JP3472069B2 - 溝加工方法および溝加工装置 - Google Patents
溝加工方法および溝加工装置Info
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- JP3472069B2 JP3472069B2 JP07050597A JP7050597A JP3472069B2 JP 3472069 B2 JP3472069 B2 JP 3472069B2 JP 07050597 A JP07050597 A JP 07050597A JP 7050597 A JP7050597 A JP 7050597A JP 3472069 B2 JP3472069 B2 JP 3472069B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじポンプ作用に
よって軸受間隙の流体に動圧を発生させる動圧軸受の動
圧発生溝等を加工するための溝加工方法および溝加工装
置に関するものである。
よって軸受間隙の流体に動圧を発生させる動圧軸受の動
圧発生溝等を加工するための溝加工方法および溝加工装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ねじポンプ作用によって軸受間隙の流体
に動圧を発生させる動圧軸受は、互に回転自在に嵌合す
る軸受シャフトと軸受スリーブのうちの少なくとも一方
にヘリングボーン溝等のら旋状の動圧発生溝を必要とす
る。従来、このような動圧発生溝を軸受シャフトまたは
軸受スリーブに加工する方法としてはエッチングによる
溝加工が一般的であった。ところがエッチング処理はエ
ッチング液の濃度や性能劣化等によって加工精度が大き
く左右されるうえに、全体的に工程数が多くて加工に必
要な時間も長く従って生産性が低い。
に動圧を発生させる動圧軸受は、互に回転自在に嵌合す
る軸受シャフトと軸受スリーブのうちの少なくとも一方
にヘリングボーン溝等のら旋状の動圧発生溝を必要とす
る。従来、このような動圧発生溝を軸受シャフトまたは
軸受スリーブに加工する方法としてはエッチングによる
溝加工が一般的であった。ところがエッチング処理はエ
ッチング液の濃度や性能劣化等によって加工精度が大き
く左右されるうえに、全体的に工程数が多くて加工に必
要な時間も長く従って生産性が低い。
【０００３】このために近年では、特に小径の動圧軸受
を製造する際には、軸受シャフトまたは軸受スリーブの
表面にボールを押しつけて塑性加工することによって動
圧発生溝を形成する方法が広く用いられている。例え
ば、図６に示すように、軸受スリーブＷ0 より硬質のボ
ール１３１を工具軸１０３に保持させ、ボール１３１を
軸受スリーブＷ0 の内面に押しつけて表面層を塑性加工
し、ボール１３１の形状を転写しながら工具軸１０３ま
たはスリーブＷ0 を回転させこれと同時に軸方向の送り
を行なうものであり、回転速度と軸方向の送り速度を変
化させることで様々な形状のら旋溝を形成することがで
きる。
を製造する際には、軸受シャフトまたは軸受スリーブの
表面にボールを押しつけて塑性加工することによって動
圧発生溝を形成する方法が広く用いられている。例え
ば、図６に示すように、軸受スリーブＷ0 より硬質のボ
ール１３１を工具軸１０３に保持させ、ボール１３１を
軸受スリーブＷ0 の内面に押しつけて表面層を塑性加工
し、ボール１３１の形状を転写しながら工具軸１０３ま
たはスリーブＷ0 を回転させこれと同時に軸方向の送り
を行なうものであり、回転速度と軸方向の送り速度を変
化させることで様々な形状のら旋溝を形成することがで
きる。
【０００４】図７に示すように、工具軸１０３はその先
端に中空の管状部分１０３ａを有し、該管状部分１０３
ａに設けられたボール保持孔１０３ｂに各ボール１３１
が保持される。各ボール１３１は、工具軸１０３の管状
部分１０３ａに挿入されたテーパーピン１３２に当接さ
れ、テーパーピン１３２はそのねじ部１３２ａを工具軸
１０３の管状部分１０３ａのねじ部１０３ｃに螺合させ
ることによって工具軸１０３に結合され、工具軸１０３
に対してテーパーピン１３２を回転させることでこれを
軸方向に進退させることができる。
端に中空の管状部分１０３ａを有し、該管状部分１０３
ａに設けられたボール保持孔１０３ｂに各ボール１３１
が保持される。各ボール１３１は、工具軸１０３の管状
部分１０３ａに挿入されたテーパーピン１３２に当接さ
