JP3257231B2 - 軸受内径加工装置 - Google Patents

軸受内径加工装置

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JP3257231B2
JP3257231B2 JP03974894A JP3974894A JP3257231B2 JP 3257231 B2 JP3257231 B2 JP 3257231B2 JP 03974894 A JP03974894 A JP 03974894A JP 3974894 A JP3974894 A JP 3974894A JP 3257231 B2 JP3257231 B2 JP 3257231B2
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英雄 松本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】近年、事務機器や民生機器に使わ
れる軸受は高速・高精度化しており、圧力発生溝を有す
る溝付き流体軸受、および精密な内径を有する溝無し真
円軸受の必要性が高まっている。本発明は、軸受内径を
高精度に加工するに最適な加工装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】以下図面を参照しながら、従来の軸受内
径加工装置の一例について説明する。図9は事務機器や
民生機器に使われている軸受装置の断面図である。スリ
ーブ21Aを有するフレーム21は内周面に圧力溝21
Cを有する軸受穴21Bを有し、この軸受穴21Bにデ
ィスク20を有する軸19が回転自在に嵌め合わされて
いる。この圧力溝21Cを有するフレーム21の従来の
軸受内径加工装置の構成を図10〜図12に示す。図1
0において被加工物であるフレーム21は正逆方向に回
転駆動自在なスピンドル23に固定されたチャック22
に取り付けられている。24は図中X,Y方向に摺動自
在なステージであり、バイト25、溝加工用ボールまた
は刃物26Aを複数個有している溝加工ツール26、内
径仕上げ加工用ローラ27Aを複数個有しているバニッ
シュツール27を取り付けており、ステージ24,バイ
ト25,溝加工ツール26,バニッシュツール27が一
体になって、X,Y方向に移動可能に構成されている。
【0003】以上のように構成された従来の軸受内径加
工装置について、以下その動作について説明する。図1
0,図12は従来の軸受内径加工装置の構成図、図11
(a),(b),(c)は被加工物のフレーム21の軸
受穴21Bの断面図である。図10において、まずスピ
ンドル23がチャック22とともに、被加工物であるフ
レーム21を高速で回転駆動する。そして、ステージ2
4がX,Y方向に移動して、ステージ24に取り付けら
れた内径加工用バイト25は、軸受穴21Bの荒加工を
行う。このとき図11(a)に示す内径D1は、所定の
寸法に対して±2ミクロンメータ程度の精度に切削加工
される。次に、スピンドルは一旦停止し、ステージ24
がX,Y方向に移動して、溝加工ツール26が軸受穴2
1Bに挿入され、スピンドル23は図12中に示すC
W,CCW方向にゆっくり回動し、内径に魚骨状の圧力
溝21Cの塑性加工または切削加工を施す。次にステー
ジ24はX,Y方向に移動し、バニッシュツール27が
軸受穴21Bに挿入され、スピンドル23はゆっくり回
転を行う。これにより、図11(c)に示す内径D2は
精度良く加工され、±1ミクロンメータ程度の所定の寸
法公差内に仕上げられ、加工は完了する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、次の様な問題点がある。フレーム21は
益々薄肉化が進んでいるが、スリーブ21Aが薄肉にな
ると、図12に示すように溝加工中およびバニッシュ加
工中にスリーブ21Aが座屈、または曲がりを起こす。
また、バニッシュツール27のローラ27Aの摩耗、傷
の発生により軸受穴内径の所定精度が得られないことが
あった。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の軸受内径加工装置は、回転する被加工物に
対してX,Y方向に摺動可能なステージ上にバイト、ボ
ール押圧子、ボールの押圧荷重を測定する検出手段を有
し、押圧荷重を内径寸法に換算するコンピュータを有す
る。
【0006】
【作用】本発明は、上記した構成によって被加工物を回
転させ、ステージをX,Y方向に移動することによりバ
イトで軸受穴を加工し、次にボールを軸受穴に圧入しこ
の時の荷重を検出し、この荷重の大小を内径寸法に換算
し、必要に応じて再びバイトで軸受穴の仕上加工を行う
ことにより、内径を高精度に加工するものである。
【0007】
【実施例】以下本発明の一実施例の軸受内径加工装置に
ついて、図1〜図8を参照しながら説明する。図1〜図
5は本発明の一実施例の軸受内径加工装置の概略図であ
る。図1において、1は被加工物であるフレームであ
り、正逆方向に回転駆動自在なスピンドル3に固定され
た穴2Aを有するチャック2に取り付けられている。4
は図中X,Y方向に摺動自在なステージであり、第1バ
イト5、溝加工用第1ボール6Aを複数個有する溝加工
ツール6、内径仕上げ加工用第2バイト7、押圧子8、
荷重検出手段9が取り付けられており、ステージ4,第
バイト5,溝加工ツール6,第2バイト7,押圧子
8,荷重検出手段9が一体になって、X,Y方向に移動
可能に構成されている。また押圧子8に第2ボール10
を供給するホッパー11、シュート12、回収容器1
3、荷重検出手段9のデータからフレーム1の軸受穴1
Bの内径寸法を計算するコンピュータ15を有してい
る。
【0008】以上のように構成された軸受内径加工装置
について、以下その動作を説明する。まずスピンドル3
がチャック2とともに、被加工物であるフレーム1を高
速で回転駆動させる。そして、ステージ4がX,Y方向
に移動して、ステージ4に取り付けられた第1バイト5
は軸受穴1Bの荒加工を行う。このとき図11に示すス
リーブの内径D1は、所定の寸法に対して±2ミクロン
メータ程度の精度に切削加工される。次に、スピンドル
3は一旦停止し、ステージ4がX,Y方向に移動して、
図2に示すように溝加工ツール6が軸受穴1Bに挿入さ
