JPS63230219A - 動圧発生用溝の加工装置 - 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、ビデオテープレコーダ、レーザピープリン
タ等の動圧形流体軸受装置のスリーブ内径面に動圧発生
用の溝を塑性加工する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の動圧発生用溝の加工装置として、たとえ
ば第６図に示すように、円周方向に等間隔で複数個の穴
２を半径方向に設けたケージ１の中に、コアシャフト４
を回転自在、かつ軸方向への移動自在に嵌挿し、ケージ
１の穴２にケージ１の肉厚よりも大きな直径をもつ硬質
のボール５を出入自在および転動自在に挿入した加工ヘ
ッドが使用されている。

この加工ヘッドは、液加ニスリーブ７に対してコアシャ
フト４にＷ、の回転速度と■、の送り速度とを与えて、
コアシャフト４と液加ニスリーブ７との間でボール５を
転動させながら、らせん運動を行わせるとともに、ボー
ル５のらせん運動に追従するようにケージｌにＷ。の回
転速度とｖ。

の送り速度とを与え、液加ニスリーブ７の内径面に圧接
されたボール５によって、動圧発生用の溝８を塑性加工
するものである。

また、上記の加工ヘッドにボール保持機構を設けた第７
図のものでは、ケージ１の穴２の外周側開口端につば部
３を付け、溝加工終了後の待機時や溝加工終了後に液加
ニスリーブから加工ヘッドが抜は出たときに、ケージ１
の穴２からボール５が脱落するのを防止している。

〔発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の加工ヘッドにおいては、コアシャフ
ト４とケージ１とにそれぞれ別の回転速度Ｗ、、Ｗｏと
送り速度Ｖ、、Ｖｏとを与えてボール５の転動とらせん
運動とを行わせているため、別個の回転駆動機構と別個
の送り駆動機構とを設ける必要があり、付属設備が複雑
なものとなるだけでなく、設備費が高価になる欠点があ
る。

また、従来の加工ヘッドでは、ケージ１の穴２に挿入さ
れたボール５を内包する外接円の直径は液加ニスリーブ
７の内径よりも常に大きいため、液加ニスリーブ７には
軸方向に離間距離を隔てた複数個所に動圧発生用の溝を
加工することや、軸方向の両端側ではなく内側にのみ動
圧発生用の溝を加工することができず、このような部分
的な溝加工を必要とする場合は、液加ニスリーブ７の内
径面にあらかじめ逃げ部を設けておかねばならず、加工
に要する手間が煩雑になるという欠点がある。

さらに、従来の加工ヘッドは、往行程で液加ニスリーブ
７の溝加工が終了した後、復行程で加工ヘッドを原位置
に戻すときは、液加ニスリーブ７に加工された溝８と同
一の軌道をボール５が通るようにコアシャフト４とケー
ジ１との回転速度と送り速度とをそれぞれ制御しながら
後退させる必要があり、−行程に多大の時間がかかると
いう欠点がある。

さらにまた、前記第７図のようなボール脱落防止用のっ
ぽ部３をケージ１の穴２に設けたものでは、溝加工時に
ボール５がつば部３に接触して円滑な転動が制約された
り、ボール５が摩耗したときに新たなボールと取り換え
る際、コアシャフト４を移動させてケージ１の内径側か
らボールの出し入れを行わなければならないため、ボー
ル取り換え操作にも面倒な手間を要するという欠点があ
る。

この発明は、上記のような問題を解決して、液加ニスリ
ーブの軸方向の任意の位置に所望の動圧発生用の溝を短
時間で加工することができ、駆動機構が簡単で安価に製
造できる加工装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の動圧発生用溝の加工装置は、加工ヘッドが円
周方向に等間隔で少なくとも３個の半径方向の穴を設け
た円筒状のケージと、このケージに対して軸心の周りに
回転自在、かつ軸方向への移動自在に内挿され、大径部
と大径部に接続する小径部とを有し、液加ニスリーブよ
りも硬質のコアシャフトと、ケージの穴に出入自在およ
び転動自在に挿入され、液加ニスリーブよりも硬質のボ
ールとを備えている。

このボールがコアシャフトの大径部の外周面に接触した
ときのボールを内包する外接円の直径は液加ニスリーブ
の内径よりも大きく、ボールがコアシャフトの小径部の
外周面に接触したときのボールを内包する外接円の直径
は液加ニスリーブの内径よりも小さくなるように設定さ
れている。