れ、テーパーピン１３２はそのねじ部１３２ａを工具軸
１０３の管状部分１０３ａのねじ部１０３ｃに螺合させ
ることによって工具軸１０３に結合され、工具軸１０３
に対してテーパーピン１３２を回転させることでこれを
軸方向に進退させることができる。
【０００５】軸受スリーブＷ0 に形成される動圧発生溝
Ｗａの深さは、テーパーピン１３２を回転させてこれを
工具軸１３２の軸方向へ移動させ、各ボール１３１の突
出量を変えることによって調節される。このように、加
工する動圧発生溝Ｗａの深さに合わせて各ボール１３１
の突出量を調節したうえで、公知の接着法やはんだ付け
等によってテーパーピン１３２を工具軸１０３に固定す
る。なお、工具軸１０３の管状部分１０３ａの外表面に
は各ボール１３１がボール保持孔１０３ｂから抜け落ち
るのを防ぐための弾性リング１３３が装着される（特開
昭６１−１６２２３５号公報参照）。
Ｗａの深さは、テーパーピン１３２を回転させてこれを
工具軸１３２の軸方向へ移動させ、各ボール１３１の突
出量を変えることによって調節される。このように、加
工する動圧発生溝Ｗａの深さに合わせて各ボール１３１
の突出量を調節したうえで、公知の接着法やはんだ付け
等によってテーパーピン１３２を工具軸１０３に固定す
る。なお、工具軸１０３の管状部分１０３ａの外表面に
は各ボール１３１がボール保持孔１０３ｂから抜け落ち
るのを防ぐための弾性リング１３３が装着される（特開
昭６１−１６２２３５号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、ボールが工具軸のボール保持孔に遊合
し、弾性リングによってテーパーピンの表面に弾力的に
押圧されているだけであるから、動圧発生溝を加工中に
ボールが工具軸の軸方向あるいは周方向へ動くのを回避
できず、従って充分な溝加工精度を得ることが難しい。
加えて、ボールが弾性リングによって押さえられている
ため、ボールを転動させながら溝加工を行ないたいとき
にはボールがスムーズに転動せず、動圧発生溝等の加工
面に局部的なバリやムシレを発生する等の不都合があ
る。
の技術によれば、ボールが工具軸のボール保持孔に遊合
し、弾性リングによってテーパーピンの表面に弾力的に
押圧されているだけであるから、動圧発生溝を加工中に
ボールが工具軸の軸方向あるいは周方向へ動くのを回避
できず、従って充分な溝加工精度を得ることが難しい。
加えて、ボールが弾性リングによって押さえられている
ため、ボールを転動させながら溝加工を行ないたいとき
にはボールがスムーズに転動せず、動圧発生溝等の加工
面に局部的なバリやムシレを発生する等の不都合があ
る。
【０００７】また、複数対のボールを用いる溝加工にお
いては、これらのボールを当接するテーパーピンの外周
面の真円度が悪いと、溝加工の深さがばらつくという未
解決の課題がある。さらに、長期間使用していると、各
ボールとテーパーピンが点接触であるために徐徐にボー
ルがテーパーピンの表面にめり込んで、加工する溝の深
さがだんだん浅くなるというトラブルもある。
いては、これらのボールを当接するテーパーピンの外周
面の真円度が悪いと、溝加工の深さがばらつくという未
解決の課題がある。さらに、長期間使用していると、各
ボールとテーパーピンが点接触であるために徐徐にボー
ルがテーパーピンの表面にめり込んで、加工する溝の深
さがだんだん浅くなるというトラブルもある。
【０００８】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、動圧軸受の軸受スリー
ブ等にボールを押しつけて動圧発生溝等を溝加工するに
際して、ボールを保持する工具軸上でボールが軸方向や
周方向にずれたり、脱落したり、あるいは工具軸の軸部
にめり込んだりするのを防ぎ、充分な溝加工精度を得る
ことができるうえに、溝加工の深さを簡単に変更できる
ばかりでなく、ボールを転動させながら加工したいとき
にはこれをスムーズに転動させることのできる溝加工方
法および溝加工装置を提供することを目的とするもので
ある。
に鑑みてなされたものであって、動圧軸受の軸受スリー
ブ等にボールを押しつけて動圧発生溝等を溝加工するに
際して、ボールを保持する工具軸上でボールが軸方向や
周方向にずれたり、脱落したり、あるいは工具軸の軸部
にめり込んだりするのを防ぎ、充分な溝加工精度を得る
ことができるうえに、溝加工の深さを簡単に変更できる
ばかりでなく、ボールを転動させながら加工したいとき
