JPH1177442A - テーパ軸のテーパ面への動圧溝のプレス成形法及び装置及び金型 - Google Patents
テーパ軸のテーパ面への動圧溝のプレス成形法及び装置及び金型Info
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- JPH1177442A JPH1177442A JP26282997A JP26282997A JPH1177442A JP H1177442 A JPH1177442 A JP H1177442A JP 26282997 A JP26282997 A JP 26282997A JP 26282997 A JP26282997 A JP 26282997A JP H1177442 A JPH1177442 A JP H1177442A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ラジアル方向とスラスト方向の2方向の負荷を
支持できる動圧流体軸受け用のテーパ軸に、容易に動圧
溝をプレス成形する方法及び装置を提供する。 【構成】動圧溝の被成形テーパ軸を2個のサポートロー
ラと動圧溝が成形された金型とで、テーパ軸とサポート
ローラの円錐面の頂点が金型の軸心上の1点で一致する
ように3点支持する。さらに2個のサポートローラは金
型の軸心の直線上にその軸心がある円錐台上のバックア
ップローラにより支持される。サポートローラは金型及
びバックアップローラに対して、金型の軸心周りに相対
的に旋回できるよう保持器に保持されている。テーパ軸
を適当な量金型に押し込んで、サポートローラを金型の
軸心周りに相対的に回転運動させて、テーパ軸を金型の
動圧溝成形面上を転がしてテーパ軸のテーパ面に動圧溝
をプレス成形する。
支持できる動圧流体軸受け用のテーパ軸に、容易に動圧
溝をプレス成形する方法及び装置を提供する。 【構成】動圧溝の被成形テーパ軸を2個のサポートロー
ラと動圧溝が成形された金型とで、テーパ軸とサポート
ローラの円錐面の頂点が金型の軸心上の1点で一致する
ように3点支持する。さらに2個のサポートローラは金
型の軸心の直線上にその軸心がある円錐台上のバックア
ップローラにより支持される。サポートローラは金型及
びバックアップローラに対して、金型の軸心周りに相対
的に旋回できるよう保持器に保持されている。テーパ軸
を適当な量金型に押し込んで、サポートローラを金型の
軸心周りに相対的に回転運動させて、テーパ軸を金型の
動圧溝成形面上を転がしてテーパ軸のテーパ面に動圧溝
をプレス成形する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体動圧軸受け用
のテーパ軸にスパイラルあるいはへリングボーン状の動
圧溝を成形する方法に係わり、高速で簡単なテーパ軸へ
の動圧溝のプレス成形法、装置及び金型に関する。
のテーパ軸にスパイラルあるいはへリングボーン状の動
圧溝を成形する方法に係わり、高速で簡単なテーパ軸へ
の動圧溝のプレス成形法、装置及び金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の、流体軸受けに用いられている軸
にスパイラルあるいはへリングボーン状の動圧溝を成形
する装置としては、例えば特開昭63ー280914に
見られる図11に示す方法がある。この方法は、円板状
硬質体の外周に動圧溝を成形した金型101を、ローラ
102により支持された軸103に圧力を加えて押し付
け、金型を回転させることにより、軸103の外周に動
圧溝を成形するものである。この方法では、直径が一様
な円柱状の軸には動圧溝の成形が可能であるが、テーパ
軸には成形ができない。プレス加工以外で軸の外周面に
動圧用の微細な溝を成形する方法には、エッチングある
いはレーザ加工法があり、これらの方法はテーパ軸にも
適用できるが、加工能率が低く生産性がよくない、また
溝の深さが安定しないことや、成形溝の形状精度が悪い
等の問題点がある。
にスパイラルあるいはへリングボーン状の動圧溝を成形
する装置としては、例えば特開昭63ー280914に
見られる図11に示す方法がある。この方法は、円板状
硬質体の外周に動圧溝を成形した金型101を、ローラ
102により支持された軸103に圧力を加えて押し付
け、金型を回転させることにより、軸103の外周に動
圧溝を成形するものである。この方法では、直径が一様
な円柱状の軸には動圧溝の成形が可能であるが、テーパ
軸には成形ができない。プレス加工以外で軸の外周面に
動圧用の微細な溝を成形する方法には、エッチングある
いはレーザ加工法があり、これらの方法はテーパ軸にも
適用できるが、加工能率が低く生産性がよくない、また
溝の深さが安定しないことや、成形溝の形状精度が悪い