また、加工ヘッドのケージには、軸心の周りの回転駆動
機構と軸方向への送り駆動機構とが連結され、コアシャ
フトには軸方向への移動機構が設けられている。

〔作用］ この発明の動圧発生用溝の加工装置は、加工ヘッドのケ
ージに対してコアシャフトを軸方向に移動させることに
より、ボールに対するコアシャフトの接触位置を大径部
から小径部に、またはその逆に小径部から大径部に変え
ることができる。

この発明の加工ヘッドにより液加ニスリーブに動圧発生
用の溝を加工するときは、ボールに対してコアシャフト
の大径部が接触するようにケージに対するコアシャフト
の位置決めをした後、ケージに回転速度と送り速度とを
与えて、液加ニスリーブとコアシャフトの大径部との間
でボールを転動させながら、ボールにらせん運動を行わ
せる。

これにより、コアシャフトはボールの転動に随伴する速
度が与えられ回転する。コアシャフトの軸方向への送り
は、ボールのらせん運動に追従する速度を与えて移動さ
せるか、あるいは送り速度を与えることな（ボールのら
せん運動に随伴させる。

加工ヘッドを復行程で原位置に戻すときは、コアシャフ
トをケージに対して後退させ、ボールをコアシャフトの
小径部に接触させる。

〔実施例〕

以下、ごの発明の実施例について図面を参照して説明す
る。第１図は、この発明の加工ヘッドを溝加工時の状態
で示す縦断側面図、第２図は、非加工時の状態を示す縦
断側面図である。

同図において、符号１０は加工ヘッド、４０は液加ニス
リーブをそれぞれ示す。

加工ヘッド１０のケージ１２は円筒状体であり、一方の
軸端側には円周方向に等間隔をおいて３個以上の穴１３
が半径方向に設けである。このケージ１２の中にコアシ
ャフト１５が軸心の周りに回転自在、かつ軸方向への移
動自在に挿入されている。

コアシャフト１５は、液加ニスリーブ４０よりも硬質の
素材で成形された円柱状体であり、大径部１６の軸端側
には大径部１６より小径の小径部１７が接続して設けで
ある。

上記のケージ１２の穴１３には、液加ニスリーブ４０よ
りも硬質のボール１８が出入自在および転動自在に挿入
されている。これらのボール１８はほぼ同一直径のもの
であって、第１図に示すようにボール１８がコアシャフ
ト１５の大径部１６に接触したときは、その一部がケー
ジ１２の外周面よりも突出しており、このときのボール
１８を内包する外接円の直径り、は液加ニスリーブ４゜
の内径りよりも大きくなっている。また第２図に示すよ
うにボール１８がコアシャフト１５の小径部１７に接触
したときは、ボール１８を内包する外接円の直径Ｄ２が
液加ニスリーブ４０の内径りよりも小さくなるように各
部の寸法が設定されている。なお、ボール１８が小径部
１７に接したときは、ボール１８がケージ１２の外周面
より内方へ没入すると、ボール保持リング２０がボール
１８に接することがなくなるために、ボール１８はケー
ジ１２の外周面より外方へ突出している。

なお、上記実施例のケージ１２の内周面には、端面側か
ら適宜の軸方向長さで内径拡大部１４を設け、コアシャ
フト１５の外周面との間に半径方向すきま１４ａを形成
している。この内径拡大部１４の軸方向内側縁からボー
ル１８までの間の距離りをできるだけ長くすることによ
り、液加ニスリーブ４０に対するコアシャフト１５の調
心性を良好に保つことができる。

第３図および第４図は、それぞれこの発明の加工ヘッド
にボール保持機構を設けた実施例について、ボール保持
時および解除時の状態を示す縦断側面図である。

ケージ１２の外周側にポール保持リング２０をコイルば
ね２２を介して軸方向に移動自在に嵌挿している。ポー
ル保持リング２０の内周面には、ボール押さえ面２１が
テーバ状に形成されており、ボール保持時においては、
第３図に示すようにコイルばね２２によってポール保持
リング２０のボール押さえ面２１がボール１８に圧接さ
れて、ボール１８がケージ１２の穴１３から脱落するの
を防止し、ボール保持を解除するときは、液加ニスリー
ブ４０によってポール保持リング２０をコイルばね２２
に抗して押圧すると、ポール保持リング２０がボール１
８から離間するようになっている。

第５図は、ボール保持機構付き加工ヘッドについて、そ
の全体構造を示す縦断側面図である。

コアシャフト１５の小径部１７とは反対側の端部に設け
たピストン部１５ａを、ケージ１２のシリンダ部１２ａ
にコイルばね２５を介して軸方向に摺動自在に嵌合し、
ケージ１２のシリンダ部１２ａには、空気または油の通
路２９が設けられたスピンドル３０をボルト３１により
固着し、この通路２９に供給された空気圧または油圧に
よりピストン部１５ａがコイルばね２５の押上刃に抗し
て前進し、空気圧または油圧を遮断するとコイルばね２
５の力でピストン部１５ａが後退するようになっている
。

