝導軸の位置を示すことを保証するシステムに関するものである。
【０００３】
本発明は、例えば自動車のステアリングホイールから送られた情報をこの同じ自動車の方に伝達するために使用される伝導軸のような機械的システムに命令又は指令を伝達するための軸にも関係するものである。
【０００４】
そのような用途の範囲内で、例えば、運動及び従って方向を移動させることを可能にするために、位置と伝導軸に加えられた動力とを検出できることが必要である。
【０００５】
このために、二本の伝導軸を具備するねじりゲージを利用することが知られており、前記二本の伝導軸は互いに対して回転で可動であり、またトルク棒によって回転可能に取り付けられている。そしてねじりゲージを構成している各軸の位置を絶対的様態及び相対的様態の両方で知ることが必要である。実際において、軸の角度位置の差は、伝導軸に加えられたねじり偶力の関数である。
【０００６】
各伝導軸のそのような角度的マーキングを実施するように、技術は、適合した読取システムを使って伝導軸の位置の識別を可能にする光学的符号化手段に各伝導軸を結合することからなるように発展してきた。光学的符号化手段は、伝導軸の塊の中に直接に機械加工されたほぼ円筒状の光学的表面の形をしている。
【０００７】
そのような実施態様は、ねじりゲージの伝導軸の位置の光学的検出に関する方法の実行可能性を実証しているが、特に高価であり従って大量生産にうまく適合しないという欠点をもっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、光学的符号化をもつ新しいタイプの伝導軸、及び位置の検出に利用される特に光学的表面の高い製造精度に対する要求を、一方で低い製造コストを提供しつつ、従ってねじりゲージを特に自動車産業で受入れられるコストで製造可能にしつつ、満たす製造方法に対する必要性が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、光学的符号化リングを備える伝導軸の製造方法に関係し、また該製造方法は次の工程を含んで成るものである。その工程とは：
軸方向の溝の付いた少なくとも一つの溝付リングを有する、符号化リング受容領域を伝導軸が具備するように、伝導軸を作製する工程と；
符号化リングが、一方の側に光学的符号化のための少なくとも一つの外周表面を具備し、及び他方の側に受容領域の形状にほぼ同じ形状の軸方向孔であって、溝付リングを含む受容領域の最大直径より小さい内径を有する軸方向孔を具備し、また該軸方向孔の内径より小さな直径を有する内側カラーを具備するように、符号化リングを作製する工程と；
溝を内側カラーに係合させることなく、溝を内側カラーの方へ、軸方向孔の壁に係合させるように、符号化リングを受容領域のレベルで伝導軸によりブローチ加工する工程と；
内側カラーの反対側に位置する符号化リングの表面において符号化リングを溝付リングにローリングすることによってかしめる工程と；である。
【００１０】
ブローチ加工と、内側カラーの反対側の符号化リングの、溝付リングに対するローリングとの組み合わせは、符号化リングを構成する材料の、ブローチ加工の間に生じ得る切削くずを有利に拘束する。そしてこの拘束は、汚染のリスク又は符号化リングの光学的符号化のための円筒状外表面に対する損傷のリスクを最大限に低下させることによって獲得された伝導軸の完全な清浄性を保証する。
【００１１】
本発明によると、溝付リングは種々の方法で作ることが可能である。
【００１２】
本発明の特徴によると、溝付リングは、符号化リング受容領域に対して浮き彫り式に配列される。溝付リングの、溝の底における直径は、受容領域の直径より大であることが好ましいが必須ではない。
【００１３】
溝付リングに関して異なる形状が採用され得る。本発明の特徴によると、溝付リングは、軸方向断面で台形又は三角形の形状を示す。
【００１４】
本発明の他の特徴によると、溝は、溝付リングが浮き彫り式に作られているか否かにかかわらず、横断面で台形又は三角形の形状を示す。
