JP3149701B2 - ワークの穴加工装置及びその方法 - Google Patents
ワークの穴加工装置及びその方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークの穴に対して、
該穴と同一の外径又は若干大きい外径を有する加工球を
押し通すことにより上記穴の内面加工を行うワークの穴
加工装置及びその方法に関する。特に、近年、事務機器
および民生機器等に使われる軸受は高速、高精度化して
おり、動圧型の流体軸受や、特別に精度良く加工された
特殊な滑り軸受の必要性が高まっている。本発明は、こ
れら高精度な軸受のスリーブの内径の仕上げ加工をおこ
なうことができる加工装置及びその加工方法に関するも
のである。
該穴と同一の外径又は若干大きい外径を有する加工球を
押し通すことにより上記穴の内面加工を行うワークの穴
加工装置及びその方法に関する。特に、近年、事務機器
および民生機器等に使われる軸受は高速、高精度化して
おり、動圧型の流体軸受や、特別に精度良く加工された
特殊な滑り軸受の必要性が高まっている。本発明は、こ
れら高精度な軸受のスリーブの内径の仕上げ加工をおこ
なうことができる加工装置及びその加工方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】以下に図面に従いながら、従来のワーク
の穴加工装置の構造について説明する。図８〜図１０に
おいて、１１はワークの一例としての軸受のスリーブ、
１１Ａは軸受穴、１２は動圧発生溝、１３は残留突起、
１４は焼き入れ鋼等の材質から成る加工球、１５はピン
である。
の穴加工装置の構造について説明する。図８〜図１０に
おいて、１１はワークの一例としての軸受のスリーブ、
１１Ａは軸受穴、１２は動圧発生溝、１３は残留突起、
１４は焼き入れ鋼等の材質から成る加工球、１５はピン
である。
【０００３】以下に図面に従いながら従来のワークの穴
加工装置の動作について説明する。従来、溝付き動圧型
流体軸受等、精密軸受の内径加工プロセスは、図９に示
すように、まず、スリーブ１１の軸受穴１１Ａを切削加
工等により、図中Ｄ１の寸法に加工し、その後図示しな
い加工ツール（例えば特公平３−６８７６８号公報に示
す製造装置等）により複数の動圧発生溝１２を加工す
る。この加工の際に隆起した残留突起１３を図９に示す
ように焼き入れ鋼等からなる、ある一定の径Ｄｂを有す
る球１４をピン１５により圧入気味に押し通して行な
う、ボールバニッシュと呼ばれる加工により除去してい
た。
加工装置の動作について説明する。従来、溝付き動圧型
流体軸受等、精密軸受の内径加工プロセスは、図９に示
すように、まず、スリーブ１１の軸受穴１１Ａを切削加
工等により、図中Ｄ１の寸法に加工し、その後図示しな
い加工ツール（例えば特公平３−６８７６８号公報に示
す製造装置等）により複数の動圧発生溝１２を加工す
る。この加工の際に隆起した残留突起１３を図９に示す
ように焼き入れ鋼等からなる、ある一定の径Ｄｂを有す
る球１４をピン１５により圧入気味に押し通して行な
う、ボールバニッシュと呼ばれる加工により除去してい
た。
【０００４】尚、このボールバニッシュ加工によりスリ
ーブ１１の穴内径は、切削加工後の内径（下穴径）Ｄ１
よりわずかに大きい径Ｄ２に仕上がるものであった。
尚、図１０においてスリーブ１１の内径１１Ａの両端近
傍は、構造的に強度が弱く、図中Ｄ３に示すように、ボ
ールバニッシュ加工による塑性変化量が多く、これによ
って円筒度が悪くなるものであった。
ーブ１１の穴内径は、切削加工後の内径（下穴径）Ｄ１
よりわずかに大きい径Ｄ２に仕上がるものであった。
尚、図１０においてスリーブ１１の内径１１Ａの両端近
傍は、構造的に強度が弱く、図中Ｄ３に示すように、ボ
ールバニッシュ加工による塑性変化量が多く、これによ
って円筒度が悪くなるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構造では、図１１に示すようにスリーブ１１の下穴
径Ｄ１が切削加工条件によって基準径に対し６ミクロン
程度のバラツキ（例えば基準径に対して−５〜＋１ミク
ロン）を持つのであるが、仕上がり径Ｄ２もこの下穴の
バラツキにより同程度のバラツキを持ってしまい、精密
軸受のスリーブとして必要な１〜３ミクロン（具体例で
は−１〜＋１ミクロン）程度の公差に仕上がり径Ｄ２を
加工するのは、量産上極めて困難であった。
うな構造では、図１１に示すようにスリーブ１１の下穴
径Ｄ１が切削加工条件によって基準径に対し６ミクロン
程度のバラツキ（例えば基準径に対して−５〜＋１ミク
ロン）を持つのであるが、仕上がり径Ｄ２もこの下穴の
バラツキにより同程度のバラツキを持ってしまい、精密
軸受のスリーブとして必要な１〜３ミクロン（具体例で
は−１〜＋１ミクロン）程度の公差に仕上がり径Ｄ２を
加工するのは、量産上極めて困難であった。
【０００６】従って、本発明の目的は、従来一般的に精
度が出にくかった切削加工や研磨加工を用いることな
く、制御された特殊な塑性加工により高精度に穴内面を
仕上げ加工することができるワークの穴加工装置及びそ
の方法を提供することである。
度が出にくかった切削加工や研磨加工を用いることな
く、制御された特殊な塑性加工により高精度に穴内面を
仕上げ加工することができるワークの穴加工装置及びそ
の方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のワークの穴加工装置は、ワークの穴内径
によりわずかに大きくかつ微妙に直径差を有する複数個
の球を備え、この中から選択された径の球をワークの穴
に押し通して穴加工を行う。
めに、本発明のワークの穴加工装置は、ワークの穴内径
によりわずかに大きくかつ微妙に直径差を有する複数個
の球を備え、この中から選択された径の球をワークの穴
に押し通して穴加工を行う。
【０００８】すなわち、本発明の１つの態様にかかるワ