にはこれをスムーズに転動させることのできる溝加工方
法および溝加工装置を提供することを目的とするもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の溝加工方法は、互に対向する一対のボール
保持部によって工具軸の軸部に保持されたボールを被加
工物の表面に押しつけて溝加工を行なう溝加工方法であ
って、前記一対のボール保持部および前記工具軸の前記
軸部は超硬合金またはセラミック材料によって作られて
おり、前記一対のボール保持部が、径方向にのびる保持
溝と軸方向に湾曲する湾曲面をそれぞれ有し、前記一対
のボール保持部のうちの一方が、前記軸部に対して、そ
の取り付け位置を変更自在に固定されており、前記一方
のボール保持部を前記ボールが転動できる取り付け位置
に固定して溝加工を行なうことを特徴とする。
め、本発明の溝加工方法は、互に対向する一対のボール
保持部によって工具軸の軸部に保持されたボールを被加
工物の表面に押しつけて溝加工を行なう溝加工方法であ
って、前記一対のボール保持部および前記工具軸の前記
軸部は超硬合金またはセラミック材料によって作られて
おり、前記一対のボール保持部が、径方向にのびる保持
溝と軸方向に湾曲する湾曲面をそれぞれ有し、前記一対
のボール保持部のうちの一方が、前記軸部に対して、そ
の取り付け位置を変更自在に固定されており、前記一方
のボール保持部を前記ボールが転動できる取り付け位置
に固定して溝加工を行なうことを特徴とする。
【００１０】湾曲面の替わりに軸方向に傾斜する傾斜面
が設けられていてもよい。
が設けられていてもよい。
【００１１】ボールを交換することで、溝加工の深さま
たは精度を調整するとよい。
たは精度を調整するとよい。
【００１２】
【００１３】一対のボール保持部のうちの一方が、工具
軸の軸部と一体であってもよい。
軸の軸部と一体であってもよい。
【００１４】
【００１５】本発明の溝加工装置は、軸部を有する工具
軸と、互に対向する一対のボール保持部によって前記工
具軸の前記軸部に保持されたボールを有し、前記一対の
ボール保持部および前記工具軸の前記軸部は超硬合金ま
たはセラミック材料によって作られており、前記一対の
ボール保持部が、径方向にのびる保持溝と軸方向に湾曲
する湾曲面をそれぞれ備えており、これらによって前記
ボールを前記工具軸の前記軸部に拘束するように構成さ
れ、前記一対のボール保持部のうちの一方を、前記軸部
に対して、その取り付け位置を変更自在に固定するねじ
手段が設けられていることを特徴とする。
軸と、互に対向する一対のボール保持部によって前記工
具軸の前記軸部に保持されたボールを有し、前記一対の
ボール保持部および前記工具軸の前記軸部は超硬合金ま
たはセラミック材料によって作られており、前記一対の
ボール保持部が、径方向にのびる保持溝と軸方向に湾曲
する湾曲面をそれぞれ備えており、これらによって前記
ボールを前記工具軸の前記軸部に拘束するように構成さ
れ、前記一対のボール保持部のうちの一方を、前記軸部
に対して、その取り付け位置を変更自在に固定するねじ
手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】保持溝が円筒状の断面を有するとよい。
【００１７】湾曲面の曲率半径が、ボールの半径に近似
しているとよい。
しているとよい。
【００１８】
【作用】両ボール保持部は、径方向にのびる保持溝にボ
ールを係合させてその周方向の位置ずれを防ぐととも
に、該保持溝と軸方向の湾曲面または傾斜面によってボ
ールを拘束することで両ボール保持部の間からボールが
脱落するのを防ぐ。工具軸の軸部に保持されたボールが
位置ずれを発生したり脱落するおそれがないため、高精
度の溝加工を安定して行なうことができる。また、一方
のボール保持部の取り付け位置を変更して、ボールを着
脱したり、ボールが転動できる状態にすることができ
る。
ールを係合させてその周方向の位置ずれを防ぐととも
に、該保持溝と軸方向の湾曲面または傾斜面によってボ
ールを拘束することで両ボール保持部の間からボールが
脱落するのを防ぐ。工具軸の軸部に保持されたボールが
位置ずれを発生したり脱落するおそれがないため、高精
度の溝加工を安定して行なうことができる。また、一方
のボール保持部の取り付け位置を変更して、ボールを着
脱したり、ボールが転動できる状態にすることができ
る。
【００１９】また、工具軸の軸部および各ボール保持部
が、それぞれ、超硬合金またはセラミック材料によって
