JP2000094306A - 円筒体外径面の加工方法及び円筒体 - Google Patents

円筒体外径面の加工方法及び円筒体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度のころを多量かつ安価に作る加工方法
を提供する。 【解決手段】 平坦な対向面を有する上下円盤1,2の
間に、放射方向に貫通する案内溝4を備えた保持部材3
を設け、案内溝4に円筒体5を供給するとともに、円筒
体の外径面に荷重Pを与える。保持部材3を固定し、上
下円盤1,2に逆方向の回転を与えて円筒体5の外径面
を加工する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ころ軸受用のこ
ろ(円筒ころ、棒状ころ、針状ころ)や、精密小型モー
ターに使用されるマイクロシャフトのような円筒体にお
いて、必要な外径面を高精度かつ安価に形成することの
できる新規な加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】上述のような円筒体を製造する場合、一
般には、施削加工または引抜き加工された線材を所定の
長さに切断し、熱処理を行ったあと、外径面にセンター
レス研磨機による研削加工を施している。そして、更に
高精度が要求される場合には、研削加工後、超仕上加工
あるいはタンブリング加工を行い、必要により外径寸法
を測定して選別し、外径面の表面あらさや寸法ばらつき
などの精度を確保している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ころ軸受に
要求される性能は年々高度化しており、この要求を満た
すには、ころ軸受の性能に大きな影響を与えるころの精
度を向上させることが必須条件となっている。具体的に
は、1ロット内の外径寸法相互差が0.001ミリメートル
以下、外径表面あらさが0.05μmRz以下のような高精
度なころを多量かつ安価に作ることが強く望まれてい
る。本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであっ
て、高精度のころを多量かつ安価に作ることのできる加
工方法及びこのような加工を施した円筒体を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、平坦な対向面を有する上下円盤の間
に、放射方向に貫通する案内溝を備えた保持部材を設
け、前記案内溝に円筒体を供給するとともに、前記上下
円盤と前記円筒体の外径面との間に荷重を与え、前記保
持部材を固定する一方、前記上下円盤には逆方向の回転
を与えるようにして円筒体の外径面を加工している。
【0005】この発明では、上下円盤の回転に対応して
円筒体が回転するので、この回転運動によって円筒体の
外形面を研削加工することができる。本発明において、
上下円盤や保持部材の材質は、加工対象物に対応して適
宜に選択すれば良いが、金属以外に、砥石、合成樹脂、
合成ゴムなどが用いられる。本発明では、上下円盤の対
向面が平坦であるので、上下円盤の間に挟まれている複
数個の円筒体のうち、外径寸法の大きいものは小さなも
のより大きな荷重を受けて加工時の切削量が多くなり、
自動的に外形寸法が均一化されることになる。なお、表
面あらさは、切削量と関係が深く、被加工円筒体の1回
当たりの切削量を小さくするほど表面あらさは小さくな
り良好な表面を得ることができる。
【0006】また、本発明は、請求項2に記載のよう
に、上下円盤の回転速度に差を設けると共に、案内溝
を、保持部材の半径線に対して所定角度だけ傾斜させる
のが好ましい。この請求項2の発明では、円盤と被加工
円筒体の間に滑りが発生し、この滑り量は、回転速度差
が大きくなると増加し、滑り量が大きくなると切削量も
多くなる。したがって、上下円盤の回転速度差を調整す
ることにより切削量を変化させることができる。また、
この滑り力によって円筒体が案内溝の側壁に押しつけら
れるので、円筒体は、加工されつつ案内溝の側壁を滑る
ことになり、円筒体を移動させるための特別な機構が不
要となる。なお、上下円盤の材質や回転速度差の調整、
供給する加工液の選定、微細砥粒粉の添加などによっ
て、目標とする表面あらさが得られる切削量となる条件
設定が可能であり、適正な条件に設定することによって
目標とする外径寸法相互差または外径表面あらさを有す
る円筒体を得ることができる。
【0007】更にまた、本発明は、請求項3に記載のよ
うに、ロット内の外径寸法相互差、または外径面表面あ
らさが目標値に達するよう同一の加工を複数回繰り返す
ようにしても良い。外径寸法の相互差が大きいような場
合には、1パスでの加工では必要な精度が得られないた
め、請求項3に記載のこの方法が有効である。すなわ
ち、案内溝から排出された円筒体を、適当回数だけ循環
させて加工を繰り返すことにより、目標とする高精度な
外径寸法相互差を有する円筒体を作ることができる。ま
た、加工前の表面あらさが粗い場合には1パスでの加工
では目標あらさにならないことがあるが、このような場
合にも、複数回循環して加工を繰り返すことにより目標
の表面あらさを得ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図1は、本発明に係る