ークの穴加工装置は、ワークの穴に加工球を挿入するこ
とにより該穴の内面加工を行うワークの穴加工装置にお
いて、複数の異なる径寸法を有する加工球を備える加工
球供給装置と、上記球供給装置に備えられた上記加工球
の中から、上記ワークの穴の内径をＤ１としたとき、外
径が（１〜１．０２）×Ｄ１の範囲内の寸法を有する加
工球を１つ選択する加工球選択装置と、上記選択装置に
より選択された加工球を上記加工球供給装置から上記ワ
ークの穴に押し通させる加工球押し通し装置とを備える
ようにしている。
ークの穴加工装置は、ワークの穴に加工球を挿入するこ
とにより該穴の内面加工を行うワークの穴加工装置にお
いて、複数の異なる径寸法を有する加工球を備える加工
球供給装置と、上記球供給装置に備えられた上記加工球
の中から、上記ワークの穴の内径をＤ１としたとき、外
径が（１〜１．０２）×Ｄ１の範囲内の寸法を有する加
工球を１つ選択する加工球選択装置と、上記選択装置に
より選択された加工球を上記加工球供給装置から上記ワ
ークの穴に押し通させる加工球押し通し装置とを備える
ようにしている。
【０００９】また、本発明の他の態様にかかるワークの
穴加工装置は、ワークの穴に加工球を挿入することによ
り該穴の内面加工を行うワークの穴加工装置において、
上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球を押し通し、この測定球の押し通し時の荷
重の大小を検出する測定球挿入装置と、複数の異なる径
寸法を有する加工球を備える加工球供給装置と、上記測
定球挿入装置により押し通された測定球の検出された荷
重を元に、上記加工球供給装置に備えられた上記加工球
の中から、上記ワークの穴の内径をＤ１とするとともに
上記測定球の外径をＤｂ１としたとき、外径ＤｂがＤｂ
１＜Ｄｂ≦（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を有する
加工球を１つ選択する加工球選択装置と、上記選択装置
により選択された加工球を上記加工球供給装置から上記
ワークの穴に押し通させる加工球押し通し装置とを備え
るようにしている。
穴加工装置は、ワークの穴に加工球を挿入することによ
り該穴の内面加工を行うワークの穴加工装置において、
上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球を押し通し、この測定球の押し通し時の荷
重の大小を検出する測定球挿入装置と、複数の異なる径
寸法を有する加工球を備える加工球供給装置と、上記測
定球挿入装置により押し通された測定球の検出された荷
重を元に、上記加工球供給装置に備えられた上記加工球
の中から、上記ワークの穴の内径をＤ１とするとともに
上記測定球の外径をＤｂ１としたとき、外径ＤｂがＤｂ
１＜Ｄｂ≦（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を有する
加工球を１つ選択する加工球選択装置と、上記選択装置
により選択された加工球を上記加工球供給装置から上記
ワークの穴に押し通させる加工球押し通し装置とを備え
るようにしている。
【００１０】また、本発明のさらに他の態様のワークの
穴加工方法は、ワークの穴に加工球を挿入することによ
り該穴の内面加工を行うワークの穴加工方法において、
上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球を押し通し、この測定球の押し通し時の荷
重の大小を検出するステップと、複数の異なる径寸法を
有する加工球を備えるステップと、上記測定球挿入装置
により押し通された測定球の検出された荷重を元に、上
記加工球供給装置に備えられた上記加工球の中から、上
記ワークの穴の内径をＤ１とするとともに上記測定球の
外径をＤｂ１としたとき、外径ＤｂがＤｂ１＜Ｄｂ≦
（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を有する加工球を１
つ選択するステップと、上記選択装置により選択された
加工球を上記加工球供給装置から上記ワークの穴に押し
通させるステップとを備えるようにしている。
穴加工方法は、ワークの穴に加工球を挿入することによ
り該穴の内面加工を行うワークの穴加工方法において、
上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球を押し通し、この測定球の押し通し時の荷
重の大小を検出するステップと、複数の異なる径寸法を
有する加工球を備えるステップと、上記測定球挿入装置
により押し通された測定球の検出された荷重を元に、上
記加工球供給装置に備えられた上記加工球の中から、上
記ワークの穴の内径をＤ１とするとともに上記測定球の
外径をＤｂ１としたとき、外径ＤｂがＤｂ１＜Ｄｂ≦
（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を有する加工球を１
つ選択するステップと、上記選択装置により選択された
加工球を上記加工球供給装置から上記ワークの穴に押し
通させるステップとを備えるようにしている。
【００１１】
【作用】本発明は、この構成によって、ステージに配列
された複数個の球の中から、ワークの下穴径を必要寸法
に仕上げるために最良の１種類の径の球を選択し、押圧
部材により、ワークの穴内径に押し通すことにより、穴
内面に塑性変形を起こさせ、その内径を所定の寸法に仕
上げるものである。
された複数個の球の中から、ワークの下穴径を必要寸法
に仕上げるために最良の１種類の径の球を選択し、押圧
部材により、ワークの穴内径に押し通すことにより、穴
内面に塑性変形を起こさせ、その内径を所定の寸法に仕
上げるものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例にかかるワークの穴加
工装置及びその装置を使用して実施する穴加工方法につ
いて、図１〜図７を参照しながら説明する。