作られているため、溝加工の反力によって工具軸の軸部
等にボールがめり込むのを防ぎ、長期間ばらつきのない
安定した深さの溝加工を行なうことができる。
が、それぞれ、超硬合金またはセラミック材料によって
作られているため、溝加工の反力によって工具軸の軸部
等にボールがめり込むのを防ぎ、長期間ばらつきのない
安定した深さの溝加工を行なうことができる。
【００２０】直径の異なるボールを複数組用意してお
き、溝加工の深さに応じて適切な直径のボールを選んで
工具軸に組み付ければ、同じ工具軸を溝加工の深さが異
なる場合に広範囲に適用できる。
き、溝加工の深さに応じて適切な直径のボールを選んで
工具軸に組み付ければ、同じ工具軸を溝加工の深さが異
なる場合に広範囲に適用できる。
【００２１】また、工具軸の軸部の真円度が不充分であ
る場合でも、ボールを交換するだけで、溝加工の深さが
ばらつくのを回避して精度を向上できるという利点もあ
る。
る場合でも、ボールを交換するだけで、溝加工の深さが
ばらつくのを回避して精度を向上できるという利点もあ
る。
【００２２】
【００２３】一対のボール保持部のうちの一方が、工具
軸の軸部と一体であれば、組立部品点数を削減して、装
置の低価格化に貢献できる。
軸の軸部と一体であれば、組立部品点数を削減して、装
置の低価格化に貢献できる。
【００２４】ボールを転動させながら溝加工を行ないた
いときには、両ボール保持部の間をわずかに拡げれば、
両者の間でボールをスムーズに回転させることができ
る。
いときには、両ボール保持部の間をわずかに拡げれば、
両者の間でボールをスムーズに回転させることができ
る。
【００２５】このような、溝加工方法および溝加工装置
を用いることで、動圧軸受の動圧発生溝を高精度で加工
し、高性能な動圧軸受を製造できる。
を用いることで、動圧軸受の動圧発生溝を高精度で加工
し、高性能な動圧軸受を製造できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００２７】図１は一実施例による溝加工装置を示すも
ので、これは、加工台１に支持されたワークチャック２
と、先端に複数のボール３１を保持する工具軸３と、該
工具軸３を回転自在に支持する軸受４と、工具軸３を回
転させる回転駆動機構５と、軸受４とともに垂直方向に
往復移動自在であるＺスライダ６と、Ｚスライダ６を垂
直方向に移動させるＺ駆動機構７を有し、回転駆動機構
５は回転駆動モータ５ａと、その駆動を工具軸３に伝達
するカップリング５ｂおよび回転軸５ｃからなり、Ｚ駆
動機構７は、Ｚ駆動モータ７ａと、その駆動をＺスライ
ダ６に伝達するカップリング７ｂおよび回転軸７ｃから
なる。
ので、これは、加工台１に支持されたワークチャック２
と、先端に複数のボール３１を保持する工具軸３と、該
工具軸３を回転自在に支持する軸受４と、工具軸３を回
転させる回転駆動機構５と、軸受４とともに垂直方向に
往復移動自在であるＺスライダ６と、Ｚスライダ６を垂
直方向に移動させるＺ駆動機構７を有し、回転駆動機構
５は回転駆動モータ５ａと、その駆動を工具軸３に伝達
するカップリング５ｂおよび回転軸５ｃからなり、Ｚ駆
動機構７は、Ｚ駆動モータ７ａと、その駆動をＺスライ
ダ６に伝達するカップリング７ｂおよび回転軸７ｃから
なる。
【００２８】回転駆動機構５とＺ駆動機構７はほぼ同時
に駆動され、ワークチャック２に保持された被加工物で
ある軸受スリーブＷ1 に対して工具軸３を垂直に下降さ
せながら回転させて、ボール３１を軸受スリーブＷ1 の
内面に押しつけてボール３１の形状を転写し、ヘリング
ボーン溝等の動圧発生溝を形成する。
に駆動され、ワークチャック２に保持された被加工物で
ある軸受スリーブＷ1 に対して工具軸３を垂直に下降さ
せながら回転させて、ボール３１を軸受スリーブＷ1 の
内面に押しつけてボール３１の形状を転写し、ヘリング
ボーン溝等の動圧発生溝を形成する。
【００２９】なお、工具軸３と、スリーブＷ1 を保持す
るワークチャック２の立場を逆にして、スリーブＷ1 を
回転させながら軸方向へ移動させる構成であっても、同
様の溝加工を行なうことができるのは言うまでもない。
るワークチャック２の立場を逆にして、スリーブＷ1 を
回転させながら軸方向へ移動させる構成であっても、同
様の溝加工を行なうことができるのは言うまでもない。
【００３０】図２に示すように、工具軸３はその先端に
円柱状の軸部３ａを有し、各ボール３１は工具軸３の軸
