JP5968728B2 - 旋削方法および旋削装置 - Google Patents

Description

本発明は、旋削方法および旋削装置に関する。

一般に、軸受は、外径面に内側軌道面が形成された内輪と、内径面に外側軌道面が形成された外輪と、内輪の内側軌道面と外輪の外側軌道面との間に転動自在に介在された複数の玉と、内輪と外輪との間に配され、各玉を円周方向等間隔に保持する保持器とで主要部が構成されている。

このような軸受は、内輪と外輪の各軌道面は旋削加工にて形成される。ところで、軸受には、転動体である玉が複列に配設されるものがある。このような複列の軌道面を有する場合、内輪の軌道面（溝）のピッチ寸法と外輪の軌道面（溝）のピッチ寸法との相互差を小さくする必要がある。溝ピッチ寸法の相互差を小さくするには、内輪の軌道面（溝）と外輪の軌道面（溝）とを同時に旋削加工するのが好ましい。この場合、特許文献１等に記載されている加工装置等を用いれば、両部品（内輪及び外輪）の端面の同時加工が可能である。

特開平５−２５３７０１号公報

しかしながら、内輪の軌道面（溝）は外径面に形成され、外輪の軌道面（溝）は内径面に形成されるものであるので、加工面の向きが相違することになる。

このため、従来においては、内輪の軌道面（溝）と外輪の軌道面（溝）とを同時に旋削加工することはできなかった。

そこで、本発明は、複列の軌道面（溝）をＰＣＤ寸法相互差や溝ピッチ（軌道面ピッチ）の高精度な加工が可能となる旋削方法およびこのような旋削が可能な旋削装置を提供することにある。

本発明の旋削方法は、複列の軸受の内輪及び外輪の各軌道面を旋削加工する旋削方法であって、内輪と外輪のいずれか一方の各軌道面を、複数のバイトを有する旋削工具で同時に旋削した後、旋削工具のバイトの向きを変更して、他方の各軌道面をこの旋削工具で同時に旋削するものである。

本発明の旋削方法によれば、例えば、外輪の各軌道面を旋削工具のバイトにて同時旋削を行って終了すれば、バイトの向きを変更して、内輪の各軌道面をこのバイトにて同時旋削を行うことができる。これによって、内輪の各軌道面の旋削も終了する。また、逆に、内輪の各軌道面の同時旋削を行った後、バイトの向きを変更して、外輪の各軌道面をこのバイトにて同時旋削を行うことができる。

内輪及び外輪の各軌道面の旋削終了まで、バイト取り外しを行わないのが好ましい。これによって、内輪と外輪とで、複数本（例えば、２本）のバイトの配置ピッチを一定に保持できる。旋削工具のバイトの向きの変更が旋削工具の１８０度反転であるようにできる。

本発明の旋削装置は、複列の軸受の内輪及び外輪の各軌道面を旋削加工する旋削装置であって、内輪と外輪のいずれか一方の各軌道面を同時に旋削する複数のバイトを有する旋削工具と、前記旋削工具のバイトの向きを変更して、他方の各軌道面の同時の旋削を可能とする変更機構とを備える。

本発明の旋削装置によれば、外輪の各軌道面を旋削工具のバイトにて同時旋削を行うことができる。この外輪の各軌道面が終了すれば、変更機構を介して、バイトの向きを変更して、内輪の各軌道面をこのバイトにて同時旋削を行うことができる。これによって、内輪の各軌道面の旋削も終了する。また、逆に、内輪の各軌道面の同時旋削を行った後、バイトの向きを変更して、外輪の各軌道面をこのバイトにて同時旋削を行うことができる。

前記旋削工具のバイトの軌道面径方向における調節を可能とする径方向調整機構を備えたものが好ましく、さらには、前記旋削工具のバイトの軌道面配設ピッチにおける調節を可能とするピッチ調整機構を備えたものが好ましい。