等の問題点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は、上記した
従来技術の欠点をなくし、テーパ軸の側面全周に動圧溝
を高能率高精度に成形する方法、装置及び成型用金型の
提供を目的とするものである。
従来技術の欠点をなくし、テーパ軸の側面全周に動圧溝
を高能率高精度に成形する方法、装置及び成型用金型の
提供を目的とするものである。
【0004】
【問題点を解決するための手段】円周方向に転写したい
動圧溝を成形した円板状あるいは円錐台状の金型と、該
金型の軸心と同一直線上にその軸心が来るように円錐台
上のバックアップローラをサポートローラの支持部に対
し相対的に回転できるように配置する。被成形体である
テーパ軸を、保持器内に回転自由に保持された硬質のテ
ーパ状のサポートローラ2個で支持しながら、金型とバ
ックアップローラ間に狭持する。このとき円錐台上のバ
ックアップローラの円錐面が2個のサポートローラの円
錐面と接するように、さらにテーパ軸、サポートロー
ラ、バックアップローラのすべての円錐面の頂点が、金
型の軸心上の1点で一致するように配置する。次にテー
パ軸を金型の動圧溝成形面に強く圧接しながら、動圧溝
成形面上を転がす。
動圧溝を成形した円板状あるいは円錐台状の金型と、該
金型の軸心と同一直線上にその軸心が来るように円錐台
上のバックアップローラをサポートローラの支持部に対
し相対的に回転できるように配置する。被成形体である
テーパ軸を、保持器内に回転自由に保持された硬質のテ
ーパ状のサポートローラ2個で支持しながら、金型とバ
ックアップローラ間に狭持する。このとき円錐台上のバ
ックアップローラの円錐面が2個のサポートローラの円
錐面と接するように、さらにテーパ軸、サポートロー
ラ、バックアップローラのすべての円錐面の頂点が、金
型の軸心上の1点で一致するように配置する。次にテー
パ軸を金型の動圧溝成形面に強く圧接しながら、動圧溝
成形面上を転がす。
【0005】
【作用】金型とテーパ軸を互に強く押しつけながら、テ
ーパ軸を金型の動圧溝成形面上を転がすと、テーパ軸の
頂点は金型の軸心に一致しているので、テーパ軸は金型
の動圧溝成形面上を金型の軸心の回りに滑り無く転が
り、テーパ面に動圧溝を正確に成形することができる。
ーパ軸を金型の動圧溝成形面上を転がすと、テーパ軸の
頂点は金型の軸心に一致しているので、テーパ軸は金型
の動圧溝成形面上を金型の軸心の回りに滑り無く転が
り、テーパ面に動圧溝を正確に成形することができる。
【0006】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を説明
する。図1、図2、図3及び図4は本発明の第1の実施
例で、図1は主要部全体の断面を示したものである。図
3は図1のa〜a断面である。図1、図3に示すよう
に、テーパ軸22が円筒状のシリンダ20内に形成した
保持器26内に回転自由にかつ相対位置が変わらないよ
うに側面が拘束されたテーパ形状のサポートローラ21
a、21bの間に支持されながら、テーパ面に円周方向
に動圧溝31を成形した円錐台状の金型1と円錐台状の
バックアップローラ4により狭持されている。
する。図1、図2、図3及び図4は本発明の第1の実施
例で、図1は主要部全体の断面を示したものである。図
3は図1のa〜a断面である。図1、図3に示すよう
に、テーパ軸22が円筒状のシリンダ20内に形成した
保持器26内に回転自由にかつ相対位置が変わらないよ
うに側面が拘束されたテーパ形状のサポートローラ21
a、21bの間に支持されながら、テーパ面に円周方向
に動圧溝31を成形した円錐台状の金型1と円錐台状の
バックアップローラ4により狭持されている。
【0007】バックアップローラ4の円錐面、テーパ軸
22及びサポートローラ21a、21b並びに金型1の母
線の仮想頂点は、図2に示すように金型の軸心上の1点
Oで交わる。そしてこれら4者の接触点の幾何学的位置
関係は、金型1の動圧溝成形面の内側半径をR1、外半
径をR2とし、これに接するテーパ軸22のP点、Q点
の直径をそれぞれd1、d2とし、その頂角を2θとす
ると、
22及びサポートローラ21a、21b並びに金型1の母
線の仮想頂点は、図2に示すように金型の軸心上の1点
Oで交わる。そしてこれら4者の接触点の幾何学的位置
関係は、金型1の動圧溝成形面の内側半径をR1、外半
径をR2とし、これに接するテーパ軸22のP点、Q点
の直径をそれぞれd1、d2とし、その頂角を2θとす
ると、
【0008】
【数1】 2R1=d1/sin(θ),
【0009】
【数2】 R1/R2=d1/d2
【0010】の関係がある。またテーパ軸22の金型1
との接触点P、Q点に対応するサポートローラ21のテ
ーパ軸22との接触点R点及びS点における直径dr
1、dr2との間には、
との接触点P、Q点に対応するサポートローラ21のテ