部３ａの円筒面に当接され、該軸部３ａ上にボール保持
ユニット４０によって保持される。ボール保持ユニット
４０は、工具軸３の軸部３ａよりわずかに大きい内径を
有するとともにボール３１の周方向の動きを拘束する第
１のボール保持部材４１と、工具軸３の軸部３ａよりわ
ずかに大きい内径を有するとともにボール３１の径方向
の動きを拘束する第２のボール保持部材４２を有する。
また、第１のボール保持部材４１は工具軸３に接着・半
田付け等の公知手段により固定され、第２のボール保持
部材４２は工具軸３の先端に設けられたねじ部３ｂに螺
合するねじ手段であるナット４３によりその取り付け位
置を変更自在に固定される。
円柱状の軸部３ａを有し、各ボール３１は工具軸３の軸
部３ａの円筒面に当接され、該軸部３ａ上にボール保持
ユニット４０によって保持される。ボール保持ユニット
４０は、工具軸３の軸部３ａよりわずかに大きい内径を
有するとともにボール３１の周方向の動きを拘束する第
１のボール保持部材４１と、工具軸３の軸部３ａよりわ
ずかに大きい内径を有するとともにボール３１の径方向
の動きを拘束する第２のボール保持部材４２を有する。
また、第１のボール保持部材４１は工具軸３に接着・半
田付け等の公知手段により固定され、第２のボール保持
部材４２は工具軸３の先端に設けられたねじ部３ｂに螺
合するねじ手段であるナット４３によりその取り付け位
置を変更自在に固定される。
【００３１】第１、第２のボール保持部材４１，４２の
端面には各ボール３１にその両側から当接されてこれを
拘束するボール保持部４１ａ、４２ａが形成されてお
り、第１のボール保持部材４１のボール保持部４１ａ
は、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ断面
が円筒状で径方向にのびる保持面を有する複数の保持溝
であり、該保持溝の半径はボール３１の球状面の曲率半
径よりわずかに大である。第２のボール保持部材４２の
ボール保持部４２ａは、図３の（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、ボール保持部材４２の軸方向に球面状に湾曲する
湾曲面であり、その曲率半径は、ボール３１の球状表面
の曲率半径よりわずかに大きくボール３１に当接された
ときにこれに線接触するように構成される。なお、本実
施例においては、合計４個すなわち２対のボールが用い
られる。
端面には各ボール３１にその両側から当接されてこれを
拘束するボール保持部４１ａ、４２ａが形成されてお
り、第１のボール保持部材４１のボール保持部４１ａ
は、図３の（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ断面
が円筒状で径方向にのびる保持面を有する複数の保持溝
であり、該保持溝の半径はボール３１の球状面の曲率半
径よりわずかに大である。第２のボール保持部材４２の
ボール保持部４２ａは、図３の（ｃ）、（ｄ）に示すよ
うに、ボール保持部材４２の軸方向に球面状に湾曲する
湾曲面であり、その曲率半径は、ボール３１の球状表面
の曲率半径よりわずかに大きくボール３１に当接された
ときにこれに線接触するように構成される。なお、本実
施例においては、合計４個すなわち２対のボールが用い
られる。
【００３２】各ボール３１はボール保持ユニット４０の
両ボール保持部材４１，４２に挟持されて工具軸３の軸
部３ａの表面に保持される。第１のボール保持部材４１
は径方向の保持溝によって各ボール３１の周方向の位置
ずれを防ぎ、第２のボール保持部材４２は軸方向の湾曲
面によって各ボール３１の脱落を防止する。また、両ボ
ール保持部材４１，４２は各ボール３１を工具軸３の軸
方向に挟持するものであるため、加工中にボール３１が
軸方向に位置ずれを起すおそれもない。
両ボール保持部材４１，４２に挟持されて工具軸３の軸
部３ａの表面に保持される。第１のボール保持部材４１
は径方向の保持溝によって各ボール３１の周方向の位置
ずれを防ぎ、第２のボール保持部材４２は軸方向の湾曲
面によって各ボール３１の脱落を防止する。また、両ボ
ール保持部材４１，４２は各ボール３１を工具軸３の軸
方向に挟持するものであるため、加工中にボール３１が
軸方向に位置ずれを起すおそれもない。
【００３３】ボール３１を押しつけて加工される溝であ
る動圧発生溝の深さはボール３１の突出量を変えること
によって調節される。現在、軸受用硬球としてサブミク
ロン単位のピッチで直径の異なるものが容易に入手可能