工装置及びその装置を使用して実施する穴加工方法につ
いて、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００１３】図１は本発明の第１実施例にかかるワーク
の穴加工装置を示す。図１において、１はワークの一例
として動圧型流体軸受を構成する軸受穴１Ａを有し非加
工物となるスリーブである。スリーブ１は塑性変形可能
な材料、例えば銅合金などの金属等で構成され、その軸
受穴１Ａの内周面には、図２に示すように、必要に応じ
て動圧発生溝１Ｂが加工されている。２は図中Ａ方向
に、摺動または回動自在な上部ステージであり、複数の
ガイド穴２Ａとそれぞれのガイド穴２Ａにはストッパー
２３を有し、ガイド穴２Ａには複数の径の焼き入れ鋼等
から成る加工球３、具体的には３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ
が配置されて、これら加工球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅは
シュート状またはチューブ状の加工球供給手段である加
工球供給装置４により供給される。５Ｂは図中Ｂ方向に
摺動する加工球押圧部材としてのピン、６は上部ステー
ジ２と一体的に移動し、かつ、上記上部ステージ２の穴
２Ａに対応して配置されてスリーブ１を取り抜けた加工
球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅを受け取るための穴６Ａを有
する下部ステージであって、各穴６Ａには加工球３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ，３Ｅを回収するためのシュート７を配置し
ている。このシュート７で回収された加工球３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅは、図示しない洗浄装置で洗浄したの
ち、再び、上記加工球供給装置４に供給されて再使用さ
れる。また、上記ストッパー２３は、図３に示すよう
に、上部ステージ２の各穴２Ａの軸方向とは直交する方
向の凹部２Ｂ内にバネ２４により穴２Ａ内に常時押圧さ
れており、ストッパー２３が穴２Ａ内に突出しているこ
とにより加工球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅは落下せずに穴
２Ａ内で保持されている。そして、加工球が上記ピン５
Ｂで下方向に押圧されると、ストッパー２３がバネ２４
の付勢力に抗して上記凹部２Ｂ内に押し込まれ、加工球
３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅが穴２Ａから落下して、スリー
ブ１に供給される。
の穴加工装置を示す。図１において、１はワークの一例
として動圧型流体軸受を構成する軸受穴１Ａを有し非加
工物となるスリーブである。スリーブ１は塑性変形可能
な材料、例えば銅合金などの金属等で構成され、その軸
受穴１Ａの内周面には、図２に示すように、必要に応じ
て動圧発生溝１Ｂが加工されている。２は図中Ａ方向
に、摺動または回動自在な上部ステージであり、複数の
ガイド穴２Ａとそれぞれのガイド穴２Ａにはストッパー
２３を有し、ガイド穴２Ａには複数の径の焼き入れ鋼等
から成る加工球３、具体的には３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ
が配置されて、これら加工球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅは
シュート状またはチューブ状の加工球供給手段である加
工球供給装置４により供給される。５Ｂは図中Ｂ方向に
摺動する加工球押圧部材としてのピン、６は上部ステー
ジ２と一体的に移動し、かつ、上記上部ステージ２の穴
２Ａに対応して配置されてスリーブ１を取り抜けた加工
球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅを受け取るための穴６Ａを有
する下部ステージであって、各穴６Ａには加工球３Ｂ，
３Ｃ，３Ｄ，３Ｅを回収するためのシュート７を配置し
ている。このシュート７で回収された加工球３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅは、図示しない洗浄装置で洗浄したの
ち、再び、上記加工球供給装置４に供給されて再使用さ
れる。また、上記ストッパー２３は、図３に示すよう
に、上部ステージ２の各穴２Ａの軸方向とは直交する方
向の凹部２Ｂ内にバネ２４により穴２Ａ内に常時押圧さ
れており、ストッパー２３が穴２Ａ内に突出しているこ
とにより加工球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅは落下せずに穴
２Ａ内で保持されている。そして、加工球が上記ピン５
Ｂで下方向に押圧されると、ストッパー２３がバネ２４
の付勢力に抗して上記凹部２Ｂ内に押し込まれ、加工球
３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅが穴２Ａから落下して、スリー
ブ１に供給される。
【００１４】上記のように構成されたワークの穴加工装
置について、図１，２を用いてその動作を説明する。
置について、図１，２を用いてその動作を説明する。
【００１５】図２は第１実施例にかかるワークの穴加工
装置により加工されたワークの一例としての軸受用スリ
ーブを示す。図１において、加工球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、
３Ｅはほぼ同一径（具体例では３ミリメートル）である
が、１〜３ミクロンずつ、（具体例としては２ミクロン
ずつ）段階的に異なる５種類の直径の加工球であり、加
工球３Ｂの径Ｄｂ２より３Ｃ、３Ｄ，３Ｅの径Ｄｂ３、
