JPS63150143A - スパイラル溝の加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ピボット軸等の球面部にスパイラル溝を加
工する溝加工装置に関するものである。

〔従来の技術およびその問題点〕

一般に、ピボット軸の球面部と、その球面部を支持する
軸受の内径面間に軸受ずきまを形成し、上記ピボット軸
の回転によるポンプ作用により軸受すきまに粘性流体を
引き込み、圧縮された粘性流体でラジアル荷重とアキシ
ャル荷重の合成荷重を支持するようにした動圧軸受にお
いては、軸受面の一方に５〜３０μｍ程度のきわめて浅
いスパイラル溝を形成するようにしている。

上記のスパイラル溝は、軸受の内径面に設ける場合と、
ピボット軸の球面部に設ける場合とがある。

球面部にスパイラル溝を形成する場合、従来は、フォト
エツチング法を採用するようにしている。

しかし、上記フォトエツチング法は、加工行程数が多く
、非能率的であるため大量生産には不向きである。また
、スパイラル溝のパターンや球面部のサイズに応じて適
切な露光用マスクを用いる必要があり、一つの露光用マ
スクでは限られた外径寸法の球面部に特定のパターンの
スパイラル溝しか形成することができず、スパイラル溝
のパターンが多くなると、コスト的に問題が生じる。

〔発明の目的〕

そこで、この発明は上記の不都合を解消し、各種サイズ
の球面部に対して任意パターンのスパイラル溝をきわめ
て簡単に形成することができるようにしたスパイラル溝
の加工装置を提供することを目的としている。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成するために、この発明は、回転駆動装
置によって旋回される旋回台と、その旋回台に支持され
、球面部を先端に備えるワークを、その軸線が旋回台の
旋回中心線と直交し、かつ球面部の中心が旋回台の旋回
中心線上に位置する状態に支持可能な支持装置およびそ
の支持装置に支持されたワークをワーク軸線を中心に回
転させる回転装置と、上記支持装置に支持されたワーク
の球面部中心に向けて移動可能に支持され、ワークに対
する傾斜角を調整可能とした円形の回転砥石と、上記旋
回台の旋回角、ワークの軸線を中心とする回転角および
ワーク球面部に対する砥石の移動量をそれぞれ関係づけ
て制御する制御手段とから構成としたものである。

〔作用〕

上記支持装置によってワークを支持し、そのワークの球
面部に向けて一方向に回転した砥石を移動し、上記砥石
が球面部を所要深さ研削する状態において、軸線を中心
にワークを回転し、かつ旋回台を旋回することにより、
球面部に溝が研削される。この場合、ワークは、球面部
の中心をセンタとして旋回台と共に旋回し、その旋回状
態において軸心を中心として回転するため、球面部の外
周にスパイラル溝が研削される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図に示すように、定盤１の上面には、サーボアクチ
ュエータ等の回転駆動装置２が支持され、その回転駆動
装置２の回転軸３に取付けた旋回台４の上面に、ワーク
Ｗの後端部を支持する支持装置１０と、その支持装置１
０に支持されたワークＷの回転装置２０とが支持される
。

支持装置１０は、旋回台４の上面に軸受１１を取付け、
その軸受１１に支持された回転軸１２の先端部にフラン
ジ１３を設けており、上記フランジ１３にワークＷの後
端部に設けたフランジＦをねじ止めするようにしている
。そのワークＷの支持によって、ワークＷの軸線は旋回
台４の旋回中心線に対して直交し、ワークＷの先端部に
設けた球面部Ｂの中心が旋回台４の旋回中心線上に配置
される。

また、回転装置２０は、回転軸１２の後端部にサーボア
クチュエータ２１を接続し、そのサーボアクチュエータ
２１によって回転軸１２を直接回転させるようにしてい
る。

前記定盤１の上面には回転駆動装置２の一側部に一対の
リニアレール３０が敷設され、そのリニアレール３０に
沿って移動可能に支持された移動台３１は、図示省略し
た移動装置４０によって移動される。