本発明によれば、内輪の複列の軌道面と外輪の複列の軌道面とを同じ旋削工具で行うことができ、しかも、内輪の軌道面ピッチと外輪の軌道面ピッチとの相互差を小さくでき、高品質の製品を成形できる。特に、内輪及び外輪の各軌道面の旋削終了まで、バイト取り外しを行わないものであれば、内輪と外輪とで、複数本（例えば、２本）のバイトの配置ピッチを一定に保持でき、より高精度の加工が可能となる。

しかも、内輪と外輪とにおいて、それぞれ、軌道面を同時に旋削するものであるので、加工中の経時的な変化（装置、及び／又は内輪や外輪等のワークの熱変形等）の影響を受け難く、複列のＰＣＤ寸法相互差や溝ピッチ（軌道面間ピッチ）の高精度の加工が可能となる。

また、複数本のバイトの径方向の突出量を、外輪（又は内輪）の軌道面を旋削する際に設定すれば、内輪（又は外輪）の軌道面を旋削する際に、バイトの径方向の突出量を調整する必要がなく、操作性に優れるとともに、複列のＰＣＤ寸法相互差を十分小さくできる。旋削工具のバイトの向きの変更が旋削工具の１８０度反転である場合、制御性及び作業性に優れる。

径方向調整機構やピッチ調整機構を備えたものでは、バイトの径方向位置やバイトの配設ピッチ量等の微調整が可能となって、より高精度の旋削を行うことができる。

本発明の実施形態を示す旋削装置を示し、外輪を旋削する状態の要部簡略図である。 本発明の実施形態を示す旋削装置を示し、内輪を旋削する状態の要部簡略図である。 本発明の実施形態を示す旋削装置の簡略ブロック図である。 前記旋削装置にて旋削された外輪と内輪とを用いた軸受の断面図である。 本発明の実施形態を示す旋削方法を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

図４は、本発明にかかる旋削方法にて旋削されてなる内輪２及び外輪３を用いた軸受１を示す。軸受１は、外径面に複列（この場合、２列）の内側軌道面２ａ、２ａが形成された内輪２と、その内輪２の外側に配置され、内径面に複列（この場合２列）の外側軌道面３ａ、３ａが形成された外輪３と、内輪２の内側軌道面２ａ、２ａと外輪３の外側軌道面３ａ、３ａとの間に転動自在に介在された複数の転動体である玉４と、内輪２と外輪３との間に配され、各玉４を円周方向等間隔に保持する保持器５，５とで主要部が構成されている。

本発明の旋削方法には図１や図２に示すような旋削工具１０を用いることになる。旋削工具は、複数（この場合、１対）のバイト１１Ａ，１１Ｂを有する。また、旋削工具１０は、図３に示す変更機構１２によって、旋削工具１０のバイト１１Ａ、１１Ｂの向きを変更することができる。すなわち、変更機構１２は、図１に示すように、外輪３の軌道面３ａ、３ａの旋削が可能な状態と、図２に示すように、内輪２の軌道面２ａ、２ａの旋削が可能な状態とに旋削工具１０の向きを変更することができる。

旋削工具１０は、工具本体１５と、この工具本体１５に付設される前記バイト１１Ａ、１１Ｂと、バイト１１Ａ、１１Ｂの軌道面径方向における調節を可能とする径方向調整機構１６と、バイト１１Ａ、１１Ｂの軌道面配設ピッチにおける調節を可能とするピッチ調整機構１７とを備える。また、旋削工具１０は、図示省略の刃物台に保持される。

径方向調整機構１６は、例えば、バイト１１Ａ、１１Ｂを矢印Ｘ１、Ｘ２方向に往復動可能とする機構、例えば、シリンダ機構、ボールナット機構、リニアモータ機構等の往復動機構にて構成できる。この場合、図３に示すように、径方向調整機構１６は制御手段１８にて制御される。しかしながら、径方向調整機構１６として、手動にて調整できるものであってもよい。この場合、ブロックゲージ等を用いることにより高精度な調整が可能である。

