(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回動軸の側面に被加工物の円筒内径より大きい突出量で溝加工用チップを複数設けた加工ツールの回動と回動軸方向への移動とを制御して、この加工ツールを動圧流体軸受けを形成させる円筒形状の被加工物の円筒内に挿入することにより、被加工物の円筒内径面に流体を流通させる所定形状の溝を形成する動圧流体軸受けの溝形成装置において、
前記加工ツールを保持して回動駆動させる回動駆動部と、前記加工ツールがその回動軸方向と直交する平面上で所定姿勢を維持して遊動自在になるように前記回動駆動部を支持する遊動支持部と、この遊動支持部を加工ツールの回動軸方向に直線移動させる直線駆動部と、前記被加工物を所定位置に位置決め固定する被加工物固定部と、遊動支持部による回動駆動部の遊動範囲を規制する遊動間隔調整部とを具備してなり、前記遊動間隔調整部が、外周部にテーパ面が形成された内側テーパリングを加工ツールの回転軸と同軸に回動駆動部に取り付け、この内側テーパリングのテーパと逆方向で同一の傾斜角度のテーパ面を内周部に有する外側テーパリングを前記内側テーパリングの外周位置にテーパ面間を対向させて配設し、この外側テーパリングを直線移動部に連結すると共に、いずれか一方のテーパリングの加工ツール回動軸方向の取付位置を調整することによりテーパ面間の間隔を調整可能として構成されてなることを特徴とする動圧流体軸受けの溝形成装置。
【請求項２】
遊動支持部が、加工ツールの回動軸方向と平行な複数の回動軸を備えて形成されたリンク機構により構成されてなる請求項１記載の動圧流体軸受けの溝形成装置。
【請求項３】
被加工物固定部が、被加工物を保持する治具と、この治具を所定位置に位置決めする位置決め手段と、位置決めされた治具上の被加工物を固定する固定手段とを備えて構成されてなる請求項１記載の動圧流体軸受けの溝形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動圧流体軸受けを形成させる円筒形状のスリーブの内径面に流体を流通させる溝を形成する動圧流体軸受けの溝形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動圧流体軸受けを構成するスリーブ内に溝を形成する従来技術として、図４に示すような溝形成装置が知られている。
【０００３】
図４において、動圧軸受けを形成させるスリーブ３０は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する２軸の直動ガイド３２、３３により構成された自動調芯ユニット４０上に搭載されたチャック３１に保持されており、このスリーブ３０の中心軸方向、即ち、Ｘ−Ｙ平面と直交するＺ軸上に加工ツール３４が回動駆動装置３５に保持されている。この加工ツール３４の先端の対向側面には塑性加工により溝を形成する溝加工用チップ３４ａが取り付けられており、この溝加工用チップ３４ａの加工ツール３４からの突出量は、加工ツール３４の直径方向でスリーブ３０の内径より大きく設定されている。従って、加工ツール３４の回動と直線移動とを制御しつつスリーブ３０内に挿入することにより、溝加工用チップ３４ａにより任意形状の溝をスリーブ３０の内径面に形成することができる。
【０００４】
前記加工ツール３４の回動及び直線移動は、回動駆動用モータ３６により加工ツール３４を回動駆動させる回動駆動部３５と、この回動駆動部３５を支持するスライダ３７を直線移動用モータ３９で回転駆動されるボールネジ３８上でＺ軸方向に直線移動させる直線駆動装置４１とによって行われ、前記回転駆動用モータ３６及び直線駆動用モータ３９を制御することにより、加工ツール３４の回動と回動軸方向への直線移動とが制御される。
【０００５】
前記直線駆動用モータ３９の駆動により回動駆動装置３５を降下させて加工ツール３４の先端をスリーブ３０の円筒内に挿入するとき、スリーブ３０が自動調芯ユニット４０上のチャック３１に保持されていることから、加工ツール３４の中心軸とスリーブ３０の中心軸とのずれは加工ツール３４がスリーブ３０に接触したときの負荷により自動調芯ユニット４０が負荷を受けない方向にスリーブ３０を移動させるので、スリーブ３０の中心は加工ツール３４の中心位置に一致する方向に移動する。