(57)【要約】【課題】内周面に圧力溝を有する軸受用スリーブを高速かつ高精度に生産する溝付き軸受加工装置を提供する。【解決手段】溝加工ツール１ａが取り付けられた回転自在なシャフト１をシャンク３で支持し、その傾きはフランジ３ａを保持する鋼球６で垂直に拘束され、またシャンク３は２自由度のリンク機構８で回転防止される。これをツール調芯機構とする。ワーク固定治具９は、与圧バネとシャフト１０を介してプレート１１に連結され、プレート１１は硬球１２で水平に保持される。またプレート１１は２自由度のリンク機構１４で回転防止される。これをワーク調芯機構とする。まず、ワーク調芯機構で、ワークの形状に合わせた粗調芯を行い、同時に、シャンク３がガイドパイプ１５及び１６により、ある一定可動範囲に呼び込まれ、その後ツール調芯機構により微調芯する。ＮＣにより垂直上下動作可能なスライダ１８により、加工ツール１ａがワーク２内に降りていき、圧力溝を加工する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（５）に連結された回転自在な第１のシャフト（１）の先端部に設けられた加工ツール（１ａ）と、前記第１のシャフト（１）をベアリング（３ｂ）を介して回転自在に支持し、かつ第１のフランジ（３ａ）を有するシャンク（３）と、前記加工ツール（１ａ）が水平方向には可動となり、垂直方向には動きが規正されるように、前記第１のフランジ（３ａ）の上下両側を球（６）を介して拘束する第１のケース（７）と、前記シャンク（３）を回転防止のために保持する第１の２自由度のリンク機構（８）とからなることを特徴とするツール調芯機構。
【請求項２】
加工対象となるワーク（２）を固定するための上下動可能なワーク固定治具（９）と、前記ワーク固定治具（９）に設けられた与圧バネと第２のシャフト（１０）を介して連結された第２のフランジ（１１）と、前記第２のフランジ（１１）が水平方向には可動となり、垂直方向には動きが規正されるように、前記第２のフランジ（１１）の上下両側を球（１２）を介して拘束する第２のケース（１３）と、前記第２のフランジ（１１）を回転防止のために保持する第２の２自由度のリンク機構（１４）とからなることを特徴とするワーク調芯機構。
【請求項３】
請求項１記載のツール調芯機構と、請求項２記載のワーク調芯機構と、ワーク固定治具（９）およびシャンク（３）にそれぞれ設けられ、前記ツール調芯機構を案内するためのガイド（１５，１６）とからなり、ワーク加工時は、ワーク形状に合わせて前記ワーク調芯機構によりワーク固定治具（９）が粗調芯され、同時に、前記ガイド（１５，１６）により前記ツール調芯機構が案内された後、前記ツール調芯機構により加工ツールが微調芯されることを特徴とする調芯機構。
【請求項４】
請求項３記載の調芯機構を備え、旋盤などで軸受穴が加工された軟質材料からなるワーク（２）をワーク固定治具（９）で調芯、固定するとともに、加工ツール（１ａ）を調芯し、前記軸受穴に対して前記加工ツール（１ａ）を直線送りと、ＣＷおよびＣＣＷの回転を与えながら押し通すことにより、前記ワーク（２）の軸受穴の内周面に圧力溝を転造加工することを特徴とする溝付き軸受加工装置。
【請求項５】
請求項３記載の調芯機構を備え、旋盤などで軸受穴が加工された軟質材料からなるワーク（２）をワーク固定治具（９）で調芯、固定するとともに、加工ツール（１ｂ）を調芯し、前記軸受穴に対して前記加工ツール（１ｂ）を直線送りと、一方向への回転を与えながらバリ取り加工することを特徴とする溝付き軸受加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溝付き軸受を、高精度に加工し、かつ生産性を向上させる調芯機構および軸受加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、民生機器に組み込まれるディスク装置などに使われる軸受は、高速高精度化への対応、または、長寿命化が要求されており、従来のボールベアリングに代わって、動圧型の溝付き流体軸受が普及しつつある。
【０００３】
図５は、従来の溝付き軸受加工装置の一例を示したものである（例えば特許文献１参照）。スリーブ（ここではワークともいう）２に旋盤などで加工された軸受穴２ａに対し、硬質材料からなる球を有する溝加工ツール１ａを先端部に有するシャフト１がカップリング４を介してモータ５に連結されている。またシャフト１はベアリング２１ａを介してシャンク２１に支持されている。モータ５はシャンク２１に固定されている。２２はシャンク２１の回転を防止することを目的とする２自由度のリンク機構である。