ピッチ調整機構１７は、バイト１１（例えば、１１Ａ）を、矢印Ｘ１、Ｘ２方向と直交する矢印Ｙ１、Ｙ２に往復動させるものである。この場合、また、ピッチ調整機構１７としては、径方向調整機構１６と同様、シリンダ機構、ボールナット機構、リニアモータ機構等の往復動機構にて構成できる。この場合も、図３に示すように、径方向調整機構１６は制御手段１８にて制御される。

制御手段１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心としてＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューターである。この制御手段１８には、記憶手段としての記憶装置からの各種のデータが入力される。記憶装置は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）ドライブ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）ドライブ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）等からなる。なお、ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。

変更機構１２は、刃物台に付設されるカービックカップリング等で構成できる。前記制御手段１８にて制御することができる。すなわち、マグネットチャック等にて片側の端面（軸方向端面）を固定した外輪３に対して、図１に示すように、外輪３の軌道面３ａ、３ａの旋削が可能な状態にセットできる。また、変更機構１２は、この図１に示す状態から、図２に示す状態、すなわち、マグネットチャック等にて片側の端面（軸方向端面）を固定した内輪２に対して、内輪２の軌道面２ａ、２ａの旋削が可能な状態にセットできる。また、変更機構１２として、ＸＹＺθステージやロボットアーム等で構成してもよい。

前記のように構成された旋削装置を用いて、図４に示すような軸受１の内輪２の軌道面２ａ，２ａと外輪３の軌道面３ａ、３ａを旋削する方法を図１と図２と図５とを用いて説明する。この場合、まず、図１に示すように、外輪３の軌道面３ａ、３ａを旋削する場合を説明する。

このため、まず、変更機構１２を駆動させることによって、図１に示す工具本体１５の各バイト１１Ａ，１１Ｂを軌道面３ａ、３ａの旋削が可能な状態にセットする（図５のステップＳ１）。すなわち、径方向調整機構１６にて、各バイト１１Ａ，１１ＢのＸ１，Ｘ２方向の調整を行うとともに、ピッチ調整機構１７にて、各バイト１１Ａ，１１ＢのＹ１、Ｙ２方向の調整を行う。その後は、ステップＳ２に移行して、外輪３の軌道面３ａ，３ｂの旋削を開始する。すなわち、各バイト１１Ａ，１１Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２方向に移動させるとともに、外輪３をその軸心廻りに回転させる。これによって、外輪３の軌道面３ａ、３ａを旋削することができる。

次にステップＳ３へ移行して、この外輪３の軌道面３ａ、３ａを旋削したかを判断する。すなわち、軌道面３ａ、３ａが終了するまで行う。そして、終了していれば、旋削工具１０を反転させて、図２に示す状態となるようにセットする（ステップＳ４）。この場合、径方向調整機構１６による各バイト１１Ａ，１１ＢのＸ１，Ｘ２方向の調整、およびピッチ調整機構１７による各バイト１１Ａ，１１ＢのＹ１、Ｙ２方向の調整を行わない。

その後は、ステップＳ５へ移行して、内輪２の軌道面２ａ，２ａの旋削を開始する。すなわち、各バイト１１Ａ，１１Ｂを矢印Ａ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２方向に移動させるとともに、内輪２をその軸心廻りに回転させる。これによって、内輪２の軌道面２ａ、２ａを旋削することができる。

次にステップＳ６へ移行して、この内輪２の軌道面２ａ、２ａを旋削したかを判断する。すなわち、軌道面２ａ、２ａが終了するまで行う。そして、終了していれば、この旋削作業が終了する。