ーパ軸22との接触点R点及びS点における直径dr
1、dr2との間には、
【0011】
【数3】 dr2/dr1=d2/d1
【0012】の関係があり、同様にバックアップローラ
4のサポートローラ21との接触点T点及び、U点にお
ける半径r1及びr2の間には、
4のサポートローラ21との接触点T点及び、U点にお
ける半径r1及びr2の間には、
【0013】
【数4】 r2/r1=d2/d1
【0014】の関係がある。このような幾何学的位置関
係にテーパ軸22と金型1及びバックアップローラ4及
びサポートローラ21を保持して、テーパ軸を金型に強
く押しつけて、金型の動圧溝成形面上を転がすことによ
り、テーパ軸の外周面に動圧溝を転写できる。
係にテーパ軸22と金型1及びバックアップローラ4及
びサポートローラ21を保持して、テーパ軸を金型に強
く押しつけて、金型の動圧溝成形面上を転がすことによ
り、テーパ軸の外周面に動圧溝を転写できる。
【0015】具体的な装置構成としては図1に示すよう
に、金型1はベース12に固定されたコラム10に固定
され、バックアップローラ4はベース12に固定された
コラム11にテーパローラベアリング15、16を介し
て、その軸心が金型1の軸心と同一直線上になるように
回転自由に取り付けられている。そして内部に保持部2
6を持つシリンダ20とテーパローラベアリング13を
内包するベアリングホルダ19及びテーパローラベアリ
ング14を内包するウォームホイール17を介して金型
1とバックアップローラ4を回転自由に挟み込んだ構造
としている。
に、金型1はベース12に固定されたコラム10に固定
され、バックアップローラ4はベース12に固定された
コラム11にテーパローラベアリング15、16を介し
て、その軸心が金型1の軸心と同一直線上になるように
回転自由に取り付けられている。そして内部に保持部2
6を持つシリンダ20とテーパローラベアリング13を
内包するベアリングホルダ19及びテーパローラベアリ
ング14を内包するウォームホイール17を介して金型
1とバックアップローラ4を回転自由に挟み込んだ構造
としている。
【0016】ウォームホィール17はウォーム18にか
み合い、ウォーム18は図示しないがベース12に固定
されたモータ等の回転駆動装置の出力軸に結合されてい
る。
み合い、ウォーム18は図示しないがベース12に固定
されたモータ等の回転駆動装置の出力軸に結合されてい
る。
【0017】シリンダ20内の保持部26には、図3に
示すように保持穴27及び28が設けてあり、それぞれ
の保持穴には2組のサポートローラ21a、21b、及
び21a’21b’が軸方向及び側面方向には拘束さ
れ、回転自由に保持されている。シリンダ20の側壁に
は保持穴27、28がある方向に、ワーク入出穴24、
及び25が設けてある。
示すように保持穴27及び28が設けてあり、それぞれ
の保持穴には2組のサポートローラ21a、21b、及
び21a’21b’が軸方向及び側面方向には拘束さ
れ、回転自由に保持されている。シリンダ20の側壁に
は保持穴27、28がある方向に、ワーク入出穴24、
及び25が設けてある。
【0018】金型1には図5に示すようにテーパ面に深
さ数十〜数百μmの動圧溝3a、3bが成形されてお
り、さらに動圧溝成形面には切欠き32a及び32bが
設けてある。それぞれの切欠き32a及び32bの深さ
は、一方を、たとえば切欠き32aが、テーパ軸22の
側面に所用深さの動圧溝を成形するために必要な押し込
み量に等しい量とし、他方の切欠き32bをこれより若
干大きい量としている。この場合、切欠きの動圧溝内側
の幅をhとすると、図2に示す金型とテーパ軸の幾何学
的な位置関係より、
さ数十〜数百μmの動圧溝3a、3bが成形されてお
り、さらに動圧溝成形面には切欠き32a及び32bが
設けてある。それぞれの切欠き32a及び32bの深さ
は、一方を、たとえば切欠き32aが、テーパ軸22の
側面に所用深さの動圧溝を成形するために必要な押し込
み量に等しい量とし、他方の切欠き32bをこれより若
干大きい量としている。この場合、切欠きの動圧溝内側
の幅をhとすると、図2に示す金型とテーパ軸の幾何学
的な位置関係より、
【0019】
【数5】 R1=Rsin(α)
【0020】
【数6】 d1/2=Rsin(θ)
【0021】であり、テーパ軸の外周全面に動圧溝を成
形するためには、テーパ軸が一回転する長さより、金型
の動圧溝成形面の1/2から切欠き長さを引いた量を大
きくする必要がある。よって
形するためには、テーパ軸が一回転する長さより、金型
の動圧溝成形面の1/2から切欠き長さを引いた量を大
きくする必要がある。よって
【0022】
【数7】 πd1≦πR1−h
【0023】となる関係が必要で、これに
【数5】及び
【数6】の関係を代入して、
【0024】
【数8】 2πRsin(θ)≦πRsin