更に、加工ツール３４の回動と直線移動とが制御されることにより、加工用チップ３４ａによってスリーブ３０の内径面に溝を形成しつつスリーブ３０内に加工ツール３４が進入するとき、溝加工用チップ３４ａから受ける負荷が均等になるように２軸の直動ガイド３２、３３が移動するため、スリーブ３０はＸ−Ｙ平面で自動調芯され、加工用チップ３４ａによってスリーブ３０の内径面には溝が形成され、加工ツール３４の回動と直線移動とによりジグザグ模様やＶの字状等の形状に形成することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成においては、Ｘ軸とＹ軸とに直交する２軸の直動ガイド３２、３３によって自動調芯ユニット４０を構成しているため、加工ツール３４から受ける負荷によってスリーブ３０がＸ軸方向またはＹ軸方向に移動するときは円滑な調芯移動がなされるが、それ以外の方向では直動ガイド３２、３３を同時に移動させる必要があるため移動の抵抗がＸ軸またはＹ軸方向への移動時より大きくなり、調芯移動する方向により移動の動作が円滑になされない結果、スリーブの内径面に形成される溝の深さが均一に形成されない問題点があった。
【０００７】
また、スリーブ３０はチャック３１で所定位置に固定する構造であるため、加工するスリーブ３０の種類が変わる毎にチャック３１を交換する必要があり、量産時の生産性が低い問題点があった。
【０００８】
本発明の目的とするところは、動圧流体軸受けの溝形成の加工精度を向上させると共に、量産化に対応させた動圧流体軸受けの溝形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、回動軸の側面に被加工物の円筒内径より大きい突出量で溝加工用チップを複数設けた加工ツールの回動と回動軸方向への移動とを制御して、この加工ツールを動圧流体軸受けを形成させる円筒形状の被加工物の円筒内に挿入することにより、被加工物の円筒内径面に流体を流通させる所定形状の溝を形成する動圧流体軸受けの溝形成装置において、前記加工ツールを保持して回動駆動させる回動駆動部と、前記加工ツールがその回動軸方向と直交する平面上で所定姿勢を維持して遊動自在になるように前記回動駆動部を支持する遊動支持部と、この遊動支持部を加工ツールの回動軸方向に直線移動させる直線駆動部と、前記被加工物を所定位置に位置決め固定する被加工物固定部と、遊動支持部による回動駆動部の遊動範囲を規制する遊動間隔調整部とを具備してなり、前記遊動間隔調整部が、外周部にテーパ面が形成された内側テーパリングを加工ツールの回転軸と同軸に回動駆動部に取り付け、この内側テーパリングのテーパと逆方向で同一の傾斜角度のテーパ面を内周部に有する外側テーパリングを前記内側テーパリングの外周位置にテーパ面間を対向させて配設し、この外側テーパリングを直線移動部に連結すると共に、いずれか一方のテーパリングの加工ツール回動軸方向の取付位置を調整することによりテーパ面間の間隔を調整可能として構成されてなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、加工ツールを保持する回動駆動部は、遊動支持部により回動軸方向に直交する平面上で遊動自在に支持されているので、所定位置に位置決め固定された被加工物の円筒内に加工ツールを挿入するとき、加工ツールが被加工物に接触したときの負荷により負荷を受けない方向に移動する自動調芯運動を行って加工ツールの中心軸を被加工物の中心軸に一致させる。更に、加工ツールの回動と直線移動とを制御して被加工物の円筒内に挿入すると、加工ツールの溝加工用チップにより被加工物の内径面に溝が形成され、加工ツールが遊動自在に支持されていることにより、被加工物の中心軸に加工ツールの中心軸を一致させる自動調芯を行いつつ溝の形成がなされ、均等な深さに溝が形成される。
【００１１】
また本発明によれば、遊動支持部による回動駆動部の遊動範囲を規制する遊動間隔調整部を設けているので、回動駆動部が不要な範囲にまで遊動することを規制することができる。
【００１２】
また本発明によれば、上記遊動間隔調整部は、外周部にテーパ面が形成された内側テーパリングを加工ツールの回転軸と同軸に回動駆動部に取り付け、この内側テーパリングのテーパと逆方向で同一の傾斜角度のテーパ面を内周部に有する外側テーパリングを内側テーパリングの外周位置にテーパ面間を対向させて配設し、この外側テーパリングを直線移動部に連結すると共に、いずれか一方のテーパリングの加工ツール回動軸方向の取付位置を調整することによりテーパ面間の間隔を調整可能としているので、回動駆動部を外側テーパリングと内側テーパリングとの間隔の範囲で遊動自在になるように規制することができる。
【００１３】
本発明において、遊動支持部を加工ツールの回動軸方向と平行な複数の回動軸を備えて形成されたリンク機構によって構成することにより、回動駆動部は加工ツールの中心軸と直交する方向への移動が自在となり、加工ツールが被加工物の内径面に当たる負荷により負荷を受けない方向に移動する自動調芯の動作が円滑になされる。
【００１４】
