【手続補正書】
【提出日】平成20年1月29日(2008.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
寸法的に変動する軸方向の軌道のある非円形の孔を加工物に形成するための磁気浮上式の高速スピンドルアセンブリであって、前記アセンブリは、
長手方向に延びる軸心を画定し、かつその成形端部で固定される成形工具を有するスピンドルと、
前記軸心を中心として磁気浮上式に回転するために、前記成形工具に近接して前記スピンドルを支持する第１の磁気軸受クラスタと、
前記軸心を中心として磁気浮上式に回転するために、前記第１の磁気軸受クラスタから間隔を置いて配置され、前記成形工具から離れた位置で前記スピンドルを支持する第２の磁気軸受クラスタと、
前記第１の磁気軸受クラスタおよび前記第２の磁気軸受クラスタを別々に制御して、前記スピンドルが磁気浮上式に回転する間に前記軸心の半径方向位置を調整し、このことにより、所定の非円形の軌道における前記成形端部で前記軸心を移動させるラジアル軸受制御装置と、
加工物に対して前記軸心に沿って前記成形工具を動かしつつ、同時に前記軌道の形状を変え、それによって、連続的に軸方向に変動する軌道を持つ非円形の孔を、加工物に高速かつ高精度で形成することが可能となる軸方向の動作制御装置と、
を備える、アセンブリ。
【請求項２】
加工物に非円形の表面を形成するための磁気浮上式の高速スピンドルアセンブリであって、前記アセンブリは、
後端部および成形端部の間を軸心に沿って延びる細長いスピンドルと、
前記成形端部に近接する前記スピンドルから半径方向に外側に延び、点状の切れ刃で終端する成形工具と、
前記軸心を中心として磁気浮上式に回転するために、前記成形端部に近接する前記スピンドルを支持する第１の磁気軸受クラスタと、
前記軸心を中心として磁気浮上式に回転するために、前記第１の磁気軸受クラスタから間隔を置いて配置され、前記成形端部から離れた位置で前記スピンドルを支持する第２の磁気軸受クラスタと、
前記第１の磁気軸受クラスタおよび前記第２の磁気軸受クラスタを別々に制御して、前
記スピンドルが磁気浮上式に回転する間に前記軸心の半径方向位置を調整し、所定の非円形の軌道で前記成形端部を移動させ、そのため、前記切れ刃は加工物に、対応する非円形の孔を形成することとなるラジアル軸受制御装置と、
前記切れ刃および前記軌道間の連続した傾斜角を保つための切れ刃制御装置であって、前記傾斜角は、前記軸心から前記切れ刃まで延びる半径、および、前記軌道に沿った任意の点に対する接線の間の角度によって定められる最適な切削角を備え、それによって、非円形の孔が改良された精度によって成形可能となり、前記アセンブリが高速の回転速度かつより高いスピンドル安定性で作動可能となる切れ刃制御装置と、
を備える、アセンブリ。
【請求項３】
前記第１の磁気軸受クラスタは、前記軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの磁石固定子を含む、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記第１の磁気軸受クラスタの前記少なくとも３つの磁石固定子に近接して、前記軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの第１の位置検出器をさらに含む、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記第２の磁気軸受クラスタは、前記軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの磁石固定子を含む、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記第２の磁気軸受クラスタの前記少なくとも３つの磁石固定子に近接して、前記軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの第２の位置検出器をさらに含む、請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の磁気軸受クラスタは、１対の対向するＸ座標磁石固定子および１対の対向するＹ座標磁石固定子を含み、前記Ｘ座標磁石固定子は、前記Ｙ座標磁石固定子の間にかつ概して共面に間隔を置いて配置される、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記ラジアル軸受制御装置は、前記第１の磁気軸受クラスタの前記１対の対向するＸ座標磁石固定子に近接する１対の対向するＸ座標位置検出器と、前記第１の磁気軸受クラスタの前記１対の対向するＹ座標磁石固定子に近接する１対の対向するＹ座標位置検出器とを含む、請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記第１の磁気軸受クラスタは、対応する前記Ｘ座標磁石固定子および前記Ｙ座標磁石固定子の間に形成される前記共通面内にある前記スピンドルの第１の領域に配置される第１の回転子を含む、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記第２の磁気軸受クラスタは、１対の対向するＸ座標磁石固定子および１対の対向するＹ座標磁石固定子を含み、前記Ｘ座標磁石固定子は、前記対向するＹ座標磁石固定子の間に間隔を置いて配置されかつ概して共面である、請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記ラジアル軸受制御装置は、前記第２の磁気軸受クラスタの前記１対の対向するＸ座標磁石固定子に近接する１対の対向するＸ座標位置検出器と、前記第２の磁気軸受クラスタの前記１対の対向するＹ座標磁石固定子に近接する１対の対向するＹ座標位置検出器とを含む、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