(α)ーh
(α)ーh
【0025】これを整理して、
【0026】
【数9】 sin(θ)≦{πRsin
(α)ーh}/2πR
(α)ーh}/2πR
【0027】となる。
【数9】の関係が満足できるテーパ軸のとき、金型に切
欠きを動圧溝成形面の180度ずれた位置2カ所に設け
ることができる。
欠きを動圧溝成形面の180度ずれた位置2カ所に設け
ることができる。
【0028】次に本実施例の作用について説明する。切
欠き32を上方に向けて金型1をコラム1に固定し、ワ
ーク入出穴24からテーパ軸22を金型1の切欠き32
とサポートローラ21の間に押し込む。ウォーム18を
回転させると、ウォームホィール17が金型1の軸心周
りに、たとえば時計回りに回転する。このとき図4に示
すように、シリンダ20内の保持部26が同図の矢印A
の方向に回転すると保持穴27内に保持されたサポート
ローラ21a、21bがバックアップローラ4上を転が
り、矢印C、C’の向きに回転する。これによりサポー
トローラ21a、21bに支持されたテーパ軸22が矢
印Bの向きに回転して、金型1の動圧溝成形面3a上を
転がる。
欠き32を上方に向けて金型1をコラム1に固定し、ワ
ーク入出穴24からテーパ軸22を金型1の切欠き32
とサポートローラ21の間に押し込む。ウォーム18を
回転させると、ウォームホィール17が金型1の軸心周
りに、たとえば時計回りに回転する。このとき図4に示
すように、シリンダ20内の保持部26が同図の矢印A
の方向に回転すると保持穴27内に保持されたサポート
ローラ21a、21bがバックアップローラ4上を転が
り、矢印C、C’の向きに回転する。これによりサポー
トローラ21a、21bに支持されたテーパ軸22が矢
印Bの向きに回転して、金型1の動圧溝成形面3a上を
転がる。
【0029】ところで金型1のパターン内半径R1とバ
ックアップローラ4の接触点Sにおける半径r1とには
寸法差があるので、周速度に差があるため、その差分だ
けバックアップローラ4がサポートローラ21との摩擦
力により矢印A’方向へ転がり、テーパ軸と金型との間
で滑りがないようにしている。
ックアップローラ4の接触点Sにおける半径r1とには
寸法差があるので、周速度に差があるため、その差分だ
けバックアップローラ4がサポートローラ21との摩擦
力により矢印A’方向へ転がり、テーパ軸と金型との間
で滑りがないようにしている。
【0030】テーパ軸22は金型1に強く押しつけられ
ているので、金型の表面に成形された動圧溝3aがテー
パ軸22の側面に転写成形される。シリンダ20が18
0度回転して、サポートローラ21に支持されたテーパ
軸22が下方に来ると、金型1の深い切欠き32bの位
置になるため、もはやテーパ軸22には保持力が働か
ず、ワーク入出穴25から下方に重力で落下する。次に
この位置で上方のワーク入出穴24より再びテーパ軸2
2を投入し、切欠き32aとサポートローラ21間に押
し込んで、今度は逆方向すなわち反時計方向に回転させ
ると、上記と同様の操作により金型1の動圧溝成形面3
bによりテーパ軸のテーパ面に動圧溝を成形することが
できる。
ているので、金型の表面に成形された動圧溝3aがテー
パ軸22の側面に転写成形される。シリンダ20が18
0度回転して、サポートローラ21に支持されたテーパ
軸22が下方に来ると、金型1の深い切欠き32bの位
置になるため、もはやテーパ軸22には保持力が働か
ず、ワーク入出穴25から下方に重力で落下する。次に
この位置で上方のワーク入出穴24より再びテーパ軸2
2を投入し、切欠き32aとサポートローラ21間に押
し込んで、今度は逆方向すなわち反時計方向に回転させ
ると、上記と同様の操作により金型1の動圧溝成形面3
bによりテーパ軸のテーパ面に動圧溝を成形することが
できる。
【0031】しかし、上記したように、
【数9】を満足できないすなわち頂角2θが概略60度
以上のテーパ軸では、第2の切欠きの位置を第1の切欠
き位置より180度以上ずらす必要があり、この場合1
個のテーパ軸の動圧溝を成形・排出後に、シリンダ20
を最初の位置へ戻し、次のテーパ軸を投入することにな
る。
以上のテーパ軸では、第2の切欠きの位置を第1の切欠
き位置より180度以上ずらす必要があり、この場合1
個のテーパ軸の動圧溝を成形・排出後に、シリンダ20
を最初の位置へ戻し、次のテーパ軸を投入することにな
る。
【0032】本発明の第2実施例を図6に示す。これ
は、上記第1実施例において金型1を円錐台形状として
いたものを、円板状として、その一端面に動圧溝を成形
したものである。他の構成及び作用は上記実施例1と全
く同様である。図8に金型形状を示す。金型は硬質材料
すなわちダイス鋼や、タングステンカーバイトを主成分
とする超硬合金、あるいはセラミックスなどで作られる