【０００４】
ワーク２は、ワーク押え治具２３をシリンダ２４で下降させることにより固定される。ワーク２を固定し、シャフト１を矢印Ｖの直線送りと、矢印ＣＷおよびＣＣＷの回転を与えながら押し通すことにより、ワーク２の軸受穴２ａの内周面に、例えばヘリングボーン形状の圧力溝２ｂが加工される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２９９５２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、リンクの剛性確保が困難であり、高速加工時の溝加工形状が悪化するという問題を有していた。またワーク毎にワーク押えが上下するため、タクトが長くなり、生産性が悪いという問題も有していた。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、ツールおよびワーク調芯機構と、それを備えた溝付き軸受加工装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、ツール調芯機構であり、モータに連結された回転自在な第１のシャフトの先端部に設けられた加工ツールと、前記第１のシャフトをベアリングを介して回転自在に支持し、かつ第１のフランジを有するシャンクと、前記加工ツールが水平方向には可動となり、垂直方向には動きが規正されるように、前記第１のフランジの上下両側を球を介して拘束する第１のケースと、前記シャンクを回転防止のために保持する第１の２自由度のリンク機構とからなることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、ワーク調芯機構であり、加工対象となるワークを固定するための上下動可能なワーク固定治具と、前記ワーク固定治具に設けられた与圧バネと第２のシャフトを介して連結された第２のフランジと、前記第２のフランジが水平方向には可動となり、垂直方向には動きが規正されるように、前記第２のフランジの上下両側を球を介して拘束する第２のケースと、前記第２のフランジを回転防止のために保持する第２の２自由度のリンク機構とからなることを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、上記ツール調芯機構と、ワーク調芯機構と、ワーク固定治具およびシャンクにそれぞれ設けられ、前記ツール調芯機構を案内するためのガイドとからなり、ワーク加工時は、ワーク形状に合わせて前記ワーク調芯機構によりワーク固定治具が粗調芯され、同時に、前記ガイドにより前記ツール調芯機構が案内された後、前記ツール調芯機構により加工ツールが微調芯されることを特徴とする調芯機構である。
【００１１】
上記本発明の調芯機構によれば、調芯精度の向上および生産性の向上を図ることができる。
【００１２】
さらに、第４の発明は、上記調芯機構を備え、旋盤などで軸受穴が加工された軟質材料からなるワークをワーク固定治具で調芯、固定するとともに、加工ツールを調芯し、前記軸受穴に対して前記加工ツールを直線送りと、ＣＷおよびＣＣＷの回転を与えながら押し通すことにより、前記ワークの軸受穴の内周面に圧力溝を転造加工することを特徴とする軸受加工装置である。
【００１３】
上記軸受加工装置によれば、高速加工時の溝加工品質が確保され、またワーク押え単体の動作時間を省略することが可能となるため、生産性向上も同時に実現する。
【００１４】
なお、上記の圧力溝のみならず、加工ツールとしてボールやリーマを取り付ければ、バリ取り加工等も同じ調芯機構で行うことができる
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における溝付き軸受加工装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における調芯機構を組み込んだ溝付き軸受加工装置の主要部を示したものである。図２は軸受加工装置の全体構成図、また、図３はワーク２を示したもので、２ａは加工前の軟質材料からなるブランク、２ｂは穴部、２ｃ，２ｄは溝加工を行う内周面である。図４は、内周面に例えばヘリングボーン形状の圧力溝２ｅが形成されたワーク、すなわち溝付き軸受スリーブを示している。
【００１７】
なお、軟質材料としては、軟質鉄系材料、銅系材料、アルミ系材料、粘土、セラミクスの粉状材料等が該当する。
【００１８】