Ｄｂ４，Ｄｂ５へと順に径が大きくなるよう設定されて
いる。これら球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅは加工急供給装
置である上部ステージ２のガイド穴２Ａにそれぞれ配置
され、各穴２Ａ内に出入り自在な各ストッパー２３によ
り自然落下しない程度に軽く支えられている。ここで、
スリーブ１は上部ステージ２と下部ステージ６との間に
供給されるが、その軸受穴１Ａの内径は予め予測されて
いる。具体例では、この軸受穴１Ａの下穴（切削加工後
の穴）は基準内径に対して−５〜＋１ミクロンの６ミク
ロンの公差内に切削加工されている。その径が公差内で
小さめの場合は、上部ステージ２と下部ステージ６が一
体的に摺動させ、例えば比較的径の小さい球３Ｂがピン
５Ｂとスリーブ１の真上に移動することにより選択さ
れ、この球３Ｂが、ピン５Ｂの下降動作により、ストッ
パー２３の付勢力に打ち勝つ力でスリーブ１の軸受穴１
Ａに押し通され、軸受穴１Ａは所定の内径Ｄ２（具体例
では基準径の−１〜＋１ミクロンの２ミクロンの公差
内）にサイジング、すなわち内径Ｄ２に仕上げ加工され
る。この時、球３Ｂの径Ｄｂ２は軸受穴１Ａの下穴内径
Ｄ１より３〜６０ミクロン（具体例では約２０ミクロ
ン）大きく設定されている。また、供給されたスリーブ
１の軸受穴１Ａが大きい場合は、上部ステージ２と下部
ステージ６が摺動され、例えば比較的大きい径Ｄｂ５を
有する球３Ｅが選択されて、ピン５Ｂの下降動作により
軸受穴１Ａに押し込まれ、スリーブ１の穴１Ａは所定の
内径寸法Ｄ２まで塑性加工によりサイジングされる。ま
た軸受穴１Ａを通過した後の球３Ｂ等は、下部ステージ
６の複数のシュート７に回収され、球供給手段４から再
度供給されて繰り返し使用される。仕上げ加工後のスリ
ーブ１は図２に示すようにその内径はＤ２（具体例では
基準径に対して−１〜＋１ミクロン）に仕上げられ、図
中Ｄ３に示す軸受穴１Ａの両端部の大きな変形も、最適
な径の球３が選択されるとにより従来より少なくするこ
とができる。よって、この第１実施例では、スリーブ１
の軸受穴（下穴）１Ａの内径Ｄ１に対して、（１〜１．
０２）×Ｄ１の外径の加工球３、言い換えれば、下穴１
Ａの内径Ｄ１と同一か又は最大で２％大きい外径の加工
球３の中から適切な加工球３を選択して仕上げ加工させ
るようにしている。
装置により加工されたワークの一例としての軸受用スリ
ーブを示す。図１において、加工球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、
３Ｅはほぼ同一径（具体例では３ミリメートル）である
が、１〜３ミクロンずつ、（具体例としては２ミクロン
ずつ）段階的に異なる５種類の直径の加工球であり、加
工球３Ｂの径Ｄｂ２より３Ｃ、３Ｄ，３Ｅの径Ｄｂ３、
Ｄｂ４，Ｄｂ５へと順に径が大きくなるよう設定されて
いる。これら球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅは加工急供給装
置である上部ステージ２のガイド穴２Ａにそれぞれ配置
され、各穴２Ａ内に出入り自在な各ストッパー２３によ
り自然落下しない程度に軽く支えられている。ここで、
スリーブ１は上部ステージ２と下部ステージ６との間に
供給されるが、その軸受穴１Ａの内径は予め予測されて
いる。具体例では、この軸受穴１Ａの下穴（切削加工後
の穴）は基準内径に対して−５〜＋１ミクロンの６ミク
ロンの公差内に切削加工されている。その径が公差内で
小さめの場合は、上部ステージ２と下部ステージ６が一
体的に摺動させ、例えば比較的径の小さい球３Ｂがピン
５Ｂとスリーブ１の真上に移動することにより選択さ
れ、この球３Ｂが、ピン５Ｂの下降動作により、ストッ
パー２３の付勢力に打ち勝つ力でスリーブ１の軸受穴１
Ａに押し通され、軸受穴１Ａは所定の内径Ｄ２（具体例
では基準径の−１〜＋１ミクロンの２ミクロンの公差
内）にサイジング、すなわち内径Ｄ２に仕上げ加工され
る。この時、球３Ｂの径Ｄｂ２は軸受穴１Ａの下穴内径
Ｄ１より３〜６０ミクロン（具体例では約２０ミクロ
ン）大きく設定されている。また、供給されたスリーブ
１の軸受穴１Ａが大きい場合は、上部ステージ２と下部
ステージ６が摺動され、例えば比較的大きい径Ｄｂ５を
有する球３Ｅが選択されて、ピン５Ｂの下降動作により
軸受穴１Ａに押し込まれ、スリーブ１の穴１Ａは所定の
内径寸法Ｄ２まで塑性加工によりサイジングされる。ま
た軸受穴１Ａを通過した後の球３Ｂ等は、下部ステージ
６の複数のシュート７に回収され、球供給手段４から再
度供給されて繰り返し使用される。仕上げ加工後のスリ
ーブ１は図２に示すようにその内径はＤ２（具体例では
基準径に対して−１〜＋１ミクロン）に仕上げられ、図
中Ｄ３に示す軸受穴１Ａの両端部の大きな変形も、最適
な径の球３が選択されるとにより従来より少なくするこ
とができる。よって、この第１実施例では、スリーブ１
の軸受穴（下穴）１Ａの内径Ｄ１に対して、（１〜１．
０２）×Ｄ１の外径の加工球３、言い換えれば、下穴１
Ａの内径Ｄ１と同一か又は最大で２％大きい外径の加工
球３の中から適切な加工球３を選択して仕上げ加工させ
るようにしている。
【００１６】図３は本発明の第２実施例にかかるワーク
の穴加工装置を示し、図４その装置を使用して実施する
ワークの穴加工方法のフローチャートである。この第２
実施例は、加工球３を選択するとき、測定球３Ａを最初
にスリーブの軸受穴１Ａに押し通してそのときの必要な
荷重を測定し、その測定データに基づいて加工球３を選
択して仕上げ加工を行う点で第１実施例と異なる。な
お、上記測定球３Ａは、スリーブ１の軸受穴１Ａの内面
に仕上げ加工すなわち塑性加工を生じさせない程度、言
い換えれば、弾性変形のみを生じさせる外径寸法のもの
を使用する。
の穴加工装置を示し、図４その装置を使用して実施する
ワークの穴加工方法のフローチャートである。この第２