加工装置の原理図を図示したものであり、一点鎖線O−
Oを回転中心にして水平面上で互いに逆方向に回転する
上円盤1及び下円盤2と、この上円盤1と下円盤2との
間に固定配置される保持板3とが図示されている。図2
に示すように、保持板3は、平面視において略円環状で
あり、複数個の案内溝4が放射方向に形成されている。
この案内溝4は、加工対象物である円筒体5を通過させ
る部分であり、円筒体5の直径dよりやや大きい溝幅h
の貫通溝が、半径線rに対して所定角度aだけ傾斜して
形成されている。また、この保持板3のうち、上円盤1
と下円盤2とに挟まれる薄肉部の厚みtは、円筒体5の
直径dより薄く形成され、上下の円盤1,2に接触しな
い構造になっている(図3(a))。
【0009】保持板3の案内溝4には、可撓性のある供
給管6が接続されており、この供給管6を通して円筒体
5が連続して供給されるようになっている。また、円筒
体5は、パーツフィダー7から連続的に補給されるよう
になっている。なお、図1では、供給管6が保持板3の
内径側に設けられ、円筒体5を、保持板3の内周側から
外径側に向けて移動させているが、上下円盤1,2の回
転方向を逆転させるなどすれば、円筒体5を、保持板3
の外周側から内径側に向けて移動させることもできる。
【0010】以上の構造からなる加工装置を動作させる
場合には、案内溝4に充満した円筒体5に均等な負荷が
作用するよう、上円盤1の円周上に均一な荷重Pを与え
る。そして、上下円盤1,2の間に加工液を供給しなが
ら、上下円盤1,2を互いに逆方向に回転速度に差を設
けて回転させる。このように、本装置では、上下円盤
1,2を逆方向に回転させると共に、その回転速度に差
を設ける必要があるが、上下円盤1,2の双方に強制的
な回転力を与えるのでも良いし、上下円盤1,2のいず
れか一方のみに回転力を与え、他方を従動させても良
い。案内溝4が半径線rに対して傾斜しているため、駆
動側の円盤の移動量がL1のとき、これに対応する円筒
体5の回転距離はL5となり、更に従動側の移動量L2
はL5より短くなるので、上下円盤1,2の回転速度に
は案内溝の傾き角度aに対応した差が生じる(図5参
照)。
【0011】いずれにしても、上下円盤1,2の回転速
度は同一ではないので、例えば、図3(b)のように、
上円盤1が左方向M1、下円盤3が右方向M2に回転
し、上円盤1の回転速度より下円盤2の回転速度が速い
状態では、円筒体5は、回転しつつ案内溝4の右側壁面
41にF1の力で押しつけられることになる。そして、
案内溝4は、半径線rに対して所定角度aだけ傾斜して
いるので、図3(c)に示すように、円筒体5には、F
1の分力F2が発生し案内溝4の中を移動する滑り運動
が生じることになる。この滑り運動によって、円筒体5
が案内溝4内を放射方向に移動することになり、円筒体
5が自動的かつ連続的に加工されて案内溝4から排出さ
れることになる。すなわち、円筒体5が、パーツフィダ
ー7から供給管6を経て案内溝4に供給されると、連続
的に微細切削加工が施される。
【0012】上下円盤1,2の対向表面1a,2aを、
良好な平坦精度に形成しておけば、上下円盤1,2の間
に挟まれている複数個の円筒体5のうち、外径寸法の大
きいものは小さなものより大きな荷重を受けて加工時の
切削量が多くなり、自動的に外形寸法が均一化される。
なお、外径寸法の相互差が大きい場合には、1パスでの
加工では必要な精度が得られないため、図1で点線で示
すように、案内溝4から排出された円筒体5をパーツフ
ィダー7に帰し、複数回循環させて加工することによ
り、目標とする高精度な外径寸法相互差を有する円筒体
を作ることができる。
【0013】なお、表面あらさについては、表面あらさ
と切削量は関係が深く、被加工円筒体の1回当たりの切
削量を小さくするほど表面あらさは小さくなり、良好な
表面を得ることができる。また、上下円盤1,2の材質
や回転速度差の調整、供給する加工液の選定、微細砥粒
粉の添加などによって、目標とする表面あらさが得られ
る切削量となる条件設定が可能であり、適正な条件に設
定することによって目標とする外径表面あらさを有する
円筒体を得ることができる。加工前の表面あらさが粗く
1パスでの加工では目標あらさが得られない場合は、外
径寸法相互差の場合と同様に、複数回循環加工すること
により目標の表面あらさを有する円筒体を作ることがで
きる。なお、クラウニングがある場合は、上下円盤1,
2の両方または片方の材質をある程度弾性の大きいもの
を選定使用することにより、クラウニング部分まで目標
とする表面あらさとすることができる。
【0014】図4は、本発明の一実施例に係る装置であ
り、回転中心線O−Oから一方側の断面構造を略記して
いる。図示の通り、本実施例の装置には、3つの軸受1
0,11,12が設けられており、各軸受10,11,12の内輪側が
固定され、外輪側が回転するようになっている。すなわ
ち、図4に示す装置では、不図示の駆動ベルトによって
逆方向に回転する上下滑車13,14 と、滑車13,14 に対応
して逆方向に回転する上下円盤15,16 と、滑車13,14 の
回転を円盤15,16 に伝達する伝達部材17,18 と、回転保