本発明では、内輪２の複列の軌道面２ａと外輪３の複列の軌道面３ａとを同じ旋削工具１０で行うことができ、しかも、内輪２の軌道面ピッチと外輪３の軌道面ピッチとの相互差を小さくでき、高品質の製品を成形できる。特に、内輪２及び外輪３の各軌道面２ａ，３ａの旋削終了まで、バイト取り外しを行わないものであれば、内輪２と外輪３とで、複数本（例えば、２本）のバイト１１Ａ，１１Ｂの配置ピッチを一定に保持できる、より高精度の加工が可能となる。

しかも、内輪２と外輪３とにおいて、それぞれ、軌道面２ａ，２ａ、３ａ、３ａを同時に旋削するものであるので、加工中の経時的な変化（装置、及び／又は内輪２や外輪３等のワークの熱変形等）の影響を受け難く、複列のＰＣＤ寸法相互差や溝ピッチ（軌道面間ピッチ）の高精度の加工が可能となる。

また、複数本のバイトの径方向（前記矢印Ｘ１、Ｘ２方向）の突出量を前記実施形態のように、外輪３の軌道面３ａ，３ａを旋削する際に設定すれば、内輪２の軌道面２ａ，２ａを旋削する際に、バイト１１Ａ，１１Ｂの径方向の突出量を調整する必要がなく、操作性に優れるとともに、複列のＰＣＤ寸法相互差を十分小さくできる。

旋削工具１０のバイト１１Ａ，１１Ｂの向きの変更が旋削工具の１８０度反転である場合、制御性及び作業性に優れる。

前記旋削方法にて旋削されてなる内輪２や外輪３は高品質の製品であるので、このような内輪２や外輪３を用いた軸受１は、軸受として安定した高品質の製品となる。

変更機構１２にカービックカップリングを用いれば、旋削工具１０を反転（変更）させても、工具１０の傾き等の精度はほとんど変わることがなく、高精度の旋削が可能となる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、前記実施形態では、外輪３の軌道面３ａ，３ａを先に旋削し、その旋削後に、内輪２の軌道面３ａ，３ａを旋削するものであったが、内輪２の軌道面３ａ，３ａを先に旋削し、その旋削後に、外輪３の軌道面３ａ，３ａを旋削するものであってもよい。また、内外輪２，３の軌道面２ａ、３ａとして２列に限らず、３列以上であってもよい。

バイト１１Ａ、１１Ｂの矢印Ｙ１、Ｙ２方向の調整は、前記実施形態では、バイト１１Ａ、１１Ｂの両者を移動させるものであったが、いずれか一方のみを移動させるものであってもよい。

１ 軸受
２ 内輪
２ａ 軌道面
３ 外輪
３ａ 軌道面
１０ 旋削工具
１１Ａ，１１Ｂ バイト
１２ 変更機構
１６ 径方向調整機構
１７ ピッチ調整機構

Claims (6)

1. 複列の軸受の内輪及び外輪の各軌道面を旋削加工する旋削方法であって、
   内輪と外輪のいずれか一方の各軌道面を、複数のバイトを有する旋削工具で同時に旋削した後、旋削工具のバイトの向きを変更して、他方の各軌道面をこの旋削工具で同時に旋削することを特徴とする旋削方法。
2. 内輪及び外輪の各軌道面の旋削終了まで、バイト取り外しを行わないことを特徴とする請求項１に記載の旋削方法。
3. 旋削工具のバイトの向きの変更が、旋削工具の１８０度反転であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の旋削方法。
4. 複列の軸受の内輪及び外輪の各軌道面を旋削加工する旋削装置であって、
   内輪と外輪のいずれか一方の各軌道面を同時に旋削する複数のバイトを有する旋削工具と、
   前記旋削工具のバイトの向きを変更して、他方の各軌道面の同時の旋削を可能とする変更機構とを備えたことを特徴とする旋削装置。
5. 前記旋削工具のバイトの軌道面径方向における調節を可能とする径方向調整機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載の旋削装置。
6. 前記旋削工具のバイトの軌道面配設ピッチにおける調節を可能とするピッチ調整機構を備えたことを特徴とする請求項４に記載の旋削装置。

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