れ、スピンドル3は図中CW,CCW方向にゆっくり回
動し、右ネジまたは左ネジを締めたり緩めたりするよう
な動作により、第1ボール6Aにより内径に魚骨状の圧
力溝1Cを塑性加工する。次にステージ4はX,Y方向
に移動しスピンドル3は高速で回転し、図3に示すよう
に第2バイト7が軸受穴1Bに挿入されて、図11
(c)に示す内径D2は仕上げられる。その後図4に示
すように、ホッパー11から供給される第2ボール10
は、軸受穴1Bよりも僅かに数ミクロンメータ大きい直
径であり、これを押圧子8が被加工物であるフレーム1
の軸受穴1Bに押し通し、このときの圧入荷重をロード
セル等の荷重検出手段9が検出し、コンピュータ15は
この検出荷重から演算により、軸受穴1Bの内径寸法を
求める。第2ボール10と軸受穴1Bの径差は僅かであ
り、スリーブ1Aは弾性限度内での応力を受けるが永久
変形することがない。その後、第2ボール10は図5に
示すようにチャック2の穴2Aを通してシュート12か
ら回収容器13に回収される。そしてコンピュータ15
が求めた内径と所定の内径との間に誤差がある場合は、
必要に応じ図1または図3に示す第2バイト7で切り込
み量を増やしてもう一度加工したり、以降の切り込み量
を自動変更することができる。本発明によればこのよう
な再加工や、自動変更が被加工物1をチャック2でチャ
ックしたまま行うことができる。図8における1は加工
完了後の被加工物であるフレームである。
【0009】本発明の加工装置によればスリーブ1Aが
薄肉でも、第2バイト7で軸受穴1Bの仕上げ加工を行
うため、スリーブ1Aは座屈や曲がりを起こさず軸受穴
1Bの精度(真円度,円筒度)は良好に仕上がる。また
加工後ボールの圧入を行い、その圧入荷重を検出するこ
とで、大量生産における内径精度を従来になく飛躍的に
高くすることができる。
【0010】尚、図5において、16はノズルであり、
第2ボール10の直径が約3ミリメートル以下であると
き等、第2ボール10がその自重だけでは穴2Aを通し
て落下できないときに、ノズル15から空気等の気体、
またはオイル等の液体を勢いよく吹き出してボール10
を確実にシュート12、回収容器13に送るものであ
る。
【0011】尚、図4において第2ボール10は複数個
であり、ホッパー11から次々に供給される場合につい
て説明したが、第2ボール10は1個であり、押圧子8
の先端に固定され、くり返し使用しても同じであり、こ
の場合ホッパー11、シュート12、回収容器13、穴
2Aは不要となる。
【0012】尚、第1の実施例において軸受穴1Bに圧
力溝1Cが有り、ステージ4に溝加工ツール6を有する
場合について説明したが、これらは無くても同じことで
ある。
【0013】尚、軸受穴1Bの荒加工は、第1バイト5
だけによらずとも、第2のバイト7により加工してもよ
い。
【0014】図6は第1の実施例の軸受内径加工装置の
変形応用例である。押圧子8と荷重検出手段9はピン1
4Aとバネ14Bに支えられ図中Z方向に僅かに摺動自
在とし、さらに図示しないローラベアリングとモータか
らなる摺動手段14Cにより、X方向に移動可能となっ
ており、レール14Dに乗せられ、レール14Dがステ
ージ4の上に固定されている。これにより押圧子8にい
わゆる自動調心機能が付加され、軸受穴1Bの内径寸法
を測定するための第2ボール10を、軸受穴1Bに同軸
で圧入でき、スムーズに圧入されるので圧入荷重が正確
に測定でき、内径が正確に把握できる。この内計測定
は、軸受穴1Bに動圧溝1Cが有る場合も無い場合も同
じである。
【0015】図7は、本実施例の軸受内径加工装置の変
形応用例である。圧力溝1Cを軸受穴1Bに塑性加工を
施すための溝加工ツール6が、ピン6B、バネ6C、ツ
ール台6Dにより支持され、図中Z方向に数十ミクロン
メータ程度、僅かに摺動自在に支持されている。これに
より溝加工ツール6にいわゆる自動調心機能が付加され
圧力溝1Cが、軸受穴1Bに深さ,バラツキまたは偏り
なく、高精度に加工できる。
【0016】
【発明の効果】以上のように本発明の軸受内径加工装置
は、バイトで内径の仕上げ加工を施すので薄肉のスリー
ブでも座屈や変形がなく、軸受穴の内径をボールの圧入
荷重を検出することで被加工物をチャックしたまま測定
でき、高精度に加工が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の軸受内径加工装置の構成図
【図2】図1に示す軸受内径加工装置において圧力溝加
工を説明する詳細図
【図3】図1に示す軸受内径加工装置を用いた仕上げ加
工を説明する図
【図4】図1に示す軸受内径加工装置を用いた軸受穴の
内径検出方法を説明する図
【図5】本実施例のボール回収方法を説明する図
【図6】本実施例の変形応用例の説明図
【図7】本実施例の変形応用例の説明図
【図8】本発明の軸受内径加工装置により加工する被加
工物の図
【図9】軸受装置の構成図
【図10】従来の軸受内径加工装置の構成図
【図11】(a)従来の軸受内径加工における荒加工に
より加工される被加工物の断面図 (b)本図(a)に示す荒加工後の軸受内径に圧力溝を
加工した被加工物の断面図 (c)本図(b)に示す圧力溝加工後の軸受内径を仕上
げ加工した被加工物の断面図
【図12】従来の軸受内径加工装置の要部断面図
【符号の説明】
1 フレーム 1A スリーブ 1B 軸受穴 1C 圧力溝 2 チャック 3 スピンドル 4 ステージ 5 第1バイト 6 溝加工ツール 6B ピン 6C バネ 6D ツール台 7 第2バイト 8 押圧子 9 荷重検出手段 10 第2ボール 11 ホッパー 12 シュート 13 回収容器 14 ガイド 14A ピン 14B バネ 14C 摺動手段 14D レール 15 コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭61−181314(JP,U) 実開 昭59−171051(JP,U) 実開 昭60−169503(JP,U) 実開 平4−47907(JP,U) 特公 平5−2161(JP,B2) 特公 平4−28482(JP,B2) 実公 平3−5403(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23Q 17/20 F16C 33/14