更に、被加工物固定部は、被加工物を保持する治具と、この治具を所定位置に位置決めする位置決め手段と、位置決めされた治具上の被加工物を固定する固定手段とを備えて構成することができ、被加工物を治具上に装着し、この治具を位置決め部により所定位置に位置決めし、固定部により被加工物が加工ツールの回動軸方向に移動しないように固定する各動作は、自動工程によって実施することができるので、被加工物の溝形成位置への搬入、搬出が自動化され、生産性を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１６】
ここに、図１、図２は本発明の実施形態に係る動圧流体軸受けの溝形成装置の構成を断面で示す構成図で、図１に示す構成の背後に配設された遊動支持部３の構成を図２に展開状態にして示している。
【００１７】
本実施形態に係る動圧流体軸受けの溝形成装置は、加工ツール５を回動駆動させる回動駆動部１と、この回動駆動部１を加工ツール５の中心軸方向（Ｚ軸方向）に直線移動させる直線駆動部２と、前記回動駆動部１を直線駆動部２に連結すると共に回動駆動部１をＺ軸に直交する平面上で遊動自在に支持する遊動支持部３と、回動駆動部１の遊動範囲を規制する遊動間隔調整部４と、被加工物であるスリーブ１０を所定位置に位置決め固定する被加工物固定部６とを備えて構成されている。
【００１８】
前記回動駆動部１は、加工ツール５を取り付けた駆動軸１２を軸受け支持するハウジング１３と、前記駆動軸１２を回動駆動する回動駆動モータ１４とを備えて構成され、図２に示すように、Ｚ軸方向に平行な第１の回動軸２５及び第２の回動軸２６を有するリンク機構２４を備えた遊動支持部３により直線駆動部２に連結されると共に、図１に示すように、内側テーパリング８と外側テーパリング９とを所定間隔離して配置した遊動間隔調整部４により直線移動部２に連係されている。また、前記直線駆動部２は、直線駆動モータ２１によりボールネジ２２を回転駆動して、ボールネジ２２上に螺合するスライダ２３をＺ軸方向に直線移動できるように構成されており、前記スライダ２３には前記遊動支持部３の第２の回動軸２６を支持する支持アーム２７が固定され、第１の回動軸２５が回動駆動部１に固定された支持腕１５で支持されているので、直線駆動部２によるスライダ２３の移動により回動駆動部１をＺ軸方向に移動させることができる。
【００１９】
前記遊動支持部３を構成するリンク機構２４の各回動軸２５、２６は、上記したようにそれぞれ回動駆動部１と直線移動部２とに支持されると共に、それぞれリンク機構２４内で回動自在に軸受け支持されているので、この遊動支持部３により回動駆動部１を直線駆動部２に連結し、回動駆動部１を加工ツール５がＸ−Ｙ平面でその姿勢を維持した状態で遊動自在となるように支持することができる。
【００２０】
上記構成は、回動駆動部１に取り付けられた加工ツール５の回動軸中心をＡ、遊動支持部３の第１の回動軸２５中心をＢ、第２の回動軸２６中心をＣ、直線駆動部２の直線移動軸中心をＤとして、それぞれのＸ−Ｙ平面上の位置関係は、図３に示すようになる。回動駆動部１は設置場所に固定された直線駆動部２に対して遊動支持部３の回動自在の２軸を介して連結されているので、加工ツール５の回動軸ＡはＸ−Ｙ平面で遊動自在となる。この遊動の範囲は、図１に示すように回動軸Ａと直線移動軸Ｄとの間に遊動間隔調整部４が配設されることにより規制される。
【００２１】
前記遊動間隔調整部４は、外周部にテーパ面が形成された内側テーパリング８が加工ツール５の回動軸と同軸に回動駆動部１のハウジング１３に取り付けられ、この内側テーパリング８のテーパと逆方向で同一の傾斜角度のテーパ面を内周部に有する外側テーパリング９を内側テーパリング８の外周位置にテーパ面間を対向させて配設し、この外側テーパリング９を直線移動部２のスライダ２３に連結すると共に、内側テーパリング８のハウジング１３に対するＺ軸方向の取付位置を調整可能として構成されている。内側テーパリング８のハウジング１３への取付位置をＺ軸方向に変更することによって、外側テーパリング９とのテーパ面間の間隔が変化するので、この間隔が回動駆動部１の遊動範囲となる。
【００２２】
前記回動駆動部１に保持された加工ツール５は、その先端部の側面には複数の溝加工用チップ５ａが対向位置に取り付けられ、この溝加工用チップ５ａの加工ツール５からの突出量は、加工ツール５の直径方向でスリーブ１０の内径より大きく設定されている。従って、加工ツール５の回動と直線移動とを制御しつつスリーブ１０内に挿入することにより、加工用チップ５ａによる塑性加工により任意形状の溝を所定深さでスリーブ１０の内径面に形成することができる。
【００２３】
