JPS635201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばマイクロベアリングの内輪
や外輪のような微小部品の両面連続加工方法と、
この加工方法の実施に使用する加工装置に関する
ものである。

マイクロベアリングの内輪や外輪を製作するに
は、素材に対して、軸心に沿う穿孔、内周面又は
外周面への溝加工、両端面の切削仕上げ、内外周
面の面取り等の加工を施さなければならず、これ
らの加工は素材の一面側からのみでは困難である
ため、少なくとも素材の両面から別個に加工する
二工程が必要である。

ところで、マイクロベアリングの内輪や外輪は
直径や厚みが小さな微小部品であり、しかも両面
が同様の形状を有するので両面の識別が困難であ
り、素材に対する両面からの加工を独立した別工
程で行なう従来の加工方法では加工能率が極めて
悪く、製作コストが高くつくという問題がある。

この発明は、上記のような問題を解消するため
になされたものであり、微小部品の両面からの加
工が連続的に行なえる加工方法と、この加工方法
を簡単な構造で実施できる加工装置を提供するの
が目的である。

この発明の構成は、軸状素材に対して第１刃物
台で一方端面からの加工を施し、この軸状素材を
切断して切り出した微小部品を第１刃物台のピン
で受取つて反転位置まで移送し、反転位置で水平
反転させた微小部品を第２刃物台で受取つて第２
加工チヤツクに供給し、第２刃物台で微小部品に
対して他方端面からの加工を施すことにより、微
小部品に対する両側端面からの加工を連続して行
なえるようにしたものである。

以下、この発明を添付図面の実施例に基づいて
説明する。

両面連続加工装置は、第１図に示す平面的な配
置図のように、第１刃物台１と第２刃物台２を両
側に並べ、両刃物台１と２間の前方に反転機構３
を配置し、第１刃物台１の前方に第１加工チヤツ
ク４と切断刃物５を、また第２刃物台２の前方に
第２加工チヤツク６を設けて構成され、円軸状の
素材Ａに、一方端面から加工を施した後、所定長
さに切断して微小部品Ｂを切り出し、反転機構３
による反転後に第２刃物台２で未加工の他方端面
からの加工を連続して施すようになつている。

前記第１加工チヤツク４は、その水平軸心に沿
つて貫通する素材Ａを先端面から突出するよう軸
方向に送り出してチヤツキングし、素材Ａに回転
を与えるようになつている。

前記切断刃物５は、第１加工チヤツク４の先端
部近傍に、素材Ａに対して進退動するよう配置さ
れ、第１刃物台１による加工後に、回転する素材
Ａを一定の長さに切断し、マイクロベアリングの
内輪や外輪となる微小部品Ｂを切り出すものであ
る。

第１刃物台１は、前後方向と横方向の直角二方
向へ平面的に移動できるようテーブル７上に配置
され、その上面に、ストツパー８と各種刃物９
と、タツチセンサ１０及び微小部品Ｂの受取りピ
ン１１とが横動方向に適当な間隔でクシ歯形式に
並設されている。

上記刃物台１は、横動及び前後動が予め入力さ
れた条件に基づいてNC制御され、第１加工チヤ
ツク４で保持された素材Ａに対し、ストツパー
８、刃物９、センサー１０、受取りピン１１を順
番に接近及び離反動させ、素材Ａに対して一方端
面から所定の加工を施すことになつている。

ストツパー８は、第１加工チヤツク４と同軸心
上の位置で前進し、チヤツク４から送り出されて
きた素材Ａを受止めることにより、素材Ａの突出
量を一定化するものである。

刃物９の組合せは加工目的に応じて選択され、
第１図の場合微小部品Ｂとしてマイクロベアリン
グの内輪及び外輪を加工する場合の刃物の配置を
示しており、内径を形成するドリル９ａと、端面
を切削するバイト９ｂと、外周を仕上げるバイト
９ｃと、内径を仕上げるバイト９ｄと、外輪を加
工する場合に、外輪にシール溝を形成するバイト
９ｅが並設されている。

タツチセンサ１０は、加工後における素材Ａの
各部を寸法計測し、予め入力した条件と仕上り寸
法を比較して不良品を検出し、不良品が発生する
と切断後の微小部品Ｂをそのまま落下させるよう
になつている。

受取りピン１１は、切断刃物５による素材Ａの
切断前に、内周孔が穿設された素材内に進入し、
刃物５によつて切り出された微小部品Ｂを吊下げ
状に受取り、これを反転機構３に移送するもので
ある。