実施例は、加工球３を選択するとき、測定球３Ａを最初
にスリーブの軸受穴１Ａに押し通してそのときの必要な
荷重を測定し、その測定データに基づいて加工球３を選
択して仕上げ加工を行う点で第１実施例と異なる。な
お、上記測定球３Ａは、スリーブ１の軸受穴１Ａの内面
に仕上げ加工すなわち塑性加工を生じさせない程度、言
い換えれば、弾性変形のみを生じさせる外径寸法のもの
を使用する。
【００１７】図５において、８はピン５Ａの基部に設け
られ測定球３Ａをスリーブ１の軸受穴１Ａに押し通させ
るときに必要な荷重を測定するロードセル、９は該ロー
ドセル８により検出された荷重が入力されて所定の演算
を行う制御部を有するコンピュータ、１０はコンピュー
タ９の出力に基づき上部ステージ２と下部ステージ６を
一体的に摺動または回転させるための駆動手段であっ
て、モータ１０と該モータ１０の回転軸に固定されて部
ステージ２を摺動又は回転させる駆動ローラ１０Ａであ
る。上記モータ１０はコンピュータ９の制御部により駆
動制御される。この駆動手段は第１実施例においても適
用可能なものである。
られ測定球３Ａをスリーブ１の軸受穴１Ａに押し通させ
るときに必要な荷重を測定するロードセル、９は該ロー
ドセル８により検出された荷重が入力されて所定の演算
を行う制御部を有するコンピュータ、１０はコンピュー
タ９の出力に基づき上部ステージ２と下部ステージ６を
一体的に摺動または回転させるための駆動手段であっ
て、モータ１０と該モータ１０の回転軸に固定されて部
ステージ２を摺動又は回転させる駆動ローラ１０Ａであ
る。上記モータ１０はコンピュータ９の制御部により駆
動制御される。この駆動手段は第１実施例においても適
用可能なものである。
【００１８】この第２実施例においては、まず、ステッ
プ＃１で非加工物であるスリーブ１の軸受穴１Ａの下穴
加工を行う。ついで、ステップ＃２で上部ステージ２と
下部ステージ６との間にスリーブ１を供給する。ステッ
プ＃３で、スリーブ１の軸受穴１Ａの下穴の内径Ｄ１を
測定するために、塑性変形は生じさせず弾性変形のみ生
じさせる外径Ｄｂ１、例えば軸受穴１Ａ（下穴）が５ｍ
ｍ程度の場合には該軸受穴１Ａより１〜１０ミクロン大
きい径（具体例では下穴の基準径より１ミクロン大きい
径）の球３Ａをピン５Ａにより一定速度（例えば５ｍｍ
／秒）で押し通し、このときの軸方向の抵抗力をロード
セル８で検出する（ステップ＃４）。この時、スリーブ
１の下穴１Ａの内径Ｄ１がもし、基準値より１ミクロン
大きく、球３Ａと同一であれば、軸方向の抵抗力はゼロ
か、もしくは数グラムの微小な荷重が検出される。もし
下穴Ｄ１がそれより小さければ径差に応じて軸方向の荷
重（具体例では径差１ミクロンに対して１．１キログラ
ム）が検出される。この検出結果がコンピュータ９の制
御部に入力されたのち、所望の演算処理の結果（ステッ
プ＃５）、コンピュータ９の制御部よりモータ１０に駆
動制御指令が発せられる。この駆動制御指令に基づき、
モータ１０により、上部ステージ２と下部ステージ５が
一体的に摺動又は回転され、球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ
の中から最適な１種の径の球、例えば図５では球３Ｄが
選択される（ステップ＃６）。そして、選択された球３
Ｄがピン５Ｂにより下穴１Ａに押し通され（ステップ＃
７）、この結果、例えば６ミクロンのバラツキを有する
下穴１Ａが、自動的にミクロンの公差内にサイジングさ
れ、精密軸受とし望まれる性能、精度を発揮することが
できる。尚、ピン５Ａと５Ｂは別々に構成しても、また
１本で兼用してもよい。なお、ピン５Ａと５Ｂの球３と
の接触面は平面でもよいが、球３を保持しやすくするた
めスリバチ状のくぼんだ球面とするのが好ましい。
プ＃１で非加工物であるスリーブ１の軸受穴１Ａの下穴
加工を行う。ついで、ステップ＃２で上部ステージ２と
下部ステージ６との間にスリーブ１を供給する。ステッ
プ＃３で、スリーブ１の軸受穴１Ａの下穴の内径Ｄ１を
測定するために、塑性変形は生じさせず弾性変形のみ生
じさせる外径Ｄｂ１、例えば軸受穴１Ａ（下穴）が５ｍ
ｍ程度の場合には該軸受穴１Ａより１〜１０ミクロン大
きい径（具体例では下穴の基準径より１ミクロン大きい
径）の球３Ａをピン５Ａにより一定速度（例えば５ｍｍ
／秒）で押し通し、このときの軸方向の抵抗力をロード
セル８で検出する（ステップ＃４）。この時、スリーブ
１の下穴１Ａの内径Ｄ１がもし、基準値より１ミクロン
大きく、球３Ａと同一であれば、軸方向の抵抗力はゼロ
か、もしくは数グラムの微小な荷重が検出される。もし
下穴Ｄ１がそれより小さければ径差に応じて軸方向の荷
重（具体例では径差１ミクロンに対して１．１キログラ
ム）が検出される。この検出結果がコンピュータ９の制
御部に入力されたのち、所望の演算処理の結果（ステッ
プ＃５）、コンピュータ９の制御部よりモータ１０に駆
動制御指令が発せられる。この駆動制御指令に基づき、
モータ１０により、上部ステージ２と下部ステージ５が
一体的に摺動又は回転され、球３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ
の中から最適な１種の径の球、例えば図５では球３Ｄが
選択される（ステップ＃６）。そして、選択された球３
Ｄがピン５Ｂにより下穴１Ａに押し通され（ステップ＃
７）、この結果、例えば６ミクロンのバラツキを有する
下穴１Ａが、自動的にミクロンの公差内にサイジングさ
れ、精密軸受とし望まれる性能、精度を発揮することが
できる。尚、ピン５Ａと５Ｂは別々に構成しても、また
１本で兼用してもよい。なお、ピン５Ａと５Ｂの球３と
の接触面は平面でもよいが、球３を保持しやすくするた
めスリバチ状のくぼんだ球面とするのが好ましい。
【００１９】上記測定球３Ａの外径Ｄｂ１は、一般に、
スリーブ１の軸受穴（下穴）１Ａの内径Ｄ１に対して、
Ｄ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）となるもの、言い