前記第２の磁気軸受クラスタは、対応する前記Ｘ座標磁石固定子および前記Ｙ座標磁石固定子の間に形成される前記共通面内にある前記スピンドルの第２の領域に配置される第
２の回転子を含む、請求項１１に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
前記ラジアル軸受制御装置は、前記第１の軸受クラスタの各前記１対のＸ座標磁石への電流の供給を非線形に等しく比例するように変動させるための、可変の電流発生装置を含む、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記軸心を中心として前記成形工具の角位置を決定するための回転位置検出器をさらに含む、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記成形工具が軸心を中心として１回転し終えると同時に、成形端部が軌道の周囲を１周し終える、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
ハウジングをさらに含む、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項１７】
前記ハウジングに対する前記スピンドルの軸方向の動き制限するために、前記スピンドルに関連付けられる磁気スラスト軸受をさらに含む、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
前記軸心を中心として強制的に前記スピンドルを回転させるために、前記ハウジング内に配置される駆動モータをさらに含む、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
前記ハウジングは少なくとも２つの補助軸受を含む、請求項１６に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記軸方向の動作制御装置は加工物保持器を含む、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項２１】
前記成形工具は、前記軸心を中心として概して円弧状に等しく配置される複数の点状の切れ刃で終端する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項２２】
前記成形工具は１つの点状の切れ刃で終端する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項２３】
前記切れ刃および前記軌道間の連続した傾斜角を保つための切れ刃制御装置であって、前記傾斜角は、前記軸心から前記切れ刃まで延びる半径、および、前記軌道に沿った任意の点に対する接線の間の角度によって定められる最適な切削角を備える切れ刃制御装置をさらに含む、請求項２２に記載のアセンブリ。
【請求項２４】
前記傾斜角は実質的に直角である、請求項２３に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
前記軌道は不規則な形状である、請求項２３に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
前記傾斜角は実質的に直角である、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項２７】
前記軌道は不規則な形状である、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項２８】
加工物に対して前記軸心に沿って前記成形工具を動かしつつ、同時に前記軌道の形状を変え、それによって、連続的に軸方向に変動する軌道を持つ非円形の孔を、加工物に高速かつ高精度で形成することが可能となる軸方向の動作制御装置をさらに含む、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項２９】
前記軸方向の動作制御装置は加工物保持器を含む、請求項２８に記載のアセンブリ。
【請求項３０】
寸法的に変動する軸方向の軌道を有する不規則な孔を加工物に形成するための高速スピ
ンドルアセンブリを磁気的に浮上させるための方法であって、前記方法は、
軸心を有するスピンドルの一端に半径方向に延びる成形工具を固定するステップと、
軸心を中心として回転するために成形工具に近接するスピンドルの第１の領域の周りに磁気浮上領域を設定するステップと、
第１の領域から間隔を置いて配置され、成形工具から離れたスピンドルの第２の領域の周りに磁気浮上領域を設定するステップと、
第１および第２の磁気浮上領域内で軸心を中心としてスピンドルを回転させるステップと、
第１および第２の磁気浮上領域を変動させることによって、スピンドルが回転する間に、第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整し、このことにより所定の非円形の軌道において成形端部を動かすステップと、
第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整する前記ステップと同時に、加工物に対して軸心に沿って成形工具を動かすことによって、加工物における不規則の軸方向に異なる軌道の孔を形成するステップと、
を備える、方法。
【請求項３１】
加工物に非円形の孔を形成するための高速スピンドルアセンブリを磁気的に浮上させるための方法であって、前記方法は、
成形工具に切れ刃を形成するステップと、
切れ刃が軸心から半径方向に外側に配置されるように、軸心を有するスピンドルの一端に半径方向に延びる成形工具を固定するステップと、
軸心を中心として回転するために成形工具に近接するスピンドルの第１の領域の周りに磁気浮上領域を設定するステップと、
第１の領域から間隔を置いて配置され、成形工具から離れたスピンドルの第２の領域の周りに磁気浮上領域を設定するステップと、
第１および第２の磁気浮上領域内で軸心を中心としてスピンドルを回転させるステップと、
