JPH0538672A - 可変型ローラバニシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の内径円筒度を得ことができ、さらに
マンドレルの破損を防止することができ、安全性の高い
ローラバニシング装置を提供すること。 【構成】 テーパローラ１と、先端部にこのテーパロー
ラ１と逆のテーパを有するマンドレル２と、複数の前記
テーパローラを支持するガイド筒３とでツールユニット
本体７のヘッド部７ａを構成し、前記テーパローラ１と
前記マンドレル２の先端部が互いの周側面にて接すると
共に、マンドレル２の上下位置によってテーパローラ１
の外接円径が変化する一方、ツールユニット本体７全体
が加工位置と非加工位置との間で往復動するローラバニ
シング装置において、マンドレル２をツールユニット本
体７に上下動自在に支持すると共に、前記マンドレル２
を上下動させる駆動手段１２をツールユニット本体７の
駆動手段と独立して設けたことを特徴とし、さらにツー
ルユニット本体７に、そのヘッド部７ａにかかる荷重を
検出する圧力検出手段１３を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報機器や映像機器の
小型回転駆動部等の支持部材や最近特に注目される動圧
流体軸受等に応用される精密な内径仕上げ加工方法とし
て知られるローラバニシング加工法の実用化装置に関す
るものである。ローラバニシングは金属表面にローラを
転圧することにより微小な塑性変形を発生させ、仕上げ
面の平滑度を向上すると共に、加工硬化を伴い耐摩耗性
を向上させるという特徴があり、この加工方法は広く活
用されつつある。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＯＡ機器、ＡＶ機器のコンパクト
化、軽量化、高速化など品質向上を急務とするニーズに
伴い、回転駆動系にも同様に高性能化が望まれるように
なっている。例えば、ＦＤＤの駆動軸に流体軸受を使用
したり、ビデオのシリンダにも同様の機能を持たせるよ
うになった。これらは動圧流体軸受が多く、軸と軸受け
の間に高精度なエアギャップを形成することにより支持
することが可能である。

【０００３】この軸と軸受の加工方法には多種多様な加
工方法があるが、一般に加工が困難とされている軸受側
にはボールバニシング方法やローラバニシング方法が用
いられている。

【０００４】以下、従来のローラバニシング装置につい
て図４及び図５を参照して説明する。

【０００５】図４において、３１はテーパローラで、複
数個平行に転動するようにガイド筒３３の先端部にて支
持されている。ガイド筒３３は、軸受３６と共にツール
ユニット本体３７に挿入され、バネ３４を介してキャッ
プ３５にて回転可能に取り付けられている。前記ガイド
筒３３の内部には、シャフト３９に突設され、先端部に
テーパローラ３１と逆のテーパを有する先細のテーパピ
ンであるマンドレル３２がある。

【０００６】前記テーパローラ３１とマンドレル３２の
先端部とは、互いに周側面にて接し、マンドレル３２の
上下位置によってその外接円径ΦＣが決定される。すな
わちマンドレル３２の上部でテーパローラ３１が接する
と、テーパローラ３１どうしが離れるのでその外接円径
が大きくなり、反対にマンドレル３２の下部でテーパロ
ーラ３１が接すると、テーパローラ３１どうしが近づく
のでその外接円径が小さくなる。そしてこれらテーパロ
ーラ３１、マンドレル３２及びガイド筒３３によってツ
ールユニット本体３７のヘッド部３７ａが構成されてい
る。前記シャフト３９の周側面にはネジ３９ａが設けら
れており、ツールユニット本体３７及びナット３８によ
ってある一定の位置に係止され、マンドレル３２の位置
が固定されて上記のようにテーパローラ３１の外接円径
（加工円径）が決定される。