第１図に受取りピン１１の移動行程を一点鎖線
で示しており、退動位置から第１加工チヤツク４
と同軸心上の位置に移動する横移動１１ａと、受
取りピン１１の先端が素材Ａの内周孔に進入する
前進移動１１ｂと、素材から切り出された微小部
品Ｂを受取つて反転機構３への供給位置３ａに移
送する戻り移動１１ｃと、戻り位置に移送した微
小部品Ｂを反転機構３に供給した後戻り位置に復
帰する送り移動１１ｄとを行なうようになつてい
る。

前記反転機構３は、第２図乃至第７図に示すよ
うに、固定配置される筒状ケーシング１２内に組
込んだ垂直の回転軸１３を回転駆動機１４と連動
し、回転軸１３の下端に固定した水平アーム１５
に微小部品Ｂを挾持するチヤツク１６を設け、ケ
ーシング１２に設けた一対のストツパー１７，１
８と、駆動機１４を制御する近接スイツチ１９，
２０とでアーム１５を水平に180゜往復旋回動させ
るようになつている。

上記チヤツク１６は、アーム１５の先端部寄り
に枢止したＬ形腕２１と、このＬ形腕２１に揺動
を与えるシリンダ２２と、アーム１５の先端に取
付けた下向きの固定爪２３と、Ｌ形腕２１の先端
に取付けた上向きの可動爪２４とで構成され、固
定爪２３は下部にＶ字形の切欠２５が設けられ、
可動爪２４で押上げられた微小部品Ｂを切欠２５
で定位置に保持するようになつている。

上記反転機構３は、第１図に示すように、アー
ム１５が第１刃物台１に向けてこの刃物台１の横
動方向に沿うよう突出するとき、チヤツク１６の
挾持センターと復帰位置にある受取りピン１１が
平面的に同軸心上になるよう配置され、受取りピ
ン１１から送り込まれた微小部品Ｂを上下から挾
持して受取るようになつている。

第４図乃至第７図は受取りピン１１と微小部品
Ｂ及びチヤツク１６の位置関係を示しており、固
定爪２３と可動爪２４の受取りピン１１と対向す
る面は垂直の位置決面２３ａ，２４ａに形成さ
れ、第４図と第５図のように、固定爪２３はピン
１１で吊持されている微小部品Ｂの上部外周より
も切欠２５が少し上部に位置するように配置さ
れ、しかも固定爪２３と可動爪２４を閉じたとき
に切欠２５へピン１１が進入するようになつてい
る。

受取りピン１１が吊持した微小部品Ｂをチヤツ
ク１６に供給するとき、チヤツク１６は第４図と
第５図のように固定爪２３と可動爪２４が閉じて
いるため、受取りピン１１が切欠２５内を貫通し
て微小部品Ｂは位置決面２３ａ，２４ａに当接
し、第５図一点鎖線のように受取りピン１１が前
進すると位置決面２３ａ，２４ａと受取りピン１
１の根元部分１１ａで微小部品Ｂを挾み、受取り
ピン１１に対する微小部品Ｂの吊下げ位置を一定
化する。

この後、可動爪２４が開いて受取りピン１１が
最前進位置に進むため、微小部品Ｂは固定爪２３
と可動爪２４の間に送り込まれ、可動爪２４が閉
じる方向に上昇回動すると微小部品Ｂは切欠２５
内に押上げられ、第６図と第７図のように、受取
りピン１１から浮上つた状態でチヤツク１６に持
ち替えられる。

微小部品Ｂは位置決面２３ａ，２４ａへの当接
により、チヤツク１６への定位置供給が行なえる
のみ、厚みが薄い場合でもその中央部をチヤツク
１６で挾持できると共に、チヤツク１６で挾持し
た微小部品Ｂは受取りピン１１から浮上るので、
受取りピン１１の抜取りが支障なく行なえる。

チヤツク１６で微小部品Ｂを受取つた反転機構
３は、アーム１５が第１図実線の受取位置３ａか
ら同図一点鎖線の如く180゜旋回し、微小部品Ｂを
第２刃物台２に向けて反転移送し、微小部品Ｂの
未加工面を反転位置３ｂで第２刃物台２に臨ませ
る。

上記第２刃物台２は、第１刃物台１と同じくテ
ーブル上を直角二方向に移動自在となり、その上
面に、反転機構３のチヤツク１６から微小部品Ｂ
を受取る真空チヤツク２６と、加工に必要な刃物
２７と、加工精度を検出するセンサ２８と、第２
加工チヤツク６から微小部品Ｂを取出す取出しピ
ン２９とがクシ歯形式に並設され、前後、左右の
移動がNC制御される。