換えれば、軸受穴内径Ｄ１と同一か又は内径Ｄ１より最
大で０．３％大きい外径を有することが望ましい。そし
て、加工球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅの外径Ｄｂ２〜Ｄｂ
５は、Ｄｂ１＜（Ｄｂ２〜Ｄｂ５）≦（１．０２×Ｄ
１）となるもの、言い換えれば、Ｄｂ１と同一か、軸受
内径Ｄ１より最大で２．０％大きい外径を有することが
望ましい。
スリーブ１の軸受穴（下穴）１Ａの内径Ｄ１に対して、
Ｄ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）となるもの、言い
換えれば、軸受穴内径Ｄ１と同一か又は内径Ｄ１より最
大で０．３％大きい外径を有することが望ましい。そし
て、加工球３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅの外径Ｄｂ２〜Ｄｂ
５は、Ｄｂ１＜（Ｄｂ２〜Ｄｂ５）≦（１．０２×Ｄ
１）となるもの、言い換えれば、Ｄｂ１と同一か、軸受
内径Ｄ１より最大で２．０％大きい外径を有することが
望ましい。
【００２０】図６は本発明の第３実施例にかかる加工装
置と該加工装置による速度制御グラフの図である。この
第３実施例は、ピン５Ｂで球３を下穴１Ａ内に押し通す
とき、下穴１Ａの加工部分によってピン５Ｂの下降速度
を異ならせる点で第１，第２実施例と異なるものであ
る。
置と該加工装置による速度制御グラフの図である。この
第３実施例は、ピン５Ｂで球３を下穴１Ａ内に押し通す
とき、下穴１Ａの加工部分によってピン５Ｂの下降速度
を異ならせる点で第１，第２実施例と異なるものであ
る。
【００２１】この第３実施例にかかる加工装置におい
て、回転速度が可変自在なパルスモータ２６の回転軸に
固定されたピニオン２５が、ピン５Ｂのラック部５Ｃに
かみ合っている。モータ２６は駆動回路２７によって駆
動制御され、駆動回路２７は、例えば図６の速度制御グ
ラフのデータが記憶されたメモリ２８に接続されてお
り、該メモリ２８に記憶されたデータに基づいて駆動回
路２７より駆動パルスがモータ２６に送られ、該モータ
２６が所望のタイミングで駆動制御される。よって、モ
ータ２６の正逆回転によりピン５Ｂが所望のタイミング
でその送り速度が変更されて上下動される。上記駆動回
路２７及びメモリ２８は例えば第２実施例である図５の
加工装置のコンピュータ９に内蔵又は接続してコンピュ
ータ９により制御することができる。
て、回転速度が可変自在なパルスモータ２６の回転軸に
固定されたピニオン２５が、ピン５Ｂのラック部５Ｃに
かみ合っている。モータ２６は駆動回路２７によって駆
動制御され、駆動回路２７は、例えば図６の速度制御グ
ラフのデータが記憶されたメモリ２８に接続されてお
り、該メモリ２８に記憶されたデータに基づいて駆動回
路２７より駆動パルスがモータ２６に送られ、該モータ
２６が所望のタイミングで駆動制御される。よって、モ
ータ２６の正逆回転によりピン５Ｂが所望のタイミング
でその送り速度が変更されて上下動される。上記駆動回
路２７及びメモリ２８は例えば第２実施例である図５の
加工装置のコンピュータ９に内蔵又は接続してコンピュ
ータ９により制御することができる。
【００２２】この駆動制御の一例を以下に説明する。す
なわち、スリーブ１の軸受穴１Ａにいずれか１種の球３
Ｃをピン５Ｂで押し通す場合、軸受穴１Ａの開口付近の
両端部１Ｄでは、スリーブ１に応力をあまり与えないよ
うにするため、図６にＳ２（例えば１ｍｍ／秒）で示す
ように低速で球３Ｃを押し通す一方、両端部１Ｄ以外の
中間部では、応力を与えても上記両端部Ｄ１ほど支障が
ないので、Ｓ３（例えば１０ｍｍ／秒）の中速で球３Ｃ
を押し通して、スリーブ１を塑性加工する。速度Ｓ１
（例えば２０ｍｍ／秒）は、中間部のうちの塑性加工し
ない部分１Ｃで早送りする速度を示している。なお、両
端部１Ｄ以外で塑性加工しない部分１Ｃの近傍部分１Ｅ
では、上記Ｓ２とＳ３との間の速度とする。
なわち、スリーブ１の軸受穴１Ａにいずれか１種の球３
Ｃをピン５Ｂで押し通す場合、軸受穴１Ａの開口付近の
両端部１Ｄでは、スリーブ１に応力をあまり与えないよ
うにするため、図６にＳ２（例えば１ｍｍ／秒）で示す
ように低速で球３Ｃを押し通す一方、両端部１Ｄ以外の
中間部では、応力を与えても上記両端部Ｄ１ほど支障が
ないので、Ｓ３（例えば１０ｍｍ／秒）の中速で球３Ｃ
を押し通して、スリーブ１を塑性加工する。速度Ｓ１
（例えば２０ｍｍ／秒）は、中間部のうちの塑性加工し
ない部分１Ｃで早送りする速度を示している。なお、両
端部１Ｄ以外で塑性加工しない部分１Ｃの近傍部分１Ｅ
では、上記Ｓ２とＳ３との間の速度とする。
【００２３】図７のグラフはこの時の球３Ｃを押し通す
速度（バニッシュ速度）とスリーブ１の軸受穴１Ａの内
径の変化量の関係を球の径Ｄｂと下穴径Ｄ１が一定の関
係を有する場合について表した図である。図中に示すよ
うに送り速度が早いと内径変化量はわずかに大きくな
る。これは送り速度が速い程、スリーブ１に与えられる
加工応力が高くなり、それにより塑性加工量が増加する
ためと推定されている。このように球３Ｃの送り速度を
軸受穴１Ａの両端部１Ｄにおいて遅くすることにより、
加工後の軸受穴１Ａの円筒度を良くすることができる。
速度（バニッシュ速度）とスリーブ１の軸受穴１Ａの内
径の変化量の関係を球の径Ｄｂと下穴径Ｄ１が一定の関
係を有する場合について表した図である。図中に示すよ
うに送り速度が早いと内径変化量はわずかに大きくな
る。これは送り速度が速い程、スリーブ１に与えられる
加工応力が高くなり、それにより塑性加工量が増加する
ためと推定されている。このように球３Ｃの送り速度を
軸受穴１Ａの両端部１Ｄにおいて遅くすることにより、
加工後の軸受穴１Ａの円筒度を良くすることができる。
【００２４】なお、軸受穴１Ａの内周面には動圧発生溝