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受穴を有する被加工物を把握し回転駆
    動させる回転スピンドルとチャックと、X,Y方向に摺
    動可能なステージを有し、このステージに前記被加工物
    の前記軸受穴の仕上げ加工を施すバイトと、前記軸受穴
    にボールを圧入する押圧子と、このボールの圧入荷重を
    検出する検出手段とを設け、前記圧入荷重を前記軸受
    内径寸法に換算し、検査するコンピュータを有する軸受
    内径加工装置。
  2. 【請求項2】 被加工物の軸受穴に押圧子で圧入し、貫
    通した後のボールを排出する穴をチャックに設けた請求
    項1記載の軸受内径加工装置。
  3. 【請求項3】 X,Y方向に摺動自在なステージに設け
    られた、押圧子をバネで支持した請求項1記載の軸受内
    径加工装置。
  4. 【請求項4】 X,Y方向に摺動可能なステージに被加
    工物の軸受穴に動圧溝を加工する溝加工ツールを有する
    請求項1記載の軸受内径加工装置。
  5. 【請求項5】 ステージに設けられた溝加工ツールをバ
    ネで支持した請求項4記載の軸受内径加工装置。
JP03974894A 1994-02-09 1994-03-10 軸受内径加工装置 Expired - Lifetime JP3257231B2 (ja)

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CN105600398B (zh) * 2015-11-23 2017-11-21 倪煌斌 气切换动控制的滚珠定位机构
KR102401495B1 (ko) * 2020-08-10 2022-05-25 (주)앰스코 볼 버니싱을 이용한 내경 정밀 가공 장치
CN116618729B (zh) * 2023-07-21 2024-04-26 辉县市腾飞机械制造有限公司 一种大齿圈铣面装置

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