前記真空チヤツク２６は、第９図に示すよう
に、ヘツド３０の先端面に微小部品Ｂの未加工面
が嵌合する浅い凹孔３１を設け、この凹孔３１の
底面に未加工面を吸着する複数の吸引孔３２を、
吸引源と連通するように設けて形成されている。

第１図に示した第２刃物台２には、真空チヤツ
ク２６の移動工程と、取出しピン２９の移動工程
を一点鎖線で示している。

真空チヤツク２６は、反転位置３ｂに保持され
た微小部品Ｂと同軸心状に位置する状態で前進
し、チヤツク１６での挾持を解かれた微小部品Ｂ
をその凹孔３１内に吸引して受取る前進移動２６
ａと、吸着した微小部品Ｂを第２加工チヤツク６
と同軸心上の位置まで移送する横移動２６ｂと、
第２加工チヤツク６に向けて前進し、微小部品Ｂ
を第２加工チヤツク６に送り込んで吸引を解く進
退移動２６ｃとを行ない、第２加工チヤツク６が
微小部品Ｂを挾持すると退動位置に戻るようにな
つている。

取出しピン２９は、第２加工チヤツク６で挾持
した微小部品Ｂに対して刃物２７で未加工面側か
らの加工を施した後、微小部品Ｂと同軸心状に位
置し、その先端が微小部品Ｂ内に嵌入し、挾持の
解かれた微小部品Ｂを受取る前進移動２９ａと、
受取つた微小部品Ｂを横方向に移送する横移動２
９ｂ及び後退移動２９ｃを行ない、横移動２９ｂ
の後端部には第１図のように、先端の二又部分に
取出しピン２９の根元寄りが嵌入し、後退移動２
９ｃによつてピン２９から微小部品Ｂを抜取る抜
取り板３０と、抜取つた微小部品Ｂを受取つて次
工程に誘導するシユート３１とが配置されてい
る。

なお、微小部品Ｂのシユート３１に沿う移動が
円滑に行なわれるよう、シユート３１に油を流す
ようにしてもよい。

この発明の加工装置は上記のような構成であ
り、次に加工の方法を説明する。

第１加工チヤツク４に対して第１刃物台１のス
トツパー８を前進させ、チヤツク４内から送り出
した軸状素材Ａの先端面をストツパー８に当接さ
せた位置でチヤツキングし、軸状素材Ａに対して
第１刃物台１が予め設定した条件に従がつて移動
し、一方端面からの所定の第１加工工程を行な
う。

受取りピン１１が軸状素材Ａに穿設した内周孔
に進入すると、突切りバイトを用いた切断刃物５
が軸状素材Ａを切断し、切出した微小部品Ｂを受
取りピン１１で吊持する。

切断刃物５による軸状素材Ａの切断は第８図に
示すように、仕上つた一方端面から絶対必要長さ
Ｌに切削代ｌをプラスした位置で行ない、この切
削代ｌを第２刃物台２による第２加工工程で切削
するものである。

微小部品Ｂは受取りピン１１で反転機構３の受
取り位置３ａに移送され、チヤツク１６でこの微
小部品Ｂを挾持すると、反転機構３のアーム１５
は180゜水平に旋回して反転位置３ｂに移送し、微
小部品Ｂの切断のままの未加工端面が第２刃物台
２に対向する。

反転位置３ｂに微小部品Ｂが移動すると、第２
刃物台２が移動を開始し、先ず真空チヤツク２６
が前進して反転位置３ｂに移動し、チヤツク１６
から微小部品Ｂを受取つてその未加工側端面を吸
引保持した状態で第２加工チヤツク６に供給す
る。

第２加工チヤツク６が微小部品Ｂを保持する
と、各刃物２７が微小部品Ｂに対して所定の加工
を順次施し、第２加工工程が完了すると取出しピ
ン２９が第１図の如く第２加工チヤツク６と同軸
心状になつて前進し、その先端で微小部品Ｂを受
取つて抜取り板３０側に移動したのち退動し、両
面からの加工が完了した微小部品Ｂは所定の位置
に排出される。

上記微小部品Ｂに対する加工は、第２刃物台２
での加工中に第１刃物台１でも加工を行ない、加
工能率を向上させるのが好ましい。

第１０図と第１１図は加工済微小部品として、
マイクロベアリングの内輪B₁（第１０図）と同じ
く外輪B₂（第１１図）を示しており、第１刃物台
１及び第２刃物台２に取付ける刃物の選択と移動
量の設定とにより、穿孔、端面及び内外周面の切
削、面取り、溝の形成等の両端面からの加工が連
続的に行なえる。