コアシャフト１５の軸方向移動機構としては、コアシャ
フト１５のピストン部１５ａを支持するコイルばね２５
を省略してケージ１２のシリンダ部１２ａに空気または
油の給排気通路を設け、空気圧または油圧をピストン部
１５ａの前後端面に作用させるようにしてもよい。

上記スピンドル３０には、図示しない軸方向の送り駆動
機構、たとえばＤＣサーボモータによる回転ねし機構と
、軸心の周りの回転駆動機構、たとえばステッピングモ
ータによるハーモニックドライブ機構とが連結されてお
り、スピンドル３゜を介してケージ１２に軸心の周りの
回転と軸方向への送りとを与えるようになっている。

また、加工ヘッド１０を図示のように鉛直方向に取り付
ける場合は、ボール保持リング２０を支持するコイルば
ね２２を省略してボール保持リング２０の自重でボール
１８を圧接するようにしてもよい。

次に、この発明の加工装置により溝加工を行うときの作
動および手順について説明する。

加工ヘッド１０のボール１８に対してコアシャフト１５
の大径部１６が接触するようにコアシャフト１５を軸方
向に移動させ、ケージ１２に所定の回転速度ＷＫと送り
速度Ｖえとを与えて、定置された被加工スリーブ４０の
内径面に挿入する（第１図参照）。

これにより、被加工スリーブ４０とコアシャフト１５の
大径部１６との間でボール１８が圧接されて転動しなが
ら、らせん運動を行って前進する。

コアシャフト１５は、ボール１８の転動による回転力が
与えられるから、格別の回転速度を与えることなくボー
ル１８の転動に随伴する速度Ｗｃで回転する。コアシャ
フト１５の軸方向への送りは、ボール１８のらせん運動
に追従する速度Ｖ。

を与えて移動させるか、あるいはこの追従速度■。を与
えることなく、ボール１８のらせん運動に随伴する速度
で移動させる。

このようにして、加工ヘソド１０が被加工スリーブ４０
の軸方向の一端から他端まで前進すると、この往行程で
ボール１８の数と同数のスパイラル状の動圧発生用の溝
４２が被加工スリーブ４０の内径面に塑性加工される。

加工ヘソド１０の復行程においては、コアシャフト１５
の小径部１７がボール１８に接触するようにコアシャフ
ト１５を軸方向に後退させ、ホール１８を内包する外接
円の直径を被加工スリーブ４０の内径より小さくした状
態にして、適宜の戻り速度をケージ１２に与えて原位置
に復帰させる。

加工ヘッド１０の復行程においても、ボール１８をコア
シャフト１５の大径部１６に接触させたまま、往行程で
加工された溝４２と溝４２との間にボール１８を接触さ
せて、往行程とは逆方向であって同一の回転速度と送り
速度との戻り速度をケージ１２に与えることにより、ボ
ール１８の数と同数のスパイラル状の動圧発生用の溝を
加工することができる。

また、加工ヘッド１０の往行程で被加工スリーブ４０の
軸方向中央までの溝加工を行い、その後のケージ１２の
回転速度と送り速度とは変えずに回転方向を逆方向にす
ることにより、ヘリングボーン状の動圧発生用の溝を加
工することもできる。

さらに、加工へラド１０のコアシャフト１５の小径部１
７をボール１８に接触させて、被加工スリーブ４０に挿
入し、被加工スリーブ４０の軸方向の任意の位置でコア
シャフト１５の大径部１６をボール１Ｂに接触させてケ
ージ１２に回転速度と送り速度とを与えることにより、
被加工スリーブ４０の軸端よりも軸方向内側の位置から
動圧発生用の溝を加工することもでき、さらにまた１１
；１記の操作を交互に行うことにより、被加工スリーブ
４０に軸方向の間隔をおいて複数個所に勤王発生用の溝
を加工することもできる（第２図参照）。

また、被加工スリーブ４０の内周面に潤滑剤溜め用の周
溝を設けることもできる。

ボール保持機構付きの加工ヘッドにおいては、加工へソ
ド１０を被加工スリーブ４０に挿入すると、ポール保持
リング２０の端面が被加工スリーブ４０の端面により押
圧されてボール保持リング２０がボール１８から離間し
、ボール１８に対する圧接が解除されるから、前記同様
に動圧発生用の溝４２を加工することができる（第４図
参照）。