ここで、移動装置４０の詳細を図では省略したが、リニ
アレール３０に平行にねじ棒を設け、そのねじ棒にねじ
係合したナンドを移動台に取付け、上記ねし棒をサーボ
アクチュエータ４１により回転して移動台を移動させる
ようにしている。

上記移動台３１の前面にはエアスピンドル３２が配置さ
れている。このエアスピンドル３２はワーク球面Ｂの中
心をセンタとする弧状のガイド溝３３に沿って移動可能
に支持され、そのエアスピンドル３２の回転軸３４の先
端部に円形の回転砥石３５が取付けられている。この砥
石３５は、ダイアモンドやボラゾン等のメタルボンド品
から成り、研削しようとするスパイラル溝の幅寸法に応
じた厚みのものが使用される。

また、砥石３５は、支持装置１０に支持されたワークＷ
の球面部Ｂの背部に位置し、移動台３１の前後動により
球面部Ｂの中心に向けて移動する。

この砥石３５は、ガイド軸３３に沿ってエアスピンドル
３２の移動させることによってワークＷに対する傾斜角
が調整される。

実施例で示す加工装置は」−記の構造から成り、ワーク
球面部Ｂに対するスパイラル溝の研削に際しては、支持
装置１０によってワークＷの後端部を支持し、そのワー
クＷの球面部Ｂの中心を旋回台４の旋回中心上に配置す
る。その状態で移動台３１を移動し、一方向に回転させ
た砥石３５の外周一部が球面部Ｂの外周一部を研削する
位置まで移動台３１を移動して停止させたのち、旋回台
４を回動し、かつワークＷを軸線を中心に回転させる。

この場合、砥石３５は、ワークＷの回転角および旋回台
４の旋回角に応じてワークＷの軸線Ｘに対して所定角度
傾斜させておく。

いま、砥石３５が第３図に示すように、球面部Ｂの背面
一部を研削する状態において、旋回台４の旋回によって
実線位置のワークＷを一点鎖線で示す位置まで回動し、
その回動範囲内においてワークＷを所定角度回転すると
、球面部Ｂの外周に、球面部Ｂに向くスパイラル溝を形
成することができる。

スパイラル？ｎ　Ｓの傾斜角は、旋回台４の旋回角およ
びワークＷの回転角によって決まり、それぞれの角度を
適宜に決定し、スパイラル溝の研削毎に、研削開始位置
を球面部の周方向に位置をずらずことにより第４図に示
すようなパターンのスパイラル溝Ｓを研削することがで
きる。

この発明は、上記のように、旋回台４の旋回運動（９軸
）と、ワークＷの軸心を中心として回転運動（θ軸）お
よび砥石３５のワーク球面部Ｂに向けての移動（Ｙ軸）
によってスパイラルｌｓを形成するため、ψ軸、θ軸、
Ｙ軸の移動量を制御するごとによって任意パターンのス
パイラル溝を形成することができる。

第５回はその制御手段の一例を示す。スパイラル溝加工
装置のψ軸サーボアクチュエータ２、θ軸サーボアクチ
ュエータ２１、およびＹ軸サーボアクチュエータ４１は
、それぞれψ軸駆動回路２０１、θ軸駆動回路２１１、
Ｙ軸駆動回路４１１により駆動されるモータＭ、、ＭＯ
ｌＭＹで構成することができ、たとえばリバーシブルカ
ウンタ＝７− ８３を備えた３軸コントローラ８２をホストコンピュー
タ８１によりプログラム制御することによって制御する
ことができる。モータＭ　、、Ｍ　ａおよびＭＶにはそ
れぞれパルスジェネレータＰＧ、、ＰＧθ、ＰＧ、が備
えられている。