【０００７】次に、以上のように構成されたローラバニ
シング装置の動作について説明する。図５は、ローラバ
ニシング加工開始時を表す斜視図である。

【０００８】まず、前工程にて加工された被加工物４２
の内径に対して、ローラバニシングの加工量を決定し加
工仕上げ径を決める。次いでナット３８を緩めてシャフ
ト３９を回転させ、マンドレル３２を上下方向に移動さ
せてテーパローラ３１を加工仕上げ径に設定した後、ナ
ット３８を閉めてマンドレル３２を固定する。チャック
（図示せず）等で把持してｖ方向に回転させた被加工物
４２に、ノズル４１より切削油４０を滴下し、一定の速
度でツールユニット本体３７を下降させて加工位置に移
動させ、ヘッド部３７ａを挿入する。ヘッド部３７ａが
被加工物４２に貫通した後、ヘッド部３７ａを上昇させ
て非加工位置に戻し、ローラバニシング加工を終了す
る。この加工によって、被加工物４２は鏡面の仕上げ面
粗さを得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、ローラバニシング加工時にその加工径
を決定する場合、マンドレル３２の位置を調節した後マ
ンドレル３２がツールユニット本体３７に固定されるの
で、テーパローラ３１の外接円径はバニシング加工中固
定されたままになる。よって、被加工物４２が前工程に
おいて加工された状態の差異に応じた最適な加工量を得
ることが難しいため、均一な円筒度を持つ加工品を得る
ことが困難であるという問題があった。さらに、被加工
物が小型、軽量、薄肉になり、高性能な軸受が要求され
るようになっているため、従来の加工精度では不十分で
ある。また、加工が小径になることに伴って、マンドレ
ル３２が細化して剛性が不足し、高価なマンドレル３２
が破損されやすくなり、量産装置としての安全性が確保
できないという問題もある。

【００１０】本発明は上記問題点に鑑み、高精度の内径
円筒度を得ことができ、さらにマンドレルの破損を防止
することができ、安全性の高いローラバニシング装置を
提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】テーパローラと、先端部
にこのテーパローラと逆のテーパを有するマンドレル
と、複数の前記テーパローラを支持するガイド筒とでツ
ールユニット本体のヘッド部を構成し、前記テーパロー
ラと前記マンドレルの先端部が互いの周側面にて接する
と共に、マンドレルの上下位置によってテーパローラの
外接円径が変化する一方、ツールユニット本体全体が加
工位置と非加工位置との間で往復動するローラバニシン
グ装置において、マンドレルをツールユニット本体に上
下動自在に支持すると共に、前記マンドレルを上下動さ
せる駆動手段をツールユニット本体の駆動手段と独立し
て設けたことを特徴とし、さらにツールユニット本体
に、そのヘッド部にかかる荷重を検出する圧力検出手段
を設けたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、ツールユニット本体を駆動
して加工位置と非加工位置の間で往復動させる手段と独
立してマンドレルの駆動手段を設けているので、ヘッド
部を被加工物内に挿入し、加工操作を行っている間にお
いても、マンドレルの位置を前記駆動手段よって移動さ
せ、テーパローラの外接円径を調節して最適な加工量を
得ることができ、ローラバニシングの前工程での加工状
態に応じて、被加工物に均一で高精度な内径円筒度の加
工を施すことができる。

【００１３】また、マンドレルやツールユニット本体が
受ける過大なスラスト荷重を圧力検出手段によって検出
し、異常が生じた場合にはツールユニット本体を停止さ
せると共に、ヘッド部を退避させることができるので、
マンドレルの破損を防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下、発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１５】図１はローラバニシング装置の断面図であ
る。１はテーパローラで、複数個がガイド筒３の先端部
に平行に転動するように支持されている。このガイド筒
３は軸受６と共にツールユニット本体７に挿入され、バ
ネ４を介しキヤツプ５にて回転可能に取り付けられてい
る。前記ガイド筒３の内部には、その先端部に前記テー
パローラ１と逆のテーパが形成されたマンドレル２があ
り、前記テーパローラ１とマンドレル２の先端部が互い
の周側面で接し、マンドレル２の移動によってその外接
円径が変わる。これらテーパローラ１、マンドレル２、
ガイド筒３によってツールユニット本体７のヘッド部７
ａが構成されている。