第１および第２の浮上領域を変動させることによって、スピンドルが回転する間に、第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整し、このことにより所定の非円形の軌道に切れ刃を動かして加工物に非円形の孔を形成するステップと
切れ刃および軌道の間の連続した傾斜角を保つステップであって、傾斜角は、軸心から切れ刃まで延びる半径および非円形の軌道に沿った任意の点に対する接線の間の角度によって定まる最適な切削角を備え、そのため、非円形の孔が改良された精度で成形されることが可能となり、かつスピンドルがより高速の回転速度およびより高い安定性で作動可能となるステップと、
を備える、方法。
【請求項３２】
スピンドルの第１の領域の周りに磁気浮上領域を設定する前記ステップが、軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの検出器を位置決めすることを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
スピンドルの第２の領域の周りに磁気浮上領域を設定する前記ステップが、軸心を中心として共通面において概して円弧状に等しい間隔に配置される少なくとも３つの検出器を位置決めすることを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整するステップが、少なくとも３つの第１の位置検出器を、第１の領域の少なくとも３つの磁石固定子に近接して軸心を中心として共通面に概して円弧状に等しい間隔に配置することと、少なくとも３つの第１の位置検出器を、第２の領域の少なくとも３つの磁石固定子に近接して軸心を中心として共通面に概して円弧状に等しい間隔に配置することとを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
スピンドルの第１の領域の周りに磁気浮上領域を設定する前記ステップが、１対の対向するＸ座標磁石固定子および１対の対向するＹ座標磁石固定子を位置決めすることと、Ｘ座標磁石固定子を、対向するＹ座標磁石固定子の間にかつ概して共面に間隔を置いて配置することとを含む、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３６】
スピンドルの第２の領域の周りに磁気浮上領域を設定する前記ステップが、１対の対向するＸ座標磁石固定子および１対の対向するＹ座標磁石固定子を位置決めすることと、Ｘ座標磁石固定子を、対向するＹ座標磁石固定子の間にかつ概して共面に間隔を置いて配置することとを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記第１の軸受クラスタの各前記１対のＸ座標磁石への電流の供給を非線形に等しく比例するように変動させるステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整するためのステップが、各前記磁気固定子に近接して位置検出器を固定することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
加工物に対して成形工具を動かす前記ステップが、加工物を動かす一方でスピンドルを軸方向に固定した状態を保つことを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
孔を形成する前記ステップの間、軸心を中心として成形工具の角位置を瞬間的に決定するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４１】
成形工具が軸心を中心として１回転し終えると同時に、成形端部が軌道の周囲を１周し終えるように、成形工具の角速度を計時するステップをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
成形工具の切れ刃および軌道間の連続した傾斜角を保つためステップであって、傾斜角が軸心から切れ刃まで延びる半径、および、軌道に沿って任意の点に対する接線の間の角度によって定められる最適な切削角を備えるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４３】
連続した傾斜角を保つためステップが、傾斜角を実質的に直角に保つことを含む、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
軌道を不規則な形状に向けるステップをさらに含む、請求項４２に記載のアセンブリ。
【請求項４５】
連続した傾斜角を保つためステップが、傾斜角を実質的に直角に保つことを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４６】
軌道を不規則な形状に向けるステップをさらに含む、請求項３１に記載のアセンブリ。
【請求項４７】
孔を形成する前記ステップの間、軸心を中心として成形工具の角位置を瞬間的に決定するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項４８】
成形工具が軸心を中心として１回転を終えると同時に、成形端部が軌道の周囲を１周し終えるように、成形工具の角速度を計時するステップをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
加工物に対して軸心に沿って成形工具を動かすことによって、加工物における不規則の
軸方向に異なる軌道の孔を形成するのと同時に、第１および第２の領域で軸心の半径方向位置を調整する前記ステップを備えるステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項５０】
加工物に対して軸心に沿って成形工具を動かす前記ステップが、加工物を動かす一方でスピンドルを軸方向に固定した状態を保つことを含む、請求項４９に記載の方法。