加工ヘソド１０が、往行程の終了後に後退するのに伴っ
て、往行程で圧縮されていたコイルばね２２の伸びる力
、または自重がボール保持リング２０にかかり、加工ヘ
ッド１０が被加工スリーブ４０から扱は出すとボール１
８がボール保持リング２０の押さえ而２１によって圧接
される。

このボール保持リング２０は、加工ヘノド１０による溝
加工時はボール１８とは接触しないから、ボール１８の
円滑な転動が制約を受けることはなく、また、ボール１
８はケージ１２の外径側からも出入自在であるから、ボ
ール１８の取り換え操作に要する手間はきわめて容易に
なる。

なお、図示の実施例では大径部１６の軸端側に接続する
小径部１７を設けたが、小径部１７の軸端側に接続する
大径部１６を設けてもよく、ピストン部１５ａ側の大径
部１６と軸端側の大径部との間の軸方向の中間部に小径
部１７を設けてもよい。

〔発明の効果］ 以上説明したように、この発明の動圧発生用溝の加工装
置によれば、加工ヘッドのケージの穴に挿入された少な
くとも３個のボールによってコアシャフトが被加工スリ
ーブに対して支持されるため、コアシャフトの調心性が
良くなり、被加工スリーブと加工ヘッドとの同軸度に多
少の誤差があっても一定深さの動圧発生用の溝を加工す
ることができ、コアシャフトに接触するボールの外接円
の直径を溝の加工時には被加工スリーブの内径よりも大
きく、非加工時には被加工スリーブの内径よりも小さく
することができるので、被加工スリーブの軸方向の任意
の位置に動圧発生用の溝を加工することができるだけで
なく、加工ヘッドの復行程での原位置復帰の操作が簡単
になり一行程に要する時間を短縮することができる。

また、この発明によれば、加工ヘッドのコアシャフトの
駆動は軸方向の移動機構のみを設ければよく、コアシャ
フトの回転駆動機構を設ける必要がないので、付属設備
の駆動機構が簡単になり、設備費が低減するだけでなく
、加工コストも安価で被加工スリーブの大量加工に適し
た加工装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の加工ヘッドの実施例の要部を溝加工
時の状態で示す縦断側面図、第２図は第１図の加工ヘッ
ドの非加工時の状態を示す縦断側面図、第３図はこの発
明の加工ヘッドのボール保持機構を示す縦断側面図、第
４図は第３図のボール保持機構の解除時の状態を示す縦
断側面図、第５図はこの発明の加工ヘッドの全体構造を
示す縦断側面図、第６図は従来の加工ヘッドを溝加工時
の状態で示す縦断側面図、第７図は従来の加工ヘッドの
ボール保持機構を示す縦断側面図である。 図中、１０は加工ヘッド、１２はケージ、１３はケージ
の穴、１５はコアシャフト、１６．１７はそれぞれコア
シャフトの大径部、小径部、１８はボール、４０は非加
ニスリーブ、Ｄ、はコアシャフトの大径部に接触したボ
ールの外接円直径、Ｄ２はコアシャフトの小径部に接触
したボールの外接円直径、Ｄは非加ニスリーブの内径で
ある。 特許出願人　　日本精工株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第１図 第２図 第３図 ２゜ 第４図 第５図 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）円周方向に等間隔で少なくとも３個の半径方向の
   穴が設けられた円筒状のケージと、ケージに対して軸心
   の周りに回転自在、かつ軸方向への移動自在に内挿され
   、大径部と大径部に接続する小径部とを有するコアシャ
   フトと、ケージの穴に出入自在および転動自在に挿入さ
   れたボールとから構成され、前記コアシャフトとボール
   とは被加工スリーブよりも硬質であって、ボールがコア
   シャフトの大径部に接触したときのボールを内包する外
   接円の直径は被加工スリーブの内径よりも大きく、ボー
   ルがコアシャフトの小径部に接触したときのボールを内
   包する外接円の直径は被加工スリーブの内径よりも小さ
   く設定された加工ヘッドと、前記加工ヘッドのケージに
   連結された軸心の周りの回転駆動機構および軸方向への
   送り駆動機構と、コアシャフトに設けられた軸方向への
   移動機構とを備えてなる動圧発生用溝の加工装置。
2. （２）ケージの内周面とコアシャフトの大径部の外周面
   との間には、ボールに対するコアシャフトの大径部の接
   触位置から軸方向内側の適宜の位置まで、半径方向すき
   まが形成されている特許請求の範囲第１項記載の動圧発
   生用溝の加工装置。
3. （３）ケージの外周側に、ボールに対する押さえ面を有
   するボール保持リングが軸方向に移動自在に嵌挿されて
   いる特許請求の範囲第１項または第２項記載の動圧発生
   用溝の加工装置。