【００１６】前記マンドレル２はスプラインシャフト９
に突設され、このスプラインシャフト９は、ブッシュ８
を介してツールユニット本体７に内設されている。前記
スプラインシャフト９はモータ１２に接続する送りネジ
１１と接続しており、このモータ１２の回転によって上
下動可能である。１０は圧縮バネで、送りネジ１１に与
圧をかけている。

【００１７】ツールユニット本体７は、フランジ１４に
固定され、圧力検出器１３を介してスライドベース１５
に固定される。前記スライドベース１５は、レール１７
上を移動する直動ガイド１６に固定されており、レール
１７上にはこれらを移動させる手段（図示せず）が設け
られているので、ツールユニット本体７全体が上下に移
動可能であり、加工位置と非加工位置との間を往復動す
る。

【００１８】次に以上のように構成されたローラバニシ
ング装置を用いたローラバニシング加工について、図１
〜図３を用いて説明する。

【００１９】まず、予め被加工物２１の内径円筒度を測
定して形状データを得て最適な加工条件を演算し、前記
形状データに対して最適な加工量を加工パターンとして
決定する。被加工物２１においては、チャック等（図示
せず）で把持され、図２及び図３に示すようにｖ方向に
回転が与えられ、図５と同様にノズル（図示せず）から
切削油が供給される。

【００２０】一方、上記ローラバニシング装置において
は、前記モータ１２を回転させて上記の加工パターンに
従いマンドレル２を移動させる。そして、テーパローラ
１の外接円径すなわち加工径を調節しつつツールユニッ
ト本体７を下降させて加工位置に移動させ、ヘッド部７
ａを被加工物２１に挿入させるが、ヘッド部７ａが下降
するに伴い、マンドレル２も加工パターンに従って移動
する。マンドレル２が下部に移動する場合はテーパロー
ラ１どうしが離れるため加工径ΦＡは大きくなり、マン
ドレル２が上部に移動する場合はテーパローラ１どうし
が近づくため加工径ΦＢは小さくなる。テーパローラ１
が被加工物２１の内側面に転圧しているときは、ガイド
筒３も被加工物２１の回転と同方向のｖ方向に回転する
ので、テーパローラ１の偏摩耗が防止される。

【００２１】上記加工動作中において、もしもヘッド部
７ａに異常なスラスト荷重が加わった場合には、前記圧
力検出器１３が感知することによってヘッド部７ａの移
動を停止させたり、マンドレル２を退避させたりするこ
とができるので、無理な荷重がかかってマンドレル２が
折損するなどのヘッド部７ａの破損をを防止することが
できる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は上記のような構成を有するの
で、微細な軸受にローラバニシング加工を施すような場
合においても、ローラバニシング加工の前工程での加工
状態に対応した加工を施し、高精度で均一な内径円筒度
を得ることができる。さらにマンドレルの破損を防止す
ることができ、安全性の高いローラバニシング装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】ローラバニシング加工中の要部断面図である。

【図３】ローラバニシング加工中の要部断面図である。

【図４】従来のローラバニシング装置の要部断面図であ
る。

【図５】ローラバニシング加工開始時のヘッド部の斜視
図である。

【符号の説明】

１ テーパローラ ２ マンドレル ３ ガイド筒 ７ ツールユニット本体 ７ａ ヘッド部 １１ 送りネジ １２ モータ １３ 圧力検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅田 隆文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 久保田 三郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーパローラと、先端部にこのテーパロ
   ーラと逆のテーパを有するマンドレルと、複数の前記テ
   ーパローラを支持するガイド筒とでツールユニット本体
   のヘッド部を構成し、前記テーパローラと前記マンドレ
   ルの先端部が互いの周側面にて接すると共に、マンドレ
   ルの上下位置によってテーパローラの外接円径が変化す
   る一方、ツールユニット本体全体が加工位置と非加工位
   置との間で往復動するローラバニシング装置において、
   マンドレルをツールユニット本体に上下動自在に支持す
   ると共に、前記マンドレルを上下動させる駆動手段をツ
   ールユニット本体の駆動手段と独立して設けたことを特
   徴とするローラバニシング装置。
2. 【請求項２】 ツールユニット本体のヘッド部にかかる
   荷重を検出する圧力検出手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載のローラバニシング装置。