持部材19及び位置決め部材20,21 とが回転するようにな
っている。なお、上下滑車13,14 の寸法差より明らかな
ように、上下円盤15,16 は、互いに異なる速度で回転し
ている。
【0015】一方、各軸受10,11,12の内輪側を説明する
と、回転中心位置に固定される軸部材22には軸受11,12
が嵌合されていると共に、軸部材22の上部外周には略円
筒状の中央ガイド部材23が螺合されている。そして、軸
部材22の上部内周に固定ネジ24が螺合されることによ
り、中央ガイド部材23が、軸部材22の上部に確実に保持
されている。この中央ガイド部材23には、複数個の連通
穴23a,23b ……が設けられており、複数個の連通穴23a
は半径方向外向きに形成され、連通穴23b を通して連通
穴23a に供給管24が嵌合されている。そして、この供給
管24の中を移動して、円筒体が供給されるようになって
いる。なお、この実施例では、供給管24は、金属線をコ
イル状に巻いて構成されており、可撓性を有すると共に
加工対象物が軸方向に円滑に移動するようになってい
る。
【0016】中央ガイド部材23の周方向外側には、略円
環状の保持板26が、補助部材25と共に嵌合されている。
略円環状の保持板26には、中央ガイド部材23の連通穴23
a に対応して、放射方向に案内溝27が複数個形成されて
おり、供給管24から供給された円筒体は、加工されつつ
移動するようになっている。なお、案内溝27の形状や構
造は図2〜図3で説明した通りであり、また、保持板26
の外側には受け皿31が設けられている。
【0017】中央ガイド部材23の軸方向の上部には、軸
受10の内輪が、軸方向に移動可能なようにルーズに取
り付けられている。また、押圧部材30が移動可能に遊嵌
されていると共に、締付ねじ29が螺合されており、この
締付ねじ29によって皿ばね28を圧縮させている。皿ばね
28は、上円盤15に適宜な荷重を与えるものであり、締付
ねじ29の螺合量を変化させることによって、(押圧部材
30、軸受10の内輪から外輪へ、更に伝達部材17を経
て)、上円盤15への負荷を調整するようになっている。
本実施例の装置は、以上の構成からなるが、上下円盤
15,16 が逆方向に異なる速度で回転すること、案内溝
27が半径線に対して所定角度aだけ傾斜していることに
よって、特別な搬送機構を用いなくても、自動的に円筒
体を研削しながら排出することができる。
【0018】以上、本発明に好ましい実施例を具体的に
説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を
限定するものではない。すなわち、本発明の趣旨は、平
坦な対向面を有する上下円盤の間に、放射方向に貫通す
る案内溝を備えた保持部材を設け、前記案内溝に円筒体
を供給するとともに、前記上下円盤と前記円筒体の外径
面との間に荷重を与え、前記保持部材を固定する一方、
前記上下円盤には逆方向の回転を与えるものであるか
ら、例えば、上下円盤15,16 や保持板26を下向きに傾斜
させて円筒体を移動させても良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高精度のころを多量かつ安価に作ることのできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を説明するための原理図である。
【図2】保持板の平面形状を図示したものである。
【図3】円筒体と保持板との関係を説明する図面であ
る。
【図4】本発明の一実施例を説明する概略断面図であ
る。
【図5】本発明の動作内容を説明する概略図である。
【符号の説明】
1 上円盤 2 下円盤 1a,2a 対向面 4 案内溝 3 保持部材(保持板)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平坦な対向面を有する上下円盤の間に、
    放射方向に貫通する案内溝を備えた保持部材を設け、 前記案内溝に円筒体を供給するとともに、前記上下円盤
    と前記円筒体の外径面との間に荷重を与え、前記保持部
    材を固定する一方、前記上下円盤には逆方向の回転を与
    えるようにした円筒体外径面の加工方法。
  2. 【請求項2】 前記上下円盤の回転速度に差を設けると
    共に、 前記案内溝は、前記保持部材の半径線に対して所定角度
    傾斜している請求項1に記載の加工方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の加工方法において、ロ
    ット内の外径寸法相互差、または外径面表面あらさが目
    標値に達するよう同一の加工を複数回繰り返すようにし
    た加工方法。
  4. 【請求項4】 平坦な対向面を有する上下円盤の間に、
    放射方向に貫通する案内溝を備えた保持部材を設け、 前記案内溝に加工前の円筒体を供給するとともに、前記
    上下円盤と前記円筒体の外径面との間に荷重を与え、前
    記保持部材を固定する一方、前記上下円盤には逆方向の
    回転を与えるようにして外径面を研削加工してなる円筒
    体。
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