ため、その表面に動圧溝の微細形状をエッチング、放電
加工、レーザ加工などにより成形するが、成形面がテー
パ面のような曲面の場合、精度のよい形状を成形するこ
とがより難しくなる。そこで金型の動圧溝成形面を平面
とすることにより、動圧溝の成形が容易になる効果があ
る。
は、上記第1実施例において金型1を円錐台形状として
いたものを、円板状として、その一端面に動圧溝を成形
したものである。他の構成及び作用は上記実施例1と全
く同様である。図8に金型形状を示す。金型は硬質材料
すなわちダイス鋼や、タングステンカーバイトを主成分
とする超硬合金、あるいはセラミックスなどで作られる
ため、その表面に動圧溝の微細形状をエッチング、放電
加工、レーザ加工などにより成形するが、成形面がテー
パ面のような曲面の場合、精度のよい形状を成形するこ
とがより難しくなる。そこで金型の動圧溝成形面を平面
とすることにより、動圧溝の成形が容易になる効果があ
る。
【0033】また
【数9】からわかるように平面にすることにより、すな
わちα=90度とすることにより、動圧溝の成形半径R
1が最大となり、テーパ角の大きいテーパ軸に対しても
金型の動圧溝成形面の互いに180度離れた位置に切欠
きを設けることができる。すなわち
わちα=90度とすることにより、動圧溝の成形半径R
1が最大となり、テーパ角の大きいテーパ軸に対しても
金型の動圧溝成形面の互いに180度離れた位置に切欠
きを設けることができる。すなわち
【数9】より、切欠き幅hが小さいとして無視できると
き、θ<30°の条件で第1の切欠きから180度以内
の位置に2個目の切欠きを設けることができる。θ≧3
0°では、2個めの切欠きの位置を第1の切欠き位置よ
り180度以上ずらす必要があり、この場合、1個のテ
ーパ軸の動圧溝を成形・排出後に、シリンダ20を最初
の位置へ戻し、テーパ軸を投入することになる。
き、θ<30°の条件で第1の切欠きから180度以内
の位置に2個目の切欠きを設けることができる。θ≧3
0°では、2個めの切欠きの位置を第1の切欠き位置よ
り180度以上ずらす必要があり、この場合、1個のテ
ーパ軸の動圧溝を成形・排出後に、シリンダ20を最初
の位置へ戻し、テーパ軸を投入することになる。
【0034】本発明の第3実施例を図9に示す。これ
は、上記第1、2実施例において金型1とバックアップ
ローラ4の半径差による回転の速度差によるバックアッ
プローラ4の回転を、サポートローラとの摩擦力によっ
て行っていたものを、強制的に与えるようにしたもので
ある。バックアップローラ4の軸6にウォームホィール
37が固定されており、ウォームホィール37にはウォ
ーム38が噛み合っている。ウォーム38の軸に固定し
たプーリ41とウォーム18に固定したプーリ40の間
をタイミングベルト42により係合し、プーリ41を回
転駆動しウォーム38を回転することにより、テーパ軸
22が金型1’の動圧溝成形面31を転がるときの周速
度と、サポートローラ20がバックアップローラ4上を
転がるときの周速度の差を補正する。この場合、テーパ
軸22の回転がサポートローラ21の回転とテーパ軸が
金型1’の動圧溝成形面31を転がることにより与えら
れるので、テーパ軸の狭持力が小さい場合でも、滑るこ
となくテーパ軸22を確実に金型1’の動圧溝成形面3
1上を転がすことができ、そのテーパ面上に動圧溝を成
形できる。
は、上記第1、2実施例において金型1とバックアップ
ローラ4の半径差による回転の速度差によるバックアッ
プローラ4の回転を、サポートローラとの摩擦力によっ
て行っていたものを、強制的に与えるようにしたもので
ある。バックアップローラ4の軸6にウォームホィール
37が固定されており、ウォームホィール37にはウォ
ーム38が噛み合っている。ウォーム38の軸に固定し
たプーリ41とウォーム18に固定したプーリ40の間
をタイミングベルト42により係合し、プーリ41を回
転駆動しウォーム38を回転することにより、テーパ軸
22が金型1’の動圧溝成形面31を転がるときの周速
度と、サポートローラ20がバックアップローラ4上を
転がるときの周速度の差を補正する。この場合、テーパ
軸22の回転がサポートローラ21の回転とテーパ軸が
金型1’の動圧溝成形面31を転がることにより与えら
れるので、テーパ軸の狭持力が小さい場合でも、滑るこ
となくテーパ軸22を確実に金型1’の動圧溝成形面3
1上を転がすことができ、そのテーパ面上に動圧溝を成
形できる。
【0035】本発明の第4実施例を図10に示す。上記
第2、3実施例では、金型の動圧溝の成形面は平面で、
テーパローラが接触するサポート面は円錐であったが、
本実施例では、図11に示すように動圧溝52をもつ金
型51をサポートローラ21の円錐面と同一の頂角を持
つ円錐台形状としたものである。これにより金型51の
テーパ軸に接する点と、バックアップローラ74のサポ