図１において、１は、先端部に硬質材料からなる球を固定している溝加工ツール１ａが取り付けられた回転自在なシャフトである。２は加工対象であるスリーブ（ここではワークともいう）、３はシャフト１をベアリング３ｂを介して支持するシャンクで、フランジ３ａを有している。シャフト１はカップリング４を介してモータ５に連結されている。モータ５はシャンク３に固定されている。
【００１９】
６はフランジ３ａを水平に保持する鋼球であり、ケース７に収まっている。ケース７は鋼球６に与圧をかけるために、例えば皿バネ７ａなどを有する。８はシャンク３の回転防止を目的とする２自由度のリンク機構である。１〜８からなる機構により、溝加工ツール１ａが固定されたシャフト１を垂直に保持し、水平方向に調芯可能な構成としている。
【００２０】
９はワーク２を固定するためのワーク固定治具であり、ワークの形状に合わせて調芯可能な形状とする。図の例ではワーク２の外形のテーパ部とワーク固定治具９の形状を一致させることで調芯を行っている。１０は与圧バネとシャフトであり、ワーク２を固定するためにバネで与圧をかけている。ワーク固定治具９は与圧バネとシャフト１０を介してプレート１１に連結されている。
【００２１】
１２はプレート１１を水平に保持する鋼球であり、ケース１３に収まっている。ケース１３は鋼球１２に与圧をかけるために、例えば皿バネ１３ａなどを有する。１４はワーク固定治具９の回転防止を目的とする２自由度のリンク機構である。９〜１４からなる機構により、ワーク固定治具９を垂直に保持し、水平方向にワーク２の形状に合わせて調芯可能な構成としている。
【００２２】
１５はワーク固定治具９に固定されたガイドパイプであり、１６はシャンク３に固定された同じくガイドパイプである。最初に９〜１４からなる調芯機構（ここではワーク調芯機構という）で、ワーク２の形状に合わせた粗調芯を実施し、その後シャンク３がガイドパイプ１５およびガイドパイプ１６により、ある一定可動範囲に呼び込まれ、その後１〜８からなるツール調芯機構が微調芯機能を果たし、粗と微の２段階調芯が実施される。
【００２３】
１７はケース７，ケース１３を固定するベースプレートであり、ＮＣを搭載したスライダ１８にリンク８，リンク１４がともに固定され、垂直上下動作可能となっている。
【００２４】
このように、溝加工ツール１ａとワーク固定治具９は、ワーク２の形状に合わせて調芯され、剛性も向上するため、加工精度の向上が図られる。またワーク固定治具９の動作は溝加工ツール１ａの動作と連動するため、ワーク固定治具単体の動作が省略され、生産性も向上する。
【００２５】
図２に示す軸受加工装置は、１および３〜１８からなる調芯機構が、コラム１９に搭載され、ＸＹテーブル２０上のパレットに搭載されるワーク２に対し、溝を転造加工する。
【００２６】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における調芯機構を組み込んだ軸受加工装置の主要部を示したものである。ここでは、加工ツールとしてリーマ１ｂを取り付け、ワーク固定治具９でスリーブ２を調芯、固定するとともに、リーマ１ｂを調芯し、軸受穴に対してリーマ１ｂを直線送りと、一方向への回転を与えることにより、穴端部のバリ取りを行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の調芯機構および軸受加工装置によれば、調芯精度の向上と剛性の向上により、更なる高速加工時での加工精度の向上が期待される。またワーク押え動作を省略できるので生産性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における調芯機構を組み込んだ溝付き軸受加工装置の主要部構成図
【図２】本発明の調芯機構を組み込んだ軸受加工装置の全体構成図
【図３】ワークブランクの一例を示す図
【図４】溝加工後のワーク斜視図
【図５】従来の溝付き軸受加工装置の構成図
【図６】本発明の実施の形態２における調芯機構を組み込んだ溝付き軸受加工装置の主要部構成図
【符号の説明】
１  シャフト
１ａ  溝加工ツール
１ｂ  リーマ
２  スリーブ
３  シャンク
３ａ  フランジ
３ｂ  ベアリング
５  モータ
６，１２  鋼球
７，１３  ケース
７ａ，１３ａ  皿バネ
８，１４  ２自由度のリンク機構
９  ワーク固定治具
１０  与圧バネとシャフト
１１  プレート
１５，１６  ガイドパイプ
１７  ベースプレート
１８  スライダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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