図示の制御系において、ホストコンピュータ８１ばワー
クＷに所望の加工を施すための加ニブログラムを自動作
成する。３軸コントローラ８２は、この加ニブログラム
を読込み、これに従ってψ軸サーボアクチュエータ２、
θ軸サーボアクチュエータ２１、およびＹ軸サーボアク
チュエータ４１の動作を制御する。この制御は、ａＳの
切削時、旋回台４を９だけ旋回させる間にワークＷをθ
軸方向にθだけ回転させるよう９軸駆動回路２０１およ
びθ軸駆動回路２１１にそれぞれ速度指令■９、Ｖθを
与えるこ止により行なわれる。ψ軸駆動回路２０１およ
びθ軸駆動回路２１１は、パルスジェネレータＰＧψ、
ＰＧθよりモータＭψ、Ｍｅの速度ヲフィードパソクし
つつモータＭ９、Ｍｅを速度指令Ｖ、、Ｖ、に追従させ
るフィードバラり制御を行なう一方、３軸コントローラ
８２はリバーシブルカウンタ８３を介してパルスジェネ
レータＰＧ、、ＰＧ、よりモータＭｐ、Ｍｅの回転量（
位置）をフィードバックし、旋回台４がψ軸方向に９だ
け回転しかつワークＷがθだけ回転したならば、モータ
Ｍψ、Ｍｅを停止トさせる（速度指令Ｖ、、Ｖ、をＯに
する）。これを同時に、Ｙ軸サーボアクチュエータ４１
のＺ軸駆動回路４１１に砥石３５を所定位置まで後退さ
せるべくモータＭ、を駆動するための指令を与える。砥
石３５の移動量（モータＭ７の回転量）はパルスジェネ
レータＰＧ、によりリバーシブルカウンタ８３を介して
フィードバックされ、所定位置まで後退したならばモー
タＭ１が停止される。砥石３５の後退時、あるいは−上
記所定位置での停止中に、３軸コントローラ８２はワー
クＷの次の切削開始点（加ニブログラムにより定まる）
を砥石３５の切削位置へ移動させるようψ軸サーボアク
チュエータ２およびθ軸サーボアクチュエータ２１を動
作させる。そして砥石３５を切削位置まで移動させ、以
下」二記同様の加ニブログラムによる制御を繰返す。

〔効果〕

以上のように、この発明は、球面部を備えるワークの回
転角およびそのワークを支持する旋回台の旋回角度を適
宜に設定し、それに応じて砥石のワークに対する傾斜角
度を決定することにより、ワーク球面部に任意パターン
のスパイラル溝を形成することができると共に、砥石は
球面部の中心に向けて移動可能であるため、球面部のサ
イズが変更になった場合でも、その球面部に所定のスパ
イラル溝を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る研削装置の一実施例を示す正
面図、第２図は同上の球面部研削状態を示す正面図、第
３図は第２図の平面図、第４図は、スパイラル溝のパタ
ーンの一例を示す正面図、第５図は同上の制御手段の一
例を示すブロック図である。 ２・・・・・・回転駆動装置、４・・・・・・旋回台、
１０・・・・・・支持装置、２０・・・・・・回転装置
、３５・・・・・砥石。 特許出願人　　エヌ・チー・エヌ 東洋ベアリング株式会社 同　代理人　　鎌　１）文　二

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転駆動装置によって旋回される旋回台と、その旋回台
   に支持され、球面部を先端に備えるワークを、その軸線
   が旋回台の旋回中心線と直交し、かつ球面部の中心が旋
   回台の旋回中心線上に位置する状態に支持可能な支持装
   置およびその支持装置に支持されたワークをワーク軸線
   を中心に回転させる回転装置と、上記支持装置に支持さ
   れたワークの球面部中心に向けて移動可能に支持され、
   ワークに対する傾斜角を調整可能とした円形の回転砥石
   と、上記旋回台の旋回角、ワークの軸線を中心とする回
   転角およびワーク球面部に対する砥石の移動量をそれぞ
   れ関係づけて制御する制御手段とから成るスパイラル溝
   の加工装置。