【００１５】
本発明によると、伝導軸は、少なくとも一つの溝付リングを有し、また複数の溝付リングを具備することができる。
【００１６】
従って、本発明の特徴によると、符号化リング受容領域が、互いに分かれた少なくとも二つの溝付リングを有するように、伝導軸が作り出される。
【００１７】
次に符号化リングのローリングが、二つの溝付リングの間の符号化リングの材料をかしめるように、二つの溝付リングの間に設けられた受容領域の表面に対向して位置する符号化リングの表面のレベルで実施されることが好ましいが、これは必須ではない。
【００１８】
本発明のこの有利な配置構成は、光学的符号化リングの、伝導軸上の軸方向の不動化を強化するのに役立つ。
【００１９】
本発明によると、伝導軸とその符号化リングは任意の適切な材料で作ることが可能である。本発明の好適であるが必須ではない特徴によると、伝導軸は鋼で作られ、また符号化リングは、伝導軸の硬さより小さな硬さを有する金属又は合金で作られる。好適な様態では、符号化リングは、洋白つまり銅とニッケルと亜鉛の合金で作られ、また他の合金要素を含むか又は含まない。
【００２０】
本発明によると、外側表面は、前記符号化リングのブローチ加工及びローリングの前又は後に光学的符号化手段を作り出すために機械加工可能である。それでもやはり、符号化リングの光学的表面は、伝導軸における前記符号化リングのブローチ加工およびかしめの後で機械加工されて作られることが好ましい。この製造方法は、本発明による製造方法の技術的利点により特に好都合であり、同時に符号化リングのブローチ加工及びかしめが、切削くず又は汚染粒子を除去することなく実施される。
【００２１】
好適であるが限定されない用途では、本発明による方法が、二本の伝導軸を具備するねじりゲージを作るために実施され、前記二本の伝導軸は、各々が光学的符号化リングを備えており、またねじり棒によって回転可能に取り付けられることによって軸回転で互いに対して可動である。この製造は次に二つの工程、つまり：
前述された本発明による製造方法による伝導軸の各々を作製する工程と；
伝導軸をねじり棒により組み立てる工程と；で実施される。
【００２２】
好適な様態では、ブローチ加工と、光学的リングをそれらのそれぞれの軸にローリングすることによるかしめとが、ねじり棒による軸の互いの間の組立の前に実施される。
【００２３】
二つの光学的リングの二つの反射ゾーン（鏡）が、二つの反射面の完全な同軸性を保証するように、二本の軸の組立後に機械加工される。
【００２４】
本発明は、少なくとも一つの付加された光学的符号化リングを具備することで特徴付けられる伝導軸にも関係する。
【００２５】
本発明は、各々が互いに対して回転で可動で、トルク棒によって回転可能に接続された二本の伝導軸を具備するねじりゲージにも関係していて、各伝導軸が、付加された光学的符号化リングを備えることで特徴付けられる。
【００２６】
好適であるが必須ではない本発明の特徴によると、ねじりゲージを構成する伝導軸の各々の二つの光学的符号化リングは隣り合って配置される。
【００２７】
本発明の特徴によると、光学的符号化リングはブローチ加工されて、符号化リング受容領域のレベルにおいて、その伝導軸にローリングによってかしめ付けられる。もちろん他の組立様式及び符号化リングの伝導軸への組み付けが実現可能である。
【００２８】
本発明の様々な他の特徴が、添付図面を参照して以下になされる説明から明らかになり、前記添付図面は、本発明による二本の伝導軸を具備するねじりゲージの非限定の実施例を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明は、例えばただし必須ではないが、図１により詳しく図解されてその全体を参照符号１で指定されたねじりゲージの範囲内で使用されることができるような、光学的符号化リングを備えた伝導軸の斬新な製造方法を提案している。
【００３０】