であるため、これらをボール３１として用意しておき、
必要に応じて異なる直径のものを選定することで、例え
ば、工具軸３の軸部３ａの真円度が悪く、同じ直径のボ
ールを用いると４個のボール３１の突出量がばらつく場
合にこれを補正して、溝加工の精度を向上させることが
できる。
る動圧発生溝の深さはボール３１の突出量を変えること
によって調節される。現在、軸受用硬球としてサブミク
ロン単位のピッチで直径の異なるものが容易に入手可能
であるため、これらをボール３１として用意しておき、
必要に応じて異なる直径のものを選定することで、例え
ば、工具軸３の軸部３ａの真円度が悪く、同じ直径のボ
ールを用いると４個のボール３１の突出量がばらつく場
合にこれを補正して、溝加工の精度を向上させることが
できる。
【００３４】工具軸３および両ボール保持部材４１，４
２の材質は、超硬合金である。このように硬い材料を用
いることによって、両ボール保持部材４１，４２の変形
や摩耗による耐久性低下を防ぐとともに、ボール３１と
点接触する工具軸３の軸部３ａへのボール３１のめり込
みを防ぐことができる。一般的に加工工具のシャンクと
しては従来より工具鋼が広く用いられているが、工具鋼
のような延性材料を工具軸３の材料として用いると、長
期間の使用によってボール３１が工具軸３の軸部３ａに
めり込み、塑性変形を起こすため徐徐に加工する溝の深
さが浅くなるという不都合があった。そこで、工具軸３
に脆性材料である超硬合金を用いて、このような品質の
劣化を防ぐものである。超硬合金の替わりに、同じく脆
性材料であるセラミック材料を用いても同じ効果が得ら
れる。
２の材質は、超硬合金である。このように硬い材料を用
いることによって、両ボール保持部材４１，４２の変形
や摩耗による耐久性低下を防ぐとともに、ボール３１と
点接触する工具軸３の軸部３ａへのボール３１のめり込
みを防ぐことができる。一般的に加工工具のシャンクと
しては従来より工具鋼が広く用いられているが、工具鋼
のような延性材料を工具軸３の材料として用いると、長
期間の使用によってボール３１が工具軸３の軸部３ａに
めり込み、塑性変形を起こすため徐徐に加工する溝の深
さが浅くなるという不都合があった。そこで、工具軸３
に脆性材料である超硬合金を用いて、このような品質の
劣化を防ぐものである。超硬合金の替わりに、同じく脆
性材料であるセラミック材料を用いても同じ効果が得ら
れる。
【００３５】なお、第２のボール保持部材４２のボール
保持部４２ａを球面状の湾曲面にする替わりに、単にテ
ーパー状に傾斜させた傾斜面を用いてもよい。この場合
には、ボール３１と第２のボール保持部材４２のボール
保持部４２ａの間が点接触となるため、ボール保持部４
２ａに大きな応力が発生し、その結果、第２のボール保
持部材４２が変形したり耐久性が損なわれるおそれがあ
るが、第２のボール保持部材４２のボール保持部４２ａ
の加工が簡単になるという利点を有する。
保持部４２ａを球面状の湾曲面にする替わりに、単にテ
ーパー状に傾斜させた傾斜面を用いてもよい。この場合
には、ボール３１と第２のボール保持部材４２のボール
保持部４２ａの間が点接触となるため、ボール保持部４
２ａに大きな応力が発生し、その結果、第２のボール保
持部材４２が変形したり耐久性が損なわれるおそれがあ
るが、第２のボール保持部材４２のボール保持部４２ａ
の加工が簡単になるという利点を有する。
【００３６】図４は一変形例を示す。これは、径方向の
保持溝４１ａを有する第１のボール保持部材４１を省略
し、同様の保持溝５１ａを、工具軸１３の軸部１３ａの
一端に設けられた段部１３ｃに直接彫り込んだものであ
る。
保持溝４１ａを有する第１のボール保持部材４１を省略
し、同様の保持溝５１ａを、工具軸１３の軸部１３ａの
一端に設けられた段部１３ｃに直接彫り込んだものであ
る。
【００３７】すなわち、工具軸１３は、ボール３１の当
接する軸部１３ａ、ナット４３の係合するねじ部１３ｂ
に加えてボール保持溝５１ａを形成したボール保持部で
ある段部１３ｃを有する。これによって部品点数が減少
し、より一層安価な溝加工装置を実現できる。
接する軸部１３ａ、ナット４３の係合するねじ部１３ｂ
に加えてボール保持溝５１ａを形成したボール保持部で
ある段部１３ｃを有する。これによって部品点数が減少
し、より一層安価な溝加工装置を実現できる。
【００３８】本実施例によれば前述のように、動圧発生
溝の加工中は、ボールが工具軸から脱落したりその軸方