１Ｂは無くても同じである。本発明が適用されるワーク
の穴としては、スリーブ１の軸受穴１Ａに限らず、板部
材の穴などでもよい。
１Ｂは無くても同じである。本発明が適用されるワーク
の穴としては、スリーブ１の軸受穴１Ａに限らず、板部
材の穴などでもよい。
【００２５】以上のように本実施例は、精密軸受の軸受
穴１Ａに複数の径３の球から１種の選択された径の球３
を押し通すことにより、軸受穴１Ａの内径のバラツキを
少なく抑えることができ、高性能な精密軸受を得ること
ができる。
穴１Ａに複数の径３の球から１種の選択された径の球３
を押し通すことにより、軸受穴１Ａの内径のバラツキを
少なく抑えることができ、高性能な精密軸受を得ること
ができる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明のワークの穴加工装
置及び方法は、予じめ用意された複数の径の球の中から
選択された球をワークの穴に押し通すことにより、穴の
内径のバラツキを数ミクロンに抑え高精度にサイジング
加工する事を可能にし、高精度なワークの加工を行うこ
とができる。
置及び方法は、予じめ用意された複数の径の球の中から
選択された球をワークの穴に押し通すことにより、穴の
内径のバラツキを数ミクロンに抑え高精度にサイジング
加工する事を可能にし、高精度なワークの加工を行うこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかるワークの穴加工装
置の一部断面図
置の一部断面図
【図２】本発明の第１実施例の加工装置により加工され
た後のスリーブの縦断面図
た後のスリーブの縦断面図
【図３】上記第１実施例の加工装置のストッパー部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図４】上記第１実施例にかかる加工方法のフローチャ
ート
ート
【図５】本発明の第２実施例にかかるワークの穴加工装
置の一部断面図
置の一部断面図
【図６】本発明の第３実施例の加工装置の説明図及びそ
の速度制御グラフ
の速度制御グラフ
【図７】本発明の第３実施例にかかる加工装置における
スリーブの軸受穴の内径変化量とバニッシュ速度との関
係を示すグラフ
スリーブの軸受穴の内径変化量とバニッシュ速度との関
係を示すグラフ
【図８】動圧流体軸受けの穴加工工程解説図
【図９】従来の軸受けの穴加工装置による穴加工の説明
図
図
【図１０】従来の加工後のスリーブ断面図
【図１１】従来の加工装置における仕上がり径と下穴径
との関係を示すグラフ
との関係を示すグラフ
１ スリーブ １Ａ 軸受穴 １Ｂ 動圧発生溝 ２ 上部ステージ ３，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ 加工球 ３Ａ 測定球 ４ 加工球供給装置 ５Ａ ピン ５Ｂ ピン ６ 下部ステージ ７ シュート ８ ロードセル ９ コンピュータ １０ ステージ駆動手段 ２３ ストッパー ２４ バネ ２５ ピニオン ２６ パルスモータ ２７ 駆動回路 ２８ メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−246436（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71367（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−348865（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−28365（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−44637（ＪＰ，Ｕ) 特公 平３−68768（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭43−6395（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 53/10 B24B 39/02
Claims (6)
- 【請求項１】 ワーク（１）の穴（１Ａ）に加工球
（３）を挿入することにより該穴の内面加工を行うワー
クの穴加工装置において、 複数の異なる径寸法を有する加工球を備える加工球供給
装置（４）と、 上記球供給装置に備えられた上記加工球の中から、上記
ワークの穴の内径をＤ１としたとき外径が（１〜１．０
２）×Ｄ１の範囲内の寸法を有する加工球を１つ選択す
る加工球選択装置（２，９，１０）と、 上記選択装置により選択された加工球を上記加工球供給
装置から上記ワークの穴に押し通させる加工球押し通し
装置（５Ｂ，２５，２６，２７）とを備えるようにした
ワークの穴加工装置。 - 【請求項２】 上記加工球押し通し装置は、上記選択さ
れた球を押圧部材（５Ｂ）により押圧して上記ワークの
穴に押し通すとともに、上記ワークの穴の開口付近より
も上記ワークの穴の両穴開口付近の中間部での加工球通
過速度を速くした請求項１に記載のワークの穴加工装
置。 - 【請求項３】 ワーク（１）の穴（１Ａ）に加工球（３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ）を挿入することにより該穴の内
面加工を行うワークの穴加工装置において、 上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球（３Ａ）を押し通し、この測定球の押し通
し時の荷重の大小を検出する測定球挿入装置（８，５
Ａ，９）と、 複数の異なる径寸法を有する加工球（３Ｂ，３Ｃ，３
Ｄ，３Ｅ）を備える加工球供給装置（４）と、 上記測定球挿入装置により押し通された測定球の検出さ
れた荷重を元に、上記加工球供給装置に備えられた上記
加工球の中から、上記ワークの穴の内径をＤ１とすると
ともに上記測定球の外径をＤｂ１としたとき、外径Ｄｂ