ートローラ21との接触点との相対速度差が無くなり、
バックアップローラ74を回転させる必要が無くなり、
装置が間単になる。
第2、3実施例では、金型の動圧溝の成形面は平面で、
テーパローラが接触するサポート面は円錐であったが、
本実施例では、図11に示すように動圧溝52をもつ金
型51をサポートローラ21の円錐面と同一の頂角を持
つ円錐台形状としたものである。これにより金型51の
テーパ軸に接する点と、バックアップローラ74のサポ
ートローラ21との接触点との相対速度差が無くなり、
バックアップローラ74を回転させる必要が無くなり、
装置が間単になる。
【0036】装置の構成は図10に示すように、バック
アップローラ56の軸にスペーサ41を介して金型51
が固定されている。金型51がテーパローラベアリング
43とバックアップローラ56の軸57がテーパローラ
ベアリング44、45を介して、ベース50とシリンダ
40内に回転自由に狭持されている。また軸57にはウ
ォームホィール17が固定されており、これにウォーム
18が噛み合っている。ウォーム18は、図示しないが
ベース50に固定されたモータ軸に結合されている。上
記第1実施例と同様にサポートローラ21がシリンダ4
0内に設けた保持部41の扇状の保持穴に軸方向と側面
方向には拘束され、回転自由に保持されている。
アップローラ56の軸にスペーサ41を介して金型51
が固定されている。金型51がテーパローラベアリング
43とバックアップローラ56の軸57がテーパローラ
ベアリング44、45を介して、ベース50とシリンダ
40内に回転自由に狭持されている。また軸57にはウ
ォームホィール17が固定されており、これにウォーム
18が噛み合っている。ウォーム18は、図示しないが
ベース50に固定されたモータ軸に結合されている。上
記第1実施例と同様にサポートローラ21がシリンダ4
0内に設けた保持部41の扇状の保持穴に軸方向と側面
方向には拘束され、回転自由に保持されている。
【0037】作用は、金型51の切欠き53がシリンダ
40に設けたワーク入出穴34の位置にあるとき、テー
パ部位外に直径が一様な軸部を持ったテーパ軸60をワ
ーク入出穴34から金型51とサポートローラ21間に
挿入する。ウォーム18を回転し、これに噛み合うウォ
ームホィール17を回転させて、金型51及びバックア
ップローラ56を旋回させると、サポートローラ21は
保持穴内保持されているので、その場で回転する。サポ
ートローラ21に支持されて金型51に強く押しつけら
れたテーパ軸60もその場で回転し、金型51の旋回に
伴ってテーパ面に動圧溝が成形される。
40に設けたワーク入出穴34の位置にあるとき、テー
パ部位外に直径が一様な軸部を持ったテーパ軸60をワ
ーク入出穴34から金型51とサポートローラ21間に
挿入する。ウォーム18を回転し、これに噛み合うウォ
ームホィール17を回転させて、金型51及びバックア
ップローラ56を旋回させると、サポートローラ21は
保持穴内保持されているので、その場で回転する。サポ
ートローラ21に支持されて金型51に強く押しつけら
れたテーパ軸60もその場で回転し、金型51の旋回に
伴ってテーパ面に動圧溝が成形される。
【0038】図11は金型の形状を示したものである
が、金型51には切欠き部53に続いて深さの深い切欠
き54が設けてある。これは頂角60度以上のテーパ軸
に動圧溝を転造する場合の金型で、この場合、金型51
への動圧溝の成形角度は2πsin(θ)以上が必要で
ある。同図において切欠き53の位置にテーパ軸を投入
し、動圧溝成形面52上を転がし、切欠き54の位置で
取り出す。
が、金型51には切欠き部53に続いて深さの深い切欠
き54が設けてある。これは頂角60度以上のテーパ軸
に動圧溝を転造する場合の金型で、この場合、金型51
への動圧溝の成形角度は2πsin(θ)以上が必要で
ある。同図において切欠き53の位置にテーパ軸を投入
し、動圧溝成形面52上を転がし、切欠き54の位置で
取り出す。
【0039】このように、金型51とバックアップロー
ラ56を同一テーパ形状とすることにより、金型とバッ
クアップローラの相対速度差をなくすことができるの
で、バックアップローラを金型に対し一体に固定でき、
テーパ軸の位置を動かすことなく、動圧溝を成形できる
ので、この実施例にみるように、長軸のテーパ軸のテー
パ面への動圧溝の成形加工も可能である。また頂角の大
きいテーパ軸のとき、たとえば頂角90度以上のとき、
円板状金型を用いた場合、バックアップローラ4の直径
がきわめて小さくなり、剛性が低下したり甚だしい場合
は、直径が0になる危険性があるなどの問題点を解決で
きる。
ラ56を同一テーパ形状とすることにより、金型とバッ
クアップローラの相対速度差をなくすことができるの
で、バックアップローラを金型に対し一体に固定でき、