向や周方向に変位する等のトラブルを発生することな
く、安定した高精度の溝加工を行なうことができる。
溝の加工中は、ボールが工具軸から脱落したりその軸方
向や周方向に変位する等のトラブルを発生することな
く、安定した高精度の溝加工を行なうことができる。
【００３９】また、ボールを転動させながら溝加工した
いときは、第２のボール保持部材を工具軸に固定するナ
ットを回転させて取り付け位置を変更し、各ボールを強
固に挟持する状態から各ボールが転動できる状態に緩め
ればよい。
いときは、第２のボール保持部材を工具軸に固定するナ
ットを回転させて取り付け位置を変更し、各ボールを強
固に挟持する状態から各ボールが転動できる状態に緩め
ればよい。
【００４０】長期間の使用によりボールが摩耗して突出
量が小さくなり、加工する溝の深さが浅くなってきた場
合には、ナットを緩めてボールだけを交換すればよい。
量が小さくなり、加工する溝の深さが浅くなってきた場
合には、ナットを緩めてボールだけを交換すればよい。
【００４１】さらに、工具軸や各ボール保持部材の形状
は軸対称で単純であるから、材質が超硬合金である場合
には、一般的な研削や放電加工、セラミック材料である
場合には研削や超音波加工を採用することができる。従
って、その精度出しが容易であり、溝加工装置が高価に
なるおそれもない。
は軸対称で単純であるから、材質が超硬合金である場合
には、一般的な研削や放電加工、セラミック材料である
場合には研削や超音波加工を採用することができる。従
って、その精度出しが容易であり、溝加工装置が高価に
なるおそれもない。
【００４２】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載するような効果を奏する。
で、次に記載するような効果を奏する。
【００４３】動圧軸受の軸受スリーブ等にボールを押し
つけて動圧発生溝等を溝加工するに際して、ボールを保
持する工具軸上でボールが軸方向や周方向にガタついた
りあるいは脱落するのを防ぎ、極めて高精度の溝加工を
安定して行なうことができる。また、ボールをスムーズ
に転動させながら溝加工を行なうことも自在である。
つけて動圧発生溝等を溝加工するに際して、ボールを保
持する工具軸上でボールが軸方向や周方向にガタついた
りあるいは脱落するのを防ぎ、極めて高精度の溝加工を
安定して行なうことができる。また、ボールをスムーズ
に転動させながら溝加工を行なうことも自在である。
【００４４】このような溝加工方法および溝加工装置を
用いることで、動圧軸受の軸受スリーブ等の動圧発生溝
を高精度で加工し、高性能な動圧軸受を得ることができ
る。
用いることで、動圧軸受の軸受スリーブ等の動圧発生溝
を高精度で加工し、高性能な動圧軸受を得ることができ
る。
【図１】一実施例による溝加工装置を示す模式立面図で
ある。
ある。
【図２】図１の装置の工具軸を拡大して示す部分拡大断
面図である。
面図である。
【図３】図１の装置のボール保持ユニットを分解して示
すもので、（ａ）と（ｂ）はそれぞれ第１のボール保持
部材を示す立面図と側面図、（ｃ）と（ｄ）はそれぞれ
第２のボール保持部材を示す断面図と立面図である。
すもので、（ａ）と（ｂ）はそれぞれ第１のボール保持
部材を示す立面図と側面図、（ｃ）と（ｄ）はそれぞれ
第２のボール保持部材を示す断面図と立面図である。
【図４】一変形例を示す部分拡大断面図である。
【図５】図４の工具軸と軸部を示すもので、（ａ）は立
面図、（ｂ）は側面図である。
面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】動圧軸受の軸受スリーブに動圧発生溝を加工す
る工程を説明する図である。
る工程を説明する図である。
【図７】従来例による溝加工装置の工具軸を拡大して示
す部分拡大断面図である。
す部分拡大断面図である。
１ 加工台
３，１３ 工具軸
３ａ，１３ａ 軸部
１３ｃ 段部
３１ ボール
４０ ボール保持ユニット
４１，４２ ボール保持部材
４１ａ，５１ａ ボール保持部（保持溝）
４２ａ ボール保持部（湾曲面）
４３ ナット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21H 3/00
B21H 3/08
B21H 7/14
B21H 7/18
Claims (10)
- 【請求項１】 互に対向する一対のボール保持部によっ
て工具軸の軸部に保持されたボールを被加工物の表面に