上記加工ツール５により加工されるスリーブ１０は個々に治具１７に保持されており、スリーブ１０を保持して加工位置に搬送されてきた治具１７は、位置決め装置１８により所定位置に位置決めされ、固定装置１９によりスリーブ１０が位置固定される。位置決め装置１８は固定部１８ａと可動部１８ｂとを備え、治具１７が基準位置となる固定部１８ａに当接するように可動部１８ｂを移動させることによって、スリーブ１０は所定位置に位置決めされる。固定装置１９はスリーブ１０の内径より大きな開口部を有する押金具１９ｂと、この押金具１９ｂをＺ軸方向に駆動するアクチュエータ１９ａとにより構成され、位置決めされた治具１７上のスリーブ１０上に押金具１９ｂをアクチュエータ１９ａにより押し下げて、押金具１９ｂによりスリーブ１０が治具１７上で回動しないように固定する。
【００２４】
上記構成において、被加工物固定部６に位置決め固定されたスリーブ１０に対して、直線駆動部２の動作により回動駆動部１を下降させ、加工ツール５の先端をスリーブ１０の内径部に挿入するとき、回動駆動部１が遊動支持部３により遊動自在に支持されていることから、加工ツール５の一部がスリーブ１０に接触すると、接触した負荷により接触と反対方向に移動する自動調芯の作用により加工ツール５の中心軸とスリーブ１０の中心軸とが一致する。更に、回動駆動モータ１４および直線駆動モータ２１の回転速度を制御して加工ツール５の回動とＺ軸方向の直線移動とを制御して加工ツール５をスリーブ１０の内径部に進退移動させると、溝加工チップ５ａによりスリーブ１０の内径面に溝が形成される。形成される溝は、加工ツール５の回動と直線移動との制御によりジグザグ模様あるいはＶの字状等の形状に形成することができる。また、回動駆動部１が遊動支持されていることから、加工ツール５の対向側面に設けられた溝加工チップ５ａがスリーブ１０の内径面に均等加圧するように自動調芯されるので、形成される溝の深さは均一となり、精度よく溝形成を行うことができる。
【００２５】
スリーブ１０への溝形成の加工が終了すると、被加工物固定部６の固定装置１９を動作させてアクチュエータ１９ａにより押金具１９ｂによるスリーブ１０の固定を解除し、位置決め装置１８を動作させて可動部１８ｂによる治具１７の固定部１８ａへの加圧を解除すると、治具１７は固定位置から取り出し自由となるので、次に加工するスリーブ１０を保持した治具１７と入れ換える。この治具１７の入れ換え作業は、治具１７の移載装置（図示せず）により自動化することができるので、量産時の生産性を向上させることができる。また、異なるサイズのスリーブ１０に対する溝加工は、これを保持する治具１７のスリーブ保持部分のサイズ変更により対応でき、被加工物固定部６の構成を変更する必要はない。また、スリーブ１０のサイズ変更に伴う加工ツール５の取り換えにより、回動駆動部１の遊動範囲を変更する必要があるときは、遊動間隔調整部４の内側テーパリング８の回動駆動部１へのＺ軸方向の取り付け位置を変更することによって容易に変更することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、加工ツールを回動駆動する回動駆動部は遊動支持部を介して直線移動部に支持されているので、被加工物固定部により所定位置に位置決め固定された被加工物の円筒内に加工ツールを挿入するときに被加工物の中心軸に加工ツールとの中心軸が自動調芯され、更に、加工ツールの対向側面に設けられた溝加工用チップにより被加工物の内径面に溝を形成するときにも前記自動調芯の作用により、溝加工用チップは被加工物の内径面の各対向面を均等に加圧するので、形成される溝の深さが均一になされ精度のよい溝形成が達成される。また、被加工物固定部による被加工物の所定位置への位置決め固定は、自動工程によって実施することができるので、被加工物の溝形成位置への搬入、搬出が自動化され、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る動圧流体軸受けの溝形成装置の構成を要部断面で示す側面図。
【図２】同装置の遊動支持部の構成を展開状態にして示す側面図。
【図３】同装置の各部中心の平面配置状態を説明する平面配置図。
【図４】従来構成に係る動圧流体軸受けの溝形成装置の構成を示す側面図。
【符号の説明】
１  回動駆動部
２  直線駆動部
３  遊動支持部
４  遊動間隔調整部
５  加工ツール
６  被加工物固定部
８  内側テーパリング
９  外側テーパリング
１０  スリーブ（被加工物）
１７  治具
１８  位置決め装置（位置決め手段）
１９  固定装置（固定手段）
２５  第１の回動軸
２６  第２の回動軸
【図１】
0003827402.tif 000002
【図２】
0003827402.tif 000003
【図３】
0003827402.tif 000004
【図４】
0003827402.tif 000005