テーパ軸の位置を動かすことなく、動圧溝を成形できる
ので、この実施例にみるように、長軸のテーパ軸のテー
パ面への動圧溝の成形加工も可能である。また頂角の大
きいテーパ軸のとき、たとえば頂角90度以上のとき、
円板状金型を用いた場合、バックアップローラ4の直径
がきわめて小さくなり、剛性が低下したり甚だしい場合
は、直径が0になる危険性があるなどの問題点を解決で
きる。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、これまでできなかった
テーパ面への動圧溝のプレス成形が可能となる。
テーパ面への動圧溝のプレス成形が可能となる。
【図1】本発明の第1実施例の要部断面図。
【図2】本発明の主要部品の幾何学的位置関係を示した
模式図
模式図
【図3】図1のa〜a断面図。
【図4】本発明の第1実施例のテーパ軸支持部の要部斜
視図。
視図。
【図5】本発明の第1実施例の金型の斜視図。
【図6】本発明の第2実施例の要部断面図。
【図7】本発明第2実施例における主要部品の幾何学的
位置関係を示した模式図
位置関係を示した模式図
【図8】本発明の第2実施例の円板状金型の斜視図。
【図9】本発明の第3実施例の要部断面図。
【図10】本発明の第4実施例の要部断面図。
【図11】本発明の第4実施例の円錐台状金型の斜視
図。
図。
【図12】従来の動圧溝成形法の要部正面図。
1、51 金型 2、5、6、55
主軸 3、31、52 動圧溝成形面 4、56 バックア
ップローラ 5、6、57 軸 10、11 コラム 12、50 ベース 17、37 ウォー
ムホィール 18、38 ウォーム 19 ベアリングホ
ルダ 20、40 シリンダ 21 サポートロー
ラ 22、23、60 テーパ軸 24、25、34
ワーク入出穴 26、保持部 27、28 保持穴 29 キー 30 セパレイター 32、53、54 切欠き 40、41 プーリ 42 タイミングベルト 46 支柱 43、44、45 ベアリング 42、82、88
シリンダ 47、48 ベアリング 58 スペーサ
主軸 3、31、52 動圧溝成形面 4、56 バックア
ップローラ 5、6、57 軸 10、11 コラム 12、50 ベース 17、37 ウォー
ムホィール 18、38 ウォーム 19 ベアリングホ
ルダ 20、40 シリンダ 21 サポートロー
ラ 22、23、60 テーパ軸 24、25、34
ワーク入出穴 26、保持部 27、28 保持穴 29 キー 30 セパレイター 32、53、54 切欠き 40、41 プーリ 42 タイミングベルト 46 支柱 43、44、45 ベアリング 42、82、88
シリンダ 47、48 ベアリング 58 スペーサ
Claims (7)
- 【請求項1】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した金型
1と、該金型の軸心と同一直線上にその軸心がくるよう
に、かつ該金型に対し相対的に回転できるように支承し
た円錐台状のバックアップローラ4の間に、テーパ軸2
2と2個のテーパローラ状のサポートローラ21とを、
テーパ軸のテーパ面が金型の動圧溝成形面に接するよう
に、かつ2個のサポートローラのテーパ面がバックアッ
プローラのテーパ面に接するように狭持し、さらに金
型、バックアップローラ、サポートローラ、テーパ軸の
すべてのテーパ面の母線の仮想頂天が金型とバックアッ
プローラの軸心上の1点Oに一致するように配置し、被
成形テーパ軸を金型の動圧溝成形面に所要量押し込ん
で、転動させテーパ軸の側面に動圧溝を成形することを
特徴とするテーパ軸への動圧溝のプレス成形法。 - 【請求項2】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した円錐
台状金型1と、該金型の軸心と同一直線上にその軸心が
来るように該金型に対し相対的に回転できるように配置
した円錐台状のバックアップローラ4と、テーパ軸22
を金型との間で狭持する2個のテーパローラ状のサポー
トローラ21と、該サポートローラを金型とバックアッ
プローラ間にこれら3者と被成形テーパ軸の母線の仮想
頂点が金型の軸心上の1点で一致するように、かつ該サ
ポートローラの軸方向及び周方向には拘束し、その軸心
回りの回転は自由に支承する保持部26を有し、金型と
バックアップローラをベアリング13、14を介して内
包し、その側面にテーパ軸の投入穴24と取出穴25を
設けたシリンダ20と、該シリンダを金型の軸心回りに
回転させる駆動手段を持つことを特徴とするテーパ軸の
テーパ面への動圧溝のプレス成形装置。 - 【請求項3】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した金型
を円板状金型としたことを特徴とする請求項2のテーパ