押しつけて溝加工を行なう溝加工方法であって、前記一
対のボール保持部および前記工具軸の前記軸部は超硬合
金またはセラミック材料によって作られており、前記一
対のボール保持部が、径方向にのびる保持溝と軸方向に
湾曲する湾曲面をそれぞれ有し、前記一対のボール保持
部のうちの一方が、前記軸部に対して、その取り付け位
置を変更自在に固定されており、前記一方のボール保持
部を前記ボールが転動できる取り付け位置に固定して溝
加工を行なうことを特徴とする溝加工方法。 - 【請求項２】 湾曲面の替わりに軸方向に傾斜する傾斜
面が設けられていることを特徴とする請求項１記載の溝
加工方法。 - 【請求項３】 ボールを交換することで、溝加工の深さ
または精度を調整することを特徴とする請求項１または
２記載の溝加工方法。 - 【請求項４】 一対のボール保持部のうちの一方が、工
具軸の軸部と一体であることを特徴とする請求項１ない
し３いずれか１項記載の溝加工方法。 - 【請求項５】 軸部を有する工具軸と、互に対向する一
対のボール保持部によって前記工具軸の前記軸部に保持
されたボールを有し、前記一対のボール保持部および前
記工具軸の前記軸部は超硬合金またはセラミック材料に
よって作られており、前記一対のボール保持部が、径方
向にのびる保持溝と軸方向に湾曲する湾曲面をそれぞれ
備えており、これらによって前記ボールを前記工具軸の
前記軸部に拘束するように構成され、前記一対のボール
保持部のうちの一方を、前記軸部に対して、その取り付
け位置を変更自在に固定するねじ手段が設けられている
ことを特徴とする溝加工装置。 - 【請求項６】 湾曲面の替わりに軸方向に傾斜する傾斜
面が設けられていることを特徴とする請求項５記載の溝
加工装置。 - 【請求項７】 工具軸の径方向に対向する一対のボール
のそれぞれの直径が、前記工具軸の軸部の真円度に基づ
いて選定されていることを特徴とする請求項５または６
記載の溝加工装置。 - 【請求項８】 一対のボール保持部のうちの一方が、工
具軸の軸部と一体であることを特徴とする請求項５ない
し７いずれか１項記載の溝加工装置。 - 【請求項９】 保持溝が円筒状の断面を有することを特
徴とする請求項５ないし８いずれか１項記載の溝加工装
置。 - 【請求項１０】 湾曲面の曲率半径が、ボールの半径に
近似していることを特徴とする請求項５ないし９いずれ
か１項記載の溝加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07050597A JP3472069B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 溝加工方法および溝加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07050597A JP3472069B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 溝加工方法および溝加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10249472A JPH10249472A (ja) | 1998-09-22 |
| JP3472069B2 true JP3472069B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=13433466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07050597A Expired - Fee Related JP3472069B2 (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 溝加工方法および溝加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472069B2 (ja) |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP07050597A patent/JP3472069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10249472A (ja) | 1998-09-22 |
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