従って、ねじりゲージ１は、軸線Δの二本の伝導軸２及び３を具備している。伝導軸２及び３は、軸線Δを中心にした回転で互いに対して可動であり、またトルク棒４によって接続されていて、二本の伝導軸２及び３は、軸線Δの並進移動で互いに接続され、また二本の伝導軸２及び３の各々に加えられる偶力の強度に従って、軸線Δを中心にした相対回転運動を識別できるようになっている。図１に示されるように、トルク棒４はこのために、その二つの端の各々が伝導軸２及び３の一方に接続されるように、伝導軸２の軸方向孔５に配置されている。これは、専門家に良く知られたねじりゲージの実施例であるので、更なる説明を必要としない。
【００３１】
本発明の基本的特徴によると、またゲージ１の角度位置並びに二本の伝導軸２及び３の相対的角度位置の光学的検出を可能にするように、伝導軸２及び３はそれぞれ光学的符号化リング６を備えている。図示された実施例によると、光学的符号化リング６は隣接して配置されている。各光学的符号化リング６は、光学的符号化のために外周表面８を示している。各外周表面８の特別な幾何形状は、本発明の範囲に入らない。たかだか、各外周表面８が、略円筒形状を有すること、及び手段によって検出され得る一つ以上の一連の光学的マークを提示するように作られて（非図示）、同時に、二本の伝導軸２と３との間の生じ得る角度的間隔、並びにねじりゲージ１の角度位置がその全体で認識されることを可能にすることを条件として指定することが当を得ている。十分な分解能を提供するために、光学的符号化のための外周表面８は、非常に高精度に作られなければならず、また非常に高い反射率を有していなければならない。
【００３２】
伝導軸２を作り上げている材料の硬さを考慮すると、伝導軸２を作り上げている材料に直接的に光学的符号化表面を作ることは、大量生産には非常に高価な製造コストを与える。従って、本発明は光学的符号化リング６を伝導軸２及び３に付加することを提案する。
【００３３】
従って、符号化リング６は、伝導軸２よりも可鍛性のある材料で作ることが可能であり、その結果より低い機械加工コストを提供する。
【００３４】
従って、本発明は各伝導軸２及び３を、それらが符号化リング６を受容する受容領域１０を具備するように作ることを提案する。本発明の基本的な特徴によると、各受容領域１０は従って、少なくとも一つの、及び図示された実施例では、軸方向Δの二つの溝付リング１１、１２を具備する。
【００３５】
図３及び４により詳しく示されるように、また図示された実施例によると、二つの溝付リング１１は、受容領域１０に対して浮き彫り式に配列されており、また受容領域１０が平滑表面１３を溝付リング１１の間に示すように互いから軸方向に分かれている。各平滑表面１３は、以下に明らかになるように、対応する符号化リングの、軸方向の不動化スロートを形成する。
【００３６】
図示された実施例によると、溝付リングは、図３及び４により詳しく示されるように、概ね台形の軸方向断面を示している。同様に、図示された実施例によると、溝は図５に示されるように台形の横断面を示す。しかしながら、溝の、符号化リングへの非常に良好な貫入が必要な場合は、図６に示されるような三角形の形状の横断面が溝に適用されるであろう。
【００３７】
更に、図示された実施例によると、溝の基底部は、特に平滑表面１３におけるカラー１０の最小径Ｒ10より大きい直径Ｒ12を有する円筒上に配置される。
【００３８】
各伝導軸２及び３の製造とは関係なく、光学的符号化リング６の各々は、伝導軸２及び３を作り上げている鋼の硬さよりも小さな硬さを有する、例えば洋白のような好適な可鍛性材料で作られている。符号化リング６は、各々が、略円筒形状を示して、一方の側に外周表面８を、また他方の側に軸方向孔１５を具備するように作られており、前記軸方向孔１５は、受容領域の形状にほぼ同じ形状のものであり、また溝付リング１１を含む受容領域のより大きな直径Ｒ11より小さな内径Ｒ15を有している。
【００３９】
軸方向孔１５は、内側カラー１６を具備するように作られており、前記内側カラー１６は、軸方向孔１５の内径Ｒ15より小さな直径Ｒ16を有しており、また溝付リング１１を含む受容領域１０の最小の直径Ｒ10以下であることが好ましい。図示された実施例では、カラー１６の孔の内径は、受容領域１０の最小の直径Ｒ10に等しい。