軸への動圧溝のプレス成形装置。 - 【請求項4】 円錐台状のバックアップローラにシリン
ダの回転に同期して回転させる駆動手段を設け、金型の
動圧溝成形面上を転がるテーパ軸の周速度に対するバッ
クアップローラの周速度の差分を補正することを特徴と
する請求項2のテーパ軸への動圧溝のプレス成形装置。 - 【請求項5】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した円錐
台状の金型と円錐台状のバックアップローラのテーパ角
を同一とし、該金型とバックアップローラをこれら2者
の軸心が同一直線上にくるように固着し、これら2者を
ベアリングを介して内包するシリンダに対して、金型と
バックアップローラを一体回転させる駆動手段を設けた
ことを特徴とする請求項2のテーパ軸への動圧溝のプレ
ス成形装置。 - 【請求項6】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した金型
において、動圧溝成形面にテーパ軸のテーパ面に所要深
さの動圧溝を成形するに必要な押し込み量に等しい深さ
の切欠きと、該切欠きより若干深い切欠きを設けたこと
を特徴とする金型。 - 【請求項7】 円周方向に深さ数〜数百μmのへリング
ボーン状あるいはスパイラル状の動圧溝を成形した金型
において、動圧溝成形面に、テーパ軸のテーパ面に所要
深さの動圧溝を成形するに必要な押し込み量に等しい深
さの切欠きと、該切欠きより若干深い切欠きを互いに1
80度離れた位置に設けたことを特徴とする請求項6の
金型。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26282997A JPH1177442A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | テーパ軸のテーパ面への動圧溝のプレス成形法及び装置及び金型 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26282997A JPH1177442A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | テーパ軸のテーパ面への動圧溝のプレス成形法及び装置及び金型 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1177442A true JPH1177442A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17381202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26282997A Pending JPH1177442A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | テーパ軸のテーパ面への動圧溝のプレス成形法及び装置及び金型 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1177442A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101823192A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-08 | 沈阳第一机床厂 | 加工外圆、r面及端面的滚光工具 |
CN101947715A (zh) * | 2010-07-26 | 2011-01-19 | 山东浩信机械有限公司 | 滚孔刀 |
JP2015140915A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 日本サーモスタット株式会社 | 低温作動弁 |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP26282997A patent/JPH1177442A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101823192A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-08 | 沈阳第一机床厂 | 加工外圆、r面及端面的滚光工具 |
CN101947715A (zh) * | 2010-07-26 | 2011-01-19 | 山东浩信机械有限公司 | 滚孔刀 |
JP2015140915A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 日本サーモスタット株式会社 | 低温作動弁 |
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