がＤｂ１＜Ｄｂ≦（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を
有する加工球を１つ選択する加工球選択装置（２，９，
１０）と、 上記選択装置により選択された加工球を上記加工球供給
装置から上記ワークの穴に押し通させる加工球押し通し
装置（５Ｂ，２５，２６，２７）とを備えるようにした
ワークの穴加工装置。 - 【請求項４】 上記加工球押し通し装置は、上記選択さ
れた球を押圧部材（５Ｂ）により押圧して上記ワークの
穴に押し通すとともに、上記ワークの穴の開口付近より
も上記ワークの穴の両穴開口付近の中間部での加工球通
過速度を速くした請求項３に記載のワークの穴加工装
置。 - 【請求項５】 ワーク（１）の穴（１Ａ）に加工球（３
Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ）を挿入することにより該穴の内
面加工を行うワークの穴加工方法において、 上記ワークの穴に上記加工球を挿入する前に、上記ワー
クの穴に対して、該ワークの穴の内径をＤ１としたとき
外径Ｄｂ１がＤ１≦Ｄｂ１≦（１．００３×Ｄ１）の範
囲内の測定球（３Ａ）を押し通し、この測定球の押し通
し時の荷重の大小を検出するステップと、上記押し通さ
れた測定球の検出された荷重を元に、複数の異なる径寸
法を有する加工球（３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ）の中か
ら、上記ワークの穴の内径をＤ１とするとともに上記測
定球の外径をＤｂ１としたとき、外径ＤｂがＤｂ１＜Ｄ
ｂ≦（１．０２×Ｄ１）の範囲内の寸法を有する加工球
を１つ選択するステップと、上記選択された加工球を上
記ワークの穴に押し通させるステップとを備えるように
したワークの穴加工方法。 - 【請求項６】 上記加工球を押し通すステップでは、上
記選択された球を押圧部材（５Ｂ）により押圧して上記
ワークの穴に押し通すとともに、上記ワークの穴の開口
付近よりも上記ワークの穴の両穴開口付近の中間部での
加工球通過速度を速くした請求項５に記載のワークの穴
加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23382694A JP3149701B2 (ja) | 1993-09-30 | 1994-09-28 | ワークの穴加工装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-244463 | 1993-09-30 | ||
| JP24446393 | 1993-09-30 | ||
| JP23382694A JP3149701B2 (ja) | 1993-09-30 | 1994-09-28 | ワークの穴加工装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07164086A JPH07164086A (ja) | 1995-06-27 |
| JP3149701B2 true JP3149701B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=26531214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23382694A Expired - Lifetime JP3149701B2 (ja) | 1993-09-30 | 1994-09-28 | ワークの穴加工装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3149701B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105798534A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 宁波精益飞达轴业有限公司 | 蜗杆内孔的自动化挤压研光加工机 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5718155A (en) * | 1995-07-14 | 1998-02-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Sleeve bore machining apparatus and sleeve bore machining method |
| CN106363342A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-02-01 | 青岛德盛机械制造有限公司 | 一种工件通孔内表面光整装置 |
| KR102401495B1 (ko) * | 2020-08-10 | 2022-05-25 | (주)앰스코 | 볼 버니싱을 이용한 내경 정밀 가공 장치 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23382694A patent/JP3149701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105798534A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-27 | 宁波精益飞达轴业有限公司 | 蜗杆内孔的自动化挤压研光加工机 |
| CN105798534B (zh) * | 2016-05-17 | 2017-10-13 | 宁波精益飞达轴业有限公司 | 蜗杆内孔的自动化挤压研光加工机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07164086A (ja) | 1995-06-27 |
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