【００４０】
各符号化リング６の、そのそれぞれのシャフト２及び３への組立は、ブローチ加工によって、つまり、溝付リング１１の溝を内側カラー１６の方へ孔１５の壁に係合させるが、それでも溝１２を内側カラーに係合させないように、符号化リング６を受容領域１０に矢印Ｆ１の方向で係合させることによって始められる。この係合の間に、符号化リング６を構成する材料の生じ得る切削くずが、導入方向Ｆ１の反対方向、従って内側カラー１６の方向に積み上がって、補足されたまま残る。
【００４１】
このブローチ加工の後、本発明の別の特徴により、伝導軸２及び３にそのように適合させられた符号化リング６のローリングが、少なくとも一つの溝付リング１１に対して、内側カラー１６の反対側に位置する符号化リング６の表面のレベルで始められ、また図示された実施例によると二つの溝付リング１１の間の平滑表面１３に対向して位置する表面のレベルで始められる。結果として生じたローリングは、光学的リングを軸方向の並進移動において不動化することに寄与し、従って符号化リングの一体性を長期にわたり保証する。本発明によると、符号化リング６のブローチ加工及びそのローリングは、ゲージ１の任意の製造段階で実施可能である。それでもやはり、ローリングは、トルク棒４による二本の伝導軸の組立後に介在することが好ましい。
【００４２】
更に、本発明によると、外周表面８上の光学的符号化手段の製造又は機械加工は、どの工程にも介在することができ、また、偶力が伝導軸２及び３に加えられていないときに外周表面８に配列された光学的標識の完全な対応を保証するように、軸の組立並びにリングのブローチ加工及びローリングの後に介在することが好ましい。
【００４３】
前述の及び図１〜５に示された実施例によると、符号化リング受容領域は、浮き彫り式に作られた二つの溝付リングを備えている。とは言うものの、本発明によると、一つの符号化リングの各受容領域は、必ずしも浮き彫り式に作られる必要がないただ一つの溝付リングを有することが可能である。従って、溝１２を受容領域１０の全軸方向長さに作って、符号化リングのかしめ加工が受容領域１０に実現するように、ローリングがカラー１６の反対側の符号化リングの縁に介在することが実現可能である。
【００４４】
更に、本発明によると、符号化リング６及び伝導軸２、３は、ねじりゲージ１の範囲で使用されるとは言え、本発明は、例えば電動モーター若しくは更に発電機、又はタービン、又は軸の角度位置及び/又は伝導軸の角速度の検出を可能にする光学的符号化手段の実施を必要とする同様のものの任意のタイプの伝導軸に使用可能である。
【００４５】
様々な他の変更形態が、本発明の範囲から逸脱することなく本発明になされることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明によるねじりゲージの軸方向断面図である。
【図２】図２は、図１によるねじりゲージの部分断面分解側面図である。
【図３】図３は、図２の細部Ａの拡大縮尺での部分側面図である。
【図４】図４も、図２の細部Ｂの拡大縮尺での部分側面図である。
【図５】図５は、図３の切断線Ｖ−Ｖによる部分横断面図である。
【図６】図６は、図５に類似の断面図であり、溝の他の実施例を示している。
【符号の説明】
【００４７】
１    ねじりゲージ
２    伝導軸
３    伝導軸
４    トルク棒
６    符号化リング
８    外周表面
１０    受容領域
１１    溝付リング
１５    軸方向孔
１６    内側カラー
【図１】
2005076887.tif 000003
【図２】
2005076887.tif 000004
【図３】
2005076887.tif 000005
【図４】
2005076887.tif 000006
【図５】
2005076887.tif 000007
【図６】
2005076887.tif 000008