なお、微小部品Ｂは、上記のようなマイクロベ
アリングの内輪や外輪に限るものではなく、両側
端面からの加工によつて仕上げるものであればよ
い。

以上のように、この発明によると、上記のよう
な構成であるので、以下に列挙する効果がある。

(1) 第１刃物台の刃物で一方端面からの加工を施
した軸状素材を切断して微小部品を切り出し、
この微小部品を反転機構で未加工面が第２刃物
台に臨むよう移送し、第２刃物台の刃物で他方
端面からの加工を行なうようにしたので、微小
部品に対する両面からの加工が連続的に行な
え、加工端面と未加工端面の識別が困難な微小
部品製作の自動化が可能になる。

(2) 軸状素材に対して先端からの加工と切断によ
る微小部品の切り出しを行なつた後、水平に旋
回動させて反転し、他面側からの加工を行なう
ようにしたので、軸状素材から微小部材の製作
が自動的に行なえるようになり、省力化と製作
能率の向上を図ることができ、製品のコストダ
ウンが可能になる。

(3) 微小部品の受渡しと移送を、ピンによる微小
部品の吊持とチヤツクによる保持とで行なうよ
うにしたので、微小部品の受渡しと方向整列が
円滑になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る加工装置の配置状態を
示す平面図、第２図は同上における反転機構の一
部切欠正面図、第３図は同上要部の斜視図、第４
図乃至第７図の各々は反転機構における微小部品
チヤツキングの順序を示す説明図、第８図は微小
部品を切り出す切断刃物の一部切欠平面図、第９
図は第２刃物台における真空チヤツクの横断平面
図、第１０図と第１１図は微小部品の加工済形状
を示す異なつた例の横断面図である。 １は第１刃物台、２は第２刃物台、３は反転機
構、４は第１加工チヤツク、５は切断刃物、６は
第２加工チヤツク、８はストツパー、９は刃物、
１１は受取りピン、１４は回転駆動機、１５は水
平アーム、１６はチヤツク、２３は固定爪、２４
は可動爪、２６は真空チヤツク、２７は刃物、２
９は取出しピン、３０は抜取りピン、Ａは軸状素
材、Ｂは微小部品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１加工チヤツクの水平軸心に沿つて貫通す
   る軸状素材をこのチヤツクの先端面から所定長さ
   突出するよう軸方向に送り出し、第１加工チヤツ
   クでチヤツキングして回転を与えた軸状素材に第
   １刃物台の刃物で先端面側から加工を施す第１加
   工工程と、第１加工チヤツクでチヤツキングされ
   た軸状素材を先端面から所定長さの位置で切断し
   て微小部品を切り出す切断工程と、切断された微
   小部品を加工孔に挿入したピンで受取つて反転受
   取位置まで移送する第１送り工程と、反転受取位
   置で受取つた微小部品を水平に旋回回動させて第
   ２刃物台の対向位置へ反転移送する反転工程と、
   反転後、微小部品を受取つて第２加工チヤツクに
   供給する第２送り工程と、第２の加工チヤツクで
   保持した微小部品に対して第２刃物台で他方端面
   からの加工を施す第２加工工程と、加工済の微小
   部品を第２加工チヤツクから取出す取出し工程と
   を順次経ることを特徴とする微小部品の両面連続
   加工方法。 ２ 直角二方向に水平移動が自在となるよう並べ
   て配置した第１刃物台及び第２刃物台と、両刃物
   台間に配置され微小部品を第１刃物台側から受取
   つて水平に旋回動させ第２刃物台側に反転移送す
   る反転機構と、第１刃物台の対向位置に配置され
   水平軸心に沿つて貫通する軸状素材をチヤツキン
   グして回転を与える第１加工チヤツクと、第１加
   工チヤツクの近傍に配置され軸状素材を所定長さ
   に切断して微小部品を切出す切断刃物と、第２刃
   物台の対向位置に微小部品を保持するよう配置さ
   れた第２加工チヤツクとで構成され、第１刃物台
   に切断刃物で切り出された微小部品を受取つて反
   転機構に移送するピンを設け、第２刃物台に反転
   機構から微小部品を受取つて第２加工チヤツクに
   供給するチヤツクと、第２加工チヤツクから微小
   部品を取出すピンを設けた微小部品の両面連続加
   工装置。